(57)【要約】【課題】相対的に高い感度と、さらには相対的に高い絶縁破壊電圧の両方を有する電流センサを実現する。【解決手段】電流を検知するための電子回路１０は、対向する第１の主面４０ａおよび第２の主面４０ｂと、電流を搬送する電流導体とを有する回路基板４０を含む。前記回路基板は導電回路配線を有するプリント回路基板であり、そして前記プリント回路基板はガラス繊維材料またはセラミック材料からなり、電流導体は、回路基板上に配置された回路配線を含む。電子回路はまた、電流導体をまたぐような位置で回路基板上に配置され回路基板に電気的に結合された集積回路１１も含む。前記電流導体は前記回路基板の第２の面４０ｂ上に配置され、前記実装された集積回路は前記電流導体に近い位置で前記回路基板の第１の面４０ａ上に配置されている。【選択図】図１Ａ
2014222254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流を検知する電子回路であって、
対向する第１および第２の主面を有する回路基板と、前記回路基板は導電回路配線を有するプリント回路基板であり、そして前記プリント回路基板はガラス繊維材料またはセラミック材料からなり、
前記回路基板上に配置された回路配線を含む、前記電流を搬送する電流導体と、
前記電流導体をまたぐような位置で前記回路基板上に配置され前記回路基板に電気的に結合されて実装された集積回路と、を備え、前記集積回路が、前記電流に伴う磁界を検知する磁気抵抗素子を含み、
前記電流導体は前記回路基板の第２の面上に配置され、前記実装された集積回路は前記電流導体に近い位置で前記回路基板の第１の面上に配置されている、
電子回路。
【請求項２】
前記磁気抵抗素子は、前記回路基板の前記対向する第１および第２の主面に対して概ね平行な最大応答軸を有する、請求項１に記載の電子回路。
【請求項３】
前記磁気抵抗素子は巨大磁気抵抗素子である、請求項２に記載の電子回路。
【請求項４】
前記磁気抵抗素子は、磁気トンネル接合（ＭＪＴ）素子またはトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）素子である、請求項２に記載の電子回路。
【請求項５】
前記実装された集積回路は、少なくとも１つの増幅器を支持する第１の基板と、前記磁気抵抗素子を支持する第２の基板とを備える、請求項１に記載の電子回路。
【請求項６】
前記第２の基板は、フリップチップ構成で前記第１の基板と相対して配置される、請求項５に記載の電子回路。
【請求項７】
前記第１および第２の基板が第３の基板によって支持される、請求項５に記載の電子回路。
【請求項８】
前記第１および第２の基板が第３の基板によって支持され、前記第１の基板または前記第２の基板の少なくとも一方は、フリップチップ構成で前記第３の基板と相対して配置される、請求項５に記載の電子回路。
【請求項９】
前記実装された集積回路は、少なくとも１つの増幅器を支持し前記磁気抵抗素子も支持する面を有する基板を含む、請求項１に記載の電子回路。
【請求項１０】
電流を検知する電子回路であって、
対向する第１および第２の主面を有する回路基板と、前記回路基板は導電回路配線を有するプリント回路基板であり、そして前記プリント回路基板はガラス繊維材料またはセラミック材料からなり、
前記回路基板上に配置された配線を含む、前記電流を搬送する電流導体と、
前記回路基板上に配置され前記回路基板に電気的に結合された集積回路と、を備え、前記集積回路は、前記電流に伴う磁界を検知するホール効果素子を含み、前記電流導体は前記回路基板の前記第２の面上に配置され、前記集積回路が前記電流導体に近い前記回路基板上の位置で、前記回路基板の前記第１の面上に配置され、
前記ホール効果素子は、
前記電流導体により生成された磁界が前記磁界を再方向付けすることなく垂直型ホール効果素子を通りより平行に通過するように前記電流導体の上に配置された該垂直型ホール効果素子と、
前記電流導体により生成された磁界が前記磁界を再方向付けすることなく水平型ホール効果素子を通りより垂直に通過するように前記電流導体の右側または左側に配置された該水平型ホール効果素子と、
の少なくともひとつを含む、
電子回路。
【請求項１１】
前記ホール効果素子は前記水平型ホール効果素子を含み、前記水平型ホール効果素子は前記回路基板の前記対向する第１および第２の主面に対して概ね垂直な最大応答軸を有する、請求項１０に記載の電子回路。
【請求項１２】
前記集積回路は、少なくとも１つの増幅器を支持する第１の基板と、前記ホール効果素子を支持する第２の基板とを備える、請求項１０に記載の電子回路。
【請求項１３】
前記第２の基板は、フリップチップ構成で前記第１の基板と相対して配置される、請求項１２に記載の電子回路。
【請求項１４】
前記第１および第２の基板が第３の基板によって支持される、請求項１２に記載の電子回路。
【請求項１５】
前記第１および第２の基板は第３の基板によって支持され、前記第１の基板または前記第２の基板の少なくとも一方は、フリップチップ構成で前記第３の基板と相対して配置される、請求項１２に記載の電子回路。
【請求項１６】
前記集積回路は、少なくとも１つの増幅器を支持し前記ホール効果素子も支持する面を有する基板を含む、請求項１０に記載の電子回路。
【請求項１７】
電流を検知する電子回路であって、
対向する第１および第２の主面を有する回路基板と、前記回路基板は導電回路配線を有するプリント回路基板であり、そして前記プリント回路基板はガラス繊維材料またはセラミック材料からなり、
前記回路基板の第２の主面上に配置された回路配線を含む、前記電流を搬送する電流導体と、
