WO2023276673A1 - 電流センサ - Google Patents

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WO2023276673A1
WO2023276673A1 PCT/JP2022/023977 JP2022023977W WO2023276673A1 WO 2023276673 A1 WO2023276673 A1 WO 2023276673A1 JP 2022023977 W JP2022023977 W JP 2022023977W WO 2023276673 A1 WO2023276673 A1 WO 2023276673A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
detection element
magnetic detection
current sensor
magnetic
busbar
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/023977
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
秀幸 佐藤
Original Assignee
株式会社村田製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社村田製作所 filed Critical 株式会社村田製作所
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices

Definitions

  • the present invention relates to current sensors.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2016-40558
  • Patent Document 2 2015-152363
  • Patent Document 3 2020-30046
  • Patent Document 4 JP-A-2018-72299
  • the current sensor described in Patent Document 1 includes a U-shaped current path, a first magnetic detection element and a second magnetic detection element.
  • the U-shaped current path includes a first current path and a second current path extending in parallel and spaced apart from each other, and a third current path connecting the first current path and the second current path to each other. .
  • Currents to be measured flowing through each of the first current path and the second current path flow in directions opposite to each other.
  • the first magnetic detection element detects a magnetic field generated by the current to be measured flowing through the first current path.
  • the second magnetic detection element detects a magnetic field generated by the current to be measured flowing through the second current path.
  • the current sensor described in Patent Document 2 includes a plurality of magnetoelectric transducers, conductors, lead frames, and insulating sheets.
  • a plurality of magnetoelectric conversion elements detect magnetic flux.
  • the conductor includes a first conductor portion and a second conductor portion formed via a step from the first conductor portion, through which current to be measured flows.
  • the lead frame forms signal terminals.
  • the insulating sheet is supported by the leadframe.
  • Each of the plurality of magnetoelectric conversion elements is arranged on both sides of the second conductor portion on the insulating sheet with the second conductor portion interposed therebetween.
  • a current sensor described in Patent Document 3 includes a conductor, a first magnetic element, a second magnetic element, a substrate, and a lead frame.
  • the conductor has a first channel portion through which a part of the current to be measured flows, and a second channel portion through which a current other than the part flows.
  • the first magnetic element detects the strength of the first magnetic field generated by the current flowing through the first flow path.
  • the second magnetic element detects the strength of the second magnetic field generated by the current flowing through the second flow path.
  • a substrate holds a first magnetic element and a second magnetic element.
  • a lead frame is connected to the first and second magnetic elements and the substrate. The lead frame is provided on one main surface side of the substrate.
  • the first magnetic element and the second magnetic element are arranged between the first flow path section and the second flow path section and between the lead frame and one main surface of the substrate.
  • the current sensor described in Patent Document 4 includes a busbar, a first magnetic sensing element, and a second magnetic sensing element.
  • the bus bar has a flat plate shape through which the current to be measured flows and has a hole.
  • the first magnetic sensing element has a first magnetic sensitive portion.
  • the second magnetic sensing element has a second magnetic sensitive portion.
  • Each of the first magnetic sensing element and the second magnetic sensing element is arranged inside the hole of the busbar.
  • Each of the first magnetic sensing portion and the second magnetic sensing portion is positioned within a range in the thickness direction of the busbar.
  • the current to be measured flows intensively on the inner circumference side, which is the shortest route, of the U-shaped folded portion of the busbar, so the electrical resistance value of the busbar increases.
  • the current to be measured flowing through the busbar generates a magnetic field in a direction orthogonal to the magnetic field detection direction of the magnetic detection element having the magnetic field detection direction in a plane parallel to the upper surface of the busbar. Therefore, it is difficult to apply the magnetic sensing element.
  • the wire when connecting the magnetic detection element and the signal terminal for outputting the magnetic detection to the outside with a wire, the wire is arranged inside the hole when viewed from the direction perpendicular to the upper surface of the bus bar. Since the busbar is located in the path of the wire that connects the magnetic detecting element and the signal terminal, the wire drawn into the hole may come close to the busbar and deteriorate the insulation resistance.
  • An object of the present invention is to provide a current sensor in which a sensor chip can be surface-mounted and in which insulation resistance can be improved.
  • a current sensor includes a busbar, a first magnetic detection element and a second magnetic detection element, at least one insulating member, and a plurality of signal terminals.
  • a current to be measured flows through the busbar.
  • Each of the first magnetic detection element and the second magnetic detection element detects a magnetic field component in the first direction of the magnetic field generated by the current flowing through the busbar.
  • At least one insulating member is positionally fixed with respect to the busbar and supports each of the first magnetic sensing element and the second magnetic sensing element.
  • the plurality of signal terminals are arranged side by side with a gap from the busbar in the first direction, and are electrically connected to the first magnetic detection element and the second magnetic detection element.
  • the busbar includes a body portion extending in a second direction orthogonal to the first direction.
  • the main body has an end face located on the signal terminal side in the first direction, and the end face is provided with a notch recessed in a direction away from the plurality of signal terminals in the first direction.
  • the notch penetrates the busbar in a third direction orthogonal to each of the first direction and the second direction.
  • the first magnetic detection element is positioned above the busbar in the third direction.
  • the second magnetic detection element is positioned inside the notch and below the center of the busbar in the third direction.
  • the first magnetic detection element detects a magnetic field component directed in one of the first directions in the magnetic field generated by the current flowing through the main body.
  • the second magnetic detection element detects a magnetic field component directed in the other of the first directions in the magnetic field generated by the current flowing through the main body.
  • the magnetic sensor chip can be surface-mounted while applying a magnetic field in the in-plane direction parallel to the upper surface of the bus bar to the magnetic detection element, suppressing an increase in the electrical resistance value of the bus bar, and Insulation resistance can be improved.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of a current sensor according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. FIG. 2 is a top view of the current sensor of FIG. 1 viewed from the direction of arrow II
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the current sensor of FIG. 2 as viewed in the direction of arrows on line III-III.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of a busbar and a magnetic detection element included in the current sensor according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the current sensor of FIG. 4 as seen from the direction of the arrows on line VV.
  • 1 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a current sensor according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 5 is a side view showing the results of simulation analysis of current density distribution when a current to be measured flows through the busbar of the current sensor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 11 is a top view showing the configuration of a busbar included in a current sensor according to a first modified example;
  • FIG. 11 is a top view showing the configuration of a busbar included in a current sensor according to a second modified example;
  • FIG. 11 is a top view showing the configuration of a busbar included in a current sensor according to a third modified example;
  • FIG. 11 is a top view showing the configuration of a current sensor according to a fourth modified example;
  • FIG. 11 is a top view showing the configuration of a current sensor according to a fifth modified example;
  • FIG. 11 is a top view showing the configuration of a busbar included in a current sensor according to a first modified example
  • FIG. 11 is a top view showing the configuration of a busbar included in a current sensor according to a second
  • FIG. 11 is a top view showing the configuration of a current sensor according to a sixth modified example
  • FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of a current sensor according to Embodiment 2 of the present invention
  • FIG. 7 is a perspective view showing the configuration of a current sensor according to Embodiment 3 of the present invention
  • FIG. 11 is a top view showing the configuration of a current sensor according to Embodiment 4 of the present invention
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of the current sensor of FIG. 16 as viewed in the direction of arrows XVII-XVII
  • FIG. 11 is a top view showing the configuration of a current sensor according to Embodiment 5 of the present invention
  • FIG. 11 is a top view showing the configuration of a current sensor according to Embodiment 6 of the present invention
  • FIG. 11 is a perspective view showing the configuration of a magnetic detection element included in a current sensor according to Embodiment 7 of the present invention;
  • FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of a current sensor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a top view of the current sensor of FIG. 1 as seen from the direction of arrow II.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the current sensor of FIG. 2 as viewed in the direction of arrows III-III.
  • FIG. 4 is a perspective view showing configurations of a bus bar and a magnetic detection element included in the current sensor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the sealing resin is shown through. 3 and 4 do not show the sealing resin.
  • the current sensor 100 includes a bus bar 110, a first magnetic sensor chip 140, a second magnetic sensor chip 145, at least one insulating member, It has an IC (Integrated Circuit) chip 160 , a plurality of signal terminals 170 , wires 180 and a sealing resin 190 .
  • IC Integrated Circuit
  • the busbar 110 includes a body portion 111, a first terminal portion 115, and a second terminal portion .
  • the body portion 111 extends in a second direction (X direction) perpendicular to the first direction (Y direction).
  • the body portion 111 in this embodiment is connected to the first terminal portion 115 on one side in the X direction and extends toward the other side in the X direction.
  • the body portion 111 is connected to the second terminal portion 116 on the other side in the X direction.
  • the body portion 111 has an end face 111e located on the signal terminal side in the first direction (Y direction).
  • the body portion 111 has an end face 111e provided with a notch portion 112 recessed in a direction away from the plurality of signal terminals in the first direction (Y direction).
  • the notch 112 in this embodiment is recessed in one direction in the Y direction.
  • the notch 112 penetrates the busbar 110 in a third direction (Z direction) orthogonal to each of the first direction (Y direction) and the second direction (X direction).
  • the notch portion 112 in this embodiment has a first surface portion 113 and a pair of second surface portions 114 .
  • the first surface portion 113 extends in the second direction (X direction).
  • the pair of second surface portions 114 extend from both ends of the first surface portion 113 in the second direction (X direction) in a direction approaching the plurality of signal terminals 170 .
  • Each of the pair of second surface portions 114 in the present embodiment extends from both ends of the first surface portion 113 to the other in the Y direction, perpendicular to the first surface portion 113 .
  • the notch 112 in the present embodiment allows the second magnetic sensor chip 145 to be arranged inside the notch 112 when viewed from the Z direction, and the electric resistance value of the current I flowing through the main body 111 does not increase significantly. set in the range.
  • the cutout portion 112 in the present embodiment is positioned in the center of the main body portion 111 in the X direction, but if a magnetic field in the Y direction can be applied to the second magnetic detection element 130, the cutout portion 112 can be positioned in the center. is not limited to
  • the first terminal portion 115 is connected to one end of the body portion 111 in the second direction (X direction).
  • the first terminal portion 115 extends along the second direction (X direction).
  • the first terminal portion 115 in the present embodiment is bent downward in the Z direction on one side in the X direction for connection with a measurement object (not shown).
  • One side of the first terminal portion 115 in the X direction is exposed from the sealing resin 190 .
  • the second terminal portion 116 is connected to the other end of the body portion 111 in the second direction (X direction).
  • the second terminal portion 116 extends along the second direction (X direction).
  • the second terminal portion 116 in this embodiment is bent downward in the Z direction on the other side in the X direction for connection with a measurement object (not shown).
  • the second terminal portion 116 is exposed from the sealing resin 190 on the other side in the X direction.
  • the busbar 110 is made of copper.
  • the material of bus bar 110 is not limited to this, and may be a metal such as silver or aluminum, or an alloy containing these metals.
  • Bus bar 110 may be surface-treated.
  • at least one plated layer made of a metal such as nickel, tin, silver, copper, or an alloy containing these metals may be provided on the surface of bus bar 110 .
  • the bus bar 110 in this embodiment is formed of a lead frame.
  • Bus bar 110 is not limited to the configuration of a lead frame, and may be formed of a single printed circuit board.
  • at least body portion 111 of bus bar 110 is covered with an insulating base material made of insulating resin such as glass epoxy resin.
  • a current I to be measured flows through the bus bar 110 .
