共模扼流圈及高頻電子器件的制作方法
【專利說明】共模扼流圈及高頻電子器件
[0001]本實用新型申請是國際申請?zhí)枮镻CT/JP2012/078122，國際申請日為2012年10月31日，進入中國國家階段的申請?zhí)枮?01290000944.3，名稱為“共模扼流圈及高頻電子器件”的實用新型專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本實用新型涉及共模扼流圈及具備該線圈的高頻電子器件。
【背景技術(shù)】
[0003]一直以來，USB (Universal Serial Bus:通用串行總線)、HDMI (High Definit1nMultimedia Interface:高清多媒體接口 )等高速接口使用由一對信號線路傳輸相位相差180°的信號的差動傳輸方式。由于差動傳輸方式利用平衡線路使福射噪聲、外來噪聲相互抵消，因此不易受這些噪聲的影響。然而，在高速接口用的信號線路中，實際上會因信號線路的不對稱性而產(chǎn)生共模噪聲電流。因此，使用用于抑制這種共模噪聲的共模扼流圈。
[0004]共模扼流圈通常如專利文獻1、2所記載的那樣，采用具有同向卷繞的2個線圈(初級線圈、次級線圈)的小型層疊式芯片元器件的結(jié)構(gòu)。初級線圈和次級線圈在層疊坯體的內(nèi)部沿著層疊方向?qū)ΨQ地并排設(shè)置。
[0005]然而，這樣的共模扼流圈由于初級線圈和次級線圈在層疊方向上重疊配置，因此由于制造工藝上的問題(線圈的位置偏差、層疊偏差等)、或結(jié)構(gòu)上的問題(當安裝到印刷布線板上時，各線圈與印刷布線板的接地之間的耦合量不相同)，對稱性會被破壞。若初級線圈和次級線圈的對稱性破壞，則會導致去除共模噪聲的能力下降。
[0006]另一方面，現(xiàn)有的共模扼流圈多使用磁性體作為層疊坯體，但由于磁性體具有較大的頻率特性，因此特別是高頻帶中正常模式信號的損耗容易變大。而且，在初級線圈和次級線圈之間無法得到足夠的耦合值的情況下，正常模式信號的損耗也容易變大。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0008]專利文獻
[0009]專利文獻1:日本專利特開2003-068528號公報
[0010]專利文獻2:日本專利特開2008-098625號公報【實用新型內(nèi)容】
[0011]實用新型所要解決的技術(shù)問題
[0012]本實用新型的目的在于提供一種正常模式信號的損耗較小、且高頻帶中共模噪聲的去除能力較高的共模扼流圈及高頻電子器件。
[0013]解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0014]本實用新型的第一方式的共模扼流圈具備初級線圈和次級線圈，其特征在于，
[0015]所述初級線圈包括:第Ia線圈圖案，該第Ia線圈圖案與第I輸入輸出端子相連接；以及第Ib線圈圖案，該第Ib線圈圖案與該第Ia線圈圖案串聯(lián)連接，且與第3輸入輸出端子相連接，
[0016]所述次級線圈包括:第2a線圈圖案，該第2a線圈圖案與第2輸入輸出端子相連接；以及第2b線圈圖案，該第2b線圈圖案與該第2a線圈圖案串聯(lián)連接，且與第4輸入輸出端子相連接，
[0017]所述第Ia線圈圖案和所述第2a線圈圖案在一個平面上作為平行線路、在第I卷繞軸的周圍卷繞成環(huán)狀，
[0018]所述第Ib線圈圖案和所述第2b線圈圖案在所述一個平面上，以與所述第Ia線圈圖案和所述第2a線圈圖案相鄰的方式，作為平行線路在與所述第I卷繞軸不同的第2卷繞軸的周圍卷繞成環(huán)狀，
