DE102018119677B4

DE102018119677B4 - Sensorpackage und Verfahren zur Herstellung eines Sensorpackage

Info

Publication number: DE102018119677B4
Application number: DE102018119677.6A
Authority: DE
Inventors: Volker Strutz; Rainer Markus Schaller
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2018-08-14
Filing date: 2018-08-14
Publication date: 2024-04-25
Anticipated expiration: 2038-08-15
Also published as: US20200056910A1; DE102018119677A1; US11662232B2; US11326910B2; US20220260397A1

Abstract

Sensorpackage, umfassend:einen Metallträger (2); undeinen auf dem Metallträger (2) angeordneten Sensorchip (6) mit einem ersten Sensorelement (10),wobei in einer Orthogonalprojektion des Sensorchips (6) auf eine Oberfläche des Metallträgers (2) mindestens zwei Kantenabschnitte des Sensorchips (6) mit der Oberfläche des Metallträgers (2) überlappungsfrei sind, wobei zwei der Kantenabschnitte aneinandergrenzen und eine erste überlappungsfreie Ecke des Sensorchips (6) ausbilden,wobei in einer Orthogonalprojektion des ersten Sensorelements (10) auf die Oberfläche des Metallträgers (2) das erste Sensorelement (10) in der ersten überlappungsfreien Ecke angeordnet ist,wobei der Sensorchip (6) dazu ausgelegt ist, ein von einem durch einen Stromleiter (24) fließenden elektrischen Strom induziertes Magnetfeld zu erfassen, wobei der Stromleiter (24) außerhalb des Sensorpackage angeordnet ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Sensorpackages und Verfahren zur Herstellung von Sensorpackages.
HINTERGRUND
In Sensorpackages können Sensorchips auf Metallträgern montiert sein. Die Sensorchips können dazu ausgelegt sein, Magnetfelder zu messen, die von einem durch einen Stromleiter fließenden elektrischen Strom induziert werden. Insbesondere bei höheren Frequenzen elektrischer Wechselströme können Wirbelströme in den Metallträgern erzeugt werden. Die erzeugten Wirbelströme können Fehler in den durch die Sensorchips gemessenen Magnetfeldstärken verursachen. Hersteller von Sensorpackages sind bestrebt, verbesserte Sensorpackages und Verfahren zur Herstellung verbesserter Sensorpackages bereitzustellen. Insbesondere kann es wünschenswert sein, Sensorpackages bereitzustellen, die trotz vorliegender Wirbelströme genaue Messergebnisse bereitstellen. Ferner kann es wünschenswert sein, Verfahren zur Herstellung solcher Sensorpackages anzugeben.
Die Druckschrift US 2018 / 0 149 713A1 betrifft Systeme und Verfahren zum Erfassen eines Spannungstransienten in einer integrierten Schaltung eines Magnetfeldsensors.
Die Druckschrift DE 10 2011 006 972A1 betrifft einen Magnetstromsensor mit einem Leiter und einem integrierten Schaltungschip, der zumindest ein Magnetfeldsensorelement aufweist. Der Leiter weist zwei Blechschichten mit Einkerbungen und unterschiedlichen Dicken auf.
Die Druckschrift US 2012 / 0 086 090 A1 betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum passiven Anbringen von Bauelementen für integrierte Schaltungen.
KURZDARSTELLUNG
Ein Aspekt der Offenbarung betrifft ein Sensorpackage, umfassend einen Metallträger und einen auf dem Metallträger angeordneten Sensorchip mit einem ersten Sensorelement, wobei in einer Orthogonalprojektion des Sensorchips auf eine Oberfläche des Metallträgers mindestens zwei Kantenabschnitte des Sensorchips mit der Oberfläche des Metallträgers überlappungsfrei sind, wobei zwei der Kantenabschnitte aneinandergrenzen und eine erste überlappungsfreie Ecke des Sensorchips ausbilden, wobei in einer Orthogonalprojektion des ersten Sensorelements auf die Oberfläche des Metallträgers das erste Sensorelement in der ersten überlappungsfreien Ecke angeordnet ist, wobei der Sensorchip dazu ausgelegt ist, ein von einem durch einen Stromleiter fließenden elektrischen Strom induziertes Magnetfeld zu erfassen, wobei der Stromleiter außerhalb des Sensorpackage angeordnet ist.
Ein weiterer Aspekt der Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Sensorpackage, das Verfahren umfassend ein Bereitstellen eines Metallträgers und ein Anordnen eines Sensorchips mit einem Sensorelement auf dem Metallträger, wobei der Sensorchip dazu ausgelegt ist, ein von einem durch einen Stromleiter fließenden elektrischen Strom induziertes Magnetfeld zu erfassen, wobei der Stromleiter außerhalb des Sensorpackage angeordnet ist, wobei in einer Orthogonalprojektion des Sensorchips auf eine Oberfläche des Metallträgers mindestens zwei Kantenabschnitte des Sensorchips mit der Oberfläche des Metallträgers überlappungsfrei sind, wobei zwei der Kantenabschnitte aneinandergrenzen und eine überlappungsfreie Ecke des Sensorchips ausbilden, wobei in einer Orthogonalprojektion des ersten Sensorelements auf die Oberfläche des Metallträgers das erste Sensorelement in der überlappungsfreien Ecke angeordnet ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Sensorpackages sowie Verfahren zur Herstellung von Sensorpackages gemäß der Offenbarung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Die in den Zeichnungen gezeigten Elemente sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu relativ zueinander wiedergegeben. Identische Bezugszeichen können identische Komponenten bezeichnen.

