专利名称：电流传感器的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种电流传感器，更具体而言，本发明涉及一种位于集成电路块中的微型化电流传感器。
背景技术：
如本领域公知的是，一种常规的电流传感器采用了位于导电体附件的磁场换能器(例如霍耳效应换能器或磁阻换能器)。磁场换能器所产生输出信号的幅值与流经所述导电体的电流的感应磁场成比例。
某些典型的霍耳效应电流传感器包括一个有隙的环形磁通集中器，且霍耳效应元件被布置在环形铁心的间隙中。霍耳效应器件和环形铁心被组装到一个壳体中，该壳体被安装到一印刷电路板上。在使用过程中，单路导电体一例如电线穿过环形铁心的中心。无论是在高度方面，还是在电路板面积方面，这样的装置都趋于使尺寸不利地增大。
其它的霍耳效应电流传感器包括安装在一介电材料(例如电路板)上的霍耳效应元件。在第EP 0867725号欧洲专利申请中公开了此类电流传感器中的一种。另外一些其它的霍耳效应电流传感器包括安装在一基板上的霍耳效应元件，其中的基板例如是硅基板，第EP 1111693号欧洲专利申请就公开了这样的电流传感器。
表征电流传感器性能的各个参数包括灵敏度和线性度。灵敏度与输出电压的变化幅度相关，该输出电压是指霍耳效应换能器响应于被检测电流而输出的电压。线性度涉及这样一项指标从霍耳效应换能器输出的电压与被检测电流以正比关系进行变化的程度。
电流传感器的灵敏度与多个因素有关。一个重要的因素就是在导电体附近产生的、且被霍耳效应元件检测到的磁场的磁通集中度。由于这一原因，某些电流传感器采用了磁通集中器。尤其是对于未使用磁通集中器的电流传感器，另一个重要的因素就是霍耳效应元件与导电体之间的物理间距。
发明内容
根据本发明，一种集成电路型电流传感器包括引线构架，其具有至少两条引线，它们被进行联接，以形成导电体部分；以及基板，其具有第一表面，在该表面上布置了一个或多个磁场换能器，且第一表面靠近导电体部分，基板还具有第二表面，其远离所述的导电体部分。在一种特定的实施方式中，基板被布置成使得基板的第一表面位于导电体部分的上方，且基板的第二表面位于第一表面的上方。在该特定实施方式中，基板在集成电路中的定向状态相对于现有的定向是颠倒的。
采用该特定的设计形式，电流传感器被设置成其一个或多个磁场换能器被定位在导电体部分的附近，由此使得灵敏度提高。另外，电流传感器被设置在一个小的集成电路块中。
根据本发明的另一方面，提供了一种制造集成电路的方法，该方法包括步骤设置引线构架，其具有多条引线，其中的至少两条引线被联接到一起而形成导电体部分；对导电体部分进行蚀刻，以使导电体部分的横截面具有预定的形状。在一种特定的实施方式中，预定的形状为T字形。在另一实施方式中，预定的形状为矩形的形状，该矩形的最小尺寸小于引线构架的主体部分的厚度。
对于这样的特定设计形式，导电体部分被设置成使得导电体部分表面上方的磁通密度更为集中。因而，安装在导电体部分附近的磁场换能器处于增强的磁场中，由此使电流传感器的灵敏度提高。
从下文针对附图的详细描述，能更加全面地理解本发明的上述特征以及发明本身，在附图中图1中的轴测图表示了根据本发明的电流传感器；图2中的图线表示了磁场与图1所示电流传感器中霍耳效应元件上的位置之间的关系；图3是根据本发明的电流传感器另一实施方式的轴测图；图4中的示意图表示了图3所示电流传感器中的电路构成部分；图5中的轴测图表示了根据本发明的电流传感器的又一种实施方式；图6中的轴测图表示了根据本发明的电流传感器的再一种实施方式；图6A中的轴测图表示了根据本发明的电流传感器的另一种实施方式；图7中的轴测图表示了根据本发明的电流传感器的再一种实施方式；图8是图7所示电流传感器的另一个轴测图；图9中的轴测图表示了根据本发明另一方面的、一种备选的引线构架，其具有减薄的导电体部分；以及图9A是图9所示导电体部分备选实施方式的剖视图。
具体实施例方式
参见图1，根据本发明的一种示例性电流传感器10包括引线构架12，其具有多条引线12a-12h。引线12a和12b被与引线12c和12d联接起来，以形成电流通路或导电体，其具有宽度为W1的狭窄部分14。电流传感器10还包括基板16，其具有第一表面16a和相反的第二表面16b。基板16上具有磁场换能器18，在某些实施方式中，该磁场换能器可以是霍耳效应元件18，该元件被扩散到第一表面16a中，或者被布置在第一表面16a上。基板16可由硅等半导体材料构成，在一种备选的实施方式中，基板16可由绝缘材料制成。
