WO2014069056A1 - トランス - Google Patents

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WO2014069056A1
WO2014069056A1 PCT/JP2013/070150 JP2013070150W WO2014069056A1 WO 2014069056 A1 WO2014069056 A1 WO 2014069056A1 JP 2013070150 W JP2013070150 W JP 2013070150W WO 2014069056 A1 WO2014069056 A1 WO 2014069056A1
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WO
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coil conductor
conductor
coil
axis direction
lead
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/070150
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English (en)
French (fr)
Inventor
石田 康介
未歩 北村
Original Assignee
株式会社村田製作所
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Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社村田製作所 filed Critical 株式会社村田製作所
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/29Terminals; Tapping arrangements for signal inductances
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F19/00Fixed transformers or mutual inductances of the signal type
    • H01F19/04Transformers or mutual inductances suitable for handling frequencies considerably beyond the audio range
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2804Printed windings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • H01F2017/0093Common mode choke coil

Definitions

  • the present invention relates to a transformer, and more particularly to a transformer having two coils.
  • a common mode noise filter described in Patent Document 1 is known as an invention related to a conventional transformer.
  • a spiral first coil and a second coil having the same shape are provided in the common mode noise filter.
  • the second coil is arranged slightly shifted from the first coil when viewed in plan. Thereby, the lengths of the first coil and the second coil are aligned.
  • the first coil and the second coil are formed on the same magnetic layer. Therefore, ion migration may occur due to an electric field generated between the first coil and the second coil, and a short circuit may occur between the first coil and the second coil.
  • an object of the present invention is to make the length of the first coil conductor and the length of the second coil conductor close to each other, and a short circuit occurs between the first coil conductor and the second coil conductor. It is providing the transformer which can suppress doing.
  • a transformer according to one embodiment of the present invention includes a stacked body in which a plurality of insulating layers including a first insulating layer and a second insulating layer are stacked, and the first insulating layer.
  • a first coil conductor having a spiral shape that circulates in a predetermined direction when viewed in plan from the stacking direction, and an outer peripheral end of the first coil conductor.
  • the first lead conductor is provided on the second insulator layer, and is aligned with the first coil conductor on the outer peripheral side of the first coil conductor when viewed in plan from the stacking direction.
  • the second connection portion between the coil conductor and the second lead conductor is the first connection portion.
  • the first connecting portion of the coil conductor and the first lead conductor that is located downstream of the predetermined direction, characterized by.
  • the length of the first coil conductor can be made closer to the length of the second coil conductor, and a short circuit occurs between the first coil conductor and the second coil conductor. Can be suppressed.
  • FIG. 1 is an external perspective view of a transformer according to an embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the transformer of FIG. 1. It is the figure which planarly viewed the coil conductor and the insulator layer from the z-axis direction. It is the figure which planarly viewed the coil conductor and the insulator layer from the z-axis direction. It is the figure which piled up and displayed the coil conductor. It is the graph which showed the relationship between the frequency of a 1st model, and the phase difference of S21 and S43. It is the graph which showed the relationship between the frequency of a 2nd model, and the phase difference of S21 and S43. It is the graph which showed the relationship between the frequency of a 1st model and a 2nd model, and Sdc21. It is the graph which showed the relationship between the frequency of a 1st model and a 2nd model, and CMMR.
  • FIG. 1 is an external perspective view of a transformer 10 according to an embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the transformer 10 of FIG.
  • FIG. 3 is a plan view of the coil conductor 20 and the insulator layer 18b from the z-axis direction.
  • FIG. 4 is a plan view of the coil conductor 25 and the insulator layer 18c from the z-axis direction.
  • FIG. 5 is a diagram in which the coil conductor 20 and the coil conductor 25 are displayed in an overlapping manner.
  • the stacking direction of the transformer 10 is defined as the z-axis direction, and when viewed in plan from the z-axis direction, the direction in which the long side extends is defined as the x-axis direction, and the short side extends.
  • the direction that is present is defined as the y-axis direction.
  • the plan view from the positive side in the z-axis direction is simply referred to as the plan view from the z-axis direction.
  • the transformer 10 includes magnetic substrates 12a and 12b, a laminated body 14, external electrodes 15a to 15d, connection portions 16a to 16d, and coils L1 and L2.
  • the magnetic substrate 12a has a rectangular parallelepiped shape having main surfaces S1 and S2 facing each other.
  • the main surface S1 is located on the positive direction side in the z-axis direction with respect to the main surface S2.
  • the magnetic substrate 12a is manufactured by cutting sintered ferrite ceramics. Further, the magnetic substrate 12a may be manufactured by applying a paste made of a calcined ferrite powder and a binder to a ceramic substrate such as alumina, or may be manufactured by laminating and firing a green sheet of a ferrite material. Also good.
  • the laminate 14 is configured by laminating a plurality of insulator layers 18a to 18c and an organic adhesive layer 19 on the main surface S1, and has angles C1 to C4 when viewed in plan from the z-axis direction. It has a rectangular shape.
  • the insulator layers 18a to 18c are stacked so as to be arranged in this order from the positive direction side in the z-axis direction, and have approximately the same size as the main surface S1. However, the corners located at both ends of the long side on the negative direction side in the y-axis direction of the insulator layer 18a are notched. Furthermore, via holes H1 and H2 penetrating in the z-axis direction are provided in the insulator layer 18a.
  • the four corners of the insulator layer 18b are notched. Furthermore, a via hole H3 penetrating in the z-axis direction is provided in the insulator layer 18b. The via hole H3 and the via hole H2 are connected. The four corners of the insulator layer 18c are cut away.
  • the insulator layers 18a to 18c are made of polyimide.
  • the insulator layers 18a to 18c may be made of an insulating resin such as benzocyclobutene, or may be made of an insulating inorganic material such as glass ceramics.
  • the main surface on the positive side in the z-axis direction of the insulator layers 18a to 18c is referred to as a front surface, and the main surface on the negative direction side in the z-axis direction of the insulator layers 18a to 18c is referred to as a back surface.
  • the magnetic substrate 12b has a rectangular parallelepiped shape, and sandwiches the laminate 14 from the z-axis direction together with the magnetic substrate 12a. That is, the magnetic substrate 12b is overlaid on the positive side of the laminate 14 in the z-axis direction.
  • the magnetic substrate 12b is manufactured by cutting out sintered ferrite ceramics. Further, the magnetic substrate 12b may be produced by applying a paste comprising a calcined ferrite powder and a binder to a ceramic substrate such as alumina, or is produced by laminating and firing a green sheet of ferrite material. Also good.
  • the magnetic substrate 12b and the laminate 14 may be bonded with an adhesive.
  • the magnetic substrates 12 a and 12 b and the laminate 14 are bonded by the organic adhesive layer 19.
  • the coil L1 is provided in the multilayer body 14, and includes a coil conductor 20, lead conductors 21a and 21b, and lead conductors 22a to 22c.
  • the coil conductor 20 is provided on the surface of the insulator layer 18b, and approaches the center while turning clockwise when viewed in plan from the z-axis direction, as shown in FIGS. It has a spiral shape.
