(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】
(24)【登録日】2022-03-29
(45)【発行日】2022-04-06
(54)【発明の名称】電流センサ
(51)【国際特許分類】
G01R 15/20 20060101AFI20220330BHJP
【ＦＩ】
G01R15/20 A
G01R15/20 C
【請求項の数】
21
(21)【出願番号】P 2017233699
(22)【出願日】2017-12-05
(65)【公開番号】P2018116047
(43)【公開日】2018-07-26
【審査請求日】2020-09-29
(31)【優先権主張番号】P 2016237478
(32)【優先日】2016-12-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2017004691
(32)【優先日】2017-01-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(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】110000877
【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 健治
【審査官】島▲崎▼ 純一
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１５／０３３５４１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１３－２０５２０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－０６１３８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－２３７３９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１８４９３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０４５６３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００８－５４５９６４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－０９０８５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－０９８１９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００８／００８４２０５（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１７／００５９６２７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００２－２３３６９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１４／１３２７８５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００２－２０２３２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６２－１９３１０９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｒ １５／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
封止部と、平面視で湾曲した湾曲部を前記封止部内に有し、且つ、二つの端部が前記封止部から露出する第１の導体と、
平面視で湾曲した湾曲部を前記封止部内に有し、且つ、二つの端部が前記封止部から露出する第２の導体と、
前記封止部内に設けられ、平面視で前記第１の導体の内側に配置される第１の磁気センサと、
前記封止部内に設けられ、平面視で前記第２の導体の内側に配置される第２の磁気センサと
を備え、
前記第１の導体の一つの端部と、前記第２の導体の一つの端部が電気的に接続されることにより、前記第１の導体と前記第２の導体とが直列または並列に接続される、
電流センサ。
【請求項2】
封止部と、
平面視で湾曲した湾曲部を前記封止部内に有し、且つ、二つの端部が前記封止部から露出する第１の導体と、
平面視で湾曲した湾曲部を前記封止部内に有し、且つ、二つの端部が前記封止部から露出する第２の導体と、
前記封止部内に設けられ、平面視で前記第１の導体の内側に配置される第１の磁気センサと、
前記封止部内に設けられ、平面視で前記第２の導体の内側に配置される第２の磁気センサと
を備え、
前記第１の導体の一つの端部と、前記第２の導体の一つの端部が電気的に接続され、
前記第１の導体と前記第２の導体に同一の被測定電流が流れるように、前記第１の導体と前記第２の導体とが電気的に接続され、
前記第１の導体に流れる前記被測定電流によって前記第１の磁気センサの位置に印加される磁場と、前記第２の導体に流れる前記被測定電流によって前記第２の磁気センサの位置に印加される磁場が、互いに逆方向となるように、前記第１の導体と前記第２の導体とが電気的に接続される、
電流センサ。
【請求項3】
封止部と、
平面視で湾曲した湾曲部を前記封止部内に有し、且つ、二つの端部が前記封止部から露出する第１の導体と、
平面視で湾曲した湾曲部を前記封止部内に有し、且つ、二つの端部が前記封止部から露出する第２の導体と、
前記封止部内に設けられ、平面視で前記第１の導体の内側に配置される第１の磁気センサと、
前記封止部内に設けられ、平面視で前記第２の導体の内側に配置される第２の磁気センサと、
平面視で湾曲した湾曲部を前記封止部内に有し、二つの端部が前記封止部から露出し、且つ、平面視において前記湾曲部の内側に、前記第１の導体及び前記第１の磁気センサが配置される第１の外側導体と、
平面視で湾曲した湾曲部を前記封止部内に有し、二つの端部が前記封止部から露出し、且つ、平面視において前記湾曲部の内側に、前記第２の導体及び前記第２の磁気センサが配置される第２の外側導体と
を備え、
前記第１の導体の一つの端部と、前記第２の導体の一つの端部が電気的に接続される、
電流センサ。
【請求項4】
前記第１の導体、前記第２の導体、前記第１の外側導体及び前記第２の外側導体に同一の被測定電流が流れるように、前記第１の導体、前記第２の導体、前記第１の外側導体及び前記第２の外側導体が電気的に接続されている請求項３に記載の電流センサ。
【請求項5】
前記第１の導体に流れる前記被測定電流によって前記第１の磁気センサの位置に印加される磁場と、前記第１の外側導体に流れる前記被測定電流によって前記第１の磁気センサの位置に印加される磁場が、互いに同一方向となるように、前記第１の導体と前記第１の外側導体とが電気的に接続され、前記第２の導体に流れる前記被測定電流によって前記第２の磁気センサの位置に印加される磁場と、前記第２の外側導体に流れる前記被測定電流によって前記第２の磁気センサの位置に印加される磁場が、互いに同一方向となるように、前記第２の導体と前記第２の外側導体とが電気的に接続され、
前記第１の磁気センサの位置に印加される磁場と、前記第２の磁気センサの位置に印加される磁場とが互いに逆方向になるように、前記第１の導体及び前記第１の外側導体を含む第１の導体群と、前記第２の導体及び前記第２の外側導体を含む第２の導体群とが電気的に接続される
請求項４に記載の電流センサ。
【請求項6】
前記第１の導体と前記第２の導体に同一の被測定電流が流れるように、前記第１の導体と前記第２の導体とが電気的に接続されている請求項３から５のいずれか一項に記載の電流センサ。
【請求項7】
前記第１の導体に流れる前記被測定電流によって前記第１の磁気センサの位置に印加される磁場と、前記第２の導体に流れる前記被測定電流によって前記第２の磁気センサの位置に印加される磁場が、互いに逆方向となるように、前記第１の導体と前記第２の導体とが電気的に接続される請求項６に記載の電流センサ。
【請求項8】
封止部と、
平面視で湾曲した湾曲部を前記封止部内に有し、且つ、二つの端部が前記封止部から露出する第１の導体と、
平面視で湾曲した湾曲部を前記封止部内に有し、且つ、二つの端部が前記封止部から露出する第２の導体と、
前記封止部内に設けられ、平面視で前記第１の導体の内側に配置される第１の磁気センサと、
前記封止部内に設けられ、平面視で前記第２の導体の内側に配置される第２の磁気センサと
を備え、
前記第１の導体の一つの端部と、前記第２の導体の一つの端部が電気的に接続され、
前記第１の導体と前記第２の導体は、前記第１の磁気センサと前記第２の磁気センサとを結ぶ線分の垂直二等分線に対して互いに線対称な形状を有する、
電流センサ。
【請求項9】
前記第１の導体と前記第２の導体は、前記第１の磁気センサと前記第２の磁気センサとを結ぶ線分の垂直二等分線に対して互いに線対称な形状を有する請求項１から７のいずれか一項に記載の電流センサ。
【請求項10】
前記第１の導体の一つの端部と、前記第２の導体の一つの端部とを電気的に接続する接続部を更に備える請求項１から９のいずれか一項に記載の電流センサ。
【請求項11】
前記第１の磁気センサの出力と前記第２の磁気センサの出力の差分を算出する信号処理回路を更に備える請求項１から１０の何れか一項に記載の電流センサ。
【請求項12】
前記信号処理回路の外形を構成する各辺は、前記封止部の外形を構成する辺のうち対向する１辺又は複数辺に対して平面視で斜めに配置されている、請求項１１に記載の電流センサ。
【請求項13】
前記信号処理回路の外形を構成する各辺は、前記封止部の外形を構成する辺のうち対向する１辺又は複数辺に対して平面視で４５度傾いて配置される、請求項１１または１２に記載の電流センサ。
【請求項14】
前記信号処理回路の２つの隣接する辺の各々と対向する位置に前記第１の磁気センサ及び前記第２の磁気センサの各々が配置され、前記信号処理回路の前記２つの辺の各々に沿って、前記信号処理回路と前記第１の磁気センサ及び前記第２の磁気センサとの接続に用いられるセンサ接続部が配置される、
請求項１２又は１３に記載の電流センサ。
【請求項15】
前記第１の磁気センサ及び前記第２の磁気センサは、矩形であり、前記第１の磁気センサ及び前記第２の磁気センサの外形を構成する各辺は、前記封止部の外形を構成する１辺又は複数辺のうち対向する辺に対して平面視で各々斜めに配置され、
前記第１の磁気センサ及び前記第２の磁気センサの各辺は、平面視で前記信号処理回路の各辺と平行に配置される、
請求項１２から１４の何れか一項に記載の電流センサ。
【請求項16】
前記信号処理回路を搭載するフレーム部と、前記フレーム部の下面に固定され、前記第１の磁気センサおよび前記第２の磁気センサを搭載する絶縁部材と、
を備え、
前記第１の導体及び前記第２の導体には各々段差が設けられており、
前記第１の導体及び前記第２の導体と前記絶縁部材とは離間している請求項１１から１５の何れか一項に記載の電流センサ。
【請求項17】
前記第１の導体及び前記第２の導体上に配置される第１の絶縁部材を更に備え、前記信号処理回路は、前記第１の絶縁部材上に配置される
請求項１１から１５の何れか一項に記載の電流センサ。
【請求項18】
封止部と、
平面視で湾曲した湾曲部を前記封止部内に有し、且つ、二つの端部が前記封止部から露出する第１の導体と、
平面視で湾曲した湾曲部を前記封止部内に有し、且つ、二つの端部が前記封止部から露出する第２の導体と、
前記封止部内に設けられ、平面視で前記第１の導体の内側に配置される第１の磁気センサと、
前記封止部内に設けられ、平面視で前記第２の導体の内側に配置される第２の磁気センサと
を備え、
前記第１の導体の一つの端部と、前記第２の導体の一つの端部が電気的に接続され、
前記封止部内において前記第１の導体及び前記第２の導体とは分離して設けられ、平面視において前記第１の導体及び前記第２の導体を挟むように配置された突出部を有するリードフレームと、
