DE102004021862B4

DE102004021862B4 - Stromsenor

Info

Publication number: DE102004021862B4
Application number: DE102004021862.5A
Authority: DE
Inventors: Udo Ausserlechner
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2004-05-04
Filing date: 2004-05-04
Publication date: 2014-08-07
Anticipated expiration: 2024-05-05
Also published as: DE102004021862A1

Abstract

Stromsensor mit folgenden Merkmalen:
einem ersten Leiterrahmen (L1), der einen ersten Bereich mit einem Stromleiter aufweist;
einem ersten Magnetfeldsensorchip (IC1), der auf dem ersten Bereich auf einer ersten Seite des ersten Leiterrahmens (L1) angeordnet ist;
einem zweiten Leiterrahmen (L2), der einen zweiten Bereich mit einem Stromleiter aufweist;
einen zweiten Magnetfeldsensorchip (IC2), der auf dem zweiten Bereich einer ersten Seite des zweiten Leiterrahmens angeordnet ist; und
wobei zweite Seiten der Leiterrahmen (L1, L2), die den ersten Seiten derselben gegenüberliegen, einander zugewandt angeordnet sind, derart, dass die Magnetfeldsensorchips (IC1, IC2) einander im wesentlichen gegenüberliegend angeordnet sind,
wobei der Stromsensor ausgelegt ist, um einen elektrischen Stromgesamtfluss durch die zwei Stromleiter zu messen, wobei die zwei Stromleiter elektrisch miteinander verbunden sind und diesselbe Stromflussrichtung aufweisen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Halbleitersensorik und insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Magnetfeldsensor, der sich gegenüber dem Stand der Technik einfacher herstellen lässt, sowie ein Verfahren zum Herstellen und ein Verfahren zum Betreiben desselben.
Um ein Magnetfeld eines stromdurchflossenen Leiters berührungslos messen zu können, können spezielle Magnetfeldsensoren verwendet werden, die in einer bestimmten Position in Bezug auf den Leiter angeordnet sind. Dabei kann der Leiter zugleich als Leadframe verwendet werden und eine Magnetfeldkomponente parallel zur Leiteroberfläche ausgewertet werden (z. B. mit einem GMR oder einer vertikalen Hallsonde). Weiter kann die Messung von äußeren Störfeldern unbeeinflusst bleiben, wozu das Feld über- und unter dem Leiterstreifen (das heißt dem Leadframe) gemessen wird. An beiden Orten hat das Feld unterschiedliches Vorzeichen, so dass sich sein Betrag durch Subtraktion verdoppelt. Fremdfelder sind jedoch in guter Näherung homogen, so dass sie durch die Subtraktion herausgekürzt werden.
Ein solches Problem wurde bereits in der Patentanmeldung mit dem deutschen Aktenzeichen 10315532.5 behandelt. In dieser Patentanmeldung wurde vorgeschlagen, dass zwei Magnetfeldsensorchips 502 und 504 am selben Leadframe 506 montiert werden können, wie es in 5 dargestellt ist. Der erste Magnetfeldsensorchip 502 wird in diesem Fall beispielsweise durch eine Klebeschicht 508 am Leadframe 506 befestigt, während der zweite Magnetfeldsensorchip 504 durch eine zweite Haftschicht 510 am Leadframe 506 befestigt wird. Der erste Magnetfeldsensorchip 502 ist durch einen ersten Bonddraht 512 mit einem externen Pin 514 verbunden, wogegen der zweite Magnetfeldsensorchip 504 mittels eines zweiten Bonddrahtes 516 entweder auch mit dem externen 514 oder einem vom externen Pin 514 elektrisch getrennten und lotrecht zur Zeichenebene festgesetzten weiteren Pin (der hier nicht dargestellt ist) verbunden ist. Viele anwendungsspezifische Details wurden bereits in der zuvor genannten Patentanmeldung aufgeführt und werden hiermit durch Referenz einbezogen. Insbesondere soll auf einen wesentlichen Aspekt verwiesen werden, der in der vorliegenden Patentanmeldung von Bedeutung ist, namlich dass sich eine Möglichkeit schaffen lässt, wie elektrische Verbindungen zwischen den beiden Chips hergestellt werden konnen. In der zuvor genannten Patentanmeldung wurden dazu ”interne Pins” eingeführt. Nachteilig bei der zuvor genannten Patentanmeldung erweist sich, dass die Montagetechnik fur einen derartigen Stromsensor von bestehenden Einrichtungen erheblich abweicht und daher umständlich, kostspielig, risikoreich und zeitaufwendig ist.
Ferner ist in der DE 19815906 A1 ein Gehäuse für Leistungshalbleiter offenbart, das einen Chip auf einem Leadframe (= Leiterrahmen) mit mehreren Leads (= Leitern) umfasst, wobei der Chip mit einem oder mehreren Bonddrähten mit einzelnen der Leads verbunden ist. Durch das Anbringen von zwei Chips auf einander gegenüberliegenden Seiten des Leads weist der in der DE 19815906 A1 offenbarte Leistungshalbleiter wieder den Nachteil auf, dass sowohl der Chip auf der Leadframe-Unterseite als auch jener auf der Leadframe-Oberseite am Leadframe befestigt werden müssen. Üblicherweise verwendet man zu einer Befestigung der Chips auf den Leitern Hart- oder Weichlote oder Klebstoffe. Eine solche Chipmontage auf der Ober- und Unterseite von Leadframes wirft das Problem auf, dass der Vorgang der Befestigung der Chips die Haftung des anderen Chips am gleichen Leadframe nicht stören darf. Dazu gibt es folgende Möglichkeiten:

a) Seide Chips werden zugleich (d. h. simultan) auf der Leadframe-Ober- und -Unterseite befestigt, so dass beide Kleber/Lote zugleich aushärten. Wahrend des Aushärtens darf sich dabei die Lage der Chips gegenuber dem Leadframe nicht unzulässig ändern. Dadurch, dass die Chips gleichzeitig zu beiden Seiten des Leadframes befestigt werden, kann dies ein schwieriges Problem darstellen. Herkommlicherweise liegt der Chip auf dem Leadframe, so dass eine Position durch die Schwerkraft nicht verandert wird. Wenn nun allerdings der zweite Chip auf der Leadframe-Unterseite liegt, so kann es bei schlecht gewahlten Prozessparametern dazu kommen, dass sich seine Lage wahrend des Aushärtens andert. Alternativ kann man aber das Leadframe wahrend des Aushärtens auch senkrecht stellen, so dass beide Chips die Schwerkraft in derselben Richtung (parallel zur Chipebene bzw. Lötflache/Klebeflache) wird. Die Chips werden solange gehalten, bis das Lot/der Kleber zu Folgeabkühlung hinlänglich zäh wird, so dass sich die Lage der Chips auch dann nicht mehr ändert, wenn sie losgelassen werden.
b) Die Chips werden zeitlich hintereinander am Leadframe befestigt, wobei man zwei Kleber/Lote verwenden muss, die unterschiedliche Aushartungs- bzw. Erweichungstemperaturen haben. Zuerst wird dann ein Chip mit jenem Kleber/Lot befestigt, das die höhere Verarbeitungstemperatur benötigt, danach wird der andere Chip mit einem Kleber/Lot befestigt, dessen Verarbeitungstemperatur hinreichend niedrig ist, so dass die erste Kleb/Lötstelle nicht unzulässig erweicht wird.

