專利名稱：共模扼流線圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及共模扼流線圈，特別地，涉及不容易受到外噪聲作用的共模扼流線圈。
背景技術(shù)：
對(duì)于共模扼流線圈已經(jīng)提出了不同的結(jié)構(gòu)。在日本未審查專利申請(qǐng)出版物No.2003-217932中提出的一個(gè)這樣的共模扼流線圈具有設(shè)置彼此相鄰但是通過(guò)絕緣層分開(kāi)的兩個(gè)螺旋線圈元件。兩個(gè)線圈元件可以磁性耦合(magnetically coupled)。

發(fā)明內(nèi)容
但是，當(dāng)此傳統(tǒng)的共模扼流線圈在共模中使用時(shí)，通過(guò)第一和第二線圈元件形成的一部分磁路出現(xiàn)在共模扼流線圈之外。結(jié)果，在共模扼流線圈之外發(fā)生磁通量泄漏，降低了來(lái)自磁場(chǎng)的阻抗(電感)，所述阻抗通過(guò)第一和第二線圈產(chǎn)生。此外，引入到第一和第二線圈元件內(nèi)的外部磁噪聲導(dǎo)致電流流動(dòng)。此電流變成信號(hào)傳輸電路中的噪聲成分。
有鑒于前述，本發(fā)明的目的是提供一種能夠防止在共模中通過(guò)線圈產(chǎn)生的阻抗(電感)的下降、并能夠防止外部磁噪聲產(chǎn)生噪聲成分的共模扼流線圈。
本發(fā)明的這個(gè)和其它目的將通過(guò)提供一種共模扼流線圈獲得，所述共模扼流線圈包括層壓結(jié)構(gòu)。所述層壓結(jié)構(gòu)具有多個(gè)絕緣層、第一線圈元件和第二線圈元件。
第一線圈元件包括第一線圈圖案和第二線圈圖案。第一線圈圖案具有兩個(gè)第一端和其間的螺旋形狀。第二線圈圖案具有兩個(gè)第二端。第二端之一連接到第一端之一，螺旋形狀以與第一線圈圖案相同的方向纏繞。
第二線圈元件設(shè)置在第一線圈元件附近，其間設(shè)置多個(gè)絕緣層之一。第二線圈元件包括第三線圈圖案和第四線圈圖案。第三線圈圖案能夠磁耦合到第一線圈圖案并具有兩個(gè)第三端，所述第三線圈圖案與第一線圈圖案在相同的方向上纏繞。第四線圈圖案能夠磁耦合到第二線圈圖案并具有兩個(gè)第四端。第四端之一連接到第三端之一，并且螺旋形狀在與第三線圈圖案相同的方向上纏繞。


在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的共模扼流線圈的透視圖；圖2是根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的共模扼流線圈的分解透視圖；圖3是顯示了共模內(nèi)優(yōu)選實(shí)施例的共模扼流線圈內(nèi)的磁通量流的說(shuō)明圖；圖4是響應(yīng)外部磁噪聲的優(yōu)選實(shí)施例的共模扼流線圈內(nèi)的電流或者電壓流的說(shuō)明圖；圖5是說(shuō)明了優(yōu)選實(shí)施例的共模扼流線圈中的第一或者第二線圈元件的形狀的變化的說(shuō)明圖；和圖6是優(yōu)選實(shí)施例的共模扼流線圈中的第一或者第二線圈元件的另外的形狀變化的說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的共模扼流線圈1將在參照?qǐng)D1-4進(jìn)行描述。圖1是共模扼流線圈1的透視圖。圖2是共模扼流線圈1的分解透視圖。如圖中所示，根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的共模扼流線圈1包括第一磁性部件2、層壓結(jié)構(gòu)3、第二磁性部件4和外電極5-8。
第一磁性部件2是板形狀并由諸如燒結(jié)鐵素體(ferrite)、合成鐵素體(包含粉末鐵素體的樹脂)等的磁性材料形成。
層壓結(jié)構(gòu)3設(shè)置在第一磁性部件2的主表面?zhèn)壬?。層壓結(jié)構(gòu)3根據(jù)重疊多個(gè)層的薄膜形成技術(shù)形成。如圖2所示，層壓結(jié)構(gòu)3包括第一絕緣層10、第一引出(lead-out)電極20、第二絕緣層30、第一線圈元件40、第三絕緣層50、第二線圈部件60、第四絕緣層70、第二引出電極80和第五絕緣層90。
