CN115877282A - 磁传感器 - Google Patents
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Abstract
磁传感器具备:芯片焊盘;信号处理IC,其与芯片焊盘的第1面相对地配置;粘合层,其配置于芯片焊盘的第1面和信号处理IC的与芯片焊盘相对的第1面之间;以及至少一个磁电转换元件,其与信号处理IC的第1端面相对地配置,检测特定方向的磁场。芯片焊盘、信号处理IC、粘合层以及至少一个磁电转换元件被模制树脂密封。在俯视时,信号处理IC的第1端面的至少一部分位于比芯片焊盘的至少一个磁电转换元件侧的第1端面靠至少一个磁电转换元件侧的位置。在芯片焊盘的第1端面侧的第1面与信号处理IC的第1端面侧的第1面之间,设有供模制树脂进入的隔离部,隔离部的厚度小于芯片焊盘的厚度。
Description
技术领域
本发明涉及一种磁传感器。
背景技术
在专利文献1和专利文献2中公开了一种电流传感器,其具有磁电转换元件,基于由电流产生的磁通密度来检测电流。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特许第6415148号公报
专利文献2:日本特许第5695195号公报
发明内容
发明要解决的问题
在具有磁电转换元件的磁传感器中,期望减小外来噪声的影响。
用于解决问题的方案
本发明的一技术方案的磁传感器具备:芯片焊盘;信号处理IC,其与芯片焊盘的第1面相对地配置;粘合层,其配置于芯片焊盘的第1面和信号处理IC的与芯片焊盘相对的第1面之间;以及至少一个磁电转换元件,其与信号处理IC的第1端面相对地配置,至少一个磁电转换元件检测特定方向的磁场。芯片焊盘、信号处理IC、粘合层以及至少一个磁电转换元件被模制树脂密封。可以是,在俯视时,信号处理IC的第1端面的至少一部分位于比芯片焊盘的至少一个磁电转换元件侧的第1端面靠至少一个磁电转换元件侧的位置。可以是,在芯片焊盘的第1端面侧的第1面与信号处理IC的第1端面侧的第1面之间,设有供模制树脂进入的隔离部,隔离部的厚度小于芯片焊盘的厚度。
可以是,在俯视时,信号处理IC的第1端面以外的端面配置在比芯片焊盘的第1端面以外的端面靠芯片焊盘的内侧的位置。
可以是,信号处理IC的第1端面以外的端面侧的第1面经由粘合层直接与芯片焊盘的第1面粘接。
可以是,该磁传感器还具备导体,该导体配置于至少一个磁电转换元件的周围,电流流经该导体。
可以是,导体具有开口部,至少一个磁电转换元件配置在开口部内。
可以是,至少一个磁电转换元件为多个磁电转换元件。
可以是,至少一个磁电转换元件为霍尔元件。
此外,上述的发明内容并未列举出本发明的全部特征。另外,这些特征组的子组合也能够成为发明。
附图说明
图1A是作为第1实施方式的磁传感器发挥功能的半导体封装内部的结构的俯视图。
图1B是图1A的A-A线剖视图。
图2是表示磁传感器的包含磁电转换元件的信号处理电路的一例的图。
图3A是在图1B的信号处理IC芯片焊盘的端面的z轴方向正侧的端边设有台阶面的例子的图。
图3B是在图1B的信号处理IC芯片焊盘的端面的z轴方向正侧的端边设有斜面的例子的图。
图4A是表示在信号处理IC芯片焊盘的端面形成了斜面的情况下的、可靠性试验的吸湿/回流试验后的信号处理IC芯片焊盘的端面的上端附近的SEM截面观察的结果的图。
图4B是表示在对引线框仅实施了蚀刻加工的情况下的、可靠性试验的吸湿/回流试验后的信号处理IC芯片焊盘的端面的上端附近的SEM截面观察的结果的图。
图5A是作为第2实施方式的磁传感器发挥功能的半导体封装内部的结构的俯视图。
图5B是图5A的A-A线剖视图。
图6A是在图5B的信号处理IC芯片焊盘的端面的z轴方向正侧的端边设有台阶面的例子的图。
图6B是在图5B的信号处理IC芯片焊盘的端面的z轴方向正侧的端边设有斜面的例子的图。
附图标记说明
