CN103137600A

CN103137600A - 变压器

Info

Publication number: CN103137600A
Application number: CN2012104986171A
Authority: CN
Inventors: 长濑宽和
Original assignee: Renesas Electronics Corp
Current assignee: Renesas Electronics Corp
Priority date: 2011-11-25
Filing date: 2012-11-23
Publication date: 2013-06-05
Also published as: JP5800691B2; CN202957238U; JP2013115131A; US20130135076A1

Abstract

本发明的一些实施例涉及变压器。第二电感器布置成与第一电感器相对并且绕中心轴旋转180°。第一电感器包括在第一布线层中同心地形成的多个导线，以及在第一区域中形成并且将第一导线与第二导线连接的第一交汇。第一交汇包括在第二布线层中形成的第一连接导线，以及将第一导线和第二导线与第一连接导线连接的第一中间层导线。第二电感器包括在第三布线层中同心地形成的多个导线，以及在第二区域中形成并且将第三导线与第四导线连接的第二交汇。第二交汇包括在第四布线层中形成的第二连接导线，以及将第三导线和第四导线与第二连接导线连接的第二中间层导线。

Description

变压器

相关申请的交叉引用

本申请基于2011年11月25日提交的日本专利申请No.2011-257936，并且要求该申请的优先权权益，上述申请的公开内容在此通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及变压器。

背景技术

当在具有显著不同信号电压电平的电路之间执行数据通信时，例如使用隔离器以便确保电路之间的隔离。对于这类隔离器而言，例如变压器被用于信号传输。在这类情形中，要求隔离器能够抑制共模噪声，当高电压侧上的信号改变通过发射/接收电感器或电容与基板的电容性耦合从发射侧向接收侧传播时产生该共模噪声。此外，还要求隔离器能够确保发射/接收电感器之间的耐受电压。

为了抑制共模噪声，通过使用具有高电对称性的电感器形成变压器和使用差分输出是有效的。此外，减小变压器的尺寸并且由此减小寄生电容也是有效的。

(日本未审专利申请公开No.2010-10344)说明了其中可以使用上述差分输出的变压器的一个示例。图16是示出了典型对称型电感器601的布线配置。使用穿过电感器的端口P1和P2之间的中点的对称轴作为边界，导线以如下方式接线自端口之一：每次导线绕半圈，导线就移至内侧。此外，导线在最内部分绕行，并且每次导线绕半圈则导线继而移至外侧，从而使得导线到达另一端口。在导线W61至W64中的两个导线彼此相交的地方，通过使用不同的布线层来旁通导线。图16中的点A是在电学特性方面的对称点，并且从对称点到两个端口的阻抗彼此大致相等。通过布置均具有这种配置的两个电感器彼此相对，可以形成变压器。此外，通过将中间抽头布置在两组变压器的接收侧电感器的对称点处，可以形成差分电路。这使得可以抑制共模噪声。

交汇61至63中的每个交汇将不同的导线彼此相连。图17是示出了对称型电感器601的交汇61的结构的立体图。在交汇61中，在上层中形成导线W61和W62，而在下层中形成连接导线CW61。通过在上层中形成连续导线将导线W61和导线W62连接。此外，通过中间层导线VW61和连接导线CW61将导线W61和W62连接。

与此同时，在不使用差分输出的情形中，使用通过使用所谓的螺旋型电感器形成变压器(日本未审专利申请公开No.3-89548、No.11-154730、No.8-45739和No.6-120048)。图18是示出了典型螺旋型电感器701的布线配置的平面图。在螺旋型电感器中，以螺旋图案布置构成电感器的导线W，并且由此形成具有端口P1和P2的线圈。

此外，作为用于确保耐受电压(隔离可靠性)的技术，已提出了用于防止在掩埋导线之间的界面处的介电击穿的布线膜结构(日本未审专利申请公开No.2007-123779)。在布线层及类似物中，有必要不仅确保不同层之间的耐受电压还要确保相同层中不同区域之间的耐受电压(下文称为“层内耐受电压”)。根据该结构，可以防止在通过大马士革方法形成的Cu导线的CMP(化学机械抛光)界面处的介电击穿。即，可以抑制叠层结构中的层内介电击穿。

