專利名稱：片式低溫共燒陶瓷式共模濾波器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于消除電子設備型號干擾的低溫共燒陶瓷共模濾波器。
二.
背景技術：
目前的片式共模濾波器有兩大主要類別，分別為多層片式及繞線式，繞線式濾波器的電 性能較好，但成本較高，不適合于大規(guī)模為電子產品使用。而多層片式之一為釆用雙層耦合 式的鐵氧體結構，由于鐵氧體材料本身的特性，造成了其高頻率的損耗過大，當器件的在高 頻段使用時，對有用的差模信號造成極大地衰減，影響電路性能，從而只適用于較低頻段； 另一方面，鐵氧體材料介電常數(shù)較高，為了滿足共模濾波器的特性阻抗需求，其螺旋線式的 電感需要采用極小的線寬以及線間距，因此無法用普通的厚膜印制工藝制作， 一般采用薄膜 工藝或者精細厚膜工藝進行制作，生產成本大幅度上升。
另一種多層片式結構采用低溫共燒陶瓷結構(如圖l所示)，其材料本身高頻性能好，生 產成本低，可大量生產。但是由于受到自身結構的限制，以及工藝線加工精度的影響，其阻 抗特性比前兩者差，差模阻抗無法有效降低至特殊規(guī)格的要求。這就使得信號通過共模濾波 器吋，信號接收端無法有效的接受到信號。沒有達到濾除噪聲，通過信號的要求。
低溫共燒陶瓷(LTCC)技術是一種將未燒結的流延陶瓷材料疊層在一起而制成的多層電 路，內有印制連導體、元件和電路，并將該結構燒成一個集成式陶瓷多層材料。
三.
發(fā)明內容.
本實用新型的目的在于提供一種差模阻抗小、生產成本低的片式低溫共燒陶瓷式共模濾 波器。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術方案是片式低溫共燒陶瓷式共模濾波器，它由 流延成的生瓷帶疊層在一起而制成低溫共燒陶瓷體，低溫共燒陶瓷體內印制有n層左線圈和 右線圈，n》5，第n層、第l層分別為引腳層(注圖2中所示最上的一層為低n層，即最 下層；是因圖4-6為第n層圖)；下一層的左線圈的一端與上一層的右線圈的一端由接頭相連 (說明圖2中，圖外接頭處為一端，圖里接頭處為另一端)，上一層的右線圈的另一端與再 上一次的左線圈的另一端由接頭相連；其特征在于下一層的左線圈的一端和上一層的右線 圈的一端連接的接頭與上一層的左線圈的一端與再上一層的右線圈的一端連接的接頭由接頭 拐角部相互交錯開，下一層的右線圈的另一端和上一層的左線圈的另一端連接的接頭與上一 層的右線圈的另一端和再上一層的左線圈的另一端連接的接頭由接頭拐角部相互交錯開。
所述的n層左線圈和右線圈，相鄰層的左線圈和右線圈除接頭拐角部相互交錯開外相互 重疊。
所述的n層左線圈和右線圈， 一層的左線圈和右線圈的兩端部為直角部，則與之相鄰的 另一層的左線圈和右線圈的兩端部分別為接頭拐角部，另一層的左線圈兩端的兩接頭拐角部 與右線圈兩端的兩接頭拐角部的拐角方向相反并留有間距，另一層的左線圈兩端的兩接頭拐 角部的拐角方向相同。
本實用新型的有益效果是-
1) 、由于采用了高Q值、低損耗的低溫共燒陶瓷材料，所得到的共模濾波器的S^參數(shù)在 lGHz的范圍之內基本不受到頻率的影響，其值極??；與鐵氧體相比，其性能如圖5所示，本 實用新型的高頻性能更為理想。
2) 、傳統(tǒng)的低溫共燒陶瓷式共模濾波器的結構上下相鄰的耦合層必須偏離一定的距離(接 頭處采用平行結構)，以避免連接上下層的接頭(過孔)短路，這種結構的性能很大程度上依靠于工藝線的線間距加工水平，非重疊區(qū)域Z的面積越大，則線圈形成的耦合區(qū)域的面積越 小，電磁泄漏越多，器件的差模阻抗也就越大，性能降低。
本實用新型接頭處采用了拐角部相互交錯開，上下層的線圈絕大部分相重疊，上下相鄰 兩層重復的交錯堆疊，非重疊區(qū)域Z的面積??； 一方面可以滿足單個電感的電感量要求，保 證了兩個耦合電感間足夠的耦合強度，得到了不受工藝加工水平限制的耦合強度；另一方面， 減少了電磁泄漏，得到了較好的差模阻抗性能(差模阻抗較小)，不會對信號造成損耗。