1、2、磁传感器;10、模制树脂;11、磁电转换元件芯片焊盘;12、芯片焊盘;13、14、引线端子;15、引线;16、一次导体;21、21a、21b、磁电转换元件;22、信号处理IC;31、31a、31b、32、芯片贴装膜;41、41a、41b、41c、41d、42、141a、141b、142、导线;51、52、端面;55、台阶面;56、斜面;57、58、隔离部;61、绝缘体膜;71a、71b、71c、71d、72a、72b、72c、72d、电极焊盘;81a、81b、81c、81d、82a、82b、82c、82d、布线;91、磁电转换部;101、第1电位;102、第2电位;105、恒流源;111、112、运算放大器;121、122、123、电阻;150、仪表放大器。
具体实施方式
以下,通过发明的实施方式对本发明进行说明,以下的实施方式并非用于限定权利要求书中的技术方案。另外,实施方式中说明的特征的组合未必全部是发明的解决方案所必须的。
以下,对具有磁电转换元件并输出与磁场的大小对应的信号的磁传感器进行说明。磁电转换元件是根据向元件输入的磁场的大小而转换为电压或电流并输出的元件。磁电转换元件通常其输出信号较弱,磁灵敏度的温度特性不良。因此,磁电转换元件与信号处理IC一起被模制树脂密封,构成半导体封装,该信号处理IC具备将磁电转换元件的输出信号放大并校正磁灵敏度的温度特性的信号处理电路。
例如,在专利文献1中,公开了由U字形的一次导体、配置于一次导体的开口部的磁电转换元件以及信号处理IC构成的电流传感器。磁电转换元件检测由流经一次导体的电流产生的磁场,搭载于较大的芯片焊盘上的信号处理IC的信号处理电路将与电流的大小对应的信号放大并输出。
此外,在专利文献2中公开了由信号处理IC和一次导体构成的电流传感器,该信号处理IC除了具备信号处理电路以外还具备磁电转换元件。从芯片焊盘突出配置的磁电转换元件检测由流经一次导体的电流产生的磁场,信号处理电路将与电流的大小对应的信号放大并输出。
但是,在专利文献1所记载的电流传感器中,信号处理IC配置于芯片焊盘的内侧,连接信号处理IC和磁电转换元件的导线的长度变长,有时会受到外来的噪声的影响。特别是,由于从一次导体产生较强的电场或者较高的频率的磁场,因此,有时因静电耦合或者感应耦合而在导线引起噪声电压。
此外,在专利文献2所记载的电流传感器中,由于磁电转换元件配置于自一次导体分开的位置,因此,有时输入到磁电转换元件的电流所产生的磁场大幅度变小,灵敏度显著降低。
另外,在专利文献1和专利文献2中,未考虑到在半导体封装内产生的剥离或裂纹。
因此,本实施方式的磁传感器提供一种减小外来噪声的影响且没有剥离或裂纹的品质优异的小型且高灵敏度的磁传感器。
图1A和图1B表示作为第1实施方式的磁传感器1发挥功能的半导体封装内部的结构。图1A表示从z轴方向观察的俯视图即上表面图。图1B是图1A的A-A线剖视图。如图1A和图1B所示,磁传感器1例如具备模制树脂10、磁电转换元件芯片焊盘11、信号处理IC芯片焊盘12、引线端子13、磁电转换元件21、信号处理IC 22、芯片贴装膜31及32、以及导线41及42。
关于坐标,在图1A中,将相对于纸面平行且从下向上的朝向定义为x轴方向,将相对于纸面平行且从右向左的朝向定义为y轴方向,将相对于纸面垂直且从进深向近前的朝向定义为z轴方向。x轴、y轴以及z轴中的任一轴与其他轴正交。
磁电转换元件21检测特定方向的磁场,信号处理IC 22将与磁场的大小对应的信号放大,将放大后的信号从引线端子13输出。
磁电转换元件21被切成在从z轴方向俯视观察时为长方形或者正方形。磁电转换元件21具有由硅或化合物半导体构成的基板和设于基板上的磁电转换部。基板的厚度通过对z轴方向负侧的面进行研磨来调整。基板具有50μm~600μm的范围内的期望厚度。
若检测z轴方向的磁场,则霍尔元件适合作为磁电转换元件21。另外,若检测xy平面上的任意一个轴方向的磁场,例如,若检测x轴方向的磁场,则磁阻元件或磁通门元件适合作为磁电转换元件21。
