Sensor de campo magnético apto para montaje en superficie con un chip semiconductor y procedimiento para fabricar una tarjeta de circuitos con un sensor de campo magnético.

Sensor de campo magnético (1) apto para montaje en superficie con un chip semiconductor (4) sobre unsubstrato conductor plano (5) y con al menos tres electrodos de conductor plano (6 a 9),

que sobresalen de unlado de la carcasa de plástico (10), estando alojados el chip semiconductor (4) y el sustrato de conductor plano(5) en la carcasa de plástico (11) y pudiendo utilizarse la carcasa de plástico (11) con el chip semiconductor (4)alojado en un entrehierro de campo magnético (12), sobresaliendo los electrodos de conductor plano (6 a 9) ypresentando los electrodos de conductor plano (6 a 9), distanciados del lado de la carcasa de plástico (10),partes dobladas (13 a 16), que pueden montarse en superficie sobre una tarjeta de circuitos,caracterizado porque las partes dobladas (13 a 16) de los electrodos de conductor plano (6 a 9) estándispuestas en un soporte de plástico (17), que está inyectado en las partes dobladas (13 a 16) de los electrodosde conductor plano (6 a 9).

Sensor de campo magnético apto para montaje en superficie con un chip semiconductor y procedimiento para fabricar una tarjeta de circuitos con un sensor de campo magnético La invención se refiere a un sensor de campo magnético apto para montaje en superficie con un chip semiconductor y un dispositivo de medición del campo magnético, así como a un procedimiento para fabricar y equipar una tarjeta de circuitos con un sensor de campo magnético. El sensor de campo magnético presenta un chip semiconductor, dispuesto sobre un substrato conductor plano. Al menos tres electrodos de conductor plano, que sobresalen de un lado de una carcasa de plástico, están unidos eléctricamente con el chip semiconductor.

Una vista esquemática en perspectiva de un tal sensor de campo magnético 3 se muestra en la figura 8. De un lado de la carcasa de plástico 10 sobresalen cuatro conductores planos 6 a 9 de una carcasa de plástico 11. En la carcasa de plástico 11 está dispuesto un chip semiconductor 4, cuya posición en la carcasa 11 se muestra en la figura 8 con trazo discontinuo. Sobre la cara superior del chip semiconductor 4 están dispuestos cuatro puntos de contacto 32 a 35, que mediante los correspondientes elementos de unión 36 a 39 situados dentro de la carcasa de plástico 11 están unidos eléctricamente con los electrodos de conductor plano 6 a 9. Si se imprime una corriente entre los electrodos de conductor plano 6 y 9 y se posiciona la carcasa de plástico 11 con el chip semiconductor 4 en un entrehierro de campo magnético, entonces aparece en los electrodos de conductor plano 7 y 8 como electrodos de medida una tensión de medida que depende de la intensidad del campo magnético en el entrehierro del campo magnético y de la corriente impresa.

Para alojar una tarjeta de circuitos de un tal sensor de campo magnético 3 en un entrehierro de campo magnético, están previstos en la tarjeta de circuitos agujeros de contacto pasantes, para unir eléctricamente el circuito impreso de la tarjeta de circuitos con los cuatro electrodos de conductor plano. Esto se muestra en la figura 9, en la que se ve una sección esquemática a través de un dispositivo de medición del campo magnético 40 según el estado de la técnica. Para medir por ejemplo la corriente a través de una línea de entrada, está rodeada la misma por un anillo magnético suave 41, que presenta un entrehierro del campo magnético 12, en el que está insertado el sensor de campo magnético 3 según la figura 9 con su chip semiconductor 4 y el substrato conductor plano 5, sobre el que está fijado el chip semiconductor 4. La tarjeta de circuitos 24 con su cara superior equipada 23 y su cara inferior 26 presenta un agujero de contacto 42, en el que está soldado un extremo 43 del electrodo de conductor plano 6. Para la soldadura y fijación de cuatro electrodos de conductor plano 6 a 9 de este tipo, es necesaria una operaciónmanual. Ésta implica costes de personal y no es accesible a una fabricación automática.

Por el documento DE 10 2006 057 970 A1 se conoce un módulo semiconductor con un sensor de campo magnético que puede montarse en superficie sobre una tarjeta de circuitos. La figura 10 muestra el correspondiente dispositivo de medida de campo magnético que es posible con un tal sensor de campo magnético que puede montarse en superficie. Para medir en este caso la intensidad del campo magnético en un entrehierro del campo magnético 12, es necesario que el sensor de campo magnético 45 que puede montarse en superficie se posicione con la tarjeta de circuitos 24 en el entrehierro 12, con el inconveniente de que para ello es necesario un entrehierro de medida claramente más ancho en el anillo 41 de campo magnético suave. Además se predetermina entonces con el entrehierro del campo magnético 12 la orientación de la tarjeta de circuitos 24, lo cual es desfavorable en muchos casos de aplicación, por lo que se prefiere la forma constructiva según las figuras 8 y 9 para sensores de campo magnético, con la que no obstante queda excluido un montaje en superficie económico mediante por ejemplo un automatismo de equipamiento que funciona automáticamente. Esto rige también para los sensores de campo magnético dados a conocer en los documentos US 2008/030190 y DE10031472.

