特許第5827022号(P5827022)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5827022
(24)【登録日】2015年10月23日
(45)【発行日】2015年12月2日
(54)【発明の名称】電流センサおよび電流センサの製造方法
(51)【国際特許分類】
   G01R 15/20 20060101AFI20151112BHJP
【FI】
   G01R15/20 A
【請求項の数】6
【全頁数】14
(21)【出願番号】特願2011-65010(P2011-65010)
(22)【出願日】2011年3月23日
(65)【公開番号】特開2012-202720(P2012-202720A)
(43)【公開日】2012年10月22日
【審査請求日】2014年3月12日
(73)【特許権者】
【識別番号】303046277
【氏名又は名称】旭化成エレクトロニクス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100066980
【弁理士】
【氏名又は名称】森 哲也
(74)【代理人】
【識別番号】100109380
【弁理士】
【氏名又は名称】小西 恵
(74)【代理人】
【識別番号】100103850
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 健治
(72)【発明者】
【氏名】深澤 尚也
【審査官】 濱本 禎広
(56)【参考文献】
【文献】 特開2004−354254(JP,A)
【文献】 特開2007−171156(JP,A)
【文献】 特開2003−043074(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G01R 15/00−15/26
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
リードフレームに固着された磁気センサをトランスファー成形する工程と、
トランスファー成形された磁気センサと前記リードフレームのフレーム外枠の一部とを一体に射出成形してセンサパッケージを形成する工程と、
前記センサパッケージの中に、前記磁気センサと前記一次導体とを覆うように、磁性体コアを挿入する工程と、を備えていることを特徴とする電流センサの製造方法。
【請求項2】
前記センサパッケージを形成する工程では、射出形成により磁性体コア挿入用孔を形成し、
前記磁性体コアを挿入する工程では、前記磁性体コア挿入用孔から前記磁性体コアを挿入することを特徴とする請求項に記載の電流センサの製造方法。
【請求項3】
測定対象の電流が流れる一次導体と、
前記一次導体に流れる電流に応じた磁界を検出する磁気センサと、
前記磁気センサ及び前記一次導体を収容するセンサパッケージと、
断面が略U字状であり、前記磁気センサ及び前記一次導体を覆うように前記センサパッケージ中に配置される磁性体コアと、
を備え、
前記センサパッケージは、一端が開口されたパッケージ部と、前記パッケージ部の内部に形成されたセンサ保持部と、を有し、
前記センサ保持部の内部に、前記磁気センサと前記一次導体の一部とが配置され、
前記パッケージ部の断面において、前記パッケージ部の上面部及び下面部の厚みが前記パッケージ部の開口端からその反対側の端面側に近づくほど肉厚が厚くなるテーパ状に形成され、
前記磁性体コアは、前記パッケージ部と前記センサ保持部との間に配置されることを特徴とする電流センサ。
【請求項4】
前記パッケージ部の側面部の前記開口側の端部に、前記パッケージ部の開口端に近づくほど肉厚が薄くなるコア挿入用テーパ部が形成されていることを特徴とする請求項に記載の電流センサ。
【請求項5】
前記センサ保持部は、曲面の頂点となる部分には、幅方向両端部近傍にわたって溝が形成され、当該溝の幅方向中央部分には、当該溝の溝幅よりも直径の大きい円状に拡張された凹部が形成され、
前記凹部又は前記溝に注入された接着剤で、前記センサ保持部と前記磁性体コアが固定されることを特徴とする請求項又は請求項に記載の電流センサ。
【請求項6】
前記センサパッケージの長手方向の端面から前記磁気センサのリード端子が引き出され、
前記センサパッケージの側面を貫通して、板状の前記一次導体が設けられていることを特徴とする請求項から請求項のいずれか一項に記載の電流センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、被測定電流導体に流れる電流値を測定する電流センサ、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、導体に流れる電流を測定する電流センサとして、被測定電流導体の周囲に発生する磁界を検出方法が知られている。
