[go: up one dir, main page]

JP7062935B2 - Current sensor, current sensor manufacturing method and semiconductor device - Google Patents

Current sensor, current sensor manufacturing method and semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
JP7062935B2
JP7062935B2 JP2017239391A JP2017239391A JP7062935B2 JP 7062935 B2 JP7062935 B2 JP 7062935B2 JP 2017239391 A JP2017239391 A JP 2017239391A JP 2017239391 A JP2017239391 A JP 2017239391A JP 7062935 B2 JP7062935 B2 JP 7062935B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic
conversion elements
sensor
current
measurement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017239391A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019105583A (en
Inventor
隆洋 田岡
義弘 西山
英明 川▲崎▼
玄之 能川
章 平尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP2017239391A priority Critical patent/JP7062935B2/en
Publication of JP2019105583A publication Critical patent/JP2019105583A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7062935B2 publication Critical patent/JP7062935B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)

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。 The present invention relates to a semiconductor device, particularly a current sensor used in a power semiconductor module, a method for manufacturing the same, and a semiconductor device including the current sensor.

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。 In Patent Document 1, a substrate on which a semiconductor element is mounted, an external terminal fixed to a surface on the substrate on which the semiconductor element is mounted, and an external terminal fixed to the surface on the substrate on which the semiconductor element is mounted are provided so as to face each other. A wiring pattern electrically connected to the main electrode of a semiconductor element, a first printed circuit board having a first through hole into which the external terminal is inserted, and a surface of the first printed circuit board on which the wiring pattern is provided face each other. A second printed circuit board having a magnetic sensor mounted on a surface facing the wiring pattern and a second through hole into which the external terminal is inserted, and the first printed circuit board and the second printed circuit board. A semiconductor device (power semiconductor module) including a support provided between the first printed circuit boards and a support for maintaining the space between the first printed circuit board and the second printed circuit board at regular intervals is described. In such a semiconductor device, an overcurrent can be detected and a soft shutdown can be performed at high speed.

特開2017-168721号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-168721

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。 In the semiconductor device according to Patent Document 1, the current is generated by two magnetic sensors (first sensor 20A and second sensor 20B) having a circuit system shown by an equivalent circuit shown in FIG. 2 and each having a full bridge circuit. The current Id flowing through the path 16b 0 is detected. Since these two magnetic sensors (first sensor 20A and second sensor 20B) have improved noise immunity by decoupling, the control system configured to protect the operation in the event of overcurrent erroneously controls the operation. The risk of soft shutdown of semiconductor devices is appropriately suppressed.

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。 The present invention is a current sensor that can be installed in a semiconductor device or the like in order to realize operation protection at the time of overcurrent as described above, and is a current sensor capable of stably measuring current changes such as overcurrent. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device including the manufacturing method thereof and the current sensor.

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。 The current sensor according to one aspect of the present invention provided to solve the above problems is a first sensor having a plurality of measurement magnetic-electric conversion elements and having a bridge circuit, and a bridge having a plurality of decoupling magnetic-electric conversion elements. A second sensor having a circuit is provided, and the plurality of measurement magnetic-electric conversion elements and the plurality of decoupling magnetic-electric conversion elements are all arranged in a direction along the first direction, which is the current flow direction of the current path. Each of the plurality of measurement magnetic / electrical conversion elements is arranged so as to be adjacent to the corresponding decoupling magnetic / electrical conversion element in the bridge circuit along the first direction.

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。 The plurality of measurement magnetic-electric conversion elements and the plurality of decoupling magnetic-electric conversion elements are all arranged side by side in the direction along the first direction, and the corresponding measurement magnetic-electric conversion element and the decoupling magnetic-electric conversion element are arranged in the bridge circuit. Since they are arranged so as to be adjacent to each other, the measurement magnetic-electric conversion element and the decoupling magnetic-electric conversion element are arranged alternately (every other) in the first direction. The induced magnetic field of the current flowing through the current path is applied to the first sensor and the second sensor, but since the two sensors are arranged as described above, the applied states of the induced magnetic fields in the two sensors are equal to each other. The output signal of the current sensor obtained by the difference between the output signal of the first sensor and the output signal of the second sensor is less likely to contain a noise component. From the viewpoint of improving the detection accuracy, the bridge circuit is preferably a full bridge circuit. In this case, the first sensor is provided with four measurement magnetic and electrical conversion elements, and the second sensor is equipped with four decoupling magnetic and electrical conversion elements. Equipped with an element.

