JP7062935B2

JP7062935B2 - 電流センサ、電流センサの製造方法および半導体装置

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Publication number: JP7062935B2
Application number: JP2017239391A
Authority: JP
Inventors: 隆洋田岡; 義弘西山; 英明川▲崎▼; 玄之能川; 章平尾
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2017-12-14
Filing date: 2017-12-14
Publication date: 2022-05-09
Anticipated expiration: 2037-12-14
Also published as: JP2019105583A

Description

本発明は、半導体装置、特に、パワー半導体モジュールに用いられる電流センサおよびその製造方法ならびに当該電流センサを備える半導体装置に関する。

特許文献１には、半導体素子を搭載する基板と、前記基板における前記半導体素子を搭載する面に固着される外部端子と、前記基板における前記半導体素子を搭載する面に対向して設けられ、前記半導体素子の主電極と電気的に接続された配線パターン、および前記外部端子が挿入される第１貫通孔を有する第１プリント基板と、前記第１プリント基板における前記配線パターンが設けられる面に対向して設けられ、前記配線パターンと対向する面に搭載された磁気センサ、および前記外部端子が挿入される第２貫通孔を有する第２プリント基板と、前記第１プリント基板および前記第２プリント基板の間に設けられ、前記第１プリント基板および前記第２プリント基板の間を一定間隔に維持する支持体と、を備える半導体装置（パワー半導体モジュール）が記載されている。かかる半導体装置では、過電流を検出して高速でソフトシャットダウンすることができる。

特開２０１７－１６８７２１号公報

特許文献１に係る半導体装置では、図２に示される等価回路で示される回路系を有し、いずれもフルブリッジ回路を有する２つの磁気センサ（第１センサ２０Ａ、第２センサ２０Ｂ）により、電流路１６ｂ_０を流れる電流Ｉｄが検知される。これらの２つの磁気センサ（第１センサ２０Ａ、第２センサ２０Ｂ）はデカップリングによりノイズ耐性を高められているため、過電流時に動作保護するよう構成された制御系が誤って動作制御して、半導体装置がソフトシャットダウンされるおそれが適切に抑制されている。

本発明は、上記のような過電流時の動作保護を実現するために半導体装置などに設置されうる電流センサであって、過電流などの電流変化を安定的に測定することが可能な電流センサおよびその製造方法ならびに当該電流センサを備える半導体装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために提供される、本発明の一態様に係る電流センサは、複数の測定用磁電変換素子を備えブリッジ回路を有する第１センサと、複数のデカップリング磁電変換素子を備えブリッジ回路を有する第２センサとを備え、前記複数の測定用磁電変換素子および前記複数のデカップリング磁電変換素子はいずれも、電流路の電流の流れ方向である第１方向に沿った方向に並んで配置され、前記複数の測定用磁電変換素子のそれぞれは、前記ブリッジ回路において対応する前記デカップリング磁電変換素子と、前記第１方向に沿って隣り合うように配置される。

複数の測定用磁電変換素子および複数のデカップリング磁電変換素子はいずれも第１方向に沿った方向に並んで配置され、かつブリッジ回路において対応する測定用磁電変換素子とデカップリング磁電変換素子とが隣り合うように配置されるため、測定用磁電変換素子とデカップリング磁電変換素子とが互い違い（１つ置き）に第１方向に並んで配置されることになる。電流路を流れる電流の誘導磁界が第１センサおよび第２センサに印加されるが、２つのセンサが上記のように配置されることにより、２つのセンサにおける誘導磁界の印加状態が等しくなるため、第１センサの出力信号と第２センサの出力信号との差分によって得られる電流センサの出力信号にノイズ成分が含まれにくくなる。なお、検出精度を高める観点から、ブリッジ回路はフルブリッジ回路であることが好ましく、この場合には、第１センサは４つの測定用磁電変換素子を備え、第２センサは４つのデカップリング磁電変換素子を備える。

上記の電流センサにおいて、前記第１センサの前記複数測定用磁電変換素子を接続して前記ブリッジ回路を構成する第１配線と、前記第２センサの前記複数のデカップリング磁電変換素子を接続して前記ブリッジ回路を構成する第２配線とが、前記第１方向に沿った線を挟んで対称に配置される部分を有している場合には、第１配線が受ける電磁ノイズと第２配線が受ける電磁ノイズとが等しくなりやすく、電流センサの出力信号にノイズ信号が含まれにくい。

