CN200979830Y - 片式低温共烧陶瓷式共模滤波器 - Google Patents
片式低温共烧陶瓷式共模滤波器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN200979830Y CN200979830Y CN 200720083337 CN200720083337U CN200979830Y CN 200979830 Y CN200979830 Y CN 200979830Y CN 200720083337 CN200720083337 CN 200720083337 CN 200720083337 U CN200720083337 U CN 200720083337U CN 200979830 Y CN200979830 Y CN 200979830Y
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- coil
- joint
- left coil
- right coil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种用于消除电子设备信号干扰的低温共烧陶瓷共模滤波器。片式低温共烧陶瓷式共模滤波器，它由流延成的生瓷带叠层在一起而制成低温共烧陶瓷体，低温共烧陶瓷体内印制有n层左线圈和右线圈，n≥5，第n层、第1层分别为引脚层；其特征在于：下一层的左线圈的一端和上一层的右线圈的一端连接的接头与上一层的左线圈的一端与再上一层的右线圈的一端连接的接头由接头拐角部相互交错开，下一层的右线圈的另一端和上一层的左线圈的另一端连接的接头与上一层的右线圈的另一端和再上一层的左线圈的另一端连接的接头由接头拐角部相互交错开。本实用新型具有高频性能更为理想、差模阻抗小、生产成本低的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于消除电子设备信号干扰的低温共烧陶瓷共模滤波器。
技术背景
目前的片式共模滤波器有两大主要类别，分别为多层片式及绕线式，绕线式滤波器的电性能较好，但成本较高，不适合于大规模为电子产品使用。而多层片式之一为采用双层耦合式的铁氧体结构，由于铁氧体材料本身的特性，造成了其高频段的损耗过大，当器件在高频段使用时，对有用的差模信号造成极大的衰减，影响电路性能，从而只适用于较低频段；另一方面，铁氧体材料介电常数较高，为了满足共模滤波器的特性阻抗需求，其螺旋线式的电感需要采用极小的线宽以及线间距，因此无法用普通的厚膜印刷工艺制作，一般采用薄膜工艺或者精细厚膜工艺进行制作，生产成本大幅度上升。
另一种多层片式结构采用低温共烧陶瓷结构(如图1所示)，其材料本身高频性能好，生产成本低，可大量生产。但由于受到自身结构的限制，以及工艺线加工精度的影响，其阻抗特性比前两者差，差模阻抗无法有效降低至特殊规格的要求。这就使得信号通过共模滤波器时，信号接收端无法有效的接受到信号。没有达到滤除噪声，通过信号的要求。
低温共烧陶瓷(LTCC)技术是一种将未烧结的流延陶瓷材料叠层在一起而制成的多层电路，内有印制互连导体、元件和电路，并将该结构烧成一个集成式陶瓷多层材料。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种差模阻抗小、生产成本低的片式低温共烧陶瓷式共模滤波器。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：片式低温共烧陶瓷式共模滤波器，它由流延成的生瓷带叠层在一起而制成低温共烧陶瓷体，低温共烧陶瓷体内印制有n层左线圈和右线圈，n≥5，第n层、第1层分别为引脚层(注：图2中所示最上的一层为第n层，即最下一层；是因图4-6为第n层图)；下一层的左线圈的一端与上一层的右线圈的一端由接头相连(说明：图2中，图外接头处为一端，图里接头处为另一端)，上一层的右线圈的另一端与再上一层的左线圈的另一端由接头相连；其特征在于：下一层的左线圈的一端和上一层的右线圈的一端连接的接头与上一层的左线圈的一端与再上一层的右线圈的一端连接的接头由接头拐角部相互交错开，下一层的右线圈的另一端和上一层的左线圈的另一端连接的接头与上一层的右线圈的另一端和再上一层的左线圈的另一端连接的接头由接头拐角部相互交错开。
所述的n层左线圈和右线圈，相邻层的左线圈和右线圈除接头拐角部相互交错开外相互重叠。
所述的n层左线圈和右线圈，一层的左线圈和右线圈的两端部为直角部，则与之相邻的另一层的左线圈和右线圈的两端部分别为接头拐角部，另一层的左线圈两端的两接头拐角部与右线圈两端的两接头拐角部的拐角方向相反并留有间距，另一层的左线圈两端的两接头拐角部的拐角方向相同。
