(57)【要約】【課題】磁気センサと信号処理デバイスの放熱性が悪いと、電流路等で熱が発生したときに磁気センサと信号処理デバイスで温度が大きく異なってしまう。その結果、電流検出精度が悪化する。【解決手段】電流センサは、磁気を検知する第１磁気センサおよび第２磁気センサと、前記第１磁気センサの周囲において第１周回方向に配線され、前記第２磁気センサの周囲において前記第１周回方向とは反対の第２周回方向に配線された電流路と、前記第１磁気センサおよび前記第２磁気センサからの出力信号を処理する信号処理デバイスと、を備え、前記第１磁気センサ、前記第２磁気センサ、および前記信号処理デバイスは、金属板上に配置される。【選択図】図１
2015190930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気を検知する第１磁気センサおよび第２磁気センサと、
前記第１磁気センサの周囲において第１周回方向に配線され、前記第２磁気センサの周囲において前記第１周回方向とは反対の第２周回方向に配線された電流路と、
前記第１磁気センサおよび前記第２磁気センサからの出力信号を処理する信号処理デバイスと、
を備え、
前記第１磁気センサ、前記第２磁気センサ、および前記信号処理デバイスは、金属板上に配置される
電流センサ。
【請求項２】
前記第１磁気センサ、前記第２磁気センサ、前記電流路、および前記信号処理デバイスと、前記金属板上における前記第１磁気センサ、前記第２磁気センサ、および前記信号処理デバイスが配置される配置部分とを覆うパッケージを更に備える請求項１に記載の電流センサ。
【請求項３】
前記パッケージは、前記第１磁気センサ、前記第２磁気センサ、前記電流路、前記信号処理デバイス、および前記金属板の前記配置部分をモールドする請求項２に記載の電流センサ。
【請求項４】
前記第１磁気センサおよび前記第２磁気センサには、モールド樹脂よりもヤング率が小さい低応力樹脂が塗布される請求項３に記載の電流センサ。
【請求項５】
前記第１磁気センサは、一部が前記パッケージの外に露出する第１の前記金属板上に配置され、
前記第２磁気センサは、一部が前記パッケージの外に露出する第２の前記金属板上に配置される
請求項２から４のいずれか一項に記載の電流センサ。
【請求項６】
前記信号処理デバイスは、前記第１の金属板上に配置される請求項５に記載の電流センサ。
【請求項７】
前記第１の金属板および前記第２の金属板の少なくとも一方は、前記パッケージの外に露出して前記電流センサが搭載されるプリント配線基板のランドに接続される外部端子を有する請求項５または６に記載の電流センサ。
【請求項８】
前記第１の金属板および前記第２の金属板の少なくとも一方は、前記パッケージの外部に露出し、かつ前記電流センサが搭載されるプリント配線基板のランドに接続されない吊りピンを有する請求項５から７のいずれか一項に記載の電流センサ。
【請求項９】
前記第１磁気センサおよび前記第２磁気センサは、ワイヤボンディングにより前記信号処理デバイスと接続される請求項２から８のいずれか一項に記載の電流センサ。
【請求項１０】
前記電流路は、前記第１磁気センサが配置される前記金属板の側に設けられた第１切欠部と、前記第２磁気センサが配置される前記金属板の側に設けられた第２切欠部とを有し、
前記第１磁気センサは、前記電流路を含む面の垂直方向から見て、前記第１切欠部の内側に設けられ、
前記第２磁気センサは、前記電流路を含む面の垂直方向から見て、前記第２切欠部の内側に設けられる
請求項１から９のいずれか一項に記載の電流センサ。
【請求項１１】
前記第１切欠部および前記第２切欠部は、前記電流路において互いに点対称に設けられる請求項１０に記載の電流センサ。
【請求項１２】
前記第１切欠部および前記第２切欠部は、前記電流路を、円弧によって切り抜いた形状を有する請求項１０または１１に記載の電流センサ。
【請求項１３】
前記第１磁気センサが配置される前記金属板は、前記電流路を含む面の垂直方向から見て、前記第１切欠部の内側へと延伸する第１延伸部と、延伸方向に対する幅を前記第１延伸部より広げた第１端部とを有し、