上記の電流センサにおいて、前記第１センサおよび前記第２センサと、前記電流路との間に、前記電流路の電流の誘導磁界の強度を減衰させるシールドが配置されていてもよい。この場合には、前記第１配線および前記第２配線は、前記シールドに対向する領域において、前記シールドに対向する領域以外に位置する部分よりも線幅が細い部分を有することが好ましい。かかる構成を備えることにより、シールドと配線（第１配線、第２配線）との間に発生する寄生容量を小さくすることができる。

上記のシールドが配置されている場合において、前記第１配線における前記測定用磁電変換素子の駆動電圧を印加するための配線は、前記シールドに対向する領域以外に位置する部分を含んでいてもよい。

本発明は、別の一態様として、複数の測定用磁電変換素子を備えブリッジ回路を有する第１センサと、複数のデカップリング磁電変換素子を備えブリッジ回路を有する第２センサとを備える電流センサの製造方法を提供する。かかる製造方法では、前記複数の測定用磁電変換素子および前記複数のデカップリング磁電変換素子はいずれも、電流路の電流の流れ方向である第１方向に沿った方向に並んで配置され、前記複数の測定用磁電変換素子のそれぞれは、前記ブリッジ回路において対応する前記デカップリング磁電変換素子と、前記第１方向に沿って隣り合うように配置され、前記複数の測定用磁電変換素子および前記複数のデカップリング磁電変換素子は同一の製造プロセスにより製造され、前記複数の測定用磁電変換素子および前記複数のデカップリング磁電変換素子は同一の樹脂パッケージに覆われている。このように、同一の製造プロセスで測定用磁電変換素子およびデカップリング磁電変換素子を製造することにより、電流センサに含まれる磁電変換素子（測定用磁電変換素子、デカップリング磁電変換素子）における磁電変換特性のばらつきが少なくなる。それゆえ、第１センサの出力信号に含まれるノイズ成分を、第２センサの出力信号を用いて適切に除去することができる。

本発明は、また別の一態様として、上記の電流センサを備える半導体装置である。

本発明によれば、過電流などの電流変化を安定的に測定することが可能な電流センサおよびその製造方法ならびに当該電流センサを備える半導体装置が提供される。

本発明の一実施形態に係る電流センサの回路図である。本発明の一実施形態に係る電流センサを備える装置の一例である半導体装置の回路系の等価回路である。本発明の一実施形態に係る電流センサの素子ユニット部と電流路との関係を示す図である。本発明の一実施形態に係る電流センサによる測定結果を示すグラフである。特許文献１に係る電流センサによる測定結果を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態に係る電流センサについて図面を参照しつつ詳しく説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電流センサの回路図である。図２は、本発明の一実施形態に係る電流センサを備える装置の一例である半導体装置の回路系の等価回路である。

図１に示されるように、本実施形態に係る電流センサ１０は、それぞれフルブリッジ回路を有する２つのセンサ（第１センサ２０Ａ、第２センサ２０Ｂ）を備える素子ユニット部２０と、素子ユニット部２０の各フルブリッジ回路からの出力信号を入力とする差動アンプ（第１差動アンプ２１Ａ，第２差動アンプ２１Ｂ）と、これらの差動アンプ（第１差動アンプ２１Ａ，第２差動アンプ２１Ｂ）からの出力信号を入力とする第３差動アンプ２３と、を備える。