本实用新型的有益效果是：
1)、由于采用了高Q值、低损耗的低温共烧陶瓷材料，所得到的共模滤波器的Sdd21参数在1GHz的范围之内基本不受到频率的影响，其值极小；与铁氧体相比，其性能如图5所示，本实用新型的高频性能更为理想。
2)、传统的低温共烧陶瓷式共模滤波器的结构上下相邻的耦合层必须偏离一定的距离(接头处采用平行结构)，以避免连接上下层的接头(过孔)短路，这种结构的性能很大程度上依赖于工艺线的线间距加工水平，非重叠区域Z的面积越大，则线圈形成的耦合区域的面积越小，电磁泄漏越多，器件的差模阻抗也就越大，性能降低。
本实用新型接头处采用了拐角部相互交错开，上下层的线圈绝大部分相重叠，上下相邻两层重复的交错堆叠，非重叠区域Z的面积小；一方面可以满足单个电感的电感量要求，保证了两个耦合电感间足够的耦合强度，得到了不受工艺加工水平限制的耦合强度；另一方面，减少了电磁泄漏，得到了较好的差模阻抗性能(差模阻抗较小)，不会对信号造成损耗。
3)、本实用新型接头处采用了拐角部相互交错开，非重叠区域Z的面积小，从而巧妙地避免了最小线间距问题，耦合区域的面积不受工艺线间距水平的限制而减小，对线间距要求降低，工艺加工难度低，普通的厚膜印刷工艺水平即可达到加工要求。在同等水平的加工条件下，性能要比传统的低温共烧陶瓷式共模滤波器性能优异，如图6所示。
4)、由于陶瓷式滤波器在实际工艺制作中，是在陶瓷基片上印刷导体浆料，成本低廉；同时由于本实用新型所使用的各层结构交替重复，仅需要少量的丝网即可，减少了掩膜费用，生产成本大大降低。
附图说明
图1是传统的低温共烧陶瓷式共模滤波器结构的俯视图。
图2是本实用新型的结构示意图。
图3是本实用新型的俯视图。
图4-1是本实用新型的制备过程第1层图；
图4-2是本实用新型的制备过程第2层图；
图4-3是本实用新型的制备过程第2至n-1的奇数层图(n≥5的自然数)；
图4-4是本实用新型的制备过程第2至n-1的偶数层图；
图4-5是本实用新型的制备过程第n-1层图(说明：当n-1为偶数时，图4-5为图4-4)；
图4-6是本实用新型的制备过程第n层图。
图5是本实用新型的片式低温共烧陶瓷式共模滤波器与铁氧体器件相比的差共模S参数比较图。
图6是本实用新型的片式低温共烧陶瓷式共模滤波器与传统低温共烧陶瓷式共模滤波器在同等工艺条件下的阻抗性能比较图。
图7(a)为差模信号等效电路图。
图7(b)为共模信号等效电路图。
图中：1-低温共烧陶瓷体，2-第1层的左线圈，3-第1层的右线圈，4-第n层的左线圈，5-第n-1层的左线圈，6-接头拐角部，7-第n层的右线圈，8-接头，9-第n-1层的右线圈。
具体实施方式
如图2、图3所示，片式低温共烧陶瓷式共模滤波器(本实例中n为7，每层的印刷如图4-1、图4-2、图4-3、图4-4、图4-5、图4-6所示)，它由流延成的生瓷带叠层在一起而制成低温共烧陶瓷体1，低温共烧陶瓷体内印制有7层左线圈和右线圈，第7层、第1层分别为引脚层；第7层的左线圈4的一端与第6层的右线圈9的一端由接头8相连(说明：图2中，图外接头处为一端，图里接头处为另一端，引脚为外端)，第6层的右线圈9的另一端与第5层的左线圈的另一端由接头相连；第7层的右线圈7的另一端与第6层的左线圈5的另一端由接头相连，第6层的左线圈5的一端与第5层的右线圈的一端由接头相连；第7层的右线圈7的外端为引脚，第7层的左线圈4的外端为引脚；
第5层的左线圈的一端与第4层的右线圈的一端由接头相连，第4层的右线圈的另一端与第3层的左线圈的另一端由接头相连；第5层的右线圈的另一端与第4层的左线圈的另一端由接头相连，第4层的左线圈的一端与第3层的右线圈的一端由接头相连；
第4层的左线圈的一端与第3层的右线圈的一端由接头相连，第3层的右线圈的另一端与第2层的左线圈的另一端由接头相连；第4层的右线圈的另一端与第3层的左线圈的另一端由接头相连，第3层的左线圈的一端与第2层的右线圈的一端由接头相连；
第3层的左线圈的一端与第2层的右线圈的一端由接头相连，第2层的右线圈的另一端与第1层的左线圈的另一端由接头相连；第3层的右线圈的另一端与第2层的左线圈的另一端由接头相连，第2层的左线圈的一端与第1层的右线圈的一端由接头相连；第1层的左线圈的外端为引脚，第1层的右线圈的外端为引脚。
