DE102018114426A1 - Stromsensorpackage mit kontinuierlicher Isolation - Google Patents
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- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
- H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/29001—Core members of the layer connector
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- H01L2224/29198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
- H01L2224/29298—Fillers
- H01L2224/29299—Base material
- H01L2224/293—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
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- H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
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- H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/32245—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
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- H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/45001—Core members of the connector
- H01L2224/45099—Material
- H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/45117—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
- H01L2224/45124—Aluminium (Al) as principal constituent
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- H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/45001—Core members of the connector
- H01L2224/45099—Material
- H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/45147—Copper (Cu) as principal constituent
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- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
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- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48105—Connecting bonding areas at different heights
- H01L2224/48106—Connecting bonding areas at different heights the connector being orthogonal to a side surface of the semiconductor or solid-state body, e.g. parallel layout
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- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48153—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
- H01L2224/48175—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being arranged next to each other, e.g. on a common substrate the item being metallic
- H01L2224/48177—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being arranged next to each other, e.g. on a common substrate the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
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- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
- H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
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- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
- H01L2224/4826—Connecting between the body and an opposite side of the item with respect to the body
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- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/484—Connecting portions
- H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
- H01L2224/48464—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area also being a ball bond, i.e. ball-to-ball
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- H01L2224/484—Connecting portions
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- H01L2224/48465—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch
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- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
- H01L2224/73215—Layer and wire connectors
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- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
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- H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
- H01L2224/831—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector the layer connector being supplied to the parts to be connected in the bonding apparatus
- H01L2224/83101—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector the layer connector being supplied to the parts to be connected in the bonding apparatus as prepeg comprising a layer connector, e.g. provided in an insulating plate member
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- H01L2224/83801—Soldering or alloying
- H01L2224/8382—Diffusion bonding
- H01L2224/83825—Solid-liquid interdiffusion
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- H01L2224/838—Bonding techniques
- H01L2224/8384—Sintering
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- H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
- H01L2224/838—Bonding techniques
- H01L2224/8385—Bonding techniques using a polymer adhesive, e.g. an adhesive based on silicone, epoxy, polyimide, polyester
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- H01L2224/93—Batch processes
- H01L2224/94—Batch processes at wafer-level, i.e. with connecting carried out on a wafer comprising a plurality of undiced individual devices
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- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
- H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
- H01L23/3107—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
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- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
- H01L23/49503—Lead-frames or other flat leads characterised by the die pad
- H01L23/4951—Chip-on-leads or leads-on-chip techniques, i.e. inner lead fingers being used as die pad
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- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/27—Manufacturing methods
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Abstract
Ein Stromsensorpackage (100) weist einen Strompfad (102) und eine Abfühlvorrichtung (104) auf. Die Abfühlvorrichtung ist beabstandet von dem Strompfad (102) und die Abfühlvorrichtung (104) ist konfiguriert zum Abfühlen eines Magnetfeldes, welches von einem Strom erzeugt ist, welcher durch den Strompfad (102) fließt. Ferner weist die Abfühlvorrichtung (104) ein Sensorelement (106) auf. Die Abfühlvorrichtung (104) ist mit einer leitenden Spur (112) elektrisch verbunden. Ein Verkapselungsmaterial (116) erstreckt sich kontinuierlich zwischen dem Strompfad (102) und der Abfühlvorrichtung (104).
Description
- Hintergrund der Erfindung
- Gebiet der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung betrifft Stromsensorpackages und Verfahren zum Herstellen eines Stromsensorpackages.
- Beschreibung des verwandten Fachwissens
- Packages können bezeichnet werden als verkapselte elektronische Chips mit elektrischen Anschlüssen, welche sich aus der Verkapselung heraus erstrecken und an eine elektronische Peripherie montiert werden, zum Beispiel auf einer Leiterplatte.
- Magnetische Stromsensoren, beispielsweise Stromsensoren, die ein magnetisches Feld abfühlen, welches erzeugt ist durch einen zu messenden Strom, sorgen für eine kontaktlose Messung des Stroms und erlauben eine galvanische Trennung des Stroms, der gemessen werden soll, und des Sensors.
- Packaging-Kosten sind ein wichtiger Treiber für die Industrie. Verwandt hiermit sind Leistungsfähigkeit, Abmessungen und Zuverlässigkeit. Die verschiedenen Packaging-Lösungen sind vielfach und müssen den Bedürfnissen der einzelnen Anwendung Rechnung tragen.
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DE 11 2012 003 079 T5 offenbart einen Stromsensor, welcher in einem integrierten Schaltungspackage gepackt ist, um eine magnetfeldabfühlende Schaltung aufzuweisen, einen Stromleiter und einen Isolator, der die Sicherheitsisolationserfordernisse für eine verstärkte Isolation unter dem UL60950-1 Standard erfüllt, wird präsentiert. Der Isolator wird als eine Isolationsstruktur bereitgestellt, welche mindestens zwei Lagen von dünnem Bogenmaterial aufweist. Die Isolationsstruktur ist dimensioniert, so dass Plastikmaterial, welches einen geformten Plastikkörper des Packages bildet, eine verstärkte Isolation liefert. Gemäß einer Ausführungsform weist die Isolationsstruktur zwei Lagen von isolierendem Band auf. Jede isolierende Bandschicht weist einen Polyamidfilm und Klebstoff auf. Die Isolationsstruktur und der geformte Plastikkörper können konstruiert sein, um mindestens eine 500 VRMS Arbeitsspannungsbewertung zu erzielen. - Zusammenfassung der Erfindung
- Es kann ein Bedürfnis geben, ein Stromsensorpackage mit einem hohen Grad an Zuverlässigkeit herzustellen.
- Gemäß einem ersten Aspekt der hierin offenbarten Gegenstände wird ein Stromsensorpackage bereitgestellt.
- Gemäß einer Ausführungsform weist das Stromsensorpackage einen Strompfad auf; eine Abfühlvorrichtung (beispielsweise einen Sensorchip), wobei die Abfühlvorrichtung von dem Strompfad beabstandet ist und die Abfühlvorrichtung konfiguriert ist zum Abfühlen eines Magnetfeldes, welches durch einen Strom erzeugt wird, der durch den Strompfad fließt; wobei die Abfühlvorrichtung ein Sensorelement aufweist, wobei die Abfühlvorrichtung elektrisch verbunden ist mit einer leitenden Spur; wobei das Stromsensorpackage ferner ein Verkapselungsmaterial aufweist, welches sich kontinuierlich zwischen dem Strompfad und der Abfühlvorrichtung erstreckt.
- Gemäß einem zweiten Aspekt der hierin offenbarten Gegenstände wird ein Verfahren des Herstellens eines Stromsensorpackages bereitgestellt.
- Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren auf: Bereitstellen eines Strompfades; Bereitstellen einer Abfühlvorrichtung (beispielsweise eines Sensorchips), wobei die Abfühlvorrichtung konfiguriert ist zum Abfühlen eines Magnetfeldes, welches durch einen Strom erzeugt wird, der durch den Strompfad fließt, wobei die Abfühlvorrichtung ein Sensorelement aufweist; Positionieren der Abfühlvorrichtung beabstandet von dem Strompfad; elektrisch Verbinden der Abfühlvorrichtung mit einer leitenden Spur; Bereitstellen eines Verkapselungsmaterials, welches sich kontinuierlich zwischen dem Strompfad in der Abfühlvorrichtung erstreckt.
- Gemäß weiteren Ausführungsformen des ersten Aspektes ist das Stromsensorpackage eingerichtet zum Liefern der Funktionalität von einer oder mehreren der hierin offenbarten Ausführungsformen und/oder zum Liefern der Funktionalität, wie sie von einer oder mehreren der hierin offenbarten Ausführungsformen erfordert wird, insbesondere der Ausführungsformen des ersten und zweiten Aspektes, wie sie hierin offenbart sind.
- Gemäß weiteren Ausführungsformen des zweiten Aspektes ist das Verfahren eingerichtet zum Liefern der Funktionalität von einer oder mehreren der hierin offenbarten Ausführungsformen und/oder zum Liefern der Funktionalität, wie sie von einer oder mehreren der hierin offenbarten Ausführungsformen erfordert wird, insbesondere der Ausführungsformen des ersten und zweiten Aspektes, wie sie hierin beschrieben sind.
- Beschreibung weiterer exemplarischer Ausführungsformen
- Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände beschrieben, von denen jede Anzahl und jede Kombination realisiert werden kann in einer Implementierung von Aspekten der hierin offenbarten Gegenstände.
- In dem Kontext der vorliegenden Anmeldung kann der Begriff „kontinuierlich erstrecken“ insbesondere eine Erstreckung (beispielsweise des Verkapselungsmaterials) ohne irgendwelche internen Grenzflächen (Grenzflächen innerhalb des Verkapselungsmaterials) bezeichnen.
- In dem Kontext der vorliegenden Anmeldung kann der Begriff „Stromsensorpackage“ (oder kurz „Package“) insbesondere mindestens einen mindestens teilweise verkapselten Sensorchip mit mindestens einem externen elektrischen Kontakt bezeichnen.
- Der Begriff „Abfühlvorrichtung“ kann insbesondere ein diskretes Sensorelement oder einen Sensorchip, welcher ein Sensorelement aufweist, bezeichnen.