发明内容

然而，本发明人已经发现当通过使用上述电感器形成变压器时出现下述的问题。当通过使用布线层形成电感器时，有必要考虑在相同层中不同区域之间的介电击穿(下文称为“层内介电击穿”)以便实现上述的满意的耐受电压。

当通过使用两个对称型电感器601来形成变压器时，布置主布线层，从而使得它们彼此分开，以便确保不同层之间的耐受电压。此外，为了确保层内耐受电压，可构思布置交汇，从而使得它们尽可能多地分开。在此情形下，以如下方式布置变压器是有效的：变压器之一关于另一变压器旋转90°。图19是示出了通过使用两个对称型电感器601和602形成的变压器600的配置示例的平面图。变压器600具有如下结构：对称型电感器601置于被旋转90°的对称型电感器602的顶部上。对称型电感器602具有通过使用对称型电感器601的下层替换其上层而获得的结构。对称型电感器602的导线W65至W68对应于对称型电感器601的导线W61至W64。对称型电感器602的交汇64至66对应于对称型电感器601的交汇61至63。对称型电感器602的端口P3和P4对应于对称型电感器601的端口P1和P2。交汇64至66的连接导线CW62和中间层导线VW62分别对应于交汇61至63的连接导线CW61和中间层导线VW61。即，在对称型电感器602中，在上层中形成连接导线CW62并且在下层中形成导线W65至W68。

图20是沿图19的线XX-XX选取的截面，并且示出了变压器600的截面结构。变压器600包括4个布线层L61至L64以及电隔离各个布线层的绝缘层(未示出)。在最上布线层L64中形成对称型电感器601的导线W61至W64。在布线层L63中形成连接导线CW61，布线层L63紧接于布线层L64之下。中间层导线VW61穿过绝缘层，并且由此将导线W61与连接导线CW61连接并且将导线W62与连接导线CW61连接。布线层L64对应于上述主布线层。

在最下布线层L61中形成对称型电感器602的导线W65至W68。在布线层L62中形成连接导线CW62，布线层L62紧接于布线层L61之上。中间层VW62穿过绝缘层，并且由此将导线W65与连接导线CW62连接并且将导线W66与连接导线CW62连接。布线层L61对应于上述主布线层。

即，在变压器600中，交汇61和64之间的水平距离为电感器的内径D的约1/2^1/2。当变压器(电感器)的内径D小时，相对的两个电感器的交汇导线之间的距离变得更小。因此，存在层内耐受电压(布线层L62和L63之间的绝缘层)变得显著的可能性。因此，内径应该被增加以便确保满意的耐受电压。

然而，当增加内径时，变压器(电感器)的尺寸变得更大，从而因寄生电容增加和芯片尺寸增加而导致对共模噪声的诸如退化的耐受性之类的折衷。因此，典型的对称型电感器对于形成具有满意的耐受电压的变压器而言并不令人满意。

此外，当使用差分信号时，变压器(电感器)需要具有高的电对称性。虽然这可以通过使用典型的对称型电感器来实现，但是这在如上述的耐受电压方面是不利的。与此同时，虽然螺旋型电感器具有优秀的耐受电压，但是它具有差的电对称性。

即，非常难于通过使用上述建议的典型的对称型电感器和螺旋型电感器来形成既满足电对称性也满足耐受电压的变压器。

本发明的第一方面是一种变压器，包括：第一电感器；以及第二电感器，布置成与第一电感器相对，第二电感器关于第一电感器绕中心轴旋转180°，其中第一电感器包括：多个导线，在第一布线层中同心地形成，该多个导线具有开放式环形形状；以及在第一区域中形成的第一交汇，第一区域是由穿过第一电感器和第二电感器的中心轴的线划分出的两个区域之一，第一交汇将第一电感器的多个导线中的第一导线与定位在第一导线之外的两个导线处的第二导线连接，第一交汇包括：在第一布线层之下的第二布线层中形成的第一连接导线；以及第一中间层导线，将第一导线与第一连接导线连接并且将第二导线与第一连接导线连接，在最内第一交汇中，以连续的方式在第一布线层中形成最内导线和紧接在最内导线之外的导线，第二电感器包括：多个导线，在第二布线层之下的第三布线层中同心地形成，该多个导线具有开放式环形形状；以及第二交汇，在第二区域中形成，第二区域是由穿过第一电感器和第二电感器的中心轴的线划分出的两个区域中的另一区域，第二交汇将第二电感器的多个导线中的第三导线与定位在第三导线之外的两个导线处的第四导线连接，第二交汇包括：第二连接导线，在第二布线层和第三布线层之间的第四布线层中形成；以及第二中间层导线，将第三导线与第二连接导线连接，并且将第四导线与第二连接导线连接，并且在最内第二交汇中，以连续的方式在第三布线层中形成最内导线以及紧接在最内导线之外的导线。根据该变压器，可以提供在第一交汇和第二交汇之间的充足的空间，并且由此确保位于第一布线层和第四布线层之间的层的层内耐受电压。此外，由于每个导线可以被连接且仅连接至下一导线，因此可以确保比通过使用螺旋型电感器形成的变压器的电对称性更高的电对称性。