Es tarea de la invención lograr un sensor de campo magnético apto para montaje en superficie con un chip semiconductor sobre un substrato conductor plano y con al menos tres electrodos de conductor plano, que sobresalen de un único lado de la carcasa de plástico, debiendo ser posible montar en superficie el sensor de campo magnético mediante un automatismo de equipamiento sobre una tarjeta de circuitos con sus electrodos de conductor plano, mientras que el chip semiconductor está dispuesto distanciado de la tarjeta de circuitos.

Esta tarea se resuelve mediante el objeto de las reivindicaciones independientes. Ventajosos perfeccionamientos de la invención resultan de las reivindicaciones dependientes.

En el marco de la invención se logra un sensor de campo magnético apto para montaje en superficie con un chip semiconductor y un dispositivo de medida del campo magnético, así como se da a conocer un procedimiento para fabricar y equipar una tarjeta de circuitos. El sensor de campo magnético presenta un chip semiconductor dispuesto sobre un substrato conductor plano. Al menos tres electrodos de conductor plano, que sobresalen de un único lado de la carcasa de plástico, están conectados eléctricamente con el chip semiconductor. El substrato conductor plano y el chip semiconductor están alojados en una carcasa de plástico. La carcasa de plástico puede introducirse con el chip semiconductor alojado dentro en un entrehierro de campo magnético, sobresaliendo los electrodos de conductor plano, presentando los electrodos de conductor plano, distanciados del lado de la carcasa de plástico, partes dobladas que pueden montarse en superficie sobre una tarjeta de circuitos.

Un tal sensor de campo magnético tiene la ventaja de que, debido a las partes dobladas de los electrodos de conductor plano, el sensor de campo magnético puede montarse en superficie sobre una tarjeta de circuitos bajo un ángulo, preferiblemente de 90°, con lo que el chip semiconductor puede introducirse en un entrehierro de campo magnético y puede posicionarse la tarjeta de circuitos fuera del entrehierro del campo magnético. Además tiene un tal sensor de campo magnético con electrodos de conductor plano con partes dobladas la ventaja de que el mismo puede colocarse mediante un automatismo de equipamiento sobre la tarjeta de circuitos.

En una forma constructiva preferente de la invención están dispuestas las partes dobladas de los electrodos de conductor plano en un soporte de plástico. Este soporte de plástico puede estar fijado a los electrodos de conductor plano tal que se facilita el manejo del sensor de campo magnético durante el montaje en superficie.

Al respecto sobresalen las partes dobladas del soporte de plástico en distintas direcciones, estando fijado el soporte de plástico a los electrodos de conductor plano mediante calafateado en caliente, soldadura por ultrasonido o aprisionamiento.

Una propiedad ventajosa del soporte es entonces que el mismo presenta una zona de la superficie alisada, que permite alojar el componente mediante una pipeta de equipamiento de un automatismo de equipamiento. El material del soporte de plástico es preferiblemente un plástico cuyo intervalo de reblandecimiento y/o cuya temperatura de descomposición se encuentran por encima de las temperaturas de soldadura usuales, con lo que queda asegurado que el soporte de plástico no resulta dañado al realizar el montaje superficial y soldar en superficie sobre la tarjeta de circuitos.

En otra forma constructiva de la invención presenta el soporte de plástico un elemento codificador. Este elemento codificador está destinado a asegurar que el soporte de plástico se puede montar en superficie en la orientación correcta con una tarjeta de circuitos.

Para ello presenta el soporte de plástico una falda colocada lateralmente respecto a la zona de la superficie de la que sobresalen las partes dobladas de los electrodos de conductor plano y que presenta una protuberancia como elemento codificador. No obstante en vez de una protuberancia pueden estar dispuestos también ranuras o lengüetas y/o escotaduras de la falda lateral del soporte de plástico.

Además está previsto que el soporte de plástico con el elemento codificador esté dispuesto en una abertura adaptada bajo un cierto ángulo respecto a una cara superior de la tarjeta de circuitos, estando distanciada la carcasa de plástico bajo este ángulo de la cara superior de la tarjeta de circuitos. Este ángulo es preferiblemente de... [Seguir leyendo]

1. Sensor de campo magnético (1) apto para montaje en superficie con un chip semiconductor (4) sobre un substrato conductor plano (5) y con al menos tres electrodos de conductor plano (6 a 9) , que sobresalen de un lado de la carcasa de plástico (10) , estando alojados el chip semiconductor (4) y el sustrato de conductor plano (5) en la carcasa de plástico (11) y pudiendo utilizarse la carcasa de plástico (11) con el chip semiconductor (4) alojado en un entrehierro de campo magnético (12) , sobresaliendo los electrodos de conductor plano (6 a 9) y presentando los electrodos de conductor plano (6 a 9) , distanciados del lado de la carcasa de plástico (10) , partes dobladas (13 a 16) , que pueden montarse en superficie sobre una tarjeta de circuitos, caracterizado porque las partes dobladas (13 a 16) de los electrodos de conductor plano (6 a 9) están dispuestas en un soporte de plástico (17) , que está inyectado en las partes dobladas (13 a 16) de los electrodos de conductor plano (6 a 9) .