1 enthält die 1A und 1B, welche schematisch eine Querschnittseitenansicht und eine Draufsicht eines Sensorpackage 100 gemäß der Offenbarung zeigen.
2 enthält die 2A und 2B, welche schematisch eine Querschnittseitenansicht und eine Draufsicht eines Sensorpackage 200 gemäß der Offenbarung zeigen.
3 enthält die 3A und 3B, welche schematisch eine Querschnittseitenansicht und eine Draufsicht eines Sensorpackage 300 gemäß der Offenbarung zeigen.
4 enthält die 4A und 4B, welche schematisch eine Querschnittseitenansicht und eine Draufsicht eines Sensorpackage 400 zeigen.
5 zeigt eine Draufsicht eines Sensorpackage 500. In der 5 sind Positionen veranschaulicht, bei denen ein Sensorelement angeordnet werden kann. Ferner sind Positionen veranschaulicht, bei denen ein Sensorelement nicht angeordnet werden sollte.
6 zeigt eine Draufsicht eines Sensorpackage 600. In der 6 sind Bereiche veranschaulicht, bei denen ein Sensorelement angeordnet werden kann. Ferner sind Bereiche veranschaulicht, bei denen ein Sensorelement nicht angeordnet werden sollte.
7 enthält die 7A bis 7F, welche schematisch Draufsichten von Sensorpackages 700A bis 700F zeigen. Bei den Sensorpackages 700A bis 700C und 700F handelt es sich um Sensorpackages gemäß der Offenbarung.
8 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Sensorpackage 800 gemäß der Offenbarung, welches in einem Stromleiter angeordnet ist.
9 zeigt schematisch eine Querschnittseitenansicht eines Sensorpackage 900 gemäß der Offenbarung.
10 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines Sensorpackage gemäß der Offenbarung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
1 enthält die 1A und 1B und zeigt ein Beispiel eines Sensorpackage 100 gemäß der Offenbarung. 1A zeigt eine Querschnittseitenansicht des Sensorpackage 100. 1B zeigt eine Draufsicht des Sensorpackage 100. Die folgenden Bemerkungen bezüglich des Sensorpackage 100 können auch auf andere Sensorpackages gemäß der Offenbarung angewendet werden.
Das Sensorpackage 100 enthält einen Metallträger 2 und einen auf einer Oberfläche 4 des Metallträgers 2 angeordneten Sensorchip 6. Der Sensorchip 6 kann über eine Schicht 8 auf dem Metallträger 2 befestigt sein. Der Sensorchip 6 weist Sensorelemente 10 auf, die auf einer dem Metallträger 2 abgewandten Seite des Sensorchips 6 angeordnet sein können. Der Sensorchip 6 kann auf seiner Oberseite elektrische Anschlüsse 12 aufweisen, die über Bonddrähte 14 mit Anschlussleitern 16 des Metallträgers 2 elektrisch verbunden sein können. Das Sensorpackage 100 kann ein Verkapselungsmaterial 18 aufweisen, welches die Komponenten des Sensorpackage 100 zumindest teilweise verkapseln kann.
Im Beispiel der 1 kann es sich bei dem Sensorpackage 100 um ein „Leadless“-Package handeln. In weiteren Beispielen können Sensorpackages gemäß der Offenbarung beispielsweise auch „Flat Lead“-Packages oder „Gullwing“-Packages sein. Der Metallträger 2 kann zum Beispiel aus Kupfer, Nickel, Aluminium oder Edelstahl hergestellt sein. Im Beispiel der 1 kann der Metallträger 2 ein Diepad 20 und mehrere Anschlussleiter 16 aufweisen. Der Sensorchip 6 kann mittels der Schicht 8 auf dem Diepad 20 befestigt sein. Bei der Schicht 8 kann es sich zum Beispiel um eine Lotschicht oder eine Kleberschicht handeln. Die elektrischen Anschlüsse 12 des Sensorchips 6 können über die Bonddrähte 14 mit den Anschlussleitern 16 elektrisch verbunden sein. Somit kann der Sensorchip 6 über die Anschlussleiter 16 von außerhalb des Verkapselungsmaterials 18 elektrisch kontaktiert werden. Das Verkapselungsmaterial 18 kann zum Beispiel aus einem Laminat, einem Epoxidharz, einem Thermoplast oder einem wärmehärtenden Polymer gefertigt sein.
Der Sensorchip 6 bzw. das Sensorelement 10 kann dazu ausgelegt sein, ein von einem durch einen Stromleiter (nicht dargestellt) fließenden elektrischen Strom induziertes Magnetfeld zu erfassen. Dabei kann das Sensorelement 10 dem Stromleiter insbesondere zugewandt sein. Der Stromleiter kann insbesondere außerhalb des Sensorpackage 100 angeordnet sein. Der durch den Stromleiter fließende elektrische Strom fließt nicht durch den Metallträger 2. Das Sensorpackage 100 kann insbesondere ein kernloses Sensorpackage sein, d.h. das Sensorpackage 100 verwendet bzw. enthält keinen Flusskonzentrator, um das von dem elektrischen Strom erzeugte Magnetfeld zu konzentrieren. In einem Beispiel kann ein Magnetkern als Konzentrator des magnetischen Flusses verwendet werden. In einem weiteren Beispiel kann ein weichmagnetisches Blech als Konzentrator des magnetischen Flusses verwendet werden.
