CN1305082C - 共模扼流线圈 - Google Patents

Abstract

第一线圈导体及第二线圈导体，呈螺旋形状，配置在第一磁性基板和第二磁性基板之间。第一线圈导体及第二线圈导体包括在第一绝缘层上互相具有规定间隔地配置的第一部分和互相立体地交叉的第二部分。第一线圈导体及第二线圈导体，从与第一磁性基板(第二磁性基板)的主面相垂直的方向来看，在其途中部分进行交叉。

Description

共模扼流线圈

技术领域

本发明涉及线圈部件。

背景技术

作为这种线圈部件，在磁性体层间的同一面上配置形成为螺旋状的第一及第二线圈导体的线圈部件(共模扼流线圈)是已知的。这样，将第一及第二线圈导体配置在同一面上，在增大了第一线圈导体和第二线圈导体的磁耦合的同时，能够进行低矮化，从而提高耐电压。

但是，在具有上述结构的线圈部件中，由于第一及第二线圈导体是沿着规定间隔设置的，所以在第一线圈导体和第二线圈导体中其线路长度有很大的差异。因此，第一线圈导体和第二线圈导体就产生了阻抗差。

发明内容

本发明就是为了解决上述问题而开发的，其目的在于提供一种线圈部件，该线圈部件结构简单，并且能够使第一线圈导体和第二线圈导体的阻抗很容易一致。

本发明的线圈部件是在磁性体层间配置形成为螺旋状的第一及第二线圈导体的线圈部件，其中，第一及第二线圈导体包括：在同一面上互相具有规定间隔地配置的第一部分；和，互相立体地交叉的第二部分。

在本发明的线圈部件中，由于第一及第二线圈导体的第二部分是互相立体地交叉的，所以第一及第二线圈导体的螺旋的外侧和内侧的位置相交叉的部分是交替的。因此，与第一及第二线圈导体不交叉相比，能够减小第一线圈导体和第二线圈导体的线路长度之差。并且，通过适当地设定交叉的位置，也能够使第一线圈导体和第二线圈导体的线路长度相等。其结果是，在第一及第二线圈导体的第二部分中互相立体地交叉是极简易的结构，并且能够很容易使第一线圈导体和第二线圈导体的阻抗一致。

优选还具有与第一及第二线圈导体的一端电连接的引出电极，并且使第一及第二线圈导体的第二部分之中的一方的第二部分和引出电极在同一面上形成。在此情况下，第一及第二线圈导体的第二部分之中的一方的第二部分和引出电极，可以在同一道工序中形成。其结果是，能够避免增加线圈部件的制造工序。

第一及第二线圈导体的第二部分优选设置成偶数对。可是，当在第一及第二线圈导体的第二部分上互相立体地交叉时，如上所述，第一及第二线圈导体的螺旋的外侧和内侧的位置交叉的部分是交替的。在将第一及第二线圈导体的第二部分设置成奇数对的情况下，第一及第二线圈导体中一方的端部侧和另一方的端部侧互相交替。因此，与目前的线圈部件相比，在第一及第二线圈导体上连接的端子电极的配置改变了。但是，由于第一及第二线圈导体的第二部分是设置成偶数对的，所以在第一及第二线圈导体中的一方的端部侧和另一方的端部侧，上述端子电极的配置没有什么不同。

本发明的线圈部件是在磁性体层间配置形成为螺旋状的第一及第二线圈导体的线圈部件，其中，从与磁性体层面相垂直的方向来看，第一及第二线圈导体在其途中部分进行交叉。

在本发明的线圈部件中，从与磁性体层面相垂直的方向观察，第一及第二线圈导体在其途中部分交叉，因此在第一及第二线圈导体的螺旋的外侧和内侧的位置交叉的途中部分进行交替。因此，与第一及第二线圈导体不交叉相比，能够减小第一线圈导体和第二线圈导体的线路长度之差。通过适当地设置交叉的位置，能够使第一线圈导体和第二线圈导体的线路长度相等。其结果是，第一及第二线圈导体的途中部分的交叉是极简易的结构，并且能够非常容易使第一线圈导体和第二线圈导体的阻抗一致。

