(57)【要約】【課題】製造上の手間・コスト削減を図りつつ、感度向上を図る。【解決手段】アイランド部１２と一次導体１３とセンサリード端子１４とを同一の平板から打ち出してリードフレームを形成し且つ、一次導体１３をアイランド部１２と電気的に切り離すとともに、前記アイランド部１２の、平面視方形のＩＣチップ１１と同等形状を有するアイランド本体２１を取り囲む略コの字状を有するコの字部３１を備えて形成する。アイランド本体２１にＩＣチップ１１を載置し、ＩＣチップ１１とセンサリード端子１４とをボンディングワイヤ１５により接続する。このときＩＣチップ１１の角部１１ａ、１１ｂの仮想的な面取り曲線上に、コの字部３１のコーナー部３１ａ、３１ｂと対向するように磁場変換素子４１を１以上配置する。そして、各磁場変換素子４１の検出信号の総和を演算し、これを電流センサ１０の検出信号として出力する。【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定電流が流れる一次導体と、前記測定電流から誘導される磁束を検出する磁場変換素子を有し且つ平面視方形のＩＣチップと、前記ＩＣチップが載置されるアイランド部、リード端子および前記一次導体が一体に形成されたリードフレームと、を備える電流センサであって、
前記一次導体は、前記アイランド部からは電気的に絶縁されるとともに、平面視において、前記ＩＣチップの一つの角とその左右の二辺とにその外側から沿った形状であるコーナー部を少なくとも一つ有し、
前記磁場変換素子は、前記ＩＣチップにおける前記コーナー部の内側に位置する角部に配置されていることを特徴とする電流センサ。
【請求項２】
前記磁場変換素子を複数備えることを特徴とする請求項１記載の電流センサ。
【請求項３】
前記複数の磁場変換素子は、前記ＩＣチップの前記角部に仮想的に描かれる面取り曲線上に沿って配置されることを特徴とする請求項１記載の電流センサ。
【請求項４】
前記仮想的に描かれる前記面取り曲線は、前記測定電流により前記一次導体に誘導される磁束が形成する等磁束密度線に沿った曲線であることを特徴とする請求項３記載の電流センサ。
【請求項５】
前記アイランド部は、前記一次導体よりも垂直方向位置が低くなるようにダウンプレス処理がなされていることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の電流センサ。
【請求項６】
前記磁場変換素子はシリコンホール素子であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電流センサ。
【請求項７】
測定電流が流れる一次導体と、前記測定電流から誘導される磁束を検出する磁場変換素子を有し且つ平面視方形のＩＣチップと、を備えた電流センサの製造方法であって、
前記ＩＣチップと同等形状のアイランド本体を有するアイランド部と当該アイランド部と電気的に分離された一次導体とリード端子とが形成され、且つ前記一次導体は、平面視において前記アイランド本体の一つの角とその左右の二辺とにその外側から沿った形状であるコーナー部を少なくとも一つ有してなるリードフレームの前記アイランド本体に、前記ＩＣチップを載置する工程と、
前記アイランド本体に載置された前記ＩＣチップと前記リード端子とを電気的に接続する工程と、
前記アイランド部および前記ＩＣチップと前記一次導体と前記リード端子とを一体にモールド成形してパッケージ化する工程と、を備えることを特徴とする電流センサの製造方法。
【請求項８】
前記磁場変換素子を複数備えることを特徴とする請求項７記載の電流センサの製造方法。
【請求項９】
前記複数の磁場変換素子は、前記ＩＣチップの前記角部に仮想的に描かれる面取り曲線上に沿って配置されることを特徴とする請求項８記載の電流センサの製造方法。
【請求項１０】
前記仮想的に描かれる前記面取り曲線は、前記測定電流により前記一次導体に誘導される磁束が形成する等磁束密度線に沿った曲線であることを特徴とする請求項９記載の電流センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導体に流れる電流の電流値を測定する電流センサおよび電流センサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、導体に流れる電流を測定する電流センサとして、測定電流が流れる導体の周囲に発生する磁界を検出する方法が知られている。
例えば電流センサの感度を得るために、測定電流が流れる一次導体近傍に磁場変換素子を配置する方法、或いは、磁性体を用いて磁束を集中させてその近傍に磁場変換素子を配置する方法、また、例えば、ＬＯＣ（lead on chip）技術を用いて、一次導体端縁部の真下近傍に磁場変換素子を配置したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、例えば、一次導体をＵ字状に形成し、磁場変換素子であるホール素子がＵ字状中心点付近の磁束密度最大値を与える位置の真上にくるように、ホール素子を導体部分に近接する位置に設け、さらには、一次導体がＴ字型断面形状またはリードフレームの厚みよりも薄い最小寸法の矩形断面を有すること、或いは一次導体に加えて磁束集中層を併用することによって、一次導体表面上方において磁束密度がより集中するように形成させたものも提案されている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第９９／１４６０５号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２００５／０２６７４９号パンフレット
【特許文献３】国際公開第２００６／１３０３９３号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献２、特許文献３のように、Ｕ字状一次導体の中心点付近の真上にくるようにホール素子を設ける方法にあっては、感度最大且つ位置ズレによる感度変動を最小とするには、磁束が最も集中した中心点にホール素子を一個配置するのが最も適した形態である。また、Ｕ字形状を複数箇所形成するとしても、パッケージへの実装上、せいぜい２箇所程度であり、多くのＵ字形状を持つことは難しい。
【０００６】
また、上述の特許文献２および特許文献３では、感度向上を図るためには、Ｕ字状一次導体の磁場中心位置に当たるＵ字形状の中心点付近真上にホール素子を配置する際に、ホール素子をＵ字状一次導体に近接して配置することで、観測される誘導磁束密度を上げて磁場感度、すなわち電流感度を高めようとしている。そのために、ＩＣチップを裏返して、ホール素子が一次導体に近接するように、Ｆｌｉｐ  Ｃｈｉｐボンディングにより、チップを取り付ける処理が必要となっている。
【０００７】
