(57)【要約】【課題】小型化が容易な信号伝送装置を提供する。【解決手段】信号伝送装置は、第一リードフレームと、第一リードフレームから離間する第二リードフレームと、第一リードフレームに電気的に接続される一次側半導体チップと、第二リードフレームに電気的に接続される二次側半導体チップと、一次側半導体チップに電気的に接続される送信部および二次側半導体チップに電気的に接続される受信部を含み、かつ、送信部から受信部に信号を絶縁伝送する信号絶縁器とを備える。信号絶縁器は、第一リードフレーム及び第二リードフレームに接合される第一主面を有する。【選択図】図６Ｂ
2017208806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一リードフレームと、
前記第一リードフレームから離間する第二リードフレームと、
前記第一リードフレームに電気的に接続される一次側半導体チップと、
前記第二リードフレームに電気的に接続される二次側半導体チップと、
前記一次側半導体チップに電気的に接続される送信部と、前記二次側半導体チップに電気的に接続される受信部とを含み、前記送信部から前記受信部に信号を絶縁伝送する信号絶縁器とを備え、
前記信号絶縁器は、第一主面を有し、
前記第一主面は、前記第一リードフレーム及び前記第二リードフレームに接合される、
信号伝送装置。
【請求項２】
前記信号絶縁器は、前記第一主面内に、前記第一リードフレームに接合される第一パッドと、前記第二リードフレームに接合される第二パッドとを含む、
請求項１に記載の信号伝送装置。
【請求項３】
前記第一パッドは、金属により形成され、接着剤によって前記第一リードフレームに接合され、
前記第二パッドは、金属により形成され、接着剤によって前記第二リードフレームに接合される、
請求項２に記載の信号伝送装置。
【請求項４】
前記一次側半導体チップは、送信回路を含み、
前記二次側半導体チップは、受信回路を含み、
前記信号絶縁器は、電磁共鳴結合器である、
請求項１から３のいずれか１項に記載の信号伝送装置。
【請求項５】
前記信号絶縁器は、前記第一主面に対向する第二主面と、前記第一主面及び前記第二主面の間をつなぐ複数の側面とを有し、
前記信号絶縁器は、前記複数の側面の一部によって画定される第一の溝を有し、
前記第一の溝は、前記第二主面から前記第一主面へ延びて、前記第一リードフレーム及び前記第二リードフレームの間の隙間に達する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の信号伝送装置。
【請求項６】
前記送信部及び前記受信部は、前記第一主面と交差する方向において対向し、
前記送信部及び前記受信部は、それぞれ、前記第一の溝の断面形状に沿って屈曲する配線を含む、
請求項５に記載の信号伝送装置。
【請求項７】
前記信号絶縁器は、さらに、前記複数の側面の他の一部によって画定され、かつ、前記第一の溝と対向する第二の溝を有し、
前記第二の溝は、前記第二主面から前記第一主面へ延びて、前記隙間に達し、
前記送信部及び前記受信部のそれぞれにおいて、前記配線はさらに前記第二の溝の断面形状に沿って屈曲する、
請求項６に記載の信号伝送装置。
【請求項８】
前記第一の溝及び前記第二の溝の少なくとも一方の前記断面形状は、Ｕ字状又は円弧状である、
請求項７に記載の信号伝送装置。
【請求項９】
前記一次側半導体チップは、前記第一リードフレームに接合され、
前記二次側半導体チップは、前記第二リードフレームに接合される、
請求項１から８のいずれか１項に記載の信号伝送装置。
【請求項１０】
前記一次側半導体チップは、前記第一リードフレームに接合され、
前記二次側半導体チップは、前記信号絶縁器のうち前記第一主面と対向する第二主面に接合される、
請求項１から４のいずれか１項に記載の信号伝送装置。
【請求項１１】
前記一次側半導体チップは、前記信号絶縁器のうち前記第一主面と対向する第二主面に接合され、
前記二次側半導体チップは、前記第二リードフレームに接合される、
請求項１から４のいずれか１項に記載の信号伝送装置。
【請求項１２】
前記一次側半導体チップ、前記二次側半導体チップ及び前記信号絶縁器を封止するモールド樹脂をさらに備える、
請求項１から１１のいずれか１項に記載の信号伝送装置。
【請求項１３】
前記一次側半導体チップ、前記二次側半導体チップ及び前記信号絶縁器を覆うモールド樹脂をさらに備え、
前記信号絶縁器は、少なくとも１つの切り欠きを有し、
前記モールド樹脂は、前記信号絶縁器の前記第一主面を覆う第一領域と、前記第一リードフレーム及び前記第二リードフレームの間の隙間に埋め込まれた第二領域と、前記少なくとも１つの切り欠きの中に埋め込まれて、かつ、前記第一領域及び前記第二領域をつなぐ少なくとも１つの第三領域とを含む、
請求項１から４のいずれか１項に記載の信号伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、信号伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板およびコイルトランスデューサの下に、入力リードフレームと出力リードフレームとを備えるアイソレータが、開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５４５６５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術では、信号伝送装置を小型化することが難しいという問題がある。そこで、本開示は、小型化が容易な信号伝送装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様に係る信号伝送装置は、第一リードフレームと、前記第一リードフレームから離間する第二リードフレームと、前記第一リードフレームに電気的に接続される一次側半導体チップと、前記第二リードフレームに電気的に接続される二次側半導体チップと、前記一次側半導体チップに電気的に接続される送信部、および前記二次側半導体チップに電気的に接続される受信部を含み、前記送信部から前記受信部に信号を絶縁伝送する信号絶縁器とを備える。前記信号絶縁器は、第一主面を有し、前記第一主面は、前記第一リードフレーム及び前記第二リードフレームに接合される。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、小型化が容易な信号伝送装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、比較例１における樹脂封止前の信号伝送装置を示す上面図である。
【図２】図２は、比較例１の切断ラインに沿ってリードフレームが切断された信号伝送装置の構成を示す上面図である。
【図３】図３は、図１の破線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿って切断された信号伝送装置を示す断面図である。
【図４】図４は、比較例２における樹脂封止前の信号伝送装置を示す上面図である。
【図５】図５は、実施の形態１における信号伝送装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図６Ａ】図６Ａは、実施の形態１における信号伝送装置を示す斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、実施の形態１における信号伝送装置の内部構成を示す斜視図である。