Der Sensorchip 6 kann ein oder mehrere Sensorelemente 10 aufweisen, wobei jedes der Sensorelemente 10 dazu ausgelegt sein kann, den Wert eines magnetischen Feldes zu erfassen. Im Beispiel der 1 weist der Sensorchip 6 zwei Sensorelemente 10 auf und kann ein differentieller Sensorchip 6 sein. In weiteren Beispielen kann die Anzahl der Sensorelemente 10 vom Beispiel der 1 abweichen. Zum Beispiel kann ein Sensorchip auch ein einzelnes Sensorelement oder drei Sensorelemente aufweisen.
Bei dem Sensorchip 6 kann es sich insbesondere um einen integrierten Schaltkreis handeln, so dass auch von einem Sensor-IC die Rede sein kann. In einem Beispiel kann der Sensorchip 6 ein Hall-Sensor bzw. ein Hall-IC sein. In weiteren Beispielen kann der Sensorchip 6 ein xMR-Sensor sein, insbesondere ein AMR-Sensor, ein GMR-Sensor oder ein TMR-Sensor. Im Falle eines Hall-Sensors kann es sich bei den Sensorelementen 10 um Hall-Elemente bzw. Hall-Sensorelemente handeln, welche in den Schaltkreis integriert sein können. In dem Hall-IC kann ferner eine Signalverstärkung, eine Analog-Digital-Umsetzung, eine digitale Signalverarbeitung sowie eine Offset- und Temperaturkompensation erfolgen. Neben den Hall-Platten können die Komponenten für die Signalverstärkung und/oder der Analog-Digital-Umsetzung als Teil des Sensorelements 10 betrachtet werden oder nicht. In einem Beispiel kann es sich bei dem Hall-Sensor um einen lateralen Hall-Sensor handeln, der Magnetfelder senkrecht zur Chipoberfläche erfasst. In einem weiteren Beispiel kann es sich bei dem Hall-Sensor um einen vertikalen Hall-Sensor handeln, der Magnetfelder parallel zur Chipoberfläche erfasst.
Im Beispiel der 1 hat der Sensorchip 6 in der Draufsicht eine rechteckige Form und weist vier Kanten 22A, 22B, 22C, 22D auf. Aus der 1B ist ersichtlich, dass in einer Orthogonalprojektion des Sensorchips 6 auf die Oberfläche 4 des Metallträgers 2 genau drei Kanten 22A, 22C und 22D des Sensorchips 6 mit der Oberfläche 4 des Metallträgers 2 überlappungsfrei sind. Genauer sind in der Orthogonalprojektion vier Kantenabschnitte des Sensorchips 6 mit der Oberfläche 4 des Metallträgers 2 überlappungsfrei, nämlich ein Kantenabschnitt der Kante 22A, ein Kantenabschnitt der Kante 22C und zwei Kantenabschnitte der Kante 22D. Die Orthogonalprojektion erfolgt in der 1 entlang einer in der 1A gezeigten z-Achse, welche insbesondere senkrecht zur Oberfläche des Sensorchips 6 bzw. zur Oberfläche 4 des Metallträgers 2 verlaufen kann. In der Orthogonalprojektion des Sensorchips 6 auf die Oberfläche 4 des Metallträgers 2 sind zwei Ecken des Sensorchips 6 mit der Oberfläche 4 des Metallträgers 2 überlappungsfrei. Im Beispiel der 1 sind die Sensorelemente 10 in den beiden überlappungsfreien Ecken angeordnet.
Aus der 1A ist ersichtlich, dass der Sensorchip 6 an den überlappungsfreien Ecken über den Rand des Metallträgers 2 hängt.
Wie bereits erwähnt können Sensorchips dazu ausgelegt sein, Magnetfelder zu messen, die von einem durch einen Stromleiter fließenden elektrischen Strom induziert werden. Insbesondere bei Wechselströmen mit höheren Frequenzen können Wirbelströme in Metallträgern der Sensorvorrichtungen erzeugt werden. Solche Wirbelströme werden häufig auch als Eddy-Currents bezeichnet. Durch die erzeugten Wirbelströme kann die Intensität der durch die Sensorelemente des Sensorchips erfassten Magnetfeldstärken verändert, insbesondere verringert, werden. Mit anderen Worten können die Sensorelemente aufgrund der erzeugten Wirbelströme die Stärke des Magnetfelds nicht genau erfassen. In der Draufsicht der 1B sind die Sensorelemente 10 und der Metallträger 2 überlappungsfrei angeordnet. Durch diese Anordnung der Sensorelemente 10 relativ zu dem Metallträger 2 kann der Einfluss der Wirbelströme auf die Messergebnisse verringert werden.
2 enthält die 2A und 2B und zeigt ein Beispiel eines Sensorpackage 200 gemäß der Offenbarung. 2A zeigt eine Querschnittseitenansicht des Sensorpackage 200. 2B zeigt eine Draufsicht des Sensorpackage 200. Das Sensorpackage 200 kann dem Sensorpackage 100 der 1 ähnlich sein und gleiche Komponenten aufweisen.
Die Metallträger 2 der Sensorpackages 100 und 200 weisen unterschiedliche Formen auf. Aus der 2B ist ersichtlich, dass in einer Orthogonalprojektion des Sensorchips 6 auf die Oberfläche 4 des Metallträgers 2 genau drei Kanten 22A, 22C und 22D des Sensorchips 6 mit der Oberfläche 4 des Metallträgers 6 überlappungsfrei sind. In der Orthogonalprojektion des Sensorchips 6 auf die Oberfläche 4 des Metallträgers 2 ist eine streifenförmige Teilfläche des Sensorchips 6 mit der Oberfläche 4 des Metallträgers 2 überlappungsfrei. Im Beispiel der 2 sind die Sensorelemente 10 innerhalb des überlappungsfreien Streifens und in den beiden überlappungsfreien Ecken des Sensorchips 6 angeordnet.