根据本发明，可以提供具有高耐受电压和高电对称性的变压器。

附图说明

根据下面结合所附附图的某些实施例的描述，上述和其它一些方面、优势和特征将更为明显，在附图中：

图1是示出了驱动电机的电机驱动系统MDS的配置的框图；

图2是示出了根据第一实施例的变压器100的电感器101的结构的平面图；

图3A是示出了电感器101的导线W11的平面图；

图3B是示出了电感器101的导线W12的平面图；

图3C是示出了电感器101的导线W13的平面图；

图3D是示出了电感器101的导线W14的平面图；

图4A是示出了电感器101的交汇11的立体图；

图4B是示出了电感器101的交汇12的立体图；

图4C是示出了电感器101的交汇13的立体图；

图5是示出了根据第一实施例的变压器100的结构的平面图；

图6是沿图5的线VI-VI选取的截面并且示出了变压器100的截面结构；

图7是示出了用于检验电感器的阻抗的电感器的示意结构的平面图；

图8A是示出了从螺旋型电感器701的端口P1至端口P2延伸的路径中的阻抗的示意图；

图8B是示出了从螺旋型电感器701的端口P2至端口P1延伸的路径中的阻抗的示意图；

图9A是示出了从电感器101的端口P1至端口P2延伸的路径中的阻抗的示意图；

图9B是示出了从电感器101的端口P2至端口P1延伸的路径中的阻抗的示意图；

图10是示出了根据第二实施例的变压器200的电感器201的结构的平面图；

图11是示出了根据第二实施例的变压器200的结构的平面图；

图12是示出了根据第三实施例的变压器300的结构的平面图；

图13是沿图12的线XIII-XIII选取的截面并且示出了变压器300的截面结构；

图14是示出了根据第四实施例的变压器400的电感器401的结构的平面图；

图15是示出了根据第五实施例的变压器500的电感器501的结构的平面图；

图16是示出了典型的对称型电感器601的布线配置的平面图；

图17是示出了电感器601的交汇61的立体图；

图18是示出了典型的螺旋型电感器701的布线配置的平面图；

图19是示出了由两个对称型电感器601和602形成的变压器600的配置示例的平面图；以及

图20是沿图19的线XX-XX选取的截面并且示出了变压器600的截面结构。

具体实施方式

下文参见附图说明根据本发明的一些实施例。贯穿附图，相同的符号被指派给相同的部件，并且根据需要省略它们的重复说明。

首先，作为理解根据本发明的变压器的技术含义的前提，说明了变压器的使用状态的示例。图1是示出了驱动电机的电机驱动系统MDS的配置的框图。电机驱动系统MDS包括CPU 1、电平转变单元2、变压器TR1和TR2、栅极驱动单元3、驱动单元4和电机5。总体而言，要求高电压以驱动电机5。因此，在电机驱动系统MDS中，施加至栅极驱动单元3、驱动单元4和电机5(下文称为“高电压施加分区”)的电源电压高于施加给CPU1和电平转变单元2(下文称为“低电压施加分区”)的电源电压。变压器TR1和TR2用于将高电压施加分区和低电压分区彼此电隔离，并且由此防止电机驱动系统MDS被击穿。

CPU 1根据外部控制信号CON控制电机5的驱动。向CPU 1施加电源电压(GND1+V3)和接地电压GND1，从而使得向CPU 1供应电功率。CPU1输出信号UH和UL以驱动电机5。注意，信号UH和UL是差分信号对。

