台湾专利TW201314713A 多層螺旋結構之共模濾波器及其製造方法

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一種多層螺旋結構之共模濾波器包含一第一線圈、一第二線圈、一第一絕緣層、一第三線圈、一第二絕緣層、一第四線圈，以及一第三絕緣層。第一線圈與第三線圈串聯，而第二線圈與第四線圈串聯。第二線圈設置於第一線圈與第三線圈之間，而第三線圈設置於第二線圈與第四線圈之間。第一絕緣層隔離第一線圈與第二線圈。第二絕緣層隔離第二線圈與第三線圈。第三絕緣層隔離第三線圈與第四線圈。第一絕緣層、第二絕緣層和第三絕緣層中至少一者包含磁性材料。
公开号:TW201314713A
申请号:TW100134273
申请日:2011-09-23
公开日:2013-04-01
发明作者:Yu-Chia Chang；Cheng-Yi Wang；Shin-Min Tai
申请人:Inpaq Technology Co Ltd；
IPC主号:H01F17-00

专利说明:
多層螺旋結構之共模濾波器及其製造方法
本發明係關於一種共模濾波器，特別關於一種積層式共模濾波器及其製造方法。
共模雜訊(common mode noise)是在所有的導線上，均以相同方向傳導的雜訊。為抑制共模雜訊，可在傳導該雜訊的線路上安裝共模濾波器(common mode filter or choke)。傳統上，共模濾波器主要是由鐵芯上繞有相同匝數的兩線圈之組件所構成。當共模電流流經共模濾波器時，兩線圈會產生同向磁場，使共模濾波器表現出高阻抗(impedance)，以達到抑制共模電流的效果。
為因應可攜式電子產品的需求，晶片式共模濾波器被開發出來。美國專利公告號第7,145,427 B2號公開一種晶片式共模濾波器，其包含兩線圈導線層(coil conductor layers)、兩引線電極層(lead-out electrode layers)、複數個絕緣層(insulation layers)和兩磁性層(magnetic layers)。各線圈導線層包含一線圈，兩引線電極層是用於分別將位在兩線圈內之端部延伸至晶片式共模濾波器之邊緣，以利外部電性連接。絕緣層用於電性隔離線圈導線層與引線電極層。線圈導線層、引線電極層和絕緣層則設置於兩磁性層之間。
受限於尺寸大小，前述之晶片式共模濾波器通常難以再藉由調整線圈結構，以顯著提昇共模阻抗(common mode impedance)或控制截止頻率(cut off frequency)。若以增加線圈繞行圈數的方式提昇共模阻抗，則會增大晶片式共模濾波器安裝時所需面積，不利於其應用在可攜式電子產品上。
根據本發明一實施例，一種多層螺旋結構之共模濾波器包含一第一線圈、一第二線圈、一第一絕緣層、一第三線圈、一第二絕緣層、一第四線圈，以及一第三絕緣層。第一線圈與第三線圈串聯，而第二線圈與第四線圈串聯。第二線圈設置於第一線圈與第三線圈之間，而第三線圈設置於第二線圈與第四線圈之間。第一絕緣層隔離第一線圈與第二線圈。第二絕緣層隔離第二線圈與第三線圈。第三絕緣層隔離第三線圈與第四線圈。第一絕緣層、第二絕緣層和第三絕緣層中至少一者包含磁性材料。
根據本發明一實施例，一種多層螺旋結構之共模濾波器包含一第一線圈、一第二線圈、一第三線圈、一第四線圈，以及一磁性材料部。第二線圈設置於該第一線圈與該第三線圈之間。第三線圈設置於第二線圈與第四線圈之間。第一線圈與第三線圈串聯。第二線圈與第四線圈串聯。磁性材料部穿設第一線圈、第二線圈、第三線圈和第四線圈。
根據本發明一實施例，一種多層螺旋結構之共模濾波器之製備方法包含下列步驟：在一材料層上形成一第一線圈，其中該第一線圈包含一內端部與一外端部；形成一第一絕緣層，覆蓋該第一線圈；在該第一絕緣層上形成一第二線圈，其中該第二線圈包含一內端部與一外端部；形成一第二絕緣層，覆蓋該第二線圈；形成一第一連接孔，暴露該第一線圈之該內端部或該外端部；填充一第一金屬於該第一連接孔，以形成一第一導柱；在該第二絕緣層上形成一第三線圈，該第三線圈包含一內端部與一外端部，其中該第三線圈之該內端部或該外端部耦接該第一導柱；形成一第三絕緣層，覆蓋該第三線圈；形成一第二連接孔，暴露該第二線圈之該內端部或該外端部；填充一第二金屬於該第二連接孔，以形成一第二導柱；形成一第四線圈於該第三絕緣層上，該第四線圈包含一內端部與一外端部，其中該第四線圈之該內端部或該外端部耦接該第二導柱；形成一第四絕緣層，覆蓋該第四線圈；形成一凹處，穿設該第一線圈、該第二線圈、該第三線圈和該第四線圈；及填充一磁性材料於該凹處內。
上文已相當廣泛地概述本揭露之技術特徵及優點，俾使下文之本揭露詳細描述得以獲得較佳瞭解。構成本揭露之申請專利範圍標的之其它技術特徵及優點將描述於下文。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，可相當容易地利用下文揭示之概念與特定實施例可作為修改或設計其它結構或製程而實現與本揭露相同之目的。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者亦應瞭解，這類等效建構無法脫離後附之申請專利範圍所界定之本揭露的精神和範圍。
本發明之一方面揭示一種共模濾波器，其包含兩線圈組。各線圈組包含複數串聯線圈，其中相鄰線圈為一絕緣層所相隔開。兩線圈組之線圈以交互方式形成堆疊。當增加線圈組之線圈數目時，可提高共模濾波器之共模阻抗及可有效地控制差模訊號之截止頻率。此外，各線圈組之線圈數目可增加而可不改變共模濾波器所需面積。
