CN110880492B - 磁耦合器以及通信系统 - Google Patents
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Abstract
实施方式涉及磁耦合器以及通信系统。实施方式的磁耦合器具有第1线圈图案和第2线圈图案。第1线圈图案具有沿第1方向流动电流的第1部分、以及沿与第1方向相反朝向的第2方向流动电流的第2部分。第2线圈图案具有在与第1方向正交的第3方向上与第1部分邻接的第3部分、以及在第3方向上与第2部分邻接而在第1方向上与第3部分连续设置的第4部分。
Description
交叉引用
本申请以在2018年9月5日申请的日本专利申请号为2018-165899为优先权,在本申请中引用该日本专利申请的所有内容。
技术领域
实施方式涉及磁耦合器以及通信系统。
背景技术
包括多对线圈的磁耦合器能够利用多对线圈将多个信号从1次侧传送到2次侧。此时,希望适当地传送多个信号。
发明内容
实施方式提供适于适当地传送多个信号的磁耦合器以及通信系统。
实施方式的磁耦合器具有第1线圈图案和第2线圈图案。第1线圈图案具有沿第1方向流动电流的第1部分、以及沿与第1方向相反朝向的第2方向流动电流的第2部分。第2线圈图案具有在与第1方向正交的第3方向上与第1部分邻接的第3部分、以及在第3方向上与第2部分邻接而在第1方向上与第3部分连续设置的第4部分。
附图说明
图1是示出包括实施方式的磁耦合器的通信系统的电路结构的图。
图2是示出实施方式的磁耦合器的安装结构的图。
图3是示出实施方式的多个线圈图案的平面结构的图。
图4是示出实施方式中的键合线的安装结构的图。
图5是示出包括实施方式的变形例的磁耦合器的通信系统的电路结构的图。
图6是示出实施方式的变形例的磁耦合器的安装结构的图。
图7是示出实施方式的变形例的磁耦合器的平面结构的图。
图8是示出实施方式中的键合线的安装结构的图。
具体实施方式
以下,参照附图,详细地说明实施方式的磁耦合器。此外,本发明并不限定于该实施方式。
(实施方式)
说明实施方式的磁耦合器。磁耦合器被用于1次侧电路与2次侧电路的动作电压大不相同的情况等、想要一边使1次侧电路以及2次侧电路相互电绝缘一边进行信号传送的情况。例如,在1次侧电路包括马达以及驱动马达的逆变器电路、2次侧电路包括控制逆变器电路的控制器的情况下,在1次侧电路以及2次侧电路之间配置磁耦合器,从而能够防止在马达的启动时,冲击电流(Inrush Current)流入到控制器。
在包括磁耦合器的通信系统中,发送电路被设置于1次侧电路,接收电路被设置于2次侧电路。磁耦合器被配置于发送电路以及接收电路之间。
包括多对线圈的磁耦合器能够利用多对线圈将多个信号从1次侧传送到2次侧。磁耦合器被构成为关于多对中的每一对使与发送电路对应的线圈和与接收电路对应的线圈相互电绝缘并且相互磁耦合。在该情况下,希望磁耦合器关于多对中的每一对,一边使发送电路以及接收电路隔离一边将信号以及/或者电力从发送侧(1次侧)的线圈适当地传送到接收侧(2次侧)的线圈。
如果为了避免多对之间的信号以及/或者电力的干扰而分别在发送侧以及接收侧确保多个线圈的宽间隔,则磁耦合器的安装面积容易增大,磁耦合器的成本容易增大。
另一方面,如果为了抑制磁耦合器的安装面积而分别在发送侧以及接收侧缩窄多个线圈的间隔,则多对之间的信号以及/或者电力的干扰变得显著,有可能会难以适当地传送多个信号。
因而,在本实施方式中,在磁耦合器中,使多个线圈的各图案(各线圈图案)形成为8字型,将在平面内邻接的线圈图案配置成使在平面内邻接的线圈图案相互旋转的朝向,从而同时实现抑制安装面积和适当传送多个信号。
具体而言,包括磁耦合器30的通信系统1能够如图1所示构成。图1是示出包括磁耦合器30的通信系统1的电路结构的图。
通信系统1具有1次侧电路10、2次侧电路20以及磁耦合器30。磁耦合器30配置于1次侧电路10以及2次侧电路20之间。磁耦合器30能够一边使1次侧电路10以及2次侧电路20相互电绝缘,一边相互磁耦合。
磁耦合器30能够设为与差动结构对应的耦合器。磁耦合器30将从1次侧电路10传递的多对差动信号变换为磁场能量,将磁场能量再次变换为多对差动信号,传递给2次侧电路20。在图1中,例示出磁耦合器30将3对差动信号变换为磁场能量、然后将磁场能量再次变换为3对差动信号的情况下的结构。
1次侧电路10具有负载电路11以及多个发送电路40-1~40-3。2次侧电路20具有多个接收电路50-1~50-3以及负载电路21。例如,在利用控制器监视马达的动作电压(例如,U相、V相、W相这3相的电压)的情况、或者控制器控制马达的动作(例如,对U相、V相、W相这3相的电压进行PWM控制)的情况下,也可以是多个发送电路40-1~40-3对应于U相、V相、W相这3相,多个接收电路50-1~50-3对应于U相、V相、W相这3相。