前記突出部に接着された第２の絶縁部材と
を更に備え、
前記第１の磁気センサ及び前記第２の磁気センサは、前記第２の絶縁部材上に載置され、
前記第２の絶縁部材と、前記第１の導体及び前記第２の導体との間には前記封止部が形成されている、
電流センサ。
【請求項19】
前記封止部内において前記第１の導体及び前記第２の導体とは分離して設けられ、平面視において前記第１の導体及び前記第２の導体を挟むように配置された突出部を有するリードフレームと、前記突出部に接着された第２の絶縁部材と
を更に備え、
前記第１の磁気センサ及び前記第２の磁気センサは、前記第２の絶縁部材上に載置され、
前記第２の絶縁部材と、前記第１の導体及び前記第２の導体との間には前記封止部が形成されている
請求項１から１７の何れか一項に記載の電流センサ。
【請求項20】
前記第１の磁気センサ、前記第２の磁気センサ及び前記信号処理回路は同一の半導体基板に形成される請求項１１から１５の何れか一項に記載の電流センサ。
【請求項21】
前記第１の導体の二つの端部及び前記第２の導体の二つの端部は、前記封止部の同一側面において露出している請求項１から２０の何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、電流センサに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ホール素子、磁気抵抗素子等の磁気センサを用いた電流センサが知られている（例えば、特許文献１、２、及び３参照）。
特許文献１ 特開２００５－２８３４５１号公報
特許文献２ 国際公開２０１６／０５６１３５号
特許文献３ 国際公開第２０１５／０１５５３９号
特許文献１ 特開２００５－２８３４５１号公報
特許文献２ 国際公開２０１６／０５６１３５号
特許文献３ 国際公開第２０１５／０１５５３９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
電流センサは、高感度であることが好ましい。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明の一の態様においては、封止部を備える電流センサを提供する。電流センサは、第１の導体を備えてよい。第１の導体は、平面視で湾曲した湾曲部を封止部内に有してよい。第１の導体は、二つの端部が封止部から露出してよい。電流センサは、第２の導体を備えてよい。第２の導体は、平面視で湾曲した湾曲部を封止部内に有してよい。第２の導体は、二つの端部が封止部から露出してよい。電流センサは、第１の磁気センサを備えてよい。第１の磁気センサは、封止部内に設けられ、平面視で第１の導体の内側に配置されてよい。電流センサは、第２の磁気センサを備えてよい。第２の磁気センサは、封止部内に設けられ、平面視で第２の導体の内側に配置されてよい。第１の導体の一つの端部と、第２の導体の一つの端部が電気的に接続されてよい。
【0005】
電流センサは、第１の導体の一つの端部と、第２の導体の一つの端部とを電気的に接続する接続部を備えてよい。第１の導体と第２の導体に同一の被測定電流が流れるように、第１の導体と第２の導体とが電気的に接続されていてよい。
【0006】
第１の導体に流れる被測定電流によって第１の磁気センサの位置に印加される磁場と、第２の導体に流れる被測定電流によって第２の磁気センサの位置に印加される磁場が、互いに逆方向となるように、第１の導体と第２の導体とが電気的に接続されてよい。
【0007】
電流センサは、第１の外側導体を備えてよい。第１の外側導体は、平面視で湾曲した湾曲部を封止部内に有してよい。第１の外側導体は、二つの端部が封止部から露出してよい。第１の外側導体は、平面視において湾曲部の内側に、第１の導体及び第１の磁気センサが配置されてよい。電流センサは、第２の外側導体を備えてよい。第２の外側導体は、平面視で湾曲した湾曲部を封止部内に有してよい。第２の外側導体は、二つの端部が封止部から露出してよい。第２の外側導体は、平面視において湾曲部の内側に、第２の導体及び第２の磁気センサが配置されてよい。
【0008】
第１の導体、第２の導体、第１の外側導体及び第２の外側導体に同一の被測定電流が流れるように、第１の導体、第２の導体、第１の外側導体及び第２の外側導体が電気的に接続されていてよい。
【0009】
第１の導体に流れる被測定電流によって第１の磁気センサの位置に印加される磁場と、第１の外側導体に流れる被測定電流によって第１の磁気センサの位置に印加される磁場が、互いに同一方向となるように、第１の導体と第１の外側導体とが電気的に接続されてよい。第２の導体に流れる被測定電流によって第２の磁気センサの位置に印加される磁場と、第２の外側導体に流れる被測定電流によって第２の磁気センサの位置に印加される磁場が、互いに同一方向となるように、第２の導体と第２の外側導体とが電気的に接続されてよい。第１の磁気センサの位置に印加される磁場と、第２の磁気センサの位置に印加される磁場とが互いに逆方向になるように、第１の導体及び第１の外側導体を含む第１の導体群と、第２の導体及び第２の外側導体を含む第２の導体群とが電気的に接続されてよい。
【0010】
第１の導体と第２の導体は、第１の磁気センサと第２の磁気センサとを結ぶ線分の垂直二等分線に対して互いに線対称な形状を有してよい。第１の磁気センサの出力と第２の磁気センサの出力の差分を算出する信号処理回路を更に備えてよい。
【0011】
信号処理回路は、封止部に対して平面視で斜めに配置されてよい。信号処理回路は、封止部に対して平面視で４５度傾いて配置されてよい。信号処理回路の２つの隣接する辺の各々と対向する位置に第１の磁気センサ及び第２の磁気センサの各々が配置されてよい。信号処理回路の２つの辺の各々に沿って、センサ接続部が配置されてよい。センサ接続部は、信号処理回路と第１の磁気センサ及び第２の磁気センサとの接続に用いられてよい。
【0012】
第１の磁気センサ及び第２の磁気センサは、矩形であってよい。第１の磁気センサ及び第２の磁気センサは、封止部に対して平面視で各々斜めに配置されてよい。第１の磁気センサ及び第２の磁気センサの各辺は、平面視で信号処理回路の各辺と平行に配置されてよい。第１の導体及び第２の導体は、直列に接続されてよい。第１の導体及び第２の導体は、並列に接続されてよい。
【0013】
電流センサは、信号処理回路を搭載するフレーム部を備えてよい。電流センサは、絶縁部材を備えてよい。絶縁部材は、フレーム部の下面に固定されてよい。絶縁部材は、第１の磁気センサおよび第２の磁気センサを搭載してよい。電流センサは、第１の導体及び第２の導体上に配置される第１の絶縁部材を備えてよい。信号処理回路は、第１の絶縁部材上に配置されてよい。
【0014】
電流センサは、封止部内において第１の導体及び第２の導体とは分離して設けられ、平面視において第１の導体及び第２の導体を挟むように配置された突出部を有するリードフレームを備えてよい。電流センサは、突出部に接着された第２の絶縁部材を備えてよい。第１の磁気センサ及び第２の磁気センサは、第２の絶縁部材上に載置されてよい。第２の絶縁部材と、第１の導体及び第２の導体との間には封止部が形成されていてよい。
【0015】
第１の磁気センサ、第２の磁気センサ及び信号処理回路は同一の半導体基板に形成されてよい。第１の導体の二つの端部及び第２の導体の二つの端部は、封止部の同一側面において露出していてよい。第１の導体及び第２の導体は、平面視においてＵ字形状、∨字形状、又は、Ｃ字形状であってよい。
【0016】
上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。これらの特徴群のサブコンビネーションも発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の第１の実施形態に係る電流センサ１００の概要を示す平面図である。
【図4】接続部２００の一例を示す図である。
【図5】接続部２００の他の例を示す図である。
【図6】本発明の第２の実施形態に係る電流センサ３００を示す平面図である。
【図10】本発明の第３の実施形態に係る電流センサ４００を示す平面図である。
【図14】電流センサ１００の他の構造例を示す図である。
【図15】電流センサ１００の他の構造例を示す図である。
【図16】本発明の第４の実施形態に係る電流センサ５００を上部から透視した平面図を示す。
【図19】第１の導体２０－１と第２の導体２０－２とを並列接続した場合の電流経路の一例を示す。
【図20】第１の導体２０－１と第２の導体２０－２とを並列接続した場合の電流経路の別例を示す。
【図21】第１の導体２０－１と第２の導体２０－２とを直列接続した場合の電流経路の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【0019】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電流センサ１００の概要を示す平面図である。電流センサ１００は、封止部１０、第１の導体２０－１、第２の導体２０－２、第１の磁気センサ３０－１及び第２の磁気センサ３０－２を備える。本明細書では、第１の導体２０－１及び第２の導体２０－２を導体２０と称する場合がある。また、第１の磁気センサ３０－１及び第２の磁気センサ３０－２を磁気センサ３０と称する場合がある。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電流センサ１００の概要を示す平面図である。電流センサ１００は、封止部１０、第１の導体２０－１、第２の導体２０－２、第１の磁気センサ３０－１及び第２の磁気センサ３０－２を備える。本明細書では、第１の導体２０－１及び第２の導体２０－２を導体２０と称する場合がある。また、第１の磁気センサ３０－１及び第２の磁気センサ３０－２を磁気センサ３０と称する場合がある。
【0020】
封止部１０は、樹脂等の絶縁材料で形成される。封止部１０は、モールド樹脂であってよい。一例として封止部１０は直方体形状である。封止部１０は、導体２０及び磁気センサ３０の周囲を覆って形成される。ただし、それぞれの導体２０は、一部分が封止部１０から露出する。また、磁気センサ３０の一部分が封止部１０から露出していてもよい。
【0021】
それぞれの導体２０は、平面視において湾曲した湾曲部２６を封止部１０内に有する。本例において平面とは、導体２０の表面のうち、最も面積が大きい面と平行な面を指す。本例の導体２０は板形状を有しており、板形状の二つの主面を上面及び下面と称する。図１には、導体２０の上面が示されている。
【0022】
湾曲とは、平面視において曲線形状であるものに限定されない。湾曲部２６は、平面視において一つ以上の曲線部分を組み合わせた形状であってよく、複数の直線部分を組み合わせた形状であってよく、一つ以上の曲線部分と一つ以上の直線部分とを組み合わせた形状であってもよい。一例として湾曲部２６は、平面視においてＵ字形状、Ｖ字形状、又は、Ｃ字形状を有してよい。
【0023】
それぞれの導体２０は、二つ以上の端部２４を有する。本例におけるそれぞれの導体２０は、二つの端部２４を有する。それぞれの端部２４は、封止部１０から露出する。本例において、二つの導体２０のそれぞれの端部２４は、封止部１０における同一の側面に露出している。少なくとも一つの端部２４は、他の端部２４とは異なる側面に露出してもよい。
【0024】
湾曲部２６は、平面視において所定の領域を囲むように設けられる。平面視において、導体２０と、封止部１０の側面のうち導体２０の端部が露出する側面とで囲まれる領域を、湾曲部２６の内側とする。また、導体の「内側」とは、湾曲部を有する導体と、封止部の導体露出面とで区画される領域をいう。例えば、導体２０の内側とは、湾曲部２６を有する導体２０と、封止部１０の側面のうち導体２０の端部が露出する側面とで区画される領域をいう。
【0025】
