隔离器

文档序号:97012 发布日期:2021-10-12 浏览:18次 >En<

阅读说明:本技术 隔离器 (Isolator ) 是由 根贺亮平 藤庆彦 大黑达也 镰仓孝信 于 2020-08-31 设计创作,主要内容包括:实施方式的隔离器具备:基板;第一平面线圈,在所述基板的上方沿着所述基板的表面设置;第一绝缘部,设置于所述第一平面线圈上;第二平面线圈,设置于所述第一绝缘部之上;及金属层,设置于所述第一绝缘部的上方。所述第一平面线圈、所述第二线圈及所述金属层在与所述基板的所述表面垂直的第一方向上并排配置。在沿着所述基板的所述表面的第二方向上,从所述第一平面线圈的中心线到外周的距离比从所述第二平面线圈的中心到外周的距离短。(The isolator of the embodiment comprises: a substrate; a first planar coil disposed along a surface of the substrate above the substrate; the first insulating part is arranged on the first planar coil; a second planar coil disposed over the first insulating portion; and the metal layer is arranged above the first insulating part. The first planar coil, the second coil, and the metal layer are arranged side by side in a first direction perpendicular to the surface of the substrate. A distance from a center line of the first planar coil to an outer periphery is shorter than a distance from a center to an outer periphery of the second planar coil in a second direction along the surface of the substrate.)

隔离器

相关申请

本申请享受以日本专利申请2020-49624号(申请日:2020年3月19日)作为基础申请的优先权。本申请通过参考该基础申请而包括基础申请的全部内容。

技术领域

本发明的实施方式一般涉及隔离器。

背景技术

隔离器在切断电流的状态下,利用磁场或电场的变化来传递信号。关于该隔离器,期望不易产生破坏。

发明内容

实施方式提供一种能够降低产生破坏的可能性的隔离器。

实施方式的隔离器具备:基板;第一平面线圈,在所述基板的上方沿着所述基板的表面设置;第一绝缘部,设置于所述第一平面线圈上;第二平面线圈,设置于所述第一绝缘部之上;及金属层,设置于所述第一绝缘部的上方。所述第一平面线圈、所述第二线圈及所述金属层在与所述基板的所述表面垂直的第一方向上排列配置。在沿着所述基板的所述表面的第二方向上,从所述第一平面线圈的中心到外周的距离比从所述第二平面线圈的中心到外周的距离短。

附图说明

图1是表示第一实施方式的隔离器的示意俯视图。

图2是表示第一实施方式的隔离器的示意剖视图。

图3的(a)及(b)是表示第一实施方式的隔离器的特性的示意图。

图4的(a)~(c)是表示第一实施方式的隔离器的特性的示意图。

图5的(a)及(b)是表示第一实施方式的隔离器的特性的示意剖视图。

图6是表示第一实施方式的变形例的隔离器的示意剖视图。

图7是表示第一实施方式的变形例的隔离器的示意剖视图。

图8是表示第一实施方式的变形例的隔离器的示意剖视图。

图9是表示第一实施方式的变形例的隔离器的示意剖视图。

图10是表示第二实施方式的隔离器的示意剖视图。

图11的(a)及(b)是表示第二实施方式的隔离器的特性的示意图。

图12是表示第二实施方式的变形例的隔离器的示意剖视图。

图13是表示第三实施方式的隔离器的俯视图。

图14是表示第三实施方式的隔离器的截面结构的示意图。

图15是表示第三实施方式的第一变形例的隔离器的俯视图。

图16是图15的A1-A2剖视图。

图17是图15的B1-B2剖视图。

图18是表示第三实施方式的第一变形例的隔离器的截面结构的示意图。

图19是表示第三实施方式的第二变形例的隔离器的俯视图。

图20是表示第三实施方式的第二变形例的隔离器的截面结构的示意图。

图21是表示第三实施方式的第三变形例的隔离器的示意图。

图22是表示第四实施方式的封装件的立体图。

图23是表示第四实施方式的封装件的截面结构的示意图。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的各实施方式进行说明。

附图是示意性或概念性的,各部分的厚度与宽度的关系、部分间的大小的比率等未必与现实的相同。即使在表示相同的部分的情况下,也存在根据附图而彼此的尺寸、比率不同地表示的情况。

(第一实施方式)