  • current I to be measured flows from first terminal portion 115 and flows toward second terminal portion 116 through body portion 111 .
  • the current I flowing through the bus bar 110 in this embodiment flows from the first terminal portion 115 and flows through the main body portion 111 to the second terminal portion 116.
  • the present invention is not limited to this configuration, and the current I flows in the opposite direction. may flow.
  • the first magnetic sensor chip 140 includes a first substrate 141 and a first magnetic detection element 120.
  • the first substrate 141 is made of silicon.
  • the material forming the first substrate 141 is not limited to silicon, and may be other semiconductors or insulators.
  • the first magnetic detection element 120 is arranged on the first substrate 141 .
  • the first magnetic detection element 120 is located above the busbar 110 in the third direction (Z direction).
  • the first magnetic detection element 120 in this embodiment is positioned directly above the busbar 110 .
  • At least part of the first magnetic detection element 120 overlaps the main body 111 when viewed from the third direction (Z direction). In this embodiment, the first magnetic detection element 120 entirely overlaps the main body 111 when viewed in the Z direction.
  • a second magnetic sensor chip 145 includes a second substrate 146 and a second magnetic detection element 130 .
  • the second substrate 146 is composed of silicon.
  • the material forming the second substrate 146 is not limited to silicon, and may be other semiconductors or insulators.
  • the second magnetic sensing element 130 is arranged on the second substrate 146 .
  • the second magnetic detection element 130 is positioned inside the notch 112 . As shown in FIG. 3, the second magnetic detection element 130 is positioned below the center C of the busbar 110 in the third direction (Z direction).
  • the first magnetic detection element 120 and the second magnetic detection element 130 are positioned side by side in the Y direction. Specifically, the first magnetic detection element 120 is positioned on one side in the Y direction, and the second magnetic detection element 130 is positioned on the other side in the Y direction.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the current sensor in FIG. 4 viewed from the direction of the arrows on line VV. As shown in FIG. 5, each of first magnetic detection element 120 and second magnetic detection element 130 detects a magnetic field component in the first direction (Y direction) of magnetic field e generated by current I flowing through bus bar 110 .
  • the first magnetic detection element 120 detects a magnetic field component directed in one of the first directions (Y direction) in the magnetic field e generated by the current I flowing through the main body 111.
  • the second magnetic detection element 130 detects a magnetic field component directed in the other first direction (Y direction) in the magnetic field e generated by the current I flowing through the main body 111 .
  • the first magnetic detection element 120 has a sensitivity axis 120a directed in one direction of the Y-axis, and when a magnetic field component directed in one direction of the Y-axis is detected, a positive value , and outputs a negative value when a magnetic field component pointing in the other Y-axis direction is detected.
  • the second magnetic detection element 130 has a sensitivity axis 130a in the other Y-axis direction, and outputs a positive value when detecting a magnetic field component directed in the other Y-axis direction. It has an odd function input/output characteristic that outputs a negative value when a magnetic field component directed toward is detected.
  • the at least one insulating member includes a first insulating member 151 and a second insulating member 152.
  • the first insulating member 151 is constructed by stacking two insulating sheets 151a and 151b.
  • the first insulating member 151 can satisfy, for example, the standard for reinforced insulation in the IEC62368-1 standard (product safety standard by the International Electrotechnical Commission). By satisfying this standard for reinforced insulation, the insulation resistance of the first magnetic sensing element 120 can be improved. Note that the first insulating member 151 may be composed of one insulating sheet.
  • the position of at least one insulating member is fixed with respect to the busbar 110 .
  • the first insulating member 151 in this embodiment is joined to the upper surface of the body portion 111 .
  • the first insulating member 151 is bonded to the upper surface of the main body 111 by a die attach film or adhesive (not shown).
  • the second insulating member 152 is joined to the bottom surface of the body portion 111 . Specifically, the second insulating member 152 is joined to the lower surface of the body portion 111 around the notch portion 112 . The second insulating member 152 is bonded to the lower surface of the main body 111 with a die attach film or adhesive (not shown).
  • At least one insulating member supports each of the first magnetic sensing element 120 and the second magnetic sensing element 130 .
  • the first insulating member 151 supports the first magnetic sensor chip 140 including the first magnetic sensing element 120 .
  • the second insulating member 152 supports the second magnetic sensor chip 145 including the second magnetic detection element 130 by placing the second magnetic sensor chip 145 on the second insulating member 152 .
  • At least one insulating member in the present embodiment includes the first insulating member 151 and the second insulating member 152.
  • One insulating member is bent and joined to the bus bar 110 to form the first magnetic member. It may be configured to support each of the detection element 120 and the second magnetic detection element 130 .
  • the IC chip 160 processes electrical signals.
  • the IC chip 160 in this embodiment is, for example, an application specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application specific integrated circuit
  • a power supply terminal and a ground terminal are connected to the IC chip 160 to supply drive power.
  • the IC chip 160 may include a reference terminal or a filter terminal.
  • each of the first magnetic detection element 120 and the second magnetic detection element 130 is electrically connected to each of the plurality of signal terminals 170 through the IC chip 160 .
  • the IC chip 160 processes the output signals output from each of the first magnetic detection element 120 and the second magnetic detection element 130 and sends them to the plurality of signal terminals 170 .
  • the IC chip 160 is arranged on at least one or more signal terminals among the plurality of signal terminals 170 .
  • the IC chip 160 in this embodiment is provided on the first signal terminal 171 of the plurality of signal terminals 170 .
  • the plurality of signal terminals 170 includes a first signal terminal 171, a second signal terminal 172, a third signal terminal 173 and a fourth signal terminal 174.
  • Each of the first to fourth signal terminals 171 to 174 is arranged side by side with the bus bar 110 spaced apart in the first direction (Y direction).
  • the ends of the first to fourth signal terminals 171 to 174 on one side in the Y direction are embedded in the sealing resin 190 . Portions of the first to fourth signal terminals 171 to 174 other than the ends on one side in the Y direction are not covered with the sealing resin 190 and are exposed.
  • the first to fourth signal terminals 171 to 174 are insulated from the busbar 110 by a sealing resin 190. FIG.
  • the first to fourth signal terminals 171 to 174 are made of a material with low electrical resistivity such as copper.
  • the first to fourth signal terminals 171 to 174 are formed by press molding.
  • the first to fourth signal terminals 171 to 174 may be formed by etching, sintering, forging, cutting, or the like.
  • a wire 180 connects each of the first magnetic detection element 120 , the second magnetic detection element 130 , the IC chip 160 and the plurality of signal terminals 170 .
  • Main body 111 is not positioned on the path of wire 180 connecting second magnetic detection element 130 and IC chip 160 when viewed in the Z direction. As a result, it is possible to suppress deterioration in insulation resistance due to the distance between the wire 180 and the main body portion 111 being shortened.
  • sealing resin 190 is an insulating resin such as epoxy resin.
  • FIG. 6 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the current sensor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • each of the first magnetic detection element 120 and the second magnetic detection element 130 has a Wheatstone bridge type bridge circuit composed of four TMR (Tunnel Magneto Resistance) elements.
  • TMR Tunnelel Magneto Resistance
  • each of the first magnetic detection element 120 and the second magnetic detection element 130 is a bridge circuit composed of a magnetoresistive element such as a GMR (Giant Magneto Resistance) element or an AMR (Anisotropic Magneto Resistance) element instead of the TMR element. may have.
  • each of the first magnetic detection element 120 and the second magnetic detection element 130 may have a half-bridge circuit composed of two magnetoresistive elements.
  • each of the first magnetic detection element 120 and the second magnetic detection element 130 may be a Hall element.
  • the IC chip 160 includes a summing amplifier 195. Each of first magnetic sensing element 120 and second magnetic sensing element 130 is connected to summing amplifier 195 . By calculating the detection value of the first magnetic detection element 120 and the detection value of the second magnetic detection element 130 by the addition amplifier 195, the value of the current to be measured flowing through the bus bar 110 is calculated. The current value calculated in the IC chip 160 is output to the outside through one of the plurality of signal terminals 170 from the output terminal.
  • the IC chip 160 since the sensitivity axis 120a of the first magnetic detection element 120 and the sensitivity axis 130a of the second magnetic detection element 130 are opposite to each other, the IC chip 160 includes the summing amplifier 195. If the sensitivity axis 120a of the first magnetic detection element 120 and the sensitivity axis 130a of the second magnetic detection element 130 are in the same direction, the IC chip 160 includes a subtraction amplifier.
  • FIG. 7 is a side view showing the result of simulation analysis of the current density distribution when the current to be measured flows through the busbar of the current sensor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • a current I to be measured of 200 A was caused to flow into the busbar 110 from the first terminal portion 115 and flow out from the second terminal portion 116 through the main body portion 111 .
  • a current I flows through the body portion 111 in the X direction. That is, the current I flows in the X direction also in the portion of the body portion 111 that is aligned with the notch portion 112 in the Y direction.
  • the current I flowing through the main body 111 generates a magnetic field e directed in one direction in the Y direction on the upper surface of the main body 111, and the Y magnetic field e on the lower surface of the main body 111.
  • a magnetic field e pointing in the other direction is generated.
  • the first magnetic detection element 120 receives a magnetic field e of +10 mT, for example.
  • a magnetic field greater than or equal to +20 mT or less is applied.
  • a magnetic field of, for example, ⁇ 20 mT or more and ⁇ 10 mT or less is applied to the second magnetic detection element 130 by the magnetic field e.
  • each of the first magnetic detection element 120 and the second magnetic detection element 130 detects magnetic field components in opposite directions in the Y direction.
  • the current I flowing through the body portion 111 in the portion aligned with the notch portion 112 in the Y direction has a higher current density because the area is smaller than the cross-sectional area of the other portions.
  • a strong magnetic field e can be applied to each of the first magnetic sensing element 120 and the second magnetic sensing element 130 .
  • the bus bar 110 In general, when the direction of current flow changes, the current tends to pass through a short path and the current density tends to be biased.
  • the presence of the notch 112 increases the current density of the main body in the portion aligned with the notch 112 in the Y direction. Since it is small, the degree of bias in current density in the main body portion 111 is slight, and an increase in the electrical resistance value of the bus bar 110 is suppressed.
  • the electrical resistance value of the portion of the body portion 111 that is aligned with the notch portion 112 in the Y direction in this embodiment is, for example, 50 ⁇ or more and 100 ⁇ or less.
  • the body portion 111 of the busbar 110 extends in the second direction (the X-axis direction), and the notch portion 112 is provided in the body portion 111 so that the busbar 110 It is possible to increase the intensity of the magnetic field e applied to the second magnetic sensing element 130 while suppressing an increase in the electrical resistance value.
  • the first magnetic detection element 120 is arranged above the busbar 110
  • the second magnetic detection element 130 is arranged inside the notch 112 and above the busbar 110 .
  • the magnetic field e in the in-plane direction (XY direction) parallel to the upper surface of the bus bar 110 can be applied to each of the first magnetic detection element 120 and the second magnetic detection element 130 .
  • the current sensor 100 by arranging the first magnetic detection element 120 above the busbar 110 and arranging the second magnetic detection element 130 inside the notch 112, Each of the first magnetic detection element 120 and the second magnetic detection element 130 can be surface-mounted from above the bus bar 110 using a mounter.
  • the notch 112 is provided in the end surface 111e of the main body 111 located on the signal terminal side, and the first magnetic detection element 120 is arranged above the bus bar 110.