すなわち、例えばリング状の磁気コアで囲まれるように、被測定電流が流れる一次導体を配置し、磁気コアに設けたギャップ部分に磁気センサを設け、被測定電流に比例した出力電圧を得ることによって、被測定電流の大きさを測定するようになっている。
【0003】
また、位置決め精度の向上を図るために、一次導体および検出素子搭載部、およびリードをリードフレームと一体に形成し、これらをケース内にパッケージするようにしたもの(例えば、特許文献1参照)、或いは、部品点数の削減を図るために、磁気コアとしての環状部とリードとを、リードフレームと一体に形成するようにしたもの(例えば、特許文献2参照)も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2004−117064号公報
【特許文献2】特開2009−271000号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記従来の電流センサにおいては、部品点数の削減を図ることはできるものの不十分であって、より製造工程を簡略化することができ且つ低コストで実現することの可能な電流センサが望まれていた。
そこで、この発明は、上記従来の未解決の問題に着目してなされたものであり、部品点数の削減を図るとともに、より製造工程を簡略化し且つ低コストで実現することの可能な電流センサおよび電流センサの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、本発明の請求項にかかる電流センサの製造方法は、リードフレームに固着された磁気センサをトランスファー成形する工程と、トランスファー成形された磁気センサと前記リードフレームのフレーム外枠の一部とを一体に射出成形してセンサパッケージを形成する工程と、前記センサパッケージの中に、前記磁気センサと前記一次導体とを覆うように、磁性体コアを挿入する工程と、を備えることを特徴としている。
前記センサパッケージを形成する工程では、射出形成により磁性体コア挿入用孔を形成し、前記磁性体コアを挿入する工程では、前記磁性体コア挿入用孔から前記磁性体コアを挿入するようになっていてよい。
また、本発明の請求項に係る電流センサは、測定対象の電流が流れる一次導体と、前記一次導体に流れる電流に応じた磁界を検出する磁気センサと、前記磁気センサ及び前記一次導体を収容するセンサパッケージと、断面が略U字状であり、前記磁気センサ及び前記一次導体を覆うように前記センサパッケージ中に配置される磁性体コアと、を備え、前記センサパッケージは、一端が開口されたパッケージ部と、前記パッケージ部の内部に形成されたセンサ保持部と、を有し、前記センサ保持部の内部に、前記磁気センサと前記一次導体の一部とが配置され、前記パッケージ部の断面において、前記パッケージ部の上面部及び下面部の厚みが前記パッケージ部の開口端からその反対側の端面側に近づくほど肉厚が厚くなるテーパ状に形成され、前記磁性体コアは、前記パッケージ部と前記センサ保持部との間に配置されるものであってよい。
前記パッケージ部の側面部の前記開口側の端部に、前記パッケージ部の開口端に近づくほど肉厚が薄くなるコア挿入用テーパ部が形成されていてよい。
前記センサ保持部は、曲面の頂点となる部分には、幅方向両端部近傍にわたって溝が形成され、当該溝の幅方向中央部分には、当該溝の溝幅よりも直径の大きい円状に拡張された凹部が形成され、前記凹部又は前記溝に注入された接着剤で、前記センサ保持部と前記磁性体コアが固定されるようになっていてよい。
前記センサパッケージの長手方向の端面から前記磁気センサのリード端子が引き出され、前記センサパッケージの側面を貫通して、板状の前記一次導体が設けられていてよい。
【発明の効果】
【0008】
本発明の請求項1にかかる電流センサによれば、磁気センサが形成されたリードフレームのフレーム外枠の一部を一次導体として利用するため、部品点数を削減することができる。
特に、リードフレームとして、電流センサ用として専用のリードフレームでなく、汎用のリードフレーム外枠を其のまま利用できるため、専用のリードフレームを用意する必要がなく低コストで実現することができる。
【0009】
