(57)【要約】【課題】小型で信頼性の高い信号カプラを提供する。【解決手段】半導体基板１１上に設けられた一対の第１パッド１２ａ、１２ｂに第１金属線１３がボンディングされて半ループ状に立設した第１コイル１４と、半導体基板１１に形成され、入力信号Ｖｉｎに応じた電流Ｉ１を第１コイル１４に供給する入力回路１５と、第１コイル１４と対向し、半導体基板１１上に設けられた一対の第２パッド１６ａ、１６ｂに第２金属線１７がボンディングされて半ループ状に立設し、第１コイル１４の周りに生じる磁界の変化を検出する第２コイル１８と、半導体基板１１に形成され、第２コイル１８が検出した磁界の変化に応じた出力信号Ｖｏｕｔを出力する出力回路１９と、を具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に設けられた一対の第１パッドに第１金属線がボンディングされて半ループ状に立設した第１コイルと、
前記半導体基板に形成され、入力信号に応じた電流を前記第１コイルに供給する入力回路と、
前記第１コイルと対向し、前記半導体基板上に設けられた一対の第２パッドに第２金属線がボンディングされて半ループ状に立設し、前記第１コイルの周りに生じる磁界の変化を検出する第２コイルと、
前記半導体基板に形成され、前記第２コイルが検出した磁界の変化に応じた出力信号を出力する出力回路と、
を具備することを特徴とする信号カプラ。
【請求項２】
前記第１コイルおよび第２コイルの一方または両方が、
並設された複数の一対のパッドと、
前記複数の一対のパッドのそれぞれにボンディングされた金属線と、
前記一対のパッドのうちの一方のパッドと、一方向に隣接する前記一対のパッドのうちの他方のパッドとを接続する配線と、
を有する複数巻きコイルであることを特徴とする請求項１に記載の信号カプラ。
【請求項３】
前記複数の一対のパッドが、前記一方向と直交する方向に互い違いにずらして並設され、または前記一対のパッド間の距離が、隣接する前記一対のパッド同士で異なることを特徴とする請求項２に記載の信号カプラ。
【請求項４】
前記半導体基板上に設けられた一対の第３パッドに第３金属線がボンディングされて立設し、基準電位に接続された半ループ状の第３コイルが、前記第１コイルと前記第２コイルとの間に対向して配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の信号カプラ。
【請求項５】
前記半導体基板が第１半導体基板と第２半導体基板とを有し、前記第１半導体基板に前記第１コイルが立設するとともに、前記入力回路が形成され、前記第２半導体基板に前記第２コイルが立設するとともに、前記出力回路が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の信号カプラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号カプラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気信号を送受信する信号カプラとして、発光素子と、受光素子とを有し、送信用ＩＣチップから出力された電気信号を発光素子で光信号に変換し、変換された光信号を受光素子で受光して電気信号へと変換し、受信用ＩＣチップにて電気信号を出力するフォトカプラが知られている。
【０００３】
然しながら、発光素子は、経年変化により発光効率が低下し、光量が減少するため、高信頼性、長寿命の信号カプラが得られないという問題がある。
【０００４】
これに対して、経年変化による特性変動が少ない信号カプラとして、信号の伝達をトランスコイルにより行う磁気カプラが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
特許文献１に開示された磁気カプラは、電気信号を送信する１次側コイルと電気信号を受信する２次側コイルとを電気的に絶縁分離した状態で対向配置してなり、各コイルが多数枚の絶縁性の基板を積層した前記各基板のうちの適宜の基板に形成される導電性の配線で形成されている。
【０００６】