电平转变单元2包括放大器AMP1和AMP2。还向放大器AMP1和AMP2施加电源电压(GND1+V3)，并且它们的接地端子连接到CPU1，从而使得向它们供应电功率。放大器AMP1将通过将信号UH的电压电平转变获得的信号输出给变压器TR1。放大器AMP2将通过将信号UL的电压电平转变获得的信号输出给变压器TR2。

变压器TR1发射信号UH给栅极驱动单元3，同时维持电平转变单元2和栅极驱动单元3之间的隔离。变压器TR2发射信号UL给栅极驱动单元3，同时维持电平转变单元2和栅极驱动单元3之间的隔离。

栅极驱动单元3包括放大器AMP3和AMP4。向放大器AMP3施加电源电压(GND1+V2)和输出电压VOUT(作为接地电压)，从而使得向放大器AMP3供应电功率。放大器AMP3将通过放大信号UH获得的信号输出给驱动单元4。向放大器AMP4施加电源电压(GND1+V2)和接地电压GND2，从而使得向放大器AMP4供应电功率。放大器AMP4将通过放大信号UL获得的信号输出给驱动单元4。

驱动单元4包括继电器REL1和REL2。继电器REL1连接于输出电源电压(GND1+V1)的电源和从其输出输出电压VOUT的节点之间。继电器REL1的控制端子连接到放大器AMP3的输出，并且由此控制其接通/断开状态。继电器REL2连接于输出电源电压GND2的电源和从其输出输出电压VOUT的节点之间。继电器REL2的控制端子连接到放大器AMP4的输出，并且由此控制其接通/断开状态。以此方式，驱动单元4向电机5输出输出电压VOUT。

在驱动单元4中，继电器REL1和REL2需要彼此同步地操作。因此，在电机驱动系统MDS中，作为差分信号的信号UH和UL被用于继电器REL1和REL2的控制。因此，要求变压器TR1和TR2不仅具有高耐受电压还具有高的电对称性，从而使得差分信号的信号质量并不恶化。

第一实施例

接着，说明根据本发明的第一实施例的变压器100。如作为示例的图1中所示，根据第一实施例的变压器100和根据后续实施例的变压器可以在要求高耐受电压和高电对称性的设备或系统中使用。

变压器100包括电感器101和102。电感器101和102布置在彼此顶部之上并且由此形成一个变压器。图2是示出了根据本发明的第一实施例的变压器100的电感器101的结构。电感器101包括导线W11至W14和交汇11至13。图3A至图3D是分别示出了电感器101的导线W11至W14的平面图。导线W11至W14被同心地布置并且具有开放式环形形状。作为一个示例，参见图2和图3A至图3D说明其中导线W11至W14具有方形形状的示例。

交汇11至13中的每个交汇将不同的导线彼此连接。图4A是示出了电感器101的交汇11的立体图。在交汇11中，在上层中形成导线W11和W12并且在下层中形成连接导线CW1。通过在上层中形成连续的导线，将导线W11和W12连接。此外，通过中间层导线VW1和连接导线CW1连接导线W11和W13。

图4B是示出了交汇12的立体图。在交汇12中，在上层中形成导线W12和W14，并且在下层中形成连接导线CW1。通过中间层导线VW1和连接导线CW1连接导线W12和W14。

图4C是示出了交汇13的立体图。在交汇13中，在上层中形成导线W13和连接到端口P2的导线并且在下层中形成连接导线CW1。通过中间层导线VW1和连接导线CW1连接导线W13和端口P2。

因此，形成具有路径“端口P1-＞导线W14-＞交汇12-＞导线W12-＞导线W11-＞交汇11-＞导线W13-＞交汇13-＞端口P2”的电感器。换言之，作为最内导线的导线W11连接至定位于紧接在最内导线W11之外的导线(即，导线W12)并且还连接至位于最内导线W11之外的两个导线处的导线(即，导线W13)。此外，最外导线W14连接至位于导线W14的两个导线之内的导线(即，导线W12)。

虽然上面参见图2说明了存在4个导线的情形，但是上述情形仅是示例。即，可以将图2中所示的配置应用至存在3个或更多导线的其它配置。注意，为了确保电对称性，导线的数目优选地为偶数。此外，对于存在任意数目的导线的情形而言，仅有的要求在于最内导线应该被连接至位于紧接最内导线之外的导线和位于最内导线之外的两个导线处的导线，并且剩余导线的每个导线应该被连接至位于该导线之外的两个导线处的导线。

