WO2024038742A1 - トランス - Google Patents

トランス Download PDF

Info

Publication number
WO2024038742A1
WO2024038742A1 PCT/JP2023/027327 JP2023027327W WO2024038742A1 WO 2024038742 A1 WO2024038742 A1 WO 2024038742A1 JP 2023027327 W JP2023027327 W JP 2023027327W WO 2024038742 A1 WO2024038742 A1 WO 2024038742A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
coil
outer coil
transformer
wiring
conductor wiring
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/027327
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
将信 辻
Original Assignee
ローム株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ローム株式会社 filed Critical ローム株式会社
Publication of WO2024038742A1 publication Critical patent/WO2024038742A1/ja

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F19/00Fixed transformers or mutual inductances of the signal type
    • H01F19/04Transformers or mutual inductances suitable for handling frequencies considerably beyond the audio range
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/82Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
    • H01L21/822Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body

Definitions

  • the present disclosure relates to a transformer.
  • a transformer used to transmit signals and power includes a pair of coils arranged vertically to face each other (see, for example, Patent Document 1).
  • a transformer that is one aspect of the present disclosure includes a flat insulator, and an outer coil conductor wiring and an inner coil conductor wiring arranged in the insulator, and the outer coil conductor wiring has a first end and a first end. a first outer coil and a second outer coil each having two ends, a second end of the first outer coil and a second end of the second outer coil connected to each other; The second outer coil generates magnetic fluxes in opposite directions when a current flows from a first end of one outer coil to a first end of the other outer coil among the first outer coil and the second outer coil.
  • the inner coil conductor wiring includes a first inner coil and a second inner coil each having a first end and a second end, and in a plan view, the first inner coil is wound around the first outer coil.
  • the second inner coil is arranged inside the second outer coil so as not to overlap with the first outer coil, and the second inner coil is arranged inside the second outer coil so as not to overlap with the second outer coil.
  • FIG. 1 is a circuit diagram schematically showing the configuration of a signal transmission device including a transformer according to the first embodiment.
  • 2 is a schematic plan view schematically showing the signal transmission device of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a schematic plan view of a transformer in the signal transmission device of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line F4-F4 in FIG.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along the line F5-F5 in FIG.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of the operation in the transformer of the first embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a transformer of a comparative example.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a modified example of the transformer.
  • FIG. 1 is a circuit diagram schematically showing the configuration of a signal transmission device including a transformer according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic plan view of a transformer in the signal transmission device of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a cross
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a modified example of the transformer.
  • FIG. 10 is a schematic perspective view showing outer coil conductor wiring in a modified example of the transformer shown in FIG.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a modified example of the transformer.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of a modified example of the transformer.
  • FIG. 13 is a circuit diagram schematically showing the configuration of a modified signal transmission device.
  • FIG. 14 is a schematic plan view of the signal transmission device of FIG. 13.
  • FIG. 15 is a schematic plan view of a modified example of the transformer.
  • FIG. 16 is a schematic plan view of a modified example of the transformer.
  • FIG. 17 is a schematic plan view of a modified example of the transformer.
  • FIG. 18 is a circuit diagram schematically showing the configuration of a power transmission device including a transformer according to the second embodiment.
  • FIG. 19 is a schematic plan view schematically showing the power transmission device of FIG. 18.
  • FIG. 20 is a sectional view taken along the line F20-F20 in FIG. 19.
  • FIG. 21 is a sectional view taken along the line F21-F21 in FIG. 19.
  • FIG. 22 is a schematic cross-sectional view of a modified example of the transformer.
  • FIG. 23 is a schematic cross-sectional view of a modified example of the transformer.
  • FIG. 24 is a schematic cross-sectional view of a modified example of the transformer.
  • FIG. 25 is a schematic cross-sectional view of a modified example of the transformer.
  • FIG. 20 is a sectional view taken along the line F20-F20 in FIG. 19.
  • FIG. 21 is a sectional view taken along the line F21-F21 in FIG. 19.
  • FIG. 22 is a schematic cross-sectional view of
  • FIG. 26 is a circuit diagram schematically showing the configuration of a power transmission device according to a modification.
  • FIG. 27 is a schematic plan view schematically showing the power transmission device of FIG. 26.
  • FIG. 28 is a circuit diagram schematically showing the configuration of a power transmission device according to a modification.
  • FIG. 29 is a circuit diagram schematically showing the configuration of a power transmission device according to a modification.
  • the expression “at least one” as used herein means “one or more” of the desired options.
  • the expression “at least one” as used herein means “only one option” or “both of the two options” if the number of options is two.
  • the expression “at least one” as used herein means “only one option” or “any combination of two or more options” if there are three or more options. means.
  • FIG. 1 is a circuit diagram schematically showing the configuration of a signal transmission device including a transformer according to the first embodiment.
  • 2 is a schematic plan view schematically showing the signal transmission device of FIG. 1.
  • FIG. The first embodiment is configured as a signal transmission device 10 including a transformer 15.
  • the signal transmission device 10 is a device that transmits a pulse signal while electrically insulating a primary terminal 11 and a secondary terminal 12.
  • Signal transmission device 10 is, for example, a digital isolator.
  • the signal transmission device 10 includes a primary circuit 13 electrically connected to a primary terminal 11, a secondary circuit 14 electrically connected to a secondary terminal 12, and a primary circuit 13.
  • a transformer 15 that electrically isolates the secondary circuit 14 is included.
  • the primary side circuit 13 is a circuit configured to operate when the first voltage V1 is applied.
  • the primary circuit 13 is electrically connected to, for example, an external control device (not shown).
  • the primary circuit 13 includes a transmitting circuit 13T.
  • the secondary side circuit 14 is a circuit configured to operate when a second voltage V2 different from the first voltage V1 is applied.
  • the second voltage V2 is higher than the first voltage V1, for example.
  • the first voltage V1 and the second voltage V2 are DC voltages.
  • the secondary circuit 14 is electrically connected to, for example, a drive circuit that is controlled by a control device.
  • An example of a drive circuit is a switching circuit.
  • the secondary circuit 14 includes a receiving circuit 14R. A ground for the primary circuit 13 and a ground for the secondary circuit 14 are provided independently.
  • the transformer 15 is connected between the transmitting circuit 13T and the receiving circuit 14R.
  • the transformer 15 includes a primary coil 16 and a secondary coil 17.
  • the secondary coil 17 includes a first coil 17A and a second coil 17B.
  • the first coil 17A and the second coil 17B are electrically connected to each other. Thereby, the first coil 17A and the second coil 17B of the secondary coil 17 are connected in series to the receiving circuit 14R.
  • a control signal from, for example, a control device is input to the transmission circuit 13T of the primary side circuit 13 through the primary side terminal 11.
  • the control signal is received by the receiving circuit 14R of the secondary circuit 14 from the transmitting circuit 13T of the primary circuit 13 via the transformer 15.
  • the signal transmitted to the secondary circuit 14 is output from the secondary circuit 14 to the drive circuit through the secondary terminal 12.
  • the primary side circuit 13 and the secondary side circuit 14 are electrically insulated by the transformer 15. More specifically, while the transformer 15 restricts the transmission of DC voltage between the primary circuit 13 and the secondary circuit 14, it allows the transmission of pulse signals.
  • the state where the primary side circuit 13 and the secondary side circuit 14 are insulated refers to the state where the transmission of DC voltage is cut off between the primary side circuit 13 and the secondary side circuit 14. This means that transmission of pulse signals from the primary circuit 13 to the secondary circuit 14 is permitted. In this way, the secondary circuit 14 is configured to receive the signal from the primary circuit 13.
  • the dielectric strength voltage of the signal transmission device 10 is, for example, 2500 Vrms or more and 7500 Vrms or less.
  • the dielectric strength voltage of the signal transmission device 10 of the first embodiment is approximately 5700 Vrms.
  • the specific numerical value of the dielectric strength voltage of the signal transmission device 10 is not limited to this and is arbitrary.
  • the signal transmission device 10 is a semiconductor device in which a plurality of semiconductor chips are packaged into one package.
  • the package format of the signal transmission device 10 is, for example, an SO (Small Outline) system, and in the first embodiment is an SOP (Small Outline Package). Note that the package format of the signal transmission device 10 can be changed arbitrarily.
  • the signal transmission device 10 includes a first chip 31, a second chip 32, and a transformer 40 as semiconductor chips.
  • the first chip 31 includes the primary side circuit 13 shown in FIG.
  • the second chip 32 includes the secondary side circuit 14 shown in FIG.
  • the transformer 40 includes the transformer 15 (the primary coil 16 and the secondary coil 17) shown in FIG.
  • the signal transmission device 10 includes a primary die pad 21 and a secondary die pad 22. Both the primary die pad 21 and the secondary die pad 22 are formed into a flat plate shape. Both the primary die pad 21 and the secondary die pad 22 are made of a conductive material.
  • each die pad 21, 22 is formed of a material containing Cu (copper). Note that each die pad 21, 22 may be formed of other metal materials such as Al (aluminum). Moreover, the material constituting each die pad 21, 22 is not limited to a conductive material.
  • each die pad 21, 22 may be made of ceramic such as alumina. That is, each die pad 21, 22 may be formed of a material having electrical insulation properties.
  • plan view means viewing from the z direction.
  • the first chip 31 and transformer 40 are mounted on the primary die pad 21.
  • the first chip 31 and the transformer 40 are bonded to the primary die pad 21 using bonding materials SD1 and SD2.
  • the bonding materials SD1 and SD2 are, for example, conductive bonding materials such as solder and Ag (silver) paste.
  • an insulating bonding material such as an epoxy resin may be used as the bonding materials SD1 and SD2.
  • the material of the bonding material SD1 of the first chip 31 and the material of the bonding material SD2 of the transformer 40 may be different from each other.
  • the second chip 32 is mounted on the secondary die pad 22.
  • the second chip 32 is bonded to the secondary die pad 22 by a bonding material SD3.
  • the bonding material SD3 is, for example, a conductive bonding material such as solder or Ag paste.
  • an insulating bonding material such as epoxy resin may be used as the bonding material SD3.
  • the signal transmission device 10 includes a plurality of primary leads 23 and a plurality of secondary leads 24.
  • FIG. 2 shows four primary leads 23A to 23D and four secondary leads 24A to 24D.
  • the primary leads 23A and 23D are connected to the primary die pad 21.
  • the primary leads 23B and 23C are connected to the first chip 31 by primary wires W11A and W11B.
  • the primary leads 23B and 23C are used for supplying operating voltage to the first chip 31, inputting signals, and the like.
  • the primary lead 23B or the primary lead 23C is used as the primary terminal 11 shown in FIG.
  • the first chip 31 is connected to the primary die pad 21 by a wire W12.
  • the number, shape, connection state, etc. of the primary leads 23 can be changed as appropriate.
  • Wires W11A, W11B, and W12 are bonding wires formed by a wire bonding device.
  • the wires W11A, W11B, and W12 are made of a conductor such as Au (gold), Al,
  • the secondary leads 24A and 24D are connected to the secondary die pad 22.
  • the secondary leads 24B and 24C are connected to the second chip 32 by secondary wires W17A and W17B.
  • the secondary leads 24B and 24C are used for supplying operating voltage to the second chip 32, outputting signals, and the like.
  • the secondary lead 24B or the secondary lead 24C is used as the secondary terminal 12 shown in FIG.
  • the second chip 32 is connected to the secondary die pad 22 by a wire W16.
  • the number, shape, connection state, etc. of the secondary leads 24 can be changed as appropriate.
  • Wires W16, W17A, and W17B are bonding wires formed by a wire bonding device.
  • the wires W16, W17A, and W17B are made of a conductor such as Au, Al, or Cu.
  • the first chip 31 is connected to the transformer 40 by wires W13A and W13B.
  • the transformer 40 is connected to the second chip 32 by wires W15A and W15B.
  • a wire W14 serving as a connecting member is connected to the transformer 40.
  • Wires W13A, W13B, W14, W15A, and W15B are bonding wires formed by a wire bonding device.
  • the wires W13A, W13B, W14, W15A, and W15B are made of a conductor such as Au, Al, or Cu.
  • the signal transmission device 10 further includes a sealing resin 27.
  • the sealing resin 27 seals a portion of each die pad 21, 22, each chip 31, 32, a transformer 40, and each lead 23, 24.
  • the sealing resin 27 is made of an electrically insulating material. A black epoxy resin is used as an example of such a material.
  • the sealing resin 27 is formed into a rectangular plate shape with the thickness direction in the z direction.
  • the transformer 40 is mounted on the primary die pad 21. That is, both the transformer 40 and the first chip 31 are mounted on the primary die pad 21.
  • the transformer 40 and the first chip 31 are arranged at a distance from each other in the x direction on the primary die pad 21. Therefore, it can be said that the first chip 31, the transformer 40, and the second chip 32 are arranged apart from each other in the x direction.
  • the first chip 31, the transformer 40, and the second chip 32 are arranged in this order. In other words, the transformer 40 is arranged between the first chip 31 and the second chip 32 in the x direction.
  • the distance between the primary die pad 21 and the secondary die pad 22 in the x direction is larger than the distance between the first chip 31 and the transformer 40 in the x direction. Therefore, the distance between the first chip 31 and the transformer 40 is smaller than the distance between the transformer 40 and the second chip 32 in the x direction. In other words, the transformer 40 is arranged closer to the first chip 31 than the second chip 32.
  • FIG. 3 is a schematic plan view of the transformer 40. 4 is a sectional view taken along the line F4-F4 in FIG. 3, and FIG. 5 is a sectional view taken along the line F5-F5 in FIG. In FIG. 3, the outer coil conductor wiring 60 and the inner coil conductor wiring 70 are shown in solid lines for easy understanding.
  • the transformer 40 is a transformer chip that includes an outer coil conductor wiring 60 and an inner coil conductor wiring 70.
  • the primary coil 16 shown in FIG. 1 includes an outer coil conductor wiring 60.
  • the secondary coil 17 shown in FIG. 1 includes an inner coil conductor wiring 70.
  • the secondary coil 17 includes a first coil 17A and a second coil 17B.
  • the inner coil conductor wiring 70 includes a first inner coil 71 that functions as the first coil 17A and a second inner coil 72 that functions as the second coil 17B.
  • the transformer 40 includes a chip main surface 41 and a chip back surface 42 facing opposite to the chip main surface 41. Furthermore, the transformer 40 includes four chip side surfaces 43, 44, 45, and 46 perpendicular to both the chip main surface 41 and the chip back surface 42.
  • the chip side surfaces 43 and 44 constitute both end surfaces of the transformer 40 in the x direction.
  • the chip side surfaces 45 and 46 constitute both end surfaces of the transformer 40 in the y direction.
  • the transformer 40 includes a substrate 51 and an insulator 52 disposed on the substrate 51.
  • the substrate 51 has a substrate main surface 51S and a substrate back surface 51R facing oppositely to each other in the z direction.
  • the substrate back surface 51R constitutes the chip back surface 42 of the transformer 40.
  • the substrate 51 is made of, for example, a semiconductor substrate.
  • the substrate 51 is a substrate formed from a material containing Si (silicon).
  • the substrate 51 may be made of a wide bandgap semiconductor or a compound semiconductor as a semiconductor substrate.
  • the substrate 51 may be an insulating substrate made of a material containing glass.
  • a wide band gap semiconductor is a semiconductor substrate having a band gap of 2.0 eV or more.
  • the wide bandgap semiconductor may be SiC (silicon carbide), GaN (gallium nitride), Ga 2 O 3 (gallium oxide), or the like.
  • the compound semiconductor may be a III-V compound semiconductor.
  • the compound semiconductor may include at least one of AlN (aluminum nitride), InN (indium nitride), GaN, and GaAs (gallium arsenide).
  • the insulator 52 is formed on the main substrate surface 51S of the substrate 51.
  • the insulator 52 is in contact with the substrate main surface 51S of the substrate 51.
  • Insulator 52 includes a plurality of insulating layers 53.
  • the insulator 52 includes a lowermost insulating layer 53D, an uppermost insulating layer 53U, and insulating layers 531 to 536 between the lowermost insulating layer 53D and the uppermost insulating layer 53U.
  • the insulating layers 53D, 531 to 536, and 53U are laminated in the z direction from the main substrate surface 51S of the substrate 51. Therefore, it can be said that the z direction is the thickness direction of the insulator 52. Further, the z direction can also be said to be the lamination direction of the plurality of insulating layers 53D, 531 to 536, and 53U included in the insulator 52.
  • the lowermost insulating layer 53D is in contact with the main substrate surface 51S of the substrate 51.
  • the upper surface of the uppermost insulating layer 53U constitutes a chip main surface 41 of the transformer 40.
  • the uppermost insulating layer 53U of the plurality of insulating layers 53D, 531 to 536, 53U will be referred to as the second insulating layer 53U, and the insulating layers 53D, 531 to 536 other than the second insulating layer 53U will be referred to as the second insulating layer 53U. They may be shown as first insulating layers 53D, 531-536.
  • the first insulating layers 53D, 531 to 536 are made of, for example, a material containing Si (silicon). As the material containing Si, SiO 2 (silicon oxide), SiN (silicon nitride), SiC, SiCN (nitrogen-doped silicon carbide), etc. can be used. Note that at least one of the first insulating layers 53D, 531 to 536 may be made of a different material. Furthermore, at least one of the first insulating layers 53D, 531 to 536 may be formed by laminating a plurality of films. The first insulating layers 53D, 531 to 536 may be composed of a thin film formed of a material containing SiN, SiC, SiCN, etc., and an interlayer insulating film formed of a material containing SiO 2 .
  • the second insulating layer 53U is made of, for example, a material containing resin having electrical insulation properties.
  • the second insulating layer 53U is formed of, for example, a passivation film including a nitride film and a resin film having electrical insulation properties.
  • the nitride film includes, for example, materials such as Si 3 N 4 , SiN, and SiCN.
  • the resin film includes, for example, polyimide (PI). Note that the second insulating layer 53U may be formed of a material containing Si, similar to the first insulating layers 53D and 531 to 536.
  • transformer 40 includes outer coil conductor wiring 60 and inner coil conductor wiring 70. As shown in FIGS. As shown in FIG. 4, the outer coil conductor wiring 60 and the inner coil conductor wiring 70 are embedded in the insulator 52.
  • the outer coil conductor wiring 60 includes a first outer coil 61 and a second outer coil 62.
  • the first outer coil 61 includes a first end 61A and a second end 61B opposite to the first end 61A.
  • the second outer coil 62 includes a first end 62A and a second end 62B opposite to the first end 62A.
  • the second end 61B of the first outer coil 61 and the second end 62B of the second outer coil 62 are electrically connected to each other.
  • the first outer coil 61 and the second outer coil 62 are each formed in a circular spiral shape in plan view.
  • the first outer coil 61 and the second outer coil 62 are connected to each other when a current flows from a first end of one of the first outer coil 61 and second outer coil 62 to a first end of the other outer coil. They are wound so that magnetic fluxes are generated in opposite directions.
  • the first outer coil 61 and the second outer coil 62 have a symmetrical shape, and are formed in a point symmetrical shape.
  • the first end 61A is arranged inside the spiral, and the second end 61B is arranged outside the spiral. That is, the first outer coil 61 is wound in a spiral shape with the first end 61A as the inner end and the second end 61B as the outer end.
  • the first end 62A is located inside the spiral, and the second end 62B is located outside the spiral.
  • the second outer coil 62 is wound in a spiral shape, with the first end 62A being the inner end and the second end 62B being the outer end.
  • the first outer coil 61 and the second outer coil 62 are electrically connected to each other at second ends 61B and 62B, which are the respective outer peripheral edge portions.
  • the outer coil conductor wiring 60 is provided on the uppermost first insulating layer 536.
  • the outer coil conductor wiring 60 is formed of a material containing one or more appropriately selected from Ti (titanium), TiN (titanium nitride), Au, Ag, Cu, Al, and W (tungsten). There is.
  • the outer coil conductor wiring 60 of the first embodiment is formed of a material containing Al.
  • the inner coil conductor wiring 70 includes a first inner coil 71 and a second inner coil 72.
  • the first inner coil 71 includes a first end 71A and a second end 71B opposite to the first end 71A.
  • the second inner coil 72 includes a first end 72A and a second end 72B opposite to the first end 71A.
  • the first inner coil 71 is arranged inside the first outer coil 61.
  • the first inner coil 71 is arranged so as not to overlap the first outer coil 61 in plan view.
  • the second inner coil 72 is arranged inside the second outer coil 62.
  • the second inner coil 72 is arranged so as not to overlap the second outer coil 62 in plan view.
  • the first inner coil 71 and the second inner coil 72 are each formed in a circular spiral shape in plan view.
  • the first inner coil 71 and the second inner coil 72 have a symmetrical shape, and are formed in a point symmetrical shape.
  • the first inner coil 71 In the spiral-shaped first inner coil 71, the first end 71A is arranged inside the spiral, and the second end 71B is arranged outside the spiral. That is, the first inner coil 71 is wound in a spiral shape with the first end 71A as the inner end and the second end 71B as the outer end. Similarly, in the spiral second inner coil 72, the first end 72A is located inside the spiral, and the second end 72B is located outside the spiral. In other words, the second inner coil 72 is wound in a spiral shape with the first end 72A as the inner end and the second end 72B as the outer end. Note that the first inner coil 71 and the second inner coil 72 may have first ends 71A, 72A as outer circumferential ends and second ends 71B, 72B as inner circumferential ends.
  • the first inner coil 71 and second inner coil 72 of the inner coil conductor wiring 70 are provided on the first insulating layer 536 as the uppermost layer.
  • the first inner coil 71 and the second inner coil 72 are formed of a material containing one or more appropriately selected from Ti, TiN, Au, Ag, Cu, Al, and W.
  • the inner coil conductor wiring 70 of the first embodiment is formed of a material containing Al.
  • the transformer 40 includes a first wiring section 80 and a second wiring section 90.
  • the first wiring section 80 and the second wiring section 90 are electrically connected to the outer coil conductor wiring 60.
  • the first wiring section 80 is electrically connected to the first end 61A of the first outer coil 61 of the outer coil conductor wiring 60.
  • the second wiring section 90 is electrically connected to the first end 62A of the second outer coil 62 of the outer coil conductor wiring 60.
  • the first wiring section 80 includes a connection wiring 81, vias 82 and 83, and a terminal section 84.
  • the first wiring section 80 is formed of a material containing one or more appropriately selected from Ti, TiN, Au, Ag, Cu, Al, and W.
  • the terminal portion 84 is arranged near the chip side surface 43.
  • the terminal portion 84 is arranged at the same position in the y direction as the first end 61A of the first outer coil 61 in plan view. Note that the arrangement position of the terminal portion 84 may be changed arbitrarily.
  • connection wiring 81 is arranged below the first outer coil 61.
  • the connection wiring 81 is provided in the first insulating layer 534 two layers below the first insulating layer 536 on which the first outer coil 61 is provided.
  • the connection wiring 81 is formed to extend toward the chip side surface 43 from the first end 81A connected to the first outer coil 61.
  • the connection wiring 81 extends from the first end 61A of the first outer coil 61 to the terminal portion 84 in plan view.
  • the first end 81A of the connection wiring 81 is electrically connected to the first end 61A of the first outer coil 61 via the via 82.
  • the second end 81B of the connection wiring 81 is electrically connected to the terminal portion 84 via the via 83.
  • the second wiring section 90 includes a connection wiring 91, vias 92 and 93, and a terminal section 94.
  • the second wiring section 90 is formed of a material containing one or more appropriately selected from Ti, TiN, Au, Ag, Cu, Al, and W.
  • the connection wiring 91, vias 92, 93, and terminal portion 94 of the second wiring portion 90 are arranged in the same manner as the connection wiring 81, vias 82, 83, and terminal portion 84 of the first wiring portion 80.
  • connection wiring 91 The first end 91A of the connection wiring 91 is electrically connected to the first end 62A of the second outer coil 62 through the via 92, and the second end 91B of the connection wiring 91 is electrically connected to the terminal portion 94 through the via 93. It is connected.
  • the second insulating layer 53U includes openings 53U1 and 53U2 that expose portions of the first wiring section 80 and the second wiring section 90, respectively.
  • the openings 53U1 and 53U2 are formed to expose the terminal parts 84 and 94 of the first wiring part 80 and the second wiring part 90.
  • Wires W13A and W13B are connected to the terminal portions 84 and 94 exposed through the openings 53U1 and 53U2.
  • the terminal portions 84 and 94 exposed through the openings 53U1 and 53U2 can be said to be connection pads that connect the wires W13A and W13B.
  • wires W13A and W13B are connected to the first chip 31. Therefore, the terminal portions 84 and 94 exposed through the openings 53U1 and 53U2 can also be called connection pads that connect the transformer 40 to the first chip 31.
  • the second insulating layer 53U includes a plurality of openings 53U3, 53U4, 53U5, and 53U6 that expose a portion of the inner coil conductor wiring 70.