磁耦合器30具有多个单位耦合器31-1~31-3。多个单位耦合器31-1~31-3对应于多个发送电路40-1~40-3,对应于多个接收电路50-1~50-3。
单位耦合器31-1能够由双重绝缘型构成。单位耦合器31-1具有线圈32-1、线圈33-1,接合线34-1、37-1、线圈35-1以及线圈36-1。线圈32-1与发送电路40-1电连接。线圈33-1配置于线圈32-1的上方,隔着绝缘膜而与线圈32-1对置(参照图2)。由此,线圈32-1以及线圈33-1被相互电绝缘并且能够被磁耦合。接合线34-1、37-1分别电连接线圈33-1以及线圈35-1。线圈36-1配置于线圈35-1的下方,隔着绝缘膜而与线圈35-1对置(参照图2)。由此,线圈35-1以及线圈36-1被相互电绝缘并且能够被磁耦合。线圈36-1与接收电路50-1电连接。
此外,关于其它单位耦合器31-2、单位耦合器31-3,也能够与单位耦合器31-1同样地构成。另外,1次侧电路10以及各单位耦合器31中的线圈32、33能够包含于芯片区域102,2次侧电路20以及各单位耦合器31中的线圈35、线圈36能够包含于芯片区域105。
磁耦合器30中的各单位耦合器的双重绝缘型的结构例如能够如图2所示安装。图2是示出磁耦合器30的安装结构的图。在图2中,将与基板2的表面大致垂直的方向设为Z方向,将在与Z方向垂直的平面内相互正交的两个方向设为X方向以及Y方向。
例如,多个单位耦合器31-1~31-3中的与1次侧(发送侧)对应的部分能够以如下方式安装。各发送电路40-1~40-3的差动放大器(参照图1)主要配置于基板2。与发送电路40-1的差动放大器电连接的线圈32-1能够作为布线层3所包含的线圈图案32a-1而构成。与发送电路40-2的差动放大器电连接的线圈32-2能够作为布线层3所包含的线圈图案32a-2而构成。与发送电路40-3的差动放大器电连接的线圈32-3能够作为布线层3所包含的线圈图案32a-3而构成。布线层3是在基板2的+Z方向上配置的布线层,沿着XY方向延伸。
在考虑与布线层3对应的在XY方向上延伸的假想的平面PL3的情况下,线圈图案32a-1、线圈图案32a-2、线圈图案32a-3都沿着平面PL3配置。线圈图案32a-1、线圈图案32a-2、线圈图案32a-3能够都按照8字型的线圈图案构成。
线圈图案32a-1的X方向的尺寸比Y方向的尺寸大。线圈图案32a-2的Y方向的尺寸比X方向的尺寸大。线圈图案32a-3的X方向的尺寸比Y方向的尺寸大。线圈图案32a-1的外部轮廓、线圈图案32a-2的外部轮廓以及线圈图案32a-3的外部轮廓分别能够形成为大致矩形形状。
如图3所示,在考虑贯通相对于8字型的线圈图案中的8字型的中央而位于上下的环状图案的假想的轴的情况下,线圈图案32a-1具有沿着X方向通过8字型的中央CP21的轴AX21。图3是示出多个线圈图案32a-1~32a-3的平面结构的图。线圈图案32a-2具有沿着Y方向通过8字型的中央CP22的轴AX22。线圈图案32a-3具有沿着X方向通过8字型的中央CP23的轴AX23。线圈图案32a-1、32a-3中的8字型的中央CP21、CP23配置于线圈图案32a-2的轴AX22的延长上的附近。线圈图案32a-1、32a-3分别配置成在线圈图案32a-2的轴AX22的延长上的附近以线圈图案32a-1、32a-3中的8字型的中央CP21、CP23为中心相对于线圈图案32a-2旋转大致90°的朝向。
在线圈图案32a-1中,在XY平面图中,相对于中心CP21处于+X侧的部分321a-1与处于-X侧的部分322a-1相互反向缠绕。在线圈图案32a-2中,在XY平面图中,相对于中心CP22处于+Y侧的部分321a-2与处于-Y侧的部分322a-2相互反向缠绕。在线圈图案32a-3中,在XY平面图中,相对于中心CP23处于+X侧的部分321a-3与处于-X侧的部分322a-3相互反向缠绕。
例如,当在线圈图案32a-1中以虚线的箭头所示的朝向流过电流的情况下,由于线圈图案32a-1的部分321a-1与线圈图案32a-2的部分321a-2的磁耦合,能够在部分321a-2处以单点划线的箭头所示的朝向产生感应电流。另外,由于线圈图案32a-1的部分322a-1与线圈图案32a-2的部分321a-2的磁耦合,能够在部分321a-2处以双点划线的箭头所示的朝向产生感应电流。在线圈图案32a-2的部分321a-2处,单点划线的箭头所示的感应电流与双点划线的箭头所示的感应电流反向而能够被相互消除。由此,即使缩窄线圈图案32a-1与线圈图案32a-2的配置间隔,也能够抑制线圈图案32a-1与线圈图案32a-2之间的磁影响,能够相互抑制在线圈图案32a-1中传送的信号与在线圈图案32a-2中传送的信号的干扰。
