(57)【要約】【課題】基板による導体間の絶縁破壊を抑制しつつ、製造時における基板の検出を容易に行う。【解決手段】トランス装置１は、基板２と、少なくとも１つのトランス３とを備える。基板２は、ガラス基板である。トランス３は、基板２の第１の面２１側に設けられている。また、トランス装置１は、方向変換機能を有する。方向変換機能は、基板２のうち第１の面２１の反対側の第２の面２２に向かってくる光のうちの少なくとも一部の方向を変換させる機能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板と、
前記ガラス基板の第１の面側に設けられた少なくとも１つのトランスとを備え、
前記ガラス基板のうち前記第１の面の反対側の第２の面に向かってくる光のうちの少なくとも一部の方向を変換させる方向変換機能を有する
ことを特徴とするトランス装置。
【請求項２】
前記ガラス基板の前記第２の面は、少なくとも一部の領域において粗面であることを特徴とする請求項１記載のトランス装置。
【請求項３】
前記ガラス基板の前記第２の面の前記少なくとも一部の領域に設けられたシリコン膜をさらに備えることを特徴とする請求項２記載のトランス装置。
【請求項４】
前記トランスを複数備え、
前記ガラス基板の前記第１の面であって前記複数のトランスの各々の周囲に設けられた絶縁部材をさらに備え、
前記絶縁部材は、前記複数のトランスを離隔するように設けられている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のトランス装置。
【請求項５】
前記ガラス基板は、石英であることを特徴とする請求項４記載のトランス装置。
【請求項６】
ガラス基板を準備し、
前記ガラス基板のうち第１の面の反対側の第２の面の少なくとも一部の領域を粗面に加工し、
前記ガラス基板の前記第１の面側に複数のトランスを設け、
前記ガラス基板の前記第１の面であって前記複数のトランスの各々の周囲に、前記複数のトランスを離隔するように絶縁部材を設ける
ことを特徴とするトランス装置の製造方法。
【請求項７】
前記ガラス基板の前記第２の面の前記少なくとも一部の領域を粗面に加工した後、前記第２の面の前記少なくとも一部の領域にシリコン膜を設けることを特徴とする請求項６記載のトランス装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にトランス装置およびその製造方法に関し、より詳細には、複数のトランスが基板に設けられたトランス装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板上に第１コイル導体および第２コイル導体が形成された薄膜トランスが知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載された薄膜トランスは、半導体基板であるシリコン基板と、シリコン基板上に形成されたシリコン酸化膜である絶縁膜と、１次コイルを構成する第１コイル導体と、２次コイルを構成する第２コイル導体とを備える。第１コイル導体および第２コイル導体は、絶縁膜内に形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１１１０３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載された従来のトランス装置（薄膜トランス）では、上述したように、シリコン基板（半導体基板）が用いられている。このため、特許文献１に記載された従来のトランス装置では、導体間の絶縁が十分でないという問題があった。言い換えると、特許文献１に記載された従来のトランス装置では、シリコン基板による導体間への影響が考慮されていない。
【０００５】
そこで、トランス装置の基板として、シリコン基板に代えてガラス基板を用いることが考えられる。
【０００６】
また、既存設備を有効に活用するという点で、既存の半導体製造ライン（半導体製品を製造するための既存の製造ライン）を用いて上記トランス装置を製造することが求められている。既存の半導体製造ラインでは、基板の有無の検知および基板の位置合わせのために光センサが用いられている。光センサが反射型である場合、光センサからの光を基板側で反射させる必要がある。基板としてシリコン基板が用いられる場合、光センサからの光をシリコン基板で反射させることができるので、基板を容易に検知することができる。
【０００７】
しかしながら、トランス装置の基板がガラス基板である場合、光センサからの光を基板側で反射させることが難しいため、基板の有無の検知および基板の位置合わせのような基板の検出が難しいという問題が生じる。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みてなされた発明であり、本発明の目的は、基板による導体間の絶縁破壊を抑制しつつ、製造時における基板の検出を容易に行うことができるトランス装置およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のトランス装置は、ガラス基板と、少なくとも１つのトランスとを備える。前記トランスは、前記ガラス基板の第１の面側に設けられている。前記トランス装置は、方向変換機能を有する。前記方向変換機能は、前記ガラス基板のうち前記第１の面の反対側の第２の面に向かってくる光のうちの少なくとも一部の方向を変換させる機能である。