素子ユニット部２０は、第１センサ２０Ａおよび第２センサ２０Ｂとを備える。第１センサ２０Ａでは、２つの測定用磁電変換素子２２Ａａ，２２Ａｂが直列に接続されてなるハーフブリッジと、２つの測定用磁電変換素子２２Ａｃ，２２Ａｄが直列に接続されてなるハーフブリッジとが、入力端子ＶｄｄＡとグラウンド端子ＧＮＤとの間に並列に接続されている。４つの測定用磁電変換素子２２Ａａ～２２Ａｄは、ミアンダ構造を有する磁気抵抗効果素子からなる。４つの測定用磁電変換素子２２Ａａ～２２Ａｄは、感度軸（図３では感度軸を白抜き矢印で各素子上に示した。）の方向は等しいが、測定用磁電変換素子２２Ａａおよび測定用磁電変換素子２２Ａｃでは感度軸の向きも等しいのに対し、測定用磁電変換素子２２Ａｂおよび測定用磁電変換素子２２Ａｄでは測定用磁電変換素子２２Ａａとは感度軸が反対向きとなっている（図３参照）。したがって、２つの測定用磁電変換素子２２Ａａ，２２Ａｂの中間電位ＶＡ１および２つの測定用磁電変換素子２２Ａｃ，２２Ａｄの中間電位ＶＡ２を第１差動アンプ２１Ａに入力することにより、第１センサ２０Ａとしての出力信号を第１差動アンプ２１Ａから得ることができる。

この第１差動アンプ２１Ａから出力される信号には、第１センサ２０Ａが備える４つの測定用磁電変換素子２２Ａａ，２２Ａｂ，２２Ａｃ，２２Ａｄによる測定結果を示す信号のみならず、環境ノイズなどのノイズ信号も含まれている。そこで、本発明の一実施形態に係る電流センサ１０は、第２センサ２０Ｂを備え、ノイズを除去可能としている。第２センサ２０Ｂでは、２つのデカップリング磁電変換素子２２Ｂａ，２２Ｂｂが直列に接続されてなるハーフブリッジと、２つのデカップリング磁電変換素子２２Ｂｃ，２２Ｂｄが直列に接続されてなるハーフブリッジとが、入力端子ＶｄｄＢとグラウンド端子ＧＮＤとの間に並列に接続されている。ここで、第１センサ２０Ａが備える４つの測定用磁電変換素子２２Ａａ，２２Ａｂ，２２Ａｃ，２２Ａｄと、第２センサ２０Ｂが備える４つのデカップリング磁電変換素子２２Ｂａ，２２Ｂｂ，２２Ｂｃ，２２Ｂｄとは、同一の製造プロセスで製造されたものであることが好ましい。第１センサ２０Ａおよび第２センサ２０Ｂにおいて対応する２つの磁電変換素子（具体的には、測定用磁電変換素子２２Ａａとデカップリング磁電変換素子２２Ｂａ、測定用磁電変換素子２２Ａｂとデカップリング磁電変換素子２２Ｂｂ、測定用磁電変換素子２２Ａｃとデカップリング磁電変換素子２２Ｂｃ、測定用磁電変換素子２２Ａｄとデカップリング磁電変換素子２２Ｂｄ）が等しいプロセスで製造されているため、これらの素子の磁電変換特性を揃えることができ、ノイズをより適切に除去することができる。なお、第１センサ２０Ａおよび第２センサ２０Ｂにおいて対応する２つの磁電変換素子が等しいプロセスで製造されているため、これらの２つの磁電変換素子の感度軸の向きは等しい。

第１センサ２０Ａの入力端子ＶｄｄＡには例えば５Ｖなどの電圧が駆動電圧として入力されるが、第２センサ２０Ｂの入力端子ＶｄｄＢには駆動電圧は印加されない。したがって、第２センサ２０Ｂにおける、２つのデカップリング磁電変換素子２２Ｂａ，２２Ｂｂの中間電位ＶＢ１および２つのデカップリング磁電変換素子２２Ｂｃ，２２Ｂｄの中間電位ＶＢ２を第２差動アンプ２１Ｂに入力することにより、第１差動アンプ２１Ａに含まれるノイズ信号と実質的に等しい信号を第２差動アンプ２１Ｂの出力信号として得ることができる。

そこで、第１差動アンプ２１Ａの出力信号および第２差動アンプ２１Ｂの出力信号を第３差動アンプ２３の入力とすることにより、第１センサ２０Ａの測定結果を示す信号のみを第３差動アンプ２３の出力として得ることが可能となる。