前記電流導体をまたぐような位置で且つ前記電流導体に近い位置に前記回路基板の第１の主面上に配置され前記回路基板に電気的に結合された集積回路とを備え、前記集積回路は前記電流に伴う磁界を検知する磁気抵抗素子を含み、少なくとも１つの増幅器を支持する第１の基板と、前記磁気抵抗素子を支持する第２の基板とを備え、前記第２の基板は、フリップチップ構成で前記第１の基板と相対して配置される、
電子回路。
【請求項１８】
電流を検知する電子回路であって、
対向する第１および第２の主面を有する回路基板と、前記回路基板は導電回路配線を有するプリント回路基板であり、そして前記プリント回路基板はガラス繊維材料またはセラミック材料からなり、
前記回路基板の第２の主面上に配置された回路配線を含む、前記電流を搬送する電流導体と、
前記電流導体をまたぐような位置で且つ前記電流導体に近い位置に前記回路基板の第１の主面上に配置され前記回路基板に電気的に結合された集積回路とを備え、前記集積回路は前記電流に伴う磁界を検知する磁気抵抗素子を含み、少なくとも１つの増幅器を支持する第１の基板と、前記磁気抵抗素子を支持する第２の基板とを備え、前記第１および第２の基板は第３の基板によって支持され、前記第１の基板または前記第２の基板の少なくともひとつは、フリップチップ構成で前記第３の基板と相対して配置される、
電子回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に電流検知回路に関し、より具体的にはそれぞれの集積電流センサを有する電流検知回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
当技術分野で知られているように、従来の電流センサの１つのタイプは、導体を通過する電流に伴う磁界に応じて電圧を発生するホール効果素子を使用するものである。このタイプの典型的な電流センサは、例えば回路基板である誘電体材料上に装着されたホール効果素子を含む。一部の応用例では、鉄コア（磁束集束器）がホール効果素子の近傍で使用される。
【０００３】
別のタイプの電流センサでは、導体を通過する電流に伴う磁界に応じて抵抗が変化する磁気抵抗素子を使用する。ある一定の電流が磁気抵抗素子中に導かれ、それによって、磁界に比例する電圧出力信号が発生する。このタイプの従来の電流センサには、例えば回路基板である誘電体材料上に装着された異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）素子を使用するものがある。
【０００４】
感度および直線性を含む様々なパラメータが電流センサの性能を特徴付ける。感度は、磁界の変化に応じた磁気抵抗素子の抵抗の変化、またはホール効果素子からの出力電圧の変化に関係する。直線性は、磁気抵抗素子の抵抗またはホール効果素子からの出力電圧が磁界に対し線形正比例して変わる度合いに関係する。
【０００５】
電流センサを特徴付けることができる別のパラメータは、電流センサと、導体中の電流を測定するための電流センサが近くに配置された導体との間で、少なくとも既定の絶縁破壊電圧に耐える能力である。
【０００６】
電流センサ感度と上述の絶縁破壊電圧の間にはトレードオフがありうる。つまり、高感度を得るには、電流センサ、特に電流センサ内の電流（磁界）検知素子が、導体の近傍に可能な限り接近して配置されることが望ましい。しかし、ごく接近することは、絶縁破壊電圧を低下させる傾向がある。
【０００７】
現在のセンサに使用される様々なタイプの磁界検知素子（例えば、ホール効果素子および磁気抵抗素子）は、それだけには限らないが、磁界に応じて異なる感度、異なる直線性、さらには異なるヒステリシス特性も含んで、それぞれ異なる特性を有することが知られている。磁気抵抗素子の多くのタイプがホール効果素子よりも高い感度を有することも知られている。特定のタイプの磁界検知素子、例えばホール効果素子は、基板（すなわち検知層）が別々の材料、例えばシリコン（Ｓｉ）とガリウム砒素（ＧａＡｓ）からなる場合、大幅に異なる感度を有しうることもまた知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
相対的に高い感度と、さらには相対的に高い絶縁破壊電圧の両方を有する電流センサを実現することが望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様によれば、電流を検知するための電子回路は、対向する第１および第２の主面と、電流を搬送する電流導体とを有する回路基板を含む。電流導体は、回路基板上に配置された回路配線を含む。電子回路はまた、電流導体をまたぐような位置で回路基板上に配置され回路基板に電気的に結合された集積回路も含む。集積回路は、電流に伴う磁界を検知する磁気抵抗素子を含む。
【００１０】
この構成では、電子回路は、特に磁気抵抗素子の代わりに別にホール効果素子を用いて得られる感度と比較して、電流に対する感度が相対的に高い。
【００１１】
電流導体は、電流を搬送すること、また付随する電圧を有することの両方ができることを理解されたい。構成によっては、電流導体が回路基板の第２の面上に配置され、集積回路が回路基板の第１の面上に配置される。この特定の構成では、電子回路は、電流に対する感度が相対的に高く、電流導体上の電圧に対する絶縁破壊電圧もまた特に高い。
【００１２】
本発明の別の態様によれば、電流を検知するための電子回路は、対向する第１および第２の主面と、電流を搬送する電流導体とを有する回路基板を含む。電流導体は回路配線を含む。電子回路はまた、回路基板上に配置され回路基板に電気的に結合された集積回路も含む。集積回路は、電流に伴う磁界を検知するホール効果素子を含む。電流導体は回路基板の第２の面上に配置され、集積回路は回路基板の第１の面上に配置される。
【００１３】
