JPH08264857A - 集積化アイソレータ - Google Patents

集積化アイソレータ

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JPH08264857A
JPH08264857A JP7178937A JP17893795A JPH08264857A JP H08264857 A JPH08264857 A JP H08264857A JP 7178937 A JP7178937 A JP 7178937A JP 17893795 A JP17893795 A JP 17893795A JP H08264857 A JPH08264857 A JP H08264857A
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JP
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conductive layer
insulating layer
coil
layer
integrated
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JP7178937A
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Kiyoshi Hosoya
清志 細谷
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型化、コストの低減を計るのはもちろん、
構成も簡便な多入力、多出力の集積化アイソレータ得
る。 【解決手段】 接続部11により1層目のコイル5と2
層目のコイル7とを接続して、コイル5とコイル7を一
本のコイルとして働かせる。入力パッド9から入った電
流がコイル5及びコイル7に流れて磁界が発生する。発
生した磁界をホール素子領域2が受けてホール電圧が発
生する。ホール電圧は信号処理回路領域3に伝送され、
信号処理されて出力される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気的に絶縁され
ている回路相互間に信号を伝送するための集積化アイソ
レータに関するもので、特に小型化するともに低コスト
化するために集積化する技術に係るものである。
【0002】
【従来の技術】従来における電気的に絶縁されている回
路相互間に信号を伝送するための機器として例えば変流
器(CT)があるが、これは良質のコア上に一次コイル
と二次コイルとを巻いたもので、一次側を負荷と直列に
接続するとともに二次側を電流計または電力計の電流コ
イルを接続している。
【0003】図13は電気的に絶縁されている回路相互
間に信号を伝送するためのアイソレータの従来の一例を
示す電気回路図である。これは弧状のコア(磁性体)a
にコイルbを巻いてこれを一次側(入力側)とし、この
弧状のコアaの空隙c内にホール素子dを配置するとと
もに、そのホール素子dに接続されている信号処理回路
(IC回路)eから二次側(出力側)を取り出すもので
ある。すなわちコアaとコイルbとにより、一次側(入
力側)に入力された入力信号を一旦磁気に変換し、その
磁気をホール素子dにより再び電気信号に変換し、その
電気信号を信号処理回路eを介して二次側(出力側)に
伝送することにより出力として取り出すものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記した図13
に示す従来のものでは、入力側にコイルbを巻いた鉄心
aを使用しているために小型化することが困難であるば
かりでなく、機器全体の組立が複雑となってコスト高の
原因となるので、多入力、多出力の機器を構成すること
が困難であるという問題がある。
【0005】本発明によればこのような問題点を解決で
きるもので、小型化、コストの低減を計るのはもちろ
ん、構成も簡便な多入力、多出力の集積化アイソレータ
を得ようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る集積化アイ
ソレータの請求項1の発明は、ホール素子と信号処理回
路が同一基板上に集積されているホールICのホール素
子領域上部に第1の絶縁層を積層し、その第1の絶縁層
上に渦巻状巻線を有する第1の導電層と、渦巻状巻線を
有する第2の導電層とを第2の絶縁層を介して積層し、
前記第1の導電層の一部と前記第2の導電層の一部と
を、前記第2の絶縁層の一部を除去して形成された開孔
部を介して接続し、前記第2の導電層と前記第2の絶縁
層との表面に、第3の絶縁層を積層して成ることを特徴