素子ユニット部２０は、図２に示されるように、例えば半導体装置１００の電流路１６ｂ_０の近傍に配置される。本実施形態の半導体装置１００は、半導体素子、入出力端子、制御端子を備える回路により構成される。半導体素子は、スイッチング素子を備え、例えば、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）等を採用することができる。また、半導体素子は、スイッチング素子とダイオード素子を備えてもよい。スイッチング素子に逆並列にダイオードを接続することができる。半導体素子がＭＯＳＦＥＴの場合には、入出力端子はドレイン端子とソース端子であり、制御端子はゲート端子である。ゲート端子に加える電圧で高電位のドレイン端子から低電位のソース端子へ流れる電流Ｉｄが制御される。電流路１６ｂ_０を流れる電流Ｉｄの誘導磁界が素子ユニット部２０の磁電変換素子（測定用磁電変換素子２２Ａａ～２２Ａｄ、デカップリング磁電変換素子２２Ｂａ～２２Ｂｄ）に印加されると、その磁界強度を測定することにより、電流センサ１０において、電流路１６ｂ_０の電流値の測定や、電流路１６ｂ_０に過電流が流れたことの検知が可能となる。

以下、素子ユニット部の構造について、図３を用いて詳しく説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る電流センサの素子ユニット部と電流路との関係を示す図である。

前述のように、素子ユニット部２０は、複数の測定用磁電変換素子（具体的には、４つの測定用磁電変換素子２２Ａａ～２２Ａｄ）を備えブリッジ回路を有する第１センサ２０Ａと、複数のデカップリング磁電変換素子（具体的には、４つのデカップリング磁電変換素子２２Ｂａ～２２Ｂｄ）を備えブリッジ回路を有する第２センサ２０Ｂとを備える。これらの複数の測定用磁電変換素子２２Ａａ～２２Ａｄおよび複数のデカップリング磁電変換素子２２Ｂａ～２２Ｂｄはいずれも、電流路１６ｂ_０の電流Ｉｄの流れ方向である第１方向Ｄ１（図３ではＹ１－Ｙ２方向）に沿った方向に並んで配置される。また、複数の測定用磁電変換素子２２Ａａ～２２Ａｄのそれぞれは、ブリッジ回路において対応するデカップリング磁電変換素子２２Ｂａ～２２Ｂｄと、第１方向Ｄ１（Ｙ１－Ｙ２方向）に沿って隣り合うように配置される。

したがって、複数の測定用磁電変換素子２２Ａａ～２２Ａｄおよび複数のデカップリング磁電変換素子２２Ｂａ～２２Ｂｄは互い違いに第１方向Ｄ１（Ｙ１－Ｙ２方向）に沿って配置される。具体的には、図３に示されるように、Ｙ１－Ｙ２方向Ｙ１側から、デカップリング磁電変換素子２２Ｂａ、測定用磁電変換素子２２Ａａ、デカップリング磁電変換素子２２Ｂｂ、測定用磁電変換素子２２Ａｂ、デカップリング磁電変換素子２２Ｂｃ、測定用磁電変換素子２２Ａｃ、デカップリング磁電変換素子２２Ｂｄ、および測定用磁電変換素子２２Ａｄがこの順番で第１方向Ｄ１（Ｙ１－Ｙ２方向）に沿って配置されている。

このように配置されることにより、第１センサ２０Ａのブリッジ回路を構成する測定用磁電変換素子２２Ａａ～２２Ａｄのそれぞれに印加される電流路１６ｂ_０を流れる電流Ｉｄの誘導磁界と、これに対応する第２センサ２０Ｂのデカップリング磁電変換素子２２Ｂａ～２２Ｂｄに印加される電流路１６ｂ_０を流れる電流Ｉｄの誘導磁界との差異が少なくなるため、第２センサ２０Ｂからの出力値は、第１センサ２０Ａの入力端子ＶｄｄＡに電圧を印加しない場合の出力値に近い値となる。それゆえ、第１差動アンプ２１Ａからの出力と第２差動アンプ２１Ｂの出力とを入力とする第３差動アンプ２３の出力を、第１センサ２０Ａにおける測定結果を示す真の信号に近づけることが実現される。