【図７Ａ】図７Ａは、図６Ａの破線ＶＩＩＡ−ＶＩＩＡに沿って切断された信号伝送装置を示す断面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、実施の形態１における樹脂封止前の信号伝送装置を示す上面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、実施の形態１の変形例１における信号伝送装置を示す断面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、実施の形態１の変形例１における樹脂封止前の信号伝送装置を示す上面図である。
【図９】図９は、実施の形態１の変形例２における信号伝送装置を示す断面図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、実施の形態２における信号伝送装置の内部構成を示す斜視図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、実施の形態２における樹脂封止前の信号伝送装置を示す上面図である。
【図１１】図１１は、実施の形態２の変形例における樹脂封止前の信号伝送装置を示す上面図である。
【図１２】図１２は、実施の形態２における電磁共鳴結合器を示す分解斜視図である。
【図１３】図１３は、図１２の破線ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩに沿って切断された電磁共鳴結合器を示す断面図である。
【図１４】図１４は、実施の形態２における送信基板を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（本開示の基礎となった知見）
まず、本発明者らの着眼点が、下記に説明される。
【０００９】
回路間での電気的な絶縁を確保しながら、信号を伝送する非接触伝送技術は、様々な電子機器で求められている。例えば、高電圧回路と低電圧回路とを動作させる際、低電圧回路の誤動作又は故障を防ぐために、接地電位が異なる回路同士のグランド・ループを断ち切る。これにより、高電圧回路と低電圧回路とを接続した際に、高電圧回路から低電圧回路へ過剰電圧が印加されることを抑制することができる。
【００１０】
電気的な絶縁が確保された信号伝送装置として、例えば、電力用半導体素子のゲート端子に電力を供給するゲートドライバＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ−Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）が知られている。また、上述した信号伝送装置及び電力用半導体素子からなるモータ駆動用あるいは電力制御用のパワー回路システムにおいて、パワー回路システム全体の小型化の要望に伴い、信号伝送装置は、小型で、かつ、高放熱のパッケージ構造が求められている。
【００１１】
図１〜４を用いて、従来の信号伝送装置の説明を行う。図１は、比較例１における樹脂封止前の信号伝送装置１０ｄを示す上面図である。図２は、比較例１の切断ライン２１に沿ってリードフレームが切断された信号伝送装置１０ｄの構成を示す上面図である。図３は、図１の破線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿って切断された信号伝送装置１０ｄの断面図である。
【００１２】
以下の説明における用語「厚み」は、信号伝送装置の第一主面、及び／又は、信号伝送装置が実装されている回路基板の主面に対して垂直な方向の長さに相当する。以下の説明における用語「上面（top surface）」、「下面（bottom surface）」、「上方に（above）」、「下に（below）」は、説明目的で使用しており、必ずしも相対的な位置を限定するものではない。これらの用語は、適切な状況下で交換可能であって、本開示の種々の実施形態は、ここで説明又は図示される以外の他の向きでも動作可能である。
【００１３】
まず、信号伝送装置１０ｄの製造工程を説明する。電磁共鳴結合器１００と、送信回路チップ１５ａと、受信回路チップ１５ｂとがリードフレームシート１１ｃの主面に実装される。図１に示すように、リードフレームシート１１ｃは、１個又は複数個のリードフレームを含む。送信回路チップ１５ａ及び受信回路チップ１５ｂは、ワイヤ１８によって、電磁共鳴結合器１００と電気的に接続される。その後、電磁共鳴結合器１００、送信回路チップ１５ａ及び受信回路チップ１５ｂはモールド樹脂１３によって封止されて、パッケージ化される。その後、リードフレームシート１１ｃは、切断ライン２１に沿って切断され、これにより、図２に示すような第一リードフレーム１９ｅ及び第二リードフレーム１９ｆが得られる。なお、リードフレームの主面とは、電磁共鳴結合器１００が実装される面であり、信号伝送装置１０ｄが実装される回路基板の主面に平行な面である。
【００１４】
第一リードフレーム１９ｅ及び第二リードフレーム１９ｆは、モールド樹脂１３を用いた樹脂封止によって反り返ることを抑制するために、モールド時にはリードフレームシート１１ｃにおいて固定されている。また、電磁共鳴結合器１００の下に設けられたモールド樹脂１３の厚みは、熱抵抗を下げ、かつ、放熱性を高めるために、できるだけ薄くすることが求められる。
【００１５】
第一リードフレーム１９ｅ及び第二リードフレーム１９ｆは、吊りリード１２により固定された状態で樹脂封止される。送信回路チップ１５ａ、受信回路チップ１５ｂ、又は電磁共鳴結合器１００のサイズに応じて、第一リードフレーム１９ｅ又は第二リードフレーム１９ｆの面積が大きくなる場合がある。あるいは、第一リードフレーム１９ｅと第二リードフレーム１９ｆとは、面積が大きく異なる場合がある。上述した２つの場合においては、樹脂封止によって第一リードフレーム１９ｅ及び第二リードフレーム１９ｆが反り返ることを抑制するために、吊りリード１２は、固く、かつ、幅を広く設計される。
【００１６】
しかしながら、吊りリード１２を固く、かつ、幅を広くした場合、リードフレームシート１１ｃの切断時の切断応力が大きくなるため、モールド樹脂１３と吊りリード１２との間で界面の剥離及び／又は樹脂クラックが発生する虞がある。その結果、信号伝送装置１０ｄの耐湿性などの信頼性が低下する虞がある。
【００１７】
電磁共鳴結合器１００の厚みが大きい場合、モールド樹脂１３のうち、リードフレームの上方に位置する部分の厚みが、リードフレームの下に位置する部分の厚みと大きく異なる。そのため、信号伝送装置１０ｄの下にモールド樹脂１３が十分に充填されない虞がある。この場合、信号伝送装置１０ｄにおける絶縁性が劣化する虞があり、第一リードフレーム１９ｅ又は第二リードフレーム１９ｆの端部ではモールド樹脂１３との界面剥離が発生する虞がある。
【００１８】
なお、吊りリード１２は、端子と兼用される場合もある。図４は、このような比較例２における樹脂封止前の信号伝送装置を示す上面図である。
【００１９】
図４に示すように、リードフレームシート１１ｄは、ＧＮＤ（グランド）端子となるリードが吊りリード１２として兼用される。ＧＮＤ端子となるリードが吊りリード１２として兼用される場合、リードフレームシート１１ｄのＧＮＤ端子の数が増える。そのため、信号伝送装置は小型化が困難となる。信号伝送装置を小型化する場合、吊りリード１２と兼用されるＧＮＤ端子を除いた端子の数が制限される。なお、リードとは、リードフレームシート１１ｄが切断ライン２１で切断された後、信号伝送装置を外部の部品及び／又は回路と金属配線などを介して接続するために用いられる部分である。