[0019]所述第Ia線圈圖案、所述第Ib線圈圖案、所述第2a線圈圖案以及所述第2b線圈圖案通過將分別設(shè)置于多個基材層的線圈圖案進行層間連接而構(gòu)成為層疊式線圈，
[0020]所述第Ia線圈圖案與所述第Ib線圈圖案在所述基材層的最上層串聯(lián)連接，所述第2a線圈圖案與所述第2b線圈圖案在所述基材層的最上層串聯(lián)連接，
[0021]在從所述多個基材層的層疊方向俯視時，將關(guān)于所述第I卷繞軸與所述第2卷繞軸的平分線的一側(cè)區(qū)域設(shè)為第I區(qū)域，將另一側(cè)區(qū)域作為第2區(qū)域的情況下，所述第Ia線圈圖案及所述第2a線圈圖案配置在所述第I區(qū)域，所述第Ib線圈圖案及所述第2b線圈圖案配置在所述第2區(qū)域，
[0022]所述第I輸入輸出端子和所述第2輸入輸出端子配置在所述基材層的最下層即安裝面的所述第I區(qū)域，所述第3輸入輸出端子和所述第4輸入輸出端子配置在所述安裝面的所述第2區(qū)域。
[0023]本實用新型的第二方式的高頻電子器件的特征在于，具備所述第一方式的共模扼流圈。
[0024]在所述共模扼流圈中，第Ia線圈圖案和第2a線圈圖案在一個平面上作為平行線路、在第I卷繞軸的周圍卷繞成環(huán)狀，第Ib線圈圖案和第2b線圈圖案在所述一個平面上，以與第Ia線圈圖案和第2a線圈圖案相鄰的方式，作為平行線路在與第I卷繞軸不同的第2卷繞軸的周圍卷繞成環(huán)狀，因此對稱性不易被破壞。即，制造工藝中不易發(fā)生線圈圖案的位置偏差、層疊偏差，而且在安裝到印刷基板上時各線圈與接地之間的耦合量也不易產(chǎn)生偏差。另外，通過采用這種結(jié)構(gòu)，能夠提高初級線圈和次級線圈之間的耦合度，在共模下能夠得到較大的電感值，從而增大阻抗。另一方面，由于正常模式下的電感值可以視作很小，因此，其阻抗可以視作很小。因而，正常模式信號的損耗較小，提高了高頻帶中共模噪聲的去除能力。
[0025]實用新型效果
[0026]根據(jù)本實用新型，能夠得到一種正常模式信號的損耗較小、且高頻帶中共模噪聲的去除能力較高的共模扼流圈。
【附圖說明】
[0027]圖1是表示一實施例的共模扼流圈的等效電路圖。
[0028]圖2(A)和圖2(B)是表示所述共模扼流圈的層疊結(jié)構(gòu)的俯視圖，其中圖2 (A)表示最底層，圖2(B)表示倒數(shù)第I層。
[0029]圖3(A)和圖3(B)是表示所述共模扼流圈的層疊結(jié)構(gòu)的俯視圖，其中圖3 (A)表示倒數(shù)第2層，圖3 (B)表示倒數(shù)第3層。
[0030]圖4是表示所述共模扼流圈的層疊結(jié)構(gòu)的俯視圖，示出了倒數(shù)第4層(最上層)。
[0031]圖5是所述共模扼流圈的制造工藝的說明圖，在層疊體的長邊方向中央部截取剖面。
[0032]圖6是示意性地表示所述共模扼流圈的層疊結(jié)構(gòu)的說明圖。
[0033]圖7是表示所述共模扼流圈中產(chǎn)生的線間電容的說明圖。
[0034]圖8是表示所述共模扼流圈的特性的曲線圖。
[0035]圖9是表示所述共模扼流圈的特性的史密斯圓圖。
【具體實施方式】
[0036]下面，參照附圖，對本實用新型所涉及的共模扼流圈及高頻電子器件的實施例進行說明。另外，各圖中，對公共的元器件、部分標注相同標號，并省略重復(fù)說明。