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。 In the above current sensor, the first wiring that connects the plurality of measurement magnetic / electrical conversion elements of the first sensor to form the bridge circuit and the plurality of decoupling magnetic / electrical conversion elements of the second sensor are connected. When the second wiring constituting the bridge circuit has a portion symmetrically arranged with the line along the first direction interposed therebetween, the electromagnetic noise received by the first wiring and the second wiring are generated. It tends to be equal to the received electromagnetic noise, and it is difficult for the output signal of the current sensor to include a noise signal.

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。 In the above current sensor, a shield that attenuates the strength of the induced magnetic field of the current in the current path may be arranged between the first sensor and the second sensor and the current path. In this case, it is preferable that the first wiring and the second wiring have a portion having a narrower line width than a portion located in the region facing the shield other than the region facing the shield. By providing such a configuration, it is possible to reduce the parasitic capacitance generated between the shield and the wiring (first wiring, second wiring).

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。 When the shield is arranged, the wiring for applying the drive voltage of the measurement magnetic / electrical conversion element in the first wiring may include a portion located outside the region facing the shield. ..

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。 As another aspect of the present invention, the present invention comprises a first sensor having a plurality of magnetic and electrical conversion elements for measurement and having a bridge circuit, and a second sensor having a plurality of decoupling magnetic and electrical conversion elements and having a bridge circuit. Provide a manufacturing method. In such a manufacturing method, the plurality of measurement magnetic-electric conversion elements and the plurality of decoupling magnetic-electric conversion elements are all arranged side by side in a direction along a first direction which is a current flow direction of the current path, and the plurality of said. Each of the measurement magnetic-electric conversion elements of the above is arranged so as to be adjacent to the corresponding decoupling magnetic-electric conversion element in the bridge circuit along the first direction, and the plurality of measurement magnetic-electric conversion elements and the plurality of The decoupling magnetic-electric conversion element is manufactured by the same manufacturing process, and the plurality of measurement magnetic-electric conversion elements and the plurality of decoupling magnetic-electric conversion elements are covered with the same resin package. In this way, by manufacturing the measurement magnetic-electric conversion element and the decoupling magnetic-electric conversion element by the same manufacturing process, the magnetic-electric conversion in the magnetic-electric conversion element (measurement magnetic-electric conversion element, decoupling magnetic-electric conversion element) included in the current sensor. There is less variation in characteristics. Therefore, the noise component included in the output signal of the first sensor can be appropriately removed by using the output signal of the second sensor.

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。 The present invention, as another aspect, is a semiconductor device including the above-mentioned current sensor.

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。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a current sensor capable of stably measuring a current change such as an overcurrent, a method for manufacturing the same, and a semiconductor device including the current sensor are provided.

本発明の一実施形態に係る電流センサの回路図である。It is a circuit diagram of the current sensor which concerns on one Embodiment of this invention. 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。It is an equivalent circuit of the circuit system of the semiconductor device which is an example of the device provided with the current sensor which concerns on one Embodiment of this invention. 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。It is a figure which shows the relationship between the element unit part of the current sensor which concerns on one Embodiment of this invention, and a current path. 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。It is a graph which shows the measurement result by the current sensor which concerns on one Embodiment of this invention. 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。It is a graph which shows the measurement result by the current sensor which concerns on patent document 1. FIG.

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。 Hereinafter, the current sensor according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram of a current sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an equivalent circuit of a circuit system of a semiconductor device, which is an example of a device including a current sensor according to an embodiment of the present invention.