信号处理IC 22被切成在俯视时为长方形或正方形。信号处理IC 22具有由硅或化合物半导体构成的基板和设于基板上的信号处理电路。基板的厚度通过对z轴方向负侧的面进行研磨来调整。基板具有50μm~600μm的范围内的期望厚度。信号处理电路具备如下的电路:输入与磁电转换元件21的磁场的大小对应的微小的输出信号并至少放大输入信号。
导线41将设于信号处理IC 22的电极焊盘与设于磁电转换元件21的电极焊盘电连接。导线42将设于信号处理IC 22的电极焊盘与设于引线端子13的焊盘电连接。另外,导线41和导线42由以Au、Ag、Cu或Al为主要成分的导电体材料形成。
磁电转换元件芯片焊盘11、信号处理IC芯片焊盘12以及引线端子13由以Cu为主要成分的导电体材料的引线框形成。引线框具有50μm~600μm的范围内的期望厚度。磁电转换元件芯片焊盘11是用于搭载磁电转换元件21的连接盘。信号处理IC芯片焊盘12是用于搭载信号处理IC 22的连接盘。在俯视时,信号处理IC芯片焊盘12呈C字形是因为在磁电转换元件芯片焊盘11与信号处理IC芯片焊盘12之间需要一定间隔以上的空间。引线端子13是用于向信号处理IC 22的信号处理电路供给电源、输入输出信号的引线。
芯片贴装膜31是将磁电转换元件21与磁电转换元件芯片焊盘11粘接的粘合层。芯片贴装膜31使磁电转换元件芯片焊盘11的与磁电转换元件21相对的面和磁电转换元件21的与磁电转换元件芯片焊盘11相对的面粘接。
芯片贴装膜32是将信号处理IC 22与信号处理IC芯片焊盘12粘接的粘合层。芯片贴装膜32使信号处理IC 22的与信号处理IC芯片焊盘12相对的面和信号处理IC芯片焊盘12的与信号处理IC 22相对的面粘接。
芯片贴装膜31和32在俯视时分别与磁电转换元件21、信号处理IC 22为相同形状。这取决于制造方法,即,原因在于,对于芯片贴装膜32,当对安装于切割带的信号处理电路的基板进行切割时,切割带的粘合层与信号处理IC22一起被切断,并附着于信号处理IC 22的切割带侧的面。芯片贴装膜31也同样。芯片贴装膜31和32既可以是非导电性的树脂,也可以是导电性的树脂。作为非导电性的树脂,能够举出环氧类的树脂。导电性的树脂能够举出在环氧类的树脂中混合Ag的填料而成的树脂。芯片贴装膜31和32具有1μm~50μm的范围内的期望厚度。
作为模制树脂10,例如使用添加了二氧化硅的环氧类的热固化型树脂,通过传递模塑来成型半导体封装。成型后的模制树脂10完全覆盖磁电转换元件21、信号处理IC 22、导线41以及导线42。
包含在俯视时呈长方形或正方形的信号处理IC 22的4条边中的、最靠近磁电转换元件21的边的磁电转换元件21侧的端面51的至少一部分配置在比信号处理IC芯片焊盘12的磁电转换元件21侧的端面52靠信号处理IC芯片焊盘12的外侧的位置。磁电转换元件21与信号处理IC的端面51相对地配置。由此,连接信号处理IC 22与磁电转换元件21的导线41的长度变短。因此,能够减小因静电耦合或者感应耦合而在导线引起噪声电压等意外的外来噪声的影响。另外,由于y轴方向的磁传感器1的外形变小,因此能够使磁传感器1小型化。
此外,磁传感器1在俯视时,信号处理IC 22的端面51以外的其他3个端面配置在比信号处理IC芯片焊盘12的端面靠信号处理IC芯片焊盘12的内侧的位置。由此,若预先扩大信号处理IC 22的3个端面与信号处理IC芯片焊盘12的端面之间的距离,则能够在信号处理IC芯片焊盘12的区域的范围内任意地选择信号处理IC 22的大小,能够以通用的同一引线框再利用于信号处理的方式不同的各种产品中。
图2是表示磁传感器1的包含磁电转换元件21的信号处理电路的一例的图。关于图中的附图标记,对具有与图1A以及图1B相同的功能的构成要素标注相同的附图标记。导线41a将电极焊盘71a与电极焊盘72a电连接,导线41b将电极焊盘71b与电极焊盘72b电连接,导线41c将电极焊盘71c与电极焊盘72c电连接,导线41d将电极焊盘71d与电极焊盘72d电连接。布线81a、布线81b、布线81c以及布线81d将电极焊盘71a、电极焊盘71b、电极焊盘71c及电极焊盘71d与磁电转换部91电连接。布线82a将电极焊盘72a与恒流源105电连接。布线82b将电极焊盘72b与运算放大器111的正相输入端子电连接。布线82c将电极焊盘72c接地。布线82d将电极焊盘72d与运算放大器112的正相输入端子电连接。电阻121、电阻123以及电阻122串联连接。电阻121的一端与运算放大器111的输出端子电连接。电阻121的另一端与电阻123的一端及运算放大器111的反相输入端子电连接。电阻123的另一端与电阻122的一端及运算放大器112的反相输入端子电连接。电阻122的另一端与运算放大器112的输出端子电连接。运算放大器111、运算放大器112、电阻121、电阻123以及电阻122构成仪表放大器150。
磁电转换元件21的磁电转换部91例如是霍尔元件。磁电转换部91具有两对相对的端子。一对相对的端子分别经由布线81a及81c与电极焊盘71a及71c连接。另一对相对的端子分别经由布线81b及81d与电极焊盘71b及71d连接。
信号处理IC 22的信号处理电路具有第1电位101和第2电位102。对第1电位101施加电源电位,对第2电位102施加接地电位。第1电位101与恒流源105连接,经由布线82a与电极焊盘72a连接。第2电位102经由布线82c与电极焊盘72c连接。另外,信号处理IC 22的信号处理电路具有仪表放大器150。仪表放大器150由运算放大器111和运算放大器112以及3个电阻121~123构成。仪表放大器150将输入到两个输入端子的信号放大并从两个输出端子输出。仪表放大器150的放大率由3个电阻121~123调整为期望的放大率。仪表放大器150的两个输入端子分别经由布线82b及布线82d与电极焊盘72b及电极焊盘72d连接。
导线41a与电极焊盘71a及72a连接,导线41b与电极焊盘71b及72b连接,导线41c与电极焊盘71c及72c连接,导线41d与电极焊盘71d及72d连接。
从信号处理IC 22的恒流源105向磁电转换元件21的磁电转换部91的一对相对的端子供给恒定电流。此时,磁电转换部91的另一对相对的端子产生与输入到磁电转换部91的磁场的大小对应的输出电压。磁电转换部91的输出电压经由导线41b和导线41d向仪表放大器150的两个输入端子传递。
在此,对于导线41b和导线41d,当有较强的电场来自外部时,引起经由寄生电容的静电耦合,产生意外的噪声电压。另外,从仪表放大器150的两个输入端子来看,导线41b和导线41d与布线81b、布线82b、磁电转换部91、布线81d、布线82d形成闭环。因此,当有较高的频率的磁场来自外部时,引起经由闭环的感应耦合,产生意外的噪声电压。因静电耦合以及感应耦合产生的噪声电压取决于导线41b及41d的长度,若导线长度较长,则产生较大的噪声电压。因此,导线41b和导线41d的长度越短,越能够减小外来噪声的影响。
磁传感器1的包含磁电转换元件21的信号处理电路并不限定于此。磁电转换部91的输出电压的放大也可以使用两个反相放大器来代替仪表放大器150。另外,磁电转换部91也可以被供给恒定电压来代替恒定电流。另外,为了切换磁电转换部91的驱动,布线82a~82d上也可以***开关。
图3A和图3B是将图1B的信号处理IC 22比信号处理IC芯片焊盘12突出的部分放大后的图。关于图中的附图标记,对具有与图1A以及图1B相同的功能的构成要素标注相同的附图标记。
图3A是在信号处理IC芯片焊盘12的端面52的z轴方向正侧的端边设有台阶面55的例子的图。台阶面55设为,在信号处理IC芯片焊盘12的与信号处理IC 22相对的面和信号处理IC 22的与信号处理IC芯片焊盘12相对的面之间,形成有供模制树脂10进入的隔离部57。台阶面55设为,在芯片贴装膜32与信号处理IC芯片焊盘12之间形成有供模制树脂10进入的隔离部57。隔离部57的厚度D1小于信号处理IC芯片焊盘12的厚度D2。台阶面55例如也可以在对引线框进行蚀刻加工之后,通过半冲裁加工或者压印加工来形成。或者,也可以与此相反地,在对引线框进行半冲裁加工或者压印加工后,通过蚀刻加工来形成台阶面55。台阶面55的形成不限于这里记载的方法。若信号处理IC芯片焊盘12的厚度D2为0.3mm以上,则隔离部57的厚度D1优选设置在0.05mm~0.2mm的范围内。
图3B是在信号处理IC芯片焊盘12的端面52的z轴方向正侧的端边设有斜面56的例子的图。斜面56设为,在信号处理IC芯片焊盘12的与信号处理IC 22相对的面和信号处理IC22的与信号处理IC芯片焊盘12相对的面之间,形成有供模制树脂10进入的隔离部58。斜面56设为,在芯片贴装膜32与信号处理IC芯片焊盘12之间形成有供模制树脂10进入的隔离部58。隔离部58的厚度D1小于信号处理IC芯片焊盘12的厚度D2。斜面56例如也可以通过对引线框进行冲压加工来形成。斜面56的形成不限于这里记载的方法。若信号处理IC芯片焊盘12的厚度D2为0.3mm以上,则隔离部58的厚度D1优选设置在0.05mm~0.2mm的范围内。
图4A和图4B表示可靠性试验的吸湿/回流试验后的信号处理IC芯片焊盘12的端面52的上端附近的SEM截面观察的结果。图4A表示在信号处理IC芯片焊盘12的端面52形成有斜面56的磁传感器1的结果。图4B表示对引线框仅实施了蚀刻加工的磁传感器的结果。关于图中的附图标记,对具有与图3A以及图3B相同的功能的构成要素标注相同的附图标记。
在图4A中,在信号处理IC芯片焊盘12的端面52的z轴方向正侧的端边存在斜面56。模制树脂10进入相当于芯片贴装膜32与信号处理IC芯片焊盘12的斜面56之间的间隙的隔离部58并固着。因此,模制树脂10在斜面56的部位与信号处理IC芯片焊盘12的粘接力增强,因此能够抑制芯片贴装膜32的吸湿膨胀和高温时的热膨胀,在端面52没有发生剥离。另一方面,在图4B中,在信号处理IC芯片焊盘12的端面52的z轴方向正侧的端边不存在台阶面55或斜面56。图4B中不存在隔离部57或隔离部58。因此,模制树脂10无法抑制芯片贴装膜32的吸湿膨胀和高温时的热膨胀,在端面52发生了剥离。并且,还产生了从端面52的z轴方向负侧的端边向模制树脂10延伸的轻微的裂纹,对此未图示。根据以上所述,能够提供一种磁传感器1,通过设置台阶面55或斜面56,在信号处理IC芯片焊盘12的端面52侧的与信号处理IC22相对的面和信号处理IC 22的与信号处理IC芯片焊盘12相对的面之间设置供模制树脂10进入的隔离部57或隔离部58的结构,从而使磁传感器1没有剥离和裂纹且品质优异。
此外,在信号处理IC 22的端面51以外的端面附近,模制树脂10直接与信号处理IC芯片焊盘12粘接。因此,模制树脂10与信号处理IC芯片焊盘12的粘接力增强,因此能够抑制芯片贴装膜32的吸湿膨胀和高温时的热膨胀,同样能够防止剥离和裂纹。另外,信号处理IC22的端面51以外的端面经由芯片贴装膜32直接与信号处理IC芯片焊盘12粘接。
在图1A和图1B中,在俯视时,信号处理IC芯片焊盘12为C字形,但也可以是矩形形状。也可以将信号处理IC 22的端面51整体配置在比信号处理IC芯片焊盘12的面向磁电转换元件21的端面52靠信号处理IC芯片焊盘12的外侧的位置。
图5A和图5B表示第2实施方式的磁传感器2中的半导体封装内部的结构。图5A是从z轴方向观察的俯视图即上表面图,图5B是图5A的A-A线剖视图。关于图中的附图标记,对具有与图1A以及图1B相同的功能的构成要素标注相同的附图标记。此外,磁传感器2具有引线端子14、悬吊引线15、磁电转换元件21a、磁电转换元件21b、芯片贴装膜31a、芯片贴装膜31b、导线141a、导线141b以及绝缘体膜61。
在第2实施方式的磁传感器2中,磁电转换元件21a以及磁电转换元件21b检测由流经引线端子14的电流产生的特定方向的磁场。信号处理IC 22将与电流的大小对应的信号放大,放大后的信号从引线端子13输出。