在一些實施例中，共模濾波器可另包含複數絕緣層，複數絕緣層用於電氣隔離複數串聯線圈，複數絕緣層中至少一者可包含磁性材料，如此可封閉線圈所產生之磁力線，增加共模濾波器之電感值和共模阻抗。
在其他實施例中，共模濾波器可包含磁性材料部，磁性材料部穿設複數串聯線圈，藉此增加共模濾波器之電感值和共模阻抗。
再者，共模濾波器可另包含兩材料層，線圈夾設於兩材料層之間。兩材料層中至少一者可包含磁性材料，如此共模濾波器可具有較佳之濾波效果。
圖1顯示本發明一實施例之共模濾波器100之分解示意圖。參照圖1所示，共模濾波器100包含一第一線圈層3、一第一絕緣層4、一第二線圈層5、一第二絕緣層6、一第三線圈層7、一第三絕緣層8，以及一第四線圈層9，其中第一絕緣層4隔離第一線圈層3和第二線圈層5；第二絕緣層6隔離第二線圈層5和第三線圈層7；第三絕緣層8隔離第三線圈層7和第四線圈層9。
第一絕緣層4、第二絕緣層6和第三絕緣層8等之材料可包含聚醯亞胺(polyimide)、環氧樹脂(epoxy resin)或苯並環丁烯樹脂(BCB)。第一絕緣層4、第二絕緣層6和第三絕緣層8中至少一者包含磁性材料，例如：鐵磁性材料。在一實施例中，磁性材料可包含鎳鋅鐵氧體或錳鋅鐵氧體。
第一絕緣層4、第二絕緣層6和第三絕緣層8等之製作方法可包含旋轉塗佈製程、浸漬製程(dipping process)、噴塗製程(spraying process)、網印製程(screen-printing process)或薄膜形成製程(thin film formation process)等。
第一線圈層3包含一第一線圈31；第二線圈層5包含一第二線圈51；第三線圈層7包含一第三線圈71；及第四線圈層9包含一第四線圈91。第二線圈51設置於第一線圈31和第三線圈71之間；第三線圈71設置於第二線圈51與第四線圈91之間。第一線圈31與第三線圈71是串聯連接，而第二線圈51與第四線圈91是串聯連接。串聯之第一線圈31與第三線圈71和串聯之第二線圈51與第四線圈91是電磁耦合，從而可藉由串聯之第一線圈31與第三線圈71和串聯之第二線圈51與第四線圈91將共模雜訊消除。
第一線圈31、第二線圈51、第三線圈71和第四線圈91可為如圖1所示之矩形螺旋(rectangular spiral)；但其亦可為其他形狀之螺旋，例如圓形螺旋(circular spiral)等。
在一實施例中，第一線圈31、第二線圈51、第三線圈71和第四線圈91在垂直方向上大部分重疊。
在一實施例中，第一線圈31、第二線圈51、第三線圈71和第四線圈91可繞行相同圈數。
在一實施例中，第一線圈層3、第二線圈層5、第三線圈層7和第四線圈層9可利用真空鍍膜製程(vacuum film formation process)(蒸鍍或濺鍍)或電鍍(plating)製程製作。第一線圈層3、第二線圈層5、第三線圈層7和第四線圈層9之材料可包含銀、鈀、鋁、鉻、鎳、鈦、金、銅、鉑或其合金。
共模濾波器100可另包含一第一材料層1和一第二材料層11，其中第一線圈31、第二線圈51、第三線圈71和第四線圈91設置於第一材料層1和第二材料層11之間。
在一實施例中，第一材料層1和第二材料層11中至少一者包含磁性材料，例如：鐵磁性材料。換言之，第一材料層1為磁性材料層，第二材料層11為非磁性材料層或絕緣層；或者，第一材料層1為非磁性材料層或絕緣層，而第二材料層11為磁性材料層。在一實施例中，前述之磁性材料層包含磁性基板。前述之非磁性材料層包含非磁性材料基板。前述之絕緣層包含絕緣基板。在一實施例中，磁性材料層包含鎳鋅鐵氧體或錳鋅鐵氧體。在一實施例中，非磁性材料層包含氧化鋁、氮化鋁、玻璃或石英。在一實施例中，磁性材料層包含一高分子材料和磁性粉末。高分子材料可包含聚醯亞胺、環氧樹脂或苯並環丁烯樹脂。磁性粉末包含鎳鋅鐵氧體或錳鋅鐵氧體。
參照圖13所示，在一實施例中，第一材料層1包含異質疊層基板；而在另一實施例中，第二材料層11包含異質疊層基板。異質疊層基板包含一絕緣材料層111和一磁性材料層112。絕緣材料層111和磁性材料層112可以共燒方式，使兩者之間產生擴散結合。絕緣材料層111和磁性材料層112可利用黏膠黏著。絕緣材料層111和磁性材料層112可個別以厚膜印刷來形成。
絕緣材料層111或磁性材料層112可為外側層。在一實施例中，磁性材料層112可配合線圈大小製作。磁性材料層112可略小於絕緣材料層111，如圖13所示。在另一實施例中，磁性材料層112之面積可實質上與絕緣材料層111之面積相當。
參照圖14和圖15所示，磁性材料層112'或112"可包含複數個獨立之磁性材料區塊1121'或1121"。磁性材料區塊1121'或1121"排列在絕緣材料層111之一主要表面上。
第一材料層1及/或第二材料層11包含磁性材料，可侷限(confine)共模濾波器100之磁場範圍，使共模濾波器100具有較佳之濾波效果。
復參圖1所示，共模濾波器100可再包含一側絕緣層2及一側絕緣層10。側絕緣層2形成在第一材料層1上。第一線圈層3形成在側絕緣層2上。第一絕緣層4覆蓋第一線圈層3。第二線圈層5形成於第一絕緣層4上。第二絕緣層6覆蓋第二線圈層5。第三線圈層7形成於第二絕緣層6上。第三絕緣層8覆蓋第三線圈層7。第四線圈層9形成於第三絕緣層8上。側絕緣層10覆蓋第四線圈層9。第二材料層11設置於側絕緣層10上。
特而言之，參照圖1與圖2所示，第一線圈31包含一內端部32，第三線圈71包含一內端部72，第一絕緣層4包含一連接孔(contact hole)41，而第二絕緣層6包含一連接孔61，其中連接孔41形成於第一線圈31之內端部32與第三線圈71之內端部72之間，連接孔61亦形成於第一線圈31之內端部32與第三線圈71之內端部72之間，如此第一線圈31和第三線圈71可透過連接孔41和連接孔61電性連接。
