CN102545820B - 共模滤波器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种共模滤波器及其制造方法，该共模滤波器包含至少两电感单元组，各电感单元组包含一线圈引出层、一绝缘基板、至少两导通柱及一线圈主体层。该线圈引出层设于该绝缘基板的第一表面，并包含至少两个引出导线、至少四个引出端子及至少两个接点，各该引出导线分别连接一该引出端子及一该接点。该线圈主体层设于该绝缘基板的第二表面，其包含一线圈导线及两个位于该线圈导线两端的端部。该至少两个导通柱贯穿该绝缘基板，且分别连接一该接点及一该端部。该两个电感单元组的两个绝缘基板及两个线圈主体层通过一电气绝缘层相接合，但该两个线圈主体层以该电气绝缘层隔开。本发明通过使用印刷电路板工艺容易导入量产。
Description
技术领域
本发明涉及一种共模滤波器及其制造方法，尤其涉及一种采用印刷电路板工艺制造的共模滤波器。
背景技术
共模滤波器是一用于抑制共模电流的元件，该共模电流会造成平行传输线路内电磁干扰的产生。目前共模滤波器为要能应用于便携式的通信装置，多要求小型化及高密度化的结构，因此薄膜式和积层式共模滤波器逐渐取代传统卷线型共模滤波器。卷线型共模滤波器恰如其名，是在圆柱状的的铁氧体磁芯(Ferrite Core)上卷付线圈的形状。而薄膜型须采用更多的半导体制作程序，例如：薄膜型共模滤波器通常是在板状的铁氧体上，采用光刻(PhotoLithography)技术，形成平面状的线圈。另外，积层型共模滤波器则是在板状的铁氧体上，采用网版(Screen)印刷技术形成线圈，再使用烧成压着的工艺完成。
为了能够调整线圈线路的共模阻抗(Common Impedance)，美国专利公告第7,145,427B2号公开一种共模噪声滤波元件，其将线圈线路形成在磁性基材上，并将部分非线圈线路的结构经由蚀刻技术挖洞，再填入混有磁性粉末的胶体于洞内。然后采用平坦化工艺技术将表面平坦化后，再经由胶合技术与另一磁性基材粘合，以完成该元件的制作。
另外，美国专利公告第6,356,181B1号和第6,618,929B2号公开一种叠层共模滤波器，亦为在磁性基材上制作线圈结构，并覆盖磁性材料为上盖。此一在前的申请特别是改变线圈的布线图型，从而降低差分信号的阻抗。然而，线圈的布线图型接续并分布位于不同的迭层，如此改变较为复杂，且影响的变量较多。
综上所述，市场上需要一种制作简易，且相容于目前量产技术的共模滤波器，从而能克服上述公知共模滤波器所具有的缺点，并能降低制造成本。
发明内容
本发明提供一种结构简单的共模滤波器，其使用印刷电路板工艺制造具有电感结构的单元组，然后结合该多个单元组即可完成。通过使用印刷电路板工艺容易导入量产，不但印刷电路板可以抗回焊焊接的温度，且不会额外增加制造成本。
本发明提供一种共模滤波器，该共模滤波器包含至少两电感单元组，各电感单元组包含一线圈引出层、一绝缘基板、至少两个导通柱及一线圈主体层。该线圈引出层设于该绝缘基板的第一表面，并包含至少两个引出导线、至少四个引出端子及至少两个接点，各该引出导线分别连接一该引出端子及一该接点。该线圈主体层设于该绝缘基板的第二表面，其包含一线圈导线及两个位于该线圈导线两端的端部。该至少两个导通柱贯穿该绝缘基板，且分别连接一该接点及一该端部。该两电感单元组的两个绝缘基板及两个线圈主体层通过一电气绝缘层相接合，又该两个线圈主体层以该电气绝缘层隔开。
本发明另揭示一种共模滤波器的制造方法，包含步骤如下：提供两个双面具有金属层的绝缘基板；对各该绝缘基板进行钻孔，以分别形成至少两个通孔；填入金属于所述通孔内；分别对各该绝缘基板上金属层进行光学光刻工艺，以形成各该绝缘基板上一金属层为一线圈引出层及另一金属层为一线圈主体层，其中该线圈引出层及该线圈主体层通过所述通孔内的金属相连接；通过一电气绝缘层，将该两个绝缘基板及两线圈主体层相接合，又该两个线圈主体层以该电气绝缘层隔开。
本发明的有益效果在于，通过使用印刷电路板工艺容易导入量产，不但印刷电路板可以抗回焊焊接的温度，且不会额外增加制造成本。
附图说明
图1为本发明一实施例的共模滤波器的分解示意图；
图2为图1中实施例的共模滤波器的立体示意图；
图3为图2中共模滤波器沿A-A剖面线的剖面图；