そのために、一次導体と（ホール素子を含む）ＩＣチップとの間に絶縁層を配置し、かつチップ電気端子とパッケージリード端子とをバンプ接続することになり、その際には、絶縁層厚みとバンプ厚みとを調整しつつ、絶縁箇所とバンプ接続箇所とが等しい面位置になるように高さ位置を合わせる事で、バンプ接続工程での安定化を図っている。このように、感度向上のためではあるものの前述のような水平位置をあわせた高さバランスのとれた状態でのバンプ接続処理が必要であって、製造上の手間や製作精度とコストとのバランスがよくなかった。
【０００８】
また、上述の特許文献１のように、ＬＯＣ技術を用いて一次導体端縁部の真下近傍に磁場変換素子を配置することにより感度向上を図るようにした場合においては、通常のＩＣパッケージング加工だけでなく、絶縁層の形成過程が必須である。
このように、いずれの方法においても、感度向上を図ることはできるものの、製造の簡便さという観点では十分ではなく、簡易な方法で感度向上を図ることの可能な方法が望まれていた。
本発明は、上記従来の未解決の問題に着目してなされたものであり、製造上の手間・コストの削減を図るとともに、感度向上を図ることの可能な電流センサおよび電流センサの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、有限形状、有限寸法を持つ一次導体近傍の磁場分布が一次導体と同程度レベルの寸法領域付近では、それほど数値的にも著しい変化をしないことに着目してなされたものである。一次導体と磁場変換素子とが同一平面内、または、一次導体の厚み程度の段差範囲での略同一平面内の位置関係の下で、一次導体で磁場変換素子を含むＩＣチップを取り囲むように配置し、且つ、一次導体のコーナー部周辺に磁場変換素子を一つ以上配置し、且つ、このような位置関係で磁場変換素子が配置される一次導体のコーナー部を一カ所以上配置することで、十分な磁気感度を得られることを見出した。
【００１０】
すなわち、本発明の請求項１にかかる電流センサは、測定電流が流れる一次導体と、前記測定電流から誘導される磁束を検出する磁場変換素子を有し且つ平面視方形のＩＣチップと、前記ＩＣチップが載置されるアイランド部、リード端子および前記一次導体が一体に形成されたリードフレームと、を備える電流センサであって、前記一次導体は、前記アイランド部からは電気的に絶縁されるとともに、平面視において、前記ＩＣチップの一つの角とその左右の二辺とにその外側から沿った形状であるコーナー部を少なくとも一つ有し、前記磁場変換素子は、前記ＩＣチップにおける前記コーナー部の内側に位置する角部に配置されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２にかかる電流センサは、前記磁場変換素子を複数備えることを特徴とする。
請求項３にかかる電流センサは、前記複数の磁場変換素子は、前記ＩＣチップの前記角部に仮想的に描かれる面取り曲線上に沿って配置されることを特徴とする。
請求項４にかかる電流センサは、前記仮想的に描かれる前記面取り曲線は、前記測定電流により前記一次導体に誘導される磁束が形成する等磁束密度線に沿った曲線であることを特徴とする。
請求項５にかかる電流センサは、前記アイランド部は、前記一次導体よりも垂直方向位置が低くなるようにダウンプレス処理がなされていることを特徴とする。
請求項６にかかる電流センサは、前記磁場変換素子はシリコンホール素子であることを特徴とする。
【００１２】
請求項７にかかる電流センサの製造方法は、測定電流が流れる一次導体と、前記測定電流から誘導される磁束を検出する磁場変換素子を有し且つ平面視方形のＩＣチップと、を備えた電流センサの製造方法であって、前記ＩＣチップと同等形状のアイランド本体を有するアイランド部と当該アイランド部と電気的に分離された一次導体とリード端子とが形成され、且つ前記一次導体は、平面視において前記アイランド本体の一つの角とその左右の二辺とにその外側から沿った形状であるコーナー部を少なくとも一つ有してなるリードフレームの前記アイランド本体に、前記ＩＣチップを載置する工程と、前記アイランド本体に載置された前記ＩＣチップと前記リード端子とを電気的に接続する工程と、前記アイランド部および前記ＩＣチップと前記一次導体と前記リード端子とを一体にモールド成形してパッケージ化する工程と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項８にかかる電流センサの製造方法は、前記磁場変換素子を複数備えることを特徴とする。
請求項９にかかる電流センサの製造方法は、前記複数の磁場変換素子は、前記ＩＣチップの前記角部に仮想的に描かれる面取り曲線上に沿って配置されることを特徴とする。
請求項１０にかかる電流センサの製造方法は、前記仮想的に描かれる前記面取り曲線は、前記測定電流により前記一次導体に誘導される磁束が形成する等磁束密度線に沿った曲線であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、測定電流から誘導される磁束を検出する磁場変換素子を有し且つ平面視方形のＩＣチップが載置されるアイランド部と、リード端子と、一次導体とを、一つのリードフレームから形成し、さらに一次導体を、アイランド部からは電気的に分離されるとともに、平面視において、ＩＣチップの一つの角とその左右の二辺とにその外側から沿った形状であるコーナー部を少なくとも一つ有するように形成し、磁場変換素子を、ＩＣチップにおける前記コーナー部の内側に位置する角部に配置したため、フリップチップ技術やバンプ接続などを必要とすることなく、通常のパッケージング技術を用いて電流センサを作製することができると共に磁気感度も確保することができる。したがって、製造上の手間やコスト削減を図ることができるとともに、感度向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の電流センサに適用されるリードフレームの一例である。
【図２】リードフレームにＩＣチップが搭載されてなる電流センサの一例である。
【図３】ＩＣチップと導体本体との位置関係を説明するための説明図である。
【図４】ＩＣチップの構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の電流センサの製造工程を示す図である。
【図６】ＩＣチップのその他の構成を示すブロック図である。
【図７】（ａ）は磁場変換素子（観測点）と一次導体との位置関係を表すパラメータの説明図、（ｂ）は空間に形成される磁束密度の３軸合力をＸ軸―Ｚ軸平面に投影した磁束密度分布の一例を示す概略図である。
【図８】Ｘ軸―Ｙ軸平面における、Ｚ軸方向の磁束密度強度を等高線で表した一例を示す図である。
【図９】（ａ）はＸ軸―Ｚ軸平面における、Ｚ軸方向の磁束密度強度を表す磁場シミュレーション結果の一例、（ｂ）はＹ軸―Ｚ軸平面における、Ｚ軸方向の磁束密度強度を表す磁場シミュレーション結果の一例である。
【図１０】（ａ）はＸ軸―Ｚ軸平面における、Ｚ軸方向の磁束密度強度を表す磁場シミュレーション結果の一例、（ｂ）はＹ軸―Ｚ軸平面における、Ｚ軸方向の磁束密度強度を表す磁場シミュレーション結果の一例である。