本発明の上述の特徴、ならびに本発明自体は、以下の詳細な図面の説明からより完全に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、基板の表面上に配置された磁界検知素子を有する集積回路電流センサを含み、電流導体もまた含む電子回路を示す図である。
【図１Ａ】図１Ａは図１の電子回路の断面図である。
【図２】図２は、第１および第２の基板と、第２の基板の表面上に配置された磁界検知素子とを有する集積回路電流センサを含み、電流導体もまた含む電子回路を示す図である。
【図２Ａ】図２Ａは図２の電子回路の断面図である。
【図３】図３は、第１および第２の基板と、第２の基板の表面上に配置された磁界検知素子とを有する集積回路電流センサを含み、電流導体もまた含む別の電子回路を示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは図３の電子回路の断面図である。
【図４】図４は、第１および第２の基板と、第２の基板の表面上に配置された磁界検知素子とを有する集積回路電流センサを含み、電流導体もまた含む別の電子回路を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは図４の電子回路の断面図である。
【図５】図５は、第１、第２および第３の基板と、第２の基板の表面上に配置された磁界検知素子とを有する集積回路電流センサを含み、電流導体もまた含む別の電子回路を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは図５の電子回路の断面図である。
【図６】図６は、第１、第２および第３の基板と、第３の基板の表面上に配置された磁界検知素子とを有する集積回路電流センサを含み、電流導体もまた含む電子回路を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは図６の電子回路の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明を説明する前に、いくつかの導入概念および術語について説明する。本明細書で「磁界検知素子」という語は、磁界に応答し、磁界を測定するのに使用できる電子構成要素を示すのに用いられる。磁界検知素子は、それだけには限らないが、ホール効果素子および磁気抵抗素子を含むタイプとすることができる。ホール効果素子は水平型または垂直型とすることができる。磁気抵抗素子は、それだけには限らないが、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）素子、異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）素子、磁気トンネル接合（ＭＪＴ）素子、およびトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）素子を含むタイプとすることができる。
【００１６】
本明細書で「磁界センサ」という語は、磁界検知素子を含み、かつ磁界に応答し、磁界を測定するのに使用できる電子回路を示すのに用いられる。本明細書で「電流センサ」という語は、磁界検知素子を含み、かつ導体中の電流に応答し、電流を測定するのに使用できる電子集積回路を示すのに用いられる。
【００１７】
本明細書では、導体中の電流は、おおよそ電流の方向に配置される磁界を発生させることを理解されたい。したがって、電流センサ内に使用された磁界検知素子は、導体中に流れる電流を測定するのに使用することができる。
【００１８】
本明細書で「回路基板」という語は、例えば導電回路配線を有するガラス繊維回路基板、また導電配線を有するセラミック基板でもあるプリント回路基板（ＰＣＢ）を示すのに用いられる。
【００１９】
図１および図１Ａを参照すると、同様の素子は同様の参照符号を有して示され、電子回路１０は、回路基板４０の、電流センサ１１に近接する第１の面４０ａ上に配置された第１の電流導体２８、または回路基板４０の、電流センサ１１から遠い第２の面４０ｂ上に配置された第２の電流導体３２の一方または両方の上にまたいで配置された集積回路電流センサ１１を含む。電流センサ１１は、ベースプレート１２および付随するリード１４ａ〜１４ｈを有するリードフレーム１４を含む。
【００２０】
電流センサ１１はまた、対向する第１の面１６ａおよび第２の面１６ｂを有する基板１６も含む。基板１６は、基板１６の第２の面１６ｂがベースプレート１２の上になり、基板１６の第１の面１６ａが基板１６の第２の面１６ｂの上になるように、リードフレームベースプレート１２の上に配置される。
【００２１】
電流センサ１１はまた、基板１６の第１の面１６ａ上に配置された磁界検知素子１８も含む。
【００２２】
特定の一実施形態では、磁界検知素子１８は磁気抵抗素子であり、例えば巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）素子または異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）素子のうちの選択されたものである。別の特定の実施形態では、磁界検知素子１８はホール効果素子である。しかし、磁気抵抗素子は一般に、ホール効果素子よりも感度が高く、したがって、図示のように磁界検知素子１８が電流導体２８からいくぶん遠くなっている電子回路１０では、磁界検知素子１８がホール効果素子である電子回路１０よりも高い感度を実現できることを理解されたい。
【００２３】
さらに、磁気抵抗素子は一般に、例えば基板１６の第１の面１６ａである面に平行な最大応答軸２０を有する。対照的に、ホール効果素子のほとんどのタイプでは、基板１６の第１の面１６ａに垂直な最大応答軸を有する。