2. Sensor de campo magnético según la reivindicación 1, caracterizado porque las partes dobladas (13 a 16) sobresalen en distintas direcciones (A, B) del soporte de plástico (17) .

3. Sensor de campo magnético según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque el soporte de plástico (17) presenta un elemento codificador (18) .

4. Sensor de campo magnético según una de las reivindicaciones 2 a 3, caracterizado porque el soporte de plástico presenta una zona de superficie alisada (19) , que está alisada para alojar el sensor de campo magnético (1) mediante una pipeta de aspiración.

5. Sensor de campo magnético según la reivindicación 4, caracterizado porque el soporte de plástico (17) presenta una falda (20) colocada lateralmente respecto a la zona de la superficie (19) de la que sobresalen las partes dobladas (13 a 16) de los electrodos de conductor plano (6 a 9) y porque la falda (20) presenta una protuberancia (21) como elemento codificador (18) .

6. Sensor de campo magnético según una de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque el soporte de plástico (17) con el elemento codificador (18) está dispuesto en una abertura (22) adaptada bajo un cierto ángulo (

m) respecto a una cara superior (23) de una tarjeta de circuitos (24) , estando distanciada la carcasa de plástico (11) bajo este ángulo (m) de la cara superior (23) de la tarjeta de circuitos (24) .

7. Sensor de campo magnético según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el sensor magnético (1) es un sensor Hall, que presenta al menos tres electrodos de conductor plano (6 a 9) con partes dobladas (13 a 16) .

8. Sensor de campo magnético según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el soporte de plástico (17) y la carcasa de plástico (11) presentan una cubierta (25) de una sola pieza para los electrodos de conductor plano (6 a 9) , el chip semiconductor (4) y el substrato conductor plano (5) , sobresaliendo de la cubierta (25) de una sola pieza las partes dobladas (13 a 16) de los electrodos de conductor plano (6 a 9) tal que pueden montarse en superficie.

9. Dispositivo de medida del campo magnético con un sensor de campo magnético (1) según una de las reivindicaciones precedentes, presentando el dispositivo de medida del campo magnético (30) un lado de una tarjeta de circuitos (24) equipado con componentes activos y/o pasivos, en el que está practicada una abertura (22) , en la que se inserta ajustadamente y en la orientación adecuada el sensor de campo magnético (1) con el soporte de plástico (17) y en el que están montadas en la superficie las partes dobladas (13 a 16) de los electrodos de conductor plano (6 a 9) en el lado de equipamiento y la carcasa de plástico (11) con el chip semiconductor (4) y el substrato conductor plano (5) sobresalen de la cara inferior (26) y penetran en el entrehierro del campo magnético (12) .

10. Procedimiento para fabricar y equipar una tarjeta de circuitos (24) con un sensor de campo magnético (1) , que presenta las siguientes etapas de procedimiento: -doblado de electrodos de conductor plano (6 a 9) del sensor de campo magnético (1) , que sobresalen de un lado de la carcasa de plástico (10) ; -moldeo por inyección de un soporte de plástico (17) sobre los electrodos de conductor plano (6 a 9) doblados;

- fabricación de una tarjeta de circuitos (24) , que puede estar colocada sobre un entrehierro de campo magnético (12)

-realización de una abertura (22) , que en cuanto al perímetro y al tamaño se adapta a una falda (20) con elemento codificador (18) del sensor de campo magnético (1)

-aplicación sobre la tarjeta de circuitos (24) de superficies de contacto (27) para el montaje en superficie de las partes dobladas (13 a 16) de los electrodos de conductor plano (6 a 9) ;

- introducción del sensor de campo magnético (1) en la abertura (22) y montaje en superficie del sensor de campo magnético (1) uniendo en arrastre de material las partes dobladas (13 a 16) de los electrodos de conductor plano (6 a 9) sobre la cara superior (23) de la tarjeta de circuitos (24) con las superficies de contacto (27) tal que la carcasa de plástico (11) con un chip de sensor semiconductor (4) está dispuesto distanciado de la cara inferior (26) de la platina de conexión (24) .

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque el alojamiento del sensor del campo magnético (1) en la abertura (22) se realiza utilizando un automatismo de equipamiento, disponiéndose varios sensores de campo magnético (1) sobre una bandeja (31) en filas (29) y columnas (28) y llevándose al automatismo de equipamiento.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque los sensores de campo magnético (1) se levantan de la bandeja mediante aspiración de una zona de la superficie (19) alisada del soporte de plástico (17) por medio de una pipeta de vacío y se conducen a una posición de equipamiento sobre una tarjeta de circuitos (24) .