信号传输装置制造方法及图纸

在压力传感器IC芯片(51)形成压力传感器(20)的传感器部(21)和接收电路(22)。在发送芯片(52)和压电芯片(53)分别形成致动器(10)的发送电路(11)和压电元件(12)。压力传感器IC芯片(51)与压电芯片(53)在被封装主体(41)和基底基板(42)包围并气密化的第一空间(44)空出距离(d1)而相对。以该距离(d1)设定从初级侧向次级侧的信号传输的绝缘耐压。第一空间(44)是由能够将压电元件(12)的振动作为压力(31)进行传输的绝缘介质构成的压力传送区域(30)。通过利用压力传送区域(30)的绝缘介质将初级侧与次级侧之间进行绝缘，能够在集成于单个模块的各部间，利用在压力传送区域(30)产生的压力(31)来进行从初级侧向次级侧的绝缘性高的信号传输。

Signal transmission device

The pressure sensor IC chip (51) forms a sensor section (21) and a receiving circuit (22) of the pressure sensor (20). The transmission circuit (11) of the actuator (10) and the piezoelectric element (12) are formed in the transmission chip (52) and the piezoelectric chip (53), respectively. The pressure sensor IC chip (51) is relative to the piezoelectric chip (53) in the first space (44) clearance distance (d1) enclosed by the encapsulated body (41) and the base plate (42) and airtight. With this distance (d1), the insulation withstand voltage of signal transmission from primary side to secondary side is set. The first space (44) is a pressure transmission area (30) composed of an insulating medium capable of transmitting the vibration of a piezoelectric element (12) as a pressure (31). By insulating the primary side and the secondary side with the insulating medium of the pressure transmission area (30), the high insulating signal transmission from the primary side to the secondary side can be realized by integrating the pressure (31) generated in the pressure transmission area (30) among the parts of a single module.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】信号传输装置
本专利技术涉及信号传输装置。
技术介绍
以往，公知有使用MEMS(MicroElectroMechanicalSystems：微机电系统)技术将传感器和/或致动器等多个不同的要素形成在同一基板上而成的微小器件(以下，称为MEMS器件)(例如，参照下述专利文献1)。此外，公知有将MEMS器件集成到半导体基板上而成的模块(例如，参照下述专利文献2、3)。在下述专利文献1中，提出了具备检测可动梁(梁状部件)的位移的传感器的机械隔离器。在下述专利文献2中，提出了将MEMS器件和无源元件分别接合于不同的基板而集成在单个模块的技术。在下述专利文献3中，提出了将MEMS器件气密密封的技术。对以往的MEMS器件或将MEMS器件集成化而得到的模块的结构进行说明。图17是简易地示出以往的MEMS器件的结构的框图。图17是下述专利文献1的图1。图17所示的MEMS器件为在同一半导体基板上具备致动器201、控制元件202、传感器203及可动梁204的模拟隔离器。致动器201、传感器203和可动梁204使用MEMS技术而形成。致动器201与控制元件202以及控制元件202与传感器203分别经由可动梁204而机械连接。致动器201接收输入信号211的输入，使可动梁204向与传感器203的配置位置相反的方向(以下，称为工作方向)221可动。