Корпус для микросистем измерения силы тока

Изобретение относится к области производства микроэлектронных изделий и может быть использовано в конструкциях датчиков тока.

Известен корпус для кристаллов микросистем анализа магнитного поля по патенту на полезную модель РФ №162094 (МПК H01L 23/02, опубл. 27.05.2016 г.), содержащий основание с углублением, крышку, прокладку, размещенную между основанием и крышкой, и выводную рамку. Внутренняя стенка углубления основания выполнена с горизонтальной ступенькой с образованием нижней полости меньшего размера для размещения кристаллов и верхней полости. В двух боковых противоположных стенках углубления основания сформированы выводы к контактным площадкам выводной рамки на наружной поверхности основания.

Известен корпус датчика тока, описанный в патенте на изобретение РФ №2100811 (МПК G01R 19/15, G01R 1/04, опубл. 27.12.1997 г.), корпус выполнен из немагнитного материала, включает основание и две противолежащие стенки и обеспечивает возможность размещения концентратора магнитного потока частично внутри корпуса.

Известен герметичный корпус для полупроводникового прибора или интегральной схемы СВЧ-диапазона, описанный в патенте на изобретение РФ №2489769 (МПК H01L 23/055, опубл. 10.08.2013 г.), содержащий многослойное керамическое основание, герметично соединенный с ним металлический ободок и прилегающую герметично к металлическому ободку металлическую крышку.

Известен корпус датчика бесконтактного измерения параметров тока, описанный в патенте на полезную модель РФ №108634 (МПК G01R 19/15, опубл. 20.09.2011 г.), состоящий из двух частей: основания и кожуха. В нижней части кожуха выполнен сквозной паз, который при сборке корпуса, при соединении нижней и верхней частей, превращается в сквозное отверстие для размещения в нем исследуемого проводника. Внутри корпуса может быть расположен замкнутый магнитопровод (концентратор магнитного потока) в виде рамки, выполненный из двух П-образных элементов. Один П-образный элемент расположен в основании, другой - в кожухе. В кожухе также располагается чувствительный элемент, регистрирующий магнитное поле, создаваемое исследуемым проводником, помещенным в сквозное отверстие. В кожухе также размещена печатная плата, на которой реализовано электронное устройство, предназначенное для преобразования питающего напряжения и выделения измерительного сигнала.

Указанное устройство является наиболее близким к заявляемой полезной модели. С существенными признаками заявляемого изобретения совпадают следующие признаки: наличие двух соединяемых между собой частей корпуса основания с углублением, наличие П-образной полости для размещения концентратора.

Получению требуемого технического результата препятствует отсутствие возможности размещения в одном корпусе токопроводящей шины и концентраторов.

Техническая проблема, на решение которой направлено изобретение, состоит в создании корпуса для надежной защиты кристаллов магнитополупроводниковых микросхем, датчиков, преобразователей и чувствительных элементов магнитного поля от внешних воздействий и обеспечении фиксированного расстояния между токопроводящей шиной и кристаллами, содержащими чувствительные элементы.

Технический результат, получаемый при реализации изобретения, выражается в обеспечении возможности оптимального позиционирования элементов: токопроводящей шины, концентраторов и кристаллов, содержащих чувствительные элементы, что приводит к повышению надежности, точности и воспроизводимости измерений при контроле силы тока, также следует отметить упрощение сборки датчика тока в предлагаемом корпусе.

Для достижения вышеуказанного технического результата корпус для микросистем измерения силы тока содержит крышку и сопрягаемые между собой две части корпуса: основание и вставку, верхняя поверхность основания выполнена с углублением для размещения компонентов устройства измерения силы тока, внутренняя стенка углубления выполнена с горизонтальной ступенькой, на которой сформированы выводы к контактным площадкам выводной рамки на наружной поверхности корпуса, с нижней стороны основания выполнено углубление, сопрягаемое с выступами, выполненными на верхней поверхности вставки, с образованием горизонтально ориентированной П-образной полости для размещения токопроводящей шины, во вставке выполнено по меньшей мере два отверстия, вертикально пересекающие П-образную полость, а в углублении нижней стороны основания выполнены дополнительные выемки, расположенные напротив отверстий в выступающих частях вставки, с образованием при сопряжении основания и вставки вертикально ориентированной П-образной полости для размещения концентраторов.

Конструктивное выполнение корпуса позволяет обеспечить размещение П-образной токопроводящей шины на необходимом оптимальном расстоянии от чувствительного элемента, также реализуется возможность точного позиционирования и надежного крепления шины и концентраторов при сборке корпуса. Размещение токопроводящей шины в частично изолированном пространстве надежно защищает шину от внешних воздействий. Указанные факторы позволяют повысить точность, надежность и воспроизводимость измерений.

Термины "верхний", "нижний", "над", "под" и т.п. в описании и в формуле изобретения, если таковые вообще присутствуют, используются с целью описания и необязательно для описания постоянных взаимных положений. Следует понимать, что термины, используемые таким образом, являются взаимозаменяемыми в соответствующих обстоятельствах таким образом, что варианты осуществления изобретения, описанные здесь, позволяют, например, обеспечить работу в других ориентациях, чем представлены или по-другому описаны здесь.

Изобретение поясняется следующими чертежами.

Фиг. 1 - микросистема измерения силы тока в корпусе.

Фиг. 2 - вставка.

Фиг. 3 - нижняя поверхность основания корпуса.

Корпус для микросистем измерения силы тока содержит сопрягаемые между собой две части корпуса: верхнюю - основание 1 и нижнюю - вставку 2 (фиг. 1). Основание 1 закрывается крышкой 3. Верхняя поверхность основания корпуса 1 выполнена с углублением 4 для размещения компонентов устройства измерения силы тока, таких как печатная плата 5 и преобразователь магнитного поля 6. Внутренняя стенка углубления 4 выполнена с горизонтальной ступенькой 7, на которой сформированы выводы к контактным площадкам выводной рамки 8 на наружной поверхности корпуса. С нижней стороны основания корпуса 1 выполнено углубление 9, сопрягаемое с выступами 10, выполненными на верхней поверхности вставки корпуса 2 с образованием П-образной полости 11. В П-образной полости 11 размещается медная токопроводящая шина 12.

Во вставке 2 корпуса выполнено по меньшей мере два отверстия 13, вертикально пересекающие П-образную полость 11 (фиг. 2, 3). В углублении 9 нижней стороны основания 1 выполнены дополнительные выемки 14, расположенные напротив отверстий 13 в выступающих частях вставки 2, с образованием при сопряжении основания и вставки (верхней и нижней частей корпуса) вертикально ориентированной П-образной полости для размещения концентраторов 15.

Герметизация корпусного пространства основания 1 обеспечивается привариванием металлической крышки 3 методом шовно-роликовой сварки, что обеспечивает защиту изделия от воздействия внешних факторов.

Выводные рамки 8 расположены по двум длинным сторонам корпуса перпендикулярно установочной плоскости корпуса. Шаг выводов корпуса 1,27 мм. Корпус имеет покрытие Н2Зл1,5. Покрытие крышки Хим.Н3. Печатная плата 5 с компонентами приклеивается на дно углубления 4, через сквозные отверстия которой монтируются кристаллы преобразователя магнитного поля 6.

Согласно изобретению был реализован корпус, в котором был размещен кристалл микросистемы измерения силы тока. Испытания показали повышение надежности, точности и воспроизводимости измерения силы тока.