图5是示出了根据本发明的第一实施例的变压器100的配置的平面图。变压器100具有将电感器101置于被旋转180°的电感器102的顶部上的这类结构。在该示例中，电感器101和102具有共同的中心轴。电感器102具有通过用电感器101的下层替换其上层而获得的结构。电感器102的导线W15至W18对应于电感器101的导线W11至W14。电感器102的交汇14至16对应于电感器101的交汇11至13。交汇14至16的连接导线CW2和中间层导线VW2分别对应于交汇11至13的连接导线CW1和中间层导线VW1。电感器102的端口P3和P4对应于电感器101的端口P1和P2。即，在电感器102中，在上层中形成连接导线CW2并且在下层中形成导线W15至W18。

图6是沿图5的线VI-VI选取的截面，并且示出了变压器100的截面结构。变压器100包括4个布线层L1至L4以及电隔离各个布线层的绝缘层(未示出)。在最上布线层L4中形成电感器101的导线W11至W14。在紧接于布线层L4之下的布线层L3中形成连接导线CW1。中间层导线VW1穿过绝缘层，并且由此将导线W11与连接导线CW1连接以及将导线W13与连接导线CW1连接。

在最下布线层L1中形成电感器102的导线W15至W18。在紧接于布线层L1之上的布线层L2中形成连接导线CW2。中间层导线VW2穿过绝缘层，并且由此将导线W15与连接导线CW2连接以及将导线W17与连接导线CW2连接。

即，在变压器100中，可以提供等于交汇11和14之间的电感器的内径D的水平空间。因此，相比于典型的变压器可以增加在交汇之间的距离。相应地，可以防止层内介电击穿，这可以在其它一些情形中在位于布线层L2和L3之间的绝缘层中出现。

注意，上述交汇的布置仅是示例。当变压器被划分成关于通过变压器的中心轴的线的两个区域时，电感器之一的交汇可以布置在一个区域中，而另一电感器的交汇可以布置在另一区域中。

此外，变压器100包括电感器，在该电感器中各个导线连接且仅连接到下一导线。因此，相比于使用螺旋型电感器的情形，甚至可以进一步改进电对称性。下面通过使用图1中所示的电感器101和图17中所示的螺旋型电感器701作为示例来说明该改进的理由。图7是示出了用于检验电感器的阻抗的电感器的示意配置的平面图。图1中所示的各个电感器101和图17中所示的螺旋型电感器701是其中导线缠绕4次的电感器。为了简化电感器的配置，图7示出了4次缠绕的环形形状导线W1至W4。此外，电感器被划分成关于中心线L的左右两个分区。此外，在左侧区域中的导线W1至W4的阻抗由Z1L至Z4L表示，而在右侧区域中的导线W1至W4的阻抗由Z1R至Z4R表示。注意，在正常情形下，导线之间的相互作用和其它一些寄生电容也存在于电感器中。相应地，图7示出了为了检验目的的简化的配置。

布线导线越长，则诸如电感之类的主阻抗变得越大。因此，在图7中，认为满足关系“Z4L＝Z4R＞Z3L＝Z3R＞Z2L＝Z2R＞Z1L＝Z1R”。此外，布线导线越长，则电感器的寄生电容变得越大。在该示例中，仅考虑导线W3和W4之间的电容C34L和C34R，而这是最大电容。

对于电感器101和螺旋型电感器701而言，下文检验从端口P1向端口P2延伸的路径中的阻抗和从端口P2向端口P1延伸的路径中的阻抗。图8A是示出了从螺旋型电感器701的端口P1向端口P2延伸的路径中的阻抗的示意图。图8B是示出了从螺旋型电感器701的端口P2向端口P1延伸的路径中的阻抗的示意图。如图8A和图8B中所示，在螺旋型电感器701中，在右侧/左侧方向方面而言，从端口P1到端口P2的路径中的阻抗和电容的配置不同于从端口P2到端口P1的路径中的阻抗和电容的配置，并且它们因此不平衡。