再者，共模濾波器100可另包含導柱12，導柱12可穿過連接孔41和連接孔61，連接第一線圈31之內端部32與第三線圈71之內端部72。
第二線圈51包含一內端部52，第四線圈91包含一內端部92，第二絕緣層6可進一步包含一連接孔62，而第三絕緣層8可包含一連接孔81，其中連接孔62和連接孔81形成於第二線圈51之內端部52與第四線圈91之內端部92之間，使得第二線圈51之內端部52與第四線圈91之內端部92可透過連接孔62和連接孔81電性連接。
共模濾波器100可另包含導柱13。導柱13穿過連接孔62和連接孔81，連接第二線圈51之內端部52與第四線圈91之內端部92。
在一實施例中，導柱12和導柱13可利用真空鍍膜製程(vacuum film formation process)(蒸鍍或濺鍍)或電鍍(plating)製程製作。導柱12和導柱13之材料可包含銀、鈀、鋁、鉻、鎳、鈦、金、銅、鉑或其合金。
在一實施例中，側絕緣層2和10之材料可包含聚醯亞胺(polyimide)、環氧樹脂(epoxy resin)或苯並環丁烯樹脂(BCB)。側絕緣層2和10等之製作方法可包含旋轉塗佈製程、浸漬製程(dipping process)、噴塗製程(spraying process)、網印製程(screen-printing process)或薄膜形成製程(thin film formation process)等。
第一線圈31、第二線圈51、第三線圈71和第四線圈91之每一者之外端部33、53、73或93可延伸連接至一相應電極34、54、74或94。電極34、54、74或94鄰近共模濾波器100之周圍。第一線圈31、第二線圈51、第三線圈71和第四線圈91透過相應電極34、54、74或94，與外部電性連接。
在一實施例中，側絕緣層2之厚度可介於1微米至20微米之間。
在一實施例中，當第一材料層1為絕緣基板時，第一線圈層3可直接形成在第一材料層1；而在此情況下，可無需在第一材料層1上形成側絕緣層2。
在一實施例中，共模濾波器100可另包含一黏著層(未繪示)，該黏著層黏著側絕緣層10與第二材料層11。
圖3顯示本發明另一實施例之共模濾波器300之截面示意圖。參照圖3所示，共模濾波器300包含一第一材料層1、一外絕緣層35、一第一引線層14、一側絕緣層2、一第一線圈層3、一第一絕緣層4、一第二線圈層5、一第二絕緣層6、一第三線圈層7、一第三絕緣層8、一第四線圈層9、一側絕緣層10、一第二引線層15、一外絕緣層36，以及一第二材料層11。
外絕緣層35形成於第一材料層1上。第一引線層14形成於外絕緣層35上。側絕緣層2覆蓋第一引線層14。第一線圈層3形成於側絕緣層2上。第一絕緣層4覆蓋第一線圈層3。第二線圈層5形成於第一絕緣層4上。第二絕緣層6覆蓋第二線圈層5。第三線圈層7形成於第二絕緣層6上。第三絕緣層8覆蓋第三線圈層7。第四線圈層9形成於第三絕緣層8上。側絕緣層10覆蓋第四線圈層9。第二引線層15形成於側絕緣層10上。外絕緣層36覆蓋第二引線層15。第二材料層11設置於外絕緣層36上。
在一實施例中，第一絕緣層4、第二絕緣層6和第三絕緣層8中至少一者包含磁性材料，例如：鐵磁性材料。在一實施例中，磁性材料可包含鎳鋅鐵氧體或錳鋅鐵氧體。
在一實施例中，第一材料層1和第二材料層11至少一者包含磁性材料。
在一實施例中，第一材料層1和第二材料層11至少一者包含異質疊層基板。
外絕緣層35和36之材料可包含聚醯亞胺、環氧樹脂或苯並環丁烯樹脂，其製作方法可包含旋轉塗佈製程、浸漬製程、噴塗製程、網印製程或薄膜形成製程等。
第一線圈層3包含一第一線圈31，第一線圈31包含一內端部32和一外端部33。第二線圈層5包含一第二線圈51，第二線圈51包含一內端部52和一外端部53。第三線圈層7包含一第三線圈71，第三線圈71包含一內端部72和一外端部73。第四線圈層9包含一第四線圈91，第四線圈91包含一內端部92和一外端部93。
第一絕緣層4包含一連接孔41，第二絕緣層6包含一連接孔61，導柱12穿越連接孔41和連接孔61，連接第一線圈31之內端部32和第三線圈71之內端部72，使得第一線圈31和第三線圈71構成串聯。第二絕緣層6再包含一連接孔63，第三絕緣層8包含一連接孔82，導柱17穿越連接孔63和連接孔82，連接第二線圈51之外端部53與第四線圈91之外端部93，使得第二線圈51與第四線圈91構成串聯。
導柱12和17可利用真空鍍膜製程(vacuum film formation process)(蒸鍍或濺鍍)或電鍍(plating)製程製作。導柱17可包含銀、鈀、鋁、鉻、鎳、鈦、金、銅、鉑或其合金。
第一引線層14包含一引線141。引線141之一端部延伸至共模濾波器300之周圍301，以從事外部電性連接；而引線141之另一端部透過在側絕緣層2和第一絕緣層4上之連接孔，耦接第二線圈51之內端部52。第二引線層15包含一引線151。引線151之一端部延伸至共模濾波器300之周圍301，以從事外部電性連接；而引線151之另一端部透過側絕緣層10之連接孔，連接第四線圈91之內端部92。此外，第一線圈31之外端部33延伸鄰近共模濾波器300之周圍301，連接鄰近共模濾波器300之周圍301之一相應電極。第三線圈71之外端部73亦延伸鄰近共模濾波器300之周圍301，連接鄰近共模濾波器300之周圍301之一相應電極。