  • the center of the coil conductor 20 substantially coincides with the center (diagonal intersection) of the transformer 10 when viewed in plan from the z-axis direction.
  • the line width of the coil conductor 20 is constant, and the pitch of the coil conductor 20 is also constant.
  • the lead conductor 21 a is provided on the surface of the insulator layer 18 b and is connected to the outer peripheral end of the coil conductor 20. In the following, as shown in FIG. 3, a portion where the coil conductor 20 and the lead conductor 21a are connected is referred to as a connection portion 50a. Further, the lead conductor 21a is drawn out to a portion where the corner of the insulator layer 18b on the negative side in the x-axis direction and on the positive side in the y-axis direction is cut out. The lead conductor 21a penetrates the insulator layer 18b in the z-axis direction through the notched portion.
  • the lead conductor 21b is a quadrangular conductor provided in the notched portion of the insulator layer 18c on the negative side in the x-axis direction and on the positive side in the y-axis direction. Thereby, the lead conductor 21b is connected to the lead conductor 21a.
  • the lead conductor 21b penetrates the insulating layer 18c in the z-axis direction through the notched portion.
  • the lead conductors 21a and 21b configured as described above are connected to the outer peripheral end of the coil conductor 20 and are drawn to the corner C1 of the main surface of the laminate 14 on the negative direction side in the z-axis direction. Yes.
  • the lead conductor 22a is provided on the surface of the insulator layer 18a, and is connected to the inner peripheral end of the coil conductor 20 by penetrating the insulator layer 18a in the z-axis direction via the via hole H1. ing.
  • a portion where the coil conductor 20 and the lead conductor 22a are connected is referred to as a connection portion 50c.
  • the lead conductor 22a is drawn out to a portion of the insulator layer 18a that is notched in the negative direction side in the x-axis direction and on the negative direction side in the y-axis direction.
  • the lead conductor 22a penetrates the insulator layer 18a in the z-axis direction through the notched portion.
  • the lead conductor 22b is a quadrangular conductor provided on the negative side of the insulator layer 18b in the x-axis direction and the corner of the negative direction side in the y-axis direction. Thereby, the lead conductor 22b is connected to the lead conductor 22a.
  • the lead conductor 22b penetrates the insulator layer 18b in the z-axis direction through the notched portion.
  • the lead conductor 22c is a quadrangular conductor provided on the negative side of the insulator layer 18c in the x-axis direction and at the corner of the negative direction side in the y-axis direction. Thereby, the lead conductor 22c is connected to the lead conductor 22b.
  • the lead conductor 22c penetrates the insulator layer 18c in the z-axis direction through the notched portion.
  • the lead conductors 22a to 22c configured as described above are connected to the inner peripheral end of the coil conductor 20, and are drawn out to the corner C2 of the main surface on the negative side in the z-axis direction of the multilayer body 14. ing.
  • the coil conductor 20 and the lead conductors 21a, 21b, and 22a to 22c are manufactured by forming a film of Ag by a sputtering method.
  • the coil conductor 20 and the lead conductors 21a, 21b, 22a to 22c may be made of a material having high electrical conductivity such as Cu or Au.
  • the coil L2 is provided in the multilayer body 14, and includes a coil conductor 25, a lead conductor 26, and lead conductors 27a to 27d.
  • the coil conductor 25 is provided on the surface of the insulator layer 18c, and approaches the center while turning clockwise when viewed in plan from the z-axis direction, as shown in FIGS. It has a spiral shape. That is, the coil conductor 25 turns in the same direction as the coil conductor 20. As shown in FIG. 5, the coil conductor 25 circulates side by side with the coil conductor 20 on the outer peripheral side of the coil conductor 20 when viewed in plan from the z-axis direction. As shown in FIG.
  • “turning side by side” means that the coil conductor 20 and the coil conductor 25 travel in parallel in a state where they partially overlap in the line width direction. However, “turning side by side” includes that the coil conductor 20 and the coil conductor 25 are traveling in parallel without overlapping in the line width direction.
  • the center of the coil conductor 25 substantially coincides with the center (diagonal intersection) of the transformer 10 when viewed in plan from the z-axis direction.
  • the line width of the coil conductor 25 is constant, and the pitch of the coil conductor 25 is also constant.
  • the line width of the coil conductor 25 is equal to the line width of the coil conductor 20, and the pitch of the coil conductor 25 is equal to the pitch of the coil conductor 20.
  • the coil conductor 25 is provided on the negative side in the z-axis direction (near the magnetic substrate 12a) with respect to the coil conductor 20.
  • the coil L2 comprises the common mode choke coil with the coil L1.
  • the lead conductor 26 is provided on the surface of the insulator layer 18 c and is connected to the outer peripheral end of the coil conductor 25.
  • a portion where the coil conductor 25 and the lead conductor 26 are connected is referred to as a connection portion 50 b.
  • the lead conductor 26 is drawn out to a portion of the insulator layer 18c that is notched at the corner on the positive direction side in the x-axis direction and on the positive direction side in the y-axis direction.
  • the lead conductor 26 penetrates the insulator layer 18c in the z-axis direction through the notched portion.
  • the lead conductor 26 configured as described above is connected to the end portion on the outer peripheral side of the coil conductor 25 and is drawn to the corner C3 of the main surface of the multilayer body 14 on the negative direction side in the z-axis direction.
  • the lead conductor 30 is a quadrangular conductor that is provided in the notched portion of the insulator layer 18b on the positive side in the x-axis direction and on the positive side in the y-axis direction. Thereby, the lead conductor 30 is connected to the lead conductor 26.
  • the lead conductor 27a is provided on the surface of the insulator layer 18b, and is connected to the inner peripheral end of the coil conductor 25 by penetrating the insulator layer 18b in the z-axis direction via the via hole H3. It is a rectangular conductor.
  • a portion where the coil conductor 25 and the lead conductor 27a are connected is referred to as a connection portion 50d.
  • the lead conductor 27b is provided on the surface of the insulator layer 18a, and is connected to the lead conductor 27a by penetrating the insulator layer 18a in the z-axis direction via the via hole H2. Further, the lead conductor 27b is drawn out to a portion where the corner of the insulator layer 18a on the positive side in the x-axis direction and on the negative side in the y-axis direction is cut out. The lead conductor 27b penetrates the insulator layer 18a in the z-axis direction through the notched portion.
  • the lead conductor 27c is a quadrangular conductor provided at a notched portion of the insulator layer 18b on the positive side in the x-axis direction and on the negative side in the y-axis direction. Thus, the lead conductor 27c is connected to the lead conductor 27b. The lead conductor 27c penetrates the insulator layer 18b in the z-axis direction through the notched portion.
  • the lead conductor 27d is a quadrangular conductor provided in a notched portion of the insulator layer 18c on the positive side in the x-axis direction and on the negative side in the y-axis direction. Thereby, the lead conductor 27d is connected to the lead conductor 27c.
  • the lead conductor 27d penetrates the insulating layer 18c in the z-axis direction through the notched portion.
  • the lead conductors 27a to 27d configured as described above are connected to the inner peripheral end of the coil conductor 25 and are drawn to the corner C4 of the main surface on the negative direction side in the z-axis direction of the multilayer body 14. ing.