基板16被布置在引线构架12的上方，以使得第一表面16a靠近导电体部分14，第二表面16b却远离导电体部分14，更具体来讲，这样就使得霍耳效应元件18非常接近于导电体部分14。在图示的实施方式中，基板16采用了这样的定向形式其相对于普通的定向形式是上下颠倒的(即第一表面16a面向下方)，其中的定向形式是指将基板安装到集成电路块中所采用的方位形式。
基板16的第一表面16a上具有焊接结合区20a-20c，接合线22a-22c被联接到这些结合区上。接合线还与引线构架12的引线12e、12f、12h进行联接。
绝缘体24将基板16与引线构架12隔开。可按照多种方式来设置该绝缘体24。例如，在一种实施方式中，绝缘体24的第一部分包括一层4μm厚的BCB树脂材料，其被直接淀积在基板16的第一表面16a上。绝缘体24的第二部分包括一层StaychipTMNUF-2071E型未充满材料(由新泽西州的Cookson Electronics Equipment公司出品)，该材料被淀积在引线构架12上。这样的设计使基板16与引线构架12之间具有高于一千伏的绝缘耐压。
可以理解导电体部分14是电流所流经的总电流通路的一部分，但也只是总通路的一部分。例如，电流沿箭头26所指的方向流入到引线12c、12d中，在附图中，引线12c和12d被表示成并联的电路关系，电流流经导电体部分14后从引线12a、12b流出，在图示的状态中，引线12a、12b也为并联的电路关系。
采用这样的设置形式，霍耳效应元件18被布置在导电体部分14的附近，并相对于导电体部分14处于预定的位置上，从而使得由沿箭头26所指方向流经导电体部分14的电流所产生的磁场处于一个方向上，该方向与霍耳效应元件18的最大响应轴线基本上成一线。霍耳效应元件18产生出一个输出电压，该电压与磁场成比例，因而也与流经导电体部分14的电流成比例。图中所示霍耳效应元件18的最大响应轴线与z轴34基本上对准。由于响应于电流所产生的磁场是环绕着导电体部分14的圆形磁场，所以，霍耳效应元件18被布置成紧邻着导电体部分14的一侧(即在y轴32方向上略有偏移)，如图所示，在该位置上，磁场所指的方向基本上是沿着z轴34。这一位置使得霍耳效应元件18能输出最大的电压，因而可提高灵敏度。但是，其最大响应轴线对准其它方向的霍耳效应元件或其它类型的磁场传感器—例如磁阻元件可相对于导电体部分14布置在其它位置上，例如可布置在导电体部分14的顶部(沿z轴34方向定位)。
尽管在图示的实施方式中，基板16的第一表面16a上设置了一个霍耳效应元件18，但不难理解也可使用多个霍耳效应—例如如图3和图5所示的实施方式那样。另外，还可设置另外的电路—例如放大器，其可被扩散到基板16的第一和/或第二表面16a、16b中，也可被布置或支撑在第一和/或第二表面16a、16b上。图4表示了此类电路的一种示例。
在图1所示的实施方式中，霍耳效应元件18与导电体部分14之间的相互接近是通过将霍耳效应元件18布置在基板第一表面16a上而实现的，其中，第一表面16a所处位置比第二表面更靠近导电体部分14。如图7和图8所示，在其它的实施方式中，相互接近这一有利特征是通过将霍耳效应元件18设置在基板第二表面16b上、并将导电体部分14制成与第二表面16b基本上对准而实现的。
下面参见图2，图中的图线50表示了在流经导电体部分14的电流为10A量级的条件下、沿z轴34方向(见图1)穿过霍耳效应元件18的磁通密度，图中的数值是指霍耳效应元件18所在平面(见图1)内沿x轴30(见图1)和y轴32(见图1)的各个位置点的数值。霍耳效应元件18的中心(图中未示出)对应于横坐标轴52上300微米处的位置。图中的纵坐标54对应着磁通。
磁通曲线56对应着z轴34方向上的磁通量相对于z轴34上位置的变化关系。磁通曲线58对应着z轴34方向上的磁通量相对于y轴32上位置的变化关系。
在中心位于300μm处的霍耳效应元件的附近，磁通曲线56、58表现出基本上为平台的特性。因而，对z轴34方向上磁场敏感的、霍耳效应元件18的输出对沿x轴30和y轴32的位置变动较不敏感。