【００２０】
以上の着眼点に基づいて、本発明者は、本開示の構成を創作するに至った。
【００２１】
本開示の一態様に係る信号伝送装置は、第一リードフレームと、前記第一リードフレームと隙間を空けて配置される第二リードフレームと、前記第一リードフレームと電気的に接続され、伝送信号を送信する一次側半導体チップと、前記第二リードフレームと電気的に接続され、前記伝送信号を受信する二次側半導体チップと、前記一次側半導体チップから送信された前記伝送信号を、前記二次側半導体チップに非接触伝送する絶縁用素子とを備え、前記絶縁用素子は、一次側絶縁用素子と二次側絶縁用素子とを備え、前記一次側絶縁用素子は、前記一次側半導体チップと電気的に接続され、前記一次側半導体チップから送信された前記伝送信号を、前記二次側絶縁用素子に非接触伝送し、前記二次側絶縁用素子は、前記二次側半導体チップと電気的に接続され、前記非接触伝送された前記伝送信号を前記二次側半導体チップに送信し、前記絶縁用素子は、前記第一リードフレーム及び前記第二リードフレームの両方に接合される接合面を有する。
【００２２】
前記絶縁用素子の前記接合面には、前記絶縁用素子と前記第一リードフレームとを接合するための第一パッド部と、前記絶縁用素子と前記第二リードフレームとを接合するための第二パッド部とが含まれてもよい。
【００２３】
前記第一パッド部は、金属により形成され、接着剤によって前記第一リードフレームに接合され、前記第二パッド部は、金属により形成され、接着剤によって前記第二リードフレームに接合されてもよい。
【００２４】
前記一次側半導体チップは、送信回路チップであり、前記二次側半導体チップは、受信回路チップであり、前記絶縁用素子は、電磁共鳴結合器でもよい。
【００２５】
前記絶縁用素子の、前記接合面と交差する第一側面には、前記隙間とつながるように第一の溝が設けられていてもよい。
【００２６】
前記一次側絶縁用素子及び前記二次側絶縁用素子は、前記接合面と交差する方向において対向するように配置され、前記一次側絶縁用素子及び前記二次側絶縁用素子は、前記第一の溝に沿って屈曲していてもよい。
【００２７】
前記絶縁用素子の、前記第一側面と反対側の第二側面には、前記隙間とつながるように第二の溝が設けられ、前記一次側絶縁用素子及び前記二次側絶縁用素子は、前記第一の溝及び前記第二の溝に沿って屈曲していてもよい。
【００２８】
前記第一の溝及び前記第二の溝の少なくとも一方の断面形状は、Ｕ字状又は円弧状でもよい。
【００２９】
前記一次側半導体チップは、前記第一リードフレームに接合され、前記二次側半導体チップは、前記第二リードフレームに接合されてもよい。
【００３０】
前記一次側半導体チップは、前記第一リードフレームに接合され、前記二次側半導体チップは、前記絶縁用素子の前記接合面と反対側の面に接合されてもよい。
【００３１】
前記一次側半導体チップは、前記絶縁用素子の前記接合面と反対側の面に接合され、前記二次側半導体チップは、前記第二リードフレームに接合されてもよい。
【００３２】
信号伝送装置は、さらに、モールド樹脂を備え、前記一次側半導体チップ、前記二次側半導体チップ及び前記絶縁用素子は、前記モールド樹脂によって封止されていてもよい。
【００３３】
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００３４】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化される場合がある。
【００３５】
（実施の形態１）
以下、図５〜図７Ｂを用いて実施の形態１を説明する。
【００３６】
図５は、実施の形態１に係る信号伝送装置１０のシステム構成を示すブロック図である。
【００３７】
図５に示すように、信号伝送装置１０は、送信回路チップ１５ａと、受信回路チップ１５ｂと、電磁共鳴結合器１００とを備える。
【００３８】
信号伝送装置１０は、リードフレームを用いた樹脂パッケージ型の半導体装置である。信号伝送装置１０は、絶縁デバイスを用いて、絶縁を確保しながら、信号を非接触伝送する。
【００３９】
電磁共鳴結合器１００は、送信共鳴器１０５と受信共鳴器１０８とを備える。電磁共鳴結合器１００は、本開示における「信号絶縁器」の一例である。信号絶縁器は、絶縁用素子と呼ばれる場合がある。送信共鳴器１０５は、本開示における「送信部」の一例であり、受信共鳴器１０８は、本開示における「受信部」の一例である。送信部は、一次側絶縁用素子と呼ばれる場合があり、受信部は、二次側絶縁用素子と呼ばれる場合がある。
【００４０】
電磁共鳴結合器１００は、送信共鳴器１０５と受信共鳴器１０８との間で生じる、ＬＣ共振に基づく共鳴現象を利用し、送信側と受信側との絶縁を確保した状態で、電力及び信号を伝送することができる。
【００４１】
送信回路チップ１５ａは、本開示における「一次側半導体チップ」の一例である。送信回路チップ１５ａは、電源２６から供給される電力、及び、信号源２５から供給される入力信号を取得する。送信回路チップ１５ａは、変調回路を含み、変調回路は、高周波を入力信号に応じて変調して伝送信号を生成し、これを電磁共鳴結合器１００の送信共鳴器１０５に送信する。高周波の周波数は、入力信号の周波数よりも高い。送信回路チップ１５ａは、例えば、送信回路を含む半導体チップである。なお、送信回路チップ１５ａは、高周波を生成する高周波発生器を含んでもよいし、外部から高周波を取得してもよい。
【００４２】
本開示における高周波の周波数帯は、例えば、マイクロ波帯（ミリ波帯を含む）である。高周波の周波数は、例えば、２．４ＧＨｚ以上５．８ＧＨｚ以下であるが、特にこれに限定されない。電磁共鳴結合器１００は、トランスを用いた磁気結合型アイソレータに比べて非常に高い周波数の高周波を伝送できる。
【００４３】
送信共鳴器１０５は、送信回路チップ１５ａから伝送信号を受信し、これを受信共鳴器１０８に非接触伝送する。受信共鳴器１０８は、送信共鳴器１０５から伝送信号を受信し、これを受信回路チップ１５ｂに送信する。
【００４４】
受信回路チップ１５ｂは、本開示における「二次側半導体チップ」の一例である。受信回路チップ１５ｂは、整流回路を含み、整流回路は、電磁共鳴結合器１００の受信共鳴器１０８が受信した伝送信号を整流し、入力信号に対応する出力信号を生成する。受信回路チップ１５ｂは、例えば、受信回路を含む半導体チップである。
【００４５】
図６Ａは、信号伝送装置１０の斜視図である。図６Ｂは、信号伝送装置１０の内部構成を示す斜視図である。図７Ａは、図６Ａの破線ＶＩＩＡ−ＶＩＩＡに沿って切断された信号伝送装置１０の断面図である。図７Ｂは、樹脂封止前の信号伝送装置１０を示す上面図である。なお、図７Ｂは、断面を示す図ではないが、図を分かり易くするためにリードフレームシート１１にハッチングを入れて記載している。
【００４６】
図６Ａ〜図７Ｂに示すように、信号伝送装置１０は、第一リードフレーム１９ａと、第二リードフレーム１９ｂとを備える。信号伝送装置１０は、送信回路チップ１５ａと、受信回路チップ１５ｂと、接着剤１６と、電磁共鳴結合器１００と接着剤１７と、ワイヤ１８と、モールド樹脂１３とを備える。
【００４７】
リードフレームシート１１は、図７Ｂに示すように電磁共鳴結合器１００、送信回路チップ１５ａ及び受信回路チップ１５ｂが実装された後、モールド金型に入れられ、樹脂封止される。その後、樹脂封止されたリードフレームシート１１は、切断ライン２１に沿って切断される。そして、リードが曲げられることで、信号伝送装置１０が得られる。なお、リードフレームシート１１は、板状の金属である。