前記第２磁気センサが配置される前記金属板は、前記電流路を含む面の垂直方向から見て、前記第２切欠部の内側へと延伸する第２延伸部と、延伸方向に対する幅を前記第２延伸部より広げた第２端部とを有する
請求項１０から１２のいずれか一項に記載の電流センサ。
【請求項１４】
前記第１延伸部および前記第２延伸部は、段差加工されて前記第１磁気センサおよび前記第２磁気センサの感磁部分を前記電流路を含む面に近づける請求項１３に記載の電流センサ。
【請求項１５】
前記電流路は段差加工されて、前記電流路を含む面を、前記第１磁気センサおよび前記第２磁気センサの感磁部分に近づける請求項１から１４のいずれか一項に記載の電流センサ。
【請求項１６】
前記第１磁気センサおよび前記第２磁気センサは、感磁部分が前記電流路を含む面の垂直方向において、前記電流路の上面および下面の間に設けられる請求項１から１５のいずれか一項に記載の電流センサ。
【請求項１７】
前記第１磁気センサおよび前記第２磁気センサは、ダイアタッチフィルムによって前記金属板に対してダイボンディングされる請求項１から１６のいずれか一項に記載の電流センサ。
【請求項１８】
前記パッケージの第１辺に設けられ前記電流路に接続される第１電流端子と、前記第１辺と対向する第２辺に設けられ前記電流路に接続される第２電流端子とを有し、
前記第１電流端子および前記第２電流端子は、前記第１辺および前記第２辺において、前記第１辺および前記第２辺の中心位置に対し、デバイス端子が配置されている第３辺からは遠くなる側に配置されている
請求項２から９のいずれか一項に記載の電流センサ。
【請求項１９】
前記パッケージの前記第１辺および前記第２辺の間の第３辺に、前記信号処理デバイスに接続される複数のデバイス端子を更に備える請求項１８に記載の電流センサ。
【請求項２０】
前記信号処理デバイスは、前記第１磁気センサおよび前記第２磁気センサからの出力信号を温度補正する温度補正回路を有する請求項１から１９のいずれか一項に記載の電流センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
一対の磁気センサを有する電流センサが知られている（例えば、特許文献１参照）。当該電流センサでは、一対の磁気センサのそれぞれが受ける外部磁場を互いにキャンセルすることによって、外部磁場の影響を低減している。
特許文献１  特表２００３−５１０６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の電流センサは、２つの磁気センサが基板上に配置されているので、放熱性が悪いといった課題がある。一般に磁気センサは、その周囲の温度が変化すると、例え周囲の磁束が一定であっても、温度の変化にともなって出力が変化する。そのため、磁気センサ周囲の温度が変化すると電流検出精度が悪くなるという問題が生じる。仮に温度補正回路を入れても磁気センサと温度補正回路との間で温度差が生じていると、正確な補正をすることが難しくなり、高精度な電流測定をすることが難しくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、磁気を検知する第１磁気センサおよび第２磁気センサと、前記第１磁気センサの周囲において第１周回方向に配線され、前記第２磁気センサの周囲において前記第１周回方向とは反対の第２周回方向に配線された電流路と、前記第１磁気センサおよび前記第２磁気センサからの出力信号を処理する信号処理デバイスと、を備え、前記第１磁気センサ、前記第２磁気センサ、および前記信号処理デバイスは、金属板上に配置される電流センサを提供する。
【０００５】
なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】電流センサ１０の平面視における内部構成図である。
【図２】電流センサ１０の平面図である。
【図３】電流センサ１０の側面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線に沿った縦断面図である。
【図５】電流センサ１０の各製造工程における平面図である。