第１の磁気センサ３０－１は、封止部１０内に設けられ、平面視において第１の導体２０－１の内側に配置される。本例では、第１の磁気センサ３０－１は、平面視において第１の導体２０－１の湾曲部２６－１の内側に配置される。第２の磁気センサ３０－２は、封止部１０内に設けられ、平面視において第２の導体２０－２の内側に配置される。本例では、第２の磁気センサ３０－２は、平面視において第２の導体２０－２の湾曲部２６－２の内側に配置される。
【0026】
第１の導体２０－１及び第２の導体２０－２には、電流センサ１００が測定すべき被測定電流が流れる。導体２０は、金属等の導電材料で形成される。第１の導体２０－１の一つの端部２４と、第２の導体２０－２の一つの端部２４とは電気的に接続される。第１の導体２０－１及び第２の導体２０－２は、直列に接続されてよく、並列に接続されてもよい。二つの導体２０が直列に接続される場合、それぞれの導体２０には同一の被測定電流が流れる。二つの導体２０が並列に接続される場合、それぞれの導体２０には抵抗比に応じて分配された被測定電流が流れる。
【0027】
接続部２００は、それぞれの導体２０を直列又は並列に接続する。また接続部２００は、被測定電流を導体２０に印加し、導体２０を通過した被測定電流を受け取る。接続部２００は、電流センサ１００に設けられてよく、電流センサ１００の外部に設けられてもよい。接続部２００は、それぞれの導体２０に接続されたリードフレームとボンディングワイヤの組み合わせで構成された配線パターンであってよく、プリント配線基板等に設けられた配線パターンであってもよい。
【0028】
このような構成により、それぞれの導体２０に被測定電流を流すことができる。このため、それぞれの磁気センサ３０により、被測定電流を検出することができる。このため、被測定電流の検出の高精度化が容易になる。
【0029】
一例として、第１の導体２０－１に流れる被測定電流によって第１の磁気センサ３０－１の位置に印加される磁場と、第２の導体２０－２に流れる被測定電流によって第２の磁気センサ３０－２の位置に印加される磁場が、互いに逆方向となるように、第１の導体２０－１と第２の導体２０－２とが電気的に接続される。より具体的な例では、第１の導体２０－１の端部２４－２と、第２の導体２０－２の端部２４－４とが電気的に接続される。そして、第１の導体２０－１の端部２４－１、及び、第２の導体２０－２の端部２４－３の一方の端部２４に被測定電流が印加され、他方の端部２４から被測定電流が出力される。これにより、第１の導体２０－１及び第２の導体２０－２には、同一の被測定電流が流れる。磁気センサ３０－１の周りを流れる第１の導体２０－１における被測定電流と、磁気センサ３０－２の周りを流れる第２の導体２０－２における被測定電流は、互いに逆回りである。
【0030】
それぞれの磁気センサ３０の出力には、被測定電流に対応する測定成分と、外部雑音に対応する雑音成分とが含まれる。上述したように被測定電流を流すと、第１の磁気センサ３０－１及び第２の磁気センサ３０－２の出力に含まれる測定成分の正負の符号は異なり、雑音成分の符号は同一となる。このため、第１の磁気センサ３０－１及び第２の磁気センサ３０－２の出力の差分を取ることで、外部雑音の影響を低減又は無くし、且つ、被測定電流に対する感度を増大（例えば倍増）させることができる。このため、被測定電流を高精度に検出することができる。
【0031】
それぞれの導体２０は、湾曲部２６と端部２４との間に段差部２２を有してもよい。段差部２２は、湾曲部２６及び端部２４が異なる高さ位置に設けられた場合に、湾曲部２６及び端部２４を接続する。本例における高さ方向とは、図１に示した平面とは垂直な方向を指す。段差部２２は、板状の導体に対して、曲げ加工、半抜き加工、エッチング加工等を施すことで形成できる。
【0032】
本例の電流センサ１００は、封止部１０の内部に配置された信号処理チップ５０を備える。信号処理チップ５０は、第１の磁気センサ３０－１及び第２の磁気センサ３０－２の出力信号を処理する信号処理回路を有する。信号処理回路は、半導体基板に形成された集積回路であってよい。上述したように、信号処理チップ５０は、第１の磁気センサ３０－１及び第２の磁気センサ３０－２の出力の差分を算出してよい。なお、封止部１０の外部に設けられた処理回路が、第１の磁気センサ３０－１及び第２の磁気センサ３０－２の出力信号を処理してもよい。
【0033】
本例の電流センサ１００は、リードフレーム４０、一つ以上のリードフレーム３２、絶縁部材６０、ワイヤ５２及びワイヤ５４を有する。絶縁部材６０は、第２の絶縁部材の一例である。リードフレーム４０は、金属等の導電材料で形成され、導体２０とは電気的に分離して設けられる。リードフレーム４０の材料は、導体２０の材料と同一であってよい。リードフレーム４０は板形状を有してよい。リードフレーム４０は、上面視において、導体２０と重なって設けられてよく、重ならずに設けられてもよい。図１の例におけるリードフレーム４０は、導体２０と重ならないように設けられている。リードフレーム４０及び導体２０の間は、封止部１０により絶縁される。リードフレーム４０は、封止部１０から露出する少なくとも一つの端部を有する。
【0034】
本例の信号処理チップ５０は、リードフレーム４０上に設けられる。信号処理チップ５０は、上述したように磁気センサ３０の出力信号を処理する。信号処理チップ５０は、磁気センサ３０を動作させるための信号又は電力を供給してもよい。信号処理チップ５０は、ワイヤ５２により、それぞれの磁気センサ３０と電気的に接続される。
【0035】
また、信号処理チップ５０は、ワイヤ５４により、リードフレーム４０及び一つ以上のリードフレーム３２と電気的に接続される。信号処理チップ５０は、リードフレーム４０及びリードフレーム３２を介して、外部の回路との間で電力及び信号を受け渡す。リードフレーム４０は、接地電位が印加されてもよい。
【0036】
上面視において絶縁部材６０の少なくとも一部は、それぞれの導体２０の内側に配置される。本例の絶縁部材６０は、シート形状を有する。一例として絶縁部材６０はポリイミドシートである。導体２０の内側に設けられた絶縁部材６０の上面に、磁気センサ３０が配置される。これにより、磁気センサ３０を支持する。
【0037】
本例のリードフレーム４０は、上面視において、それぞれの導体２０の湾曲部２６を挟むように配置された突出部４２を有する。リードフレーム４０は、第１の導体２０－１と、第２の導体２０－２との間にも突出部４２を有してよい。絶縁部材６０は、リードフレーム４０の２つ以上の突出部４２の下面に接着され、２つ以上の突出部４２に跨って設けられる。
【0038】
図２は、図１における電流センサ１００をＡ－Ａ'線で切断した場合の側面図の一例である。本例の絶縁部材６０は、リードフレーム４０の突出部４２の下面と、導体２０の湾曲部２６の下面に接着される。本例の突出部４２及び湾曲部２６は、下面の高さが互いに同一の部分を有する。絶縁部材６０の一部は、導体２０の内側において、導体２０に覆われていない部分を有する。絶縁部材６０の当該部分の上面に、磁気センサ３０が載置されている。
【0039】
このような構成により、磁気センサ３０の感磁面を、導体２０と同程度又はそれ以内の高さに配置できる。このため、磁気センサ３０のＳ／Ｎを向上させることができる。また、絶縁部材６０により磁気センサ３０を支持できる。
【0040】
図３は、図１における電流センサ１００をＡ－Ａ'線で切断した場合の側面図の他の例である。本例の絶縁部材６０は、リードフレーム４０の突出部４２の下面に接着され、且つ、導体２０の湾曲部２６の下面には接着されていない。本例の湾曲部２６の下面は、突出部４２の下面よりも高い位置に配置される。導体２０の端部２４のうち封止部１０の内部に位置する部分は、突出部４２と同一の高さに配置されてよい。この場合、導体２０は、端部２４と湾曲部２６との間に、図１に示した段差部２２を有する。
【0041】
絶縁部材６０の一部は、導体２０の内側において、導体２０に覆われていない部分を有する。絶縁部材６０の当該部分の上面に、磁気センサ３０が載置されている。絶縁部材６０により磁気センサ３０を支持できる。
【0042】
また、段差部２２を有することで、絶縁部材６０と、導体２０の湾曲部２６との間には、封止部１０の樹脂が充填されることとなるため、導体２０とリードフレーム４０とが絶縁部材６０により接続されない。これにより導体２０とリードフレーム４０との間において、絶縁部材６０による沿面が形成されないので、導体２０とリードフレーム４０との間の耐圧を向上させることができる。
【0043】
また、磁気センサ３０の感磁面が、湾曲部２６の上面と下面との間に配置されるように、湾曲部２６を設けることが好ましい。本例において磁気センサ３０の感磁面は、磁気センサ３０の上面である。段差部２２を有する構成により、磁気センサ３０の厚みを薄くすることなく、磁気センサ３０の感磁面を導体２０の湾曲部２６の上面と下面との間の中央に近づけることが可能となる。これにより磁気センサ３０のＳ／Ｎを向上させることができる。磁気センサ３０の感磁面は、湾曲部２６の上面と下面との間の中央に配置されてよい。この場合、磁気センサ３０は、ホール素子であってよい。湾曲部２６の上面と下面との間の中央とは、湾曲部２６の高さ方向における厚みの１０％程度の誤差範囲を有してよい。
【0044】
図４は、接続部２００の一例を示す図である。本例の接続部２００は、配線２０２、配線２０４及び配線２０６を有する。それぞれの配線において交差する部分は、他の部分とは異なる高さに配置されてよい。一例としては、多層配線基板の異なるレイヤーを用いてもよい。図４の例では、異なる高さ（レイヤー）に配置された部分を破線で示している。
【0045】
配線２０４は、第１の導体２０－１の端部２４－２と、第２の導体２０－２の端部２４－４とを接続する。配線２０２は、第１の導体２０－１の端部２４－１に接続される。配線２０６は、第２の導体２０－２の端部２４－３に接続される。このような構成により、配線２０６、第２の導体２０－２、配線２０４、第１の導体２０－１、及び、配線２０２が、この順番で直列に接続される。配線２０２及び配線２０６の一方から被測定電流を印加して、他方で被測定電流を受け取ることで、第１の導体２０－１及び第２の導体２０－２に同一の被測定電流を流すことができる。図４においては、被測定電流の流れる方向を矢印で示している。
【0046】
また、このような構成により、第１の導体２０－１に流れる被測定電流によって第１の磁気センサ３０－１の位置に印加される磁場と、第２の導体２０－２に流れる被測定電流によって第２の磁気センサ３０－２の位置に印加される磁場が、互いに逆方向となる。図４の例では、第１の導体２０－１において、上面視で第１の磁気センサ３０－１の周りを反時計回り方向に被測定電流が流れ、第２の導体２０－２において、上面視で第２の磁気センサ３０－２の周りを時計回り方向に被測定電流が流れる。上述したように、それぞれの磁気センサ３０の出力の差分を算出することで、外部雑音の影響を抑制して被測定電流を高精度に検出することができる。また、被測定電流が小さい場合であっても、第１の導体２０－１と第２の導体２０－２が配線２０２、２０４、２０６を介して直列に接続されるため、複数の磁気センサ３０が検出する測定成分が加算されるので、被測定電流を高精度に検出できる。
【0047】
なお、第１の導体２０－１と第２の導体２０－２とは、第１の磁気センサ３０－１と第２の磁気センサ３０－２とを結ぶ線分の垂直二等分線に対して互いに線対称な形状を有してよい。あるいは、第１の導体２０－１と第２の導体２０－２は、信号処理回路の中心と第１の導体２０－１及び第２の導体２０－２との間を通る線に対して互いに線対称な形状を有してよい。信号処理回路の中心は、平面視において、信号処理回路を有する信号処理チップ５０の中心であってよい。第１の導体２０－１及び第２の導体２０－２は、同一の形状を有してよい。第１の導体２０－１及び第２の導体２０－２のうち、封止部１０の内部に配置された部分が、同一の形状を有してもよい。また、第１の導体２０－１に対する第１の磁気センサ３０－１の相対位置と、第２の導体２０－２に対する第２の磁気センサ３０－２の相対位置とは同一であってよい。これにより、第１の磁気センサ３０－１及び第２の磁気センサ３０－２が検出する測定成分を同等にすることができる。