优选第一及第二线圈导体进行偶数次交叉。可是，当第一及第二线圈导体交叉时，如上所述，在第一及第二线圈导体的螺旋的外侧和内侧的位置交叉的途中部分进行交替。在第一及第二线圈导体进行奇数次交叉的情况下，第一及第二线圈导体中的一方的端部侧与另一方的端部侧交替。因此，与目前的线圈部件相比，在第一及第二线圈导体上连接的端子电极的配置改变了。但是，在本发明中，由于使第一及第二线圈导体进行偶数次交叉，所以在第一及第二线圈导体中的一方的端部侧和另一方的端部侧，上述端子电极的配置就没有什么不同。

附图说明

图1是表示本实施方式的共模扼流线圈阵列的立体图。

图2是分解表示本实施方式的共模扼流线圈阵列的结构图。

图3是分解表示本实施方式的共模扼流线圈阵列的结构图。

图4A是用于说明第一线圈导体和第二线圈导体立体地交叉的位置的截面结构的图。

图4B是用于说明第一线圈导体和第二线圈导体立体地交叉的位置的截面结构的图。

图5A～5F是用于说明本实施方式的共模扼流线圈阵列中所包含的第一及第二线圈导体的第一部分和第二部分的一部分的制造方法的一个例子的图。

图6是用于说明本实施方式的共模扼流线圈阵列中所包含的第一线圈导体和第二线圈导体的形状的示意图。

图7是用于说明第一及第二线圈导体的形状的一个例子的示意图。

具体实施方式

下面参照附图详细地说明本发明的优选实施方式。在此说明中，同一个构件或具有同一功能的构件使用同一个符号，省略重复的说明。在本实施方式中，表示出在共模扼流线圈(共模扼流线圈阵列)中采用本发明的例子。

图1是表示本实施方式的共模扼流线圈阵列的立体图。图2和图3是分解表示本实施方式的共模扼流线圈阵列的结构图。图4A和图4B是用于说明第一线圈导体和第二线圈导体立体地交叉的位置的截面结构的图。

如图1所示，共模扼流线圈阵列CA是薄膜型的共模扼流线圈阵列，其包括：第一磁性基板MB1(磁性体层)、层构造体LS和第二磁性基板MB2(磁性体层)。在第一磁性基板MB1、层构造体LS和第二磁性基板MB2的层压体的外周面上形成有端子电极1。

如图2所示，层构造体LS是利用薄膜成形技术将多个层进行层压而形成的，其包括第一绝缘层3、第一线圈导体5、第二线圈导体7、第二绝缘层9、第一引出电极11、第二引出电极13和第三绝缘层15。共模扼流线圈阵列CA是将多组(在本实施方式中是2组)的第一线圈导体5和第二线圈导体7并排设置的结构。

第一磁性基板MB1由烧结铁氧体、复合铁氧体(含有粉状铁氧体的树脂)等磁性材料构成。

第一绝缘层3由聚酰亚胺树脂、环氧树脂等电绝缘性和磁绝缘性都优异、且加工性能良好的树脂材料构成。此第一绝缘层3用于缓和第一磁性基板MB1的凸凹，提高与第一线圈导体5和第二线圈导体7等导体的紧贴性。第一绝缘层3的厚度例如可以设定为0.1～10μm。

如图3所示，在第一绝缘层3上设置有开口(也包括缺口)3a和缺口3b。在开口3a中配置有用于在第一磁性基板MB1和第二磁性基板MB2之间形成闭磁路的磁性体17。在缺口3b中露出有第一线圈导体5和第二线圈导体7的端部。开口3a形成于第一线圈导体5和第二线圈导体7的中央区域和外周区域。磁性体17由复合铁氧体等磁性材料构成。