另外,当在线圈图案32a-3中以虚线的箭头所示的朝向流过电流的情况下,由于线圈图案32a-3的部分321a-3与线圈图案32a-2的部分322a-2的磁耦合,能够在部分322a-2处以单点划线的箭头所示的朝向产生感应电流。另外,由于线圈图案32a-3的部分322a-3与线圈图案32a-2的部分322a-2的磁耦合,能够在部分322a-2处以双点划线的箭头所示的朝向产生感应电流。在线圈图案32a-2的部分322a-2处,单点划线的箭头所示的感应电流与双点划线的箭头所示的感应电流反向而能够被相互消除。由此,即使缩窄线圈图案32a-2与线圈图案32a-3的配置间隔,也能够抑制线圈图案32a-2与线圈图案32a-3之间的磁影响,能够相互抑制在线圈图案32a-2中传送的信号与在线圈图案32a-3中传送的信号的干扰。
由于该配置,即使缩窄平面PL3中的多个线圈图案32a-1~32a-3间的配置间隔,也能够抑制多个线圈图案32a-1~32a-3间的磁影响,能够相互抑制在多个线圈图案32a-1~32a-3间传送的信号的干扰。
返回到图2,应与线圈32-1磁耦合的线圈33-1在线圈32-1的+Z方向上配置,与线圈32-1对置。线圈33-1能够作为布线层4所包含的线圈图案33a-1而构成。应与线圈32-2磁耦合的线圈33-2在线圈32-2的+Z方向上配置,与线圈32-2对置。线圈33-2能够作为布线层4所包含的线圈图案33a-2而构成。应与线圈32-3磁耦合的线圈33-3在线圈32-3的+Z方向上配置,与线圈32-3对置。线圈33-3能够作为布线层4所包含的线圈图案33a-3而构成。布线层4是在布线层3的+Z方向上配置的布线层,沿着XY方向延伸。
在考虑与布线层4对应的在XY方向上延伸的假想的平面PL4的情况下,线圈图案33a-1、线圈图案33a-2、线圈图案33a-3都沿着平面PL4配置。线圈图案33a-1、线圈图案33a-2、线圈图案33a-3能够都按照8字型的线圈图案构成。
线圈图案33a-1的X方向的尺寸比Y方向的尺寸大。线圈图案33a-2的Y方向的尺寸比X方向的尺寸大。线圈图案33a-3的X方向的尺寸比Y方向的尺寸大。线圈图案33a-1的外部轮廓、线圈图案33a-2的外部轮廓以及线圈图案33a-3的外部轮廓分别能够形成为大致矩形形状。
在考虑贯通相对于8字型的线圈图案中的8字型的中央而位于上下的环状图案的假想的轴的情况下,线圈图案33a-1具有沿着X方向通过8字型的中央的轴AX31。线圈图案33a-2具有沿着Y方向通过8字型的中央的轴AX32。线圈图案33a-3具有沿着X方向通过8字型的中央的轴AX33。线圈图案33a-1、33a-3中的8字型的中央配置于线圈图案33a-2的轴AX32的延长上的附近。线圈图案33a-1、33a-3分别被配置成在线圈图案33a-2的轴AX32的延长上的附近以线圈图案33a-1、33a-3中的8字型的中央为中心相对于线圈图案33a-2旋转大致90°的朝向(参照图3)。
由于该配置,即使缩窄平面PL4中的多个线圈图案33a-1~33a-3间的配置间隔,也能够抑制多个线圈图案33a-1~33a-3间的磁影响,能够相互抑制在多个线圈图案33a-1~33a-3间传送的信号的干扰。
另外,多个单位耦合器31-1~31-3中的与2次侧(接收侧)对应的部分能够以如下方式安装。各接收电路50-1~50-3的差动放大器(参照图1)主要配置于基板5。与接收电路50-1的差动放大器电连接的线圈36-1能够作为布线层6所包含的线圈图案36a-1而构成。与接收电路50-2的差动放大器电连接的线圈36-2能够作为布线层6所包含的线圈图案36a-2构成。与接收电路50-3的差动放大器电连接的线圈36-3能够作为布线层6所包含的线圈图案36a-3而构成。布线层6是在基板5的+Z方向上配置的布线层,沿着XY方向延伸。
在考虑与布线层6对应的在XY方向上延伸的假想的平面PL6的情况下,线圈图案36a-2、线圈图案36a-1、线圈图案36a-3都沿着平面PL6配置。线圈图案36a-2、线圈图案36a-1、线圈图案36a-3能够都按照8字型的线圈图案构成。
线圈图案36a-1的X方向的尺寸比Y方向的尺寸大。线圈图案36a-2的Y方向的尺寸比X方向的尺寸大。线圈图案36a-3的Y方向的尺寸比X方向的尺寸大。线圈图案36a-1的外部轮廓、线圈图案36a-2的外部轮廓以及线圈图案36a-3的外部轮廓分别能够形成为大致矩形形状。