然しながら、特許文献１に開示された磁気カプラは、面状のコイルが近接しており、空間距離が長く取れないので、高耐圧化が難しいこと、寄生容量が大きくなりノイズの影響を受け易いという問題がある。
【０００７】
また、配線パターンと、配線パターンの端子間を接続する金属線とを有するトランスコイルが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００８】
特許文献２に開示されたトランスコイルは、コイルの一部となる所定の配線パターンを有する回路基板と、回路基板に設けられた配線パターンに基づきコアが配置され、回路基板の配線パターンの端子間が金属線によって接続され、金属線はコア取り囲むように接続されている。
【０００９】
然しながら、特許文献２に開示されたトランスコイルは、ＤＣ―ＤＣコンバータなどのエネルギーを伝送するためのものであり、小型化には適さないという問題がある。
【特許文献１】特開２００６−３３９２５７号公報
【特許文献２】特開２００１−１６７９４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、小型で信頼性の高い信号カプラを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様の信号カプラは、半導体基板上に設けられた一対の第１パッドに第１金属線がボンディングされて半ループ状に立設した第１コイルと、前記半導体基板に形成され、入力信号に応じた電流を前記第１コイルに供給する入力回路と、前記第１コイルと対向し、前記半導体基板上に設けられた一対の第２パッドに第２金属線がボンディングされて半ループ状に立設し、前記第１コイルの周りに生じる磁界の変化を検出する第２コイルと、前記半導体基板に形成され、前記第２コイルが検出した磁界の変化に応じた出力信号を出力する出力回路と、を具備することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、小型で信頼性の高い信号カプラが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１４】
本発明の実施例１に係る信号カプラについて、図１および図２を用いて説明する。図１は信号カプラを示す斜視図、図２は信号カプラを示す断面図である。
【００１５】
図１に示すように、本実施例の信号カプラ１０は、半導体基板１１上に設けられた一対の第１パッド１２ａ、１２ｂに第１金属線１３がボンディングされて半ループ状に立設した第１コイル１４と、半導体基板１１に形成され、入力信号Ｖｉｎに応じた電流Ｉ１を第１コイル１４に供給する入力回路１５と、第１コイル１４と対向し、半導体基板１１上に設けられた一対の第２パッド１６ａ、１６ｂに第２金属線１７がボンディングされて半ループ状に立設し、第１コイル１４の周りに生じる磁界の変化を検出する第２コイル１８と、半導体基板１１に形成され、第２コイル１８が検出した磁界の変化に応じた出力信号Ｖｏｕｔを出力する出力回路１９と、を具備している。
【００１６】
第１金属線１３および第２金属線１７は、例えばアルミニウムワイヤで、超音波ボンディングにより、アルミニウムの第１パッド１２ａ、１２ｂおよび第２パッド１６ａ、１６ｂにそれぞれ接続されている。  
超音波ボンディング時に、例えばアルミニウムワイヤが大きく糸を引くようにボンディングヘッドを移動させることにより、第１金属線１３および第２金属線１７を半ループ状にして接続することができる。
【００１７】
第１パッド１２ａ、１２ｂは、配線２０ａ、２０ｂを介して入力回路１５に接続されている。第２パッド１６ａ、１６ｂは、配線２１ａ、２１ｂを介して出力回路１９に接続されている。
【００１８】
入力回路１５は、ロジック信号である入力信号ｖｉｎの電圧を電流に変換し、低インピーダンスで第１コイル１４に電流Ｉ１を供給する回路である。  
出力回路１９は、第２コイル１８が検出した磁界の変化に応じた出力（電流または電圧）を増幅、整形し、ロジック信号である出力信号Ｖｏｕｔとして出力する回路である。
【００１９】