とする。
【0007】請求項2の発明は、請求項1記載の発明に
おいて、渦巻状巻線を有する第1の導電層と第2の導電
層との中心部分における第2の絶縁層と第3の絶縁層を
除去して形成された開孔部内に、磁性体材料からなるコ
アを設置して成ることを特徴とする。請求項3の発明
は、請求項1記載または請求項2記載の発明において、
複数個の集積化アイソレータを同一のパッケージ内に実
装して成ることを特徴とする。
【0008】請求項4の発明は、少なくとも一つの信号
処理回路を有するICの信号処理回路が形成されていな
い領域上部の一部に、コイルの下部配線となる第3の導
電層を積層し、前記信号処理回路領域と前記第3の導電
層領域とに挟まれた領域上部に磁気抵抗効果を有する合
金からなる磁気抵抗素子を形成し、前記第3の導電層上
に第4の絶縁層を介して強磁性体材料からなるコアを形
成し、前記コアの上部及び側壁部に第5の絶縁層を積層
し、前記第5の絶縁層の上部及び側壁部に前記コイルの
下部配線と一部で接続されて前記コイルの上部配線とな
る第4の導電層を積層し、前記第4の導電層と前記磁気
抵抗素子と前記信号処理回路領域の表面に第6の絶縁層
を積層して成ることを特徴とする。
【0009】本発明に係る集積化アイソレータの各請求
項の発明につき作用を述べる。アイソレータは電気的に
絶縁されている回路相互間に信号を伝送する機能を有し
ているが、入力と出力との信号の変換に磁気・電気変換
作用を利用している。コアにコイルを巻いてこれを入力
側とし、ホール素子または磁気抵抗素子に接続されてい
る信号処理回路から出力側を取り出すものである。すな
わちコアとコイルにより、入力側に入力された入力信号
を一旦磁気に変換し、その磁気をホール素子または磁気
抵抗素子により再び電気信号に変換し、その電気信号を
信号処理回路を介して出力側に伝送して出力を取り出し
ている。
【0010】そして請求項1の発明では、コアとホール
素子とを一つのチップに集積することにより小型化して
いる。また請求項2の発明では、小型化するとともに磁
性材料からなるコアにより磁気効率を上げて感度を向上
している。また請求項3の発明では、小型化するととも
に同一のパッケージ内に実装されている複数個の集積化
アイソレータにより、高感度で多出力のものが得られ
る。
【0011】また請求項4の発明では、コイルの形状を
立体的に形成し、磁気・電気変換に磁気の強さにより抵
抗が変化する磁気抵抗素子を利用することにより小型化
するとともに、磁気効率を上げて感度を向上している。
【0012】
【発明の実施の形態】以下図面を参照しながら本発明の
実施の形態を具体的に説明する。先ず本発明に係る集積
化アイソレータの回路構成の概念を図9、図10につい
て説明する。図10において入力側回路イに磁界発生回
路ハを接続し、また出力側回路ロにホールICニまたは
磁気抵抗素子ホと信号処理ICヘを接続して磁界発生回
路ハとホールICニまたは磁気抵抗素子ホと信号処理I
Cヘとで集積化アイソレータAを構成している。なお、
図10中の符号トはコアである。
【0013】図1,図2及び図3は本発明に係る集積化
アイソレータの第1の実施の形態を示すものであって、
図1はその断面図、図2は同上の第1層目のコイルが形
成されている状態を示す表面の平面図、図3は同上の最
上層の表面図である。これらの図について説明する。1
はホールIC,2はホールIC1のホール素子領域,3
はホールIC1の信号処理回路領域,4はホール素子領
域2の上部に積層されたポリイミド樹脂などの絶縁体か
らなる絶縁層,5は1層目のコイル(渦巻状巻線)とな
るAl,Niなどの導電層,6はSiO2 (酸化シリコ
ン膜)などの絶縁体からなる絶縁層,7は2層目のコイ
ル(渦巻状巻線)となるAl,Niなどの導電層,8は
SiO2 ,SiN(窒化シリコン)などの絶縁体からな
る表面保護層,9はコイル7に信号電流を入力するため
に表面保護層8に形成された入力パッド,11は1層目
のコイル5と2層目のコイル7とを接続するために絶縁
層に形成された接続部である。
【0014】第1の実施の形態について動作状態を説明
する。接続部11により1層目のコイル5と2層目のコ
イル7とを接続するのであるが、コイル5とコイル7は
一本のコイルとして働く。入力パッド9から入った電流
がコイル5及びコイル7に流れることにより磁界が発生
する。この発生した磁界をホール素子領域2が受けてホ
ール電圧が発生する。このホール電圧は信号処理回路領
域3に伝送され、信号処理されて出力される。
【0015】第1の実施の形態に示す集積化アイソレー
タは、半導体製造プロセスを使って容易に製造できるの
