【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体，特别涉及一种差分霍尔电流传感器及其制造方法。
技术介绍
1、目前，集成有霍尔元件或霍尔芯片的霍尔传感器被广泛应用于电信号的高效测量。伴随新能源、储能、电池管理等领域的技术更新，对霍尔传感器的测量灵敏度、测量量程等都提出了更高的要求。
2、由于霍尔本身只能探测与其磁感应面垂直的磁场，为了利用电流产生的垂直磁场，现有的霍尔传感器使用两个霍尔放置在电流排两侧，为了增强信号需要缩窄电流排在此处的宽度以集中电流。这种方案会导致电流排在缩窄的部分由于电流集中而发热，影响器件使用的可靠性，同时还会限制霍尔的测量量程且由于两个霍尔之间距离较大影响其抗干扰能力。
3、另一种方案是使用较大的c型磁芯将霍尔元件周围的磁场进行集中达到增强磁场的作用。这种方案会导致测量器件整体尺寸较大，还会在测量时出现磁饱和或迟滞问题，从而降低器件测量精确度和可靠性。如果不使用c型磁芯，则为了集中电流增大磁场会将电流排设计得更加紧密，又会带来电流更加集中而发热量增大的问题。
4、有鉴于此，需要优化设计一种新型的霍尔电流传感器，以全部或部分地解决上述电流传感器的缺陷。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面，本专利技术的实施例提供了一种差分霍尔电流传感器及其制造方法通过偏转聚磁块聚集电流磁场形成导通磁路，并且改变磁场分量的方向，使霍尔获得两个方向的磁场分量叠加的磁场强度，提高测量灵敏度。所述技术方案如下：
2、根据本专利技术
3、电流排；
4、绝缘层，该绝缘层键合在电流排的上表面上；
5、至少两个霍尔，沿电流方向对称地设置在绝缘层的上表面的两侧；
6、至少一个偏转聚磁块，该至少一个偏转聚磁块与至少两个霍尔的磁感应面贴靠设置，至少一个偏转聚磁块用于将电流磁场在磁感应面平行方向的磁场分量偏转为在磁感应面垂直方向上的磁场分量。
7、具体地，电流排具有各段宽度相等的u形结构，该u形结构的两端与外部的待测电流排串联连接；绝缘层设置在u形结构的折弯段的上表面上或设置在u形结构的任意一个直段的上表面上。
8、在一些实施例中，绝缘层、至少两个霍尔和至少一个偏转聚磁块组成一个差分霍尔电流传感器子单元；在电流排的上表面上间隔地设置至少一个差分霍尔电流传感器子单元。
9、在一些实施例中，在绝缘层上或在绝缘层内还设置有ic电路板，至少两个霍尔经该ic电路板差分后输出测量信号；或将该ic电路板单独设置在电流排的外侧，至少两个霍尔通过金属线与该ic电路板电连接并经该ic电路板差分后输出测量信号。
10、在一些实施例中，至少两个霍尔包括关于电流排中心对称地布置在绝缘层的上表面的两侧的至少一对霍尔，至少一对霍尔中的一对霍尔包括相对布置的第一霍尔和第二霍尔。
11、具体地，在一对霍尔中，第一霍尔和第二霍尔之间具有第一间隙，该第一间隙设置为预定距离或等于零。
12、在一些实施例中，针对于一对霍尔，至少一个偏转聚磁块包括中心对称地设置在该一对霍尔上方的第一偏转聚磁块，该第一偏转聚磁块分别贴靠在这一对霍尔的上层磁感应面上并且位于该一对霍尔的霍尔中心区域。
13、在一些实施例中，针对于一对霍尔，将第一偏转聚磁块分割为第一部分和第二部分，第一部分和第二部分中心对称地分别贴靠在第一霍尔和第二霍尔的上层磁感应面上并且分别位于第一霍尔和第二霍的霍尔中心区域。
14、具体地，在一些实施例中，第一部分的远离电流排的中心的一端与电流排在同侧的边缘对齐；第二部分的远离电流排的中心的一端与电流排在同侧的边缘对齐。
15、具体地，在一些实施例中，第一部分和第二部分之间具有第二间隙。
16、在一些实施例中，针对于一对霍尔，至少一个偏转聚磁块还包括中心对称地设置在一对霍尔下方的第二偏转聚磁块，第二偏转聚磁块分别贴靠在一对霍尔的下层磁感应面上。
17、具体地，第一偏转聚磁块的第一部分和第二部分设置在靠近一对霍尔的两边，第二偏转聚磁块位于该一对霍尔的中间区域上。
18、具体地，第一偏转聚磁块的第一部分、第一偏转聚磁块的第二部分和第二偏转聚磁块设置成关于电流排中心对称并且它们的平面投影重合于差分霍尔电流传感器的霍尔中心区域。
19、在一些实施例中，当至少一对霍尔中的任意一对霍尔为集成的霍尔元件时，该集成的霍尔元件的管脚直接焊接到ic电路板的霍尔元件电路上并再连接到ic电路板上设置的信号处理电路。