第一绝缘层3是如下这样形成的。首先，在第一磁性基板MB1上涂布上述树脂材料。作为涂布树脂材料的方法来说，有旋涂法、浸涂法、喷涂法等。然后，将已涂布的树脂材料进行曝光、显影，在规定的位置上形成开口3a和缺口3b等的状态下进行固化。

第一线圈导体5和第二线圈导体7呈螺旋状，包含具有导电性的金属材料(例如Cu等)。如图4A和图4B所示，第一线圈导体5和第二线圈导体7包括第一部分5a、7a和第二部分5b、7b。第一部分5a、7a配置在第一绝缘层3上，彼此之间具有规定间隔(例如50μm左右)。第二部分5b、7b互相立体地交叉。第一线圈导体5和第二线圈导体7的第二部分5b、7b，设置成偶数对(在本实施方式中是2对)。第一线圈导体5的第一部分5a，在其途中位置被中途切断，使得第二线圈导体7的第二部分7b横着穿过。另外，第二线圈导体7的第一部分7a，在其途中位置被中途切断，使得第一线圈导体5的第二部分5b横着穿过。第一线圈导体5和第二线圈导体7的厚度，例如可以设定为3～20μm。第一线圈导体5和第二线圈导体7的宽度，例如可以设定为5～30μm。

第一线圈导体5的第一部分5a及第二部分5b的一部分、和第二线圈导体7的第一部分7a及第二部分7b的一部分是如图5A～5F所示那样形成的。图5A～5F是用于说明本实施方式的共模扼流线圈阵列中所包含的第一及第二线圈导体的第一部分和第二部分的一部分的制造方法的一个例子的图。

首先，如图5A所示，利用真空成膜法(溅镀等方法)在第一绝缘层3上形成底层导体膜21。此时，考虑到与第一绝缘层3的紧贴性和电镀性，底层导体膜21优选为Cr/Cu(面向第一绝缘层3一侧是Cr)或Ti/Cu(面向第一绝缘层3一侧是Ti)的多层膜构造。

接着，如图5B所示，在底层导体膜21上涂布保护层23。此时，保护层23优选涂布成比通过电镀形成的导电性金属材料25的厚度厚。

然后，如图5C所示，将保护层23曝光、显影，在保护层23上进行成形，使之成为相当于第一部分5a、7a按着规定间隔来配置的螺旋形状导体图案的模具。也就是说，与螺旋状导体图案相对应地露出底层导体膜21。曝光和显影是使用具有与上述螺旋状导体图案相对应的开口的光掩模，通过光刻技术来进行的。

然后，如图5D所示，通过以底层导体膜21作为电极、将导电性金属材料25电镀至模具内，进行成长，形成螺旋形状导体图案。考虑到电镀性、成本和导电性，导电性金属材料25优选是铜。此时，通过设定电镀条件，使得按照图案的宽度来改变导电性金属材料25的成长速度，能够制造出如图3所示的部分厚度不同的导体图案。

然后，如图5E所示，除去保护层23。由此在底层导体膜21上残留下按照上述螺旋形状导体图案制造出来的导电性金属材料25。

然后，如图5F所示，以导电性金属材料25作为掩模，利用蚀刻等方法除去露出的底层导体膜21。由此，在第一绝缘层3上，就形成了互相具有规定间隔来配置的第一线圈导体5的第一部分5a及第二部分5b的一部分、和第二线圈导体7的第一部分7a及第二部分7b的一部分。考虑到耐腐蚀性和与第二绝缘层9的紧贴性等，也可以在导电性金属材料25上进行镀镍。

第二绝缘层9与第一绝缘层3同样，由聚酰亚胺树脂、环氧树脂等电绝缘性和磁绝缘性都优异的、加工性能良好的树脂材料来制成。第二绝缘层9的厚度，例如可以设定为1～20μm。