图9A是示出了电感器101的从端口P1向端口P2延伸的路径中的阻抗的示意图。图9B是示出了电感器101的从端口P2向端口P1延伸的路径中的阻抗的示意图。如图9A和图9B中所示，相比于螺旋型电感器701，在电感器101中，从端口P1到端口P2的路径中的阻抗和电容的配置关于从端口P2到端口P1的路径中的阻抗和电容配置在右侧/左侧方向方面是对称的。因此，可以理解，由路径之间的差异引起的阻抗变化在电感器101中较小，并且电感器101因此相比于螺旋型电感器701具有更好的电对称性。

出于这些原因，可以根据该实施例的配置提供具有高耐受电压和高电对称性的变压器。

第二实施例

接着，说明了根据本发明的第二实施例的变压器200。变压器200包括电感器201和202。电感器201和202布置在彼此的顶部上并且由此形成一个变压器。图10是示出了根据本发明的第二实施例的变压器200的电感器201的配置的平面图。电感器201包括导线W21至W24和交汇21至23。导线W21至W24被同心地布置并且具有开放式环形形状。

交汇21是通过将根据第一实施例的变压器100的交汇11和12组合成一个交汇并且移动其位置而形成的交汇。交汇23对应于根据第一实施例的交汇13。交汇21和23均布置在具有方形形状的电感器201的一个角落处或其附近。

因此，形成具有路径“端口P1-＞导线W24-＞交汇23-＞交汇21-＞导线W22-＞导线W21-＞交汇21-＞导线W23-＞交汇23-＞端口P2”的电感器。换言之，类似于第一实施例，作为最内导线的导线W21连接至位于紧接在最内导线W21之外的导线(即，导线W22)并且还连接至位于最内导线W21之外的两个导线处的导线(即，导线W23)。此外，最外导线W24连接至位于导线W24的两个导线之内的导线(即，导线W22)。

虽然如第一实施例的情形一样，上面参见图10说明了其中存在四个导线的示例，但是导线的数目优选为3个或更多以便提供作为电感器的功能。注意，为了确保电对称性，导线的数目优选地为偶数数目。此外，对于具有任意数目导线的情形，仅要求最内导线应该连接至位于紧接在最内导线之外的导线和位于最内导线之外的两个导线处的导线，并且剩余导线中的每个导线应该连接至该导线之外的两个导线处的导线。

图11是示出了根据本发明的第二实施例的变压器200的配置的平面图。变压器200具有如下的这类结构：电感器201置于被旋转180°的电感器202的顶部上。在该示例中，电感器201和202具有共同的中心轴。电感器202具有通过使用电感器201的下层替换其上层而获得的结构。电感器202的导线W25至W28对应于电感器201的导线W21至W24。电感器202的交汇24和26对应于电感器201的交汇21和23。电感器202的端口P3和P4对应于电感器201的端口P1和P2。

即，在变压器100中，可以提供长度为交汇21和24之间的电感器的内径D的2^1/2倍的水平空间。因此，相比于变压器100可以增加交汇之间的距离。相应地，可以更可靠地防止可能在位于布线层L2和L3之间的绝缘层中出现的层内介电击穿。

第三实施例

接着，说明了根据本发明的第三实施例的变压器300。类似于根据第一实施例的变压器100，变压器300包括电感器101和102。电感器101和102布置于彼此的顶部上并且由此形成一个变压器。然而，其中变压器300的电感器101和102布置于彼此的顶部上的方法不同于其中变压器100的电感器101和102布置于彼此的顶部上的方法。电感器101和102的配置类似于第一实施例的配置，并且因此在此省略说明。

图12是示出了根据本发明的第三实施例的变压器300的配置的平面图。变压器300具有如下的这类结构：电感器101置于被旋转180°的电感器102的顶部上。然而，其中电感器101的导线位于电感器102的导线的顶部上的面积被最小化。具体而言，以如下方式布置电感器101：电感器101偏离电感器102的距离等于在图12中的水平方向和竖直方向(在图中)上的导线形成节距A的一半。即，电感器101的中心轴偏离电感器102的中心轴。

图13是沿图12的线XIII-XIII选取的截面，并且示出了变压器300的截面结构。在变压器300中，在最上布线层L4中形成电感器101的导线W11至W14。在最下布线层L1中形成电感器102的导线W15至W18。如图13中所示，布置导线W11至W14，从而使得它们不覆盖导线W15至W18。