- Der Begriff „Sensorchip“ kann insbesondere einen Chip bezeichnen, welcher mindestens ein integriertes Sensorelement (beispielsweise einen Hallsensor oder einen magnetoresistiven Sensor) aufweist, beispielsweise in einem Oberflächenteil davon. Gemäß einer Ausführungsform ist das mindestens eine integrierte Sensorelement an einer selben Hauptoberfläche des Sensorchips angeordnet, auf welcher die Kontaktfläche angeordnet ist. Der Sensorchip kann ein nackter Die sein oder kann bereits gepackagt oder verkapselt sein.
- In dem Kontext der vorliegenden Anmeldung kann der Begriff „Verkapselungsmaterial“ insbesondere ein im Wesentlichen elektrisch isolierendes und vorzugsweise thermisch leitendes Material bezeichnen, welches den Strompfad umgibt (zum Beispiel hermetisch umgibt), um mechanischen Schutz, elektrische Isolation und optional einen Beitrag zur Wärmeableitung während des Betriebes zu liefern. Solch ein Verkapselungsmaterial kann zum Beispiel eine Formmasse sein.
- In dem Kontext der vorliegenden Anmeldung kann der Begriff „Träger“ insbesondere eine elektrisch leitende Struktur bezeichnen, welche als eine Stütze für den (mindestens einen) Chip dienen kann. Ferner kann der Träger auch zu einer elektrischen Verbindung zwischen Komponenten und/oder zu einer elektrischen Verbindung zu einer Peripherie, beispielsweise des Stromsensorpackages, beitragen. In anderen Worten kann der Träger eine mechanische Stützfunktion und/oder eine elektrische Verbindungsfunktion erfüllen.
- In dem Kontext der vorliegenden Anmeldung kann der Begriff „Komponente“ insbesondere irgendein elektronisches Element bezeichnen, welches an dem Package montiert und elektrisch verbunden werden kann, um seine Funktion an das Package zu liefern. Insbesondere kann die Komponente eine passive Komponente sein, wie beispielsweise ein Induktor (insbesondere eine Spule), ein Kondensator (wie beispielsweise ein Keramikkondensator), ein Ohmscher Widerstand, eine Induktivität, eine Diode, ein Transformator, ein Sensor etc. Insbesondere Komponenten, die nicht in der Lage sind, Strom durch ein anderes elektrisches Signal zu steuern, können als passive Komponenten bezeichnet sein. Jedoch kann die Komponente auch eine aktive Komponente sein, insbesondere kann sie eine Komponente sein, die in der Lage ist, Strom durch ein anderes elektrisches Signal zu steuern. Aktive Komponenten können ein analoger elektronischer Filter sein mit der Fähigkeit, ein Signal zu verstärken oder eine Leistungsverstärkung zu erzeugen, ein Oszillator, ein Transistor oder ein anderes integriertes Schaltungselement.
- Gemäß einer Ausführungsform kann das Package zum Beispiel eine oberflächenmontierbare Vorrichtung (Surface Mounted Device, SMD) oder eine Durchgangslochvorrichtung (Through Hole Device, THD) sein.
- In einer Ausführungsform ist das Package konfiguriert für eine Betriebsspannung in einem Bereich zwischen 100 Volt (V) und 1000 V, zum Beispiel für eine Betriebsspannung von ungefähr 800 V.
- Der Begriff „Vorrichtung“ kann insbesondere jede Vorrichtung bezeichnen, die geeignet ist, das Package aufzuweisen. Insbesondere ist gemäß einer Ausführungsform die Vorrichtung ein Triebstrang von einem mindestens teilweise elektrisch angetriebenem Fahrzeug (zum Beispiel einem elektrischen Fahrzeug oder einem Hybridfahrzeug).
- Gemäß einer Ausführungsform liefert das Package eine hohe Zuverlässigkeit und erfüllt Sicherheitsanforderungen. Je höher die Anforderungen an Stärke und Langzeitzuverlässigkeit der elektrischen Isolierung zwischen dem Strompfad und der Sensorvorrichtung sind, desto wichtiger sind interne Grenzflächen der elektrischen Isolation. Gemäß einer Ausführungsform werden interne Grenzflächen der elektrischen Isolation vermieden, insbesondere interne Grenzflächen zwischen dem Strompfad und der Abfühlvorrichtung und/oder dem Strompfad und der leitenden Spur. Ein Vermeiden interner Grenzflächen ist vorteilhaft, da zusammen mit Delaminationspfaden von internen Grenzflächen Kriech- oder sogar Zwischenraumpfade sich öffnen können, welche einem verstärkten Leckstrom oder sogar Durchschlag führen können. In Rissen oder Spalten in der elektrischen Isolation können Entladungen auftreten, welche zu einer Langzeitverschlechterung des Isolationsmaterials und im schlimmsten Fall zu einem Durchschlagsereignis führen können.
- Sichere Isolierung bedeutet höchstes Vertrauen in Isolationszuverlässigkeit und Schutz vor elektrischem Schlag (zum Beispiel verursacht durch zufällige Spannungstransienten). Solch ein Grad an Qualität wird als „Basis“ oder, für einen noch höheren Grad der Widerstandsfähigkeit, „verstärkt“ bezeichnet. Gemäß dem letzteren Grad muss zum Beispiel ein Überleben eines Transientenspannungspeaks nahe an dem Ende einer Produktlebensdauer bezüglich des Schutzes von Leben garantiert werden.
- Auf der anderen Seite ist eine galvanische Isolierung mit hoher Zuverlässigkeit manchmal schwer zu realisieren mit günstigen Standard-Halbleiterpackagetechnologien, insbesondere in den niedrigen und mittleren Spannungsbereichen. Hier kann eine zuverlässige Einzelschichtisolierung vorteilhaft sein. Im besten Fall wird die Isolierung von dem Packagekonzept und Material erbracht, und reduziert dadurch die Kosten erheblich. Insbesondere können zusätzliche Zwischenschichten die Packagekosten steigern, wie dies für gestapelte Die-Ansätze der Fall ist, wo ein separates Isolationsplättchen verwendet wird für einen galvanischen Isolationszweck.
- Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände verwenden ein Verkapselungsmaterial, welches sich kontinuierlich zwischen dem Strompfad und der Abfühlvorrichtung des Stromsensorpackages erstreckt. Das kontinuierlich sich erstreckende Verkapselungsmaterial kann in einer delaminationsresistenten Isolierung des Strompfades in der Abfühlvorrichtung resultieren. Dies wiederum resultiert in einer zuverlässigen Isolation in dem Package.
- Gemäß einer Ausführungsform erstreckt sich das Verkapselungsmaterial auch kontinuierlich zwischen dem Strompfad und der elektrisch leitenden Spur (an welchen der Kontaktpfad der Abfühlvorrichtung elektrisch angeschlossen ist). Folglich erstreckt sich in einer Ausführungsform das Verkapselungsmaterial kontinuierlich zwischen dem Strompfad auf der einen Seite und der Sensorvorrichtung und ihren zugeordneten elektrischen Verbindungen auf der anderen Seite.
- Gemäß einer Ausführungsform ist die leitende Spur ein Träger, insbesondere ein metallischer Träger, weiter insbesondere ein Leadframe.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Abfühlvorrichtung an dem Träger befestigt. Zum Beispiel, wenn die leitende Spur ein Träger ist, kann in dem Verfahren des Herstellens des Packages das Positionieren der Abfühlvorrichtung ein Befestigen der Abfühlvorrichtung an der leitenden Spur umfassen und das Bereitstellen des Verkapselungsmaterials kann ein Bereitstellen des Verkapselungsmaterials kontinuierlich zwischen dem Strompfad auf der einen Seite und der Abfühlvorrichtung in der leitenden Spur auf der anderen Seite aufweisen.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird eine Verbindung zwischen der Abfühlvorrichtung und der leitenden Spur bereitgestellt durch mindestens einen Bonddraht und/oder mindestens eine Durch-Silizium-Durchkontaktierung (Through Silicon Via, TSV).
- Gemäß einer Ausführungsform hat die Abfühlvorrichtung eine Hauptoberfläche und ein Teil der Hauptoberfläche ist an dem Träger befestigt, wohingegen der verbleibende Teil der Hauptoberfläche sich über den Träger hinaus und über den Strompfad erstreckt. Gemäß einer Ausführungsform ist ein Sensor der Abfühlvorrichtung innerhalb der Abfühlvorrichtung positioniert, um benachbart zu dem Strompfad angeordnet zu sein. Gemäß einer Ausführungsform weist der Träger einen Befestigungsteil auf, an welchem der Teil der Hauptoberfläche der Abfühlvorrichtung befestigt ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Befestigungsteil des Trägers eben.
- Gemäß einer Ausführungsform ist die Abfühlvorrichtung an dem Verkapselungsmaterial befestigt. Zum Beispiel kann das Verfahren des Herstellens des Packages ein Bereitstellen des Verkapselungsmaterials über mindestens einen Teil des Strompfades aufweisen, wobei das Positionieren der Abfühlvorrichtung ein Befestigen der Abfühlvorrichtung an dem Verkapselungsmaterial umfasst.