第一絕緣層10設(shè)置在第一磁體2的主表面?zhèn)壬喜⒂删埘啺窐渲?polyimide resin)、環(huán)氧樹脂或者其它具有良好電、磁絕緣屬性和良好車加工屬性的樹脂材料形成。第一絕緣層10和緩第一磁體2的主表面內(nèi)的不規(guī)則性。
第一引出電極20形成在第一絕緣層10的頂部上。第一引出電極20包括第一引出部21，所述第一引出部21具有兩個(gè)第一引出端21A、21B；和第二引出部22，所述第二引出部22具有兩個(gè)第二引出端22A、22B。第一引出端21A定位在第一絕緣層10的內(nèi)側(cè)上，同時(shí)第一引出端21B從第一引出端21A引到層壓結(jié)構(gòu)3的側(cè)表面。第二引出端22A定位在第一絕緣層10的內(nèi)側(cè)上，同時(shí)第二引出端22B從第二引出端22A引到與第一引出部21相對(duì)的側(cè)面上的層壓結(jié)構(gòu)3的側(cè)表面。
第二絕緣層30設(shè)置在與第一絕緣層10相對(duì)的第一引出電極20的側(cè)面上。與第一絕緣層10相似，第二絕緣層30也由聚酰亞胺樹脂、環(huán)氧樹脂或者其它具有良好電、磁絕緣屬性和良好車加工屬性的樹脂材料形成。第二絕緣層30在分別對(duì)應(yīng)第一和第二引出端21A、22A的位置處形成有第一通孔30a和第二通孔30b。
第一線圈元件40形成在第二絕緣層30的頂部上。第一線圈元件40包括具有兩個(gè)第一線圈端41A、41B的第一線圈圖案41，和具有兩個(gè)第二線圈端42A、42B的第二線圈圖案42。第一線圈端41A通過(guò)第一通孔30a與第一引出端21A相對(duì)并連接到所述第一引出端21A。第一線圈端41B比第一線圈端41A在第二絕緣層30上更遠(yuǎn)地向內(nèi)側(cè)定位。
第二線圈端42A通過(guò)第二通孔30b與第二引出端22A相對(duì)并連接到所述第二引出端22A。第二線圈端42B在第二絕緣層30的內(nèi)側(cè)上比第二線圈端42A安置的更遠(yuǎn)并連接到第一線圈端41B。第一線圈圖案41在第一線圈端41A、41B之間形成螺旋形，同時(shí)第二線圈圖案42第二線圈端42A、42B之間也形成沿與第一線圈圖案41相同方向上纏繞的螺旋形狀。螺旋的形狀不限于大體上的圓形外觀，但是可以是方形或者由曲線和直線至少之一形成的多邊形形狀。
第一和第二線圈圖案41、42圍繞第一線圈端41B和第二線圈端42B之間的連接點(diǎn)彼此對(duì)稱。第一線圈圖案41也包括設(shè)置在與第一引出端21B相對(duì)的第二絕緣層30的側(cè)邊處的電極43和設(shè)置在與第二引出端22B相對(duì)的第二絕緣層30的側(cè)邊處的電極44。
第三絕緣層50設(shè)置在與第二絕緣層30相對(duì)的第一線圈元件40的側(cè)面上。和第一絕緣層10那樣，第三絕緣層50由聚酰亞胺樹脂、環(huán)氧樹脂或者其它具有良好電、磁絕緣屬性和良好車加工屬性的樹脂材料形成。
第二線圈元件60形成在第三絕緣層50上。第二線圈元件60形成與第一線圈元件40相似，并設(shè)置在對(duì)應(yīng)第一線圈元件40的位置的位置處。第二線圈元件60包括對(duì)應(yīng)第一線圈圖案41的第三線圈圖案61和對(duì)應(yīng)第二線圈圖案42的第四線圈圖案62。如同第一線圈圖案41，第三線圈圖案61具有兩個(gè)第三線圈端61A、61B。如同第二線圈圖案42，第四線圈圖案62具有兩個(gè)第四線圈端62A、62B。第三線圈圖案61具有與第一線圈圖案41相同的形狀，同時(shí)第四線圈圖案62具有與第二線圈圖案42相同的形狀。
由于第一線圈元件40和第二線圈元件60設(shè)置彼此相對(duì)，通過(guò)流經(jīng)線圈之一的電流產(chǎn)生的磁通量將進(jìn)入其它的線圈。因此，第一和第二線圈元件40、60被安置，這樣它們被磁耦合。第二線圈元件60也包括設(shè)置在與電極43相對(duì)的第三絕緣層50的側(cè)邊上、但是沒(méi)有與電極43重疊的位置處的電極63和設(shè)置在與電極44相對(duì)的第三絕緣層50的側(cè)邊上但是不與電極44重疊的位置處的電極64。