また、本発明の請求項2にかかる電流センサの製造方法によれば、リードフレームに固着された磁気センサをトランスファー成形し、トランスファー成形された磁気センサと前記リードフレームのフレーム外枠の一部とを一体に射出成形してセンサパッケージを形成し、形成されたセンサパッケージの中に磁性体コアを挿入して電流センサを形成するようにしたため、電流センサを容易に製造することができ、その分、コスト削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1】本発明を適用した電流センサの一例を示す外観図であって、(a)は正面側からみた斜視図、(b)は背面側からみた斜視図、(c)は上面図、(d)は背面図である。
図2】(a)は図1(b)のA−A′断面図、(b)は図1(b)のB−B′断面図、(c)は図1(b)のC−C′断面図、(d)は図2(a)の斜視図である。
図3】本発明を適用した電流センサの製造工程を示す処理フローである。
図4】センサ部が形成されたリードフレームの一例であって、(a)は上面図、(b)は斜視図である。
図5】センサパッケージが形成されたリードフレームの一例であって、(a)は上面図、(b)は斜視図、(c)はセンサパッケージが形成されたリードフレームの一部分を背面側からみた斜視図である。
図6図5(c)のD−D′断面図である。
図7】接着剤の注入工程を説明するための説明図である。
図8】磁性体コアの挿入工程を説明するための説明図であって、(a)は上面図、(b)は斜視図である。
図9】センサ部が形成されたリードフレームのその他の例である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
図1は本発明における電流センサ1の一例を示す外観図である。図1において(a)はリード端子側(正面側)からみた斜視図、(b)は背面側(リード端子とは逆側)からみた斜視図、(c)は上面図、(d)は背面図である。
また、図2は電流センサ1の断面図であって、(a)は、図1(b)のA−A′断面図、(b)は図1(b)のB−B′断面図、(c)は図1(b)のC−C′断面図、(d)は図2(a)の斜視図である。
【0012】
図2に示すように、本発明の一実施の形態における電流センサ1は、磁気センサ11と、電流センサ1による測定対象の電流が流れる一次導体12と、磁性体コア13と、磁気センサ11に電気的に接続された複数のリード端子14と、一次導体12の一部であるリード端子15とを備え、一次導体12とリード端子14とは、同一の板材から打ち出されて形成される。
【0013】
電流センサ1は、図1に示すように、略直方体形状のセンサパッケージ21内に磁気センサ11および磁性体コア13が収納されて構成され、センサパッケージ21の長手方向の一方の端面(背面)22側に、磁性体コア13挿入用のコア挿入用孔21aが形成され、他方の端面(正面)23からリード端子14がセンサパッケージ21外に引き出されている。
【0014】
また、センサパッケージ21の一対の向かい合う側面25および26を貫通して板状の一次導体12が設けられ、一次導体12を流れる電流を被測定電流として測定し、その測定結果を、リード端子14から取り出すようになっている。
磁気センサ11は、図2に示すように、ホール素子およびその信号処理回路がパッケージに封止されたSIP(Single Inline Package)タイプの素子で構成され、矩形状の本
体11aと、例えば3本のリード11bとを備える。
【0015】
一次導体12は、板状部材で形成され、両端がセンサパッケージ21から引き出されており、この引き出された部分が、リード端子15を形成している。
磁性体コア13は、例えば、フェライト材または積層鋼板、或いは、パーマロイ材からなる単板で形成される。磁性体コア13としてフェライト材または積層鋼板を用いた場合には高速応答可能な電流センサ1を実現することができる。また、磁性体コア13としてパーマロイ材からなる単板を用いた場合には、薄型で且つ飽和磁束密度の高い電流センサ1を実現することができる。
【0016】
磁性体コア13は、図2に示すように、断面がアルファベットのU字状に形成され、U字状の磁性体コア13の向かい合う直線部分に対応する部分(以後、平行部という。)13aは平行となるように形成され、平行部13aは、対向する平行部13aとの間に形成される空間に、磁気センサ11と一次導体12とを磁性体コア13の断面における長手方向に並べて収容可能な大きさに形成される。
【0017】