【００１０】
このトランス装置において、前記ガラス基板の前記第２の面は、少なくとも一部の領域において粗面であることが好ましい。
【００１１】
このトランス装置は、前記ガラス基板の前記第２の面の前記少なくとも一部の領域に設けられたシリコン膜をさらに備えることが好ましい。
【００１２】
このトランス装置は、前記トランスを複数備え、絶縁部材をさらに備えることが好ましい。前記絶縁部材は、前記ガラス基板の前記第１の面であって前記複数のトランスの各々の周囲に設けられている。前記絶縁部材は、前記複数のトランスを離隔するように設けられている。
【００１３】
このトランス装置において、前記ガラス基板は、石英であることが好ましい。
【００１４】
本発明のトランス装置の製造方法では、ガラス基板を準備し、前記ガラス基板のうち第１の面の反対側の第２の面の少なくとも一部の領域を粗面に加工する。さらに、前記ガラス基板の前記第１の面側に複数のトランスを設け、前記ガラス基板の前記第１の面であって前記複数のトランスの各々の周囲に、前記複数のトランスを離隔するように絶縁部材を設ける。
【００１５】
このトランス装置の製造方法において、前記ガラス基板の前記第２の面の前記少なくとも一部の領域を粗面に加工した後、前記第２の面の前記少なくとも一部の領域にシリコン膜を設けることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るトランス装置およびその製造方法では、基板による導体間の絶縁破壊を抑制しつつ、製造時における基板の検出を容易に行うことができる。
【００１７】
また、本発明に係るトランス装置の製造方法では、基板による導体間の絶縁破壊を抑制しつつ、製造時における基板の検出を容易に行うことができるトランス装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態に係るトランス装置における図２のＸ−Ｘ線の断面図である。
【図２】実施形態に係るトランス装置の構成を示す概略図である。
【図３】実施形態の第１の変形例に係るトランス装置の断面図である。
【図４】実施形態の第２の変形例に係るトランス装置の断面図である。
【図５】実施形態の第３の変形例に係るトランス装置の断面図である。
【図６】実施形態の第４の変形例に係るトランス装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本実施形態に係るトランス装置について、図面を参照しながら詳細を説明する。
【００２０】
本実施形態に係るトランス装置１は、図１，２に示すように、基板２と、複数のトランス（図示例では３つのトランス）３と、絶縁部材４とを備えている。本実施形態に係るトランス装置１の使用例としては、例えば通信用アイソレータに用いられる通信用トランスがある。
【００２１】
基板２は、絶縁体であるガラス基板である。具体的には、基板２は、石英で形成され、より詳細には合成石英で形成されている。ガラス基板は、シリコン基板よりも、優れた高周波特性および高い絶縁性を有している。特に、石英は、絶縁性が高く、かつ、高周波成分の減衰が小さい。基板２は、厚み方向から見て長方形状を有している。基板２の第１の面２１には鏡面加工が施されている。なお、基板２は、合成石英には限らない。基板２は、ガラス基板であればよく、例えばアルカリガラスまたはホウケイ酸ガラスであってもよい。ただし、石英は、アルカリガラスおよびホウケイ酸ガラスに比べて、不純物が少ないので、後述する既存の半導体製造ラインに対するコンタミネーションの影響を低減させることができる。
【００２２】
複数のトランス３は、基板２の第１の面（一面）２１側に設けられている。より詳細には、複数のトランス３は、基板２の第１の面２１側において、第１の面２１から離隔して設けられている。複数のトランス３は、基板２の一の方向に沿って並んで配置されている。より詳細には、複数のトランス３は、基板２の長手方向に沿って並んで配置されている。なお、複数のトランス３は、基板２の第１の面２１から離隔して設けられていることには限定されない。複数のトランス３は、基板２の第１の面２１に直接設けられてもよい。
【００２３】