【図６】電流センサ１０の各製造工程における平面図である。
【図７】切欠部１３０、１３２の形状を変更した電流センサ１１０の一部拡大平面図である。
【図８】第１延伸部２４０及び第２延伸部２４２の先端の形状を変更した電流センサ２１０の一部拡大平面図である。
【図９】磁気センサ１８、２０の感磁部分を、電流路１１２を含む面に近づけた実施形態を説明する縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００８】
図１は、電流センサ１０の平面視における内部構成図である。図２は、電流センサ１０の平面図である。図３は、電流センサ１０の側面図である。電流センサ１０は、信号処理デバイス２４及び磁気センサ１８、２０を金属板上に配置した構成をとることによって、放熱性が改善され、また、信号処理デバイス２４、磁気センサ１８、２０の温度差が低減される。これにより電流Ｃｒの測定精度が向上する。平面視とは、電流センサ１０の最も広い面の垂直方向から見た状態のことである。
【０００９】
電流センサ１０は、電流路１２と、主支持板１４と、副支持板１６と、磁気センサ１８と、磁気センサ２０と、複数のデバイス端子２２と、信号処理デバイス２４と、パッケージ２６とを備える。
【００１０】
電流路１２は、金属などの導体からなる。電流路１２は、板状に形成されている。電流路１２は、平面視において、略長方形状に形成されている。電流路１２の長手方向が、電流Ｃｒの流れる方向である。電流路１２は、電流センサ１０を横切るように、パッケージ２６の対向する二辺にわたって配置されている。当該二辺を第１辺及び第２辺とする。
【００１１】
電流路１２の両端は、電流端子１３として機能する。電流端子１３は、電流路１２と一体に形成されて、接続されている。一方の電流端子１３は、パッケージ２６の第１辺から突出して露出している。他方の電流端子１３は、パッケージ２６の第２辺から突出して露出している。電流端子１３は、フォーミングによって下方へ曲げ加工されてパッケージ２６の下面まで延びる。ここで、電流路１２は、パッケージ２６の中心から見て、信号処理デバイス２４が設けられた側とは反対側に配置されている。従って、電流端子１３は、第１辺及び第２辺において、第１辺および第２辺の中心位置に対し、デバイス端子が配置されている第３辺からは遠くなる側に配置されている。
【００１２】
電流路１２の中央部には、一対の切欠部３０、３２が形成されている。切欠部３０は、電流路１２の長手方向において、切欠部３２と異なる位置に形成されている。一方の切欠部３０は、主支持板１４側に設けられ、主支持板１４側が開口している。電流路１２を含む面の垂直方向から見て、切欠部３０の内側には、磁気センサ１８が配置される。他方の切欠部３２は、副支持板１６側に設けられ、副支持板１６側が開口している。このように、切欠部３０と切欠部３２は、互いに反対側が開口している。切欠部３０と切欠部３２は、電流路１２において互いに点対称に設けられていてもよい。例えば、切欠部３０と切欠部３２は、電流路１２の重心を回転の中心とする点対称の位置に形成してもよい。
【００１３】
電流路１２を含む面の垂直方向から見て、切欠部３２の内側には、磁気センサ２０が配置される。従って、電流路１２は、磁気センサ１８の周囲において第１周回方向に配線され、磁気センサ２０の周囲において第１周回方向とは反対の第２周回方向に配線される。例えば、図１に点線で示すように、電流路１２の切欠部３０の周りを流れる電流Ｃｒの周回方向は第１周回方向の一例である右回り（図１中の時計回り方向）となり、電流路１２の切欠部３２の周りを流れる電流Ｃｒの周回方向と反対の第２周回方向の一例である左回り（図１中の反時計回り方向）となる。
【００１４】
主支持板１４は、金属板及び第１の金属板の一例である。主支持板１４は、熱伝導性の高い金属板で構成することが好ましい。主支持板１４は、支持部３６と、一対のデバイス端子部３８と、第１延伸部４０とを有する。
【００１５】