【0048】
図５は、接続部２００の他の例を示す図である。本例の接続部２００は、配線２０８及び配線２１０を有する。それぞれの配線は、互いに分離して設けられている。
【0049】
配線２０８は、第１の導体２０－１の端部２４－１と、第２の導体２０－２の端部２４－４とを接続する。配線２１０は、第１の導体２０－１の端部２４－２と、第２の導体２０－２の端部２４－３とを接続する。このような構成により、配線２０８と配線２１０との間に、第１の導体２０－１及び第２の導体２０－２が並列に接続される。配線２０８及び配線２１０の一方から被測定電流を印加して、他方で被測定電流を受け取ることで、第１の導体２０－１及び第２の導体２０－２に被測定電流を分配して流すことができる。
【0050】
また、このような構成により、第１の導体２０－１に流れる被測定電流によって第１の磁気センサ３０－１の位置に印加される磁場と、第２の導体２０－２に流れる被測定電流によって第２の磁気センサ３０－２の位置に印加される磁場が、互いに逆方向となる。上述したように、それぞれの磁気センサ３０の出力の差分を算出することで、外部雑音の影響を抑制して被測定電流を高精度に検出することができる。また、被測定電流を分配して計測するので、磁気センサ３０及び導体２０の一組当たりにおける発熱量を低減でき、被測定電流が大きい場合に特に好ましい。なお、第１の導体２０－１に流れる電流量と、第２の導体２０－２に流れる電流量は同一であってよく、異なっていてもよい。接続部２００は、第１の導体２０－１と第２の導体２０－２を直列に接続するか、並列に接続するかを切り替え可能であってよい。一例として、ジャンパーやスイッチ、リレーなどを介して切り替え可能であってよい。
【0051】
（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態に係る電流センサ３００を示す平面図である。電流センサ３００は、電流センサ１００に対して、導体２０及び磁気センサ３０の構成が異なる。他の構成は、電流センサ１００と同一であってよい。
図６は、本発明の第２の実施形態に係る電流センサ３００を示す平面図である。電流センサ３００は、電流センサ１００に対して、導体２０及び磁気センサ３０の構成が異なる。他の構成は、電流センサ１００と同一であってよい。
【0052】
電流センサ３００は、一つの磁気センサ３０、一つの導体２０、一つ以上の外側導体２１を有する。本例の電流センサ３００は、外側導体２１－１及び外側導体２１－２を有する。外側導体２１の数は、一つであってよく、三つ以上であってもよい。導体２０及び外側導体２１は、それぞれ湾曲部２６及び二つの端部２４を有する。導体２０及び外側導体２１は、それぞれ段差部２２を有してもよい。湾曲部２６、端部２４及び段差部２２の構造は、電流センサ１００の導体２０における湾曲部２６、端部２４及び段差部２２と同様である。
【0053】
外側導体２１－２は、平面視で湾曲した湾曲部２６－３を封止部１０内に有し、且つ、二つの端部２４が封止部１０から露出する。外側導体２１－１は、平面視で湾曲した湾曲部２６－２を封止部１０内に有し、二つの端部２４が封止部１０から露出し、且つ、平面視で外側導体２１－２の湾曲部２６－３の内側に配置される。
【0054】
導体２０は、平面視で湾曲した湾曲部２６－１を封止部１０内に有し、二つの端部２４が封止部１０から露出し、且つ、平面視で外側導体２１－１の湾曲部２６－２の内側に配置される。磁気センサ３０は、封止部１０内に設けられ、平面視で導体２０の湾曲部２６－１の内側に配置される。導体２０及び磁気センサ３０は、電流センサ１００における第１の導体２０－１及び第１の磁気センサ３０－１と同様の構造を有する。
【0055】
接続部２００は、導体２０及びそれぞれの外側導体２１に、同一の被測定電流が流れるように、導体２０及びそれぞれの外側導体２１を接続する。つまり、接続部２００は、導体２０及びそれぞれの外側導体２１を直列に接続する。
【0056】
接続部２００は、導体２０の一つの端部２４と、外側導体２１－１の一つの端部２４とを電気的に接続する。接続部２００は、導体２０に流れる被測定電流によって磁気センサ３０の位置に印加される磁場と、外側導体２１－１に流れる被測定電流によって磁気センサ３０の位置に印加される磁場が、互いに同一方向となるように、導体２０と外側導体２１－１とを電気的に接続する。つまり、接続部２００は、導体２０に流れる被測定電流が平面視において磁気センサ３０の周囲を回る方向と、外側導体２１－１に流れる被測定電流が平面視において磁気センサ３０の周囲を回る方向とが同一となるように、導体２０と外側導体２１－１とを接続する。
【0057】
接続部２００は、外側導体２１－１の一つの端部２４と、外側導体２１－２の一つの端部２４とを電気的に接続する。接続部２００は、外側導体２１－１に流れる被測定電流によって磁気センサ３０の位置に印加される磁場と、外側導体２１－２に流れる被測定電流によって磁気センサ３０の位置に印加される磁場が、互いに同一方向となるように、外側導体２１－１と外側導体２１－２とを電気的に接続する。つまり、接続部２００は、外側導体２１－１に流れる被測定電流が平面視において磁気センサ３０の周囲を回る方向と、外側導体２１－２に流れる被測定電流が平面視において磁気センサ３０の周囲を回る方向とが同一となるように、外側導体２１－１と外側導体２１－２とを接続する。
【0058】
このような構造により、導体２０及び一つ以上の外側導体２１に流れる被測定電流により生じるそれぞれの磁場が加算されて、磁気センサ３０の位置に印加される。このため、小さい被測定電流であっても高精度に検出することができる。
【0059】
図７は、図６における電流センサ３００をＡ－Ａ'線で切断した場合の側面図の一例である。本例の絶縁部材６０は、図２に示した例と同様に、リードフレーム４０の突出部４２の下面と、導体２０及び外側導体２１のそれぞれの湾曲部２６の下面に接着される。本例の突出部４２及び湾曲部２６は、下面の高さが互いに同一の部分を有する。絶縁部材６０の一部は、導体２０の内側において、導体２０に覆われていない部分を有する。絶縁部材６０の当該部分の上面に、磁気センサ３０が載置されている。
【0060】
このような構成により、磁気センサ３０の感磁面を、導体２０と同程度又はそれ以内の高さに配置できる。このため、磁気センサ３０のＳ／Ｎを向上させることができる。また、絶縁部材６０により磁気センサ３０を支持できる。
【0061】
図８は、図６における電流センサ３００をＡ－Ａ'線で切断した場合の側面図の他の例である。本例の絶縁部材６０は、図３に示した例と同様に、リードフレーム４０の突出部４２の下面に接着され、且つ、導体２０及び外側導体２１の湾曲部２６の下面には接着されていない。本例の湾曲部２６の下面は、突出部４２の下面よりも高い位置に配置される。本例の導体２０及び外側導体２１は、端部２４と湾曲部２６との間に、図６に示した段差部２２を有する。
【0062】
絶縁部材６０の一部は、導体２０の内側において、導体２０に覆われていない部分を有する。絶縁部材６０の当該部分の上面に、磁気センサ３０が載置されている。絶縁部材６０により磁気センサ３０を支持できる。
【0063】
また、段差部２２を有することで、絶縁部材６０と、それぞれの湾曲部２６との間には、封止部１０の樹脂が充填されることとなるため、導体２０及び外側導体２１と、リードフレーム４０とが絶縁部材６０により接続されない。これにより導体２０及び外側導体２１と、リードフレーム４０との間において、絶縁部材６０による沿面が形成されないので、導体２０及び外側導体２１とリードフレーム４０との間の耐圧を向上させることができる。
【0064】
また、磁気センサ３０の感磁面が、それぞれの湾曲部２６の上面と下面との間に配置されるように、それぞれの湾曲部２６を設けることが好ましい。それぞれの湾曲部２６の高さは同一であることが好ましい。磁気センサ３０の感磁面は、湾曲部２６の上面と下面との間の中央に配置されてよい。
【0065】
図９は、図６における接続部２００の一例を示す図である。本例の接続部２００は、配線２１４、配線２１６、配線２１８及び配線２２０を有する。それぞれの配線において交差する部分は、他の部分とは異なる高さに配置されてよい。一例としては、多層配線基板の異なるレイヤーを用いてもよい。
【0066】
配線２１８は、導体２０の端部２４－３と接続される。配線２１６は、導体２０の端部２４－４と、外側導体２１－１の端部２４－２とを接続する。配線２１４は、外側導体２１－１の端部２４－５と、外側導体２１－２の端部２４－１とを接続する。配線２２０は、外側導体２１－２の端部２４－６と接続される。このような構成により、配線２２０、外側導体２１－２、配線２１４、外側導体２１－１、配線２１６、導体２０、及び、配線２１８が、この順番で直列に接続される。配線２２０及び配線２１８の一方から被測定電流を印加して、他方で被測定電流を受け取ることで、導体２０、外側導体２１－１及び外側導体２１－２に同一の被測定電流を流すことができる。
【0067】
また、このような構成により、導体２０に流れる被測定電流によって磁気センサ３０の位置に印加される磁場、外側導体２１－１に流れる被測定電流によって磁気センサ３０の位置に印加される磁場、及び、外側導体２１－２に流れる被測定電流によって磁気センサ３０の位置に印加される磁場が、互いに同一方向となる。図９の例では、導体２０、外側導体２１－１及び外側導体２１－２において、上面視で磁気センサ３０の周りを反時計回り方向に被測定電流が流れる。これにより、被測定電流に応じて磁気センサ３０の位置に印加される磁場を増幅することができる。
【0068】
（第３の実施形態）
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る電流センサ４００を示す平面図である。電流センサ４００は、電流センサ１００と同様に、第１の導体２０－１、第２の導体２０－２、第１の磁気センサ３０－１及び第２の磁気センサ３０－２を有する。また、電流センサ４００は、それぞれの導体２０に対して、電流センサ３００と同様に、一つ以上の外側導体２１を有する。他の構成は、電流センサ１００と同一であってよい。
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る電流センサ４００を示す平面図である。電流センサ４００は、電流センサ１００と同様に、第１の導体２０－１、第２の導体２０－２、第１の磁気センサ３０－１及び第２の磁気センサ３０－２を有する。また、電流センサ４００は、それぞれの導体２０に対して、電流センサ３００と同様に、一つ以上の外側導体２１を有する。他の構成は、電流センサ１００と同一であってよい。
【0069】
本例の電流センサ４００は、それぞれの導体２０に対して、外側導体２１－１及び外側導体２１－２を有する。一つの導体２０に対して設けられる外側導体２１の数は、一つであってよく、三つ以上であってもよい。導体２０及び外側導体２１の構造は、電流センサ３００における導体２０及び外側導体２１と同様である。本明細書では、第１の導体２０－１に対応する外側導体２１を第１の外側導体２１と称し、第２の導体２０－２に対応する外側導体２１を第２の外側導体２１と称する場合がある。
【0070】
第１の外側導体２１－２の湾曲部２６－３の内側には、第１の外側導体２１－１が配置される。第１の外側導体２１－１の湾曲部２６－２の内側には、第１の導体２０－１及び第１の磁気センサ３０－１が配置される。第２の外側導体２１－２の湾曲部２６－３の内側には、第２の外側導体２１－１が配置される。第２の外側導体２１－１の湾曲部２６－２の内側には、第２の導体２０－２及び第２の磁気センサ３０－２が配置される。
【0071】
