JPH02128409A - 積層セラミック基板を用いた電磁結合装置 - Google Patents
積層セラミック基板を用いた電磁結合装置Info
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- JPH02128409A JPH02128409A JP63281688A JP28168888A JPH02128409A JP H02128409 A JPH02128409 A JP H02128409A JP 63281688 A JP63281688 A JP 63281688A JP 28168888 A JP28168888 A JP 28168888A JP H02128409 A JPH02128409 A JP H02128409A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
- H01F38/14—Inductive couplings
- H01F2038/143—Inductive couplings for signals
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は絶縁状態で電磁誘導作用により信号伝送を行う
ための積層セラミック基板を用いた電磁結合装置に関す
る。
ための積層セラミック基板を用いた電磁結合装置に関す
る。
［従来の技術］
プリント基板などを用いた信号伝送回路において、雑音
の除去などを目的として各機器間を絶縁した状態で通信
の伝達を行わせる必要の生じる場合があり、このための
手段として従来トランスやホトカプラなどが広く使用さ
れている。
の除去などを目的として各機器間を絶縁した状態で通信
の伝達を行わせる必要の生じる場合があり、このための
手段として従来トランスやホトカプラなどが広く使用さ
れている。
［発明が解決しようとする課題］
上記各手段のうち、トランスは伝達対象信号が低周波か
ら高周波まで広範囲にカバーされるという利点を備えて
いるが、他方鉄心上に２種のコイルを巻回して成るとい
う構造上の特性及びその性能がコイル巻回数に比例する
ということもあって装置が非常に大型化し、コストも高
くなってしまう。
ら高周波まで広範囲にカバーされるという利点を備えて
いるが、他方鉄心上に２種のコイルを巻回して成るとい
う構造上の特性及びその性能がコイル巻回数に比例する
ということもあって装置が非常に大型化し、コストも高
くなってしまう。
また、ホトカプラは前述の如く入出力回路が電気的に分
離されかつ絶縁されるのでインピーダンス変換が容易に
なり、それぞれの電位を独立に決定できること、信号の
伝達が一方向性なので信号の帰還を考慮する必要がない
など種々の利点を備えている。しかしながら、ホトカプ
ラのこうした特性は二値的なデジタル信号の伝送を条件
として発揮されるものであり、アナログ信号の伝送には
温度特性やダイナミックレンジなどに難点が生じ、非常
に限られた範囲においてのみしか使用できないという問
題があった。
離されかつ絶縁されるのでインピーダンス変換が容易に
なり、それぞれの電位を独立に決定できること、信号の
伝達が一方向性なので信号の帰還を考慮する必要がない
など種々の利点を備えている。しかしながら、ホトカプ
ラのこうした特性は二値的なデジタル信号の伝送を条件
として発揮されるものであり、アナログ信号の伝送には
温度特性やダイナミックレンジなどに難点が生じ、非常
に限られた範囲においてのみしか使用できないという問
題があった。
発明の目的
本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、そ
の目的は簡単な構成で安定かつ確実な絶縁特性及び信号
伝送特性を誇る小型の積層セラミック基板を用いた電磁
結合装置を提供することにある。
の目的は簡単な構成で安定かつ確実な絶縁特性及び信号
伝送特性を誇る小型の積層セラミック基板を用いた電磁
結合装置を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
上記目的を達成するために、本発明は、表面に電気回路
が形成されたセラミック基板を複数積層した積層セラミ
ック体を用い、前記セラミック基板の一部にコイル素子
をパターン形成し、これらコイル素子がセラミック基板
を介し、対向するように積層し、各コイル素子を電磁結
合することによって、両コイル素子間において信号伝送
を行うことを特徴とする。
が形成されたセラミック基板を複数積層した積層セラミ
ック体を用い、前記セラミック基板の一部にコイル素子