  • the second magnetic detection element 130 By arranging the second magnetic detection element 130 inside the notch 112, wires 180 and bus bars connecting each of the first magnetic detection element 120 and the second magnetic detection element 130 to the plurality of signal terminals 170 are connected. 110 can be prevented from approaching each other, the insulation resistance can be improved.
  • the magnetic field e generated by the current I flowing through the main body 111 is detected by the first magnetic detection element 120. can be easily applied to
  • the cutout portion 112 has the first surface portion 113 and the pair of second surface portions 114, thereby connecting the second magnetic detection element 130 and the plurality of signal terminals 170. Since a space can be secured between the electrically connected wire 180 and each of the pair of second surface portions 114, the insulation resistance can be improved.
  • wire 180 and bus bar 110 connect each of first magnetic detection element 120 and second magnetic detection element 130 to a plurality of signal terminals 170 through IC chip 160. Since it is possible to prevent them from approaching each other, it is possible to improve insulation resistance.
  • the current sensor 100 by arranging the IC chip 160 on the first signal terminal 171, the area occupied by the current sensor 100 can be reduced.
  • the first terminal portion 115 and the second terminal portion 116 extend in the second direction orthogonal to the first direction in which the busbar 110 and the plurality of signal terminals 170 are arranged.
  • the creepage distance between each of the first terminal portion 115 and the second terminal portion 116 exposed from the sealing resin 190 and each of the plurality of signal terminals 170 can be secured, thereby improving insulation resistance. can be done.
  • FIG. 8 is a top view showing the configuration of a busbar included in the current sensor according to the first modified example.
  • a bus bar 110A included in the current sensor according to the first modification includes a body portion 111A, a first terminal portion 115, and a second terminal portion .
  • the body portion 111A has an end surface 111e.
  • the body portion 111A is provided with a notch portion 112A on the end surface 111e.
  • the notch 112A penetrates the busbar 110A in the Z direction.
  • the notch portion 112A in this embodiment has a first surface portion 113A and a pair of second surface portions 114A.
  • the first surface portion 113A extends in the X direction.
  • the pair of second surface portions 114A extends from both ends of the first surface portion 113A in the X direction to the other in the Y direction.
  • Each of the pair of second surface portions 114A in this embodiment intersects with the first surface portion 113A and extends away from both ends of the first surface portion 113A toward the other in the Y direction.
  • the pair of second surface portions 114A extend from both ends of the first surface portion 113A toward the other in the Y direction while being separated from each other. Since a wider gap can be ensured between the wire electrically connecting the two magnetic detection elements and the plurality of signal terminals and each of the second surface portions 114A, the insulation resistance can be improved.
  • FIG. 9 is a top view showing the configuration of a busbar included in the current sensor according to the second modified example.
  • notch portions 112B are formed by a pair of second surface portions 114B.
  • the pair of second surface portions 114B intersect each other on one side in the Y direction and extend away from each other toward the other side in the Y direction.
  • FIG. 10 is a top view showing the configuration of a busbar included in the current sensor according to the third modified example.
  • a busbar 110C included in the current sensor of the third modification a notch 112C has an arc shape when viewed from the Z direction.
  • the wire electrically connecting the second magnetic detection element and the plurality of signal terminals and the bus bar are brought closer to each other due to the formation of the notch. can be suppressed, the insulation resistance can be improved.
  • the current sensors according to fourth to sixth modifications will be described below with reference to the drawings.
  • the current sensors according to the fourth to sixth modifications are similar to the current sensor 100 according to the first embodiment of the present invention because the position of the first magnetic detection element is different from the current sensor 100 according to the first embodiment of the present invention. Certain configurations will not be repeated. 11 to 13 regarding the current sensors according to the fourth to sixth modifications, only the bus bar, the first magnetic detection element and the second magnetic detection element are shown for easy understanding of the invention. Other configurations are omitted.
  • FIG. 11 is a top view showing the configuration of the current sensor according to the fourth modified example.
  • a current sensor 100D according to the fourth modification includes a busbar 110, a first magnetic detection element 120D, and a second magnetic detection element 130D.
  • the first magnetic detection element 120D is positioned above the bus bar 110 in the Z direction and on one side in the Y direction that does not overlap the main body 111 when viewed in the Z direction.
  • the first magnetic detection element 120D is mounted on an insulating member extending from the upper surface of the main body 111 to one side in the Y direction.
  • the first magnetic detection element 120D is arranged above the bus bar 110 in the Z direction and at a position not overlapping the main body 111 when viewed in the Z direction. , the magnetic field strength applied to the first magnetic detection element 120D can be weakened.
  • FIG. 12 is a top view showing the configuration of the current sensor according to the fifth modified example.
  • the first magnetic detection element 120E included in the current sensor 100E according to the fifth modification is positioned directly above the busbar 110 and on one side of the main body 111 in the X direction when viewed from the Z direction. overlapping. Thus, the position of the first magnetic detection element 120E and the position of the second magnetic detection element 130E in the X direction may be shifted.
  • FIG. 13 is a top view showing the configuration of the current sensor according to the sixth modified example.
  • the first magnetic detection element 120F included in the current sensor 100F according to the sixth modification is located above the busbar 110 in the Z direction, and is located above the main body 111 and the second magnetic detection element when viewed in the Z direction. It is located on the other side in the Y direction that does not overlap with the element 130F.
  • the first magnetic detection element 120 ⁇ /b>F is placed on an insulating member extending from the signal terminals toward the busbar 110 .
  • the magnetic field intensity applied to the first magnetic detection elements 120E and 120F can be weakened.
  • Embodiment 2 A current sensor according to Embodiment 2 of the present invention will be described below with reference to the drawings. Since the current sensor according to the second embodiment of the present invention differs from the current sensor 100 according to the first embodiment of the present invention in the configuration of the busbar, the same configuration as the current sensor 100 according to the first embodiment of the present invention will be described. do not repeat
  • FIG. 14 is a perspective view showing the configuration of a current sensor according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the current sensor 200 according to Embodiment 2 of the present invention includes a busbar 210 , multiple signal terminals 170 and a sealing resin 290 .
  • the busbar 210 includes a body portion 211 , a first terminal portion 215 and a second terminal portion 216 .
  • the body part 211 extends in the X direction.
  • the body portion 211 in this embodiment is connected to the first terminal portion 215 on one side in the X direction and extends toward the other side in the X direction.
  • the body portion 211 is connected to the second terminal portion 216 on the other side in the X direction.
  • the first terminal portion 215 is connected to one end of the body portion 211 in the second direction (X direction) and extends away from the plurality of signal terminals 170 in the first direction (Y direction). There is One side of the first terminal portion 215 in the Y direction is exposed from the sealing resin 290 .
  • the second terminal portion 216 is connected to the other end of the body portion 211 in the second direction (X direction) and extends away from the plurality of signal terminals 170 in the first direction (Y direction). there is One side of the second terminal portion 216 in the Y direction is exposed from the sealing resin 290 .
  • the length L1 of the body portion 211 in the Y direction is longer than the length L2 of each of the first terminal portion 215 and the second terminal portion 216 in the Y direction.
  • the length L1 of the body portion 211 is such that the first magnetic sensing element is placed on the first terminal portion 215 or the second terminal portion 216 in order to apply the magnetic field generated by the current flowing through the body portion 211 to the first magnetic sensing element. No need to place. Thereby, the length L1 of the main body portion 211 can be made longer than the length L2 of each of the first terminal portion 215 and the second terminal portion 216 .
  • each of the first terminal portion 215 and the second terminal portion 216 extends in the direction away from the plurality of signal terminals 170 in the Y direction so that the bus bar 210 and the plurality of , the creepage distance from the signal terminal 170 can be ensured, and the insulation resistance can be improved.
  • Embodiment 3 A current sensor according to Embodiment 3 of the present invention will be described below with reference to the drawings.
  • the current sensor according to the third embodiment of the present invention is similar to the current sensor 100 according to the first embodiment of the present invention because the configurations of the busbar and the plurality of signal terminals are different from the current sensor 100 according to the first embodiment of the present invention. Certain configurations will not be repeated.
  • FIG. 15 is a perspective view showing the configuration of a current sensor according to Embodiment 3 of the present invention.
  • a current sensor 300 according to Embodiment 3 of the present invention includes a busbar 310, a plurality of signal terminals 370, and a sealing resin 390.
  • a sealing resin 390 As shown in FIG.
  • the busbar 310 includes a body portion 311 , a first terminal portion 315 and a second terminal portion 316 .
  • the body part 311 extends in the X direction.
  • the body portion 311 in this embodiment is connected to the first terminal portion 315 on one side in the X direction and extends toward the other side in the X direction.
  • the body portion 311 is connected to the second terminal portion 316 on the other side in the X direction.
  • the first terminal portion 315 is connected to one end of the body portion 311 in the second direction (X direction) and extends downward in the third direction (Z direction). The lower side in the Z direction of the first terminal portion 315 is exposed from the sealing resin 390 .
  • the second terminal portion 316 is connected to the other end of the body portion 311 in the second direction (X direction) and extends downward in the third direction (Z direction). The lower side in the Z direction of the second terminal portion 316 is exposed from the sealing resin 390 .
  • the plurality of signal terminals 370 includes a first signal terminal 371, a second signal terminal 372, a third signal terminal 373 and a fourth signal terminal 374.
  • Each of the first to fourth signal terminals 371 to 374 is arranged side by side with the bus bar 310 in the Y direction with a space therebetween.
  • Each of the first to fourth signal terminals 371 to 374 extends downward in the Z direction.
  • the first signal terminal 371 extends from one side in the Y direction where the IC chip is mounted to the other side, and the other side in the Y direction extends downward in the Z direction.
  • Each of the first to fourth signal terminals 371 to 374 has its lower side in the Z direction exposed from the sealing resin 390 .
  • the current sensor 300 in this embodiment is a so-called leadless package in which each of the first terminal portion 315, the second terminal portion 316, and the plurality of signal terminals 370 is not exposed from the sealing resin 390 in the X direction or the Y direction. constitutes
  • each of the first terminal portion 315, the second terminal portion 316, and the plurality of signal terminals 370 extends downward in the Z direction, thereby Therefore, the height of the current sensor 300 can be reduced compared to a current sensor including a first terminal portion and a second terminal portion that are exposed from the XY directions and curved in the Z direction.
  • Embodiment 4 A current sensor according to Embodiment 4 of the present invention will be described below with reference to the drawings.
  • the current sensor according to Embodiment 4 of the present invention is similar to the current sensor 100 according to Embodiment 1 of the present invention because the configuration of the insulating member and the plurality of signal terminals is different from that of the current sensor 100 according to Embodiment 1 of the present invention. , the description will not be repeated.
  • FIG. 16 is a top view showing the configuration of a current sensor according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of the current sensor of FIG. 16 viewed from the XVII-XVII line arrow direction.
  • a current sensor 400 includes a busbar 110, a first magnetic detection element 120, a second magnetic detection element 130, at least one insulating member, It comprises an IC chip 160 , a plurality of signal terminals 470 and wires 180 .
  • the plurality of signal terminals 470 includes a first signal terminal 471 , a second signal terminal 472 , a third signal terminal 473 and a fourth signal terminal 474 .
  • At least one insulating member in this embodiment includes a first insulating member 151 and a second insulating member 452 .
  • the first insulating member 151 is joined to the upper surface of the body portion 111 and supports the first magnetic detection element 120 .
  • the second insulating member 452 is joined to the lower surface of the main body portion 111 and the lower surface of at least one of the plurality of signal terminals 470 to support the second magnetic detection element 130 .