- Zum Beispiel weist gemäß einer Ausführungsform das Package einen vorgeformten Teil (pre-mold part) auf, der von dem Verkapselungsmaterial gebildet ist. Gemäß einer Ausführungsform erstreckt sich der vorgeformte Teil kontinuierlich über mindestens einen Teil des Strompfades und zwischen dem Strompfad und der leitenden Spur. Gemäß einer Ausführungsform erstreckt sich das Verkapselungsmaterial über mindestens einen Teil der leitenden Spur. Gemäß einer Ausführungsform weist ein Verfahren des Herstellens eines Stromsensorpackages ein Bereitstellen des Verkapselungsmaterials um den Strompfad (zum Beispiel um einen Teil des Strompfades) und/oder um die leitende Spur (zum Beispiel um einen Teil der leitenden Spur auf, um dadurch den vorgeformten Teil bereitzustellen. Folglich weist in einer Ausführungsform der vorgeformte Teil das Verkapselungsmaterial und mindestens einen von dem Strompfad und der leitenden Spur auf.
- Gemäß einer Ausführungsform ist die Abfühlvorrichtung an dem vorgeformten Teil befestigt, zum Beispiel in einer Befestigungsoberfläche des vorgeformten Teils. Gemäß einer Ausführungsform ist hat das Verkapselungsmaterial eine Vertiefung, wobei die Befestigungsoberfläche an einem Boden der Vertiefung bereitgestellt ist. Auf diese Weise liefern Wände der Vertiefung, welche die Bodenoberfläche umgeben, einen mechanischen Schutz der Abfühlvorrichtung. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Vertiefung bedeckt mit einem Deckel und/oder gefüllt mit einem Füllmaterial. Der Deckel/das Füllmaterial kann zusätzlichen Schutz der Abfühlvorrichtung und/oder eines Bonddrahtes (wenn vorhanden) liefern. Gemäß einer Ausführungsform weist das Füllmaterial Silikon, Epoxy etc. auf.
- Gemäß einer Ausführungsform ist die Abfühlvorrichtung an dem Verkapselungsmaterial befestigt (oder, in einer anderen Ausführungsform an dem Träger) durch eine Die-Befestigungsschicht (die attach layer). Gemäß einer Ausführungsform wird die Die-Befestigungsschicht an die Abfühlvorrichtung auf einem Wafermaßstab aufgebracht. Mit anderen Worten wird gemäß einer Ausführungsform die Die-Befestigungsschicht auf den Wafer aufgebracht vor dem Vereinzeln des Wafers in einzelne Dies, zum Beispiel durch Sägen. Typischerweise wird für eine Sägeprozedur die Die-Befestigungsschicht auf den Wafer aufgebracht, um den Wafer an einer Sägefolie zu befestigen. Gemäß einer Ausführungsform ist die Die-Befestigungsschicht ein Die-Befestigungsfilm (Die Attach Film, DAF). Da der Die-Befestigungsfilm gewöhnlich besser an dem Wafer als an der Sägefolie haftet, lässt ein Entfernen des einzelnen Dies von der Sägefolie den Die-Befestigungsfilm verbleibend auf dem Die. Gemäß einer Ausführungsform wird dieser Die-Befestigungsfilm, der von der Vereinzelungsprozedur (Sägeprozedur) stammt, verwendet zum Befestigen des Dies (der Abfühlvorrichtung) an dem Träger oder dem Verkapselungsmaterial. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Die-Befestigungsschicht einen leitenden Klebstoff auf (zum Beispiel ist sie eine Schicht von leitendem Klebstoff). Gemäß einer anderen Ausführungsform weist die Die-Befestigungsschicht einen nicht-leitenden Klebstoff auf (zum Beispiel ist sie eine Schicht von nicht-leitendem Klebstoff). Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Die-Befestigungsschicht ein Lot, zum Beispiel ein Weichlot, ein Hartlot, ein Diffusionslot etc., aufweisen (oder daraus bestehen).
- In einer weiteren Ausführungsform ist die Abfühlvorrichtung an eine Oberfläche des Trägers oder des Verkapselungsmaterials montiert (insbesondere direkt gelötet, gesintert oder geklebt). In anderen Worten kann das Material des Lots, Sintermaterials und/oder Klebstoffs (insbesondere ein elektrisch leitender Klebstoff) das einzige Material zwischen der Abfühlvorrichtung auf der einen Seite und dem Träger auf der anderen Seite sein.
- Gemäß einer Ausführungsform ist der Strompfad von einem Leadframe gebildet.
- Gemäß einer Ausführungsform ist der Strompfad und die elektrisch leitende Spur anfänglich (das heißt in einem früheren Herstellungsstadium) durch ein einziges Leadframeelement gebildet, welches den Strompfad, die leitende Spur und einen Verbindungsteil aufweist, welcher den Strompfad und die leitende Spur verbindet. Nach dem Bereitstellen des Verkapselungsmaterials über mindestens Teile von dem Strompfad und der leitenden Spur kann der Verbindungsteil entfernt werden, was in separatem, elektrisch isolierten Strompfad und leitender Spur resultiert. In anderen Ausführungsformen kann jeder andere Einzelträger (anderer als das Leadframeelement) verwendet werden zum anfänglichen Liefern des Strompfades und der leitenden Spur durch einen einzigen Träger.
- In einer Ausführungsform ist der Träger ein metallischer Träger, insbesondere ein Leadframe. In dem Kontext der vorliegenden Anmeldung kann der Begriff „Leadframe“ insbesondere ein bevorzugtes Beispiel eines Trägers bezeichnen, welcher konfiguriert ist als eine bogenähnliche metallische Struktur, welche gestanzt oder strukturiert werden kann, um so Leadframeabschnitte zu bilden zum Befestigen des (der) Chip(s) und Verbindungsanschlüssen als Pinabschnitte für eine elektrische Verbindung des Packages mit einer elektronischen Umgebung, wenn die Chips auf dem Leadframe montiert sind. In einer Ausführungsform kann der Leadframe eine Metallplatte (insbesondere gefertigt aus Kupfer) sein, welche strukturiert sein kann, zum Beispiel durch Stanzen oder Ätzen. Ein Bilden des Trägers als einen Leadframe ist eine kosteneffiziente und mechanisch wie auch elektrisch hochvorteilhafte Konfiguration, in welcher eine niederohmige Verbindung des (der) Chip(s) (und optional anderen Komponente(n)) mit einer robusten Stützfähigkeit des Leadframes kombiniert werden kann. Ferner kann ein Leadframe zu der thermischen Leitfähigkeit des Packages beitragen und kann Wärme, welche während des Betriebes des (der) Chip(s) (und, wenn vorhanden, der Komponente(n)) erzeugt wird, entfernen als ein Ergebnis der hohen thermischen Leitfähigkeit des metallischen (insbesondere Kupfer-)Materials des Leadframes. Ein Leadframe oder jeder andere metallische Träger kann bevorzugt sein aufgrund seiner Einfachheit.
- In einer Ausführungsform weist der mindestens eine Sensorchip mindestens eines von der Gruppe bestehend aus einer Controllerschaltung, einer Treiberschaltung und einem Sensorelement auf. All diese Schaltungen können in einen Halbleiterchip integriert sein oder separat in verschiedenen Chips. Zum Beispiel kann eine entsprechende Stromsensoranwendung durch den (die) Chip(s) realisiert sein, wobei integrierte Schaltungselemente von solch einem Sensorchip mindestens ein Sensorelement und Halbleiterelemente, wie beispielsweise einen Transistor (insbesondere einen MOSFET, Metalloxidhalbleiterfeldeffekttransistor), mindestens eine Diode etc., aufweisen kann.
- In einer Ausführungsform ist die mindestens eine Abfühlvorrichtung mindestens teilweise durch ein separates Verkapselungsmaterial (das heißt ein weiteres Verkapselungsmaterial, welches physikalisch verschieden von dem Verkapselungsmaterial sein kann, welches sich kontinuierlich zwischen dem Strompfad und der Abfühlvorrichtung erstreckt) eingebettet. In anderen Worten können zwei separate Verkapselungsmaterialien in dem Package bereitgestellt sein und zwei separate Verkapselungsprozeduren können ausgeführt werden. Zum Beispiel ist es möglich, die Abfühlvorrichtung zusammen mit einem Teil des Trägers durch ein erstes Verkapselungsmaterial (zum Beispiel einer ersten Formmasse) zu verkapseln. Zusätzlich ist es möglich, einen Teil der Abfühlvorrichtung mit einem separaten Verkapselungsmaterial zu verkapseln nach dem Befestigen der Abfühlvorrichtung an dem Träger oder an dem ersten Verkapselungsmaterial.
- In einer Ausführungsform weist das Package ein gemeinsames oder ein umfassendes Verkapselungsmaterial auf, welches mindestens teilweise den Träger, die Abfühlvorrichtung, das (erste) Verkapselungsmaterial und die mindestens eine Komponente verkapselt. Folglich ist es auch möglich, die zusammengefügte Unterbaugruppe von Träger, Chip und f Verkapselungsmaterial auf der einen Seite und Komponente und weiterem Verkapselungsmaterial auf der anderen Seite zu verkapseln (insbesondere durch eine weitere Formprozedur, weiter insbesondere einer Überformprozedur (overmolding procedure)) durch ein nochmals anderes Verkapselungsmaterial als eine robuste Hülle zum mechanischen Schützen aller Konstituenten des Packages.