Weiterhin offenbart die US 5783463 A ein Halbleiterelement, bei dem wieder ein erster Halbleiterchip auf einer Oberseite eines Leadframes angeordnet ist, wahrend ein zweiter Halbleiterchip auf einer Unterseite des Leadframes angeordnet ist. Bei einer derartigen Anordnung stellt sich wieder das zuvor genannte Problem der Befestigung der beiden Chips auf den beiden Seiten des Leadframes, wodurch sich wieder der Herstellungsprozess eines solchen Halbleiterelements erschwert.
Die DE 101 08 640 A1 zeigt eine Sensoranordnung zur kontaktlosen Strommessung mit zwei gegensinnig stromdurchflossenen Leiterabschnitten und mit zwei Sensoren, welche bevorzugt in einem gemeinsamen Chip parallel zur Leiterebene angeordnet sind. In einer Auswerteschaltung wird ein durch Verknüpfung der Messwerte der Sensoren gebildetes Messsignal bereitgestellt. Diese Sensoren sind dabei so ausgebildet, dass jeweils eine Magnetfeldkomponente, welche vom zu messenden Strom hervorgerufen ist, in der von der Leiterabschnitten aufgespannten Ebene erfasst wird.
Die DE 100 51 160 A1 zeigt eine Sensoranordnung zur kontaktlosen Messung eines Stroms mit einem Leiter mit zwei parallelen Leiterzweigen zum Führen des Stroms, wobei in einem von den Leiterzweigen gebildeten Zwischenraum ein integrierter Schaltkreis mit zwei Sensoren zur Erfassung von durch Teilströme hervorgerufenen Magnetfeldern angeordnet ist. In bevorzugten Ausführungsformen ist dieser integrierte Schaltkreis parallel oder orthogonal zu den Leiterzweigen angeordnet.
Die DE 100 11 974 A1 offenbart eine Aufbau- und Verbindungstechnik eines Stromsensors der Mikrosystemtechnik, wobei die Stromleiter, die eine Querschnittsreduzierung entsprechend der zulässigen Stromtragfähigkeit an der Messstelle und einen geringst möglichen Abstand zueinander aufweisen, im Verbund mit einem umlaufenden Rahmen gefertigt werden, die Stromleiter anschließend mit einer Kunststoffumhüllung versehen werden, wobei die Kunststoffumhüllung zugleich als Isolierung und Leiterfixierung dient, und dann der Rahmen abgetrennt wird.
Die Druckschrift „Ein Modul für alle Strombereiche” von H. Lemme, veröffentlicht in: Elektronik, 18, 1999, Seiten 71 ff., zeigt einen magnetoresistiven Stromsensor, der nur für Differenzfelder, nicht aber für homogene Felder empfindlich ist. Hierzu werden diese magnetoresistiven Widerstände auf einen Isolator über einem Primärleiter angeordnet, entsprechend verschaltet und mit einer Auswerteelektronik verbunden.
Die DE 26 30 958 B2 zeigt ein Fehlerkompensationsverfahren für Messgeräte zur Erfassung analoger elektrischer oder in solche umgeformte Größen, insbesondere Messgeräte, die analoge Größen in digitale Werte umsetzen und deren Messwerte durch einen Computer, vorzugsweise durch einen Mikrocomputer, errechnet werden. Hierbei sind den Messgerätecomputern Speicher zugeordnet, in die Korrekturwerte sowie Werte von Korrekturkurven der Referenzgrößen und aller der Bauelemente, deren Eigenschaften das Messergebnis beeinflussen sowie arteigene und individuelle Temperaturkoeffizienten und Werte von Temperaturverlaufskurven, arteigene oder individuelle Alterungsraten, der Referenzgrößen und Bauelemente gespeichert werden, dass diese Korrekturwerte jeweils unter Einfluss des messgeräteeigenen Analog-Digitalwandlers gemessen werden, so dass dessen Fehler mit enthalten, dass die Messgeräte mittels Zeitbasiseinrichtungen die abgelaufene Zeit seit dem Einsatz eines Messgerätes registrieren und dass alle diese gespeicherten Korrekturwerte bei der Berechnung der endgültigen Messwerte berücksichtigt werden.
Die DE 23 28 587 A1 zeigt eine Anordnung zur Messung elektrischer Wechselstromgrößen mit Hilfe eines elektronischen Messgerätes, wobei die zu messenden Wechselstromgrößen von den elektronischen Bauelementen des Messgerätes galvanisch getrennt sind. Zur galvanischen Trennung werden dabei Stromkomparatoren verwendet.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Stromsensor, ein Verfahren zum Herstellen eines Stromsensors und ein Verfahren zum Betreiben eines Stromsensors zu schaffen, wobei sich der Stromsensor gegenüber dem Stand der Technik einfacher herstellen lässt.
Diese Aufgabe wird durch einen Stromsensor gemäß Anspruch 1, ein Verfahren zum Herstellen einer Stromsensors gemäß Anspruch 12 und ein Verfahren zum Betreiben eines Stromsensors gemäß Anspruch 14 gelöst.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass zuerst der erste Magnetfeldsensor auf einer ersten Seite des ersten Leiterrahmens montiert wird, dann der zweite Magnetfeldsensor in herkommlicher Weise auf der ersten Seite des zweiten Leiterrahmens montiert wird und dann beide Leiterrahmen mit dem Rücken, d. h. zweiten Seiten, die den ersten Seiten gegenüberliegen, zueinander fixiert werden. Dies bedeutet insbesondere, dass die Leiterrahmen in eine Position gebracht werden, bei denen die Seiten, auf denen die Magnetfeldsensoren nicht montiert sind, zueinander zugewandt sind. Um einen Schutz des ersten und zweiten Magnetfeldsensors bereitstellen zu können, lassen sich auch die beiden Magnetfeldsensoren vor dem Ausruhten der zweiten Seiten der Leiterrahmen zueinander beispielsweise durch eine Umspritzung in eine Vergussmasse absichern. Alternativ kann dieses Fixieren beispielsweise durch Kleben mit einem leitfahigen oder isolierenden Kleber erfolgen oder durch weiteres Vergießen realisiert werden.