  • the second insulating member 452 is joined to the lower surface of the main body portion 111 and the lower surfaces of the first to fourth signal terminals 471-474.
  • the IC chip 160 is supported by the second insulating member 452 .
  • Each of first magnetic detection element 120 and second magnetic detection element 130 is electrically connected to each of signal terminals 470 by wires 180 through IC chip 160 .
  • the second magnetic detection element 130 is arranged inside the notch 112, and the IC chip 160 is joined to the lower surface of each of the bus bar 110 and the plurality of signal terminals 470.
  • the installation height of the IC chip 160 is lowered, and the wire 180 and the notch 112 for electrically connecting the second magnetic detection element 130 and the plurality of signal terminals 470 are arranged. can be easily ensured, the insulation resistance can be improved.
  • Embodiment 5 A current sensor according to Embodiment 5 of the present invention will be described below with reference to the drawings.
  • the current sensor according to Embodiment 5 of the present invention differs from the current sensor 100 according to Embodiment 1 of the present invention in the electrical connections between the first magnetic detection element and the second magnetic detection element and the plurality of signal terminals. The description of the configuration similar to that of current sensor 100 according to the first embodiment of the invention will not be repeated.
  • FIG. 18 is a top view showing the configuration of a current sensor according to Embodiment 5 of the present invention.
  • a current sensor 500 according to Embodiment 5 of the present invention includes a bus bar 110, a first magnetic detection element 120, a second magnetic detection element 130, at least one insulating member, and a plurality of signal A terminal 570 and a wire 180 are provided.
  • the upper surface of bus bar 110 and the upper surface of each of signal terminals 570 are arranged at approximately the same position in the Z direction.
  • Each of the first magnetic detection element 120 and the second magnetic detection element 130 is electrically connected to each of the plurality of signal terminals 570 .
  • no IC chip is provided for electrical connection between the first magnetic detection element 120 and the second magnetic detection element 130 and each of the plurality of signal terminals 570 .
  • the first magnetic detection element 120 is arranged above the bus bar 110 and the second magnetic detection element 130 is arranged inside the cutout portion 112, whereby the first Even when each of magnetic detection element 120 and second magnetic detection element 130 is electrically connected to a plurality of signal terminals 570 without passing through an IC chip, wire 180 and bus bar 110 can be prevented from approaching each other. , the insulation resistance can be improved.
  • Embodiment 6 A current sensor according to Embodiment 6 of the present invention will be described below with reference to the drawings.
  • the current sensor according to Embodiment 6 of the present invention differs from the current sensor 100 according to Embodiment 1 of the present invention in the electrical connection between the first magnetic detection element and the second magnetic detection element and the plurality of signal terminals. The description of the configuration similar to that of current sensor 100 according to the first embodiment of the invention will not be repeated.
  • FIG. 19 is a top view showing the configuration of a current sensor according to Embodiment 6 of the present invention.
  • a current sensor 600 according to Embodiment 6 of the present invention includes a busbar 110, a first magnetic detection element 620, a second magnetic detection element 630, at least one insulating member, and a plurality of signal sensors.
  • a terminal 670 and a wire 180 are provided.
  • the upper surface of bus bar 110 and the upper surface of each of signal terminals 670 are arranged at approximately the same position in the Z direction.
  • An integrated circuit is incorporated in the second magnetic detection element 630 .
  • the first magnetic detection element 620 is electrically connected to each of the second magnetic detection element 630 and the plurality of signal terminals 670 .
  • An output signal output from the first magnetic detection element 620 to the second magnetic detection element 630 is processed in the second magnetic detection element 630 .
  • the second magnetic sensing element 630 provides processed output signals to a plurality of signal terminals 670 .
  • each of the first magnetic detection element 620 and the second magnetic detection element 630 and the plurality of signal terminals 670 are connected without passing through the IC chip.
  • wires 180 and busbars 110 can be prevented from approaching each other, so insulation resistance can be improved.
  • Embodiment 7 A current sensor according to Embodiment 7 of the present invention will be described below with reference to the drawings. Since the current sensor according to the seventh embodiment of the present invention differs from the current sensor 100 according to the first embodiment of the present invention in the configuration of the magnetic detection element, the configuration is the same as that of the current sensor 100 according to the first embodiment of the present invention. does not repeat the description.
  • FIG. 20 is a perspective view showing the configuration of a magnetic detection element included in a current sensor according to Embodiment 7 of the present invention.
  • the first magnetic detection element 720 included in the current sensor according to this embodiment includes connection terminals 721 and a resin member 722 .
  • the first magnetic detection element 720 in this embodiment is a so-called WLP (Wafer Level Chip Size Package) in which the element size is packaged at the wafer level.