  • the opening 53U3 is formed to expose the first end 71A of the first inner coil 71.
  • the opening 53U4 is formed to expose the second end 71B of the first inner coil 71.
  • the opening 53U5 is formed to expose the first end 72A of the second inner coil 72.
  • the opening 53U6 is formed to expose the second end 72B of the second inner coil 72.
  • the wire W15A is connected to the second end 71B of the first inner coil 71 exposed through the opening 53U4.
  • the first end W14A of the wire W14 is connected to the first end 71A of the first inner coil 71 exposed through the opening 53U3, and the second end W14B of the wire W14 is connected to the second inner coil 72 exposed through the opening 53U5. is connected to the first end 72A of.
  • a wire W15B is connected to the second end 72B of the second inner coil 72 exposed through the opening 53U6.
  • first ends 71A, 72A exposed through the openings 53U3, 53U5 and the second ends 71B, 72B exposed through the openings 53U4, 53U6 are connection pads that connect the wires W14, W15A, W15B.
  • the outer coil conductor wiring 60 and the inner coil conductor wiring 70 are electrically insulated from each other and configured to be magnetically coupled.
  • the transformer 40 of the first embodiment is configured such that the outer coil conductor wiring 60 and the inner coil conductor wiring 70 can be magnetically coupled along a plane parallel to the substrate main surface 51S of the substrate 51.
  • the first inner coil 71 of the inner coil conductor wiring 70 is arranged inside the first outer coil 61 of the outer coil conductor wiring 60. Therefore, a current flows in the first inner coil 71 in a direction that corresponds to the direction of the magnetic flux generated by the current flowing in the first outer coil 61.
  • the second inner coil 72 of the inner coil conductor wiring 70 is arranged inside the second outer coil 62 of the outer coil conductor wiring 60. Therefore, a current flows in the second inner coil 72 in a direction that corresponds to the direction of the magnetic flux generated by the current flowing in the second outer coil 62.
  • the wire W14 connects the first inner coil 71 and the second inner coil 72. Therefore, the wire W14 is connected so that the current flowing through the first inner coil 71 and the current flowing through the second inner coil 72 are taken out by the wires W15A and W15B.
  • the direction of the current is the same as the direction of the current generated in the second inner coil 72. connected like this.
  • a wire W15A is connected to the second end 71B of the first inner coil 71 exposed through the opening 53U4. Further, a wire W15B is connected to the second end 72B of the second inner coil 72 exposed through the opening 53U6. These wires W15A and W15B are connected to the second chip 32, as shown in FIG. Therefore, the second ends 71B and 72B exposed through the openings 53U4 and 53U6 can also be called connection pads that connect the transformer 40 to the second chip 32.
  • the outer coil conductor wiring 60 includes a first outer coil 61 and a second outer coil 62.
  • the first outer coil 61 and the second outer coil 62 are formed on the same first insulating layer 536 of the first insulating layers 53D, 531 to 536 stacked on the substrate 51. Therefore, the distance D61 from the substrate 51 to the first outer coil 61 is equal to the distance D62 from the substrate 51 to the second outer coil 62.
  • the inner coil conductor wiring 70 includes a first inner coil 71 and a second inner coil 72.
  • the first inner coil 71 and the second inner coil 72 are formed on the same first insulating layer 536 among the first insulating layers 53D, 531 to 536 stacked on the substrate 51. Therefore, the distance D71 from the substrate 51 to the first inner coil 71 is equal to the distance D72 from the substrate 51 to the second inner coil 72.
  • the first inner coil 71 and the second inner coil 72 are arranged at the same position as the first outer coil 61 and the second outer coil 62 in the z direction. Therefore, the distances D71 and D72 from the substrate 51 to the first inner coil 71 and the second inner coil 72 are equal to the distances D61 and D62 from the substrate 51 to the first outer coil 61 and the second outer coil 62.
  • Connection wires 81 and 91 of the first wiring portion 80 and the second wiring portion 90 connected to the outer coil conductor wiring 60 are arranged in the first insulating layer 534 under the outer coil conductor wiring 60. Therefore, the distance D80 from the board 51 to the connection wiring 81 is the distance D61, D62 from the board 51 to the first outer coil 61 and the second outer coil 62, and the distance D62 is from the board 51 to the first inner coil 71 and the second inner coil 72. is smaller than the distances D71 and D72. Further, the distance D90 from the substrate 51 to the connection wiring 91 is smaller than the distances D61, D62, D71, and D72.
  • the distance D80 is the shortest distance between the first outer coil 61 and the first inner coil 71 to the substrate 51 in the z direction.
  • the distance D90 is the shortest distance between the second outer coil 62 and the second inner coil 72 to the substrate 51 in the z direction.
  • the distances D11 and D12 between the first outer coil 61 and the first inner coil 71 are equal to each other.
  • the distances D11 and D12 are the first shortest distances between the first outer coil 61 and the first inner coil 71.
  • the distances D21 and D22 between the second outer coil 62 and the second inner coil 72 are equal to each other.
  • the distances D21 and D22 are the second shortest distances between the second outer coil 62 and the second inner coil 72.
  • the distances D11 and D12 between the first outer coil 61 and the first inner coil 71 and the distances D21 and D22 between the second outer coil 62 and the second inner coil 72 are equal to each other.
  • each distance D11, D12, D21, D22, D80, and D90 from the substrate 51 affects the dielectric strength voltage of the transformer 40.
  • the outer coil conductor wiring 60 (primary coil 16) is electrically connected to the first chip 31 including the primary circuit 13. ing. Both the first chip 31 and the transformer 40 are mounted on the primary die pad 21. Therefore, the common voltage of the substrate 51 of the transformer 40 and the primary circuit 13 of the first chip 31 is the same.
  • the outer coil conductor wiring 60 (first outer coil 61 and second outer coil 62) of the transformer 40 is connected to the first chip 31. Therefore, the common voltage of the outer coil conductor wiring 60 (the first outer coil 61 and the second outer coil 62) is the same as the common voltage of the primary circuit 13 of the first chip 31.
  • the dielectric strength of the transformer 40 is determined by the shortest distance between the outer coil conductor wiring 60 and the inner coil conductor wiring 70 (the first shortest distance, the second shortest distance), and the distance between the outer coil conductor wiring 60 and the substrate 51. Determined by the shortest thickness between.
  • the shortest distance can be adjusted by the shapes of the outer coil conductor wiring 60 and the inner coil conductor wiring 70, that is, the layout design of the transformer 40. That is, the dielectric strength of the transformer 40 can be adjusted by designing the layout of the transformer 40. Therefore, the dielectric strength voltage of the transformer 40 can be easily changed.
  • transformer 40X as a comparative example with respect to the transformer 40 of the first embodiment will be described.
  • the same reference numerals are given to the same components as those of the transformer 40 of the first embodiment.
  • FIG. 7 shows a cross-sectional structure of a transformer 40X of a comparative example.
  • a primary coil 16X and a secondary coil 17X are arranged in an overlapping manner in the thickness direction of an insulator 52 on a substrate 51. That is, the transformer 40X of the comparative example includes a primary coil 16X and a secondary coil 17X that are arranged to be magnetically coupled in the thickness direction of the insulator 52.
  • the transformer 40X of the comparative example is mounted on the primary die pad 21 shown in FIG. In this case, the primary coil 16X is arranged closer to the substrate 51 than the secondary coil 17X.
  • a parasitic capacitor C1X is generated between the primary coil 16X and the substrate 51. This parasitic capacitor C1X has a capacitance value that corresponds to the distance D1X between the substrate 51 and the primary coil 16X and the opposing area between the substrate 51 and the primary coil 16X.
  • a parasitic capacitor C2X is generated between the primary coil 16X and the secondary coil 17X. This parasitic capacitor C2X has a capacitance value that corresponds to the distance D2X between the primary coil 16X and the secondary coil 17X and the opposing area between the primary coil 16X and the secondary coil 17X.
  • the wiring resistance value can be reduced by widening the wiring width of the primary coil 16X and the secondary coil 17X.
  • the wiring width is increased, the opposing area between the substrate 51 and the primary coil 16X increases, and the capacitance value of the parasitic capacitor C1X increases.
  • the opposing area between the primary coil 16X and the secondary coil 17X increases, and the capacitance value of the parasitic capacitor C2X increases.
  • Increasing the wiring thickness of the primary coil 16X and the secondary coil 17X affects the thickness of the insulating layer 53 that embeds the primary coil 16X and the secondary coil 17X, that is, the manufacturing process, and also affects the substrate. 51 and the primary coil 16X, and the distance between the primary coil 16X and the secondary coil 17X, that is, the dielectric strength voltage of the transformer 40 is affected. In order to obtain a dielectric strength voltage higher than a certain value, it is necessary to thicken the insulator 52, that is, increase the number of insulating layers constituting the insulator 52, which affects the manufacturing process of the transformer 40.
  • the transformer 40 of the first embodiment includes an outer coil conductor wiring 60, and the outer coil conductor wiring 60 includes both a first outer coil 61 and a second outer coil 62. .
  • the first outer coil 61 and the second outer coil 62 have second ends 61B and 62B electrically connected to each other.
  • the first outer coil 61 and the second outer coil 62 generate magnetic fluxes in opposite directions when current flows from the first end 61A of the first outer coil 61 to the first end 62A of the second outer coil 62. It is rolled up like this. For example, as shown in FIG. 6, an upward magnetic flux is generated in the first outer coil 61, and a downward magnetic flux is generated in the second outer coil 62.
  • the magnetic flux M1 generated by the outer coil conductor wiring 60 forms a smaller loop than the transformer 40X of the comparative example. Therefore, the magnetic flux crossing the inner coil conductor wiring 70 is larger than that of the comparative example transformer 40X. Therefore, the efficiency of magnetic coupling between the outer coil conductor wiring 60 and the inner coil conductor wiring 70 can be improved. As a result, the transfer characteristics between the outer coil conductor wiring 60 and the inner coil conductor wiring 70 of the transformer 40 can be improved.
  • the magnetic flux M1 generated by the outer coil conductor wiring 60 forms a smaller loop than the transformer 40X of the comparative example.
  • the magnetic flux generated in this manner passes through the substrate 51 along the main substrate surface 51S of the substrate 51. Therefore, eddy currents are less likely to occur in the substrate 51 compared to the transformer 40X of the comparative example. Therefore, in the transformer 40 of the first embodiment, loss with respect to the magnetic flux M1 can be reduced. In addition, the influence on the efficiency of magnetic coupling in the transformer 40 can be reduced. As a result, the transfer characteristics between the outer coil conductor wiring 60 and the inner coil conductor wiring 70 of the transformer 40 can be improved.
  • the wiring resistance values of the outer coil conductor wiring 60 and the inner coil conductor wiring 70 affect the amount of current flowing through the outer coil conductor wiring 60 and the inner coil conductor wiring 70, respectively, and the degree of magnetic coupling.
  • the wiring resistance value of the outer coil conductor wiring 60 is obtained by widening the wiring width of the outer coil conductor wiring 60 and decreasing the aspect ratio of the wiring thickness to the wiring width.
  • the wiring resistance value of the inner coil conductor wiring 70 can be obtained by increasing the wiring width of the inner coil conductor wiring 70 and decreasing the aspect ratio of the wiring thickness to the wiring width.
  • the outer coil conductor wiring 60 and the inner coil conductor wiring 70 face each other in the x direction and the y direction. Therefore, even if the wiring width is increased, the opposing area between the outer coil conductor wiring 60 and the inner coil conductor wiring 70 does not change. That is, the capacitance values of the parasitic capacitors C11, C12, C21, and C22 between the outer coil conductor wiring 60 and the inner coil conductor wiring 70 do not change. That is, compared to the transformer 40X of the comparative example, the wiring resistance value can be reduced without increasing the capacitance values of the parasitic capacitors C11, C12, C21, and C22 between the coils.
  • the capacitance value of the parasitic capacitor C60 between the substrate 51 and the outer coil conductor wiring 60 depends on the distance from the substrate 51 to the outer coil conductor wiring 60, assuming that the wiring width is constant. As the distance increases, the capacitance value decreases.
  • the insulator 52 has the same thickness as the transformer 40X of the comparative example, in the transformer 40 of the first embodiment, the distances D61 and D62 from the substrate 51 to the outer coil conductor wiring 60, and the distances D61 and D62 from the substrate 51 to the inner coil conductor wiring 70.
  • the distances D71 and D72 are larger than those of the comparative example transformer 40X. Therefore, the capacitance values of parasitic capacitors C60 and C70 can be reduced. If the capacitance values of the parasitic capacitors C60 and C70 are the same as those of the transformer 40X of the comparative example, the insulator 52 can be made thinner, that is, the transformer 40 can be made thinner.
  • the transformer 40 of the first embodiment provides the following effects.
  • (1-1) The transformer 40 of the first embodiment includes an outer coil conductor wiring 60, and the outer coil conductor wiring 60 includes both a first outer coil 61 and a second outer coil 62.
  • the first outer coil 61 and the second outer coil 62 have second ends 61B and 62B electrically connected to each other.
  • the first outer coil 61 and the second outer coil 62 generate magnetic fluxes in opposite directions when current flows from the first end 61A of the first outer coil 61 to the first end 62A of the second outer coil 62. It is rolled up like this.
  • the magnetic flux M1 generated by the outer coil conductor wiring 60 forms a smaller loop than the transformer 40X of the comparative example.
  • the magnetic flux crossing the inner coil conductor wiring 70 is larger than that of the comparative example transformer 40X. Therefore, the efficiency of magnetic coupling between the outer coil conductor wiring 60 and the inner coil conductor wiring 70 can be improved. As a result, the transfer characteristics between the outer coil conductor wiring 60 and the inner coil conductor wiring 70 of the transformer 40 can be improved.
  • the magnetic flux M1 generated by the outer coil conductor wiring 60 forms a smaller loop than the transformer 40X of the comparative example.
  • the magnetic flux generated in this manner passes through the substrate 51 along the main substrate surface 51S of the substrate 51. Therefore, eddy currents are less likely to occur in the substrate 51 compared to the transformer 40X of the comparative example. Therefore, in the transformer 40 of the first embodiment, loss with respect to the magnetic flux M1 can be reduced. In addition, the influence on the efficiency of magnetic coupling in the transformer 40 can be reduced. As a result, the transfer characteristics between the outer coil conductor wiring 60 and the inner coil conductor wiring 70 of the transformer 40 can be improved.
  • the wiring resistance values of the outer coil conductor wiring 60 and the inner coil conductor wiring 70 affect the amount of current flowing through the outer coil conductor wiring 60 and the inner coil conductor wiring 70, respectively, and the degree of magnetic coupling.
  • the wiring resistance value of the outer coil conductor wiring 60 is obtained by widening the wiring width of the outer coil conductor wiring 60 and decreasing the aspect ratio of the wiring thickness to the wiring width.
  • the wiring resistance value of the inner coil conductor wiring 70 can be obtained by increasing the wiring width of the inner coil conductor wiring 70 and decreasing the aspect ratio of the wiring thickness to the wiring width.
  • the outer coil conductor wiring 60 and the inner coil conductor wiring 70 face each other in the x direction and the y direction. Therefore, even if the wiring width is increased, the opposing area between the outer coil conductor wiring 60 and the inner coil conductor wiring 70 does not change. That is, the capacitance values of the parasitic capacitors C11, C12, C21, and C22 between the outer coil conductor wiring 60 and the inner coil conductor wiring 70 do not change. That is, compared to the transformer 40X of the comparative example, the wiring resistance value can be reduced without increasing the capacitance values of the parasitic capacitors C11, C12, C21, and C22 between the coils.
  • the capacitance value of the parasitic capacitor C60 between the substrate 51 and the outer coil conductor wiring 60 depends on the distance from the substrate 51 to the outer coil conductor wiring 60, assuming that the wiring width is constant. As the distance increases, the capacitance value decreases.
  • the insulator 52 has the same thickness as the transformer 40X of the comparative example, in the transformer 40 of the first embodiment, the distances D61 and D62 from the substrate 51 to the outer coil conductor wiring 60, and the distances D61 and D62 from the substrate 51 to the inner coil conductor wiring 70.
  • the distances D71 and D72 are larger than those of the comparative example transformer 40X. Therefore, the capacitance values of parasitic capacitors C60 and C70 can be reduced. If the capacitance values of the parasitic capacitors C60 and C70 are the same as those of the transformer 40X of the comparative example, the insulator 52 can be made thinner, that is, the transformer 40 can be made thinner.
  • each distance D11, D12, D21, D22, D80, and D90 from the substrate 51 affects the dielectric strength voltage of the transformer 40.
  • the outer coil conductor wiring 60 (primary coil 16) is electrically connected to the first chip 31 including the primary circuit 13. ing. Both the first chip 31 and the transformer 40 are mounted on the primary die pad 21. Therefore, the common voltage of the substrate 51 of the transformer 40 and the primary circuit 13 of the first chip 31 is the same.
  • the outer coil conductor wiring 60 (first outer coil 61 and second outer coil 62) of the transformer 40 is connected to the first chip 31. Therefore, the common voltage of the outer coil conductor wiring 60 (the first outer coil 61 and the second outer coil 62) is the same as the common voltage of the primary circuit 13 of the first chip 31.
  • the dielectric strength of the transformer 40 is determined by the shortest distance between the outer coil conductor wiring 60 and the inner coil conductor wiring 70 (the first shortest distance, the second shortest distance), and the distance between the outer coil conductor wiring 60 and the substrate 51. Determined by the shortest thickness between.
  • the shortest distance can be adjusted by the shapes of the outer coil conductor wiring 60 and the inner coil conductor wiring 70, that is, the layout design of the transformer 40. That is, the dielectric strength of the transformer 40 can be adjusted by designing the layout of the transformer 40. Therefore, the dielectric strength voltage of the transformer 40 can be easily changed.
  • the signal of the primary circuit 13 is efficiently transmitted to the secondary circuit 14 (reception circuit 14R). be able to.
  • the first embodiment described above can be modified as follows, for example.
  • the first embodiment and each of the following modified examples can be combined with each other as long as no technical contradiction occurs.
  • the same parts as in the first embodiment are given the same reference numerals as in the first embodiment, and the explanation thereof will be omitted.
  • the outer coil conductor wiring 60 includes a first outer coil 61 and a second outer coil 62 formed on two first insulating layers 536 and 538.
  • the first outer coils 61 of the first insulating layers 536 and 538 are connected in parallel by vias 65 .
  • the second outer coils 62 of the first insulating layers 536, 538 are connected in parallel by vias 66.
  • the number of first insulating layers forming the first outer coil 61 and the second outer coil 62 can be three or more.
  • the inner coil conductor wiring 70 includes a first inner coil 71 and a second inner coil 72 formed on two first insulating layers 536 and 538.
  • the first inner coil 71 and the second inner coil 72 of the first insulating layers 536 and 538 are connected in parallel by a via 75.
  • the number of first insulating layers forming the first inner coil 71 and the second inner coil 72 can be three or more.
  • the outer coil conductor wiring 60 includes a first outer coil 61, a second outer coil 62, and a third outer coil 63 connected to the first outer coil 61. and a fourth outer coil 64 connected to the second outer coil 62.
  • the third outer coil 63 is arranged so as to overlap the first outer coil 61 when viewed from the z direction.
  • the third outer coil 63 includes coil portions 631 and 632 formed in two first insulating layers 536 and 538, respectively.
  • the coil portions 631 and 632 are connected in series between the first end 61A of the first outer coil 61 and the first wiring portion 80.
  • the fourth outer coil 64 is arranged so as to overlap the second outer coil 62 when viewed from the z direction.
  • the fourth outer coil 64 includes coil portions 641 and 642 formed in the two first insulating layers 536 and 538, respectively.
  • the coil portions 641 and 642 are connected in series between the first end 62A of the second outer coil 62 and the second wiring portion 90.
  • the third outer coil 63 and the first outer coil 61 are connected in series between the first wiring section 80 and the second outer coil 62. Further, a second outer coil 62 and a fourth outer coil 64 are connected in series between the first outer coil 61 and the second wiring section 90. Therefore, the number of turns of the outer coil conductor wiring 60 disposed outside each of the first inner coil 71 and the second inner coil 72 can be increased. Thereby, the amount of magnetic flux generated by the outer coil conductor wiring 60 can be increased.
  • the third outer coils 63 (631, 632) formed on the two first insulating layers 536, 538 may be connected in parallel.
  • the fourth outer coils 64 (641, 642) formed on the two first insulating layers 536, 538 may be connected in parallel.
  • the first outer coil 61 and the second outer coil 62 may be formed in a plurality of first insulating layers and connected in parallel, as shown in FIG. 8 .
  • the inner coil conductor wiring 70 (first inner coil 71 and second inner coil 72) is arranged in the first insulating layer 538.
  • the first insulating layer 53 on which the inner coil conductor wiring 70 is arranged can be arbitrarily changed.
  • the modified transformer 40C shown in FIG. 11 is different from the transformer 40B shown in FIG. It is arranged so as not to overlap with the coil portion 631 arranged on the first insulating layer 536 when viewed from the z direction.
  • the first outer coil 61 and the third outer coil 63 in this manner, the opposing area in the z direction is reduced, and the capacitance of the parasitic capacitor can be reduced.
  • the fourth outer coil 64 by arranging the coil portion 642 so as not to overlap the second outer coil 62 and the coil portion 641 in plan view, the opposing area in the z direction is reduced, and the parasitic capacitor is reduced. Capacity can be reduced.
  • the first insulating layer 535 is different from the first insulating layer 537.
  • the inner coil conductor wiring 70 By arranging the inner coil conductor wiring 70 in this manner, the opposing area between the outer coil conductor wiring 60 and the inner coil conductor wiring 70 is reduced, and the capacitance of the parasitic capacitor can be reduced.
  • the first inner coil 71 and the second inner coil 72 of the inner coil conductor wiring 70 only need to be arranged in the first insulating layer 53 different from the first insulating layer 537 in which the outer coil conductor wiring 60 is arranged. For example, it may be placed on the first insulating layer 536.
  • FIG. 13 is a circuit diagram schematically showing the configuration of the signal transmission device 10A as a modified example.
  • FIG. 14 is a schematic plan view of the signal transmission device 10A of FIG. 13.
  • the signal transmission device 10A of this modification differs from the signal transmission device 10 of the first embodiment in the configuration of the receiving circuit 14RA of the secondary circuit 14A.
  • the connection between the transformer 40 and the second chip 32A is different.
  • a wire W18A is connected to the first end 71A (see FIG. 4) of the first inner coil 71 exposed through the opening 53U3.
  • a wire W18B is connected to the first end 72A (see FIG. 4) of the second inner coil 72 exposed through the opening 53U5.
  • These wires W18A and W18B are connected to the second chip 32A. Therefore, the first ends 71A and 72A exposed through the openings 53U3 and 53U5 can also be called connection pads that connect the transformer 40 to the second chip 32A.
  • the transformer 40 includes second chips 32 having different configurations, such as the second chip 32 including the receiving circuit 14R shown in FIG. 2 and the second chip 32A including the receiving circuit 14RA shown in FIG.
  • the signal of the first chip 31 can be transmitted to 32A.
  • one type of transformer 40 can be used for two types of signal transmission devices 10 and 10A with different configurations.
  • outer coil conductor wiring 60 and the inner coil conductor wiring 70 in plan view can be arbitrarily changed.
  • the outer coil conductor wiring 60 and the inner coil conductor wiring 70 may be formed in a rectangular shape.
  • the outer coil conductor wiring 60 and the inner coil conductor wiring 70 may be formed in a rectangular shape with corners rounded into arc shapes.
  • the outer coil conductor wiring 60 and the inner coil conductor wiring 70 may be formed in an elliptical shape.
  • FIG. 17 shows an elliptical shape that is longer in the x direction than in the y direction, it may also be an elliptical shape that is longer in the y direction than in the x direction.
  • the first outer coil 61 and the second outer coil 62 of the outer coil conductor wiring 60 may be provided on different insulating layers.
  • second outer coil 62 may be disposed on first insulating layer 536.
  • the second end 61B of the first outer coil 61 and the second end 62B of the second outer coil 62 are formed to overlap each other in plan view.
  • the second end 61B of the first outer coil 61 and the second end 62B of the second outer coil 62 are directly electrically connected.
  • the first inner coil 71 and the second inner coil 72 may be provided in different insulating layers.
  • the wires W13A and W13B may be configured to be directly connected to the outer coil conductor wiring 60 (the first outer coil 61 and the second outer coil 62).
  • the distance between the first end 61A of the first outer coil 61 of the outer coil conductor wiring 60 and the inner coil conductor wiring 70 (first inner coil 71) is greater than or equal to the distance required for the withstand voltage of the transformer 40.
  • the wire W13A can be connected to the first end 61A of the first outer coil 61.
  • the second outer coil 62 and the wire W13B are the wire W13B.
  • FIG. 18 is a circuit diagram schematically showing the configuration of a power transmission device including a transformer according to the second embodiment.
  • FIG. 19 is a schematic plan view schematically showing the power transmission device of FIG. 18.