图4为本发明一实施例的共模滤波器的立体示意图；
图5为本发明一实施例的共模滤波器的分解示意图；
图6为图5中实施例的共模滤波器的立体示意图；
图7为图6中共模滤波器沿B-B剖面线的剖面图；
图8为本发明一实施例的共模滤波器的立体示意图；以及
图9为本发明一实施例的共模滤波器的分解示意图。
其中，附图标记说明如下：
10、10′、50、50′、90共模滤波器
11第一电感单元组
12第二电感单元组
13电气绝缘层
14、14′电极导通部
111第一线圈引出层
112第一绝缘基板
113第一导通柱
114第一线圈主体层
121第二线圈引出层
122第二绝缘基板
123第二导通柱
124第二线圈主体层
1111第一引出导线
1112第一引出端子
1113第一接点
1121第一表面
1122第二表面
1141第一线圈导线
1142第一端部
1211第二引出导线
1212第二引出端子
1213第二接点
1241第二线圈导线
1242第二端部
51第一电感单元组
52第二电感单元组
53第三电感单元组
54第四电感单元组
55主电气绝缘层
57、57′电极导通部
95磁性材料部
511第一线圈引出层
512第一绝缘基板
513第一导通柱
514第一线圈主体层
522第二绝缘基板
523第二导通柱
524第二线圈主体层
532第三绝缘基板
534第三线圈主体层
541第四线圈引出层
542第四绝缘基板
543第四导通柱
544第四线圈主体层
561第一电气绝缘层
562第二电气绝缘层
5111第一引出导线
5112第一引出端子
5113第一接点
5121第一表面
5122第二表面
5141第一线圈导线
5142第一端部
5143导通垫
5221第一表面
5222第二表面
5241第二线圈导线
5242第二端部
5321第一表面
5322第二表面
5341第三线圈导线
5342第三端部
5411第一引出导线
5412第一引出端子
5413第一接点
5421第一表面
5422第二表面
5441第一线圈导线
5442第一端部
5443导通垫
5611、5622通孔
具体实施方式
图1为本发明一实施例的共模滤波器的分解示意图。如图1所示，一共模滤波器10包含一第一电感单元组11、一第二电感单元组12、一电气绝缘层13及四个电极导通部14，又该第一电感单元组11及该二个电感单元组12通过该电气绝缘层13相结合。
该第一电感单元组11包含一第一线圈引出层111、一第一绝缘基板112、两个第一导通柱113及一第一线圈主体层114。该第一线圈引出层111设于该第一绝缘基板112的第一表面1121，并包含至少两个第一引出导线1111、至少四个第一引出端子1112及至少两个第一接点1113，各该第一引出导线1111分别连接一该第一引出端子1112及一该第一接点1113。该第一线圈主体层114设于该第一绝缘基板112的第二表面1222，其包含一第一线圈导线1141及两个位于该第一线圈导线1141两端的第一端部1142。该至少两个第一导通柱113贯穿该第一绝缘基板112，且分别连接一该第一接点1113(上)及一该第一端部1142(下)。
该第二电感单元组12的结构对称于该第一电感单元组11，该电气绝缘层13为对称的中间层。该第二电感单元组12包含一第二线圈引出层121、一第二绝缘基板122、两个第二导通柱123及一第二线圈主体层124。该第二线圈引出层121设于该第二绝缘基板122的第一表面1221，并包含至少两个第二引出导线1211、至少四个第二引出端子1212及至少两个第二接点1213，各该第二引出导线1211分别连接一该第二引出端子1212及一该第二接点1213。该第二线圈主体层124设于该第二绝缘基板122的第二表面1122，其包含一第二线圈导线1241及两个位于该第二线圈导线1241两端的第二端部1242。该至少两个第二导通柱123贯穿该第二绝缘基板122，且分别连接一该第二接点1213(下)及一该第二端部1242(上)。
该第一和第二绝缘基板(112、122)材料可选用聚酰亚胺(polyimide)、树脂(resin)、环氧玻璃纤维板(例如FR4)、热固化干膜(thermally cured dry films)或热塑型塑胶(Thermalplastic)等。
该第一和第二绝缘基板(112、122)及该第一和第二线圈主体层(114、124)通过该电气绝缘层13相接合，又该第一和第二线圈主体层(114、124)以该电气绝缘层隔开。该电气绝缘层13的为一粘胶，因此该第一和第二线圈主体层(114、124)埋入该电气绝缘层13内。图1中该电气绝缘层13简单显示为一板状长方体，但实际上是一胶合层将该第一和第二线圈主体层(114、124)包覆。
该四个电极导通部14分别连接一该第一引出端子1112及一该第二引出端子1212，因此该第一和第二线圈主体层(114、124)形成两相互感应的电感线圈。
该共模滤波器10的该第二电感单元组12及该第一电感单元组11可以分别选用双面铜箔压合基板。连接上下面铜箔电路的导通孔则利用机械钻孔(Drilling)、激光烧孔(Laser Ablation)、等离子体蚀孔(Plasma Etching)或化学湿式蚀刻(Chemical Wet Etching)等方式制作，并利用化学镀铜方式在通孔壁上沉积金属铜以形成该第一和第二导通柱(113、123)，再进行电镀铜将通孔与板面(第一和第二绝缘基板112、122)上铜箔金属层镀到需要厚度。
将干膜光阻贴合于双层铜箔压合基板的表面，进行曝光及显影步骤后，将线路图案定义于铜箔金属层，亦即采用一般电路板的光学光刻工艺，以定义该第一和第二线圈主体层(114、124)及该第一和第二线圈引出层(111、121)的图案。再进行铜蚀刻去除未保护的铜箔金属层，如此完成第一和第二绝缘基板112、122上下面的铜线路图案。
将分别完成的该第二电感单元组12及该第一电感单元组11的单层双面印刷电路板利用胶合方式进行接合，亦即以该电气绝缘层13结合，并将接合后的整片叠合板材进行切割，即完成元件尺寸的共模滤波器。
图2为图1中实施例的共模滤波器的立体示意图，又图3为图2中共模滤波器沿A A剖面线的剖面图。以该电气绝缘层13为对称的中间层，该第二电感单元组12的结构对称于该第一电感单元组11。
图4为本发明一实施例的共模滤波器的立体示意图。该共模滤波器10′的四个电极导通部14为一半圆柱状金属物，更有利于和该第一引出端子1212及该第二引出端子1212的电性连接。该四个电极导通部14嵌入该第一和第二绝缘基板(112、122)及该第一电气绝缘层13的侧边。
图5为本发明一实施例的共模滤波器的分解示意图。如图5所示，一共模滤波器50包含一第一电感单元组51、一第二电感单元组52、一第三电感单元组53、一第四电感单元组54、一主电气绝缘层55、一第一电气绝缘层561、一第二电气绝缘层562及四个电极导通部57。又该第一电感单元组51及该二电感单元组52通过该第一电气绝缘层561相结合，但该两者的电感线圈相串联。相同地，该第三电感单元组53及该四电感单元组54通过该第二电气绝缘层562相结合，但该两者的电感线圈相串联。
该第一电感单元组51包含一第一线圈引出层511、一第一绝缘基板512、两个第一导通柱513及一第一线圈主体层514。该第一线圈引出层511设于该第一绝缘基板512的第一表面5121，并包含至少两个第一引出导线5111、至少四个第一引出端子5112及至少两个第一接点5113，各该第一引出导线5111分别连接一该第一引出端子5112及一该第一接点5113。该第一线圈主体层514设于该第一绝缘基板512的第二表面5122，其包含一第一线圈导线5141、两位于该第一线圈导线5141两端的第一端部5142及一导通垫5143。该至少两个第一导通柱513贯穿该第一绝缘基板512，且分别连接一该第一接点5113(上)及一该第一端部5142或一该导通垫5143(下)。
该第二电感单元组52包含一第二绝缘基板522、两个第二导通柱523及一第二线圈主体层524。该两个第二导通柱523贯穿该第二绝缘基板522，并凸设于该第二绝缘基板522的第一表面5221，而得以穿越该第一电气绝缘层561的通孔5611，并分别和该导通垫5143及该第一端部5142相连接。该第二线圈主体层524设于该第二绝缘基板522的第二表面5222，其包含一第二线圈导线5241及两位于该第二线圈导线5241两端的第二端部5242。该至少两个第二导通柱523贯穿该第二绝缘基板522，且分别连接一该导通垫5143或一该第一端部5142(上)及一该第二端部5242(下)。
该第三电感单元组53的结构对称于该第二电感单元组52，又该第四电感单元组54的结构对称于该第一电感单元组51，该电气绝缘层55为对称的中间层。该第三电感单元组53包含一第三绝缘基板532、两个第三导通柱533及一第三线圈主体层534。该两个第三导通柱533贯穿该第二绝缘基板532，并凸设于该第二绝缘基板532的第一表面5321，而得以穿越该第二电气绝缘层562的通孔5621，并分别和该第四电感单元组54中一第四线圈主体层544的导通垫5443及一第一端部5442相连接。该第三线圈主体层534设于该第二绝缘基板532的第二表面5322，其包含一第三线圈导线5341及两个位于该第三线圈导线5341两端的第三端部5342。该至少两个第二导通柱533贯穿该第三绝缘基板532，且分别连接一该导通垫5443或一该第四端部5442(下)及一该第二端部5342(下)。
该第四电感单元组54包含一第四线圈引出层541、一第四绝缘基板542、两个第四导通柱543及一第四线圈主体层544。该第四线圈引出层541设于该第四绝缘基板542的第一表面5421，并包含至少两第四引出导线5411、至少四个第四引出端子5412及至少两个第四接点5413，各该第四引出导线5411分别连接一该第四引出端子5412及一该第四接点5413。该第四线圈主体层544设于该第四绝缘基板542的第二表面5422，其包含一第四线圈导线5441、两位于该第四线圈导线5441两端的第四端部5442及一导通垫5443。该至少两个第四导通柱543贯穿该第四绝缘基板542，且分别连接一该第四接点5413(下)及一该第四端部5442或一该导通垫5443(上)。
该四个电极导通部57分别连接一该第一引出端子5112及一该第四引出端子5412，因此该第一和第二线圈主体层(514、524)与该第三和第四线圈主体层(534、544)形成两组相互感应的电感线圈。
相较于图1的共模滤波器10，图5的工艺相当类似，亦选用双面铜箔压合基板或单面铜箔压合基板分别完成电感单元组51～54，然后通过胶合方式进行接合。
图6为图5中实施例的共模滤波器的立体示意图，又图7为图6中共模滤波器沿B-B剖面线的剖面图。以该电气绝缘层53为对称的中间层，该第三电感单元组53的结构对称于该第二电感单元组52，及该第四电感单元组54的结构对称于该第一电感单元组51。
图8为本发明一实施例的共模滤波器的立体示意图。该共模滤波器50′的四个电极导通部57′为一半圆柱状金属物，更有利于和该第一引出端子5112及该第四引出端子5412的电性连接。
图9为本发明一实施例的共模滤波器的分解示意图。共模滤波器90的该第一和第二绝缘基板112、122中间部分加工制作一凹槽，并利用印刷(Screen Printing)方式在凹槽内以填入混有磁性粉末的胶体以形成磁性材料部95，如此可以增加共模滤波器90的共模噪声滤除效果。
本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而本领域技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为权利要求所涵盖。
Claims (22)
1.一种共模滤波器，包含：
至少两个电感单元组，各该电感单元组，包括：
一绝缘基板，包含一第一表面及一第二表面；
一线圈引出层，设于该绝缘基板的第一表面，其包括至少两个引出导线、至少四个引出端子及至少两个接点，各该引出导线分别连接一该引出端子及一该接点；
一线圈主体层，设于该绝缘基板的第二表面，其包括一线圈导线及两个位于该线圈导线两端的端部；及
至少两个导通柱，贯穿该绝缘基板，且分别连接与该导通柱在同一竖直直线上的一该接点及与该导通柱在同一竖直直线上的一该端部；以及
一电气绝缘层，接合该两个电感单元组的两个绝缘基板及两个线圈主体层，又该两个线圈主体层以该电气绝缘层隔开。
2.根据权利要求1的共模滤波器，其特征在于，该两个电感单元组的线圈主体层及线圈引出层的图案对称于该电气绝缘层。
3.根据权利要求1的共模滤波器，其特征在于，该共模滤波器还包含四个电极导通部，其中该四个电极导通部分别连接该两个电感单元组中对应的一该引出端子。