  • WLP Wafer Level Chip Size Package
  • connection terminal 721 is electrically connected to a magnetoresistive element (not shown) arranged inside the first magnetic detection element 720 .
  • a portion of the connection terminal 721 is exposed from the resin member 722 .
  • the exposed portion of connection terminal 721 is electrically connected to each of the plurality of signal terminals.
  • the structure of the first magnetic sensing element 720 in this embodiment may be applied to the second magnetic sensing element.
  • the WLP is applied to the magnetic detection elements, and the wires connecting each of the first magnetic detection element 720 and the second magnetic detection element and the signal terminal and the bus bar are close to each other. Insulation resistance characteristics can be improved because it is possible to suppress the occurrence of

Landscapes

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Abstract

本体部(１１１)は、端面(１１１ｅ)に、第１方向において複数の信号端子(１７０)から離れる方向に凹んだ切欠き部(１１２)が設けられている。切欠き部(１１２)は、第３方向にバスバー(１１０)を貫通している。第１磁気検出素子(１２０)は、第３方向において、バスバー(１１０)より上方に位置する。第２磁気検出素子(１３０)は、切欠き部(１１２)の内側、かつ、第３方向において、バスバー(１１０)の中心(Ｃ)より下方に位置する。第１磁気検出素子(１２０)は、本体部(１１１)を流れる電流(Ｉ)により発生する磁界(ｅ)における第１方向の一方に向いた磁界成分を検出する。第２磁気検出素子(１３０)は、本体部(１１１)を流れる電流(Ｉ)により発生する磁界(ｅ)における第１方向の他方に向いた磁界成分を検出する。

Description

電流センサ
　本発明は、電流センサに関する。
　電流センサの構成を開示した先行技術文献として、特開２０１６－４０５５８号公報(特許文献１)、特開２０１５－１５２３６３号公報(特許文献２)、特開２０２０－３００４６号公報(特許文献３)および特開２０１８－７２２９９号公報(特許文献４)がある。
　特許文献１に記載された電流センサは、Ｕ字形状の電流路と、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子とを備える。Ｕ字形状の電流路は、互いに間隔をあけて平行に延在する第１電流路および第２電流路と、第１電流路と第２電流路とを互いに接続する第３電流路とを含む。第１電流路および第２電流路の各々を流れる測定対象電流は、互いに逆方向に流れる。第１磁気検出素子は、第１電流路を流れる測定対象電流により生ずる磁界を検出する。第２磁気検出素子は、第２電流路を流れる測定対象電流により生ずる磁界を検出する。
　特許文献２に記載された電流センサは、複数の磁電変換素子と、導体と、リードフレームと、絶縁シートとを備える。複数の磁電変換素子は、磁束を検出する。導体は、第一導体部分と、第一導体部分から段差を介して形成された第二導体部分とを含み、被測定電流が流れる。リードフレームは、信号端子を形成する。絶縁シートは、リードフレームに支持されている。複数の磁電変換素子の各々は、絶縁シート上に第二導体部分を挟んで第二導体部分の両側に配置されている。
　特許文献３に記載された電流センサは、導体と、第１磁気素子と、第２磁気素子と、基板と、リードフレームとを備える。導体は、測定対象の電流の一部の電流が流れる第１流路部と、上記一部以外の電流が流れる第２流路部とを有する。第１磁気素子は、第１流路部に流れる電流により発生する第１磁界の強さを検出する。第２磁気素子は、第２流路部に流れる電流により発生する第２磁界の強さを検出する。基板は、第１磁気素子および第２磁気素子を保持する。リードフレームは、第１磁気素子および第２磁気素子、並びに基板に接続されている。リードフレームは、基板の一方の主面側に設けられている。第１磁気素子および第２磁気素子は、第１流路部と第２流路部との間であって、リードフレームと基板の一方の主面との間に配置される。
　特許文献４に記載された電流センサは、バスバーと、第１の磁気検知素子と、第２の磁気検知素子とを備える。バスバーは、被測定電流が流れ、穴を有する平板状である。第１の磁気検知素子は、第１の感磁部を有する。第２の磁気検知素子は、第２の感磁部を有する。第１の磁気検知素子および第２の磁気検知素子の各々は、バスバーの穴の内側に配置されている。第１の感磁部および第２の感磁部の各々は、バスバーの厚さ方向の範囲内に位置している。
特開２０１６－４０５５８号公報 特開２０１５－１５２３６３号公報 特開２０２０－３００４６号公報 特開２０１８－７２２９９号公報
　特許文献１に記載された電流センサにおいては、測定対象の電流がバスバーのＵ字形状の折り返し部分のうち最短経路である内周側に集中して流れるため、バスバーの電気抵抗値が増加する。
　特許文献２に記載された電流センサにおいては、バスバーを流れる測定対象の電流によって、バスバーの上面と平行な面内に磁界検出方向を有する磁気検出素子の磁界検出方向と直交する方向に磁界が発生しているため、当該磁気検出素子を適用することが難しい。
　特許文献３に記載された電流センサにおいては、バスバーの横方向から磁気センサチップを挿入する必要があり、バスバーの上方からマウンタを用いて磁気センサチップを実装する表面実装型の電流センサに適用することができない。
　特許文献４に記載された電流センサにおいては、磁気検出素子と磁気検出を外部に出力する信号端子とをワイヤによって接続する場合、バスバーの上面に直交する方向から見て、穴の内側に配置されている磁気検出素子と信号端子とを接続するワイヤの経路にバスバーが位置しているため、穴の内側に引き込まれているワイヤがバスバーに接近して耐絶縁特性が低下する可能性がある。
　本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、バスバーの上面と平行な面内方向の磁界を磁気検出素子に印加するとともに、バスバーの電気抵抗値の増加を抑制しつつ、磁気センサチップを表面実装可能であり、かつ、耐絶縁特性を向上することができる、電流センサを提供することを目的とする。
　本発明に基づく電流センサは、バスバーと、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子と、少なくとも１つの絶縁部材と、複数の信号端子とを備える。バスバーは、測定対象の電流が流れる。第１磁気検出素子および第２磁気検出素子の各々は、バスバーを流れる上記電流により発生する磁界の第１方向の磁界成分を検出する。少なくとも１つの絶縁部材は、バスバーに対して位置が固定され、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子の各々を支持する。複数の信号端子は、第１方向においてバスバーと間隔をあけつつ並んで配置され、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子と電気的に接続される。バスバーは、第１方向に直交する第２方向に延在する本体部を含む。本体部は、第１方向において信号端子側に位置する端面を有し、該端面に、第１方向において複数の信号端子から離れる方向に凹んだ切欠き部が設けられている。切欠き部は、第１方向および第２方向の各々に直交する第３方向にバスバーを貫通している。第１磁気検出素子は、第３方向において、バスバーより上方に位置する。第２磁気検出素子は、切欠き部の内側、かつ、第３方向において、バスバーの中心より下方に位置する。第１磁気検出素子は、本体部を流れる上記電流により発生する磁界における第１方向の一方に向いた磁界成分を検出する。第２磁気検出素子は、本体部を流れる上記電流により発生する磁界における第１方向の他方に向いた磁界成分を検出する。
　本発明によれば、バスバーの上面と平行な面内方向の磁界を磁気検出素子に印加するとともに、バスバーの電気抵抗値の増加を抑制しつつ、磁気センサチップを表面実装可能であり、かつ、耐絶縁特性を向上することができる。
本発明の実施形態１に係る電流センサの構成を示す斜視図である。 図１の電流センサを矢印ＩＩ方向から見た上面図である。 図２の電流センサをＩＩＩ－ＩＩＩ線矢印方向から見た断面図である。 本発明の実施形態１に係る電流センサが備えるバスバーおよび磁気検出素子の構成を示す斜視図である。 図４の電流センサをＶ－Ｖ線矢印方向から見た断面図である。 本発明の実施形態１に係る電流センサの回路構成を示す回路図である。 本発明の実施形態１に係る電流センサのバスバーに測定対象の電流が流れた際の電流密度の分布をシミュレーション解析した結果を示す側面図である。 第１変形例に係る電流センサが備えるバスバーの構成を示す上面図である。 第２変形例に係る電流センサが備えるバスバーの構成を示す上面図である。 第３変形例に係る電流センサが備えるバスバーの構成を示す上面図である。 第４変形例に係る電流センサの構成を示す上面図である。 第５変形例に係る電流センサの構成を示す上面図である。 第６変形例に係る電流センサの構成を示す上面図である。 本発明の実施形態２に係る電流センサの構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態３に係る電流センサの構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態４に係る電流センサの構成を示す上面図である。 図１６の電流センサをＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線矢印方向から見た断面図である。 本発明の実施形態５に係る電流センサの構成を示す上面図である。 本発明の実施形態６に係る電流センサの構成を示す上面図である。 本発明の実施形態７に係る電流センサが備える磁気検出素子の構成を示す斜視図である。
　以下、本発明の各実施形態に係る電流センサについて図を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。
　(実施形態１)
　図１は、本発明の実施形態１に係る電流センサの構成を示す斜視図である。図２は、図１の電流センサを矢印ＩＩ方向から見た上面図である。図３は、図２の電流センサをＩＩＩ－ＩＩＩ線矢印方向から見た断面図である。図４は、本発明の実施形態１に係る電流センサが備えるバスバーおよび磁気検出素子の構成を示す斜視図である。図２においては、封止樹脂を透視して図示している。図３および図４においては、封止樹脂を図示していない。
　以下の説明においては、磁気検出素子の磁気検出方向を第１方向としてのＹ方向、磁気検出素子の磁気検出方向に直交かつ磁気センサチップの上面に沿う方向を第２方向としてのＸ方向、磁気センサチップの上面に直交する方向を第３方向としてのＺ方向とする。
　図１～図４に示すように、本発明の実施形態１に係る電流センサ１００は、バスバー１１０と、第１磁気センサチップ１４０と、第２磁気センサチップ１４５と、少なくとも１つの絶縁部材と、ＩＣ(Integrated　Circuit)チップ１６０と、複数の信号端子１７０と、ワイヤ１８０と、封止樹脂１９０とを備える。
　図２～図４に示すように、バスバー１１０は、本体部１１１と、第１端子部１１５と、第２端子部１１６とを含む。
　本体部１１１は、第１方向(Ｙ方向)に直交する第２方向(Ｘ方向)に延在している。本実施形態における本体部１１１は、Ｘ方向の一方において、第１端子部１１５と接続され、Ｘ方向の他方に向かって延在している。本体部１１１は、Ｘ方向の他方において、第２端子部１１６と接続されている。
　本体部１１１は、第１方向(Ｙ方向)において信号端子側に位置する端面１１１ｅを有している。本体部１１１には、端面１１１ｅに、第１方向(Ｙ方向)において複数の信号端子から離れる方向に凹んだ切欠き部１１２が設けられている。本実施形態における切欠き部１１２は、Ｙ方向の一方に凹んでいる。
　切欠き部１１２は、第１方向(Ｙ方向)および第２方向(Ｘ方向)の各々に直交する第３方向(Ｚ方向)にバスバー１１０を貫通している。
　図３および図４に示すように、本実施形態における切欠き部１１２は、第１面部１１３と、１対の第２面部１１４とを有している。第１面部１１３は、第２方向(Ｘ方向)に延在している。
　１対の第２面部１１４は、第１面部１１３の第２方向(Ｘ方向)における両端から複数の信号端子１７０に近づく方向に延在する。本実施形態における１対の第２面部１１４の各々は、第１面部１１３の両端からＹ方向の他方に、第１面部１１３に直交して延在している。
