JP2003043074A

JP2003043074A - 電流検出装置及びその製造方法

Info

Publication number: JP2003043074A
Application number: JP2001226656A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Shibazaki; 一郎柴崎
Original assignee: Asahi Kasei Corp
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 2001-07-26
Filing date: 2001-07-26
Publication date: 2003-02-13

Abstract

(57)【要約】【課題】極めて小型で単体の電子部品的な取り扱いの
できる面実装型の電流検出装置及びその製造方法を提供
すること。【解決手段】表面にホール素子１１ａが形成されてな
るホール素子チップ１１と、ホール素子１１ａの駆動及
びホール電圧を外部に取り出すためのリード部材１２
と、ホール素子１１ａの電極とリード部材１２を繋ぐ金
属ワイヤー１３と、被検出電流が流れる電流通路を形成
する導体１４で、ホール素子チップ１１と電流通路１４
とは絶縁性材料のパッケージ１５内に一体的に収納され
ている。電流通路１４を流れる被検出電流が生じる磁束
を、ホール素子チップ１１に効率的に印加できるよう
に、その一端が開口されている強磁性材料からなる磁気
回路コア１６は、パッケージ１５の外周を挟み込むよう
にして電流通路１４を包み込んで装着されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気センサを利用
した電流検出装置及びその製造方法に関し、より詳細に
は、プリント基板上に自動半田装置などの大量実装機も
使える面実装型の電流検出装置及びその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図１は、従来の電流検出装置を示す図
で、この電流検出装置は、弧状の断面を有する強磁性材
料からなる磁気回路コア１の一部に切欠部２を形成し、
この切欠部２のエアギャップに、例えば樹脂パッケージ
したホール素子３を挿入固定して、弧状の形状を有する
磁性材料の磁気回路コア１の中央を貫通する電流通路４
の発生する磁束を、磁気回路コア１を利用してホール素
子３に印加し、磁束の変化から電流を検出するように構
成されていた。

【０００３】この電流検出方法は、極めて一般的である
が、独立した磁気回路コアとホール素子の組み合わせの
ために、磁気回路コアのギャップの製作やホール素子の
挿入、固定などの組み立て上、コストのかかる構造をし
ていた。また、プリント基板上に設置しようとすると、
磁気回路コアのプリント基板上への固定などやっかいな
問題が発生し、また、被検出電流の流れる電線を磁気回
路コアに通し、その両端を固定し、更に、電流供給端子
に接続するなど手作業的な工程が必要で、プリント基板
などに大量に実装するには不向きな構造を有していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
の電流検出装置は、このような従来の電流検出装置の欠
点を改善するべくなされたもので、プリント基板上に自
動半田装置などの大量実装機も使える面実装型の電流検
出装置としたものである。また、極めて小型で単体の電
子部品的な取り扱いの出来る基本構造を有するものであ
る。また、磁性材料からなる、あらかじめ製作したコ字
型断面の磁気回路コアに、ホール素子と電流通路を一体
的にパッケージした電流検出装置を挿入可能に製作でき
る。

【０００５】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、極めて小型で単体
の電子部品的な取り扱いのできる面実装型の電流検出装
置及びその製造方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、請求項１に記載の発明は、入出力
の端子がリード部材と接続された磁気センサと、該磁気
センサに近接して設けられた被検出電流の通路となる導
体と、前記磁気センサ及び前記導体とを一体的に包み込
むパッケージと、一端が開口され、前記磁気センサ及び
前記導体とを挟み込むようにして前記パッケージの外周
に設けられた磁気回路コアとを備えたことを特徴とす
る。

【０００７】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の発明において、前記磁気センサと、前記被検出
電流に比例して該磁気センサにより出力されるホール電
圧をアナログ増幅する増幅回路とが、同一のパッケージ
内に収容された構造であることを特徴とする。

【０００８】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
又は２に記載の発明において、前記磁気センサと、前記
増幅回路と、前記磁気センサ及び前記増幅回路を駆動す
る駆動回路と、前記導体とが一体形成されていることを
特徴とする。

【０００９】また、請求項４に記載の発明は、請求項２
又は３に記載の発明において、前記増幅回路がＳｉのＩ
Ｃ又はＬＳＩからなることを特徴とする。

【００１０】また、請求項５に記載の発明は、請求項１
乃至４いずれかに記載の発明において、前記磁気回路コ
アは、前記パッケージの外周に密着して設けられている
ことを特徴とする。