支持部３６は、平面視において、パッケージ２６の略中央部に配置される。支持部３６は、平面視において、正方形に近い形状に形成されている。支持部３６は、信号処理デバイス２４より大きい平面積を有する。支持部３６は、信号処理デバイス２４とワイヤボンディングによって接続されている。
【００１６】
一対のデバイス端子部３８は、外部端子の一例である。一対のデバイス端子部３８の外側の端部は、支持部３６からパッケージ２６の一辺から外部へと突出して露出する。当該一辺を第３辺とする。一対のデバイス端子部３８は、パッケージ２６の第３辺において、第３辺の中心を挟み互いに反対側に配置されている。デバイス端子部３８の外側の端部は、図３に示すように、フォーミングによって曲げられて、パッケージ２６の下面に達する。これにより、一対のデバイス端子部３８は、電流センサ１０が搭載される基板の配線に接続される。例えば、一対のデバイス端子部３８は、電流センサ１０が搭載される基板の接地電位に接続される。デバイス端子部３８の内側の端部は、支持部３６を介して、信号処理デバイス２４と電気的に接続されている。
【００１７】
第１延伸部４０は、一対のデバイス端子部３８とは反対側へと支持部３６から延びて突出している。第１延伸部４０は、第１切欠部３０の内側へと延伸する。第１延伸部４０の先端は、磁気センサ１８よりも大きい平面積を有する。
【００１８】
副支持板１６は、金属板の一例である。副支持板１６は、主支持板１４と同じ材料で構成されている。主支持板１４と副支持板１６は、できるだけ放熱性の高い材料で構成されていることが好ましい。好ましい材料としては例えば銅などが挙げられる。尚、副支持板１６は、主支持板１４と異なる材料で構成してもよいが、主支持板１４と同じ熱伝導性を有することが好ましい。副支持板１６は、電流路１２を挟み主支持板１４と反対側に配置されている。副支持板１６は、主支持板１４及び電流路１２と離間され、絶縁されている。
【００１９】
副支持板１６は、第２延伸部４２と、吊りピン部４４とを有する。第２延伸部４２は、副支持板１６の一端側に設けられ、第２切欠部３２の内側へと延伸する。第２延伸部４２の先端は、磁気センサ２０よりも大きい平面積を有する。吊りピン部４４は、副支持板１６の他端側に設けられ、パッケージ２６の一辺から外部に突出して露出している。パッケージ２６の当該一辺を第４辺とする。即ち、吊りピン部４４は、デバイス端子部３８が突出する第３辺と対向する第４辺から突出している。吊りピン部４４は、図３に示すように、下方へと折り曲げられている。但し、吊りピン部４４は、パッケージ２６の下面までは達しない長さである。これにより、吊りピン部４４は、電流センサ１０が搭載される基板の配線に接続されない。
【００２０】
磁気センサ１８は、一部がパッケージ２６の外部に露出する主支持板１４の第１延伸部４０上の端部に配置されている。磁気センサ１８は、切欠部３０の内側に配置される。磁気センサ２０は、一部がパッケージ２６の外部に露出する副支持板１６の第２延伸部４２上の端部に配置されている。磁気センサ２０は、切欠部３２の内側に配置される。また、磁気センサ２０は、パッケージ２６内において、電流路１２に対して信号処理デバイス２４と反対側に設けられる。
【００２１】
磁気センサ１８、２０は、主支持板１４または副支持板１６と導電性ペーストなどのボンディング材で固定されていてもよい。また、磁気センサ１８、２０は、主支持板１４または副支持板１６とダイアタッチフィルムによってダイボンディングされていてもよい。また、磁気センサ１８、２０は、絶縁ペースト等の絶縁物を介して主支持板１４または副支持板１６に配置されていてもよい。この場合、磁気センサ１８、２０を主支持板１４または副支持板１６と絶縁することができる。絶縁ペーストを用いて磁気センサ１８、２０を固定すれば、ペースト量が多くはみ出すことがあっても、電流路との間で絶縁が低下する恐れが少ない。また、磁気センサ１８、２０の感磁部分は、電流路１２の面の垂直方向において、電流路１２の板厚の中心位置に出来るだけ近い位置であることが好ましい。磁気センサ１８、２０の感磁部分は、例えば、磁気センサ１８、２０の上面に形成されている。尚、感磁部分とは、磁気センサ１８、２０において磁気を検知する部分または面のことである。