Im Betrieb wird dann Strom durch die beiden Leiterrahmen geschickt, wobei der Strom tangentielle Felder auf der Oberfläche beider Magnetfeldsensoren erzeugt. Die Magnetfeldsensoren lassen sich dann beispielsweise über interne oder externe Pins derselben so verschalten, dass sie externe Felder subtrahieren und von dem Stromfluss durch einen oder beide Leiterrahmen erzeugte Felder addieren. Die wesentliche Erkenntnis der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, dass ein Gesamtsignal, das sich aus einem Anteil von Signalen des ersten Magnetfeldsensors und einem Anteil von Signalen des zweiten Magnetfeldsensors ergibt, unabhängig von der Aufteilung des Stroms auf den ersten oder zweiten Leiterrahmen ist.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen naher erläutert. Es zeigen:
1A eine Darstellung eines magnetischen Feldes, wie es sich bei einem Stromfluss durch einem Leiterrahmen ausbildet;
1B eine Darstellung von zwei nebeneinander angeordneten Leiterrahmen mit entsprechend angeordneten Magnetfeldsensoren;
2 einen Zwischenschritt eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemaßen Verfahrens zum Herstellen eines Stromsensors;
3 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Stromsensors;
4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Stromsensors; und
5 eine Darstellung eines herkömmlichen Stromsensors.
In der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Zeichnungen dargestellten und ahnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
Unter Zuhilfenahme der 1A und 1B soll an dieser Stelle bewiesen werden, dass ein vom Stromsensor ausgegebenes Signal unabhängig von der Aufteilung eines Stroms auf den ersten oder zweiten Leiterrahmen ist. Diese Aussage ist ein wesentlicher Aspekt, der die praktische Ausformung der vorliegenden Erfindung entscheidend beeinflusst. Da die beiden Leiterrahmen sehr niederohmig sind, können Kontaktwiderstände zwischen beiden Leiterrahmen nicht vernachlassigt werden. Sie führen dazu, dass sich der Gesamtstrom nicht gleichmaßig (das heißt 50% des Gesamtstroms im ersten Leiterrahmen und 50% des Gesamtstroms im zweiten Leiterrahmen) auf den ersten und zweiten Leiterrahmen aufteilt. Da der Kontaktwiderstand weiters einen anderen Temperaturgang haben kann wie der Widerstand des Leiterrahmenmaterials, ändert sich die Stromaufteilung auch noch über die Temperatur, so dass sich ein gravierendes Problem für die Genauigkeit dieser Stromsensoren ergeben könnte.
Im Folgenden wird daher gezeigt, dass die Stromaufteilung wegen der Symmetrie des Magnetfeldes zu keiner Beeintrachtigung der Genauigkeit fuhrt. Das Magnetfeld eines Leiterrahmens L1, dessen Querschnitt in 1A gezeigt ist, genugt folgender Symmetriebedingung: B_y(–x', y') = –B_y(x', y') für alle x' und y'. Dabei fließt der Strom aus der in 1A dargestellten Zeichenebene heraus. Zu beachten ist, dass das Koordinatensystem x' und y' im Zentrum des in 1A dargestellte Leiters L1 angeordnet ist.
Für die nähere Beschreibung der Wirkungsweise eines erfindungsgemäßen Stromsensors, wie er im Prinzipschaltbild aus 1B dargestellt ist, wird im weiteren die folgende Notation verwendet:

B1: y-Komponente am Ort des ersten Magnetfeldsensors (das heißt am ersten Chip IC1 am ersten Leiterrahmen L1),
B2: y-Komponente am Ort des zweiten Magnetfeldsensors (das heißt am zweiten Chip IC2 am zweiten Leiterrahmen L2),
I₀: Gesamtstrom durch beide Leiterrahmen L1 und L2,
k·I₀: Strom durch den Leiterrahmen 1,
(1 – k)·I₀: Strom durch den Leiterrahmen L2,
d: Chipdicke,
t: Leiterrahmendicke des ersten Leiterrahmens L1 und des zweiten Leiterrahmens L2, und
g: Normalabstand der beiden Leiterrahmen L1 und L2 (das heißt, ihrer zugewandten Innenfläche).

Das erste Magnetfeld B1, das durch den ersten Magnetfeldsensorchip IC1 gemessen werden kann, lasst sich durch den folgenden Ausdruck beschreiben: B1 = k·I₀·B_y(–t/2 – d, y) + (1 – k)·I₀·B_y(–t/2 – g – t – d, y).
Das Magnetfeld B2, das am zweiten Magnetfeldsensorchip IC2 gemessen werden kann, lässt sich durch den folgenden Ausdruck beschreiben: B2 = k·I₀·B_y(t2/ + g + t + d, y) + (1 – k)·I₀·B_y(t/2 + d, y).
In der oben bezeichneten Notation wird mit dem Ausdruck B_y jenes Feld bezeichnet, dass durch 1 Ampère Stromfluss zustande kommt.
Mit der oben genannten Symmetriebedingung lässt sich leicht zeigen, dass für die Differenz aus B2 – B1 gilt: B2 – B1 = I₀·B_y(t/2 + d, y) + I₀·B_y(t/2 + g + t + d, y).
Die zuvor genannte Differenzbeziehung zeigt, dass B2 – B1 eine Funktion I₀, nicht aber von k ist. Somit ist die Differenz der Felder am Ort der beiden Magnetfeldsensorchips IC1 und IC2 unabhangig von der Stromaufteilung auf die beiden Leiterrahmen L1 und L2. Die Aufteilung des Gesamtstroms I₀ auf die Leiter L1 und L2 beeinflusst das Signal B2 – B1 daher nicht. B2 – B1 misst somit die Summe des Gesamtstroms durch die Leiterrahmen L1 und L2. Dabei ist die genaue Geometrie des Leiterquerschnitts von dem ersten Leiterrahmen L1 und dem zweiten Leiterrahmen L2 nicht wesentlich. Der erste Leiterrahmen L1 kann sogar einen anderen Querschnitt haben als der zweite Leiterrahmen L2. Um eine optimale Messeigenschaft des Stromsensors bereitzustellen, sollte allerdings der Leiterquerschnitt eine gerade Funktion bezüglich der in 1A dargestellte x'-Koordinate sein, so dass der erste Leiterrahmen L1 und der zweite Leiterrahmen L2 somit bezuglich seiner Mittelebene als Symmetrieachse achsensymmetrisch sein sollte, damit die obige Symmetriebedingung gilt.