【００１１】また、請求項６に記載の発明は、請求項１
乃至５いずれかに記載の発明において、前記磁気センサ
は、ホール素子、磁気抵抗素子、リニアホールＩＣのい
ずれかであることを特徴とする。

【００１２】また、請求項７に記載の発明は、薄膜の感
磁部を有する磁気センサを備えたホール素子チップを作
製する第１の工程と、該磁気センサチップを前記アイラ
ンド部にダイボンドする第２の工程と、前記磁気センサ
の電極と前記リード部材間を金属ワイヤーで接続する第
３の工程と、前記磁気センサと前記導体とを一体的に樹
脂モールドしてパッケージする第４の工程と、一端が開
口された強磁性材料からなる磁気回路コアを前記パッケ
ージの外周に挟み込むようにして形成する第５の工程と
を少なくとも備えたことを特徴とする。

【００１３】また、請求項８に記載の発明は、請求項７
に記載の発明において、前記磁気センサと該磁気センサ
の制御回路を搭載するアイランド部を有し、該磁気セン
サの外部接続端子となる導電性のリード部材と、該リー
ド部材に近接して設けられる電流通路となる導体とが一
体形成されたフレームを作製する工程を有することを特
徴とする。

【００１４】つまり、本発明の電流検出装置は、所要の
基板上に形成されたホール素子と、金属の良導体からな
る被検出電流の通路が一体としてパッケージされてお
り、更に、電磁気学の法則によって被検出電流が電流通
路の周辺に生ずる磁束をホール素子に効率よく印加する
ために、電流通路を周回し、かつ、ホール素子部を覆っ
て終端一端が開いた軟磁性材料からなる磁気回路が付与
されていることを特徴とする電流検出装置である。この
場合、磁気回路コアは、パッケージの外側に設けてもよ
く、また必要に応じて、内側に設けてもよい。また一部
を内側に設けるようにしてもよい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例について説明する。図２（ａ），（ｂ）は、本発明
の電流検出装置を説明するための図で、図２（ａ）は、
パッケージの上面から透視的に見た磁気センサであるホ
ール素子と電流通路の配置の例を示した図、図２（ｂ）
は、図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図３は、電流
検出器の斜視図である。

【００１６】図中符号１１は、表面にホール素子１１ａ
が形成されてなるホール素子チップ、１２（２１，２
２，２３，２４）は、ホール素子１１ａの駆動及びホー
ル電圧を外部に取り出すためのリード部材、１３はホー
ル素子１１ａの電極とリード部材１２を繋ぐ金属ワイヤ
ー、１４は被検出電流が流れる電流通路を形成する導体
で、ホール素子チップ１１と電流通路１４とは絶縁性材
料のパッケージ１５内に一体的に収納されている。

【００１７】さらに、電流通路１４を流れる被検出電流
が生じる磁束を、ホール素子チップ１１に効率的に印加
できるように、その一端が開口されている強磁性材料か
らなる磁気回路コア１６は、図２（ｂ）に示すように、
パッケージ１５の外周を、パッケージ１５を挟み込むよ
うにして電流通路１４を包み込んで装着されている。

【００１８】つまり、本発明の電流検出装置は、磁気セ
ンサであるホール素子と電流通路を構成する導体が一体
でパッケージされ、更に、電流の発生する磁束をホール
素子に導く強磁性体からなる磁気回路コアが装着された
構造を有している。

【００１９】なお、本発明における磁気回路コアは、図
２に示すような基本的な断面構造であれば、パッケージ
の内部に形成されていてもよく、また外部に形成されて
いても良い。更には、パッケージと個別に作製しておい
て、使用時に図２（ｂ）に示すような断面構造に合体し
て電流検出装置としても良い。

【００２０】図４（ａ），（ｂ）は、本発明における電
流検出装置の他の実施例を示す図で、図４（ａ）は、パ
ッケージの上面から見たホール素子と電流通路の配置の
例を示した図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ線断
面図である。図４（ａ）から分かるように、磁気回路コ
ア１６ａの幅ｄ２は、磁気回路コア１６の他の部分の幅
ｄ１よりも狭くなっており、より効率的にホール素子チ
ップ１１に被検出電流が生じた磁束を集中し、高感度で
電流を検出するようにしたものである。