【００２２】
磁気センサ１８、２０は、それぞれ個別に信号処理デバイス２４とワイヤボンディングによって接続されている。磁気センサ１８、２０は、周囲の磁気を検知する。磁気センサ１８、２０の一例は、InAsやGaAs等からなる化合物半導体ホール素子、またはシリコンからなるホール素子である。磁気センサ１８、２０の他の例は、シリコンからなるホール素子と増幅回路が一体化されたホールICや磁気抵抗素子である。[0]磁気センサ１８、２０の他の例は、磁気抵抗素子である。磁気センサ１８、２０が検知する磁気の一例は、電流路１２に流れる電流によって生じる磁気である。磁気センサ１８、２０は、検知した周囲の磁気に応じた電圧を出力信号として信号処理デバイス２４へと出力する。
【００２３】
複数のデバイス端子２２は、主支持板１４の外側に配置されている。デバイス端子２２の一端は、主支持板１４へと延びる。デバイス端子２２の一端は、主支持板１４と離間して配置されている。デバイス端子２２の他端は、パッケージ２６の第３辺から外部へと突出して露出している。ここでいうパッケージ２６の第３辺は、一対の電流端子１３が配置される第１辺と第２辺との間の辺である。第３辺が第１辺及び第２辺と直角であると、電流センサ１０全体のサイズが小さくなり好ましい。複数のデバイス端子２２は、それぞれ個別に信号処理デバイス２４とワイヤボンディングによって接続されている。デバイス端子２２の外側の端部は、図３に示すデバイス端子部３８と同様に、フォーミングによって曲げられて、パッケージ２６の下面に達する。デバイス端子２２は、電流センサ１０が搭載されるプリント配線基板上に配置されたランドに接続される。例えば、複数のデバイス端子２２のいずれかは、ランドを介して接地電位の配線に接続される。複数のデバイス端子２２のいずれかは、ランドを介して電源電位の配線に接続される。複数のデバイス端子２２のいずれかは、出力端子としてランドを介して外部機器の配線に接続される。
【００２４】
信号処理デバイス２４は、主支持板１４の支持部３６上に配置されている。尚、信号処理デバイス２４は、主支持板１４と導電性ペーストを介して配置されていてもよく、絶縁ペーストやダイアタッチフィルム等の絶縁物を介して配置されていてもよい。信号処理デバイス２４は、例えば、増幅器、バッファ、バイアスユニット、ＥＥＰＲＯＭ等の記憶部、及び、磁気センサ１８、２０からの出力信号を温度補正する温度補正回路を有してもよい。信号処理デバイス２４は、磁気センサ１８、２０の出力信号を処理する。例えば、信号処理デバイス２４は、磁気センサ１８の出力信号と磁気センサ２０の出力信号との差分に基づいて、電流路１２に流れる電流Ｃｒに応じた電圧を出力する。尚、本実施形態では、磁気センサ１８、２０及び信号処理デバイス２４は、それぞれ独立したチップからなるハイブリッド構成であるが、他の構成であってもよい。
【００２５】
パッケージ２６は、エポキシなどの絶縁性に優れた樹脂から成る。パッケージ２６は、電流路１２と、主支持板１４と、副支持板１６と、磁気センサ１８、２０と、複数のデバイス端子２２と、信号処理デバイス２４とを覆う。尚、パッケージ２６は、主支持板１４及び副支持板１６における磁気センサ１８、２０及び信号処理デバイス２４が配置される配置部分を覆う。パッケージ２６は、電流路１２と、磁気センサ１８、２０と、信号処理デバイス２４とが配置される、主支持板１４及び副支持板１６上の配置部分とをモールドしてもよい。パッケージ２６は、電流路１２の両端部、デバイス端子２２の主支持板１４側の端部、デバイス端子部３８の端部、及び、副支持板１６の端部は覆わない。尚、磁気センサ１８、２０には、パッケージ２６のモールド樹脂よりもヤング率が小さい低応力樹脂をパッケージ２６との間に塗布してもよい。
【００２６】
次に、上述した電流センサ１０の動作を説明する。図４は、図１のＩＶ−ＩＶ線に沿った縦断面図である。
【００２７】