Für die Herstellung der oben beschriebenen Anordnung sind ferner die folgenden Montagemöglichkeiten denkbar:

1. Verwendung eines einzelnen Grundleiterrahmens, wie beispielsweise dem in 2 dargestellte Leiterrahmen L12. Die beiden Magnetfeldsensorchips IC1 und IC2 werden nebeneinander am gleichen Leadframe (d. h. Leiterrahmen) L12 platziert. Zwischen den ICs befinden sich Ausstanzungen 202, die für eine Verbindung beider Magnetfeldsensorchips (das heißt ICs) als interne Pins, beispielsweise wie die Pins 204 oder als externe Pins 206 oder als optionale externe Pins 208 benutzt werden können. An der Außenseite zumindest eines der beiden Magnetfeldsensorchips IC1 und IC2 befinden sich die Pins zur Stromversorgung beider Magnetfeldsensoren sowie zur Dateneingabe oder Datenausgabe. Als Dateneingabe für einen Magnetfeldsensor wäre in diesem Zusammenhang ein Eingangspin zum Kalibrieren des Sensors denkbar, die Datenausgabe kann die Ausgabe eines Messwerts umfassen. Die Stromflussrichtung in der in 2 dargestellten Applikation ist vertikal in beiden Teilen L1 und L2 des Leadframes gleich gerichtet. Zuerst werden die Magnetfeldsensorchips IC1 und IC2 am Leiterrahmen L12 mit herkömmlichen Verfahren (beispielsweise durch Kleben oder Löten) befestigt. Dieses Befestigen kann dabei auf der gleichen Seite des Leiterrahmens L12 erfolgen, wodurch sich die herkömmlichen Herstellungsverfahren einsetzen lassen. Dabei kann je nach Bedarf eine leitende Verbindung oder eine elektrische Isolation zwischen den Magnetfeldsensorchips IC1 und IC2 und dem Leiterrahmen L12, das heißt, den Primärstromleiter, geschaffen werden. Danach werden beispielsweise die Verbindungen der Magnetfelssensorchips untereinander sowie zur Außenwelt durch herkömmliche Bondverfahren hergestellt. Hieran anschließend gibt es die folgenden beiden Möglichkeiten:
a) Der Leiterrahmen L12 wird an der in 2 dargestellten gestrichelten Linie 210 gefaltet, so dass die Leiterrahmenteile links und rechts von der gestrichelten Linie 210 mit der Rückseite zueinander stehen. Dies bedeutet beispielweise, dass die in 2 dargestellte Anordnung derart gefaltet wird, dass die beiden äußeren Enden 212 des Gesamtleiterrahmens L12 nach hinten geklappt werden, wodurch sich die Magnetfeldsensorchips IC1 und IC2 auf den Außenseiten des Gesamtleiterrahmens L12 befinden. Dazu ist es notwendig, den Gesamtleiterrahmen L12 zumindest teilweise aus einem gesamten Leiterrahmenband (beispielsweise einem Endlosband) herauszustanzen. Dieses Endlosband lässt sich insbesondere aus produktionstechnischen Gründen vorteilhaft verwendet, da in einem solchen Band eine Montage der Magnetfeldsensorchips kostengunstig und einfach herstellbar ist. Danach kann die Anordnung des zusammengeklappten Leiterrahmens L12 vergossen werden, um ein Schutzgehäuse um die beiden Magnetfeldsensoren IC1 und IC2 bereitzustellen. Dieser Fertigungsschritt ist wohl aber sehr kompliziert und unhandlich. Daher wird in der Praxis meist die nachfolgend naher beschriebene Alternative bevorzugt.
b) Die beiden Magnetfeldsensorchips IC1 und IC2 werden einzeln vergossen, um ein Schutzgehause um diese Magnetfeldsensorchips bereitzustellen. In diesem Fall werden die beiden Verbindungspins zwischen den beiden Magnetfeldsensorchips IC1 und IC2 teilweise freistehend – das heißt, unvergossen – belassen. Danach erst werden die beiden Magnetfeldsensorchips IC1 und IC2 teilweise oder zur Gänze freigestanzt und die Faltung entlang der gestrichelten Linie 210 vorgenommen. Alternativ zur Faltung kann auch eine Trennung erfolgen: Danach werden die beiden Teile mit dem ersten Leiterrahmen L1 und dem zweiten Leiterrahmen L2 mit dem Rucken zueinander gebracht und verbunden, was beispielsweise durch ein Löten, Kleben oder Schweißen möglich ist. Dabei gibt es die Moglichkeit, dass beide Leiterrahmen-Rücken ganzflächig leitfahig miteinander (beispielsweise elektrisch leitfähig durch eine Haftschicht 302) verbunden werden, wie es in 3 dargestellt ist. Die Magentfeldsensorchips IC1 und IC2 mit den jeweiligen (Magnetfeld-)Elementarsensoren 'IC1' und IC2' können dann durch eine Haftschicht 304 (= die attach) auf den ersten Leiterrahmen L1 oder zweiten Leiterrahmen L2 befestigt werden, wie es in 3 dargestellt ist. Alternativ konnen auch die beiden Leiterrahmen-Rücken nicht ganzflachig verbunden werden, wie es beispielsweise durch die Haftschicht 302 in 4 dargestellt ist. In diesem Fall lässt sich auch als Verbindungsschicht eine Haftschicht mit einem isolierenden oder nicht-isolierenden Material verwenden. Alternativ ist auch denkbar, dass die beiden Magnetfeldsensorchips auf den Leiterrahmen mit einer Vergussmasse einzeln umspritzt werden, so dass diese Magnetfeldsensorchips und ein erster Bereich der Leiter L1 oder L2, auf dem die Magnetfeldsensorchips jeweils angeordnet sind von der Vergussmasse umschlossen werden. Beispielsweise kann dann die Vergussmasse bei Zusammenklappen auch die Ruckseite beider Leiterrahmen L1 und L2 bedecken, so dass diese nur noch an ihren Pins miteinander verbunden sind. Ebenso ist es denkbar, dass die beiden Leiterrahmenteile L1 und L2 vollständig voneinander isoliert bleiben und damit die Summe der in dem Leiterrahmen L1 und dem Leiterrahmen L2 fließenden Strome gemessen werden kann, ohne dass diese dabei galvanisch in Verbindung stehen.