【００４８】
第一リードフレーム１９ａは、送信回路チップ１５ａが電気的に接続されるリードフレームである。第一リードフレーム１９ａの主面には、送信回路チップ１５ａが接着剤１６によって接合される。
【００４９】
第二リードフレーム１９ｂは、受信回路チップ１５ｂが電気的に接続されるリードフレームである。第二リードフレーム１９ｂの主面には、受信回路チップ１５ｂが接着剤１６によって接合される。
【００５０】
第一リードフレーム１９ａ及び第二リードフレーム１９ｂは、接触せずに離れて配置される。
【００５１】
電磁共鳴結合器１００を介して、伝送信号が、送信回路チップ１５ａから受信回路チップ１５ｂに非接触伝送される。電磁共鳴結合器１００は、主面を有し、接着剤１７によって、当該主面と第一リードフレーム１９ａ及び第二リードフレーム１９ｂの両方の主面に接合される。言い換えると、電磁共鳴結合器１００の主面（すなわち第一主面）は、電磁共鳴結合器１００が第一リードフレーム１９ａに接合される第一接合領域と、電磁共鳴結合器１００が第二リードフレーム１９ｂに接合される第二接合領域とを含む。第一主面が平面である場合、電磁共鳴結合器１００は、第一リードフレーム１９ａ及び第二リードフレーム１９ｂと、同一平面内で接合される。
【００５２】
電磁共鳴結合器１００は、ワイヤ１８によって送信回路チップ１５ａ及び受信回路チップ１５ｂのそれぞれと電気的に接続される。送信回路チップ１５ａは、ワイヤ１８によって第一リードフレーム１９ａのリードに電気的に接続されている。受信回路チップ１５ｂは、ワイヤ１８によって第二リードフレーム１９ｂのリードに電気的に接続されている。
【００５３】
接着剤１７は、電磁共鳴結合器１００の下面を第一リードフレーム１９ａ及び第二リードフレーム１９ｂに接合するために用いられる。接着剤１７は、特に限定されないが、例えば、エポキシ系接着剤又はＡｇペーストなどである。
【００５４】
送信回路チップ１５ａは、伝送信号を電磁共鳴結合器１００に送信する。送信回路チップ１５ａは、第一リードフレーム１９ａの主面上に接着剤１６によって接合される。送信回路チップ１５ａは、ワイヤ１８によって電磁共鳴結合器１００と電気的に接続される。
【００５５】
受信回路チップ１５ｂは、電磁共鳴結合器１００から伝送信号を受信する。受信回路チップ１５ｂは、第二リードフレーム１９ｂの主面上に接着剤１６によって接合される。受信回路チップ１５ｂは、ワイヤ１８によって電磁共鳴結合器１００と電気的に接続される。
【００５６】
接着剤１６は、送信回路チップ１５ａを第一リードフレーム１９ａに接合するために用いられる。接着剤１６は、受信回路チップ１５ｂを第二リードフレーム１９ｂに接合するために用いられる。接着剤１６は、特に限定されないが、例えば、Ａｇペーストあるいははんだなどである。
【００５７】
モールド樹脂１３は、送信回路チップ１５ａ、受信回路チップ１５ｂ、及び電磁共鳴結合器１００を封止するために用いられる。モールド樹脂１３は、送信回路チップ１５ａ、受信回路チップ１５ｂ、及び電磁共鳴結合器１００を、外部からの衝撃から保護し、かつ／又は、硫化水素や二酸化硫黄などの気体から保護する。モールド樹脂１３は、特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂である。
【００５８】
ワイヤ１８は、送信回路チップ１５ａ、受信回路チップ１５ｂを、電磁共鳴結合器１００、第一リードフレーム１９ａ及び第二リードフレーム１９ｂに電気的に接続させるために用いられる。ワイヤ１８は、特に限定されないが、例えば、金により形成される。
【００５９】
以上の構成によれば、電磁共鳴結合器１００は、第一リードフレーム１９ａ及び第二リードフレーム１９ｂと接合される。つまり、第一リードフレーム１９ａ及び第二リードフレーム１９ｂは電磁共鳴結合器１００によって支持される。これにより、樹脂封止後のパッケージ応力による第一リードフレーム１９ａ及び第二リードフレーム１９ｂの反りを抑制することができる。
【００６０】
電磁共鳴結合器１００によって、第一リードフレーム１９ａ及び第二リードフレーム１９ｂの反りが抑制されるため、吊りリード１２をなくす、あるいは、その数を減らすことができる。これにより、信号伝送装置１０がより小型化されうる。また、吊りリード１２を切断する際の切断応力によるモールド樹脂１３と吊りリード１２との間の界面剥離、あるいは樹脂クラックが抑制されうる。そのため、信号伝送装置１０は、耐湿性などの信頼性が向上する。
【００６１】
次に、図８Ａ〜図９を用いて、実施の形態１の変形例を説明する。
【００６２】
図８Ａは、実施の形態１の変形例１における信号伝送装置１０ａの断面図である。図８Ａに示す断面は、図７Ａに対応する断面である。図８Ｂは、実施の形態１の変形例１における樹脂封止前の信号伝送装置１０ａを示す上面図である。なお、図８Ｂは、断面を示す図ではないが、図を分かり易くするためにリードフレームシート１１ａにハッチングを入れて記載している。
【００６３】
図８Ａ及び図８Ｂに示すように、信号伝送装置１０ａは、第一リードフレーム１９ｃと、第二リードフレーム１９ｄと、送信回路チップ１５ａと、受信回路チップ１５ｂと、電磁共鳴結合器１００とを備える。
【００６４】
電磁共鳴結合器１００の下面は、第一リードフレーム１９ｃ及び第二リードフレーム１９ｄの両方に接着剤１７によって接合される。電磁共鳴結合器１００の上面には、受信回路チップ１５ｂが接合される。電磁共鳴結合器１００は、送信回路チップ１５ａ及び受信回路チップ１５ｂにワイヤ１８で電気的に接続される。
【００６５】
第一リードフレーム１９ｃと送信回路チップ１５ａのリードとは、ワイヤ１８によって接続される。第二リードフレーム１９ｄと受信回路チップ１５ｂのリードとは、ワイヤ１８によって接続される。第一リードフレーム１９ｃには、送信回路チップ１５ａが接着剤１６により接合される。
【００６６】
本変形例１によれば、第二リードフレーム１９ｄの面積を減らすことが可能となる。そのため、信号伝送装置１０ａは、より小型化されうる。なお、電磁共鳴結合器１００には、受信回路チップ１５ｂではなく、送信回路チップ１５ａが接合されてもよいし、送信回路チップ１５ａ及び受信回路チップ１５ｂの両方が接合されてもよい。これにより、第一リードフレーム１９ｃ又は第二リードフレーム１９ｄの少なくともいずれか一方の面積を減らすことが可能となる。そのため、信号伝送装置１０ａを回路基板などに設置する際に必要な面積は低減される。
【００６７】
図９は、実施の形態１の変形例２における信号伝送装置１０ｂの断面図である。図９に示す断面は、図７Ａに対応する断面である。図９に示すように、実施の形態１の変形例２における信号伝送装置１０ｂの電磁共鳴結合器１００は、第一パッド２４ａ及び第二パッド２４ｂを備える。電磁共鳴結合器１００の下面は、レジスト層１１７で覆われている（後述の図１２参照）。第一パッド２４ａ及び第二パッド２４ｂは、レジスト層１１７の開口に形成され、電磁共鳴結合器１００の接合面として利用される。
【００６８】
レジスト層１１７は、電磁共鳴結合器１００を保護し、例えば、ポリイミドなどの非導電性の材料で形成される。
【００６９】
第一パッド２４ａ及び第二パッド２４ｂは、それぞれ、電磁共鳴結合器１００と第一リードフレーム１９ａ及び第二リードフレーム１９ｂとを接合しやすくする。第一パッド２４ａ及び第二パッド２４ｂは、金属で形成されればよく、特定の材料に限定されない。