U字状の磁性体コア13の曲線部分を曲線部13bとしたとき、一次導体12は、対向する一対の平行部13a間に形成される空間において曲線部13b側に設けられ、一次導体12の長手方向と平行部13aの断面における長手方向とが直交し、且つ断面において一次導体12と平行部13aとが平行となるように配置され、さらに一対の平行部13a間の略中央となる位置に配置される。
【0018】
一方、磁気センサ11は、本体11aの、リード11bとは逆側の端部が一次導体12と対向するように配置され、且つ磁気センサ11内に備えるホール素子が、一次導体12を流れる電流に応じた磁界の強さを検出できる位置に配置され、図2(a)に示すように、本体11aのリード11b側の端部と磁性体コア13の平行部13aの端部とが略一致するように配置される。そして、磁気センサ11のリード11bを、電流センサ1のリード端子14として用いている。
【0019】
これら磁気センサ11と一次導体12とを、図2に示すように、共にモールドすることによってセンサパッケージ21が形成されている。
センサパッケージ21は、図1に示すように、上側部21uと下側部21dとから形成され、一次導体12および磁気センサ11のリード11bを挟んだ状態で上側部21uと下側部21dとを一体にモールドすることにより形成される。
【0020】
センサパッケージ21は、一端が開口された中空の略直方体形状のパッケージ部30と、前記パッケージ部30の内部に当該パッケージ部30と一体に形成されたセンサ保持部40とからなり、パッケージ部30とセンサ保持部40との間に形成される空間が、コア挿入用孔21aを形成している。
パッケージ部30は前記磁性体コア13を収容可能な大きさを有し、センサパッケージ21の上面をなす上面部31と、下面をなす下面部32と、前記端面23をなす端面部33と、前記側面25、26をなす側面部34、35とからなる。これら上面部31と下面部32と端面部33と側面部34、35とは樹脂で形成される。
【0021】
上面部31および下面部32は、図2に示すように、上面部31および下面部32の外面どうしが平行となるように形成され、且つ開口端から端面部33に近づくほど、肉厚が厚くなるテーパ状に形成される。
端面部33側における上面部31および下面部32の樹脂の厚さは0.7mm程度に形成され、開口端側における樹脂の厚さは、0.5mm程度となるように形成される。
【0022】
側面部34、35は、図2(b)に示すように、開口部側の端部を除いて内面どうしが平行となるように形成され、開口部側の端部にはそれぞれ、コア挿入用テーパ部34a、35aが形成されている。このコア挿入用テーパ部34a、35aは、開口端にいくほど肉厚が薄くなるように形成され、図2(d)に示すように例えば、傾斜角が20°の角度となるように形成される。
【0023】
側面部34、35の外面側には、図1に示すように、前記一次導体12に対応する位置に、一次導体12の幅よりもやや広い幅を有する凹部34b、35bがそれぞれ形成され、また、側面部34、35の開口端側の外面には、比較的幅の狭い凹部34c、35cがそれぞれ形成されている。
センサ保持部40は、図2に示すように断面において、一端が曲面となる肉厚の板状に形成され、センサ保持部40の内部に磁気センサ11の本体11aと一次導体12の一部とが内包され、磁気センサ11のリード11bは端面部33を貫通してセンサパッケージ21外に引き出されている。磁気センサ11のリード11bの上面位置とセンサ保持部40の厚さ方向の中央位置と、一次導体12の上面位置とが同一平面内に位置するように形成される。
【0024】
センサ保持部40の厚さは、前記磁性体コア13の平行部13a間の幅と略同一に形成され、センサ保持部40の曲面のrは、前記磁性体コア13の曲面部分の内周のrと略同一に形成される。また、センサ保持部40の曲面の頂点からセンサ保持部40と端面部33との接合位置までの長さは、磁性体コア13の曲面部分の頂点から、磁性体コア13の端部までの長さと同一またはこれよりも長い。
【0025】
また、センサ保持部40の曲面の頂点となる部分には、後述の図5(c)に示すように、センサ保持部40の幅方向両端部近傍にわたって溝が形成され、当該溝の、センサ保持部40の幅方向中央部分には、当該溝の溝幅よりも直径の大きい円状に拡張された凹部が形成されており、この凹部に接着剤を注入することにより、凹部に注入された接着剤が溝を伝って幅方向に広がって、溝と凹部とで幅方向にわたって接着剤溜まり42を形成している。前記円状の凹部の直径は、後述の接着剤注入工程(図6)における接着剤注入用のスポイト61の先端部の直径と同等程度に形成され、凹部を利用してスポイト61の先端部を位置決めするようになっている。