第四絕緣層70設(shè)置在與第三絕緣層50相對(duì)的第二線圈元件60的側(cè)面上。如同第一絕緣層10，第四絕緣層70由聚酰亞胺樹脂、環(huán)氧樹脂或者其它具有良好電、磁絕緣屬性和良好車加工屬性的樹脂材料形成。第四絕緣層70在對(duì)應(yīng)第三絕緣層50上的第三線圈端61B和第四線圈端62B的位置處形成有第三通孔70a和第四通孔70b。
第二引出電極80包括具有兩個(gè)第三引出端81A、81B的第三引出部81和具有兩個(gè)第四引出端82A、82B的第四引出部82。第三引出端81A與第三線圈端61A相對(duì)并通過(guò)第三通孔70a連接到第三線圈端61A。第三引出端81B從第三引出端81A引出到在與電極63相對(duì)的位置處的層壓結(jié)構(gòu)3的側(cè)表面。
第四引出端82A通過(guò)第四通孔70b與第四線圈端62A相對(duì)并連接到第四線圈端62A。第四引出端82B從第四引出端82A引出到在與電極64相對(duì)的位置處的層壓結(jié)構(gòu)3的側(cè)表面。
第五絕緣層90設(shè)置在與第四絕緣層70相對(duì)的第二引出電極80的側(cè)面上。如同第一絕緣層10，第五絕緣層90由聚酰亞胺樹脂、環(huán)氧樹脂或者其它具有良好電、磁絕緣屬性和良好車加工屬性的樹脂材料形成。第二磁性部件4設(shè)置在與第二引出電極80相對(duì)的第五絕緣層90的側(cè)面上。第二磁性部件4是板狀形狀的，并由諸如燒結(jié)鐵素體、合成鐵素體等的磁性材料形成。
外電極5、6橫過(guò)疊置的第一磁性部件2、層壓結(jié)構(gòu)3和第二磁性部件4的外表面形成。外電極5連接到第二引出端22B和電極44。因此，第二引出端22B和電極44通過(guò)外電極5電學(xué)連接。外電極6連接到第四引出端82B和電極64。因此，第四引出端82B和電極64通過(guò)外電極6電學(xué)連接。
在與外電極5、6相對(duì)的位置處，剩余的外電極7、8形成在疊置的第一磁性部件2、層壓結(jié)構(gòu)3和第二磁性部件4的相對(duì)外表面內(nèi)。外電極7連接到第一引出端21B和電極43。因此，第一引出端21B和電極43通過(guò)外電極7電學(xué)連接。外電極8連接到第三引出端81B和電極63。因此，第三引出端81B和電極63通過(guò)外電極8電學(xué)連接。
具有此結(jié)構(gòu)的共模扼流線圈1并入使用差分傳輸(differentialtransmission)方法的信號(hào)傳輸電路。作為一個(gè)示例，外電極5、6可以連接到輸入側(cè)，外電極7、8連接到輸出側(cè)。共模扼流線圈1使用作為對(duì)于信號(hào)的差分模式。在差分模式(differential mode)中，信號(hào)在相反的方向上輸入到第一和第二線圈元件40、60內(nèi)，這樣在第一和第二線圈元件40、60內(nèi)產(chǎn)生在不同方向上流動(dòng)的磁通量。因?yàn)?，第一線圈圖案41和第三線圈圖案61大體上相同地成形，并設(shè)置彼此相對(duì)，通過(guò)兩個(gè)產(chǎn)生的磁通量具有大體上相同的強(qiáng)度，相互抵消(cancel out)，這樣幾乎不保留磁通量。對(duì)于在第二線圈圖案42和第四線圈圖案62內(nèi)產(chǎn)生的磁通量發(fā)生相同的情況。因此，通過(guò)第一線圈元件40和第二線圈元件60產(chǎn)生的磁場(chǎng)幾乎不產(chǎn)生阻抗(電感)，這樣信號(hào)幾乎沒(méi)有衰減地輸出。
但是，共模扼流線圈1用作用于共模信號(hào)45、65的共模，如圖3所示。在共模中，共模信號(hào)45、65在第一和第二線圈元件40、60內(nèi)的相同的方向上產(chǎn)生。共模信號(hào)45在第一和第二線圈圖案41、42內(nèi)彼此相對(duì)的方向上產(chǎn)生磁通量46、47。相似地，共模信號(hào)65在第三和第四線圈圖案61、62內(nèi)彼此相對(duì)的方向上產(chǎn)生磁通量66、67。