【００７０】
電磁共鳴結合器１００と第一リードフレーム１９ａ及び第二リードフレーム１９ｂとは金属間接合となる。そのため、電磁共鳴結合器１００と第一リードフレーム１９ａ及び第二リードフレーム１９ｂとの接合は、送信回路チップ１５ａと第一リードフレーム１９ａとの接合、及び／又は、受信回路チップ１５ｂと第二リードフレーム１９ｂとの接合と同じ工程で行われうる。これにより、接合工程が簡単化される。なお、これらの接合は、例えば、はんだ又はＡｇペーストを用いて行われうる。
【００７１】
以上のように、本実施の形態において、信号伝送装置１０は、第一リードフレーム１９ａと、第一リードフレーム１９ａと隙間を空けて配置される第二リードフレーム１９ｂとを備える。信号伝送装置１０は、第一リードフレーム１９ａと電気的に接続され、伝送信号を送信する送信回路チップ１５ａと、第二リードフレーム１９ｂと電気的に接続され、伝送信号を受信する受信回路チップ１５ｂとを備える。信号伝送装置１０は、送信回路チップ１５ａから送信された伝送信号を、受信回路チップ１５ｂに非接触伝送する電磁共鳴結合器１００を備える。電磁共鳴結合器１００は、送信共鳴器１０５と受信共鳴器１０８とを備える。送信共鳴器１０５は、送信回路チップ１５ａと電気的に接続され、送信回路チップ１５ａから送信された伝送信号を、受信共鳴器１０８に非接触伝送する。受信共鳴器１０８は、受信回路チップ１５ｂと電気的に接続され、非接触伝送された伝送信号を受信回路チップ１５ｂに送信する。電磁共鳴結合器１００は、第一リードフレーム１９ａ及び第二リードフレーム１９ｂの両方に接合される主面を有する。
【００７２】
これにより、第一リードフレーム１９ａ及び第二リードフレーム１９ｂは電磁共鳴結合器１００によって支持される。そのため、第一リードフレーム１９ａ及び第二リードフレーム１９ｂは、吊りリード１２がなくても、樹脂封止前後の応力による第一リードフレーム１９ａ及び第二リードフレーム１９ｂの反りが抑制される。そのため、信号伝送装置１０は、吊りリード１２が不要となり、より小型化される。信号伝送装置１０は、吊りリード１２が切断ライン２１に沿って切断される際の、切断応力によるモールド樹脂１３と吊りリード１２との間の界面剥離、あるいは樹脂クラックがなくなるため、耐湿性などの信頼性の劣化が抑制される。
【００７３】
電磁共鳴結合器１００の接合面には、電磁共鳴結合器１００と第一リードフレーム１９ａとを接合するための第一パッド２４ａと、電磁共鳴結合器１００と第二リードフレーム１９ｂとを接合するための第二パッド２４ｂとが含まれてもよい。
【００７４】
これにより、電磁共鳴結合器１００は、第一リードフレーム１９ａ及び第二リードフレーム１９ｂと接合しやすくなる。
【００７５】
第一パッド２４ａは、金属により形成され、接着剤１７によって第一リードフレーム１９ａに接合されてもよい。第二パッド２４ｂは、金属により形成され、接着剤１７によって第二リードフレーム１９ｂに接合されてもよい。
【００７６】
送信回路チップ１５ａは、第一リードフレーム１９ａに接合されてもよく、受信回路チップ１５ｂは、第二リードフレーム１９ｂに接合されてもよい。これにより、信号伝送装置１０の厚みをより薄くできるため、信号伝送装置１０はより小型化される。
【００７７】
送信回路チップ１５ａは、第一リードフレーム１９ｃに接合されてもよく、受信回路チップ１５ｂは、電磁共鳴結合器１００の上面に接合されてもよい。これにより、第二リードフレーム１９ｄの面積が低減され、信号伝送装置１０を回路基板などに設置する際に必要な面積が低減される。
【００７８】
送信回路チップ１５ａは、電磁共鳴結合器１００の上面に接合されてもよく、受信回路チップ１５ｂは、第二リードフレーム１９ｄに接合されてもよい。これにより、第一リードフレーム１９ｃの面積が低減され、信号伝送装置１０を回路基板などに設置する際に必要な面積が低減される。
【００７９】
信号伝送装置１０は、さらに、モールド樹脂１３を備えてもよい。この場合、送信回路チップ１５ａ、受信回路チップ１５ｂ及び電磁共鳴結合器１００は、モールド樹脂１３によって封止されてもよい。送信回路チップ１５ａ、受信回路チップ１５ｂ及び電磁共鳴結合器１００は、モールド樹脂１３によって保護されるので、故障しにくくなる。その結果、信号伝送装置１０の信頼性が向上する。
【００８０】
（実施の形態２）
以下、図１０Ａ〜図１４を用いて、実施の形態２を説明する。なお、上述の実施の形態１と重複する説明は、適宜、省略される。
【００８１】
図１０Ａは、実施の形態２における信号伝送装置１０ｃの内部構成を示す斜視図である。図１０Ｂは、実施の形態２における樹脂封止前の信号伝送装置１０ｃを示す上面図である。なお、図１０Ｂに示すリードフレームシート１１は、断面を示す図ではないが、図を分かり易くするためにハッチングを入れて記載している。
【００８２】
図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、実施の形態２における信号伝送装置１０ｃは、第一リードフレーム１９ａと、第二リードフレーム１９ｂと、送信回路チップ１５ａと、受信回路チップ１５ｂと、電磁共鳴結合器１００ａとを備える。信号伝送装置１０ｃは、モールド樹脂１３によって封止されることによってパッケージ化される。第一リードフレーム１９ａと第二リードフレーム１９ｂとは、隙間２０を介して離れて配置される。
【００８３】
電磁共鳴結合器１００ａは、第一リードフレーム１９ａ及び第二リードフレーム１９ｂ、並びに、それらの間に設けられた隙間２０の上に配置され、接着剤１７によって第一リードフレーム１９ａ及び第二リードフレーム１９ｂに接合される。電磁共鳴結合器１００ａは、送信回路チップ１５ａ及び受信回路チップ１５ｂのそれぞれと、ワイヤ１８によって電気的に接続される。
【００８４】
送信回路チップ１５ａは、接着剤１６によって第一リードフレーム１９ａに接合される。送信回路チップ１５ａは、第一リードフレーム１９ａのリードとワイヤ１８によって電気的に接続される。
【００８５】
受信回路チップ１５ｂは、接着剤１６によって第二リードフレーム１９ｂに接合される。受信回路チップ１５ｂは、第二リードフレーム１９ｂのリードとワイヤ１８によって電気的に接続される。
【００８６】
実施の形態２において、電磁共鳴結合器１００ａは、電磁共鳴結合器１００ａの第一側面に第一の溝２２ａを有し、第一側面とは反対側の第二側面に第二の溝２２ｂを有する。第一の溝２２ａ及び第二の溝２２ｂは、電磁共鳴結合器１００ａを貫通して隙間２０とつながるように隙間２０の上方に位置する。
【００８７】
この構成によれば、第一リードフレーム１９ａと第二リードフレーム１９ｂとの間の隙間２０の上方に位置する第一の溝２２ａ及び第二の溝２２ｂを介して、リードフレームの下までモールド樹脂１３を充填できる。これにより、信号伝送装置１０ｃの絶縁性の劣化が抑制され、第一リードフレーム１９ａ及び第二リードフレーム１９ｂの端部におけるモールド樹脂１３の剥離が抑制される。
【００８８】
なお、電磁共鳴結合器１００ａの形状は一例である。第一の溝２２ａあるいは第二の溝２２ｂのように形成される溝は、一つでもよいし、複数形成されてもよい。あるいは、溝の代わりに、例えば、電磁共鳴結合器１００ａの上面から下面までを貫通する貫通孔（図示せず）が設けられてもよい。第一の溝２２ａ、第二の溝２２ｂ、及び貫通孔（図示せず）は、本開示における「切り欠き」の一例である。切り欠きは、リードフレームの下までモールド樹脂１３の充填不足が抑制されるように形成されていればよく、その形状は限定されない。