第一引線層14、第一線圈層3、第二線圈層5、第三線圈層7、第四線圈層9和第二引線層15之材料可包含銀、鈀、鋁、鉻、鎳、鈦、金、銅、鉑或其合金。此外，第一引線層14、第一線圈層3、第二線圈層5、第三線圈層7、第四線圈層9和第二引線層15可利用真空鍍膜製程(vacuum film formation process)(蒸鍍或濺鍍)或電鍍(plating)製程製作。
除圖3顯示之連接方式外，第一線圈31、第二線圈51、第三線圈71和第四線圈91可有另外一種連接方式。在另一實施例中，第一線圈31之外端部33與第三線圈層7之外端部73耦接，而使第一線圈31與第三線圈層7串聯；第二線圈51之內端部52與第四線圈9之內端部92耦接，而使第二線圈51與第四線圈9串聯。此外，第一線圈31之內端部32和第三線圈71之內端部72分別耦接一引線，以對外電性連接。
圖4顯示本發明另一實施例之共模濾波器400之截面示意圖。參照圖4所示，共模濾波器400包含包含一第一材料層1、一外絕緣層35、一第一引線層14'、一側絕緣層2、一第一線圈層3、一第一絕緣層4、一第二線圈層5、一第二絕緣層6、一第三線圈層7、一第三絕緣層8、一第四線圈層9、一側絕緣層10、一第二引線層15'、一外絕緣層36，以及一第二材料層11。
外絕緣層35形成於第一材料層1上。第一引線層14'形成於外絕緣層35上。側絕緣層2覆蓋第一引線層14'。第一線圈層3形成於側絕緣層2上。第一絕緣層4覆蓋第一線圈層3。第二線圈層5形成於第一絕緣層4上。第二絕緣層6覆蓋第二線圈層5。第三線圈層7形成於第二絕緣層6上。第三絕緣層8覆蓋第三線圈層7。第四線圈層9形成於第三絕緣層8上。側絕緣層10覆蓋第四線圈層9。第二引線層15'形成於側絕緣層10上。外絕緣層36覆蓋第二引線層15'。第二材料層11設置於外絕緣層36上。
在一實施例中，第一絕緣層4、第二絕緣層6和第三絕緣層8中至少一者包含磁性材料，例如：鐵磁性材料。在一實施例中，磁性材料可包含鎳鋅鐵氧體或錳鋅鐵氧體。
第一線圈層3包含一第一線圈31，第一線圈31包含一內端部32和一外端部33。第二線圈層5包含一第二線圈51，第二線圈51包含一內端部52和一外端部53。第三線圈層7包含一第三線圈71，第三線圈71包含一內端部72和一外端部73。第四線圈層9包含一第四線圈91，第四線圈91包含一內端部92和一外端部93。
第一絕緣層4包含一連接孔42，第二絕緣層6包含一連接孔64，導柱18穿過連接孔42和連接孔64，連接第一線圈31之外端部33和第三線圈71之外端部73，使得第一線圈31和第三線圈71構成串聯。第二絕緣層6再包含一連接孔65，第三絕緣層8包含一連接孔83，導柱19穿越連接孔65和連接孔83，連接第二線圈51之外端部53與第四線圈91之外端部93，使得第二線圈51與第四線圈91構成串聯。
導柱18和19可利用真空鍍膜製程(vacuum film formation process)(蒸鍍或濺鍍)或電鍍(plating)製程製作。導柱18和19可包含銀、鈀、鋁、鉻、鎳、鈦、金、銅、鉑或其合金。
第一引線層14'包含兩引線141和142。引線141之一端部延伸至共模濾波器400之周圍301，以從事外部電性連接；而引線141之另一端部透過在側絕緣層2和第一絕緣層4上之連接孔，耦接第二線圈51之內端部52。引線142之一端部延伸至共模濾波器400之周圍301，以從事外部電性連接；而引線142之另一端部透過在側絕緣層2上之連接孔，耦接第一線圈31之內端部32。第二引線層15'包含兩引線151和152。引線151之一端部延伸至共模濾波器400之周圍301，以從事外部電性連接；而引線151之另一端部透過側絕緣層10和第三絕緣層8之連接孔，連接第三線圈71之內端部72。引線152之一端部延伸至共模濾波器300之周圍301，以從事外部電性連接；而引線152之另一端部透過側絕緣層10之連接孔，連接第四線圈91之內端部92。
第一引線層14'、第一線圈層3、第二線圈層5、第三線圈層7、第四線圈層9和第二引線層15'之材料可包含銀、鈀、鋁、鉻、鎳、鈦、金、銅、鉑或其合金。此外，第一引線層14'、第一線圈層3、第二線圈層5、第三線圈層7、第四線圈層9和第二引線層15'可利用真空鍍膜製程(vacuum film formation process)(蒸鍍或濺鍍)或電鍍(plating)製程製作。
在一實施例中，第一材料層1和第二材料層11至少一者包含磁性材料。
在一實施例中，第一材料層1和第二材料層11至少一者包含異質疊層基板。
圖5顯示本發明另一實施例之共模濾波器500之截面示意圖。參照圖5所示，共模濾波器500包含一第一材料層1、一第一線圈層3、第一絕緣層4、一第二線圈層5、一第二絕緣層6、一第三線圈層7'、一第三絕緣層8、一第四線圈層9'、一第四絕緣層25、一第五線圈層21、一第五絕緣層26、一第六線圈層22、一第六絕緣層27、一引線層23、一第七絕緣層28、一引線層24，以及第二材料層11，其中第一絕緣層4電性隔離第一線圈層3和第二線圈層5；第二絕緣層6電性隔離第二線圈層5與第三線圈層7'；第三絕緣層8電性隔離第三線圈層7'與第四線圈層9'；第四絕緣層25電性隔離第四線圈層9'與第五線圈層21；第五絕緣層26電性隔離第五線圈層21與第六線圈層22；第六絕緣層27電性隔離第六線圈層22與引線層23；及第七絕緣層28電性隔離引線層23與引線層24。
