本申請基于2014年9月3日申請的日本申請?zhí)?014-179482號,在此引用其記載內容。
技術領域
本公開涉及一種連接用于檢測流過電極間的電流值的鍵合線的分流電阻器。
背景技術:
使用分流電阻器進行的電流值的測定是基于構成分流電阻器的電阻體的電阻值和分流電阻器的兩端的電位差來進行的。
專利文獻1所記載的電流檢測用電阻器具備流過電流的通電部以及從通電部突出的檢測部。檢測部與通電部形成為一體,基于通電部的電阻值和兩個檢測部的電位差來檢測電流值。
另外,專利文獻2所記載的半導體模塊具備作為分流電阻器發(fā)揮功能的連接導體,在連接導體中的與作為連接對象的開關元件、引線框架接觸的腿部鍵合有鍵合線?;谶B接導體的電阻值和兩個鍵合線間的電位差來檢測電流值。
現(xiàn)有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2004-221160號公報
專利文獻2:日本特開2013-179744號公報
技術實現(xiàn)要素:
另外,近年,在例如搭載于車輛的電子設備等中使用的分流電阻器中,流過電阻體的電流為大電流。隨之,電阻體中的發(fā)熱量也持續(xù)增大,從散熱的觀點來看,需要將分流電阻器直接連接到引線框架等熱容量大且熱導率比較高的構件。
對此,在專利文獻1的技術中,通電部與檢測部形成為一體,不僅加工不容易,而且檢測部的形狀被確定為一種,因此檢測部的連接目的地沒有自由度。因此,在引線框架中需要用于形成連接目的地的連接盤圖案的空間,有可能導致阻礙所要求的小型化。
另一方面,在專利文獻2所記載的技術中,腿部在與連接對象之間介有焊劑等連接構件而連接。2條鍵合線的連接部位間的電阻值根據(jù)該連接構件的材質、量、配置等條件而容易受到影響。電阻值的偏差直接影響電流值的測定誤差。也就是說,在如以往那樣的結構中,存在流過連接導體的電流的測定精度不夠的情況。
本公開是鑒于上述的情況而完成的,目的在于提供一種提高了電流值的測定精度的分流電阻器。
在本公開的第一方式中,分流電阻器在至少一部分處具有預先設定了電阻值的電阻體,對兩個電極之間進行架橋,通過檢測因電阻體引起的電壓降來檢測流過電極之間的電流的電流值。分流電阻器具備:一對連接部,經由導電性粘接材料固定并電連接于各電極;架橋部,從一個連接部向另一個連接部延伸設置,對連接部之間進行架橋;以及一對鍵合線,用于檢測電阻體的電壓降,其中,鍵合線被鍵合在架橋部。
據(jù)此,在該分流電阻器中,用于檢測電阻體中的電壓降的布線由鍵合線構成,因此相比于如專利文獻1那樣與通電部形成為一體的結構,能夠確保連接目的地的形狀的自由度。即,即使連接目的地是引線框架等,也能夠緩和連接盤圖案形狀的限制,不限制配置分流電阻器的設備的體格的小型化。
另外,在該分流電阻器中,連接部連接于作為連接對象的電極。連接部與電極的連接是經由焊劑等導電性粘接材料來進行的。另外,該分流電阻器中的鍵合線被鍵合在對兩個連接部進行架橋的架橋部。因此,2條鍵合線的連接部位間的電阻值不會根據(jù)焊劑等導電性粘接材料的材質、量、配置等條件而受到影響。因而,能夠抑制因導電性粘接材料引起的電阻值的偏差,能夠提高流過電阻體的電流的測定精度。
附圖說明
關于本公開的上述目的以及其它目的、特征、優(yōu)點通過參照附圖并通過下述的詳細的描述會變得更明確。該圖是:
圖1是表示第一實施方式所涉及的分流電阻器的概要結構的立體圖。
圖2是表示以往結構所涉及的分流電阻器的鍵合線的連接形態(tài)與傳感電流的環(huán)形面積的關系的俯視圖。
圖3是表示第一實施方式所涉及的分流電阻器的鍵合線的連接形態(tài)與傳感電流的環(huán)形面積的關系的俯視圖。
圖4是表示分流電阻器的概要結構的俯視圖。
圖5是表示第二實施方式所涉及的分流電阻器的概要結構的俯視圖。
圖6是表示分流電阻器的概要結構的立體圖。
圖7是表示其它實施方式所涉及的分流電阻器的概要結構的立體圖。
圖8是表示其它實施方式所涉及的分流電阻器的概要結構的立體圖。
具體實施方式
下面,基于附圖來說明本公開的實施方式。此外,在以下的各圖彼此中,對彼此相同或均等的部分賦予同一符號。另外,作為方向,定義x方向、與x方向正交的y方向以及與由x方向和y方向規(guī)定的xy平面正交的z方向。也就是說,x方向、y方向以及z方向相互線性獨立。
(第一實施方式)
首先,參照圖1來說明本實施方式所涉及的分流電阻器的概要結構。
如圖1所示,該分流電阻器100具有沿著xy平面的面,將在x方向上排列的兩個電極200相互電連接。在此說明的分流電阻器100將第一電極200a與第二電極200b進行連接。此外,電極200例如是形成在某基板上的連接盤,或者是引線框架,不限定其結構。
分流電阻器100具備:一對連接部10,經由作為導電性粘接材料的焊劑300連接于電極200;以及架橋部20,對兩個連接部10之間進行架橋。架橋部20具有主部21、居間部(Intermediate part)22以及電阻體23。而且,分流電阻器100具備用于檢測流過電阻體23的電流的電流值的鍵合線(Bonding wire)30。
如圖1所示,連接部10具有:連接于第一電極200a的第一端子10a;以及連接于第二電極200b的第二端子10b。連接部10是沿著xy平面的面狀,連接部10中的與電極200對置的面經由焊劑300連接于電極200。
架橋部20中的主部21由第一主部21a和第二主部21b構成,均是沿著xy平面的板狀構件。而且,同樣沿著xy平面形成的電阻體23被配置成被第一主部21a第二主部21b夾著。如圖1所示,第一主部21a、電阻體23、第二主部21b按該順序在x方向上排列并接合,作為整體成為一體的導體。而且,第一主部21a、電阻體23、第二主部21b成為一體的導體沿x方向延伸設置而將第一端子10a與第二端子10b電連接。主部21與電阻體23一起在z方向上形成在比連接部10高的位置。
架橋部20中的居間部22如圖1所示那樣將連接部10與主部21連接起來。主部21與連接部10經由居間部22而形成為一體。具體地說,第一主部21a與第一端子10a經由第一居間部22a被連接,第二主部21b與第二端子10b經由第二居間部22b被連接。在將該分流電阻器100從y方向正面觀察的情況下,架橋部20呈形成上底和腰部那樣的大致梯形。具體地說,呈將主部21與電阻體23構成為一體的板狀構件作為上底、將居間部22作為腰部的大致梯形。
此外,架橋部20中的主部21和居間部22是由例如銅等金屬形成的導電部,電阻率比電阻體23小。此外,例如以CnMnSn、CuMnNi為主成分來形成電阻體23。
鍵合線30是由例如鋁等一般已知的材料形成的。鍵合線30連接于用于檢測鍵合線30的電位的傳感電極400。鍵合線30具有第一線30a和第二線30b。如圖1所示,第一線30a的第一端被鍵合在第一主部21a,第二端連接于傳感電極400中的第一傳感電極400a。第二線30b的第一端被鍵合在第二主部21b,第二端連接于傳感電極400中的第二傳感電極400b。即,本實施方式中的鍵合線30其一端被鍵合在大致呈梯形的架橋部20中的相當于上底的主部21。
接著,參照圖2~圖4來說明本實施方式所涉及的分流電阻器100的作用效果。
在上述結構中,若在第一電極200a與第二電極200b之間產生電位差,則電流經由連接部10、居間部22、主部21而流過電阻體23。在第一線30a與第二線30b之間觀測的電位差依賴于鍵合線30的鍵合位置。其原因之一是架橋部20或連接部10中的、鍵合線30的連接位置間的距離。該距離越長,連接位置間的電阻值越大,在第一線30a與第二線30b之間觀測的電位差也越大。
其它原因是焊劑300的成分、量、配置、固定時的形狀等條件。在專利文獻2(日本特開2013-179744號公報)所示的連接導體中,鍵合線被鍵合在相當于連接部10的部分。由于焊劑300配置于連接部10的正下方,因此,若鍵合線30的連接位置間的電阻值、TCR(電阻溫度系數(shù))根據(jù)焊劑300的成分、量、配置、固定時的形狀等條件而變動,則在第一線30a與第二線30b之間觀測的電位差上也產生影響。
而在本實施方式中的分流電阻器100中,鍵合線30被鍵合在架橋部20、更具體地說主部21。如上所述,焊劑300介于連接部10與電極200之間,因此不與主部21接觸。因此,焊劑300的存在不對在第一線30a與第二線30b之間觀測的電位差產生影響。即,能夠抑制因焊劑300引起的電位差的偏差,進而能夠更高精度地檢測流過電阻體23的電流的電流值。
另外,在本實施方式中,鍵合線30被鍵合在呈大致梯形的架橋部20中的相當于上底的主部21。架橋部20形成梯形拱橋構造,因此能夠對于從上底側向下底側作用于主部21的力,抑制架橋部20的撓曲。即,能夠將鍵合線30穩(wěn)定地鍵合,因此能夠提高連接可靠性。
并且,根據(jù)本實施方式中的分流電阻器100,能夠減輕因流過兩個電極200之間的電流(在圖2、圖3中示為主電流)引起而產生的磁通對在第一線30a與第二線30b之間觀測的電位差的影響。以下,具體進行說明。
圖2以俯視圖示出如以往那樣鍵合線30連接于連接部10的情況下的形態(tài)。因主電流引起的磁通穿過由流過鍵合線30的傳感電流(Sense current)的電流路徑包圍的區(qū)域(在圖2中用斜線表示的區(qū)域)。若隨著主電流的時間變化而磁通發(fā)生變化,則在傳感電流的電流路徑中產生感應電動勢,因此導致感應電動勢作為噪聲疊加到在第一線30a與第二線30b之間觀測的電位差。由該傳感電流的電流路徑包圍的區(qū)域的面積(以下稱為環(huán)形面積)越大則感應電動勢越大。
圖3以俯視圖示出本實施方式中的分流電阻器100的形態(tài)。在該分流電阻器100中,鍵合線30連接于架橋部20的主部21,因此,能夠使本實施方式中的環(huán)形面積S2相比于以往結構中的環(huán)形面積S1變小。因此,能夠使在傳感電流的電流路徑中產生的感應電動勢相比于以往結構變小,因此能夠減輕磁通對在第一線30a與第二線30b之間觀測的電位差的影響。
此外,如圖4所示,可以將主部21上的鍵合位置配置于主部21與電阻體23的邊界附近,使第一線30a和第二線30b的、彼此的鍵合位置間的距離在架橋部20的延伸設置方向(在圖4中是x方向)上大致最小。
據(jù)此,能夠使架橋部20中的除了電阻體23以外的導電部的電阻值和TCR對在第一線30a與第二線30b之間觀測的電位差產生的影響大致最小。另外,能夠使傳感電流的環(huán)形面積變小,因此能夠抑制因主電流引起的感應電動勢,減輕疊加到在第一線30a與第二線30b之間觀測的電位差的噪聲。即,能夠更高精度地檢測流過電阻體23的主電流的電流值。
(第二實施方式)
在第一實施方式中,針對鍵合線30,詳細說明了鍵合位置。另一方面,在本實施方式中,著眼于鍵合線30的引繞。
如圖5所示,本實施方式的分流電阻器100中的2條鍵合線30、即第一線30a和第二線30b向與架橋部20的延伸設置方向(圖5中的x方向)大致平行、且大致相同的方向被引出。相同的方向是指第一線30a和第二線30b均向圖5中的紙面左側被引出。也就是說,第一線30a和第二線30b沿x方向延伸設置,在y方向上并排地被引出。此外,除了鍵合線30的引繞以外的結構與第一實施方式相同。
據(jù)此,相比于如圖2所示的以往結構、圖3所示的第一實施方式那樣將鍵合線30向與延伸設置方向大致正交的方向(y方向)引出的形態(tài),能夠減小第一線30a與第二線30b的相互間距離。因此,相比于第一實施方式,能夠使傳感電流的環(huán)形面積進一步變小,因此能夠抑制因主電流引起的感應電動勢。能夠減輕疊加到在第一線30a與第二線30b之間觀測的電位差的噪聲。即,能夠更高精度地檢測流過電阻體23的主電流的電流值。
進一步說,可以構成為:在將鍵合線30所鍵合的鍵合面正面觀察時,即從圖6所示的z方向正面觀察時,第一線30a和第二線30b在鍵合面中的鍵合位置位于沿著延伸設置方向(x方向)的虛擬線L上。在該結構中,第一線30a和第二線30b沿x方向延伸設置,在z方向上并排地被引出。
據(jù)此,第一線30a與第二線30b的在主部21上的y坐標相互一致,在從z方向俯視觀察時,第一線30a與第二線30b相互重合。因此,相比于如圖5所示那樣y坐標的位置互不相同的形態(tài),能夠使傳感電流的環(huán)形面積更小。因此,能夠抑制因主電流引起的感應電動勢,能夠減輕疊加到在第一線30a與第二線30b之間觀測的電位差的噪聲。
(其它實施方式)
以上,說明了本公開的優(yōu)選實施方式,但是本公開絲毫不受上述實施方式所限制,能夠在不脫離本公開的宗旨的范圍內進行各種變形來實施。
在上述的各實施方式中,例示了架橋部20在從y方向正面觀察的情況下呈大致梯形的形態(tài),但是不限定于此。例如,既可以是居間部22與連接部10正交的矩形狀,也可以是居間部22彎曲地將連接部10與主部21連接起來。并且,即使是如圖7所示那樣架橋部20不具有居間部而連接部10、主部21、電阻體23作為整體形成平板那樣的形態(tài),也能夠應用本公開。鍵合線30被鍵合在焊劑300不接觸的主部21。
因此,焊劑300的存在不對在第一線30a與第二線30b之間觀測的電位差產生影響。即,能夠抑制因焊劑300引起的電位差的偏差,進而能夠更高精度地檢測流過電阻體23的電流的電流值。
另外,在上述的各實施方式中,說明了架橋部20的一部分作為電阻體23而被第一主部21a和第二主部21b夾著地形成的例子,但是不限定于該例子。即使是連接部10、主部21、居間部22均由與電阻體23相同的材料一體地構成的形態(tài),也能夠應用本公開。通過鍵合線30被鍵合在相當于主部21的部分,在第一線30a與第二線30b之間觀測的電位差不從焊劑300受到影響,能夠抑制因焊劑300引起的電位差的偏差。在這種形態(tài)中,在流過電阻體23的電流值的計算中使用的電阻值是根據(jù)電阻體23的電阻率、架橋部20的截面積以及鍵合線30的鍵合位置間的距離來計算的。
另外,在第二實施方式中,示出了將第一線30a和第二線30b向與架橋部20的延伸設置方向大致平行且大致相同的方向引出的例子。此處的大致平行和大致相同是指鍵合線30的引出方向不必完全平行,而且不必是完全相同的方向。即,只要第一線30a及第二線30b與架橋部20的延伸設置方向大致平行地被引出且其方向大致相同,就能夠起到上述的作用效果。
另外,關于連接鍵合線30的位置,優(yōu)選的是盡可能連接在電阻體23與主部21的邊界附近,進一步說,即使是如圖8所示那樣邊界的正上方或者比邊界靠電阻體23側或電阻體23之上,也不脫離本公開的宗旨。
本公開依照實施方式進行了描述,但是應理解本公開不限定于該實施方式、構造。本公開還包括各種變形例、均等范圍內的變形。除此以外,各種組合、方式以及在它們中僅包括一個要素、其以上或其以下的其它組合、方式也包括在本公開的范疇、思想范圍內。