2. Verwendung zweiter getrennter Leiterrahmen: Diese Möglichkeit entspricht der in Punkt 1b aufgezeigten Moglichkeit bei Trennung der beiden Leiterrahmenteile L1 und L2. Insbesondere konnen dazu zwei (End-los-)Leiterrahmenbänder verwendet werden, wobei auf das erste Band nur Magnetfeldsensorchips vom Typ des ersten Magnetfeldsensorchips IC1 aufgebracht und auf das zweite Band nur Magnetfeldsensorchips vom Typ des zweiten Magnetfeldsensorchips IC2 aufgebracht werden. Danach gibt es wieder die folgenden Möglichkeiten, dass a) beide Magnetfeldsensorchips IC1 und IC2 getrennt voneinander noch in ihrem Leiterrahmenband vergossen und anschließend mit dem Rücken zueinander montiert werden, oder b) einer der beiden Magnetfeldsensoren aus seinem Leiterrahmenband herausgestanzt und mit dem Rücken zum anderen Magnetfeldsensor montiert und danach erst vergossen wird. Um die beiden Leiterrahmen L1 und L2 in Deckung zu bringen, werden vorteilhafterweise Zentrierbohrungen wie die in 2 dargestellten Bohrungen 214 verwendet. Alternativ lassen sich auch ähnliche Zentriermarken verwenden. Ebenfalls vorstellbar sind Knipsverbindungen, das heißt Einrastverbindungen, bei denen z. B. die Magnetfeldsensoren IC1 und IC2 oder eine erste Vergussmasse 216, die den ersten Magnetfeldsensor IC1 und einen ersten Bereich des ersten Leiterrahmens L1, auf dem der erste Magnetfeldsensorchip IC1 angeordnet ist, umschließt und eine zweite Vergussmasse 218, die den zweiten Magnetfeldsensor IC2 und einen ersten Bereich, auch dem der zweite Magnetfeldsensorchip IC2 angeordnet ist, umschließt, aufeinander „aufgeknipst” werden. Diese „Knipsverbindung” kann beispielsweise als mechanisch einfach herzustellende Plastik-Einrast-Verbindung ausgeführt sein.

Ein besonderer Vorteil dieser Anordnung ist jener, dass man bei geringen Anforderungen an Störempfindlichkeit beispielsweise nur den in 3 oder 4 dargestellten linken Teil, bestehend aus den ersten Magnetfeldsensor IC1 und dem ersten Leiterrahmen L1 verwendet und die internen Pins je nach Schaltung offen lässt oder kurzschließt. Zu diesem Zweck lassen sich die internen Pins auch als externe Pins ausführen, die vom Kunden im Falle geringer EMV-Forderungen (EMV = Elektromagnetische Verträglichkeit) offen (= open) bzw. kurzgeschlossen (= short) betrieben werden können und im Falle hoher EMV-Forderungen mit dem zweiten Magnetfeldsensor (IC2 auf der gegenüberliegenden Seite des ersten Leiterrahmens L1 kombiniert werden können.
Als dritte Alternative kann eine dritter Leiter zum Leiten des zu messenden Stroms verwendet werden, so dass der erste Magnetfeldsensorchip IC1 und der zweite Magnetfeldsensorchip IC2 zwar einen üblichen Leiterrahmen aufweisen, dieser jedoch nicht zum Leiten eines zu messenden Stromflusses verwendet wird. Es reicht also ein Leiter zwischen beiden Magnetfeldsensorchips IC1 und IC2 aus.
Die dritte Alternative ist wegen ihrer Modularitat besonders günstig, da je nach Strombereich unterschiedlich dicke und breite Leiter einsetzbar sind. Die Magnetfeldsensorchips IC1 und IC2 messen im eigentlichen Sinn ja nur die Stromdichte im Leiter; durch Anderung der Leiterquerschnittsfläche lässt sich bei gleichbleibender Stromdichte der Gesamtstrom skalieren. Vom Halbleiterhersteller wird dann ein Dublett von Magnetfeldsensorchips (das heißt, den Magnetfeldsensorchips IC1 und IC2) ausgeliefert. Dieses kann auf einem einzigen Leiterrahmenband hergestellt sein, wobei dann die elektrischen Verbindungen zwischen den Magnetfeldsensorchips IC1 und IC2, das heißt, die internen Pins, bereits funktionsfertig ausgestaltet sind. Alternativ können die Magnetfeldsensorchips IC1 und IC2 aber auch physikalisch getrennt voneinander sein, so dass die elektrischen Verbindungen zwischen dem ersten Magnetfeldsensorchip IC1 und dem zweiten Magnetfeldsensorchip IC2 noch durch eine Verbindung von zugehörigen Pins hergestellt werden sollte. In beiden Fällen ist das Dublette aber zusammengehörig und wurde als Einheit vom Halbleiterhersteller gemeinsam kalibriert.
Zu den internen Pins, wie sie beispielsweise in 2 durch die Bezugszeichen 204 gekennzeichnet sind, ist anzumerken, dass diese eine interne elektrische Verbindung zwischen dem ersten Magnetfeldsensorchip IC1 und dem zweiten Magnetfeldsensorchip IC2 darstellen und keine elektrische Verbindung nach außen bieten. Allerdings können Sie eventuell von außen zugänglich sein. Dann steht die Anordnung durch Faltung, so sind die internen Pins inhärent miteinander verbunden. Wenn jedoch die beiden Leiterrahmenteile L1 und L2 voneinander vorerst getrennt sind, so können die internen Pins entweder vom Halbleiterhersteller miteinander verbunden werden (beispielsweise durch Loten oder Schweißen), oder aber sie sind einzeln fur den Kunden zuganglich, der je nach Anwendung zu den zugehorigen Pins miteinander verbindet, um hohe EMV-Festigkeit zu erreichen, oder durch gezieltes Offenlassen bzw. Kurzschließen diverser interner Pins den zweiten Magnetfeldsensorchip IC2 nicht an den ersten Magnetfeldsensorchip IC1 anzuschließen. Es ist auch denkbar, dass der Halbleiterhersteller zuerst die internen Pins miteinander verbindet und anschließend nochmals elektrisch nach außen hin isoliert (beispielsweise durch Aufbringen von Isolierlack oder abermaliges Vergießen des Verbundes).
Ein wesentlicher Vorteil der Anordnung ist, dass der erste Magnetfeldsensorchip IC1 und der zweite Magnetfeldsensorchip IC2 parallel ausgeliefert werden, das heißt, sie entstammen zumeist demselben Frontend-Produktionslos, oder auch demselben Montagelos. Im Idealfall entstammen sie demselben Wafer und sind auf diesem unmittelbar nebeneinander angeordnet. Daher ist ihre Paarungstoleranz optimal hinsichtlich magnetischer Empfindlichkeit und Temperaturgang, sowie auch optimal hinsichtlich einem Innenwiderstand, einem Alterungsverhalten, einer Magnetfeldempfindlichkeit, einem Temperaturgang dieser Parameter, etc.
Ferner ist noch ein weiterer Vorteil zu erwähnen: Wenn die Verbindung beider ICs mit internen Pins gemacht wird, so werden diese gebondet, bevor der Endtest ausgeführt wird. Deshalb kann man beim Kalibrieren anlässlich des Endtests den Einfluss der Bonddrähte und der internen Pins (z. B. Kontaktwiderstände) mit berucksichtigen und erhält somit genauer abgeglichene Teile.