4.根据权利要求3的共模滤波器，其特征在于，该两个线圈主体层形成两组相互感应之电感线圈。
5.根据权利要求3的共模滤波器，其特征在于，该四个电极导通部嵌入该绝缘基板及该电气绝缘层的侧边。
6.根据权利要求1的共模滤波器，其特征在于，各该两个绝缘基板的材料为聚酰亚胺、树脂、环氧玻璃纤维板、热固化干膜或热塑型塑胶。
7.根据权利要求1的共模滤波器，其特征在于，各该两个绝缘基板中有一磁性材料部，又该磁性材料部位于该两个线圈主体层中间。
8.一种共模滤波器，包含：
两个外电感单元组，各该外电感单元组，包括：
一外绝缘基板；
一线圈引出层，设于该外绝缘基板的一表面，其包括至少两个引出导线、至少四个引出端子及至少两个接点，各该引出导线分别连接一该引出端子及一该接点；
一第一线圈主体层，设于该外绝缘基板上相对该线圈引出层的另一表面，其包括一第一线圈导线及两个位于该第一线圈导线两端的第一端部；及
至少两个第一导通柱，贯穿该外绝缘基板，且分别连接一第一接点及一第一端部；
两个内电感单元组，设于该两个外电感单元组之间，各该内电感单元组，包括：
一内绝缘基板；
一第二线圈主体层，设于该内绝缘基板的一表面，其包括一第二线圈导线及两位于该第二线圈导线两端的第二端部；
至少两个第二导通柱，贯穿该内绝缘基板，且分别连接一该第一端部及一该第二端部或一该接点及一该第二端部；
两个次电气绝缘层，分别介于一该外电感单元组及一该内电感单元组之间；以及
一主电气绝缘层，接合该两个内电感单元组的两个内绝缘基板及两个第二线圈主体层，又两个该第二线圈主体层以该主电气绝缘层隔开。
9.根据权利要求8的共模滤波器，其特征在于，该两个第一线圈主体层的图案对称于该主电气绝缘层及该两个第二线圈主体层的图案对称于该主电气绝缘层。
10.根据权利要求8的共模滤波器，其特征在于，该共模滤波器还包含四个电极导通部，其中该四个电极导通部分别连接该两外电感单元组的对应一该引出端子。
11.根据权利要求8的共模滤波器，其特征在于，一该第一线圈主体层和一该第二线圈主体层形成一串联的电感线圈。
12.根据权利要求10的共模滤波器，其特征在于，一该第一线圈主体层和一第二线圈主体层的组合和另一该第一线圈主体层和另一第二线圈主体层的组合形成两相互感应的电感线圈。
13.根据权利要求10的共模滤波器，其特征在于，该四个电极导通部嵌入该外绝缘基板、该内绝缘基板、该两个次电气绝缘层及该主电气绝缘层的侧边。
14.根据权利要求8的共模滤波器，其特征在于，各该外绝缘基板和该内绝缘基板的材料为聚酰亚胺、树脂、环氧玻璃纤维板、热固化干膜或热塑型塑胶。
15.根据权利要求8的共模滤波器，其特征在于，各该外绝缘基板和各该内绝缘基板中有一磁性材料部，又该磁性材料部位于该第一和第二线圈主体层中间。
16.一种共模滤波器的制造方法，包含步骤如下：
提供两个双面具有金属层的绝缘基板；
对各该绝缘基板进行钻孔，以分别形成至少两个通孔；
填入金属于所述通孔内；
分别对各该绝缘基板上金属层进行光学光刻工艺，以形成各该绝缘基板上一金属层为一线圈引出层及另一金属层为一线圈主体层，其中该线圈引出层及该线圈主体层通过所述通孔内的金属相连接；以及
通过一电气绝缘层，将该两个绝缘基板及该两个线圈主体层相接合，又该两线圈主体层以该电气绝缘层隔开。
17.根据权利要求16的共模滤波器的制造方法，其特征在于，该双面具有金属层的绝缘基板为一双层铜箔压合基板。
18.根据权利要求16的共模滤波器的制造方法，其特征在于，该制造方法还包含形成四个电极导通部以分别连接两电感单元组中对应的一该引出端子的步骤。
19.根据权利要求16的共模滤波器的制造方法，其特征在于，两该线圈主体层及两该线圈引出层的图案对称于该电气绝缘层。
20.根据权利要求16的共模滤波器的制造方法，其特征在于，该钻孔步骤利用机械钻孔、激光烧孔、等离子体蚀孔或化学湿式蚀刻完成。
21.根据权利要求16的共模滤波器的制造方法，其特征在于，所述通孔内填入金属是利用化学镀铜方式在所述通孔壁上沉积金属铜。
22.根据权利要求16的共模滤波器的制造方法，其特征在于，该制造方法还包含于各该绝缘基板上形成凹槽，并填入各该凹槽内一磁性材料部，其中该磁性材料部位于该两线圈主体层中间。
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