JP2010212682A - コイルトランスデューサにおける電磁干渉の最小化 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】送信機回路90および受信機回路100をコイルトランスデューサ20に電気的に接続するワイヤ92,94、96,98の長さ、高さ、および、水平距離を、電磁干渉(EMI)をピックアップするのを最小化するように設定する。
【選択図】図2
Description
本出願は、(a)2008年3月31日に出願された発明の名称が「Galvanic Isolators and Coil Transducers」であるFouquet et al.の米国特許出願第12/059,979号(以下、「979特許出願」と呼ぶ)、(b)2008年3月31日に出願された発明の名称が「Coil Transducer with Reduced Arcing and Improved High Voltage Breakdown Performance Characteristics」であるFouquet et al.の米国特許出願第12/059,747号(以下、「747特許出願」と呼ぶ)、および、(c)2009年2月12日に出願された発明の名称が「High Voltage Hold−off Coil Transducer」であるFouquet et al.の米国特許出願第12/370,208号(以下、「208特許出願」と呼ぶ)の一部継続出願であり、そして、これらの出願に基づく優先権およびその他の利益を主張するものである。さらに、これによって、本出願の明細書には、これらの979特許出願、747特許出願、および、208特許出願の明細書全体が組み込まれる。
20 コイルトランスデューサ
39 基板
50 第1のコイル
54、55、58、59 ワイヤボンディングパッド
60 第2のコイル
80 入力リードフレーム
82 出力リードフレーム
90 送信機回路
92、94、96、98 ワイヤボンディング
100 受信機回路
Claims (44)
- コイルトランスデューサシステムであって、
向かい合った上面および下面を備えかつ内部に誘電体バリアを含む一般的には平坦な基板を備えたコイルトランスデューサであり、前記誘電体バリアが、電気的に絶縁し、非金属であり、非半導体であり、低誘電体損材料を備え、第1の導電性コイルが、前記基板の前記上面の上方に配置され、前記第1のコイルは、前記第1のコイルの両端に配置された第1のコイル入力端子と第2のコイル入力端子との間に延び、第2の導電性コイルが、前記基板の前記下面の下方に配置され、前記第2のコイルは、前記第2のコイルの両端に配置された第1の出力コイル端子と第2の出力コイル端子との間に延びる、前記コイルトランスデューサと、
第1の送信機出力端子と第2の送信機出力端子とを備えた送信機回路と、
を備え、
第1のワイヤが、前記第1の送信機出力端子および前記第1の入力コイル端子に電気的に接続され、かつ、前記第1の送信機出力端子と前記第1の入力コイル端子との間に延び、第2のワイヤが、前記第2の送信機出力端子および前記第2の入力コイル端子に電気的に接続され、かつ、前記第2の送信機出力端子と前記第2の入力コイル端子との間に延び、前記第1のワイヤおよび前記第2のワイヤが、実質的にお互いに平行であり、あるいは、前記コイルトランスデューサの長軸に対して実質的に類似する角度を有し、前記第1のワイヤおよび前記第2のワイヤが、実質的に同じ第1の長さを有し、その結果として、前記第1のワイヤおよび前記第2のワイヤが、前記第1のワイヤおよび前記第2のワイヤが電磁干渉(EMI)をピックアップするのを最小限に抑制するように構成される、
コイルトランスデューサシステム。 - 前記第1のワイヤと前記第2のワイヤとの角度が、約15°を超えない、請求項1に記載のコイルトランスデューサシステム。
- 前記第1のワイヤおよび前記第2のワイヤの前記実質的に類似する角度が、それぞれ、前記長軸に対して約0°から約10°までの範囲である、請求項1に記載のコイルトランスデューサシステム。