在考虑贯通相对于8字型的线圈图案中的8字型的中央而位于上下的环状图案的假想的轴的情况下,线圈图案36a-2具有沿着Y方向通过8字型的中央的轴AX62。线圈图案36a-1具有沿着X方向通过8字型的中央的轴AX61。线圈图案36a-3具有沿着Y方向通过8字型的中央的轴AX63。线圈图案36a-1中的8字型的中央配置于线圈图案36a-2的轴AX62的延长上的附近。线圈图案36a-1被配置成在线圈图案36a-2的轴AX62的延长上的附近以线圈图案36a-1中的8字型的中央为中心相对于线圈图案36a-2旋转大致90°的朝向(参照图3)。
由于该配置,即使缩窄平面PL6中的多个线圈图案36a-1~36a-3间的配置间隔,也能够抑制多个线圈图案36a-1~36a-3间的磁影响,能够相互抑制在多个线圈图案36a-1~36a-3间传送的信号的干扰。
应与线圈36-1磁耦合的线圈35-1在线圈36-1的+Z方向上配置,与线圈36-1对置。线圈35-1能够作为布线层7所包含的线圈图案35a-1而构成。应与线圈36-2磁耦合的线圈35-2在线圈36-2的+Z方向上配置,与线圈36-2对置。线圈35-2能够作为布线层7所包含的线圈图案35a-2而构成。应与线圈36-3磁耦合的线圈35-3在线圈36-3的+Z方向上配置,与线圈36-3对置。线圈35-3能够作为布线层7所包含的线圈图案35a-3而构成。布线层7是在布线层6的+Z方向上配置的布线层,沿着XY方向延伸。
在考虑与布线层7对应的在XY方向上延伸的假想的平面PL7的情况下,线圈图案35a-2、线圈图案35a-1、线圈图案35a-3都沿着平面PL7配置。线圈图案35a-2、线圈图案35a-1、线圈图案35a-3能够都按照8字型的线圈图案构成。
线圈图案35a-1的X方向的尺寸比Y方向的尺寸大。线圈图案35a-2的Y方向的尺寸比X方向的尺寸大。线圈图案35a-3的Y方向的尺寸比X方向的尺寸大。线圈图案35a-1的外部轮廓、线圈图案35a-2的外部轮廓以及线圈图案35a-3的外部轮廓分别能够形成为大致矩形形状。
在考虑贯通相对于8字型的线圈图案中的8字型的中央而位于上下的环状图案的假想的轴的情况下,线圈图案35a-2具有沿着Y方向通过8字型的中央的轴AX52。线圈图案35a-1具有沿着X方向通过8字型的中央的轴AX51。线圈图案35a-3具有沿着Y方向通过8字型的中央的轴AX53。线圈图案35a-1中的8字型的中央配置于线圈图案35a-2的轴AX52的延长上的附近。线圈图案35a-1被配置成在线圈图案35a-2的轴AX52的延长上的附近以线圈图案35a-1中的8字型的中央为中心相对于线圈图案35a-2旋转大致90°的朝向(参照图3)。
由于该配置,即使缩窄平面PL7中的多个线圈图案35a-1~35a-3间的配置间隔,也能够抑制多个线圈图案35a-1~35a-3间的磁影响,能够相互抑制在多个线圈图案35a-1~35a-3间传送的信号的干扰。
此外,包括基板2、布线层3、布线层4的区域对应于芯片区域102,包括基板5、布线层6、布线层7的区域对应于芯片区域105。
磁耦合器30中的键合线34、37能够如图4所示安装。图4是示出键合线34、37的安装结构的图。
沿着平面PL4配置的多个线圈图案33a-1~33a-3与沿着平面PL7配置的多个线圈图案35a-1~35a-3利用在XY平面图中相互交叉的多个键合线34-1~34-3、37-1~37-3电连接。平面PL4是与在基板2的+Z方向上配置的布线层4对应的平面。平面PL7是与在基板5的+Z方向上配置的布线层7对应的平面。平面PL7是在沿着平面PL4的方向上与平面PL4分离的平面。
例如,键合线34-1在XY平面图中与键合线34-2交叉。键合线34-1连接线圈图案33a-1的一端和线圈图案35a-1的一端。键合线34-2连接线圈图案33a-2的一端和线圈图案35a-2的一端。键合线34-1在XY平面图中与键合线37-2交叉。键合线37-2连接线圈图案33a-2的另一端和线圈图案35a-2的另一端。
键合线37-1在XY平面图中,与键合线34-2交叉。键合线37-1连接线圈图案33a-1的另一端和线圈图案35a-1的另一端。键合线37-1在XY平面图中与键合线37-2交叉。
键合线34-3在为XY俯视的情况下与键合线37-3交叉。键合线34-3连接线圈图案33a-3的一端和线圈图案35a-3的另一端。键合线37-3连接线圈图案33a-2的另一端和线圈图案35a-3的一端。
多个键合线34-1~34-3、37-1~37-3以在XY平面图中相互交叉的方式接线,从而能够降低多个键合线34-1~34-3、37-1~37-3之间的磁耦合。