【0026】
上面部31とセンサ保持部40と下面部32とは、上面部31の上面とセンサ保持部40と下面部32の下面とが平行となるように形成され、且つ、前記端面部33との接合位置におけるセンサ保持部40と上面部31とがなす隙間および、センサ保持部40と下面部32とがなす隙間は、磁性体コア13の平行部13a端部の厚さと略同一に形成される。
【0027】
そして、センサパッケージ21を形成するための樹脂成形を行った後、この樹脂成形に
よりパッケージ部30とセンサ保持部40との間に形成されたコア挿入用孔21aに、磁性体コア13を挿入し、センサ保持部40と磁性体コア13とを嵌合することによって、磁性体コア13の内面とセンサ保持部40の外面とが密接し且つ磁性体コア13の曲面の頂点とセンサ保持部40の曲面の頂点とが接することによって、センサ保持部40の曲面に形成された接着剤溜まり42に注入されている接着剤によって、磁性体コア13をセンサ保持部40に固定している。
【0028】
前記端面部33から引き出された磁気センサ11のリード11bは、図1に示すように、略直角に2回折り曲げられ、下方に向かうリード端子14を構成している。
また、前記側面部34、35から引き出された一次導体12は、略直角に2回折り曲げられ下方に向かう一次導体12用のリード端子15を形成している。
前記リード端子14および15は、これらリード端子14、15の上面と、センサパッケージ21の下面とが同一面を形成するように構成される。
【0029】
つぎに、前記電流センサの製造工程を説明する。
図3は、図1図2に示す電流センサ1の製造工程の手順を示したものである。
図3に示すステップS1で、図4に示すように、例えば、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を用いたトランスファー成形により、磁気センサ11を構成するホール素子やその信号処理回路をSIP(Single Inline Package)タイプのパッケージに封止して、リード
フレーム50にセンサ部53を形成する。
【0030】
なお、図4において(a)は上面図、(b)は斜視図である。
図4に示すように、リードフレーム50は、第1フレーム外枠51および第2フレーム外枠52と、フレーム外枠51および52間に形成された磁気センサ11となる矩形状のセンサ部53と、センサ部53と第2フレーム外枠52とを連結するリード54と、隣接するセンサ部53間に設けられ、第1フレーム外枠51および第2フレーム外枠52間を連結するリード55とからなり、第1フレーム外枠51、第2フレーム外枠52、リード54、リード55は、銅あるいは銅合金などからなる板材を打ち抜き成形するなどして、同一板材から形成される。
【0031】
リード54は、矩形状のセンサ部53の第2フレーム外枠52と対向する辺に略均等に3つ設けられ、配線用のリードとして機能する。
リード55は、第1フレーム外枠51と第2フレーム外枠52とを一体に支持し、リードフレーム50の変形を防止する支持枠としての機能を有する。
第1フレーム外枠51は第2フレーム外枠52よりも幅広に形成され、第1フレーム外枠51には、位置決め用としても機能するフレーム搬送用の送り孔51aが設けられている。この送り孔51aは、センサパッケージ21を成形したときに、センサパッケージ21と重ならない位置に設けられ、例えばセンサパッケージ21を成形したときに送り孔51aがセンサパッケージ21の近傍に位置するように、各センサ部53に対応して設けられている。
【0032】
同様に、第2フレーム外枠52には、位置決め用としても機能するフレーム搬送用の送り孔52aが設けられている。この送り孔52aは、第2フレーム外枠52の長手方向に複数設けられ、具体的には第2フレーム外枠52の長手方向における、センサ部53の中央位置と対応する位置に設けられている。
なお、ホール素子やその信号処理回路をSIPタイプのパッケージに封止する工程が終了した時点では、実際には、前記センサ部53を支持するために、前記センサ部53と第1フレーム外枠51との間、センサ部53とリード54との間にそれぞれ釣りリードが形成され、また、3本のリード54に跨がってタイバーが形成されている。そのため、ホール素子などを封止する工程が終了した後の時点で、これら釣りリードや、タイバーを切断
する。
【0033】