3) 、本實用新型接頭處采用了拐角部相互交錯開，非重疊區(qū)域Z的面積小，從而巧妙地 避免了最小線間距問題，耦合區(qū)域的面積不受工藝線間距水平的限制而減小，對線間距要求 降低，工藝加工難度低，普通的厚膜印刷工藝水平即可達到加工要求。在同等水平的加工條 件下，性能要比傳統(tǒng)的低溫共燒陶瓷式共模濾波器性能優(yōu)異，如圖6所示。
4) 、由于陶瓷式濾波器在實際工藝制作中，是在陶瓷基片上印刷導體漿料，成本低廉； 同時由于本實用新型所使用的各層結構交替重復，僅需要少量的絲網(wǎng)即可，減少了掩膜費用， 生產成本大大降低。


圖1是傳統(tǒng)的低溫共燒陶瓷式共模濾波器結構的俯視圖。 圖2是本實用新型的結構示意圖。 圖3是本實用新型的俯視圖。
圖4-1是本實用新型的制備過程第1層圖4-2是本實用新型的制備過程第2層圖4-3是本實用新型的制備過程第2至n-l的奇數(shù)層圖(n》5的自然數(shù))； 圖4-4是本實用新型的制備過程第2至n-l的偶數(shù)層圖4-5是本實用新型的制備過程第n-l層圖(說明當n-l為偶數(shù)時，圖4-5為圖4-4); 圖4-6是本實用新型的制備過程第n層圖。
圖5是本實用新型的片式低溫共燒陶瓷式共模濾波器與鐵氧體器件相比的差共模S參數(shù) 比較圖。
圖6是本實用新型的片式低溫共燒陶瓷式共模濾波器與傳統(tǒng)低溫共燒陶瓷式共模濾波器 .在同等工藝條件下的阻抗性能比較圖。 圖7 (a)為差模信號等效電路圖。 圖7 (b)為共模信號等效電路圖
圖中1-低溫共燒陶瓷體，2-第l層的左線圈，3-第l層的右線圈，4-第n層的左線圈， 5-第n-l層的左線圈，6-接頭拐角部，7-第n層的右線圈，8-接頭，9-第『l層的右線圈。
具體實施方式
如圖2、圖3所示，片式低溫共燒陶瓷式共模濾波器(本實例中n為7，每層的印制如圖 4-1、圖4-2、圖4-3、圖4-4、圖4-5、圖4-6所示)，它由流延成的生瓷帶疊層在一起而制 成低溫共燒陶瓷體l，低溫共燒陶瓷體內印制有7層左線圈和右線圈，第7層、第l層分別 為引腳層；第7層的左線圈4的一端與第6層的右線圈9的一端由接頭8相連(說明圖2 中，圖外接頭處為一端，圖里接頭處為另一端，引腳為外端)，第6層的右線圈9的另一端與 第5層的左線圈的另一端由接頭相連；第7層的右線圈7的另一端與第6層的左線圈5的另 一端由接頭相連，第6層的左線圈5的一端與第5層的右線圈的一端由接頭相連；第7層的 右線圈7的外端為引腳，第7層的左線圈4的外端為引腳；
第5層的左線圈的一端與第4層的右線圈的一端由接頭相連，第4層的右線圈的另一端 與第3層的左線圈的另一端由接頭相連；第5層的右線圈的另一端與第4層的左線圈的另一端由接頭相連，第4層的左線圈的一端與第3層的右線圈的一端由接頭相連；
第4層的左線圈的一端與第3層的右線圈的一端由接頭相連，第3層的右線圈的另一端 與第2層的左線圈的另一端由接頭相連；第4層的右線圈的另一端與第3層的左線圈的另一 端由接頭相連，第3層的左線圈的一端與第2層的右線圈的一端由接頭相連；
第3層的左線圈的一端與第2層的右線圈的一端由接頭相連，第2層的右線圈的另一端 與第1層的左線圈的另一端由接頭相連；第3層的右線圈的另一端與第2層的左線圈的另一 端由接頭相連，第2層的左線圈的一端與第1層的右線圈的一端由接頭相連；第l層的左線 圈的外端為引腳，第l層的右線圈的外端為引腳。
本實用新型實施例的特點是第7層的左線圈4的一端部為接頭拐角部6，第7層的右 線圈7的另一端部為接頭拐角部，第7層的左線圈4的接頭拐角部6與第7層的右線圈7的 接頭拐角部的拐角方向相反；第6層的左線圈5和第6層的右線圈9的兩端部為直角部，第 6層的左線圈5與第6層的右線圈9的兩端部部分間隔重疊；第5層的左線圈和第5層的右 線圈的兩端部均為接頭拐角部，第5層的左線圈兩端的兩接頭拐角部與第5層的右線圈兩端 的兩接頭拐角部的拐角方向相反并留有間距，第5層的左線圈兩端的兩接頭拐角部的拐角方 向相同；第4層、第2層的左線圈和右線圈的結構與第6層的左線圈和右線圈的結構相同， 第3層的左線圈和右線圈的結構與第5層的左線圈和右線圈的結構相同；第1層的左線圈的 另一端部為接頭拐角部，第l層的右線圈的一端部為接頭拐角部，第l層的左線圈的接頭拐 角部與第1層的右線圈的接頭拐角部的拐角方向相反；