如上那样,在实施方式中,在磁耦合器30中,使多个线圈的各图案(各线圈图案)形成为8字型,并将在平面内邻接的线圈图案配置成使在平面内邻接的线圈图案相互旋转的朝向。由此,能够降低多个线圈图案的安装面积,并且能够抑制在多个线圈图案中传送的多个信号之间的干扰。即,关于磁耦合器30,能够同时实现抑制安装面积和适当传送多个信号。
此外,磁耦合器所包含的单位耦合器的数量不限定于图1所例示的3个,既可以为2个,也可以为4个以上。例如,在磁耦合器所包含的单位耦合器的数量为4个的情况下,包括磁耦合器30i的通信系统1i能够如图5所示构成。图5是示出包括实施方式的变形例的磁耦合器30i的通信系统1i的结构的图。通信系统1i具有1次侧电路10i、2次侧电路20i以及磁耦合器30i。在图4中,例示出磁耦合器30i将4对差动信号变换为磁场能量、然后将磁场能量再次变换为4对差动信号的情况下的结构。1次侧电路10i具有负载电路11以及多个发送电路40-1~40-4。2次侧电路20i具有多个接收电路50-1~50-4以及负载电路21。磁耦合器30i具有多个单位耦合器31-1~31-4。多个单位耦合器31-1~31-4对应于多个发送电路40-1~40-4,对应于多个接收电路50-1~50-4。
或者,磁耦合器中的各线圈图案的X方向的尺寸与Y方向的尺寸也可以均等。例如,图5所示的磁耦合器30i中的各单位耦合器的双重绝缘型的结构例如能够如图6所示安装。图6是示出实施方式的变形例的磁耦合器30i的安装结构的图。在图6中,将与基板2的表面大致垂直的方向设为Z方向,将在与Z方向垂直的平面内相互正交的两个方向设为X方向以及Y方向。
在考虑与布线层3对应的在XY方向上延伸的假想的平面PL3的情况下,线圈图案132a-1、线圈图案132a-2、线圈图案132a-3、线圈图案132a-4都沿着平面PL3配置。线圈图案32a-1、线圈图案32a-2、线圈图案32a-3、线圈图案32a-4能够都按照8字型的线圈图案构成。
线圈图案132a-1的X方向的尺寸与Y方向的尺寸均等。线圈图案132a-2的X方向的尺寸与Y方向的尺寸均等。线圈图案132a-3的X方向的尺寸与Y方向的尺寸均等。线圈图案132a-4的X方向的尺寸与Y方向的尺寸均等。线圈图案132a-1的外部轮廓、线圈图案32a-2的外部轮廓、线圈图案132a-3的外部轮廓以及线圈图案132a-4的外部轮廓分别能够形成为大致正方形形状。
如图7所示,在考虑贯通相对于8字型的线圈图案中的8字型的中央而位于上下的环状图案的假想的轴的情况下,线圈图案132a-1具有沿着Y方向通过8字型的中央CP121的轴AX121。图7是示出多个线圈图案132a-1~132a-4的平面结构的图。线圈图案132a-2具有沿着X方向通过8字型的中央CP122的轴AX122。线圈图案132a-3具有沿着Y方向通过8字型的中央CP123的轴AX123。线圈图案132a-4具有沿着X方向通过8字型的中央CP124的轴AX124。线圈图案132a-2、132a-2中的8字型的中央CP122、CP124配置于线圈图案132a-1的轴AX121的延长上的附近。线圈图案132a-2、132a-4分别被配置成在线圈图案132a-1的轴AX121的延长上的附近以线圈图案132a-2、132a-4中的8字型的中央CP122、CP124为中心相对于线圈图案132a-1旋转大致90°的朝向。
在线圈图案132a-1中,在XY平面图中,相对于中心CP121处于+Y侧的部分1321a-1与处于-Y侧的部分1322a-1相互反向缠绕。在线圈图案132a-2中,在XY平面图中,相对于中心CP122处于+X侧的部分1321a-2与处于-X侧的部分1322a-2相互反向缠绕。在线圈图案132a-3中,在XY平面图中,相对于中心CP123处于+Y侧的部分1321a-3与处于-Y侧的部分1322a-3相互反向缠绕。在线圈图案132a-4中,在为XY平面图中,相对于中心CP124处于+X侧的部分1321a-4与处于-X侧的部分1322a-4相互反向缠绕。
例如,当在线圈图案132a-2中以虚线的箭头所示的朝向流过电流的情况下,由于线圈图案132a-2的部分1321a-2与线圈图案132a-1的部分1322a-1的磁耦合,能够在部分1322a-1处以单点划线的箭头所示的朝向产生感应电流。另外,由于线圈图案132a-2的部分1322a-2与线圈图案132a-1的部分1322a-1的磁耦合,能够在部分1322a-2处以双点划线的箭头所示的朝向产生感应电流。在线圈图案132a-1的部分1322a-1处,单点划线的箭头所示的感应电流与双点划线的箭头所示的感应电流反向而能够被相互消除。由此,即使缩窄线圈图案132a-1与线圈图案132a-2的配置间隔,也能够抑制线圈图案132a-1与线圈图案132a-2之间的磁影响,能够相互抑制在线圈图案132a-1中传送的信号与在线圈图案132a-2中传送的信号的干扰。