【図１１】一次導体の一部分についてその幅を広げた電流センサの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を説明する。なお、スリットやディンプルなどは、図示を省略している。
図１は、本発明の電流センサに適用されるリードフレームの一例を示したものである。複数の電流センサを形成するようにしたリードフレーム１の一部を示す一例であり、１つの電流センサについて後述のＩＣチップを搭載していない状態を示したものである。また、図２は、図１のリードフレーム１上にＩＣチップを搭載して電流センサ１０を形成した状態を示す。
【００１７】
図１および図２に示すように、本願発明における電流センサ１０は、磁場変換素子を含み且つ平面視方形のＩＣチップ１１と、当該ＩＣチップ１１を載置するアイランド部１２と、測定電流が流れる一次導体１３と、ＩＣチップ１１の各端子がＰＡＤ４４ａや４４ｂを経て接続され、外部からの信号を入出力するためのセンサリード端子１４とから構成され、これらが一体にモールド成形されてパッケージ５内に収納されている。このパッケージ５は、ＳＯＰ（Small Outline Package）やＳＳＯＰ（Shrink SOP）などの小型ＩＣパッケージで形成される。
【００１８】
図１に示すように、アイランド部１２と一次導体１３とセンサリード端子１４とは、同一のリードフレーム１から形成され、アイランド部１２を一次導体１３とセンサリード端子１４とで取り囲むように配置される。
図１および図２に示すように、アイランド部１２は略アルファベットのＴ字形状を有し、ＩＣチップ１１と略同一の平面視方形のアイランド本体２１と端子部２２とから構成され、端子部２２はアイランド本体２１の一辺に一端が垂直に接続され、端子部２２の他端は２つに分かれてリード端子を形成している。
【００１９】
一次導体１３は、略カタカナのコの字状のコの字部３１と端子部３２および３３とから形成され、端子部３２および端子部３３は左右対称の形状を有し且つアイランド部１２を挟んで左右対称の位置に配置される。
前記コの字部３１は、前記平面視方形のアイランド本体２１の、前記端子部２２が接合された辺を除く３辺に沿うように略カタカナのコの字状に形成され、且つ前記アイランド本体２１とコの字部３１の略直線状の３つの部分との間は一定の空隙距離ｍ１をもって形成される。
【００２０】
端子部３２は略長方形に形成され、長辺の一方が前記コの字部３１の一端と接合される。このとき、端子部３２は、長辺の一方が前記コの字部３１と接続されるが、前記長辺の端部よりもやや内側の位置で接合される。さらに、端子部３２は、当該端子部３２の長辺の一部が、前記アイランド本体２１の前記端子部２２と接合された辺の一部に沿うように且つ前記一定の空隙距離ｍ１をもって配置され、さらに、前記端子部２２の長辺と端子部３２の短辺との間に、一定の空隙距離ｍ２をもって配置される。
【００２１】
端子部３２のコの字部３１と接続される側とは逆側の長辺にリード端子形成用のリード端子形成用孔３４が長手方向に沿って複数形成されている。そして、リード端子形成用孔３４の部分までモールド成形されてパッケージ５が形成され、パッケージ５外のリード端子形成用孔３４部分が端子部３２のリード端子を形成している。
端子部３３は、前述のように端子部３２と左右対称の形状を有し、左右対称の位置に配置される。その結果、一次導体１３は、図２に示すように、アイランド部１２のアイランド本体２１の３辺をコの字部３１で囲み、且つ、残りの一辺を、端子部３２と３３とで取り囲むように配置される。
【００２２】
さらに、このとき、コの字部３１とアイランド本体２１との間、および端子部３２および３３とアイランド本体２１との間は一定の空隙距離ｍ１をもって配置され、且つ、端子部２２と端子部３２および３３との間は一定の空隙距離ｍ２をもって配置されるため、アイランド部１２と一次導体１３とは物理的且つ電気的に分離されている。
なお、前記アイランド部１２と一次導体１３との間には、前記モールド成形によりモールド樹脂が入り込んでもよい。
【００２３】
センサリード端子１４は、コの字部３１を取り囲むように複数配置される。例えば、図２では、センサリード端子１４の一端は、コの字部３１を取り囲むように配置され、センサリード端子１４の他端は、パッケージ５の、端子部３２、３３のリード端子が形成された側とは逆側の長辺の長手方向に沿って配置され、且つパッケージ５からはみ出すように形成されている。
【００２４】
そして、アイランド部１２のアイランド本体２１にＩＣチップ１１を載置した状態で、支持部５ａ、センサリード端子１４、端子部２２、３２、３３の端部を多少残してモールド成形することによって、パッケージ５の長辺の一方に、センサリード端子１４が複数形成され、他方に一次導体１３用のリード端子およびアイランド部１２用のリード端子が形成されることになる。なお、アイランド部１２用のリード端子は、パッケージ５内に収納され、パッケージ５内部で接続が行われることもある。
【００２５】
また、ＩＣチップ１１と一次導体１３のコの字部３１との位置関係は、図３（ａ）に示すように、コの字部３１に対して、ＩＣチップ１１は、アイランド本体２１の厚み相当だけ上方に位置し、且つ、コの字部３１の略カタカナのコの字を形成する略直線状の対向する２辺間の中央に、それぞれ一定の空隙距離ｍ１をもって配置されることになる。
なお、図３（ａ）および後述の（ｂ）は、図２のＡ−Ａ′断面を模式的に示したものである。
【００２６】
図３（ａ）では、ＩＣチップ１１と一次導体１３のコの字部３１とが同一平面に位置するように配置した場合について説明したがこれに限るものではなく、図３（ｂ）に示すように、磁気感度としては向上する方向に働くダウンプレス処理がアイランド本体２１に対してなされていてもよい。このとき、ＩＣチップ１１に含まれる磁場変換素子の垂直方向位置が一次導体１３のコの字部３１の（厚み方向中央にあたる）導体中心の垂直方向位置と同等となるようにダウンプレスすれば、一次導体１３に誘導された誘導磁束をより効率よく検出することができる。図３（ｂ）は、ＩＣチップ１１の上表面付近に磁場変換素子がある場合に、最大磁束密度強度を得るべく、コの字部３１の厚み方向の中心に磁場変換素子が位置するように、磁場変換素子の高さ位置を揃えた状態を示す。
【００２７】
前記ＩＣチップ１１は、例えば、図４に示すように、磁場変換素子４１ａ、４１ｂと、加算器４２ａ、４２ｂと、信号処理器４３と、ＰＡＤ４４ａ、４４ｂと、を備えて構成される。
磁場変換素子４１ａ、４１ｂは例えばシリコンホール素子などの磁場検出可能な同一のセンサで形成され、磁場変換素子４１ａ、４１ｂは、例えばそれぞれ３つずつ設けられている。
【００２８】
加算器４２ａは磁場変換素子４１ａ用の加算器であって、３つの磁場変換素子４１ａの検出信号を加算し、加算結果を信号処理器４３に出力する。加算器４２ｂは磁場変換素子４１ｂ用の加算器であって、３つの磁場変換素子４１ｂの検出信号を加算し、加算結果を信号処理器４３に出力する。
