[发明专利]具有添加电流路径的霍尔效应传感器封装

说明书

本发明揭示一种霍尔效应传感器封装(200)，其包含：IC裸片(180)，其包含霍尔效应元件；及引线框架，其包含在第一侧上以提供第一场产生电流(FGC)路径的引线及所述封装的第二侧上的第二引线(160、161、162、163)，所述第一FGC路径包含由所述霍尔效应传感器元件上方或下方的减小宽度的第一弯曲头(120c)耦合到1个第一FGC输出引脚(120b)的1个第一FGC输入引脚(120a)。所述第二侧上的一些引线附接到所述IC裸片上包含所述霍尔效应元件的输出的接合垫(181)。夹子(130)在一端(130a)处附接到所述第一FGC输入引脚且在另一端(130b)处附接到所述第一FGC输出引脚上的位置以在所述一端(130a)与所述另一端(130b)之间在所述霍尔效应传感器元件上方或下方具有与所述第一头相对的减小宽度的第二弯曲头(130c)。

技术领域

本描述涉及霍尔效应传感器。

背景技术

众所周知，霍尔效应在垂直于电流在电导体(通常为半导体材料)中的流动(通常在掺杂半导体中流动)的方向上施加磁场时跨电导体产生电势差(电压)，称为霍尔电压。霍尔效应传感器是一种换能器，其响应于由传感器测量的电流产生的磁场而改变其输出电压，其中待测量的电流可为交流电(AC)或直流电(DC)。霍尔效应传感器可以开环或闭环传感器配置来配置。

霍尔效应传感器通常包括集成电路(IC)裸片，其具有：半导体霍尔效应传感器元件，其检测由待测量的电流产生的磁场；及信号处理链，其耦合到霍尔传感器元件的输出，信号处理链包含放大器(例如斩波低噪声放大器)以放大通常全部提供于模制封装中的所感测的通常低电平输出电压。模制封装可包括8引脚小型集成电路(SOIC)。信号处理链还可包含旋转开关及积分器。

发明内容

提供本发明内容来以简化形式介绍所描述概念的简要选择，所述概念在包含所提供图式的下文具体实施方式中进一步描述。本发明内容不限制所主张标的物的范围。

常规霍尔效应传感器封装存在若干限制。这些限制包含仅支持约15A到20A的最大场产生电流(FGC)，因此限制可能的磁场强度且由于引线框架散热问题而导致过度焦耳加热(JH)以及取决于磁场强度的低灵敏度(μV分辨率)。其它缺点包含相对较高DC电阻及由模制化合物的击穿或霍尔效应IC裸片的顶面上的钝化电介质层的击穿导致的高压诱导电介质击穿问题。

所公开方面包含霍尔效应传感器封装，其包含由本文中称为‘夹子’的夹子状结构提供的至少一个额外FGC路径，所述夹子平行于单个FGC路径电定位，其中相应FGC路径各自具有在霍尔效应IC裸片上的霍尔效应元件上方但不与所述霍尔效应元件接触的减小宽度的弯曲头部分用于提供法向于霍尔效应元件定向的磁场。只要头与霍尔效应元件重叠，那么夹子的弯曲头就可位于霍尔效应IC裸片上方或下方。用于霍尔效应传感器装置的“主要”电流路径可为FGC电流路径或由夹子提供的电流路径，此取决于夹子相对于FGC路径的金属厚度的厚度。因此，如果夹子的金属比FGC路径中的金属更厚，那么由夹子提供的电流路径成为“主要”FGC路径，因为其在装置操作期间将为霍尔效应传感器装置提供50％的FGC。

已发现额外电流路径可显著增强封装霍尔效应传感器装置的性能。与单个FGC路径相比，添加到FGC路径的具有相同尺寸且由相同材料(例如铜)形成的一个额外电平行电流路径可使相应FGC路径中的电流减半。此FGC分裂特征改进封装霍尔效应传感器装置的JH。支持至少两倍原始最大FGC的能力提高施加到霍尔效应元件的有效磁场强度，且因此提高封装霍尔效应传感器装置的电流测量灵敏度。

任选地，熔合封装霍尔效应传感器装置的FGC侧上的引线框架的引线进一步减小DC电阻，其降低固定操作电流电平的功耗。另外，通过任选地减小头的长度且调谐头的配置(例如，引入30到60度倒角)，封装霍尔效应传感器装置具有更大能力来分散电荷集中。