另外,当在线圈图案132a-4中以虚线的箭头所示的朝向流过电流的情况下,由于线圈图案132a-4的部分1321a-4与线圈图案132a-3的部分1322a-3的磁耦合,能够在部分1322a-3处以单点划线的箭头所示的朝向产生感应电流。另外,由于线圈图案132a-4的部分1322a-4与线圈图案132a-3的部分1322a-3的磁耦合,能够在部分1322a-3处以双点划线的箭头所示的朝向产生感应电流。在线圈图案132a-3的部分1322a-3处,单点划线的箭头所示的感应电流与双点划线的箭头所示的感应电流反向而能够被相互消除。由此,即使缩窄线圈图案132a-3与线圈图案132a-4的配置间隔,也能够抑制线圈图案132a-3与线圈图案132a-4之间的磁影响,能够相互抑制在线圈图案132a-3中传送的信号与在线圈图案132a-4中传送的信号的干扰。
由于该配置,即使缩窄平面PL3中的多个线圈图案132a-1~132a-4间的配置间隔,也能够抑制多个线圈图案132a-1~132a-4间的磁影响,能够相互抑制在多个线圈图案132a-1~132a-4间传送的信号的干扰。另外,通过使各线圈图案132a的外部轮廓形成为大致正方形形状,能够在进行该配置的情况下使X方向的配置宽度一致,能够容易地提高安装密度。
返回到图6,在考虑与布线层4对应的在XY方向上延伸的假想的平面PL4的情况下,线圈图案133a-1、线圈图案133a-2、线圈图案133a-3、线圈图案133a-4都沿着平面PL4配置。线圈图案132a-1、线圈图案132a-2、线圈图案132a-3、线圈图案132a-4能够都按照8字型的线圈图案构成。
线圈图案133a-1的X方向的尺寸与Y方向的尺寸均等。线圈图案133a-2的X方向的尺寸与Y方向的尺寸均等。线圈图案133a-3的X方向的尺寸与Y方向的尺寸均等。线圈图案133a-4的X方向的尺寸与Y方向的尺寸均等。线圈图案133a-1的外部轮廓、线圈图案133a-2的外部轮廓、线圈图案133a-3的外部轮廓以及线圈图案133a-4的外部轮廓分别能够形成为大致正方形形状。
在考虑贯通相对于8字型的线圈图案中的8字型的中央而位于上下的环状图案的假想的轴的情况下,线圈图案133a-1具有沿着Y方向通过8字型的中央的轴AX131。图7是示出多个线圈图案133a-1~133a-4的平面结构的图。线圈图案133a-2具有沿着X方向通过8字型的中央的轴AX132。线圈图案133a-3具有沿着Y方向通过8字型的中央的轴AX133。线圈图案133a-4具有沿着X方向通过8字型的中央的轴AX134。线圈图案133a-2、133a-4中的8字型的中央配置于线圈图案133a-1的轴AX131的延长上的附近。线圈图案133a-2、133a-4分别被配置成在线圈图案133a-1的轴AX131的延长上的附近以线圈图案133a-2、133a-4中的8字型的中央为中心相对于线圈图案133a-1旋转大致90°的朝向。
由于该配置,即使缩窄平面PL4中的多个线圈图案133a-1~133a-4间的配置间隔,也能够抑制多个线圈图案133a-1~133a-4间的磁影响,能够相互抑制在多个线圈图案133a-1~133a-4间传送的信号的干扰。另外,通过使各线圈图案133a的外部轮廓形成为大致正方形形状,能够在进行该配置的情况下使X方向的配置宽度一致,能够容易地提高安装密度。
在考虑与布线层6对应的在XY方向上延伸的假想的平面PL6的情况下,线圈图案136a-2、线圈图案136a-1、线圈图案136a-3、线圈图案136a-4都沿着平面PL6配置。线圈图案136a-2、线圈图案136a-1、线圈图案136a-3、线圈图案136a-4能够都按照8字型的线圈图案构成。
线圈图案136a-1的X方向的尺寸与Y方向的尺寸均等。线圈图案136a-2的X方向的尺寸与Y方向的尺寸均等。线圈图案136a-3的X方向的尺寸与Y方向的尺寸均等。线圈图案136a-4的X方向的尺寸与Y方向的尺寸均等。线圈图案136a-1的外部轮廓、线圈图案136a-2的外部轮廓、线圈图案136a-3的外部轮廓以及线圈图案136a-4的外部轮廓分别能够形成为大致正方形形状。