  • the coil conductor 25 and the lead conductors 26, 27a to 27d are manufactured by depositing Ag by sputtering.
  • the coil conductor 25 and the lead conductors 26, 27a to 27d may be made of a material having high electrical conductivity such as Cu or Au.
  • connection portion 50b between the coil conductor 25 and the lead conductor 26 is located downstream in the clockwise direction from the connection portion 50a between the coil conductor 20 and the lead conductor 21a. That is, the coil conductor 20 does not run in parallel with the coil conductor 25 in the section from the connection portion 50a to the connection portion 50b, but runs in parallel with the coil conductor 25 in the section downstream of the connection portion 50b in the clockwise direction. Yes. Below, the length between the connection part 50a and the connection part 50b in the coil conductor 20 is set to length X1.
  • connection portion 50d between the coil conductor 25 and the lead conductor 27a is located on the downstream side in the clockwise direction from the connection portion 50c between the coil conductor 20 and the lead conductor 22a. That is, the coil conductor 25 does not run in parallel with the coil conductor 20 in the section from the connection portion 50c to the connection portion 50d, but runs in parallel with the coil conductor 25 in the section upstream of the connection portion 50c. Yes.
  • the length between the connection portion 50c and the connection portion 50d in the coil conductor 25 is referred to as a length X2.
  • the length X1 is longer than the length X2.
  • the length of the coil conductor 20 and the length of the coil conductor 25 are substantially equal. More specifically, the coil conductor 25 circulates side by side with the coil conductor 25 on the outer peripheral side of the coil conductor 20. Therefore, the coil conductor 25 is longer than the coil conductor 20 in a section where the coil conductor 20 and the coil conductor 25 are arranged side by side (that is, a section between the connection portion 50b and the connection portion 50c).
  • the coil conductor 20 is longer than the coil conductor 25 by the length X1-X2. Thereby, the length of the coil conductor 20 comes close to the length of the coil conductor 25.
  • the difference between the length of the coil conductor 25 and the length of the coil conductor 20 in the section where the coil conductor 20 and the coil conductor 25 circulate side by side is as follows. It is desirable that the difference between the length X1 between the connection portion 50a and the connection portion 50b in the coil conductor 20 and the length X2 between the connection portion 50c and the connection portion 50d in the coil conductor 25 is substantially equal. Thereby, the length of the coil conductor 20 and the length of the coil conductor 25 become substantially equal.
  • the external electrodes 15a to 15d are provided on the main surface S2 of the magnetic substrate 12a and have a rectangular shape. More specifically, the external electrode 15a is provided near the corner on the negative side in the x-axis direction and on the positive side in the y-axis direction on the main surface S2.
  • the external electrode 15b is provided on the main surface S2 near the corner on the negative direction side in the x-axis direction and on the negative direction side in the y-axis direction.
  • the external electrode 15c is provided on the main surface S2 near the corner on the positive direction side in the x-axis direction and on the positive direction side in the y-axis direction.
  • the external electrode 15d is provided on the main surface S2 near the corner on the positive direction side in the x-axis direction and on the negative direction side in the y-axis direction.
  • the external electrode 15 may be produced by printing and baking a paste containing a metal such as Ag or Cu, or may be produced by depositing Ag, Cu or the like by vapor deposition or plating. Good.
  • connection portion 16a connects the external electrode 15a and the lead conductors 21a and 21b, and is on the negative side in the x-axis direction of the multilayer body 14 and on the positive direction side in the y-axis direction. It covers the corner of the.
  • connection portion 16b connects the external electrode 15b and the lead conductors 22a to 22c, and is on the negative side in the x-axis direction and on the negative direction side in the y-axis direction of the multilayer body 14. It covers the corner of the. As shown in FIG.
  • connection portion 16c connects the external electrode 15c and the lead conductors 26 and 30, and is on the positive side in the x-axis direction of the multilayer body 14 and on the positive direction side in the y-axis direction. It covers the corner of the.
  • connection portion 16d connects the external electrode 15d and the lead conductors 27b to 27d, and is on the positive side in the x-axis direction and on the negative direction side in the y-axis direction of the multilayer body 14. It covers the corner of the.
  • the connection portions 16a to 16d are produced by forming a conductor film containing Cu as a main component by a plating method. Note that the connecting portions 16a to 16d may be made of a material having high electrical conductivity such as Ag or Au.
  • the operation when the transformer 10 configured as described above is used as a common mode choke coil will be described below.
  • the external electrodes 15a and 15c are used as input terminals.
  • the external electrodes 15b and 15d are used as output terminals.
  • a differential transmission signal composed of a first signal and a second signal having a phase difference of 180 degrees is input to each of the external electrodes 15a and 15c. Since the first signal and the second signal are in the differential mode, magnetic fluxes in opposite directions are generated in the coils L1 and L2 when passing through the coils L1 and L2. The magnetic flux generated in the coil L1 and the magnetic flux generated in the coil L2 cancel each other. Therefore, in the coils L1 and L2, there is almost no increase or decrease in magnetic flux due to the flow of the first signal and the second signal. That is, the coils L1 and L2 do not generate back electromotive force that prevents the first signal and the second signal from flowing. Therefore, the transformer 10 has only a very small impedance for the first signal and the second signal.
  • the common mode noise when common mode noise is included in the first signal and the second signal, the common mode noise generates magnetic fluxes in the same direction in the coils L1 and L2 when passing through the coils L1 and L2. . Therefore, in the coils L1 and L2, the magnetic flux increases due to the flow of common mode noise. Thereby, the coils L1 and L2 generate a counter electromotive force that prevents the common mode noise from flowing. Therefore, the transformer 10 has a large impedance with respect to the first signal and the second signal.
  • the length of the coil conductor 20 and the length of the coil conductor 25 can be made closer to each other. More specifically, the coil conductor 25 circulates side by side with the coil conductor 25 on the outer peripheral side of the coil conductor 20. Therefore, the coil conductor 25 is longer than the coil conductor 20 in a section where the coil conductor 20 and the coil conductor 25 are arranged side by side (that is, a section between the connection portion 50b and the connection portion 50c). On the other hand, the coil conductor 20 is longer than the coil conductor 25 by the length X1-X2. Thereby, the length of the coil conductor 20 comes close to the length of the coil conductor 25.
  • the transformer 10 when the length of the coil conductor 20 approaches the length of the coil conductor 25, the inductance value of the coil L1 and the inductance value of the coil L2 approach each other. Therefore, when the transformer 10 is used as a common mode choke coil, in the differential transmission signal composed of the first signal and the second signal, the phase between the phase of the first signal and the phase of the second signal is determined. The phase difference approaches 180 degrees.
  • the transformer 10 when the length of the coil conductor 20 and the length of the coil conductor 25 approach each other, the inductance value of the coil L1 and the inductance value of the coil L2 approach each other. Therefore, when the transformer 10 is used as a common mode choke coil, the magnetic flux generated by the first signal in the coil L1 when a differential mode signal composed of the first signal and the second signal passes through the transformer 10. And the magnetic flux generated by the second signal in the coil L2 are effectively canceled out. As a result, the differential mode signal is suppressed from being converted into common mode noise by the transformer 10.