　本実施形態における切欠き部１１２は、Ｚ方向から見て、第２磁気センサチップ１４５が切欠き部１１２の内側に配置可能、かつ、本体部１１１を流れる電流Ｉの電気抵抗値が大きく増加しない範囲で設けられている。
　なお、本実施形態における切欠き部１１２は、Ｘ方向において本体部１１１の中央に位置しているが、第２磁気検出素子１３０にＹ方向の磁界を印加することができれば、中央に位置する配置に限定されない。
　図２および図３に示すように、第１端子部１１５は、第２方向(Ｘ方向)における本体部１１１の一方の端部に接続されている。第１端子部１１５は、第２方向(Ｘ方向)に沿って延在している。本実施形態における第１端子部１１５は、図示しない測定対象との接続のためにＸ方向の一方側において、Ｚ方向の下方に屈曲している。第１端子部１１５は、Ｘ方向の一方側が封止樹脂１９０から露出している。
　第２端子部１１６は、第２方向(Ｘ方向)における本体部１１１の他方の端部に接続されている。第２端子部１１６は、第２方向(Ｘ方向)に沿って延在している。本実施形態における第２端子部１１６は、図示しない測定対象との接続のためにＸ方向の他方側において、Ｚ方向の下方に屈曲している。第２端子部１１６は、Ｘ方向の他方側が封止樹脂１９０から露出している。
　バスバー１１０は、銅で構成されている。ただし、バスバー１１０の材料はこれに限られず、銀、アルミニウムなどの金属またはこれらの金属を含む合金でもよい。バスバー１１０は、表面処理が施されていてもよい。たとえば、ニッケル、錫、銀、銅などの金属またはこれらの金属を含む合金からなる、少なくとも１層のめっき層が、バスバー１１０の表面に設けられていてもよい。
　本実施形態におけるバスバー１１０は、リードフレームにより形成されている。なお、バスバー１１０は、リードフレームの構成に限定されず、１枚のプリント基板によって形成されていてもよい。バスバー１１０が１枚のプリント基板によって形成される場合には、バスバー１１０はガラスエポキシ樹脂などの絶縁性樹脂から構成される絶縁基材によって、少なくとも本体部１１１が被覆される。
　図４に示すように、バスバー１１０には、測定対象の電流Ｉが流れる。具体的には、バスバー１１０において、測定対象の電流Ｉは、第１端子部１１５から流入し、本体部１１１を通じて第２端子部１１６に向かって流れる。なお、本実施形態におけるバスバー１１０を流れる電流Ｉは、第１端子部１１５から流入し、本体部１１１を通じて第２端子部１１６まで流れているが、この構成に限定されず、逆方向に電流Ｉが流れてもよい。
　図２～図４に示すように、第１磁気センサチップ１４０は、第１基板１４１と、第１磁気検出素子１２０とを含む。本発明の実施形態１においては、第１基板１４１は、シリコンで構成されている。ただし、第１基板１４１を構成する材料は、シリコンに限られず、他の半導体または絶縁体であってもよい。第１磁気検出素子１２０は、第１基板１４１上に配置されている。
　第１磁気検出素子１２０は、第３方向(Ｚ方向)において、バスバー１１０より上方に位置している。本実施形態における第１磁気検出素子１２０は、バスバー１１０の直上に位置している。
　第１磁気検出素子１２０の少なくとも一部は、第３方向(Ｚ方向)から見て、本体部１１１と重なっている。本実施形態においては、第１磁気検出素子１２０は、Ｚ方向から見て、その全体が本体部１１１と重なっている。
　第２磁気センサチップ１４５は、第２基板１４６と、第２磁気検出素子１３０とを含む。本発明の実施形態１においては、第２基板１４６は、シリコンで構成されている。ただし、第２基板１４６を構成する材料は、シリコンに限られず、他の半導体または絶縁体であってもよい。第２磁気検出素子１３０は、第２基板１４６上に配置されている。
　第２磁気検出素子１３０は、切欠き部１１２の内側に位置している。図３に示すように、第２磁気検出素子１３０は、第３方向(Ｚ方向)において、バスバー１１０の中心Ｃより下方に位置している。
　図２～図４に示すように、第１磁気検出素子１２０および第２磁気検出素子１３０は、Ｙ方向において並んで位置している。具体的には、第１磁気検出素子１２０がＹ方向の一方に位置し、第２磁気検出素子１３０がＹ方向の他方に位置している。
　図５は、図４の電流センサをＶ－Ｖ線矢印方向から見た断面図である。図５に示すように、第１磁気検出素子１２０および第２磁気検出素子１３０の各々は、バスバー１１０を流れる電流Ｉにより発生する磁界ｅの第１方向(Ｙ方向)の磁界成分を検出する。
　具体的には、図４および図５に示すように、第１磁気検出素子１２０は、本体部１１１を流れる電流Ｉにより発生する磁界ｅにおける第１方向(Ｙ方向)の一方に向いた磁界成分を検出する。第２磁気検出素子１３０は、本体部１１１を流れる電流Ｉにより発生する磁界ｅにおける第１方向(Ｙ方向)の他方に向いた磁界成分を検出する。
　図４に示すように、第１磁気検出素子１２０は、Ｙ軸方向の一方に向いた感度軸１２０ａを有しており、Ｙ軸方向の一方を向いた磁界成分を検出した場合に正の値で出力し、Ｙ軸方向の他方を向いた磁界成分を検出した場合に負の値で出力する、奇関数入出力特性を有している。第２磁気検出素子１３０は、Ｙ軸方向の他方に感度軸１３０ａを有しており、Ｙ軸方向の他方を向いた磁界成分を検出した場合に正の値で出力し、Ｙ軸方向の一方を向いた磁界成分を検出した場合に負の値で出力する、奇関数入出力特性を有している。
　図２～図５に示すように、少なくとも１つの絶縁部材は、第１絶縁部材１５１と、第２絶縁部材１５２とを含む。図３に示すように、第１絶縁部材１５１は、２枚の絶縁シート１５１ａ，１５１ｂが積層されることによって構成されている。
　第１絶縁部材１５１は、絶縁シートを２枚積層することにより、たとえば、ＩＥＣ６２３６８－１規格(International　Electrotechnical　Commissionによる製品安全規格)における強化絶縁の規格を満足することができる。この強化絶縁の規格を満足することにより、第１磁気検出素子１２０の耐絶縁特性を向上することができる。なお、第１絶縁部材１５１は、１枚の絶縁シートにより構成されていてもよい。
　少なくとも１つの絶縁部材は、バスバー１１０に対して位置が固定されている。本実施形態における第１絶縁部材１５１は、本体部１１１の上面に接合されている。第１絶縁部材１５１は、図示しないダイアタッチフィルムまたは接着剤によって本体部１１１の上面に接合されている。
　第２絶縁部材１５２は、本体部１１１の下面に接合されている。具体的には、第２絶縁部材１５２は、本体部１１１における切欠き部１１２の周辺の下面に接合されている。第２絶縁部材１５２は、図示しないダイアタッチフィルムまたは接着剤によって本体部１１１の下面に接合されている。
　少なくとも１つの絶縁部材は、第１磁気検出素子１２０および第２磁気検出素子１３０の各々を支持している。本実施形態において、第１絶縁部材１５１は、第１磁気検出素子１２０を含む第１磁気センサチップ１４０を支持している。第２絶縁部材１５２は、第２磁気センサチップ１４５が第２絶縁部材１５２上に載置されることにより、第２磁気検出素子１３０を含む第２磁気センサチップ１４５を支持している。
　なお、本実施形態における少なくとも１つの絶縁部材は、第１絶縁部材１５１および第２絶縁部材１５２を含んでいるが、１つの絶縁部材が折り曲げられつつバスバー１１０に接合されることにより、第１磁気検出素子１２０および第２磁気検出素子１３０の各々を支持する構成であってもよい。
　ＩＣチップ１６０は、電気信号を処理する。本実施形態におけるＩＣチップ１６０は、たとえば、特定用途向け集積回路(ＡＳＩＣ：Application　Specific　Integrated　Circuit)である。
　ＩＣチップ１６０には、図示しない電源端子および接地端子が接続され、駆動用電源が供給される。なお、ＩＣチップ１６０は、リファレンス端子またはフィルタ端子を含んでいてもよい。
　図２および図３に示すように、第１磁気検出素子１２０および第２磁気検出素子１３０の各々は、ＩＣチップ１６０を通じて複数の信号端子１７０の各々と電気的に接続されている。ＩＣチップ１６０は、第１磁気検出素子１２０および第２磁気検出素子１３０の各々から出力された出力信号を処理して、複数の信号端子１７０へ送る。
　ＩＣチップ１６０は、複数の信号端子１７０のうちの少なくとも１つ以上の信号端子上に配置されている。本実施形態におけるＩＣチップ１６０は、複数の信号端子１７０のうちの第１信号端子１７１上に設けられている。
　図２および図３に示すように、複数の信号端子１７０は、第１信号端子１７１、第２信号端子１７２、第３信号端子１７３および第４信号端子１７４を含む。第１～第４信号端子１７１～１７４の各々は、第１方向(Ｙ方向)においてバスバー１１０と間隔をあけつつ並んで配置されている。
　第１～第４信号端子１７１～１７４におけるＹ方向の一方側の端部は封止樹脂１９０に埋設されている。第１～第４信号端子１７１～１７４におけるＹ方向の一方側の端部以外の部分は、封止樹脂１９０に覆われておらず露出している。第１～第４信号端子１７１～１７４は、封止樹脂１９０によってバスバー１１０と絶縁されている。
　第１～第４信号端子１７１～１７４は、銅などの電気抵抗率の低い材料で構成されている。本実施形態においては、第１～第４信号端子１７１～１７４は、プレス成形により形成されている。なお、第１～第４信号端子１７１～１７４は、エッチング、焼結、鍛造または切削などの方法によって形成されていてもよい。
　ワイヤ１８０は、第１磁気検出素子１２０、第２磁気検出素子１３０、ＩＣチップ１６０および複数の信号端子１７０の各々を接続する。Ｚ方向から見て、第２磁気検出素子１３０とＩＣチップ１６０とを接続するワイヤ１８０の経路には、本体部１１１が位置していない。これにより、当該ワイヤ１８０と本体部１１１との距離が近くなることによって、耐絶縁特性が低下することを抑制することができる。
　図１および図２に示すように、バスバー１１０における第１端子部１１５および第２端子部１１６の各々の一部、第１磁気センサチップ１４０および第２磁気センサチップ１４５、第１絶縁部材１５１、第２絶縁部材１５２、ＩＣチップ１６０、複数の信号端子１７０の各々の一部ならびにワイヤ１８０の各々は、封止樹脂１９０に封止されている。封止樹脂１９０は、エポキシ樹脂などの絶縁性樹脂である。
　図６は、本発明の実施形態１に係る電流センサの回路構成を示す回路図である。図６に示すように、第１磁気検出素子１２０および第２磁気検出素子１３０の各々は、４つのＴＭＲ(Tunnel　Magneto　Resistance)素子からなるホイートストンブリッジ型のブリッジ回路を有する。なお、第１磁気検出素子１２０および第２磁気検出素子１３０の各々が、ＴＭＲ素子に代えて、ＧＭＲ(Giant　Magneto　Resistance)素子若しくはＡＭＲ(Anisotropic　Magneto　Resistance)素子などの磁気抵抗素子からなるブリッジ回路を有していてもよい。また、第１磁気検出素子１２０および第２磁気検出素子１３０の各々が、２つの磁気抵抗素子からなるハーフブリッジ回路を有していてもよい。さらに、第１磁気検出素子１２０および第２磁気検出素子１３０の各々は、ホール素子であってもよい。
　ＩＣチップ１６０は、加算増幅器１９５を含む。第１磁気検出素子１２０および第２磁気検出素子１３０の各々は、加算増幅器１９５と接続されている。加算増幅器１９５によって、第１磁気検出素子１２０の検出値と第２磁気検出素子１３０の検出値とを演算することにより、バスバー１１０を流れる測定対象の電流の値が算出される。ＩＣチップ１６０において算出された電流の値は、出力端子から複数の信号端子１７０のいずれかを通して外部へ出力される。
　本実施形態においては、第１磁気検出素子１２０の感度軸１２０ａと第２磁気検出素子１３０の感度軸１３０ａとが互いに逆向きであるため、ＩＣチップ１６０は加算増幅器１９５を含んでいるが、第１磁気検出素子１２０の感度軸１２０ａと第２磁気検出素子１３０の感度軸１３０ａとが互いに同じ向きである場合は、ＩＣチップ１６０は減算増幅器を含んでいる。
　ここで、本発明の実施形態１に係る電流センサ１００のバスバー１１０に測定対象の電流Ｉが流れた際に発生する磁界の分布についてシミュレーション解析を行なった結果について説明する。
　図７は、本発明の実施形態１に係る電流センサのバスバーに測定対象の電流が流れた際の電流密度の分布をシミュレーション解析した結果を示す側面図である。シミュレーション解析の条件として、バスバー１１０において２００Ａの測定対象の電流Ｉを、第１端子部１１５から流入し、本体部１１１を通じて第２端子部１１６から流出するように流した。
　図７に示すように、本体部１１１にはＸ方向に電流Ｉが流れる。すなわち、本体部１１１は、Ｙ方向において切欠き部１１２と並ぶ部分においてもＸ方向に電流Ｉが流れる。これにより、図５および図７に示すように、本体部１１１を流れる電流Ｉによって、本体部１１１の上面にはＹ方向の一方を向いた磁界ｅが発生し、本体部１１１の下面にはＹ方向の他方を向いた磁界ｅが発生する。
　Ｙ方向の一方に向いた磁界成分を正の磁界成分とし、Ｙ方向の他方に向いた磁界成分を負の磁界成分とした場合、第１磁気検出素子１２０には、磁界ｅによって、たとえば、＋１０ｍＴ以上＋２０ｍＴ以下の磁界が印加される。第２磁気検出素子１３０には、磁界ｅによって、たとえば、－２０ｍＴ以上－１０ｍＴ以下の磁界が印加される。このように、第１磁気検出素子１２０および第２磁気検出素子１３０の各々は、Ｙ方向において互いに逆向きの磁界成分を検出する。