传感器203检测可动梁204的动作，并向处理电路205发送电信号。处理电路205将来自传感器203的电信号与基准信号212进行比较，生成输出信号213和/或误差信号214。输出信号213为表示可动梁204的动作的模拟信号。控制元件202从处理电路205直接或经由反馈网络206接收误差信号214的输入，使可动梁204双向222可动。可动梁204具有分别构成致动器201和传感器203的一部分的导电部231a、231b。可动梁204的导电部231a、231b分别通过绝缘部232a、232b与控制元件202的各导电部231c电绝缘。通过绝缘部232a、232b形成三个分离区域233a～233c，在各分离区域233a～233c分别配置致动器201、控制元件202和传感器203。控制元件202与输入信号211和输出信号213电绝缘。传感器203与输入信号211电绝缘。图18是示出以往的将MEMS器件集成化而成的模块的结构的截面图。图18是下述专利文献2的图1。图18所示的模块通过将MEMS器件241和无源元件242分别接合在不同的基板243、244上，从而不将MEMS器件241单独封装而与无源元件242一同集成化。基板243、244以在基板243、244间的空间245配置MEMS器件241和无源元件242的方式对齐，并通过互连件246接合。符号247是将基板243、244间的空间245的周围进行包围的部件。符号248是与互连件246连接的过孔。图19是示出以往的将MEMS器件集成化而成的模块的结构的另一例的截面图。图19是下述专利文献3的图1。在图19所示的模块中，在第一基板251上配置有MEMS器件254。MEMS器件254被与第一基板251相对的第二基板252覆盖。MEMS器件254的信号通过第二基板252上的引出电极255和贯通第三基板253的布线256引到外部。第三基板253夹着第一基板251而与第二基板252相对，并经由接合层257与第二基板252接合。在第二基板252与第三基板253之间，MEMS器件254被气密密封。此外，提出了在封装内将致动器与驱动控制该致动器的控制电路一体化而成的模块(例如，参照下述专利文献4(第0023段)。)。在下述专利文献4中，作为致动器，公开了使用线性电磁体(Linearsolenoid)将阀门(valve)开闭的电磁阀控制装置，所述线性电磁体利用电磁体的原理将电能转换为机械动能。此外，作为电磁阀控制装置，提出了通过将多个在表面形成了螺旋状线圈的绝缘基板层叠起来而将螺旋状线圈彼此串联连接而成的电磁线圈，来可动控制电磁阀的柱塞的装置(例如，参照下述专利文献5。)。图28是示出以往的电磁模块的构成的框图。图28是下述专利文献4的图1。图28所示的模块261的构成是在封装262内将线性电磁体263和驱动控制该线性电磁体263的由半导体芯片构成的线性电磁体控制电路264一体化。在线性电磁体控制电路264中，PWM(PulseWidthModulation：脉宽调制)控制电路267基于接口电路265的输入值、平均电流检测电路269和温度传感器270的输出值来进行PWM控制处理而输出脉宽调制信号。线性电磁体控制电路264的接口电路265与控制自动变速器的电子控制单元内的微型计算机的输出端口连接。此外，PWM控制电路267基于由温度传感器270检测到的温度检测值和存储在特性参数存储元件266的温度特性值，计算线性电磁体263的实际电阻值，并基于该实际电阻值计算PWM占空比(通电率)。驱动电路268基于由PWM控制电路267基于PWM占空比形成的PWM脉冲信号而被控制开启关断，并向线性电磁体263提供加入了温度特性的励磁电流而进行伴随线性电磁体263的温度校正的驱动控制。图29、图30是示出以往的电磁线圈的构成的说明图。图29、图30分别是下述专利文献5的图1、图4，图30是示意性地示出图29所示的导通孔277b附近的纵断面的放大截面图。电磁线圈271具有形成在绝缘基板的面上的螺旋状线圈272、与螺旋状线圈272的外侧的端部(卷绕终点)接触而设置的引出线273和接合部274a以及设置在螺旋状线圈272的内侧的端部(卷绕起点)的接合部274b。符号275是将在螺旋状线圈272产生的热释放到外部的导热层。符号276是设置在螺旋状线圈272的中心部分，且供柱塞插入的开口部。符号277a、277b是用于将多个膜状电磁线圈280的外侧的接合部274a彼此、内侧的接合部274b彼此连接的导通孔。电磁线圈271具有经由接合片291将多个膜状电磁线圈280层叠并相互连接的层叠结构，并由绝缘层292覆盖保护。膜状电磁线圈280通过在绝缘基板281的两面分别依次层叠粘接剂层282、导电性薄膜层283、镀覆层284而构成。在导电性薄膜层283通过公知的蚀刻技术形成螺旋状线圈272、引出线273、接合部274a、274b、导热层275、导通孔277a、277b的图案。导通孔277b的内壁由镀覆层285覆盖，通过镀覆层285，绝缘基板281的两面的导电性薄膜层283和镀覆层284彼此电连接。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009-066750号公报专利文献2：日本特表2007-536105号公报专利文献3：日本特开2008-244244号公报专利文献4：日本特开2010-242806号公报专利文献5：日本特开平11-340031号公报