測定対象の電流Ｃｒが、図１の点線で示す方向に沿って、電流路１２を流れる。電流Ｃｒは、切欠部３０の周囲を流れるときには、平面視において、右回りに流れる。一方、電流Ｃｒは、切欠部３２の周囲を流れるときには、平面視において、左回りに流れる。従って、切欠部３０を流れる電流Ｃｒが生じさせる磁束密度Ｂａｓと、切欠部３２を流れる電流Ｃｒが生じさせる磁束密度Ｂａｂは、略同じ大きさであって、且つ、互いに逆方向となる。これにより、磁気センサ１８と磁気センサ２０は、互いに逆方向の電流Ｃｒによる磁束密度Ｂａｓ、Ｂｂｓを検知する。ここで、磁気センサ１８、２０は、互いに隣接した近い位置に配置されているので、同じ方向で同じ大きさの外部磁気ノイズＢａｎ、Ｂｂｎを検知するとする。
【００２８】
この場合、磁気センサ１８の出力信号Ｖａ及び磁気センサ２０の電圧の出力信号Ｖｂは、それぞれ以下の式となる。
Ｖａ＝Ｋａ×（Ｂａｓ＋Ｂａｎ）＋Ｖａｏｆｆ
Ｖｂ＝Ｋｂ×（−Ｂｂｓ＋Ｂｂｎ）＋Ｖｂｏｆｆ
Ｋａ、Ｋｂ：磁気センサ１８、２０の感度とする。
Ｖａｏｆｆ、Ｖｂｏｆｆ：各磁気センサ１８、２０のオフセットとする。
ここで、各磁気センサ１８、２０は互いに特性が等しいとして、オフセットＶａｏｆｆ、Ｖｂｏｆｆは、互いに等しいと近似する。また、各磁気センサ１８、２０が検知する外部磁気ノイズＢａｎ、Ｂｂｎは、双方の位置が近いので、互いに等しいと近似する。
【００２９】
一般に、磁気センサの感度は温度により変化する。
各磁気センサ１８、２０はそれぞれ金属板の主支持板１４及び副支持板１６に配置されているので、略同じ温度となる。従って、感度Ｋａ、Ｋｂは互いに略等しくなり、Ｋ＝Ｋａ＝Ｋｂとなる。
【００３０】
信号処理デバイス２４は、磁気センサ１８、２０から出力信号Ｖａ、Ｖｂを取得する。信号処理デバイス２４は、出力信号Ｖａ、Ｖｂの差分を出力する。信号処理デバイス２４の出力Ｖｏｕｔは次の式となる。
Ｖｏｕｔ＝Ｖａ−Ｖｂ＝Ｋ×（Ｂａｓ＋Ｂｂｓ）
この式から外部磁気ノイズＢａｎ、Ｂｂｎの影響がキャンセルされていることがわかる。更に、信号処理デバイス２４、及び、磁気センサ１８、２０が、金属製の主支持板１４または副支持板１６上に配置されているので、信号処理デバイス２４、及び、磁気センサ１８、２０は、互いに略同じ温度となる。これにより、信号処理デバイス２４の温度補正回路は、磁気センサ１８、２０の感度Ｋの影響を精度良く補正することができ、周囲の温度変化に起因する磁気センサ１８と磁気センサ２０の出力変化を精度良く補正することができる。電流路１２を流れる電流Ｃｒが略等しく、当該電流Ｃｒによって生じる磁束密度の関係をＢａｓ≒Ｂｂｓと仮定すると、Ｖｏｕｔは、ＶａまたはＶｂの略２倍となる。即ち、磁気センサが１個の場合に比べて、出力が略２倍となることがわかる。この電流センサ１０は、Ｖｏｕｔに基づいて電流を測定する。
【００３１】
上述したように、電流センサ１０では、信号処理デバイス２４、及び、磁気センサ１８、２０が、放熱性の高い金属製の主支持板１４または副支持板１６上に配置されているので、信号処理デバイス２４、及び、磁気センサ１８、２０の放熱性を向上させることができる。電流路１２に電流が流れることによって温度上昇が生じ、特に電流路１２に近い場所ほど温度が大きく上昇する。電流センサ１０は磁気センサ１８、２０の温度と信号処理デバイス２４が放熱性の高い金属板の第１延伸部４０及び第２延伸部４２上に配置されているので、電流路１２に電流が流れることによって温度上昇が生じる場合であっても、その温度差は小さくなる。これにより、電流センサ１０は、電流路１２に大電流が通電され、大きく温度が上昇する場合であっても精度よく磁場を検出することができる。更に、主支持板１４及び副支持板１６の端部が、パッケージ２６から露出しているので、電流センサ１０は、より放熱性が向上された構成をとることによって、磁気センサ１８、２０の温度と信号処理デバイス２４の温度差を小さくすることができる。
【００３２】
電流センサ１０では、切欠部３０、３２が互いに点対称の位置に配置されているので、磁気センサ１８、２０が受ける磁束密度を略等しくして、且つ、磁気センサ１８、２０の周囲の温度を略等しくできる。更に、切欠部３０、３２の内側に配置される磁気センサ１８、２０の位置が点対称になるので、電流路１２を流れる電流による熱の影響が磁気センサ１８、２０で略等しくなる。従って、磁気センサ１８、２０は、互いの温度差による影響をより低減できる。