つぎに、ステップS2に移行し、図5に示すように、封止された磁気センサ11に対してセンサパッケージ21を形成するための樹脂成形を行う。この樹脂成形は、例えば、液晶ポリマーなどの熱可塑性樹脂を用いた射出成形で行い、図1において、上側部21uおよび下側部21dの形状に対応した形状を有する上下の金型と、コア挿入用孔21aの形状に対応した形状を有するコア挿入用孔形成用のピンとを用いる。このとき、センサ部53と、リード54の一部と、フレーム外枠51の幅方向端部までを挟み込むように樹脂成形を行う。つまり、フレーム外枠51の一部を一次導体12として用いるべく、一体にモールドする。
【0034】
この樹脂成形により、図5図6に示すように、コア挿入用孔21aが形成されたセンサパッケージ21が成形される。すなわち、図5図6に示すように、センサ保持部40の内部に磁気センサ11の本体11aと一次導体12の一部とが内包され、磁気センサ11のリード端子11bは端面部33を貫通してセンサパッケージ21外に引き出され、且つ、センサパッケージ21のパッケージ部30とセンサ保持部40との間に、コア挿入用孔21aが形成された状態となる。
【0035】
なお、図5において(a)は上面図、(b)は斜視図、(c)はセンサパッケージ21を背面側(開口部側)からみた斜視図であって、リードフレーム50の一部分を示したものである。また、図6は、図5(c)のD−D′断面図である。
つぎに、ステップS3に移行し、リードフレーム50に対して電界メッキ処理を行う。
つぎに、ステップS4に移行し、図5(c)に示すように、センサパッケージ21のセンサ保持部40の曲面の頂点に形成された接着剤溜まり42に、図7に示すように、接着剤を注入する。この接着剤としては、例えば、シリコン樹脂やエポキシ樹脂のような熱硬化タイプの接着剤を用いる。接着剤の注入は、接着剤注入用のスポイト61を用いて行い、接着剤溜まり42の円状の凹部を利用してスポイト61の先端を凹部の位置に位置決めした後、凹部に接着剤を注入する。凹部に注入された接着剤は溝を伝って幅方向に広がる。なお、図7は、図5(a)の一部について示したものである。実際には、各センサパッケージ21に対して同様にして接着剤の注入が行われる。
【0036】
つぎに、ステップS5に移行し、図8に示すように、U字状の磁性体コア13を、センサパッケージ21に形成された磁性体コア13を挿入するためのコア挿入用孔21aに挿入する。このとき、磁性体コア13がセンサ保持部40と突き当たるまで挿入し、接着剤溜まり42の接着剤と磁性体コア13の内面とを接触させることにより、磁性体コア13をセンサ保持部40に固定する。なお、図8において(a)は上面図、(b)は斜視図である。
【0037】
つぎに、ステップS6に移行し、接着剤の硬化を行う。接着剤として、シリコン樹脂やエポキシ樹脂のような熱硬化タイプの接着剤を用いた場合には恒温槽で硬化処理を行う。
つぎに、ステップS7に移行し、マーキングを行う。すなわち、センサパッケージ21の表面に、製造元や製品名などを表示するための文字や記号を表示する。
次いで、ステップS8に移行し、例えば打ち抜き加工を行って小片化を行う。すなわちセンサパッケージ21毎に切断する。このとき、第1フレーム外枠51については、リード55の位置で切断して、第1フレーム外枠51の一部を、センサパッケージ21から突出した状態で残す。また、リード55および第2フレーム外枠52はそれぞれ接合部で切り離す。
【0038】
そして、ステップS9に移行し、センサパッケージ21から突出した第1フレーム外枠51の一部を図1に示すようにフォーミングしてリード端子15を形成し、同様に、セン
サパッケージ21から突出したリード54を図1に示すようにフォーミングしてリード端子14を形成する。
これによって、第1フレーム外枠51の一部を、一次導体12とした図1に示す電流センサ1が形成されることになる。
【0039】
次いで、ステップS10に移行して電気検査を行う。これによって、電流センサ1が完成する。
ここで、上述のように、第1フレーム外枠51の一部を一次導体12として利用している。したがって、別途一次導体12を設ける必要がないため、その分電流センサ1の製造工程における部品点数を削減することができる。
【0040】
特に、第1フレーム外枠51部分は、センサ部53を支持するため、或いは搬送するために設けられているものであり、従来、最終的にセンサ部53と第1フレーム外枠51との間で切断されて廃棄されるものである。したがって、このようにリードフレーム50の廃棄される部分を活用することになるため、リードフレーム50の各部を有効に活用することができる。
【0041】