【００２４】
基板１６（ホール効果素子では検知層とすることができる）は、それだけには限らないが、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＳｉＧｅ、セラミック、またはガラスを含む様々な材料で構成することができる。特定の一実施形態では、基板１６はシリコン（Ｓｉ）からなる。
【００２５】
電流センサ１１はまた、基板１６の第１の面１６ａ上に配置された少なくとも１つの電子構成要素２２を含むこともできる。電子構成要素２２は、それだけには限らないが、例えば抵抗、コンデンサまたはインダクタである受動電子構成要素と、例えばトランジスタ、増幅器または他の集積回路である能動電子構成要素とを含むことができる。
【００２６】
基板１６はまた、ボンディングパッド２４ａ〜２４ｃが代表する複数のボンディングパッドを含むこともできる。ボンドワイヤ２６ａ〜２６ｃは、基板１６を、例えばリード１４ａ、１４ｂ、１４ｄであるリードに結合することができる。しかし、集積回路１１は、３つよりも多い、または３つよりも少ないそのような結合部を有することができることを理解されたい。
【００２７】
図示の構成では、例えばプラスチックのボディ３０を使用して基板１６を包み込むことができることを理解されたい。
【００２８】
様々な絶縁層（図示せず）を使用して、電流センサ１１の一部分を電流センサ１１の他の部分から電気的に分離できることを理解されたい。例えば、基板１６の第１の面１６ａと磁界検知素子１８の間に絶縁層（図示せず）を配置することができる。また、基板１６の第２の面１６ｂとベースプレート１２の間に絶縁層（図示せず）を配置することもできる。
【００２９】
基板１６は、ベースプレート１２に従来のように装着されて、すなわち、基板１６の第１の面１６ａがベースプレート１２から離れる方に向いて示されているが、別の諸構成では、フリップチップ構成で基板１６をベースプレート１２に対して反転させることもできる。これらの構成では、基板１６の第１の面１６ａはベースプレート１２に近接し、ハンダボール、金バンプ、共晶または高鉛ハンダバンプ、無鉛ハンダバンプ、金スタッドバンプ、ポリマー導電性バンプ、導電性ペースト、または導電性フィルムのうちの選択されたものでリード１４ａ〜１４ｈに結合される。
【００３０】
動作中、第１の電流導体２８を通って流れる電流に応じて、線３４で表された磁束が生成される。磁界検知素子１８が磁気抵抗素子である諸実施形態では、線３４で表された磁束が、磁界検知素子１８の最大応答軸２０に対してほぼ平行な方向で磁界検知素子１８の近くおよび中を通過し、それによって、磁界検知素子１８は、電流導体２８中を流れる電流に応答する。
【００３１】
磁界検知素子１８がホール効果素子である諸実施形態では、ホール効果素子は、上記のように基板１６の第１の面１６ａに対してほぼ垂直な最大応答軸を有することができ、磁界検知素子１８は、線３４で表された磁束が基板１６の第１の面１６ａに対してより垂直に通過し、かつ磁界検知素子１８中をより垂直に通過するように、図示の位置の右側または左側に配置することができる。
【００３２】
磁界検知素子１８がホール効果素子である他のいくつかの実施形態では、電流センサ１１が電流導体２８または３２をまたがないように、電流センサ１１全体が電流導体２８または３２の右側または左側に配置される。
【００３３】
回路基板４０の、第１の面４０ａに対向する第２の面４０ｂ上に配置された第２の電流導体３２は、電流センサ１１が第１の電流導体２８中を通過する電流の代わりに、またはそれに追加して第２の電流導体３２中を通過する電流を検知するように、第１の電流導体２８の代わりに、またはそれに追加して使用することができる。線３６で表された磁束が、磁界検知素子１８の最大応答軸２０に対してほぼ平行な方向で磁界検知素子１８の近くおよび中を通過し、それによって、磁界検知素子１８は、第２の電流導体３２中を流れる電流に応答する。しかし、磁界検知素子１８からは第２の電流導体３２が第１の電流導体２８よりも遠くにあるので、磁界検知素子１８は、したがって電流センサ１１は、第２の電流導体３２中を流れる電流に対する感度が、第１の電流導体２８中を流れる電流に対する感度よりも低いことを理解されたい。したがって、第１の電流導体２８ではなく第２の電流導体３２を使用する構成では、磁界検知素子１８は、ホール効果素子よりも感度が高い磁気抵抗素子であることが有利である。
【００３４】
回路基板４０の、集積回路１１の反対側に電流導体３２を有する電子回路１０では、特に高い絶縁破壊電圧（または電気的分離）が第２の電流導体３２と集積回路１１の間に得られる。これは、例えばエポキシガラス回路基板であるほとんどの従来の回路基板４０が、高い絶縁破壊電圧を有する絶縁体であることからいえる。
【００３５】
電流センサ１１が第１の導体２８をまたぎ、さらに第２の導体３２もまたいでいることは明らかであろう。本明細書では、「またぐ」という語は、回路基板４０に垂直で、電流センサ１０の一方の側の例えばリード１４ａ〜１４ｄであるリードの遠端を通過する平面と、回路基板４０に垂直で、電流センサ１０の他方の側の例えばリード１４ａ〜１４ｄであるリードの遠端を通過するもう１つの平面とが、導体２８または３２の両側にある構成を示すのに用いられる。
【００３６】
次に図２および図２Ａを参照すると、同様の素子は同様の参照符号を有して示され、図１および図１Ａと同様の素子もまた同様の参照符号を有して示され、電子回路５０が集積回路センサ５１を含む。電子回路５０は、図１および図１Ａの電子回路１０と同様の態様、およびある程度同様の機能を含む。
【００３７】