  • the transformer 10 when the length of the coil conductor 20 and the length of the coil conductor 25 approach each other, the inductance value of the coil L1 and the inductance value of the coil L2 approach each other. Therefore, when the transformer 10 is used as a balun, a differential signal composed of a first signal and a second signal that are 180 degrees out of phase is output. Thereby, it is suppressed that a common mode noise is contained in an output signal.
  • the transformer 10 it is possible to suppress the occurrence of a short circuit between the coil conductor 20 and the coil conductor 25. More specifically, in the transformer 10, the coil conductor 20 is provided on the surface of the insulator layer 18b, and the coil conductor 25 is provided on the surface of the insulator layer 18c. An insulator layer 18 b exists between the coil conductor 20 and the coil conductor 25. Thereby, even if ion migration occurs due to an electric field generated between the coil conductor 20 and the coil conductor 25, the movement of ions is blocked by the insulator layer 18b. Therefore, according to the transformer 10, it is possible to suppress occurrence of a short circuit between the coil conductor 20 and the coil conductor 25.
  • the inventor of the present application performed a computer simulation described below in order to clarify the effect of the transformer 10.
  • the inventor of the present application creates a model having the structure of the transformer 10 as the first model and, as the second model, the coil conductor 20 and the coil conductor 25 are seen when viewed in plan from the z-axis direction in the transformer 10.
  • the model which overlapped in the matched state was created.
  • the first model is a model according to an example
  • the second model is a model according to a comparative example.
  • a differential transmission signal was inputted into the 1st model and the 2nd model, and S parameter was computed.
  • the calculated S parameters are S21, S43, and Sdc21.
  • S21 and S43 are pass characteristics of the first model and the second model. Specifically, S21 is a value of the ratio of the intensity of the first signal output from the external electrode 15b to the intensity of the first signal input to the external electrode 15a. S43 is the value of the ratio of the intensity of the second signal output from the external electrode 15d to the intensity of the second signal input to the external electrode 15c. Sdc21 is a parameter indicating the rate at which a differential mode signal is converted into common mode noise.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the frequency of the first model and the phase difference between S21 and S43.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between the frequency of the second model and the phase difference between S21 and S43.
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship between the frequency of the first model and the second model and Sdc21. 6 and 7, the vertical axis indicates the phase difference, and the horizontal axis indicates the frequency. In FIG. 8, the vertical axis represents the intensity ratio, and the horizontal axis represents the frequency.
  • the frequencies at which the same phase difference occurs in S21 and S43 are different. That is, in the second model, the phase difference between the first signal at the time of input and the first signal at the time of output, and the phase difference between the second signal at the time of input and the second signal at the time of output. It can be seen that a shift has occurred. Therefore, it can be seen that in the second model, the phase difference between the output first signal and the second signal is likely to deviate from 180 degrees.
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between the frequency of the first model and the second model and CMRR.
  • the vertical axis represents CMRR and the horizontal axis represents frequency.
  • FIG. 9 indicates that the first model has a higher CMRR than the second model. Therefore, it can be seen that the first model has a smaller intensity of the common mode component included in the output signal than the second model.
  • the transformer according to the present invention is not limited to the transformer 10 and can be changed within the scope of the gist thereof.
  • a core made of a magnetic material that penetrates the center of the coil conductor 20 and the center of the coil conductor 25 in the z-axis direction may be provided. Thereby, the coupling coefficient of the coil L1 and the coil L2 can be made high.
  • connection portion 50d between the coil conductor 25 and the lead conductor 27a is positioned downstream in the clockwise direction from the connection portion 50c between the coil conductor 20 and the lead conductor 22a.
  • connection part 50d between the coil conductor 25 and the lead conductor 27a may be located upstream in the clockwise direction from the connection part 50c between the coil conductor 20 and the lead conductor 22a.
  • the length of the coil conductor 25 and the length of the coil conductor 20 in the section where the coil conductor 20 and the coil conductor 25 are arranged side by side that is, the section between the connection portion 50b and the connection portion 50c).
  • the difference between the length is the sum of the length X1 between the connecting portion 50a and the connecting portion 50b in the coil conductor 20 and the length between the connecting portion 50c and the connecting portion 50d in the coil conductor 20 with the length X2. It is desirable that they are approximately equal.
  • the coil conductor 20 and the coil conductor 25 when viewed in plan from the z-axis direction, partially overlap in the line width direction. However, the coil conductor 20 and the coil conductor 25 do not have to overlap in the line width direction. In this case, when viewed in plan from the z-axis direction, the coil conductor 25 is positioned between the adjacent coil conductors 20, and the coil conductor 20 is positioned between the adjacent coil conductors 25. In this case, since the coil conductor 20 and the coil conductor 25 do not overlap, the difference between the thickness in the z-axis direction of the region where the coil conductor 20 is provided and the thickness in the z-axis direction of the region where the coil conductor 25 is provided is calculated. Can be small. As a result, the formation of irregularities in the laminate 14 is suppressed.
  • the lead conductor 22a and the lead conductor 27b may be provided on different insulator layers 18.
  • the present invention is useful for a transformer, and in particular, the length of the first coil conductor and the length of the second coil conductor can be made closer, and the first coil conductor and the second coil conductor can be made closer to each other. It is excellent in that a short circuit can be prevented from occurring with the coil conductor.