で、小型化、コストの低減が可能である。図4,図5及
び図6は本発明に係る集積化アイソレータの第2の実施
の形態を示すものであって、図4はその断面図、図5は
同上の第1層目のコイルが形成されている状態を示す表
面の平面図、図6は同上の最上層の表面図である。図
4,図5及び図6において、図1,図2及び図3に対応
する箇所には図1,図2及び図3に付した符号と同一の
符号を付しているが、符号10は、コイル5及びコイル
7の中心部の表面保護層8を除去し、その除去された部
分に形成されているNiFeなどの磁性体材料からなる
コアである。
【0016】第2の実施の形態について動作状態を説明
する。コイル5及びコイル7の中心部に磁性材料からな
るコア10を配設しているので、コイル5及びコイル7
に微小電流が流れた場合でも強い磁界が発生する。すな
わち微弱な入力信号に対しても効率的に出力へ伝送でき
る。第2の実施の形態に示す集積化アイソレータの場合
でも第1の実施の形態の集積化アイソレータと同様、半
導体製造プロセスを使って容易に製造できるので、小型
化、コストの低減が可能である。
【0017】図7は本発明に係る集積化アイソレータの
第3の実施の形態を示す構成図である。図7において、
符号15は、第1の実施の形態及び第2の実施の形態で
示す集積化アイソレータであり、16は入力端子,17
は出力端子,18は複数個の集積化アイソレータ15,
15,15─を同一のパッケージに実装したモジュール
である。
【0018】このように複数個の集積化アイソレータ1
5,15,15─を同一のパッケージに実装したモジュ
ールでは容積とかコストなどを考慮すると、それぞれの
アイソレータ15を小型化すること及びコストの低減を
計ることが必要がある。そこで第1の実施の形態及び第
2の実施の形態に示す集積化アイソレータは、小型化さ
れ低コストのものであるから、複数個のアイソレータ1
5,15,15─を実装しても全体の容積が大きくなる
ことがなく、第1の実施の形態及び第2の実施の形態に
示す集積化アイソレータと同様、小型化、コストの低減
が可能である。
【0019】図8は本発明に係る集積化アイソレータの
構成図を示しており、符号15は、集積化アイソレータ
であり、入力端子16から入った電気信号は、コイル1
3と磁性材料(例えばNiFe)からなるコア14によ
り磁気に変換される。この磁気をホールIC12により
電気信号に変換して出力端子17に伝送する。そしてコ
イル13,コア14及びホールIC12を一つのチップ
に集積して集積化アイソレータAを構成することにより
小型化が可能である。
【0020】図11、図12は本発明に係る集積化アイ
ソレータの第4の実施の形態を示すものであって、図1
1は表面の平面図、12は断面図である。図11及び図
12において18はコイルとなるAl、Niなどの導電
層、19はNiFeなどの磁性材料からなるコア、20
はNiFeなどの磁気抵抗効果を有する材料からなる磁
気抵抗素子、21は信号処理を行うIC領域、22はコ
イルとコア19とを絶縁するためのポリイミド樹脂など
の絶縁体からなる絶縁層、23はSiO(酸化シリコ
ン),SiN(窒化シリコン)などの絶縁体からなる表
面保護層である。
【0021】第4の実施の形態について動作状態を説明
する。入力された電流がコイル18に流れることにより
磁界が発生する。このコイル18の中心部には磁性体材
料からなるコア19が配設されており、またこのコイル
18はコア19を巻くように立体的に形成しているの
で、コイル18に微小電流が流れた場合でも強い磁界が
発生する。すなわち微弱な入力信号に対しても効率的に
出力へ伝送できる。この発生した磁界を磁気抵抗素子2
0の抵抗が変化する。この抵抗の変化量は信号処理IC
領域21で処理されて出力される。
【0022】第4の実施の形態の集積化アイソレータ
は、半導体製造プロセスを使って容易に製造できるの
で、小型化、コストの逓減が可能である。
【0023】
【発明の効果】本発明に係る集積化アイソレータは前記
のように構成して成るもので以下のような効果を奏する
ものである。請求項1の発明では、コアとホール素子と
を一つのチップに集積することにより小型化できるとと
もに、従来の半導体製造プロセスを使用することにより
製造できて量産が可能であり、コスト的にも経済的であ
る。さらに小型化された複数個のアイソレータを同一の
パッケージ内に実装することにより多入力,多出力を得
ることができる利点がある。
【0024】請求項2の発明では、請求項1の発明によ
る利点に加えてさらに、磁性体材料からなるコアにより
磁気効率を上げて高感度のものが得られる利点がある。