总体而言，如图13中所示，寄生电容在布置于层叠结构中的布线层之间出现。然而，在变压器300中，通过布置导线W11至W14以使得它们并不覆盖导线W15至W18，可以降低寄生电容。

因此，根据该实施例的配置，可以提供能够不仅实现与变压器100的有利效果相同的有利效果还能够降低寄生电容的变压器。

第四实施例

接着，说明根据本发明的第四实施例的变压器400。变压器400包括电感器401和402。电感器401和402布置在彼此顶部上，并且由此形成一个变压器。

图14是示出了根据本发明的第四实施例的变压器400的电感器401的配置的平面图。电感器401是根据第一实施例的电感器101的修改的示例。电感器401的导线W41至W44对应于电感器101的导线W11至W14。电感器401的交汇41至43对应于电感器101的交汇11至13。

导线W11至W14的宽度彼此不同。具体而言，导线越靠内侧定位，宽度就变得越窄。图14图示了其中导线的宽度在从导线W14至导线W11的方向上变窄的示例。注意，电感器402还具有与根据第一实施例的电感器102类似的配置，不同之处在于导线的宽度彼此不同。因此，在此省略对其的说明。此外，变压器400类似于变压器100，不同之处在于电感器101和102由电感器401和402替换，并且因此在此省略对其的说明。

在变压器400中，可以通过使得导线逐渐变窄来减小由电感器占据的面积。因此，根据该实施例的配置，可以减小变压器的尺寸。

虽然图14示出了其中导线的宽度在从导线W14到导线W11的方向上变窄的示例，但是这仅是示例。例如，可以采取其中导线的宽度在从导线W11到导线W14的方向上变窄的配置。此外，还可以按照任意的方式改变导线宽度。然而，当导线变窄时，导线的阻性分量变大。因此，为了最小化阻性分量的增加，优选地使得位于内侧的导线变窄，这是因为它们的长度更短。

第五实施例

接着，说明根据本发明的第五实施例的变压器500。变压器500包括电感器501和502。电感器501和502布置在彼此顶部上，并且由此形成一个变压器。

图15是示出了根据本发明的第五实施例的变压器500的电感器501的结构的平面图。电感器501是具有双结构的电感器。即，电感器501具有通过将根据第一实施例的两个电感器101串联连接而获得的结构。如图15中所示，电感器501包括第一电感器分区5011和第二电感器分区5012。第一电感器分区5011和第二电感器分区5012中的每个分区具有与电感器101的配置相似的配置。然而，在第一电感器分区5011中，电感器101的端口P2由连接点CP1替代。在第二电感器分区5012中，电感器101的端口P1由连接点CP2替代。此外，连接点CP1通过导线WCP连接至连接点CP2。此外，电感器502具有与电感器501的结构相似的结构，并且因此在此省略对其的说明。

根据该实施例的配置，可以通过将多个电感器串联连接来增加电感，而不增加由电感器占据的面积。因此，可以减小变压器的尺寸。

此外，由于可以减小第一电感器分区5011和第二电感器分区5012之间的寄生电容，因此可以有利地改进对共模噪声的忍耐性。

注意，本发明并不限于上述实施例，并且这些实施例可以根据需要被修改而不偏离本发明的精神和范围。例如，虽然根据第三实施例在变压器300中使用电感器101和102，但是这种配置仅是示例。即，也可以使用电感器201和202、电感器401和402、或电感器501。

虽然通过使用电感器401(电感器101的修改的示例)说明了第四实施例，但是这种配置也仅是示例。作为电感器201的修改的示例，其可以被构造为其中电感器201或501的导线宽度改变的电感器。此外，通过改变电感器201或501的导线宽度获得的电感器也可以被应用于第三实施例。

虽然在第四实施例中说明了其中第一电感器分区5011和第二电感器分区5012均具有与电感器101的配置类似的配置的示例，但是该配置仅是示例。即，电感器201、401以及通过改变电感器201的导线宽度获得的电感器也可以应用于第四实施例。

虽然在上述实施例中说明了其中布线层L2邻接布线层L3并在其间插入有中间层绝缘膜的配置示例，但是这些配置仅是示例。即，可以在布线层L2和布线层L3之间形成多个绝缘膜。备选地，可以在布线层L2和布线层L3之间形成除了与布线层L2和L3电隔离的绝缘层之外的层。