信号処理器４３は、加算器４２ａおよび４２ｂからの加算結果を合計し、これを増幅する。また、その他必要な所定の信号処理を行なう。
【００２９】
ＰＡＤ４４ａ、４４ｂは、例えばそれぞれ３つずつ設けられている。なお、ＰＡＤ４４ａ、４４ｂは、図示しない内部配線で信号処理器４３と接続されている。
図２に示すように、平面視方形のＩＣチップ１１の一方の長辺を挟む角部を１１ａ、１１ｂとしたとき、ＩＣチップ１１は、角部１１ａ、１１ｂが、略カタカナのコの字状のコの字部３１の２つのコーナー部３１ａ、３１ｂと対向するように、アイランド本体２１に載置される。
【００３０】
そして、図２に示すように、磁場変換素子４１ａ、４１ｂは、ＩＣチップ１１の角部１１ａ、１１ｂに設けられる。具体的には、磁場変換素子４１ａ、４１ｂは、角部１１ａ、１１ｂ部分に仮想的に描かれる面取り曲線上に沿って配置される。
つまり、前述のように、ＩＣチップ１１は、角部１１ａ、１１ｂが、コの字部３１のコーナー部３１ａ、３１ｂと対向するようにアイランド本体２１に載置されるため、磁場変換素子４１ａ、４１ｂは、コの字部３１のコーナー部３１ａ、３１ｂと対向するように、面取り曲線上に沿って配置される。
【００３１】
なお、図２では、例えば、角部１１ａ、１１ｂの全面にわたって、磁場変換素子４１ａ、４１ｂを面取り曲線上に沿って配置している（必ずしも、角部１１ａ、１１ｂの全面にわたって磁場変換素子４１ａ、４１ｂを設ける必要はなく、面取り曲線上に配置されていれば、局所的に配置されていてもよい。）。
また、図２では、例えばＰＡＤ４４ａ、４４ｂは、ＩＣチップ１１の各短辺に沿って配置され、それぞれ磁場変換素子４１ａ、４１ｂから離れた端子部３２、３３寄りの位置に配置されている（必ずしも、端子部３２、３３寄りの位置に配置されていなくてもよい。）。
【００３２】
また、図２では、例えば、前記信号処理器４３は、ＩＣチップ１１の長辺に沿って左右方向には中央部寄りに、短辺に沿って上下方向には中央よりもやや下側のＰＡＤ４４ａ、４４ｂに近い位置付近に配置されている（必ずしも、この位置に配置されていなくても良い。）。
また、図２では、例えば、加算器４２ａは各磁場変換素子４１ａと信号処理器４３との間の信号処理器４３に近い箇所に配置され、加算器４２ｂは各磁場変換素子４１ｂと信号処理器４３との間の信号処理器４３に近い箇所に配置されている（必ずしも、この位置に配置されていなくても良い。）。
【００３３】
以上の構成とすることによって、一次導体１３に流れる測定電流に応じて、コーナー部３１ａ、３１ｂに生じる誘導磁束が、ＩＣチップ１１を構成する磁場変換素子４１ａ、４１ｂにより検出される。そして、これら磁場変換素子４１ａ、４１ｂで検出された誘導磁束に応じた信号が加算器４２ａ、４２ｂで加算され、信号処理器４３で増幅等の必要な信号処理がなされて、測定電流に応じた大きさのセンサ出力として、図示しない内部配線を介してＰＡＤ４４ａ、４４ｂに伝達され、そこからボンディングワイヤ４５、センサリード端子１４を介して外部に出力されるようになっている。
【００３４】
次に、上記電流センサ１０の製造方法を、図５を伴って説明する。
なお、図５は、リードフレーム１の一部分を取り出して一個の電流センサに対応する箇所を記載したものである。
まず、図５（ａ）に示すように、電流センサ１０に対応する領域に、アイランド部１２と一次導体１３とセンサリード端子１４と、支持部５ａとを同一の板材から打ち出してリードフレーム１を形成する。
【００３５】
次に、図５（ｂ）に示すように、アイランド部１２にＩＣチップ１１を載置する。
更に、図５（ｃ）に示すように、ＩＣチップ１１のＰＡＤ４４ａ、４４ｂと、センサリード端子１４と、をボンディングワイヤ４５で接続する。
最後に、ＩＣチップ１１、アイランド部１２、一次導体１３およびセンサリード端子１４を一体にモールド成形してパッケージ５を成形する。これにより、電流センサ１０が形成される。
【００３６】
そして、リードフレーム１に形成された電流センサ１０を、リードフレーム１から切断して、リード端子を成形することによって、図５（ｄ）に示すように、ＳＯＰ、ＳＳＯＰなどの小型ＩＣパッケージにパッケージ化された電流センサを得ることができる。
ここで、上述のように、図２に示される一次導体１３は、リードフレーム平面内でＩＣチップ１１に沿ってこれを囲むように配置されている。そのため、一次導体１３はコーナー部３１ａ、３１ｂを有し、ＩＣチップ１１において磁場変換素子４１ａ、４１ｂは、コーナー部３１ａ、３１ｂと対向し且つ仮想的に描かれるＩＣチップ１１の角部１１ａ、１１ｂに対する面取り曲線上に配置されている。
【００３７】
ここで、図２に示すように、例えば、一次導体１３のコーナー部３１ａ、３１ｂがアルファベットのＬ字状に折れ曲がっている場合、コーナー部３１ａ、３１ｂ周辺の等磁束密度線は、後述の図８に示すように円弧状に分布する。
したがって、ＩＣチップ１１において、円弧状の等磁束密度線に沿って、図２に示すように、例えば、磁場変換素子４１を複数個配置した構成とし、複数の磁場変換素子４１の検出信号の出力を加算器４２にて合計し、合計した結果をセンサ出力とすることによって感度向上を図ることができる。
【００３８】
また、図５に示すように、電流センサ１０の製造工程においては、アイランド部１２のアイランド本体２１にＩＣチップ１１を載置し、ＩＣチップ１１のＰＡＤ４４ａ、４４ｂとセンサリード端子１４とをボンディングワイヤ４５で接続してモールド成形するだけでよい。つまり、ＩＣチップ１１をフリップチップボンディグ処理や、バンプ接続する必要はなく、また絶縁膜などを設ける必要もない。また、所望の磁場感度（すなわち、電流感度）を得るために、磁場変換素子４１を必要に応じて複数個設けるだけで実現できる。
【００３９】
このため、製造上の手間やコスト削減を図りつつ、電流センサ１０の感度向上を図ることができる。
上述のように、図２を用いて、磁場変換素子４１を角部１１ａ、１１ｂに、面取り曲線に沿って１列に配置する場合について説明した。
複数の磁場変換素子４１を等磁束密度線に沿って配置することは、信号レベルが同レベル、ノイズレベルが同程度、さらにＳＮ比が同レベルとなる、磁場変換素子出力を複数加算した信号をセンサ出力として得ることになるため、総合した感度もＳＮ比の劣化が無く（少なく）、且つ、高い磁気感度を得る事ができ効果的である。
【００４０】
なお、磁場変換素子４１を等磁束密度線に沿って１列に並べる場合以外にも、等磁束密度線を斜めに横切るように複数の磁場変換素子を並べることも可能でありまた、等磁束密度線を垂直に横切るように並べることも可能である。また、磁場変換素子を１列に並べる場合に限らず数列平行に並べたり、面状に並べたりすることも可能である。また、複数の磁場変換素子４１を密集させて配置してもよく、また、疎に配置することも可能である。さらに磁場変換素子４１を、仮想的な面取り曲線或いは等磁束密度線上に、局所的に配置しても良く、また、全面にわたって配置することも可能である。