图1是表示第一实施方式的隔离器的俯视图。

图2是图1的A1-A2剖视图。

第一实施方式涉及例如被称为数字隔离器、伽伐尼隔离器、伽伐尼绝缘元件的器件。如图1及图2所示,第一实施方式的隔离器100包括第一电路1、第二电路2、基板5、第一平面线圈11、第二平面线圈12、第一绝缘部21、第二绝缘部22、绝缘部28、绝缘部29、电介质部31、电介质部41、电介质部42、导电体50、金属层62及布线层70。在图1中,省略了绝缘部28及29。

第一平面线圈11、第二平面线圈12及金属层62例如具有圆形的外周,在与基板5的表面垂直的方向(Z方向)上例如以共用中心线CL的方式配置。此外,第一平面线圈11、第二平面线圈12及金属层62的外周并不限定于圆形,例如也可以是多边形、椭圆等。

在实施方式的说明中,使用XYZ正交坐标系。将从第一平面线圈11朝向第二平面线圈12的方向设为Z方向(第一方向)。将与Z方向垂直且沿着基板5的表面并相互正交的2个方向设为X方向(第二方向)和Y方向(第三方向)。另外,为了说明,将从第一平面线圈11朝向第二平面线圈12的方向称为“上”,将其相反方向称为“下”。这些方向基于第一平面线圈11与第二平面线圈12的相对位置关系,与重力的方向无关。

如图2所示,绝缘部20隔着布线层70设置于基板5之上。第一平面线圈11设置于绝缘部20中。第一绝缘部21设置于第一平面线圈11及绝缘部20之上。第二平面线圈12设置于第一绝缘部21之上。第二绝缘部22沿着与Z方向垂直的X-Y面(第一面)而设置于第二平面线圈12的周围。第二绝缘部22与第二平面线圈12接触。

在图1及图2所示的例子中,第一平面线圈11及第二平面线圈12沿X-Y面设置成螺旋状。第一平面线圈11及第二平面线圈12在Z方向上相互对置。第二平面线圈12的至少一部分在Z方向上与第一平面线圈11的至少一部分并排。

电介质部31在Z方向上设置于第一绝缘部21与第二绝缘部22之间。电介质部31的至少一部分沿着X-Y面位于第二平面线圈12的周围。电介体部31与第二平面线圈12接触。

电介质部41设置于第二平面线圈12及第二绝缘部22之上。例如,电介体部41与第二平面线圈12及第二绝缘部22接触。

导电体50沿着第一面设置于第一平面线圈11及第二平面线圈12的周围。具体而言,导电体50包括第一导电部51、第二导电部52及第三导电部53。第一导电部51沿着X-Y面设置于第一平面线圈11的周围。第二导电部52设置于第一导电部51的一部分之上。第二导电部52沿着第一导电部51设置有多个。第三导电部53设置于多个第二导电部52之上。第三导电部53沿着X-Y面位于第二平面线圈12的周围。

在图1所示的例子中,第一平面线圈11的一端(线圈的一端)经由布线60与第一电路1电连接。第一平面线圈11的另一端(线圈的另一端)经由布线73与导电体50电连接。

第二平面线圈12的一端(线圈的一端)经由金属层62及布线63与第二电路2电连接。第二平面线圈12的另一端(线圈的另一端)经由金属层64及布线65与第二电路2电连接。例如,金属层62设置于第二平面线圈12的一端之上。金属层64设置于第二平面线圈12的另一端之上。金属层62的Z方向上的位置及金属层64的Z方向上的位置也可以与第二平面线圈12的Z方向上的位置相同。金属层62及64也可以与第二平面线圈12一体地形成。

如图2所示,在导电体50之上设置有金属层66。导电体50经由金属层66及布线67与未图示的导电部件电连接。例如,导电体50及基板5与基准电位连接。基准电位例如是接地电位。导电体50与基准电位连接,能够防止导电体50成为浮动电位。由此,能够降低由于导电体50的电位的变动而在导电体50与各平面线圈之间产生非预期的绝缘破坏的可能性。

另外,也可以在基板5设置与第一平面线圈11电连接的电路。第一电路1例如是设置于基板5上的电路的一部分。在该情况下,导电体50经由布线层70设置于基板5之上,电路设置于基板5与布线层70之间,从而相对于从基板5及导电体50的外部朝向基板5的电磁波,基板5的电路被导电体50遮蔽。其结果,能够使电路的动作更加稳定化。布线层70包括将第一平面线圈11与导电体50电连接的布线73。