這些在兩個(gè)相鄰的線圈圖案內(nèi)相對(duì)的方向上產(chǎn)生的磁通量用于彼此強(qiáng)化，大體上形成閉合的磁路。在這種情況下，通過(guò)第一和第二線圈元件40、60產(chǎn)生的磁場(chǎng)增加阻抗，這樣輸出非常小的共模信號(hào)45、65。這樣，共模扼流線圈1可以只被噪聲衰減。
此外，由于可以形成大體上閉合的磁路，不需要將包含鐵素體的樹脂引入到線圈圖案的中心以防止磁通量逃逸。因此，不需要在絕緣層內(nèi)形成孔用于插入包含鐵素體的樹脂，由此讓用于共模扼流線圈1的制造過(guò)程更簡(jiǎn)單和便宜。此外，通過(guò)在層壓方向上在層壓結(jié)構(gòu)3的兩端上提供第一磁性部件2和第二磁性部件4，就可以更加接近一個(gè)閉合的磁路，由此進(jìn)一步提高如上所述的效果。
根據(jù)楞次定律，如果外磁噪聲48進(jìn)入第一和第二線圈圖案41、42，如圖4所示，電流在通過(guò)箭頭49A指示的方向上流經(jīng)第一線圈圖案41，同時(shí)另外的電流在通過(guò)箭頭49B指示的方向上流經(jīng)第二線圈圖案42。由于第一和第二線圈圖案41、42圍繞所述連接點(diǎn)彼此對(duì)稱，流經(jīng)第一和第二線圈圖案41、42的電流近似相同，因此，彼此抵消，幾乎不留下殘余電流。因此，此結(jié)構(gòu)有效地防止噪聲在信號(hào)傳輸電路中產(chǎn)生。
盡管根據(jù)本發(fā)明的共模扼流線圈參照特定的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但是普通技術(shù)人員可以了解，在不背離本發(fā)明的精神的情況下可以進(jìn)行多種修改，所述發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求書限定。例如，第一線圈元件40或者第二線圈元件60的形狀不限于優(yōu)選實(shí)施例中描述的形狀，但是可以修改為具有如圖5所示的形狀的第一線圈元件140或者第二線圈元件160。此外，第一線圈元件40或者第二線圈元件60的形狀不需要圍繞一個(gè)點(diǎn)對(duì)稱，而是可以非對(duì)稱，如圖6中所示的第一線圈元件240或者第二線圈元件260。
此外，盡管第一線圈圖案41和第三線圈圖案61在優(yōu)選實(shí)施例中設(shè)置彼此相對(duì)，這些部件不需要設(shè)置彼此相對(duì)，只要它們是磁耦合的。相似地，第二線圈圖案42和第四線圈圖案62不需要彼此相對(duì)定位。
權(quán)利要求
1.一種共模扼流線圈，包括層壓結(jié)構(gòu)，所述層壓結(jié)構(gòu)包括多個(gè)絕緣層、第一線圈元件和第二線圈元件；第一線圈元件包括第一線圈圖案和第二線圈圖案，所述第一線圈圖案具有兩個(gè)第一端和所述兩個(gè)第一端之間的螺旋形狀，所述第二線圈圖案具有兩個(gè)第二端和螺旋形狀，所述第二端之一連接到所述第一端之一，所述螺旋形狀以與第一線圈圖案相同的方向纏繞；和第二線圈元件設(shè)置在第一線圈元件附近，其間設(shè)置多個(gè)絕緣層之一，第二線圈元件包括第三線圈圖案和第四線圈圖案，所述第三線圈圖案能夠磁耦合到第一線圈圖案并具有兩個(gè)第三端，所述第三線圈圖案與第一線圈圖案在相同的方向上纏繞，所述第四線圈圖案能夠磁耦合到第二線圈圖案并具有兩個(gè)第四端，所述第四端之一連接到所述第三端之一，并且螺旋形狀在與第三線圈圖案相同的方向上纏繞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共模扼流線圈，其中，第一線圈圖案和第二線圈圖案圍繞所述第一端之一與所述第二端之一連接的連接點(diǎn)對(duì)稱；和所述第三線圈圖案和所述第四線圈圖案圍繞所述第三端之一與所述第四端之一連接的中心點(diǎn)對(duì)稱。