【００４１】
等磁束密度線上にホール素子を複数並べたとき、ある片端側のホール素子では磁束密度が増加し、それとは反対の端側のホール素子では磁束密度が低下する場合には、複数の磁場変換素子出力を加算して得たセンサ出力は、トータルでは変動が相殺される方向に働くので、製造上の組み立てバラつきによる感度変化にも一層強くなる方向に働く。
【００４２】
なお、上記実施の形態においては、図２および図４に示すように、複数の磁場変換素子４１を含んでＩＣチップ１１を構成した場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、図６（ａ）に示すように、一個の磁場変換素子４１を、ＩＣチップ１１の左右何れか一方の角部１１ａまたは１１ｂのみに設けることも可能であり、この場合には、信号加算器４２を通す必然性はなく、磁場変換素子４１の検出信号をそのまま信号処理器４３に出力することも可能である。また、ＩＣチップ１１の左右の角部１１ａ、１１ｂに１つずつ磁場変換素子４１を設けることも可能である。
【００４３】
さらに、図６（ｂ）に示すように、複数の磁場変換素子４１を、ＩＣチップ１１の左右の角部１１ａ、１１ｂそれぞれに設け、１つの加算器４２により複数の磁場変換素子４１の検出信号を加算し、加算結果を信号処理器４３で増幅及びそのほかの信号処理をするように構成することも可能である。さらに、加算器４２を信号処理器４３に含めることも可能であり、これらも本願の発明の範囲内である。
【００４４】
また、図１、２、５に示したように、上記実施の形態においては、一次導体１３を、略カタカナのコの字形状のコの字部３１を備える構成とした場合について説明したがこれに限るものではない。例えば、一次導体１３を、ＩＣチップ１１の角部１１ａと１１ｂとのうちの何れか一方のみに沿うように、アルファベットのＬ字状に形成することも可能である。
【００４５】
この場合には、この１つのコーナー部の仮想的な面取り曲線上、または等磁束密度線上に、磁場変換素子４１が配置されるように、ＩＣチップ１１における、角部１１aまたは１１ｂに対する磁場変換素子４１の位置をレイアウトし、且つ、ＩＣチップ１１と一次導体１３との位置関係を決定すればよい。
これまでの説明では、一次導体１３が、平面視において、ＩＣチップ１１と同等形状のアイランド本体２１の一つの角とその左右の二辺とにその外側から沿った形状であるコーナー部を少なくとも一つ有してなる場合について説明した。
【００４６】
上述のように、一次導体１３のコーナー部において等磁束密度線が形成されるため、要は一次導体１３が等磁束密度線を形成するコーナー部を１つ以上備えていればよい。そして、このコーナー部と対向して磁場変換素子４１が位置するように、一次導体１３とＩＣチップ１１との位置関係、およびＩＣチップ１１における磁場変換素子４１の位置を決定すればよい。
【００４７】
また、一次導体１３のコーナー部３１ａおよび３１ｂの角度は、必ずしも略９０°である必要はなく、等磁束密度線が形成され、且つ所望の磁気感度（すなわち電流感度）を得ることのできる数の磁場変換素子４１をこのコーナー部に配置することができれば、どのような角度であってもよい。また、一次導体１３の形状も、Ｌ次形状やコの字形状といった、特定形状に限定されるものではない。
【００４８】
以上から分かるように、本願の構成による電流センサは、感度バラツキ抑制効果を図りながら、一層の感度向上とＳＮ比の改善を図ることができる。
なお、図２では、パッケージ５の長辺とＩＣチップ１１の長辺とが（或いは、パッケージ５の短辺とＩＣチップ１１の短辺とが）対応するように、パッケージ５内にＩＣチップ１１を配置しており、パッケージ５内のＩＣチップ１１が占める面積占有率が比較的高い構成になっている。
【００４９】
この配置に限定するものではなく、一層の感度向上を図るために、パッケージ５の長辺とＩＣチップ１１の短辺とが（或いは、パッケージ５の短辺とＩＣチップ１１の長辺とが）対応するように、配置してもよい。つまり、図２において、ＩＣチップ１１が９０度回転して配置した構成としてもよい。このようにすることによって、ＩＣチップ１１に沿うように配置される一次導体１３のコの字部３１の幅をより狭くすることができるため、その分磁束密度の向上を図ることができ、すなわち、感度向上を図ることができる。
【００５０】
また、磁場変換素子４１を、サイズ３０μｍ角、配線込みで４０μｍ角程度の領域が占められるホール素子と仮定し、ＩＣチップ１１のチップサイズを２．７×１．４ｍｍと仮定する。図２に示すように角部１１a、１１ｂ周辺を避けるようにＩＣチップ１１にＰＡＤ４４を配置し、角部１１a、１１ｂを形成するＩＣチップ１１の２辺からそれぞれ内側に２００μｍの位置を通るように角部１１ａ、１１ｂに円弧状に磁場変換素子４１a、４１ｂを配置し、かつ角部１１ａ、１１ｂの角度９０度の範囲全面に配置したと仮定する。
【００５１】
この場合、角部１１a、１１ｂのそれぞれには、物理的に、１列に配置する場合で１４〜１５個前後相当の磁場変換素子４１a、４１ｂを配置するスペースがあり、数・位置に関する自由度が高い。
また、図２に示す電流センサ１０において、磁場変換素子４１は、次のような範囲式を満足する位置に配置することができる。
範囲式：
一次導体アスペクト比Ａ／Ｄ：４≧Ａ／Ｄ≧０
垂直離間距離Ｅ〔ｍｍ〕：＋１≧Ｅ≧−１
水平離間距離Ｃ〔ｍｍ〕：２≧Ｃ≧Ａ／２
なお、式中のＡ、Ｃ、Ｄ、Ｅは、磁場変換素子４１の素子配置位置および後述の観測点の位置を特定するためのパラメータである。
【００５２】
前記パラメータの位置基準となる座標原点Ｐは以下のように設定される。
すなわち、図１に示すように、コの字部３１を形成する３辺のうち、向かい合う部分を対向部３１αおよび３１β、これら対向部３１αと対向部３１βとに挟まれる部分を中間部３１γとする。そして、中間部３１γの幅方向中心位置である導体幅中心と対向部３１βの導体幅中心との交点を通り且つコーナー部３１ｂの厚み方向に沿った直線上の、コーナー部３１ｂの厚み方向中心となる位置を、前記パラメータの位置基準となる座標原点Ｐとする。中間部３１γの導体幅中心に沿った方向をＸ軸方向、対向部３１βの導体幅中心に沿った方向をＹ軸方向、コの字部３１の厚み方向をＺ軸方向とする。
【００５３】
このように設定したＸＹＺ座標系において、図７（ａ）に示す図２のＡ−Ａ′断面の概略図に示すように、座標原点Ｐから、前記磁場変換素子４１または観測点までのＸ軸方向の離間距離を水平離間距離Ｃ〔ｍｍ〕とする。
座標原点Ｐから、前記磁場変換素子４１または観測点までのＺ軸方向の離間距離を垂直離間距離Ｅ〔ｍｍ〕とする。
コの字部３１の導体幅をＡ〔ｍｍ〕、コの字部３１の厚みをＤ〔ｍｍ〕とする。
【００５４】