在金属层62及66的周围,沿着X-Y面设置有绝缘部28。绝缘部29设置于绝缘部28之上。

第一电路1及第二电路2中的一个用作发送电路。第一电路1及第二电路2中的另一个用作接收电路。在此,对第一电路1是发送电路、第二电路2是接收电路的情况进行说明。

第一电路1向第一平面线圈11发送适于传递的波形的信号(电流)。当电流流过第一平面线圈11时,产生在螺旋状的第一平面线圈11的内侧通过的磁场。第一平面线圈11的至少一部分在Z方向上与第二平面线圈12的至少一部分并排。产生的磁力线的一部分在第二平面线圈12的内侧通过。由于第二平面线圈12的内侧的磁场的变化,在第二平面线圈12产生感应电动势,电流在第二平面线圈12中流动。第二电路2检测流过第二平面线圈12的电流,生成与检测结果相应的信号。由此,在第一平面线圈11与第二平面线圈12之间,在切断(绝缘)电流的状态下,传递信号。

对隔离器100的各构成要素的材料的一例进行说明。

第一平面线圈11、第二平面线圈12及导电体50例如包含金属。第一平面线圈11、第二平面线圈12及导电体50例如包含从由铜及铝构成的组中选择的至少1种金属。为了抑制传递信号时的第一平面线圈11及第二平面线圈12中的发热,优选这些平面线圈的电阻低。从降低电阻的观点出发,第一平面线圈11及第二平面线圈12优选包含铜。

绝缘部20、第一绝缘部21、第二绝缘部22及绝缘部28包含硅及氧。例如,绝缘部20、第一绝缘部21、第二绝缘部22及绝缘部28包含氧化硅。绝缘部20、第一绝缘部21、第二绝缘部22及绝缘部28也可以还包含氮。

绝缘部29包含聚酰亚胺、聚酰胺等绝缘性树脂。

电介质部31例如包含硅及氮。

电介质部41及42例如包含硅及氮。例如,电介质部41及42包含氮化硅。

基板5包含硅及杂质。杂质为从由硼、磷、砷及锑组成的组中选择的至少1种。

第二平面线圈12也可以包括第一金属层12a及第二金属层12b。第二金属层12b设置于第一金属层12a与第一绝缘部21之间、第一金属层12a与电介质部31之间及第一金属层12a与第二绝缘部22之间。第一平面线圈11也可以包括第三金属层11c及第四金属层11d。第四金属层11d设置于第三金属层11c与绝缘部20之间。第一金属层12a及第三金属层11c包含铜。第二金属层12b及第四金属层11d包含钽。第二金属层12b及第四金属层11d也可以包含钽与氮化钽的层叠膜。通过设置第二金属层12b及第四金属层11d,能够抑制第一金属层12a及第三金属层11c所包含的金属材料向各绝缘部的扩散。

第一导电部51也可以包括金属层51a及51b。金属层51b设置于金属层51a与绝缘部20之间。第二导电部52也可以包括金属层52a及52b。金属层52b设置于金属层52a与第一绝缘部21之间、及金属层52a与第一导电部51之间。第三导电部53也可以包括金属层53a及53b。金属层53b设置于金属层53a与第二绝缘部22之间、金属层53a与电介质部31之间、及金属层53a与第二导电部52之间。金属层51a~53a包含铜。金属层51b~53b包含钽。金属层51b~53b也可以包含钽与氮化钽的层叠膜。通过设置金属层51b~53b,能够抑制金属层51a~53a所包含的金属材料向各绝缘部的扩散。

在实施方式的隔离器100中,在第一平面线圈11与第二平面线圈12之间传递信号时,向第二平面线圈12施加相对于第一平面线圈11正的电压。由此,在第一平面线圈11与第二平面线圈12之间及导电体50与第二平面线圈12之间产生电位差。此时,有时在第二平面线圈12的外周侧的下端产生电场集中,导致第一平面线圈11与第二平面线圈12之间的绝缘破坏。因此,期望降低下端LE1附近(参照图3的(a))的电场强度,避免隔离器100的破坏。

在隔离器100中,如图2所示,从第一平面线圈11的中心线到外周的X方向的距离R1,比从第二平面线圈12的中心到外周的距离R2短。另外,从第一平面线圈11的中心到内周的距离R3,比从第二平面线圈12的中心到内周的距离R4短。从金属层62的中心到外周的距离R5,比从第二平面线圈12的中心到内周的距离R4短(参照图1)。

第一平面线圈11的匝数与第二平面线圈12的匝数相同。在该例子中,第一平面线圈11相对于第二平面线圈12缩小外径而设置。

图3至图5是表示第一实施方式的隔离器100的特性的示意图。

图3的(a)、图4的(a)、图4的(b)、图5的(a)及图5的(b)是表示第一平面线圈11与第二平面线圈12之间的电场强度分布的示意剖视图。

图3的(a)表示第一平面线圈11与第二平面线圈12之间的等电位面。在等电位面间的间隔窄的部分,电场强度高,等电位面间的间隔越宽,电场强度越低。在以下的附图的电场分布中也是同样的。