图示霍耳效应元件18在x轴30及y轴32方向上的尺寸为200μm的量级，因而，霍耳效应元件18在横坐标轴52上处于200μm到400μm的区间内。在霍耳效应元件18位置沿x轴30或y轴32改变50μm的条件下，该元件所检测到磁场的变化量是很小的。因而，霍耳效应元件在x轴30和y轴32上的位置可在制造定位误差的范围内变动，且基本上不会影响电流传感器10(见图1)的灵敏度。
一个指标对z方向34上的磁通密度在沿霍耳效应元件18在x方向30上的分布均匀性具有显著的影响，该指标是指导电体部分14在x方向30上的宽度W1(见图1)相对于霍耳效应元件18在x方向30上尺寸的关系。尤其是，导电体部分14的长度(即图1中的宽度W1越大)相对于霍耳效应元件18在x方向30上的宽度的比值越大，曲线56保持基本为平台的区间越大。
根据多个因素来选择宽度W1(见图1)，这些因素包括(但不限于)电流传感器10(见图1)所需的灵敏度；以及希望能将性能变化量降低到什么程度，其中的性能变化量是指由于电流通路14和霍耳效应元件18的制造位置变动而导致的变化量。一般而言，可以领会到将宽度W1选择为可与霍耳效应元件18的宽度相当能使电流传感器10具有最大的灵敏度。但是，还应当认识到将宽度W1选择为大于霍耳效应元件18的宽度能使性能的变化量达到最小，该性能的变化量是指由霍耳效应元件在x方向30上的定位制造误差容限而引起的变化量。
下面参见图3，根据本发明的电流传感器70的另一种示例包括引线构架72，其具有多条引线72a-72h，并具有导电体部分74，其宽度为W2。电流传感器还包括基板76，其具有第一表面76a和相反的第二表面76b。基板76具有第一霍耳效应元件78a和第二霍耳效应元件78b，它们被扩散到第一表面76a中，或者被布置和支撑在第一表面76a上。基板76可被布置在引线构架72上，以使得霍耳效应元件78位于导电体部分74的附近。在图示的实施方式中，基板76所采用的定向形式相对于将基板安装在集成电路块中的普通定向形式是颠倒的(即第一表面76a面向下方)。绝缘体(图中未示出)将基板76与引线构架72隔开。该绝缘体可与图1中所示的绝缘体相同和类似。
采用这样的布置形式，两霍耳效应元件78a、78b都被布置在了导电体部分74的附近，并相对于导电体部分74处于预定的位置上，这样就使得沿箭头86所指方向流经导电体部分74的电流所产生的磁场处于一个方向上，该方向与霍耳效应元件78a、78b的最大响应轴线基本上对准。此条件下，霍耳效应元件78a、78b的最大响应轴线与z轴94对准。因而，霍耳效应元件78a、78b被布置在导电体部分74的相对两侧(即在y轴92方向是略有偏移)，如图所示，在该位置上，磁场的指向是沿着z轴94的。在一实施方式中，两霍耳效应元件78a、78b围绕着导电体部分74的偏移(沿y轴92)基本上是相反而等量的。但是，其最大响应轴线对准其它方向的霍耳效应元件或其它类型的磁场传感器—例如磁阻元件可相对于导电体部分74布置在其它位置上，例如可布置在导电体部分74的顶部(沿z轴94方向定位)。
在工作过程中，电流流入到并联的引线72c、72d中，并流经导电体部分74后从并联着的引线72a、72b流出。流经导电体部分74的电流产生出一个磁场，该磁场由霍耳效应元件78a、78b进行检测。如上所述，霍耳效应元件78a、78b非常接近于导电体部分74，并相对于导电体部分74处于预定的位置上，在该位置上，电流所产生的磁场与霍耳效应元件78a、78b的最大响应轴线基本上对准。这样的布置形式使得霍耳效应元件78可输出更高的电压，因而可提高灵敏度。
应当认识到第一、第二霍耳效应传感器78a、78b所处的磁场在定向上处于相反的方向，且两方向都与z轴94对准。因而，如果两霍耳效应元件78a、78b的极化方向相同，则它们输出的极性将是相反的。如果将其中一个霍耳效应元件78a、78b的输出反相—例如利用一个反相放大器进行反相，并与另一霍耳效应元件78a、78b的输出进行相加—即差分相加，这样就能获得一些优点。
作为一个基本的优点，当两霍耳效应元件78a、78b的输出如上文所述那样被差分相加时，在电流相同的情况下，能获得一个其幅值两倍于单个霍耳效应元件输出电压的输出电压。因而，电流传感器70的灵敏度是图1所示电流传感器10的灵敏度的两倍。
作为第二个优点，电流传感器70对霍耳效应元件78a、78b在y轴92方向上的位置变动较不敏感。其中的原因是当两霍耳效应元件78a、78b在y轴92方向上移动时，其中一个元件的输出电压趋于增大，而另一霍耳效应元件78a、78b的输出电压却趋于减小。因而，两输出量的差分之和相对保持不变。