電流センサ５１は、対向する第１の面５２ａおよび第２の面５２ｂを有する第１の基板５２を含む。第１の基板５２は、第１の基板５２の第２の面５２ｂがベースプレート１２の上になり、第１の基板５２の第１の面５２ａが第１の基板５２の第２の面５２ｂの上になるように、ベースプレート１２の上に配置される。
【００３８】
集積回路５１はまた、対向する第１の面５４ａおよび第２の面５４ｂを有する第２の基板５４を含む。第１の基板５２と第２の基板５４は、第２の基板５４の第１の面５４ａが第１の基板５２の第１の面５２ａの上になり、第２の基板５４の第２の面５４ｂが第２の基板５４の第１の面５４ａの上になるように結合される。第２の基板５４が第１の基板５２とフリップチップ構成で配置されていることは明らかであろう。
【００３９】
第１の基板５２および第２の基板５４は、それだけには限らないが、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＳｉＧｅ、セラミック、またはガラスを含む様々な材料から構成することができる。第１の基板５２および第２の基板５４は、同じ材料または別々の材料で構成することができる。
【００４０】
第２の基板５４の第１の面５４ａは、第１の基板５２の第１の面５２ａに複数の接合部で結合することができ、接合部６０はその一例にすぎない。接合部（例えば、６０）は、ハンダボール、金バンプ、共晶または高鉛ハンダバンプ、無鉛ハンダバンプ、金スタッドバンプ、ポリマー導電性バンプ、導電性ペースト、または導電性フィルムのうちの選択されたものとすることができる。
【００４１】
電流センサ５１はまた、第１の基板５２の第１の面５２ａ上に配置された少なくとも１つの電子構成要素６２を含むこともできる。電子構成要素６２は、それだけには限らないが、例えば抵抗、コンデンサまたはインダクタである受動電子構成要素と、例えばトランジスタ、増幅器または他の集積回路である能動電子構成要素とを含むことができる。
【００４２】
電流センサ５１はまた、第２の基板５４の第１の面５４ａ上に配置された磁界検知素子５６も含む。磁界検知素子５６は、図１および図１Ａの磁界検知素子１８と同一または同様とすることができる。磁界検知素子５６は、第２の基板５４の第１の面５４ａと本質的に平行な最大応答軸５８を有することができる。電流センサ５１は、電流導体２８または３２をまたぐことができる。
【００４３】
磁界検知素子５６がホール効果素子である諸実施形態では、ホール効果素子は、第２の基板５４の第１の面５４ａに対してほぼ垂直な最大応答軸を有することができ、磁界検知素子５６は、線３４で表された磁束が第２の基板５４の第１の面５４ａに対してより垂直に通過し、かつ磁界検知素子５６中をより垂直に通過するように、図示の位置の右側または左側に配置することができる。
【００４４】
磁界検知素子５６がホール効果素子である他のいくつかの実施形態では、電流センサ５１が電流導体２８または３２をまたがないように、電流センサ５１全体が電流導体２８または３２の右側または左側に配置される。
【００４５】
電流センサ５１はまた、ボンディングパッド６４ａ〜６４ｃが代表する複数のボンディングパッドを含むこともできる。ボンドワイヤ２６ａ〜２６ｃは、第１の基板５２を、例えばリードフレーム１４のリード１４ａ、１４ｂ、１４ｄであるリードに結合することができる。
【００４６】
様々な絶縁層を使用して、電流センサ５１の一部分を電流センサ５１の他の部分から電気的に分離できることを理解されたい。例えば、第１の基板５２の第１の面５２ａと第２の基板５４の第１の面５４ａとの間に絶縁層（図示せず）を配置することができる。また、第２の基板５４の第１の面５４ａと磁界検知素子５６の間に絶縁層（図示せず）を配置することもできる。
【００４７】
電流センサ５１が第１の導体２８をまたぎ、さらに第２の導体３２もまたいでいることは明らかであろう。
【００４８】
次に図３および図３Ａを参照すると、同様の素子は同様の参照符号を有して示され、図１および図１Ａと同様の素子もまた同様の参照符号を有して示され、電子回路１００が集積回路センサ１０１を含む。電子回路１００は、図１および図１Ａの電子回路１０と同様の態様、およびある程度同様の機能を含む。
【００４９】
電流センサ１０１は、対向する第１の面１０２ａおよび第２の面１０２ｂを有する第１の基板１０２を含む。第１の基板１０２は、第１の基板１０２の第２の面１０２ｂがベースプレート１２の上になり、第１の基板１０２の第１の面１０２ａが第１の基板１０２の第２の面１０２ｂの上になるように、ベースプレート１２の上に配置される。
【００５０】
集積回路１０１はまた、対向する第１の面１０４ａおよび第２の面１０４ｂを有する第２の基板１０４も含む。第１の基板１０２と第２の基板１０４は、第２の基板１０４の第２の面１０４ｂが第１の基板１０２の第１の面１０２ａの上になり、第２の基板１０４の第２の面１０４ａが第２の基板１０４の第２の面１０４ｂの上になるように結合される。
【００５１】
いくつかの実施形態では、絶縁体１０６を第１の基板１０２と第２の基板１０４の間に配置することができる。いくつかの実施形態では、絶縁体１０６は、第２の基板１０４を第１の基板１０２に接着もするエポキシ材料である。
【００５２】
第１の基板１０２および第２の基板１０４は、それだけには限らないが、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＳｉＧｅ、セラミック、またはガラスを含む様々な材料から構成することができる。第１の基板１０２および第２の基板１０４は、同じ材料または別々の材料で構成することができる。
【００５３】
第２の基板１０４の第１の面１０４ａは、第１の基板１０２の第１の面１０２ａに複数のワイヤボンドで結合することができ、ボンディングパッド１１０と１１２の間のワイヤボンド１１４はその一例にすぎない。