本实用新型此实施例的特点是：第7层的左线圈4的一端部为接头拐角部6，第7层的右线圈7的另一端部为接头拐角部，第7层的左线圈4的接头拐角部6与第7层的右线圈7的接头拐角部的拐角方向相反；第6层的左线圈5和第6层的右线圈9的两端部为直角部，第6层的左线圈5与第6层的右线圈9的两端部部分间隔重叠；第5层的左线圈和第5层的右线圈的两端部均为接头拐角部，第5层的左线圈两端的两接头拐角部与第5层的右线圈两端的两接头拐角部的拐角方向相反并留有间距，第5层的左线圈两端的两接头拐角部的拐角方向相同；第4层、第2层的左线圈和右线圈的结构与第6层的左线圈和右线圈的结构相同，第3层的左线圈和右线圈的结构与第5层的左线圈和右线圈的结构相同；第1层的左线圈的另一端部为接头拐角部，第1层的右线圈的一端部为接头拐角部，第1层的左线圈的接头拐角部与第1层的右线圈的接头拐角部的拐角方向相反；
7层左线圈和右线圈的上下层的左线圈和右线圈相互上下方位重叠(除接头拐角部相互交错开外)；
第7层的左线圈4的一端和第6层的右线圈9的一端连接的接头8与第6层的左线圈的一端与第5层的右线圈的一端连接的接头由第7层的左线圈4的一端的接头拐角部6、第5层的右线圈的一端的接头拐角部相互交错开；第7层的右线圈7的另一端和第6层的左线圈5的另一端连接的接头与第6层的右线圈的另一端和第5层的左线圈的另一端连接的接头由第7层的右线圈的另一端的接头拐角部、第5层的左线圈的另一端的接头拐角部相互交错开；
第6层的左线圈的一端和第5层的右线圈的一端连接的接头与第5层的左线圈的一端与第4层的右线圈的一端连接的接头由第5层的右线圈的一端的接头拐角部、第5层的左线圈的一端的接头拐角部相互交错开；第6层的右线圈的另一端和第5层的左线圈的另一端连接的接头与第5层的右线圈的另一端和第4层的左线圈的另一端连接的接头由第5层的左线圈的另一端的接头拐角部、第5层的右线圈的另一端的接头拐角部相互交错开；
第5层的左线圈的一端和第4层的右线圈的一端连接的接头与第4层的左线圈的一端与第3层的右线圈的一端连接的接头由第5层的左线圈的一端的接头拐角部、第3层的右线圈的一端的接头拐角部相互交错开；第5层的右线圈的另一端和第4层的左线圈的另一端连接的接头与第4层的右线圈的另一端和第3层的左线圈的另一端连接的接头由第5层的右线圈的另一端的接头拐角部、第3层的左线圈的另一端的接头拐角部相互交错开；
第4层的左线圈的一端和第3层的右线圈的一端连接的接头与第3层的左线圈的一端与第2层的右线圈的一端连接的接头由第3层的右线圈的一端的接头拐角部、第3层的左线圈的一端的接头拐角部相互交错开；第4层的右线圈的另一端和第3层的左线圈的另一端连接的接头与第3层的右线圈的另一端和第2层的左线圈的另一端连接的接头由第3层的左线圈的另一端的接头拐角部、第3层的右线圈的另一端的接头拐角部相互交错开；
第3层的左线圈的一端和第3层的右线圈的一端连接的接头与第3层的左线圈的一端与第1层的右线圈的一端连接的接头由第3层的左线圈的一端的接头拐角部、第1层的右线圈的一端的接头拐角部相互交错开；第3层的右线圈的另一端和第2层的左线圈的另一端连接的接头与第2层的右线圈的另一端和第1层的左线圈的另一端连接的接头由第3层的右线圈的另一端的接头拐角部、第1层的左线圈的另一端的接头拐角部相互交错开。
本实用新型还可采用n＝5、6、8、9、10、11或12等，其结构形式可采用n＝7的结构形式，依n＝7的结构形式类推。
非重叠区域Z(即由接头拐角部相互交错开的部位)无论放在线圈(或称内电极)的长边、短边、或拐角处，都会起到前述的效果，图2、图3仅是本实用新型的优选方案而已。
片式低温共烧陶瓷式共模滤波器的制造如下(利用现行的低温共烧陶瓷技术)：
1、选取低温共烧陶瓷介质材料，采用流延制造生瓷带。流延的目的是把陶瓷粉料转变为易于加工的生瓷带。
2、生瓷带的加工、穿孔：生带通过切断设备加工成标准尺寸，利用机械冲压、钻孔或激光打孔技术形成通孔。孔用在不同层上以互连电路。在此阶段还要冲制模具孔，帮助叠片时的对准。
3、通孔填充：将银浆等导体通过厚膜印刷、多孔石灌注等方式灌入生带上开好的孔中。
4、印刷：采用传统的厚膜丝网印刷和计算机直接描绘，对导体浆料进行印刷和烘干。每层的印刷如图4-1、图4-2、图4-3、图4-4、图4-5、图4-6所示。
5、切割：将完成前道工艺的半成品，利用激光、锯、热刀等方式切割分离成单个共模滤波器半成品。
6、烧结：单个共模滤波器(基板层)的半成品检查、整理和对准不同层，使每层中的对准孔同心并准备叠层；叠层期间，整理和对准的基板层被热压在一起(通常为70℃，3000psi下10分钟)；然后一步共烧叠层：在5分钟～15分钟将叠层共烧至峰值温度(通常为850℃)，完成器件主体。
7、涂布电极：在烧结后的共模滤波器上相应位置涂布电极，将内部的电路引出。
8、电镀：涂布电极经过烧银后，以电镀方式在电极表面形成保护可焊层(如镍锡层)，作为焊接界面，使共模滤波器可以利用表贴的工艺得到应用。
共模滤波器基本原理：