  • the second embodiment is configured as a power transmission device 100 including a transformer 101.
  • the transformer 101 of the second embodiment is configured as a printed wiring board (PCB).
  • power transmission device 100 is a device that transmits power from AC power source 111 to load 112 while electrically insulating between AC power source 111 and load 112.
  • Power transmission device 100 includes a transformer 101, diodes 102, 103, 104, 105, and a smoothing capacitor 106.
  • AC power supply 111 is connected to primary terminal 101A of transformer 101.
  • the diodes 102 to 104 are connected to the secondary terminal 101B of the transformer 101, and are connected to rectify the AC power transmitted by the transformer 101.
  • the transformer 101 of the second embodiment includes a primary coil 121 and a secondary coil 122.
  • the secondary coil 122 includes a first coil 122A and a second coil 122B, similar to the transformer 40 of the first embodiment.
  • the secondary coil 17 of the first embodiment is shown as two coils as shown in FIG. 2 .
  • the secondary coil 122 of the second embodiment is shown as one coil, as shown in FIG.
  • FIG. 19 is a schematic plan view schematically showing the power transmission device 100.
  • FIG. 20 is a sectional view taken along the line F20-F20 in FIG. 19.
  • FIG. 21 is a sectional view taken along the line F21-F21 in FIG. 19.
  • the transformer 130 includes an insulator 140, an outer coil conductor wiring 60, and an inner coil conductor wiring 70.
  • the insulator 140 is formed into a flat plate shape.
  • the insulator 140 includes a substrate main surface 141 and a substrate back surface 142 facing opposite to the substrate main surface 141.
  • the insulator 140 includes four substrate side surfaces 143, 144, 145, and 146 that are perpendicular to both the substrate main surface 141 and the substrate back surface 142.
  • the direction in which the main surface 141 of the substrate faces is defined as the z direction, and the two directions perpendicular to the z direction and mutually orthogonal are defined as the x direction and the y direction.
  • the substrate side surfaces 143 and 144 constitute both end surfaces in the x direction.
  • the substrate side surfaces 145 and 146 constitute both end surfaces in the y direction.
  • the insulator 140 is made of an electrically insulating material.
  • this material for example, a synthetic resin based on epoxy resin or the like can be used. Further, the material may contain a filler such as glass.
  • the insulator 140 of the second embodiment is made of glass epoxy resin.
  • the insulator 140 of the second embodiment is a resin substrate having insulation properties.
  • the outer coil conductor wiring 60 and the inner coil conductor wiring 70 are embedded in the insulator 140.
  • the outer coil conductor wiring 60 and the inner coil conductor wiring 70 are arranged at the center of the insulator 140 in the z direction.
  • the outer coil conductor wiring 60 and the inner coil conductor wiring 70 are formed of a material containing Cu. That is, the transformer 130 of the second embodiment is configured as a printed wiring board (PCB).
  • the outer coil conductor wiring 60 includes a first outer coil 61 and a second outer coil 62.
  • the first outer coil 61 includes a first end 61A and a second end 61B opposite to the first end 61A.
  • the second outer coil 62 includes a first end 62A and a second end 62B opposite to the first end 62A.
  • the second end 61B of the first outer coil 61 is electrically connected to the second end 62B of the second outer coil 62.
  • the first outer coil 61 and the second outer coil 62 are each formed in a rectangular spiral shape in plan view.
  • the first outer coil 61 and the second outer coil 62 are connected to each other when a current flows from a first end of one of the first outer coil 61 and second outer coil 62 to a first end of the other outer coil. They are wound so that magnetic fluxes are generated in opposite directions.
  • the first outer coil 61 and the second outer coil 62 have a symmetrical shape, and are formed in a point symmetrical shape.
  • the first end 61A is arranged inside the spiral, and the second end 61B is arranged outside the spiral. That is, the first outer coil 61 is wound in a spiral shape with the first end 61A as the inner end and the second end 61B as the outer end.
  • the first end 62A is located inside the spiral, and the second end 62B is located outside the spiral.
  • the second outer coil 62 is wound in a spiral shape, with the first end 62A being the inner end and the second end 62B being the outer end.
  • the first outer coil 61 and the second outer coil 62 are electrically connected to each other at second ends 61B and 62B, which are the respective outer peripheral edge portions.
  • the inner coil conductor wiring 70 includes a first inner coil 71 and a second inner coil 72.
  • the first inner coil 71 includes a first end 71A and a second end 71B opposite to the first end 71A.
  • the second inner coil 72 includes a first end 72A and a second end 72B opposite to the first end 72A.
  • the first inner coil 71 is arranged inside the first outer coil 61 in plan view.
  • the first inner coil 71 is arranged so as not to overlap the first outer coil 61 in plan view.
  • the second inner coil 72 is arranged inside the second outer coil 62 in plan view.
  • the second inner coil 72 is arranged so as not to overlap the second outer coil 62 in plan view.
  • the first inner coil 71 and the second inner coil 72 are each formed in a rectangular spiral shape in plan view.
  • the first inner coil 71 and the second inner coil 72 are arranged so that when a current flows from the first end of one of the first inner coil 71 and the second inner coil 72 to the first end of the other inner coil, They are wound so that magnetic fluxes are generated in opposite directions.
  • the first inner coil 71 and the second inner coil 72 have a symmetrical shape, and are formed in a point symmetrical shape.
  • the first end 71A is arranged inside the spiral, and the second end 71B is arranged outside the spiral. That is, the first inner coil 71 is wound in a spiral shape with the first end 71A as the inner end and the second end 71B as the outer end.
  • the first end 72A is located inside the spiral, and the second end 72B is located outside the spiral.
  • the second inner coil 72 is wound in a spiral shape with the first end 72A as the inner end and the second end 72B as the outer end.
  • the transformer 130 includes a first primary wiring 180 and a second primary wiring 190.
  • the primary side first wiring 180 and the primary side second wiring 190 are electrically connected to the outer coil conductor wiring 60.
  • the primary side first wiring 180 is electrically connected to the first end 61A of the first outer coil 61 of the outer coil conductor wiring 60.
  • the primary side second wiring 190 is electrically connected to the first end 62A of the second outer coil 62 of the outer coil conductor wiring 60.
  • the primary side first wiring 180 includes a connection wiring 181, a terminal portion 182, and through wirings 183 and 184.
  • the primary side first wiring 180 is formed of a material containing Cu.
  • the connection wiring 181 is provided on the back surface 142 of the substrate.
  • the connection wiring 181 is in contact with the back surface 142 of the substrate.
  • the connection wiring 181 extends from the first end 61A of the first outer coil 61 in the x direction.
  • the connection wiring 181 includes a first end 181A and a second end 181B opposite to the first end 181A.
  • the first end 181A of the connection wiring 181 overlaps the first end 61A of the first outer coil 61 in plan view. As shown in FIG.
  • the through wiring 183 electrically connects the first end 61A of the first outer coil 61 and the first end 181A of the connection wiring 181.
  • the through wiring 184 penetrates the insulator 140 from the main surface 141 of the substrate to the back surface 142 of the substrate.
  • the through wiring 184 is connected to the second end 181B of the connection wiring 181.
  • the through wirings 183 and 184 are formed as vias or through holes.
  • the terminal portion 182 is provided on the main surface 141 of the substrate and is electrically connected to the through wiring 184.
  • the terminal portion 182 extends from the through wiring 184 toward the substrate side surface 143.
  • the primary side second wiring 190 includes a connection wiring 191, a terminal portion 192, and through wirings 193 and 194.
  • the primary-side second wiring 190 is formed of a material containing Cu.
  • the connection wiring 191 is provided on the back surface 142 of the substrate.
  • the connection wiring 191 is in contact with the back surface 142 of the substrate.
  • the connection wiring 191 extends from the first end 62A of the second outer coil 62 in the x direction.
  • the connection wiring 191 includes a first end 191A and a second end 191B opposite to the first end 191A.
  • the first end 191A of the connection wiring 191 overlaps the first end 62A of the second outer coil 62 in plan view.
  • the through wiring 193 electrically connects the first end 62A of the second outer coil 62 and the first end 191A of the connection wiring 191.
  • the through wiring 194 penetrates the insulator 140 from the main surface 141 of the substrate to the back surface 142 of the substrate.
  • the through wiring 194 is connected to the second end 191B of the connection wiring 191.
  • the through wirings 193 and 194 are formed as vias or through holes.
  • the terminal portion 192 is provided on the main surface 141 of the substrate and is electrically connected to the through wiring 194 .
  • the terminal portion 192 extends from the through wiring 194 toward the substrate side surface 143.
  • the terminal portions 182 and 192 are connected to the AC power source 111. That is, the terminal portions 182 and 192 are provided as connection terminals (external connection pads) for connecting the AC power source 111 to the transformer 130. Note that the AC power source 111 can also be connected to the connection wirings 181 and 191 on the back surface 142 of the substrate. In this case, a portion of each of the connection wires 181 and 191 is provided as a connection terminal (external connection pad).
  • the transformer 130 includes a connecting member 200.
  • the connection member 200 is a conductive wiring and includes a wiring part 201 and through wirings 202 and 203.
  • the connecting member 200 is made of a material containing Cu.
  • the wiring section 201 is provided on the main surface 141 of the substrate.
  • the wiring portion 201 is in contact with the main surface 141 of the substrate.
  • the wiring section 201 includes a first end 201A and a second end 201B opposite to the first end 201A.
  • the first end 201A of the wiring portion 201 overlaps the first end 71A of the first inner coil 71 in plan view.
  • the second end 201B of the wiring portion 201 overlaps the first end 72A of the second inner coil 72 in plan view.
  • the through wiring 202 electrically connects the first end 71A of the first inner coil 71 and the first end 201A of the wiring section 201.
  • the through wiring 203 electrically connects the first end 72A of the second inner coil 72 and the second end 201B of the wiring portion 201.
  • the transformer 130 includes a first secondary wiring 210 and a second secondary wiring 220.
  • the first secondary wiring 210 and the second secondary wiring 220 are electrically connected to the inner coil conductor wiring 70.
  • the secondary first wiring 210 is electrically connected to the second end 71B of the first inner coil 71 of the inner coil conductor wiring 70.
  • the secondary side second wiring 220 is electrically connected to the second end 72B of the second inner coil 72 of the inner coil conductor wiring 70.
  • the secondary side first wiring 210 includes a connection wiring 211 and a through wiring 212.
  • the secondary side first wiring 210 is formed of a material containing Cu.
  • the connection wiring 211 is provided on the main surface 141 of the substrate.
  • the connection wiring 211 is in contact with the main surface 141 of the substrate.
  • the connection wiring 211 includes a first portion 211C extending in the x direction from the second end 71B of the first inner coil 71, and a second portion 211D extending in the y direction from the tip of the first portion 211C.
  • the connection wiring 211 includes a first end 211A and a second end 211B opposite to the first end 211A.
  • connection wiring 211 overlaps the second end 71B of the first inner coil 71 in plan view.
  • the through wiring 212 electrically connects the second end 71B of the first inner coil 71 and the first end 211A of the connection wiring 211.
  • the secondary side second wiring 220 includes a connection wiring 221 and a through wiring 222.
  • the secondary side second wiring 220 is formed of a material containing Cu.
  • the connection wiring 221 is provided on the main surface 141 of the substrate.
  • the connection wiring 221 is in contact with the main surface 141 of the substrate.
  • the connection wiring 221 includes a first portion 221C extending in the x direction from the second end 72B of the second inner coil 72, and a second portion 221D extending in the y direction from the tip of the first portion 221C.
  • the connection wiring 221 includes a first end 221A and a second end 221B opposite to the first end 221A.
  • the first end 221A of the connection wiring 221 overlaps the second end 72B of the second inner coil 72 in plan view.
  • the through wiring 222 electrically connects the second end 72B of the second inner coil 72 and the second end 221B of the connection wiring 221.
  • diodes 102 to 105 are connected between the second end 211B of the connection wiring 211 and the second end 221B of the connection wiring 221.
  • the four diodes 102 to 105 constitute a full-wave rectifier circuit on the secondary side of the transformer 130. That is, the second ends 211B and 221B of the connection wirings 211 and 221 are provided as connection terminals (external connection pads) that connect the diodes 102 to 105 to the transformer 130.
  • the power transmission device 100 including the transformer 130 of the second embodiment is, for example, attached to a metal base plate or housed in a metal casing. Similar to the comparative example transformer 40X shown in FIG. 7, in a transformer in which the primary coil and secondary coil are arranged in the thickness direction of the insulator, the base plate Since eddy currents occur in the transformer and the housing, losses occur in the magnetic flux of the transformer. On the other hand, in the transformer 130 of the second embodiment, magnetic flux similar to that of the transformer 40 of the first embodiment is generated, so that eddy currents are less likely to occur in the base plate or the casing. Therefore, in the transformer 130 of the second embodiment, loss with respect to magnetic flux can be reduced. In addition, the influence on the efficiency of magnetic coupling in the transformer 130 can be reduced. As a result, the transfer characteristics between the outer coil conductor wiring 60 and the inner coil conductor wiring 70 of the transformer 130 can be improved.
  • the transformer 130 of the second embodiment provides the following effects.
  • (2-1) The transformer 130 of the second embodiment provides effects similar to the effects (1-1) to (1-6) of the transformer 40 of the first embodiment.
  • the outer coil conductor wiring 60 includes two first outer coils 61 and a second outer coil 62 arranged in the thickness direction (z direction) of the insulator 140. .
  • the two first outer coils 61 are connected in parallel to each other by vias 65.
  • the two second outer coils 62 are connected in parallel to each other by vias 66.
  • three or more first outer coils 61 and three or more second outer coils 62 may be arranged in the thickness direction (z direction) of the insulator 140. With this configuration, the wiring resistance value of the outer coil conductor wiring 60 can be reduced.
  • the inner coil conductor wiring 70 includes three first inner coils 71 and three second inner coils 72 arranged in the thickness direction (z direction) of the insulator 140.
  • the three first inner coils 71 and the second inner coils 72 are connected in parallel by vias 75. Note that two or more of the first inner coils 71 and the second inner coils 72 may be arranged in the thickness direction (z direction) of the insulator 140. With this configuration, the wiring resistance value of the inner coil conductor wiring 70 can be reduced.
  • the outer coil conductor wiring 60 connects the first outer coil 61, the second outer coil 62, the third outer coil 63 connected to the first outer coil 61, and and a fourth outer coil 64 connected to the second outer coil 62 .
  • the third outer coil 63 is arranged so as to overlap the first outer coil 61 when viewed from the z direction.
  • the third outer coil 63 includes two coil portions 631 and 632 arranged in the z direction.
  • the coil portions 631 and 632 are connected in series between the first end 61A of the first outer coil 61 and the primary-side first wiring 180.
  • the fourth outer coil 64 is arranged so as to overlap the second outer coil 62 when viewed from the z direction.
  • the fourth outer coil 64 includes two coil portions 641 and 642 arranged in the z direction.
  • the coil portions 641 and 642 are connected in series between the first end 62A of the second outer coil 62 and the primary-side second wiring 190.
  • the third outer coil 63 and the first outer coil 61 are connected in series between the primary side first wiring 180 and the second outer coil 62. Further, a second outer coil 62 and a fourth outer coil 64 are connected in series between the first outer coil 61 and the primary-side second wiring 190. Therefore, the number of turns of the outer coil conductor wiring 60 disposed outside each of the first inner coil 71 and the second inner coil 72 can be increased. Thereby, the amount of magnetic flux generated by the outer coil conductor wiring 60 can be increased.
  • the two coil portions 631 and 632 arranged in the z direction may be connected in parallel.
  • two coil portions 641, 642 arranged in the z direction may be connected in parallel.
  • the first outer coil 61 and the second outer coil 62 may be formed in a plurality of first insulating layers and connected in parallel, as shown in FIG. 8 .
  • the modified transformer 130C shown in FIG. 24 differs from the transformer 130B shown in FIG.
  • the coil portion 632 is arranged so as not to overlap when viewed from the z direction with respect to the coil portion 632 arranged closer to the coil portion 142.
  • the coil portion 641 located at the center of the insulator 140 in the z direction is arranged so as not to overlap the second outer coil 62 and the coil portion 642 located closer to the back surface 142 of the substrate when viewed from the z direction. It is located in By arranging the first outer coil 61 and the third outer coil 63 and the second outer coil 62 and the fourth outer coil 64 in this way, the opposing area in the z direction is reduced, and the capacitance of the parasitic capacitor is reduced. be able to.
  • the outer coil conductor wiring 60 is arranged closer to the substrate main surface 141 with respect to the inner coil conductor wiring 70 in the z direction. Further, the inner coil conductor wiring 70 is arranged closer to the substrate back surface 142 with respect to the outer coil conductor wiring 60 in the z direction.
  • FIG. 26 is a circuit diagram schematically showing the configuration of the power transmission device 100A as a modified example.
  • FIG. 27 is a schematic plan view of the power transmission device 100A of FIG. 26.
  • the neutral point of the secondary coil 122 (the connection point between the first coil 122A and the second coil 122B) has a load 112 ground.
  • the power transmission device 100A of this modification includes a first connection member 231 that connects the first inner coil 71 and the second inner coil 72 to each other, and a first end connected to the first connection member 231.
  • 232A is connected thereto, and includes a second connecting member 232 extending in the x direction.
  • the load 112 and the smoothing capacitor 106 are connected to the second end 232B of the second connection member 232.
  • the first connection member 231 and the second connection member 232 serve as a neutral point that connects the connection point between the first inner coil 71 and the second inner coil 72 to the load 112.
  • connection wiring 211 of the secondary side first wiring 210 and the connection wiring 221 of the secondary side second wiring 220 include only a portion extending in the x direction.
  • the anode of the diode 105 is connected to the second end 211B of the connection wiring 211 of the secondary side first wiring 210, and the anode of the diode 103 is connected to the second end 221B of the connection wiring 221 of the secondary side second wiring 220. Connected.
  • the transformer 130E includes a load connection wiring 240 arranged on the main surface 141 of the substrate.
  • the load connection wiring 240 is connected to the cathodes of the diodes 103 and 105, and is also connected to the load 112 and the smoothing capacitor 106.
  • FIG. 28 is a circuit diagram showing an example of the configuration of a power transmission device 300 according to a modification.
  • This power transmission device 300 includes a control circuit 301, an oscillator 302, a transformer 15 (40), diodes 303, 304, 305, 306, and a smoothing capacitor 307.
  • the control circuit 301, the oscillator 302, the transformer 15 (40), the diodes 303 to 306, and the smoothing capacitor 307 are sealed with the sealing resin 27 similarly to the signal transmission device 10 of the first embodiment.
  • a DC power supply 311 is connected to the control circuit 301.
  • Oscillator 302 is controlled by control circuit 301 and outputs an AC signal.
  • This AC signal is transmitted by transformer 40.
  • a DC voltage is supplied to the load 312 by diodes 303 to 306 and a smoothing capacitor 307. That is, this power transmission device 300 works as a DC voltage conversion circuit (DC-DC converter) that converts the voltage of the DC power supply 311 into the operating voltage of the load 312.
  • DC-DC converter DC voltage conversion circuit
  • FIG. 29 is a circuit diagram showing an example of the configuration of a power transmission device 320 according to a modification.
  • This power transmission device 320 includes a control circuit 301, an oscillator 302, a transformer 40, diodes 304 and 306, and a smoothing capacitor 307.
  • a neutral point between the first coil 17A and the second coil 17B that constitute the secondary coil 17 of the transformer 40 is electrically connected to the secondary terminal 322B.
  • a load 312 is connected to the secondary terminals 322A and 322B.
  • This power transmission device 320 works as a direct current voltage conversion circuit (DC-DC converter) that converts the voltage of the direct current power supply 311 into the operating voltage of the load 312.
  • DC-DC converter direct current voltage conversion circuit
  • the term “on” includes both “on” and “above” unless the context clearly indicates otherwise.
  • the phrase “the first layer is formed on the second layer” refers to the fact that in some embodiments the first layer may be directly disposed on the second layer in contact with the second layer, but in other embodiments. It is contemplated that the first layer may be placed above the second layer without contacting the second layer. That is, the term “on” does not exclude structures in which other layers are formed between the first layer and the second layer.
  • the z direction used in this disclosure does not necessarily have to be the vertical direction, nor does it need to completely coincide with the vertical direction. Accordingly, various structures according to the present disclosure (e.g., the structure shown in FIG. 4) are different from each other in that "upper” and “lower” in the Z-axis direction described herein are “upper” and “lower” in the vertical direction. Not limited to one thing.
  • the x direction may be a vertical direction, or the y direction may be a vertical direction.
  • the outer coil conductor wiring (60) includes a first outer coil (61) and a second outer coil (62) each having a first end (61A, 62A) and a second end (61B, 62B), A second end (61B) of the first outer coil (61) and a second end (62B) of the second outer coil (62) are connected to each other.
  • the outer coil (62) generates magnetic fluxes in opposite directions when a current flows from a first end of one of the first outer coil and the second outer coil to a first end of the other outer coil.
  • the inner coil conductor wiring (70) includes a first inner coil (71) and a second inner coil (72) each having a first end (71A, 72A) and a second end (71B, 72B),
  • first inner coil (71) is arranged inside the first outer coil (61) so as not to overlap with the first outer coil (61)
  • the second inner coil (72) is arranged inside the first outer coil (61) so as not to overlap with the first outer coil (61).
  • a plurality of the first outer coils (61) and a plurality of the second outer coils (62) are provided in the thickness direction (z) of the insulator (52), and the plurality of first outer coils (61) are mutually The transformer according to appendix 1 or 2, wherein the plurality of second outer coils (62) are connected to each other.
  • the outer coil conductor wiring (60) is connected to a third outer coil (63) connected to a first end of the first outer coil (61) and a first end of the second outer coil (62). a fourth outer coil (64);
  • the transformer according to any one of Supplementary Notes 1 to 3, comprising:
  • the third outer coil (63) is arranged so as to overlap the first outer coil (61) when viewed from the thickness direction (z) of the insulator (52),
  • the fourth outer coil (64) is arranged to overlap the second outer coil (62) when viewed from the thickness direction (z) of the insulator (52).
  • a plurality of the third outer coils (63) and the fourth outer coils (64) are each provided in the thickness direction (z) of the insulator (52), and the plurality of third outer coils (63) The transformer according to appendix 4 or 5, wherein the plurality of fourth outer coils (64) are connected to each other.
  • the first inner coil (71) and the second inner coil (72) are formed in a spiral shape when viewed from the thickness direction (z) of the insulator (52).
  • a plurality of the first inner coils (71) and the second inner coils (72) are each provided in the thickness direction (z) of the insulator (52), and the plurality of first inner coils (71) The transformer according to any one of appendices 1 to 7, wherein the plurality of second inner coils (72) are connected to each other.
  • the inner coil conductor wiring includes a third inner coil connected to a second end of the first inner coil (71) and a fourth inner coil connected to a second end of the second inner coil (72). , the transformer according to any one of Supplementary Notes 1 to 8.
  • the third inner coil is arranged so as to overlap the first inner coil (71) when viewed from the thickness direction (z) of the insulator (52),
  • the fourth inner coil is arranged to overlap the second inner coil (72) when viewed from the thickness direction (z) of the insulator (52).
  • a plurality of the third inner coils and a plurality of the fourth inner coils are provided in the thickness direction (z) of the insulator (52), the plurality of third inner coils are connected to each other, and the plurality of the fourth inner coils are connected to each other.
  • the insulator (52) has an upper surface and a lower surface facing opposite to the upper surface in the thickness direction (z) of the insulator (52),
  • the transformer according to any one of Supplementary Notes 1 to 11, wherein both the outer coil conductor wiring and the inner coil conductor wiring are arranged closer to the upper surface of the insulator (52).
  • the first outer coil (61) and the second outer coil (62) are connected to at least one of the first inner coil (71) and the second inner coil (72) and the insulator (52).
  • the transformer according to any one of Supplementary Notes 1 to 12, which is located at the same position in the thickness direction (z) and arranged on the same plane perpendicular to the thickness direction (z).
  • the first outer coil (61) and the second outer coil (62) are connected to the insulator (52) with respect to at least one of the first inner coil (71) and the second inner coil (72). ) are arranged at different positions in the thickness direction (z) of the transformer according to any one of Supplementary Notes 1 to 12.
  • Appendix 18 The transformer according to any one of appendices 1 to 17, including a connecting member that connects the second end of the first inner coil (71) and the second end of the second inner coil (72).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)

