电流检测器及功率模块的制作方法

本发明涉及电流检测器及功率模块。

背景技术：

1、以往，作为电力损耗少电流检测器，已知有具备线圈(罗氏线圈) 的电流检测器(例如，参照专利文献1)，也已知将具备这种线圈的电流检测器应用于功率模块(例如，参照专利文献2)。这种功率模块与使用分流电阻作为电流检测器的情况相比，可以减少因检测对象电流流过电阻而引起的电力损耗。

2、近年来，随着电源装置(电力转换电路)和功率模块小型化的需要，行业普遍要求组装在功率模块内的电流检测器能够实现进一步的小型化。因此，可以考虑采用对硅基板等基体实施微细加工的mems 技术，使电流检测器进一步小型化。

3、本发明的发明人等以将实施微细加工的mems技术应用于电流检测器为目的进行了长期研究，结果发明了在高电阻基体上形成线圈的第一在先申请专利中的电流检测器，并已申请了日本专利申请 2019―084827号。第一在先申请专利中的电流检测器在高电阻的硅基体的中央部形成有导电性的主电流导通部，并在硅基体的外围部形成有线圈(罗氏线圈)。线圈在硅基体的表面和背面形成半导体膜，并经由通孔将半导体膜连接在一起。

4、根据第一在先申请专利中的电流检测器，由于在高电阻的硅基体上形成有线圈，因此能够应用mems技术来形成电流检测器，从而实现电流检测器的小型化。另外，由于使用高电阻的硅基体，因此能够降低从接地线进入主电流导通部导致的噪声对线圈的影响。

5、然而，在第一在先申请的电流检测器中，由于在中央部具备导电性的主电流导通部，因此在高温动作时，热量会从主电流导通部传导到硅基体，可会导致因材料的温度特性致使硅基体的阻抗降低，削弱降低噪声的效果，从而导致难以高精度地对电流进行检测。因此，本发明的发明人发明了在基体的中央部形成通孔以代替形成主电流导通部，并在通孔内配置连接件使主电流导通的第二在先申请中的电流检测器，该检测器也已作为特愿2019-214442号申请了专利。

6、第二在先申请中的电流检测器包括：基体，具有基体侧通孔；线圈部，形成在基体上，并与基体侧通孔分离地配置在包围基体侧通孔的位置上(外围部)；绝缘部，覆盖基体；接合部金属膜，设置在绝缘部的表面；以及安装部，通过接合材料与接合部金属膜接合并用于安装在电路基板上。

7、【先行技术文献】

8、【专利文献1】日本特开2006-189319号公报

9、【专利文献2】日本特开2000-171491号公报

10、然而，在第二在先申请涉及的电流检测器中，从配置在通孔中的连接件到形成在基体的外围部上的线圈部的长度根据位置会有很大差异。例如，从截面看，到连接件的一侧的线圈部的长度比到另一侧的线圈部的长度长。这样一来，因流过连接件的电流所感应出的电流容易产生偏差，从而难以高精度地检测流过连接件的电流。再有，由于难以稳定地固定树脂密封后的环状电流检测器，因此还存在难以安装树脂密封后的环状电流检测器的问题。

11、为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种电流检测器，其能够实现小型化，并能够高精度地进行电流检测，并且在装树脂密封后的环状状态下还能够容易地进行安装。

技术实现思路

1、本发明的电流检测器包括：罗氏线圈安装框架，其在中央部形成有框架通孔；罗氏线圈，其具有基体以及线圈部，所述基体隔着绝缘性接合材料配置在所述罗氏线圈安装框架上并在与所述框架通孔相对应的位置上具有基体通孔，所述线圈部形成在所述基体上并与所述基体通孔分离地配置在包围所述基体通孔的位置上；检测用传感连接件，其与所述线圈部连接并向外部延伸；内螺纹型连接件，其具有以通过所述框架通孔内和所述基体通孔内的方式配置的筒状部以及与所述筒状部的端部连结的平板部，所述内螺纹型连接件从平面上看在中央部形成有贯穿所述筒状部和所述平板部的连接件通孔并在所述连接件通孔的内表面形成有内螺纹；以及密封树脂，其至少在所述筒状部的所述内螺纹以及所述检测用传感连接件的前端部分露出的状态下，将所述罗氏线圈安装框架、所述罗氏线圈、所述检测用传感连接件以及所述内螺纹型连接件密封。

2、本发明的功率模块的特征在于，包括：模块主体，具有施力端子；以及上述所述电流检测器，其中，所述电流检测器通过导电性螺丝螺纹固定在所述施力端子上。

3、发明效果

4、根据本发明的电流检测器及功率模块，由于具有以通过框架通孔内及基体通孔内的方式配置的筒状部、以及与筒状部的端部连结的平板部，并且从平面看时在中央部形成有贯穿筒状部和平板部的连接件通孔，并在连接件通孔的内表面具备形成有内螺纹的内螺纹型连接件，因此从内螺纹型连接器的筒状部到罗氏线圈的线圈部的距离就变得均等。这样一来，由于流过内螺纹型连接端子和螺丝的电流被线圈部感应到的电流不易产生偏差，因此能够高精度地检测流过内螺纹型连接件和螺丝的电流。

5、另外，根据本发明的电流检测器和功率模块，由于具备在连接件通孔的内表面形成有内螺纹的内螺纹型连接件，因此通过用螺丝将电流检测器螺纹固定到功率模块上，就可以将电流检测器固定到功率模块上。这样一来，就可以容易地安装树脂密封后的环状的电流检测器。

6、另外，根据本发明的电流检测器和功率模块，由于具备基体和罗氏线圈，该基体在与框架通孔对应的位置具有基体通孔、该罗氏线圈形成在基体上且与基体通孔分离地配置在包围基体通孔的位置上具有线圈部，因此能够采用对基体实施微细加工的mems技术。这样一来，本发明的电流检测器和功率模块就是一种符合电源装置(电力转换电路)和功率模块的小型化要求的电流检测器和功率模块。

7、另外，根据本发明的电流检测器及功率模块，由于具备在中央部形成有框架通孔的罗氏线圈安装框架，因此在进行树脂密封时，通过将罗氏基线圈配置在罗氏线圈安装框架上，就能够固定罗氏线圈位置。这样一来，在树脂密封时能够高精度地进行罗氏线圈的定位。

技术特征：

1.一种电流检测器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电流检测器，其特征在于：

3.根据权利要求1或2所述的电流检测器，其特征在于：

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的电流检测器，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的电流检测器，其特征在于：

6.一种功率模块，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提供一种半能够实现小型化，并能够高精度地进行电流检测，并且在装树脂密封后的环状状态下还能够容易地进行安装的电流检测器。其包括：罗氏线圈安装框架(10)，其形成有框架通孔(13)；罗氏线圈(20)，其具有基体(21)以及线圈部(22)，所述基体(21)具有基体通孔(23)，所述线圈部(22)形成在所述基体(21)上；检测用传感连接件(40)；内螺纹型连接件(50)，其具有以通过所述框架通孔(13)内和所述基体通孔(23)内的方式配置的筒状部(51)以及与所述筒状部(51)的端部连结的平板部(52)，所述内螺纹型连接件从平面上看在中央部形成有贯穿所述筒状部(51)和所述平板部(52)的连接件通孔(53)并在所述连接件通孔的内表面形成有内螺纹；以及密封树脂(60)。

技术研发人员：池田康亮,松嵜理
受保护的技术使用者：新电元工业株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15