在第二绝缘层9上设置有用来配置磁性体17的开口(也包括缺口)9a和用来使第一引出电极11和第二引出电极13的端部露出的缺口9b。开口9a与开口3a相对应，形成在第一线圈导体5和第二线圈导体7的中央区域和外周区域上。

也如图4A所示，第一线圈导体5的第二部分5b，与第一线圈导体5的第一部分5a被中途切断(第二线圈导体7的第二部分7b横切第一线圈导体5的第一部分5a)的位置相对应，在第二绝缘层9上形成。由此，在第二绝缘层9上形成的第一线圈导体5的第二部分5b和在第一绝缘层3上形成的第二线圈导体7的第二部分7b立体地交叉。第一线圈导体5的第二部分5b，其一端与第一线圈导体5的第一部分5a被中途切断的一端电连接，另一端与第一线圈导体5的第一部分5a被中途切断的另一端电连接。

也如图4B所示，第二线圈导体7的第二部分7b，与第二线圈导体7的第一部分7a被中途切断(第一线圈导体5的第二部分5b横切第二线圈导体7的第一部分7a)的位置相对应，在第二绝缘层9上形成。由此，在第二绝缘层9上形成的第二线圈导体7的第二部分7b和在第一绝缘层3上形成的第一线圈导体5的第二部分5b立体地交叉。第二线圈导体7的第二部分7b，其一端与第二线圈导体7的第一部分7a被中途切断的一端电连接，另一端与第二线圈导体7的第一部分7a被中途切断的另一端电连接。

如图6所示，由于第一线圈导体5的第二部分5b和第二线圈导体7的第二部分7b在两个部位立体地交叉，所以，第一线圈导体5和第二线圈导体7，从与第一磁性基板MB1(第二磁性基板MB2)的主面相垂直的方向来看，在其途中部分要交叉两次。图6是用于说明本实施方式的共模扼流线圈阵列中所包含的第一及第二线圈导体的形状的示意图。

在第二绝缘层9上，形成有使在第二绝缘层9上形成的第一线圈导体5的第二部分5b与第一线圈导体5的第一部分5a相接触而电连接用的开口(接触孔)9c。并且，在第二绝缘层9上，形成有使在第二绝缘层9上形成的第二线圈导体7的第二部分7b与第二线圈导体7的第一部分7a相接触而电连接用的开口(接触孔)9d。

在第二绝缘层9上形成第一引出电极11和第二引出电极13。其一端与第一线圈导体5和第二线圈导体7的螺旋的内侧端部电连接，另一端露出到外面。第一引出电极11和第二引出电极13的厚度，例如可以设定为1～10μm。第一引出电极11和第二引出电极13的宽度，例如可以设定为1～25μm。

在第二绝缘层9上，形成有使在第二绝缘层9上形成的第一引出电极11与第一线圈导体5的第一部分5a相接触而电连接用的开口(接触孔)9e。并且，在第二绝缘层9上，形成有使在第二绝缘层9上形成的第二引出电极13与第二线圈导体7的第一部分7a相接触而电连接用的开口(接触孔)9f。

在第二绝缘层9上，与在第一绝缘层3上形成的缺口3b相对应地形成缺口9g，在此缺口9g上设置有与第一线圈导体5及第二线圈导体7的端部接触而电连接的电极19。并且，在第一绝缘层3上，与在第二绝缘层9上形成的缺口9b相对应地形成缺口3c，在此缺口3c上设置有与第一引出电极11及第二引出电极13的端部接触而电连接的电极20。

第二绝缘层9与第一绝缘层3同样，是在第一绝缘层3、第一线圈导体5的第一部分5a及第二线圈导体7的第一部分7a上形成的。而在第一线圈导体5的第一部分5a及第二线圈导体7的第一部分7a上进行镀镍的情况下，优选通过蚀刻等除去从起着接触孔作用的开口9c～9f中露出的镀镍层。