接続部２００は、それぞれの導体２０及びそれぞれの外側導体２１を接続する。本例の接続部２００は、第１の導体２０－１、第１の外側導体２１－１及び第１の外側導体２１－２を、図６に示した導体２０、外側導体２１－１及び外側導体２１－２と同様に接続する。つまり、これらの導体を直列に接続する。また、接続部２００は、第２の導体２０－２、第２の外側導体２１－１及び第２の外側導体２１－２を、図６に示した導体２０、外側導体２１－１及び外側導体２１－２と同様に接続する。つまり、これらの導体を直列に接続する。
【0072】
接続部２００は、第１の導体２０－１、第１の外側導体２１－１及び第１の外側導体２１－２のそれぞれに流れる被測定電流によって第１の磁気センサ３０－１の位置に印加される磁場の方向が互いに同一となるように、第１の導体２０－１、第１の外側導体２１－１及び第１の外側導体２１－２を接続する。同様に、接続部２００は、第２の導体２０－２、第２の外側導体２１－１及び第２の外側導体２１－２のそれぞれに流れる被測定電流によって第２の磁気センサ３０－２の位置に印加される磁場の方向が互いに同一となるように、第２の導体２０－２、第２の外側導体２１－１及び第２の外側導体２１－２を接続する。
【0073】
また、接続部２００は、第１の導体２０－１、第１の外側導体２１－１及び第１の外側導体２１－２を含む第１の導体群と、第２の導体２０－２、第２の外側導体２１－１及び第２の外側導体２１－２を含む第２の導体群とを、直列に接続してよく、並列に接続してもよい。第１の導体群と、第２の導体群とを直列に接続した場合、第１の導体２０－１、第１の外側導体２１－１、第１の外側導体２１－２、第２の導体２０－２、第２の外側導体２１－１及び第２の外側導体２１－２に同一の被測定電流が流れる。また、接続部２００は、第１の導体２０―１に流れる被測定電流によって第１の磁気センサ３０－１の位置に印加される磁場と、第２の導体２０－２に流れる被測定電流によって第２の磁気センサ３０－２の位置に印加される磁場とが互いに逆方向となるように、第１の導体群と第２の導体群とを接続する。
【0074】
このような構造により、外部雑音による影響を抑制して、被測定電流を精度よく検出できる。また、外側導体２１を用いることで、それぞれの磁気センサ３０のＳ／Ｎを向上させることができる。また、２つの磁気センサ３０の出力の差分を算出することで、更に感度を向上させることができる。
【0075】
図１１は、図１０における電流センサ４００をＡ－Ａ'線で切断した場合の側面図の一例である。本例の絶縁部材６０は、図２に示した例と同様に、リードフレーム４０の突出部４２の下面と、導体２０及び外側導体２１のそれぞれの湾曲部２６の下面に接着される。本例の突出部４２及び湾曲部２６は、下面の高さが互いに同一の部分を有する。絶縁部材６０の一部は、それぞれの導体２０の内側において、導体２０に覆われていない部分を有する。絶縁部材６０の当該部分の上面に、それぞれの磁気センサ３０が載置されている。
【0076】
本例における電流センサ４００の構造は、導体２０及び外側導体２１を含む導体群を２組有し、導体群の間に突出部４２を有することを除き、図７に示した電流センサ３００と同一である。このような構成により、磁気センサ３０の感磁面を、導体２０と同程度もしくはそれ以内の高さに配置できる。このため、磁気センサ３０のＳ／Ｎを向上させることができる。また、絶縁部材６０により磁気センサ３０を支持できる。
【0077】
図１２は、図１０における電流センサ４００をＡ－Ａ'線で切断した場合の側面図の他の例である。本例の絶縁部材６０は、図３に示した例と同様に、リードフレーム４０の突出部４２の下面に接着され、且つ、導体２０及び外側導体２１の湾曲部２６の下面には接着されていない。本例の湾曲部２６の下面は、突出部４２の下面よりも高い位置に配置される。本例の導体２０及び外側導体２１は、端部２４と湾曲部２６との間に、図１０に示した段差部２２を有する。
【0078】
本例における電流センサ４００の構造は、導体２０及び外側導体２１を含む導体群を２組有し、導体群の間に突出部４２を有することを除き、図８に示した電流センサ３００と同一である。本例の構造によれば、電流センサ４００のＳ／Ｎを向上させることができる。
【0079】
図１３は、図１０における接続部２００の一例を示す図である。本例の接続部２００は、配線２２２、配線２２４、配線２２６、配線２２８、配線２３０、配線２３２及び配線２３４を有する。それぞれの配線において交差する部分は、他の部分とは異なる高さに配置されてよい。一例としては、多層配線基板の異なるレイヤーを用いてもよい。
【0080】
配線２３０は、第２の外側導体２１－２の端部２４－７に接続される。配線２３２は、第２の外側導体２１－２の端部２４－１２と、第２の外側導体２１－１の端部２４－８とを接続する。配線２３４は、第２の外側導体２１－１の端部２４－１１と、第２の導体２０－２の端部２４－９とを接続する。配線２２８は、第２の導体２０－２の端部２４－１０と、第１の外側導体２１－２の端部２４－６とを接続する。
【0081】
配線２２２は、第１の外側導体２１－２の端部２４－１と、第１の外側導体２１－１の端部２４－５とを接続する。配線２２４は、第１の外側導体２１－１の端部２４－２と、第１の導体２０－１の端部２４－４とを接続する。配線２２６は、第１の導体２０－１の端部２４－３と接続される。このような構成により、配線２３０、第２の外側導体２１－２、配線２３２、第２の外側導体２１－１、配線２３４、第２の導体２０－２、配線２２８、第１の外側導体２１－２、配線２２２、第１の外側導体２１－１、配線２２４、第１の導体２０－１、及び、配線２２６が、この順番で直列に接続される。配線２２６及び配線２３０の一方から被測定電流を印加して、他方で被測定電流を受け取ることで、各導体に同一の被測定電流を流すことができる。
【0082】
また、このような構成により、第１の導体群に流れる被測定電流によって第１の磁気センサ３０－１の位置に印加される磁場と、第２の導体群に流れる被測定電流によって第２の磁気センサ３０－２の位置に印加される磁場が、互いに逆方向となる。２つの磁気センサ３０の出力の差分を算出することで、被測定電流の測定におけるＳ／Ｎを向上させることができる。
【0083】
図１４は、電流センサ１００の他の構造例を示す図である。本例の電流センサ１００は、図１に示した構造に対して、絶縁部材５６を更に備える。絶縁部材５６は、第１の絶縁部材の一例である。絶縁部材５６は、例えばポリイミドシートである。絶縁部材５６は、第１の導体２０－１及び第２の導体２０－２の上面に配置される。本例の絶縁部材５６は、リードフレーム４０の上面にも配置されている。
【0084】
信号処理チップ５０は、絶縁部材５６上に配置される。信号処理チップ５０の少なくとも一部は、第１の導体２０－１及び第２の導体２０－２の上方に配置される。本例の信号処理チップ５０は、リードフレーム４０、第１の導体２０－１及び第２の導体２０－２の上方に跨って配置されている。
【0085】
信号処理チップ５０を導体２０の上方にも跨って配置することで、リードフレーム４０を小さくすることができる。このため、電流センサ１００を小型化できる。また、信号処理チップ５０を、それぞれの磁気センサ３０の近傍に配置できる。このため、磁気センサ３０と信号処理チップ５０との温度差を低減できる。信号処理チップ５０は、温度を検出する温度検出部を有してよい。信号処理チップ５０は、検出した温度に基づいて、磁気センサ３０における動作、又は、磁気センサ３０の出力信号を補正してよい。信号処理チップ５０と磁気センサ３０との温度差を低減することで、当該補正の精度を向上させることができる。
【0086】
図１５は、電流センサ１００の他の構造例を示す図である。本例における電流センサ１００においては、図１４の例と同様に絶縁部材５６を有するとともに、磁気センサ３０は、信号処理チップ５０の内部に形成されている。例えば、信号処理回路が形成された半導体基板に、磁気センサ３０も集積されてよい。このような構成によっても電流センサ１００のサイズを低減することができる。
【0087】
この場合、磁気センサ３０が形成された信号処理チップ５０の部分を、湾曲部２６の内側領域の上方に配置する。同様に、絶縁部材５６の一部分も、湾曲部２６の内側領域の上方に配置してよい。図１５においては、磁気センサ３０が形成された部分を点線で示している。また、本例の電流センサ１００においては、絶縁部材６０は省略できる。
【0088】
図１４及び図１５においては、電流センサ１００に絶縁部材５６を設ける例を説明したが、電流センサ３００又は電流センサ４００に絶縁部材５６を設け、絶縁部材５６上に信号処理チップ５０を配置してもよい。また、電流センサ３００又は電流センサ４００において、磁気センサ３０が信号処理チップ５０の内部に形成されていてもよい。
【0089】
（第４の実施形態）
図１６から図１８は、本発明の第４の実施形態に係る電流センサ５００の内部構成を示す。ここで、図１６は、電流センサ５００を上部から透視した平面図であり、図１７は図１６における基準線Ａ－Ａ'で切断した場合の電流センサ５００の断面構成を示し、図１８は図１６における基準線Ｂ－Ｂ'で切断した場合の電流センサ５００の断面構成を示す。本実施形態における電流センサ５００は、電流センサの小型化のために、信号処理チップに対して封止部を小さくすると、封止部内で磁気センサ及び一次導体を配置するスペースが不足するという問題を解決する。
図１６から図１８は、本発明の第４の実施形態に係る電流センサ５００の内部構成を示す。ここで、図１６は、電流センサ５００を上部から透視した平面図であり、図１７は図１６における基準線Ａ－Ａ'で切断した場合の電流センサ５００の断面構成を示し、図１８は図１６における基準線Ｂ－Ｂ'で切断した場合の電流センサ５００の断面構成を示す。本実施形態における電流センサ５００は、電流センサの小型化のために、信号処理チップに対して封止部を小さくすると、封止部内で磁気センサ及び一次導体を配置するスペースが不足するという問題を解決する。
【0090】
ここで、図１６における上下方向を縦方向、図１６及び図１８における左右方向を横方向、及び図１７及び図１８における上下方向を高さ方向とし、縦方向及び横方向により形成される面を主面とし、主面の上側／下側を上面側／下面側とする。また、「平面視で」という記載は、当該主面に相対する視点から主面側を観察することを含むものとする。本実施形態において電流センサ５００は、磁気センサを用いて電流経路に入力される電流の量を検出する電流センサであるが、後述するように電流センサ５００は他の種類のセンサであってもよい。
【0091】
電流センサ５００は、第１の磁気センサ３０－１、第２の磁気センサ３０－２、第１の導体２０－１、第２の導体２０－２、信号処理回路５１、フレーム部５４０、端子部５３２、絶縁部材６０、及び、封止部１０を備える。
【0092】
第１の磁気センサ３０－１及び第２の磁気センサ３０－２（以下、複数の磁気センサをまとめて「磁気センサ３０」とも言う。）は、被測定電流から生じる磁気を測定することにより、被測定電流の大きさを測定する。例えば、磁気センサ３０は、上面側を感磁部とするホール素子を有する磁気センサであってよい。第１の磁気センサ３０－１及び第２の磁気センサ３０－２は、多面付け基板等からダイシングすることで多数同時に製造されるものであってよく、外形が平面視で矩形であってよい。
【0093】
第１の磁気センサ３０－１は電流センサ５００において主面上に配置され、第２の磁気センサ３０－２は電流センサ５００において主面上に配置される。第１の磁気センサ３０－１及び第２の磁気センサ３０－２として、同一又は類似の素子を採用することができる。
【0094】
図１６に示すように第１の磁気センサ３０－１及び第２の磁気センサ３０－２は、各々６端子であってよく、例えば４端子が十字型のホール素子の各端部に接続され、残り２端子がホール素子の感度調整用のコイルに接続されるものであってよい。第１の磁気センサ３０－１の端子及び第２の磁気センサ３０－２の端子は、各々ボンディングワイヤによって信号処理回路５１に接続され、信号処理回路５１から駆動電流又は駆動電圧を受け取り、検出した磁場の強度に応じた電圧を出力信号として信号処理回路５１に出力する。
【0095】