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的共模扼流線圈，其中，第一線圈圖案被成形大體上與第三線圈圖案相同，和所述第二線圈圖案被成形大體上與第四線圈圖案相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的共模扼流線圈，其中，所述第一線圈圖案設(shè)置與第三線圈圖案相對(duì)，所述第二線圈圖案設(shè)置與所述第四線圈圖案相對(duì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共模扼流線圈，還包括形成在層壓結(jié)構(gòu)的側(cè)表面上的第一、第二、第三和第四外電極；第一磁性部件，所述第一磁性部件設(shè)置在垂直于層壓方向的層壓結(jié)構(gòu)的表面上；第二磁性部件，所述第二磁性部件設(shè)置在垂直于層壓方向的層壓結(jié)構(gòu)的另外的表面上；第一和第二引出部，所述第一和第二引出部在與第二線圈元件相對(duì)的第一線圈元件的側(cè)面上設(shè)置在彼此相鄰的絕緣層的兩個(gè)之間；和第三和第四引出部，所述第三和第四引出部在與第一線圈元件相對(duì)的第二線圈元件的側(cè)面上設(shè)置在彼此相鄰的絕緣層的兩個(gè)之間；其中設(shè)置在第一和第二線圈圖案以及第一和第二引出部之間的絕緣層具有形成通過(guò)其中的第一通孔和第二通孔；設(shè)置在第三和第四線圈圖案以及第三和第四引出部之間的絕緣層具有形成通過(guò)其中的第三通孔和第四通孔；第一引出部的一端引出到層壓結(jié)構(gòu)的形成第一外電極的側(cè)表面，并連接到第一外電極，同時(shí)第一引出部的另外的一端通過(guò)形成在第一端之一和第一引出部之間的絕緣層內(nèi)的第一通孔連接到第一端之一；第二引出部的一端引出到層壓結(jié)構(gòu)的形成第二外電極的側(cè)表面，并連接到第二外電極，同時(shí)第二引出部的另外的一端通過(guò)形成在所述第二端之一和第二引出部之間的絕緣層內(nèi)的第二通孔連接到第二端之一；第三引出部的一端引出到層壓結(jié)構(gòu)的形成第三外電極的側(cè)表面，并連接到第三外電極，同時(shí)第三引出部的另外的一端通過(guò)形成在第三端之一和第三引出部之間的絕緣層內(nèi)的第三通孔連接到第三端之一；和第四引出部的一端引出到層壓結(jié)構(gòu)的形成第四外電極的側(cè)表面，并連接到第四外電極，同時(shí)第四引出部的另外的一端通過(guò)形成在第四端之一和第四引出部之間的絕緣層內(nèi)的第四通孔連接到第四端之一。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共模扼流線圈，其中，第一、第二、第三和第四螺旋圖案的螺旋形狀由曲線和直線至少之一形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的共模扼流線圈，其中，第一、第二、第三和第四線圈圖案的螺旋形狀基本是圓形外觀。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的共模扼流線圈，其中，其中第一、第二、第三和第四線圈圖案的螺旋形狀是方形形狀。
全文摘要
一種共模扼流線圈，具有第一線圈元件和第二線圈元件。第一線圈元件由第一線圈圖案和第二線圈圖案配置。各第一和第二線圈圖案具有兩端，并在其間是螺旋形。兩個(gè)圖案的螺旋在相同的方向上纏繞。第二線圈元件具有與第一線圈圖案同樣的形狀，并包括對(duì)應(yīng)第一線圈圖案的第三線圈圖案和對(duì)應(yīng)第二線圈圖案的第四線圈圖案。
文檔編號(hào)H01F27/28GK1841579SQ200610071909
公開(kāi)日2006年10月4日 申請(qǐng)日期2006年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月31日
發(fā)明者友成壽緒, 伊藤知一, 黑島敏浩 申請(qǐng)人:Tdk股份有限公司