在考虑贯通相对于8字型的线圈图案中的8字型的中央而位于上下的环状图案的假想的轴的情况下,线圈图案136a-2具有沿着X方向通过8字型的中央的轴AX162。线圈图案136a-1具有沿着Y方向通过8字型的中央的轴AX161。线圈图案136a-4具有沿着X方向通过8字型的中央的轴AX164。线圈图案136a-3具有沿着Y方向通过8字型的中央的轴AX163。线圈图案136a-2、136a-4中的8字型的中央配置于线圈图案136a-1的轴AX161的延长上的附近。线圈图案136a-2、136a-4被配置成在线圈图案136a-1的轴AX161的延长上的附近以线圈图案136a-1中的8字型的中央为中心相对于线圈图案136a-1旋转大致90°的朝向(参照图7)。
由于该配置,即使缩窄平面PL6中的多个线圈图案136a-1~136a-4间的配置间隔,也能够抑制多个线圈图案136a-1~136a-4间的磁影响,能够相互抑制在多个线圈图案136a-1~136a-4间传送的信号的干扰。另外,通过使各线圈图案136a的外部轮廓形成为大致正方形形状,能够在进行该配置的情况下使X方向的配置宽度一致,容易地提高安装密度。
在考虑与布线层7对应的在XY方向上延伸的假想的平面PL7的情况下,线圈图案135a-2、线圈图案135a-1、线圈图案135a-3、线圈图案135a-4都沿着平面PL7配置。线圈图案135a-2、线圈图案135a-1、线圈图案135a-3、线圈图案135a-4能够都按照8字型的线圈图案构成。
线圈图案135a-1的X方向的尺寸与Y方向的尺寸均等。线圈图案135a-2的X方向的尺寸与Y方向的尺寸均等。线圈图案135a-3的X方向的尺寸与Y方向的尺寸均等。线圈图案135a-4的X方向的尺寸与Y方向的尺寸均等。线圈图案135a-1的外部轮廓、线圈图案135a-2的外部轮廓、线圈图案135a-3的外部轮廓以及线圈图案135a-4的外部轮廓分别能够形成为大致正方形形状。
在考虑贯通相对于8字型的线圈图案中的8字型的中央而位于上下的环状图案的假想的轴的情况下,线圈图案135a-2具有沿着X方向通过8字型的中央的轴AX152。线圈图案135a-1具有沿着Y方向通过8字型的中央的轴AX151。线圈图案135a-4具有沿着X方向通过8字型的中央的轴AX154。线圈图案135a-3具有沿着Y方向通过8字型的中央的轴AX153。线圈图案135a-2、135a-4中的8字型的中央配置于线圈图案135a-1的轴AX151的延长上的附近。线圈图案135a-2、135a-4被配置成在线圈图案135a-1的轴AX151的延长上的附近以线圈图案135a-1中的8字型的中央为中心相对于线圈图案135a-1旋转大致90°的朝向(参照图7)。
由于该配置,即使缩窄平面PL7中的多个线圈图案135a-1~135a-4间的配置间隔,也能够抑制多个线圈图案135a-1~135a-4间的磁影响,能够相互抑制在多个线圈图案135a-1~135a-4间传送的信号的干扰。另外,通过使各线圈图案135a的外部轮廓形成为大致正方形形状,能够在进行该配置的情况下使X方向的配置宽度一致,能够容易地提高安装密度。
这样,通过使磁耦合器中的各线圈图案的X方向的尺寸与Y方向的尺寸均等,能够进一步提高磁耦合器的安装密度。
或者,磁耦合器30i中的键合线34、37能够如图8所示安装。图8是示出键合线34、37的安装结构的图。
沿着平面PL4配置的多个线圈图案133a-1~133a-4与沿着平面PL7配置的多个线圈图案135a-1~135a-4利用在XY平面图中相互交叉的多个键合线34-1~34-4、37-1~37-4电连接。平面PL4是与在基板2的+Z方向上配置的布线层4对应的平面。平面PL7是与在基板5的+Z方向上配置的布线层7对应的平面。平面PL7是在沿着平面PL4的方向上与平面PL4分离的平面。
例如,键合线34-1在XY平面图中与键合线34-2交叉。键合线34-1连接线圈图案133a-1的一端和线圈图案135a-1的一端。键合线34-2连接线圈图案133a-2的一端和线圈图案135a-2的一端。键合线34-1在XY平面图中与键合线37-2交叉。键合线37-2连接线圈图案133a-2的另一端和线圈图案135a-2的另一端。
键合线37-1在XY平面图中与键合线34-2交叉。键合线37-1连接线圈图案133a-1的另一端和线圈图案135a-1的另一端。键合线37-1在XY平面图中与键合线37-2交叉。
键合线34-3在XY平面图中与键合线34-4交叉。键合线34-3连接线圈图案133a-3的一端和线圈图案135a-3的一端。键合线34-4连接线圈图案133a-4的一端和线圈图案135a-4的一端。键合线34-3在XY平面图中与键合线37-4交叉。键合线37-4连接线圈图案133a-4的另一端和线圈图案135a-4的另一端。
键合线37-3在XY平面图中与键合线34-4交叉。键合线37-3连接线圈图案133a-3的另一端和线圈图案135a-3的另一端。键合线37-3在XY平面图中与键合线37-4交叉。