また、このように、第1フレーム外枠51の一部を一次導体12として用いているため、電流センサ用として専用のリードフレームを新たに用意する必要はなく、従来用いられている汎用のリードフレームをそのまま利用することができる。したがって、電流センサ用としての専用のリードフレームを新たに用意する必要がない分、コスト増加を抑制することができ、結果的に低コストで実現することができる。
【0042】
また、プリント配線基板を用いることなく実現することができ、そのため半田付けなどの必要もないため、電流センサ1の組み立てを容易に行うことができる。
また、磁気センサ11を磁性体コア13のU字型の空間内に配置する構成としたため、磁性体コア13のU字により形成される空間を有効に活用することができる。したがって、その分、センサパッケージ21の小型化を図ることができ、すなわち、電流センサ1の小型化を図ることができる。
【0043】
また、図2図6に示すように、センサパッケージ21に、磁性体コア13を挿入するためのコア挿入用孔21aを形成し、これを案内として磁性体コア13を挿入するようにしているため、挿入する操作を容易に行うことができる。また、センサパッケージ21の側面部34、35の開口端には、テーパ部34a、35bが形成され且つ、上面部31および下面部32はテーパ状に形成され、結果的に開口部を形成する四辺がテーパ状に形成されているため、磁性体コア13を容易に挿入することができる。
【0044】
特に、磁性体コア13を、センサ保持部40に嵌合させるためには、磁性体コア13とセンサ保持部40との位置決めを的確に行う必要があるが、前述のようにセンサパッケージ21の開口部にはテーパ部が形成され、さらに、センサ保持部40と磁性体コア13のU字間に形成される空間とが略同等形状となり且つセンサ保持部40とパッケージ部30との間に形成される隙間は磁性体コア13の平行部13aの厚さと同等程度となるようにしているため、磁性体コア13の位置決めを容易且つ高精度に行うことができる。したがって、磁性体コア13を自動で挿入する場合であっても、磁性体コア13を的確に挿入することができ、操業性能を向上させることができる。
【0045】
また、このように、センサ保持部40と磁性体コア13のU字間に形成される空間とが略同等形状となり且つセンサ保持部40とパッケージ部30との間に形成される隙間は磁性体コア13の平行部13aの厚さと同等程度となるようにしており、すなわち隙間がより小さくなるようにしているため、一度、センサ保持部40に磁性体コア13を嵌合させ
たならば、磁性体コア13の移動を制限することができる。そのため、磁性体コア13をガタ無く正確な位置にセットしこれを維持することができる。そして、磁気センサ11の本体11aと一次導体12の一部とは、センサ保持部40に内包されているため、磁気センサ11と一次導体12と磁性体コア13との位置関係を一定に維持することができる。
【0046】
また、センサパッケージ21を樹脂成形により形成した後に、センサパッケージ21に形成されたコア挿入用孔21aに、磁性体コア13を挿入するようにしているため、磁性体コア13はモールド硬化されない。また、磁性体コア13の曲面の頂点部分のみを接着硬化させるため、周囲環境温度に変化が生じたとしても、接着硬化させた部分に応力が加わりにくい。したがって、コア割れや、ヒステリシスなどの特性悪化を生じにくくすることができる。
【0047】
また、磁性体コア13はコア挿入孔21aの開口部に対応する以外の部分は樹脂で覆われているため、外力からの衝撃を受けにくく、その結果磁性体コア13は、コア割れや特性変動が生じにくい。
また、電流センサ1の製造工程においては、磁性体コア13を挿入するまでの工程を、リードフレーム単位で実行することができる。そのため、製造工程を簡単にすることができ、その分コスト削減を図ることができる。
【0048】
なお、上記実施の形態においては、図4に示すように、センサ部53どうしの間に、比較的間隔がありこれら間にリード55が形成されたリードフレーム50を用いた場合について説明したが、これに限るものではない。
例えば、従来用いられている、図9(a)に示すような、センサ部53どうしが比較的近接して設けられたリードフレームを用いることも可能である。この場合には、センサ部53を一つおきに用いることによって、一次導体12として十分な長さの第1フレーム外枠51の一部を確保することができる。
【0049】