図２に示すように、入力回路１５および出力回路１９は、例えばシリコン基板３０にモノリシックに、集積化して形成されている。  
シリコン基板３０の表面を保護するシリコン酸化膜３１上に、入力回路１５に接続された配線２０ａ、２０ｂが形成され、出力回路１９に接続された第２配線２１ａ、２１ｂが形成されている。
【００２０】
配線２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂを保護するシリコン酸化膜３２上に、第１パッド１２ａ、１２ｂ、および第２パッド１６ａ、１６ｂがそれぞれ形成されている。  
第１パッド１２ａ、１２ｂは、シリコン酸化膜３２を貫通するビア３３を介して接続されている。第２パッド１６ａ、１６ｂ、シリコン酸化膜３２を貫通するビア３４を介して接続されている。
【００２１】
ここでは、シリコン基板３０、シリコン酸化膜３１、３２を含む全体が、半導体基板１１に相当する。
【００２２】
第１コイル１４に流れる電流Ｉ１により、磁界が発生する。発生した磁界は第２コイル１８を貫き、第１コイル１４と第２コイル１８は磁気的に結合されるので、電磁誘導により、第１コイル１４に流れる電流Ｉ１に応じて、第２コイル１８に電流Ｉ２が流れる。  
具体的には、第１コイル１４に流れる電流Ｉ１が変化したときに、第２コイル１８に電流Ｉ１の時間変化率に比例した電流Ｉ２が流れる。電流Ｉ１が一定のときは、電流Ｉ２は流れない。
【００２３】
周知のように、第１コイル１４に流れる電流Ｉ１、端子電圧Ｖ１、第２コイル１８に流れる電流Ｉ２、端子電圧Ｖ２は、次式であらわされる。  
Ｖ１＝ｊωＬ１Ｉ１＋ｊωＭＩ２、  Ｖ２＝ｊωＭＩ１＋ｊωＬ２Ｉ２
ここで、ωは電流Ｉ１、Ｉ２が交流であるとしてその角周波数、Ｌ１は第１コイル１４の自己インダクタンス、Ｌ２は第２コイル１８の自己インダクタンス、Ｍは第１コイル１４と第２コイル１８との相互インダクタンスである。相互インダクタンスＭは、Ｍ＝ｋ√（Ｌ１Ｌ２）で表わされ、ｋは結合係数である。
【００２４】
無限長ソレノイドコイルのインダクタンスは、巻数ｎの二乗、巻線の半径ａの二乗に比例し、鉄心の透磁率μに比例するので、第１および第２コイル１４、１８の自己インダクタンスＬ１、Ｌ２は、パッド間の距離Ｄ１、およびコイルの高さＨ１に依存する。結合係数ｋは、第１および第２コイル１４、１８間の距離に依存する。
【００２５】
従って、磁界の変化の検出感度の観点からは、パッド間の距離Ｄ１、コイルの高さＨ１をできるだけ大きくし、第１および第２コイル１４、１８間の距離をできるだけ小さくすることが望ましい。
【００２６】
出力回路１９が、例えばハイインピーダンスの入力アンプで第２コイル１８の出力を受ける場合、第２コイル１８の電流Ｉ２はほぼゼロとなるので、相互インダクタンスＭと第１コイル１４の電流Ｉ１の積に応じた出力電圧Ｖ２が得られる。
【００２７】
これにより、入力信号Ｖｉｎに応じて出力信号Ｖｏｕｔが得られ、電気信号を送受信することが可能である。
【００２８】
以上説明したように、本実施例の信号カプラは、半導体基板１１上に対向して立設され第１コイル１４および第２コイル１８と、半導体基板１１にモノリシックに形成された入力回路１５および出力回路１９と、を具備している。  
その結果、磁気結合により電気信号を送受信し、小型で信頼性の高い信号カプラが得られる。
【実施例２】
【００２９】
本発明の実施例２に係る信号カプラについて、図３を用いて説明する。図３は信号カプラを示す斜視図である。本実施例において、上記実施例１と同一の構成部分には同一符号を付してその部分の説明は省略し、異なる部分について説明する。  
本実施例が実施例１と異なる点は、第１および第２コイルを別々の半導体基板上に設けたことにある。
【００３０】
即ち、図３に示すように、本実施例の信号カプラ４０において、半導体基板１１は第１半導体基板１１ａと第２半導体基板１１ｂとに分離しており、第１半導体基板１１ａに第１コイル１４が立設するとともに、入力回路１５が形成され、第２基板１１ｂに第２コイル１８が立設するとともに、出力回路１９が形成されている。
【００３１】