Abstract

トランスは、絶縁体内に配置された外側コイル導体配線および内側コイル導体配線と、を含む。外側コイル導体配線は、第1外側コイルおよび第2外側コイルを含む。第1外側コイルの第2端および第2外側コイルの第2端は互いに接続されており、第1外側コイルおよび第2外側コイルは、第1外側コイルおよび第2外側コイルのうち一方の外側コイルの第1端から他方の外側コイルの第1端に電流が流れた場合に互いに逆向きの磁束が生じるように捲かれている。内側コイル導体配線は、第1内側コイルおよび第2内側コイルを含む。平面視において、第1内側コイルは第1外側コイルの内側に配置され、第2内側コイルは第2外側コイルの内側に配置されている。

Description

トランス
 本開示は、トランスに関するものである。
 従来、信号や電力を伝達するために使用されるトランスは、上下方向に対向して配置された一対のコイルを含む(たとえば、特許文献1参照)。
特開2018-78169号公報
 ところで、上記のようなトランスにおいて、コイル間の伝送特性の向上が求められている。
 本開示の一態様であるトランスは、平板状の絶縁体と、前記絶縁体内に配置された外側コイル導体配線および内側コイル導体配線と、を含み、前記外側コイル導体配線は、第1端と第2端をそれぞれ有する第1外側コイルおよび第2外側コイルを含み、前記第1外側コイルの第2端および前記第2外側コイルの第2端は互いに接続されており、前記第1外側コイルおよび前記第2外側コイルは、前記第1外側コイルおよび前記第2外側コイルのうち一方の外側コイルの第1端から他方の外側コイルの第1端に電流が流れた場合に互いに逆向きの磁束が生じるように捲かれており、前記内側コイル導体配線は、第1端と第2端をそれぞれ有する第1内側コイルおよび第2内側コイルを含み、平面視において、前記第1内側コイルは前記第1外側コイルの内側に前記第1外側コイルと重ならないように配置され、前記第2内側コイルは前記第2外側コイルの内側に前記第2外側コイルと重ならないように配置されている。
 本開示の一態様によれば、コイル間の伝送特性の向上を図ることができるトランスを提供することができる。
図1は、第1実施形態のトランスを含む信号伝達装置の構成を模式的に示す回路図である。 図2は、図1の信号伝達装置を模式的に示す概略平面図である。 図3は、図2の信号伝達装置におけるトランスの概略平面図である。 図4は、図3のF4-F4線断面図である。 図5は、図3のF5-F5線断面図である。 図6は、第1実施形態のトランスにおける動作説明図である。 図7は、比較例のトランスの概略断面図である。 図8は、変更例のトランスの概略断面図である。 図9は、変更例のトランスの概略断面図である。 図10は、図9の変更例のトランスにおける外側コイル導体配線を示す概略斜視図である。 図11は、変更例のトランスの概略断面図である。 図12は、変更例のトランスの概略断面図である。 図13は、変更例の信号伝達装置の構成を模式的に示す回路図である。 図14は、図13の信号伝達装置の概略平面図である。 図15は、変更例のトランスの概略平面図である。 図16は、変更例のトランスの概略平面図である。 図17は、変更例のトランスの概略平面図である。 図18は、第2実施形態のトランスを含む電力伝達装置の構成を模式的に示す回路図である。 図19は、図18の電力伝達装置を模式的に示す概略平面図である。 図20は、図19のF20-F20線断面図である。 図21は、図19のF21-F21線断面図である。 図22は、変更例のトランスの概略断面図である。 図23は、変更例のトランスの概略断面図である。 図24は、変更例のトランスの概略断面図である。 図25は、変更例のトランスの概略断面図である。 図26は、変更例の電力伝達装置の構成を模式的に示す回路図である。 図27は、図26の電力伝達装置を模式的に示す概略平面図である。 図28は、変更例の電力伝達装置の構成を模式的に示す回路図である。 図29は、変更例の電力伝達装置の構成を模式的に示す回路図である。
 以下、添付図面を参照して本開示の伝達装置のいくつかの実施形態を説明する。なお、説明を簡単かつ明確にするために、図面に示される構成要素は必ずしも一定の縮尺、比率で描かれていない。また、理解を容易にするために、断面図では、ハッチング線が省略されている場合がある。添付の図面は、本開示の実施形態を例示するに過ぎず、本開示を制限するものとみなされるべきではない。本開示における「第1」、「第2」、「第3」等の用語は、単に対象物を区別するために用いられており、対象物を順位づけするものではない。
 以下の詳細な記載は、本開示の例示的な実施形態を具体化する装置、システム、および方法を含む。この詳細な記載は本来説明のためのものに過ぎず、本開示の実施形態またはこのような実施形態の適用および使用を限定することを意図しない。
 本明細書において使用される「少なくとも1つ」という表現は、所望の選択肢の「1つ以上」を意味する。一例として、本明細書において使用される「少なくとも1つ」という表現は、選択肢の数が2つであれば「1つの選択肢のみ」または「2つの選択肢の双方」を意味する。他の例として、本明細書において使用される「少なくとも1つ」という表現は、選択肢の数が3つ以上であれば「1つの選択肢のみ」または「2つ以上の任意の選択肢の組み合わせ」を意味する。
 (第1実施形態)
 第1実施形態について、添付図面を参照して説明する。
 図1は、第1実施形態のトランスを含む信号伝達装置の構成を模式的に示す回路図である。図2は、図1の信号伝達装置を模式的に示す概略平面図である。第1実施形態は、トランス15を含む信号伝達装置10として構成されている。
 (信号伝達装置の回路構成)
 図1に示されるように、信号伝達装置10は、1次側端子11と2次側端子12との間を電気的に絶縁しつつ、パルス信号を伝達する装置である。信号伝達装置10は、たとえばデジタルアイソレータである。信号伝達装置10は、1次側端子11に電気的に接続された1次側回路13と、2次側端子12に電気的に接続された2次側回路14と、1次側回路13と2次側回路14とを電気的に絶縁するトランス15と、を含む。
 1次側回路13は、第1電圧V1が印加されることによって動作するように構成された回路である。1次側回路13は、たとえば外部の制御装置(図示略)に電気的に接続されている。1次側回路13は、送信回路13Tを含む。2次側回路14は、第1電圧V1とは異なる第2電圧V2が印加されることによって動作するように構成された回路である。第2電圧V2は、たとえば第1電圧V1よりも高い。第1電圧V1および第2電圧V2は直流電圧である。2次側回路14は、たとえば制御装置の制御対象となる駆動回路に電気的に接続されている。駆動回路の一例は、スイッチング回路である。2次側回路14は、受信回路14Rを含む。1次側回路13のグランドと2次側回路14のグランドとのそれぞれが独立して設けられている。
 トランス15は、送信回路13Tと受信回路14Rとの間に接続されている。トランス15は、1次側コイル16と、2次側コイル17とを含む。第1実施形態において、2次側コイル17は、第1コイル17Aと第2コイル17Bとを含む。第1コイル17Aと第2コイル17Bは、互いに電気的に接続されている。これにより、2次側コイル17の第1コイル17Aおよび第2コイル17Bは、受信回路14Rに対して直列に接続されている。
 1次側回路13の送信回路13Tには、たとえば制御装置からの制御信号が1次側端子11を通して入力される。制御信号は、1次側回路13の送信回路13Tからトランス15を経て、2次側回路14の受信回路14Rにより受信される。2次側回路14に伝達された信号は、2次側回路14から2次側端子12を通して駆動回路に出力される。
 上述のとおり、信号伝達装置10は、トランス15によって1次側回路13と2次側回路14とが電気的に絶縁されている。より詳細には、トランス15によって1次側回路13と2次側回路14との間で直流電圧が伝達されることが規制されている一方、パルス信号の伝達は可能となっている。
 すなわち、1次側回路13と2次側回路14とが絶縁されている状態とは、1次側回路13と2次側回路14との間において、直流電圧の伝達が遮断されている状態を意味し、1次側回路13から2次側回路14へのパルス信号の伝達については許容している。このように、2次側回路14は、1次側回路13からの信号を受信するように構成されている。
 信号伝達装置10の絶縁耐圧は、たとえば2500Vrms以上7500Vrms以下である。第1実施形態の信号伝達装置10の絶縁耐圧は、5700Vrms程度である。ただし、信号伝達装置10の絶縁耐圧の具体的な数値はこれに限られず任意である。
 (信号伝達装置の構成)
 図2に示されるように、信号伝達装置10は、複数の半導体チップが1パッケージ化された半導体装置である。図示していないが、信号伝達装置10のパッケージ形式はたとえばSO(Small Outline)系であり、第1実施形態ではSOP(Small Outline Package)である。なお、信号伝達装置10のパッケージ形式は任意に変更可能である。
 信号伝達装置10は、半導体チップとして第1チップ31、第2チップ32、およびトランス40を含む。第1チップ31は、図1に示す1次側回路13を含む。第2チップ32は、図1に示す2次側回路14を含む。トランス40は、図1に示すトランス15(1次側コイル16および2次側コイル17)を含む。
 信号伝達装置10は、1次側ダイパッド21および2次側ダイパッド22を含む。1次側ダイパッド21および2次側ダイパッド22の双方は、平板状に形成されている。1次側ダイパッド21および2次側ダイパッド22の双方は、導電性を有する材料によって形成されている。第1実施形態では、各ダイパッド21,22は、Cu(銅)を含む材料によって形成されている。なお、各ダイパッド21,22は、Al(アルミニウム)等の他の金属材料によって形成されていてもよい。また、各ダイパッド21,22を構成する材料は導電性を有する材料に限られない。たとえば、各ダイパッド21,22はアルミナ等のセラミックスによって形成されていてもよい。つまり、各ダイパッド21,22は、電気絶縁性を有する材料によって形成されていてもよい。
 z方向から視て、1次側ダイパッド21および2次側ダイパッド22は、互いに離隔した状態で並んで配列されている。z方向から視て、1次側ダイパッド21および2次側ダイパッド22の配列方向をx方向とする。z方向から視て、x方向と直交する方向をy方向とする。なお、以降の説明において、平面視とは、z方向から視ることを意味する。
 第1チップ31およびトランス40は、1次側ダイパッド21に搭載されている。第1チップ31およびトランス40は、接合材SD1,SD2によって1次側ダイパッド21に接合されている。接合材SD1,SD2は、たとえば、はんだ、Ag(銀)ペースト等の導電性接合材である。なお、接合材SD1,SD2として、エポキシ樹脂等の絶縁性接合材が用いられてもよい。第1チップ31の接合材SD1の材料と、トランス40の接合材SD2の材料とが互いに異なっていてもよい。第2チップ32は、2次側ダイパッド22に搭載されている。第2チップ32は、接合材SD3によって2次側ダイパッド22に接合されている。接合材SD3は、たとえば、はんだ、Agペースト等の導電性接合材である。なお、接合材SD3として、エポキシ樹脂等の絶縁性接合材が用いられてもよい。
 信号伝達装置10は、複数の1次側リード23および複数の2次側リード24を含む。図2では、4個の1次側リード23A~23Dおよび2次側リード24A~24Dを示している。1次側リード23A,23Dは、1次側ダイパッド21に接続されている。1次側リード23B,23Cは、1次側ワイヤW11A,W11Bにより第1チップ31に接続されている。1次側リード23B,23Cは、第1チップ31に対して動作電圧の供給、信号入力、等のために用いられる。1次側リード23Bまたは1次側リード23Cは、図1に示す1次側端子11として利用される。また、第1チップ31は、ワイヤW12により1次側ダイパッド21に接続されている。1次側リード23の数、形状、接続状態、等は、適宜変更することができる。ワイヤW11A,W11B,W12は、ワイヤボンディング装置によって形成されたボンディングワイヤである。ワイヤW11A,W11B,W12は、たとえばAu(金),Al,Cu等の導体によって形成されている。
 2次側リード24A,24Dは、2次側ダイパッド22に接続されている。2次側リード24B,24Cは、2次側ワイヤW17A,W17Bにより第2チップ32に接続されている。2次側リード24B,24Cは、第2チップ32に対して動作電圧の供給、信号出力、等のために用いられる。2次側リード24Bまたは2次側リード24Cは、図1に示す2次側端子12として利用される。また、第2チップ32は、ワイヤW16により2次側ダイパッド22に接続されている。2次側リード24の数、形状、接続状態、等は、適宜変更することができる。ワイヤW16,W17A,W17Bは、ワイヤボンディング装置によって形成されたボンディングワイヤである。ワイヤW16,W17A,W17Bは、たとえばAu,Al,Cu等の導体によって形成されている。
 第1チップ31は、ワイヤW13A,W13Bによりトランス40に接続されている。トランス40は、ワイヤW15A,W15Bにより第2チップ32に接続されている。トランス40には、接続部材としてのワイヤW14が接続されている。ワイヤW13A,W13B,W14,W15A,W15Bは、ワイヤボンディング装置によって形成されたボンディングワイヤである。ワイヤW13A,W13B,W14,W15A,W15Bは、たとえばAu,Al,Cu等の導体によって形成されている。
 信号伝達装置10はさらに、封止樹脂27を含む。封止樹脂27は、各ダイパッド21,22、各チップ31,32、トランス40、各リード23,24の一部分を封止する。封止樹脂27は、電気絶縁性を有する材料によって形成されている。このような材料の一例として、黒色のエポキシ樹脂が用いられている。封止樹脂27は、z方向を厚さ方向とする矩形板状に形成されている。
 上述したように、第1実施形態では、トランス40は、1次側ダイパッド21に実装されている。つまり、1次側ダイパッド21には、トランス40および第1チップ31の双方が実装されている。トランス40および第1チップ31は、1次側ダイパッド21においてx方向に互いに離隔して配列されている。このため、第1チップ31、トランス40、第2チップ32は、x方向において互いに離隔して配列されているといえる。第1実施形態では、第1チップ31、トランス40、第2チップ32は、この順番で配置されている。換言すると、トランス40は、x方向において第1チップ31と第2チップ32との間に配置されている。
 信号伝達装置10の絶縁耐圧を予め設定された絶縁耐圧とするため、1次側ダイパッド21と2次側ダイパッド22とを互いに離隔させる必要がある。第1実施形態では、平面視において、1次側ダイパッド21と2次側ダイパッド22とのx方向の間の距離は、第1チップ31とトランス40とのx方向の間の距離よりも大きい。このため、x方向において、第1チップ31とトランス40との間の距離は、トランス40と第2チップ32との間の距離よりも小さい。換言すると、トランス40は、第2チップ32よりも第1チップ31の近くに配置されている。
 (トランスの概略構成)
 図3から図5を参照して、第1実施形態のトランス40の内部構造の一例について説明する。
 図3は、トランス40の概略平面図である。図4は、図3のF4-F4線断面図であり、図5は、図3のF5-F5線断面図である。図3では、外側コイル導体配線60および内側コイル導体配線70を解りやすくするため、実線で示されている。
 図3に示されるように、トランス40は、外側コイル導体配線60と、内側コイル導体配線70とを含むトランスチップである。図1に示す1次側コイル16は、外側コイル導体配線60を含む。図1に示す2次側コイル17は、内側コイル導体配線70を含む。図1に示されるように、2次側コイル17は、第1コイル17Aと第2コイル17Bとを含む。内側コイル導体配線70は、第1コイル17Aとして機能する第1内側コイル71と、第2コイル17Bとして機能する第2内側コイル72と、を含む。
 図3~図5に示されるように、トランス40は、チップ主面41と、チップ主面41とは反対側を向くチップ裏面42とを含む。さらに、トランス40は、チップ主面41およびチップ裏面42の双方と直交する4つのチップ側面43,44,45,46を含む。チップ側面43,44は、トランス40のx方向の両端面を構成する。チップ側面45,46は、トランス40のy方向の両端面を構成する。
 図4、図5に示されるように、トランス40は、基板51と、基板51上に配置された絶縁体52とを含む。
 基板51は、z方向において互いに反対側を向く基板主面51Sおよび基板裏面51Rを有している。基板裏面51Rは、トランス40のチップ裏面42を構成している。基板51は、たとえば半導体基板により構成されている。基板51は、第1実施形態ではSi(シリコン)を含む材料から形成された基板である。なお、基板51は、半導体基板として、ワイドバンドギャップ半導体や化合物半導体が用いられてもよい。また、基板51は、半導体基板に代えて、ガラスを含む材料で形成された絶縁基板が用いられてもよい。ワイドバンドギャップ半導体は、2.0eV以上のバンドギャップを有する半導体基板である。ワイドバンドギャップ半導体は、SiC(炭化シリコン)、GaN(窒化ガリウム)、Ga(酸化ガリウム)、等であってもよい。化合物半導体は、III-V族化合物半導体であってもよい。化合物半導体は、AlN(窒化アルミニウム)、InN(窒化インジウム)、GaN、およびGaAs(ヒ化ガリウム)のうち少なくとも1つを含んでいてもよい。
 絶縁体52は、基板51の基板主面51S上に形成されている。絶縁体52は、基板51の基板主面51Sと接している。
 絶縁体52は、複数の絶縁層53を含む。第1実施形態において、絶縁体52は、最下層の絶縁層53D、最上層の絶縁層53U、最下層の絶縁層53Dと最上層の絶縁層53Uとの間の絶縁層531~536を含む。絶縁層53D,531~536,53Uは、基板51の基板主面51Sから、z方向に積層されている。したがって、z方向は、絶縁体52の厚さ方向であるともいえる。また、z方向は、絶縁体52に含まれる複数の絶縁層53D,531~536,53Uの積層方向であるともいえる。
 最下層の絶縁層53Dは、基板51の基板主面51Sと接する。最上層の絶縁層53Uの上面は、トランス40のチップ主面41を構成している。なお、以下の説明において、複数の絶縁層53D,531~536,53Uのうちの最上層の絶縁層53Uを第2絶縁層53Uとし、第2絶縁層53Uを除く絶縁層53D,531~536を第1絶縁層53D,531~536として示す場合がある。
 第1絶縁層53D,531~536は、たとえば、Si(シリコン)を含む材料により形成されている。Siを含む材料としては、SiO(酸化シリコン)、SiN(窒化シリコン)、SiC、SiCN(窒素添加炭化シリコン)等を用いることができる。なお、第1絶縁層53D,531~536の少なくとも1つは、材料が異なっていてもよい。また、第1絶縁層53D,531~536の少なくとも1つは、複数の膜を積層して形成されていてもよい。第1絶縁層53D,531~536は、SiN、SiC、SiCN等を含む材料により形成された薄膜と、SiOを含む材料により形成された層間絶縁膜とにより構成され得る。
 第2絶縁層53Uは、たとえば、電気絶縁性を有する樹脂を含む材料により形成されている。第2絶縁層53Uは、たとえば、窒化膜と、電気絶縁性を有する樹脂膜と、を含むパッシベーション膜で形成されている。窒化膜は、たとえば、Si、SiN、SiCN、等の材料を含む。樹脂膜は、たとえば、ポリイミド(PI)を含む。なお、第2絶縁層53Uは、第1絶縁層53D,531~536と同様に、Siを含む材料により形成されていてもよい。
 (外側コイル導体配線および内側コイル導体配線)
 図3~図5に示されるように、トランス40は、外側コイル導体配線60および内側コイル導体配線70を含む。図4に示されるように、外側コイル導体配線60および内側コイル導体配線70は、絶縁体52に埋め込まれている。
 (外側コイル導体配線)
 図3に示されるように、外側コイル導体配線60は、第1外側コイル61および第2外側コイル62を含む。第1外側コイル61は、第1端61Aと、第1端61Aとは反対側の第2端61Bとを含む。第2外側コイル62は、第1端62Aと、第1端62Aとは反対側の第2端62Bとを含む。第1外側コイル61の第2端61Bと第2外側コイル62の第2端62Bは、互いに電気的に接続されている。
 第1外側コイル61および第2外側コイル62はそれぞれ、平面視において、円形の渦巻状に形成されている。第1外側コイル61および第2外側コイル62は、第1外側コイル61および第2外側コイル62のうち一方の外側コイルの第1端から他方の外側コイルの第1端に電流が流れた場合に互いに逆向きの磁束が生じるように捲かれている。第1実施形態のトランス40において、第1外側コイル61と第2外側コイル62は、対称形状であり、点対称形状に形成されている。
 渦巻状の第1外側コイル61において、第1端61Aは渦巻きの内側に配置され、第2端61Bは渦巻きの外側に配置されている。つまり、第1外側コイル61は、第1端61Aを内周側端部とし、第2端61Bを外周側端部とする螺旋状に捲き回されている。同様に、渦巻状の第2外側コイル62において、第1端62Aは渦巻きの内側に配置され、第2端62Bは渦巻きの外側に配置されている。つまり、第2外側コイル62は、第1端62Aを内周側端部とし、第2端62Bを外周側端部とする螺旋状に捲き回されている。そして、第1外側コイル61と第2外側コイル62は、それぞれの外周縁端部とする第2端61B,62Bが互いに電気的に接続されている。
 図4、図5に示されるように、外側コイル導体配線60は、最上層の第1絶縁層536に設けられている。外側コイル導体配線60は、Ti(チタン)、TiN(窒化チタン)、Au、Ag、Cu、Al、およびW(タングステン)のうち1つまたは複数が適宜選択されたものを含む材料により形成されている。第1実施形態の外側コイル導体配線60は、Alを含む材料によって形成されている。
 (内側コイル導体配線)
 内側コイル導体配線70は、第1内側コイル71および第2内側コイル72を含む。第1内側コイル71は、第1端71Aと、第1端71Aとは反対側の第2端71Bとを含む。第2内側コイル72は、第1端72Aと、第1端71Aとは反対側の第2端72Bとを含む。第1内側コイル71は、第1外側コイル61の内側に配置されている。第1内側コイル71は、平面視において、第1外側コイル61と重ならないように配置されている。第2内側コイル72は、第2外側コイル62の内側に配置されている。第2内側コイル72は、平面視において、第2外側コイル62と重ならないように配置されている。
 第1内側コイル71および第2内側コイル72はそれぞれ、平面視において、円形の渦巻状に形成されている。第1実施形態のトランス40において、第1内側コイル71と第2内側コイル72は、対称形状であり、点対称形状に形成されている。
 渦巻状の第1内側コイル71において、第1端71Aは渦巻きの内側に配置され、第2端71Bは渦巻きの外側に配置されている。つまり、第1内側コイル71は、第1端71Aを内周側端部とし、第2端71Bを外周側端部とする螺旋状に捲き回されている。同様に、渦巻状の第2内側コイル72において、第1端72Aは渦巻きの内側に配置され、第2端72Bは渦巻きの外側に配置されている。つまり、第2内側コイル72は、第1端72Aを内周側端部とし、第2端72Bを外周側端部とする螺旋状に捲き回されている。なお、第1内側コイル71および第2内側コイル72は、第1端71A,72Aを外周側端部とし、第2端71B,72Bを内周側端部としてもよい。
 図4に示されるように、内側コイル導体配線70の第1内側コイル71および第2内側コイル72は、最上層の第1絶縁層536に設けられている。第1内側コイル71および第2内側コイル72は、Ti、TiN、Au、Ag、Cu、Al、およびWのうち1つまたは複数が適宜選択されたものを含む材料により形成されている。第1実施形態の内側コイル導体配線70は、Alを含む材料によって形成されている。
 (配線部)
 図3、図5に示されるように、トランス40は、第1配線部80および第2配線部90を含む。第1配線部80および第2配線部90は、外側コイル導体配線60に電気的に接続されている。第1配線部80は、外側コイル導体配線60の第1外側コイル61の第1端61Aに電気的に接続されている。第2配線部90は、外側コイル導体配線60の第2外側コイル62の第1端62Aに電気的に接続されている。
 図3、図5に示されるように、第1配線部80は、接続配線81、ビア82,83、端子部84を含む。第1配線部80は、Ti、TiN、Au、Ag、Cu、Al、およびWのうち1つまたは複数が適宜選択されたものを含む材料により形成されている。
 端子部84は、チップ側面43の近くに配置されている。第1実施形態のトランス40において、端子部84は、平面視において、第1外側コイル61の第1端61Aとy方向の同じ位置に配置されている。なお、端子部84の配置位置は、任意に変更され得る。
 図5に示されるように、接続配線81は、第1外側コイル61より下に配置されている。第1実施形態において、接続配線81は、第1外側コイル61が設けられた第1絶縁層536より2つ下の第1絶縁層534に設けられている。接続配線81は、第1外側コイル61に接続された第1端81Aから、チップ側面43に向けて延びるように形成されている。接続配線81は、平面視において、第1外側コイル61の第1端61Aから端子部84まで延びている。接続配線81の第1端81Aは、ビア82により、第1外側コイル61の第1端61Aに電気的に接続されている。接続配線81の第2端81Bは、ビア83により端子部84に電気的に接続されている。
 図3に示されるように、第2配線部90は、接続配線91、ビア92,93、端子部94を含む。第2配線部90は、Ti、TiN、Au、Ag、Cu、Al、およびWのうち1つまたは複数が適宜選択されたものを含む材料により形成されている。第2配線部90の接続配線91、ビア92,93、および端子部94は、第1配線部80の接続配線81、ビア82,83、および端子部84と同様に配置されている。接続配線91の第1端91Aは、ビア92により第2外側コイル62の第1端62Aに電気的に接続され、接続配線91の第2端91Bは、ビア93により端子部94に電気的に接続されている。
 (外側コイル導体配線および配線部に対するワイヤの接続)
 図3、図5に示されるように、第2絶縁層53Uは、第1配線部80および第2配線部90それぞれの一部を露出する開口53U1,53U2を含む。開口53U1,53U2は、第1配線部80および第2配線部90の端子部84,94を露出するように形成されている。開口53U1,53U2により露出される端子部84,94には、ワイヤW13A、W13Bが接続される。つまり、開口53U1,53U2により露出される端子部84,94は、ワイヤW13A,W13Bを接続する接続パッドであるといえる。図2に示されるように、ワイヤW13A,W13Bは、第1チップ31に接続される。したがって、開口53U1,53U2により露出される端子部84,94は、トランス40を第1チップ31に接続する接続パッドということもできる。
 (内側コイル導体配線に対するワイヤの接続)
 図4に示されるように、第2絶縁層53Uは、内側コイル導体配線70の一部を露出する複数の開口53U3,53U4,53U5,53U6を含む。開口53U3は、第1内側コイル71の第1端71Aを露出するように形成されている。開口53U4は、第1内側コイル71の第2端71Bを露出するように形成されている。開口53U5は、第2内側コイル72の第1端72Aを露出するように形成されている。開口53U6は、第2内側コイル72の第2端72Bを露出するように形成されている。
 第1実施形態のトランス40において、開口53U4により露出される第1内側コイル71の第2端71Bには、ワイヤW15Aが接続される。開口53U3により露出される第1内側コイル71の第1端71Aには、ワイヤW14の第1端W14Aが接続され、ワイヤW14の第2端W14Bは、開口53U5により露出される第2内側コイル72の第1端72Aに接続される。開口53U6により露出される第2内側コイル72の第2端72Bには、ワイヤW15Bが接続される。つまり、開口53U3,53U5により露出される第1端71A,72A、および開口53U4,53U6により露出される第2端71B,72Bは、ワイヤW14,W15A,W15Bを接続する接続パッドであるといえる。
 外側コイル導体配線60と内側コイル導体配線70とは、互いに電気的に絶縁されており、かつ磁気結合可能に構成されている。第1実施形態のトランス40は、外側コイル導体配線60と内側コイル導体配線70とが、基板51の基板主面51Sと平行な平面に沿って磁気結合可能に構成されている。
 内側コイル導体配線70の第1内側コイル71は、外側コイル導体配線60の第1外側コイル61の内側に配置されている。したがって、第1内側コイル71には、第1外側コイル61に流れる電流により生じる磁束の向きに応じた向きの電流が流れる。同様に内側コイル導体配線70の第2内側コイル72は、外側コイル導体配線60の第2外側コイル62の内側に配置されている。したがって、第2内側コイル72には、第2外側コイル62に流れる電流により生じる磁束の向きに応じた向きの電流が流れる。
 ワイヤW14は、第1内側コイル71と第2内側コイル72とを接続する。したがって、ワイヤW14は、第1内側コイル71に流れる電流と第2内側コイル72に流れる電流とを、ワイヤW15A,W15Bによって取り出すように接続される。一例では、ワイヤW14は、第1内側コイル71に生じる電流が、ワイヤW14を通して第2内側コイル72に流れる場合、その電流の向きと、第2内側コイル72に生じる電流の向きとが同じとなるように接続される。
 開口53U4により露出される第1内側コイル71の第2端71Bには、ワイヤW15Aが接続される。また、開口53U6により露出される第2内側コイル72の第2端72Bには、ワイヤW15Bが接続される。これらのワイヤW15A,W15Bは、図2に示すように、第2チップ32に接続される。したがって、開口53U4,53U6により露出される第2端71B,72Bは、トランス40を第2チップ32に接続する接続パッドということもできる。
 図4に示されるように、外側コイル導体配線60は、第1外側コイル61と第2外側コイル62とを含む。第1外側コイル61と第2外側コイル62は、基板51の上に積層された第1絶縁層53D,531~536のうちの同じ第1絶縁層536に形成されている。したがって、基板51から第1外側コイル61までの距離D61は、基板51から第2外側コイル62までの距離D62と等しい。
 内側コイル導体配線70は、第1内側コイル71と第2内側コイル72とを含む。第1内側コイル71と第2内側コイル72は、基板51の上に積層された第1絶縁層53D,531~536のうちの同じ第1絶縁層536に形成されている。したがって、基板51から第1内側コイル71までの距離D71は、基板51から第2内側コイル72までの距離D72と等しい。
 そして、第1内側コイル71および第2内側コイル72は、第1外側コイル61および第2外側コイル62とz方向において同じ位置に配置されている。したがって、基板51から第1内側コイル71および第2内側コイル72までの距離D71,D72は、基板51から第1外側コイル61および第2外側コイル62までの距離D61,D62と等しい。
 外側コイル導体配線60に接続された第1配線部80および第2配線部90の接続配線81,91は、外側コイル導体配線60の下の第1絶縁層534に配置されている。したがって、基板51から接続配線81までの距離D80は、基板51から第1外側コイル61および第2外側コイル62までの距離D61,D62、基板51から第1内側コイル71および第2内側コイル72までの距離D71,D72よりも小さい。また、基板51から接続配線91までの距離D90は、距離D61,D62,D71,D72よりも小さい。距離D80は、z方向における第1外側コイル61および第1内側コイル71のうち基板51までの最短距離である。距離D90は、z方向における第2外側コイル62および第2内側コイル72のうち基板51までの最短距離である。
 第1外側コイル61と第1内側コイル71との間の距離D11,D12は、互いに等しい。距離D11,D12は、第1外側コイル61と第1内側コイル71との間の第1最短距離である。第2外側コイル62と第2内側コイル72との間の距離D21,D22は、互いに等しい。距離D21,D22は、第2外側コイル62と第2内側コイル72との間の第2最短距離である。そして、第1外側コイル61と第1内側コイル71との間の距離D11,D12と、第2外側コイル62と第2内側コイル72との間の距離D21,D22は、互いに等しい。
 (作用)
 第1実施形態の信号伝達装置10におけるトランス40の作用を説明する。
 基板51からの各距離D11,D12,D21,D22,D80,D90は、トランス40の絶縁耐圧に影響する。なお、第1実施形態において、図1、図2に示されるように、外側コイル導体配線60(1次側コイル16)は、1次側回路13を含む第1チップ31に電気的に接続されている。第1チップ31およびトランス40の双方は、1次側ダイパッド21に搭載されている。したがって、トランス40の基板51は、第1チップ31の1次側回路13のコモン電圧が同じである。
 そして、トランス40の外側コイル導体配線60(第1外側コイル61および第2外側コイル62)は、第1チップ31に接続されている。したがって、外側コイル導体配線60(第1外側コイル61および第2外側コイル62)のコモン電圧は、第1チップ31の1次側回路13のコモン電圧と同じである。この場合、トランス40の絶縁耐圧は、外側コイル導体配線60と内側コイル導体配線70との間の最短距離(第1最短距離、第2最短距離)と、外側コイル導体配線60と基板51との間の最短厚さとにより決定される。最短距離は、外側コイル導体配線60と内側コイル導体配線70との形状、つまり、トランス40のレイアウト設計により調整できる。つまり、トランス40の絶縁耐圧は、トランス40のレイアウト設計により調整できる。このため、容易にトランス40の絶縁耐圧を変更することができる。
 ここで、第1実施形態のトランス40に対する比較例のトランス40Xについて説明する。なお、比較例のトランス40Xについて、第1実施形態のトランス40と同様の構成部材については同じ符号を付す。
 図7は、比較例のトランス40Xの断面構造を示す。このトランス40Xは、1次側コイル16Xと2次側コイル17Xとが基板51上の絶縁体52の厚さ方向に重ねて配置されている。つまり、比較例のトランス40Xは、絶縁体52の厚さ方向において磁気結合可能に配置された1次側コイル16Xおよび2次側コイル17Xを含む。
 比較例のトランス40Xは、図2に示す1次側ダイパッド21に搭載される。この場合、1次側コイル16Xは、2次側コイル17Xに対して基板51の近くに配置される。この比較例のトランス40Xでは、1次側コイル16Xと基板51との間に寄生キャパシタC1Xが生じる。この寄生キャパシタC1Xは、基板51と1次側コイル16Xとの間の距離D1Xと、基板51と1次側コイル16Xとの対向面積に応じた容量値となる。また、比較例のトランス40Xは、1次側コイル16Xと2次側コイル17Xとの間に寄生キャパシタC2Xが生じる。この寄生キャパシタC2Xは、1次側コイル16Xと2次側コイル17Xとの間の距離D2Xと、1次側コイル16Xと2次側コイル17Xとの対向面積に応じた容量値となる。
 そして、1次側コイル16Xに電流が流れることにより、磁束M1Xが発生する。この磁束M1Xは、1次側コイル16Xの周辺に広がりやすい。このため、1次側コイル16Xと2次側コイル17Xの間において磁気結合させると、磁束M1Xは、基板51を厚さ方向に貫通するように生じる。その結果、基板51に渦電流I1Xが生じる。このような渦電流I1Xは、磁束M1Xに対する損失となる。このような損失は、磁気結合の効率に影響する。
 1次側コイル16Xと2次側コイル17Xとの間の磁気結合を向上する(磁束量を多くする)ために、1次側コイル16Xおよび2次側コイル17Xの配線抵抗値を低減することが考えられる。たとえば、1次側コイル16Xおよび2次側コイル17Xの配線幅を広くすることにより、配線抵抗値を低減することができる。しかしながら、配線幅を広くすると、基板51と1次側コイル16Xとの間の対向面積が大きくなり、寄生キャパシタC1Xの容量値が増加する。同様に、1次側コイル16Xと2次側コイル17Xとの間の対向面積が大きくなり、寄生キャパシタC2Xの容量値が増加する。1次側コイル16Xおよび2次側コイル17Xの配線厚さを大きくすることは、1次側コイル16Xと2次側コイル17Xを埋め込む絶縁層53の厚さ、つまり製造プロセスに影響するとともに、基板51と1次側コイル16X、1次側コイル16Xと2次側コイル17Xとの間の距離、つまりトランス40の絶縁耐圧に影響する。一定値以上の絶縁耐圧を得るためには、絶縁体52を厚くする、つまり絶縁体52を構成する絶縁層の層数を増やす必要があり、トランス40の製造プロセスに影響する。
 図3、図6に示されるように、第1実施形態のトランス40は、外側コイル導体配線60を含み、外側コイル導体配線60は、第1外側コイル61および第2外側コイル62の双方を含む。第1外側コイル61と第2外側コイル62は、それぞれの第2端61B,62Bが互いに電気的に接続されている。第1外側コイル61および第2外側コイル62は、第1外側コイル61の第1端61Aから第2外側コイル62の第1端62Aに向けて電流が流れた場合に互いに逆向きの磁束が生じるように捲かれている。たとえば、図6に示されるように、第1外側コイル61では、上向きの磁束が生じ、第2外側コイル62では、下向きの磁束が生じる。これにより、外側コイル導体配線60によって生じる磁束M1は、比較例のトランス40Xと比べて、小さいループとなる。このため、内側コイル導体配線70を交差する磁束は、比較例のトランス40Xと比べて多くなる。したがって、外側コイル導体配線60と内側コイル導体配線70との間の磁気結合の効率を向上することができる。この結果、トランス40の外側コイル導体配線60と内側コイル導体配線70との間における伝達特性を向上することができる。
 図6に示されるように、外側コイル導体配線60によって生じる磁束M1は、比較例のトランス40Xと比べて、小さいループとなる。このように生じる磁束は、基板51の基板主面51Sに沿って基板51を通過する。したがって、比較例のトランス40Xと比べ基板51において渦電流が生じ難い。このため、第1実施形態のトランス40では、磁束M1に対する損失を低減することができる。そして、トランス40における磁気結合の効率に対する影響を低減することができる。この結果、トランス40の外側コイル導体配線60と内側コイル導体配線70との間における伝達特性を向上することができる。
 外側コイル導体配線60および内側コイル導体配線70の配線抵抗値は、外側コイル導体配線60と内側コイル導体配線70とにそれぞれ流れる電流量、磁気結合度に影響する。外側コイル導体配線60の配線抵抗値は、外側コイル導体配線60の配線幅を広くして、配線幅に対する配線厚さのアスペクト比を小さくすることにより得られる。同様に、内側コイル導体配線70の配線抵抗値は、内側コイル導体配線70の配線幅を広くして配線幅に対する配線厚さのアスペクト比を小さくすることにより得られる。
 外側コイル導体配線60と内側コイル導体配線70は、x方向およびy方向において対向する。したがって、配線幅を大きくしても、外側コイル導体配線60と内側コイル導体配線70との対向面積は変化しない。つまり、外側コイル導体配線60と内側コイル導体配線70との間の寄生キャパシタC11,C12,C21,C22の容量値は変化しない。つまり、比較例のトランス40Xと比べ、コイル間の寄生キャパシタC11,C12,C21,C22の容量値を増加させることなく、配線抵抗値を低減することができる。これにより、この結果、トランス40の外側コイル導体配線60と内側コイル導体配線70において電流が流れやすくなるため、トランス40において発生する磁束の量を増加させることができる。そして、トランス40において、外側コイル導体配線60と内側コイル導体配線70との間における磁気結合の効率の向上、ひいては伝達特性を向上することができる。
 基板51と外側コイル導体配線60との間の寄生キャパシタC60の容量値は、配線幅を一定とすれば、基板51から外側コイル導体配線60までの距離に依存する。距離を大きくすると、容量値は低減する。比較例のトランス40Xと同じ厚さの絶縁体52とした場合、第1実施形態のトランス40では、基板51から外側コイル導体配線60までの距離D61,D62、基板51から内側コイル導体配線70までの距離D71,D72は、比較例のトランス40Xよりも大きくなる。したがって、寄生キャパシタC60,C70の容量値を低減することができる。寄生キャパシタC60,C70の容量値を比較例のトランス40Xと同じとすると、絶縁体52を薄くすることができる、つまりトランス40を薄くすることができる。
 (効果)
 以上記述したように、第1実施形態のトランス40によれば、以下の効果を奏する。
 (1-1)第1実施形態のトランス40は、外側コイル導体配線60を含み、外側コイル導体配線60は、第1外側コイル61および第2外側コイル62の双方を含む。第1外側コイル61と第2外側コイル62は、それぞれの第2端61B,62Bが互いに電気的に接続されている。第1外側コイル61および第2外側コイル62は、第1外側コイル61の第1端61Aから第2外側コイル62の第1端62Aに向けて電流が流れた場合に互いに逆向きの磁束が生じるように捲かれている。これにより、外側コイル導体配線60によって生じる磁束M1は、比較例のトランス40Xと比べて、小さいループとなる。このため、内側コイル導体配線70を交差する磁束は、比較例のトランス40Xと比べて多くなる。したがって、外側コイル導体配線60と内側コイル導体配線70との間の磁気結合の効率を向上することができる。この結果、トランス40の外側コイル導体配線60と内側コイル導体配線70との間における伝達特性を向上することができる。
 (1-2)外側コイル導体配線60によって生じる磁束M1は、比較例のトランス40Xと比べて、小さいループとなる。このように生じる磁束は、基板51の基板主面51Sに沿って基板51を通過する。したがって、比較例のトランス40Xと比べ基板51において渦電流が生じ難い。このため、第1実施形態のトランス40では、磁束M1に対する損失を低減することができる。そして、トランス40における磁気結合の効率に対する影響を低減することができる。この結果、トランス40の外側コイル導体配線60と内側コイル導体配線70との間における伝達特性を向上することができる。
 (1-3)外側コイル導体配線60および内側コイル導体配線70の配線抵抗値は、外側コイル導体配線60と内側コイル導体配線70とにそれぞれ流れる電流量、磁気結合度に影響する。外側コイル導体配線60の配線抵抗値は、外側コイル導体配線60の配線幅を広くして、配線幅に対する配線厚さのアスペクト比を小さくすることにより得られる。同様に、内側コイル導体配線70の配線抵抗値は、内側コイル導体配線70の配線幅を広くして配線幅に対する配線厚さのアスペクト比を小さくすることにより得られる。
 外側コイル導体配線60と内側コイル導体配線70は、x方向およびy方向において対向する。したがって、配線幅を大きくしても、外側コイル導体配線60と内側コイル導体配線70との対向面積は変化しない。つまり、外側コイル導体配線60と内側コイル導体配線70との間の寄生キャパシタC11,C12,C21,C22の容量値は変化しない。つまり、比較例のトランス40Xと比べ、コイル間の寄生キャパシタC11,C12,C21,C22の容量値を増加させることなく、配線抵抗値を低減することができる。これにより、この結果、トランス40の外側コイル導体配線60と内側コイル導体配線70において電流が流れやすくなるため、トランス40において発生する磁束の量を増加させることができる。そして、トランス40において、外側コイル導体配線60と内側コイル導体配線70との間における磁気結合の効率の向上、ひいては伝達特性を向上することができる。