【００３３】
次に、上述した電流センサ１０の製造方法について説明する。図５及び図６は、電流センサ１０の各製造工程における平面図である。
【００３４】
図５に示すように、１枚の金属板から一部を刳り貫くことによって、パターンが形成された金属板５０を形成する。図５において、ドットハッチングされた領域が、金属板５０から刳り貫かれた個所である。この状態では、電流路１２、主支持板１４、及び、副支持板１６は、互いの端部が金属板５０の外周部で連結されている。
【００３５】
次に、図６に示すように、プレス加工等によって金属板５０にフォーミングを施すことにより、電流路１２、デバイス端子２２、及び、デバイス端子部３８に段部を形成する。次に、信号処理デバイス２４を主支持板１４の予め定められた位置にダイボンディングするとともに、磁気センサ１８、２０を主支持板１４及び副支持板１６に配置する。信号処理デバイス２４、磁気センサ１８、２０、デバイス端子２２、及び、デバイス端子部３８をワイヤボンディングで互いに接続する。
【００３６】
次に、図２及び図３に示すように、樹脂材料を含むパッケージ２６によって、信号処理デバイス２４、磁気センサ１８、２０、電流路１２、主支持板１４、及び、副支持板１６をモールドする。更に、電流路１２、副支持板１６、デバイス端子２２及びデバイス端子部３８の端部をカットして、互いを離間させる。これにより、電流センサ１０が完成する。
【００３７】
次に、上述した実施形態の一部を変更した形態について説明する。
【００３８】
図７は、切欠部１３０、１３２の形状を変更した電流センサ１１０の一部拡大平面図である。電流センサ１１０では、電流路１１２に形成された切欠部１３０、１３２のそれぞれが、円弧部１６０、１６２を有する。円弧部１６０、１６２は、電流路１１２を円弧に切り抜いた形状を有する。ここで、円弧部１６０、１６２は、一例として半円である。更に、円弧部１６０を半円とする場合、半円の中心と磁気センサ１８の重心と一致させることが好ましい。円弧部１６２の中心も同様に、磁気センサ２０の重心と一致させることが好ましい。
【００３９】
このように、切欠部１３０、１３２に円弧部１６０、１６２を形成することによって、磁気センサ１８、２０と電流路１１２の距離を小さくすることができる。これにより、磁気センサ１８、２０の感度がよくなり、出力信号が大きくなる。この結果、電流センサ１１０の検出精度がより向上する。
【００４０】
図８は、第１延伸部２４０及び第２延伸部２４２の先端の形状を変更した電流センサ２１０の一部拡大平面図である。電流センサ２１０では、磁気センサ１８が配置される主支持板２１４が第１延伸部２４０及び第１端部２６４を有し、磁気センサ２０が配置される副支持板２１６が第２延伸部２４２及び第２端部２６６を有する。
【００４１】
第１延伸部２４０は、電流路１１２を含む面の垂直方向から見て、切欠部１３０の内側へと延伸する。第１端部２６４は、第１延伸部２４０の先端側に設けられている。第１端部２６４は、第１延伸部２４０の幅よりも広い幅を有する。ここでいう幅は、第１延伸部２４０の延伸方向と交差する方向、例えば、直交する方向の長さのことである。第１端部２６４は、部分円形状であってもよい。この場合、第１端部２６４の中心の位置が、円弧部１６０と中心の位置と一致することが好ましい。第１延伸部２４０の一部を曲げて、段部２４１を形成して、磁気センサ１８の感磁面の高さを電流路１１２の板厚の中心の高さと同じ又は近い高さにしてもよい。例えば、磁気センサ１８の感磁面は、上面に形成されている。
【００４２】
第２延伸部２４２は、電流路１１２を含む面の垂直方向から見て、切欠部１３２の内側へと延伸する。第２端部２６６は、第２延伸部２４２の先端側に設けられている。第２端部２６６は、第２延伸部２４２よりも広い幅を有する。ここでいう幅は、第２延伸部２４２の延伸方向と交差する方向、例えば、直交する方向の長さのことである。第２端部２６６は、部分円形状であってもよい。この場合、第２端部２６６の中心の位置が、円弧部１６２と中心の位置と一致することが好ましい。第２延伸部２４２の一部を曲げて、段部２４３を形成して、磁気センサ２０の感磁面の高さを電流路１１２の板厚の中心の高さと同じ又は近い高さにしてもよい。例えば、磁気センサ２０の感磁面は、上面に形成されている。