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。 As shown in FIG. 1, the current sensor 10 according to the present embodiment has an element unit unit 20 including two sensors (first sensor 20A and second sensor 20B) each having a full bridge circuit, and an element unit unit 20. Differential amplifiers (first differential amplifier 21A, second differential amplifier 21B) that input the output signal from each full bridge circuit of the above, and these differential amplifiers (first differential amplifier 21A, second differential amplifier 21A, second differential amplifier). A third differential amplifier 23 that receives an output signal from the amplifier 21B) as an input is provided.

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。 The element unit unit 20 includes a first sensor 20A and a second sensor 20B. In the first sensor 20A, a half bridge in which two measurement magnetic and electrical conversion elements 22Aa and 22Ab are connected in series and a half bridge in which two measurement magnetic and electrical conversion elements 22Ac and 22Ad are connected in series are input. It is connected in parallel between the terminal VddA and the ground terminal GND. The four measuring magnetoelectric conversion elements 22Aa to 22Ad are composed of a magnetoresistive effect element having a meander structure. The four measurement magnetic-electric conversion elements 22Aa to 22Ad have the same direction of the sensitivity axis (the sensitivity axis is indicated on each element by a white arrow in FIG. 3), but the measurement magnetic-electric conversion element 22Aa and the measurement magnetic-electric conversion In the element 22Ac, the direction of the sensitivity axis is also the same, whereas in the measurement magnetic-electric conversion element 22Ab and the measurement magnetic-electric conversion element 22Ad, the sensitivity axis is opposite to that of the measurement magnetic-electric conversion element 22Aa (see FIG. 3). Therefore, by inputting the intermediate potential VA1 of the two measurement magnetic and electrical conversion elements 22Aa and 22Ab and the intermediate potential VA2 of the two measurement magnetic and electrical conversion elements 22Ac and 22Ad into the first differential amplifier 21A, the first sensor 20A can be used. The output signal can be obtained from the first differential amplifier 21A.

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。 The signal output from the first differential amplifier 21A includes not only the signal showing the measurement result by the four measurement magnetic and electrical conversion elements 22Aa, 22Ab, 22Ac, and 22Ad included in the first sensor 20A, but also noise such as environmental noise. The signal is also included. Therefore, the current sensor 10 according to the embodiment of the present invention includes the second sensor 20B so that noise can be removed. In the second sensor 20B, a half bridge in which two decoupling magnetic / electric conversion elements 22Ba and 22Bb are connected in series and a half bridge in which two decoupling magnetic / electric conversion elements 22Bc and 22Bd are connected in series are input. It is connected in parallel between the terminal VddB and the ground terminal GND. Here, the four measurement magnetic / electrical conversion elements 22Aa, 22Ab, 22Ac, 22Ad included in the first sensor 20A and the four decoupling magnetic / electrical conversion elements 22Ba, 22Bb, 22Bc, 22Bd included in the second sensor 20B are the same. It is preferably manufactured by a manufacturing process. Two magnetic and electrical conversion elements (specifically, a measurement magnetic and electrical conversion element 22Aa and a decoupling magnetic and electrical conversion element 22Ba, a measurement magnetic and electrical conversion element 22Ab and a decoupling magnetic and electrical conversion element 22Bb) corresponding to the first sensor 20A and the second sensor 20B. , The measuring magnetic electric conversion element 22Ac and the decoupling magnetic electric conversion element 22Bc, and the measuring magnetic electric conversion element 22Ad and the decoupling magnetic electric conversion element 22Bd) are manufactured by the same process, so that the magnetic and electric conversion characteristics of these elements can be made uniform. It is possible to remove noise more appropriately. Since the two corresponding magnetic / electric conversion elements in the first sensor 20A and the second sensor 20B are manufactured by the same process, the directions of the sensitivity axes of these two magnetic / electric conversion elements are the same.