【００８９】
例えば、モールド樹脂１３は、電磁共鳴結合器１００ａの上面を覆う上側領域と、電磁共鳴結合器１００ａの下面を覆う下側領域と、切り欠きの中を通って上側領域及び下側領域をつなぐ領域とを含む。下側領域は、例えば、第一リードフレーム１９ａ及び前記第二リードフレーム１９ｂの間の隙間２０を埋めている。
【００９０】
以下、実施の形態２の変形例における樹脂封止前の信号伝送装置として、電磁共鳴結合器１００ａと形状が異なる電磁共鳴結合器を備える信号伝送装置について説明する。図１１は、実施の形態２の変形例における樹脂封止前の信号伝送装置を示す上面図である。なお、図１１は、断面を示す図ではないが、図を分かり易くするためにリードフレームシート１１にハッチングを入れて記載している。
【００９１】
図１１に示すように、第一の溝２２ａ及び第二の溝２２ｂは、部分的に曲面状を有し、角を有していない。図１１に示されるように、電磁共鳴結合器１００ｂの主面に平行な面で切断された第一の溝２２ａ及び第二の溝２２ｂの断面形状は、Ｕ字状である。あるいは、第一の溝２２ａ及び第二の溝２２ｂの断面形状は円弧状であってもよい。これにより、モールド樹脂１３の充填不足が効果的に抑制され、モールド樹脂１３の充填不足による剥離などの信頼性劣化が効果的に抑制される。
【００９２】
以下、図１２〜図１４を用いて、電磁共鳴結合器１００ａを説明する。
【００９３】
図１２は、実施の形態２における電磁共鳴結合器１００ａを示す分解斜視図である。図１３は、図１２の破線ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩに沿って切断された電磁共鳴結合器１００ａの断面図である。なお、図１２に示す送信配線１０４、送信共鳴器１０５、受信配線１０７及び受信共鳴器１０８は、断面を示す図ではないが、図を分かり易くするためにハッチングを入れて記載している。
【００９４】
図１２に示すように、電磁共鳴結合器１００ａは、送信基板１０１と、送信基板１０１の上に設置された受信基板１０２と、受信基板１０２の上に設置されたキャップ基板１０３とを備える。送信基板１０１の下には、裏面グランド１１２が配置される。裏面グランド１１２の下には、絶縁層１１８が配置される。絶縁層１１８の下には、レジスト層１１７と第一パッド２４ａ及び第二パッド２４ｂとが配置される。レジスト層１１７の開口には、第一パッド２４ａ及び第二パッド２４ｂが配置される。キャップ基板１０３の上には、キャップグランド１１４が配置される。キャップグランド１１４の上にはレジスト層１１７が配置される。
【００９５】
ここで、第一パッド２４ａ及び第二パッド２４ｂの形成方法の一具体例を説明する。まず、裏面グランド１１２の下に絶縁層１１８を形成する。次に、絶縁層１１８の下に金属層を形成する。形成された金属層をエッチングすることで、第一パッド２４ａ及び第二パッド２４ｂとなる金属層を形成する。さらに、レジスト層１１７を当該金属層及び絶縁層１１８の下面に塗布し、その後にレジスト層１１７をエッチングする。エッチングにより、第一パッド２４ａ及び第二パッド２４ｂとなる金属層をレジスト層１１７から露出させるように開口を形成する。こうして、絶縁層１１８の下に、レジスト層１１７と第一パッド２４ａ及び第二パッド２４ｂとを形成する。なお、図１２と図９とで第一パッド２４ａ及び第二パッド２４ｂの形状が異なるが、特にこれらの形状に限定されるものではない。第一パッド２４ａ及び第二パッド２４ｂの下面は、レジスト層１１７の下面と面一になるように形成されてもよいし、レジスト層１１７の下面よりも下方に位置するように形成されてもよい。いずれの場合であっても、第一パッド２４ａ及び第二パッド２４ｂの下面が、電磁共鳴結合器１００ａの下面（すなわち、第一主面）を構成する。
【００９６】
送信基板１０１は、送信配線１０４と、送信共鳴器１０５とを備え、送信共鳴器１０５にはスリット１０６が設けられている。送信基板１０１の上面には、送信配線１０４と送信共鳴器１０５とが配置される。送信配線１０４の一端は、送信共鳴器１０５と電気的に接続されている。送信配線１０４の一端と送信共鳴器１０５との接続部は、送信共鳴器１０５の一端から送信共鳴器１０５の配線長の４分の１の長さに相当する位置に設けられる。送信配線１０４の他端は、ビア１４０ａを通じて入力端子１１０と接続される。入力端子１１０は、送信回路チップ１５ａと電気的に接続される。送信配線１０４及び送信共鳴器１０５は、金属で形成されればよく、特定の材料に限定されないが、例えば、金で形成される。
【００９７】
送信基板１０１は、第一の溝２２ａ及び第二の溝２２ｂを備える。送信共鳴器１０５の配線は、第一の溝２２ａ及び第二の溝２２ｂの少なくともいずれか一方に沿うように配置される。
【００９８】
送信基板１０１は、送信回路チップ１５ａから送信された伝送信号を、受信基板１０２に非接触伝送する。非接触伝送された伝送信号は、受信基板１０２から受信回路チップ１５ｂに入力される。
【００９９】
受信基板１０２は、受信配線１０７と、受信共鳴器１０８とを備え、受信共鳴器１０８にはスリット１０９が設けられている。受信基板１０２の上面には、受信配線１０７と、受信共鳴器１０８とが配置される。受信配線１０７の一端は、受信共鳴器１０８と電気的に接続されている。受信配線１０７の一端と受信共鳴器１０８との接続部は、受信共鳴器１０８の一端から受信共鳴器１０８の配線の長さの４分の１の長さに相当する位置に設けられる。受信配線１０７の他端は、ビア１４０ｂを通じて出力端子１１１と接続される。出力端子１１１は、受信回路チップ１５ｂと電気的に接続される。受信配線１０７及び受信共鳴器１０８は、金属で形成されればよく、特定の材料に限定されないが、例えば、金で形成される。
【０１００】
受信基板１０２は、第一の溝２２ａ及び第二の溝２２ｂを備える。受信共鳴器１０８の配線は、第一の溝２２ａ及び第二の溝２２ｂの少なくともいずれか一方に沿うように配置される。
【０１０１】
キャップ基板１０３は、受信配線１０７及び受信共鳴器１０８を保護する。キャップ基板１０３の上面には、当該上面を覆うように、キャップグランド１１４が形成される。キャップ基板１０３の上面の一部は、キャップグランド１１４が形成されておらず、当該部分に入力端子１１０と、出力端子１１１と、送信側グランド端子１１５とが形成される。キャップ基板１０３は、第一の溝２２ａ及び第二の溝２２ｂを有する。
【０１０２】
送信基板１０１、受信基板１０２、及びキャップ基板１０３の材料は、特に限定されないが、例えば、誘電体でもよい。送信基板１０１、受信基板１０２、及びキャップ基板１０３の材料は、例えば、サファイアでもよい。送信基板１０１、受信基板１０２、及びキャップ基板１０３の材料は、例えば、シリコン半導体でもよい。
【０１０３】
裏面グランド１１２は、送信基板１０１で伝送される伝送信号の基準電位を表す配線である。裏面グランド１１２は、ビア１４０ｃを通じてキャップ基板１０３の送信側グランド端子１１５と接続される。裏面グランド１１２は、特に限定されないが、例えば、金属で形成される。裏面グランド１１２は、例えば、銅により形成される。ビア１４０ａ、ビア１４０ｂ及びビア１４０ｃは、例えば、銅によって形成されるが、他の金属によって形成されてもよく、特に限定されない。
【０１０４】
キャップグランド１１４は、受信基板１０２で伝送される伝送信号の基準電位を表す配線である。キャップグランド１１４の上面は、レジスト層１１７で覆われているが、一部が覆われていない。キャップグランド１１４の上面において、レジスト層１１７で覆われていない部分は、受信側グランド端子１１６として用いられる。キャップグランド１１４は、金属で形成されればよく、特に限定されないが、例えば、銅で形成される。