【００５４】
電流センサ１０１はまた、第１の基板１０２の第１の面１０２ａ上に配置された少なくとも１つの電子構成要素１１６を含むこともできる。電子構成要素１１６は、それだけには限らないが、例えば抵抗、コンデンサまたはインダクタである受動電子構成要素と、例えばトランジスタ、増幅器または他の集積回路である能動電子構成要素とを含むことができる。
【００５５】
電流センサ１０１はまた、第２の基板１０４の第１の面１０４ａ上に配置された磁界検知素子１０８も含む。磁界検知素子１０８は、図１および図１Ａの磁界検知素子１８と同一または同様とすることができる。磁界検知素子１０８は、第２の基板１０４の第１の面１０４ａと本質的に平行な最大応答軸１０９を有する。電流センサ１０１は、電流導体２８および／または３２をまたぐことができる。
【００５６】
磁界検知素子１０８がホール効果素子である諸実施形態では、ホール効果素子は、第２の基板１０４の第１の面１０４ａに対してほぼ垂直な最大応答軸を有することができ、磁界検知素子１０８は、線３４で表された磁束が第２の基板１０４の第１の面１０４ａに対してより垂直に通過し、かつ磁界検知素子１０８中をより垂直に通過するように、図示の位置の右側または左側に配置することができる。
【００５７】
磁界検知素子１０８がホール効果素子である他のいくつかの実施形態では、電流センサ１０１が電流導体２８または３２をまたがないように、電流センサ１０１全体が電流導体２８または３２の右側または左側に配置される。
【００５８】
電流センサ１０１はまた、ボンディングパッド１１８ａ〜１１８ｃが代表する複数のボンディングパッドを含むこともできる。ボンドワイヤ２６ａ〜２６ｃは、第１の基板１０２を、例えばリードフレーム１４のリード１４ａ、１４ｂ、１４ｄであるリードに結合することができる。
【００５９】
様々な絶縁層を使用して、電流センサ１０１の一部分を電流センサ１０１の他の部分から電気的に分離できることを理解されたい。例えば、第１の基板１０２の第１の面１０２ａと第２の基板１０４の第２の面１０４ｂとの間に絶縁層１０６を配置することができる。また、第２の基板１０４の第１の面１０４ａと磁界検知素子１０８の間に絶縁層（図示せず）を配置することもできる。
【００６０】
電流センサ１０１が第１の導体２８をまたぎ、さらに第２の導体３２もまたいでいることは明らかであろう。
【００６１】
次に図４および図４Ａを参照すると、同様の素子は同様の参照符号を有して示され、図１および図１Ａと同様の素子もまた同様の参照符号を有して示され、電子回路１５０が集積回路センサ１５１を含む。電子回路１５０は、図１および図１Ａの電子回路１０と同様の態様、およびある程度同様の機能を含む。
【００６２】
電流センサ１５１は、対向する第１の面１５２ａおよび第２の面１５２ｂを有する第１の基板１５２を含む。第１の基板１５２は、第１の基板１５２の第２の面１５２ｂがベースプレート１２の上になり、第１の基板１５２の第１の面１５２ａが第１の基板１５２の第２の面１５２ｂの上になるように、ベースプレート１２の上に配置される。
【００６３】
集積回路１５１はまた、対向する第１の面１６２ａおよび第２の面１６２ｂを有する第２の基板１６２も含む。第２の基板１６２は、第２の基板１６２の第２の面１６２ｂがベースプレート１２の上になり、第２の基板１６２の第１の面１６２ａが第２の基板１６２の第２の面１６２ｂの上になるように、ベースプレート１２に結合される。
【００６４】
第１の基板１５２および第２の基板１６２は、それだけには限らないが、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＳｉＧｅ、セラミック、またはガラスを含む様々な材料から構成することができる。第１の基板１５２および第２の基板１６２は、同じ材料または別々の材料で構成することができる。
【００６５】
第２の基板１６２の第１の面１６２ａは、第１の基板１５２の第１の面１５２ａに複数のワイヤボンドで結合することができ、ワイヤボンド１６０はその一例にすぎない。
【００６６】
電流センサ１５１はまた、第１の基板１５２の第１の面１５２ａ上に配置された少なくとも１つの電子構成要素１５４を含むこともできる。電子構成要素１５４は、それだけには限らないが、例えば抵抗、コンデンサまたはインダクタである受動電子構成要素と、例えばトランジスタ、増幅器または他の集積回路である能動電子構成要素とを含むことができる。
【００６７】
電流センサ１５１はまた、第２の基板１６２の第１の面１６２ａ上に配置された磁界検知素子１６４も含む。磁界検知素子１６４は、図１および図１Ａの磁界検知素子１８と同一または同様とすることができる。磁界検知素子１６４は、第２の基板１６２の第１の面１６２ａと本質的に平行な最大応答軸１６８を有する。電流センサ１５１は、電流導体２８および／または３２をまたぐことができる。
【００６８】
磁界検知素子１６４がホール効果素子である諸実施形態では、ホール効果素子は、第２の基板１６２の第１の面１６２ａに対してほぼ垂直な最大応答軸を有することができ、磁界検知素子１６４は、線３４で表された磁束が第２の基板１６２の第１の面１６２ａに対してより垂直に通過し、かつ磁界検知素子１６４中をより垂直に通過するように、図示の位置の右側または左側に配置することができる。
【００６９】
磁界検知素子１６４がホール効果素子である他のいくつかの実施形態では、電流センサ１５１が電流導体２８または３２をまたがないように、電流センサ１５１全体が電流導体２８または３２の右側または左側に配置される。
【００７０】