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。 A voltage such as 5V is input to the input terminal VddA of the first sensor 20A as a drive voltage, but no drive voltage is applied to the input terminal VddB of the second sensor 20B. Therefore, by inputting the intermediate potential VB1 of the two decoupling magnetic and electrical conversion elements 22Ba and 22Bb and the intermediate potential VB2 of the two decoupling magnetic and electrical conversion elements 22Bc and 22Bd in the second sensor 20B to the second differential amplifier 21B, A signal substantially equal to the noise signal included in the first differential amplifier 21A can be obtained as an output signal of the second differential amplifier 21B.

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。 Therefore, by using the output signal of the first differential amplifier 21A and the output signal of the second differential amplifier 21B as the inputs of the third differential amplifier 23, only the signal indicating the measurement result of the first sensor 20A is the third difference. It can be obtained as the output of the dynamic amplifier 23.

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の電流値の測定や、電流路16bに過電流が流れたことの検知が可能となる。 As shown in FIG. 2, the element unit unit 20 is arranged, for example, in the vicinity of the current path 16b 0 of the semiconductor device 100. The semiconductor device 100 of this embodiment is composed of a circuit including a semiconductor element, an input / output terminal, and a control terminal. The semiconductor element includes a switching element, and for example, a metal oxide semiconductor field effect transistor (PWM), an insulated gate bipolar transistor (IGBT), or the like can be adopted. Further, the semiconductor element may include a switching element and a diode element. Diodes can be connected to the switching element in antiparallel. When the semiconductor element is a MOSFET, the input / output terminals are the drain terminal and the source terminal, and the control terminal is the gate terminal. The voltage applied to the gate terminal controls the current Id flowing from the high potential drain terminal to the low potential source terminal. When the induced magnetic field of the current Id flowing through the current path 16b 0 is applied to the magnetic and electric conversion elements (measurement magnetic and electric conversion elements 22Aa to 22Ad, decoupling magnetic and electric conversion elements 22Ba to 22Bd) of the element unit unit 20, the magnetic field strength is measured. By doing so, the current sensor 10 can measure the current value of the current path 16b 0 and detect that an overcurrent has flowed in the current path 16b 0 .

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。 Hereinafter, the structure of the element unit unit will be described in detail with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the element unit portion of the current sensor and the current path according to the embodiment of the present invention.

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。 As described above, the element unit unit 20 includes a first sensor 20A having a bridge circuit including a plurality of measurement magnetic-electric conversion elements (specifically, four measurement magnetic-electric conversion elements 22Aa to 22Ad), and a plurality of decups. It includes a second sensor 20B having a ring magnetic / electrical conversion element (specifically, four decoupling magnetic / electrical conversion elements 22Ba to 22Bd) and a bridge circuit. Each of the plurality of measurement magnetic / electrical conversion elements 22Aa to 22Ad and the plurality of decoupling magnetic / electrical conversion elements 22Ba to 22Bd is the first direction D1 (Y1-Y2 in FIG. 3) which is the flow direction of the current Id in the current path 16b 0 . It is arranged side by side in the direction along the direction). Further, each of the plurality of measurement magnetic / electrical conversion elements 22Aa to 22Ad is arranged so as to be adjacent to the corresponding decoupling magnetic / electrical conversion elements 22Ba to 22Bd in the bridge circuit along the first direction D1 (Y1-Y2 direction). To.

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。 Therefore, the plurality of measurement magnetic / electrical conversion elements 22Aa to 22Ad and the plurality of decoupling magnetic / electrical conversion elements 22Ba to 22Bd are alternately arranged along the first direction D1 (Y1-Y2 direction). Specifically, as shown in FIG. 3, from the Y1 side in the Y1-Y2 direction, the decoupling magnetic-electric conversion element 22Ba, the measurement magnetic-electric conversion element 22Aa, the decoupling magnetic-electric conversion element 22Bb, the measurement magnetic-electric conversion element 22Ab, and the decup. The ring magnetic-electric conversion element 22Bc, the measurement magnetic-electric conversion element 22Ac, the decoupling magnetic-electric conversion element 22Bd, and the measurement magnetic-electric conversion element 22Ad are arranged along the first direction D1 (Y1-Y2 direction) in this order.