引线端子14具有两个端子,以电流从一个端子流向另一个端子的方式设置。与引线端子14连接的一次导体16配置在磁电转换元件21a以及磁电转换元件21b的周围。一次导体16在俯视时呈将C字形和倒U字形连接在一起的形状。在一次导体16的C字形和倒U字形各自的开口部配置有磁电转换元件21a以及磁电转换元件21b。流经一次导体16的电流在其周围生成与电流的大小及距一次导体16的距离对应的磁场,在磁电转换元件21a以及磁电转换元件21b的位置,产生z轴方向分量最大的磁场。由于磁电转换元件21a以及磁电转换元件21b配置于开口部之中,因此,能够得到相对于电流而言的较高的灵敏度。
在此,当流经一次导体16的电流向图示的箭头的朝向供给时,在磁电转换元件21a的位置,在z轴方向正侧的朝向产生磁场,在磁电转换元件21b的位置,在z轴方向负侧的朝向产生磁场。磁电转换元件21a和磁电转换元件21b的输出电压得到正电压以及负电压、或者负电压以及正电压。因此,信号处理电路若运算磁电转换元件21a和磁电转换元件21b的输出电压之差,则得到与电流的大小对应的信号。另一方面,对于外来的磁场,例如地磁,磁电转换元件21a和磁电转换元件21b的输出电压得到同为正电压或者同为负电压,因此通过运算差值而抵消。
磁电转换元件21a和磁电转换元件21b被切成在俯视时为长方形或者正方形。磁电转换元件21a和磁电转换元件21b具有由硅或化合物半导体构成的基板和设于基板上的磁电转换部。基板的厚度通过对z轴方向负侧的面进行研磨来调整。基板具有50μm~600μm的范围内的期望厚度。由于检测z轴方向的磁场,因此霍尔元件适合作为图示的磁电转换元件。另外,若磁电转换元件配置于检测xy平面上的任意一个轴方向的磁场的位置,例如,若配置于检测x轴方向的磁场的位置,则磁阻元件或磁通门元件适合作为磁电转换元件。
信号处理IC 22被切成在俯视时为长方形或正方形。信号处理IC 22具有由硅或化合物半导体构成的基板和设于基板上的信号处理电路。基板的厚度通过对z轴方向负侧的面进行研磨来调整。基板具有50μm~600μm的范围内的期望厚度。信号处理IC 22的信号处理电路具备如下的电路:输入与磁电转换元件的磁场的大小对应的微小的输出信号并至少放大输入信号。信号处理IC22配置为在俯视时不与一次导体16重叠。
导线141a将设于信号处理IC 22的电极焊盘与设于磁电转换元件21a的电极焊盘电连接,导线141b将设于信号处理IC 22的电极焊盘与设于磁电转换元件21b的电极焊盘电连接。导线142将设于信号处理IC 22的电极焊盘与设于引线端子13的焊盘电连接。另外,导线141a、导线141b以及导线142由以Au、Ag、Cu或Al为主要成分的导电体材料形成。
信号处理IC芯片焊盘12、引线端子13、引线端子14以及悬吊引线15由以Cu为主要成分的导电体材料的引线框形成。引线框的厚度具有50μm~600μm的范围内的期望厚度。信号处理IC芯片焊盘12是用于搭载信号处理IC 22的连接盘。信号处理IC芯片焊盘12在XY平面形成为平板状,配置为在从Z轴正方向观察时不与一次导体16重叠,在从Y轴正方向观察时与一次导体16的至少一部分重叠。引线端子13是用于向信号处理IC 22的信号处理电路供给电源或者输入输出信号的引线。悬吊引线15是用于通过组装工序对成型后的模制树脂10进行支承的引线。
绝缘体膜61是在俯视时呈矩形形状的带。绝缘体膜61在z轴方向正侧的面具有粘合层。绝缘体膜61配置为,粘合层的一部分粘接于包含信号处理IC芯片焊盘12的引线的z轴方向负侧的面的一部分,并伸出至磁电转换元件21a以及磁电转换元件21b的位置。一次导体16通过半冲裁加工而设有台阶,以防止绝缘体膜61与一次导体16接触。该台阶也取决于引线框的厚度,在10μm~400μm的范围内选择。绝缘体膜61优选能够耐受组装工序的高温的材料,因此聚酰亚胺类的树脂较为适合。