3 enthält die 3A und 3B und zeigt ein Beispiel eines Sensorpackage 300 gemäß der Offenbarung. 3A zeigt eine Querschnittseitenansicht des Sensorpackage 300. 3B zeigt eine Draufsicht des Sensorpackage 300. Das Sensorpackage 300 kann dem Sensorpackage 100 der 1 ähnlich sein und gleiche Komponenten aufweisen.
Die Metallträger 2 der Sensorpackages 100 und 300 weisen unterschiedliche Formen auf. Im Beispiel der 3 weist der Metallträger ein Diepad 20 und um das Diepad 20 herum angeordnete Anschlussleiter 16 auf. Aus der 3A ist ersichtlich, dass die aus dem Verkapselungsmaterial 18 herausstehenden Anschlussleiter 16 flügelförmig gebogen sind. Bei dem Sensorpackage 300 der 3 kann es sich insbesondere um ein „Gullwing“-Package handeln. Aus der 3B ist ersichtlich, dass in einer Orthogonalprojektion des Sensorchips 6 auf die Oberfläche 4 des Metallträgers 2 genau drei Kanten 22A, 22C und 22D des Sensorchips 6 mit der Oberfläche 4 des Metallträgers 6 überlappungsfrei sind. Im Beispiel der 3B kann dies unter anderem durch eine geschwungene Form des Diepads 20 erreicht werden. In der Orthogonalprojektion des Sensorchips 6 auf die Oberfläche 4 des Metallträgers 2 ist eine streifenförmige Teilfläche des Sensorchips 6 mit der Oberfläche des Metallträgers 2 überlappungsfrei. Im Beispiel der 3 sind die Sensorelemente 10 innerhalb des überlappungsfreien Streifens und in den beiden überlappungsfreien Ecken des Sensorchips 6 angeordnet.
4 enthält die 4A und 4B und zeigt ein Beispiel eines Sensorpackage 400. 4A zeigt eine Querschnittseitenansicht des Sensorpackage 400. 4B zeigt eine Draufsicht des Sensorpackage 400.
Das Sensorpackage 400 enthält einen Metallträger 2 mit einem Diepad 20 und Anschlussleitern 16. Über einer Oberfläche 4 des Metallträgers 2 ist ein Sensorchip 6 mit einem Sensorelement 10 angeordnet. Im Beispiel der 4 weist der Sensorchip 6 ein einzelnes Sensorelement 10 auf, welches dem Metallträger 2 zugewandt sein kann. In weiteren Beispielen kann der Sensorchip 6 auch eine beliebige andere Anzahl von Sensorelementen 10 aufweisen, insbesondere zwei oder drei Sensorelemente. Der Sensorchip 6 kann beispielsweise über eine Schicht (nicht dargestellt) auf dem Metallträger befestigt sein. Das Sensorpackage 400 kann ferner ein Verkapselungsmaterial 18 aufweisen, welches die Komponenten des Sensorpackage 400 zumindest teilweise verkapselt.
Das Sensorpackage 400 kann über einem Stromleiter 24 angeordnet sein. Dabei kann das Sensorelement 10 dem Stromleiter 24 zugewandt sein. Bei dem Stromleiter 24 kann es sich beispielsweise um eine Stromschiene oder einen Stromleiter (z.B. eine Kupferschicht) einer Leiterplatte handeln. Der Stromleiter 24 ist außerhalb des Sensorpackage 400 angeordnet und somit nicht als Teil des Sensorpackage 400 anzusehen. Das Sensorpackage 400 und der Stromleiter 24 können allerdings eine gemeinsame Vorrichtung ausbilden. Im Beispiel der 4 ist der Metallträger 2 zwischen dem Stromleiter 24 und dem Sensorchip 6 angeordnet. Dabei kann die Oberfläche 4 des Metallträgers 2 im Wesentlichen parallel zu dem Stromleiter 24 angeordnet sein. Der Sensorchip 6 ist dazu ausgelegt, ein von einem durch den Stromleiter 24 fließenden elektrischen Strom induziertes Magnetfeld zu erfassen. Durch den elektrischen Strom können Wirbelströme in dem Metallträger erzeugt werden.
Aus der 4B ist ersichtlich, dass in einer Orthogonalprojektion des Sensorchips 6 auf die Oberfläche 4 des Metallträgers 2 alle vier Kanten 22A, 22B, 22C, 22D des Sensorchips 6 mit der Oberfläche 4 des Metallträgers 2 überlappungsfrei sind. Die Orthogonalprojektion verläuft dabei entlang der in der 4A gezeigten z-Achse. In der Orthogonalprojektion des Sensorelements 10 auf die Oberfläche 4 des Metallträgers 2 ist das Sensorelement 10 mit der Oberfläche 4 des Metallträgers 2 überlappungsfrei. Dadurch kann der Einfluss in dem Metallträger 2 erzeugter Wirbelströme auf die Messergebnisse des Sensorchips 6 verringert werden. In der Orthogonalprojektion des Sensorchips 6 auf die Oberfläche 4 des Metallträgers 2 überlappt der Sensorchip 6 zumindest teilweise mit dem Diepad 20 und mit den Anschlussleitern 16.