第一线圈导体5的第二部分5b、第二线圈导体7的第二部分7b、第一引出电极11以及第二引出电极13，与第一线圈导体5的第一部分5a及第二线圈导体7的第一部分7a同样，是在第二绝缘层9上形成的。

第三绝缘层15与第一绝缘层3及第二绝缘层9同样，是由聚酰亚胺树脂、环氧树脂等电绝缘性和磁绝缘性优异的、加工性良好的树脂材料制成的。第三绝缘层15的厚度，例如可以设定为0.1～10μm。在第三绝缘层15上设置有用于配置磁性体17的开口(也包括缺口)15a。

第三绝缘层15与第一绝缘层3及第二绝缘层9同样，是在第二绝缘层9、第一线圈导体5的第二部分5b、第二线圈导体7的第二部分7b、第一引出电极11和第二引出电极13之上形成的。

在形成第三绝缘层15时，将在环氧树脂等树脂材料中混合了铁氧体粉所制作的糊状复合铁氧体涂布在第三绝缘层15上，并进行固化。此时，在开口15a、9a、3a构成的凹坑部内填充糊状的复合铁氧体。由此，可以将磁性体17配置在开口15a、9a、3a中。在图2和图3中，与各绝缘层3、9、15相对应地分解图示磁性体17。对在第三绝缘层15上涂布、固化的复合铁氧体的表面进行研磨，使之平滑化。

第二磁性基板MB2与第一磁性基板MB1同样，由烧结铁氧体、复合铁氧体等磁性材料构成。通过粘接层(图中未显示)将第二磁性基板MB2贴附在表面已经过研磨的上述复合铁氧体上。粘接层可以由例如环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂等粘接剂构成。粘接层的厚度，例如可以设定为1～5μm。就第二磁性基板MB2来说，也可以通过将上述复合铁氧体加厚，用上述固化了的复合铁氧体来代替。

第一线圈导体5、第二线圈导体7、第一引出电极11以及第二引出电极13，分别与所对应的端子电极1连接来进行电连接。

在如上所述结构的共模扼流线圈阵列CA中，第一线圈导体5和第二线圈导体7进行磁耦合。在第一线圈导体5及第二线圈导体7上流过差模电流(逆相电流)时，磁通就相互抵消使阻抗减小。反之，当在第一线圈导体5及第二线圈导体7中流过共模电流(同相电流)时，磁通相加使阻抗增大。

如上所述，在本实施方式中，由于第一线圈导体5和第二线圈导体7，在第二部分5b及第二部分7b处互相立体地交叉，所以第一线圈导体5和第二线圈导体7的螺旋的外侧和内侧的位置交叉的部分(第二部分5b和第二部分7b)互相交替。因此，与第一线圈导体5及第二线圈导体7不交叉的情形相比，能够减小第一线圈导体5和第二线圈导体7的线路长度之差。通过适当地设定交叉的位置，也能够使第一线圈导体5和第二线圈导体7的线路长度相等。其结果，一方面是在第一线圈导体5的第二部分5b及第二线圈导体7的第二部分7b处互相立体地交叉这样的极简易的结构，另一方面还能够使第一线圈导体5和第二线圈导体7的阻抗很容易一致。在本实施方式中，将第一线圈导体5的线路长度设定为23mm，将第二线圈导体7的线路长度设定为23mm。

可是，当在第一线圈导体5及第二线圈导体7的第二部分5b、7b处互相立体地交叉时，如上所述，第一线圈导体5及第二线圈导体7的螺旋的外侧和内侧的位置交叉的部分互相交替。在将第一线圈导体5及第二线圈导体7的第二部分5b、7b设定为奇数对(例如1对)的情况下，如图7所示，第一线圈导体5及第二线圈导体7中的一方的端部侧和另一方的端部侧是互相交替的。因此，与第一线圈导体5及第二线圈导体7相连接的端子电极的配置改变了。但是，在本实施方式中，由于将第一线圈导体5及第二线圈导体7的第二部分5b、7b设定为偶数对(2对)，所以在第一线圈导体5及第二线圈导体7中的一方的端部侧和另一方的端部侧，端子电极1的配置就没有什么不同。