入力回路１５は、第１半導体基板１１ａにモノリシックに形成されている。出力回路１９は、第２半導体基板１１ｂにモノリシックに形成されている。
【００３２】
第１半導体基板１１ａと第２半導体基板１１ｂとを電気的に絶縁して配置することにより、入力回路１５と出力回路１９との耐圧をそれぞれ独立に設定できるので、入力信号Ｖｉｎと出力信号Ｖｏｕｔの電圧レベルが大きく異なる場合に適した構成である。
【００３３】
以上説明したように、本実施例の信号カプラ４０は、入力回路１５と出力回路１９とをそれぞれ別々の半導体基板、第１半導体基板１１ａと第２半導体基板１１ｂに形成しているので、入出力間の耐圧の高い信号カプラが得られる利点がある。
【実施例３】
【００３４】
本発明の実施例３に係る信号カプラについて、図４を用いて説明する。図４（ａ）は信号カプラを示す斜視図、図４（ｂ）はパッドの配置を示す図である。  
本実施例において、上記実施例２と同一の構成部分には同一符号を付してその部分の説明は省略し、異なる部分について説明する。  
本実施例が実施例２と異なる点は、第１および第２コイルを複数回巻きのコイルとしたことにある。
【００３５】
即ち、図４（ａ）に示すように、本実施例の信号カプラ５０は、第１半導体基板１１ａに３回巻きの第１コイル５１が立設するとともに、入力回路１５が形成され、第２基板１１ｂに３回巻きの第２コイル５２が立設するとともに、出力回路１９が形成されている。
【００３６】
第１コイル５１および第２コイル５２は、並設された複数の一対のパッドと、一対のパッドにボンディングされた金属線と、一対のパッドのうちの一方のパッドと、一方向（紙面のＸ方向）に隣接する一対のパッドのうちの他方のパッドとを接続する配線と、を有する複数巻きコイルである。
【００３７】
具体的には、第１コイル５１は、図４（ｂ）に示すようにパッド間の距離がＤ１、隣接するパッドとのピッチがＳ１で配置された３つの一対の第１パッド５３ａ、５３ｂ、第１パッド５３ｃ、５３ｄ、第１パッド５３ｅ、５３ｆと、第１パッド５３ａ、５３ｂに接続された第１金属線５４ａ、第１パッド５３ｃ、５３ｄに接続された第１金属線５４ｂ、第１パッド５３ｅ、５３ｆに接続された第１金属線５４ｃと、第１パッド５３ｂと第２コイル５２側（紙面のＸ方向）に隣接する第１パッド５３ｃとを接続する配線５５ａ、第１パッド５３ｄと第２コイル５２側に隣接する第１パッド５３ｅとを接続する配線５５ｂと、を有している。
【００３８】
第２コイル５２も同様であり、第２パッド５６ａ、５６ｂ、第２パッド５６ｃ、５６ｄ、第２パッド５６ｅ、５６ｆと、第２パッド５６ａ、５６ｂに接続された第２金属線５７ａ、第１パッド５６ｃ、５６ｄに接続された第２金属線５７ｂ、第２パッド５６ｅ、５６ｆに接続された第２金属線５７ｃと、第２パッド５６ｂと第１コイル５１側（紙面の−Ｘ方向）に隣接する第２パッド５６ｃとを接続する配線５８ａ、第２パッド５６ｄと第１コイル５１側に隣接する第２パッド５６ｅとを接続する配線５８ｂと、を有している。  
第１金属線５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、および第２金属線５７ａ、５７ｂも５７ｃの高さは、いずれもＨ１である。
【００３９】
これにより、第１コイル５１は３数回巻きのソレノイドコイルとなり、自己インダクタンスＬ１が大きくなる。  
同様に、第２コイル５２は３数回巻きのソレノイドコイルとなり、自己インダクタンスＬ２が大きくなる。  
その結果、第１コイル５１と第２コイル５２の相互インダクタンスＭが大きくなり、磁界の変化の検出感度を向上させることが可能である。
【００４０】
以上説明したように、本実施例の信号カプラ５０は、第１コイル５１および第２コイル５２を、それぞれ３数回巻きのソレノイドコイルとしたので、磁界の変化の検出感度が向上する利点がある。
【００４１】
ここでは、第１コイル５１および第２コイル５２を、それぞれ３回巻きのソレノイドコイルとした場合について説明したが、コイルの巻き数には特に制限はない。また、第１コイル５１と第２コイル５２とで、巻き数が異なっていても構わない。
【実施例４】
【００４２】