　Ｙ方向において切欠き部１１２と並ぶ部分の本体部１１１を流れる電流Ｉは、その他の部分の断面積よりも面積が小さいため、電流密度が高くなる。電流密度が高くなることによって、第１磁気検出素子１２０および第２磁気検出素子１３０の各々に対して強い磁界ｅを印加することができる。
　一般に、電流の流れる方向が変わる場合、電流が短い経路を通過して電流密度が偏る傾向があるため、電流の流路面積が実質的に減少することになり、電気抵抗値が増加する。本実施形態におけるバスバー１１０においては、切欠き部１１２が存在することによって、Ｙ方向において切欠き部１１２と並ぶ部分の本体部の電流密度は高くなっているが、切欠き部１１２の大きさが小さいため、当該本体部１１１における電流密度の偏りの程度は軽微であり、バスバー１１０の電気抵抗値の増加は抑制されている。本実施形態におけるＹ方向において切欠き部１１２と並ぶ本体部１１１の部分における電気抵抗値は、たとえば、５０μΩ以上１００μΩ以下である。
　本発明の実施形態１に係る電流センサ１００においては、バスバー１１０における本体部１１１が第２方向(Ｘ軸方向)に延在し、本体部１１１に切欠き部１１２を設けることによって、バスバー１１０の電気抵抗値の増加を抑制しつつ、第２磁気検出素子１３０に印加される磁界ｅの強度を強くすることができる。
　また、本発明の実施形態１に係る電流センサ１００においては、第１磁気検出素子１２０をバスバー１１０より上方に配置し、第２磁気検出素子１３０を切欠き部１１２の内側、かつ、バスバー１１０の中心Ｃより下方に配置することによって、バスバー１１０の上面と平行な面内方向(ＸＹ方向)の磁界ｅを第１磁気検出素子１２０および第２磁気検出素子１３０の各々に印加することができる。
　また、本発明の実施形態１に係る電流センサ１００においては、第１磁気検出素子１２０をバスバー１１０より上方に配置し、第２磁気検出素子１３０を切欠き部１１２の内側に配置することによって、マウンタを用いてバスバー１１０の上方から第１磁気検出素子１２０および第２磁気検出素子１３０の各々を表面実装することができる。
　また、本発明の実施形態１に係る電流センサ１００においては、本体部１１１の信号端子側に位置する端面１１１ｅに切欠き部１１２が設けられ、第１磁気検出素子１２０をバスバー１１０より上方に配置し、第２磁気検出素子１３０を切欠き部１１２の内側に配置することによって、第１磁気検出素子１２０および第２磁気検出素子１３０の各々と複数の信号端子１７０とを接続するワイヤ１８０とバスバー１１０とが接近することを抑制できるため、耐絶縁特性を向上することができる。
　本発明の実施形態１に係る電流センサ１００においては、第１磁気検出素子１２０が本体部１１１と重なっていることによって、本体部１１１を流れる電流Ｉによって発生する磁界ｅを第１磁気検出素子１２０に印加しやすくすることができる。
　本発明の実施形態１に係る電流センサ１００においては、切欠き部１１２が第１面部１１３および１対の第２面部１１４を有することによって、第２磁気検出素子１３０と複数の信号端子１７０とを電気的に接続するワイヤ１８０と１対の第２面部１１４の各々との間隔を確保できるため、耐絶縁特性を向上することができる。
　本発明の実施形態１に係る電流センサ１００においては、第１磁気検出素子１２０および第２磁気検出素子１３０の各々と複数の信号端子１７０とをＩＣチップ１６０を通じて接続するワイヤ１８０とバスバー１１０とが接近することを抑制できるため、耐絶縁特性を向上することができる。
　本発明の実施形態１に係る電流センサ１００においては、第１信号端子１７１上にＩＣチップ１６０を配置することによって、電流センサ１００の占有面積を小さくすることができる。
　本発明の実施形態１に係る電流センサ１００においては、バスバー１１０と複数の信号端子１７０とが並ぶ第１方向に直交する第２方向に第１端子部１１５および第２端子部１１６が延在することによって、封止樹脂１９０から露出した第１端子部１１５および第２端子部１１６の各々と複数の信号端子１７０の各々との沿面距離を確保することができるため、耐絶縁特性を向上することができる。
　以下、第１～第３変形例に係る電流センサについて図を参照して説明する。第１～第３変形例に係る電流センサは、バスバーの構成が本発明の実施形態１に係る電流センサ１００と異なるため、本発明の実施形態１に係る電流センサ１００と同様である構成については説明を繰り返さない。
　図８は、第１変形例に係る電流センサが備えるバスバーの構成を示す上面図である。第１変形例に係る電流センサが備えるバスバー１１０Ａは、本体部１１１Ａと、第１端子部１１５と、第２端子部１１６とを含む。
　本体部１１１Ａは、端面１１１ｅを有している。本体部１１１Ａは、端面１１１ｅに、切欠き部１１２Ａが設けられている。切欠き部１１２Ａは、Ｚ方向にバスバー１１０Ａを貫通している。
　本実施形態における切欠き部１１２Ａは、第１面部１１３Ａと、１対の第２面部１１４Ａとを有している。第１面部１１３Ａは、Ｘ方向に延在している。
　１対の第２面部１１４Ａは、第１面部１１３ＡのＸ方向における両端からＹ方向の他方に延在する。本実施形態における１対の第２面部１１４Ａの各々は、第１面部１１３Ａに交差し、第１面部１１３Ａの両端からＹ方向の他方に向かうにしたがって互いに離れながら延在している。
　第１変形例に係る電流センサが備えるバスバー１１０Ａにおいては、１対の第２面部１１４Ａが第１面部１１３Ａの両端からＹ方向の他方に向かうにしたがって互いに離れながら延在していることによって、第２磁気検出素子と複数の信号端子とを電気的に接続するワイヤと第２面部１１４Ａの各々との間隔をより広く確保できるため、耐絶縁特性を向上することができる。
　図９は、第２変形例に係る電流センサが備えるバスバーの構成を示す上面図である。図９に示すように、第２変形例の電流センサが備えるバスバー１１０Ｂにおいては、切欠き部１１２Ｂが１対の第２面部１１４Ｂによって構成されている。１対の第２面部１１４Ｂは、Ｙ方向の一方において互いに交差し、Ｙ方向の他方に向かうにしたがって互いに離れながら延在している。
　図１０は、第３変形例に係る電流センサが備えるバスバーの構成を示す上面図である。図１０に示すように、第３変形例の電流センサが備えるバスバー１１０Ｃにおいては、Ｚ方向から見て、切欠き部１１２Ｃが円弧形状を有している。
　第２変形例および第３変形例に係る電流センサにおいても、切欠き部が形成されていることにより第２磁気検出素子と複数の信号端子とを電気的に接続するワイヤとバスバーとが接近することを抑制できるため、耐絶縁特性を向上することができる。
　以下、第４～第６変形例に係る電流センサについて図を参照して説明する。第４～第６変形例に係る電流センサは、第１磁気検出素子の位置が本発明の実施形態１に係る電流センサ１００と異なるため、本発明の実施形態１に係る電流センサ１００と同様である構成については説明を繰り返さない。なお、第４～第６変形例に係る電流センサに関する図１１～図１３においては、発明の理解を容易にするため、バスバー、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子の各々のみを示し、他の構成を省略する。
　図１１は、第４変形例に係る電流センサの構成を示す上面図である。図１１に示すように、第４変形例に係る電流センサ１００Ｄは、バスバー１１０と、第１磁気検出素子１２０Ｄと、第２磁気検出素子１３０Ｄとを備える。
　第１磁気検出素子１２０Ｄは、Ｚ方向において、バスバー１１０より上方、かつ、Ｚ方向から見て本体部１１１と重ならないＹ方向の一方側に位置している。第１磁気検出素子１２０Ｄは、本体部１１１の上面上からＹ方向の一方側に延設された絶縁部材の上に載置される。
　第４変形例に係る電流センサ１００Ｄにおいては、第１磁気検出素子１２０Ｄが、Ｚ方向において、バスバー１１０より上方、かつ、Ｚ方向から見て本体部１１１と重ならない位置に配置されていることによって、第１磁気検出素子１２０Ｄに印加される磁界強度を弱めることができる。
　図１２は、第５変形例に係る電流センサの構成を示す上面図である。図１２に示すように、第５変形例に係る電流センサ１００Ｅが備える第１磁気検出素子１２０Ｅは、バスバー１１０の直上、かつ、Ｚ方向から見て本体部１１１のＸ方向における一方側の位置と重なっている。このように、Ｘ方向における第１磁気検出素子１２０Ｅの位置と第２磁気検出素子１３０Ｅの位置とがずれていてもよい。
　図１３は、第６変形例に係る電流センサの構成を示す上面図である。図１３に示すように、第６変形例に係る電流センサ１００Ｆが備える第１磁気検出素子１２０Ｆは、Ｚ方向において、バスバー１１０より上方、かつ、Ｚ方向から見て本体部１１１および第２磁気検出素子１３０Ｆと重ならないＹ方向の他方側に位置している。第１磁気検出素子１２０Ｆは、複数の信号端子上からバスバー１１０に向かって延設された絶縁部材上に載置される。
　第５変形例および第６変形例に係る電流センサ１００Ｅ，１００Ｆにおいても、第１磁気検出素子１２０Ｅ，１２０Ｆに印加される磁界強度を弱くすることができる。
　(実施形態２)
　以下、本発明の実施形態２に係る電流センサについて図を参照して説明する。本発明の実施形態２に係る電流センサは、バスバーの構成が本発明の実施形態１に係る電流センサ１００と異なるため、本発明の実施形態１に係る電流センサ１００と同様である構成については説明を繰り返さない。
　図１４は、本発明の実施形態２に係る電流センサの構成を示す斜視図である。図１４に示すように、本発明の実施形態２に係る電流センサ２００は、バスバー２１０と、複数の信号端子１７０と、封止樹脂２９０とを備える。
　バスバー２１０は、本体部２１１と、第１端子部２１５と、第２端子部２１６とを含む。
　本体部２１１は、Ｘ方向に延在している。本実施形態における本体部２１１は、Ｘ方向の一方において、第１端子部２１５と接続され、Ｘ方向の他方に向かって延在している。本体部２１１は、Ｘ方向の他方において、第２端子部２１６と接続されている。
　第１端子部２１５は、第２方向(Ｘ方向)における本体部２１１の一方の端部に接続され、かつ、第１方向(Ｙ方向)において複数の信号端子１７０から離れる方向に延在している。第１端子部２１５は、Ｙ方向の一方側が封止樹脂２９０から露出している。
　第２端子部２１６は、第２方向(Ｘ方向)における本体部２１１の他方の端部に接続され、かつ、第１方向(Ｙ方向)において複数の信号端子１７０から離れる方向に延在している。第２端子部２１６は、Ｙ方向の一方側が封止樹脂２９０から露出している。
　図１４に示すように、Ｙ方向における本体部２１１の長さＬ１は、Ｙ方向における第１端子部２１５および第２端子部２１６の各々の長さＬ２より長い。これにより、バスバー２１０に電流が流れた場合、第１端子部２１５から本体部２１１に流入する電流の本体部２１１における電流密度の偏りを軽微にすることができるため、本体部２１１の電気抵抗値の増加が抑制されている。
　本体部２１１の長さＬ１は、本体部２１１に流れる電流により発生する磁界を第１磁気検出素子に印加するために、第１端子部２１５または第２端子部２１６上に第１磁気検出素子を配置する必要がない。これにより、第１端子部２１５および第２端子部２１６の各々の長さＬ２より本体部２１１の長さＬ１を長くすることができる。
　本発明の実施形態２に係る電流センサ２００においては、Ｙ方向において第１端子部２１５および第２端子部２１６の各々を複数の信号端子１７０から離れる方向に延在することによって、バスバー２１０と複数の信号端子１７０との沿面距離を確保して耐絶縁特性を向上することができる。
　(実施形態３)
　以下、本発明の実施形態３に係る電流センサについて図を参照して説明する。本発明の実施形態３に係る電流センサは、バスバーおよび複数の信号端子の構成が本発明の実施形態１に係る電流センサ１００と異なるため、本発明の実施形態１に係る電流センサ１００と同様である構成については説明を繰り返さない。
　図１５は、本発明の実施形態３に係る電流センサの構成を示す斜視図である。図１５に示すように、本発明の実施形態３に係る電流センサ３００は、バスバー３１０と、複数の信号端子３７０と、封止樹脂３９０とを備える。
　バスバー３１０は、本体部３１１と、第１端子部３１５と、第２端子部３１６とを含む。
　本体部３１１は、Ｘ方向に延在している。本実施形態における本体部３１１は、Ｘ方向の一方において、第１端子部３１５と接続され、Ｘ方向の他方に向かって延在している。本体部３１１は、Ｘ方向の他方において、第２端子部３１６と接続されている。
　第１端子部３１５は、第２方向(Ｘ方向)における本体部３１１の一方の端部に接続され、かつ、第３方向(Ｚ方向)の下方に延在している。第１端子部３１５は、Ｚ方向の下方側が封止樹脂３９０から露出している。
　第２端子部３１６は、第２方向(Ｘ方向)における本体部３１１の他方の端部に接続され、かつ、第３方向(Ｚ方向)の下方に延在している。第２端子部３１６は、Ｚ方向の下方側が封止樹脂３９０から露出している。
　複数の信号端子３７０は、第１信号端子３７１、第２信号端子３７２、第３信号端子３７３および第４信号端子３７４を含む。第１～第４信号端子３７１～３７４の各々は、Ｙ方向においてバスバー３１０と間隔をあけつつ並んで配置されている。
　第１～第４信号端子３７１～３７４の各々は、Ｚ方向の下方に延在している。第１信号端子３７１は、ＩＣチップを載置するＹ方向の一方側の部分から他方側に延在し、Ｙ方向の他方側の部分がＺ方向の下方に延在している。第１～第４信号端子３７１～３７４の各々は、Ｚ方向の下方側が封止樹脂３９０から露出している。
　本実施形態における電流センサ３００は、封止樹脂３９０から第１端子部３１５、第２端子部３１６および複数の信号端子３７０の各々がＸ方向またはＹ方向から露出していない、いわゆる、リードレスパッケージを構成している。