7層左線圈和右線圈的上下層的左線圈和右線圈相互上下方位重疊(除接頭拐角部相互 交錯開外)；
第7層的左線圈4的一端和第6層的右線圈9的一端連接的接頭8與第6層的左線圈的 一端與第5層的右線圈的一端連接的接頭由第7層的左線圈4的一端的接頭拐角部6、第5 層的右線圈的一端的接頭拐角部相互交錯開；第7層的右線圈7的另一端和第6層的左線圈 5的另一端連接的接頭與第6層的右線圈的另一端和第5層的左線圈的另一端連接的接頭由 第7層的右線圈的另一端的接頭拐角部、第5層的左線圈的另一端的接頭拐角部相互交錯開；
第6層的左線圈的一端和第5層的右線圈的一端連接的接頭與第5層的左線圈的一端與 第4層的右線圈的一端連接的接頭由第5層的右線圈的一端的接頭拐角部、第5層的左線圈 的一端的接頭拐角部相互交錯開；第6層的右線圈的另一端和第5層的左線圈的另一端連接 的接頭與第5層的右線圈的另一端和第4層的左線圈的另一端連接的接頭由第5層的左線圈 的另一端的接頭拐角部、第5層的右線圈的另一端的接頭拐角部相互交錯開；
第5層的左線圈的一端和第4層的右線圈的一端連接的接頭與第4層的左線圈的一端與 第3層的右線圈的一端連接的接頭由第5層的左線圈的一端的接頭拐角部、第3層的右線圈 的一端的接頭拐角部相互交錯開；第5層的右線圈的另一端和第4層的左線圈的另一端連接 的接頭與第4層的右線圈的另一端和第3層的左線圈的另一端連接的接頭由第5層的右線圈 的另一端的接頭拐角部、第3層的左線圈的另一端的接頭拐角部相互交錯開；
第4層的左線圈的一端和第3層的右線圈的一端連接的接頭與第3層的左線圈的一端與 第2層的右線圈的一端連接的接頭由第3層的右線圈的一端的接頭拐角部、第3層的左線圈 的一端的接頭拐角部相互交錯開；第4層的右線圈的另一端和第3層的左線圈的另一端連接 的接頭與第3層的右線圈的另一端和第2層的左線圈的另一端連接的接頭由第3層的左線圈 的另一端的接頭拐角部、第3層的右線圈的另一端的接頭拐角部相互交錯開；
第3層的左線圈的一端和第3層的右線圈的一端連接的接頭與第3層的左線圈的一端與 第1層的右線圈的一端連接的接頭由第3層的左線圈的一端的接頭拐角部、第1層的右線圈 的一端的接頭拐角部相互交錯開；第3層的右線圈的另一端和第2層的左線圈的另一端連接 的接頭與第2層的右線圈的另一端和第1層的左線圈的另一端連接的接頭由第3層的右線圈的另一端的接頭拐角部、第1層的左線圈的另一端的接頭拐角部相互交錯開。
本實用新型還可采用n=5、 6、 8、 9、 10、 11、或12等，其結構形式可采用n=7的結構 形式，依『7的結構形式類推。
非重疊區(qū)域Z (即由接頭拐角部相互交錯開的部位)無論放在線圈(或稱內電極)的長 邊、短邊、或拐角處，都會起到前述的效果，圖2、圖3僅是本實用新型的優(yōu)選方案而已。
片式低溫共燒陶瓷式共模濾波器的制造如下(利用現(xiàn)行的低溫共燒陶瓷技術)
1、 選取低溫共燒陶瓷介質材料，采用流延制造生瓷帶。流延的目的是把陶瓷粉料轉變?yōu)?易于加工的生瓷帶。 '
2、 生瓷帶的加工、穿孔生帶通過切斷設備加工成標準尺寸，利用機械沖壓、鉆孔或激 光打孔技術形成通孔?？子迷诓煌瑢由弦曰ミB電路。在此階段還要沖制模具孔，幫助疊片時 的對準。
3、 通孔填充將銀漿等導體通過厚膜印制、多孔石灌注等方式灌入生帶上開好的孔中。
4、 印制采用傳統(tǒng)的厚膜絲網(wǎng)印制和計算機直接描繪，對導體漿料進行印制和烘干。每
層的印制如圖4-l、圖4-2、圖4-3、圖4-4、圖4-5、圖4-6所示。
5、 切割將完成前道工藝的半成品，利用激光、鋸、熱刀等方式切割分離成單個共模濾 波器半成品。
6、 燒結單個共模濾波器(基板層)的半成品檢査、整理和對準不同層，使每層中的對