  • L1 L1 Coil 10 Transformers 12a, 12b Magnetic substrate 14 Laminates 15a-15d External electrodes 18b-18c Insulator layer 19 Adhesive layers 20, 25 Coil conductors 21a, 21b, 22a-22c, 26, 27a-27d, 30 Lead conductors 50a to 50d Connection part

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Abstract

 第1のコイル導体の長さと第2のコイル導体の長さとを近づけることができ、かつ、第1のコイル導体と第2のコイル導体との間でショートが発生することを抑制できる コイル導体20は、絶縁体層18b上に設けられ、z軸方向から平面視したときに、時計回りに周回しながら中心に向かう渦巻状をなしている。引き出し導体21aは、コイル導体20の外周側の端部に接続されている。コイル導体25は、絶縁体層18c上に設けられ、z軸方向から平面視したときに、コイル導体20よりも外周側においてコイル導体20と並んで進行するように渦巻状をなしている。引き出し導体26は、コイル導体25の外周側の端部に接続されている。コイル導体25と引き出し導体26との接続部50bは、コイル導体20と引き出し導体21aとの接続部50aよりも、時計回りの下流側に位置している。

Description

トランス
 本発明は、トランスに関し、より特定的には、2つのコイルを内蔵しているトランスに関する。
 従来のトランスに関する発明としては、例えば、特許文献1に記載のコモンモードノイズフィルタが知られている。該コモンモードノイズフィルタでは、同じ形状をなす渦巻状の第1のコイル及び第2のコイルが設けられている。第2のコイルは、平面視したときに、第1のコイルに対してわずかにずらされて配置されている。これにより、第1のコイルと第2のコイルとの長さがそろっている。
 しかしながら、特許文献1に記載のコモンモードノイズフィルタでは、第1のコイル及び第2のコイルは、同一の磁性体層上に形成されている。そのため、第1のコイルと第2のコイルとの間に発生する電界によって、イオンマイグレーションが発生し、第1のコイルと第2のコイルとの間でショートが発生するおそれがある。
特開2006-24772号公報
 そこで、本発明の目的は、第1のコイル導体の長さと第2のコイル導体の長さとを近づけることができ、かつ、第1のコイル導体と第2のコイル導体との間でショートが発生することを抑制できるトランスを提供することである。
 本発明の一形態に係るトランスは、第1の絶縁体層及び第2の絶縁体層を含む複数の絶縁体層が積層されて構成されている積層体と、前記第1の絶縁体層上に設けられ、積層方向から平面視したときに、所定方向に周回しながら中心に向かう渦巻状をなしている第1のコイル導体と、前記第1のコイル導体の外周側の端部に接続されている第1の引き出し導体と、前記第2の絶縁体層上に設けられ、積層方向から平面視したときに、前記第1のコイル導体よりも外周側において該第1のコイル導体と並んで周回するように渦巻状をなしている第2のコイル導体と、前記第2のコイル導体の外周側の端部に接続されている第2の引き出し導体と、を備えており、前記第2のコイル導体と前記第2の引き出し導体との第2の接続部は、前記第1のコイル導体と前記第1の引き出し導体との第1の接続部よりも、所定方向の下流側に位置していること、を特徴とする。
 本発明によれば、第1のコイル導体の長さと第2のコイル導体の長さとを近づけることができ、かつ、第1のコイル導体と第2のコイル導体との間でショートが発生することを抑制できる。
一実施形態に係るトランスの外観斜視図である。 図1のトランスの分解斜視図である。 コイル導体及び絶縁体層をz軸方向から平面視した図である。 コイル導体及び絶縁体層をz軸方向から平面視した図である。 コイル導体を重ねて表示した図である。 第1のモデルの周波数とS21,S43の位相差との関係を示したグラフである。 第2のモデルの周波数とS21,S43の位相差との関係を示したグラフである。 第1のモデル及び第2のモデルの周波数とSdc21との関係を示したグラフである。 第1のモデル及び第2のモデルの周波数とCMMRとの関係を示したグラフである。
 以下に、本発明の実施形態に係るトランスについて説明する。
(トランスの構成)
 まず、本発明の一実施形態に係るトランスの構成について図面を参照しながら説明する。図1は、一実施形態に係るトランス10の外観斜視図である。図2は、図1のトランス10の分解斜視図である。図3は、コイル導体20及び絶縁体層18bをz軸方向から平面視した図である。図4は、コイル導体25及び絶縁体層18cをz軸方向から平面視した図である。図5は、コイル導体20とコイル導体25とを重ねて表示した図である。以下では、トランス10の積層方向をz軸方向と定義し、z軸方向から平面視したときに、長辺が延在している方向をx軸方向と定義し、短辺が延在している方向をy軸方向と定義する。また、z軸方向の正方向側から平面視することを、単に、z軸方向から平面視すると言う。
 トランス10は、図1及び図2に示すように、磁性体基板12a,12b、積層体14、外部電極15a~15d、接続部16a~16d及びコイルL1,L2を備えている。
 磁性体基板12aは、互いに対向する主面S1,S2を有する直方体状をなしている。磁性体基板12aにおいて、主面S1は、主面S2よりもz軸方向の正方向側に位置している。
 磁性体基板12aは、焼結済みのフェライトセラミックスが削り出されて作製される。また、磁性体基板12aは、フェライト仮焼粉末及びバインダーからなるペーストがアルミナ等のセラミックス基板に塗布されることによって作製されてもよいし、フェライト材料のグリーンシートが積層及び焼成されて作製されてもよい。
 積層体14は、複数の絶縁体層18a~18c及び有機系接着剤層19が主面S1上に積層されて構成されており、z軸方向から平面視したときに、角C1~C4を有する長方形状をなしている。絶縁体層18a~18cは、z軸方向の正方向側からこの順に並ぶように積層されており、主面S1と略同じサイズを有している。但し、絶縁体層18aのy軸方向の負方向側の長辺の両端に位置する角は切り欠かれている。更に、絶縁体層18aには、z軸方向の貫通するビアホールH1,H2が設けられている。絶縁体層18bの4つの角は切り欠かれている。更に、絶縁体層18bには、z軸方向に貫通するビアホールH3が設けられている。ビアホールH3とビアホールH2とは繋がっている。絶縁体層18cの4つの角は切り欠かれている。
 絶縁体層18a~18cは、ポリイミドにより作製されている。また、絶縁体層18a~18cは、ベンゾシクロブテン等の絶縁性樹脂により作製されていてもよいし、ガラスセラミックス等の絶縁性無機材料で作製されていてもよい。以下では、絶縁体層18a~18cのz軸方向の正方向側の主面を表面と称し、絶縁体層18a~18cのz軸方向の負方向側の主面を裏面と称す。
 磁性体基板12bは、直方体状をなしており、磁性体基板12aと共に積層体14をz軸方向から挟んでいる。すなわち、磁性体基板12bは、積層体14のz軸方向の正方向側に重ねられている。磁性体基板12bは、焼結済みのフェライトセラミックスが削り出されて作製される。また、磁性体基板12bは、フェライト仮焼粉末及びバインダーからなるペーストがアルミナ等のセラミックス基板に塗布されることによって作製されてもよいし、フェライト材料のグリーンシートが積層及び焼成されて作製されてもよい。
 磁性体基板12bと積層体14とは、接着剤によって接合されていてもよい。本実施形態では、磁性体基板12a,12bと積層体14とは、有機系接着剤層19により接着されている。
