电极装置、半导体装置和半导体系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能够精确检测待检测对象的电极装置、半导体装置和半导体系统。根据一个实施例，电极装置11被用于检测互电电容系统的电容，并且包括接收电极PR1、面对接收电极PR1布置的发射电极PX1、面对接收电极PR1布置的发射电极PX2，使发射电极PX1介于发射电极PX2和接收电极PR1之间、以及电介质板101，设置在发射电极PX1和发射电极PX2之间以用于固定发射电极PX1和发射电极PX2之间的距离和介电常数。

Electrode device, semiconductor device and semiconductor system

The invention provides an electrode device, a semiconductor device and a semiconductor system capable of accurately detecting an object to be detected. According to one embodiment, the electrode device 11 is used to detect the capacitance of the mutual electric capacitance system, and includes a receiving electrode PR1, a transmitting electrode PX1 arranged facing the receiving electrode PR1, and a transmitting electrode PX2 arranged facing the receiving electrode PR1, so that the transmitting electrode PX1 is between the transmitting electrode PX2 and the receiving electrode PR1, and the dielectric plate 101 is arranged between the transmitting electrode PX1 and the transmitting electrode PX2 To fix the distance and dielectric constant between the emitter PX1 and the emitter PX2.

【技术实现步骤摘要】
电极装置、半导体装置和半导体系统相关申请的交叉引用2019年4月25日提交的日本专利申请号2019-083988的公开包括说明书、附图和摘要，其全部内容通过引用并入本文。
本专利技术涉及电极装置、半导体装置和半导体系统，例如，本专利技术涉及适于精确检测待检测对象的电极装置、半导体装置和半导体系统。
技术介绍
近年来，需要利用互电容型传感器精确地检测诸如纸张的待检测对象(检测目标对象)是否被插入在电极之间或触摸电极是否被诸如手指的待检测对象触摸。例如，专利文献1公开了一种互电容型触摸传感器的结构，用于检测触摸电极是否被手指触摸。下面列出了公开的技术。[专利文献1]日本未审查专利申请公开2017-204900。
技术实现思路
然而，在现有技术的配置中，当电极之间的距离由于轻微振动等而无意地变化时，无论待检测对象存在或不存在或者在检测待检测对象时，都会出现无意的数值波动，并且存在错误检测或检测错误发生的可能性。即，在现有技术的配置中，仍然不可能精确地检测到待检测对象。根据本说明书和附图的描述，其他问题和新颖特征将变得明显。根据一个实施例，一种被用于互电容型电容检测的电极装置，包括：接收电极；第一发射电极，与接收电极相对设置；第二发射电极，与接收电极相对设置且使第一发射电极介于第二发射电极和接收电极之间；以及电介质基板，被提供在第一发射电极和第二发射电极之间，用于固定第一发射电极和第二发射电极之间的距离和介电常数。根据一个实施例，一种半导体装置，包括：接收电极；第一发射电极，与接收电极相对设置；第二发射电极，与接收电极相对设置且使第一发射电极介于第二发射电极和接收电极之间；以及电介质基板，被提供在第一发射电极和第二发射电极之间，用于固定第一发射电极和第二发射电极之间的距离和介电常数；脉冲信号输出电路，用于选择性地将脉冲信号输出到电极装置的第一发射电极和第二发射电极中的任何一个；电容检测电路，通过使用当所述脉冲信号被施加到第一发射电极时接收电极中消耗的电流以及当脉冲信号仅被施加到第二发射电极时接收电极中消耗的电流来计算第一发射电极和接收电极之间的电容改变；以及算术处理单元，基于电容检测电路的检测结果来确定被检测目标对象是否设置在电极装置中。根据一个实施例，一种半导体系统，包括：电极装置和半导体装置，其中电极装置包括：接收电极；第一发射电极，面对接收电极设置；第二发射电极，面对接收电极设置，使第一发射电极介于第二发射电极和接收电极之间；以及电介质基板，被提供在第一发射电极和第二发射电极之间以固定第一发射电极和第二发射电极之间的距离和介电常数，并且其中，半导体装置包括：脉冲信号输出电路，用于选择性地将脉冲信号输出到第一发射电极和第二发射电极中的任何一个；电容检测电路，使用当脉冲信号被施加到第一发射电极时接收电极中消耗的电流以及当脉冲信号仅被施加到第二发射电极时接收电极中消耗的电流来计算第一发射电极和接收电极之间的电容改变量；以及算术处理单元，基于电容检测电路的检测结果来确定待检测对象是否设置在电极装置上。本专利技术的效果根据上述实施例，可以提供能够高精度检测待检测对象的电极装置、半导体装置和半导体系统。附图说明图1是示出根据第一实施例的电极装置的示例性配置的示意性截面图。图2是示出包括图1所示的电极装置的半导体装置的示例性配置图。图3是示出根据第二实施例的电极装置的示例性配置的示意性截面图。图4是示出在图3所示的电极装置的电极之间插入纸张的状态的示意性截面图。图5是示出具有图3所示电极装置的半导体系统的配置示例图。图6是示出图3所示电极装置的第一修改示例的示意性截面图。图7是示出图3所示电极装置的第二修改示例的示意性截面图。图8是示出根据第一实施例的半导体系统的应用示例图。图9是示出根据在第一实施例之前构思的电极装置的配置示例的示意性截面图。图10是示出在图9所示电极装置的电极之间插入纸张的状态的示意性截面图。图11是用于说明在电极之间形成电容的图。具体实施方式为了说明清楚，适当地省略和简化以下说明和附图。此外，在附图中被描述为用于执行各种处理的功能块元件可以在硬件方面被配置为CPU(中央处理单元)、存储器和其它电路，并且在软件方面可以由加载到存储器中的程序来实现。因此，本领域技术人员应当理解，这些功能块可以通过单独的硬件、单独的软件或其组合以各种形式实现，并且本专利技术不限于其中的任何一种。在附图中，相同的元件由相同的附图标记表示，并且必要时省略其重复描述。而且，可以使用各种类型的非瞬态计算机可读介质来存储上述程序并将其提供给计算机。非瞬态计算机可读介质包括各种类型的有形存储介质。非瞬态计算机可读介质的示例包括磁记录介质(例如，软磁盘、磁带、硬盘驱动器)、磁光记录介质(例如，磁光盘)、CD-ROM(只读存储器、CD-R、CD-R/W)、固态存储器(例如，掩膜ROM、PROM(可编程ROM)、EPROM(可擦除PROM)、闪速ROM、RAM(随机存取存储器))。程序也可以由各种类型的瞬态计算机可读介质提供给计算机。瞬态计算机可读介质的示例包括电信号、光信号和电磁波。瞬态计算机可读介质可以将程序经由有线或无线通信路径(诸如电线和光纤)提供给计算机。首先，参照图9，将描述本专利技术者预先研究的电极装置60。图9是示出根据在第一实施例之前构思的电极装置的配置示例的示意性截面图。电极装置60被用于检测互电容型的电容，并且通过在电极之间插入待检测对象(例如纸张)来改变电极之间的电容。使用电极装置60的传感器基于从电极装置60获得的电容变化来检测是否在电极之间插入了待检测对象(例如纸张)。此后，将给出具体描述。如图9所示，电极装置60包括发射电极PX1、接收电极PR1和介质基板101和102。具体地，发射电极PX1设置在电介质基板101的主表面上。接收电极PR1设置在介质基板102的、面对介质基板101设置的主表面上，使得接收电极PR1面对发射电极PX1，其间具有预定的距离d。电介质基板101和102例如是玻璃环氧树脂基板。在发射电极PX1和接收电极PR1之间形成静电电容C1。在图9中，在发射电极PX1和接收电极PR1之间形成能够在其中插入待检测对象(诸如纸张)的空间区域。在下文中，将例示待检测对象是纸张(纸)P1的情况。图10是示出纸张P1被插入在电极装置60的电极PX1和PR1之间的状态的示意性截面图。如图10所示，如果纸张的厚度为d1(<d)，则在电极PX1、PR1之间距离为d的空间区域中的对应于厚度d1的区域中插入介电常数与空气不同的纸张P1来代替空气。现在参照图11，电极之间产生的电容C的电容通常由以下等式(1)表达。其中C为静电电容(电容、静电电容、电容)的电容值C，d为电极间距离，k为电极间区域的相对介电常数，A为电极面积，ε0为电常数。C＝k×ε0×A/d···(1)由等式(1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于互电容型的电容检测的电极装置，包括：/n接收电极；/n第一发射电极，与所述接收电极相对地设置；/n第二发射电极，与所述接收电极相对地设置，使所述第一发射电极介于所述第二发射电极和所述接收电极之间；以及/n电介质基板，设置在所述第一发射电极和所述第二发射电极之间，并且被配置为固定所述第一发射电极和所述第二发射电极之间的距离和介电常数。/n

【技术特征摘要】
20190425 JP 2019-0839881.一种用于互电容型的电容检测的电极装置，包括：
接收电极；
第一发射电极，与所述接收电极相对地设置；
第二发射电极，与所述接收电极相对地设置，使所述第一发射电极介于所述第二发射电极和所述接收电极之间；以及
电介质基板，设置在所述第一发射电极和所述第二发射电极之间，并且被配置为固定所述第一发射电极和所述第二发射电极之间的距离和介电常数。


2.根据权利要求1所述的电极装置，其中在所述第一发射电极和所述接收电极之间形成能够在其中插入待检测对象的空间区域。


3.根据权利要求2所述的电极装置，其中基于所述第一发射电极和所述接收电极之间的电容的计算结果，确定所述待检测对象是否被插入在所述第一发射电极和所述接收电极之间；通过使用在所述第一发射电极和所述接收电极之间产生第一电场时的第一消耗电流值和在所述第二发射电极和所述接收电极之间产生第二电场时的第二消耗电流值来计算所述计算结果。


4.根据权利要求2所述的电极装置，其中所述待检测对象是纸张。


5.根据权利要求1所述的电极装置，其中基于所述电容的计算结果来确定是否存在导致所述第一发射电极和所述接收电极之间距离变化的待检测对象的接触；通过使用在所述第一发射电极和所述接收电极之间产生第一电场时的第一消耗电流值以及在所述第二发射电极和所述接收电极之间产生第二电场时的第二消耗电流值来计算所述计算结果。


6.根据权利要求1所述的装置，其中所述电介质基板是玻璃环氧树脂基板。


7.一种半导体装置，包括：
电极装置，包括：
接收电极；
第一发射电极，面对所述接收电极设置；
第二发射电极，面对所述接收电极设置，使所述第一发射电极介于所述第二发射电极和所述接收电极之间；以及
电介质基板，用于固定所述第一发射电极和所述第二发射电极之间的距离和介电常数，所述电介质基板设置在所述第一发射电极和所述第二发射电极之间，
脉冲信号输出电路，被配置为选择性地将脉冲信号输出到所述第一发射电极和所述第二发射电极中的任何一个，
电容检测电路，其基于在所述脉冲信号被施加到所述第一发射电极时由所述接收电极消耗的第一消耗电流以及在所述脉冲信号仅被施加到所述第二发射电极时由所述接收电极消耗的第二消耗电流来计算所述第一发射电极和所述接收电极之间的电容改变；以及
算术处理单元，其基于所述电容检测电路的检测结果来确定被检测目标是否设置在所述电极装置上。


8.根据权利要求7所述的半导体装置，
其中在所述第一发射电极和所述接收电极之间形成能够在其中插入待检测对象的空间区域；以及
其中所述算术处理单元基于由所述电容检测电路获得的检测结果来确定所述对象是否被插入在所述第一发射电极和所述接收电极之间。


9.根据权利要求7所述的半导体装置，其中所述算术处理单元基于由所述电容检测电路获得的检测结果，确定所述对象是否被触摸，所述对象被触摸导致所述第一发射电极和所述接收电极之间的距离变化。


10.根据权利要求7所述的半导体装置，其中所述脉冲信号输出电路被配置为在将所述脉冲信号输出到所述第二发射电极时将所述第一发射电极设置为高阻抗状态。


11.根据权利要求7所述的半导体装置，其中所述脉冲信号输出电路被配置为在将所述脉冲信号输出到所述第一发射电极时将所述第二发射电...

【专利技术属性】
技术研发人员：满上拓弥，荒木雅宏，
申请(专利权)人：瑞萨电子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP