CN101667483A

CN101667483A - 磁性元件

Info

Publication number: CN101667483A
Application number: CN200810213772A
Authority: CN
Inventors: 李政鸿; 张志宏; 黄逸鸿
Original assignee: Delta Optoelectronics Inc
Current assignee: Delta Electronics Inc; Delta Optoelectronics Inc
Priority date: 2008-09-04
Filing date: 2008-09-04
Publication date: 2010-03-10

Abstract

本发明提供一种磁性元件，其包括二线圈组，每一线圈组包括一第一线圈，具有多个第一金属线段；一第二线圈，具有多个第二金属线段；以及至少一导电柱，连接在该第一线圈和该第二线圈之间。该磁性元件还包括一封装体，包覆该二线圈组在其内。

Description

磁性元件

技术领域

本发明关于一种磁性元件，特别是关于一种可消除共模噪声的滤波器。

背景技术

近年来电力电子电路的应用愈见广泛，而此类电路通常是操作于高频切换，因此容易产生电磁干扰(Electro Magnetic Interference，EMI)。这些高频噪声会借由电磁辐射或电源线传导，而干扰其他电器设备的正常工作。其中传导型电磁干扰依据噪声电流传递路径的不同，可区分为差模(DifferentialMode，DM)噪声及共模(Common Mode，CM)噪声。

为了有效消除电磁干扰，通常依据需要消除的噪声种类，而在电子装置中装设对应的滤波器。例如为了消除共模噪声，则可在电子装置中设置具有消除共模噪声的滤波器，该滤波器由多层独立的金属线圈层与多层独立的绝缘层所堆叠而成。然而，滤波器的特性优劣(例如频宽或感值)与金属线圈层的布线设计息息相关。目前所使用的滤波器的频宽或感值均因空间上的限制而严重受限。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种具有较大频宽且有效消除噪声的磁性元件。

为实现上述目的，本发明提供一种磁性元件，其包括二线圈组，每一线圈组包括一第一线圈，具有多个第一金属线段；一第二线圈，具有多个第二金属线段；以及至少一导电柱，连接在该第一线圈和该第二线圈之间；以及一封装体，包覆该至少二线圈组在其内。

该第一线圈与该第二线圈在一投影方向呈螺旋状分布。该多个第一金属线段或该多个第二金属线段在另一投影方向上对位在同一平面上。

优选地，该多个第一金属线段及部分的该多个第二金属线段在该投影方向为重叠。或者，该多个第一金属线段与该多个第二金属线段在该投影方向为完全重叠。又或者，该多个第一金属线段与该多个第二金属线段在该投影方向为完全不重叠。该多个第一金属线段与该多个第二金属线段亦可在该投影方向为部分重叠，部分不重叠。

优选地，该第一和第二线圈的厚度分别介于9微米至11微米之间。而该金属线段之间的间距为30～60微米，该金属线段的宽度约为10～15微米。

此外，该封装体还包括一第一磁性基板；一第二磁性基板，与该第一磁性基板相对而设；以及一中间层，位于该第一磁性基板和该第二磁性基板之间，其中该至少二线圈组设置在该中间层。

该中间层包括至少一介电层或绝缘层，具有至少一贯穿孔，且一磁性材料填充在该贯穿孔或是该磁性元件的侧边区域。该磁性材料包括一磁性粉末和一树脂。

或者，该中间层包括单一或多层介电层或绝缘层，其中该每一介电层或绝缘层的厚度介于4微米至20微米之间。

该二线圈组与该第一磁性基板或该第二磁性基板之间以一绝缘层或介电层分隔。

该磁性元件还包括一第一电极，与该多个第一金属线段其中之一电性连接；以及一第二电极，与该多个第二金属线段其中之一电性连接。该第一电极与该第二电极自与该金属线段连接的一端所延伸而出的方向为相反或是同一方向。该第二电极与位于该第二线圈内侧的其中之一第二金属线段电性连接。

此外，该磁性元件还包括多个外部电极，与该第一和第二电极形成电连接。该外部电极以一溅镀和一电镀方式形成。

该二线圈组之间以一绝缘层或介电层分隔。

优选地，该磁性元件为一消除共模噪声的滤波器。

为实现上述目的，本发明提供一种磁性元件，其包括一第一线圈，具有多个第一金属线段；一第二线圈，具有多个第二金属线段；以及至少一导电柱，连接在该第一线圈和该第二线圈之间，其中该第一线圈和该第二线圈呈螺旋状分布，该多个第一和第二金属线段在一投影方向上为部分重叠、完全重叠或完全不重叠。

附图说明

图1A为本发明的磁性元件的其中一种线圈组布线示意图。

图1B为图1A中第一线圈的布线示意图。

图1C为连接第一线圈和第二线圈的导电柱的配置示意图。

图1D为图1A中第二线圈的布线示意图。

图2A为本发明的磁性元件的另一种线圈组布线示意图。

图2B为图2A中第一线圈的布线示意图。

图2C为连接第一线圈和第二线圈的导电柱的配置示意图。

图2D为图2A中第二线圈的布线示意图，

图3A为本发明的磁性元件的再另一种线圈组布线示意图。

图3B为图3A中第一线圈的布线示意图。

图3C为连接第一线圈和第二线圈的导电柱的配置示意图。

图3D为图3A中第二线圈的布线示意图。

图4A为本发明的磁性元件的立体图。

图4B为本发明的磁性元件的剖面示意图。

主要元件符号说明

4：磁性元件 40a，40b：线圈组

101，201，301：第一线圈 41：第一磁性基板

102，202，302：第二线圈 42：第二磁性基板

103，203，303，431：介电层或绝缘层

44：外部电极

112、113、212、213、312、313：电极

314：侧边区域

43：中间层

L11～L18、L31～L33、L51～L55：第一金属线段

L21～L28、L41～L44、L61～L66：第二金属线段

h11、h12、h13、h21、h31：导电柱

H：贯穿孔

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依据本发明的各种实施例的磁性元件。

请同时参照图1A至图1D所示，图1A为本发明的磁性元件的其中一种线圈组布线示意图，本发明的磁性元件包括两线圈组，每一线圈组即如图1A所示的结构，其由一第一线圈101和一第二线圈102所组成。图1B为图1A中第一线圈的布线示意图，图1D为图1A中第二线圈的布线示意图，图1C为连接第一线圈和第二线圈的导电柱的配置示意图。

该第一线圈101具有多个第一金属线段L11～L18，该第二线圈102具有多个第二金属线段L21～L28。当然，可依据实际需求增减该第一金属线段以及该第二金属线段的个数。

以下，将详细说明所述第一金属线段L11～L18以及所述第二金属线段L21～L28的连接方式。该第一金属线段L11经由导电柱h11与该第二金属线段L21的一端电性连接。该第二金属线段L21的另一端经由导电柱h12与该第一金属线段L16的一端电性连接，该第一金属线段L16的另一端经由导电柱h13与该第二金属线段L22的一端电性连接，以此类推，使得该线圈组成螺旋状布线。

如图1A至图1D所示，该第一线圈101的所述第一金属线段L11～L18与该第二线圈102的所述第二金属线段L21～L28在一垂直投影方向上构成螺旋状分布。另外，在水平投影方向，所述第一金属线段L11～L18以及所述第二金属线段L21～L28分别为对位在同一平面上。

如图1B和图1D所示，该磁性元件还包括一第一电极112以及一第二电极113。该第一电极112与所述第一金属线段L11～L18的其中之一电性连接，在此，该第一电极112与该第一金属线段L11电性连接。该第二电极113与位于该第二线圈102内侧的所述第二金属线段L21～L28的其中之一电性连接。在此，内侧是指靠近该第二线圈102的中央，亦即该第二电极113与该第二金属线段L25电性连接。而该第一电极112自连接在该第一金属线段的一端所延伸而出的方向与该第二电极113的方向相反。

该磁性元件还包括一封装体，以包覆该线圈组在其内，该封装体包括一第一磁性基板、一第二磁性基板以及一介于第一磁性基板和第二磁性基板之间的中间层，本发明磁性元件的两线圈组则分布于该中间层。该中间层可包括单一或多层介电层或绝缘层103，将该两线圈组分隔。该两线圈组与该第一磁性基板或第二磁性基板之间亦以介电层相隔。每一介电层或绝缘层的厚度可介于4微米至20微米之间，而该第一线圈以及该第二线圈的厚度分别介于9微米至11微米之间。金属线段之间的间距约为30～60微米，每一金属线段的宽度约为10～15微米。当然，上述的数值可依实际需要作调整。而该导电柱可借由形成在介电层中的导电孔填充一导电材料在其内所形成。

另请同时参照图2A至图2D所示，图2A为本发明的磁性元件的另一种线圈组布线示意图，图2B为图2A中第一线圈的布线示意图，图2D为图2A中第二线圈的布线示意图，图2C为连接第一线圈和第二线圈的导电柱的配置示意图。此实施例与上述实施例的结构大致相同，相同部分不再赘述。其差异在于垂直投影方向上，此实施例中第一线圈的所述第一金属线段L31～L33与第二线圈的所述第二金属线段L41～L43完全重叠。该第一电极212自连接在该第一金属线段的一端所延伸而出的方向与该第二电极213的方向相同。

再请同时参照图3A至图3D所示，图3A为本发明的磁性元件的再另一种线圈组布线示意图，图3B为图3A中第一线圈的布线示意图，图3D为图3A中第二线圈的布线示意图，图3C为连接第一线圈和第二线圈的导电柱的配置示意图。此实施例与上述两实施例的结构大致相同，相同部分不再赘述。在此实施例中，在垂直投影方向上，第一线圈的所述第一金属线段L51～L55与第二线圈的所述第二金属线段L61～L66部分重叠，部分不重叠。

另外，在本实施例中，该磁性元件还包括一磁性材料，填充在第3B～3D图中所示的该贯穿孔H以及侧边区域314，借以提高该磁性元件的电感值。该磁性材料包括磁性粉末和树脂。

该第一电极312与该第二金属线段L61电性连接，该第二电极313与该第二金属线段L66电性连接，该第一电极312与第二电极313自与金属线段连接的一端所延伸而出的方向为相反方向。

最后，请参照第4A和4B图所示，其分别为本发明的磁性元件的立体图和剖面示意图。该磁性元件4包括两线圈组以及包覆该两线圈组的封装体，该封装体包括一第一磁性基板41、一第二磁性基板42、一中间层(intermediatelayer)43以及多个外部电极44。选择上述实施例的线圈组并设置在该中间层而构成二线圈组40a，40b。该二线圈组40a，40b之间以绝缘层或介电层431作分隔，该二线圈组40a，40b与第一磁性基板41和第二磁性基板42之间亦以绝缘层或介电层分隔。该二线圈组40a，40b的第一和第二电极分别与四个外部电极44形成电连接，该外部电极44以溅镀和电镀方式形成。

综上所述，本发明的磁性元件借由呈螺旋状分布的第一线圈以及第二线圈，且彼此以导电柱相连接，使得第一线圈和第二线圈在垂直投影方向的布线呈现上下完全重叠、部分重叠或完全不重叠。因此，本发明的磁性元件不仅所占体积大幅减少，而且具有较大的频宽或电感值。此外，本发明的磁性元件亦可作为滤波器，以有效消除共模噪声。

以上所述仅为举例，而非为限制。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包括在本发明中。

Claims

1、一种磁性元件，包括：

二线圈组，每一线圈组包括：

一第一线圈，具有多个第一金属线段；

一第二线圈，具有多个第二金属线段；以及

至少一导电柱，连接在该第一线圈和该第二线圈之间；以及

一封装体，包覆该二线圈组在其内。

2、根据权利要求1所述的磁性元件，其中该第一线圈与该第二线圈在一投影方向呈螺旋状分布。

3、根据权利要求1或2所述的磁性元件，其中该多个第一金属线段与该多个第二金属线段在该投影方向为完全重叠、完全不重叠、或者为部分重叠且部分不重叠。

4、根据权利要求1所述的磁性元件，其中该封装体还包括：

一第一磁性基板；

一第二磁性基板，与该第一磁性基板相对而设；以及

一中间层，位于该第一磁性基板和该第二磁性基板之间，其中该二线圈组设置在该中间层。

5、根据权利要求1所述的磁性元件，其为一消除共模噪声的滤波器。

6、一种磁性元件，包括：

一第一线圈，具有多个第一金属线段；

一第二线圈，具有多个第二金属线段；以及

至少一导电柱，连接在该第一线圈和该第二线圈之间，其中该第一线圈和该第二线圈呈螺旋状分布，该多个第一和第二金属线段在一投影方向上为部分重叠、完全重叠或完全不重叠。

7、根据权利要求1或6所述的磁性元件，其中该第一和第二线圈之间以一绝缘层或介电层分隔。

8、根据权利要求7所述的磁性元件，其中该介电层或绝缘层具有至少一贯穿孔，且一磁性材料填充在该贯穿孔中。

9、根据权利要求8所述的磁性元件，其中该磁性材料包括一磁性粉末和一树脂。

10、根据权利要求1或6所述的磁性元件，其中该多个第一金属线段或该多个第二金属线段在另一投影方向上对位在同一平面上。

11、根据权利要求1或6所述的磁性元件，其中该第一和第二线圈的厚度介于9微米至11微米之间。

12、根据权利要求1或6所述的磁性元件，其中该金属线段之间的间距为30～60微米，该金属线段的宽度为10～15微米。

13、根据权利要求6所述的磁性元件，其还包括：

一第一磁性基板；

一第二磁性基板，与该第一磁性基板相对而设；以及

一中间层，位于该第一磁性基板和该第二磁性基板之间，其中该第一和第二线圈设置在该中间层。

14、根据权利要求4或13所述的磁性元件，其中该中间层包括单一或多层介电层或绝缘层。

15、根据权利要求14所述的磁性元件，其中该每一介电层或绝缘层的厚度介于4微米至20微米之间。

16、根据权利要求1或6所述的磁性元件，其还包括一第一电极，与该多个第一金属线段其中之一电性连接。

17、根据权利要求16所述的磁性元件，其还包括一第二电极，与该多个第二金属线段其中之一电性连接。

18、根据权利要求17所述的磁性元件，其中该第一电极与该第二电极自与该金属线段连接的一端所延伸而出的方向为相反或是同一方向。

19、根据权利要求17所述的磁性元件，其中该第二电极与位于该第二线圈内侧的其中之一第二金属线段电性连接。

20、根据权利要求17所述的磁性元件，其还包括多个外部电极，与该第一和第二电极形成电连接。

21、根据权利要求20所述的磁性元件，其中该外部电极以一溅镀和一电镀方式形成。