【００２１】図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明に
おける電流検出装置の更に他の実施例を示す図で、図５
（ａ）は磁気回路コアをパッケージの厚みを超えて三角
状に設けた場合、図５（ｂ）は磁気回路コアをパッケー
ジの厚みを超えて矩形に設けた場合、図５（ｃ）は磁気
回路コアをパッケージの厚みの相違部分に沿って設けた
場合を各々示している。つまり、電流検出能の高感度化
のために磁気センサであるホール素子のエアギャップを
実効的に小さくする好ましい構造例を示している。

【００２２】図５（ａ）において、磁気回路コア１６
（５１）のホール素子チップを覆うエアギャップの間隔
ｈ１が、電流通路１４を覆う部分の間隔ｈ２よりも狭く
したものである。これにより、ホール素子チップ１１に
より効率よく磁束を印加することができる。

【００２３】また、図５（ｂ）において、磁気回路コア
１６（５２）のホール素子チップを覆うエアギャップの
間隔ｈ３が、電流通路１４を覆う部分の間隔ｈ４よりも
狭くしたものである。これにより、ホール素子チップ１
１により効率よく磁束を印加することができる。

【００２４】さらに、図５（ｃ）において、磁気回路コ
ア１６（５３）のホール素子チップを覆うエアギャップ
の間隔ｈ５が、電流通路１４を覆う部分の間隔ｈ６より
も狭くしたものである。これにより、ホール素子チップ
１１により効率よく磁束を印加することができる。

【００２５】図６は、本発明における電流検出装置の更
に他の実施例を示す図で、この電流検出装置は、弧状の
断面を有する強磁性材料からなる磁気回路コア２６の一
部に切欠部２３を形成し、この切欠部２３のエアギャッ
プに、リード部材２２に取り付けられたホール素子チッ
プ２１と、ホール素子チップ２１の近傍に設けられた電
流通路２４とを一体化したパッケージ２５を挿入固定し
て、弧状の形状を有する磁性材料の磁気回路コア２６の
中央を貫通する電流通路２４の発生する磁束を、磁気回
路コア２１を利用してホール素子チップ２１に印加し、
磁束の変化から電流を検出するように構成されている。

【００２６】このように、本発明の電流検出装置におい
ては、被検出電流を流すための電流通路とホール素子チ
ップがパッケージに一体となって組み込まれている。本
発明では、電流通路の断面積や材質は、通常、可能な限
り低抵抗で製作することが好ましく、被検出電流の容量
によって自由に設定して良い。電流通路の材質は、リー
ド部材とは異なっていても良いがリード部材と同じ材質
であると、製作しやすく好ましい。

【００２７】また、断面形状も特に制限はないが、四角
状の断面は製作しやすく好ましい。円形断面の電流通路
導体も効率よく電流を流せるので好ましく用いられる。
また、電流通路の導体の厚さは、リード部材と異なって
いても良いが、厚さも同じであると製作が容易で好まし
い。また、導体の幅は、被検出電流の電流容量によって
必要な幅を決めることが好ましく、リード部材と同じで
も良いが異なっていてもよく、特に、好ましい形態とし
て、リード部材の幅より、幅の広い導体がよく用いられ
る。更には、導体の厚さに比較して幅が同じか、もしく
は大きい場合は製作が容易で好ましい導体構造である。

【００２８】本発明の電流検出装置に用いられる磁気回
路コアは、強磁性材料であって、かつ、残留磁束密度の
少ない軟磁性材料が用いられる。また、透磁率の高い材
質がよく、比透磁率１００以上のものが好ましい。フェ
ライトのようなセラミック系の強磁性材料でも良く、ま
たパーマロイや純鉄、珪素鋼等の残留磁束密度が小さ
く、かつ透磁率や飽和磁束密度の高い金属は好ましい。
更に、金属の磁気回路は、必要な構造を得るためのプレ
スや曲げ加工などがし易く製作が容易なので特に好まし
く用いられる。また、金属の場合は渦電流損失を少なく
する目的で金属板を重ねた積層構造で磁気回路を製作す
ることも好ましく行われる。更に金属は、パッケージの
内部に製作する場合に割れないので好ましい。