第１の導体２０－１及び第２の導体２０－２は、一次導体である。第１の導体２０－１は、第１の磁気センサ３０－１により検出される電流（すなわち、被測定電流）を流す電流経路を提供する。第２の導体２０－２は、第２の磁気センサ３０－２により検出される被測定電流を流す電流経路を提供する。第１の導体２０－１及び第２の導体２０－２は、図の縦方向に離間される。第１の導体２０－１は、第１の磁気センサ３０－１の近傍で被測定電流を流す。第２の導体２０－２は、第２の磁気センサ３０－２の近傍で被測定電流を流す。
【0096】
それぞれの導体２０は、金属等の導電材料で形成される。それぞれの導体２０は、平面視において、湾曲部２６を備える。第１の導体２０－１は、第１の磁気センサ３０－１を囲むように湾曲部２６－１を有する。第２の導体２０－２は、第２の磁気センサ３０－２を囲むように湾曲部２６－２を有する。第１の磁気センサ３０－１は、封止部１０内に設けられ、平面視において第１の導体２０－１の内側に配置される。第２の磁気センサ３０－２は、封止部１０内に設けられ、平面視において第２の導体２０－２の内側に配置される。例えば、第１の導体２０－１は矩形の第１の磁気センサ３０－１の３以上の辺に対向する位置に少なくとも一部が配置され、第２の導体２０－２は矩形の第２の磁気センサ３０－２の３以上の辺に対向する位置に少なくとも一部が配置される。これにより、第１の導体２０－１及び第２の導体２０－２を流れる被測定電流の電流磁場変換係数を高めることができるので、磁気センサ３０による被測定電流の測定の精度を高めることができる。第１の導体２０－１の端部２４－１及び端部２４－２、及び、第２の磁気センサ３０－２の端部２４－３及び端部２４－４は、電流センサ５００をプリント基板等に搭載する際に端子として機能してよい。
【0097】
それぞれの導体２０は、湾曲部２６と端部２４との間に段差部２２を有してよい。例えば、信号処理回路５１側、すなわち湾曲部２６側が端部２４側より高くなるように段差部２２が設けられてよい。例えば、図１８で示すように、第１の導体２０－１及び第２の導体２０－２の各々の右側が高くなるように段差部２２が設けられている。これにより、それぞれの導体２０と磁気センサ３０の間の絶縁耐圧が高まるとともに、それぞれの導体２０の厚みの中心位置を磁気センサ３０の感磁部の高さ位置に近づけることができ、磁気センサ３０による被測定電流の測定精度を向上することができる。
【0098】
一例において、第１の導体２０－１を流れる電流の向きは、第２の導体２０－２を流れる電流の向きと異なっていてよい。例えば、第１の導体２０－１において被測定電流は時計回りに流れ、第２の導体２０－２において被測定電流は反時計回りに流れてよい。このようにすることで、外部磁場等の外乱の影響の方向を実質的に相殺することができる。すなわち、電流センサ５００は、第１の磁気センサ３０－１の出力信号と第２の磁気センサ３０－２の出力信号の差分を算出して外乱の影響をキャンセルすることができる。
【0099】
一例において、第１の導体２０－１及び第２の導体２０－２は、被測定電流に対し並列に接続されてよい。また、第１の導体２０－１及び第２の導体２０－２は、被測定電流に対し直列に接続されてよい。第１の導体２０－１及び第２の導体２０－２の直列接続及び並列接続の具体例については後述する。
【0100】
信号処理回路５１は、上述した信号処理チップ５０として構成されてよい。信号処理回路５１は、磁気センサ３０の出力信号を処理して導体２０を流れる被測定電流の大きさを算出する。信号処理回路５１は、メモリ、感度補正回路、出力のオフセットを補正するオフセット補正回路、磁気センサ３０からの出力信号を増幅する増幅回路、第１の磁気センサ３０－１からの出力信号と第２の磁気センサ３０－２からの出力信号との差分を演算する差分演算回路、及び温度に応じて出力を補正する温度補正回路等の少なくとも１つを内蔵してもよい。
【0101】
本例では、信号処理回路５１は、磁気センサ３０と別個のデバイスとして別の基板から製造されたハイブリッド構成のものを採用する。これに代えて、信号処理回路５１は、磁気センサ３０と同一の基板（例えば、シリコン基板）から製造されたモノリシック構成のものを採用してもよい。モノリシック構成の場合、図１５において説明したように、信号処理回路５１内に磁気センサ３０を含む構成となってもよい。
【0102】
信号処理回路５１は、主面における平面視で矩形であってよい。一例として、信号処理回路５１は、図１６に示すように主面における平面視で正方形であってよい。これにより、所定の大きさの封止部１０に封止可能な信号処理回路５１の平面サイズを最大化できる。また、正方形の信号処理回路５１を封止部１０の中央近辺に配置することで電流センサ５００の出力に及ぼす応力の影響を低減することができる。
【0103】
また、第１の磁気センサ３０－１を信号処理回路５１に接続するワイヤと第２の磁気センサ３０－２を信号処理回路５１に接続するワイヤの形状及び長さを等価にしてもよい。また、第１の磁気センサ３０－１を信号処理回路５１に接続する各ワイヤは、第１の磁気センサ３０－１の中心を通り、第１の磁気センサ３０－１と対向する信号処理回路５１の一辺に向かう法線を軸として線対称の関係であってもよい。第２の磁気センサ３０－２の各ワイヤについても同様である。これにより、第１の導体２０－１及び第２の導体２０－２と各ワイヤとの間に寄生する容量が均一化され、磁気センサ３０の応答特性の劣化を回避することができる。
【0104】
フレーム部５４０は、本体部５４１、第１伸張部５４２、及び、第２伸張部５４４を有し、信号処理回路５１を搭載し、絶縁部材６０を支持する。フレーム部５４０は、熱伝導性の良好な金属により形成されてよい。フレーム部５４０及び第１伸張部５４２は、図１から図１５に示されるリードフレーム４０及び突出部４２に相当してよい。
【0105】
本体部５４１は、信号処理回路５１を上面に搭載する。本体部５４１は、信号処理回路５１とほぼ同一形状（例えば、本例において矩形又は正方形）、相似形状、又は、類似形状であってよい。また、本体部５４１は信号処理回路５１よりも小さくてよい。本体部５４１は、電流センサ５００又は封止部１０のほぼ中央に配置されてよい。
【0106】
第１伸張部５４２は、本体部５４１の少なくとも一辺上から外側に向かって張り出すように形成される。本例において、第１伸張部５４２は、本体部５４１の左上辺から左上方向に伸張する腕部分と、本体部５４１の左下辺から左下方向に伸張する腕部分とを含む。第１伸張部５４２は、後述する絶縁部材６０を裏面で支持する。
【0107】
第２伸張部５４４は、第１伸張部５４２とは別に、本体部５４１の少なくとも一辺上から外側に向かって張り出すように形成される。本例において、第２伸張部５４４は、本体部５４１の右上辺から右上方向に伸張する腕部分と、本体部５４１の右下辺から右下方向に伸張する腕部分とを含む。第２伸張部５４４は、本体部５４１を支持すると共に、信号処理回路５１とボンディングワイヤ等で接続されて、信号処理回路５１の端子として機能してよい。
【0108】
第１伸張部５４２及び第２伸張部５４４は、少なくとも一部が、本体部５４１（又は電流センサ５００）の重心を中心とした対称性（例えば、回転対称性又は鏡像対称性）を有するものであってよい。例えば、図１６において第１伸張部５４２及び第２伸張部５４４はほぼ左右対称となっている。これにより、電流センサ５００の出力に及ぼす応力の影響を低減することができる。
【0109】
端子部５３２は、信号処理回路５１とボンディングワイヤ等により接続され、第２伸張部５４４と共に信号処理回路５１のデバイス端子５４６として機能してよい。端子部５３２は、フレーム部５４０と同様の材料により形成されてよい。端子部５３２は、図１から図１５において説明したリードフレーム３２に相当してよい。
【0110】
本例において、８つのデバイス端子５４６が信号処理回路５１に接続されている。それにより、信号処理回路５１は、導体２０に通電される電流の量の算出結果、さらにパラメータの設定等を８つのデバイス端子５４６を介して入出力する。また、フレーム部５４０をグランド電位又は定電位とすることで、フレーム部５４０が、電流センサ５００の裏面側から来る静電ノイズを遮蔽する静電シールドの役割を果たす。
【0111】
絶縁部材６０は、接着剤等によりフレーム部５４０の第１伸張部５４２と本体部５４１の下面で固定される。絶縁部材６０は、絶縁フィルムであってよい。絶縁部材６０は、磁気センサ３０を搭載し第１の導体２０－１及び第２の導体２０－２から離間される。これにより、絶縁部材６０は、導体２０と沿面が形成されないため高い絶縁性を有するとともに、磁気センサ３０をフレーム部５４０に対して緩みなく固定することができる。
【0112】
封止部１０は、磁気センサ３０及び信号処理回路５１等の電流センサ５００の構成部品を内部に固定し、第１の導体２０－１、第２の導体２０－２、フレーム部５４０、及び端子部５３２を絶縁して保護する。封止部１０は、第１の導体２０－１、第２の導体２０－２、フレーム部５４０及び端子部５３２の少なくとも一部を固定してよい。例えば、図１６に示すように、封止部１０は、第１の導体２０－１のうち端部２４－１及び端部２４－２以外の部分、及び、第２の導体２０－２のうち端部２４－３及び端部２４－４以外の部分を封止し、封止されなかった端部２４－１から端部２４－４を端子として露出させてよい。また、封止部１０は、デバイス端子５４６の片側の端部が露出するように残部を封止してよい。
【0113】
封止部１０は、例えば、エポキシ樹脂等の絶縁性に優れた樹脂を用いてモールド成形することにより形成される。例えば、封止パッケージは、平面視で矩形形状である直方体形状であってよい。一例として、封止パッケージは、平面視で正方形形状であってよい。
【0114】
ここで、信号処理回路５１、及び、封止部１０の主面上の配置について説明する。
【0115】
本実施形態において、信号処理回路５１は、封止部１０に対して、平面視で斜めに配置されている。例えば、信号処理回路５１の外形を構成する各辺は、封止部１０の外形を構成する辺のうち対向する１辺又は複数辺に対して斜めであってよい。一例として、矩形の信号処理回路５１が、矩形の封止部１０に対して斜めに配置されてよい。
【0116】
このような配置によれば、封止部１０の四隅側にスペースを集中でき、余裕をもって当該スペースに磁気センサ３０と導体２０を配置することができる。例えば、図１６においては、封止部１０の左上のスペースに第１の磁気センサ３０－１を配置した後も、第１の磁気センサ３０－１と信号処理回路５１との間、及び、第１の磁気センサ３０－１と封止部１０の外縁部分との間に十分な間隔を保つことができる。
【0117】
そのため、図１６に示される例において、第１の導体２０－１が第１の磁気センサ３０－１を囲むように、第１の磁気センサ３０－１の周囲に第１の導体２０－１を配置することができる。これにより、第１の導体２０－１に囲まれた領域に発生する垂直方向の磁場が大きくなり、第１の磁気センサ３０－１による被測定電流の測定精度を向上することができる。第２の磁気センサ３０－２及び第２の導体２０－２についても同様である。
【0118】
また、本実施形態の電流センサ５００によれば、信号処理回路５１の大きさに対して封止部１０の大きさを小型化できるので、性能を維持したまま電流センサ５００全体を小型化できる。
【0119】
一例として、図１６に示されるとおり、信号処理回路５１は、封止部１０に対して、平面視で４５度傾いて配置してよい。これにより、封止部１０の四隅に生じるスペースを最大化することができる。なお、信号処理回路５１及び封止部１０の傾き角度は４５度以外であってもよい。例えば、信号処理回路５１及び封止部１０が３０～６０度の範囲で傾いていれば、封止部１０の四隅に十分なスペースが生じさせることができる。
【0120】
次に、信号処理回路５１、及び、磁気センサ３０の主面上の配置について説明する。
【0121】