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。 By being arranged in this way, the induced magnetic field of the current Id flowing through the current path 16b0 applied to each of the measurement magnetic and electrical conversion elements 22Aa to 22Ad constituting the bridge circuit of the first sensor 20A and the corresponding induced magnetic field thereof. Since the difference from the induced magnetic field of the current Id flowing through the current path 16b 0 applied to the decoupling magnetic / electrical conversion elements 22Ba to 22Bd of the second sensor 20B is small, the output value from the second sensor 20B is the first sensor 20A. The value is close to the output value when no voltage is applied to the input terminal VddA of. Therefore, the output of the third differential amplifier 23 having the output from the first differential amplifier 21A and the output of the second differential amplifier 21B as inputs is brought closer to the true signal indicating the measurement result in the first sensor 20A. Will be realized.

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。 The first wiring EL1 that connects the measurement magnetic and electric conversion elements 22Aa to 22Ad of the first sensor 20A to form a bridge circuit and the decoupling magnetic and electric conversion elements 22Ba to 22Bd of the second sensor 20B are connected to form a bridge circuit. The second wiring EL2 has a portion symmetrically arranged with a line Lc (indicated by a two-dot chain line in FIG. 3) along the first direction D1 (Y1-Y2 direction). Specifically, the second wiring EL2 of the second sensor 20B is moved to the Y2-Y2 direction Y2 side to the extent that it overlaps with the measurement magnetic-electric conversion elements 22Aa to 22Ad corresponding to each of the decoupling magnetic-electric conversion elements 22Ba to 22Bd. After that, it is formed so as to overlap with the first wiring EL1 of the first sensor 20A by rotating 180 degrees with the line Lc along the first direction D1 (Y1-Y2 direction) as the center line.

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。 Since the first wiring EL1 and the second wiring EL2 are formed with high symmetry in this way, the noise picked up by the first wiring EL1 and the noise picked up by the second wiring EL2 tend to be equal to each other. Therefore, in the difference between the first wiring EL1 and the second wiring EL2, which are the output signals of the third differential amplifier 23, the noise component included in the output signal of the first differential amplifier 21A is likely to be efficiently removed.

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。 From the viewpoint of simplifying the configuration of the first wiring EL1 of the first sensor 20A, the electrode portion EPA1 for the input terminal VddA connected to the measurement magnetic / electric conversion element 22Aa, the measurement magnetic / electric conversion element 22Aa, and the measurement magnetic / electric conversion element. Electrode part EPA2 for intermediate potential VA1 with 22Ab, electrode part EPA3 for ground terminal GND connected to magnetic and electric conversion element 22Ab for measurement and magnetic and electric conversion element 22Ac for measurement, and magnetic and electric conversion element 22Ac for measurement and measurement. The electrode portion EPA4 for the intermediate potential VA2 with the magnetic electric conversion element 22Ad is arranged along the first direction D1 (Y1-Y2 direction). The electrode portions (electrode portions EPB1 to EPB4) corresponding to these electrode portions (electrode portions EPA1 to EPA4) in the second wiring EL2 of the second sensor 20B are also the same as the electrode portions EPA1 to EPA4 in the first direction D1 (Y1). -It is arranged along the Y2 direction).

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との間に位置するように、電流路16b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。 In the element unit unit 20 shown in FIG. 3, the strength of the induced magnetic field of the current Id of the current path 16b 0 is attenuated so as to be located between the first sensor 20A and the second sensor 20B and the current path 16b 0 . A shield (magnetic shield) 24 is arranged. In FIG. 3, since the shield 24 is arranged on the surface of the substrate SB on which the first sensor 20A and the second sensor 20B are arranged, which is opposite to the surface on which these sensors are arranged, the shield 24 is a broken line. Indicated by. The shield 24 is substantially rectangular, has a long axis in the direction along the flow direction of the current Id of the current path 16b 0 (first direction D1 (Y1-Y2 direction)), and has a major axis of the current Id of the current path 16b 0 . It has a minor axis in the direction along the application direction (X1-X2 direction) of the induced magnetic field. By arranging the shield 24 in this way, residual magnetization in the direction along the application direction (X1-X2 direction) of the induced magnetic field is less likely to occur in the shield 24 due to the shape magnetic anisotropy, which is preferable.