ここで、後述の実施例１、実施例２では、共に、コの字部３１のＩＣチップ側端縁とＩＣチップ１１の一次導体側端縁間の空隙距離ｍ１を０.１００〔ｍｍ〕とし、ＩＣチップ１１の角部１１ａ、１１ｂを形成する２つの辺からＩＣチップ１１内側に、０．３〔ｍｍ〕ずつ入った箇所に等磁束密度線上の感磁面中心の一つがある場合を想定している。つまり、一次導体１３から０．４〔ｍｍ〕ずつ内側に入った箇所に前記感磁面中心がある場合を想定している。
【００５５】
一方、前記空隙距離ｍ１を０.２００〔ｍｍ〕とし、ＩＣチップ１１の角部１１ａ、１１ｂを形成する２つの辺からＩＣチップ内側に、０.２〔ｍｍ〕ずつ入った箇所に等磁束密度線上の感磁面中心の一つがある場合も、一次導体１３から０．４〔ｍｍ〕ずつ内側に入った箇所に前記感磁面中心が存在することになる。したがって、空隙距離ｍ１に応じて感磁面中心の位置を決定する必要がある。
【００５６】
また、図７（ａ）に示す観測点２（後述の実施例２の観測点２）は、例えば以下のような範囲式として表す事ができる。
範囲式：
コの字部３１の導体幅Ａ〔ｍｍ〕：０．７８０≧Ａ≧０．３９０
導体厚みＤ〔ｍｍ〕：Ｄ＝０．２３０
一次導体１３のアスペクト比Ａ／Ｄ：
（０．７８０／０．２３０＝）３．４≧Ａ／Ｄ≧（０．３９０／０．２３０＝）１．６
垂直離間距離Ｅ＝Ｄ／２＋Ｅ′〔ｍｍ〕：
（０．２３０／２＋０．３００＝）＋０．４２≧Ｅ≧−０．４２
（Ｅ′は、座標原点Ｐとコの字部３１の上表面との垂直方向の離間距離）
水平離間距離Ｃ＝Ｃ′＋ｍ１＋Ａ／２〔ｍｍ〕：
（０．３＋０．１＋０．７８０／２＝）０．７９≧Ｃ≧（Ａ／２＝０．３９０／２＝）０．１９
【００５７】
また、図７（ａ）に示す観測点３（後述の実施例２の観測点３）は、例えば以下のような範囲式として表す事ができる。
範囲式：
コの字部３１の導体幅Ａ〔ｍｍ〕：０．７８０≧Ａ≧０．３９０
導体厚みＤ〔ｍｍ〕：Ｄ＝０．２３０
一次導体アスペクト比Ａ／Ｄ：
（０．７８０／０．２３０＝）３．４≧Ａ／Ｄ≧（０．３９０／０．２３０＝）１．６
垂直離間距離Ｅ＝Ｄ／２＋Ｅ′〔ｍｍ〕：
（０．２３０／２＋０．３００＝）＋０．４２≧Ｅ≧−０．４２
水平離間距離Ｃ＝Ｃ′＋ｍ１＋Ａ／２〔ｍｍ〕：
（約０．８５＋０．３＋０．１＋０．７８０／２＝）１．６≧Ｃ≧（Ａ／２＝０．３９０／２＝）０．１９
【００５８】
なお、後述の実施例２の図９（ａ）、（ｂ）、図１０（ａ）、（ｂ）は上記範囲を満足するものである。
したがって、前記図２に示す電流センサ１０における、磁場変換素子４１の配置位置は、前記範囲式を満足する位置に設定することができる。ただし、これに限定するものではない。
【実施例】
【００５９】
以下に、本発明の実施例を説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
静磁場解析の解析精度に関しては、別途、電流センサの一次導体に電流を流した時の測定と、磁場変換素子としてのホール素子の感磁面に垂直に入るように電流センサに平行磁場を印加した時の測定とを行い、これらの測定結果から、電流感度と磁気感度との関係を求めた。その結果、ラフな３Ｄモデリングによる静磁場解析から得られた誘導磁束密度の値は、測定から求めた（１〔Ａ〕あたりの）磁束密度と約１０％以上の差異があったが、サンプル形状の寸法が異なってもその差異は同程度であった。数値シミュレーションによる電流による誘導磁束密度の算出には相応の確からしさが得られていることが確認された。
【００６０】
（実施例１）
リードフレーム１の厚みを０.２３０〔ｍｍ〕とする。
図２に示したように、一次導体１３は、平面視で一次導体１３のコーナー部３１ａ、３１ｂが左右にある、略カタカナのコの字形状とする。一次導体１３のコの字部３１とアイランド本体２１とが空隙距離ｍ１＝０.１〔ｍｍ〕を挟んで配置されている。つまり、一次導体１３のコの字部３１のＩＣチップ側端縁とＩＣチップの一次導体１３の側端縁間の空隙距離ｍ１を０．１００〔ｍｍ〕とする。
【００６１】
アイランド本体２１上に載置するＩＣチップ１１の形状を、横幅約２．３×縦幅約１.４×厚み０.２０〔ｍｍ〕角の平面視方形とする。
一次導体１３のコの字部３１の電流経路となる導体幅Ａは０.３９０〔ｍｍ〕であり、また、一次導体１３の厚みＤはリードフレームと同じ０．２３０〔ｍｍ〕である。
図７（ａ）に示すように、ＩＣチップ１１を構成する磁場変換素子４１としてのホール素子の配置を想定して、ホール素子の感磁面中心を磁束密度の観測点とし、観測点における磁束密度を、積分要素法に基づく磁場シミュレーションにて求めた。
【００６２】
図７（ａ）では、磁場変換素子の配置の一例として観測点２なる位置に重ねて描いている（図中では、一例としてＩＣチップ１１の上表面に観測点２を描いている）。ＩＣチップ１１の端縁からＩＣチップ１１の内側に向かって、ＩＣチップ１１の角部を形成する二辺両方から内側に入った距離Ｃ′＝０.３〔ｍｍ〕なる箇所を等磁束密度線上にある感磁面中心の一つとする。すなわち、ＩＣチップ１１の端縁からチップ内側に入った磁束密度観測点（ホール素子の感磁面中心）までの距離Ｃ′を０.３００〔ｍｍ〕とする。本例では、観測点２がそこに位置する。
【００６３】
観測点１は、Ｘ軸方向には座標原点Ｐを通る線上に位置している（Ｃ＝０）。また観測点１は、Ｚ軸方向には座標原点Ｐから一次導体厚みＤの半分を介して、一次導体１３の上表面からさらに上方に離間距離Ｅ′＝０.０７０〔ｍｍ〕なる距離だけ離れた位置にある（Ｅ＝Ｄ／２＋Ｅ′＝０．２３０／２＋０．０７０）。
観測点２は、座標原点Ｐを通るＸ軸方向位置にある観測点１からみて、Ｘ軸方向に、導体幅Ａの半分０.３９０／２＋（ｍ１＝）０．１００＋ＩＣチップ１１の端縁から内側に（Ｃ′＝）０．３〔ｍｍ〕だけ入った位置にある。Ｚ軸方向には座標原点Ｐ（一次導体１３の厚み中心）から、一次導体厚みＤの半分を介して、一次導体１３の上表面からさらに上方に（離間距離Ｅ′＝）０.０７０〔ｍｍ〕なる距離だけ離れた位置にある。
【００６４】
観測点２のＸ軸方向の位置、すなわち、座標原点Ｐからの水平離間距離Ｃ〔ｍｍ〕は、以下で表される。
Ｃ＝Ｃ′＋ｍ１＋Ａ／２
＝０．３００＋０．１００＋０．３９０／２＝０．５９５
観測点２のＺ軸方向の位置、すなわち座標原点Ｐからの垂直離間距離Ｅ〔ｍｍ〕は、以下で表される。
Ｅ＝Ｅ′＋Ｄ／２＝０．０７０＋０.２３０／２＝０.１８５
【００６５】
観測点３は、観測点１および観測点２を結ぶ線の延長上にあり、かつ本例におけるＩＣチップ１１の長辺の１／２の位置に対応するＸ軸方向の位置（図７（ａ）における一次導体１３のＸ軸方向の中心）に位置する。そして、観測点３は（座標原点Ｐを通るＺ軸方向の位置にある観測点１からみて、）Ｘ軸方向に、導体幅Ａの半分０.３９０／２＋ｍ１（＝０．１００）＋ＩＣチップ１１の長辺幅（横幅）の半分（約２．３／２＝約１．４〔ｍｍ〕）だけ離れ、かつ、Ｚ軸方向には、座標原点Ｐから一次導体厚みＤの半分を介して、一次導体１３の上表面からさらに上方に（離間距離Ｅ′＝）０.０７０〔ｍｍ〕なる距離だけ離れた位置を表す。
【００６６】