5 zeigt eine Draufsicht eines Sensorpackage 500. Das Sensorpackage 500 kann insbesondere dem Sensorpackage 400 der 4 ähnlich sein und gleiche Komponenten aufweisen. In der 5 sind Positionen veranschaulicht, bei denen ein Sensorelement des Sensorchips 6 angeordnet werden kann, so dass ein Einfluss von Wirbelströmen auf die Messergebnisse des Sensorchips 6 verringert werden kann (vgl. im (45°)-Winkel schraffierte Sensorelemente 10A, 10B, 10C, 10D, 10E). Ferner sind in der 5 Positionen veranschaulicht, bei denen ein Sensorelement des Sensorchips 6 nicht angeordnet werden sollte, da Wirbelströme sonst einen Einfluss auf die Messergebnisse des Sensorchips 6 haben können (vgl. im (-45°)-Winkel schraffierte Sensorelemente 10F, 10G). Die in der 5 dargestellten Sensorelemente bzw. deren Positionen sind nicht notwendigerweise tatsächliche Komponenten des Sensorpackage 500, sondern sind in der 5 nur zu Veranschaulichungszwecken gezeigt.
Das Sensorelement 10A des Sensorchips 6 kann zum Beispiel so angeordnet sein, dass in einer Orthogonalprojektion des Sensorelements 10A auf die Oberfläche 4 des Metallträgers 2 das Sensorelement 10A und die Oberfläche eines Anschlussleiters 16 vollständig überlappen. Wie in Verbindung mit der 6 näher erläutert, darf das Sensorelement 10A dabei nicht zu weit von der Kante des Anschlussleiters 16 entfernt sein.
Das Sensorelement 10B des Sensorchips 6 kann zum Beispiel so angeordnet sein, dass in einer Orthogonalprojektion des Sensorelements 10B auf die Oberfläche 4 des Metallträgers 2 das Sensorelement 10B und die Oberfläche eines Anschlussleiters 16 teilweise überlappen.
Das Sensorelement 10C des Sensorchips 6 kann zum Beispiel so angeordnet sein, dass in einer Orthogonalprojektion des Sensorelements 10C auf die Oberfläche 4 des Metallträgers 2 das Sensorelement 10C und die Oberfläche 4 des Metallträgers 2 nicht überlappen. Ein solches Sensorelement wurde bereits in Verbindung mit der 4 diskutiert.
Das Sensorelement 10D des Sensorchips 6 kann zum Beispiel so angeordnet sein, dass in einer Orthogonalprojektion des Sensorelements 10D auf die Oberfläche 4 des Metallträgers 2 das Sensorelement 10D und die Oberfläche des Diepads 20 vollständig überlappen. Wie in Verbindung mit der 6 näher erläutert, darf das Sensorelement 10D dabei nicht zu weit von der Kante des Diepads 20 entfernt sein.
Das Sensorelement 10E des Sensorchips 6 kann zum Beispiel so angeordnet sein, dass in einer Orthogonalprojektion des Sensorelements 10E auf die Oberfläche 4 des Metallträgers 2 das Sensorelement 10E und die Oberfläche des Diepads 20 teilweise überlappen.
Die Sensorelemente 10F und 10G des Sensorchips 6 können zum Beispiel so angeordnet sein, dass in einer Orthogonalprojektion des jeweiligen Sensorelements auf die Oberfläche 4 des Metallträgers 2 das jeweilige Sensorelement und die Oberfläche des Diepads 20 vollständig überlappen und der Abstand des Sensorelements zur Kante des Diepads 20 zu groß ist, wie in Verbindung mit der 6 genauer erläutert.
6 zeigt eine Draufsicht eines Sensorpackage 600. Das Sensorpackage 600 kann insbesondere dem Sensorpackage 400 der 4 ähnlich sein und gleiche Komponenten aufweisen. In der 6 sind Bereiche veranschaulicht, bei denen ein Sensorelement des Sensorchips 6 angeordnet werden kann, so dass ein Einfluss von Wirbelströmen auf die Messergebnisse des Sensorchips 6 verringert werden kann (vgl. im (45°)-Winkel schraffierte Fläche). Ferner sind in der 6 Bereiche veranschaulicht, bei denen ein Sensorelement des Sensorchips 6 nicht angeordnet werden sollte, da Wirbelströme sonst einen Einfluss auf die Messergebnisse des Sensorchips 6 haben können (vgl. im (-45°)-Winkel schraffierte Fläche).
Das Sensorelement 10 des Sensorchips 6 kann eine Ausdehnung bzw. Breite „B“ aufweisen. In der 5 ist das Sensorelement 10 durch ein Quadrat mit Seitenlänge „B“ dargestellt. In weiteren Beispielen kann die Form des Sensorelements 10 von der Darstellung der 5 abweichen. In diesem Fall kann eine Breite des Sensorelements 10 der Abmessung des Sensorelements 10 in der Richtung seiner maximalen Ausdehnung entsprechen. Die Oberfläche des Metallträgers 2 kann eine Teilfläche 26 aufweisen, welche vom gesamten Rand der Oberfläche des Metallträgers 2 mindestens eine Breite des Sensorelements 10 beabstandet ist. Im Beispiel der 6 befindet sich eine solche Teilfläche 26 auf dem Diepad 20. Um einen Einfluss von Wirbelströmen auf die Messergebnisse des Sensorchips 6 zu verringern, sollte ein Sensorelement 10 des Sensorchips 6 so angeordnet werden, dass in einer Orthogonalprojektion des Sensorelements 10 auf die Teilfläche 26 das Sensorelement 10 mit der Teilfläche 26 überlappungsfrei ist.
7 enthält die 7A bis 7F, welche schematisch Draufsichten von Sensorpackages 700A bis 700F zeigen. Bei den Sensorpackages 700A bis 700C und 700F handelt es sich um Sensorpackages gemäß der Offenbarung. In der 7 sind der Einfachheit halber nur der Sensorchip 6 und der Metallträger 2 des jeweiligen Sensorpackage dargestellt. Die Sensorpackages der 7 können jedoch ähnlich zu anderen hierin beschriebenen Sensorpackages sein und demensprechend weitere Komponenten aufweisen.