【０１０５】
レジスト層１１７は、電磁共鳴結合器１００ａの上側及び下側を保護する非導電性の材料である。レジスト層１１７は、特に限定されないが、例えば、ポリイミドである。
【０１０６】
第一パッド２４ａ及び第二パッド２４ｂは、電磁共鳴結合器１００ａと第一リードフレーム１９ａ及び第二リードフレーム１９ｂとをより簡単に接合させやすくする。第一パッド２４ａ及び第二パッド２４ｂは、例えば、金属で形成されればよく、特定の材料に限定されない。
【０１０７】
絶縁層１１８は、電磁共鳴結合器１００ａと第一リードフレーム１９ａ及び第二リードフレーム１９ｂとを絶縁させるために用いられる非導電性の材料である。絶縁層１１８の材料は、例えば、送信基板１０１、受信基板１０２、及び／又は、キャップ基板１０３と同様の材料が用いられてもよく、特に限定されない。絶縁層１１８の材料は、例えば、誘電体でもよいし、サファイアでもよいし、又はシリコン半導体でもよく、特に限定されない。
【０１０８】
次に、送信共鳴器１０５及び受信共鳴器１０８について説明する。送信共鳴器１０５の配線形状と、受信共鳴器１０８の配線形状とは、同じ形状であり、同じ大きさである。送信共鳴器１０５及び受信共鳴器１０８は、送信基板１０１の主面に垂直な方向から見た場合に、送信共鳴器１０５の輪郭と受信共鳴器１０８の輪郭とが、送信配線１０４、受信配線１０７、スリット１０６及びスリット１０９を除いて一致するように、送信基板１０１及び受信基板１０２は配置される。輪郭が一致するとは、輪郭が完全に一致することに限定されず、製造上の配置の誤差等によるズレを無視した場合に一致することをも包含する。なお、送信基板１０１の主面とは、送信基板１０１上の送信共鳴器１０５及び送信配線１０４が設けられる面である。
【０１０９】
送信共鳴器１０５と受信共鳴器１０８とは、送信基板１０１の主面に垂直な方向から見た場合に、送信共鳴器１０５の形状及び受信共鳴器１０８の形状が点対称の関係となるように配置される。
【０１１０】
次に、送信共鳴器１０５の形状について説明する。なお、受信共鳴器１０８の形状及び大きさは、送信共鳴器１０５と同じであるため、説明を省略する。
【０１１１】
送信共鳴器１０５は、スリット１０６において部分的に開放された開ループ形状の配線を有する。この配線は、当該配線が囲む領域の内側に向かって折り込まれた２つの凹部を有する。２つの凹部の一方には、スリット１０６が設けられている。
【０１１２】
送信共鳴器１０５は、スリット１０６を除いて、送信配線１０４を通る直線に対して線対称な形状を有する。送信配線１０４は、スリット１０６を通る直線に対して線対称な形状を有する。送信共鳴器１０５は、スリット１０６を除いて、送信共鳴器１０５が囲む領域の中心点に対して点対称な形状を有する。
【０１１３】
送信共鳴器１０５及び受信共鳴器１０８の配線のそれぞれは、第一の溝２２ａ及び第二の溝２２ｂの少なくともいずれか一方に沿うように延びる。図１２において、送信共鳴器１０５及び受信共鳴器１０８の配線それぞれは、第一の溝２２ａ及び第二の溝２２ｂに沿うように内側に折り込まれた２つの凹部を有する。これにより、電磁共鳴結合器１００ａの第一の溝２２ａ及び第二の溝２２ｂを通して、リードフレームの下までモールド樹脂１３の充填が行われ、かつ、送信共鳴器１０５と受信共鳴器１０８とを電磁共鳴結合させることが可能となる。
【０１１４】
送信基板１０１の主面と垂直な方向における、送信共鳴器１０５と、受信共鳴器１０８との距離は、電磁共鳴結合器１００ａによって伝送される伝送信号の波長程度以下であってもよい。これにより、送信共鳴器１０５と受信共鳴器１０８とが強力に電磁共鳴結合する。例えば、送信基板１０１の主面に垂直な方向における送信共鳴器１０５と受信共鳴器１０８との距離が、伝送される伝送信号の波長の２分の１以下となるように設計されてもよい。具体的には、受信基板１０２の厚みが、伝送される伝送信号の波長の２分の１以下となるように設計される。
【０１１５】
ここで、伝送信号の波長とは信号が伝送される配線材料による波長の短縮率、及び送信共鳴器１０５と受信共鳴器１０８との間に介在する誘電体による波長短縮率を考慮した波長である。実施の形態２では、例えば、配線の材料である金、及び基板の材料であるサファイアによって上述した波長短縮率が定められる。
【０１１６】
以下、図１４を用いて、実施の形態２における電磁共鳴結合器１００ａの送信共鳴器１０５についてさらに詳細に説明する。なお、送信共鳴器１０５の配線形状と、受信共鳴器１０８の配線形状とは、同じ形状であり、かつ、同じ大きさであるため、受信共鳴器１０８の説明は省略し、送信共鳴器１０５に関して詳細に説明する。
【０１１７】
共鳴器がＬＣ共振器である場合、その自己共振周波数は、典型的に、その共鳴器の自己インダクタンス（Ｌ）、自己キャパシタンス（Ｃ）、によって決定される。つまり、共鳴器のインダクタンス成分及びキャパシタンス成分が大きくなると、自己共振周波数は低くなる。
【０１１８】
オープンリング型電磁共鳴結合器の場合、共鳴器の配線により自己インダクタンスが決定され、共鳴器の配線に設けられた切断されたスリットによって自己キャパシタンスが決定される。
【０１１９】
オープンリング型電磁共鳴結合器の場合、重ね合わせられた共鳴器間の電磁界を集中させることで、共鳴器のインダクタンス成分又はキャパシタンス成分を大きくすることができる。具体的には、例えば、スリットの電磁界を強めると、共鳴器のキャパシタンス成分を大きくすることができる。
【０１２０】
電磁共鳴結合器１００ａでは、スリット１０６の周辺に配線を密集させることで、スリット１０６の周辺の電磁界を強め、送信共鳴器１０５のキャパシタンス成分を大きくしている。これにより、電磁共鳴結合器１００ａの動作周波数を下げている。
【０１２１】
電磁共鳴結合器１００ａにおいて、送信共鳴器１０５の配線は、スリット１０６付近で折り込まれており、これによって、スリット１０６周辺の配線の密度が高くなっている。これにより、スリット１０６の周辺の電磁界が強まり、送信共鳴器１０５のキャパシタンス成分が大きくなる。その結果、電磁共鳴結合器１００ａの動作周波数が低減されうる。
【０１２２】
図１４は、実施の形態２における送信基板の上面図である。第１配線部１２０ｂは、送信共鳴器１０５の配線のうち、スリット１０６を挟んで互いに対向する２つ端部を含む部分である。第２配線部１２０ｄは、送信共鳴器１０５の配線のうち、２つの端部が互いに対向する方向と垂直な方向において第１配線部１２０ｂと対向する部分である。第３配線部１２０ａは、送信共鳴器１０５の配線のうち、第１配線部１２０ｂの一端から、第１配線部１２０ｂとは異なる方向に延びる部分である。第４配線部１２０ｃは、送信共鳴器１０５の配線のうち、第１配線部１２０ｂの他端から、第１配線部１２０ｂとは異なる方向に延びる部分である。図１４及び図１２によれば、第１配線部１２０ｂは、送信共鳴器１０５の配線のうち、第二の溝２２ｂの底部に沿って延びる部分に相当し、第２配線部１２０ｄは、送信共鳴器１０５の配線のうち、第一の溝２２ａの底部に沿って延びる部分に相当する。第３配線部１２０ａは、送信共鳴器１０５の配線のうち、第二の溝２２ｂの一方の側壁に沿って延びる部分に相当し、第４配線部１２０ｃは、送信共鳴器１０５の配線のうち、第二の溝２２ｂの他の側壁に沿って延びる部分に相当する。このとき、第１配線部１２０ｂと第２配線部１２０ｄとの間の間隔ｄ１、並びに、第３配線部１２０ａと第４配線部１２０ｃとの間の間隔ｄ３は、次のように設計されうる。