請求項3の発明では、請求項1の発明による利点に加え
てさらに、同一のパッケージ内に実装されている複数個
の集積化アイソレータにより、高感度でかつ多出力のも
のが得られる利点がある。
【0025】請求項4の発明では、コイルとコアと磁気
抵抗素子を一つのチップに集積することにより小型化で
きるとともに、コイルの形状を立体的に形成したことに
より磁気効率を上げて高感度のものが得られる利点があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る集積化アイソレータの第1の実施
の形態を示したものの断面図である。
【図2】同上の第1層目のコイルが形成されている状態
を示す表面の平面図である。
【図3】同上の最上層の表面図である。
【図4】本発明に係る集積化アイソレータの第2の実施
の形態を示したものの断面図である。
【図5】同上の第1層目のコイルが形成されている状態
を示す表面の平面図である。
【図6】同上の最上層の表面図である。
【図7】本発明に係る集積化アイソレータの第3の実施
の形態を示す構成図である。
【図8】本発明に係る集積化アイソレータを示す構成図
である。
【図9】本発明に係る集積化アイソレータの回路構成の
概念図である。
【図10】本発明に係る集積化アイソレータの回路構成
の概念図である。
【図11】本発明に係る集積化アイソレータの第4の実
施の形態を示したものの表面図である。
【図12】同上の断面図である。
【図13】アイソレータの従来の一例を示す電気回路図
である。
【符号の説明】
1 ホールIC 2 ホール素子領域 3 信号処理回路領域 4 絶縁層 5 1層目のコイルとなる導電層 6 絶縁層 7 2層目のコイルとなる導電層 8 表面保護層 9 入力パッド 11 接続部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ホール素子と信号処理回路が同一基板上
    に集積されているホールICのホール素子領域上部に第
    1の絶縁層を積層し、その第1の絶縁層上に渦巻状巻線
    を有する第1の導電層と、渦巻状巻線を有する第2の導
    電層とを第2の絶縁層を介して積層し、前記第1の導電
    層の一部と前記第2の導電層の一部とを、前記第2の絶
    縁層の一部を除去して形成された開孔部を介して接続
    し、前記第2の導電層と前記第2の絶縁層との表面に、
    第3の絶縁層を積層して成ることを特徴とする集積化ア
    イソレータ。
  2. 【請求項2】 渦巻状巻線を有する第1の導電層と第2
    の導電層との中心部分における第2の絶縁層と第3の絶
    縁層を除去して形成された開孔部内に、磁性体材料から
    なるコアを設置して成ることを特徴とする請求項1記載
    の集積化アイソレータ。
  3. 【請求項3】 複数個の集積化アイソレータを同一のパ
    ッケージ内に実装して成ることを特徴とする請求項1ま
    たは請求項2記載の集積化アイソレータ。
  4. 【請求項4】 少なくとも一つの信号処理回路を有する
    ICの信号処理回路が形成されていない領域上部の一部
    に、コイルの下部配線となる第3の導電層を積層し、前
    記信号処理回路領域と前記第3の導電層領域とに挟まれ
    た領域上部に磁気抵抗効果を有する合金からなる磁気抵
    抗素子を形成し、前記第3の導電層上に第4の絶縁層を
    介して強磁性体材料からなるコアを形成し、前記コアの
    上部及び側壁部に第5の絶縁層を積層し、前記第5の絶
    縁層の上部及び側壁部に前記コイルの下部配線と一部で
    接続されて前記コイルの上部配線となる第4の導電層を
    積層し、前記第4の導電層と前記磁気抵抗素子と前記信
    号処理回路領域の表面に第6の絶縁層を積層して成るこ
    とを特徴とする集積化アイソレータ。
JP7178937A 1995-01-26 1995-07-14 集積化アイソレータ Withdrawn JPH08264857A (ja)

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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001339109A (ja) * 2000-05-26 2001-12-07 Sanken Electric Co Ltd ホ−ル素子を備えた電流検出装置
WO2006098372A1 (ja) * 2005-03-17 2006-09-21 Omron Corporation 高周波インターフェース素子