图7(a)为差模信号等效电路图，图7(b)为共模信号等效电路图，图7(a)、图7(b)为共模滤波器的拓扑结构，当两路信号通过两个耦合线圈时，会产生互感M，造成单个线圈的等效电感量改变。
当差模信号通过时，互感M磁场方向与单个线圈产生的磁场方向相反，单个线圈的等效电感量变为L-M，电感量减小，信号变得更易通过。
当共模信号通过时，互感M磁场方向与单个线圈产生的磁场方向相同，单个线圈的等效电感量变为L+M，电感量增加，信号变得不易通过。
对于信号传输为差分方式的电路，噪声信号为共模形式。通过合理设计线圈结构，可以使M接近于L，产生如下结果：
(1)当差模信号通过时，线圈电感接近为0，信号可以顺利通过。
(2)当共模模信号通过时，线圈电感为L+M，信号损耗增加，有效抑制了噪声。
以上所述为本实用新型的优选实施方案而已，并不用于限制本实用新型。尤其对于本实用新型独有的非重叠区域Z连接结构(即由接头拐角部相互交错开)，对于本领域的技术人员来说，可以有各种形式更改以及位置变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.片式低温共烧陶瓷式共模滤波器，它由流延成的生瓷带叠层在一起而制成低温共烧陶瓷体，低温共烧陶瓷体内印制有n层左线圈和右线圈，n≥5，第n层、第1层分别为引脚层；下一层的左线圈的一端与上一层的右线圈的一端由接头相连，上一层的右线圈的另一端与再上一层的左线圈的另一端由接头相连；其特征在于：下一层的左线圈的一端和上一层的右线圈的一端连接的接头与上一层的左线圈的一端与再上一层的右线圈的一端连接的接头由接头拐角部相互交错开，下一层的右线圈的另一端和上一层的左线圈的另一端连接的接头与上一层的右线圈的另一端和再上一层的左线圈的另一端连接的接头由接头拐角部相互交错开。
2.根据权利要求1所述的片式低温共烧陶瓷式共模滤波器，其特征在于：所述的n层左线圈和右线圈，相邻层的左线圈和右线圈除接头拐角部相互交错开外相互重叠。
3.根据权利要求1所述的片式低温共烧陶瓷式共模滤波器，其特征在于：所述的n层左线圈和右线圈，一层的左线圈和右线圈的两端部为直角部，则与之相邻的另一层的左线圈和右线圈的两端部分别为接头拐角部，另一层的左线圈两端的两接头拐角部与右线圈两端的两接头拐角部的拐角方向相反并留有间距，另一层的左线圈两端的两接头拐角部的拐角方向相同。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200720083337 CN200979830Y (zh) | 2007-01-26 | 2007-01-26 | 片式低温共烧陶瓷式共模滤波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200720083337 CN200979830Y (zh) | 2007-01-26 | 2007-01-26 | 片式低温共烧陶瓷式共模滤波器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN200979830Y true CN200979830Y (zh) | 2007-11-21 |
Family
ID=38980212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200720083337 Expired - Lifetime CN200979830Y (zh) | 2007-01-26 | 2007-01-26 | 片式低温共烧陶瓷式共模滤波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN200979830Y (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101038814B (zh) * | 2007-01-26 | 2011-08-24 | 华中科技大学 | 片式低温共烧陶瓷式共模滤波器 |
| CN102422533A (zh) * | 2009-07-27 | 2012-04-18 | Elmec株式会社 | 共模过滤器 |
| CN106935359A (zh) * | 2015-12-31 | 2017-07-07 | 佛山市柯博明珠数码电子有限公司 | 一种铁氧体与富铁导体的共烧方法及其制造的元器件 |
-
2007
- 2007-01-26 CN CN 200720083337 patent/CN200979830Y/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101038814B (zh) * | 2007-01-26 | 2011-08-24 | 华中科技大学 | 片式低温共烧陶瓷式共模滤波器 |