Weiters gibt es noch einen wichtigen Vorteil:
Die Elementarsensoren sind empfindlich auf Magnetfelder parallel zur Chipebene. Vor dem Falten bzw. Rücken-zu-Rucken-Montieren reagieren sie auf ein tangentielles Magnetfeld mit gleichem Vorzeichen. Nach dem Falten wird ja die Richtung des 2. Sensors umgedreht, sodass er mit unterschiedlichem Vorzeichen auf das angelegte Magnetfeld reagiert. Also kann man die Anordnung nach dem Falten nur noch durch ein differentielles Magnetfeld – wie es von einem dazwischenliegenden Leiter erzeugt wird – testen. Das ist u. U. ein Problem, wenn man z. B. eine sehr hohe Stromstarke bräuchte, um hinreichende Felder für Testzwecke zu erzeugen. Deshalb ist es ein Vorteil, wenn man die Sensoren vor dem Falten in üblichen homogenen Feldern – die gleiche Richtung auf beiden Sensoren haben – testen kann, denn diese lassen sich einfacher mit großer Feldstarke erzeugen.
Weiters erfolgt die Montage (das heißt, das Zusammenfügen von den ersten Magnetfeldsensorchip IC1 und dem zweiten Magnetfeldsensorchip IC2, durch Kleben, Löten oder Knipsen) unmittelbar nach dem Prozess des Aufbringens des Gehäuses, das heißt, dem Vergießen und vor dem Endtest des Halbleiterherstellers. Durch die kleine thermische Masse der Anordnung in bezug auf herkömmliche Stromsensoren (insbesondere durch das Fehlen eines schweren Magnetkerns) ist es dabei möglich, den Endtest bei mehreren Temperaturen aufgrund des geringen Zeitbedarfs bei dem Testen ohne schweren Magnetkern auszuführen und das System bezüglich seines Temperaturgangs, insbesondere seines Offset-Fehlers und seiner Empfindlichkeit, zu kalibrieren. Dieses Kalibrieren kann dabei dadurch erfolgen, dass der Stromsensor zuerst in einer ersten Umgebungstemperatur gemessen wird, dann die ersten Umgebungstemperatur verändert wird, um eine zweite Umgebungstemperatur zu erhalten dann das Signal des ersten oder zweiten Magnetfeldsensorchips erfasst wird, wobei das Erfassen dann ausgeführt wird, wenn der erste oder zweite Magnetfeldsensorchip die zweite Umgebungstemperatur aufweist. Hier durch kann auch eine Auswerteeinrichtung in dem erste Magnetfeldsensorchip IC1 in einem ersten Kalibrierungszustand gebracht werden und eine weitere Auswerteeinrichtung in dem zweiten Magnetfeldsensorchip IC2 in einem zweiten Kalibrierungszustand werden, der sich vom ersten Kalibrierungszustand unterscheidet und somit fertigungstechnische Toleranzen der Magnetfeldsensorchips bzw. der Auswerteeinrichtung in den Magnetfeldsensorchips ausgleicht. Durch ein solches Kalibrieren erhöht sich ferner die Genauigkeit und die Zuverlässigkeit des Stromsensors, da 100 Prozent der Teile im gesamten Temperaturbereich getestet werden können. Ein Kunde erhalt somit ein fertig kalibriertes Bauteil maximaler Genauigkeit und braucht selbst keine Überlegungen hinsichtlich Leitergeometrie und Kalibrierung über Temperatur anstellen.
Zu den beiden Magnetfeldsensorchips IC1 und IC2 ist ferner noch die folgende Erweiterung denkbar. Bisher wurde angenommen, dass der zweite Magnetfeldsensor IC2 lediglich einen Elementarsensor IC2' zur Detektion der zur Chipoberflache tangentiellen Magnetfeldkomponente aufweist. Dieser wird mit dem Elementarsensor IC1' im ersten Magnetfeldsensorchip IC1 geeignet verschaltet, so dass eine Differenz zwischen einem ersten Signal des Elementarsensors IC1' im ersten Magnetfeldsensorchip IC1 und einem zweiten Signal eines Elementarsensors IC2' im zweiten Magnetfeldsensorchip IC2 gebildet werden kann. Da die Leiterstücke – das heißt, die internen Pins – jedoch für Dimensionen eines integrierten Schaltkreises als zu lange zu bezeichnen sind, empfiehlt sich eine Vorverstarkung oder Impedanzwandlung oder sonstige Signalvorverarbeitung der Sensorsignale des zweiten Magnetfeldsensorchips IC2 (oder auch des ersten Magnetfeldsensorchips IC1). Dies ist leicht moglich, da der zweite Magnetfeldsensorchip IC2 aus Sicht der Montagetechnik eine Mindestgröße haben sollte, um handhabbar zu sein. Da der Elementarsesensor IC2' zumeist wesentlich kleiner ist als diese Mindestgröße, bliebe wertvolle Silizium- bzw. Halbleiterfläche ungenutzt. Auch ist der zweite Magnetfeldsensorchip IC2 einem Wafertest zu unterziehen. Da aber das Testen des Elementarsensors IC2' weniger Zeit benötigt, als das Weitersteppen zum nachsten Magnetfeldsensor, ist es auch aus Gründen der Testzeit attraktiv, mehr Intelligenz auf den zweiten Magnetfeldsensorchip IC2 zu packen. Also kostet es in der Praxis wenig, auch den zweiten Magnetfeldsensorchip IC2 analog zum ersten Magnetfeldsensorchip IC1 mit Elektronik, das heißt, mit einer integrierten Schaltung zu versehen. Denkt man diesen Gedanken bis zu Ende, so kommt man zu dem Schluss, dass es sich anbietet, den ersten Magnetfeldsensorchip IC1 und den zweiten Magnetfeldsensorchip IC2 identisch auszugestalten. Jeder der beiden Magnetfeldsensorchips erhält somit ein Signal vom entsprechenden Partnerchip und verarbeitet dieses entweder getrennt oder gemeinsam mit seinem eigenen Signal zum Ausgangssignal. Dieses Verarbeiten kann dabei beispielsweise eine Differenzbildung und/oder eine Verstärkung der jeweiligen Signale umfassen. Dadurch erzielt man eine Redundanz, die in sicherheitsrelevanten Systemen vorteilhaft eingesetzt werden kann. Zusatzlich ist es möglich, beispielsweise durch eine Schalteinrichtung ein Umschalten zwischen einer Signalauswertung auf der Basis eines einzigen Magnetfeldsensorchips oder eine Signalauswertung auf der Basis von Signalen der beiden Magnetfeldsensorchips durchzuführen. Die Schalteinrichtung zum Koppeln einer Auswerteeinrichtung des ersten Magnetfeldsensorchips mit einer weiteren Auswerteeinrichtung des zweiten Magnetfeldsensorchips kann dabei ausgebildet sein, um ansprechend auf ein erstes Schaltsignal die Auswerteeinrichtung mit der weiteren Auswerteeinrichtung zu koppeln und ansprechend auf ein zweites Schaltsignal die Auswerteeinrichtung nicht mit der weiteren Auswerteeinrichtung zu koppeln. Eine solche Idee ist interessant, da zumeist diese Aufdoppelung der Magnetfeldsensorchips weniger als doppelte Chipfläche und weniger als doppelte Testzeit eines Einzelchips kostet und somit diese technische Zusatzleistung ökonomisch keinen wesentlichen Kostenfaktor darstellt. Eine Schwachstelle in der Einfugung derartiger redundanter Strukturen ist allerdings in der Verbindungstechnik beider Magnetfeldsensorchips IC1 und IC2 zu sehen, wobei sich diese Verbindungstechnik der beiden Magnetfeldsensoren allerdings durch eine eventuelle Aufdoppelung jeder Verbindung zuverlassiger und robuster machen lasst. Als weiterer Vorteil ist ferner zu nennen, dass die Anordnung auch dann noch prinzipiell funktioniert, wenn einer der Magnetfeldsensorchips ausfällt und dabei eine offene Verbindung zum Partnerchip entsteht. Auf diese Weise sinkt zwar die Empfindlichkeit auf cirka die Halfte, da nur noch ein Feld auf einer Leiteroberflache gemessen wird. Der Stromfluss kann allerdings noch notdürftig erfasst werden. Durch ubliche Plausibilitätsvergleiche der Ausgangssignale beider Magnetfeldsensorchips kann man dann leicht feststellen, ob eventuell einer der beiden Magnetfeldsensorchips nicht mehr funktioniert.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass der Kern der Erfindung einen Stromsensor betrifft, der den elektrischen Stromgesamtfluss durch ein oder mehrere Leiterteile misst, wobei der Strom im Falle mehrerer elektrisch miteinander verbundener Leiterteile dieselbe Stromflussrichtung aufweist, indem zwei Magnetfeldsensoren, die zur Leiteroberfläche parallele Magnetfeldkomponenten auf der Oberseite des obersten Leiterteils und auf der Unterseite des untersten Leiterteils messen, die Differenz bilden und zur Bewertung der Summe der Strome durch alle Leiterteile heranziehen. Der Unterschied zur eingangs erwähnten Patentanmeldung besteht darin, dass die Magnetfeldsensoren nicht auf beiden Seiten ein- und desselben Leiter eines Leiterrahmens aufgebracht werden brauchen. Statt dessen werden sie auf der Oberseite von Leiterrahmen in konventioneller Weise befestigt. Die Leiterrahmen konnen dann zugleich als Leiter dienen. Wenn ein Leiterrahmen (beispielsweise des ersten Magnetfeldsensorschips IC1 und/oder des zweiten Magnetfeldsensorchips IC2) nicht als Leiter dient, so wird sein Gehäuse vorzugsweise mit Vorrichtungen versehen, die seine Lage bezüglich des ihm zugeordneten Leiters eindeutig definieren. Weiterhin ist anzumerken, dass die beiden Magnetfeldsensorchips IC1 und IC2 zueinander zugeordnet sind und vorzugsweise aus demselben Wafer und/oder demselben Montagelos stammen können und ferner in einem Endtest aufeinander abgestimmt oder kalibriert werden können. Weiterhin können der erste Magnetfeldsensorchip IC1 und der zweite Magnetfeldsensorchip IC2 identisch ausgestaltet sein, so dass das System redundant wird.
Bezugszeichenliste

B_y: Magnetfeldtast durch 1 Ampere Stromfluss zustande kommt
x': x-Koordinate
y': y-Koordinate
L1: erster Leiterrahmen
L2: zweiter Leiterrahmen
IC1: erster Magnetfeldsensorchip
IC2: zweiter Magnetfeldsensorchip
B1: y-Komponente am Ort des ersten Elementarsensor
B2: y-Komponente am Ort des zweiten Elementarsensors
I₀: Gesamtstrom durch beide Leiter
k·I₀: Strom durch den ersten Leiterrahmen L1
(1–k)·I₀: Strom durch den zweiten Leiterrahmen L2
d: Chipdicke
t: Leiterrahmendicke des ersten Leiterrahmens L1 und des zweiten Leiterrahmens L2
g: Normalabstand der beiden Leiterrahmen L1 und L2 (das heißt, der Abstand der zugewandten Innenfläche
202: Ausstanzungen
204: interne Pins
206: externe Pins
208: optionale externe Pins
210: gestrichelte Linie (Faltungslinie)
212: Außenseite des Gesamtleiterrahmens L12
L12: Gesamtleiterrahmen
214: Zentrierbohrung
216: erste Vergussmasse zum Bilden der ersten Gehäusestruktur für den Magnetfeldsensorchip IC1
218: Gussmasse zum Bilden einer zweiten Gehäusestruktur um den zweiten Magnetfeldsensorchip IC2
302: Haftschicht (leitend oder isolierend)
IC1': Elementarmagnetfeldsensor 1
IC2': Elementarmagnetfeldsensor 2
304: Haftschicht zum Befestigen der Magnetfeldsensoren IC1 und IC2 (= die attach)
502: erster Magnetfeldsensorchip
504: zweiter Magnetfeldsensorchip
506: Leiterrahmen
508: erste Haftschicht zwischen dem ersten Magnetfeldsensorchip 502 und dem Leiterrahmen 506
510: zweite Haftschicht zwischen dem zweiten Magnetfeldsensorchip 504 und dem Leiterrahmen 506
512: Bonddraht zum Kontaktieren des ersten Magnetfeldsensorchips 502 mit einem externen Anschlusspin 514
514: externer Anschlusspin
516: zweiter Bonddraht zum Kontaktieren des zweiten Magnetfeldsensorchips 504 mit dem externen Pin 514

Claims

Stromsensor mit folgenden Merkmalen: einem ersten Leiterrahmen (L1), der einen ersten Bereich mit einem Stromleiter aufweist; einem ersten Magnetfeldsensorchip (IC1), der auf dem ersten Bereich auf einer ersten Seite des ersten Leiterrahmens (L1) angeordnet ist; einem zweiten Leiterrahmen (L2), der einen zweiten Bereich mit einem Stromleiter aufweist; einen zweiten Magnetfeldsensorchip (IC2), der auf dem zweiten Bereich einer ersten Seite des zweiten Leiterrahmens angeordnet ist; und wobei zweite Seiten der Leiterrahmen (L1, L2), die den ersten Seiten derselben gegenüberliegen, einander zugewandt angeordnet sind, derart, dass die Magnetfeldsensorchips (IC1, IC2) einander im wesentlichen gegenüberliegend angeordnet sind, wobei der Stromsensor ausgelegt ist, um einen elektrischen Stromgesamtfluss durch die zwei Stromleiter zu messen, wobei die zwei Stromleiter elektrisch miteinander verbunden sind und diesselbe Stromflussrichtung aufweisen.
Stromsensor gemäß Anspruch 1, bei dem der erste Leiterrahmen (L1) mit dem zweiten Leiterrahmen (L2) durch eine Haftschicht (302) verbunden ist.
Stromsensor gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem der erste Magnetfeldsensorchip (IC1) und der zweite Magnetfeldsensorchip (IC2) durch ein Verbindungselement miteinander verbunden sind, wobei das Verbindungselement eine mechanische Einrast-Verbindung ist.
Stromsensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der erste Leiterrahmen (L1) eine Achsensymmetrie bezüglich einer ersten Symmetrieachse aufweist und bei dem der zweite Leiterrahmen (L2) eine Achsensymmetrie bezüglich einer zweiten Symmetrieachse aufweist.
Stromsensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, der eine erste Gehäusestruktur (216) aufweist, in der der erste Bereich des ersten Leiterrahmens (L1) und der erste Magnetfeldsensorchip (IC1) angeordnet ist und der eine zweite Gehäusestruktur (218) aufweist, in der der zweite Magnetfeldsensorchip (IC2) und der zweite Bereich des zweiten Leiterrahmens (L2) angeordnet sind.
Stromsensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, der ferner eine Auswerteeinrichtung aufweist, die mit dem ersten Magnetfeldsensorchip (IC1) und dem zweiten Magnetfeldsensorchip (IC2) verbunden ist.
Stromsensor gemäß Anspruch 6, bei dem der erste Magnetfeldsensorchip (IC1) ausgebildet ist, um ein erstes Signal auszugeben und bei dem der zweite Magnetfeldsensorchip (IC2) ausgebildet ist, um ein zweites Signal auszugeben, wobei die Auswerteeinrichtung ausgebildet ist, um aus dem ersten und zweiten Signal eine Differenz zu bilden.
Stromsensor gemäß Anspruch 7, bei dem die Auswerteeinrichtung ferner ausgebildet ist, um das erste Signal, das zweite Signal oder die Differenz zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Signal in ein verarbeitetes Signal umzuwandeln.
Stromsensor gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, der ferner eine zweite Auswerteeinrichtung umfasst, die in dem zweiten Magnetfeldsensorchip (IC2) angeordnet ist und mit der Auswerteeinrichtung koppelbar ist, wobei die zweite Auswerteeinrichtung ausgebildet ist, um die Differenz aus dem ersten Signal und dem zweiten Signal zu berücksichtigen, um ein Ausgangssignal des Stromsensors zu bestimmen.
Stromsensor gemäß Anspruch 9, der ferner eine Schalteinrichtung zum Koppeln der Auswerteeinrichtung mit der weiteren Auswerteeinrichtung aufweist, wobei die Schalteinrichtung ausgebildet ist, um ansprechend auf ein erstes Schaltsignal die Auswerteeinrichtung mit der weiteren Auswerteeinrichtung zu koppeln und ansprechend auf ein zweites Schaltsignal die Auswerteeinrichtung nicht mit der weiteren Auswerteeinrichtung zu koppeln.
Stromsensor gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, bei der die Auswerteeinrichtung in einem ersten Kalibrierungszustand ist und die weitere Auswerteeinrichtung in einem zweiten Kalibrierungszustand ist, der sich vom ersten Kalibrierungszustand unterscheidet.
Verfahren zum Herstellen eines Stromsensors mit folgenden Schritten: Bereitstellen eines ersten Leiterrahmens (L1) und eines zweiten Leiterrahmens (L2), wobei der erste Leiterrahmen (L1) in einem ersten Bereich einen ersten Stromleiter aufweist, und der zweite Leiterrahmen (L2) in einem zweiten Bereich einen zweiten Stromleiter aufweist; Anordnen eines ersten Magnetfeldsensorchips (IC1) auf dem ersten Bereich auf einer ersten Seite des ersten Leiterrahmens (L1); Anordnen eines zweiten Magnetfeldsensorchips (IC2) auf dem zweiten Bereich auf einer ersten Seite eines zweiten Leiterrahmens (L2); und Anordnen von zweiten Seiten der Leiterrahmen (L1, L2), die den ersten Seiten derselben gegenüberliegen, derart, dass die zweiten Seiten einander zugewandt ausgerichtet werden und die Magnetfeldsensorchips (IC1, IC2) im wesentlichen einander gegenüberliegend angeordnet werden, um den Stromsensor herzustellen, wobei der Stromsensor ausgelegt ist, um einen elektrischen Stromgesamtfluss durch den ersten und zweiten Stromleiter zu messen, wobei der erste und zweite Stromleiter elektrisch miteinander verbunden sind und dieselbe Stromflussrichtung aufweisen.
Verfahren gemäß Anspruch 12, bei dem die Schritte des Anordnens in einer ersten Umgebungstemperatur ausgeführt werden und der erste Magnetfeldsensorchip (IC1) ausgebildet ist, um ein erstes Signal bereitzustellen, und der zweite Magnetfeldsensorchip (IC2) ausgebildet ist, um ein zweites Signal bereit zu stellen, wobei das Verfahren ferner folgende Schritte aufweist: Verändern der ersten Umgebungstemperatur, um eine zweite Umgebungstemperatur zu erhalten; Erfassen des ersten oder zweiten Signals, wobei das Erfassen dann ausgeführt wird, wenn der erste oder zweite Magnetfeldsensorchip die zweite Umgebungstemperatur aufweisen.
Verfahren zum Betreiben eines Stromsensors, wobei der Stromsensor einen ersten Leiterrahmen (L1), der einen ersten Bereich mit einem Stromleiter, einen ersten Magnetfeldsensorchip (IC1), der auf dem ersten Bereich auf einer ersten Seite des Leiterrahmens angeordnet ist, aufweist, einen zweiten Leiterrahmen (L2), der einen zweiten Bereich mit einem Stromleiter aufweist, einen zweiten Magnetfeldsensorchip (IC2), der auf dem zweiten Bereich einer ersten Seite des zweiten Leiterrahmens (L2) angeordnet ist, umfasst und wobei zweite Seiten der Leiterrahmen (L1, L2), die den ersten Seiten derselben gegenüberliegen, einander zugewandt angeordnet sind, derart, dass die Magnetfeldsensorchips (IC1, IC2) einander im wesentlichen gegenüberliegend angeordnet sind, wobei der Stromsensor ausgelegt ist, um einen elektrischen Stromgesamtfluss durch die zwei Stromleiter zu messen, wobei die zwei Stromleiter elektrisch miteinander verbunden sind und diesselbe Stromflussrichtung aufweisen, wobei das Verfahren zum Betreiben des Stromsensors folgende Schritte aufweist: Beaufschlagen des ersten Leiterrahmens (L1) und des zweiten Leiterrahmens (L2) mit einem Strom; und Erfassen eines Signals des ersten Magnetfeldsensorchips (IC1) und des zweiten Magnetfeldsensorchips (IC2).