また、例えば、図9(b)に示すように、予めセンサ部53間に十分間隔を開けて、リードフレームを形成することも可能である。この場合には、図9(b)に示すように、センサ部53間に、第1および第2フレーム外枠51、52間にわたって打ち抜き領域A1を設けてもよく、また、打ち抜かずにそのまま残してもよい。
また、例えば、図9(c)に示すように、センサ部53を第1フレーム外枠51側と第2フレーム外枠52側とで交互に設けることによって、第1フレーム外枠51側と第2フレーム外枠52側とから、一次導体12として十分な長さの第1フレーム外枠51の一部および第2フレーム外枠52の一部を確保することができる。この場合、リードフレーム50に効率よくセンサ部53を配置することができるため、一つのリードフレーム50からより多くの電流センサ1を形成することができる。
【0050】
さらに、例えば図9(d)に示すように、第1フレーム外枠51および第2フレーム外枠52に一次導体12として用いるための一次導体専用領域A2をそれぞれ設けるように構成してもよい。
この場合には、第1フレーム外枠51の一次導体専用領域A2と送り穴51aとの間、第2フレーム外枠52の一次導体専用領域A2と送り穴52aとの間に、隣接するセンサ部53の境界部分のみで連結される打ち抜き領域A3をそれぞれに設ける。そして、センサパッケージ21を成形した後、打ち抜き領域A3部分で、送り穴51a、52aが形成された側を切り離すようにすればよい。
【0051】
また、上記実施の形態においては、磁性体コア13として、アルファベットのU字状のコアを用いた場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば、比較的角張ったアルファベットのC字状のコアであっても適用することができる。すなわち、センサパ
ッケージ21を成形した後、センサパッケージ21に形成されたコア挿入用孔21aに、挿入可能な形状の磁性体コア13であれば適用することができる。
【0052】
また、上記実施の形態においては、センサ保持部40の断面における曲面の頂点に接着剤溜まり42を形成し、センサ保持部40の頂点と磁性体コア13の断面における曲面の頂点とを固定する場合について説明したが、これに限るものではない。
例えば、端面部33の、コア挿入用穴21aの一部を形成する部分に接着剤を塗布し、端面部33と磁性体コア13の端部とを接着するように構成してもよい。
【0053】
この場合には、磁性体コア13が端面部33に接触しない状態でセンサ保持部40により磁性体コア13の移動が制限されないように、センサ保持部40の長さを調整するようにすればよい。
また、例えば、コア挿入用穴21aに、磁性体コア13を挿入した後、コア挿入用穴21aに接着剤を注入し、接着剤によってコア挿入用孔21aを封入することで、磁性体コア13を固定するようにしてもよい。
【0054】
また、上記実施の形態においては、センサパッケージ21側に接着剤を塗布する場合について説明したがこれに限らず、例えば、磁性体コア13側に塗布するようにしてもよい。この場合には、磁性体コア13を、コア挿入用孔21aに挿入する前に、磁性体コア13の、センサ保持部40の頂点と接触する部分に接着剤を塗布すればよい。
また、上記実施の形態においては、磁気センサ11となるセンサ部53を樹脂成形する工程と、センサパッケージ21を樹脂成形する工程とを個別に設けた場合について説明したがセンサ部53を樹脂成形する工程とセンサパッケージ21を樹脂成形する工程と同時に行い、一度の樹脂成形によりセンサ部53のモールドとセンサパッケージ21のモールドとを同時に行うようにしてもよい。
【0055】
また、上記実施の形態においては、磁気センサ11となるセンサ部53をリードフレーム50に成形する工程から行う場合について説明したが、これに限るものではなく、すでに、センサ部53が成形されたリードフレーム50を用いることも可能であり、この場合にはリードフレーム50に形成されているセンサ部53を支持するための釣りリードや、タイバーなどを切断し、図4に示すようにセンサ部53をリード54により片持ち状態になっている状態とした後、図3のステップS3以後の工程を行えばよい。
【符号の説明】
【0056】
1 電流センサ
11 磁気センサ
12 一次導体
13 磁性体コア
14、15 リード端子
21 センサパッケージ
21a コア挿入用孔
40 センサ保持部
42 接着剤溜まり
50 リードフレーム
51 第1フレーム外枠
51a 送り孔
52 第2フレーム外枠
52a 送り孔
53 センサ部
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9