尽管图示引线构架72上的引线72a-72h是适于用表面安装法安装到电路板上的扁平引线，但可以认识到引线构架也可与图1所示的引线构架12一样，采用弯曲的引线。另外，尽管图中表示出了两个霍耳效应元件78a、78b，但也可使用多于两个和少于两个的霍耳效应元件。
下面参见图4，图中表示了一个与两霍耳效应元件102a、102b相连的求和电路100，该电路适于执行上文结合图3所描述的、对差分信号的求和运算。两霍耳效应元件102a、102b可以与图3所示的霍耳效应元件78a、78b相同和类似。此处，如霍耳效应元件102a、102b上的矢量所指，两霍耳效应元件相对旋转了90度。因而，响应于相反的磁场112a、112b，两元件所产生的输出电压103a、103b具有相同的极性。输出电压103a与被设置成非倒相状况的放大器104a相连，而输出电压103b则与设置成倒相状况的放大器104b相连。因而，两放大器的输出电压106a、106b响应于磁场112a、112b在相反的电压方向上趋动。两放大器输出电压106a、106b被差分地联接到一个放大器108上，以获得一个差分之和—即两输出电压106a、106b的差值。因而，两输出电压106a、106b差分相加，使放大器108的输出具有更大的输出电压110。
该求和电路100可被应用在图3所示的电流传感器中，在此情况下，霍耳效应元件102a、102b对应着霍耳效应元件78a、78b。在一种特定的实施方式中，求和电路100被扩散到基板76的第一表面76a中，或者被布置在第一表面76a上。在另一实施方式中，求和电路100被扩散到基板76的第二表面76b中，或者被布置在第二表面76b上，而两霍耳效应元件78a、78b仍位于第一表面76a上，它们通过通路孔等结构与其它的电路器件进行联接。
下面参见图5，该图表示了电流传感器120的另一种示例，该传感器上与图1所示元件相同的器件用相同的标号指代，该传感器120包括基板126，其具有第一表面126a和相反的第二表面126b。此情况中，将四个霍耳效应元件128a-128d扩散到基板126的第一表面126a中，或者被布置在第一表面126a上。如图所示，相对于引线构架12对基板126进行定位，以使得第一和第二霍耳效应元件128a、128b在y轴142方向上位于导电体部分14的一侧，并使得第三和第四霍耳效应元件128c、128d在y轴142方向上位于导电体部分14的另一侧。在一种实施方式中，霍耳效应元件128a、128b(沿y轴142方向)偏离导电体部分14的量等于霍耳效应元件128c、128d在相反方向上(沿y轴142方向)偏离导电体部分14的量。
采用这样的设置形式，霍耳效应元件128a-128d被布置在了导电体部分14的附近，并相对于导电体部分14处于预定的位置上，这样就使得沿箭头86所指方向流经导电体部分14的电流所产生的磁场处于一个方向上，该方向与霍耳效应元件128a-128d的最大响应轴线基本上对准。此条件下，各个霍耳效应元件128a-128d的最大响应轴线都与z轴144对准。在图示的实施方式中，霍耳效应元件128a、128b被布置在导电体部分14的相反一侧(即沿y轴线142略微地偏移)，且该偏移程度大于霍耳效应元件128c、128d的偏移程度，如图所示，在这些位置处，磁场的指向是沿着z轴144的。但是，其最大响应轴线对齐其它方向的霍耳效应元件或其它类型的磁场传感器—例如磁阻元件可相对于导电体部分14布置在其它位置上，例如可布置在导电体部分14的顶部(沿z轴144方向定位)。不难领会第一、第二霍耳效应元件128a、128b所处的磁场是沿着z轴144的方向，而第三、第四霍耳效应元件128c、128d所处的磁场是在z轴144的相反方向上。
本领域技术人员可以理解四个霍耳效应元件128a-128d可与作为求和电路的电子电路联接起来，以实现某些优点。该求和电路例如可包括两个图4所示的求和电路100。在一种实施方式中，该求和电路可将霍耳效应元件128a-128d中的头两个元件与第一求和电路(其例如是图4所示的求和电路100)联接起来，而后两个霍耳效应元件则与第二求和电路联接起来，该第二求和电路例如是求和电路100。利用另一个放大器，将第一求和电路的输出与第二求和电路的输出进行相加。作为一个基本的优点，在存在电流的情况下，与上述求和电路相联接的四个霍耳效应元件128a-128d所输出电压的幅值是单个霍耳效应元件—例如图1所示霍耳效应元件输出电压的四倍。因而，电流传感器120的灵敏度是图1中电流传感器10的四倍。
作为第二个优点，电流传感器120对霍耳效应元件128a-128d在y轴142方向上的位置变动较不敏感。其中的原因是当四个霍耳效应元件128a-128d在y轴142方向上移动时，其中两个元件的输出电压趋于增大，而另两个霍耳效应元件的输出电压却趋于减小。因而，如果被联接成一求和电路，则电路的输出对于霍耳效应元件在y轴上的位置相对保持不变。
下面参见图6，根据本发明的一种示例性电流传感器150包括引线构架152，其具有多条引线152a-152h和导电体部分154。电流传感器150还包括基板166，其具有第一表面166a和相反的第二表面166b。基板166具有霍耳效应元件158，其被扩散到第一表面166a中，或者被布置在第一表面166a上。基板166被布置在引线构架152上，以使得霍耳效应元件158位于导电体部分154的附近。基板166所采用的定向形式相对于将基板安装在集成电路块中的普通定向形式是颠倒的(即第一表面166a面向下方)。基板166是弹抛片，其第一表面166a上具有焊球160a-160c。如图所示，焊球160a-160c被直接联接到引线152e-152h上。一绝缘体164将基板166与引线构架152隔开。该绝缘体可与图1中所示的绝缘体24相同和类似。
采用这样的布置形式，霍耳效应元件158被布置在了导电体部分154的附近，并相对于导电体部分154处于预定的位置上，这样就使得沿箭头168所指方向流经导电体部分154的电流所产生的磁场处于一个方向上，该方向与霍耳效应元件158的最大响应轴线基本上对准。霍耳效应元件158的最大响应轴线与z轴174对准。因而，霍耳效应元件158被布置成紧邻着导电体部分14的一侧(即在y轴172方向上略有偏移)，如图所示，在该位置上，磁场所指的方向基本上是沿着z轴174。但是，其最大响应轴线对准其它方向的霍耳效应元件或其它类型的磁场传感器—例如磁阻元件可相对于导电体部分154布置在其它位置上，例如可布置在导电体部分154的顶部(沿z轴174方向定位)。
该电流传感器150的工作原理与图1所示电流传感器10的上述工作原理相同。霍耳效应元件158被布置在导电体部分154的附近，由此可提高霍耳效应元件159的输出电压，进而可提高灵敏度。
尽管在图中在基板166的第一表面166a上只设置了霍耳效应元件158，但不难理解该发明也可使用多个霍耳效应。还可设置另外的电路—例如放大器，其可被扩散到基板166的第一和/或第二表面166a、166b中，也可被布置或支撑在第一和/或第二表面166a、166b上。
尽管图中表示出了三个焊球160a-160c，但也可设置任意数目个焊球，这些焊球包括用于对基板166进行稳定的伪焊球。另外，尽管图中表示的是焊球160a-160c，但也可采用其它的连接方法，这些连接方法包括(但不限于)金质隆凸、低熔和高量铅焊隆凸、非铅焊隆凸、金质焊柱隆凸、聚合物导电隆凸、各向异性导电膏、以及导电薄膜。
下面参见图6A，该图表示了根据本发明的电流传感器180的另一种示例，该传感器上与图6所示元件相同的器件由相同的标号指代，该传感器180包括磁通集中器182和磁通集中层184。磁通集中器位于霍耳效应元件158的附近，并靠近基板166第一表面166a的下方，且接近于第一表面166a。磁通集中层184被布置在基板166的第二表面166b上(或者位于第二表面上方附近)。
在工作中，磁通集中器182和磁通集中层184都趋于将由流经导电体部分154的电流所产生的磁通集中起来，以使得电流传感器180的灵敏度高于图6所示电流传感器150的灵敏度。
磁通集中器182和磁通集中层184都可由多种材料制成，这些材料包括(但不限于)铁氧体、坡莫合金、以及铁。
尽管在图中磁通集中器182被表示为立方体形状，但在其它的实施方式中，磁通集中器可以为其它的形状，例如可以为多面体形状、椭圆形、或球形。尽管图中既表示出了磁通集中器182，由表示出了磁通集中层184，但在其它的实施方式中，可以只设置磁通集中器182和磁通集中层184二者中的其一。另外，尽管在图中将磁通集中器182和磁通集中层184表示为与一个磁场换能器158相配合，但不难理解磁通集中器182和磁通集中层184也可被应用在具有多个磁场换能器158的结构中，例如可被应用于图1、3、5所示的结构中。
下面参见图7，图中表示了根据本发明的电流传感器200的另一种示例，该传感器包括引线构架202，其具有多条引线202a-202h。电流传感器200还包括基板206，其具有第一表面206a和相反的第二表面206b。基板206上具有霍耳效应元件208，其被扩散到第一表面206a中，或者被布置在第一表面206a上。具有导电体部分204a的导电夹片204与引线202a-202d进行联接。图8表示出了导电夹片204的各个特征。此处，只要这样说就足以表述这些特征了导电夹片被制有一个弯曲部以使得导电夹片204能延伸到基板206第一表面206a上方。基板206被布置在引线构架202上，以使得霍耳效应元件208靠近导电体部分204a。在图示的实施方式中，基板206采用了使第一表面206a面向上方的常规安装定向形式。基板206的第一表面206a上具有一些焊接结合区212a-212c，接合线210a-210c被联接到这些结合区上。接合线210a-210c还与引线202e、202f、202h进行联接。设置绝缘体214，以将基板206与导电夹片204隔开。绝缘体214可以与图1所示的绝缘体24相同或类似。
采用这样的设计形式，霍耳效应元件208被布置在导电体部分204a的附近，导电体部分204a延伸到基板206第一表面206a的上方。霍耳效应元件208相对于导电体部分204a处于预定的位置上，这样就使得沿箭头216所指方向流经导电体部分204a的电流所产生的磁场处于一个方向上，该方向与霍耳效应元件208的最大响应轴线基本上对准。霍耳效应元件208的最大响应轴线与z轴224对准。在图示的实施方式中，霍耳效应元件208被布置成紧邻着导电体部分204a的一侧(即在y轴222方向上略有偏移)，如图所示，在该位置上，磁场所指的方向基本上是沿着z轴224。但是，其最大响应轴线对这准其它方向的霍耳效应元件或其它类型的磁场传感器—例如磁阻元件可相对于导电体部分204a布置在其它位置上，例如可大体上从上方或下方正对着导电体部分204a(沿z轴224方向进行定位)。
在工作过程中，电流流入到并联的引线202c、202d中，并流经导电夹片204和导电体部分204a，然后从并联着的引线202a、202b流出。流经导电体部分204a的电流产生出一个磁场，该磁场由霍耳效应元件208进行检测。霍耳效应元件208产生出一个输出电压，该电压与磁场成比例，因而也与流经导电体部分204a的电流成比例。如上所述，霍耳效应元件208非常接近于导电体部分204a，并相对于导电体部分204a处于预定的位置上，在该位置上，电流所产生的磁场与霍耳效应元件208的最大响应轴线基本上对准。这一位置使得霍耳效应元件208可输出更高的电压，因而可提高灵敏度。
尽管在图中在基板206的第二表面206b上只显示了一个霍耳效应元件208，但不难理解该发明也可使用多个霍耳效应。具体来讲，某一实施方式可与图3所示的电流传感器70类似，而具有两个霍耳效应元件，还可与图5所示的电流传感器120类似而具有四个霍耳效应元件。另外，还可设置其它的电路—例如放大器，其可被扩散到基板206的第一和/或第二表面206a、206b中，或者也可被联接到第一和/或第二表面206a、206b上。
应当能理解导电夹片204可按照多种方式、用多种材料制成。在一种特定的实施方式中，导电夹片204例如是用铜片冲压而成的。在另一实施方式中，导电夹片204是用箔片—例如铜箔制成的。在又一种实施方式中，导电夹片204是用蚀刻工艺制成的。导电夹片204的设置允许基板206采用通常的安装定位形式，同时使得导电体部分204a非常靠近霍耳效应元件208。
导电夹片204被设置成这样其厚度是根据要流经导电夹片204的电流量而选定的。因而，如果需要一种适于检测较大电流的电流传感器，则导电夹片可厚一些，反之，如果希望获得一种适于检测较小电流的电流传感器，则导电夹片204可相对薄一些，如果需要一种适于检测较高电流的电流传感器，则可将多个导电夹片204相互接触地堆叠起来，以达到很大的有效厚度，该厚度将大于任何导电夹片204的厚度，因而能载送更大的电流。
在图7所示的实施方式中，霍耳效应元件208与导电体部分204a之间的相互接近是通过将霍耳效应元件208布置在基板第一表面206a上而实现的，其中，第一表面206a所处位置比第二表面206b更靠近导电体部分204a。在其它的实施方式中，相互接近这一有利特征是通过将霍耳效应元件208设置在基板第二表面206b上、并将导电体部分204a制成与第二表面206a基本上对正而实现的。
下面参见图8，图中与图7所示元件相同的器件由相同的标号指代，图中表示了导电夹片204在被联接到引线202a-202d上之间的状态。导电夹片204包括导电体部分204a、过渡部分204b、弯曲部分204c、以及结合区204d。结合区204d包括两个部分204e、204f，它们与引线202a-202d进行联接。可以使过渡区域204b相对于导电体部分204a升高，以避免与基板206相接触。
尽管在上文中是霍耳效应元件被表示和描述为与本发明实施方式相关，但可以认识到也可使用其它类型的磁场传感器。例如，可用磁阻传感器来取代霍耳效应元件。但是，普通磁阻元件的最大响应轴线与普通霍耳效应元件的最大响应轴线是垂直的。本领域技术人员按照本发明的实施方式，能理解如何相对于导电体部分来布置一个或多个磁阻元件，以实现与采用霍耳效应元件的所述实施方式相同的效果。
下面参见图9，图中所示引线构架250的形状与图3中引线构架72、以及图6中引线构架152的形状类似。引线构架250具有多个减薄部分252a-252n，这些部分比引线构架250上其它部分薄。可利用多种工艺来形成较薄的部分，这些工艺包括(但不限于)化学蚀刻和冲压法。
导电体部分254具有表面254a，其厚度t1可以与减薄部分252b-252n的厚度相同或类似。引线构架上其余部分的厚度为t2。在一种特定的实施方式中，电流载送部分254的厚度t1与其它减薄部分252b-252n的厚度相等，且厚度t1约为厚度t2的一半。在一种实施方式中，导电体部分254的横截面大体上是矩形，其厚度为t1。
可以认识到在导电体部分254中有电流流过的情况下，对于相同的电流，在厚度例如小于图3所示导电体部分74厚度的导电体部分254上，表面254a附近的电流密度将大于图3所示导电体部分74中的电流密度。换言之，相比于导电体部分厚度较大的情况，电流被压缩向表面254a的程度更大。结果就是，在表面254a附近，由电流产生的磁场具有更高的磁通密度。
因而，如果用引线构架250取代图3所示的引线构架72，霍耳效应元件78a、78b就处于更大的磁场中，从而使得电流传感器的灵敏度更高。
其它的减薄部分252b-252n带来了其它的优点。例如，当引线构架250被浇铸在塑料包围体中时，其它的减薄部分252b-252n趋于将引线构架250更为刚性地锁定在浇铸体中。
厚度t1是根据多个因素而选定的，这些因素包括(但不限于)要流经导电体部分254的最大电流。
可以理解除了图3所示的实施方式之外，该减薄部分可被应用在上述所有实施方式的引线构架上，以便于实现相同的优点。
下面参见图9A，图中表示了一种备选的导电体部分270，其适于取代图9所示的导电体部分254，从沿图9中的9A-9A线所作的剖面图可看出，该导电体部分的横截面为T形。T形截面具有表面270a、第一厚度t3、以及第二厚度t4。厚度t3可与图9中的厚度t1相同或类似，厚度t4可与图9中的厚度t2相同或类似。在一种特定的实施方式中，厚度t3约为厚度t4的一半。
出于与上文针对图9所描述原因基本上相同的原因，在表面270a处的、响应于流经导电体部分270的电流所产生的磁场要强于如果导电体部分270为均匀厚度t4的情况。
尽管在上文的描述中，导电体部分254(图9)和导电体部分270的横截面为矩形或T形，但可以理解，也可设置其它的横截面形状，以实现上述的优点。
上文描述了本发明的优选实施方式，本领域普通技术人员能明显地意识到包含了这些实施方式的理念的其它实施方式也是可行的。因而，其它的实施方式不应受限于已公开的实施方式，而是仅由后附权利要求的核心思想和范围来进行限定。文中所引用的所有参考文献的全部内容都被结合到文中作为背景。
权利要求
1.一种集成电路，其包括引线构架，具有多条引线；导电体部分，包括多条引线中的至少两条的联接体；基板，具有靠近所述导电体部分的第一表面和远离所述导电体部分的第二表面；以及一个和多个磁场换能器，它们被布置在所述基板的第一表面上。
2.根据权利要求1所述的集成电路，其特征在于所述基板被布置成使得所述基板的第一表面位于所述导电体部分的上方、第二表面位于第一表面的上方。
3.根据权利要求1所述的集成电路，其特征在于所述基板被布置成使得所述基板的第一表面位于所述导电体部分的下方、第二表面位于第一表面的下方。
4.根据权利要求1所述的集成电路，其特征在于所述导电体部分还包括导电夹片，其与多条引线的所述至少两条相联接。
5.根据权利要求4所述的集成电路，其特征在于所述基板被布置成使得所述基板的第一表面位于所述导电夹片的上方、第二表面位于第一表面的上方。
6.根据权利要求4所述的集成电路，其特征在于所述基板被布置成使得所述基板的第一表面位于所述导电夹片的下方、第二表面位于第一表面的下方。
7.根据权利要求4所述的集成电路，其特征在于导电夹片的厚度是根据流经导电夹片的电流选择的。
8.根据权利要求1所述的集成电路，其特征在于所述基板具有至少一个结合区，其通过接合线与多条引线中的对应引线进行联接。
9.根据权利要求1所述的集成电路，其特征在于所述基板与被联接到多条引线中对应引线的以下结构中选出的其中一种相联合焊球、金质隆凸、低熔和高量铅焊隆凸、非铅焊隆凸、金质焊柱隆凸、聚合物导电隆凸、各向异性导电膏、以及导电薄膜。
10.根据权利要求1所述的集成电路，其特征在于导电体部分具有导电体部分轴线，且所述一个或多个磁场换能器中的至少两个换能器被布置在导电体部分轴线的相反两侧。
11.根据权利要求1所述的集成电路，其特征在于所述一个或多个磁场换能器中的所述至少两个换能器被相对彼此转动，以提供预定电压输出极性。
12.根据权利要求1所述的集成电路，其特征在于所述导电体部分的至少一个部分为T形截面。
13.根据权利要求1所述的集成电路，其特征在于所述导电体部分的至少一个部分为矩形截面，且该矩形的最小尺寸小于所述引线构架的厚度。
14.根据权利要求1所述的集成电路，其特征在于还包括至少一个放大器，其被布置在所述基板上。
15.根据权利要求14所述的集成电路，其特征在于所述的至少一个放大器输出一个信号，该输出信号与由所述一个或多个磁场换能器中至少两个换能器所产生的信号之和成比例。
16.根据权利要求14所述的集成电路，其特征在于所述的至少一个放大器构成了求和结构，其与所述一个或多个磁场换能器中的四个换能器进行联接。
17.根据权利要求1所述的集成电路，其特征在于还包括磁通集中器，被布置成靠近所述的一个或多个磁场换能器。
18.根据权利要求1所述的集成电路，其特征在于还包括磁通集中层，其被布置成靠近所述基板的第二表面。
19.一种用于制造集成电路的方法，包括设置引线构架，其具有多条引线，其中的至少两条引线被联接到一起而形成导电体部分；以及对导电体部分进行蚀刻，以使导电体部分的横截面具有预定的形状。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于所述的预定形状包括T字形。
21.根据权利要求19所述的方法，其特征在于所述的预定形状包括矩形，该矩形的最小尺寸小于所述引线构架的厚度。
22.根据权利要求19所述的方法，其特征在于还包括在所述引线构架的附近安装一基板，基板具有靠近导电体部分的第一表面和远离导电体部分的相反的第二表面，其中，一个或多个磁场换能器被布置在基板的第一表面上。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于所述的预定形状包括T字形。
24.根据权利要求22所述的方法，其特征在于所述的预定形状包括矩形，该矩形的最小尺寸小于所述引线构架的厚度。
全文摘要
一种集成电路型电流传感器，其包括引线构架，其具有至少两条引线，它们被进行联接，以形成导电体部分；以及基板，其具有第一表面，在该表面上布置了一个或多个磁场换能器，且第一表面靠近导电体部分，基板还具有第二表面，其远离所述的导电体部分。在一种特定的实施方式中，基板被布置成这样使基板的第一表面位于导电体部分的上方，且基板的第二表面位于第一表面的上方。在该特定实施方式中，基板在集成电路中的定向状态相对于现有的定向形式是颠倒的。采用这样的布置形式，电流传感器就被设置成其一个或多个磁场换能器非常靠近导电体部分，由此可提高电流传感器的灵敏度。
文档编号H02G3/08GK1842711SQ200480024296
公开日2006年10月4日 申请日期2004年3月29日 优先权日2003年8月26日
发明者迈克尔·杜格, 理查德·迪金森, 杰伊·加尼翁 申请人:阿莱戈微系统公司