Die 7A zeigt ein Sensorpackage 700A mit einem Metallträger 2, welcher die Form eines Rechtecks aufweist, dem zwei Ecken entfernt wurden. Hierdurch ergibt sich eine Nasenstruktur 28 des Metallträgers 2. In einer Orthogonalprojektion des Sensorchips 6 auf eine Oberfläche des Metallträgers 2 sind genau drei Kanten 22A, 22B und 22D des Sensorchips 6 mit der Oberfläche des Metallträgers 2 überlappungsfrei. Zwei Sensorelemente 10 des Sensorchips 6 sind in den überlappungsfreien Ecken angeordnet.
Die 7B zeigt ein Sensorpackage 700B mit einem Metallträger 2, welcher die Form eines Rechtecks aufweist, dem eine Ecke entfernt wurde. In einer Orthogonalprojektion des Sensorchips 6 auf eine Oberfläche des Metallträgers 2 sind genau zwei Kanten 22A und 22B des Sensorchips 6 mit der Oberfläche des Metallträgers 2 überlappungsfrei. Ein Sensorelement 10 des Sensorchips ist in der überlappungsfreien Ecke angeordnet.
Die 7C zeigt ein Sensorpackage 700C mit einem Metallträger 2, welcher die Form eines Rechtecks aufweist. In einer Orthogonalprojektion des Sensorchips 6 auf eine Oberfläche des Metallträgers 2 sind genau drei Kanten 22A, 22B und 22D des Sensorchips 6 mit der Oberfläche des Metallträgers 2 überlappungsfrei, so dass ein überlappungsfreier Streifen ausgebildet wird. Die beiden Sensorelemente 10 des Sensorchips sind in den überlappungsfreien Ecken des Streifens angeordnet.
Die 7D zeigt ein Sensorpackage 700D mit einem Metallträger 2, welcher die Form eines Rechtecks aufweist. In einer Orthogonalprojektion des Sensorchips 6 auf eine Oberfläche des Metallträgers 2 sind genau vier Kanten 22A, 22B, 22C, 22D des Sensorchips 6 mit der Oberfläche des Metallträgers 2 überlappungsfrei. Die Kante 22C ist nicht vollständig überlappungsfrei mit der Oberfläche des Metallträgers 2. Die beiden Sensorelemente 10 des Sensorchips 6 sind an den Seiten des Sensorchips 6 im überlappungsfreien Bereich angeordnet.
Die 7E zeigt ein Sensorpackage 700E mit einem Metallträger, der vier Anschlussleiter 16 aufweist. In einer Orthogonalprojektion des Sensorchips 6 auf eine Oberfläche des Metallträgers sind genau vier Kanten 22A, 22B, 22C, 22D des Sensorchips 6 mit der Oberfläche des Metallträgers überlappungsfrei. Die Kanten 22A und 22C sind nicht vollständig überlappungsfrei mit der Oberfläche des Metallträgers 2. Die beiden Sensorelemente 10 des Sensorchips 6 sind an den Seiten des Sensorchips 6 im überlappungsfreien Bereich angeordnet.
Die 7F zeigt ein Sensorpackage 700F mit einem Metallträger 2, welcher die Form eines Rechtecks aufweist, dem vier Ecken entfernt wurden. In einer Orthogonalprojektion des Sensorchips 6 auf eine Oberfläche des Metallträgers 2 sind genau vier Kanten 22A, 22B, 22C, 22D des Sensorchips 6 mit der Oberfläche des Metallträgers 2 überlappungsfrei. Die Kanten 22B und 22D sind nicht vollständig überlappungsfrei mit der Oberfläche des Metallträgers 2. Zwei Sensorelemente 10 des Sensorchips sind in den oberen beiden überlappungsfreien Ecken angeordnet.
8 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Anordnung mit einem Sensorpackage 800 und einem Stromleiter 24. Das Sensorpackage 800 kann beispielsweise dem Sensorpackage 100 der 1 ähnlich sein. Der Stromleiter 24 kann eine Stromschiene mit einer Öffnung 30 sein. Im Beispiel der 8 kann die Öffnung 30 die Form eines Schlitzes aufweisen. Die Richtung eines durch die Stromschiene 24 fließenden elektrischen Stroms ist durch Pfeile angedeutet. Das Sensorpackage 800 kann in dem Schlitz 30 angeordnet sein. Dabei kann die Oberfläche 4 des Metallträgers 2 senkrecht zur Stromschiene 24 verlaufen. In der 8 ist das Sensorpackage 800 der Einfachheit halber ohne Verkapselungsmaterial dargestellt.
Durch eine Anordnung des Sensorpackage 800 in der Öffnung 30 der Stromschiene 24 und aufgrund der Form der Stromschiene 24 können Magnetfelder erzeugt werden, die für eine Messung durch das Sensorpackage 800 geeignet sind. Die Ausdehnung des Schlitzes 30 sollte minimiert werden, um nur einen geringen Einfluss auf dem Ohm'schen Widerstand der Stromschiene 24 zu haben. Dementsprechend sollte die Ausdehnung des Sensorpackage 800 ebenfalls minimiert werden. „Leadless“-Packages bieten einen Weg, um diese Anforderung zu erfüllen.
9 zeigt schematisch eine Querschnittseitenansicht eines Sensorpackage 900 gemäß der Offenbarung. Das Sensorpackage 900 kann dem Sensorpackage 300 der 3 ähnlich sein. Im Gegensatz zur 3 sind in der 9 die aus dem Verkapselungsmaterial 18 herausstehenden Anschlussleiter in eine entgegengesetzte Richtung gebogen.