電流センサ１５１はまた、複数のボンディングパッドを含むこともでき、ボンディングパッド１５８はその一例にすぎない。例えばボンドワイヤ１６６ａ〜１６６ｃであるボンドワイヤは、第１の基板１５２を、例えばリードフレーム１４のリード１４ａ、１４ｅ、１４ｆであるリードに結合することができる。
【００７１】
様々な絶縁層を使用して、電流センサ１５１の一部分を電流センサ１５１の他の部分から電気的に分離できることを理解されたい。例えば、第１の基板１５２および第２の基板１６２の第２の面１５２ｂ、１６２ｂとベースプレート１２の間に絶縁層（図示せず）を配置することができる。また、第２の基板１６２の第１の面１６２ａと磁界検知素子１６４の間に絶縁層（図示せず）を配置することもできる。
【００７２】
電流センサ１５１が第１の導体２８をまたぎ、さらに第２の導体３２もまたいでいることは明らかであろう。
【００７３】
次に図５および図５Ａを参照すると、同様の素子は同様の参照符号を有して示され、図１および図１Ａと同様の素子もまた同様の参照符号を有して示され、電子回路２００が集積回路センサ２０１を含む。電子回路２００は、図１および図１Ａの電子回路１０と同様の態様、およびある程度同様の機能を含む。
【００７４】
電流センサ２０１は、対向する第１の面２０２ａおよび第２の面２０２ｂを有する第３の基板２０２を含む。第３の基板２０２は、第１の基板２０２の第２の面２０２ｂがベースプレート１２の上になり、第１の基板２０２の第１の面２０２ａが第３の基板２０２の第２の面２０２ｂの上になるように、ベースプレート１２の上に配置される。
【００７５】
集積回路２０１はまた、対向する第１の面２０４ａおよび第２の面２０４ｂを有する第２の基板２０４と、対向する第１の面２１０ａおよび第２の面２１０ｂを有する第１の基板２１０とを有する。第３の基板２０２と第２の基板２０４は、第２の基板２０４の第１の面２０４ａが第３の基板２０２の第１の面２０２ａの上になり、第２の基板２０４の第２の面２０４ｂが第２の基板２０４の第１の面２０４ａの上になるように結合される。同様に、第３の基板２０２と第１の基板２１０は、第１の基板２１０の第１の面２１０ａが第３の基板２０２の第１の面２０２ａの上になり、第１の基板２１０の第２の面２１０ｂが第１の基板２１０の第１の面２１０ａの上になるように結合される。第２の基板２０４および第１の基板２１０は、第３の基板２０２に対してフリップチップ構成で配置される。
【００７６】
第２の基板２０４の第１の面２０４ａは、第３の基板２０２の第１の面２０２ａに複数の接合部で結合することができ、接合部２０８はその一例にすぎない。同様に、第１の基板２１０の第１の面２１０ａは、第３の基板２０２の第１の面２０２ａに複数の接合部で結合することができ、接合部２１４はその一例にすぎない。接合部（例えば、２０８、２１４）は、ハンダボール、金バンプ、共晶または高鉛ハンダバンプ、無鉛ハンダバンプ、金スタッドバンプ、ポリマー導電性バンプ、導電性ペースト、または導電性フィルムのうちの選択されたものとすることができる。
【００７７】
第３の基板２０２、第２の基板２０４および第１の基板２１０は、それだけには限らないが、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＳｉＧｅ、セラミック、またはガラスを含む様々な材料から構成することができる。第３の基板２０２、第２の基板２０４および第１の基板２１０は、同じ材料または別々の材料で構成することができる。
【００７８】
第２の基板２０４と第１の基板２１０は、回路配線（図示せず）により第３の基板２０２の上または内部に電気的に一緒に結合できることを理解されたい。
【００７９】
電流センサ２０１はまた、第１の基板２１０の第１の面２１０ａ上に配置された少なくとも１つの電子構成要素２１２を含むこともできる。電子構成要素２１２は、それだけには限らないが、例えば抵抗、コンデンサまたはインダクタである受動電子構成要素と、例えばトランジスタ、増幅器または他の集積回路である能動電子構成要素とを含むことができる。
【００８０】
電流センサ２０１はまた、第２の基板２０４の第１の面２０４ａ上に配置された磁界検知素子２０６も含む。磁界検知素子２０６は、図１および図１Ａの磁界検知素子１８と同一または同様とすることができる。磁界検知素子２０６は、第２の基板２０４の第１の面２０４ａと本質的に平行な最大応答軸２１６を有する。電流センサ２０１は、電流導体２８および／または３２をまたぐことができる。
【００８１】
磁界検知素子２０６がホール効果素子である諸実施形態では、ホール効果素子は、第２の基板２０４の第１の面２０４ａに対してほぼ垂直な最大応答軸を有することができ、磁界検知素子２０６は、線３４で表された磁束が第２の基板２０４の第１の面２０４ａに対してより垂直に通過し、かつ磁界検知素子２０６中をより垂直に通過するように、図示の位置の右側または左側に配置することができる。
【００８２】
磁界検知素子２０６がホール効果素子である他のいくつかの実施形態では、電流センサ２０１が電流導体２８または３２をまたがないように、電流センサ２０１全体が電流導体２８または３２の右側または左側に配置される。
【００８３】
電流センサ２０１はまた、例えばボンディングパッド２２０ａ〜２２０ｃである複数のボンディングパッドを第３の基板２０２の第１の面２０２ａ上に含むこともできる。例えばボンドワイヤ２６ａ〜２６ｃであるボンドワイヤは、第１の基板２１０を、例えばリードフレーム１４のリード１４ａ、１４ｅ、１４ｆであるリードに結合することができる。
【００８４】
様々な絶縁層を使用して、電流センサ２０１の一部分を電流センサ２０１の他の部分から電気的に分離できることを理解されたい。
【００８５】
電流センサ２０１が第１の導体２８をまたぎ、さらに第２の導体３２もまたいでいることは明らかであろう。