在一實施例中，第一絕緣層4、第二絕緣層6、第三絕緣層8、第四絕緣層25、第五絕緣層26、第六絕緣層27和第七絕緣層28之材料可包含聚醯亞胺(polyimide)、環氧樹脂(epoxy resin)或苯並環丁烯樹脂(BCB)。第一絕緣層4、第二絕緣層6、第三絕緣層8、第四絕緣層25、第五絕緣層26、第六絕緣層27和第七絕緣層28中至少一者包含磁性材料，例如：鐵磁性材料。在一實施例中，磁性材料可包含鎳鋅鐵氧體或錳鋅鐵氧體。
第一線圈層3包含一第一線圈31，第二線圈層5包含一第二線圈51，第三線圈層7'包含一第三線圈71，第四線圈層9'包含一第四線圈91，第五線圈層21包含一第五線圈211，而第六線圈層22包含一第六線圈221。第一線圈層3、第二線圈層5、第三線圈層7'、第四線圈層9'、第五線圈層21和第六線圈層21相疊而設，其中第一線圈31、第三線圈71和第五線圈211是串聯連接；而第二線圈51、第四線圈91和第六線圈221是串聯連接。又，第一線圈31、第二線圈51、第三線圈71、第四線圈91、第五線圈211和第六線圈221是設置於第一材料層1和第二材料層11之間。
在實施例中，第一材料層1上可形成側絕緣層2，而第一線圈層3形成於側絕緣層2上。此外，可形成側絕緣層10，覆蓋引線層24；而第二材料層11設置於引線層24上。
側絕緣層2和側絕緣層10之材料包含聚醯亞胺、環氧樹脂或苯並環丁烯樹脂，其製作方法可包含旋轉塗佈製程、浸漬製程、噴塗製程、網印製程或薄膜形成製程等。
導柱12穿過第一絕緣層4之連接孔41和第二絕緣層6之連接孔61，連接第一線圈31之內端部32與第三線圈71之內端部72。第一線圈31之外端部33連接一電極34。
導柱13穿過第二絕緣層6之連接孔62和第三絕緣層8之連接孔81，連接第二線圈51之內端部52和第四線圈91之內端部92。第二線圈51之外端部53連接電極54。
導柱75穿過第三絕緣層8之連接孔82和第四絕緣層25之連接孔252，連接第三線圈71之外端部73和第五線圈211之外端部213。
導柱95穿過第四絕緣層25之連接孔251和第五絕緣層26之連接孔261，連接第四線圈91之外端部93和第六線圈221之外端部223。
導柱214穿過第五絕緣層26之連接孔262和第六絕緣層27之連接孔271，連接第五線圈211之內端部212和引線層23之引線231之一端。引線231另一端連接一電極。
導柱224穿過第六絕緣層27之連接孔272和第七絕緣層28之連接孔281，連接第六線圈221之內端部222和引線層24之引線241之一端。引線241之另一端連接一電極。
第一線圈層3、第二線圈層5、第三線圈層7'、第四線圈層9'、第五線圈層21、第六線圈層22、引線層23和引線層24等之材料可包含銀、鈀、鋁、鉻、鎳、鈦、金、銅、鉑或其合金，其可利用真空鍍膜製程(vacuum film formation process)(蒸鍍或濺鍍)或電鍍(plating)製程製作。
導柱12、13、75、95、214和224之材料可包含銀、鈀、鋁、鉻、鎳、鈦、金、銅、鉑或其合金，其可利用真空鍍膜製程(vacuum film formation process)(蒸鍍或濺鍍)或電鍍(plating)製程製作。
在一實施例中，第一材料層1和第二材料層11至少一者包含磁性材料。
在一實施例中，第一材料層1和第二材料層11至少一者包含異質疊層基板。
圖6顯示本發明另一實施例之部分共模濾波器100'之上視圖。圖7顯示本發明另一實施例之共模濾波器100'之截面圖。參照圖6和圖7所示，共模濾波器100'包含一第一線圈層3、一第二線圈層5、一第三線圈層7、一第四線圈層9，以及一磁性材料部(601、602、603或604)。第一線圈層3包含一第一線圈31，第二線圈層5包含一第二線圈51，第三線圈層7包含一第三線圈71，及第四線圈層9包含一第四線圈91。第二線圈51設置於第一線圈31和第三線圈71之間；第三線圈71設置於第二線圈51與第四線圈91之間。第一線圈31與第三線圈71是串聯連接，而第二線圈51與第四線圈91是串聯連接。串聯之第一線圈31與第三線圈71和串聯之第二線圈51與第四線圈91是電磁耦合，從而可藉由串聯之第一線圈31與第三線圈71和串聯之第二線圈51與第四線圈91將共模雜訊消除。磁性材料部(601、602、603或604)穿設第一線圈31、第二線圈51、第三線圈71和第四線圈91，如此共模濾波器100'可具有較好的共模阻抗值。
在一實施例中，共模濾波器100'包含磁性材料部601，其中第一線圈31、第二線圈51、第三線圈71和第四線圈91圍繞磁性材料部601設置。
在一實施例中，共模濾波器100'包含磁性材料部601，而該磁性材料部601穿設第一線圈31、第二線圈51、第三線圈71和第四線圈91之線圈中心處。
在一實施例中，共模濾波器100'包含一磁性材料部(602、603或604)，其中磁性材料部(602、603或604)穿設第一線圈31、第二線圈51、第三線圈71和第四線圈91中之匝間間隙(inter-turn spaces)96。
在一實施例中，共模濾波器100'包含一磁性材料部601和至少一磁性材料部(602、603或604)。
圖8至圖10係截面示意圖，其顯示本發明一實施例之共模濾波器100'之製程流程。圖10實施例之共模濾波器100'類似圖1實施例之共模濾波器100，不同處在於共模濾波器100'具有磁性材料部601。因此，共模濾波器100'內線圈層之構造及線圈間連接方式可參考圖1所示。參照圖1與圖8所示，首先先提供一材料層1。在一實施例中，材料層1可為一絕緣材料層。在一實施例中，材料層1可為一磁性材料層。在一實施例中，材料層1可為如圖13至圖15所示之一異質疊層基板，其中異質疊層基板包含一絕緣材料層和一磁性材料層。絕緣材料層和磁性材料層可以共燒結合，或者以黏膠結合。絕緣材料層和磁性材料層也可個別以厚膜印刷來形成。磁性材料層可包含鎳鋅鐵氧體或錳鋅鐵氧體。，磁性材料層可包含包含一高分子材料和磁性粉末。高分子材料可包含聚醯亞胺、環氧樹脂或苯並環丁烯樹脂。磁性粉末包含鎳鋅鐵氧體或錳鋅鐵氧體。絕緣材料層可包含氧化鋁、氮化鋁、玻璃或石英。