如图3的(a)所示,电场强度在第一平面线圈11的外周的上端UE1及第二平面线圈12的外周的下端LE1变高。第二平面线圈12的下端LE1处的电场强度比第一平面线圈11的上端UE1处的电场强度高。

图3的(b)是表示第二平面线圈12的外周侧的下端LE1的电场强度的曲线图。纵轴为下端LE1的电场强度。横轴是从第二平面线圈12的中心到外周的距离R2与从第一平面线圈11的中心到外周的距离R1之差ΔR1(=R2-R1)。

如图3的(b)所示,ΔR1越大,则下端LE1的电场强度越低。即,越扩大ΔR1,越能够缓和第二平面线圈12的下端LE1及第一平面线圈11的上端UE1处的电场集中,避免第一平面线圈11与第二平面线圈12之间的绝缘破坏。

图4的(a)及(b)是表示第一平面线圈11及第二平面线圈12的内周侧的电场分布的剖视图。第一平面线圈11的内周侧的端部设置于比第二平面线圈12的内周侧的端部更靠近中心线CL(参照图2)的位置。

在图4的(a)所示的例子中,在第二平面线圈12的内周侧的下端LE2产生电场集中。与此相对,在图4的(b)所示的例子中,金属层62设置于第二平面线圈12的中央(参照图1)。金属层62例如设置于在Y方向上比第二平面线圈12的上表面的水平更高的位置。

图4的(c)是表示第二平面线圈12中的内周侧的下端LE2的电场强度的曲线图。纵轴为下端LE2的电场强度。横轴为从第二平面线圈12的中心到内周的距离R4和从第一平面线圈11的中心到内周的距离R3之差ΔR2(=R4-R3)(参照图2)。

图4的(c)中示出了不配置金属层62的情况下的特性A和配置了金属层62的情况下的特性B。在特性A中,随着ΔR2变大,下端LE2处的电场强度上升。与此相对,在特性B下,下端LE2处的电场强度不上升,图3的(a)的下端LE1处的电场强度如图3的(b)那样减少。

这样,通过配置金属层62,由此能够缓和第二平面线圈12的内周侧的下端LE的电场集中,而避免第一平面线圈11与第二平面线圈12之间的绝缘破坏。

图5的(a)及(b)是表示第一平面线圈11及第二平面线圈的外周侧的其他电场分布的剖视图。

在图5的(a)所示的例子中,第一平面线圈11与第二平面线圈12的Z方向的间隔T1,比基板5与第一平面线圈11的Z方向的间隔T2宽。与此相对,在图5的(b)所示的例子中,间隔T1比间隔T2窄。

在图5的(b)所示的例子中,在基板5与第一平面线圈11的外周侧的端部之间产生等电位面蔓延那样的电场分布。由此,第一平面线圈11的内周侧的上端UE2的电场强度上升。

这样,为了避免第一平面线圈11与第二平面线圈12之间的绝缘破坏,优选第一平面线圈11与第二平面线圈12的Z方向的间隔T1比基板5与第一平面线圈11的Z方向的间隔T2宽。

图6~图8是分别表示第一实施方式的变形例的隔离器110、120及130的示意剖视图。

在图6所示的隔离器110中,从金属层62的中心到外周的X方向的距离R5,比从第二平面线圈12的中心到内周的距离R4短,金属层62配置于由第二平面线圈12的内周包围的空间。金属层62在未图示的部分与第二平面线圈12电连接。

金属层62的至少一部分在沿着基板5的表面的方向(例如X方向)上与第二平面线圈12的内周对置。由此,能够进一步降低第二平面线圈12的内周侧的下端LE2(参照图4的(b))的电场强度。

金属层62例如包括金属层62A和金属层62B。金属层62A设置于与第二平面线圈12的内周对置的位置。金属层62包括金属层62a及62b。金属层62b例如以与第二绝缘部22及电介质部31接触的方式设置。金属层62b设置于第二绝缘部22与金属层62a之间、电介质部31与金属层62a之间。金属层62a包括与第二平面线圈12的金属层12a相同的材料,金属层62b包括与第二平面线圈12的金属层12b相同的材料。