 コイルL1は、積層体14内に設けられており、コイル導体20及び引き出し導体21a,21b、及び、引き出し導体22a~22cを含んでいる。コイル導体20は、絶縁体層18bの表面上に設けられており、図2及び図3に示すように、z軸方向から平面視したときに、時計回りに旋回しながら中心に向かって近づいていく渦巻状をなしている。コイル導体20の中心は、z軸方向から平面視したときに、トランス10の中心(対角線交点)と略一致している。また、コイル導体20の線幅は一定であり、コイル導体20のピッチも一定である。
 引き出し導体21aは、絶縁体層18bの表面上に設けられており、コイル導体20の外周側の端部に接続されている。以下では、図3に示すように、コイル導体20と引き出し導体21aとが接続されている部分を接続部50aと呼ぶ。また、引き出し導体21aは、絶縁体層18bのx軸方向の負方向側であってy軸方向の正方向側の角の切り欠かれた部分に引き出されている。引き出し導体21aは、切り欠かれた部分を介して絶縁体層18bをz軸方向に貫通している。
 引き出し導体21bは、絶縁体層18cのx軸方向の負方向側であってy軸方向の正方向側の角の切り欠かれた部分に設けられている四角形状の導体である。これにより、引き出し導体21bは、引き出し導体21aと繋がっている。引き出し導体21bは、切り欠かれた部分を介して絶縁体層18cをz軸方向に貫通している。
 以上のように構成された引き出し導体21a,21bは、コイル導体20の外周側の端部に接続され、かつ、積層体14のz軸方向の負方向側の主面の角C1に引き出されている。
 引き出し導体22aは、絶縁体層18aの表面上に設けられており、ビアホールH1を介して絶縁体層18aをz軸方向に貫通することにより、コイル導体20の内周側の端部に接続されている。以下では、図3に示すように、コイル導体20と引き出し導体22aとが接続されている部分を接続部50cと呼ぶ。また、引き出し導体22aは、絶縁体層18aのx軸方向の負方向側であってy軸方向の負方向側の角の切り欠かれた部分に引き出されている。引き出し導体22aは、切り欠かれた部分を介して絶縁体層18aをz軸方向に貫通している。
 引き出し導体22bは、絶縁体層18bのx軸方向の負方向側であってy軸方向の負方向側の角の切り欠かれた部分に設けられている四角形状の導体である。これにより、引き出し導体22bは、引き出し導体22aと繋がっている。引き出し導体22bは、切り欠かれた部分を介して絶縁体層18bをz軸方向に貫通している。
 引き出し導体22cは、絶縁体層18cのx軸方向の負方向側であってy軸方向の負方向側の角の切り欠かれた部分に設けられている四角形状の導体である。これにより、引き出し導体22cは、引き出し導体22bと繋がっている。引き出し導体22cは、切り欠かれた部分を介して絶縁体層18cをz軸方向に貫通している。
 以上のように構成された引き出し導体22a~22cは、コイル導体20の内周側の端部に接続され、かつ、積層体14のz軸方向の負方向側の主面の角C2に引き出されている。
 コイル導体20及び引き出し導体21a,21b,22a~22cは、Agがスパッタ法で成膜されることにより作製される。また、コイル導体20及び引き出し導体21a,21b,22a~22cは、Cu、Au等の電気伝導性の高い材料によって作製されてもよい。
 コイルL2は、積層体14内に設けられており、コイル導体25及び引き出し導体26、及び、引き出し導体27a~27dを含んでいる。コイル導体25は、絶縁体層18cの表面上に設けられており、図2及び図4に示すように、z軸方向から平面視したときに、時計回りに旋回しながら中心に向かって近づいていく渦巻状をなしている。すなわち、コイル導体25は、コイル導体20と同じ方向に旋回している。また、コイル導体25は、図5に示すように、z軸方向から平面視したときに、コイル導体20よりも外周側においてコイル導体20と並んで周回している。並んで周回するとは、図5に示すように、コイル導体20とコイル導体25とが線幅方向において一部重なった状態で平行に進行していることを意味する。ただし、並んで周回するとは、コイル導体20とコイル導体25とが線幅方向に重なっていない状態で平行に進行していることも含む。コイル導体25の中心は、z軸方向から平面視したときに、トランス10の中心(対角線交点)と略一致している。また、コイル導体25の線幅は一定であり、コイル導体25のピッチも一定である。本実施形態では、コイル導体25の線幅はコイル導体20の線幅と等しく、コイル導体25のピッチはコイル導体20のピッチと等しい。更に、コイル導体25は、コイル導体20よりもz軸方向の負方向側(磁性体基板12aの近く)に設けられている。これにより、コイルL2は、コイルL1と共にコモンモードチョークコイルを構成している。
 引き出し導体26は、絶縁体層18cの表面上に設けられており、コイル導体25の外周側の端部に接続されている。以下では、図4に示すように、コイル導体25と引き出し導体26とが接続されている部分を接続部50bと呼ぶ。また、引き出し導体26は、絶縁体層18cのx軸方向の正方向側であってy軸方向の正方向側の角の切り欠かれた部分に引き出されている。引き出し導体26は、切り欠かれた部分を介して絶縁体層18cをz軸方向に貫通している。
 以上のように構成された引き出し導体26は、コイル導体25の外周側の端部に接続され、かつ、積層体14のz軸方向の負方向側の主面の角C3に引き出されている。
 なお、引き出し導体30は、絶縁体層18bのx軸方向の正方向側であってy軸方向の正方向側の角の切り欠かれた部分に設けられている四角形状の導体である。これにより、引き出し導体30は、引き出し導体26と繋がっている。
 引き出し導体27aは、絶縁体層18bの表面上に設けられており、ビアホールH3を介して絶縁体層18bをz軸方向に貫通することにより、コイル導体25の内周側の端部に接続されている四角形状の導体である。以下では、図4に示すように、コイル導体25と引き出し導体27aとが接続されている部分を接続部50dと呼ぶ。
 引き出し導体27bは、絶縁体層18aの表面上に設けられており、ビアホールH2を介して絶縁体層18aをz軸方向に貫通することにより、引き出し導体27aに接続されている。また、引き出し導体27bは、絶縁体層18aのx軸方向の正方向側であってy軸方向の負方向側の角の切り欠かれた部分に引き出されている。引き出し導体27bは、切り欠かれた部分を介して絶縁体層18aをz軸方向に貫通している。
 引き出し導体27cは、絶縁体層18bのx軸方向の正方向側であってy軸方向の負方向側の角の切り欠かれた部分に設けられている四角形状の導体である。これにより、引き出し導体27cは、引き出し導体27bと繋がっている。引き出し導体27cは、切り欠かれた部分を介して絶縁体層18bをz軸方向に貫通している。
 引き出し導体27dは、絶縁体層18cのx軸方向の正方向側であってy軸方向の負方向側の角の切り欠かれた部分に設けられている四角形状の導体である。これにより、引き出し導体27dは、引き出し導体27cと繋がっている。引き出し導体27dは、切り欠かれた部分を介して絶縁体層18cをz軸方向に貫通している。
 以上のように構成された引き出し導体27a~27dは、コイル導体25の内周側の端部に接続され、かつ、積層体14のz軸方向の負方向側の主面の角C4に引き出されている。
 コイル導体25及び引き出し導体26,27a~27dは、Agがスパッタ法で成膜されることにより作製される。また、コイル導体25及び引き出し導体26,27a~27dは、Cu、Au等の電気伝導性の高い材料によって作製されてもよい。
 ここで、図5に示すように、コイル導体25と引き出し導体26との接続部50bは、コイル導体20と引き出し導体21aとの接続部50aよりも、時計回りの下流側に位置している。すなわち、コイル導体20は、接続部50aから接続部50bまでの区間においてコイル導体25と並走しておらず、接続部50bよりも時計回りの下流側の区間においてコイル導体25と並走している。以下では、コイル導体20における接続部50aと接続部50bとの間の長さを長さX1とする。