20、在一些实施例中，当至少一对霍尔中的任意一对霍尔为霍尔裸芯片时，该霍尔裸芯片直接放置在绝缘层上，并且通过金属连线连接ic电路板的霍尔芯片电路，然后再连接到ic电路板上设置的信号处理电路。
21、在一些实施例中，当至少一对霍尔为霍尔裸芯片并且每一对的两个霍尔裸芯片的第一间隙等于零时，在两个霍尔裸芯片接触的位置设置共地电极，该共地电极分别与两个霍尔裸芯片的工作电极共同提供霍尔裸芯片的工作电压，两个霍尔裸芯片的霍尔电极提供差分的霍尔电压。
22、在一些实施例中，至少一个偏转聚磁块的截面形状为中心对称形状，该中心对称形状为菱形、正方形、矩形、圆形、椭圆形中的任意一种或它们的任意组合。
23、在一些实施例中，至少一个偏转聚磁块在贴靠霍尔的磁感应面的位置处设置有触点结构，该触点结构的截面形状为圆形、椭圆形、三角形中的任意一种或它们的任意组合。
24、在一些实施例中，至少一个偏转聚磁块的材料为自身不具有磁性的高磁导率材料，该高磁导率材料为铁氧体、软磁体、纳米磁晶中的任意一种。
25、在一些实施例中，至少两个霍尔中的每个霍尔的材料为霍尔材料，该霍尔材料为gaas、insb、inas中的任意一种。
26、在一些实施例中，至少一个偏转聚磁块通过光刻工艺和溅射方法制备之后通过键合方式进行固定连接。
27、在一些实施例中，电流排、绝缘层、至少两个霍尔和至少一个偏转聚磁块通过封装结构封装在一起。
28、根据本专利技术的另一个方面，提供了一种差分霍尔电流传感器的制造方法，用于制造根据上述方面描述的差分霍尔电流传感器，该制造方法包括：
29、制造电流排；
30、制造绝缘层，该绝缘层键合在电流排的上表面上；
31、将至少两个霍尔沿电流方向对称地设置在绝缘层的上表面的两侧；
32、制造至少一个偏转聚磁块，至少一个偏转聚磁块与至少两个霍尔的磁感应面贴靠设置，至少一个偏转聚磁块用于将电流磁场在磁感应面平行方向的磁场分量偏转为在磁感应面垂直方向上的磁场分量；
33、通过标定测量获得至少两个霍尔中每一对霍尔的电流排所通电流与霍尔电压的系数。
34、本专利技术的实施例提供的差分霍尔电流传感器及其制造方法具有以下优点中的至少一个或至少一个优点的一部本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种差分霍尔电流传感器，其特征在于，所述差分霍尔电流传感器包括：
2.根据权利要求1所述的差分霍尔电流传感器，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的差分霍尔电流传感器，其特征在于，
4.根据权利要求1-3中任一项所述的差分霍尔电流传感器，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的差分霍尔电流传感器，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的差分霍尔电流传感器，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的差分霍尔电流传感器，其特征在于，
8.根据权利要求4所述的差分霍尔电流传感器，其特征在于，
9.根据权利要求8所述的差分霍尔电流传感器，其特征在于，
10.一种差分霍尔电流传感器的制造方法，用于制造根据权利要求1所述的差分霍尔电流传感器，所述制造方法包括：
【技术特征摘要】
1.一种差分霍尔电流传感器，其特征在于，所述差分霍尔电流传感器包括：
2.根据权利要求1所述的差分霍尔电流传感器，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的差分霍尔电流传感器，其特征在于，
4.根据权利要求1-3中任一项所述的差分霍尔电流传感器，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的差分霍尔电流传感器，其特征在于，
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：王冬云，朱忻，叶明盛，
申请(专利权)人：苏州矩阵光电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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