【００２９】本発明の電流検出装置は、このような構成
を有し、高感度のホール素子によって容易に電流を検出
するとともに、製作コストや、更に実装コストも低減す
ることができ、かつ、面実装なども可能で大量に使用す
る場合でも低コストで効率よく出来る。

【００３０】図７（ａ），（ｂ）は、本発明における電
流検出装置の更に他の実施例を示す図で、図７（ａ）
は、パッケージの上面から見たホール素子と電流通路の
配置の例を示した図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡ−
Ａ線断面図である。本発明の電流検出装置は、ホール素
子チップとそのホール素子チップの出力を増幅する回路
又は回路素子が電流通路とともに一体でパッケージされ
ている。

【００３１】図中符号３１は、表面にホール素子が形成
されてなるホール素子チップ、３２（７１，７２，７
３，７４，７５，７６，７７）は、増幅回路の駆動、ホ
ール素子の駆動及びホール電圧を外部に取り出すための
リード部材、３３はホール素子の電極とリード部材３２
を繋ぐ金属ワイヤー、３４は被検出電流が流れる電流通
路を形成する導体で、ホール素子チップ３１と電流通路
３４とは絶縁性材料のパッケージ３５内に一体的に収納
されている。なお、３７はホール素子の駆動回路や増幅
回路など制御回路である。また、駆動回路を制御する制
御回路は、被検出電流を直接表示できるように構成され
ている。

【００３２】さらに、電流通路３４を流れる被検出電流
が生じる磁束を、ホール素子チップ１１に効率的に印加
できるように、その一端が開口されている強磁性材料か
らなる磁気回路コア３６は、図７（ｂ）に示すように、
パッケージ３５の外周を、パッケージ３５を挟み込むよ
うにして電流通路３４を包み込んで装着されている。

【００３３】つまり、本発明の電流検出装置は、磁気セ
ンサであるホール素子とその駆動回路、電流通路を構成
する導体が一体でパッケージされ、更に、電流の発生す
る磁束をホール素子に導く強磁性体からなる磁気回路コ
アが装着された構造を有している。

【００３４】このように、本発明は、ホール素子と被検
出電流に比例するホール電圧の増幅回路、これらを駆動
する駆動電源、更に、被検出電流が流れる電流通路の導
体と電流通路を周回する構造で形成された磁気回路が一
体で形成され、ホール素子と増幅回路を駆動する駆動電
源の端子、及び検出電流に比例して増幅された出力電圧
が得られる出力電極とを有する電流検出装置である。

【００３５】本発明の電流検出装置で、ホール素子の駆
動回路や増幅回路などは、以下一般に、本発明の電流検
出装置の制御回路と総称する。この制御回路は、電流通
路を流れる電流の生じた磁界に比例したホール電圧を増
幅して出力したり、更には、ホール電圧を電流値に変換
して出力する回路、ホール素子や増幅回路を駆動する電
源回路など本発明の基本機能を備えたものであればよ
く、ホール素子や電流通路等と全て一体としてパッケー
ジされてもよく、又その一部が一体でパッケージされて
いても良い。特に、ホール素子のホール電圧の増幅回
路、更には、電流値への変換回路などは一体でパッケー
ジされることが好ましい。

【００３６】本発明の電流検出装置の出力形態は、必要
に応じ被検出電流に比例したアナログ出力、デジタル変
換したデジタル出力、予め指定された、又は、指定でき
る閾値以上で出力するなど応用によって各種の出力形態
が可能である。ホール素子と、アナログ増幅回路の組み
合わせが示されているがこれらが、必要に応じてＩＣや
ホール素子の駆動回路などとともに本発明では被検出電
流が流れる電流通路と一体でパッケージされる。

【００３７】さらに、本発明の電流検出装置では、電流
を高感度検出する磁気センサであるホール素子は一般的
な半導体から成るホール素子であればよい。感磁部材質
は薄層あるいは薄膜のＳｉやＧｅ、高電子移動度のＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体などが用いられる。特に、Ｎ型導
電性を示す薄い（厚さが１０μｍ以下、好ましくは５μ
ｍ以下）ＧａＡｓの導電層、ＩｎＳｂ薄膜、ＩｎＡｓ薄
膜、あるいはＩｎＧａＡｓの薄層等が好ましく使用され
る。更に超薄膜は好ましく用いられ、高電子移動度のＩ
ｎＡｓやＩｎＡｓＳｂ、ＩｎＳｂなどをこれらの材料と
格子定数が近いもしくは同じである、バンドギャップの
大きい高抵抗あるいは絶縁性の化合物半導体のバリヤー
層でサンドイッチした構造に導電層を感磁部としたもの
やバンドギャップが異なる半導体のヘテロ界面に蓄積さ
れる２次元電子ガスの導電層を感磁層としたホール素子
などが好ましく使われる。