- In einer Ausführungsform weist jeder von dem (ersten) Verkapselungsmaterial und/oder dem separaten Verkapselungsmaterial und/oder dem übergreifenden Verkapselungsmaterial eine Formmasse auf. Folglich kann das entsprechende Verkapselungsmaterial einen Formkörper, insbesondere einen Plastikformkörper, aufweisen. Zum Beispiel kann eine entsprechend verkapselte Komponente (insbesondere eine oder mehrere von der Abfühlvorrichtung, dem Strompfad und der leitenden Spur) bereitgestellt werden durch Platzieren der Komponente (oder, allgemeiner, mindestens einer Komponente) zwischen einem oberen Formwerkzeug und einem unteren Formwerkzeug und darin Injizieren von flüssigem Formmaterial. Nach der Verfestigung des Formmaterials ist die Bildung des Verkapselungsmaterials (hier eines Formkörpers) abgeschlossen. Falls gewünscht, kann das Formmaterial mit Partikeln, welche seine Eigenschaften verbessern, gefüllt sein.
- Gemäß einer Ausführungsform ist ein Stützelement für die leitende Spur bereitgestellt vor dem Bereitstellen (zum Beispiel Injizieren) des Verkapselungsmaterials. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Stützelement für den Strompfad bereitgestellt vor dem Bereitstellen (zum Beispiel Injizieren) des Verkapselungsmaterials. Das (die) Stützelement(e) kann (können) eine Deformation des entsprechenden gestützten Elementes (das heißt der leitenden Spur oder des Strompfades) aufgrund des Bereitstellens (zum Beispiel Injizieren) des Verkapselungsmaterials verhindern oder zumindest reduzieren.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das Stützelement entfernt nach dem Bereitstellen des Verkapselungsmaterials über mindestens einen Teil des Stützelements und dem entsprechenden gestützten Element (das heißt der leitenden Spur oder dem Strompfad). Insbesondere wird gemäß einer Ausführungsform das Stützelement entfernt nach der Verfestigung des Verkapselungsmaterials (zum Beispiel des Formmaterials). Ein Entfernen des Stützelements resultiert in einem Loch in dem Verkapselungsmaterial. Gemäß einer Ausführungsform wird das Loch in dem Verkapselungsmaterial gefüllt mit einem elektrisch isolierenden Füllmaterial.
- Gemäß einer Ausführungsform weist das Verkapselungsmaterial ein Loch auf, insbesondere ein Loch, welches die leitende Spur freilegt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Verkapselungsmaterial ein Loch auf, welches den Strompfad freilegt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Loch (das heißt das mindestens eine Loch) gefüllt mit einem elektrisch isolierenden Füllmaterial.
- Gemäß einer Ausführungsform weist das Package ferner eine Montageseite auf, welche konfiguriert ist, um an eine Stütze (zum Beispiel eine Leiterplatte (Printed Circuit Board, PCB) oder einem Direct Copper Bonding (DCB)) montiert zu werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Sensorelement von der Montageseite weg und/oder weist von dem Strompfad weg. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Positionieren der Abfühlvorrichtung ein Positionieren des Sensorelements von der Montageseite weg und/oder von dem Strompfad weg weisend auf.
- Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die Stütze eine Leiterplatte (PCB). Folglich kann die Stütze insbesondere hergestellt sein auf der Basis von Harz (insbesondere Epoxyharz), wenn gewünscht, gemischt mit Partikeln (wie beispielsweise Fasern, zum Beispiel Glasfasern). Geeignete dielektrische Materialien für die PCB sind Prepreg oder FR4. Ein geeignetes elektrisch leitendes Material für die PCB ist Kupfer.
- Gemäß einer Ausführungsform ist die Stütze eine geschichtete Struktur aufweisend einen Keramikteil und einen Metallteil. Zum Beispiel ist gemäß einer Ausführungsform die Stütze ein Direct Copper Bonding (DCB), welches eine Keramikplatte und Kupferschichten, die an eine Seite davon (oder zwei entgegengesetzte Seiten davon) gebondet sind. Ein Bonden zwischen der Kupferschicht und der Keramikplatte kann bereitgestellt sein durch ein Kupfer-Sauerstoff-Eutektikum, welches Bindungen zwischen der Kupferschicht und der Keramikplatte bildet. Das Kupfer-Sauerstoff-Eutektikum kann gebildet werden durch Erwärmen der Kupferschicht und der Keramikplatte auf eine kontrollierte Temperatur in einer Atmosphäre von Stickstoff aufweisend einen Anteil von 20 - 40 ppm an Sauerstoff. Die Kupferschicht, die an die Keramik gebondet ist, kann in ein Muster geformt sein (zum Beispiel kann die Kupferschicht vorgeformt sein (zum Beispiel gestanzt)) vor dem Bonden an die Keramikplatte oder kann strukturiert sein (zum Beispiel durch Ätzen). Gemäß einer Ausführungsform weist die Bildung der Kupferschicht auf der Keramikplatte das Aufbringen einer Saatschicht und Galvanisieren der Saatschicht auf. Das Keramikmaterial kann zum Beispiel eines oder mehrere von Aluminiumoxid (Al2O3), Aluminiumnitrid (AlN) oder Berylliumoxid (BeO) aufweisen. Die Kupferschichten können eine Dicke in einem Bereich zwischen 200 Mikrometer (µm) und 300 µm aufweisen und können galvanisiert sein, zum Beispiel mit Nickel, einer Nickel-Legierung, Aluminium-Nickel oder Aluminium.
- Gemäß einer Ausführungsform weist die leitende Spur einen ersten Endteil und der Strompfad weist einen zweiten Endteil auf, wobei der erste und der zweite Endteil einen Abstand (minimalen Zwischenraum) zwischen der leitenden Spur und dem Strompfad definieren. Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind der erste Endteil, der zweite Endteil und die Abfühlvorrichtung auf verschiedenen Niveaus in einer Richtung senkrecht zu einer Hauptoberfläche der Abfühlvorrichtung angeordnet. Gemäß einer Ausführungsform ist der erste Endteil angeordnet auf einem Niveau zwischen der Abfühlvorrichtung und dem zweiten Endteil. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der zweite Endteil angeordnet auf einem Niveau zwischen der Abfühlvorrichtung und dem ersten Endteil.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der erste Endteil auf einem Niveau unter der Abfühlvorrichtung angeordnet, zum Beispiel auf einem Niveau zwischen der Abfühlvorrichtung und dem Strompfad. In dieser Anmeldung kann der Begriff „Niveau“ insbesondere einen Abstand von einer Bodenoberfläche des Packages bezeichnen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der erste Endteil auf dem Niveau unter dem Strompfad angeordnet.
- Gemäß einer Ausführungsform weist die leitende Spur einen erhabenen Teil auf, welcher von der Abfühlvorrichtung beabstandet ist. Zum Beispiel kann der erste Teil auf einem Niveau angeordnet sein unter dem Niveau des erhabenen Teils. Dies erlaubt, dass der erhabene Teil von dem Verkapselungsmaterial freigelegt wird, während der erste Endteil innerhalb des Verkapselungsmaterials angeordnet ist. Dies kann eine sichere Befestigung der leitenden Spur in dem Verkapselungsmaterial erlauben.
- Gemäß einer Ausführungsform sind die relativen Positionen des Strompfades in der leitenden Spur bestimmt durch die dreidimensionale Form des entsprechenden Leadframe-Teils. Die Form des entsprechenden Leadframe-Teils kann erhalten werden durch Biegen des Leadframes.
- Gemäß einer Ausführungsform weist das Package ferner einen Bonddraht auf, welcher die leitende Spur und die Kontaktfläche elektrisch verbindet. Entsprechend kann in dem Verfahren des Herstellens des Packages das elektrische Verbinden der Kontaktfläche mit der leitenden Spur ein Bereitstellen eines Bonddrahtes zwischen der Kontaktfläche und der leitenden Spur aufweisen.
- Ein Bonddraht kann die Form eines runden Filamentes oder die Form eines flachen Bandes aufweisen, so dass der Bonddraht auch als Bondband konfiguriert sein kann. Das Herstellen einer Verbindung durch einen oder mehrere Bonddrähte ist eine einfache Prozedur, welche Bonddrähte aus Kupfer und/oder Aluminium implementieren kann.
- Andere elektrische Verbindungen sind ebenfalls möglich, abhängig von der Geometrie der leitenden Spur bezüglich der Kontaktfläche.
- Gemäß einer Ausführungsform ist der Strompfad mindestens teilweise von dem Verkapselungsmaterial umgeben.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Strompfad einen freigelegten Teil auf, welcher einen Teil einer äußeren Oberfläche des Packages bildet. In anderen Worten kann gemäß einer Ausführungsform ein Leadframe, welcher den Strompfad bildet, als eine freigelegte Fläche geformt sein.