多个键合线34-1~34-4、37-1~37-4以在XY平面图中相互交叉的方式接线,从而能够降低多个键合线34-1~34-4、37-1~37-4之间的磁耦合。
说明了本发明的几个实施方式,但这些实施方式是作为例子而提出的,并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其它各种方式来实施,能够在不脱离发明的要旨的范围进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围、要旨中,并且包含于专利权利要求书所记载的发明及与其同等的范围中。
Claims (16)
1.一种磁耦合器,具有第1线圈图案和第2线圈图案,
所述第1线圈图案具有沿第1方向流动电流的第1部分、以及沿与第1方向相反朝向的第2方向流动电流的第2部分,
所述第2线圈图案具有在与第1方向正交的第3方向上与所述第1部分邻接的第3部分,在电流流过所述第1部分时,所述第3部分与所述第1部分磁耦合;以及在所述第3方向上与所述第2部分邻接而在所述第1方向上与所述第3部分连续设置的第4部分,在电流流过所述第2部分时,所述第4部分与所述第2部分磁耦合。
2.根据权利要求1所述的磁耦合器,其中,
所述第1线圈图案与所述第2线圈图案不发生磁耦合。
3.根据权利要求2所述的磁耦合器,其中,
所述第1线圈图案和所述第2线圈图案是能够相互消除感应电流的图案。
4.根据权利要求1所述的磁耦合器,其中,
所述第1线圈图案为与所述第2线圈图案相同的形状。
5.根据权利要求1所述的磁耦合器,其中,
所述第1线圈图案在所述第1方向上的尺寸比在所述第3方向上的尺寸大,所述第2线圈图案在所述第1方向上的尺寸比在所述第3方向上的尺寸小。
6.根据权利要求1所述的磁耦合器,其中,
所述磁耦合器还具有第3线圈图案,
在所述第3方向上,所述第1线圈图案与所述第3线圈图案之间配置有所述第2线圈图案。
7.根据权利要求6所述的磁耦合器,其中,
所述第3线圈图案与所述第2线圈图案不发生磁耦合。
8.根据权利要求7所述的磁耦合器,其中,
所述第3线圈图案和所述第2线圈图案是能够相互消除感应电流的图案。
9.根据权利要求6所述的磁耦合器,其中,
所述第1线圈图案为与所述第3线圈图案相同的形状。
10.根据权利要求6所述的磁耦合器,其中,
所述第3线圈图案在所述第1方向上的尺寸比在所述第3方向上的尺寸大。
11.根据权利要求1所述的磁耦合器,其中,
所述第1线圈图案和所述第2线圈图案沿着包含所述第1方向和所述第3方向的第1平面设置。
12.根据权利要求11所述的磁耦合器,其中,
所述磁耦合器还具有第4线圈图案,该第4线圈图案与所述第1线圈图案对置并磁耦合,
所述第4线圈图案沿着在与所述第1平面对置的方向上分离的第2平面配置。
13.根据权利要求12所述的磁耦合器,其中,
所述磁耦合器还具有第5线圈图案以及第6线圈图案,
所述第5线圈图案沿着第3平面配置,与所述第4线圈图案不发生磁耦合,所述第3平面是在沿着所述第1平面的方向上与所述第1平面分离而成的平面,
所述第6线圈图案与所述第5线圈图案邻接,沿着所述第3平面配置,与所述第5线圈图案不发生磁耦合。
14.根据权利要求13所述的磁耦合器,其中,
所述磁耦合器还具有第1线以及第2线,
所述第1线电连接所述第1线圈图案和所述第6线圈图案,
所述第2线在从与所述第1平面垂直的方向观察的情况下与所述第1线交叉,电连接所述第2线圈图案和所述第5线圈图案。
15.一种通信系统,具备:
发送电路;
接收电路;以及
权利要求1~14中的任意一项所述的磁耦合器,配置于所述发送电路与所述接收电路之间。
16.一种磁耦合器,具有第1线圈图案和第2线圈图案,
所述第1线圈图案沿着第1平面配置于第1方向上,
所述第2线圈图案为与所述第1线圈图案相同的形状,沿着所述第1平面配置,并且与所述第1线圈图案邻接,被配置于与所述第1方向正交的第2方向上,
所述第1线圈图案与所述第2线圈图案分别具有对置地配置并磁耦合的线圈,
所述第1线圈图案中的所述线圈具有沿所述第1方向流动电流的第1部分、以及沿与所述第1方向相反朝向的第3方向流动电流的第2部分,
所述第2线圈图案中的所述线圈具有在所述第2方向上与所述第1部分邻接的第3部分,在电流流过所述第1部分时,所述第3部分与所述第1部分磁耦合;以及在所述第2方向上与所述第2部分邻接而在所述第1方向上与所述第3部分连续设置的第4部分,在电流流过所述第2部分时,所述第4部分与所述第2部分磁耦合。
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