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。 However, since parasitic capacitance may occur between the shield 24 and the wiring (first wiring EL1, second wiring EL2), the first wiring EL1 and the second wiring EL2 are in the region facing the shield 24. It is preferable to have a portion (narrow portion) ELN whose line width is narrower than that of a portion located outside the region facing the shield 24. In FIG. 3, such a narrow portion ELN is a portion between the measurement magnetic and electric conversion elements 22Aa to 22Ad and the electrode portions EPA1 to EPA4, and between the decoupling magnetic and electric conversion elements 22Ba to 22Bd and the electrode portions EPB1 to EPB4. Located in the part.

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。 A relatively high voltage such as 5V is applied to the portion (wide portion) ELW to which the driving voltage of the measurement magnetic / electrical conversion elements 22Aa to 22Ad is applied in the first wiring EL1. Therefore, the wide portion ELW can be set to have a wide wiring width by including a portion located outside the region facing the shield 24. When the wiring width of the wide portion ELW of the first wiring EL1 is relatively wide as described above, the second wiring EL2 corresponds to the case where the wiring width of the first wiring EL1 and the second wiring EL2 is ensured to be high. It is preferable to widen the wiring width of the portion.

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。 The method for manufacturing the current sensor 10 according to the embodiment of the present invention is not limited. As described above, it is preferable that the measuring magnetic-electric conversion elements 22Aa to 22Ad and the decoupling magnetic-electric conversion elements 22Ba to 22Bd are manufactured by the same manufacturing process. Further, from the viewpoint of facilitating uniform distortion applied to the magnetic / electric conversion element, it is preferable that the measurement magnetic / electric conversion elements 22Aa to 22Ad and the decoupling magnetic / electric conversion elements 22Ba to 22Bd are covered with the same resin package. .. Here, the material constituting the resin package may contain a component other than the resin, and inorganic particles such as silica are exemplified as such a component.

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。 Although the present invention has been described with reference to the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be improved or modified within the scope of the purpose of improvement or the idea of the present invention. In the above description, the magnetoelectric conversion element is a magnetoresistive effect element, but the present invention is not limited to this, and another magnetic / electric conversion element such as a Hall element may be used.

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。 Hereinafter, the measurement results of the current sensor according to the embodiment of the present invention will be shown, and the effects of the present invention will be described in more detail.

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)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)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。 A current sensor 10 including the element unit unit 20 having the structure shown in FIG. 3 is manufactured, and the element unit unit 20 is used for four measurements in the flow direction (first direction D1) of the current Id of the bus bar (current path 16b 0 ). The magnetic-electric conversion elements 22Aa to 22Ad were arranged so as to be aligned with each other, and a predetermined current Id was passed through the bus bar (current path 16b 0 ). The output of the first differential amplifier 21A, the output of the second differential amplifier 21B, and the output of the third differential amplifier 23 after the current Id was started to flow were measured. The measurement results and the theoretical values of the output of the third differential amplifier 23 are shown in Table 1 and FIG.

Figure 0007062935000001
Figure 0007062935000001

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。 As shown in Table 1 and FIG. 4, a periodic signal derived from noise was superimposed on the output signal of the first differential amplifier 21A and the output signal of the second differential amplifier 21B. This periodic noise was appropriately removed from the output signal of the differential amplifier 23, and an output equal to the theoretical value was obtained several μS (microseconds) after the current Id was started to flow.

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。 On the other hand, as shown in FIG. 6 of Patent Document 1, a current sensor in which two sensors (corresponding to the first sensor 20A and the second sensor 20B in the present invention) are arranged in a separated state is used. Similar measurements were made. The results are shown in Table 2 and FIG.