【００３８】更には、ＩｎＡｓやＩｎＳｂの導電層は単
結晶で絶縁性の単結晶ＧａＡｓや表面を絶縁化もしくは
高抵抗化した単結晶Ｓｉ等の基板の表面にエピタキシャ
ル成長したものがよく、特に、ＩｎＡｓやＩｎＳｂにＳ
ｉやＳｎをドープした単結晶薄膜を感磁部にしたホール
素子が好ましく用いられる。これらＩｎＳｂやＩｎＡｓ
の薄膜を感磁部としたホール素子の電子濃度は、５×１
０^−１６ｃｍ^−３から１×１０^−１８ｃｍ^−３の範囲が
本発明の磁気センサとして好ましく用いられる。

【００３９】図８は、本発明の電流検出装置で使用され
る薄い導電性の高い金属フレームを示す図で、磁気セン
サであるホール素子をダイボンドするアイランド４１を
有するホール素子の外部接続端子となるリード部材４２
（８１，８２，８３、８４）と、リード部材４２に近接
して隣り合って配置されている被検出電流が流れる電流
通路４４とが一体で形成された金属フレームを示してい
る。

【００４０】さらに、図７に示した本発明の電流検出装
置で使用する薄い導電性の高い金属板から所望の形状で
製作した、磁気センサであるホール素子とホール素子の
出力を増幅する増幅回路やホール素子の駆動電源などが
製作されているＳｉのＩＣチップ等をダイボンドする大
きいアイランド４１を有し、外部よりＩＣやホール素子
に駆動電源を供給するための外部接続端子となるリード
部材と、増幅され検出電流に比例した出力を取り出すた
めの出力電極に接続されるリード部材とこれらのリード
部材に近接して隣り合って配置されている被検出電流が
流れる電流通路とが一体で形成された金属フレームも類
似の構造である。

【００４１】次に、本発明の電流検出装置の製造方法に
ついて以下に説明する。図９は、本発明の電流検出装置
の製造方法を説明するためのフローチャートである。ま
ず、図２に示した本発明の電流検出装置の製造は、薄い
導電性の高い金属板から所望の形状に切り出し、磁気セ
ンサであるホール素子をダイボンドするアイランドを有
するリードを含むホール素子の外部接続端子となる複数
のリード部材と、このリード部材に近接して隣り合って
製作されている被検出電流が流れる電流通路とが一体で
形成されたフレームを製作する（Ｓ１）。薄膜の感磁部
を有するホール素子を有するホール素子チップを製作す
る（Ｓ２）。次いで、ホール素子チップをアイランドに
ダイボンドする（Ｓ３）。ホール素子の電極とリード間
を金属ワイヤーで接続し（Ｓ４）、更に、ホール素子と
電流通路を一体で樹脂モールドしてパッケージする（Ｓ
５）。

【００４２】一端が開口された構造で強磁性材料から成
る磁気回路をパッケージの上下に形成し、次いで、一体
で製作されているホール素子のリード部材と電流通路の
所要の部分を切断することでホール素子のリード部材と
電流通路を電気的に切り離す（Ｓ６）。磁気回路とパッ
ケージを一体化固定する（Ｓ７）。この工程には、電流
通路を包みホール素子部を上下からサンドイッチする構
造で磁気回路を取り付ける工程を少なくとも含み、電流
検出装置が完成する（Ｓ８）。

【００４３】次に、図７に示した本発明の電流検出装置
の製造方法について説明する。まず、薄い導電性の高い
金属板から所望の形状に切り出し、磁気センサであるホ
ール素子と制御回路の製作された回路素子をダイボンド
するアイランドを有するリードを含む複数のリード部材
と、このリード部材に近接して隣り合って製作されてい
る被検出電流が流れる電流通路とが一体で形成されたフ
レームを製作する（Ｓ１）。薄膜の感磁部を有するホー
ル素子を有するホール素子チップを製作する（Ｓ２）。
次いで、ホール素子チップをアイランドにダイボンドす
る（Ｓ３）。ホール素子の電極とリード間を金属ワイヤ
ーで接続する（Ｓ４）。更に、制御回路、ホール素子と
電流通路を一体で樹脂モールドしてパッケージする（Ｓ
５）。