【０１２３】
配線を伝搬する高周波の電磁界は、配線の幅よりも広がって伝搬する。電磁界の広がりは、配線の閉じ込め度によって決定され、おおよそ配線の線幅の４倍まで広がる。そのため、電磁界を強めたい場合、間隔ｄ１及び／又は間隔ｄ３は配線の線幅のおおよそ４倍以内となるように設計されうる。説明は省略されるが、第２配線部１２０ｄの両端からそれぞれ延びる一対の配線部の間の間隔ｄ２についても、同様である。
【０１２４】
このように、スリット１０６の周辺において、配線を密集させ、電磁界を集中させることは、送信共鳴器１０５の自己キャパシタンス成分が大きくなることと等価である。送信共鳴器１０５を形成する配線同士を近接させ、電磁界を集中させることは、送信共鳴器１０５の自己インダクタンス成分が大きくなることと等価である。つまり、動作周波数は、間隔ｄ１〜ｄ３、及び配線の線幅で決まる。よって、送信共鳴器１０５に凹部を設けることで、電磁共鳴結合器１００ａの動作周波数を下げることができる。また、送信共鳴器１０５の配線が、内側に折り込まれた２つの凹部を有することにより、単位面積当たりに収容される配線の長さをより長くすることができる。そのため、電磁共鳴結合器１００ａの動作周波数をより下げることが可能である。
【０１２５】
２つの凹部のいずれか一方は、スリット１０６を備える。スリット１０６は、送信共鳴器１０５を形成する配線で囲まれた領域の中心付近に設けられる。送信共鳴器１０５は、スリット１０６によって切断されることで対峙する２つの配線端に、送信共鳴器１０５を形成する他の部分の配線を近接させた形状である。そのため、送信共鳴器１０５は、キャパシタンス成分が大きくなり、かつ、インダクタンス成分が大きくなる。
【０１２６】
なお、送信共鳴器１０５の配線のうち、凹部を構成する部分を除いた部分の輪郭は、特に限定されず、例えば、ブラケット形状でもよいし、アングルブラケット（山括弧）形状でもよいし、丸括弧形状でもよい。
【０１２７】
送信共鳴器１０５の配線のうち凹部を構成する部分の輪郭は、図１２及び１４に示されるようなブラケット形状には限定されず、例えば、アングルブラケット（山括弧）形状でもよいし、丸括弧形状でもよい。
【０１２８】
送信共鳴器１０５の凹部を構成する配線は、第一の溝２２ａ及び第二の溝２２ｂに沿うように屈曲していてもよい。電磁共鳴結合を強めたい場合、上述した寸法になるように共鳴器を配線し、第一の溝２２ａ及び第二の溝２２ｂが当該凹部に沿うように形成されてもよい。これにより、電磁共鳴結合器１００の第一の溝２２ａ及び第二の溝２２ｂを通して、リードフレームの下までモールド樹脂１３が十分に充填されやすくなる。送信共鳴器１０５の配線は第一の溝２２ａ及び第二の溝２２ｂに沿って配置されるので、電磁共鳴結合器１００ａの形状にあわせて送信共鳴器１０５に２つの凹部が設けられる。なお、送信共鳴器１０５は、少なくとも１つの凹部を有していればよく、２つの凹部が設けられることは必須ではない。
【０１２９】
以上、一つ又は複数の態様に係る信号伝送装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したもの、あるいは異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【０１３０】
（その他の実施の形態）
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態１及び実施の形態２を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。上述した実施の形態１及び実施の形態２で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
【０１３１】
そこで、以下、その他の実施の形態を例示する。
【０１３２】
実施の形態２において、電磁共鳴結合器１００ａは、送信回路チップ１５ａ又は受信回路チップ１５ｂの基準電位を設定するために、裏面グランド１１２又はキャップグランド１１４を備えた。しかしながら、送信基板１０１は、送信回路チップ１５ａの基準電位を設定するために、コプレーナグランド（図示せず）を備えてもよい。例えば、コプレーナグランド（図示せず）は、送信基板１０１上であって、かつ、送信配線１０４、並びに、送信共鳴器１０５及びこれによって囲まれる領域から所定の距離だけ離れた位置に、設けられてもよい。送信基板１０１は、マイクロストリップ線路構造、又はグランデッドコプレーナ線路構造を有してもよい。さらに、送信配線１０４及び送信共鳴器１０５の周辺に形成されたコプレーナグランドと裏面グランド１１２とは、ビアによって電気的に接続されてもよい。これにより、電磁共鳴結合器における伝送信号の伝送効率が向上する。
【０１３３】
同様に、受信基板１０２は、コプレーナグランド（図示せず）を備えてもよい。例えば、コプレーナグランド（図示せず）は、受信基板１０２上であって、かつ、受信配線１０７、並びに、受信共鳴器１０８及びこれによって囲まれる領域から所定の距離だけ離れた位置に、設けられてもよい。さらに、受信配線１０７及び受信共鳴器１０８の周辺に形成されたコプレーナグランドとキャップグランド１１４とは、ビアによって電気的に接続されてもよい。これにより、電磁共鳴結合器における伝送信号の伝送効率が向上する。受信基板１０２は、グランデッドコプレーナ線路構造でもよい。
【０１３４】
実施の形態２において、送信共鳴器１０５は、線対称な形状を有するが、特にこれに限定されない。送信共鳴器１０５が線対称な形状を有さない場合でも、同様の機能を有する場合もある。
【産業上の利用可能性】
【０１３５】
本開示は、パワーデバイスなどの駆動信号を伝送する信号伝送装置に利用可能である。
【符号の説明】
【０１３６】
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ  信号伝送装置
１１、１１ａ、１１ｃ、１１ｄ  リードフレームシート
１２  吊りリード
１３  モールド樹脂
１５ａ  送信回路チップ
１５ｂ  受信回路チップ
１６、１７  接着剤
１８  ワイヤ
１９ａ、１９ｃ、１９ｅ  第一リードフレーム
１９ｂ、１９ｄ、１９ｆ  第二リードフレーム
２０  隙間
２１  切断ライン
２２ａ  第一の溝
２２ｂ  第二の溝
２４ａ  第一パッド
２４ｂ  第二パッド
２５  信号源
２６  電源
１００、１００ａ、１００ｂ  電磁共鳴結合器
１０１  送信基板
１０２  受信基板
１０３  キャップ基板
１０４  送信配線
１０５  送信共鳴器
１０６  スリット
１０７  受信配線
１０８  受信共鳴器
１０９  スリット
１１０  入力端子
１１１  出力端子
１１２  裏面グランド
１１４  キャップグランド
１１５  送信側グランド端子
１１６  受信側グランド端子
１１７  レジスト層
１１８  絶縁層
１２０ａ  第３配線部
１２０ｂ  第１配線部
１２０ｃ  第４配線部
１２０ｄ  第２配線部
１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ  ビア
ｄ１、ｄ２、ｄ３  間隔
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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