信号処理回路５１の２つの辺の各々と対向する位置に第１の磁気センサ３０－１及び第２の磁気センサ３０－２の各々が配置されてよい。信号処理回路５１の２つの隣接する辺の各々に沿って、センサ接続部５７及びセンサ接続部５８が配置されてよい。センサ接続部５７は、信号処理回路５１と、対向する第１の磁気センサ３０－１とを接続するのに用いられてよい。センサ接続部５８は、信号処理回路５１と、対向する第２の磁気センサ３０－２とを接続するのに用いられてよい。なお、センサ接続部５７及びセンサ接続部５８は、それぞれ複数のボンディングパッドを含んでよい。以上のような構成によれば、複数の磁気センサ３０との接続のために信号処理回路５１の二辺を使用できるので、複数の磁気センサ３０との接続に信号処理回路５１の一辺のみを用いた場合と比較して信号処理回路５１の辺の長さを短くできる。
【0122】
例えば図１６において、第１の磁気センサ３０－１は、信号処理回路５１の左上辺と対向する位置に配置され、信号処理回路５１の左上辺上のボンディングパッドとボンディングワイヤで接続される。同様に、第２の磁気センサ３０－２は、信号処理回路５１の左下辺と対向する位置に配置され、信号処理回路５１の左下辺上のボンディングパッドとボンディングワイヤで接続される。
【0123】
また、信号処理回路５１の２以上の隣接する辺の各々と対向する位置に磁気センサ３０の各々が配置されてよい。これにより、磁気センサ３０が信号処理回路５１の近傍位置に配置されることになるので、封止部１０内に配置される導体２０の取り回しが容易になる。例えば図１６においては、各磁気センサ３０は、信号処理回路５１の隣接する辺（左上辺及び左下辺）の各々と対向する位置に配置される。また、第１の磁気センサ３０－１及び第２の磁気センサ３０－２を、信号処理回路５１を中心に線対称（図１６において上下対称）に配置することが可能になり、これによりｄｖ／ｄｔなどのＡＣ特性を改善ことができる。
【0124】
第１の磁気センサ３０－１及び第２の磁気センサ３０－２は、封止部１０に対して平面視で各々斜めに配置されてよい。例えば、第１の磁気センサ３０－１及び第２の磁気センサ３０－２の外形を構成する各辺は、封止部１０の外形を構成する１辺又は複数辺のうち対向する辺に対して斜めであってよい。
【0125】
一例として、図１６の実施形態においては、矩形の第１の磁気センサ３０－１及び第２の磁気センサ３０－２は、各々矩形の封止部１０に対し４５度傾いており、これにより第１の磁気センサ３０－１及び第２の磁気センサ３０－２の各辺は、平面視で信号処理回路５１の各辺と平行に配置される。これにより、第１の磁気センサ３０－１と信号処理回路５１とを接続するワイヤが交差することなく、また、複数のワイヤ間の対称性を保つことができる。第２の磁気センサ３０－２と信号処理回路５１とを接続するワイヤも、同様である。
【0126】
なお、図１６から図１８では、磁気センサ３０と信号処理回路５１との間に導体２０を配置する形態について説明したが、配置はこれに限定されない。例えば、磁気センサ３０は、導体２０及び信号処理回路５１の間に配置されてもよい。この配置の場合、第１の磁気センサ３０－１及び第２の磁気センサ３０－２の配置位置における磁場の向きが互いに逆向きになるよう、第１の導体２０－１と第２の導体２０－２の電流の向きが決められる。
【0127】
図１９は、第１の導体２０－１と第２の導体２０－２とを並列接続した場合の電流経路の一例を示す。本例において、電流センサ５００は図１６から図１８で説明したものと同一であってよく、電流センサ５００はプリント基板に搭載されているものとする。第１の導体２０－１は端部２４－１及び端部２４－２を有し、第２の導体２０－２は、端部２４－３及び端部２４－４を有する。また、図面における黒矢印及び実線はプリント基板の表面側を示すものとし、点線矢印及び点線はプリント基板の裏面側を示すものとする。
【0128】
図１９に示される例において、プリント基板の表面の第１導電路２４０に供給された被測定電流は、第１の導体２０－１の端部２４－２と、第２の導体２０－２の端部２４－３のそれぞれに流入する。例えば、端部２４－２及び端部２４－３には被測定電流が等しく分割された電流が流入する。これにより、第１の導体２０－１及び第２の導体２０－２には、逆向きの同電流がそれぞれ流れる。第１の導体２０－１の端部２４－２から流入した電流は、第１の磁気センサ３０－１の左下側から反時計回りに周回し、第１の導体２０－１の端部２４－１からプリント基板の表面の第２導電路２４２に出力される。
【0129】
第２導電路２４２に入力された電流は、プリント基板を貫通するビアを介して裏面に形成された第３導電路２４４を流れ、再び別のビアを介してプリント基板の表面に形成された第４導電路２４６に流れる。一方で、第２の導体２０－２の端部２４－３から流入した電流は、第２の磁気センサ３０－２の左上側から時計回りに周回し、第２の導体２０－２の端部２４－４から第４導電路２４６に合流する。
【0130】
このように図１９の例においては、被測定電流は第１の磁気センサ３０－１の近傍及び第２の磁気センサ３０－２の近傍のそれぞれに対して分割されて並列に流れる。これにより、各磁気センサ３０あたりの発熱量が低減し、発熱による被測定電流計測への影響を軽減することができる。
【0131】
ここで、第１の磁気センサ３０－１及び第２の磁気センサ３０－２に対して逆向きの被測定電流が流れる。すなわち、第１の磁気センサ３０－１及び第２の磁気センサ３０－２に対して与えられる被測定電流由来の磁場は互いに逆向きである一方で、ノイズとなる外部磁場は互いに同一向きである。従って、信号処理回路５１は、第１の磁気センサ３０－１の出力と第２の磁気センサ３０－２の出力の差分を算出することにより、外部磁場の影響をキャンセルし、より高い精度で被測定電流を測定できる。
【0132】
また、図１９に示される例によれば、導体２０の加工のばらつきやプリント基板の影響により、第１の導体２０－１及び第２の導体２０－２を流れる被測定電流に差が生じた場合であっても、被測定電流の差は一定となる。従って、加工ばらつき等によらず被測定電流を高い精度で検出することができる。
【0133】
【0134】
本例において、プリント基板の表面の第１導電路２５０に供給された被測定電流は、端部２４－２及び端部２４－３のそれぞれに流入する。例えば、端部２４－２及び端部２４－３には被測定電流が等しく分割された電流が流入する。これにより、第１の導体２０－１及び第２の導体２０－２のには、互いに逆向きの同電流がそれぞれ流れる。第１の導体２０－１の端部２４－２から流入した電流は、第１の磁気センサ３０－１の左下側から反時計回りに周回し、第１の導体２０－１の端部２４－１から表面の第２導電路２５２に出力される。
【0135】
第２導電路２５２に入力された電流は、プリント基板を貫通するビアを介してプリント基板の裏面に形成された第４導電路２５６に入力される。一方で、第２の導体２０－２の端部２４－３から流入した電流は、第２の磁気センサ３０－２の左上側から時計回りに周回し、第２の導体２０－２の端部２４－４から表面の第３導電路２５４に出力される。第３導電路２５４に入力された電流は、プリント基板を貫通するビアを介して第４導電路２５６に合流する。
【0136】
【0137】
【0138】
本例において、プリント基板の表面の第１導電路２６０に供給された被測定電流は、第２の導体２０－２の端部２４－３に流入する。これにより、第２の導体２０－２に、被測定電流が流れる。被測定電流は、第２の導体２０－２において第２の磁気センサ３０－２の左上側から時計回りに周回し、第２の導体２０－２の端部２４－４から表面の第２導電路２６２に出力される。
【0139】
第２導電路２６２に入力された被測定電流は、プリント基板を貫通するビアを介して裏面に形成された第３導電路２６４に入力され、再びビアを介して表面に形成された第４導電路２６６に流入する。被測定電流は、第４導電路２６６から第１の導体２０－１の端部２４－２を介して、第１の導体２０－１に流れる。被測定電流は、第１の導体２０－１において第１の磁気センサ３０－１の左下側から反時計回りに周回し、第１の導体２０－１の端部２４－１を介してプリント基板の表面に形成された第５導電路２６８に出力される。
【0140】
このように、図２１に示される例において、第１の導体２０－１及び第２の導体２０－２は被測定電流に対して直列に接続されるので、電流センサ５００は被測定電流を複数の磁気センサ３０で測定することができ、これにより、並列に接続した場合と比較して被測定電流を高感度（すなわち高ＳＮ比）で測定することができる。
【0141】
また、第１の磁気センサ３０－１及び第２の磁気センサ３０－２に対して逆向きの被測定電流が流れるので、信号処理回路５１は、第１の磁気センサ３０－１及び第２の磁気センサ３０－２の出力の差分を算出することにより、外部磁場の影響をキャンセルし、より高い精度で被測定電流を測定できる。
【0142】
例えば、比較的大きい被測定電流（一例として３５Ａ以上）が流れる用途に電流センサ５００を用いる場合、図１９及び図２０で説明したように、第１の導体２０－１及び第２の導体２０－２が並列接続されてよい。また、例えば、比較的小さい被測定電流（一例として３５Ａ未満）が流れる用途に電流センサ５００を用いる場合、図２１で説明したように、第１の導体２０－１及び第２の導体２０－２が直列接続されてよい。
【0143】
なお、上記説明では、磁気センサ３０が２個設けられた電流センサ５００の例について説明したが、磁気センサ３０の数は２個に限られない。電流センサ５００は磁気センサ３０を３個又は４個以上搭載してもよい。例えば、３個以上の磁気センサ３０が、信号処理回路５１の３辺以上の対応する位置に設けられてよい。この場合、デバイス端子５４６は、図１６において信号処理回路５１の上方及び／又は下方に設けられてよい。
【0144】
また、上記説明では、電流センサ５００について説明したが、本実施形態は、電流センサ以外のセンサに適用することができる。例えば、センサは、任意のセンサチップと信号処理回路が封止されてパッケージされたものであればよく、例えば、位置センサや光センサ又は赤外線センサ等であってよい。
【0145】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【0146】
特許請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及び段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
［項目１］
封止部と、
平面視で湾曲した湾曲部を上記封止部内に有し、且つ、二つの端部が上記封止部から露出する第１の導体と、
平面視で湾曲した湾曲部を上記封止部内に有し、且つ、二つの端部が上記封止部から露出する第２の導体と、
上記封止部内に設けられ、平面視で上記第１の導体の内側に配置される第１の磁気センサと、
上記封止部内に設けられ、平面視で上記第２の導体の内側に配置される第２の磁気センサと、
を備え、
上記第１の導体の一つの端部と、上記第２の導体の一つの端部が電気的に接続される電流センサ。
［項目２］
上記第１の導体の一つの端部と、上記第２の導体の一つの端部とを電気的に接続する接続部を更に備える、項目１に記載の電流センサ。
［項目３］
上記第１の導体と上記第２の導体に同一の被測定電流が流れるように、上記第１の導体と上記第２の導体とが電気的に接続されている、項目１又は２に記載の電流センサ。
［項目４］
上記第１の導体に流れる上記被測定電流によって上記第１の磁気センサの位置に印加される磁場と、上記第２の導体に流れる上記被測定電流によって上記第２の磁気センサの位置に印加される磁場が、互いに逆方向となるように、上記第１の導体と上記第２の導体とが電気的に接続される、項目３に記載の電流センサ。
［項目５］
平面視で湾曲した湾曲部を上記封止部内に有し、二つの端部が上記封止部から露出し、且つ、平面視において上記湾曲部の内側に、上記第１の導体及び上記第１の磁気センサが配置される第１の外側導体と、
平面視で湾曲した湾曲部を上記封止部内に有し、二つの端部が上記封止部から露出し、且つ、平面視において上記湾曲部の内側に、上記第２の導体及び上記第２の磁気センサが配置される第２の外側導体と、
を更に備える項目１から４の何れか一項に記載の電流センサ。