- 前記第1のワイヤおよび前記第2のワイヤが前記送信機回路および前記コイルトランスデューサの上方において延びる垂直距離が、実質的に等しく、かつ、約5ミル(約127マイクロメートル)を超えない、請求項1に記載のコイルトランスデューサシステム。
- 前記第1の長さが、約5ミル(約127マイクロメートル)から約30ミル(約762マイクロメートル)までの範囲である、請求項1に記載のコイルトランスデューサシステム。
- 前記第1のワイヤと前記第2のワイヤとの水平分離幅が、約15ミル(約381マイクロメートル)を超えない、請求項1に記載のコイルトランスデューサシステム。
- 第1の入力受信機端子および第2の入力受信機端子を備えた受信機回路をさらに備えた、請求項1に記載のコイルトランスデューサシステム。
- 前記第1の受信機入力端子および第1の出力コイル端子に電気的に接続され、かつ、前記第1の受信機入力端子と前記第1の出力コイル端子との間に延びる第3のワイヤと、前記第2の受信機入力端子および前記第2のコイルの出力端子に電気的に接続され、かつ、前記第2の受信機入力端子と前記第2のコイルの前記出力端子との間に延びる第4のワイヤとをさらに備え、前記第3のワイヤおよび前記第4のワイヤが、実質的にお互いに平行であり、前記第3のワイヤおよび前記第4のワイヤが、実質的に同じ第3の長さを有し、その結果、前記第3のワイヤおよび前記第4のワイヤが、前記第3のワイヤおよび前記第4のワイヤが電磁干渉(EMI)をピックアップするのを最小限に抑制するように構成される、請求項7に記載のコイルトランスデューサシステム。
- 前記第3のワイヤと前記第4のワイヤとの角度が、約15°を超えない、請求項8に記載のコイルトランスデューサシステム。
- 前記第3のワイヤおよび前記第4のワイヤが前記受信機回路と前記コイルトランスデューサとの上方において延びる垂直距離が、実質的に同じであり、かつ、約5ミル(約127マイクロメートル)を超えない、請求項8に記載のコイルトランスデューサシステム。
- 前記第3の長さが、約5ミル(約127マイクロメートル)から約30ミル(約762マイクロメートル)までの範囲である、請求項8に記載のコイルトランスデューサシステム。
- 前記第3のワイヤと前記第4のワイヤとの水平分離幅が、約15ミル(約381マイクロメートル)を超えない、請求項8に記載のコイルトランスデューサシステム。
- 前記第1のコイルおよび前記第2のコイルの少なくとも一方が、約5ミル(約127マイクロメートル)を超えない配線幅を有し、それによって、前記第1のコイルと前記第2のコイルとの間のキャパシタンスを最小化する、請求項1に記載のコイルトランスデューサシステム。
- 前記第1のコイルおよび前記第2のコイルが、お互いに対して垂直に整列しておらず、それによって、前記第1のコイルと前記第2のコイルとの間のキャパシタンスを減少させる、請求項1に記載のコイルトランスデューサシステム。
- 前記第1のワイヤおよび前記第2のワイヤが、一緒に、実質的に平行なワイヤの対である、請求項1に記載のコイルトランスデューサシステム。
- 前記第3のワイヤおよび前記第4のワイヤが、一緒に、実質的に平行なワイヤの対である、請求項8に記載のコイルトランスデューサシステム。
- 前記送信機回路が、前記第1のコイルの前記入力端子間に差動出力信号を提供するように構成された、請求項1に記載のコイルトランスデューサシステム。
- 前記受信機回路が、前記第2のコイルの前記出力端子間の差動出力信号を受信するように構成された、請求項8に記載のコイルトランスデューサシステム。
- 前記第1のコイルおよび前記第2のコイルが、空間的に配置され、かつ、電力およびデータ信号の少なくとも一方が前記基板を介して前記第1のコイルによって前記第2のコイルへ送信され得るようにお互いに対して構成された、請求項1に記載のコイルトランスデューサシステム。