各トランス３は、第１の導体３１と、第２の導体３２とを備えている。第１の導体３１は、１次コイルを構成する。第２の導体３２は、２次コイルを構成する。第１の導体３１および第２の導体３２は、例えばアルミニウムで形成されている。第１の導体３１および第２の導体３２は、階層的に設けられているのではなく、同一平面上に設けられている。より詳細には、第１の導体３１および第２の導体３２は、基板２の第１の面２１に沿って隣接して設けられ、渦巻き状に形成されている。第１の導体３１は、一対の第１電極３１１，３１２を備えている。第１の導体３１は１次コイルであるから、一対の第１電極３１１，３１２には、交流電圧が印加される。第２の導体３２は、一対の第２電極３２１，３２２を備えている。第２の導体３２は２次コイルであるから、一対の第２電極３２１，３２２から交流電圧が出力される。なお、第１の導体３１および第２の導体３２は、アルミニウムで形成されていることには限定されず、アルミニウム以外の材料で形成されてもよい。
【００２４】
絶縁部材４は、基板２の第１の面２１であって複数のトランス３の各々の周囲に設けられている。すなわち、絶縁部材４は、各トランス３の第１の導体３１および第２の導体３２の略全ての領域（第１電極３１１，３１２および第２電極３２１，３２２などを除く）を覆っている。また、絶縁部材４は、複数のトランス３を離隔するように設けられている。
【００２５】
絶縁部材４は、絶縁性を有する１または複数の絶縁体を備えている。より詳細には、絶縁部材４は、酸化膜４１と、ポリイミド４２とを備えている。酸化膜４１は、ＮＳＧ（Non doped Silicate Glass）またはＰＳＧ（Phospho Silicate Glass）などのようなシリコン酸化膜である。酸化膜４１は、基板２の第１の面２１上に設けられている。ポリイミド４２は、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）などによって、酸化膜４１上に設けられている。ポリイミド４２には、第１電極３１１，３１２および第２電極３２１，３２２が露出するように複数の開口部４２１〜４２４が形成されている。第１電極３１１，３１２がそれぞれ開口部４２１，４２２から露出し、第２電極３２１，３２２がそれぞれ開口部４２３，４２４から露出している。なお、ポリイミド４２は、ＣＶＤに代えて、スピンコートによって液体状態の材料を酸化膜４１上に塗布し、その後、酸化膜４１上に塗布された液体状態の材料を熱処理することによって、酸化膜４１上に設けられてもよい。
【００２６】
ところで、本実施形態に係るトランス装置１は、既存の半導体製造ラインを用いて製造されることを想定している。既存の半導体製造ラインでは、基板の有無の検知および基板の位置合わせのために光センサが用いられる。光センサが反射型である場合、光センサからの光を基板側で反射させる必要がある。基板としてシリコン基板が用いられる場合、光センサからの光をシリコン基板で反射させることができるので、基板を容易に検知することができる。
【００２７】
本実施形態に係るトランス装置１を上記のような既存の半導体製造ラインに対応させるために、トランス装置１は、基板２のうち第１の面２１の反対側の第２の面２２に向かってくる光のうちの少なくとも一部の方向を変換させる方向変換機能を有している。以下、方向変換機能を実現するための具体的な構成について説明する。
【００２８】
まず、基板２の第２の面２２は、全ての領域において粗面である。第２の面２２の粗面は、例えばエッチングなどを用いた粗面加工によって形成される。第２の面２２が粗面であることによって、光を第２の面２２で散乱させることができる。これにより、既存の半導体製造ラインで用いられる光センサから第２の面２２に向かって放射された光の一部の方向を光センサ側に変換することができる。なお、基板２の第２の面２２は、全ての領域において粗面であることには限定されない。第２の面２２は、一部の領域において粗面であってもよい。すなわち、基板２の第２の面２２は、少なくとも一部の領域において粗面であればよい。第２の面２２が一部の領域において粗面である場合、第２の面２２における粗面の領域は、既存の半導体製造ラインで用いられる光センサの位置などに対応する。
【００２９】
さらに、本実施形態に係るトランス装置１は、シリコン膜５をさらに備えている。シリコン膜５は、基板２の第２の面２２の全ての領域に設けられている。すなわち、シリコン膜５は、第２の面２２のうち少なくとも粗面の領域に設けられている。シリコン膜５は、第２の面２２に沿って設けられているので、シリコン膜５の表面も粗面である。
【００３０】
シリコン膜５は、ポリシリコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）膜である。シリコン膜５は、例えばＣＶＤまたはスパッタリングによって形成されている。シリコン膜５の形成によって光の反射量を増加させることができる。これにより、既存の半導体製造ラインで用いられる光センサからシリコン膜５に向かって放射された光のうち光センサが受け取る光を増加させることができる。また、シリコン膜５は、反射フィルムおよび反射塗料に比べて、優れた高温特性を有している。なお、シリコン膜５は、ポリシリコン膜には限定されない。シリコン膜５は、例えばアモルファスシリコン膜であってもよい。