観測点３のＸ軸方向の位置（座標原点Ｐからの水平離間距離）Ｃ〔ｍｍ〕は、以下で表される。
Ｃ＝Ｃ′＋ｍ１＋Ａ／２
＝約２．３／２〔ｍｍ〕＋０．１００＋０．３９０／２＝約１．４〔ｍｍ〕
観測点３のＺ軸方向の位置（座標原点Ｐからの垂直離間距離）Ｅ〔ｍｍ〕は、以下で表される。
Ｅ＝Ｅ′＋Ｄ／２＝０．０７０＋０.２３０／２＝０.１８５
【００６７】
このように観測点を設定した電流センサ１０について、積分要素法にて、一次導体１３に１〔Ａ〕を通電して静磁場解析を行い、ＩＣチップ１１の角部１１ａ、１１ｂの周辺や、一次導体１３のコーナー部３１ａ、３１ｂの周辺を含むようにして磁束密度をプロットしたのが図７（ｂ）である。
【００６８】
図７（ｂ）は、図７（ａ）において、Ｘ軸―Ｚ軸平面において０.０５〔ｍｍ〕間隔で、３軸合力の磁束密度の強さと磁束の向きをベクトルの長さと向きで表した概略図である。図７（ａ）に示す一次導体１３の断面において、右側のコの字部３１Ｒから電流が入り、他方の左側のコの字部３１から出て行く（図２において端子部３３から計測電流が入り、端子部３２から出て行く）構成とした。
図７（ｂ）において、一次導体１３のコーナー部３１ａ、３１ｂに挟まれたＸ軸方向の空間領域と、その周辺の＋Ｚ軸方向及び−Ｚ軸方向の空間領域（例えば、観測点２、観測点３）では、磁束の向きはほぼ＋Ｚ軸方向に沿っていることがわかる。
【００６９】
図８は、図７（ａ）においてＸ軸―Ｙ軸平面において０.０５〔ｍｍ〕間隔で、Ｚ軸方向の磁束密度強度を、０．０００１〔Ｔ〕間隔の等高線で表した一例を示す。
図８中の観測点１、観測点２、観測点３は、図７（ａ）で設定した観測点１〜３と同一の観測点であって、観測点１、観測点２および観測点３を通る線分はＸ軸と平行となる。また、図８中の観測点４、観測点２、観測点５を通る線分はＹ軸と平行となる。
【００７０】
すなわち前記観測点４のＸ軸方向位置は、観測点２のＸ軸方向位置と同一である。また、観測点４のＹ軸方向位置は図８に示すように、導体幅方向の中心位置であって、Ｚ軸方向は、離間距離Ｅ′＝０．０７０〔ｍｍ〕となる位置である。
観測点５は観測点４と観測点２とを結ぶ線分の−Ｙ軸方向の延長上にあり、Ｘ軸方向位置は、座標原点Ｐから、｛導体幅Ａの半分０．３９０／２｝＋｛ｍ１（＝０．１００〔ｍｍ〕）｝＋｛ＩＣチップ１１の短辺長（縦幅）の半分（１.４／２〔ｍｍ〕）｝＝０．９９５〔ｍｍ〕である。また、Ｚ軸方向位置は離間距離Ｅ′＝０．０７０〔ｍｍ〕となる位置である。
【００７１】
観測点２は、ＩＣチップ１１の１つの角部１１ｂを形成する二辺端縁の両方からＣ'＝０.３〔ｍｍ〕ずつ内側に入った感磁面中心の一点である。本実施例では、観測点２での誘導磁束密度は、通電電流１〔Ａ〕に対して、約０.５〔ｍＴ〕前後であった。観測点２を含む０.５〜０．６〔ｍＴ〕の範囲なる等磁束密度線が、角部１１ｂに対して円弧上に分布しているのが分かる。観測点２付近においては、Ｘ軸―Ｙ軸平面において、約０．１５〜約０．２〔ｍｍ〕間隔幅で、Ｚ軸方向の磁束密度が０．１〔ｍＴ〕間隔で変化している。
【００７２】
磁場変換素子４１を複数個配置することで感度は向上し、特に、磁場変換素子４１ｂを等磁束密度線上に配置することで、同一の信号レベルと同一のノイズレベルとを持つ均一なＳＮ比である磁場変換素子出力を加算する事ができる。よって、磁気感度、すなわち電流感度を最も効率的に向上させることができる。つまり、等磁束密度線上に２個配置すれば、約０.５〔ｍＴ〕前後の磁束密度から得られる時の感度の２倍となり、４個設ければ、感度も４倍となる。角部１１ｂに加えて、さらに、角部１１ａでも磁場変換素子４１ａを同様に配することで、更に、２倍の感度を得ることができる。
【００７３】
以上の構成は、例えば、サイズ８.２×５.３×２.１〔ｍｍ〕なるＩＣ用ＳＳＯＰ２４ピンパッケージに格納できる。アイランド本体２１上に載置するＩＣチップ１１のサイズが少し広がった、横幅約２．７×縦幅約１.４×厚み０.２０〔ｍｍ〕角の平面視方形のものでも、十分にパッケージに収めることができる。
一次導体１３の抵抗値は、一例として、約１.９〔ｍΩ〕程度である。
本願による電流センサ１０は、製造上の簡素化による効果を上げながら、安価で実用的な電流センサとして供され得る事を示している。
【００７４】
（比較例１）
比較例として背景技術で説明したように、感度向上を図るために、ＩＣチップを裏返してＦｌｉｐ  Ｃｈｉｐボンディングを行い、一次導体に近接するようにチップを取り付けた構成なる電流センサを想定した。その構成は、特許文献３（国際公開第２００６／１３０３９３）の図１２にあるように、電流３１６が全て、Ｕ字状の電流導体部３０４ａを通過するパターンに相当する。
Ｕ字状一次導体の磁場中心位置に当たる、Ｕ字形状の中心付近真下にホール効果素子３０８を配置したとして、感磁面中心での磁束密度を積分要素法による静磁場解析にて求めた。磁場解析に際して、一次導体形状は三角形状に裾野が広がっているのではなく素直な長方形状とした。
【００７５】
磁場解析条件は以下の通りとした。
リードフレーム１の厚みは０.２３０〔ｍｍ〕とした。
一次導体は、上記特許文献３の図１２の導体３０４ａ、３０２に相当する電流往復路が単純な長方形状で、曲がっている箇所はアルファベットの綺麗なＵ字形状であり、そのＵ字部の内半径を０.１３５〔ｍｍ〕、導体幅を０.４３〔ｍｍ〕とし、一次導体に測定電流１〔Ａ〕を流した。
【００７６】
磁場変換素子を含むＩＣチップの形状を横幅約２．３×縦幅約１.４×厚み０.０７０ｍｍ角の平面視方形とし、ＩＣチップ表面付近にある磁場変換素子を、厚み０.０７〔ｍｍ〕なる絶縁膜を介して、一次導体のＵ字形状の中心点付近直上に配置した。
感磁面中心にあたる観測位置での磁束密度は、約１〔ｍＴ〕程度の値であった。
比較例１における方式で、感度バラつきを配慮しながら最大感度を得るためにＵ字形状の磁束集中箇所にホール素子を一個配置し、且つ、Ｕ字形状を１箇所とした場合、測定電流１〔Ａ〕に対して、約１〔ｍＴ〕程度の誘導磁束密度なる磁場感度が得られ、それに対応した電流感度が得られる。
【００７７】
（実施例２）
基本構成は、実施例１と同じである。
リードフレーム１の厚み、すなわち、図７（ａ）におけるコの字部３１の厚みＤを０.２３０〔ｍｍ〕とする。座標原点Ｐとコの字部３１の上表面との垂直方向の離間距離Ｅ′を０．０７０〔ｍｍ〕とする。コの字部３１の導体幅Ａを０．３９０〔ｍｍ〕、空隙距離ｍ１を０.１００〔ｍｍ〕とする。ＩＣチップ１１の端縁からＩＣチップ内側に向かって、ＩＣチップ１１の角部を形成する２辺の端縁から内側に入った距離Ｃ′を０.３〔ｍｍ〕とし、そこに磁束密度観測点（または磁場変換素子４１としてのホール素子の感磁面中心）の一つを置く。一次導体に測定電流１〔Ａ〕を通電した。ＩＣチップ１１は、横幅約２．３×縦幅約１.４×厚み０.２０〔ｍｍ〕なる平面視方形とする。なお、ＸＹＺ座標系および座標原点Ｐは実施例１と同様に設定した。
【００７８】