10 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines Sensorpackage gemäß der Offenbarung. Bei 32 wird ein Metallträger bereitgestellt. Bei 34 wird ein Sensorchip mit einem Sensorelement auf dem Metallträger angeordnet, wobei in einer Orthogonalprojektion des Sensorchips auf eine Oberfläche des Metallträgers mindestens zwei Kanten des Sensorchips mit der Oberfläche des Metallträgers überlappungsfrei sind. Der Sensorchip ist dazu ausgelegt, ein von einem durch einen Stromleiter fließenden elektrischen Strom induziertes Magnetfeld zu erfassen.
BEISPIELE
Im Folgenden werden Sensorpackages und Verfahren zur Herstellung von Sensorpackages anhand von Beispielen näher erläutert.
Beispiel 1 ist ein Sensorpackage, umfassend: einen Metallträger; und einen auf dem Metallträger angeordneten Sensorchip mit einem ersten Sensorelement, wobei in einer Orthogonalprojektion des Sensorchips auf eine Oberfläche des Metallträgers mindestens zwei Kantenabschnitte des Sensorchips mit der Oberfläche des Metallträgers überlappungsfrei sind, wobei der Sensorchip dazu ausgelegt ist, ein von einem durch einen Stromleiter fließenden elektrischen Strom induziertes Magnetfeld zu erfassen.
Beispiel 2 ist ein Sensorpackage nach Beispiel 1, wobei in einer Orthogonalprojektion des ersten Sensorelements auf die Oberfläche des Metallträgers das erste Sensorelement mit der Oberfläche des Metallträgers überlappungsfrei ist.
Beispiel 3 ist ein Sensorpackage nach Beispiel 1 oder 2, wobei in der Orthogonalprojektion des Sensorchips auf die Oberfläche des Metallträgers genau zwei Kantenabschnitte des Sensorchips mit der Oberfläche des Metallträgers überlappungsfrei sind, wobei die zwei Kantenabschnitte aneinandergrenzen und eine überlappungsfreie Ecke des Sensorchips ausbilden.
Beispiel 4 ist ein Sensorpackage nach Beispiel 3, wobei das erste Sensorelement in der überlappungsfreien Ecke des Sensorchips angeordnet ist, wobei in einer Orthogonalprojektion des ersten Sensorelements auf die Oberfläche des Metallträgers das erste Sensorelement mit der Oberfläche des Metallträgers überlappungsfrei ist.
Beispiel 5 ist ein Sensorpackage nach Beispiel 1 oder 2, wobei in der Orthogonalprojektion des Sensorchips auf die Oberfläche des Metallträgers genau drei Kantenabschnitte des Sensorchips mit der Oberfläche des Metallträgers überlappungsfrei sind, wobei jeweils zwei der drei Kantenabschnitte aneinandergrenzen und eine erste überlappungsfreie Ecke und eine zweite überlappungsfreie Ecke des Sensorchips ausbilden.
Beispiel 6 ist ein Sensorpackage nach Beispiel 5, wobei der Sensorchip ein zweites Sensorelement umfasst, wobei das erste Sensorelement in der ersten Ecke des Sensorchips angeordnet ist, wobei in einer Orthogonalprojektion des ersten Sensorelements auf die Oberfläche des Metallträgers das erste Sensorelement mit der Oberfläche des Metallträgers überlappungsfrei ist, wobei das zweite Sensorelement in der zweiten Ecke des Sensorchips angeordnet ist, wobei in der Orthogonalprojektion des zweiten Sensorelements auf die Oberfläche des Metallträgers das zweite Sensorelement mit der Oberfläche des Metallträgers überlappungsfrei ist.
Beispiel 7 ist ein Sensorpackage nach Beispiel 1 oder 2, wobei in der Orthogonalprojektion des Sensorchips auf die Oberfläche des Metallträgers vier oder mehr Kantenabschnitte des Sensorchips mit der Oberfläche des Metallträgers überlappungsfrei sind.
Beispiel 8 ist ein Sensorpackage nach Beispiel 1, wobei in einer Orthogonalprojektion des ersten Sensorelements auf die Oberfläche des Metallträgers das erste Sensorelement und die Oberfläche des Metallträgers zumindest teilweise überlappen.
Beispiel 9 ist ein Sensorpackage nach einem der vorhergehenden Beispiele, wobei die Oberfläche des Metallträgers eine Teilfläche umfasst, welche vom gesamten Rand der Oberfläche mindestens eine Breite des Sensorelements beabstandet ist, wobei in einer Orthogonalprojektion des ersten Sensorelements auf die Teilfläche das erste Sensorelement mit der Teilfläche überlappungsfrei ist.
Beispiel 10 ist ein Sensorpackage nach einem der vorhergehenden Beispiele, wobei der Sensorchip ein differentieller Sensorchip ist.
Beispiel 11 ist ein Sensorpackage nach einem der vorhergehenden Beispiele, wobei der Stromleiter außerhalb des Sensorpackage angeordnet ist.
Beispiel 12 ist ein Sensorpackage nach einem der vorhergehenden Beispiele, wobei der Stromleiter eine Öffnung aufweist und das Sensorpackage zumindest teilweise in der Öffnung angeordnet ist.
Beispiel 13 ist ein Sensorpackage nach Beispiel 12, wobei die Oberfläche des Metallträgers im Wesentlichen senkrecht zum Stromleiter angeordnet ist.
Beispiel 14 ist ein Sensorpackage nach einem der vorhergehenden Beispiele, wobei der Metallträger zwischen dem Stromleiter und dem Sensorchip angeordnet ist.