本発明の実施例４に係る信号カプラについて、図５を用いて説明する。図５（ａ）は信号カプラを示す斜視図、図５（ｂ）はパッドの配置図を示すである。  
本実施例において、上記実施例３と同一の構成部分には同一符号を付してその部分の説明は省略し、異なる部分について説明する。  
本実施例が実施例３と異なる点は、複数の一対のパッドを互い違いにずらして並設したことにある。
【００４３】
即ち、図５（ａ）に示すように、本実施例の信号カプラ６０は、第１半導体基板１１ａに３回巻きの第１コイル６１が立設するとともに、入力回路１５が形成され、第２半導体基板１１ｂに３回巻きの第２コイル６２が立設するとともに、出力回路１９が形成されている。
【００４４】
第１コイル６１および第２コイル６２は、一方向（紙面のＸ方向）と直交する方向（紙面のＹ方向）に互い違いにずらして並設された複数の一対のパッドと、一対のパッドにボンディングされた第１金属線と、一対のパッドのうちの一方のパッドと、一方向に隣接する一対のパッドのうちの他方のパッドとを接続する配線と、を有する複数巻きコイルである。
【００４５】
具体的には、図５（ｂ）に示すように、第１コイル６１においては、第１パッド５３ｃ、５３ｄは、第１パッド５３ａ、５３ｂに対して＋Ｙ方向にδだけずらして配置されている。第１パッド５３ｅ、５３ｆは、第１パッド５３ｃ、５３ｄに対して−Ｙ方向にδだけずらして配置されている。
【００４６】
同様に、第２コイル６２においては、第２パッド５６ｃ、５６ｄは、第１パッド５６ａ、５６ｂに対して−Ｙ方向にδずらして配置されている。第２パッド５６ｅ、５６ｆは、第２パッド５６ｃ、５６ｄに対して＋Ｙ方向にδだけずらして配置されている。
【００４７】
これにより、隣接する第１パッド間の距離Ｓ２を、図４に示す隣接する第１パッド間の距離Ｓ１より小さく（Ｓ２＜Ｓ１）設定しても、第１パッド５３ａ、５３ｂに金属線５４ａをボンディングするときに、隣接する第１パッド５３ｃ、５３ｄに邪魔されることなく、超音波ボンディングを容易に行うことができる。
【００４８】
従って、第１コイル６１および第２コイル６２の紙面のＸ方向のサイズが小さくなるので、信号カプラ６０を小型化することが可能である。
【００４９】
同時に、第１コイル６１および第２コイル６２のピッチが密になると、第１コイル６１および第２コイル６２の自己インダクタンスＬ１、Ｌ２が大きくなり、第１コイル６１と第２コイル６２の相互インダクタンスＭが大きくなり、磁界の変化の検出感度を向上させることが可能である。
【００５０】
また、第１コイル６１および第２コイル６２のサイズを変えない場合は、第１コイル６１および第２コイル６２の巻き数を増やすことができるので、第１コイル６１および第２コイル６２の自己インダクタンスが大きくなり、磁界の変化の検出感度を更に増加させることも可能である。
【００５１】
隣接する一対のパッドをＹ方向にずらす距離δは、超音波ボンディングに支障をきたさない範囲で、できるだけ小さい方が望ましい。コイルに発生する磁界の分布の乱れを少なくするためである。  
また、幾何学的な配置から、ずらす距離δの最大値は一対のパッド間の距離Ｄ１の１／２になる。
【００５２】
以上説明したように、本実施例の信号カプラ６０は、複数の一対のパッドを互い違いにずらして並設している。  
その結果、音波ボンディングに支障をきたすことなく、隣接するパッド間の距離をＳ１からＳ２に小さくできるので、信号カプラを小型化することができる利点がある。  
更に、磁界の変化の検出感度を向上させることができる利点がある。
【実施例５】
【００５３】
本発明の実施例５に係る信号カプラについて、図６を用いて説明する。図６（ａ）は信号カプラを示す斜視図、図６（ｂ）はパッドの配置を示す図である。  
本実施例において、上記実施例３と同一の構成部分には同一符号を付してその部分の説明は省略し、異なる部分について説明する。  
本実施例が実施例３と異なる点は、一対のパッド間の距離が、隣接する一対のパッド同士で異なるようにしたことにある。
【００５４】