第１センサ２０Ａの測定用磁電変換素子２２Ａａ～２２Ａｄを接続してブリッジ回路を構成する第１配線ＥＬ１と、第２センサ２０Ｂのデカップリング磁電変換素子２２Ｂａ～２２Ｂｄを接続してブリッジ回路を構成する第２配線ＥＬ２とは、第１方向Ｄ１（Ｙ１－Ｙ２方向）に沿った線Ｌｃ（図３では二点鎖線により示されている。）を挟んで対称に配置される部分を有する。具体的には、第２センサ２０Ｂの第２配線ＥＬ２は、デカップリング磁電変換素子２２Ｂａ～２２Ｂｄのそれぞれに対応する測定用磁電変換素子２２Ａａ～２２Ａｄに重なる程度までＹ１－Ｙ２方向Ｙ２側に移動させたのち、第１方向Ｄ１（Ｙ１－Ｙ２方向）に沿った線Ｌｃを中心線として１８０度回転させることにより、第１センサ２０Ａの第１配線ＥＬ１と重なるように形成されている。

このように対称性高く第１配線ＥＬ１と第２配線ＥＬ２とが形成されていることにより、第１配線ＥＬ１が拾うノイズと第２配線ＥＬ２が拾うノイズとが等しくなりやすい。それゆえ、第３差動アンプ２３の出力信号である第１配線ＥＬ１と第２配線ＥＬ２との差分において、第１差動アンプ２１Ａの出力信号に含まれるノイズ成分が効率的に除去されやすい。

第１センサ２０Ａの第１配線ＥＬ１の構成を簡素化する観点から、測定用磁電変換素子２２Ａａに接続される入力端子ＶｄｄＡのための電極部ＥＰＡ１、測定用磁電変換素子２２Ａａと測定用磁電変換素子２２Ａｂとの中間電位ＶＡ１のための電極部ＥＰＡ２、測定用磁電変換素子２２Ａｂおよび測定用磁電変換素子２２Ａｃに接続されるグラウンド端子ＧＮＤのための電極部ＥＰＡ３、および測定用磁電変換素子２２Ａｃと測定用磁電変換素子２２Ａｄとの中間電位ＶＡ２のための電極部ＥＰＡ４は、第１方向Ｄ１（Ｙ１－Ｙ２方向）に沿って配置されている。第２センサ２０Ｂの第２配線ＥＬ２におけるこれらの電極部（電極部ＥＰＡ１～ＥＰＡ４）に対応する電極部（電極部ＥＰＢ１～ＥＰＢ４）も、電極部ＥＰＡ１～ＥＰＡ４と同様に、第１方向Ｄ１（Ｙ１－Ｙ２方向）に沿って配置されている。

図３に示される素子ユニット部２０では、第１センサ２０Ａおよび第２センサ２０Ｂと、電流路１６ｂ_０との間に位置するように、電流路１６ｂ_０の電流Ｉｄの誘導磁界の強度を減衰させるシールド（磁気シールド）２４が配置されている。図３では、第１センサ２０Ａおよび第２センサ２０Ｂが配置される基板ＳＢにおける、これらのセンサが配置されている面とは反対側の面にシールド２４が配置されているため、シールド２４は破線で示されている。シールド２４はほぼ矩形であって、電流路１６ｂ_０の電流Ｉｄの流れ方向（第１方向Ｄ１（Ｙ１－Ｙ２方向））に沿った方向に長軸を有し、電流路１６ｂ_０の電流Ｉｄの誘導磁界の印加方向（Ｘ１－Ｘ２方向）に沿った方向に短軸を有する。このようにシールド２４が配置されることにより、形状磁気異方性によってシールド２４において誘導磁界の印加方向（Ｘ１－Ｘ２方向）に沿った方向への残留磁化が生じにくくなるため、好ましい。

ただし、シールド２４と配線（第１配線ＥＬ１、第２配線ＥＬ２）との間で寄生容量が生じる可能性があるため、第１配線ＥＬ１および第２配線ＥＬ２は、シールド２４に対向する領域において、シールド２４に対向する領域以外に位置する部分よりも線幅が細い部分（幅狭部分）ＥＬＮを有していることが好ましい。かかる幅狭部分ＥＬＮは、図３では、測定用磁電変換素子２２Ａａ～２２Ａｄと電極部ＥＰＡ１～ＥＰＡ４との間の部分、およびデカップリング磁電変換素子２２Ｂａ～２２Ｂｄと電極部ＥＰＢ１～ＥＰＢ４との間の部分に位置する。

第１配線ＥＬ１における測定用磁電変換素子２２Ａａ～２２Ａｄの駆動電圧が印加される部分（幅広部分）ＥＬＷには、例えば５Ｖなど相対的に高い電圧が印加される。そこで、かかる幅広部分ＥＬＷは、シールド２４に対向する領域以外に位置する部分を含むようにすることで、配線幅を広く設定することができる。このように第１配線ＥＬ１の幅広部分ＥＬＷの配線幅が相対的に広い場合には、第１配線ＥＬ１と第２配線ＥＬ２との高い対称性を確保する観点から、第２配線ＥＬ２における対応する部分の配線幅も広げておくことが好ましい。

本発明の一実施形態に係る電流センサ１０の製造方法は限定されない。前述のように、測定用磁電変換素子２２Ａａ～２２Ａｄおよびデカップリング磁電変換素子２２Ｂａ～２２Ｂｄは同一の製造プロセスにより製造されていることが好ましい。また、磁電変換素子に加わる歪を均一に近づけることが容易となる観点から、測定用磁電変換素子２２Ａａ～２２Ａｄおよびデカップリング磁電変換素子２２Ｂａ～２２Ｂｄは同一の樹脂パッケージに覆われていることが好ましい。ここで、樹脂パッケージを構成する材料は、樹脂以外の成分を含んでいてもよく、そのような成分として、シリカなどの無機粒子が例示される。

本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的又は本発明の思想の範囲内において改良又は変更が可能である。上記の説明では磁電変換素子は磁気抵抗効果素子であるが、これに限定されず、ホール素子など他の磁電変換素子であってもよい。

以下、本発明の一実施形態に係る電流センサの測定結果を示し、本発明の効果についてより詳しく説明する。

図３に示される構造の素子ユニット部２０を備える電流センサ１０を作製し、素子ユニット部２０を、バスバ（電流路１６ｂ_０）の電流Ｉｄの流れ方向（第１方向Ｄ１）に４つの測定用磁電変換素子２２Ａａ～２２Ａｄの並び方向が沿うように配置して、所定の電流Ｉｄをバスバ（電流路１６ｂ_０）に流した。電流Ｉｄを流し始めてからの第１差動アンプ２１Ａの出力、第２差動アンプ２１Ｂの出力および第３差動アンプ２３の出力を測定した。これらの測定結果および第３差動アンプ２３の出力の理論値を表１および図４に示す。

表１および図４に示されるように、第１差動アンプ２１Ａの出力信号および第２差動アンプ２１Ｂの出力信号には、ノイズに由来する周期的な信号が重畳されていたが、第３差動アンプ２３の出力信号ではこの周期ノイズが適切に除去され、電流Ｉｄを流し始めて数μＳ（マイクロ秒）後には、理論値に等しい出力が得られた。

これに対し、特許文献１の図６に示されるように、２つのセンサ（本発明において第１センサ２０Ａおよび第２センサ２０Ｂに相当する。）が離間した状態で配置されてなる電流センサにより、同様の測定を行った。その結果を表２および図５に示す。

表２および図５に示されるように、第１差動アンプ２１Ａの出力信号に含まれる周期ノイズの位相と、第２差動アンプ２１Ｂの出力信号に含まれる周期ノイズの位相とにずれが生じた。これは、電流センサが備える２つのセンサの位置が離間していることに起因していると考えられる。このような位相ずれがある場合には、第３差動アンプ２３により第１差動アンプ２１Ａの出力信号と第２差動アンプ２１Ｂの出力信号との差分を得ても、第３差動アンプ２３の出力信号から周期ノイズを完全に除去することができず、理論値とのずれが認められた。

１０：電流センサ
１６ｂ_０：電流路
２０：素子ユニット部
２０Ａ：第１センサ
２０Ｂ：第２センサ
２１Ａ：第１差動アンプ
２１Ｂ：第２差動アンプ
２２Ａａ：測定用磁電変換素子
２２Ａｂ：測定用磁電変換素子
２２Ａｃ：測定用磁電変換素子
２２Ａｄ：測定用磁電変換素子
２２Ｂａ：デカップリング磁電変換素子
２２Ｂｂ：デカップリング磁電変換素子
２２Ｂｃ：デカップリング磁電変換素子
２２Ｂｄ：デカップリング磁電変換素子
２３：第３差動アンプ
２４：シールド
１００：半導体装置
Ｄ１：第１方向
ＥＬ１：第１配線
ＥＬ２：第２配線
ＥＬＮ：幅狭部分
ＥＬＷ：幅広部分
ＥＰＡ１：電極部
ＥＰＡ２：電極部
ＥＰＡ３：電極部
ＥＰＡ４：電極部
ＥＰＢ１：電極部
ＥＰＢ２：電極部
ＥＰＢ３：電極部
ＥＰＢ４：電極部
ＧＮＤ：グラウンド端子
Ｉｄ：電流
ＳＢ：基板
ＶＡ１：中間電位
ＶＡ２：中間電位
ＶＢ１：中間電位
ＶＢ２：中間電位
ＶｄｄＡ：入力端子
ＶｄｄＢ：入力端子

Claims

複数の測定用の磁電変換素子を備えるブリッジ回路を有し、使用時に当該ブリッジ回路に駆動電圧が印加される第１センサと、
複数の参照用の磁電変換素子を備えるブリッジ回路を有し、使用時に当該ブリッジ回路に駆動電圧が印加されない第２センサとを備え、
半導体装置の高電位の端子から低電位の端子へ流れる電流の経路である電流路を測定対象とする電流センサであって、
前記複数の測定用の磁電変換素子および前記複数の参照用の磁電変換素子はいずれも、使用時における前記電流路の電流の流れ方向である第１方向に沿った方向に並んで配置され、
前記複数の測定用の磁電変換素子のそれぞれは、前記ブリッジ回路において対応する前記参照用の磁電変換素子と、前記第１方向に沿って隣り合うように配置されること
を特徴とする電流センサ。
前記第１センサの前記複数の測定用の磁電変換素子を接続して前記ブリッジ回路を構成する第１配線と、前記第２センサの前記複数の参照用の磁電変換素子を接続して前記ブリッジ回路を構成する第２配線とは、前記第１方向に沿った線を挟んで対称に配置される部分を有する、請求項１に記載の電流センサ。
前記第１センサおよび前記第２センサと、前記電流路との間に、前記電流路の電流の誘導磁界の強度を減衰させるシールドが配置され、
前記第１配線および前記第２配線は、前記シールドに対向する領域において、前記シールドに対向する領域以外に位置する部分よりも線幅が細い部分を有する、請求項２に記載の電流センサ。
前記第１配線における前記複数の測定用の磁電変換素子の駆動電圧を印加するための部分は、前記シールドに対向する領域以外に位置する部分を含む、請求項３に記載の電流センサ。
複数の測定用の磁電変換素子を備えるブリッジ回路を有し、使用時に当該ブリッジ回路に駆動電圧が印加される第１センサと、
複数の参照用の磁電変換素子を備えるブリッジ回路を有し、使用時に当該ブリッジ回路に駆動電圧が印加されない第２センサとを備え、
半導体装置の高電位の端子から低電位の端子へ流れる電流の経路である電流路を測定対象とする電流センサの製造方法であって、
前記複数の測定用の磁電変換素子および前記複数の参照用の磁電変換素子はいずれも、使用時における前記電流路の電流の流れ方向である第１方向に沿った方向に並んで配置され、
前記複数の測定用の磁電変換素子のそれぞれは、前記ブリッジ回路において対応する前記参照用の磁電変換素子と、前記第１方向に沿って隣り合うように配置され、
前記複数の測定用の磁電変換素子および前記複数の参照用の磁電変換素子は同一の製造プロセスにより製造され、
前記複数の測定用の磁電変換素子および前記複数の参照用の磁電変換素子は同一の樹脂パッケージに覆われていること
を特徴とする電流センサの製造方法。
請求項１から４のいずれか一項に記載の電流センサと、前記電流路と、を備え、前記電流センサは前記電流路を流れる電流を測定可能である半導体装置。