之後，在材料層1上形成一側絕緣層2。側絕緣層2之材料可包含高分子材料，其包括聚醯亞胺、環氧樹脂或苯並環丁烯樹脂。側絕緣層2之製作方法可包含旋轉塗佈製程、浸漬製程、噴塗製程、網印製程或薄膜形成製程等。
再參照圖1和圖8所示，在側絕緣層2上形成一第一線圈層3，其中第一線圈層3包含一第一線圈31和一電極34(圖1)，其中第一線圈31之外端部33連接電極34(圖1)。第一線圈層3之製作可先利用真空鍍膜製程(vacuum film formation process)(蒸鍍或濺鍍)或電鍍製程等沈積一層金屬層。然後再利用微影蝕刻製程，圖案化該金屬層。金屬層可包括銀、鈀、鋁、鉻、鎳、鈦、金、銅、鉑或其合金。
特別地，第一線圈31可利用框鍍製程(frame plating process)來形成。框鍍製程首先先形成一電極層(electrode layer)在側絕緣層2上。電極層可利用濺鍍或蒸鍍製程形成。鉻(chromium)膜或鈦(titanium)膜可形成在電極層下，以增進黏著度。接著，利用微影製程，形成一具線圈圖案之光阻層。接著，進行電鍍製程，以形成一電鍍層。之後，再將光阻層剝離(peel off)。然後，以蝕刻製程將電極層移除，即可形成第一線圈31。
然後形成一第一絕緣層4，覆蓋第一線圈層3。第一絕緣層4可包含高分子材料，其包括聚醯亞胺、環氧樹脂或苯並環丁烯樹脂。第一絕緣層4之製作方法可包含旋轉塗佈製程、浸漬製程、噴塗製程、網印製程或薄膜形成製程等。
之後，在第一絕緣層4上形成一第二線圈層5，其中第二線圈層5包含一第二線圈51和一電極54(圖1)，其中第二線圈51之外端部53連接電極54(圖1)。第二線圈層5之材料包含金屬，其包括銀、鈀、鋁、鉻、鎳、鈦、金、銅、鉑或其合金。第二線圈層5之金屬材料可利用真空鍍膜製程(vacuum film formation process)(蒸鍍或濺鍍)或電鍍製程等沉積。第二線圈層5之圖案化則可利用微影蝕刻製程。在一實施例中，第二線圈51亦可用前述之框鍍製程製作。
然後，形成一第二絕緣層6，覆蓋第二線圈層5。第二絕緣層6可包含高分子材料，其包括聚醯亞胺、環氧樹脂或苯並環丁烯樹脂。第二絕緣層6之製作方法可包含旋轉塗佈製程、浸漬製程、噴塗製程、網印製程或薄膜形成製程等。
接著，參照圖1所示，在第一線圈31之內端部32上，利用微影蝕刻製程形成連接孔41和61，暴露第一線圈31之內端部32。然後，利用真空鍍膜製程(vacuum film formation process)(蒸鍍或濺鍍)或電鍍製程等在連接孔41和61內沉積金屬，以形成導柱12。
復參照圖1與圖8所示，在第二絕緣層6上形成一第三線圈層7。第三線圈層7包含一第三線圈71和一電極74(圖1)，其中第三線圈71之外端部73連接電極74(圖1)，而第三線圈71之內端部72連接導柱12。第三線圈層7之材料包含金屬，其包括銀、鈀、鋁、鉻、鎳、鈦、金、銅、鉑或其合金。第三線圈層7之金屬材料可利用真空鍍膜製程(vacuum film formation process)(蒸鍍或濺鍍)或電鍍製程等沉積。第三線圈層7之圖案化則可利用微影蝕刻製程。在一實施例中，第三線圈71亦可用前述之框鍍製程製作。
之後，形成第三絕緣層8，覆蓋第三線圈層7。第三絕緣層8可包含高分子材料，其包括聚醯亞胺、環氧樹脂或苯並環丁烯樹脂。第三絕緣層8之製作方法可包含旋轉塗佈製程、浸漬製程、噴塗製程、網印製程或薄膜形成製程等。
接著，利用微影蝕刻製程形成連接孔62和81，暴露第二線圈51之內端部52。然後，利用真空鍍膜製程(vacuum film formation process)(蒸鍍或濺鍍)或電鍍製程等在連接孔62和81內沉積金屬，以形成導柱13。
之後，在第三絕緣層8上，形成第四線圈層9。第四線圈層9包含一第四線圈91和一電極94(圖1)，其中第四線圈91之外端部93連接電極94(圖1)，而第四線圈91之內端部92連接導柱13。第四線圈層9之材料包含金屬，其包括銀、鈀、鋁、鉻、鎳、鈦、金、銅、鉑或其合金。第四線圈層9之金屬材料可利用真空鍍膜製程(vacuum film formation process)(蒸鍍或濺鍍)或電鍍製程等沉積。第四線圈層9之圖案化則可利用微影蝕刻製程。在一實施例中，第四線圈91亦可用前述之框鍍製程製作。
然後，形成一側絕緣層10，覆蓋第四線圈層9。側絕緣層10可包含高分子材料，其包括聚醯亞胺、環氧樹脂或苯並環丁烯樹脂。
再者，形成一凹處605，貫穿第一絕緣層4、第二線圈層6和第三絕緣層8，暴露側絕緣層2。在一實施例中，凹處605可暴露支撐第一線圈層3之表面。在另一實施例中，凹處605可穿過支撐第一線圈層3之表面。
參照圖9所示，磁性材料606覆蓋側絕緣層10，填充凹處605。磁性材料606可包含樹脂。磁性材料606可利用印刷方式覆蓋側絕緣層10。接著，將磁性材料606硬化。
硬化後磁性材料606可被研磨(polished)，留下所需要的部分。在一實施例中，在側絕緣層10上之硬化後磁性材料606可被移除。在另一實施例中，在側絕緣層10上之硬化後磁性材料606可研磨成一覆蓋側絕緣層10之薄層。
參照圖10所示，在側絕緣層10上設置一材料層11。在一實施例中，材料層11可為絕緣材料層，其可包含聚醯亞胺、環氧樹脂或苯並環丁烯樹脂。在一實施例中，材料層11可包含磁性基板。