 また、コイル導体25と引き出し導体27aとの接続部50dは、コイル導体20と引き出し導体22aとの接続部50cよりも、時計回りの下流側に位置している。すなわち、コイル導体25は、接続部50cから接続部50dまでの区間においてコイル導体20と並走しておらず、接続部50cよりも時計回りの上流側の区間においてコイル導体25と並走している。以下では、コイル導体25における接続部50cと接続部50dとの間の長さを長さX2とする。
 図5に示すように、長さX1は、長さX2よりも長い。これにより、コイル導体20の長さとコイル導体25の長さとが略等しくなっている。より詳細には、コイル導体25は、コイル導体20よりも外周側においてコイル導体25と並んで周回している。そのため、コイル導体20とコイル導体25とが並んで周回している区間(すなわち、接続部50bと接続部50cとの間の区間)では、コイル導体25の方がコイル導体20よりも長くなる。一方、コイル導体20は、長さX1-X2だけコイル導体25よりも長い。これにより、コイル導体20の長さとコイル導体25の長さとが近づくようになる。
 なお、コイル導体20とコイル導体25とが並んで周回している区間(すなわち、接続部50bと接続部50cとの間の区間)におけるコイル導体25の長さとコイル導体20の長さとの差は、コイル導体20における接続部50aと接続部50bとの間の長さX1とコイル導体25における接続部50cと接続部50dとの間の長さX2との差と略等しいことが望ましい。これにより、コイル導体20の長さとコイル導体25の長さとが略等しくなる。
 外部電極15a~15dは、磁性体基板12aの主面S2上に設けられており、長方形状をなしている。より詳細には、外部電極15aは、主面S2において、x軸方向の負方向側であってy軸方向の正方向側の角近傍に設けられている。外部電極15bは、主面S2において、x軸方向の負方向側であってy軸方向の負方向側の角近傍に設けられている。外部電極15cは、主面S2において、x軸方向の正方向側であってy軸方向の正方向側の角近傍に設けられている。外部電極15dは、主面S2において、x軸方向の正方向側であってy軸方向の負方向側の角近傍に設けられている。なお、外部電極15は、AgやCu等の金属を含有するペーストが印刷及び焼き付けされて作製されてもよいし、AgやCu等が蒸着やめっき工法によって成膜されることによって作製されてもよい。
 接続部16aは、図2に示すように、外部電極15aと引き出し導体21a,21bとを接続しており、積層体14のx軸方向の負方向側であって、y軸方向の正方向側の角を覆っている。接続部16bは、図2に示すように、外部電極15bと引き出し導体22a~22cとを接続しており、積層体14のx軸方向の負方向側であって、y軸方向の負方向側の角を覆っている。接続部16cは、図2に示すように、外部電極15cと引き出し導体26,30とを接続しており、積層体14のx軸方向の正方向側であって、y軸方向の正方向側の角を覆っている。接続部16dは、図2に示すように、外部電極15dと引き出し導体27b~27dとを接続しており、積層体14のx軸方向の正方向側であって、y軸方向の負方向側の角を覆っている。接続部16a~16dは、Cuを主成分とする導体膜がめっき法により成膜されることによって作製されている。なお、接続部16a~16dは、Ag、Au等の電気伝導性の高い材料により作製されてもよい。
 以上のように構成されたトランス10がコモンモードチョークコイルとして用いられた場合の動作について以下に説明する。外部電極15a,15cは、入力端子として用いられる。外部電極15b,15dは、出力端子として用いられる。
 外部電極15a,15cにはそれぞれ、位相が180度異なる第1の信号及び第2の信号からなる差動伝送信号が入力される。第1の信号及び第2の信号は、デファレンシャルモードであるので、コイルL1,L2を通過する際にコイルL1,L2に互いに逆向きの磁束を発生させる。そして、コイルL1で発生した磁束とコイルL2で発生した磁束とは互いに打ち消し合う。そのため、コイルL1,L2内では、第1の信号及び第2の信号が流れることによる磁束の増減が殆ど生じない。すなわち、コイルL1,L2は、第1の信号及び第2の信号が流れることを妨げる逆起電力を発生しない。よって、トランス10は、第1の信号及び第2の信号に対しては、非常に小さなインピーダンスしか有さない。
 一方、第1の信号及び第2の信号にコモンモードノイズが含まれている場合には、コモンモードノイズは、コイルL1,L2を通過する際にコイルL1,L2に同じ向きの磁束を発生させる。そのため、コイルL1,L2内では、コモンモードノイズが流れることによって、磁束が増加する。これにより、コイルL1,L2は、コモンモードノイズが流れることを妨げる逆起電力を発生する。よって、トランス10は、第1の信号及び第2の信号に対しては、大きなインピーダンスを有している。
(効果)
 本実施形態に係るトランス10によれば、コイル導体20の長さとコイル導体25の長さとを近づけることができる。より詳細には、コイル導体25は、コイル導体20よりも外周側においてコイル導体25と並んで周回している。そのため、コイル導体20とコイル導体25とが並んで周回している区間(すなわち、接続部50bと接続部50cとの間の区間)では、コイル導体25の方がコイル導体20よりも長くなる。一方、コイル導体20は、長さX1-X2だけコイル導体25よりも長い。これにより、コイル導体20の長さとコイル導体25の長さとが近づくようになる。
 ここで、コイル導体20の長さとコイル導体25の長さとが近づくと、コイルL1のインダクタンス値とコイルL2のインダクタンス値とが近づく。そのため、トランス10をコモンモードチョークコイルとして用いた場合に、第1の信号及び第2の信号からなる差動伝送信号において、第1の信号の位相と第2の信号の位相との間の位相差が180度に近づく。
 また、コイル導体20の長さとコイル導体25の長さとが近づくと、コイルL1のインダクタンス値とコイルL2のインダクタンス値とが近づく。そのため、トランス10をコモンモードチョークコイルとして用いた場合に、第1の信号及び第2の信号からなるデファレンシャルモードの信号がトランス10を通過する際に、第1の信号がコイルL1において発生させる磁束と第2の信号がコイルL2において発生させる磁束とが効率よく打ち消される。これにより、デファレンシャルモードの信号がトランス10においてコモンモードノイズに変換されることが抑制される。
 また、コイル導体20の長さとコイル導体25の長さとが近づくと、コイルL1のインダクタンス値とコイルL2のインダクタンス値とが近づく。そのため、トランス10をバランとして用いた場合に、位相が180度異なる第1の信号及び第2の信号からなるデファレンシャルの信号が出力されるようになる。これにより、出力信号にコモンモードノイズが含まれることが抑制される。
 また、トランス10によれば、コイル導体20とコイル導体25との間でショートが発生することを抑制できる。より詳細には、トランス10では、コイル導体20は、絶縁体層18bの表面上に設けられ、コイル導体25は、絶縁体層18cの表面上に設けられている。コイル導体20とコイル導体25との間には絶縁体層18bが存在している。これにより、コイル導体20とコイル導体25との間に発生する電界によって、イオンマイグレーションが発生したとしても、イオンの移動は絶縁体層18bにより遮られる。よって、トランス10によれば、コイル導体20とコイル導体25との間でショートが発生することを抑制できる。