【００４３】
電流センサ２１０では、コイニング等の段差加工処理によって主支持板２１４及び副支持板２１６を押し潰すことによって、第１端部２６４及び第２端部２６６を円形状に形成してもよい。
【００４４】
図９は、磁気センサ１８、２０の感磁部分を、電流路１１２を含む面に近づけた実施形態を説明する縦断面図である。図９は、図４の縦断面図に対応する図である。図９の例では、感磁部分は、磁気センサ１８、２０の上面に感磁面として形成されている。例えば、磁気センサ１８、２０の感磁面を電流路１１２の上面及び下面の間に設けてもよい。第１延伸部２４０及び第２延伸部２４２を曲げや半抜きなどの段差加工して、段部２４１、２４３を形成することによって、磁気センサ１８、２０の感磁面の高さを電流路１１２の板厚の中心の高さと同じ又は近い高さにしてもよい。別の例では、電流路１１２を曲げや半抜きなどの段差加工することによって、磁気センサ１８、２０の感磁面の高さを電流路１１２の板厚の中心の高さと同じ又は近い高さにしてもよい。
【００４５】
上述した実施形態における各構成の形状、配置、材料、及び、個数等の数値は適宜変更してよい。また、各実施形態は適宜組み合わせてもよい。
【００４６】
例えば、図１に示す実施形態において、磁気センサ１８、２０の感磁面の高さを電流路１２の上面及び下面の間に設けてもよい。更に、磁気センサ１８、２０の感磁面の高さを、電流路１２を含む面に近づけてもよい。第１延伸部４０及び第２延伸部４２を曲げや半抜きなどの段差加工することによって、磁気センサ１８、２０の感磁面が、電流路１２を含む面に近づけてもよい。別の例では、電流路１２を曲げや半抜きなどの段差加工することによって、磁気センサ１８、２０の感磁面を電流路１２を含む面に近づけてもよい。
【００４７】
また、吊りピン部４４は、デバイス端子形状にしてもよい。このように、吊りピン部４４をデバイス端子形状にすると、基板に熱を逃がせることができるので、放熱性をより向上させることができる。
【００４８】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００４９】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００５０】
１０  電流センサ、        １２  電流路、        １３  電流端子、        １４  主支持板、        １６  副支持板、        １８  磁気センサ、        ２０  磁気センサ、        ２２  デバイス端子、        ２４  信号処理デバイス、        ２６  パッケージ、        ３０  切欠部、        ３２  切欠部、        ３６  支持部、        ３８  デバイス端子部、        ４０  第１延伸部、        ４２  第２延伸部、        ４４  ピン部、        ５０  金属板、        １１０  電流センサ、        １１２  電流路、        １３０  切欠部、        １３２  切欠部、        １６０  円弧部、        １６２  円弧部、        ２１０  電流センサ、        ２１４  主支持板、        ２１６  副支持板、        ２４０  第１延伸部、        ２４１  段部、        ２４２  第２延伸部、        ２４３  段部、        ２６４  第１端部、        ２６６  第２端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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