Beispiel 15 ist ein Sensorpackage nach einem der vorhergehenden Beispiele, wobei das Sensorpackage kernlos ist.
Beispiel 16 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Sensorpackage, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines Metallträgers; und Anordnen eines Sensorchips mit einem Sensorelement auf dem Metallträger, wobei in einer Orthogonalprojektion des Sensorchips auf eine Oberfläche des Metallträgers mindestens zwei Kantenabschnitte des Sensorchips mit der Oberfläche des Metallträgers überlappungsfrei sind.
Beispiel 17 ist ein Verfahren nach Beispiel 16, wobei das Anordnen des Sensorchips so durchgeführt wird, dass in einer Orthogonalprojektion des Sensorelements auf die Oberfläche des Metallträgers das Sensorelement mit der Oberfläche des Metallträgers überlappungsfrei ist.

Claims

Sensorpackage, umfassend: einen Metallträger (2); und einen auf dem Metallträger (2) angeordneten Sensorchip (6) mit einem ersten Sensorelement (10), wobei in einer Orthogonalprojektion des Sensorchips (6) auf eine Oberfläche des Metallträgers (2) mindestens zwei Kantenabschnitte des Sensorchips (6) mit der Oberfläche des Metallträgers (2) überlappungsfrei sind, wobei zwei der Kantenabschnitte aneinandergrenzen und eine erste überlappungsfreie Ecke des Sensorchips (6) ausbilden, wobei in einer Orthogonalprojektion des ersten Sensorelements (10) auf die Oberfläche des Metallträgers (2) das erste Sensorelement (10) in der ersten überlappungsfreien Ecke angeordnet ist, wobei der Sensorchip (6) dazu ausgelegt ist, ein von einem durch einen Stromleiter (24) fließenden elektrischen Strom induziertes Magnetfeld zu erfassen, wobei der Stromleiter (24) außerhalb des Sensorpackage angeordnet ist.
Sensorpackage nach Anspruch 1, wobei in der Orthogonalprojektion des Sensorchips (6) auf die Oberfläche des Metallträgers (2) genau zwei Kantenabschnitte des Sensorchips (6) mit der Oberfläche des Metallträgers (2) überlappungsfrei sind.
Sensorpackage nach Anspruch 1, wobei in der Orthogonalprojektion des Sensorchips (6) auf die Oberfläche des Metallträgers (2) genau drei Kantenabschnitte des Sensorchips (6) mit der Oberfläche des Metallträgers (2) überlappungsfrei sind, wobei jeweils zwei der drei Kantenabschnitte aneinandergrenzen und die erste überlappungsfreie Ecke und eine zweite überlappungsfreie Ecke des Sensorchips (6) ausbilden.
Sensorpackage nach Anspruch 3, wobei der Sensorchip (6) ein zweites Sensorelement (10) umfasst, wobei das zweite Sensorelement (10) in der zweiten Ecke des Sensorchips (6) angeordnet ist, wobei in einer Orthogonalprojektion des zweiten Sensorelements (10) auf die Oberfläche des Metallträgers (2) das zweite Sensorelement (10) mit der Oberfläche des Metallträgers (2) überlappungsfrei ist.
Sensorpackage nach Anspruch 1, wobei in der Orthogonalprojektion des Sensorchips (6) auf die Oberfläche des Metallträgers (2) vier oder mehr Kantenabschnitte des Sensorchips (6) mit der Oberfläche des Metallträgers (2) überlappungsfrei sind.
Sensorpackage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Oberfläche des Metallträgers (2) eine Teilfläche umfasst, welche vom gesamten Rand der Oberfläche mindestens eine Breite des Sensorelements (10) beabstandet ist, wobei in einer Orthogonalprojektion des ersten Sensorelements (10) auf die Teilfläche das erste Sensorelement (10) mit der Teilfläche überlappungsfrei ist.
Sensorpackage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensorchip (6) ein differentieller Sensorchip ist.
Sensorpackage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stromleiter (24) eine Öffnung (30) aufweist und das Sensorpackage zumindest teilweise in der Öffnung (30) angeordnet ist.
Sensorpackage nach Anspruch 8, wobei die Oberfläche des Metallträgers (2) senkrecht zum Stromleiter angeordnet (24) ist.
Sensorpackage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Metallträger (2) zwischen dem Stromleiter (24) und dem Sensorchip (6) angeordnet ist.
Sensorpackage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Sensorpackage keinen Flusskonzentrator enthält, um das von dem elektrischen Strom induzierte Magnetfeld zu konzentrieren.
Verfahren zur Herstellung eines Sensorpackage, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines Metallträgers (2); und Anordnen eines Sensorchips (6) mit einem Sensorelement (10) auf dem Metallträger (2), wobei der Sensorchip (6) dazu ausgelegt ist, ein von einem durch einen Stromleiter (24) fließenden elektrischen Strom induziertes Magnetfeld zu erfassen, wobei der Stromleiter (24) außerhalb des Sensorpackage angeordnet ist, wobei in einer Orthogonalprojektion des Sensorchips (6) auf eine Oberfläche des Metallträgers (2) mindestens zwei Kantenabschnitte des Sensorchips (6) mit der Oberfläche des Metallträgers (2) überlappungsfrei sind, wobei zwei der Kantenabschnitte aneinandergrenzen und eine überlappungsfreie Ecke des Sensorchips (6) ausbilden, wobei in einer Orthogonalprojektion des ersten Sensorelements (10) auf die Oberfläche des Metallträgers (2) das erste Sensorelement (10) in der überlappungsfreien Ecke angeordnet ist.