技术实现思路
技术问题然而，在上述专利文献1(参照图17)中，将致动器201与传感器203间电绝缘的绝缘部232a、232b也通过MEMS技术与致动器201和传感器203形成在同一半导体基板上。因此，绝缘部232a、232b的宽度(可动梁204的工作方向221的宽度)w200受芯片尺寸制约而变窄。由于该绝缘部232a、232b的宽度w200是决定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种信号传输装置，其特征在于，具备：发送电路，从初级侧接收输入信号的输入而发送第一电信号；无源元件，基于所述第一电信号产生压力；传感器部，检测所述压力并将该压力转换为第二电信号；接收电路，向次级侧输出基于所述第二电信号的输出信号；第一半导体基板，设置有所述传感器部；绝缘介质，将所述无源元件与所述传感器部电绝缘；以及压力传送区域，在该压力传送区域中，所述无源元件与所述第一半导体基板夹着所述绝缘介质分开预定距离而相对，并经由所述绝缘介质从所述无源元件向所述传感器部传送所述压力，所述信号传输装置通过所述压力的传送来进行从所述初级侧向所述次级侧的信号传输。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.18 JP 2016-028705;2016.07.13 JP 2016-138831.一种信号传输装置，其特征在于，具备：发送电路，从初级侧接收输入信号的输入而发送第一电信号；无源元件，基于所述第一电信号产生压力；传感器部，检测所述压力并将该压力转换为第二电信号；接收电路，向次级侧输出基于所述第二电信号的输出信号；第一半导体基板，设置有所述传感器部；绝缘介质，将所述无源元件与所述传感器部电绝缘；以及压力传送区域，在该压力传送区域中，所述无源元件与所述第一半导体基板夹着所述绝缘介质分开预定距离而相对，并经由所述绝缘介质从所述无源元件向所述传感器部传送所述压力，所述信号传输装置通过所述压力的传送来进行从所述初级侧向所述次级侧的信号传输。2.根据权利要求1所述的信号传输装置，其特征在于，所述发送电路接收模拟的所述输入信号的输入而发送具有振幅连续增加或减小的特性的所述第一电信号，所述接收电路向所述次级侧输出具有振幅基于所述第一电信号而连续增加或减小的特性的所述第二电信号作为所述输出信号。3.根据权利要求1所述的信号传输装置，其特征在于，所述发送电路接收数字的所述输入信号的输入而发送具有振幅离散地增加或减小的特性的所述第一电信号，所述接收电路将振幅基于所述第一电信号而离散地增加或减小的所述第二电信号的电压值与基准电压进行比较，向所述次级侧输出具有振幅离散地增加或减小的特性的所述输出信号。4.根据权利要求1所述的信号传输装置，其特征在于，以所述输入信号的一个周期输出一个周期的所述输出信号。5.根据权利要求1所述的信号传输装置，其特征在于，所述发送电路在预定时间内接收多个周期的数字的所述输入信号的输入，发送具有振幅离散地增加或减小的非线性特性的多个周期的所述第一电信号，所述接收电路以振幅基于多个周期的所述第一电信号的非线性而离散地增加或减小的所述第二电信号的多个周期为一个周期，向所述次级侧输出模拟地具有振幅连续增加或减小的线性特性的所述输出信号。6.根据权利要求1所述的信号传输装置，其特征在于，在所述压力传送区域中所述无源元件与所述传感器部相对。7.根据权利要求1～6中任一项所述的信号传输装置，其特征在于，所述信号传输装置还具备高硬度部件，所述高硬度部件粘接于所述无源元件，并位于所述无源元件与所述传感器部之间，且包含硬度比所述绝缘介质高的材料。8.根据权利要求1所述的信号传输装置，其特征在于，所述信号传输装置还具备：封装部件，具有配置有所述第一半导体基板的凹部；以及基底基板，配置有所述无源元件，所述基底基板配置在封盖该凹部的位置并粘接于该封装部件，以使所述无源元件配置在所述封装部件的所述凹部的内部，将由所述封装部件和所述基底基板包围的空间作为所述压力传送区域。9.根据权利要求1所述的信号传输装置，其特征在于，所述信号传输装置还具备：封装部件，配置有所述第一半导体基板；基底基板，配置有所述无源元件；以及中继部件，将所述第一半导体基板与所述基底基板接合，将由所述第一半导体基板、所述基底基板和所述中继部件包围的空间作为所述压力传送区域。10.根据权利要求8所述的信号传输装置，其特征在于，所述信号传输装置还具备第二半导体基板，所述第二半导体基板设置有所述发送电路，所述第二半导体基板与所述无源元件分离地配置于所述基底基板。11.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：赤羽正志，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP