高频电气隔离器制造技术

本公开涉及高频电气隔离器。提供用于在配置成在不同电压域下操作的两个电路之间传输的高频信号的隔离器。隔离器可以包括能够在高频率下以高传输效率，高隔离等级和较小的基板尺寸工作的谐振器。在一些实施方案中，隔离器可以在不小于20GHz，不小于30GHz，不小于65GHz或20GHz至100GHz之间的频率下工作，包括该范围内的任何值或范围。隔离器可以包括具有狭缝的感应线圈和在狭缝处整体形成的电容器。感应环路和电容器的尺寸和形状可以配置为控制隔离器的等效电感和电容的值。隔离器与不同的制造工艺兼容，例如微制造和PCB制造工艺。例如微制造和PCB制造工艺。例如微制造和PCB制造工艺。

【技术实现步骤摘要】
高频电气隔离器


[0001]本申请涉及一种在电路之间提供电流隔离的电气隔离器。

技术介绍

[0002]隔离器在相互通信的电路之间提供电隔离。在某些情况下，彼此通信的电路以不同的电压工作，例如一个以相对较高的电压工作，另一个以相对较低的电压工作。在某些情况下，电路以不同的接地电位为参考。隔离器可用于在任何一种情况下对电路进行电隔离。串联连接多个隔离器可增加电路之间的隔离量。

技术实现思路

[0003]提供用于在配置成在不同电压域下操作的两个电路之间传输的高频信号的隔离器。隔离器可以包括能够在高频率下以高传输效率，高隔离等级和较小的基板尺寸工作的谐振器。在一些实施方案中，隔离器可以在不小于20GHz，不小于30GHz，不小于65GHz或20GHz至100GHz之间的频率下工作，包括该范围内的任何值或范围。隔离器可以包括具有狭缝的感应线圈和在狭缝处整体形成的电容器。感应环路和电容器的尺寸和形状可以配置为控制隔离器的等效电感和电容的值。隔离器与不同的制造工艺兼容，例如微制造和PCB制造工艺。
[0004]一些实施方案涉及集成隔离器装置。集成隔离器装置包括：基板；第一感应环路，在所述基板上的并具有第一狭缝；第一电容器；第二感应环路，在所述基板上并具有第二狭缝；和第二电容器。第二感应环路与第一感应环路电气隔离。第一电容器包括从所述第一狭缝延伸的第一和第二电极。第二电容器包括从所述第二狭缝延伸的第三和第四电极。
[0005]一些实施方案涉及集成隔离器装置。集成隔离器装置包括：基板,第一和第二感应环路，在所述基板上并分别具有第一和第二狭缝,第一电容器，从所述第一狭缝沿第一方向延伸,第二电容器，从所述第二狭缝沿与所述第一方向相反的第二方向延伸,在所述基板上的第三和第四感应环路，并分别具有第三和第四狭缝，第三电容器，从所述第三狭缝沿所述第二方向延伸,和第四电容器，从所述第四狭缝沿所述第一方向延伸。所述第三感应环路和所述第四感应环路彼此电耦合。
[0006]一些实施方案涉及系统，包括集成装置、发射器和接收器。集成隔离器装置包括：具有第一狭缝的第一感应环路；具有第二狭缝的第二感应环路；和分别从所述第一和第二狭缝延伸的第一和第二电容器。所述第二感应环路与所述第一感应环路电气隔离。发射器耦合至所述第一感应环路，并被配置为在第一电压域中操作。接收器耦合至所述第二感应环路，并被配置为在不同于所述第一电压域的第二电压域中操作。
附图说明
[0007]附图无意按比例绘制。在附图中，在各个附图中示出的每个相同或几乎相同的组件由相似的数字表示。为了清楚起见，并非在每个附图中都标记了每个组件。在图纸中：
[0008]图1是根据一些实施例的包括集成隔离器装置的系统的简化示意图。
[0009]图2是根据一些实施例的集成隔离器装置的简化透视图。
[0010]图3A是根据一些实施例的图2的集成隔离器装置的替代性感应环路的简化透视图。
[0011]图3B是根据一些实施例的图2的集成隔离器装置的替代性感应环路的简化透视图。
[0012]图4是根据一些实施例的集成隔离器装置的简化透视图。
[0013]图5是根据一些实施例的集成隔离器装置的简化俯视图。
[0014]图6A是根据一些实施例的具有背对背构造的集成隔离器装置的简化透视图。
[0015]图6B是根据一些实施例的具有背对背构造的集成隔离器装置的简化透视图。
[0016]图7A是根据一些实施例的具有背对背构造的集成隔离器装置的简化透视图。
[0017]图7B是根据一些实施例的，在标记为7B的平面上的图7A的集成隔离器装置的简化截面图。
[0018]图8是根据一些实施例的包括集成隔离器装置的系统的剖视图。
[0019]图9A是根据一些实施例的包括集成隔离器装置的系统的俯视图。
[0020]图9B是根据一些实施例的沿标记为9B的线的图9A的系统的截面图。
[0021]图10是示出根据一些实施例的并入有集成隔离器装置的便携式电子装置的示意图。
具体实施方式
[0022]本文描述的隔离器能够在高频率下以高传输效率，高隔离等级和较小的基板占地面积工作。在一些实施例中，隔离器可以在不小于20GHz，不小于30GHz、不小于65GHz或在20GHz和100GHz之间的频率下操作，包括在该范围内的任何值或值的范围。在一些实施例中，隔离器可具有在10％和90％之间的转移效率，包括在该范围内的任何值或值的范围。在一些实施例中，隔离器可以具有在100V和2kV之间的隔离额定值，包括在该范围内的任何值或值的范围。在一些实施例中，隔离器可以具有在(100um)2和(1cm)2之间的基板覆盖区，包括在该范围内的任何值或值的范围。专利技术人已经认识并意识到，传统的隔离器不能在如此高的频率下操作，并且不能同时提供足够的隔离和高传输效率。在高速隔离器上的常规尝试包括通过紧密地布置电感器而彼此磁耦合的电感器(例如，平面螺旋电感器)。当在不同电压域在两个电路之间传输的信号的频率增加时，那些传统的隔离器要么将电感器之间的距离保持较小以保持传输效率，但牺牲隔离度，要么增加距离以保持隔离率，但牺牲传输效率。
[0023]本申请的各方面提供了用于高频操作的隔离器设备和方法，该隔离器设备和方法具有高转移效率、高隔离率和较小的基板占用面积。在一些实施例中，隔离器可以包括被调谐以在相同的谐振频率下操作的隔离器组件，使得隔离器组件可以被较大的距离分开，从而提供高隔离率，同时在高频下保持高传输效率。
[0024]在一些实施例中，隔离器的隔离器组件可以包括具有狭缝的感应环路和在狭缝处整体形成的电容器，以使得隔离器组件以期望的谐振频率操作，该期望的谐振频率可以被配置为对应于隔离器的期望的操作频率。在一些实施例中，感应环路可以被配置为提供隔
离器组件的期望的等效电感和期望的基板覆盖区尺寸。在一些实施例中，电容器可以将除感应环路的本征内部电容之外的电容引入隔离器组件，使得隔离器组件以期望的谐振频率工作。在一些实施例中，电容器可以被配置为使得考虑到感应环路的固有电容，隔离器组件的等效电容具有用于提供隔离器组件的期望谐振频率的期望值。
[0025]在一些实施例中，感应环路可以包括单个电弧。单弧的周长可以基本上等于与隔离器组件工作的期望谐振频率相对应的波长。在一些实施例中，弧可以是圆的一部分。在一些实施例中，感应环路可以包括第一电弧和第二电弧，以实现比具有相同衬底足迹的单个电弧或具有与具有较小衬底足迹的单个电弧相似的电感更大的电感。第一弧和第二弧可以是同心的。第一弧和第二弧中的每一个可提供用于狭缝的末端。
[0026]在一些实施例中，隔离器组件的电容器可以形成有从隔离器组件的各个感应环路的狭缝延伸的成对的电极。在一些实施例中，电容器可以与相应的感应环路在相同的金属化层中，从而消除了对地下通道金属化以形成电容器的需要。在一些实施例中，电容器可以从相应的感应环路的狭缝朝向相应的感应环路的中心延伸。在一些实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.集成隔离器装置，包括：基板；第一感应环路，在所述基板上的并具有第一狭缝；第一电容器，包括从所述第一狭缝延伸的第一和第二电极；第二感应环路，在所述基板上并具有第二狭缝，所述第二感应环路与所述第一感应环路电气隔离；和第二电容器，包括从所述第二狭缝延伸的第三和第四电极。2.权利要求1所述的集成隔离器装置，其中:所述第一电容器和所述第二电容器的尺寸为使得所述第一感应环路和所述第二感应环路能够在不小于1GHz的频率下谐振工作。3.权利要求1所述的集成隔离器装置，其中所述第一电容器的第一和第二电极延伸一定长度，以使所述第一和第二感应环路在不小于1GHz的频率下谐振工作。4.权利要求1所述的集成隔离器装置，其中:所述第一电容器从所述第一狭缝沿第一方向延伸，和所述第二电容器从与所述第一方向不同的第二方向从所述第二狭缝延伸。5.权利要求1所述的集成隔离器装置，其中所述第一电容器的第一和第二电极基本彼此平行。6.权利要求1所述的集成隔离器装置，其中所述第一电容器的第一和第二电极彼此交错。7.权利要求1所述的集成隔离器装置，其中所述第一感应环路以及所述第一电容器的第一和第二电极在第一金属化层中。8.权利要求7所述的集成隔离器装置，其中所述第二感应环路以及所述第二电容器的第三和第四电极位于与所述第一金属化层不同的第二金属化层中。9.权利要求7所述的集成隔离器装置，其中所述第二感应环路以及所述第二电容器的第三和第四电极在所述第一金属化层中。10.权利要求1所述的集成隔离器装置，其中:所述第一感应环路包括具有第一半径的第一弧和具有不同于所述第一半径的第二半径的第二弧，和所述第一弧和所述第二弧是同心的。11.权利要求10所述的集成隔离器装置，其中:所述第一电容器的第一电极从所述第一弧延伸，和所述第一电容器的第二电极从所述第二弧延伸。12.集成隔离器装置，包括：基板；第一和第二感应环路...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：亚德诺半导体国际无限责任公司，
类型：发明
国别省市：