をパターン形成し、これらコイル素子がセラミック基板
を介し、対向するように積層し、各コイル素子を電磁結
合することによって、両コイル素子間において信号伝送
を行うことを特徴とする。
［作用］
以上の如く構成される本発明によれば、コイルは鉄心上
に巻回するという構造はとらず、基板表面にコイルパタ
ーンを表面的にパターン形成したものを複数枚積層され
て成る。
に巻回するという構造はとらず、基板表面にコイルパタ
ーンを表面的にパターン形成したものを複数枚積層され
て成る。
従って、コイルの巻数は基本的に基板の表面で二次元方
向に増減しまた基板自体が薄型に構成可能であるためこ
れを何枚か積重ねたとしても、その占めるスペースの割
合は非常に小さく、またその絶縁特性及び信号伝達特性
にも非常に優れたものが得られる。
向に増減しまた基板自体が薄型に構成可能であるためこ
れを何枚か積重ねたとしても、その占めるスペースの割
合は非常に小さく、またその絶縁特性及び信号伝達特性
にも非常に優れたものが得られる。
［実施例］
以下、図面に基づき本発明の好適な実施例を説明する。
第１図は本発明に係る電磁結合装置の原理で、同図（Ａ
）は一対のコイルを構成する積層基板の断面を示す。各
上面にコイルが印刷などによってパターン形成された２
枚のセラミック基板１０及び１２の間に絶縁用のこれも
セラミックから成る基板１４が介装されている。
）は一対のコイルを構成する積層基板の断面を示す。各
上面にコイルが印刷などによってパターン形成された２
枚のセラミック基板１０及び１２の間に絶縁用のこれも
セラミックから成る基板１４が介装されている。
基板１０上に形成されたコイル１６の始端１６１は基板
１０の下面から、またその終端１６ｅは基板１０の上面
から導出されている。同様に、基板１２についてもその
表面に形成されたコイル１８の始端１８ｉがその上面か
らそして終端１８ｅが下面から引き出されている。
１０の下面から、またその終端１６ｅは基板１０の上面
から導出されている。同様に、基板１２についてもその
表面に形成されたコイル１８の始端１８ｉがその上面か
らそして終端１８ｅが下面から引き出されている。
前述した第１図（Ａ）において、セラミック基板１０．
１２にはそれぞれ前述したコイル１６゜１８に近接ある
いは絶縁層を介して一体化された他の回路パターン１７
．１９が形成されている。
１２にはそれぞれ前述したコイル１６゜１８に近接ある
いは絶縁層を介して一体化された他の回路パターン１７
．１９が形成されている。
従って、本発明においては、前記コイル１６゜１８をセ
ラミック基板に他の回路パターンと同時にパターン形成
することが可能となり、回路構成を著しく簡略化するこ
とが可能となる。
ラミック基板に他の回路パターンと同時にパターン形成
することが可能となり、回路構成を著しく簡略化するこ
とが可能となる。
例えば、通常の場合、前記セラミック基板１０゜１２に
は適当な手法、例えば印刷その他によって前記コイル及
び必要な回路パターンが形成され、このような回路パタ
ーン及びコイルを担持したセラミック基板が複数層重ね
合わされて加圧され、積層された基板回路が加熱によっ
て焼結され、回路パターンとコイルとが一体に組み込ま
れた微細セラミック回路を得ることが可能となる。
は適当な手法、例えば印刷その他によって前記コイル及
び必要な回路パターンが形成され、このような回路パタ
ーン及びコイルを担持したセラミック基板が複数層重ね
合わされて加圧され、積層された基板回路が加熱によっ
て焼結され、回路パターンとコイルとが一体に組み込ま
れた微細セラミック回路を得ることが可能となる。
従って、このような回路パターンとコイルを一体化した
セラミック基板回路によれば、例えばモデム装置のよう
に回路内部にコイルを含む装置を外部接続することなく
一体に形成することが可能となり、例えば従来の手法に
よってＩＣ化された回路に外付けでコイルを組み込む全
体的な回路より簡単でかつ小型化可能な汎用性の高い電
磁結合装置を回路パターンと一体化して形成することが
可能となる。
セラミック基板回路によれば、例えばモデム装置のよう
に回路内部にコイルを含む装置を外部接続することなく
一体に形成することが可能となり、例えば従来の手法に
よってＩＣ化された回路に外付けでコイルを組み込む全
体的な回路より簡単でかつ小型化可能な汎用性の高い電
磁結合装置を回路パターンと一体化して形成することが
可能となる。
同図（Ｂ）に、基板を除去した状態での前記（Ａ）にお
ける一対のコイルの相対位置関係を示す。図より明らか
なように、この実施例に係る装置はセラミック積層基板
１０〜１４の厚さ方向で互いに対向するよう形成されて
おり、各基板１０〜１４の厚さは非常に薄いのでこのコ
イル相互間距離も小さく、一対のコイルは非常に密接し
た状態におかれていることを理解できる。
ける一対のコイルの相対位置関係を示す。図より明らか
なように、この実施例に係る装置はセラミック積層基板
１０〜１４の厚さ方向で互いに対向するよう形成されて
おり、各基板１０〜１４の厚さは非常に薄いのでこのコ
イル相互間距離も小さく、一対のコイルは非常に密接し
た状態におかれていることを理解できる。
コイルパターンの形成された各基板１０及び１２にはコ
イルを導出するためのスルーホール１０ａ及び１２ａが
コイルパターンの中央部に基板の厚さ方向に貫通形成さ
れている。このスルーホール１０ａ及び１２ａ内の導通
は導電材により充填するかあるいは導電性のピンを埋設
するなど任意の方法を採用し得る。
イルを導出するためのスルーホール１０ａ及び１２ａが
コイルパターンの中央部に基板の厚さ方向に貫通形成さ
れている。このスルーホール１０ａ及び１２ａ内の導通
は導電材により充填するかあるいは導電性のピンを埋設
するなど任意の方法を採用し得る。
従って、図示例においてはコイルパターンの周縁部は基
板１０及び１２の表裏両面に対向状態で位置しているこ
とを理解できる。
板１０及び１２の表裏両面に対向状態で位置しているこ
とを理解できる。
また、本実施例によれば、コイルパターンのほかに他の
通常の回路パターンをも基板上に印刷形成することがで
き、製造工程の簡略化とともに装置の大幅な小型薄型化
を図ることが可能である。
通常の回路パターンをも基板上に印刷形成することがで
き、製造工程の簡略化とともに装置の大幅な小型薄型化
を図ることが可能である。
第１図（Ｃ）に上記第１図（Ａ）及び（Ｂ）に係る構成
の改良例として、コイルパターンが形成された基板１０
及び１２間に挟まれた絶縁性基板１４の一部に磁性片２
０を挿入した構成を示す。
の改良例として、コイルパターンが形成された基板１０
及び１２間に挟まれた絶縁性基板１４の一部に磁性片２
０を挿入した構成を示す。
この実施例によれば、伝送されてきた信号によって誘起
される磁束は磁性片２０の磁気作用によって収束するの
で２次側コイルへの鎖交数が増加し、信号伝送効率が著
しく向上する。なお、必要に応じて磁性片の代りに磁性
基板等を用いても同様の効果を得ることができる。
される磁束は磁性片２０の磁気作用によって収束するの
で２次側コイルへの鎖交数が増加し、信号伝送効率が著
しく向上する。なお、必要に応じて磁性片の代りに磁性
基板等を用いても同様の効果を得ることができる。
第２図に本発明の第３実施例を示す。これは、−次及び
二次側番コイルの巻数を多くして磁束鎖交数を増大させ
、電磁結合の性能の向上を図ったもので、図示例では二
対すなわち４層構造が取られている。そして、−次側コ
イル３０及び３２と二次側コイル３４及び３６は互い違
いの４段構成を取り、二次側コイル３４の始端３４ｉと
二次側コイル３６の始端３６ｉが、そして−次側コイル
３０の始端３０ｉと一次側コイル３２の始端３２１とが
それぞれ各セラミック基板４０〜４２及び絶縁基板５０
〜５２上に形成されたスルーホールＴｈｌ及びＴｈ２を
通してそれぞれ接続されている。
二次側番コイルの巻数を多くして磁束鎖交数を増大させ
、電磁結合の性能の向上を図ったもので、図示例では二
対すなわち４層構造が取られている。そして、−次側コ
イル３０及び３２と二次側コイル３４及び３６は互い違
いの４段構成を取り、二次側コイル３４の始端３４ｉと
二次側コイル３６の始端３６ｉが、そして−次側コイル
３０の始端３０ｉと一次側コイル３２の始端３２１とが
それぞれ各セラミック基板４０〜４２及び絶縁基板５０
〜５２上に形成されたスルーホールＴｈｌ及びＴｈ２を
通してそれぞれ接続されている。
同図（Ｃ）は本実施例に係る４層構成を簡略的に示した
ものである。
ものである。
そして、本実施例においても前記第２実施例と同様に磁
性片を用いて、誘起される磁束の二次側コイルへの鎖交
数を更に向上させるために磁性片を用いることができ、
この場合同図（Ａ）に示すように４層基板の上面及び下
面に一対の磁性片５４．５６を対向配置させれば良い。
性片を用いて、誘起される磁束の二次側コイルへの鎖交
数を更に向上させるために磁性片を用いることができ、
この場合同図（Ａ）に示すように４層基板の上面及び下
面に一対の磁性片５４．５６を対向配置させれば良い。
そして、こうした構成によれば電磁結合装置を構成する
コイルは従来のように導線をコアに巻き付けるという立
体的な構造ではなく、積層され得る基板そのものが非常
に薄くまたコイルも平面的にパターン形成できるととも
に、基板上にコイルパターンのみならず他の回路パター
ンも同時に形成可能であり、非常に小型薄型でかつ伝送
特性及び絶縁特性に優れた電磁結合装置を得ることが可
能である。
コイルは従来のように導線をコアに巻き付けるという立
体的な構造ではなく、積層され得る基板そのものが非常
に薄くまたコイルも平面的にパターン形成できるととも
に、基板上にコイルパターンのみならず他の回路パター
ンも同時に形成可能であり、非常に小型薄型でかつ伝送
特性及び絶縁特性に優れた電磁結合装置を得ることが可
能である。
こうした構造の装置を実際の例えばデータ通信装置など
に適用するに際し、より一層伝送効率を向上させて特に
低い周波数の伝送効率をアップさせるには、伝送信号に
高周波キャリアを用いた、例えばＡＭ変調を施せばよい
。
に適用するに際し、より一層伝送効率を向上させて特に
低い周波数の伝送効率をアップさせるには、伝送信号に
高周波キャリアを用いた、例えばＡＭ変調を施せばよい
。
第３図にその構成例を示す。
入力信号Ｉｓは増幅器６２内でキャリア周波数発振器６
４から供給されている搬送波信号の重畳を受けて高周波
変調された後に、上述した積層基板上にコイルがパター
ン形成されて成る電磁結合装置６０の一次側コイル６０
ａに供給される。
４から供給されている搬送波信号の重畳を受けて高周波
変調された後に、上述した積層基板上にコイルがパター
ン形成されて成る電磁結合装置６０の一次側コイル６０
ａに供給される。
高周波変調処理を受けた入力信号は二次側コイル６０ｂ
に効率良く伝達され、該二次側コイル６０ｂの出力端に
現れた電圧信号は復調作用を果す増幅器６６に入る。該
増幅器６６の入出力端に接続された抵抗Ｒ及びコンデン
サＣ及びＣ２からなる積分回路によって前記高周波成分
が除去されてから出力信号Ｏ８として次段の処理回路に
伝送されていてくこととなる。
に効率良く伝達され、該二次側コイル６０ｂの出力端に
現れた電圧信号は復調作用を果す増幅器６６に入る。該
増幅器６６の入出力端に接続された抵抗Ｒ及びコンデン
サＣ及びＣ２からなる積分回路によって前記高周波成分
が除去されてから出力信号Ｏ８として次段の処理回路に
伝送されていてくこととなる。
上述の場合、積分回路の代りに、セラミックフィルタや
ＳＡＷフィルタを用いることができ、これらは増幅器６
６の入力側または出力側に接続する。
ＳＡＷフィルタを用いることができ、これらは増幅器６
６の入力側または出力側に接続する。
［発明の効果］
以上説明したように本発明によれば、コイルパターンが
平面的に印刷形成されたセラミック基板を積層すること
により電磁結合装置を形成したので、非常に薄くかつ小
型で伝送特性及び絶縁特性の優れた電磁結合構造を提供
することができ、装置性能と小型化とを両立させること
ができる。
平面的に印刷形成されたセラミック基板を積層すること
により電磁結合装置を形成したので、非常に薄くかつ小
型で伝送特性及び絶縁特性の優れた電磁結合構造を提供
することができ、装置性能と小型化とを両立させること
ができる。
第１図は本発明に係る電磁結合装置の第１及び第２実施
例を示す構成図、 第２図は本発明に係る電磁結合装置の第３実施例を示す
構成図、 第３図は本発明に係る電磁結合装置のデータ通信装置へ
の適用例を示す回路図である。 １０．１２ ・・・ セラミック基板 １４ ・・・ 絶縁用セラミック基板
例を示す構成図、 第２図は本発明に係る電磁結合装置の第３実施例を示す
構成図、 第３図は本発明に係る電磁結合装置のデータ通信装置へ
の適用例を示す回路図である。 １０．１２ ・・・ セラミック基板 １４ ・・・ 絶縁用セラミック基板
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 表面に電気回路が形成されたセラミック基板を複数積
層した積層セラミック体を用い、 前記セラミック基板の一部にコイル素子をパターン形成
し、 これらコイル素子がセラミック基板を介し、対向するよ
うに積層し、 各コイル素子を電磁結合することによって、両コイル素
子間において信号伝送を行うことを特徴とするセラミッ
ク基板を用いた電磁結合装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63281688A JPH02128409A (ja) | 1988-11-08 | 1988-11-08 | 積層セラミック基板を用いた電磁結合装置 |
| US07/906,420 US5214392A (en) | 1988-11-08 | 1992-06-30 | Multilayered ceramic type electromagnetic coupler apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63281688A JPH02128409A (ja) | 1988-11-08 | 1988-11-08 | 積層セラミック基板を用いた電磁結合装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02128409A true JPH02128409A (ja) | 1990-05-16 |
Family
ID=17642600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63281688A Pending JPH02128409A (ja) | 1988-11-08 | 1988-11-08 | 積層セラミック基板を用いた電磁結合装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02128409A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5363080A (en) * | 1991-12-27 | 1994-11-08 | Avx Corporation | High accuracy surface mount inductor |
| US5532667A (en) * | 1992-07-31 | 1996-07-02 | Hughes Aircraft Company | Low-temperature-cofired-ceramic (LTCC) tape structures including cofired ferromagnetic elements, drop-in components and multi-layer transformer |
| US5578981A (en) * | 1992-05-08 | 1996-11-26 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Laminated inductor |
| US6073339A (en) * | 1996-09-20 | 2000-06-13 | Tdk Corporation Of America | Method of making low profile pin-less planar magnetic devices |
| JP2007510314A (ja) * | 2003-11-03 | 2007-04-19 | アーベーベー・リサーチ・リミテッド | 回転式トランス |
| WO2013088640A1 (ja) * | 2011-12-14 | 2013-06-20 | パナソニック株式会社 | 非接触コネクタ装置及びシステム |
| WO2013088641A1 (ja) * | 2011-12-14 | 2013-06-20 | パナソニック株式会社 | 情報伝送装置及びシステム |
| WO2019226480A1 (en) * | 2018-05-21 | 2019-11-28 | Raytheon Company | Inductive wireless power transfer device with improved coupling factor and high voltage isolation |
| US10917139B2 (en) | 2018-09-07 | 2021-02-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetic coupling device and communication system |
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| JPS6064414A (ja) * | 1983-06-23 | 1985-04-13 | ムラタ エリア エヌ．エ−．，アイエヌシ−． | 変圧器へ応用可能なモノリシツクインダクタ |
| JPS6251835B2 (ja) * | 1976-06-19 | 1987-11-02 | Tokico Ltd |
-
1988
- 1988-11-08 JP JP63281688A patent/JPH02128409A/ja active Pending
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