在一實施例中，材料層11可藉一黏著層701，黏著在側絕緣層10上。
本案其他具磁性材料部共模濾波器之實施例亦可利用圖8至圖10所示之製作步驟來完成，故其詳細製程不再贅述。
圖11顯示本發明一實施例之多層螺旋結構之共模濾波器之阻抗值(impedance)與頻率(frequency)之關係曲線。圖12顯示習知之共模濾波器之阻抗與頻率之關係曲線。比較圖11與圖12所示之曲線可發現，多層螺旋結構之共模濾波器具有較高的最大阻抗值，以及在相同的阻抗值下，具有較寬的頻寬。因此，具多層螺旋結構之共模濾波器確實具有較傳統共模濾波器為佳之性能表現。再者，在多層螺旋結構之共模濾波器之絕緣層中添加磁性材料，可更進一步提昇共模濾波器之共模阻抗，增進共模濾波器之電感值。此外，在多層螺旋結構之共模濾波器埋設磁性材料部，亦可提昇共模濾波器之共模阻抗，增進共模濾波器之電感值。
本揭露之技術內容及技術特點已揭示如上，然而本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，在不背離後附申請專利範圍所界定之本揭露精神和範圍內，本揭露之教示及揭示可作種種之替換及修飾。例如，上文揭示之許多製程可以不同之方法實施或以其它製程予以取代，或者採用上述二種方式之組合。
此外，本案之權利範圍並不侷限於上文揭示之特定實施例的製程、機台、製造、物質之成份、裝置、方法或步驟。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，基於本揭露教示及揭示製程、機台、製造、物質之成份、裝置、方法或步驟，無論現在已存在或日後開發者，其與本案實施例揭示者係以實質相同的方式執行實質相同的功能，而達到實質相同的結果，亦可使用於本揭露。因此，以下之申請專利範圍係用以涵蓋用以此類製程、機台、製造、物質之成份、裝置、方法或步驟。
1．．．材料層
2．．．側絕緣層
3．．．第一線圈層
4．．．第一絕緣層
5．．．第二線圈層
6．．．第二絕緣層
7、7'．．．第三線圈層
8．．．第三絕緣層
9、9'．．．第四線圈層
10．．．側絕緣層
11．．．材料層
12．．．導柱
13．．．導柱
14、14'．．．第一引線層
15、15'．．．第二引線層
17．．．導柱
18．．．導柱
19．．．導柱
21．．．第五線圈層
22．．．第六線圈層
23．．．引線層
24．．．引線層
25．．．第四絕緣層
26．．．第五絕緣層
27．．．第六絕緣層
28．．．第七絕緣層
31．．．第一線圈
32．．．內端部
33．．．外端部
34．．．電極
35．．．外絕緣層
36．．．外絕緣層
41．．．連接孔
42．．．連接孔
51．．．第二線圈
52．．．內端部
53．．．外端部
54．．．電極
61．．．連接孔
62．．．連接孔
63．．．連接孔
64．．．連接孔
65．．．連接孔
71．．．第三線圈
72．．．內端部
73．．．外端部
74．．．電極
75．．．導柱
81．．．連接孔
82．．．連接孔
83．．．連接孔
91．．．第四線圈
92．．．內端部
93．．．外端部
94．．．電極
95．．．導柱
96．．．匝間間隙
100．．．共模濾波器
100'．．．共模濾波器
111．．．絕緣材料層
112．．．磁性材料層
112'．．．磁性材料層
112"．．．磁性材料層
141．．．引線
142．．．引線
151．．．引線
152．．．引線
211．．．第五線圈
212．．．內端部
213．．．外端部
214．．．導柱
221．．．第六線圈
222．．．內端部
223．．．外端部
224．．．導柱
231．．．引線
241．．．引線
251．．．連接孔
252．．．連接孔
261．．．連接孔
262．．．連接孔
271．．．連接孔
272．．．連接孔
281．．．連接孔
300．．．共模濾波器
301．．．周圍
400．．．共模濾波器
500．．．共模濾波器
601、602、603、604．．．磁性材料部
605．．．凹處
606．．．磁性材料
701．．．黏著層
1121'．．．磁性材料區塊
1121"．．．磁性材料區塊
圖1顯示本發明一實施例之共模濾波器之分解示意圖；
圖2顯示圖1之共模濾波器之截面示意圖；
圖3顯示本發明另一實施例之共模濾波器之截面示意圖；
圖4顯示本發明另一實施例之共模濾波器之截面示意圖；
圖5顯示本發明另一實施例之共模濾波器之截面示意圖；
圖6顯示本發明另一實施例之部分共模濾波器之上視圖；
圖7顯示本發明另一實施例之共模濾波器之截面圖；
圖8至圖10係截面示意圖，其顯示本發明一實施例之共模濾波器之製程流程；
圖11顯示本發明一實施例之共模濾波器之阻抗值與頻率之關係曲線；
圖12顯示習知之共模濾波器之阻抗與頻率之關係曲線；
圖13顯示本發明一實施例之異質疊層基板之示意圖；
圖14顯示本發明另一實施例之異質疊層基板之示意圖；以及
圖15顯示本發明又一實施例之異質疊層基板之示意圖。
1．．．第一材料層
2．．．側絕緣層
3．．．第一線圈層
4．．．第一絕緣層
5．．．第二線圈層
6．．．第二絕緣層
7．．．第三線圈層
8．．．第三絕緣層
9．．．第四線圈層
10．．．側絕緣層
11．．．第二材料層
12．．．導柱
13．．．導柱
31．．．第一線圈
32．．．內端部
33．．．外端部
34．．．電極
41．．．連接孔
51．．．第二線圈
52．．．內端部
53．．．外端部
54．．．電極
61．．．連接孔
62．．．連接孔
71．．．第三線圈
72．．．內端部