金属层62B设置于金属层62A之上,与金属层62A电连接。布线63例如被接合在金属层62B上。

在图7所示的隔离器120中,从第一平面线圈11的中心到外周的距离R1,比从第二平面线圈12的中心到外周的距离R2短,从第一平面线圈11的中心到内周的距离R3,比从第二平面线圈12的中心到内周的距离R4长。

即,第一平面线圈11的外周与内周的间隔(R1-R3)设置得比第二平面线圈12的外周与内周的间隔(R2-R4)窄。由此,能够降低第二平面线圈12的内周侧的下端LE2的电场强度(参照图3的(a)及(b)。另外,通过配置金属层62,能够进一步降低下端LE2的电场强度(参照图4的(b))。

在该例中也是,第一平面线圈11的匝数与第二平面线圈12的匝数相同。例如,通过缩小第一平面线圈11的绕组的X方向的宽度及绕组间的空间的宽度中的至少任意一个,由此能够缩小第一平面线圈11的外周与内周的间隔(R1-R3)。

通过使第一平面线圈11的匝数与第二平面线圈12的匝数相同,由此能够容易地进行第一平面线圈11与第二平面线圈12之间的磁耦合的设计。

在图8所示的隔离器130中,金属层62在Z方向上位于比第二平面线圈12的上表面靠上的水平。此外,从金属层62的中心到外周的距离R5比从第二平面线圈的中心到内周的距离R4长。换言之,第二平面线圈12包括位于第一绝缘部21与金属层62之间的部分。由此,能够进一步降低第二平面线圈12的内周侧的下端LE2的电场强度。

这样,在隔离器100~130中,通过使从第二平面线圈12的中心到外周的距离R2比从第一平面线圈11的中心到外周的距离R1长,由此降低第二平面线圈12的外周侧的下端LE1的电场强度。进而,通过配置金属层62,能够降低第二平面线圈12的内周侧的下端LE2的电场强度,而避免第一平面线圈11与第二平面线圈12之间的绝缘破坏。

另外,为了实现第一平面线圈11与第二平面线圈12之间的期望的绝缘耐受量,隔离器100~130所示的第一平面线圈11、第二平面线圈12及金属层62的构成能够相互组合。

图9是表示比较例的隔离器100r和第一实施方式的变形例的隔离器100p的示意剖视图。

隔离器100r具备第一平面线圈11、第二平面线圈12、金属层62及导电体50r。从第一平面线圈11的中心到外周的距离R1(参照图2)与从第二平面线圈12的中心到外周的距离R2(参照图2)相同。

导电体50r包括第一导电部51r、第二导电部52及第三导电部53,以包围第一平面线圈11及第二平面线圈12的方式设置。例如,从第一导电部51r到第一平面线圈11的距离R1,与从第三导电部53到第二平面线圈12的距离R2大致相同。

隔离器100p具备第一平面线圈11、第二平面线圈12、金属层62及导电体50p。从第一平面线圈11的中心到外周的距离R1(参照图2),比从第二平面线圈12的中心到外周的距离R2(参照图2)短。

导电体50p包括第一导电部51p、第二导电部52及第三导电部53,以包围第一平面线圈11及第二平面线圈12的方式设置。例如,从第一导电部51p到第一平面线圈11的距离R1,与从第三导电部53到第二平面线圈12的距离R2大致相同。

即,第一导电部51p与第一导电部51r相比朝向第一平面线圈11延伸的更长。例如,在基板5与第一导电部51p之间,在基板5的表面侧设置与第一平面线圈11连接的电路(未图示)的情况下,在隔离器100p中,与隔离器100r相比,能够配置于更接近第一平面线圈11的位置。由此,在隔离器100p中,例如,能够使X方向的尺寸缩小使第一导电部51p向第一平面线圈11的方向延伸的长度Lx。

(第二实施方式)

图10是表示第二实施方式的隔离器200的示意剖视图。另外,在图10中,省略了基板5与绝缘部20之间的布线层70。在以下的附图中也是同样的。

如图10所示,在隔离器200中,使从金属层62的中心到外周的距离R5,比从第二平面线圈12的中心到外周的距离R2长。在该例子中,从第二平面线圈12的中心到外周的距离R2与从第一平面线圈11的中心到外周的距离R1相同。另外,从第二平面线圈12的中心到内周的距离R4也可以与从第一平面线圈11的中心到内周的距离R3相同。

图11的(a)及(b)是表示第二实施方式的隔离器200的特性的示意图。图11的(a)是表示第一平面线圈11与第二平面线圈12之间的电场分布的剖视图。图11的(b)是表示第二平面线圈12的外周侧的下端LE1处的电荷强度的曲线图。

如图11的(a)所示,可知在第一平面线圈11的外周侧的上端UE1、第二平面线圈12的外周侧的下端LE1及金属层62的外周,等电位面的间隔变窄,电场强度上升。

例如,金属层62的外周位于距第一平面线圈11的距离长的位置,有助于由电场集中引起的绝缘破坏的可能性小。另外,第一平面线圈11的上端UE1处的电场强度比第二平面线圈12的下端LE1的电场强度低。因此,为了避免第一平面线圈11与第二平面线圈之间的绝缘破坏,只要降低第二平面线圈12的下端LE1处的电场强度即可。

图11的(b)是表示第二平面线圈12的下端LE1处的电场强度的变化的曲线图。纵轴为下端LE1的电场强度,横轴为从金属层62的中心至外周的距离R5与从第二平面线圈12的中心至外周的距离R2之差ΔR3(=R5-R2)。

如图11的(b)所示,若使ΔR3大于零,则下端LE1处的电场强度降低。即,通过使金属层62的端部从第二平面线圈12的外周向外侧突出,由此能够降低第二平面线圈12的下端LE1的电场强度。同时,第一平面线圈11的上端UE1处的电场强度也进一步降低。

这样,在隔离器200中,通过使从金属层62的中心到外周的距离R5比从第二平面线圈12的中心到外周的距离R2长,由此能够缓和第二平面线圈12的下端LE2处的电场集中,而避免第一平面线圈11与第二平面线圈12之间的绝缘破坏。

图12是表示第二实施方式的变形例的隔离器210的示意剖视图。在隔离器210中,使从金属层62的中心到外周的距离R5比从第二平面线圈12的中心到外周的距离R2长。

并且,从第二平面线圈12的中心到外周的距离R2,比从第一平面线圈11的中心到外周的距离R1长。另外,从第二平面线圈12的中心到内周的距离R4,比从第一平面线圈11的中心到内周的距离R3短。由此,能够进一步缓和第二平面线圈12的下端LE2处的电场集中,而避免第一平面线圈11与第二平面线圈12之间的绝缘破坏。

另外,第二实施方式的隔离器并不限定于上述的例子,例如也可以配置图2所示的第一平面线圈11及第二平面线圈12。

(第三实施方式)

图13是表示第三实施方式的隔离器的俯视图。

图14是表示第三实施方式的隔离器的截面结构的示意图。

在第三实施方式的隔离器300中,如图13所示,第一平面线圈11的外周部的一端经由布线73与导电体50电连接。第一平面线圈11的另一端经由布线60与第一电路1电连接。

如图14所示,第一电路1设置于基板5中。第二电路2设置于与基板5分离的基板6中。金属层62经由布线63与设置于基板6之上的金属层69电连接。金属层64经由布线65与设置于基板6之上的金属层68电连接。第二电路2与金属层68及69电连接。

在隔离器300中,在比基板5靠上侧的结构中,能够应用已经说明的各实施方式的结构。由此,能够降低第二平面线圈12的端面的下端附近的电场强度。

图15是表示第三实施方式的第一变形例的隔离器的俯视图。

图16是图15的A1-A2剖视图。图17是图15的B1-B2剖视图。

图18是表示第三实施方式的第一变形例的隔离器的截面结构的示意图。

如图15所示,第一变形例的隔离器310包括第一结构体10-1和第二结构体10-2。

如图15、图16和图18所示,第一结构体10-1包括平面线圈11-1、平面线圈12-1、绝缘部21-1、绝缘部22-1、电介质部31a、电介质部41a、电介质部42a、导电体50a、金属层62a、金属层64a及金属层66a。

平面线圈11-1、平面线圈12-1、绝缘部21-1、绝缘部22-1、电介质部31a、电介质部41a、电介质部42a、导电体50a、金属层62a、金属层64a及金属层66a的结构,例如分别与图2所示的第一平面线圈11、第二平面线圈12、第一绝缘部21、第二绝缘部22、电介质部31、电介质部41、电介质部42、导电体50、金属层62、金属层64及金属层66的结构相同。

如图15、图17及图18所示,第二结构体10-2包括平面线圈11-2、平面线圈12-2、绝缘部21-2、绝缘部22-2、电介质部31b、电介质部41b、电介质部42b、导电体50b、金属层62b、金属层64b及金属层66b。