【００４４】一端が開口された構造で強磁性材料から成
る磁気回路をパッケージの上下に形成し、次いで、一体
で製作されているホール素子と制御回路に接続された複
数のリードと電流通路の所要の部分を切断し、電流通路
を電気的に切り離す（Ｓ６）。電流通路を包みホール素
子部を上下からサンドイッチし、磁気回路とパッケージ
を一体化固定し（Ｓ７）、電流検出装置が完成する（Ｓ
８）。

【００４５】本発明によれば、電流検出装置を一個ずつ
製作することもできるが、同時に、複数個製作すること
も容易にできる。特に、量産する場合には、金属フレー
ムに複数個のホール素子リードと電流通路を製作したも
のを用い、同時に複数個の電流検出装置を製作すること
が容易であり好ましく行われる。

【００４６】本発明の樹脂モールド工程は、電子部品の
パッケージに用いられる一般的な方法が応用できるが、
熱硬化性の樹脂を用いるトランスファーモールドや熱可
塑性の樹脂を用いるインジェクション法などが好ましい
方法である。

【００４７】このような本発明の電流検出装置は、同時
に複数の製品を並行して製作でき、磁気回路コアや、電
流通路などを金型やエッチングなどの方法で効率よく製
作でき、製作精度は高く生産性もよく、コストも安い。
更に、製品の品質や特性均一でも安定である。更に、そ
の構造から明らかなように極めて小型で製作できる特徴
もある。

【００４８】さらに、通常の電子部品と同じ工程でプリ
ント基板に実装でき実装コストも安い。磁気センサにＩ
ｎＳｂのＳｉやＳｎ、Ｔｅ，Ｃｅ等をドープした単結晶
薄膜ホール素子を使用すると高感度で電流検出が可能で
ある。特に、磁気センサにＩｎＳｂのＳｎドープの単結
晶薄膜ホール素子を使用すると高感度で１０ｍＡ以下の
電流検出が可能である。

【００４９】このような本発明の電流検出装置の具体的
な実施例について、以下に説明するが、本発明は、この
実施例のみに限定されるものではない。

【００５０】［実施例１］始めに、半絶縁性のＧａＡｓ
基板上にＳｎをドープしてエピタキシアル成長させた厚
さ１μｍのＩｎＳｂ薄膜を感磁部とした０．４ｍｍ角
で、厚さが０．３ｍｍの正方形のホール素子チップを製
作した。一方、ホール素子チップとは別に、図８にその
平面形状の一部を示した金属フレームを製作した。この
金属フレームは、表面に銀メッキした無酸素銅で、ホー
ル素子のリード部は、厚さ０．５ｍｍ、幅０．７ｍｍで
あり、被検出電流を流すための電流通路は、リードと同
じ材質の無酸素銅から成り、厚さ０．５ｍｍ、幅６．０
ｍｍである。

【００５１】次に、金属フレームのアイランド部４１に
ホール素子チップをダイボンデングし、次いで、ホール
素子とリード間を金ワイヤーによるワイヤーボンデング
法で接続した。

【００５２】次に、この金属フレームを金型にセット
し、トランスファーモールドにより、エポキシ樹脂によ
り、ホール素子と電流通路を一体でパッケージした。次
いで、金属フレームの所要の部分を切断し、一体化して
パッケージされたているホール素子のリードと電流通路
を電気的に切り離し、更に、、パーマロイから成る、あ
らかじめ所用の形状でフォーミングした強磁性体の磁気
回路部がホール素子部と電流通路をパッケージに密着し
て上下より包みホール素子部は磁気回路の開口部形成し
た断面形状で，パッケージの外側を覆うように接着さ
れ、図２に示した基本構造の電流検出装置を複数個製作
した。

【００５３】製作された電流検出装置は、パッケージの
厚さが３．０ｍｍ、電流通路に直角な断面の幅は、１０
ｍｍで、電流通路方向の長さは、１０ｍｍ。更に、ホー
ル素子部のパッケージ厚さは、１．５ｍｍで他の部位よ
り薄く製作されている。また、強磁性体の磁気回路部
は、厚さ０．５ｍｍ、電流通路部の幅が８．０ｍｍであ
るが、ホール素子部の上面は磁束の集中を効果的にする
ために幅は３．０ｍｍで、他の部位より幅が狭く形成さ
れている。