73．．．外端部
74．．．電極
81．．．連接孔
91．．．第四線圈
92．．．內端部
93．．．外端部
94．．．電極
100．．．共模濾波器

权利要求:
Claims (19)
[1] 一種多層螺旋結構之共模濾波器，包含：一第一線圈；一第二線圈；一第一絕緣層，隔離該第一線圈與該第二線圈；一第三線圈，與該第一線圈串聯，其中該第二線圈設置於該第一線圈與該第三線圈之間；一第二絕緣層，隔離該第二線圈與該第三線圈；一第四線圈，與該第二線圈串聯，其中該第三線圈設置於該第二線圈與該第四線圈之間；以及一第三絕緣層，隔離該第三線圈與該第四線圈；其中該第一絕緣層、該第二絕緣層和該第三絕緣層中至少一者包含磁性材料。
[2] 根據請求項1所述之多層螺旋結構之共模濾波器，其更包含一第一材料層與一第二材料層，該第一材料層和該第二材料層至少一者包含磁性材料，其中該第一線圈、該第二線圈、該第三線圈和該第四線圈設置於該第一材料層和該第二材料層之間。
[3] 根據請求項2所述之多層螺旋結構之共模濾波器，其中該第一材料層和該第二材料層之一者為異質疊層基板，其中該異質疊層基板包含一磁性材料層與一絕緣材料層。
[4] 根據請求項3所述之多層螺旋結構之共模濾波器，其中該磁性材料層與該絕緣材料層係擴散結合或黏著結合。
[5] 根據請求項1所述之多層螺旋結構之共模濾波器，其中該第一線圈之內端部與該第三線圈之內端部耦接；該第二線圈之內端部與該第四線圈之內端部耦接。
[6] 根據請求項5所述之多層螺旋結構之共模濾波器，其中該第一線圈之外端部、該第二線圈之外端部、該第三線圈之外端部，以及該第四線圈之外端部鄰近該共模濾波器之周圍。
[7] 根據請求項1所述之多層螺旋結構之共模濾波器，其中該第一線圈之內端部與該第三線圈之內端部耦接；該第二線圈之外端部與該第四線圈之外端部耦接。
[8] 根據請求項7所述之多層螺旋結構之共模濾波器，更包含一第一引線及一第二引線，其中該第一引線之一第一端部連接該第二線圈之內端部，該第一引線之一第二端部鄰近該共模濾波器之周圍；該第二引線之一第一端部連接該第四線圈之內端部，該第二引線之一第二端部鄰近該共模濾波器之周圍。
[9] 根據請求項1所述之多層螺旋結構之共模濾波器，其中該第一線圈之外端部與該第三線圈之外端部耦接；該第二線圈之外端部與該第四線圈之外端部是耦接。
[10] 根據請求項9所述之多層螺旋結構之共模濾波器，更包含：一第一引線，具一端部，其中該第一引線之該端部耦接該第二線圈之內端部；以及一第二引線，具一端部，其中該第二引線之該端部耦接該第三線圈之內端部。
[11] 一種多層螺旋結構之共模濾波器，包含：一第一線圈；一第二線圈；一第三線圈，與該第一線圈串聯，其中該第二線圈設置於該第一線圈與該第三線圈之間；一第四線圈，與該第二線圈串聯，其中該第三線圈設置於該第二線圈與該第四線圈之間；以及一磁性材料部，穿設該第一線圈、該第二線圈、該第三線圈和該第四線圈。
[12] 根據請求項11所述之多層螺旋結構之共模濾波器，其更包含：一第一絕緣層，隔離該第一線圈與該第二線圈；一第二絕緣層，隔離該第二線圈與該第三線圈；以及一第三絕緣層，隔離該第三線圈與該第四線圈；其中該第一絕緣層、該第二絕緣層和該第三絕緣層中至少一者包含磁性材料。
[13] 根據請求項11所述之多層螺旋結構之共模濾波器，其中該第一線圈、該第二線圈、該第三線圈和該第四線圈圍繞該磁性材料部。
[14] 根據請求項11所述之多層螺旋結構之共模濾波器，其中該磁性材料部穿設該第一線圈、該第二線圈、該第三線圈和該第四線圈之匝間間隙。
[15] 根據請求項11所述之多層螺旋結構之共模濾波器，其更包含一第一材料層與一第二材料層，該第一材料層和該第二材料層至少一者包含磁性材料，其中該第一線圈、該第二線圈、該第三線圈和該第四線圈設置於該第一材料層和該第二材料層之間。
[16] 根據請求項15所述之多層螺旋結構之共模濾波器，其中該第一材料層和該第二材料層之一者為異質疊層基板，其中該異質疊層基板包含一磁性材料層與一絕緣材料層。
[17] 一種多層螺旋結構之共模濾波器之製備方法，包含下列步驟：在一材料層上形成一第一線圈，其中該第一線圈包含一內端部與一外端部；形成一第一絕緣層，覆蓋該第一線圈；在該第一絕緣層上形成一第二線圈，其中該第二線圈包含一內端部與一外端部；形成一第二絕緣層，覆蓋該第二線圈；形成一第一連接孔，暴露該第一線圈之該內端部或該外端部；填充一第一金屬於該第一連接孔，以形成一第一導柱；在該第二絕緣層上形成一第三線圈，該第三線圈包含一內端部與一外端部，其中該第三線圈之該內端部或該外端部耦接該第一導柱；形成一第三絕緣層，覆蓋該第三線圈；形成一第二連接孔，暴露該第二線圈之該內端部或該外端部；填充一第二金屬於該第二連接孔，以形成一第二導柱；形成一第四線圈，於該第三絕緣層上，該第四線圈包含一內端部與一外端部，其中該第四線圈之該內端部或該外端部耦接該第二導柱；形成一第四絕緣層，覆蓋該第四線圈；形成一凹處，穿設該第一線圈、該第二線圈、該第三線圈和該第四線圈；以及填充一磁性材料於該凹處內。
[18] 根據請求項17所述之製備方法，其中該第一線圈、該第二線圈、該第三線圈和該第四線圈圍繞該凹處或該凹處穿設該第一線圈、該第二線圈、該第三線圈和該第四線圈之匝間間隙。
[19] 根據請求項17所述之製備方法，其中該第一絕緣層、該第二絕緣層、該第三絕緣層或該材料層包含聚醯亞胺、環氧樹脂或苯並環丁烯樹脂，其中該第一絕緣層、該第二絕緣層和該第三絕緣層中至少一者包含磁性材料。

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