[0037]一實施例的共模扼流圈10如作為等效電路的圖1所示，具備彼此通過電磁場耦合的初級線圈LI和次級線圈L2。初級線圈LI包括線圈圖案Lla和與該線圈圖案Lla串聯(lián)連接的線圈圖案Llb，次級線圈L2包括線圈圖案L2a和與該線圈圖案L2a串聯(lián)連接的線圈圖案 L2b0
[0038]線圈圖案Lla、L2a、Llb、L2b如圖2 (B)、圖3 (A)、圖3 (B)、圖4所示，分別設(shè)置為跨過基材層15?18這4層，并通過通孔導體進行層間連接，由此形成層疊式線圈的結(jié)構(gòu)。詳細而言，線圈圖案Lla和線圈圖案L2a在各基材層15?18的面上的區(qū)域Xl中作為平行線路同軸地卷繞成環(huán)狀(平面雙股)，線圈圖案Llb和線圈圖案L2b在各基材層15?18的面上的區(qū)域X2中和線圈圖案Lla、L2a相鄰，且作為平行線路同軸地卷繞成環(huán)狀(平面雙股)。即，線圈圖案Lla、L2a的卷繞軸沿著層疊方向延伸，且基本重合。線圈圖案Llb、L2b的卷繞軸沿著層疊方向延伸，且基本重合。
[0039]關(guān)于層間連接，最上層的線圈圖案Lla、L2a的各端部21a、22a與第三層的線圈圖案Lla、L2a的各端部通過通孔導體31a、32a連接，最上層的線圈圖案Lib、L2b的各端部21b、22b與第三層的線圈圖案Llb、L2b的各端部通過通孔導體31b、32b連接。并且，第三層的線圈圖案Lla、L2a的各端部23a、24a與第二層的線圈圖案Lla、L2a的各端部通過通孔導體33a、34a連接，第三層的線圈圖案Llb、L2b的各端部23b、24b與第二層的線圈圖案Llb、L2b的各端部通過通孔導體33b、34b連接。
[0040]并且，第二層的線圈圖案Lla、L2a的各端部25a、26a與第一層的線圈圖案Lla、L2a的各端部通過通孔導體35a、36a連接，第二層的線圈圖案Llb、L2b的各端部25b、26b與第一層的線圈圖案Llb、L2b的各端部通過通孔導體35b、36b連接。并且，第一層的線圈圖案Lla、L2a的各端部27a、28a與最底層(基材層15的背面?zhèn)?的高電位側(cè)輸入電極Pl及低電位側(cè)輸入電極P2分別通過通孔導體37a、38a連接，第一層的線圈圖案Llb、L2b的各端部27b,28b與最底層(基材層15的背面?zhèn)?的高電位側(cè)輸出電極P3及低電位側(cè)輸出電極P4分別通過通孔導體37b、38b連接。電極P1、P2為平衡輸入端子，電極P3、P4為平衡輸出端子。
[0041]而且，如圖4所示，在最上層即基材層18上，線圈圖案Lla和線圈圖案Llb串聯(lián)連接，線圈圖案L2a和線圈圖案L2b串聯(lián)連接。另外，形成在各基材層15?18上的線圈圖案Lla、L2a、Llb、L2b配置為在俯視時不與形成在與其上下相鄰的基材層上的線圈圖案重疊。
[0042]形成在區(qū)域Xl中的線圈圖案Lla及線圈圖案L2a所構(gòu)成的環(huán)形圖案、與形成在區(qū)域X2中的線圈圖案Llb及線圈圖案L2b所構(gòu)成的環(huán)形圖案以沿著長邊方向分隔開基材層15?18的線a為中心大致呈線對稱。
[0043]另外，在第一層即基材層15上，形成有靜電保護電路，該靜電保護電路包含有由多對放電電極41a、41b、42a、42b構(gòu)成的放電間隙El?E4。放電間隙El?E4的間隙約為5μπι。該靜電保護電路如圖2(B)所示，在俯視時，配置為包圍線圈圖案Lla、L2a、Llb、L2b，且通過通孔導體39與接地電極GND1、GND2 (參照圖2 (A))連接。
[0044]這里，參照圖5來說明初級線圈LI和次級線圈L2采用層疊式線圈結(jié)構(gòu)的制造工藝?；膶?