平面线圈11-2、平面线圈12-2、绝缘部21-2、绝缘部22-2、电介质部31b、电介质部41b、电介质部42b、导电体50b、金属层62b、金属层64b及金属层66b的结构,例如分别与图2所示的第一平面线圈11、第二平面线圈12、第一绝缘部21、第二绝缘部22、电介质部31、电介质部41、电介质部42、导电体50、金属层62、金属层64及金属层66的结构相同。

如图15所示,金属层62a通过布线63与金属层62b电连接。金属层64a通过布线65与金属层64b电连接。

金属层66a通过布线67a与其他导电部件电连接。金属层66b通过布线67b与其他导电部件电连接。

如图18所示,第一电路1设置于基板5中。第一结构体10-1设置于基板5之上。第二电路2设置于基板6中。第二结构体10-2设置于基板6之上。平面线圈11-1的一端与导电体50a电连接。平面线圈11-1的另一端与第一电路1电连接。平面线圈11-2的一端与导电体50b电连接。平面线圈11-2的另一端与第二电路2电连接。

在隔离器310中,在比基板5靠上侧的结构及比基板6靠上侧的结构中,能够应用已经说明的各实施方式的结构。由此,能够降低平面线圈12-1的端面的下端附近的电场强度。另外,能够降低平面线圈12-2的端面的下端附近的电场强度。在图15至图18所示的隔离器310中,一对平面线圈11-1及平面线圈12-1与一对平面线圈11-2及平面线圈12-2串联连接。换言之,第一电路1与第二电路2之间通过串联连接的两对平面线圈而双重地绝缘。根据隔离器310,与由一对平面线圈进行一重绝缘的结构相比,能够提高绝缘可靠性。

图19是表示第三实施方式的第二变形例的隔离器的俯视图。

图20是表示第三实施方式的第二变形例的隔离器的截面结构的示意图。

如图19及图20所示,第三实施方式的第二变形例的隔离器320与隔离器300的不同点在于,第一平面线圈11的两端与第一电路1电连接这一点。导电体50与第一电路1及第一平面线圈11电分离。如果导电体50被设定为基准电位,则第一电路1、第一平面线圈11及导电体50之间的电连接关系能够适当变更。

图21是表示第三实施方式的第三变形例的隔离器的示意图。

第三变形例的隔离器330包括第一结构体10-1、第二结构体10-2、第三结构体10-3及第四结构体10-4。第一结构体10-1包括平面线圈11-1和平面线圈12-1。第二结构体10-2包括平面线圈11-2和平面线圈12-2。第三结构体10-3包括平面线圈11-3和平面线圈12-3。第四结构体10-4包括平面线圈11-4和平面线圈12-4。各个平面线圈是线圈。第一电路1包括差动驱动电路1a、电容C1及电容C2。第二电路2包括差动接收电路2a、电容C3及电容C4。

例如,差动驱动电路1a、电容C1、电容C2、平面线圈11-1、平面线圈11-2、平面线圈12-1及平面线圈12-2形成于未图示的第一基板之上。平面线圈11-1的一端与第一恒定电位连接。平面线圈11-2的另一端与电容C1连接。平面线圈11-1的一端与第二恒定电位连接。平面线圈11-2的另一端与电容C2连接。

差动驱动电路1a的一个输出与电容C1连接。差动驱动电路1a的另一个输出与电容C2连接。电容C1连接在差动驱动电路1a与平面线圈11-1之间。电容C2连接在差动驱动电路1a与平面线圈11-2之间。

平面线圈11-1和平面线圈12-1隔着绝缘部层叠。平面线圈11-2和平面线圈12-2隔着其他绝缘部层叠。平面线圈12-1的一端与平面线圈12-2的一端连接。

例如,差动接收电路2a、电容C3、电容C4、平面线圈11-3、平面线圈11-4、平面线圈12-3及平面线圈12-4形成于未图示的第二基板上。平面线圈11-3的一端与第三恒定电位连接。平面线圈11-3的另一端与电容C3连接。平面线圈11-4的一端与第四恒定电位连接。平面线圈11-4的另一端与电容C4连接。

差动接收电路2a的一个输入与电容C3连接。差动接收电路2a的另一个输入与电容C4连接。平面线圈11-3和平面线圈12-3隔着绝缘部层叠。平面线圈11-4和平面线圈12-4隔着其他绝缘部层叠。平面线圈12-3的一端与平面线圈12-4的一端连接。平面线圈12-3的另一端与平面线圈12-1的另一端连接。平面线圈12-4的另一端与平面线圈12-2的另一端连接。

对动作进行说明。在变压器(或隔离器)中,传输调制后的信号。在图21中,Vin表示调制后的信号。在信号的调制中,例如使用边缘触发方式或开-关键控(On-Off Keying)方式。无论哪种方法,Vin都是使原来的信号位移向高频带的信号。