【００３１】
上述したように、基板２の第２の面２２が粗面であり、かつ、シリコン膜５が設けられていることによって、本実施形態の基板２は、既存の半導体製造ラインにおいて、散乱と反射との組み合わせを用いて、光センサによって検知される。
【００３２】
次に、本実施形態に係るトランス装置１の製造方法について図１，２を用いて説明する。
【００３３】
まず、基板２としてガラス基板を準備する。続いて、基板２のうち第１の面２１の反対側の第２の面２２の全ての領域を粗面に加工する。その後、基板２の第２の面２２の全ての領域を粗面に加工した後、第２の面２２の全ての領域にシリコン膜５を設ける。
【００３４】
その後、基板２の第１の面２１に酸化膜４１を形成する。その後、ポリイミド４２、第１の導体３１および第２の導体３２を形成する。すなわち、基板２の第１の面２１側に複数のトランス３を設け、基板２の第１の面２１であって複数のトランス３の各々の周囲に、複数のトランス３を離隔するように絶縁部材４を設ける。
【００３５】
上記のようにトランス装置１を製造する際に、基板２の第１の面２１に酸化膜４１を形成する工程以降の工程は、既存の半導体製造ラインを用いて行われる。既存の半導体製造ラインにおいて、粗面である第２の面２２にシリコン膜５が設けられた基板２は、シリコン基板と同様、光センサによって検知される。これにより、シリコン基板と同様に、基板２の有無の確認および基板２の位置合わせを行うことができる。
【００３６】
以上説明した本実施形態に係るトランス装置１では、少なくとも１つのトランス３が設けられている基板２として、絶縁体であるガラス基板が用いられている。これにより、導体間の絶縁破壊を抑制することができる。その結果、例えばトランス装置１が通信に用いられる場合、信号損失を抑制することができる。特に高速伝送時において、信号のＳＮ比の低下を抑制することができる。なお、導体間の絶縁破壊とは、同一のトランス３における１次コイル（第１の導体３１）と２次コイル（第２の導体３２）との間の絶縁破壊、および、複数のトランス３間の絶縁破壊を含む。
【００３７】
また、本実施形態に係るトランス装置１は、基板２の第２の面２２に向かってくる光のうちの少なくとも一部の方向を変換させる。これにより、基板２が透明なガラス基板であっても、既存の半導体製造ラインにおいて、光センサによる基板検知を精度よく行うことができる。すなわち、本実施形態に係るトランス装置１を、既存の半導体製造ラインを用いて製造することができる。その結果、トランス３の性能を低下させることなく、トランス装置１の製造時に既存の半導体製造ラインを有効に活用することができる。
【００３８】
すなわち、本実施形態に係るトランス装置１では、基板２による導体間の絶縁破壊を抑制しつつ、製造時における基板２の検出を容易に行うことができる。
【００３９】
本実施形態に係るトランス装置１では、基板２の第２の面２２が少なくとも一部の領域において粗面である。これにより、基板２の第２の面２２に向かってくる光を散乱させることができる。その結果、基板２の第２の面２２に向かってくる光のうちの少なくとも一部の方向を変換させることができるので、既存の半導体製造ラインにおいて、光センサによる基板検知を精度よく行うことができる。
【００４０】
本実施形態に係るトランス装置１では、基板２の第２の面２２のうちの粗面の領域にシリコン膜５が設けられている。シリコンは既存の半導体製造ラインではよく用いられるため、基板２の第２の面２２に向かってくる光の反射量を増加させることができる。その結果、既存の半導体製造ラインにおいて、光センサによる基板検知をさらに精度よく行うことができる。
【００４１】
本実施形態に係るトランス装置１では、絶縁部材４が複数のトランス３を離隔するように設けられている。これにより、導体間の絶縁破壊だけではなく、複数のトランス３間のクロストークを抑制することができる。その結果、例えばトランス装置１が通信に用いられる場合、信号損失をさらに抑制することができる。
【００４２】
本実施形態に係るトランス装置１では、基板２として、絶縁性が高く、かつ、高周波減衰が小さい石英が用いられる。これにより、複数のトランス３間のクロストークおよび導体間の絶縁破壊をさらに抑制することができる。
【００４３】
本実施形態に係るトランス装置１の製造方法では、複数のトランス３の各々の周囲に絶縁部材４を設け、かつ、基板２として、絶縁体であるガラス基板を用いている。これにより、複数のトランス３間のクロストークおよび導体間の絶縁破壊を抑制するトランス装置１を提供することができる。その結果、例えば通信に用いられる場合に信号損失を抑制することができる。特に高速伝送時において、信号のＳＮ比の低下を抑制することができる。
【００４４】