Figure 0007062935000002
Figure 0007062935000002

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。 As shown in Table 2 and FIG. 5, the phase of the periodic noise included in the output signal of the first differential amplifier 21A and the phase of the periodic noise included in the output signal of the second differential amplifier 21B are out of phase. rice field. It is considered that this is because the positions of the two sensors included in the current sensor are separated from each other. When there is such a phase shift, even if the difference between the output signal of the first differential amplifier 21A and the output signal of the second differential amplifier 21B is obtained by the third differential amplifier 23, the third differential amplifier Periodic noise could not be completely removed from the output signal of 23, and a deviation from the theoretical value was observed.

10 :電流センサ
16b :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
10: Current sensor 16b 0 : Current path 20: Element unit unit 20A: First sensor 20B: Second sensor 21A: First differential amplifier 21B: Second differential amplifier 22Aa: Measurement magnetic electric conversion element 22Ab: Measurement magnetic electric Conversion element 22Ac: Measurement magnetic electric conversion element 22Ad: Measurement magnetic electric conversion element 22Ba: Decoupling magnetic electric conversion element 22Bb: Decoupling magnetic electric conversion element 22Bc: Decoupling magnetic electric conversion element 22Bd: Decoupling magnetic electric conversion element 23: Third differential Amplifier 24: Shield 100: Semiconductor device D1: First direction EL1: First wiring EL2: Second wiring ELN: Narrow part ELW: Wide part EPA1: Electrode part EPA2: Electrode part EPA3: Electrode part EPA4: Electrode part EPB1: Electrode part EPB2: Electrode part EPB3: Electrode part EPB4: Electrode part GND: Ground terminal Id: Current SB: Substrate VA1: Intermediate potential VA2: Intermediate potential VB1: Intermediate potential VB2: Intermediate potential VddA: Input terminal VddB: Input terminal

Claims (6)

複数の測定用磁電変換素子を備え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。
A first sensor that has a bridge circuit equipped with a plurality of magnetic and electrical conversion elements for measurement, and a drive voltage is applied to the bridge circuit during use .
It has a bridge circuit with a plurality of reference magnetic and electrical conversion elements, and has a second sensor to which a drive voltage is not applied to the bridge circuit during use .
It is a current sensor whose measurement target is the current path, which is the path of the current flowing from the high-potential terminal to the low-potential terminal of the semiconductor device .
The plurality of magnetic and electric conversion elements for measurement and the plurality of reference magnetic and electric conversion elements are all arranged side by side in a direction along a first direction which is a current flow direction of the current path at the time of use .
A current sensor, wherein each of the plurality of measurement magnetic / electrical conversion elements is arranged adjacent to the reference magnetic / electrical conversion element corresponding to the bridge circuit along the first direction.
前記第1センサの前記複数の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。 The bridge circuit by connecting the first wiring for connecting the plurality of measurement magnetic / electrical conversion elements of the first sensor to form the bridge circuit and the plurality of reference magnetic / electrical conversion elements of the second sensor. The current sensor according to claim 1, wherein the second wiring constituting the above-mentioned one has a portion symmetrically arranged with a line along the first direction interposed therebetween. 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。
A shield for attenuating the strength of the induced magnetic field of the current in the current path is arranged between the first sensor and the second sensor and the current path.
The current sensor according to claim 2 , wherein the first wiring and the second wiring have a portion having a narrower line width than a portion located in a region facing the shield other than the region facing the shield.
前記第1配線における前記複数の測定用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。 The current sensor according to claim 3, wherein the portion of the first wiring for applying the drive voltage of the plurality of measurement magnetic / electrical conversion elements includes a portion located outside the region facing the shield. 複数の測定用磁電変換素子を備え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。
A first sensor that has a bridge circuit equipped with a plurality of magnetic and electrical conversion elements for measurement, and a drive voltage is applied to the bridge circuit during use .
It has a bridge circuit with a plurality of reference magnetic and electrical conversion elements, and has a second sensor to which a drive voltage is not applied to the bridge circuit during use .
It is a method of manufacturing a current sensor whose measurement target is a current path, which is a path of a current flowing from a high-potential terminal to a low-potential terminal of a semiconductor device .
The plurality of magnetic and electric conversion elements for measurement and the plurality of reference magnetic and electric conversion elements are all arranged side by side in a direction along a first direction which is a current flow direction of the current path at the time of use .
Each of the plurality of measurement magnetic / electrical conversion elements is arranged so as to be adjacent to the corresponding reference magnetic / electrical conversion element in the bridge circuit along the first direction.
The plurality of magnetic and electrical conversion elements for measurement and the plurality of reference magnetic and electrical conversion elements are manufactured by the same manufacturing process.
A method for manufacturing a current sensor, wherein the plurality of magnetic / electrical conversion elements for measurement and the plurality of reference magnetic / electrical conversion elements are covered with the same resin package.
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。 A semiconductor device comprising the current sensor according to any one of claims 1 to 4 and the current path , wherein the current sensor can measure a current flowing through the current path .
JP2017239391A 2017-12-14 2017-12-14 Current sensor, current sensor manufacturing method and semiconductor device Active JP7062935B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017239391A JP7062935B2 (en) 2017-12-14 2017-12-14 Current sensor, current sensor manufacturing method and semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017239391A JP7062935B2 (en) 2017-12-14 2017-12-14 Current sensor, current sensor manufacturing method and semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019105583A JP2019105583A (en) 2019-06-27
JP7062935B2 true JP7062935B2 (en) 2022-05-09