即ち、図６（ａ）に示すように、本実施例の信号カプラ７０は、第１半導体基板１１ａに３回巻きの第１コイル７１が立設するとともに、入力回路１５が形成され、第２半導体基板１１ｂに３回巻きの第２コイル７２が立設するとともに、出力回路１９が形成されている。
【００５５】
第１コイル７１および第２コイル７２は、一対のパッド間の距離が、隣接する一対のパッド同士で異なるように並設された複数の一対のパッドと、一対のパッドにボンディングされた金属線と、一対のパッドのうちの一方のパッドと、一方向に隣接する一対のパッドのうちの他方のパッドとを接続する配線とを有する複数巻きコイルである。
【００５６】
具体的には、図６（ｂ）に示すように、隣接する第１パッド５３ａ、５３ｂと第１パッド５３ｃ、５３ｄとにおいて、第１パッド５３ａ、５３ｂ間の距離Ｄ２と第１パッド５３ｃ、５３ｄ間の距離Ｄ１が異なり、距離Ｄ２は距離Ｄ１より大きく設定されている。  
隣接する第１パッド５３ｃ、５３ｄと第１パッド５３e、５３ｆとにおいて、第１パッド５３ｃ、５３ｄ間の距離Ｄ１と第１パッド５３e、５３ｆ間の距離Ｄ３とが異なり、距離Ｄ３は距離Ｄ１より小さく設定されている。
【００５７】
同様に、第２パッド５６ｃ、５６ｄ間の距離Ｄ１より、第２パッド５６ａ、５６ｂ間の距離Ｄ２が大きく設定され、第２パッド５６e、５６ｆ間の距離Ｄ３が小さく設定されている。
【００５８】
一対のパッド間の距離に応じて、半ループ状の金属線の形状が相似になるように、基板面からの高さを大きく設定している。  
第１コイル７１においては、第１パッド間の距離Ｄ３、Ｄ１、Ｄ２に応じて、第１金属線５４ｃの高さＨ３、第１金属線５４ｂの高さＨ１、第１金属線５４ａの高さＨ２の順に大きく設定されている。  
同様に、第２コイル７２においては、第２パッド間の距離Ｄ３、Ｄ１、Ｄ２に応じて、第２金属線５７ｃの高さＨ３、第２金属線５７ｂの高さＨ１、第２金属線５７ａの高さＨ２の順に大きく設定されている。
【００５９】
これにより、隣接する第１パッド間の距離Ｓ２を、図４に示す隣接する第１パッド間の距離Ｓ１より小さく（Ｓ２＜Ｓ１）設定しても、第１パッド５３ａ、５３ｂに金属線５４ａをボンディングするときに、隣接する第１パッド５３ｃ、５３ｄに邪魔されることなく、超音波ボンディングを容易に行うことができる。
【００６０】
従って、第１コイル７１および第２コイル７２の軸方向（紙面のＸ方向）の長さが小さくなるので、信号カプラ７０を小型化することが可能である。
【００６１】
更に、コイルの半ループの高さが、対抗するコイル側に向かって次第に小さくなるので、磁界の発散を抑制することが可能である。
【００６２】
以上説明したように、本実施例の信号カプラ７０は、一対のパッド間の距離が、隣接する一対のパッド同士で異なり、次第に変化するように並設している。  
その結果、隣接するパッド間の距離を小さくしても、超音波ボンディングに支障をきたすことがない。  
従って、信号カプラを小型化することができるとともに、第１コイル７１と第２コイル７２の磁界の発散が抑制される利点がある。
【００６３】
ここでは、一対のパッド間の距離が、次第に小さく（大きく）なる場合について説明したが、パッド間の距離が異なる２つの一対のパッドを、交互に配列しても構わない。
【実施例６】
【００６４】
本発明の実施例６に係る信号カプラについて、図７を用いて説明する。図７は信号カプラを示す斜視図である。本実施例において、上記実施例３と同一の構成部分には同一符号を付してその部分の説明は省略し、異なる部分について説明する。  
本実施例が実施例３と異なる点は、複数の一対のパッドを入れ子式に直線状に配列したことにある。
【００６５】
即ち、図７に示すように、本実施例の信号カプラ８０は、第１半導体基板１１ａに３回巻きの第１コイル８１が立設するとともに、入力回路１５が形成され、第２半導体基板１１ｂに３回巻きの第２コイル８２が立設するとともに、出力回路１９が形成されている。
【００６６】
第１コイル８１および第２コイル８２は、入れ子式に直線状に配列された複数の一対のパッドと、一対のパッドにボンディングされた金属線と、一対のパッドのうちの一方のパッドと、入れ子の一対のパッドのうちの他方のパッドとを接続する配線とを有する複数巻きコイルである。