芯片贴装膜31a和芯片贴装膜31b(其中,31a未图示)是分别将磁电转换元件21a及磁电转换元件21b与绝缘体膜61粘接的粘合层。另外,芯片贴装膜32是将信号处理IC 22与信号处理IC芯片焊盘12粘接的粘合层。芯片贴装膜31a、芯片贴装膜31b以及芯片贴装膜32在俯视时分别与磁电转换元件21a、磁电转换元件21b以及信号处理IC 22为相同形状。芯片贴装膜31a、芯片贴装膜31b以及芯片贴装膜32既可以是非导电性的树脂,也可以是导电性的树脂。非导电性的树脂能够使用环氧类的树脂。导电性的树脂能够使用在环氧类的树脂中混合Ag的填料而成的树脂。芯片贴装膜31a、芯片贴装膜31b以及芯片贴装膜32具有1μm~50μm的范围内的期望厚度。
作为模制树脂10,例如使用添加了二氧化硅的环氧类的热固化型树脂,通过传递模塑来成型半导体封装。成型后的模制树脂10完全覆盖磁电转换元件21a、磁电转换元件21b、信号处理IC 22、导线141a、导线141b以及导线142。
磁传感器2的包含在俯视时呈长方形或正方形的信号处理IC 22的4条边中的、最靠近磁电转换元件21a及21b的边的磁电转换元件21a及21b侧的端面51整体配置在比面向磁电转换元件21a及磁电转换元件21b的、信号处理IC芯片焊盘12的磁电转换元件21a及磁电转换元件21b侧的端面52靠信号处理IC芯片焊盘12的外侧的位置。由此,将信号处理IC22与磁电转换元件21a连接的导线141a及将信号处理IC 22与磁电转换元件21b连接的导线141b的长度变短,能够降低意外的外来的噪声。另外,由于y轴方向的半导体封装的外形变小,因此能够实现磁传感器的小型化。
此外,本实施方式2的磁传感器2在俯视时,信号处理IC 22的端面51以外的其他3个端面配置在比信号处理IC芯片焊盘12的端面靠信号处理IC芯片焊盘12的内侧的位置。由此,若预先扩大信号处理IC 22的3个端面与信号处理IC芯片焊盘12的端面之间的距离,则能够在信号处理IC芯片焊盘12的区域的范围内任意地选择信号处理IC 22的大小,能够以通用的同一引线框再利用于信号处理的方式不同的各种产品中。
包含磁电转换元件21a以及磁电转换元件21b的信号处理电路的一例与图2大致相同,除此之外,靠近导线141a以及141b地配置有一次导体16。由于从一次导体16产生较强的电场或者较高频率的磁场,因此同样地,导线141a以及141b的长度越短,越能够减小外来噪声的影响。
图6A和图6B是将图5B的信号处理IC 22比信号处理IC芯片焊盘12突出的部分放大后的图。关于图中的附图标记,对具有与图3A、图3B、图5A以及图5B相同的功能的构成要素标注相同的附图标记。
图6A是在信号处理IC芯片焊盘12的端面52的z轴方向正侧的端边设有台阶面55的例子的图。与图3A同样地,台阶面55设为,在信号处理IC芯片焊盘12的与信号处理IC 22相对的面和信号处理IC 22的与信号处理IC芯片焊盘12相对的面之间,形成有供模制树脂10进入的隔离部57。隔离部57的厚度D1小于信号处理IC芯片焊盘12的厚度D2。台阶面55设为,在芯片贴装膜32与信号处理IC芯片焊盘12之间形成有供模制树脂10进入的隔离部57。若信号处理IC芯片焊盘12的厚度D2为0.3mm以上,则隔离部57的厚度D1优选设置在0.05mm~0.2mm的范围内。
图6B是在信号处理IC芯片焊盘12的端面52的z轴方向正侧的端边设有斜面56的例子的图。与图3B同样地,斜面56设为,在信号处理IC芯片焊盘12的与信号处理IC 22相对的面和信号处理IC 22的与信号处理IC芯片焊盘12相对的面之间,形成有供模制树脂10进入的隔离部58。隔离部58的厚度D1小于信号处理IC芯片焊盘12的厚度D2。斜面56设为,在芯片贴装膜32与信号处理IC芯片焊盘12之间形成有供模制树脂10进入的隔离部58。若信号处理IC芯片焊盘12的厚度D2为0.3mm以上,则隔离部58的厚度D1优选设置在0.05mm~0.2mm的范围内。