| CN102422533A (zh) * | 2009-07-27 | 2012-04-18 | Elmec株式会社 | 共模过滤器 |
| CN102422533B (zh) * | 2009-07-27 | 2014-09-03 | 松江Elmec株式会社 | 共模过滤器 |
| CN106935359A (zh) * | 2015-12-31 | 2017-07-07 | 佛山市柯博明珠数码电子有限公司 | 一种铁氧体与富铁导体的共烧方法及其制造的元器件 |
| CN106935359B (zh) * | 2015-12-31 | 2021-06-11 | 佛山市柯博明珠数码电子有限公司 | 一种铁氧体与富铁导体的共烧方法及其制造的元器件 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101038814A (zh) | 片式低温共烧陶瓷式共模滤波器 | |
| CN1198293C (zh) | 层叠阻抗器件 | |
| CN1236459C (zh) | 片状电源电感器及其制造方法 | |
| CN1272811C (zh) | 噪声滤波器和使用该噪声滤波器的电子机器 | |
| KR101092390B1 (ko) | 적층형 전자 부품 및 그 제조 방법 | |
| CN1893172A (zh) | 多层带通滤波器 | |
| CN102231452B (zh) | 一种ltcc滤波器制作工艺及其制得的ltcc滤波器 | |
| CN1753245A (zh) | 分层平衡－不平衡变换器 | |
| CN1543688A (zh) | 用于表面安装用途的毫米波滤波器 | |
| CN1324698C (zh) | 陶瓷多层衬底及其制造方法 | |
| CN200979830Y (zh) | 片式低温共烧陶瓷式共模滤波器 | |
| JP2002260925A (ja) | 積層チップインダクタ | |
| JP2019102792A (ja) | 電子部品 | |
| CN110719690A (zh) | 高速多层pcb板叠层以及布线方法 | |
| CN2874794Y (zh) | 一种平衡不平衡变换器 | |
| US9232646B2 (en) | High speed differential wiring in glass ceramic MCMS | |
| CN2788377Y (zh) | 部分悬浮开路线谐振器 | |
| CN201430049Y (zh) | 片式低温共烧陶瓷式共模滤波器 | |
| CN2755906Y (zh) | 讯号传输结构 | |
| CN2741319Y (zh) | 线路基板 | |
| CN214624701U (zh) | 一种免封端积层电感器 | |
| CN219780114U (zh) | 一种新型高频有机滤波器 | |
| JP2600127Y2 (ja) | 積層チップｅｍｉ除去フィルタ | |
| JP2005167098A (ja) | 積層セラミック電子部品 | |
| CN110931452B (zh) | 一种射频直流旋转对称正反复用型菊花链结构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: No. 1037, Luo Yu Road, Hongshan District, Wuhan, Hubei, zip code: 430074 Co-patentee after: Shenzhen shunluo Technology Co. Ltd. Patentee after: Huazhong University of Science and Technology Address before: No. 1037, Luo Yu Road, Hongshan District, Wuhan, Hubei, zip code: 430074 Co-patentee before: Shenzhen CSG Electronics Co. Ltd. Patentee before: Huazhong University of Science and Technology |
|
| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20071121 Effective date of abandoning: 20070126 |