[发明专利]变压器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于2011年11月25日提交的日本专利申请No.2011-257936，并且要求该申请的优先权权益，上述申请的公开内容在此通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及变压器。

背景技术

当在具有显著不同信号电压电平的电路之间执行数据通信时，例如使用隔离器以便确保电路之间的隔离。对于这类隔离器而言，例如变压器被用于信号传输。在这类情形中，要求隔离器能够抑制共模噪声，当高电压侧上的信号改变通过发射/接收电感器或电容与基板的电容性耦合从发射侧向接收侧传播时产生该共模噪声。此外，还要求隔离器能够确保发射/接收电感器之间的耐受电压。

为了抑制共模噪声，通过使用具有高电对称性的电感器形成变压器和使用差分输出是有效的。此外，减小变压器的尺寸并且由此减小寄生电容也是有效的。

(日本未审专利申请公开No.2010-10344)说明了其中可以使用上述差分输出的变压器的一个示例。图16是示出了典型对称型电感器601的布线配置。使用穿过电感器的端口P1和P2之间的中点的对称轴作为边界，导线以如下方式接线自端口之一：每次导线绕半圈，导线就移至内侧。此外，导线在最内部分绕行，并且每次导线绕半圈则导线继而移至外侧，从而使得导线到达另一端口。在导线W61至W64中的两个导线彼此相交的地方，通过使用不同的布线层来旁通导线。图16中的点A是在电学特性方面的对称点，并且从对称点到两个端口的阻抗彼此大致相等。通过布置均具有这种配置的两个电感器彼此相对，可以形成变压器。此外，通过将中间抽头布置在两组变压器的接收侧电感器的对称点处，可以形成差分电路。这使得可以抑制共模噪声。

交汇61至63中的每个交汇将不同的导线彼此相连。图17是示出了对称型电感器601的交汇61的结构的立体图。在交汇61中，在上层中形成导线W61和W62，而在下层中形成连接导线CW61。通过在上层中形成连续导线将导线W61和导线W62连接。此外，通过中间层导线VW61和连接导线CW61将导线W61和W62连接。

与此同时，在不使用差分输出的情形中，使用通过使用所谓的螺旋型电感器形成变压器(日本未审专利申请公开No.3-89548、No.11-154730、No.8-45739和No.6-120048)。图18是示出了典型螺旋型电感器701的布线配置的平面图。在螺旋型电感器中，以螺旋图案布置构成电感器的导线W，并且由此形成具有端口P1和P2的线圈。

此外，作为用于确保耐受电压(隔离可靠性)的技术，已提出了用于防止在掩埋导线之间的界面处的介电击穿的布线膜结构(日本未审专利申请公开No.2007-123779)。在布线层及类似物中，有必要不仅确保不同层之间的耐受电压还要确保相同层中不同区域之间的耐受电压(下文称为“层内耐受电压”)。根据该结构，可以防止在通过大马士革方法形成的Cu导线的CMP(化学机械抛光)界面处的介电击穿。即，可以抑制叠层结构中的层内介电击穿。

发明内容

然而，本发明人已经发现当通过使用上述电感器形成变压器时出现下述的问题。当通过使用布线层形成电感器时，有必要考虑在相同层中不同区域之间的介电击穿(下文称为“层内介电击穿”)以便实现上述的满意的耐受电压。

当通过使用两个对称型电感器601来形成变压器时，布置主布线层，从而使得它们彼此分开，以便确保不同层之间的耐受电压。此外，为了确保层内耐受电压，可构思布置交汇，从而使得它们尽可能多地分开。在此情形下，以如下方式布置变压器是有效的：变压器之一关于另一变压器旋转90°。图19是示出了通过使用两个对称型电感器601和602形成的变压器600的配置示例的平面图。变压器600具有如下结构：对称型电感器601置于被旋转90°的对称型电感器602的顶部上。对称型电感器602具有通过使用对称型电感器601的下层替换其上层而获得的结构。对称型电感器602的导线W65至W68对应于对称型电感器601的导线W61至W64。对称型电感器602的交汇64至66对应于对称型电感器601的交汇61至63。对称型电感器602的端口P3和P4对应于对称型电感器601的端口P1和P2。交汇64至66的连接导线CW62和中间层导线VW62分别对应于交汇61至63的连接导线CW61和中间层导线VW61。即，在对称型电感器602中，在上层中形成连接导线CW62并且在下层中形成导线W65至W68。