Family

ID=67061948

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017239391A Active JP7062935B2 (en) 2017-12-14 2017-12-14 Current sensor, current sensor manufacturing method and semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7062935B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022176523A1 (en) * 2021-02-16 2022-08-25 株式会社村田製作所 Sensor device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011501153A (en) 2007-10-22 2011-01-06 アレグロ・マイクロシステムズ・インコーポレーテッド Matching of GMR sensors at the bridge
JP2017168721A (en) 2016-03-17 2017-09-21 アルプス電気株式会社 Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62158306U (en) * 1986-03-31 1987-10-07
JP5556468B2 (en) * 2010-07-19 2014-07-23 株式会社デンソー Current sensor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011501153A (en) 2007-10-22 2011-01-06 アレグロ・マイクロシステムズ・インコーポレーテッド Matching of GMR sensors at the bridge
JP2017168721A (en) 2016-03-17 2017-09-21 アルプス電気株式会社 Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019105583A (en) 2019-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5866583B2 (en) Current sensor
CN110456289B (en) Magnetic field sensor device
JP2009047444A (en) Magnetic sensor and manufacturing method therefor
US11397225B2 (en) Current sensor, magnetic sensor and circuit
US11143719B2 (en) Magnetic sensor and current sensor
CN106164691A (en) Low skew and high sensitivity vertical Hall effect sensor
JPWO2014203862A1 (en) Current sensor
JP7062935B2 (en) Current sensor, current sensor manufacturing method and semiconductor device
JP6123687B2 (en) Magnetic sensor
US10325836B1 (en) Integrated circuit with connectivity error detection
US11662399B2 (en) Magnetic sensor
WO2015107948A1 (en) Magnetic sensor
WO2015107949A1 (en) Magnetic sensor
JP2012052912A (en) Current sensor
JP6671978B2 (en) Current sensor and current detection device
JP5504483B2 (en) Current sensor
JP6659350B2 (en) Sensor device and current sensor
US11047926B2 (en) Magnetic sensor
JP7097671B2 (en) IC magnetic sensor and lead frame used for it
JP2013205201A (en) Current sensor and current sensor package
JP4586543B2 (en) Magnetic detector
JP2015007551A (en) Magnetic sensor
JP2017083280A (en) Semiconductor device and magnetic sensor device
JP2006162421A (en) Sensor device for semiconductor physical quantities
JP2017106825A (en) Magnetic detection device

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20200323

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20200323

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201116

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20211027

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211109

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211210

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220322

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220404

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7062935

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250