霍尔电流传感器及其制备方法与流程

本发明涉及传感器，具体涉及一种霍尔电流传感器及其制备方法。

背景技术：

1、目前市场上集成的霍尔电流传感器包括小电流传感器和大电流传感器，其中，大电流传感器使用较广泛，它的工作原理是：当载流引脚框中有电流通过时，会在其周围产生一个磁场，套设在载流引脚框上的磁集中器将磁场聚集起来，最后通过镶嵌于磁集中器中间的霍尔芯片来检测磁场强度大小，之后信号引脚输出信号，达到检测载流引脚框中电流大小的目的。

2、大电流传感器制造方法通常是：首先加工载流引脚框，然后手动或自动套入磁集中器，再将封装好的霍尔芯片与信号引脚组装后安装于磁集中器内，最后将载流引脚框、磁集中器和霍尔芯片包覆在一起。

3、但是，在这个制造过程中，组装霍尔芯片与信号引脚时会进行第一次注塑，包覆载流引脚框、磁集中器和霍尔芯片时会进行第二次注塑；也即生产工艺流程存在两次注塑过程，制造周期长，工艺步骤繁琐，而且需要投入两套注塑模具，模具成本较高；此外在霍尔芯片和信号引脚安装于磁集中器的过程中，载流引脚框和霍尔芯片相对位置容易产生较大误差，使得霍尔芯片里面的霍尔敏感元件与载流引脚框位置产生偏差，进而影响产品性能。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种霍尔电流传感器及其制备方法，以解决现有大电流霍尔传感器存在两次注塑过程且载流引脚框和霍尔芯片相对位置容易出现偏差，进而影响生产效率和产品性能的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种霍尔电流传感器的制备方法，包括：

3、制备基材，基材具有第一区域和第二区域，第一区域对应基材的厚度大于第二区域对应基材的厚度；

4、切割基材形成框架，框架包括在第一区域形成的载流引脚框，以及在第二区域形成的信号引脚；

5、在信号引脚的一端设置霍尔芯片，霍尔芯片与信号引脚电连接；

6、将磁集中器设置于载流引脚框上，使磁集中器覆盖霍尔芯片；

7、对框架内的磁集中器所在区域进行注塑处理，以封装磁集中器、霍尔芯片、部分载流引脚框以及部分信号引脚。

8、有益效果：本发明的霍尔电流传感器的制备方法，采用具有不同厚度的基材，通过一次切割成型包括载流引脚框和信号引脚的框架，满足载流引脚框和信号引脚对材料厚度的不同需求，进而满足大电流霍尔传感器一次注塑的生产需求，而且相较特制手工治具安装，框架一次成型还能够定位载流引脚框和信号引脚的相对位置，有助于提高载流引脚框和霍尔芯片相对位置的精度，提高产品一致性，霍尔芯片无需精准安装到载流引脚框，也即不需要额外定制霍尔芯片组装设备，有助于节约成本，简化工艺。

9、在一种可选的实施方式中，制备基材，包括：

10、提供第一初始基材，第一初始基材各处厚度一致；

11、对第一初始基材进行热轧，以形成第一区域和第二区域，第一区域对应基材的厚度小于等于第一初始基材的厚度。

12、有益效果：选用厚度大于或等于载流引脚框厚度的第一初始基材，诸如具有良好的热延展性的铜材，通过将第一初始基材热轧得到厚薄相间的基材，再通过机械冲压即可一次形成较厚的载流引脚框和较薄的信号引脚，制备简单便捷，有助于批量化制备。

13、在一种可选的实施方式中，制备基材，包括：

14、提供第二初始基材；

15、在第二初始基材的一端进行弯折处理；

16、将弯折的部分与第二初始基材进行堆叠固定，以在堆叠的区域形成第一区域，其余的区域为第二区域，第二区域对应基材的厚度与第二初始基材的厚度相等。

17、有益效果：选用厚度与较薄的信号引脚相同的第二初始基材，利用铜材的可塑性，将其在一端进行弯折并堆叠固定在原有的第二初始基材上，堆叠加厚的区域形成第一区域以成型载流引脚框，原有单层铜材的区域为第二区域以形成信号引脚。采用同一厚度的较薄铜材，不需要对铜材本身进行额外的工艺处理，弯折堆叠后即可形成厚薄不同的基材，而且堆叠加厚的部分电流内阻小，发热也小，有助于进一步降低功耗。