［項目６］
上記第１の導体、上記第２の導体、上記第１の外側導体及び上記第２の外側導体に同一の被測定電流が流れるように、上記第１の導体、上記第２の導体、上記第１の外側導体及び上記第２の外側導体が電気的に接続されている、項目５に記載の電流センサ。
［項目７］
上記第１の導体に流れる上記被測定電流によって上記第１の磁気センサの位置に印加される磁場と、上記第１の外側導体に流れる上記被測定電流によって上記第１の磁気センサの位置に印加される磁場が、互いに同一方向となるように、上記第１の導体と上記第１の外側導体とが電気的に接続され、
上記第２の導体に流れる上記被測定電流によって上記第２の磁気センサの位置に印加される磁場と、上記第２の外側導体に流れる上記被測定電流によって上記第２の磁気センサの位置に印加される磁場が、互いに同一方向となるように、上記第２の導体と上記第２の外側導体とが電気的に接続され、
上記第１の磁気センサの位置に印加される磁場と、上記第２の磁気センサの位置に印加される磁場とが互いに逆方向になるように、上記第１の導体及び上記第１の外側導体を含む第１の導体群と、上記第２の導体及び上記第２の外側導体を含む第２の導体群とが電気的に接続される、
項目６に記載の電流センサ。
［項目８］
上記第１の磁気センサの出力と上記第２の磁気センサの出力の差分を算出する信号処理回路を更に備える、項目１から７の何れか一項に記載の電流センサ。
［項目９］
上記第１の導体と上記第２の導体は、上記第１の磁気センサと上記第２の磁気センサとを結ぶ線分の垂直二等分線に対して互いに線対称な形状を有する、項目８に記載の電流センサ。
［項目１０］
上記信号処理回路は、上記封止部に対して平面視で斜めに配置されている、項目８又は９に記載の電流センサ。
［項目１１］
上記信号処理回路は、上記封止部に対して平面視で４５度傾いて配置される、項目８から１０の何れか一項に記載の電流センサ。
［項目１２］
上記信号処理回路の２つの隣接する辺の各々と対向する位置に上記第１の磁気センサ及び上記第２の磁気センサの各々が配置され、
上記信号処理回路の上記２つの辺の各々に沿って、上記信号処理回路と上記第１の磁気センサ及び上記第２の磁気センサとの接続に用いられるセンサ接続部が配置される、
項目１０又は１１に記載の電流センサ。
［項目１３］
上記第１の磁気センサ及び上記第２の磁気センサは、矩形であり、
上記第１の磁気センサ及び上記第２の磁気センサは、上記封止部に対して平面視で各々斜めに配置され、
上記第１の磁気センサ及び上記第２の磁気センサの各辺は、平面視で上記信号処理回路の各辺と平行に配置される、
項目１０から１２の何れか一項に記載の電流センサ。
［項目１４］
上記第１の導体及び上記第２の導体は、直列に接続される、項目１から１３の何れか一項に記載の電流センサ。
［項目１５］
上記第１の導体及び上記第２の導体は、並列に接続される、項目１から１３の何れか一項に記載の電流センサ。
［項目１６］
上記信号処理回路を搭載するフレーム部と、
上記フレーム部の下面に固定され、上記第１の磁気センサおよび上記第２の磁気センサを搭載する絶縁部材と、
を備え、
上記第１の導体及び上記第２の導体には各々段差が設けられており、
上記第１の導体及び上記第２の導体と上記絶縁部材とは離間している、
項目８から１３の何れか一項に記載の電流センサ。
［項目１７］
上記第１の導体及び上記第２の導体上に配置される第１の絶縁部材を更に備え、
上記信号処理回路は、上記第１の絶縁部材上に配置される、
項目８から１３の何れか一項に記載の電流センサ。
［項目１８］
上記封止部内において上記第１の導体及び上記第２の導体とは分離して設けられ、平面視において上記第１の導体及び上記第２の導体を挟むように配置された突出部を有するリードフレームと、
上記突出部に接着された第２の絶縁部材と、
を更に備え、
上記第１の磁気センサ及び上記第２の磁気センサは、上記第２の絶縁部材上に載置され、
上記第２の絶縁部材と、上記第１の導体及び上記第２の導体との間には上記封止部が形成されている、
項目１から１７の何れか一項に記載の電流センサ。
［項目１９］
上記第１の磁気センサ、上記第２の磁気センサ及び上記信号処理回路は同一の半導体基板に形成される、項目８から１３の何れか一項に記載の電流センサ。
［項目２０］
上記第１の導体の二つの端部及び上記第２の導体の二つの端部は、上記封止部の同一側面において露出している、項目１から１９の何れか一項に記載の電流センサ。
［項目１］
封止部と、
平面視で湾曲した湾曲部を上記封止部内に有し、且つ、二つの端部が上記封止部から露出する第１の導体と、
平面視で湾曲した湾曲部を上記封止部内に有し、且つ、二つの端部が上記封止部から露出する第２の導体と、
上記封止部内に設けられ、平面視で上記第１の導体の内側に配置される第１の磁気センサと、
上記封止部内に設けられ、平面視で上記第２の導体の内側に配置される第２の磁気センサと、
を備え、
上記第１の導体の一つの端部と、上記第２の導体の一つの端部が電気的に接続される電流センサ。
［項目２］
上記第１の導体の一つの端部と、上記第２の導体の一つの端部とを電気的に接続する接続部を更に備える、項目１に記載の電流センサ。
［項目３］
上記第１の導体と上記第２の導体に同一の被測定電流が流れるように、上記第１の導体と上記第２の導体とが電気的に接続されている、項目１又は２に記載の電流センサ。
［項目４］
上記第１の導体に流れる上記被測定電流によって上記第１の磁気センサの位置に印加される磁場と、上記第２の導体に流れる上記被測定電流によって上記第２の磁気センサの位置に印加される磁場が、互いに逆方向となるように、上記第１の導体と上記第２の導体とが電気的に接続される、項目３に記載の電流センサ。
［項目５］
平面視で湾曲した湾曲部を上記封止部内に有し、二つの端部が上記封止部から露出し、且つ、平面視において上記湾曲部の内側に、上記第１の導体及び上記第１の磁気センサが配置される第１の外側導体と、
平面視で湾曲した湾曲部を上記封止部内に有し、二つの端部が上記封止部から露出し、且つ、平面視において上記湾曲部の内側に、上記第２の導体及び上記第２の磁気センサが配置される第２の外側導体と、
を更に備える項目１から４の何れか一項に記載の電流センサ。
［項目６］
上記第１の導体、上記第２の導体、上記第１の外側導体及び上記第２の外側導体に同一の被測定電流が流れるように、上記第１の導体、上記第２の導体、上記第１の外側導体及び上記第２の外側導体が電気的に接続されている、項目５に記載の電流センサ。
［項目７］
上記第１の導体に流れる上記被測定電流によって上記第１の磁気センサの位置に印加される磁場と、上記第１の外側導体に流れる上記被測定電流によって上記第１の磁気センサの位置に印加される磁場が、互いに同一方向となるように、上記第１の導体と上記第１の外側導体とが電気的に接続され、
上記第２の導体に流れる上記被測定電流によって上記第２の磁気センサの位置に印加される磁場と、上記第２の外側導体に流れる上記被測定電流によって上記第２の磁気センサの位置に印加される磁場が、互いに同一方向となるように、上記第２の導体と上記第２の外側導体とが電気的に接続され、
上記第１の磁気センサの位置に印加される磁場と、上記第２の磁気センサの位置に印加される磁場とが互いに逆方向になるように、上記第１の導体及び上記第１の外側導体を含む第１の導体群と、上記第２の導体及び上記第２の外側導体を含む第２の導体群とが電気的に接続される、
項目６に記載の電流センサ。
［項目８］
上記第１の磁気センサの出力と上記第２の磁気センサの出力の差分を算出する信号処理回路を更に備える、項目１から７の何れか一項に記載の電流センサ。
［項目９］
上記第１の導体と上記第２の導体は、上記第１の磁気センサと上記第２の磁気センサとを結ぶ線分の垂直二等分線に対して互いに線対称な形状を有する、項目８に記載の電流センサ。
［項目１０］
上記信号処理回路は、上記封止部に対して平面視で斜めに配置されている、項目８又は９に記載の電流センサ。
［項目１１］
上記信号処理回路は、上記封止部に対して平面視で４５度傾いて配置される、項目８から１０の何れか一項に記載の電流センサ。
［項目１２］
上記信号処理回路の２つの隣接する辺の各々と対向する位置に上記第１の磁気センサ及び上記第２の磁気センサの各々が配置され、
上記信号処理回路の上記２つの辺の各々に沿って、上記信号処理回路と上記第１の磁気センサ及び上記第２の磁気センサとの接続に用いられるセンサ接続部が配置される、
項目１０又は１１に記載の電流センサ。
［項目１３］
上記第１の磁気センサ及び上記第２の磁気センサは、矩形であり、
上記第１の磁気センサ及び上記第２の磁気センサは、上記封止部に対して平面視で各々斜めに配置され、
上記第１の磁気センサ及び上記第２の磁気センサの各辺は、平面視で上記信号処理回路の各辺と平行に配置される、
項目１０から１２の何れか一項に記載の電流センサ。
［項目１４］
上記第１の導体及び上記第２の導体は、直列に接続される、項目１から１３の何れか一項に記載の電流センサ。
［項目１５］
上記第１の導体及び上記第２の導体は、並列に接続される、項目１から１３の何れか一項に記載の電流センサ。
［項目１６］
上記信号処理回路を搭載するフレーム部と、
上記フレーム部の下面に固定され、上記第１の磁気センサおよび上記第２の磁気センサを搭載する絶縁部材と、
を備え、
上記第１の導体及び上記第２の導体には各々段差が設けられており、
上記第１の導体及び上記第２の導体と上記絶縁部材とは離間している、
項目８から１３の何れか一項に記載の電流センサ。
［項目１７］
上記第１の導体及び上記第２の導体上に配置される第１の絶縁部材を更に備え、
上記信号処理回路は、上記第１の絶縁部材上に配置される、
項目８から１３の何れか一項に記載の電流センサ。
［項目１８］
上記封止部内において上記第１の導体及び上記第２の導体とは分離して設けられ、平面視において上記第１の導体及び上記第２の導体を挟むように配置された突出部を有するリードフレームと、
上記突出部に接着された第２の絶縁部材と、
を更に備え、
上記第１の磁気センサ及び上記第２の磁気センサは、上記第２の絶縁部材上に載置され、
上記第２の絶縁部材と、上記第１の導体及び上記第２の導体との間には上記封止部が形成されている、
項目１から１７の何れか一項に記載の電流センサ。
［項目１９］
上記第１の磁気センサ、上記第２の磁気センサ及び上記信号処理回路は同一の半導体基板に形成される、項目８から１３の何れか一項に記載の電流センサ。
［項目２０］
上記第１の導体の二つの端部及び上記第２の導体の二つの端部は、上記封止部の同一側面において露出している、項目１から１９の何れか一項に記載の電流センサ。
【符号の説明】
【0147】
１０・・・封止部、２０・・・導体、２１・・・外側導体、２２・・・段差部、２４・・・端部、２６・・・湾曲部、３０・・・磁気センサ、３２・・・リードフレーム、４０・・・リードフレーム、４２・・・突出部、５０・・・信号処理チップ、５１・・・信号処理回路、５２、５４・・・ワイヤ、５６・・・絶縁部材、５７、５８・・・センサ接続部、６０・・・絶縁部材、１００・・・電流センサ、２００・・・接続部、２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１４、２１６、２１８、２２０、２２２、２２４、２２６、２２８、２３０、２３２、２３４・・・配線、２４０・・・第１導電路、２４２・・・第２導電路、２４４・・・第３導電路、２４６・・・第４導電路、２５０・・・第１導電路、２５２・・・第２導電路、２５４・・・第３導電路、２５６・・・第４導電路、２６０・・・第１導電路、２６２・・・第２導電路、２６４・・・第３導電路、２６６・・・第４導電路、２６８・・・第５導電路、３００・・・電流センサ、４００・・・電流センサ、５００・・・電流センサ、５４０・・・フレーム部、５３２・・・端子部、５４１・・・本体部、５４２・・・第１伸張部、５４４・・・第２伸張部、５４６・・・デバイス端子
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】