在本实施方式中，具有第一引出电极11和第二引出电极13，第一线圈导体5的第二部分5b及第二线圈导体7的第二部分7b和第一引出电极11及第二引出电极13是在同一面上(第二绝缘层9上)形成的。在这样构成的情况下，可以在相同的工序中形成第一线圈导体5的第二部分5b及第二线圈导体7的第二部分7b和第一引出电极11及第二引出电极13。其结果是，能够防止共模扼流线圈阵列CA的制造工序增加。

在本实施方式中，由于第一线圈导体5的第一部分5a和第二线圈导体7的第一部分7a是在同一面上(第一绝缘层3上)形成的，所以与通过绝缘层将第一线圈导体5和第二线圈导体7进行层压构成的共模扼流线圈相比，能够进行低矮化。再者，其结果是，缩短了磁路长度，在高频区域也能够获得优异的阻抗特性。

在本实施方式中，由于第一线圈导体5的第一部分5a和第二线圈导体7的第一部分7a是在同一面上(第一绝缘层3上)形成的，所以能够在很大程度上维持第一线圈导体5和第二线圈导体7的磁耦合度。

本发明并不限于上述的实施方式。例如，虽然使第一线圈导体5和第二线圈导体7在两个部位进行立体地交叉，但并不限于此，使第一线圈导体5和第二线圈导体7在一个部位进行立体地交叉的结构也是可以的，并且，也可以是在三个以上的部位进行立体地交叉的结构。并且，使第一线圈导体5和第二线圈导体7进行立体地交叉的位置，也不限于上述实施方式中的位置。

在本实施方式中，虽然第一线圈导体5的第二部分5b及第二线圈导体7的第二部分7b是在同一面上(第二绝缘层9上)形成的，但并不限于此，在不同的面上形成也是可以的。

本发明并不限于共模扼流线圈阵列CA，也可以适用于具有一组第一线圈导体5及第二线圈导体7的共模扼流线圈、变压器等线圈部件。

Claims (5)

1.一种共模扼流线圈，在磁性体层间配置形成为螺旋状的第一及第二线圈导体，其特征在于：

所述第一及第二线圈导体包括：在同一面上互相具有规定间隔地配置的第一部分；和，互相立体地交叉的第二部分；

所述第一及第二线圈导体的第二部分设置成偶数对，且互相立体地交叉形成偶数对的立体交叉，在各偶数对的两个立体交叉的一方中，所述第一线圈导体的所述第二部分位于所述第二线圈导体的所述第二部分的上方，在另一方的立体交叉中，所述第二线圈导体的所述第二部分位于所述第一线圈导体的所述第二部分的上方；

所述第一线圈导体与所述第二线圈导体电绝缘且互相磁耦合。

2.如权利要求1所述的共模扼流线圈，其特征在于：还具有与所述第一及第二线圈导体的端部电连接的引出电极，并且使所述第一及第二线圈导体的所述第二部分之中的一方的第二部分和所述引出电极在同一面上形成。

3.如权利要求1所述的共模扼流线圈，其特征在于：所述第一及第二线圈导体，是多个并列配置的。

4.一种共模扼流线圈，在磁性体层间配置形成为螺旋状的第一及第二线圈导体，其特征在于：

所述第一及第二线圈导体，从与所述磁性体层面相垂直的方向来看，在其途中部分进行偶数次交叉，形成偶数对的交叉部分，且在各偶数对的两个交叉的一方中，所述第一线圈导***于所述第二线圈导体的上方，在另一方的交叉中，所述第二线圈导***于所述第一线圈导体的上方；

所述第一线圈导体与所述第二线圈导体电绝缘且互相磁耦合。

5.如权利要求4所述的共模扼流线圈，其特征在于：所述第一及第二线圈导体，是多个并列配置的。

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