【００５４】また、この電流検出装置は、従来の電流検
出装置と違って容易にプリント基板上に通常の電子部品
と同じようにハンダ付け実装が出来る。すなわち、本発
明の電流検出装置は、通常のプリント基板へのハンダ付
けによる部品実装機で容易に実装できる構造である。

【００５５】［実施例２］始めに、半絶縁性のＧａＡｓ
基板上にＳｎをドープしてエピタキシアル成長させた厚
さ１μｍのＩｎＳｂ薄膜を感磁部とした０．４ｍｍ角
で、厚さが０．３ｍｍの正方形のホール素子チップを製
作した。更に、このホール素子チップの基板であるＧａ
Ａｓを薄く研磨し、厚さ７０μｍとした。ついで、基板
サイズ０．４ｍｍ角、厚さ０．２５ｍｍのフェライト基
板をホール素子チップの感磁部が形成されている面と反
対の面に接着し、フェライト基板を有するホール素子チ
ップを製作した。

【００５６】一方、このホール素子チップとは別に、図
８に示した構造の金属フレームを製作した。この金属フ
レームは、表面に銀メッキした無酸素銅で、ホール素子
のリード部は、厚さ０．５ｍｍ、幅０．７ｍｍであり、
被検出電流を流すための電流通路は、リードと同じ材質
の無酸素銅から成り、厚さ０．５ｍｍ、幅６．０ｍｍで
ある。

【００５７】次に、金属フレームのアイランド部４１に
ホール素子チップをダイボンデングし、次いで、ホール
素子とリード間を金ワイヤーによるワイヤーボンデング
法で接続した。

【００５８】次に、この金属フレームを金型にセット
し、トランスファーモールドにより、エポキシ樹脂によ
り、ホール素子と電流通路を一体でパッケージした。次
いで、金属フレームの所要の部分を切断し、一体化して
パッケージされたているホール素子のリードと電流通路
を電気的に切り離し、更に、図７（ｂ）に示したよう
に、パーマロイから成る、あらかじめ所用の形状でフォ
ーミングした強磁性体の磁気回路部がホール素子部と電
流通路をパッケージに密着して上下より包みホール素子
部は磁気回路の開口部形成した断面形状で，パッケージ
の外側を覆うように接着され、図６に示したエアギャッ
プ部を有する電流検出装置を複数個製作した。

【００５９】製作された電流検出装置は、パッケージの
厚さが３．０ｍｍ、電流通路に直角な断面の幅は、１０
ｍｍで、電流通路方向の長さは、１０ｍｍである。更
に、ホール素子部のパッケージ厚さは、１．５ｍｍで他
の部位より薄く製作されている。また、強磁性体の磁気
回路部は、厚さ０．５ｍｍ、電流通路部の幅が８．０ｍ
ｍであるが、ホール素子部の上面は磁束の集中を効果的
にするために幅は３．０ｍｍで、他の部位より幅が狭く
形成されている。

【００６０】また、この電流検出装置は、従来の電流検
出装置と違って、容易にプリント基板上に通常の電子部
品と同じようにハンダ付け実装が出来る。すなわち、本
発明の電流検出装置は、通常のプリント基板へのハンダ
付けによる部品実装機で容易に実装できる構造である。

【００６１】また本試作例は、ホール素子チップにフェ
ライト基板が張り合わせてあり、磁気回路の開口部の磁
気抵抗が実施例１に比較してより少ない為より高感度の
電流検出が可能である。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、入
出力の端子がリード部材と接続されたホール素子と、ホ
ール素子に近接して設けられた被検出電流の通路となる
導体と、ホール素子及び導体とを一体的に包み込むパッ
ケージと、一端が開口され、ホール素子及び導体とを挟
み込むようにしてパッケージの外周に密着して設けられ
た磁気回路コアとを備えたので、高感度のホール素子に
よって容易に電流を検出するとともに、製作コストや、
更に実装コストも低減することができ、かつ、面実装な
ども可能で大量に使用する場合でも低コストで効率よく
出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の電流検出装置を示す図である。