- 前記基板が、グラスファイバー、ガラス、セラミック、ポリイミド、ポリイミド薄膜、ポリマー、有機材料、フレックス回路材料、エポキシ、エポキシ樹脂、プリント回路基板材料、PTFEおよびガラス、PTFEおよびセラミック、ガラスおよびセラミック、熱硬化プラスチック、および、プラスチックの中のいずれか1つかまたは複数を備える、請求項1に記載のコイルトランスデューサシステム。
- 前記第1のコイルと前記第2のコイルとの間のブレークダウン電圧が、約1分の期間にわたって加えられる場合には約2,000ボルトRMSを超え、約6分の期間にわたって加えられる場合には約2,000ボルトRMSを超え、あるいは、24時間の期間にわたって加えられる場合には約2,000ボルトRMSを超える、請求項1に記載のコイルトランスデューサシステム。
- 前記第1のコイルと前記第2のコイルとの間のブレークダウン電圧が、約1分の期間にわたって加えられる場合には約5,000ボルトRMSを超え、約6分の期間にわたって加えられる場合には約5,000ボルトRMSを超え、あるいは、24時間の期間にわたって加えられる場合には約5,000ボルトRMSを超える、請求項1に記載のコイルトランスデューサシステム。
- 前記基板の前記上面の上方にまたは前記基板の前記下面の下方に配置されたスペーサー層をさらに備え、前記スペーサー層が、低誘電体損材料を備え、かつ、前記コイルトランスデューサの少なくともいくつかの導電性部分によってピックアップされるEMIを最小限に抑制するように構成された、請求項1に記載のコイルトランスデューサシステム。
- 前記スペーサー層が、約25ミル(約635マイクロメートル)から約50ミル(約1.27ミリメートル)までの範囲である厚さを有する、請求項23に記載のコイルトランスデューサシステム。
- 前記スペーサー層が前記基板の前記上面の上方に配置されている場合には前記スペーサー層の上方に配置され、あるいは、前記スペーサー層が前記基板の前記下面の下方に配置されている場合には前記スペーサー層の下方に配置される金属シールドをさらに備えた、請求項24に記載のコイルトランスデューサシステム。
- 実質的に同じ厚さを有する実質的に同じ低誘電体損材料が、前記基板の前記上面の上方かまたは近傍に配置されかつ前記基板の前記下面の下方かまたは近傍に配置され、それによって、上方向または下方向から前記コイルトランスデューサに悪影響を及ぼすEMIに対する実質的に類似する環境を提供する、請求項1に記載のコイルトランスデューサシステム。
- コイルトランスデューサシステムを製造するための方法であって、
向かい合った上面および下面を備えかつ内部に誘電体バリアを含む一般的には平坦な基板を備えたコイルトランスデューサを形成するステップであり、前記誘電体バリアが、電気的に絶縁し、非金属であり、非半導体であり、低誘電体損材料を備え、第1の導電性コイルが、前記基板の前記上面の上方に配置され、前記第1のコイルは、前記第1のコイルの両端に配置された第1のコイル入力端子と第2のコイル入力端子との間に延び、第2の導電性コイルが、前記基板の前記下面の下方に配置され、前記第2のコイルは、前記第2のコイルの両端に配置された第1の出力コイル端子と第2の出力コイル端子との間に延びる、前記形成するステップと、
第1の送信機出力端子と第2の送信機出力端子とを備えた送信機回路を提供するステップと、
前記第1の送信機出力端子と前記第1の入力コイル端子と間に第1のワイヤを電気的に接続するステップと、
前記第2の送信機出力端子と前記第2の入力コイル端子との間に第2のワイヤを電気的に接続するステップと、
前記第1のワイヤおよび前記第2のワイヤを、実質的にお互いに平行であり、あるいは、前記コイルトランスデューサの長軸に沿って延びる方位角に対して実質的に類似する角度を有し、かつ、実質的に同じ第1の長さを有するように構成し、その結果として、前記第1のワイヤおよび前記第2のワイヤは、前記第1のワイヤおよび前記第2のワイヤが電磁干渉(EMI)をピックアップするのを最小限に抑制するように構成されるステップと、