　本発明の実施形態３に係る電流センサ３００においては、第１端子部３１５、第２端子部３１６および複数の信号端子３７０の各々がＺ方向の下方へ延在することにより、封止樹脂に対してＸＹ方向から露出してＺ方向に湾曲する第１端子部および第２端子部を含む電流センサと比較して、電流センサ３００の高さを低くすることができる。
　(実施形態４)
　以下、本発明の実施形態４に係る電流センサについて図を参照して説明する。本発明の実施形態４に係る電流センサは、絶縁部材および複数の信号端子の構成が本発明の実施形態１に係る電流センサ１００と異なるため、本発明の実施形態１に係る電流センサ１００と同様である構成については説明を繰り返さない。
　図１６は、本発明の実施形態４に係る電流センサの構成を示す上面図である。図１７は、図１６の電流センサをＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線矢印方向から見た断面図である。
　図１６および図１７に示すように、本発明の実施形態４に係る電流センサ４００は、バスバー１１０と、第１磁気検出素子１２０と、第２磁気検出素子１３０と、少なくとも１つの絶縁部材と、ＩＣチップ１６０と、複数の信号端子４７０と、ワイヤ１８０とを備える。複数の信号端子４７０は、第１信号端子４７１、第２信号端子４７２、第３信号端子４７３および第４信号端子４７４を含む。
　本実施形態における少なくとも１つの絶縁部材は、第１絶縁部材１５１と、第２絶縁部材４５２とを含む。第１絶縁部材１５１は、本体部１１１の上面に接合され、第１磁気検出素子１２０を支持している。
　第２絶縁部材４５２は、本体部１１１の下面と複数の信号端子４７０のうちの少なくとも１つ以上の信号端子の下面とに接合され、第２磁気検出素子１３０を支持している。本実施形態においては、第２絶縁部材４５２は、本体部１１１の下面と第１～第４信号端子４７１～４７４の下面とに接合されている。
　ＩＣチップ１６０は、第２絶縁部材４５２に支持されている。第１磁気検出素子１２０および第２磁気検出素子１３０の各々は、ＩＣチップ１６０を通じてワイヤ１８０によって複数の信号端子４７０の各々に電気的に接続されている。
　本発明の実施形態４に係る電流センサ４００においては、切欠き部１１２の内側に第２磁気検出素子１３０を配置し、ＩＣチップ１６０をバスバー１１０と複数の信号端子４７０の各々の下面に接合した第２絶縁部材４５２上に配置することによりＩＣチップ１６０の設置高さを低くして、第２磁気検出素子１３０と複数の信号端子４７０とを電気的に接続するワイヤ１８０と切欠き部１１２との間隔を容易に確保できるため、耐絶縁特性を向上することができる。
　(実施形態５)
　以下、本発明の実施形態５に係る電流センサについて図を参照して説明する。本発明の実施形態５に係る電流センサは、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子と複数の信号端子との電気的接続が本発明の実施形態１に係る電流センサ１００と異なるため、本発明の実施形態１に係る電流センサ１００と同様である構成については説明を繰り返さない。
　図１８は、本発明の実施形態５に係る電流センサの構成を示す上面図である。図１８に示すように、本発明の実施形態５に係る電流センサ５００は、バスバー１１０と、第１磁気検出素子１２０と、第２磁気検出素子１３０と、少なくとも１つの絶縁部材と、複数の信号端子５７０と、ワイヤ１８０とを備える。バスバー１１０の上面と複数の信号端子５７０の各々の上面とは、Ｚ方向において互いに略同じ位置に配置されている。
　第１磁気検出素子１２０および第２磁気検出素子１３０の各々は、複数の信号端子５７０の各々と電気的に接続されている。本実施形態においては、第１磁気検出素子１２０および第２磁気検出素子１３０と複数の信号端子５７０の各々との電気的接続には、ＩＣチップが設けられていない。
　本発明の実施形態５に係る電流センサ５００においては、第１磁気検出素子１２０をバスバー１１０より上方に配置し、第２磁気検出素子１３０を切欠き部１１２の内側に配置することによって、第１磁気検出素子１２０および第２磁気検出素子１３０の各々と複数の信号端子５７０とをＩＣチップを経由しないで電気的に接続する場合においても、ワイヤ１８０とバスバー１１０とが接近することを抑制できるため、耐絶縁特性を向上することができる。
　(実施形態６)
　以下、本発明の実施形態６に係る電流センサについて図を参照して説明する。本発明の実施形態６に係る電流センサは、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子と複数の信号端子との電気的接続が本発明の実施形態１に係る電流センサ１００と異なるため、本発明の実施形態１に係る電流センサ１００と同様である構成については説明を繰り返さない。
　図１９は、本発明の実施形態６に係る電流センサの構成を示す上面図である。図１９に示すように、本発明の実施形態６に係る電流センサ６００は、バスバー１１０と、第１磁気検出素子６２０と、第２磁気検出素子６３０と、少なくとも１つの絶縁部材と、複数の信号端子６７０と、ワイヤ１８０とを備える。バスバー１１０の上面と複数の信号端子６７０の各々の上面とは、Ｚ方向において互いに略同じ位置に配置されている。
　第２磁気検出素子６３０には、集積回路が組み込まれている。第１磁気検出素子６２０は、第２磁気検出素子６３０および複数の信号端子６７０の各々に電気的に接続されている。第１磁気検出素子６２０から第２磁気検出素子６３０へ出力された出力信号は、第２磁気検出素子６３０において処理される。第２磁気検出素子６３０は、処理した出力信号を複数の信号端子６７０へ送る。
　本発明の実施形態６に係る電流センサ６００においても、実施形態５と同様に、第１磁気検出素子６２０および第２磁気検出素子６３０の各々と複数の信号端子６７０とをＩＣチップを経由しないで電気的に接続する場合、ワイヤ１８０とバスバー１１０とが接近することを抑制できるため、耐絶縁特性を向上することができる。
　(実施形態７)
　以下、本発明の実施形態７に係る電流センサについて図を参照して説明する。本発明の実施形態７に係る電流センサは、磁気検出素子の構成が本発明の実施形態１に係る電流センサ１００と異なるため、本発明の実施形態１に係る電流センサ１００と同様である構成については説明を繰り返さない。
　図２０は、本発明の実施形態７に係る電流センサが備える磁気検出素子の構成を示す斜視図である。
　図２０に示すように、本実施形態に係る電流センサが備える第１磁気検出素子７２０は、接続端子７２１と、樹脂部材７２２とを含む。本実施形態における第１磁気検出素子７２０は、いわゆる、素子サイズがウェハーレベルでパッケージ化されたＷＬＰ(Wafer　Level　chip　size　Package)である。
　接続端子７２１は、第１磁気検出素子７２０の内部に配置された図示しない磁気抵抗素子と電気的に接続されている。接続端子７２１の一部は、樹脂部材７２２から露出している。接続端子７２１の露出した部分は、複数の信号端子の各々と電気的に接続される。なお、本実施形態における第１磁気検出素子７２０の構造は、第２磁気検出素子に適用してもよい。
　本発明の実施形態７に係る電流センサにおいては、磁気検出素子にＷＬＰを適用しつつ、第１磁気検出素子７２０および第２磁気検出素子の各々と信号端子とを接続するワイヤとバスバーとが接近することを抑制できるため、耐絶縁特性を向上することができる。
　上述した実施形態の説明において、組み合わせ可能な構成を相互に組み合わせてもよい。
　今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１００，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，２００，３００，４００，５００，６００　電流センサ、１１０，１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，２１０，３１０　バスバー、１１１，１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１Ｃ，２１１，３１１　本体部、１１１ｅ　端面、１１２，１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ　切欠き部、１１３，１１３Ａ　第１面部、１１４，１１４Ａ，１１４Ｂ　第２面部、１１５，２１５，３１５　第１端子部、１１６，２１６，３１６　第２端子部、１２０，１２０Ｄ，１２０Ｅ，１２０Ｆ，６２０，７２０　第１磁気検出素子、１２０ａ，１３０ａ　感度軸、１３０，１３０Ｄ，１３０Ｆ，６３０　第２磁気検出素子、１４０　第１磁気センサチップ、１４１　第１基板、１４５　第２磁気センサチップ、１４６　第２基板、１５１　第１絶縁部材、１５１ａ，１５１ｂ　絶縁シート、１５２，４５２　第２絶縁部材、１６０　ＩＣチップ、１７０，３７０，４７０，５７０，６７０　複数の信号端子、１７１，３７１，４７１　第１信号端子、１７２，３７２，４７２　第２信号端子、１７３，３７３，４７３　第３信号端子、１７４，３７４，４７４　第４信号端子、１８０　ワイヤ、１９０，２９０，３９０　封止樹脂、１９５　加算増幅器、７２１　接続端子、７２２　樹脂部材、Ｃ　中心、Ｉ　電流、ｅ　磁界。

Claims (9)

  1. 　測定対象の電流が流れるバスバーと、
    　前記バスバーを流れる前記電流により発生する磁界の第１方向の磁界成分を検出する、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子と、
    　前記バスバーに対して位置が固定され、前記第１磁気検出素子および前記第２磁気検出素子の各々を支持する少なくとも１つの絶縁部材と、
    　前記第１方向において前記バスバーと間隔をあけつつ並んで配置され、前記第１磁気検出素子および前記第２磁気検出素子と電気的に接続された複数の信号端子とを備え、
    　前記バスバーは、前記第１方向に直交する第２方向に延在する本体部を含み、
    　前記本体部は、前記第１方向において信号端子側に位置する端面を有し、該端面に、前記第１方向において前記複数の信号端子から離れる方向に凹んだ切欠き部が設けられており、
    　前記切欠き部は、前記第１方向および前記第２方向の各々に直交する第３方向に前記バスバーを貫通しており、
    　前記第１磁気検出素子は、前記第３方向において、前記バスバーより上方に位置し、
    　前記第２磁気検出素子は、前記切欠き部の内側、かつ、前記第３方向において、前記バスバーの中心より下方に位置し、
    　前記第１磁気検出素子は、前記本体部を流れる前記電流により発生する磁界における前記第１方向の一方に向いた磁界成分を検出し、
    　前記第２磁気検出素子は、前記本体部を流れる前記電流により発生する磁界における前記第１方向の他方に向いた磁界成分を検出する、電流センサ。
  2. 　前記第１磁気検出素子の少なくとも一部は、前記第３方向から見て、前記本体部と重なっている、請求項１に記載の電流センサ。
  3. 　前記切欠き部は、前記第２方向に延在する第１面部、および、該第１面部の前記第２方向における両端から前記複数の信号端子に近づく方向に延在する１対の第２面部を有している、請求項１または請求項２に記載の電流センサ。
  4. 　電気信号を処理するＩＣチップをさらに備え、
    　前記第１磁気検出素子および前記第２磁気検出素子の各々は、前記ＩＣチップを通じて前記複数の信号端子の各々と電気的に接続されている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電流センサ。
  5. 　前記ＩＣチップは、前記複数の信号端子のうちの少なくとも１つ以上の信号端子上に配置されている、請求項４に記載の電流センサ。
  6. 　前記少なくとも１つの絶縁部材は、
    　前記本体部の上面に接合され、前記第１磁気検出素子を支持する第１絶縁部材と、
    　前記本体部の下面と前記複数の信号端子のうちの少なくとも１つ以上の信号端子の下面とに接合され、前記第２磁気検出素子を支持する第２絶縁部材とを含み、
    　前記ＩＣチップは、前記第２絶縁部材に支持されている、請求項４に記載の電流センサ。
  7. 　前記バスバーは、
    　前記第２方向における前記本体部の一方の端部に接続され、かつ、前記第２方向に沿って延在する第１端子部と、
    　前記第２方向における前記本体部の他方の端部に接続され、かつ、前記第２方向に沿って延在する第２端子部とをさらに含む、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電流センサ。
  8. 　前記バスバーは、
    　前記第２方向における前記本体部の一方の端部に接続され、かつ、前記第１方向において前記複数の信号端子から離れる方向に延在する第１端子部と、
    　前記第２方向における前記本体部の他方の端部に接続され、かつ、前記第１方向において前記複数の信号端子から離れる方向に延在する第２端子部とをさらに含む、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電流センサ。
  9. 　前記バスバーは、
    　前記第２方向における前記本体部の一方の端部に接続され、かつ、前記第３方向の下方に延在する第１端子部と、
    　前記第２方向における前記本体部の他方の端部に接続され、かつ、前記第３方向の下方に延在する第２端子部とをさらに含む、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電流センサ。
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