【００６７】
具体的には、第１パッド５３ａ、５３ｂの内側に第１パッド５３ｃ、５３ｄが配置され、第１パッド５３ｃ、５３ｄの内側に第１パッド５３e、５３ｆが配置されている。  
同様に、第２パッド５６ａ、５６ｂの内側に第２パッド５６ｃ、５６ｄが配置され、第２パッド５６ｃ、５６ｄの内側に第２パッド５６e、５６ｆが配置されている。
【００６８】
一対のパッド間の距離に応じて、半ループ状の金属線の形状が相似になるように、基板面からの高さを大きく設定している。
【００６９】
これにより、半渦巻き状の第１コイル８１および第２コイル８２が得られるので、特にコイルの軸方向（紙面のＸ方向）の長さを小さくすることが可能である。
【００７０】
以上説明したように、本実施例の信号カプラ８０は、複数の一対のパッドが入れ子式に直線状に配列されているので、渦巻き状の第１コイル８１および第２コイル８２が得られる。  
その結果、特にコイルの軸方向の厚さを小さくできる利点がある。奥行および高さより、横幅の小さい小型の信号カプラとして適した構造である。
【実施例７】
【００７１】
本発明の実施例７に係る信号カプラについて、図８を用いて説明する。図８は信号カプラを示す斜視図である。本実施例において、上記実施例３と同一の構成部分には同一符号を付してその部分の説明は省略し、異なる部分について説明する。  
本実施例が実施例３と異なる点は、第１コイルと第２コイルの間に第３のコイルを配置したことにある。
【００７２】
即ち、図８に示すように、本実施例の信号カプラ９０は、第１半導体基板１１ａに３回巻きの第１コイル５１が立設するとともに、入力回路１５が形成され、第２半導体基板１１ｂに３回巻きの第２コイル５２、基準電位ＧＮＤに接続された１回巻きの第３コイル９１が立設するとともに、出力回路１９が形成されている。
【００７３】
第３コイル９１は、一対の第３パッド９２ａ、９２ｂと、一対の第３パッド９２ａ、９２ｂに接続された第３金属線９３と、第３パッド９２ａ、９２ｂを接続する配線９４と、第３パッド９２ａを基準電位ＧＮＤに接続する配線９５とを具備している。
【００７４】
第１コイル５１と第２コイル５３との間には、寄生容量が存在する。第１コイル５１と第２コイル５３との間に基準電位ＧＮＤに接続された第３コイル９１を配置することにより、第１コイル５１および第２コイル５３間を磁気的にシールドすることが可能である。
【００７５】
これにより、寄生容量を介して第１コイル５１および第２コイル５３にノイズが混入するのを抑制することができるので、動作が安定し、信頼性を高めることが可能である。
【００７６】
以上説明したように、本実施例の信号カプラ９０は、第１コイル５１と第２コイル５３との間に基準電位ＧＮＤに接続された第３コイル９１を配置しているので、寄生容量を介した第１コイル５１および第２コイル５３へのノイズの混入が抑制され、信頼性を高めることができる利点がある。
【００７７】
ここでは、第３コイル９１を第２半導体基板１１ｂ上に配置した場合について説明したが、第１半導体基板１１ａ上に配置しても構わない。  
また、基準電位はＧＮＤである場合について説明したが、適当なバイアス電圧でも構わない。
【実施例８】
【００７８】
本発明の実施例８に係る信号カプラについて、図９を用いて説明する。図９は信号カプラを示す斜視図である。本実施例において、上記実施例３と同一の構成部分には同一符号を付してその部分の説明は省略し、異なる部分について説明する。  
本実施例が実施例３と異なる点は、第１コイルおよび第２コイルが磁性粉体を包含する樹脂で覆われていることにある。
【００７９】
即ち、図９に示すように、本実施例の信号カプラ１００は、第１半導体基板１１ａに３回巻きの第１コイル５１が立設するとともに、入力回路１５が形成され、第２半導体基板１１ｂに３回巻きの第２コイル５２が立設するとともに、出力回路１９が形成され、第１コイル５１および第２コイル５２が磁性粉体１０１を包含する樹脂１０２で一体にモールドされている。
【００８０】
磁性粉体１０１は、例えばフェライトの粉体であり、樹脂１０２は、例えばエンキャップ用の透明シリコーン樹脂である。