- Gemäß einer Ausführungsform weist die Abfühlvorrichtung mindestens einen Hallsensor auf, insbesondere mindestens zwei Hallsensoren.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Abfühlvorrichtung mindestens einen Magnetowiderstandssensor, insbesondere mindestens zwei Magnetowiderstandssensoren, auf.
- Zwei oder mehr Sensoren (Hallsensoren und/oder Magnetowiderstandssensoren) liefern den Vorteil, dass die Signale davon kombiniert werden können, um so ein Differenzsignal zu liefern, von welchem ein Einfluss von externen magnetischen Feldern (welche nicht in Beziehung stehen zu dem Strom, der gemessen werden soll, und welche unerwünscht sind) entfernt oder zumindest reduziert ist.
- Gemäß einer Ausführungsform ist der Strompfad mit einem ersten Satz von Kontaktpins elektrisch verbunden; die leitende Spur ist elektrisch verbunden mit einem Kontaktpin eines zweiten Satzes von Kontaktpins; und der erste Satz von Kontaktpins und der zweite Satz von Kontaktpins sind auf entgegengesetzten Seiten des Packages angeordnet. Solch eine Geometrie von Kontaktpins kann die elektrische Isolierung des Strompfades und der elektrischen Verbindung mit der Abfühlvorrichtung erleichtern.
- Der Strompfad kann jede Geometrie aufweisen, die geeignet ist zum Bereitstellen einer angemessenen Stromdichte und folglich eines angemessenen magnetischen Feldes für die Sensorvorrichtung.
- Gemäß einer Ausführungsform weist der Strompfad einen Messteil von reduziertem Querschnitt auf; der Messteil erstreckt sich zwischen zwei beabstandeten Seitenteilen (des Strompfades). Gemäß einer Ausführungsform ist der Messteil ein geradliniger Teil des Strompfades. Dies kann das Bereitstellen des Messteils mit definierten Dimensionen erleichtern.
- Gemäß einer Ausführungsform haben die Seitenteile eine thermische Masse, die größer ist als die thermische Masse des geradlinigen Teils, insbesondere um einen Faktor von mindestens 2, beispielsweise mindestens 4 oder mindestens 6. Gemäß einer Ausführungsform ist jeder Seitenteil elektrisch verbunden mit einem oder mehreren Anschlüssen (welche in einer Ausführungsform ebenfalls von dem Leadframe gebildet sind, von welchem der Messteil und die Seitenteile gebildet sind). Die relativ große thermische Masse der Seitenteile verbessert das Entfernen von thermischer Energie von dem Messteil, was wiederum eine höhere Stromdichte erlaubt und folglich eine bessere Sensitivität des Stromsensorpackages.
- Gemäß einer Ausführungsform ist eine Länge des Messteils zwischen den Seitenteilen kleiner als eine Breite des Messteils senkrecht zu der Länge. In anderen Worten entspricht die Länge des Messteils dem Abstand der Seitenteile, welcher durch den Messteil überbrückt ist. Zum Beispiel ist ein Verhältnis der Länge des Messteils über seiner Breite in einem Bereich zwischen 0,5 und 0,95 und ist beispielsweise 0,75.
- Gemäß einer Ausführungsform weist mindestens eines der Seitenteile, zum Beispiel jedes Seitenteil, mindestens ein Durchgangsloch auf. Aufgrund des relativ großen Flächeninhalts der Seitenteile kann solch ein Durchgangsloch die Bildung von Hohlräumen in dem Verkapselungsmaterial reduzieren oder verhindern und/oder kann die strukturelle Integrität der Kombination der Seitenteile und des Verkapselungsmaterials verbessern.
- Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offenkundig von der folgenden Beschreibung und den anhängenden Ansprüchen, wenn diese im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen genommen werden.
- Figurenliste
- Die begleitenden Zeichnungen, welche aufgenommen sind, um ein weiteres Verständnis von exemplarischen Ausführungsformen zu liefern und welche einen Teil der Beschreibung bilden, illustrieren exemplarische Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände.
- In den Zeichnungen:
-
1 veranschaulicht eine Querschnittsansicht eines Stromsensorpackages gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände. -
2 veranschaulicht eine Querschnittsansicht eines weiteren Stromsensorpackages gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände. -
3 veranschaulicht einige Isolationsaspekte gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände für das Stromsensorpackage von1 . -
4 veranschaulicht eine Querschnittsansicht eines weiteren Stromsensorpackages gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände. -
5 bis10 veranschaulichen verschiedene Geometrien eines Strompfades (zum Beispiel einer Stromschiene) gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände. -
11 zeigt die exemplarische zweite Geometrie des Strompfades von6 und veranschaulicht einen möglichen Ort für zwei Hallsensoren. -
12 zeigt die exemplarische zweite Geometrie des Strompfades von6 und veranschaulicht einen möglichen Ort für zwei Magnetowiderstandssensoren. -
13 veranschaulicht einen Leadframe gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände. - Detaillierte Beschreibung von exemplarischen Ausführungsformen
- Die Veranschaulichung in den Zeichnungen ist schematisch und nicht maßstabsgerecht. In den Zeichnungen werden ähnliche Elemente oder funktional ähnliche Elemente mit denselben Bezugszeichen bezeichnet oder mit Bezugszeichen, welche sich voneinander nur in der ersten Stelle unterscheiden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird die Beschreibung von solchen ähnlichen Elementen in nachfolgenden Figuren nicht wiederholt.
-
1 veranschaulicht eine Querschnittsansicht eines Stromsensorpackages100 gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände. - Gemäß einer Ausführungsform weist das Package
100 einen Strompfad102 , zum Beispiel eine Stromschiene, auf. Im Einklang mit einer weiteren Ausführungsform weist das Package100 eine Abfühlvorrichtung104 auf. Gemäß einer Ausführungsform ist die Sensorvorrichtung104 ein Sensorchip aufweisend mindestens ein Sensorelement, zum Beispiel zwei Sensorelemente106 , zum Beispiel zwei Hallsensoren oder zwei Magnetowiderstandssensoren. Gemäß einer Ausführungsform weist die Abfühlvorrichtung104 eine erste Hauptoberfläche105 auf, wobei das mindestens eine Sensorelement106 in oder nahe zu der ersten Hauptoberfläche105 angeordnet ist. Gemäß einer Ausführungsform weist die erste Hauptoberfläche105 weg von dem Strompfad102 . In anderen Worten weist, im Einklang mit einer Ausführungsform, das mindestens eine Sensorelement106 von dem Strompfad102 weg. - Gemäß einer Ausführungsform ist die Abfühlvorrichtung
104 beabstandet von dem Strompfad102 um einen Abstand108 . Die Abfühlvorrichtung104 weist eine Kontaktfläche110 auf, welche von dem Strompfad102 weg weist, beispielsweise wie in1 dargestellt. Die Kontaktfläche110 ist elektrisch verbunden mit einer leitenden Spur112 durch einen Bonddraht114 . Im Einklang mit einer Ausführungsform ist die leitende Spur112 ein Sensorpin, zum Beispiel wie in1 dargestellt. - Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Package
100 ein Verkapselungsmaterial116 auf, welches sich kontinuierlich ohne interne Grenzflächen zwischen dem Strompfad102 und der Abfühlvorrichtung104 erstreckt. Gemäß einer Ausführungsform bilden das Verkapselungsmaterial116 , der Strompfad102 und die leitende Spur112 einen Teil eines vorgeformten Teils, an welchem die Abfühlvorrichtung in einem separaten Herstellungsschritt (zum Beispiel nach dem Härten des Verkapselungsmaterials116 ) befestigt werden kann. - Im Einklang mit einer Ausführungsform isoliert das Verkapselungsmaterial
116 , welches sich zwischen dem Strompfad102 und der Abfühlvorrichtung104 erstreckt, das Hochspannungspotential an dem Strompfad102 von dem Niederspannungspotential an der leitenden Spur112 elektrisch. - Gemäß einer Ausführungsform weist die leitende Spur
112 einen ersten Endteil118 auf und der Strompfad102 weist einen zweiten Endteil119 auf, wobei die Endteile einen Abstand120 zwischen der leitenden Spur112 und dem Strompfad102 definieren. Im Einklang mit einer Ausführungsform ist der erste Endteil118 auf einem Niveau122 angeordnet, welches unter der Abfühlvorrichtung104 liegt. In anderen Worten ist der erste Endteil118 von einer unteren Hauptoberfläche124 der Abfühlvorrichtung104 beabstandet. - Gemäß einer Ausführungsform ist der zweite Endteil
119 des Strompfades102 auf einem Niveau126 angeordnet zwischen der Abfühlvorrichtung104 und dem ersten Endteil118 . In anderen Worten ist der zweite Endteil119 des Strompfades102 von der unteren Hauptoberfläche124 um einen Abstand108 beabstandet und der erste Endteil118 ist beabstandet von der unteren Hauptoberfläche124 um einen weiteren Abstand128 , welcher größer ist als der Abstand108 . - Gemäß einer Ausführungsform weist die leitende Spur
112 einen erhabenen Teil130 auf, welcher beabstandet ist von der Abfühlvorrichtung104 . Im Einklang mit einer Ausführungsform ist der Bonddraht114 an die leitende Spur112 an dem erhabenen Teil130 in einem Kontaktgebiet132 gebondet. Gemäß einer Ausführungsform ist der erhabene Teil130 bezüglich des Verkapselungsmaterials116 in dem Kontaktgebiet132 freigelegt. - Gemäß einer Ausführungsform ist der Strompfad
102 mit einem ersten Satz von Kontaktpins134 verbunden, welche sich aus dem Package100 heraus erstrecken. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die leitende Spur112 elektrisch verbunden mit einem Kontaktpin eines zweiten Satzes von Kontaktpins136 , welche sich aus dem Package100 heraus erstrecken. Gemäß einer Ausführungsform sind der erste Satz von Kontaktpins134 und der zweite Satz von Kontaktpins136 auf entgegengesetzten Seiten des Packages100 angeordnet, zum Beispiel wie in1 dargestellt. - Gemäß einer Ausführungsform weist das Verkapselungsmaterial
116 ein Loch138 auf, welches die leitende Spur112 freilegt. Gemäß einer Ausführungsform stammt das Loch138 von einem Stützpin (in1 nicht dargestellt), welcher die leitende Spur112 während des Bildens des Verkapselungsmaterials116 gestützt hat, insbesondere während des Bildens des Verkapselungsmaterials116 zwischen dem Strompfad102 und der leitenden Spur112 . Gemäß einer Ausführungsform ist das Loch138 gefüllt mit einem elektrisch isolierenden Füllmaterial139 , wie beispielsweise zum Beispiel Silikon, Epoxy etc. Gemäß einer Ausführungsform ist das Loch138 an der Position angeordnet, so dass eine Grenzfläche140 zwischen dem Verkapselungsmaterial116 und dem Füllmaterial139 nicht zwischen dem Strompfad102 und der Abfühlvorrichtung104 oder zwischen dem Strompfad102 und der leitenden Spur112 angeordnet ist. - Gemäß einer Ausführungsform weist das Verkapselungsmaterial
116 ein Loch142 auf, welches den Strompfad102 freilegt. Im Einklang mit einer Ausführungsform stammt das Loch142 von einem Stützpin (in1 nicht dargestellt), welcher den Strompfad102 gestützt hat während des Bildens des Verkapselungsmaterials116 , insbesondere während des Bildens des Verkapselungsmaterials116 zwischen dem Strompfad102 und der Abfühlvorrichtung104 . Im Einklang mit einer Ausführungsform ist das Loch142 gefüllt mit einem elektrisch isolierenden Füllmaterial144 , wie beispielsweise, zum Beispiel Silikon, Epoxy etc. Im Einklang mit einer Ausführungsform ist das Loch142 angeordnet an der Position, so dass eine Grenzfläche146 zwischen dem Verkapselungsmaterial116 und dem Füllmaterial139 nicht zwischen dem Strompfad102 und der Abfühlvorrichtung104 oder zwischen dem Strompfad102 und der leitenden Spur112 angeordnet ist. - Im Einklang mit einer Ausführungsform ist die Abfühlvorrichtung
104 an einer Befestigungsoberfläche148 des Verkapselungsmaterials116 befestigt, zum Beispiel mittels einer Die-Befestigungsschicht150 , zum Beispiel einem Die-Befestigungsfilm. Gemäß einer Ausführungsform hat das Verkapselungsmaterial eine Vertiefung152 darin geformt, in welcher die Abfühlvorrichtung104 und der Bonddraht114 angeordnet sind. Im Einklang mit einer Ausführungsform ist die Vertiefung152 mit einem isolierenden Füllmaterial154 , wie beispielsweise Epoxy, Silikon etc., gefüllt. Gemäß einer Ausführungsform kann das isolierende Füllmaterial154 bereitgestellt sein für den Schutz der Abfühlvorrichtung104 und/oder des Bonddrahtes114 . Gemäß einer Ausführungsform ist die Abfühlvorrichtung104 mindestens teilweise von dem Verkapselungsmaterial116 umgeben (Formkörper). - Gemäß einer Ausführungsform kann ein Deckel
156 vorgesehen sein zum Verschließen der Vertiefung152 . - Ferner veranschaulicht
1 einige Isolationsaspekte gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände. Insbesondere veranschaulicht1 ferner insbesondere die Abstände108 ,120 zwischen einer Hochspannungsseite160 (aufweisend insbesondere den Strompfad102 ) auf der einen, und eine Versorgungsspannungsseite162 (Niederspannungsseite, aufweisend insbesondere die leitende Spur112 , den Bonddraht114 und die Abfühlvorrichtung104 ) auf der anderen Seite. Ferner veranschaulicht in1 ist der Kriech/Freiraum-Abstand164 zwischen freigelegten Teilen der Hochspannungsseite160 (insbesondere des Strompfades102 ) und der Niederspannungsseite162 (insbesondere der leitenden Spur112 ). Entsprechend und im Einklang mit einer Ausführungsform kann ein Kriechen auftreten entlang einer äußeren Oberfläche des Stromsensorpackages, jedoch nicht entlang Grenzflächen innerhalb des Stromsensorpackages (zum Beispiel Grenzflächen innerhalb des Verkapselungsmaterials116 , da solche Grenzflächen vermieden werden (soweit möglich/geeignet)). In einer Ausführungsform werden zumindest Grenzflächen zwischen dem Strompfad102 und der leitenden Spur112 und zwischen dem Strompfad102 und der Abfühlvorrichtung104 vermieden (das heißt in diesen Gebieten ist das Verkapselungsmaterial116 frei von Grenzflächen). - Im Einklang mit einer weiteren Ausführungsform weist das Stromsensorpackage
300 eine Montageseite163 auf, welche konfiguriert ist, um auf eine Stütze montiert zu werden, zum Beispiel eine Leiterplatte, ein Direct Copper Bonding etc. Im Einklang mit einer Ausführungsform ist das Sensorelement106 zugewandt / die Hauptoberfläche105 weist weg von der Montageseite163 . -
2 veranschaulicht eine Querschnittsansicht eines weiteren Stromsensorpackages200 gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände. - In der Beschreibung von
2 wird eine Wiederholung von der Beschreibung von Elementen, welche ähnlich oder identisch zu Elementen von1 sind, vermieden. Die Beschreibung von solchen Elementen, die mit Bezug auf1 gegeben wurde, ist ebenso gültig für2 . - Im Einklang mit einer Ausführungsform ist die leitende Spur
112 ein Träger oder ein Teil eines Trägers und ist insbesondere ein Leitungsfinger eines Leadframes. Im Einklang mit einer weiteren Ausführungsform ist die Abfühlvorrichtung104 mindestens teilweise an der leitenden Spur112 befestigt, zum Beispiel durch eine Die-Befestigungsschicht150 . Insbesondere, im Einklang mit einer Ausführungsform, erstreckt sich die Abfühlvorrichtung104 über die leitende Spur112 hinaus und weist folglich ein freies Ende151 auf, welches über dem Strompfad102 angeordnet ist (ungefähr beabstandet von dem Strompfad102 ). Gemäß einer Ausführungsform, die in2 nicht dargestellt ist, ist der Strompfad102 freigelegt und bildet einen Teil einer Oberfläche des Packages200 . - Anstelle eines Bonddrahtes
114 , welcher die Kontaktfläche110 und die leitende Spur112 elektrisch verbindet, kann ein Durch-Silizium-Durchgangsloch (through silicon via), welches sich durch die Abfühlvorrichtung104 erstreckt, bereitgestellt sein (in2 nicht dargestellt). - Im Einklang mit einer Ausführungsform wird das Verkapselungsmaterial
116 bereitgestellt nach dem Positionieren des Strompfades102 , der Abfühlvorrichtung104 und der leitenden Spur118 und nach dem elektrischen Verbinden der Abfühlvorrichtung104 mit der leitenden Spur118 . Im Einklang mit einer Ausführungsform ist das Verkapselungsmaterial116 ein Formkörper, wie in2 dargestellt. - Im Einklang mit einer Ausführungsform ist der erste Endteil
118 der leitenden Spur112 angeordnet auf einem Niveau zwischen der Abfühlvorrichtung104 und dem zweiten Endteil119 , zum Beispiel wie in2 dargestellt. -
3 veranschaulicht eine Querschnittsansicht eines weiteren Stromsensorpackages300 gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände. - Das Stromsensorpackage
300 ist ähnlich zu dem Stromsensorpackage200 von2 , jedoch das erste bezüglich des Ortes der Abfühlvorrichtung104 . Insbesondere, im Einklang mit einer Ausführungsform, weist die leitende Spur112 zwei entgegengesetzte erste und zweite Seiten158 ,159 auf, wobei die Abfühlvorrichtung befestigt ist an der ersten Seite158 der leitenden Spur112 und der Bonddraht114 ist an der zweiten Seite159 der leitenden Spur112 befestigt, beispielsweise wie in3 dargestellt. Es wird angemerkt, dass im Gegensatz zu dieser Ausführungsform in dem Stromsensorpackage200 von2 beide, die Abfühlvorrichtung104 und der Bonddraht114 , an derselben Seite der leitenden Spur112 befestigt sind. - Im Einklang mit einer Ausführungsform ist der Endteil
118 der leitenden Spur112 auf dem Niveau angeordnet zwischen dem Endteil119 des Strompfades102 und der Abfühlvorrichtung104 , beispielsweise wie in3 dargestellt. - Im Einklang mit einer weiteren Ausführungsform ist das Verkapselungsmaterial
116 frei von jeglichen Löchern, welche die leitende Spur112 oder den Strompfad102 freilegen. In anderen Worten, gemäß einer Ausführungsform, weist das Verkapselungsmaterial nicht Löcher138 ,142 auf, wie sie mit Bezug auf1 beschrieben wurden. - Im Einklang mit einer Ausführungsform weist die erste Hauptoberfläche
105 der Abfühlvorrichtung104 (oder anders gesagt, das mindestens eine Sensorelement106 ) zu dem Strompfad102 hin. Im Einklang mit einer weiteren Ausführungsform weist das mindestens eine Sensorelement106 von der Montageseite163 des Stromsensorpackages300 weg. Die Montageseite163 ist konfiguriert, um an einer Stütze165 befestigt zu werden. -
4 veranschaulicht eine Querschnittsansicht eines weiteren Stromsensorpackages400 gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände. - In der Beschreibung von
4 wird eine Wiederholung der Beschreibung von Elementen, welche ähnlich oder identisch zu Elementen von1 sind, vermieden. Die Beschreibung von solchen Elementen, welche bezüglich1 gegeben wurde, ist ebenso für4 gültig. - Gemäß einer Ausführungsform weist der Strompfad
102 einen freigelegten Teil166 auf, welcher einen Teil einer äußeren Oberfläche168 des Packages400 bildet. -
5 bis10 veranschaulichen verschiedene Geometrien eines Strompfades102 (Stromschiene) gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände. -
5 veranschaulicht eine exemplarische erste Geometrie170 eines Strompfades102 . - Im Einklang mit einer Ausführungsform ist der Strompfad
102 eine Stromschiene. Im Einklang mit einer Ausführungsform weist der Strompfad102 einen Messteil172 auf, wobei der Messteil einen reduzierten Querschnitt hat. In anderen Worten, wenn die Dicke des Strompfades ungefähr konstant ist, kann der unterschiedliche Querschnitt an verschiedenen Positionen des Strompfades abgeschätzt werden durch die unterschiedliche laterale Abmessung des Strompfades. Im Einklang mit einer weiteren Ausführungsform weist der Strompfad102 zwei beabstandete Seitenteile174 auf. Gemäß einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich der Messteil172 zwischen den zwei Seitenteilen174 . - Gemäß einer Ausführungsform ist der Messteil
172 ein geradliniger Teil des Strompfades102 . Gemäß einer weiteren Ausführungsform haben die Seitenteile174 eine thermische Masse, die größer ist als die thermische Masse des geradlinigen Teils, insbesondere um einen Faktor von mindestens 2, beispielsweise wie in5 dargestellt. Gemäß einer Ausführungsform ist jeder Seitenteil174 verbunden mit einem oder mehreren Anschlüssen176 , zum Beispiel einem Anschluss176 , wie in5 dargestellt. Entsprechend ist in einer Ausführungsform jeder Seitenteil174 begrenzt durch den Messteil172 und den Anschluss176 . - Gemäß einer Ausführungsform ist eine Länge
178 des Messteils172 zwischen den Seitenteilen174 kleiner als eine Breite180 des Messteils senkrecht zu der Länge178 . Zum Beispiel ist gemäß einer Ausführungsform die Länge178 ungefähr 300 µm, die Breite180 ist ungefähr 400 µm und die gesamte Länge179 des Strompfades102 ist 4,56 mm. -
6 veranschaulicht eine exemplarische zweite Geometrie270 eines Strompfades102 . - Im Einklang mit einer Ausführungsform weist jeder Seitenteil
174 ein Durchgangsloch182 auf, beispielsweise wie in6 dargestellt. Gemäß einer Ausführungsform hat das Durchgangsloch182 eine dreieckige Form, wie in6 dargestellt. -
7 veranschaulicht eine exemplarische dritte Geometrie370 eines Strompfades102 . - Die dritte Geometrie
370 ist ähnlich der ersten Geometrie170 von5 . Gemäß einer Ausführungsform ist jeder Seitenteil verbunden mit zwei Anschlüssen176 , beispielsweise wie in7 dargestellt. -
8 veranschaulicht eine exemplarische vierte Geometrie470 eines Strompfades102 . - Die vierte Geometrie
470 ist ähnlich zu der ersten Geometrie170 und der dritten Geometrie370 . Gemäß einer Ausführungsform ist jeder Seitenteil174 elektrisch verbunden mit einem Anschluss176 , welcher eine Breite ähnlich der maximalen Breite des Seitenteils174 aufweist, beispielsweise wie in8 dargestellt. Zum Beispiel ist gemäß einer Ausführungsform eine maximale Breite des Anschlusses176 in dem Bereich von ungefähr 80% bis 120% der maximalen Breite des Seitenteils174 . Ferner im Einklang mit einer Ausführungsform ist ein Durchgangsloch184 in dem Anschluss176 gebildet. -
9 veranschaulicht eine exemplarische fünfte Geometrie570 eines Strompfades102 . - Die fünfte Geometrie
570 ist ähnlich zu der dritten Geometrie370 von7 . Gemäß einer Ausführungsform ist ein Durchgangsloch182 in den Seitenteilen174 gebildet, beispielsweise wie in9 dargestellt. Gemäß einer Ausführungsform hat das Durchgangsloch eine kreisförmige Form, beispielsweise wie in9 dargestellt. -
10 veranschaulicht eine exemplarische sechste Geometrie670 eines Strompfades102 . - Im Einklang mit einer Ausführungsform haben die Seitenteile
174 eine allgemein rechteckige Form. - Zusammenfassend, mit Bezug auf
5 bis10 verjüngt sich gemäß einer Ausführungsform die Form der Seitenteile in einer Richtung von dem Anschluss176 zu dem Messteil172 und hat eine allgemein dreieckige Form, beispielsweise wie in5 ,7 ,8 und9 dargestellt. Gemäß einer Ausführungsform hat jeder Seitenteil in einer Richtung von dem Anschluss176 zu dem Messteil172 einen ersten Teil von ansteigendem Querschnitt und einen zweiten Teil von ansteigendem Querschnitt, beispielsweise wie in5 ,6 ,7 ,8 und9 dargestellt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform verändert sich ein Abstand zwischen gegenüberliegenden Seitenteilen174 der Stromschiene102 von einem ersten Abstand186 (siehe10 ) von gegenüberliegenden Anschlüssen176 auf die Länge178 des Messteils172 , insbesondere in einer stufenförmigen Weise, zum Beispiel wie in5 bis10 dargestellt. -
11 zeigt die exemplarische zweite Geometrie270 des Strompfades102 von6 und veranschaulicht einen möglichen Ort für zwei Hallsensoren188 . - Gemäß einer Ausführungsform ist ein erster Hallsensor
188 zwischen den zwei Seitenteilen174 angeordnet benachbart zu (zum Beispiel neben) dem Messteil172 . Gemäß einer Ausführungsform ist ein zweiter Hallsensor188 gegenüberliegend dem ersten Hallsensor188 angeordnet, wobei sich der Messteil172 zwischen den zwei oder Sensoren188 erstreckt, beispielsweise wie in11 dargestellt. -
12 zeigt die exemplarische zweite Geometrie270 des Strompfades102 von6 und veranschaulicht einen möglichen Ort für zwei Magnetowiderstandssensoren190 . - Gemäß einer Ausführungsform weist der Strompfad
102 einen Schlitz192 zwischen den zwei Seitenteilen174 auf. Im Einklang mit einer Ausführungsform ist ein erster Magnetowiderstandssensor190 zwischen dem Schlitz192 und der Öffnung182 von einem der zwei Seitenteile174 angeordnet und ein zweiter Magnetowiderstandssensor190 ist zwischen dem Schlitz192 und der Öffnung182 von dem anderen der zwei Seitenteile174 angeordnet, zum Beispiel wie in12 dargestellt. -
13 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht eines Leadframes194 gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände. - Gemäß einer Ausführungsform weist der Leadframe
194 den Strompfad102 auf, vier leitende Spuren112 und einen Verbindungsteil196 , welcher den Strompfad102 und die leitenden Spuren112 verbindet. Nach dem Herstellen des Stromsensorpackages100 gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände auf der Basis des Leadframes194 werden der erste Satz von Kontaktpins134 (das heißt die Anschlüsse176 des Strompfades102 ) und der zweite Satz von Kontaktpins136 (vgl. ebenso1 ) von dem Verbindungsteil196 separiert. - Es sollte angemerkt werden, dass der Ausdruck „aufweisend“ andere Elemente oder Merkmale nicht ausschließt und dass „ein“ oder „eines“ nicht eine Mehrzahl ausschließt. Ebenso können Elemente, die im Zusammenhang mit verschiedenen Ausführungsformen beschrieben wurden, kombiniert werden. Es sollte auch angemerkt werden, dass Bezugszeichen nicht als den Umfang der Ansprüche beschränkend ausgelegt werden sollen. Darüber hinaus ist der Umfang der vorliegenden Anmeldung nicht beabsichtigt, auf die einzelnen Ausführungsformen des Verfahrens, der Maschine, der Herstellung, der Zusammensetzung von Materialien, Mitteln, Verfahren und Schritten, die in der Beschreibung beschrieben wurden, limitiert zu sein. Entsprechend ist es beabsichtigt, dass die anhängenden Ansprüche innerhalb ihres Umfangs solche Prozesse, Maschinen, Herstellung, Zusammensetzungen von Materialien, Mitteln, Verfahren oder Schritten umfassen sollen.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
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- DE 112012003079 T5 [0005]
Claims (24)
- Stromsensorpackage (100, 200, 300), aufweisend: einen Strompfad (102); eine Abfühlvorrichtung (104), insbesondere einen Sensorchip, wobei die Abfühlvorrichtung von dem Strompfad (102) beabstandet ist und die Abfühlvorrichtung (104) konfiguriert ist zum Abfühlen eines Magnetfeldes, welches von einem Strom erzeugt wird, der durch den Strompfad (102) fließt; die Abfühlvorrichtung (104) aufweisend ein Sensorelement, wobei die Abfühlvorrichtung (104) elektrisch verbunden ist mit einer leitenden Spur (112); ein Verkapselungsmaterial (116), welches sich kontinuierlich zwischen dem Strompfad (102) und der Abfühlvorrichtung (104) erstreckt.
- Das Package gemäß
Anspruch 1 , wobei das Verkapselungsmaterial (116) sich kontinuierlich zwischen dem Strompfad (102) und der leitenden Spur (112) erstreckt. - Package gemäß
Anspruch 2 , wobei die leitende Spur (112) ein Träger ist, insbesondere ein Leadframe (194), und die Abfühlvorrichtung (104) an dem Träger befestigt ist. - Package gemäß irgendeinem der
Ansprüche 1 oder2 , wobei die Abfühlvorrichtung (104) an dem Verkapselungsmaterial (116) befestigt ist. - Package gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Strompfad (102) von einem metallischen Träger gebildet ist, insbesondere einem Leadframe (194).
- Package gemäß irgendeinem der
Ansprüche 2 bis5 , wobei das Verkapselungsmaterial ein Loch (138) aufweist, welches die leitende Spur (112) freilegt, wobei das Loch (138) gefüllt ist mit einem elektrisch isolierenden Füllmaterial (139) . - Package gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, die leitende Spur (112) aufweisend einen ersten Endteil (118) und der Strompfad (102) aufweisend einen zweiten Endteil (119), wobei die ersten und zweiten Endteile (118, 119) einen Abstand (120) zwischen der leitenden Spur (112) und dem Strompfad (102) definieren, wobei der erste Endteil (118), der zweite Endteil (119) und die Abfühlvorrichtung (104) auf verschiedenen Niveaus angeordnet sind in einer Richtung senkrecht zu einer Hauptoberfläche der Abfühlvorrichtung; insbesondere wobei der erste Endteil (118) auf einem Niveau angeordnet ist zwischen der Abfühlvorrichtung (104) und dem zweiten Endteil (119) oder wobei der zweite Endteil angeordnet ist auf einem Niveau zwischen der Abfühlvorrichtung und dem ersten Endteil (118).
- Package gemäß
Anspruch 7 , wobei die leitende Spur (112) einen erhabenen Teil (130) aufweist, der beabstandet ist von der Abfühlvorrichtung (104). - Package gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abfühlvorrichtung ferner eine Kontaktfläche aufweist und das Package ferner einen Bonddraht (114) aufweist, welcher die leitende Spur (112) und die Kontaktfläche (110) elektrisch verbindet.
- Package gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Strompfad (102) einen freigelegten Teil (166) aufweist, welcher einen Teil einer äußeren Oberfläche (168) des Packages (300) bildet.
- Package gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abfühlvorrichtung mindestens ein weiteres Sensorelement aufweist.
- Package gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Sensorelement der Abfühlvorrichtung eines von einem Hallsensor (188) und einem Magnetowiderstandssensor (190) ist, insbesondere wobei der Magnetowiderstandssensor ein anisotroper Magnetowiderstandssensor ist, ein Giant-Magnetowiderstandssensor, ein Colossal-Magnetowiderstandssensor oder ein Tunnel-Magnetowiderstandssensor.
- Package gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Strompfad elektrisch verbunden ist mit einem ersten Satz von Kontaktpins (134); die leitende Spur elektrisch verbunden ist mit einem Kontaktpin eines zweiten Satzes von Kontaktpins (136); und der erste Satz von Kontaktpins (134) und der zweite Satz von Kontaktpins (136) auf entgegengesetzten Seiten des Packages angeordnet sind.
- Package gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Strompfad (102) einen Messteil (172) von reduziertem Querschnitt aufweist; der Messteil sich zwischen zwei beabstandeten Seitenteilen (174) erstreckt; insbesondere wobei der Messteil ein geradliniger Teil des Strompfades (102) ist; insbesondere wobei die Seitenteile (174) eine thermische Masse haben, die größer ist als die thermische Masse des geradlinigen Teils, insbesondere um einen Faktor von mindestens 2.
- Package gemäß
Anspruch 14 , wobei eine Länge (178) des Messteils (172) zwischen den Seitenteilen (174) kleiner ist als eine Breite (180) des Messteils (172) senkrecht zu der Länge (178). - Package gemäß
Anspruch 14 oder15 , wobei jeder Seitenteil (174) ein Durchgangsloch (182) aufweist. - Package gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verkapselungsmaterial (116), die leitende Spur (112); und der Strompfad (102) einen Teil eines vorgeformten Teils bilden, insbesondere wobei der vorgeformte Teil eine Befestigungsoberfläche aufweist und die Abfühlvorrichtung (104) an die Befestigungsoberfläche befestigt ist.
- Package gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine Montageseite (168), welche konfiguriert ist, um an eine Stütze (165) montiert zu werden; wobei das Sensorelement (106) von der Montageseite (163) weg weist und/oder von dem Strompfad (102) weg weist.
- Verfahren des Herstellens eines Stromsensorpackages, das Verfahren aufweisend: Bereitstellen eines Strompfades (102); Bereitstellen einer Abfühlvorrichtung (104), insbesondere eines Sensorchips, wobei die Abfühlvorrichtung konfiguriert ist zum Abfühlen eines magnetischen Feldes, welches durch einen Strom erzeugt ist, welcher durch den Strompfad (102) fließt, und ein Sensorelement (106) aufweist; Positionieren der Abfühlvorrichtung (104) beabstandet von dem Strompfad (102); elektrisch Verbinden der Abfühlvorrichtung (104) mit einer leitenden Spur (112); Bereitstellen eines Verkapselungsmaterials (116), welches sich zwischen dem Strompfad (102) und der Abfühlvorrichtung (104) kontinuierlich erstreckt.
- Verfahren nach
Anspruch 19 , ferner aufweisend: wobei das Bereitstellen des Verkapselungsmaterials (116) ein Bereitstellen des Verkapselungsmaterials über mindestens einen Teil des Strompfades (102) umfasst; wobei das Positionieren der Abfühlvorrichtung (104) ein Befestigen der Abfühlvorrichtung (104) an dem Verkapselungsmaterial (116) umfasst. - Verfahren gemäß
Anspruch 19 , wobei die leitende Spur (112) ein Träger ist, insbesondere ein Leadframe (194); und wobei das Positionieren der Abfühlvorrichtung (104) ein Befestigen der Abfühlvorrichtung (104) an der leitenden Spur (112) umfasst; wobei das Bereitstellen des Verkapselungsmaterials (116) ein Bereitstellen des Verkapselungsmaterials kontinuierlich zwischen dem Strompfad (102) auf der einen Seite und der Abfühlvorrichtung (104) und der leitenden Spur (112) auf der anderen Seite umfasst. - Verfahren gemäß irgendeinem der
Ansprüche 19 bis21 , wobei die Abfühlvorrichtung eine Kontaktfläche (110) aufweist; und das elektrische Verbinden der Abfühlvorrichtung mit der elektrisch leitenden Spur (112) ein Bereitstellen eines Bonddrahtes (140) und/oder eines Durch-Silizium-Durchgangslochs zwischen der Kontaktfläche (110) und der leitenden Spur (112) aufweist. - Verfahren gemäß irgendeinem der
Ansprüche 19 bis21 , ferner aufweisend: Bereitstellen eines Stützelements für die leitende Spur vor dem Bereitstellen des Verkapselungsmaterials (116) ; Entfernen des Stützelements nach dem Bereitstellen des Verkapselungsmaterials (116) um die leitende Spur (112) und das Stützelement, wobei das entfernte Stützelement ein Loch (138) in dem Verkapselungsmaterial (116) hinterlässt; Füllen des Lochs (138) in dem Verkapselungsmaterial (116) mit einem elektrisch isolierenden Füllmaterial (139). - Verfahren gemäß irgendeinem der
Ansprüche 19 bis23 , wobei das Stromsensorpackage ferner eine Montageseite (163) aufweist, welche konfiguriert ist, um an eine Stütze (165) montiert zu werden; wobei das Positionieren der Abfühlvorrichtung (104) ein Positionieren des Sensorelements (106) von der Montageseite (163) weg weisend oder von dem Strompfad (102) weg weisend aufweist.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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