【００８６】
次に図６および図６Ａを参照すると、同様の素子は同様の参照符号を有して示され、図１および図１Ａと同様の素子もまた同様の参照符号を有して示され、電子回路２５０が集積回路センサ２５１を含む。電子回路２５０は、図１および図１Ａの電子回路１０と同様の態様、およびある程度同様の機能を含む。
【００８７】
電流センサ２５１は、対向する第１の面２５２ａおよび第２の面２５２ｂを有する第３の基板２５２を含む。第３の基板２５２は、第３の基板２５２の第２の面２５２ｂがベースプレート１２の上になり、第３の基板２５２の第１の面２５２ａが第３の基板２５２の第２の面２５２ｂの上になるように、ベースプレート１２の上に配置される。
【００８８】
集積回路２５１はまた、対向する第１の面２５４ａおよび第２の面２５４ｂを有する第１の基板２５４と、対向する第１の面２６２ａおよび第２の面２６２ｂを有する第２の基板２６２とを有する。第３の基板２５２と第１の基板２５４は、第１の基板２５４の第２の面２５４ｂが第３の基板２５２の第１の面２５２ａの上になり、第１の基板２５４の第１の面２５４ａが第１の基板２５４の第２の面２５４ｂの上になるように結合される。同様に、第３の基板２５２と第２の基板２６２は、第２の基板２６２の第２の面２６２ｂが第３の基板２５２の第１の面２５２ａの上になり、第２の基板２６２の第１の面２６２ａが第２の基板２６２の第２の面２６２ｂの上になるように結合される。
【００８９】
第１の基板２５４の第１の面２５４ａは、第２の基板２６２の第１の面２６２ａに複数のボンドワイヤで結合することができ、ボンドワイヤ２６０はその一例にすぎない。第１の基板２５４の第１の面２５４ａはまた、第３の基板２５２の第１の面２５２ａに複数のボンドワイヤで結合することができ、ボンドワイヤ２７０はその一例にすぎない。第３の基板２５２の第１の面２５２ａは、リード１４に複数のボンドワイヤで結合することができ、ボンドワイヤ２６８はその一例にすぎない。
【００９０】
第３の基板２５２、第１の基板２５４および第２の基板２６２は、それだけには限らないが、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＳｉＧｅ、セラミック、またはガラスを含む様々な材料から構成することができる。第３の基板２５２、第１の基板２５４および第２の基板２６２は、同じ材料または別々の材料で構成することができる。
【００９１】
電流センサ２５１はまた、第１の基板２５４の第１の面２５４ａ上に配置された少なくとも１つの電子構成要素２５６を含むこともできる。電子構成要素２５６は、それだけには限らないが、例えば抵抗、コンデンサまたはインダクタである受動電子構成要素と、例えばトランジスタ、増幅器または他の集積回路である能動電子構成要素とを含むことができる。
【００９２】
電流センサ２５１はまた、第２の基板２６２の第１の面２６２ａ上に配置された磁界検知素子２６４も含む。磁界検知素子２６４は、図１および図１Ａの磁界検知素子１８と同一または同様とすることができる。磁界検知素子２６４は、第２の基板２６２の第１の面２６２ａと本質的に平行な最大応答軸２６６を有する。電流センサ２５１は、電流導体２８および／または３２をまたぐことができる。
【００９３】
磁界検知素子２６４がホール効果素子である諸実施形態では、ホール効果素子は、第２の基板２６２の第１の面２６２ａに対してほぼ垂直な最大応答軸を有することができ、磁界検知素子２６４は、線３４で表された磁束が第２の基板２６２の第１の面２６２ａに対してより垂直に通過し、かつ磁界検知素子２６４中をより垂直に通過するように、図示の位置の右側または左側に配置することができる。
【００９４】
磁界検知素子２６４がホール効果素子である他のいくつかの実施形態では、電流センサ２５１が電流導体２８または３２をまたがないように、電流センサ２５１全体が電流導体２８または３２の右側または左側に配置される。
【００９５】
様々な絶縁層を使用して、電流センサ２５１の一部分を電流センサ２５１の他の部分から電気的に分離できることを理解されたい。
【００９６】
電流センサ２５１が第１の導体２８をまたぎ、さらに第２の導体３２もまたいでいることは明らかであろう。
【００９７】
図１、１Ａ、２、２Ａ、３、３Ａ、４、４Ａ、５、５Ａ、６および６Ａとそれぞれ関連して以上で説明した電子構成要素２２、６２、１１６、１５５、２１２および２５６は、それぞれの基板の面上に配置することができる。これら電子構成要素は、参照により出願をその全体で組み込む２００６年７月１１日発行の米国特許第７，０７５，２８７号に記載されている回路で構成することができる。
【００９８】
本明細書に引用されたすべての参考文献は、参照によりその全体を本明細書に組み込む。
【００９９】
本発明の好ましい諸実施形態を説明したので、それらの概念を組み込む他の実施形態も使用できることが当業者には明らかになるであろう。したがって、これらの実施形態は、開示された実施形態に限定されるべきものではなく、むしろ添付の特許請求の範囲の趣旨および範囲によってのみ限定されるべきものと思われる。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図５】
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【図５Ａ】
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【図６】
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【図６Ａ】
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