与图4A同样地,在可靠性试验的吸湿/回流试验后,在信号处理IC芯片焊盘12的端面52形成有斜面56的本实施方式2的磁传感器中,模制树脂10在斜面56的部位与信号处理IC芯片焊盘12的粘接力增强。因此能够抑制芯片贴装膜32的吸湿膨胀和高温时的热膨胀,在端面52没有发生剥离。另一方面,在对引线框仅实施了蚀刻加工的磁传感器中,模制树脂10无法抑制芯片贴装膜32的吸湿膨胀和高温时的热膨胀,在端面52发生了剥离。并且,还产生了从端面52的z轴方向负侧的端边向模制树脂10延伸的轻微的裂纹。根据以上所述,能够提供一种磁传感器2,通过设置台阶面55或斜面56,在信号处理IC芯片焊盘12的端面52与信号处理IC 22之间设置供模制树脂10进入的隔离部57或隔离部58的结构,从而使磁传感器2没有剥离和裂纹且品质优异。
此外,在信号处理IC 22的端面51以外的端面附近,模制树脂10直接与信号处理IC芯片焊盘12粘接。因此,模制树脂10与信号处理IC芯片焊盘12的粘接力增强,因此能够抑制芯片贴装膜32的吸湿膨胀和高温时的热膨胀,同样能够防止剥离和裂纹。另外,信号处理IC22的端面51以外的端面经由芯片贴装膜32直接与信号处理IC芯片焊盘12粘接。
在图5A和图5B中,在俯视时,信号处理IC芯片焊盘12为矩形形状,但也可以是C字形。对于信号处理IC 22的端面51,即使是一部分配置在比信号处理IC芯片焊盘12的面向磁电转换元件21的端面52靠信号处理IC芯片焊盘12的外侧的位置也可以。
以上使用实施方式对本发明进行了说明,但本发明的技术范围并不限定于上述实施方式所记载的范围。对于本领域技术人员显而易见的是,能够对上述实施方式施加各种变更或改良。根据权利要求书的记载可知,施加了这样的变更或改良的方式也能够包含在本发明的技术范围内。
应当注意的是,权利要求书、说明书以及附图中示出的装置、***、程序以及方法中的动作、顺序、步骤以及阶段等各处理的执行顺序只要没有特别明示为“在……之前”、“先于……”等,另外,只要不是在之后的处理中使用之前的处理的输出,就能够以任意的顺序实现。关于权利要求书、说明书以及附图中的动作流程,即使为了方便而使用“首先”、“接下来”等进行了说明,也并不意味着必须按照该顺序实施。
Claims (7)
1.一种磁传感器,其具备:
芯片焊盘;
信号处理IC,其与所述芯片焊盘的第1面相对地配置;
粘合层,其配置于所述芯片焊盘的所述第1面和所述信号处理IC的与所述芯片焊盘相对的第1面之间;以及
至少一个磁电转换元件,其与所述信号处理IC的第1端面相对地配置,所述至少一个磁电转换元件检测特定方向的磁场,
所述芯片焊盘、所述信号处理IC、所述粘合层以及所述至少一个磁电转换元件被模制树脂密封,
在该磁传感器中,
在俯视时,所述信号处理IC的所述第1端面的至少一部分位于比所述芯片焊盘的所述至少一个磁电转换元件侧的第1端面靠所述至少一个磁电转换元件侧的位置,
在所述芯片焊盘的所述第1端面侧的所述第1面与所述信号处理IC的所述第1端面侧的所述第1面之间,设有供所述模制树脂进入的隔离部,所述隔离部的厚度小于所述芯片焊盘的厚度。
2.根据权利要求1所述的磁传感器,其中,
在俯视时,所述信号处理IC的所述第1端面以外的端面配置在比所述芯片焊盘的所述第1端面以外的端面靠所述芯片焊盘的内侧的位置。
3.根据权利要求2所述的磁传感器,其中,
所述信号处理IC的所述第1端面以外的端面侧的所述第1面经由所述粘合层直接与所述芯片焊盘的所述第1面粘接。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的磁传感器,其中,
该磁传感器还具备导体,该导体配置于所述至少一个磁电转换元件的周围,电流流经该导体。
5.根据权利要求4所述的磁传感器,其中,
所述导体具有开口部,所述至少一个磁电转换元件配置在所述开口部内。
6.根据权利要求1~3中任一项所述的磁传感器,其中,
所述至少一个磁电转换元件为多个磁电转换元件。
7.根据权利要求1~3中任一项所述的磁传感器,其中,
所述至少一个磁电转换元件为霍尔元件。
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