 本願発明者は、トランス10が奏する効果をより明確にするために、以下に説明するコンピュータシミュレーションを行った。本願発明者は、第1のモデルとして、トランス10の構造を有するモデルを作成するとともに、第2のモデルとして、トランス10においてz軸方向から平面視したときにコイル導体20とコイル導体25とが一致した状態で重なったモデルを作成した。第1のモデルは、実施例に係るモデルであり、第2のモデルは、比較例に係るモデルである。そして、第1のモデル及び第2のモデルをコモンモードチョークコイルとして用いて、第1のモデル及び第2のモデルに差動伝送信号を入力させて、Sパラメータを演算した。演算したSパラメータは、S21,S43,Sdc21である。S21,S43は、第1のモデル及び第2のモデルの通過特性である。具体的には、S21は、外部電極15aに入力した第1の信号の強度に対する外部電極15bから出力する第1の信号の強度の比の値である。S43は、外部電極15cに入力した第2の信号の強度に対する外部電極15dから出力する第2の信号の強度の比の値である。Sdc21とは、デファレンシャルモードの信号がコモンモードノイズに変換される割合を示すパラメータである。
 図6は、第1のモデルの周波数とS21,S43の位相差との関係を示したグラフである。図7は、第2のモデルの周波数とS21,S43の位相差との関係を示したグラフである。図8は、第1のモデル及び第2のモデルの周波数とSdc21との関係を示したグラフである。図6及び図7において、縦軸は位相差を示し、横軸は周波数を示す。図8において、縦軸は強度比を示し、横軸は周波数を示す。
 図7によれば、第2のモデルでは、S21,S43において同じ位相差が発生する周波数が異なっていることが分かる。すなわち、第2のモデルでは、入力時の第1の信号と出力時の第1の信号との位相差と、入力時の第2の信号と出力時の第2の信号との位相差とにずれが発生していることが分かる。よって、第2のモデルでは、出力される第1の信号及び第2の信号の間の位相差が180度からずれやすいことが分かる。
 一方、図6によれば、第1のモデルでは、S21,S43において同じ位相差が発生する周波数が等しいことが分かる。すなわち、第1のモデルでは、入力時の第1の信号と出力時の第1の信号との位相差と、入力時の第2の信号と出力時の第2の信号との位相差とにずれが発生しにくいことが分かる。よって、第1のモデルでは、出力される第1の信号及び第2の信号の間の位相差が180度からずれにくいことが分かる。
 また、図8によれば、第1のモデルの方が、第2のモデルよりも、Sdc21が低いことが分かる。したがって、第1のモデルでは、第2のモデルよりも、デファレンシャルモードの信号がコモンモードノイズに変換されることが抑制されていることが分かる。
 更に、本願発明者は、第1のモデル及び第2のモデルを用いて、以下のコンピュータシミュレーションを行った。具体的には、第1のモデル及び第2のモデルをバランとして用いて、第1のモデル及び第2のモデルに第1の信号を入力させて、CMRR(同相信号除去比)を演算した。図9は、第1のモデル及び第2のモデルの周波数とCMRRとの関係を示したグラフである。図9において、縦軸はCMRRを示し、横軸は周波数を示す。
 図9によれば、第1のモデルの方が、第2のモデルよりもCMRRが高くなっていることが分かる。よって、第1のモデルの方が、第2のモデルよりも出力信号に含まれるコモンモード成分の強度が小さいことが分かる。
(その他の実施形態)
 本発明に係るトランスは、前記トランス10に限らずその要旨の範囲内において変更可能である。
 なお、トランス10において、コイル導体20の中心とコイル導体25の中心とをz軸方向に貫通する磁性体材料からなるコアが設けられていてもよい。これにより、コイルL1とコイルL2との結合係数を高くすることができる。
 また、トランス10では、コイル導体25と引き出し導体27aとの接続部50dは、コイル導体20と引き出し導体22aの接続部50cよりも、時計回りの下流側に位置している。しかしながら、コイル導体25と引き出し導体27aとの接続部50dは、コイル導体20と引き出し導体22aの接続部50cよりも、時計回りの上流側に位置していてもよい。ただし、この場合には、コイル導体20とコイル導体25とが並んで周回している区間(すなわち、接続部50bと接続部50cとの間の区間)におけるコイル導体25の長さとコイル導体20の長さとの差は、コイル導体20における接続部50aと接続部50bとの間の長さX1とコイル導体20における接続部50cと接続部50dとの間の長さを長さX2との合計と略等しいことが望ましい。
 なお、トランス10では、図5に示すように、z軸方向から平面視したときに、コイル導体20とコイル導体25とが線幅方向において一部重なっている。しかしながら、コイル導体20とコイル導体25とは、線幅方向に重なっていなくてもよい。この場合には、z軸方向から平面視したときに、隣り合うコイル導体20の間にコイル導体25が位置し、隣り合うコイル導体25の間にコイル導体20が位置している。この場合、コイル導体20とコイル導体25とが重なっていないので、コイル導体20が設けられた領域のz軸方向の厚みとコイル導体25が設けられた領域のz軸方向の厚みとの差を小さくすることができる。その結果、積層体14に凹凸が形成されることが抑制される。
 なお、引き出し導体22aと引き出し導体27bとは、異なる絶縁体層18上に設けられていてもよい。
 以上のように、本発明は、トランスに有用であり、特に、第1のコイル導体の長さと第2のコイル導体の長さとを近づけることができ、かつ、第1のコイル導体と第2のコイル導体との間でショートが発生することを抑制できる点において優れている。
L1,L2 コイル
10 トランス
12a,12b 磁性体基板
14 積層体
15a~15d 外部電極
18b~18c 絶縁体層
19 接着剤層
20,25 コイル導体
21a,21b,22a~22c,26,27a~27d,30 引き出し導体
50a~50d 接続部

Claims (3)

  1.  第1の絶縁体層及び第2の絶縁体層を含む複数の絶縁体層が積層されて構成されている積層体と、
     前記第1の絶縁体層上に設けられ、積層方向から平面視したときに、所定方向に周回しながら中心に向かう渦巻状をなしている第1のコイル導体と、
     前記第1のコイル導体の外周側の端部に接続されている第1の引き出し導体と、
     前記第2の絶縁体層上に設けられ、積層方向から平面視したときに、前記第1のコイル導体よりも外周側において該第1のコイル導体と並んで周回するように渦巻状をなしている第2のコイル導体と、
     前記第2のコイル導体の外周側の端部に接続されている第2の引き出し導体と、
     を備えており、
     前記第2のコイル導体と前記第2の引き出し導体との第2の接続部は、前記第1のコイル導体と前記第1の引き出し導体との第1の接続部よりも、所定方向の下流側に位置していること、
     を特徴とするトランス。
  2.  前記第1のコイル導体の内周側の端部に接続されている第3の引き出し導体と、
     前記第2のコイル導体の内周側の端部に接続されている第4の引き出し導体と、
     を更に備えており、
     前記第2のコイル導体と前記第4の引き出し導体との第4の接続部は、前記第1のコイル導体と前記第3の引き出し導体の第3の接続部よりも、所定方向の下流側に位置しており、
     前記第1のコイル導体における前記第1の接続部と前記第2の接続部との間の長さは、前記第2のコイル導体における前記第3の接続部と前記第4の接続部との間の長さよりも長いこと、
     を特徴とする請求項1に記載のトランス。
  3.  前記第1のコイル導体の長さと前記第2のコイル導体の長さとは略等しいこと、
     を特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載のトランス。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005223262A (ja) * 2004-02-09 2005-08-18 Mitsubishi Materials Corp 積層型コモンモードチョークコイル及びその製造方法
JP2012138534A (ja) * 2010-12-28 2012-07-19 Kyocera Corp 積層型電子部品

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