差动驱动电路1a根据Vin而使平面线圈11-1及平面线圈11-2中流过彼此相反方向的电流i0。平面线圈11-1及11-2产生相互反向的磁场(H1)。平面线圈11-1的匝数与平面线圈11-2的匝数相同时,产生的磁场的大小彼此相等。

通过磁场H1在平面线圈12-1中产生的感应电压与在通过磁场H1平面线圈12-2中产生的感应电压相加。电流i1在平面线圈12-1及12-2中流动。平面线圈12-1及12-2分别通过接合线与平面线圈12-3和平面线圈12-4连接。接合线例如包含金。接合线的直径例如为30μm。

由平面线圈12-1及12-2相加后的感应电压被施加到平面线圈12-3及12-4。在平面线圈12-3及平面线圈12-4中流过与流过平面线圈12-1及平面线圈12-2的电流i1相同值的电流i2。平面线圈12-3及12-4产生相互反向的磁场(H2)。平面线圈12-3的匝数与平面线圈12-4的匝数相同时,产生的磁场的大小彼此相等。

通过磁场H2在平面线圈11-3产生的感应电压的方向与通过磁场H2在平面线圈11-4产生的感应电压的方向相反。在平面线圈11-3和11-4中流过电流i3。另外,平面线圈11-3中产生的感应电压的大小与平面线圈11-4中产生的感应电压的大小相同。对差动接收电路2a施加使平面线圈11-3和11-4分别产生的感应电压的加法,传输调制后的信号。

图22是表示第四实施方式的封装件的立体图。

图23是表示第四实施方式的封装件的截面结构的示意图。

如图22所示,第四实施方式的封装件400包括金属部件81a~81f、金属部件82a~82f、金属层83a~83f、金属层84a~84f、密封部90及多个隔离器330。

在图示的例子中,封装件400包括4个隔离器330。即,图21所示的第一结构体10-1~第四结构体10-4的组被设置有4个。

多个第一结构体10-1及第二结构体10-2设置于金属部件81a的一部分之上。例如,多个第一结构体10-1及第二结构体10-2设置于1个基板5之上。基板5与金属部件81a电连接。在基板5中,设置有与各个第一结构体10-1及第二结构体10-2对应的多个第一电路1。

多个第三结构体10-3及第四结构体10-4设置于金属部件82a的一部分至上。多个第三结构体10-3及第四结构体10-4设置于1个基板6之上。基板6与金属部件82a电连接。在基板6中,设置有与各个第三结构体10-3及第四结构体10-4对应的多个第二电路2。

金属部件81a进一步与金属层83a电连接。金属层83a与各第一结构体10-1及第二结构体10-2的导电体50a电连接。金属部件82a进一步与金属层84a电连接。金属层84a与各第三结构体10-3及第四结构体10-4的导电体50b电连接。

金属部件81b~81e分别与金属层83b~83e电连接。金属层83b~83e分别与多个第一电路1电连接。金属部件81f与金属层83f电连接。金属层83f与多个第一电路1电连接。

金属部件82b~82e分别与金属层84b~84e电连接。金属层84b~84e分别与多个第二电路2电连接。金属部件82f与金属层84f电连接。金属层84f与多个第二电路2电连接。

密封部90覆盖金属部件81a~81f和82a~82f各自的一部分、金属层83a~83f、金属层84a~84f及多个隔离器330。

金属部件81a~81f分别具有端子T1a~T1f。金属部件82a~82f分别具有端子T2a~T2f。端子T1a~T1f及T2a~T2f未被密封部90覆盖,而是露出于外部。

例如,端子T1a及T2a与基准电位连接。向端子T1b~T1e输入向各个第一电路1的信号。向端子T2b~T2e输出来自各个第二电路2的信号。端子T1f与用于驱动多个第一电路1的电源连接。端子T2f与用于驱动多个第二电路2的电源连接。

根据第四实施方式,能够降低在封装件400中产生隔离器的破坏的可能性。在此,说明了设置有4个隔离器330的例子,但也可以在封装件400中设置1个以上的其他隔离器。

以上,例示了本发明的几个实施方式,但这些实施方式是作为例子而提示的,并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式实施,在不脱离发明的主旨的范围内,能够进行各种省略、置换、变更等。这些实施方式及其变形例包含在发明的范围或主旨内,并且包含在权利要求书所记载的发明及其等同的范围内。另外,前述的各实施方式能够相互组合来实施。

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