JP2007234896A (ja) * 2006-03-01 2007-09-13 Toyota Motor Corp 信号伝達装置
JP2009069148A (ja) * 2007-09-13 2009-04-02 Micronas Gmbh 磁界を測定する測定装置
KR100951695B1 (ko) * 2007-12-24 2010-04-07 (주)페타리 아이솔레이터 및 그 제조 방법
KR100985790B1 (ko) * 2009-10-28 2010-10-06 (주)페타리 아이솔레이터 및 그 제조 방법
WO2011032764A1 (de) * 2009-09-17 2011-03-24 Robert Bosch Gmbh Integrierter schaltkreis zur informationsübertragung
KR101445246B1 (ko) * 2007-02-05 2014-10-02 소니 주식회사 고체 촬상 장치 및 촬상 장치
WO2016021260A1 (ja) * 2014-08-07 2016-02-11 アルプス・グリーンデバイス株式会社 磁気センサーおよびその磁気センサーを備えた電流センサー
JP2019511702A (ja) * 2016-02-05 2019-04-25 日本テキサス・インスツルメンツ合同会社 3次元検知を備える集積フラックスゲートデバイス

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001339109A (ja) * 2000-05-26 2001-12-07 Sanken Electric Co Ltd ホ−ル素子を備えた電流検出装置
WO2006098372A1 (ja) * 2005-03-17 2006-09-21 Omron Corporation 高周波インターフェース素子
JP2007234896A (ja) * 2006-03-01 2007-09-13 Toyota Motor Corp 信号伝達装置
US7733082B2 (en) 2006-03-01 2010-06-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Signal transmission device
KR101445246B1 (ko) * 2007-02-05 2014-10-02 소니 주식회사 고체 촬상 장치 및 촬상 장치
JP2009069148A (ja) * 2007-09-13 2009-04-02 Micronas Gmbh 磁界を測定する測定装置
KR100951695B1 (ko) * 2007-12-24 2010-04-07 (주)페타리 아이솔레이터 및 그 제조 방법
US8436710B2 (en) 2009-09-17 2013-05-07 Robert Bosch Gmbh Integrated circuit for information transfer
JP2013504885A (ja) * 2009-09-17 2013-02-07 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 情報伝送のための集積回路
WO2011032764A1 (de) * 2009-09-17 2011-03-24 Robert Bosch Gmbh Integrierter schaltkreis zur informationsübertragung
KR100985790B1 (ko) * 2009-10-28 2010-10-06 (주)페타리 아이솔레이터 및 그 제조 방법
WO2016021260A1 (ja) * 2014-08-07 2016-02-11 アルプス・グリーンデバイス株式会社 磁気センサーおよびその磁気センサーを備えた電流センサー
JPWO2016021260A1 (ja) * 2014-08-07 2017-04-27 アルプス電気株式会社 磁気センサーおよびその磁気センサーを備えた電流センサー
JP2019511702A (ja) * 2016-02-05 2019-04-25 日本テキサス・インスツルメンツ合同会社 3次元検知を備える集積フラックスゲートデバイス
JP2022095669A (ja) * 2016-02-05 2022-06-28 テキサス インスツルメンツ インコーポレイテッド 3次元検知を備える集積フラックスゲートデバイス

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