 (1-4)基板51と外側コイル導体配線60との間の寄生キャパシタC60の容量値は、配線幅を一定とすれば、基板51から外側コイル導体配線60までの距離に依存する。距離を大きくすると、容量値は低減する。比較例のトランス40Xと同じ厚さの絶縁体52とした場合、第1実施形態のトランス40では、基板51から外側コイル導体配線60までの距離D61,D62、基板51から内側コイル導体配線70までの距離D71,D72は、比較例のトランス40Xよりも大きくなる。したがって、寄生キャパシタC60,C70の容量値を低減することができる。寄生キャパシタC60,C70の容量値を比較例のトランス40Xと同じとすると、絶縁体52を薄くすることができる、つまりトランス40を薄くすることができる。
 (1-5)基板51からの各距離D11,D12,D21,D22,D80,D90は、トランス40の絶縁耐圧に影響する。なお、第1実施形態において、図1、図2に示されるように、外側コイル導体配線60(1次側コイル16)は、1次側回路13を含む第1チップ31に電気的に接続されている。第1チップ31およびトランス40の双方は、1次側ダイパッド21に搭載されている。したがって、トランス40の基板51は、第1チップ31の1次側回路13のコモン電圧が同じである。
 そして、トランス40の外側コイル導体配線60(第1外側コイル61および第2外側コイル62)は、第1チップ31に接続されている。したがって、外側コイル導体配線60(第1外側コイル61および第2外側コイル62)のコモン電圧は、第1チップ31の1次側回路13のコモン電圧と同じである。この場合、トランス40の絶縁耐圧は、外側コイル導体配線60と内側コイル導体配線70との間の最短距離(第1最短距離、第2最短距離)と、外側コイル導体配線60と基板51との間の最短厚さとにより決定される。最短距離は、外側コイル導体配線60と内側コイル導体配線70との形状、つまり、トランス40のレイアウト設計により調整できる。つまり、トランス40の絶縁耐圧は、トランス40のレイアウト設計により調整できる。このため、容易にトランス40の絶縁耐圧を変更することができる。
 (1-6)第1実施形態のトランス40を含む信号伝達装置10では、1次側回路13(送信回路13T)の信号を2次側回路14(受信回路14R)に対して効率良く伝達することができる。
 (第1実施形態の変更例)
 上記第1実施形態は例えば以下のように変更できる。上記第1実施形態と以下の各変更例は、技術的な矛盾が生じない限り、互いに組み合せることができる。なお、以下の変更例において、上記第1実施形態と共通する部分については、上記第1実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
 ・図8に示される変更例のトランス40Aにおいて、外側コイル導体配線60は、2つの第1絶縁層536,538に形成された第1外側コイル61および第2外側コイル62を含む。第1絶縁層536,538の第1外側コイル61は、ビア65によって並列に接続されている。第1絶縁層536,538の第2外側コイル62は、ビア66によって並列に接続されている。なお、第1外側コイル61および第2外側コイル62を形成する第1絶縁層の数は、3つ以上とすることができる。第1絶縁層536,538に形成した第1外側コイル61および第2外側コイル62を並列に接続することで、外側コイル導体配線60の配線抵抗値を低減することができる。
 内側コイル導体配線70は、2つの第1絶縁層536,538に形成された第1内側コイル71および第2内側コイル72を含む。第1絶縁層536,538の第1内側コイル71および第2内側コイル72は、ビア75によって並列に接続されている。なお、第1内側コイル71および第2内側コイル72を形成する第1絶縁層の数は、3つ以上とすることができる。第1絶縁層536,538に形成した第1内側コイル71および第2内側コイル72を並列に接続することで、内側コイル導体配線70の配線抵抗値を低減することができる。
 ・図9、図10に示される変更例のトランス40Bにおいて、外側コイル導体配線60は、第1外側コイル61および第2外側コイル62と、第1外側コイル61に接続された第3外側コイル63と、第2外側コイル62に接続された第4外側コイル64とを含む。
 第3外側コイル63は、z方向から視て第1外側コイル61と重なるように配置されている。第3外側コイル63は、2つの第1絶縁層536,538にそれぞれ形成されたコイル部分631,632を含む。コイル部分631,632は、第1外側コイル61の第1端61Aと、第1配線部80との間に直列に接続されている。
 第4外側コイル64は、z方向から視て第2外側コイル62と重なるように配置されている。第4外側コイル64は、2つの第1絶縁層536,538にそれぞれ形成されたコイル部分641,642を含む。コイル部分641,642は、第2外側コイル62の第1端62Aと、第2配線部90との間に直列に接続されている。
 この変更例のトランス40Bは、第1配線部80と第2外側コイル62との間に、第3外側コイル63と第1外側コイル61とが直列に接続されている。また、第1外側コイル61と第2配線部90との間に、第2外側コイル62と第4外側コイル64とが直列に接続されている。したがって、第1内側コイル71および第2内側コイル72のそれぞれの外側に配置される外側コイル導体配線60の巻数を多くすることができる。これにより、外側コイル導体配線60によって生じる磁束量を多くすることができる。
 なお、2つの第1絶縁層536,538に形成された第3外側コイル63(631,632)は、並列に接続されてもよい。同様に、2つの第1絶縁層536,538に形成された第4外側コイル64(641,642)は、並列に接続されてもよい。また、第1外側コイル61および第2外側コイル62は、図8に示されるように、複数の第1絶縁層に形成され、並列に接続されてもよい。このように第3外側コイル63および第4外側コイル64を並列に接続することにより、外側コイル導体配線60の巻数を多くするとともに配線抵抗値の増加を抑制することができる。
 図9に示される変更例のトランス40Bでは、第1絶縁層538に内側コイル導体配線70(第1内側コイル71および第2内側コイル72)が配置されている。内側コイル導体配線70が配置される第1絶縁層53は任意に変更することができる。
 ・図11に示される変更例のトランス40Cは、図9に示されるトランス40Bに対して、第1絶縁層538に配置されたコイル部分632が、第1外側コイル61、第2外側コイル62、第1絶縁層536に配置されたコイル部分631と、z方向から視て重ならないように配置されている。このように第1外側コイル61と第3外側コイル63とを配置することにより、z方向における対向面積が少なくなり、寄生キャパシタの容量を低減することができる。同様に、第4外側コイル64において、コイル部分642を第2外側コイル62とコイル部分641に対して平面視において重ならないように配置することにより、z方向における対向面積が少なくなり、寄生キャパシタの容量を低減することができる。
 ・図12に示される変更例のトランス40Dにおいて、内側コイル導体配線70の第1内側コイル71および第2内側コイル72は、外側コイル導体配線60の第1外側コイル61および第2外側コイル62が配置された第1絶縁層537と異なる第1絶縁層535に配置されている。このように内側コイル導体配線70が配置されることにより、外側コイル導体配線60と内側コイル導体配線70との間の対向面積が少なくなり、寄生キャパシタの容量を低減することができる。なお、内側コイル導体配線70の第1内側コイル71および第2内側コイル72は、外側コイル導体配線60が配置された第1絶縁層537と異なる第1絶縁層53に配置されていればよく、たとえば第1絶縁層536に配置されていてもよい。
 ・図13は、変更例の信号伝達装置10Aの構成を模式的に示す回路図である。図14は、図13の信号伝達装置10Aの概略平面図である。
 この変更例の信号伝達装置10Aは、第1実施形態の信号伝達装置10と比べ、2次側回路14Aの受信回路14RAの構成が異なる。その受信回路14RAに対応して、図14に示されるように、トランス40と第2チップ32Aとの間の接続が異なる。
 この変更例において、開口53U3により露出される第1内側コイル71の第1端71A(図4参照)には、ワイヤW18Aが接続される。また、開口53U5により露出される第2内側コイル72の第1端72A(図4参照)には、ワイヤW18Bが接続される。これらのワイヤW18A,W18Bは、第2チップ32Aに接続される。したがって、開口53U3,53U5により露出される第1端71A,72Aは、トランス40を第2チップ32Aに接続する接続パッドということもできる。
 このように、トランス40は、図2に示される受信回路14Rを含む第2チップ32と、図13に示される受信回路14RAを含む第2チップ32Aのように、構成が異なる第2チップ32,32Aに対して第1チップ31の信号を伝達することができる。つまり、構成が異なる2種類の信号伝達装置10,10Aに対して、1種類のトランス40を用いることができる。
 ・平面視における外側コイル導体配線60および内側コイル導体配線70の形状は、任意に変更することができる。
 たとえば、図15に示されるトランス40Eのように、外側コイル導体配線60および内側コイル導体配線70は、四角形状に形成されてもよい。
 また、図16に示されるトランス40Fのように、外側コイル導体配線60および内側コイル導体配線70は、角部が円弧状に丸められた四角形状に形成されてもよい。
 また、図17に示されるトランス40Gのように、外側コイル導体配線60および内側コイル導体配線70は、楕円形状に形成されてもよい。なお、図17では、y方向に対してx方向に長い楕円形状が示されているが、x方向に対してy方向に長い楕円形状とすることもできる。
 ・外側コイル導体配線60の第1外側コイル61と第2外側コイル62とが異なる絶縁層に設けられてもよい。たとえば、図4において、第2外側コイル62は、第1絶縁層536に配置され得る。この場合、第1外側コイル61の第2端61Bと第2外側コイル62の第2端62Bとは、平面視において互いに重なり合うように形成される。そして、第1外側コイル61の第2端61Bと第2外側コイル62の第2端62Bとは、直接的に電気的に接続される。
 ・内側コイル導体配線70において、第1内側コイル71と第2内側コイル72とが互いに異なる絶縁層に設けられてもよい。
 ・図3に示すトランス40において、ワイヤW13A,W13Bが、外側コイル導体配線60(第1外側コイル61および第2外側コイル62)に直接接続される構成とすることもできる。たとえば、外側コイル導体配線60の第1外側コイル61の第1端61Aと内側コイル導体配線70(第1内側コイル71)との間の距離が、トランス40の絶縁耐圧に必要な距離以上とする。これにより、ワイヤW13Aを第1外側コイル61の第1端61Aに接続することができる。第2外側コイル62とワイヤW13Bについても同様である。
 (第2実施形態)
 次に、第2実施形態について、添付図面を参照して説明する。
 図18は、第2実施形態のトランスを含む電力伝達装置の構成を模式的に示す回路図である。図19は、図18の電力伝達装置を模式的に示す概略平面図である。第2実施形態について、第1実施形態と同様の構成部材については同じ符号を付す。第2実施形態は、トランス101を含む電力伝達装置100として構成されている。第2実施形態のトランス101は、プリント配線板(PCB)として構成されたものである。
 (電力伝達装置の構成)
 図18に示されるように、電力伝達装置100は、交流電源111と負荷112との間を電気的に絶縁しつつ、交流電源111から負荷112に対して電力を伝達する装置である。電力伝達装置100は、トランス101、ダイオード102,103,104,105、平滑用キャパシタ106を含む。交流電源111は、トランス101の1次側端子101Aに接続される。ダイオード102~104は、トランス101の2次側端子101Bに接続され、トランス101により伝達された交流電力を整流するように接続されている。
 第2実施形態のトランス101は、1次側コイル121と2次側コイル122とを含む。2次側コイル122は、第1実施形態のトランス40と同様に、第1コイル122Aと第2コイル122Bとを含む。なお、第1実施形態の2次側コイル17は、図2に示されるように2つのコイルとして示されている。一方、第2実施形態の2次側コイル122は、図18に示されるように、1つのコイルとして示されている。
 (トランスの概略構成)
 図19から図21を参照して,第2実施形態のトランス130の構造の一例について説明する。
 図19は、電力伝達装置100を模式的に示す概略平面図である。図20は、図19のF20-F20線断面図である。図21は、図19のF21-F21線断面図である。
 図19から図21に示されるように、トランス130は、絶縁体140、外側コイル導体配線60、内側コイル導体配線70を含む。
 (絶縁体)
 絶縁体140は、平板状に形成されている。絶縁体140は、基板主面141と、基板主面141とは反対側を向く基板裏面142とを含む。さらに、絶縁体140は、基板主面141および基板裏面142の双方と直交する4つの基板側面143,144,145,146を含む。基板主面141が向く方向をz方向とし、z方向と直交するとともに互いに直交する2つの方向をx方向およびy方向とする。基板側面143,144は、x方向の両端面を構成する。基板側面145,146は、y方向の両端面を構成する。
 絶縁体140は、電気絶縁性を有する材料により形成されている。この材料としては、たとえば、エポキシ樹脂等を主剤とした合成樹脂を用いることができる。また、材料には、ガラス等のフィラーが含まれていても良い。第2実施形態の絶縁体140は、ガラスエポキシ樹脂により形成されている。第2実施形態の絶縁体140は、絶縁性を有する樹脂基板である。
 外側コイル導体配線60および内側コイル導体配線70は、絶縁体140に埋め込まれている。第2実施形態において、外側コイル導体配線60および内側コイル導体配線70は、z方向において絶縁体140の中央に配置されている。外側コイル導体配線60および内側コイル導体配線70は、Cuを含む材料により形成されている。つまり、第2実施形態のトランス130は、プリント配線板(PCB)として構成されている。
 (外側コイル導体配線)
 外側コイル導体配線60は、第1外側コイル61と第2外側コイル62とを含む。第1外側コイル61は、第1端61Aと、第1端61Aとは反対側の第2端61Bとを含む。第2外側コイル62は、第1端62Aと、第1端62Aとは反対側の第2端62Bとを含む。第1外側コイル61の第2端61Bは、第2外側コイル62の第2端62Bと電気的に接続されている。
 第1外側コイル61および第2外側コイル62はそれぞれ,平面視において、四角形の渦巻状に形成されている。第1外側コイル61および第2外側コイル62は、第1外側コイル61および第2外側コイル62のうち一方の外側コイルの第1端から他方の外側コイルの第1端に電流が流れた場合に互いに逆向きの磁束が生じるように捲かれている。第2実施形態のトランス130において、第1外側コイル61と第2外側コイル62は、対称形状であり、点対称形状に形成されている。
 渦巻状の第1外側コイル61において、第1端61Aは渦巻きの内側に配置され、第2端61Bは渦巻きの外側に配置されている。つまり、第1外側コイル61は、第1端61Aを内周側端部とし、第2端61Bを外周側端部とする螺旋状に捲き回されている。同様に、渦巻状の第2外側コイル62において、第1端62Aは渦巻きの内側に配置され、第2端62Bは渦巻きの外側に配置されている。つまり、第2外側コイル62は、第1端62Aを内周側端部とし、第2端62Bを外周側端部とする螺旋状に捲き回されている。そして、第1外側コイル61と第2外側コイル62は、それぞれの外周縁端部とする第2端61B,62Bが互いに電気的に接続されている。
 (内側コイル導体配線)
 内側コイル導体配線70は、第1内側コイル71と第2内側コイル72とを含む。第1内側コイル71は、第1端71Aと、第1端71Aとは反対側の第2端71Bとを含む。第2内側コイル72は、第1端72Aと、第1端72Aとは反対側の第2端72Bとを含む。第1内側コイル71は、平面視において、第1外側コイル61の内側に配置されている。第1内側コイル71は、平面視において、第1外側コイル61と重ならないように配置されている。第2内側コイル72は、平面視において、第2外側コイル62の内側に配置されている。第2内側コイル72は、平面視において、第2外側コイル62と重ならないように配置されている。
 第1内側コイル71および第2内側コイル72はそれぞれ,平面視において、四角形の渦巻状に形成されている。第1内側コイル71および第2内側コイル72は、第1内側コイル71および第2内側コイル72のうち一方の内側コイルの第1端から他方の内側コイルの第1端に電流が流れた場合に互いに逆向きの磁束が生じるように捲かれている。第2実施形態のトランス130において、第1内側コイル71と第2内側コイル72は、対称形状であり、点対称形状に形成されている。
 渦巻状の第1内側コイル71において、第1端71Aは渦巻きの内側に配置され、第2端71Bは渦巻きの外側に配置されている。つまり、第1内側コイル71は、第1端71Aを内周側端部とし、第2端71Bを外周側端部とする螺旋状に捲き回されている。同様に、渦巻状の第2内側コイル72において、第1端72Aは渦巻きの内側に配置され、第2端72Bは渦巻きの外側に配置されている。つまり、第2内側コイル72は、第1端72Aを内周側端部とし、第2端72Bを外周側端部とする螺旋状に捲き回されている。
 (配線部)
 トランス130は、1次側第1配線180および1次側第2配線190を含む。1次側第1配線180および1次側第2配線190は、外側コイル導体配線60に電気的に接続されている。1次側第1配線180は、外側コイル導体配線60の第1外側コイル61の第1端61Aに電気的に接続されている。1次側第2配線190は、外側コイル導体配線60の第2外側コイル62の第1端62Aに電気的に接続されている。
 1次側第1配線180は、接続配線181、端子部182、貫通配線183,184を含む。1次側第1配線180は、Cuを含む材料により形成されている。図20、図21に示すように、接続配線181は、基板裏面142に設けられている。接続配線181は、基板裏面142と接している。接続配線181は、第1外側コイル61の第1端61Aからx方向に延びている。接続配線181は、第1端181Aと、第1端181Aとは反対側の第2端181Bとを含む。接続配線181の第1端181Aは、平面視において、第1外側コイル61の第1端61Aと重なっている。図20に示すように、貫通配線183は、第1外側コイル61の第1端61Aと接続配線181の第1端181Aとを電気的に接続する。図21に示すように、貫通配線184は、基板主面141から基板裏面142まで絶縁体140を貫通している。貫通配線184は、接続配線181の第2端181Bに接続されている。貫通配線183,184は、ビアまたはスルーホールとして形成される。端子部182は、基板主面141に設けられ、貫通配線184と電気的に接続されている。端子部182は、貫通配線184から基板側面143に向けて延びている。
 1次側第2配線190は、接続配線191、端子部192、貫通配線193,194を含む。1次側第2配線190は、Cuを含む材料により形成されている。接続配線191は、基板裏面142に設けられている。接続配線191は、基板裏面142と接している。接続配線191は、第2外側コイル62の第1端62Aからx方向に延びている。接続配線191は、第1端191Aと、第1端191Aとは反対側の第2端191Bとを含む。接続配線191の第1端191Aは、平面視において、第2外側コイル62の第1端62Aと重なっている。貫通配線193は、第2外側コイル62の第1端62Aと接続配線191の第1端191Aとを電気的に接続する。貫通配線194は、基板主面141から基板裏面142まで絶縁体140を貫通している。貫通配線194は、接続配線191の第2端191Bに接続されている。貫通配線193,194は、ビアまたはスルーホールとして形成される。端子部192は、基板主面141に設けられ、貫通配線194と電気的に接続されている。端子部192は、貫通配線194から基板側面143に向けて延びている。
 図19に示されるように、端子部182,192は、交流電源111が接続される。つまり、端子部182,192は、トランス130に交流電源111を接続する接続端子(外部接続パッド)として設けられている。なお、交流電源111は、基板裏面142の接続配線181,191に接続することもできる。この場合、接続配線181,191それぞれの一部が接続端子(外部接続パッド)として設けられる。
 図19、図20に示されるように、トランス130は、接続部材200を含む。接続部材200は、導電配線であり、配線部201、貫通配線202,203を含む。接続部材200は、Cuを含む材料により形成されている。配線部201は、基板主面141に設けられている。配線部201は、基板主面141に接する。配線部201は、第1端201Aと、第1端201Aとは反対側の第2端201Bとを含む。配線部201の第1端201Aは、平面視において、第1内側コイル71の第1端71Aと重なっている。配線部201の第2端201Bは、平面視において、第2内側コイル72の第1端72Aと重なっている。図20に示されるように、貫通配線202は、第1内側コイル71の第1端71Aと配線部201の第1端201Aとを電気的に接続する。貫通配線203は、第2内側コイル72の第1端72Aと配線部201の第2端201Bとを電気的に接続する。
 トランス130は、2次側第1配線210および2次側第2配線220を含む。2次側第1配線210および2次側第2配線220は、内側コイル導体配線70に電気的に接続されている。2次側第1配線210は、内側コイル導体配線70の第1内側コイル71の第2端71Bに電気的に接続されている。2次側第2配線220は、内側コイル導体配線70の第2内側コイル72の第2端72Bに電気的に接続されている。
 2次側第1配線210は、接続配線211、貫通配線212を含む。2次側第1配線210は、Cuを含む材料により形成されている。図20に示されるように、接続配線211は、基板主面141に設けられている。接続配線211は、基板主面141と接している。接続配線211は、第1内側コイル71の第2端71Bからx方向に延びる第1部分211Cと、第1部分211Cの先端からy方向に延びる第2部分211Dとを含む。接続配線211は、第1端211Aと、第1端211Aとは反対側の第2端211Bとを含む。接続配線211の第1端211Aは、平面視において、第1内側コイル71の第2端71Bと重なっている。貫通配線212は、第1内側コイル71の第2端71Bと接続配線211の第1端211Aとを電気的に接続する。
 2次側第2配線220は、接続配線221、貫通配線222を含む。2次側第2配線220は、Cuを含む材料により形成されている。図20に示されるように、接続配線221は、基板主面141に設けられている。接続配線221は、基板主面141と接している。接続配線221は、第2内側コイル72の第2端72Bからx方向に延びる第1部分221Cと、第1部分221Cの先端からy方向に延びる第2部分221Dとを含む。接続配線221は、第1端221Aと、第1端221Aとは反対側の第2端221Bとを含む。接続配線221の第1端221Aは、平面視において、第2内側コイル72の第2端72Bと重なっている。貫通配線222は、第2内側コイル72の第2端72Bと接続配線221の第2端221Bとを電気的に接続する。
 図19に示されるように、接続配線211の第2端211Bと接続配線221の第2端221Bとの間には、ダイオード102~105が接続される。4つのダイオード102~105は、トランス130の2次側における全波整流回路を構成する。つまり、接続配線211,221の第2端211B,221Bは、トランス130にダイオード102~105を接続する接続端子(外部接続パッド)として設けられている。
 (作用)
 第2実施形態のトランス130を含む電力伝達装置100では、第1実施形態のトランス40を含む信号伝達装置10と同様に、トランス130において向上された伝達特性が得られる。
 第2実施形態のトランス130を含む電力伝達装置100は、たとえば、金属製のベース板に取着されたり、金属製の筐体に収容されたりする。図7で示した比較例のトランス40Xと同様に、1次側コイルと2次側コイルとが絶縁体の厚さ方向に並べられたトランスでは、第1実施形態で説明したように、ベース板や筐体に渦電流が生じるため、トランスの磁束に対して損失が生じる。これに対し、第2実施形態のトランス130は、第1実施形態のトランス40と同様の磁束が生じるため、ベース板や筐体に渦電流が生じ難い。このため、第2実施形態のトランス130では、磁束に対する損失を低減することができる。そして、トランス130における磁気結合の効率に対する影響を低減することができる。この結果、トランス130の外側コイル導体配線60と内側コイル導体配線70との間における伝達特性を向上することができる。
 (効果)
 以上記述したように、第2実施形態のトランス130によれば、以下の効果を奏する。
 (2-1)第2実施形態のトランス130では、第1実施形態のトランス40の効果(1-1)~(1-6)と同様の効果を奏する。
 (2-2)第2実施形態のトランス130を含む電力伝達装置100では、交流電源111による電力を負荷112に対して効率良く伝達することができる。
 (第2実施形態の変更例)
 上記第2実施形態は例えば以下のように変更できる。上記第2実施形態と以下の各変更例は、技術的な矛盾が生じない限り、互いに組み合せることができる。なお、以下の変更例において、上記第2実施形態と共通する部分については、上記第2実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
 ・図22に示される変更例のトランス130Aにおいて、外側コイル導体配線60は、絶縁体140の厚さ方向(z方向)に並べられた2つの第1外側コイル61および第2外側コイル62を含む。2つの第1外側コイル61は、ビア65によって互いに並列に接続されている。2つの第2外側コイル62は、ビア66によって互いに並列に接続されている。なお、絶縁体140の厚さ方向(z方向)において、3つ以上の第1外側コイル61および第2外側コイル62が並べられてもよい。この構成により、外側コイル導体配線60の配線抵抗値を低減することができる。
 内側コイル導体配線70は、絶縁体140の厚さ方向(z方向)に並べられた3つの第1内側コイル71および第2内側コイル72を含む。3つの第1内側コイル71および第2内側コイル72は、ビア75によって並列に接続されている。なお、絶縁体140の厚さ方向(z方向)において、2つまたは4つ以上の第1内側コイル71および第2内側コイル72が並べられてもよい。この構成により、内側コイル導体配線70の配線抵抗値を低減することができる。
 ・図23に示される変更例のトランス130Bにおいて、外側コイル導体配線60は、第1外側コイル61および第2外側コイル62と、第1外側コイル61に接続された第3外側コイル63と、第2外側コイル62に接続された第4外側コイル64とを含む。
 第3外側コイル63は、第1外側コイル61とz方向から視て重なるように配置されている。第3外側コイル63は、z方向に並べられた2つのコイル部分631,632を含む。コイル部分631,632は、第1外側コイル61の第1端61Aと、1次側第1配線180との間に直列に接続されている。
 第4外側コイル64は、第2外側コイル62とz方向から視て重なるように配置されている。第4外側コイル64は、z方向に並べられた2つのコイル部分641,642を含む。コイル部分641,642は、第2外側コイル62の第1端62Aと、1次側第2配線190との間に直列に接続されている。
 この変更例のトランス130Bは、1次側第1配線180と第2外側コイル62との間に、第3外側コイル63と第1外側コイル61とが直列に接続されている。また、第1外側コイル61と1次側第2配線190との間に、第2外側コイル62と第4外側コイル64とが直列に接続されている。したがって、第1内側コイル71および第2内側コイル72のそれぞれの外側に配置される外側コイル導体配線60の巻数を多くすることができる。これにより、外側コイル導体配線60によって生じる磁束量を多くすることができる。
 なお、z方向に配列された2つのコイル部分631,632は、並列に接続されてもよい。同様に、z方向に配列された2つのコイル部分641,642は、並列に接続されてもよい。また、第1外側コイル61および第2外側コイル62は、図8に示されるように、複数の第1絶縁層に形成され、並列に接続されてもよい。このように第3外側コイル63および第4外側コイル64を並列に接続することにより、外側コイル導体配線60の巻数を多くするとともに配線抵抗値の増加を抑制することができる。
 ・図24に示される変更例のトランス130Cは、図23に示されるトランス130Bに対して、z方向において絶縁体140の中央に配置されたコイル部分631は、第1外側コイル61と、基板裏面142寄りに配置されたコイル部分632に対して、z方向から視て重ならないように配置されている。同様に、z方向において絶縁体140の中央に配置されたコイル部分641は、第2外側コイル62と、基板裏面142寄りに配置されたコイル部分642に対して、z方向から視て重ならないように配置されている。このように、第1外側コイル61と第3外側コイル63、第2外側コイル62と第4外側コイル64とを配置することにより、z方向における対向面積が少なくなり、寄生キャパシタの容量を低減することができる。
 ・図25に示される変更例のトランス130Dにおいて、外側コイル導体配線60は、z方向において、内側コイル導体配線70に対して基板主面141寄りに配置されている。また、内側コイル導体配線70は、z方向において、外側コイル導体配線60に対して基板裏面142寄りに配置されている。このように外側コイル導体配線60および内側コイル導体配線70が配置されることにより、外側コイル導体配線60と内側コイル導体配線70との間の対向面積が少なくなり、寄生キャパシタの容量を低減することができる。
 ・図26は、変更例の電力伝達装置100Aの構成を模式的に示す回路図である。図27は、図26の電力伝達装置100Aの概略平面図である。
 この変更例の電力伝達装置100Aは、第2実施形態の電力伝達装置100と比べ、2次側コイル122の中性点(第1コイル122Aと第2コイル122Bとの間の接続点)が負荷112のグランドに接続されている。
 図27に示されるように、この変更例の電力伝達装置100Aは、第1内側コイル71と第2内側コイル72とを互いに接続する第1接続部材231と、第1接続部材231に第1端232Aが接続され、x方向に延びる第2接続部材232とを含む。第2接続部材232の第2端232Bには、負荷112、平滑用キャパシタ106が接続される。この第1接続部材231および第2接続部材232は、第1内側コイル71と第2内側コイル72との間の接続点を負荷112に接続する中性点となる。
 図27に示される変更例のトランス130Eにおいて、2次側第1配線210の接続配線211と2次側第2配線220の接続配線221は、x方向に延びる部分のみを含む。2次側第1配線210の接続配線211の第2端211Bには、ダイオード105のアノードが接続され、2次側第2配線220の接続配線221の第2端221Bにはダイオード103のアノードが接続される。
 トランス130Eは、基板主面141に配置された負荷接続配線240を含む。負荷接続配線240は、ダイオード103,105のカソードが接続されるとともに、負荷112および平滑用キャパシタ106が接続される。
 (その他の変更例)
 上記各実施形態は例えば以下のように変更できる。上記各実施形態と以下の各変更例は、技術的な矛盾が生じない限り、互いに組み合せることができる。なお、以下の変更例において、上記各実施形態と共通する部分については、上記各実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
 ・第1実施形態のトランス40を含む電力伝達装置が構成されてもよい。
 図28は、変更例の電力伝達装置300の構成の一例を示す回路図である。この電力伝達装置300は、制御回路301、発振器302、トランス15(40)、ダイオード303,304,305,306、平滑用キャパシタ307を含む。制御回路301、発振器302、トランス15(40)、ダイオード303~306,および平滑用キャパシタ307は、第1実施形態の信号伝達装置10と同様に、封止樹脂27により封止される。
 制御回路301は、直流電源311が接続される。発振器302は、制御回路301により制御され、交流信号を出力する。この交流信号は、トランス40により伝達される。負荷312には、ダイオード303~306および平滑用キャパシタ307による直流電圧が供給される。つまり、この電力伝達装置300は、直流電源311の電圧を、負荷312の動作電圧に変換する直流電圧変換回路(DC-DCコンバータ)として働く。
 図29は、変更例の電力伝達装置320の構成の一例を示す回路図である。この電力伝達装置320は、制御回路301、発振器302、トランス40、ダイオード304,306、平滑用キャパシタ307を含む。トランス40の2次側コイル17を構成する第1コイル17Aと第2コイル17Bとの間の中性点が2次側端子322Bに電気的に接続されている。2次側端子322A,322Bには負荷312が接続される。この電力伝達装置320は、直流電源311の電圧を、負荷312の動作電圧に変換する直流電圧変換回路(DC-DCコンバータ)として働く。
 本開示で使用される「~上に」という用語は、文脈によって明らかにそうでないことが示されない限り、「~上に」と「~の上方に」との双方の意味を含む。したがって、「第1層が第2層上に形成される」という表現は、或る実施形態では第1層が第2層に接触して第2層上に直接配置され得るが、他の実施形態では第1層が第2層に接触することなく第2層の上方に配置され得ることが意図される。すなわち、「~上に」という用語は、第1層と第2層との間に他の層が形成される構造を排除しない。
 本開示で使用されるz方向は必ずしも鉛直方向である必要はなく、鉛直方向に完全に一致している必要もない。したがって、本開示による種々の構造(たとえば、図4に示される構造)は、本明細書で説明されるZ軸方向の「上」および「下」が鉛直方向の「上」および「下」であることに限定されない。たとえば、x方向が鉛直方向であってもよく、またはy方向が鉛直方向であってもよい。
 (付記)
 本開示から把握できる技術的思想を以下に記載する。なお、限定する意図ではなく理解の補助のために、付記に記載される構成要素には、実施形態中の対応する構成要素の参照符号が付されている。参照符号は、理解の補助のために例として示すものであり、各付記に記載された構成要素は、参照符号で示される構成要素に限定されるべきではない。
 (付記1)
 平板状の絶縁体(52)と、
 前記絶縁体内に配置された外側コイル導体配線(60)および内側コイル導体配線(70)と、
 を含み、
 前記外側コイル導体配線(60)は、第1端(61A,62A)と第2端(61B,62B)をそれぞれ有する第1外側コイル(61)および第2外側コイル(62)を含み、
 前記第1外側コイル(61)の第2端(61B)および前記第2外側コイル(62)の第2端(62B)は互いに接続されており、前記第1外側コイル(61)および前記第2外側コイル(62)は、前記第1外側コイルおよび前記第2外側コイルのうち一方の外側コイルの第1端から他方の外側コイルの第1端に電流が流れた場合に互いに逆向きの磁束が生じるように捲かれており、
 前記内側コイル導体配線(70)は、第1端(71A,72A)と第2端(71B,72B)をそれぞれ有する第1内側コイル(71)および第2内側コイル(72)を含み、
 平面視において、前記第1内側コイル(71)は前記第1外側コイル(61)の内側に前記第1外側コイル(61)と重ならないように配置され、前記第2内側コイル(72)は前記第2外側コイル(62)の内側に前記第2外側コイル(62)と重ならないように配置されている、
 トランス。
 (付記2)
 前記第1外側コイル(61)および前記第2外側コイル(62)は、前記絶縁体(52)の厚さ方向(z)から視て渦巻状に形成されている、付記1に記載のトランス。
 (付記3)
 前記第1外側コイル(61)および前記第2外側コイル(62)はそれぞれ、前記絶縁体(52)の厚さ方向(z)に複数設けられ、複数の前記第1外側コイル(61)は互いに接続され、複数の前記第2外側コイル(62)は互いに接続されている、付記1または付記2に記載のトランス。
 (付記4)
 前記外側コイル導体配線(60)は、前記第1外側コイル(61)の第1端に接続された第3外側コイル(63)と、前記第2外側コイル(62)の第1端に接続された第4外側コイル(64)と、
 を含む、付記1から付記3のいずれか一つに記載のトランス。
 (付記5)
 前記第3外側コイル(63)は、前記絶縁体(52)の厚さ方向(z)から視て前記第1外側コイル(61)と重なるように配置され、
 前記第4外側コイル(64)は、前記絶縁体(52)の厚さ方向(z)から視て前記第2外側コイル(62)と重なるように配置されている、
 付記4に記載のトランス。
 (付記6)
 前記第3外側コイル(63)および前記第4外側コイル(64)はそれぞれ、前記絶縁体(52)の厚さ方向(z)に複数設けられ、複数の前記第3外側コイル(63)は互いに接続され、複数の前記第4外側コイル(64)は互いに接続されている、付記4または付記5に記載のトランス。
 (付記7)
 前記第1内側コイル(71)および前記第2内側コイル(72)は、前記絶縁体(52)の厚さ方向(z)から視て渦巻状に形成されている、付記1から付記6のいずれか一つに記載のトランス。
 (付記8)
 前記第1内側コイル(71)および前記第2内側コイル(72)はそれぞれ、前記絶縁体(52)の厚さ方向(z)に複数設けられ、複数の前記第1内側コイル(71)は互いに接続され、複数の前記第2内側コイル(72)は互いに接続されている、付記1から付記7のいずれか一つに記載のトランス。
 (付記9)
 前記内側コイル導体配線は、前記第1内側コイル(71)の第2端に接続された第3内側コイルと、前記第2内側コイル(72)の第2端に接続された第4内側コイルと、を含む、付記1から付記8のいずれか一つに記載のトランス。
 (付記10)
 前記第3内側コイルは、前記絶縁体(52)の厚さ方向(z)から視て前記第1内側コイル(71)と重なるように配置され、
 前記第4内側コイルは、前記絶縁体(52)の厚さ方向(z)から視て前記第2内側コイル(72)と重なるように配置されている、
 付記9に記載のトランス。
 (付記11)
 前記第3内側コイルおよび前記第4内側コイルはそれぞれ、前記絶縁体(52)の厚さ方向(z)に複数設けられ、複数の前記第3内側コイルは互いに接続され、複数の前記第4内側コイルは互いに接続されている、付記9または付記10に記載のトランス。
 (付記12)
 前記絶縁体(52)は、上面と、前記絶縁体(52)の厚さ方向(z)において前記上面とは反対側を向く下面とを有し、
 前記外側コイル導体配線および前記内側コイル導体配線の双方は、前記絶縁体(52)の上面寄りに配置されている、付記1から付記11のいずれか一つに記載のトランス。
 (付記13)
 前記第1外側コイル(61)および前記第2外側コイル(62)は、前記第1内側コイル(71)および前記第2内側コイル(72)のうちの少なくとも一方と、前記絶縁体(52)の厚さ方向(z)で同じ位置であり、厚さ方向(z)と直交する同一平面上に配置されている、付記1から付記12のいずれか一つに記載のトランス。
 (付記14)
 前記第1外側コイル(61)および前記第2外側コイル(62)は、前記第1内側コイル(71)および前記第2内側コイル(72)のうちの少なくとも一方に対して、前記絶縁体(52)の厚さ方向(z)において異なる位置に配置されている、付記1から付記12のいずれか一つに記載のトランス。
 (付記15)
 平面視における前記第1内側コイル(71)と前記第1外側コイル(61)との間の第1最短距離と、平面視における前記第2内側コイル(72)と前記第2外側コイル(62)との間の第2最短距離とが同一である、付記1から付記14のいずれか一つに記載のトランス。
 (付記16)
 前記絶縁体(52)は、半導体基板(51)上に形成された絶縁層である、付記1から付記15のいずれか一つに記載のトランス。
 (付記17)
 前記絶縁体(52)は、絶縁性を有する、付記1から付記15のいずれか一つに記載のトランス。
 (付記18)
 前記第1内側コイル(71)の第2端と前記第2内側コイル(72)の第2端とを接続する接続部材を有する、付記1から付記17のいずれか一つに記載のトランス。
 (付記19)
 接続部材は、ボンディングワイヤである、付記18に記載のトランス。
 (付記20)
 前記接続部材は、前記絶縁体(52)の内部または前記絶縁体(52)の表面に配置された導電配線である、付記18に記載のトランス。
 (付記21)
 前記外側コイル導体配線(60)は厚さ方向(z)から視て点対称形状である、付記1から付記20のいずれか一つに記載のトランス。
 (付記22)
 前記内側コイル導体配線(70)は厚さ方向(z)から視て点対称形状または線対称形状である、付記1から付記20のいずれか一つに記載のトランス。
 (付記23)
 前記第1外側コイル(61)および前記第2外側コイル(62)は、厚さ方向(z)から視て円形の渦巻き状である、付記1から付記22のいずれか一つに記載のトランス。
 (付記24)
 前記第1外側コイル(61)および前記第2外側コイル(62)は、厚さ方向(z)から視て多角形の渦巻き状である、付記1から付記22のいずれか一つに記載のトランス。
 (付記25)
 前記第1内側コイル(71)および前記第2内側コイル(72)は、厚さ方向(z)から視て円形の渦巻き状である、付記1から付記22のいずれか一つに記載のトランス。
 (付記26)
 前記第1内側コイル(71)および前記第2内側コイル(72)は、厚さ方向(z)から視て多角形の渦巻き状である、付記1から付記22のいずれか一つに記載のトランス。
 以上の説明は単に例示である。本開示の技術を説明する目的のために列挙された構成要素および方法(製造プロセス)以外に、より多くの考えられる組み合わせおよび置換が可能であることを当業者は認識し得る。本開示は、特許請求の範囲を含む本開示の範囲内に含まれるすべての代替、変形、および変更を包含することが意図される。
 10,10A 信号伝達装置
 11 1次側端子
 12 2次側端子
 13 1次側回路
 13T 送信回路
 14,14A 2次側回路
 14R,14RA 受信回路
 15 トランス
 16 1次側コイル
 17 2次側コイル
 17A 第1コイル
 17B 第2コイル
 21 1次側ダイパッド
 22 2次側ダイパッド
 23,23A~23D リード(1次側リード)
 24,24A~24D リード(2次側リード)
 27 封止樹脂
 31 第1チップ
 32 第2チップ
 40,40A~40G トランス
 51 基板
 52 絶縁体
 53 絶縁層
 531~5310 絶縁層(第1絶縁層)
 53D 絶縁層(第1絶縁層)
 53U 絶縁層(第2絶縁層)
 53U1~53U6 開口
 60 外側コイル導体配線
 61 第1外側コイル
 61A 第1端
 61B 第2端
 62 第2外側コイル
 62A 第1端
 62B 第2端
 63 第3外側コイル
 64 第4外側コイル
 65 ビア
 66 ビア
 70 内側コイル導体配線
 71 第1内側コイル
 71A 第1端
 71B 第2端
 72 第2内側コイル
 72A 第1端
 72B 第2端
 75 ビア
 80 第1配線部
 90 第2配線部
 100,100A 電力伝達装置
 101 トランス
 130A~130E トランス
 140 絶縁体
 180 1次側第1配線
 181 接続配線
 190 1次側第2配線
 200 接続部材
 210 2次側第1配線
 240 負荷接続配線
 300 電力伝達装置
 320 電力伝達装置
 C11,C12 寄生キャパシタ
 C21,C22 寄生キャパシタ
 C60,C70 寄生キャパシタ
 D11,D12 距離
 D21,D22 距離
 D61,D62 距離
 D71,D72 距離
 D80,D90 距離
 I1X 渦電流
 M1,M1X 磁束