準孔同心并準備疊層；疊層期間，整理和對準的基板層被熱壓在一起(通常為70'C， 3000psi 下10分鐘)；然后一步共燒疊層在5分鐘 15分鐘將疊層共燒至峰值溫度(通常為850°C)，
完成器件主體。
7、 涂布電極在燒結后的共模濾波器上相應位置涂布電極，將內部的電路引出。
8、 電鍍涂布電極經(jīng)過燒銀后，以電鍍方式字啊電極表面形成保護可焊層(如鎳錫層)，
作為焊接界面，使共模濾波器可以利用表貼的工藝得到應用。
共模濾波器基本原理
圖7 (a)為差模信號等效電路圖，圖7 (b)為共模信號等效電路圖，圖7 (a)、圖7 (b) 為共模濾波器的拓撲結構，當兩路信號通過兩個耦合線圈時，會產生互感M，造成單個線圈 的等效電感量改變。
當差模信號通過時，互感M磁場方向與單個線圈產生的磁場方向相反，單個線圈的等效 電感量變?yōu)長-M，電感量減小，信號變得更易通過。
當共模信號通過時，互感M磁場方向與單個線圈產生的磁場方向相同，單個線圈的等效 電感量變?yōu)長+M，電感量增加，信號變得不易通過。
對于信號傳輸為差分方式的電路，噪聲信號為共模形式。通過合理設計線圈結構，可以 使M接近于L，產生如下結果
(1) 當差模信號通過時，線圈電感接近為0，信號可以順利通過。
(2) 當共模信號通過時，線圈電感為L+M，信號損耗增加，有效抑制了噪聲。
以上所述為本實用新型的優(yōu)選實施方案而已，并不用于限制本實用新型。尤其對于本實 用新型獨有的非重疊區(qū)域Z連接結構(即由接頭拐角部相互交錯開)，對于本領域的技術人員 來說，可以有各種形式更改以及位置變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何 修改、等同替換、改進等，均應包括在本實用新型的保護范圍之內。 權利要求1.片式低溫共燒陶瓷式共模濾波器，它是由流延成的生瓷帶疊層在一起而制成低溫共燒陶瓷體，低溫共燒陶瓷體內印制有n層左線圈和右線圈，n≥5，第n層、第1層分別為引腳層；下一層的左線圈的一端與上一層的右線圈的一端由接頭相連，上一層的右線圈的另一端與再上一層的左線圈的另一端由接頭相連；其特征在于下一層的左線圈的一端和上一層的右線圈的一端連接的接頭與上一層的左線圈的一端與再上一層的右線圈的一端連接的接頭由接頭拐角部相互交錯開，下一層的右線圈的另一端和上一層的左線圈的另一端連接的接頭與上一層的右線圈的另一端和再上一層的左線圈的另一端連接的接頭由接頭拐角部相互交錯開。
2. 根據(jù)權利要求1所述的片式低溫共燒陶瓷式共模濾波器，其特征在于所述的n層左 線圈和右線圈，相鄰層的左線圈和右線圈除接頭拐角部相互交錯開外相互重疊。
3. 根據(jù)權利要求1所述的片式低溫共燒陶瓷式共模濾波器，其特征在于所述的n層左 線圈和右線圈， 一層的左線圈和右線圈的兩端部為直角部，則與之相鄰的另一層的左線圈和 右線圈的兩端部分別為接頭拐角部，另一層的左線圈兩端的兩接頭拐角部與右線圈兩端的兩 接頭拐角部的拐角方向相反并留有間距，另一層的左線圈兩端的兩接頭拐角部的拐角方向相 同。
專利摘要本實用新型涉及一種用于消除電子設備型號干擾的低溫共燒陶瓷共模濾波器。片式低溫共燒陶瓷式共模濾波器，它由流延成的生瓷帶疊層在一起而制成低溫共燒陶瓷體，低溫共燒陶瓷體內印制有n層左線圈和右線圈，n≥5，第n層、第1層分別為引腳層；其特征在于下一層的左線圈的一端和上一層的右線圈的一端連接的接頭與上一層的左線圈的一端與再上一層的右線圈的一端連接的接頭由接頭拐角部相互交錯開，下一層的右線圈的另一端和上一層的左線圈的另一端連接的接頭與上一層的右線圈的另一端和再上一層的左線圈的另一端連接的接頭由接頭拐角部相互交錯開。本實用新型具有高頻性能更為理想、差模阻抗小、生產成本低的特點。
文檔編號H03H1/00GK201430049SQ200920171749
公開日2010年3月24日 申請日期2009年4月27日 優(yōu)先權日2009年4月27日
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