実施例１と異なり、本実施例２では、図７（ａ）の導体幅Ａと離間距離Ｅ′をパラメータとして変化させ、水平離間距離Ｃと垂直離間距離Ｅとの組み合わせにより決定される位置にある観測点（または磁場変換素子の感磁面の中心点）を通る（Ｚ軸方向の）磁束密度を静磁場シミュレーションで求めた。
観測点１〜観測点５では、垂直方向（Ｚ軸方向）には離間距離Ｅ′の値だけ、よって、相応してトータルの垂直離間距離Ｅが、実施例１と異なっており、各観測点において離間距離Ｅ′を変化させた。すなわちコの字部３１の導体厚みＤは０．２３０で固定し、感磁面中心と一次導体上表面間の垂直方向の離間距離Ｅ′を０．０７０、０．２００、０．３００と変化させた。
【００７９】
垂直離間距離Ｅ〔ｍｍ〕は、次式で表すことができる。
Ｅ＝Ｅ′＋Ｄ／２＝Ｅ′＋０.２３０／２
観測点１〜観測点５では、水平方向（Ｘ軸方向またはＹ軸方向）にはパラメータＡ（導体幅）の値だけ、よって、相応してトータルの水平方向の離間距離Ｃが、実施例１と異なっており、各観測点においてパラメータＡを変化させた。ＩＣチップ１１の端縁からＩＣチップ内側に向かって、ＩＣチップ１１の角部を形成する２辺の端縁から内側に入った距離Ｃ'は０.３〔ｍｍ〕のままとし、空隙距離ｍ１も０．１〔ｍｍ〕のままとした。コの字部３１の導体幅Ａを０．３９０，０．５１０，０．７８０と変化させた。
【００８０】
水平離間距離Ｃ〔ｍｍ〕は、次式で表すことができる。
Ｃ＝Ｃ′＋ｍ１＋Ａ／２＝０．３００＋０．１００＋Ａ／２
図９（ａ）は、Ｘ軸―Ｚ軸平面において、観測点１、観測点２、観測点３に沿って、Ｚ軸方向の磁束密度強度をプロットした磁場シミュレーション結果の一例である。
【００８１】
図８の観測点１（すなわち、図９（ａ）における表記上の横軸Ｘ軸の原点）−観測点２−観測点３に沿って（すなわち、図７（ａ）のパラメータＣをＸ軸方向に０．０５〔ｍｍ〕間隔で移動させて）、Ｚ軸方向に（すなわち、ホール素子感磁面中心点を垂直に）貫く磁束密度を調べたものである。図７（ａ）、図７（ｂ）、図８と同様に、ＸＹＺ座標系を設定し原点座標Ｐも同様に設定した。図９（ａ）では、ＩＣチップ１１内側に向かう方向がマイナス符号となる。
【００８２】
図９（ｂ）は、Ｙ軸―Ｚ軸平面において、観測点４、観測点２、観測点５に沿って、Ｚ軸方向の磁束密度強度をプロットした磁場シミュレーション結果の一例である（パラメータＡ、Ｅ′は図９（ａ）と同様に変化させた。）。図８の観測点４（すなわち、図９（ｂ）における表記上の横軸Ｙ軸の原点）−観測点２−観測点５に沿って、Ｚ軸方向に（すなわち、ホール素子感磁面中心点を垂直に）貫く磁束密度を調べたものである。
【００８３】
図９からわかるように、コの字部３１の導体幅Ａを０.３９０とし、離間距離Ｅ′をパラメータとして、０.０７０、０.２００,０.３００と変化させたとしても、０．５〔ｍＴ〕からその値前後レベルの誘導磁束密度が得られることがわかる。
次に、コの字部３１の導体幅Ａを０．３９０、０．５１０、０．７８０と変化させ、垂直方向の離間距離Ｅ′を０．０７０で固定して、静磁場解析を行なった。
【００８４】
図１０（ａ）は、Ｘ軸―Ｚ軸平面において、観測点１、観測点２、観測点３に沿って、Ｚ軸方向の磁束密度強度をプロットした磁場シミュレーション結果である。
図１０（ｂ）は、Ｙ軸―Ｚ軸平面において、観測点４、観測点２、観測点５に沿って、Ｚ軸方向の磁束密度強度をプロットした磁場シミュレーション結果である（なお、パラメータＡ、Ｅ′は図１０（ａ）と同様に変化させた。）。
【００８５】
なお、図１０（ｂ）においても、図１０（ａ）と同様にして、空間に誘導される磁束密度の水平方向観測範囲を、空間間隔０.０５〔ｍｍ〕にて（３２＋１）回分、合計として、空間範囲０.０５×３２＝１.６〔ｍｍ〕にわたって計算した。導体幅Ａを変化させて計算しても磁束密度を観測する空間範囲は一定とした。そのため、導体幅Ａ中心を原点として水平方向（Ｘ軸やＹ軸方向）にプロットする際に、導体幅Ａが増加する分だけ、原点から同じ磁束密度観測点までの距離は増加する。図１０（ｂ）では、導体幅Ａを増加させる度に、プロットの範囲が（Ｘ軸やＹ軸のマイナス側に）ずれていくのはこのためである。
【００８６】
導体幅Ａが０．３９０から２倍の０．７８０〔ｍｍ〕に広がっても、観測点１側、または、観測点４側の一次導体に近い領域から、観測点２を経て、観測点３ないし観測点５にかけて、数１０％レベル程度以下の感度低下であった。本例の検討範囲では、観測点２で０．５〔ｍＴ〕前後程度の誘導磁束密度を得られることが確認できた。
したがって、図２の平面視した一次導体形状において、一次導体１３のコーナー部３１ａ、３１ｂ周辺以外の導体部分の幅を、局所的に２倍に広げても、磁気感度を１／１０程度も低下させる事なく、一次導体１３の電気抵抗を抑制し、また、放熱効果を促進させる事が可能である。図１１は、一次導体１３のコーナー部３１ａ、３１ｂ周辺以外の導体部分の幅を、局所的に広げた電流センサの模式図の一例である。
【００８７】
（実施例３）
実施例１で用いた電流センサ１０において、アイランド部１２すなわちアイランド本体２１を図３（ｂ）に示すようにダウンプレスし、ＩＣチップ１１の上表面に設定した観測点２、３および５を、一次導体１３のコの字部３１の厚み中心と同じ垂直方向の高さに揃えた場合について、実施例１と同一条件で、観測点２、３および５での磁束密度を求めた。
【００８８】
その結果、観測点２におけるＺ軸方向の磁束密度は約０．６１〔ｍＴ〕であった。観測点３におけるＺ軸方向の磁束密度は約０．４９〔ｍＴ〕であった。観測点５におけるＺ軸方向の磁束密度は約０．４９〔ｍＴ〕であった。
アイランド部１２をダウンプレスしない実施例１の場合の、観測点２でのＺ軸方向の磁束密度は、前述のように約０．５〔ｍＴ〕前後であったのに対し、アイランド部１２をダウンプレスした場合には、約０．６１〔ｍＴ〕となっており、観測点２の磁束密度の値の変化をみても分かるように、アイランド部１２をダウンプレスしない実施例１と較べて、アイランド部１２をダウンプレスした実施例３は磁束密度が向上しており、ダウンプレスが信号強度向上に役立つ事が分かる。
【符号の説明】
【００８９】
１  リードフレーム
５  パッケージ
１０  電流センサ
１１  ＩＣチップ
１１ａ、１１ｂ  角部
１２  アイランド部
１３  一次導体
１４  センサリード端子
２１  アイランド本体
２２  リード端子
３１  コの字部
３１ａ、３１ｂ  コーナー部
３２、３３  端子部
４１  磁場変換素子
【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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【図１０】
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【図１１】
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