また、本実施形態に係るトランス装置１の製造方法では、基板２の第２の面２２の少なくとも一部の領域を粗面に加工する。これにより、基板２の第２の面２２に向かってくる光を散乱させることができる。その結果、基板２の第２の面２２に向かってくる光のうちの少なくとも一部の方向を変換させることができる。よって、基板２が透明なガラス基板であっても、既存の半導体製造ラインにおいて、光センサによる基板検知を精度よく行うことができる。すなわち、既存の半導体製造ラインを用いてトランス装置１を製造することができる。その結果、各トランス３の性能を低下させることなく、トランス装置１の製造時に既存の半導体製造ラインを有効に活用することができる。
【００４５】
すなわち、本実施形態に係るトランス装置１の製造方法では、基板２による導体間の絶縁破壊を抑制しつつ、製造時における基板２の検出を容易に行うことができるトランス装置１を提供することができる。
【００４６】
本実施形態に係るトランス装置１の製造方法では、基板２の第２の面２２のうちの粗面の領域にシリコン膜５を設けている。シリコンは既存の半導体製造ラインではよく用いられるため、トランス装置１において、基板２の第２の面２２に向かってくる光の反射量を増加させることができる。その結果、既存の半導体製造ラインにおいて、光センサによる基板検知をさらに精度よく行うことができる。
【００４７】
なお、本実施形態の第１の変形例として、図３に示すように、トランス装置１は、絶縁部材４（図１参照）に代えて、絶縁部材４ａを備えていてもよい。絶縁部材４ａは、酸化膜４１と、酸化膜４３と、ポリイミド４４とを備えている。酸化膜４３は、例えばＴＥＯＳ（Tetra Ethyl Ortho Silicate：オルトケイ酸テトラエチル）を原料として形成された膜、または、ＢＰＳＧ（Boron Phosphor Silicate Glass）である。なお、酸化膜４３は、それぞれ上記の材料には限定されず、上記以外の材料であってもよい。
【００４８】
本実施形態の第２の変形例として、図４に示すように、トランス装置１は、絶縁部材４ａ（図３参照）に代えて、絶縁部材４ｂを備えていてもよい。絶縁部材４ｂは、酸化膜４３と、ポリイミド４４とを備えている。すなわち、絶縁部材４ｂは、酸化膜４１を備えていない点で、絶縁部材４ａと異なっている。図４に示す酸化膜４３は、第１の導体３１および第２の導体３２が設けられた基板２に直接設けられている。
【００４９】
本実施形態の第３の変形例として、図５に示すように、トランス装置１は、絶縁部材４（図１参照）に代えて、絶縁部材４ｃを備えていてもよい。絶縁部材４ｃは、酸化膜４１と、ポリイミド４５とを備えている。第１の導体３１および第２の導体３２は、酸化膜４１上に設けられている。
【００５０】
本実施形態の第４の変形例として、図６に示すように、トランス装置１は、絶縁部材４ｃ（図５参照）に代えて、絶縁部材４ｄを備えていてもよい。絶縁部材４ｄは、ポリイミド４５を備えている。すなわち、絶縁部材４ｄは、酸化膜４１を備えていない点で、絶縁部材４ｃと異なっている。図６に示すポリイミド４５は、複数のトランス３の各々の第１の導体３１および第２の導体３２を覆うように基板２に直接設けられている。
【００５１】
本実施形態および第１〜第４の変形例の各々において、トランス装置１は、シリコン膜５を備えていない構成であってもよい。この場合、基板２は、既存の半導体製造ラインにおいて、粗面での散乱を用いて、光センサに検知される。
【００５２】
また、本実施形態および第１〜第４の変形例の各々において、基板２の第２の面２２が粗面ではない構成であってもよい。この場合、基板２は、既存の半導体製造ラインにおいて、シリコン膜５での反射を用いて、光センサに検知される。
【００５３】
本実施形態および第１〜第４の変形例の各々において、トランス装置１は、基板２の第２の面２２が粗面ではない状態で、基板２の第２の面２２のうちの少なくとも一部の領域に設けられた反射膜を備えてもよい。反射膜は、基板２の第２の面２２の全ての領域に設けられてもよいし、基板２の第２の面２２の一部の領域のみに設けられてもよい。反射膜は、例えば金属膜、反射フィルムまたは反射塗料である。
【００５４】
上記トランス装置１では、基板２の第２の面２２のうちの少なくとも一部の領域に反射膜が設けられている。これにより、基板２の第２の面２２に向かってくる光の反射量を増加させることができる。その結果、既存の半導体製造ラインにおいて、光センサによる基板検知をさらに精度よく行うことができる。
【符号の説明】
【００５５】
１  トランス装置
２  基板（ガラス基板）
２１  第１の面
２２  第２の面
３  トランス
４，４ａ〜４ｄ  絶縁部材
５  シリコン膜
【図１】
2017063146.tif 000003
【図２】
2017063146.tif 000004
【図３】
2017063146.tif 000005
【図４】
2017063146.tif 000006
【図５】
2017063146.tif 000007
【図６】
2017063146.tif 000008