18、在一种可选的实施方式中，在第二初始基材的一端进行弯折处理包括：

19、在第二初始基材的一端进行第一次弯折；

20、将第一次弯折的部分进行第二次弯折，第二次弯折将第一次弯折的部分进行对折。

21、有益效果：将第二初始基材进行两次弯折，较厚的第一区域由三层第二初始基材组成，其中弯折的两层大小相等，较薄的第二区域由单层的第二初始基材组成，经过两次弯折形成具有两种厚度的基材，工艺简单易操作。

22、在一种可选的实施方式中，将弯折的部分与第二初始基材进行堆叠固定包括：采用铆接或者焊接的方式将弯折的部分与第二初始基材堆叠固定在一起。

23、有益效果：焊接可采用激光电焊，通过多点固定的方式形成具有不同厚度的稳定基材结构。

24、在一种可选的实施方式中，磁集中器具有开口，载流引脚框呈现为u形；将磁集中器安装于载流引脚框上，使磁集中器覆盖霍尔芯片包括：

25、在载流引脚框靠近霍尔芯片的一端设置胶点；

26、将磁集中器放置于u形的载流引脚框内，磁集中器的开口朝向胶点所在一侧；

27、推动磁集中器由载流引脚框一侧朝向信号引脚一侧移动，以至少将霍尔芯片置于磁集中器的开口内；

28、在胶点处将磁集中器固定在载流引脚框上。

29、有益效果：采用具有点胶、吸取和纵向推进功能的设备，通过自动化组装的方式将磁集中器精准推进固定于载流引脚框上，安装稳定快速，有助于批量化生产从而提高生产效率，降低成本。

30、在一种可选的实施方式中，磁集中器的开口的高度l大于载流引脚框的厚度h，高度l与厚度h的差值范围为0.1mm~0.2mm。

31、有益效果：设置磁集中器的开口高度与载流引脚框的厚度具有0.1mm~0.2mm的间距，便于安装磁集中器的同时不至于产生较大晃动，也能够确保在安装过程中，磁集中器有足够的冗余不会碰到霍尔芯片的焊线，进而提高磁集中器安装的精确性，从而提升产品性能一致性。

32、在一种可选的实施方式中，框架还包括：连接载流引脚框和信号引脚的连接部，以限位载流引脚框和信号引脚的相对位置。

33、有益效果：在第一区域和第二区域设置连接部来连接载流引脚框和信号引脚，有效避免载流引脚框和信号引脚之间出现相对位移，进而保证霍尔芯片以及磁集中器的精准安装。

34、在一种可选的实施方式中，切割基材中，在第一区域形成多个载流引脚框，在第二区域形成相对应的多个信号引脚；

35、对框架内磁集中器所在的区域进行注塑处理之后，还包括：

36、对框架的连接部进行切割，得到多个单独的霍尔电流传感器单元，任一霍尔电流传感器单元包括载流引脚框、磁集中器、霍尔芯片、信号引脚以及塑封结构；

37、对霍尔电流传感器单元中，载流引脚框远离磁集中器的一端进行弯折处理，对信号引脚远离磁集中器的一端进行弯折处理。

38、第二方面，本发明还提供一种霍尔电流传感器，采用上述的霍尔电流传感器的制备方法制得，包括：载流引脚框、信号引脚、霍尔芯片、磁集中器和塑封结构，信号引脚与载流引脚框间隔设置，信号引脚的厚度小于载流引脚框的厚度；霍尔芯片设置于信号引脚靠近载流引脚框的一端，且与载流引脚框间隔设置，霍尔芯片与信号引脚电连接；磁集中器设置于载流引脚框靠近信号引脚的一端，磁集中器至少覆盖霍尔芯片；塑封结构设置于磁集中器所在位置，以封装磁集中器、霍尔芯片、部分载流引脚框以及部分信号引脚。

39、有益效果：本发明的霍尔电流传感器，具有不同厚度的载流引脚框和信号引脚通过一次切割成型，载流引脚框和信号引脚之间相对位置稳定，进而保证安装于信号引脚一端的霍尔芯片与载流引脚框之间相对位置的精准度，以及磁集中器安装的稳定性和精确性，提高产品一致性；同时塑封结构一次注塑完成封装，制备简单，且有助于节约成本。