【００８１】
磁性粉体１０１の透磁率μに応じて、第１および第２コイルの自己インダクタンスＬ１、Ｌ２が大きくなり、相互インダクタンスＭが大きくなり、磁界の変化の検出感度を高めることが可能である。
【００８２】
磁性粉体１０１の包含量が多いほど、第１コイル５１および第２コイル５２の磁界を高めることができるが、磁性粉体１０１のサイズ、樹脂１０２の粘性などに応じて、磁性粉体１０１が樹脂１０２にできるだけ均一に分布するように適宜設定すればよい。
【００８３】
また、より小さい第１コイル５１および第２コイル５２でも一定の磁界の変化の検出感度が得られるので、信号カプラを小型化することが可能である。
【００８４】
以上説明したように、本実施例の信号カプラ１００は、第１コイル５１および第２コイル５２が磁性粉体１０１を包含する樹脂１０２で一体にモールドされている。  
その結果、第１コイル５１および第２コイル５２の相互インダクタンスＭが大きくなり、磁界の変化の検出感度が向上する利点がある。また、より小型な信号カプラが得られる利点がある。
【００８５】
本発明は、以下の付記に記載されているような構成が考えられる。  
（付記１）  請求項１乃至請求項３において、前記第１コイルと前記第２コイルとが、磁性体を包含する絶縁性樹脂で一体に覆われている信号カプラ。
【００８６】
（付記２）  請求項１において、前記第１コイルおよび前記第２コイルが、入れ子式に直線状に配列された複数の一対のパッドと、一対のパッドにボンディングされた金属線と、一対のパッドのうちの一方のパッドと、入れ子の一対のパッドのうちの他方のパッドとを接続する配線とを具備する信号カプラ。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の実施例１に係る信号カプラを示す斜視図。
【図２】本発明の実施例１に係る信号カプラを示す断面図。
【図３】本発明の実施例２に係る信号カプラを示す斜視図。
【図４】本発明の実施例３に係る信号カプラを示す図で、図４（ａ）はその斜視図、図４（ｂ）はパッドの配置を示す図。
【図５】本発明の実施例４に係る信号カプラを示す図で、図５（ａ）はその斜視図、図５（ｂ）はパッドの配置を示す図。
【図６】本発明の実施例５に係る信号カプラを示す図で、図６（ａ）はその斜視図、図６（ｂ）はパッドの配置を示す図。
【図７】本発明の実施例６に係る信号カプラを示す斜視図。
【図８】本発明の実施例７に係る信号カプラを示す斜視図。
【図９】本発明の実施例８に係る信号カプラを示す斜視図。
【符号の説明】
【００８８】
１０、３５、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００  信号カプラ
１１  半導体基板
１１ａ、１１ｂ  第１、第２半導体基板
１２ａ、１２ｂ、５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ、５３ｅ、５３ｆ  第１パッド
１３、５４ａ、５４ｂ、５４ｃ  第１金属線
１４、５１、６１、７１、８１  第１コイル
１５  入力回路
１６ａ、１６ｂ、５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄ、５６ｅ、５６ｆ  第２パッド
１７、５７ａ、５７ｂ、５７ｃ  第２金属線
１８、５２、６２、７２、８２  第２コイル
１９  出力回路
２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂ、５５ａ、５５ｂ、５８ａ、５８ｂ、９４、９５  配線
３０  シリコン基板
３１、３２  シリコン酸化膜
３３、３４  ビア
３６  絶縁基板
３７、３８  ワイヤ
９１  第３コイル
９２ａ、９２ｂ  第３パッド
９３  第３金属線
１０１  磁性粉体
１０２  樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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