芯片封装的制作方法

本申请享受以日本专利申请2020-8083号(申请日：2020年1月22日)为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包含基础申请的全部内容。

本发明的实施方式涉及一种芯片封装。

背景技术：

例如，磁场检测型的电流检测装置为，当应检测的电流流过线圈时，通过磁场传感器检测线圈产生的磁场，由此检测出电流。为了提高电流检测装置的检测灵敏度，增加线圈的匝数是有效的。

通过将多层印刷布线板的多条下层导体线与多条上层导体线经由各个通孔进行连接，由此能够制作匝数较多的螺线管线圈。

但是，在具有通孔的螺线管线圈中，通孔的电阻较高。因此，有可能发热或者使电流检测装置的性能降低。此外，不容易在下层导体层与上层导体层之间配置磁场传感器。

此外，在电流检测装置等中，要求向布线板的配置自由度较高、安装容易的芯片封装化。

技术实现要素：

本发明的实施方式提供一种高性能且小型的芯片封装。

实施方式的芯片封装具有磁场传感器以及长方体的芯片壳体。上述芯片壳体为，被跨越4个外表面地卷绕有螺线管线圈，并在内部配置有上述磁场传感器。与上述螺线管线圈连接的多个第1电极焊盘和与上述磁场传感器连接的多个第2电极焊盘配设于上述芯片壳体的1个安装面上。

附图说明

图1是第1实施方式的芯片封装的立体图。

图2是用于说明第1实施方式的芯片封装的线圈的构成的立体图。

图3是用于说明第1实施方式的芯片封装的芯片壳体的立体图。

图4是用于说明第1实施方式的芯片封装的芯片壳体的俯视图。

图5是用于说明第1实施方式的变形例的芯片封装的芯片壳体的俯视图。

图6是用于说明第1实施方式的变形例的芯片封装的芯片壳体的俯视图。

图7是第2实施方式的芯片封装的立体图。

图8是第3实施方式的芯片封装的立体图。

具体实施方式

＜第1实施方式＞

以下，参照附图对第1实施方式的芯片封装1进行详细说明。

另外，基于实施方式的附图是示意性的附图，各部分的厚度与宽度之间的关系、各个部分的厚度比例以及相对角度等与现实中不同。在附图的相互之间也包含相互的尺寸关系、比例不同的部分。此外，省略一部分的构成要素的图示和附符号的标注。

芯片封装1是检测电流的电流检测装置。芯片封装1例如用于pfc电源等高频开关电源、ac/dc适配器、逆变器、马达变速设备的控制装置、或者功率模块，但用途并不限定于这些。

如图1和图2所示，芯片封装1具有作为磁场传感器的霍尔元件10以及长方体的芯片壳体(芯片外壳)20。

本实施方式的芯片壳体20是在树脂成型品上形成有布线图案的电路成型部件(mid：moldedinterconnectdevice)。例如，在利用模具而注塑成型出的树脂的表面上，通过电镀法而配设有布线图案。

在芯片壳体20中，作为布线图案的螺线管线圈21跨越4个外表面20sa1～20sa4而卷绕成螺旋状。螺线管线圈21例如是由镀铜膜形成的薄膜线圈。与卷绕有导线的螺线管线圈相比，螺线管线圈21更小型且容易制造。另外，螺线管线圈21内部的磁场较均匀，其磁场方向m是线圈的卷绕方向(图中的z轴方向)。

匝数(卷绕数)为n的线圈(n匝线圈：n为整数)与匝数为1的线圈(1匝线圈)相比，虽然电阻r成为n倍，但在流过相同电流时，产生n倍的磁场。磁场强度与匝数n和电流i之积成正比例。因此，反过来说，为了产生与1匝线圈相同强度的磁场b，在n匝线圈中流过的电流i可以为在1匝线圈中流过的电流i的1/n。

线圈的发热量(损失)p、电流i以及电阻r具有以下(式1)的关系。

p＝i²r(式1)

因此，匝数较多的线圈与匝数较少的线圈相比，虽然电阻r较高，但能够减小电流i，因此发热量(损失)p较小。因此，尤其是在流过大电流的线圈中，匝数较多的线圈的效果显著。

并且，不具有通孔连接部的螺线管线圈21的电阻r较低，因此损耗较小而为高性能。

霍尔元件10检测在螺线管线圈21中流过的电流。检测出的电流为直流或交流。

当在霍尔元件10中流动电流而在与电流方向正交的方向上施加磁场时，电流的载体即载流子受到洛伦兹力的影响。通过洛伦兹力而产生与电流以及磁场的方向正交的方向的电压(霍尔电压)。霍尔元件10通过检测霍尔电压来检测磁场。霍尔电压与磁场强度成正比例地增加。

如图3以及图4所示，在本实施方式的芯片壳体20中，在与卷绕有螺线管线圈21的4个外表面20sa1～20sa4正交的2个外表面20sa5、20sa6上，分别存在具有开口的孔h20。另外，在图3中，未图示出螺线管线圈21等。此外，图4的斜线区域表示从外表面20sa5贯通至外表面20sa6的空间，未图示出孔h20的壁面的布线27(参照图1、图2)。

孔h20沿着螺线管线圈21的磁场方向m形成。并且，在孔h20中配置有传感器搭载部25。传感器搭载部25由从孔h20的壁面延伸设置的4根梁支承。

在传感器搭载部25的与磁场方向m垂直的搭载面25sa上安装有霍尔元件10。即，霍尔元件10的多个外部电极(未图示)与传感器搭载部25的多个电极焊盘26接合。

与螺线管线圈21的端部连接的第1电极焊盘22a、22b以及与霍尔元件10连接的第2电极焊盘22c～22f，均配设在芯片壳体20的作为安装面的外表面20sa1上。

将霍尔元件10与4个第2电极焊盘22c～22f进行连接的4条布线27配设于孔h20的壁面h20sa上。布线27例如是由铜镀膜形成的薄膜布线。

安装面只要是卷绕有螺线管线圈21的4个外表面20sa1～20sa4中的任一个即可。即，芯片封装1是全部外部连接用的电极焊盘22a～22f被配设在1个外表面上的表面安装型的芯片部件。

第1电极焊盘22a、22b以及第2电极焊盘22c～22f为，例如在由铜形成的螺线管线圈21的端部隔着镍阻挡层而配置有焊锡层。

本实施方式的芯片封装1为，对卷绕有多圈的螺线管线圈21所产生的磁场进行检测，因此检测灵敏度较高而为高性能。此外，在外表面卷绕有螺线管线圈21的芯片壳体20内部的与磁场方向m垂直的搭载面25sa上安装有霍尔元件10，因此芯片封装1容易制造。进而，芯片封装1为小型、表面安装型的芯片部件，因此向布线板的配置自由度较高而容易安装。

＜第1实施方式的变形例＞

第1实施方式的芯片壳体20是与卷绕有螺线管线圈21的4个外表面20sa1～20sa4正交的外表面20sa5、20sa6为矩形的完整的长方体。但是，芯片壳体也可以是外表面20sa5、20sa6的4个角部中的至少任一个角部被倒角成直线或曲线的大致长方体。即，本发明中的“长方体”并不意味着完整的长方体。在被倒角的芯片壳体中，由于螺线管线圈21在角部难以断线，因此制造容易且可靠性较高。

此外，图5所示的变形例的芯片壳体20a的传感器搭载部25a由从孔h20的壁面延伸设置的2根梁支承。

图6所示的变形例的芯片壳体20b的传感器搭载部25b被配设为，在圆筒形的孔h20b的壁面的一部分残留贯通孔。此外，霍尔元件10b为，与磁场方向m垂直的方向的检测面为圆形。即，传感器搭载部以及霍尔元件的形状没有特别限定。

另外，螺线管线圈21内部的磁场较均匀，因此磁场的中心轴与霍尔元件10的中心也可以不一致。

传感器搭载部25b的电极焊盘26的数量、即霍尔元件的电极数并不限定于4个。在芯片封装1中，除了外部连接用的电极焊盘22a～22f的区域以外的外表面，也可以由绝缘树脂覆盖。此外，也可以在将霍尔元件10安装于搭载面25sa之后，向孔h20中填充树脂。

＜第2实施方式＞

本实施方式的芯片封装1a与芯片封装1类似。因此，对相同功能的构成要素标注相同的符号并省略说明。

在图7所示的芯片封装1a中，配设有第1电极焊盘22a、22b以及第2电极焊盘22c～22f的芯片壳体20a的安装面，是与卷绕有螺线管线圈21的4个外表面20sa1～20sa4正交的外表面20sa5。第1电极焊盘22b与螺线管线圈21通过孔h20的壁面的布线27连接。也可以在芯片壳体20a的外表面上配设布线。

与芯片封装1相同，芯片封装1a在任意1个外表面上配设有全部外部连接用的电极焊盘22a～22f，因此能够表面安装于布线板上。另外，芯片封装的外部连接用的电极焊盘的数量并不限定于6个，也可以少于6个或超过6个。

＜第3实施方式＞

本实施方式的芯片封装1b与芯片封装1类似。因此，对相同功能的构成要素标注相同的符号并省略说明。

在图8所示的芯片封装1b中，在孔h20中填充有包含软磁性体粉末的树脂30。螺线管线圈21所产生的磁场的强度(磁通密度：b)与内部的磁导率μ成正比例。例如，填充有包含由铁素体形成的软磁性体粉末的树脂30的螺线管线圈21，产生比空心或仅填充有树脂的螺线管线圈21(磁场强度：h)大的磁场b(b＝μh)。

因此，与芯片封装1相比，芯片封装1b为高灵敏度、高效率。

在芯片封装1a中，如果在孔h20中填充有包含软磁性体粉末的树脂30，则也具有与芯片封装1b相同的效果。

根据以上所述的至少一个实施方式或变形例的芯片封装，跨越4个外表面地卷绕有螺线管线圈，在内部配置有上述磁场传感器，全部的外部连接用的电极焊盘都配设在1个安装面上，因此能够提供高性能且小型的芯片封装。

作为磁场传感器，以霍尔元件为例进行了说明，但当然也可以使用磁阻效应元件(mr元件)。

作为芯片封装，以电流检测装置为例进行了说明，但芯片封装1、1a、1b也能够作为绝缘耦合器使用。即，包含螺线管线圈21的1次电路与包含霍尔元件10的2次电路被电绝缘。

通过将与螺线管线圈21连接的第1电极焊盘22a、22b中的任一个与收发电路连接，由此芯片封装1、1a、1b也能够作为天线使用。

以芯片壳体是成型电路部件的芯片封装为例进行了说明，但芯片壳体也可以通过其他制造方法、例如三维打印机来制造。此外，芯片壳体并不限定于树脂制，例如也可以将铁素体等磁性体作为芯片壳体，将配置在孔内部的霍尔元件与安装面的电极焊盘通过导线连接。

对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提示的，并不意图对发明的范围进行限定。这些新的实施方式能够以其他各种方式加以实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围及主旨中，并且包含于权利要求所记载的发明和与其等同的范围中。