虽然通过使用方形形状的电感器作为示例说明了上述实施例，但是电感器的形状并不限于该形状。电感器的形状可以是除了方形之外的任意多边形，或者可以是环形或者椭圆形。当电感器具有多边形形状时，可以通过在具有在其间的最大距离的两个顶点之一处布置电感器之一的交汇并且在两个顶点中的另一顶点处布置另一电感器的交汇来有利地防止层内介电击穿。备选地，可以通过在具有在其间的最大距离的两边之一处布置电感器之一的交汇并且在两边中的另一边布置另一电感器的交汇来有利地防止层内介电击穿。

本领域普通技术人员可以根据需要组合第一实施例至第五实施例。

虽然已经在若干实施例方面描述了本发明，但是本领域技术人员将认识到可以使用在所附权利要求书的精神和范围内的各种修改来实践本发明，并且本发明不限于上述示例。

此外，权利要求书的范围不限于上述实施例。

此外，注意，本发明人的意图在于包括所有权利要求元素的等同物，即使它们在审查期间稍后被修改。

Claims

1.一种变压器，包括：

第一电感器；以及

第二电感器，布置成与所述第一电感器相对，所述第二电感器相对于所述第一电感器绕中心轴旋转180°，其中

所述第一电感器包括：

多个导线，在第一布线层中同心地形成，所述多个导线具有开放式环形形状；以及

第一交汇，形成于第一区域中，所述第一区域是由穿过所述第一电感器和所述第二电感器的中心轴的线划分出的两个区域中的一个区域，所述第一交汇将所述第一电感器的所述多个导线中的第一导线与位于所述第一导线之外的两个导线处的第二导线连接，

所述第一交汇包括：

第一连接导线，在所述第一布线层之下的第二布线层中形成；以及

第一中间层导线，将所述第一导线与所述第一连接导线连接并且将所述第二导线与所述第一连接导线连接，

在最内第一交汇中，最内导线和紧接在所述最内导线之外的导线在所述第一布线层中以连续的方式形成，

所述第二电感器包括：

多个导线，在所述第二布线层之下的第三布线层中同心地形成，所述多个导线具有开放式环形形状；以及

第二交汇，形成于第二区域中，所述第二区域是由穿过所述第一电感器和所述第二电感器的所述中心轴的所述线划分出的所述两个区域中的另一个区域，所述第二交汇将所述第二电感器的所述多个导线中的第三导线与位于所述第三导线之外的两个导线处的第四导线连接，

所述第二交汇包括：

第二连接导线，在所述第二布线层和所述第三布线层之间的第四布线层中形成；以及

第二中间层导线，将所述第三导线与所述第二连接导线连接并且将所述第四导线与所述第二连接导线连接，以及

在最内第二交汇中，最内导线和紧接在所述最内导线之外的导线在所述第三布线层中以连续的方式形成。

2.根据权利要求1所述的变压器，其中所述第一电感器的所述多个导线和所述第二电感器的所述多个导线被形成为多边形形状的开放式环形，所述开放式环形绕中心轴同心地形成。

3.根据权利要求2所述的变压器，其中

所述第一交汇被形成为与所述多边形形状的第一顶点相邻，

所述第二交汇被形成为与所述多边形形状的第二顶点相邻，以及

所述第一顶点和所述第二顶点相比于其它顶点之间的距离具有在其间的最大距离。

4.根据权利要求2所述的变压器，其中

所述第一交汇在所述多边形形状的第一边上形成，

所述第二交汇在所述多边形形状的第二边上形成，以及

所述第一边和所述第二边相比于其它边之间的距离具有在其间的最大距离。

5.根据权利要求1所述的变压器，其中所述第一电感器的所述多个导线和所述第二电感器的所述多个导线被形成为环形形状或椭圆形形状的开放式环形，所述开放式环形绕中心轴同心地形成。

6.根据权利要求1所述的变压器，其中所述第一电感器的所述中心轴偏离所述第二电感器的所述中心轴。

7.根据权利要求1所述的变压器，其中

所述第一电感器的所述多个导线的宽度彼此不同，并且

所述第二电感器的所述多个导线的宽度彼此不同。

8.根据权利要求7所述的变压器，其中所述第一电感器的所述多个导线的宽度和所述第二电感器的所述多个导线的宽度在从外侧向内侧的方向上变窄。