を備えた方法。 - 前記第1のワイヤと前記第2のワイヤとの角度が約15°を超えないように前記第1のワイヤおよび前記第2のワイヤを前記コイルトランスデューサおよび前記送信機回路に電気的に接続するステップをさらに備えた、請求項27に記載の方法。
- 前記第1のワイヤおよび前記第2のワイヤの前記実質的に類似する角度がそれぞれ前記長軸に対して約0°から約10°までの範囲である前記第1のワイヤおよび前記第2のワイヤを前記コイルトランスデューサおよび前記送信機回路に電気的に接続するステップをさらに備えた、請求項27に記載の方法。
- 前記送信機回路および前記コイルトランスデューサの上を越える実質的に等しくかつ約5ミル(約127マイクロメートル)を超えない垂直距離だけ前記第1のワイヤおよび前記第2のワイヤを延ばすステップをさらに備えた、請求項27に記載の方法。
- 約5ミル(約127マイクロメートル)から約30ミル(約762マイクロメートル)までの範囲であるように前記第1の長さを選択するステップをさらに備えた、請求項27に記載の方法。
- 約15ミル(約381マイクロメートル)を超えない前記第1のワイヤと前記第2のワイヤとの水平分離幅を提供するステップをさらに備えた、請求項27に記載の方法。
- 第1の入力受信機端子および第2の入力受信機端子を備えた受信機回路を提供するステップをさらに備えた、請求項27に記載の方法。
- 第3のワイヤを前記第1の受信機入力端子と前記第1の出力コイル端子との間に電気的に接続し、かつ、第4のワイヤを前記第2の受信機入力端子と前記第2のコイルの前記出力端子との間に電気的に接続するステップをさらに備え、前記第3のワイヤおよび前記第4のワイヤは、お互いに実質的に平行である、請求項33に記載の方法。
- 実質的に同じ第3の長さを有するように前記第3のワイヤおよび前記第4のワイヤを構成するステップをさらに備え、それによって、前記第3のワイヤおよび前記第4のワイヤによってピックアップされる電磁干渉(EMI)が最小限に抑制される、請求項34に記載の方法。
- 前記第3のワイヤと前記第4のワイヤとの角度が約15°を超えないように前記第3のワイヤおよび前記第4のワイヤを前記コイルトランスデューサおよび前記送信機回路に電気的に接続するステップをさらに備えた、請求項34に記載の方法。
- 前記受信機回路および前記コイルトランスデューサの上を越える約5ミル(約127マイクロメートル)を超えない垂直距離だけ前記第3のワイヤおよび前記第4のワイヤを延ばすステップをさらに備えた、請求項34に記載の方法。
- 約5ミル(約127マイクロメートル)から約30ミル(約762マイクロメートル)までの範囲であるように前記第3の長さを選択するステップをさらに備えた、請求項34に記載の方法。
- 約15ミル(約381マイクロメートル)を超えない前記第3のワイヤと前記第4のワイヤとの水平分離幅を提供するステップをさらに備えた、請求項34に記載の方法。
- 約5ミル(約127マイクロメートル)を超えない配線幅を有するように前記第1のコイルおよび前記第2のコイルの少なくとも一方を形成するステップをさらに備え、それによって、前記第1のコイルと前記第2のコイルとの間のキャパシタンスを最小化する、請求項27に記載の方法。
- 前記第1のワイヤおよび前記第2のワイヤの各々について、実質的に平行なワイヤの対を提供するステップをさらに備えた、請求項27に記載の方法。
- 前記第3のワイヤおよび前記第4のワイヤの各々について、実質的に平行なワイヤの対を提供するステップをさらに備えた、請求項27に記載の方法。
- 前記第1のコイルの前記入力端子間に差動出力信号を提供するように前記送信機回路を構成するステップをさらに備えた、請求項27に記載の方法。
- 前記第2のコイルの前記出力端子間に差動出力信号を提供するように前記受信機回路を構成するステップをさらに備えた、請求項34に記載の方法。
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