Claims (17)

  1.  平板状の絶縁体と、
     前記絶縁体内に配置された外側コイル導体配線および内側コイル導体配線と、
     を含み、
     前記外側コイル導体配線は、第1端と第2端をそれぞれ有する第1外側コイルおよび第2外側コイルを含み、
     前記第1外側コイルの第2端および前記第2外側コイルの第2端は互いに接続されており、前記第1外側コイルおよび前記第2外側コイルは、前記第1外側コイルおよび前記第2外側コイルのうち一方の外側コイルの第1端から他方の外側コイルの第1端に電流が流れた場合に互いに逆向きの磁束が生じるように捲かれており、
     前記内側コイル導体配線は、第1端と第2端をそれぞれ有する第1内側コイルおよび第2内側コイルを含み、
     平面視において、前記第1内側コイルは前記第1外側コイルの内側に前記第1外側コイルと重ならないように配置され、前記第2内側コイルは前記第2外側コイルの内側に前記第2外側コイルと重ならないように配置されている、
     トランス。
  2.  前記第1外側コイルおよび前記第2外側コイルは、前記絶縁体の厚さ方向から視て渦巻状に形成されている、請求項1に記載のトランス。
  3.  前記第1外側コイルおよび前記第2外側コイルはそれぞれ、前記絶縁体の厚さ方向に複数設けられ、複数の前記第1外側コイルは互いに接続され、複数の前記第2外側コイルは互いに接続されている、請求項1または2に記載のトランス。
  4.  前記外側コイル導体配線は、前記第1外側コイルの第1端に接続された第3外側コイルと、前記第2外側コイルの第1端に接続された第4外側コイルと、
     を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載のトランス。
  5.  前記第3外側コイルは、前記絶縁体の厚さ方向から視て前記第1外側コイルと重なるように配置され、
     前記第4外側コイルは、前記絶縁体の厚さ方向から視て前記第2外側コイルと重なるように配置されている、
     請求項4に記載のトランス。
  6.  前記第3外側コイルおよび前記第4外側コイルはそれぞれ、前記絶縁体の厚さ方向に複数設けられ、複数の前記第3外側コイルは互いに接続され、複数の前記第4外側コイルは互いに接続されている、請求項4または5に記載のトランス。
  7.  前記第1内側コイルおよび前記第2内側コイルは、前記絶縁体の厚さ方向から視て渦巻状に形成されている、請求項1~6のいずれか一項に記載のトランス。
  8.  前記第1内側コイルおよび前記第2内側コイルはそれぞれ、前記絶縁体の厚さ方向に複数設けられ、複数の前記第1内側コイルは互いに接続され、複数の前記第2内側コイルは互いに接続されている、請求項1~7のいずれか一項に記載のトランス。
  9.  前記内側コイル導体配線は、前記第1内側コイルの第2端に接続された第3内側コイルと、前記第2内側コイルの第2端に接続された第4内側コイルと、を含む、請求項1~8のいずれか一項に記載のトランス。
  10.  前記第3内側コイルは、前記絶縁体の厚さ方向から視て前記第1内側コイルと重なるように配置され、
     前記第4内側コイルは、前記絶縁体の厚さ方向から視て前記第2内側コイルと重なるように配置されている、
     請求項9に記載のトランス。
  11.  前記第3内側コイルおよび前記第4内側コイルはそれぞれ、前記絶縁体の厚さ方向に複数設けられ、複数の前記第3内側コイルは互いに接続され、複数の前記第4内側コイルは互いに接続されている、請求項9または10に記載のトランス。
  12.  前記絶縁体は、上面と、前記絶縁体の厚さ方向において前記上面とは反対側を向く下面とを有し、
     前記外側コイル導体配線および前記内側コイル導体配線の双方は、前記絶縁体の上面寄りに配置されている、請求項1~11のいずれか一項に記載のトランス。
  13.  前記第1外側コイルおよび前記第2外側コイルは、前記第1内側コイルおよび前記第2内側コイルのうちの少なくとも一方と、前記絶縁体の厚さ方向で同じ位置であり、厚さ方向と直交する同一平面上に配置されている、請求項1~12のいずれか一項に記載のトランス。
  14.  前記第1外側コイルおよび前記第2外側コイルは、前記第1内側コイルおよび前記第2内側コイルのうちの少なくとも一方に対して、前記絶縁体の厚さ方向において異なる位置に配置されている、請求項1~12のいずれか一項に記載のトランス。
  15.  平面視における前記第1内側コイルと前記第1外側コイルとの間の第1最短距離と、平面視における前記第2内側コイルと前記第2外側コイルとの間の第2最短距離とが同一である、請求項1~14のいずれか一項に記載のトランス。
  16.  前記絶縁体は、半導体基板上に形成された絶縁層である、請求項1~15のいずれか一項に記載のトランス。
  17.  前記絶縁体は、絶縁性を有する、請求項1~15のいずれか一項に記載のトランス。
PCT/JP2023/027327 2022-08-15 2023-07-26 トランス WO2024038742A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022-129271 2022-08-15
JP2022129271 2022-08-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024038742A1 true WO2024038742A1 (ja) 2024-02-22

Family

ID=89941514

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/027327 WO2024038742A1 (ja) 2022-08-15 2023-07-26 トランス

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024038742A1 (ja)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011159953A (ja) * 2010-01-05 2011-08-18 Fujitsu Ltd 電子回路及び電子機器
US20130278372A1 (en) * 2012-04-20 2013-10-24 Infineon Technologies Austria Ag Semiconductor Component with Coreless Transformer
JP2014022484A (ja) * 2012-07-17 2014-02-03 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> ソレノイドインダクタ
WO2014097425A1 (ja) * 2012-12-19 2014-06-26 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
US20200402698A1 (en) * 2019-06-24 2020-12-24 Nxp B.V. High Current Integrated Circuit-Based Transformer
JP2020205342A (ja) * 2019-06-17 2020-12-24 ローム株式会社 チップ部品

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011159953A (ja) * 2010-01-05 2011-08-18 Fujitsu Ltd 電子回路及び電子機器
US20130278372A1 (en) * 2012-04-20 2013-10-24 Infineon Technologies Austria Ag Semiconductor Component with Coreless Transformer
JP2014022484A (ja) * 2012-07-17 2014-02-03 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> ソレノイドインダクタ
WO2014097425A1 (ja) * 2012-12-19 2014-06-26 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
JP2020205342A (ja) * 2019-06-17 2020-12-24 ローム株式会社 チップ部品
US20200402698A1 (en) * 2019-06-24 2020-12-24 Nxp B.V. High Current Integrated Circuit-Based Transformer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8592944B2 (en) Semiconductor electronic device with an integrated device with an integrated galvanic isolator element and related assembly process
US9536828B2 (en) Semiconductor device
WO2011145219A1 (ja) パワー半導体モジュール
US20100052839A1 (en) Transformers and Methods of Manufacture Thereof
EP3832862B1 (en) Power conversion device
US10692810B2 (en) Semiconductor module
JP2017220922A (ja) 信号伝送装置、及び、その製造方法
US11876084B2 (en) Power supply system
WO2021002132A1 (ja) 半導体モジュールの回路構造
US10530354B2 (en) Insulated gate semiconductor device and method for manufacturing insulated gate semiconductor device
US10893610B2 (en) Switching device driving unit
WO2024038742A1 (ja) トランス
WO2024038743A1 (ja) トランス
JP2007081146A (ja) インダクタ付半導体装置
JP6503264B2 (ja) 半導体装置
WO2022234848A1 (ja) 信号伝達装置および絶縁モジュール
US20230387041A1 (en) Semiconductor device and semiconductor module
CN221150004U (zh) 封装结构及功率变换电路
CN220829956U (zh) 电磁耦合器及功率变换电路
US20240022246A1 (en) Isolation transformer, isolation module, and gate driver
WO2021192424A1 (ja) 電力変換装置
WO2023176662A1 (ja) 絶縁チップおよび信号伝達装置
JP7428679B2 (ja) パワー半導体装置および電力変換装置
US20230309228A1 (en) Isolator
WO2023171391A1 (ja) 絶縁チップおよび信号伝達装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23854778

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1