【図２】本発明の電流検出装置を説明するための図で、
（ａ）は、パッケージの上面から透視的に見た磁気セン
サであるホール素子と電流通路の配置の例を示した図、
（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】電流検出器の斜視図である。

【図４】本発明における電流検出装置の他の実施例を示
す図で、（ａ）は、パッケージの上面から見たホール素
子と電流通路の配置の例を示した図、（ｂ）は、（ａ）
のＡ−Ａ線断面図である。

【図５】本発明における電流検出装置の更に他の実施例
を示す図で、（ａ）は磁気回路コアをパッケージの厚み
を超えて三角状に設けた場合、（ｂ）は磁気回路コアを
パッケージの厚みを超えて矩形に設けた場合、（ｃ）は
磁気回路コアをパッケージの厚みの相違部分に沿って設
けた場合を各々示している。

【図６】本発明における電流検出装置の更に他の実施例
を示す図である。

【図７】本発明における電流検出装置の更に他の実施例
を示す図で、（ａ）は、パッケージの上面から見たホー
ル素子と電流通路の配置の例を示した図、（ｂ）は、
（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

【図８】本発明の電流検出装置で使用される薄い導電性
の高い金属フレームを示す図である。

【図９】本発明の電流検出装置の製造方法を説明するた
めのフローチャートである。

【符号の説明】

１磁気回路コア２切欠部３ホール素子４電流通路１１ホール素子チップ１１ａホール素子１２（２１，２２，２３，２４）リード部材１３金属ワイヤー１４導体１５パッケージ２１ホール素子チップ２２リード部材２３切欠部２４電流通路２５パッケージ２６磁気回路コア３１ホール素子チップ３２（７１，７２，７３，７４，７５，７６，７７）
リード部材３３金属ワイヤー３４導体３５パッケージ３６磁気回路コア３７制御回路４１アイランド４２（８１，８２，８３、８４）リード部材４４電流通路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入出力の端子がリード部材と接続された
磁気センサと、該磁気センサに近接して設けられた被検
出電流の通路となる導体と、前記磁気センサ及び前記導
体とを一体的に包み込むパッケージと、一端が開口さ
れ、前記磁気センサ及び前記導体とを挟み込むようにし
て前記パッケージの外周に設けられた磁気回路コアとを
備えたことを特徴とする電流検出装置。
【請求項２】前記磁気センサと、前記被検出電流に比
例して該磁気センサにより出力されるホール電圧をアナ
ログ増幅する増幅回路とが、同一のパッケージ内に収容
された構造であることを特徴とする請求項１に記載の電
流検出装置。
【請求項３】前記磁気センサと、前記増幅回路と、前
記磁気センサ及び前記増幅回路を駆動する駆動回路と、
前記導体とが一体形成されていることを特徴とする請求
項１又は２に記載の電流検出装置。
【請求項４】前記増幅回路がＳｉのＩＣ又はＬＳＩか
らなることを特徴とする請求項２又は３に記載の電流検
出装置。
【請求項５】前記磁気回路コアは、前記パッケージの
外周に密着して設けられていることを特徴とする請求項
１乃至４いずれかに記載の電流検出装置。
【請求項６】前記磁気センサは、ホール素子、磁気抵
抗素子、リニアホールＩＣのいずれかであることを特徴
とする請求項１乃至５いずれかに記載の電流検出装置。
【請求項７】薄膜の感磁部を有する磁気センサを備え
たホール素子チップを作製する第１の工程と、該磁気センサチップを前記アイランド部にダイボンドす
る第２の工程と、前記磁気センサの電極と前記リード部材間を金属ワイヤ
ーで接続する第３の工程と、前記磁気センサと前記導体とを一体的に樹脂モールドし
てパッケージする第４の工程と、一端が開口された強磁性材料からなる磁気回路コアを前
記パッケージの外周に挟み込むようにして形成する第５
の工程とを少なくとも備えたことを特徴とする電流検出
装置の製造方法。
【請求項８】前記磁気センサと該磁気センサの制御回
路を搭載するアイランド部を有し、該磁気センサの外部
接続端子となる導電性のリード部材と、該リード部材に
近接して設けられる電流通路となる導体とが一体形成さ
れたフレームを作製する工程を有することを特徴とする
請求項７に記載の電流検出装置の製造方法。