印刷电路板和用于制造电感设备的方法技术

技术编号:11914469 阅读:75 留言:0更新日期:2015-08-20 17:49
一种电感设备,包括接合在一起并限定它们之间封闭空腔的一对半壳磁导外壳。电感设备还包括在空腔内空间提供的初级和次级绕组,以提供它们之间的磁性耦合。绕组彼此绝缘,其中所述初级和次级绕组的端子行进到电感设备的外部。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】小型平面变压器优先权声明本申请请求于2013年10月10日提交的美国临时申请N0.61/889206的优先权,其全部内容通过引用结合在本文中。
技术介绍
本申请的主题涉及到小型电动电感器和变压器以及制造这些设备的方法。变压器用于在变压器的两组绕组之间的电感耦合传递能量。例如,变压器可以允许交替磁耦合线圈的电压和/或电流被升高或降低。在初级绕组与次级绕组的绕组比值确定在理想变压器中的步进率。根据具体的应用,变压器以不同尺寸制造。小型变压器已从分立元件制造。然而,这些变压器仍然在电路板的表面上占用显著量的空间,并且不总用于高电压应用。另外,使用分立部件制造变压器的成本可以是昂贵的。变压器也被制造在集成电路的管芯上。然而,该变压器的制造工艺包括沉积各种材料的多个层以形成变压器。该制造过程可能是昂贵的并且费时的。此外,这些变压器并不总是适用于高电压应用中。因此,本领域需要一种消耗电路板上少量空间、制造低价并可包括在高电压应用中的变压器。【附图说明】因此,可以理解本专利技术的特征,一些附图如下说明。但应当指出,所附附图示出了本专利技术的仅特定实施例,因此不应被视为限制其范围,因为本专利技术可包括其他等效实施例。图1A-1C示出根据本专利技术实施例的变压器。图2示出根据本专利技术实施例,用于制造嵌入在PCB中的电感设备的处理。图3示出根据本专利技术实施例,用于制造电感设备的支撑层的处理。图4示出根据本专利技术实施例,用于制造嵌入在PCB中的电感设备和附加导电层的处理。图5示出根据本专利技术实施例,同一基板中的电感器与电路元件。图6示出根据本专利技术的另一实施例,用于制造PCB中嵌入式变压器的处理。图7A-7C示出根据本专利技术实施例的芯半壳。图8A和8B示出根据本专利技术实施例,包括一个或多个绕组的磁性芯。图9A和9B示出根据本专利技术实施例,用于制造潜入在PCB中的变压器的处理。【具体实施方式】本专利技术实施例提供晓型电感设备和制造其的方法。小型电感装置可包括在高电压应用中,并且可以使用标准印刷电路板(PCB)技术制造。根据一个实施例,电感设备可包括:设置在印刷电路板(PCB)层中空腔内部的铁氧体磁芯。第一导电层可被包括在PCB的第一表面上,所述第一导电层包括多个水平电极条带。第二导电层可以设置在与第一表面相对的PCB的第二表面上,所述第二导电层包括多个水平电极条带。多个金属镀通孔可以从第一导电层中的电极条带延伸到第二导电层中的电极条带,所述通孔包括相邻于铁素体芯的第一侧的第一组通孔和相邻于与第一侧相对的铁素体芯的第二侧的第二组通孔。根据另一个实施例,电感设备可以包括:至少部分地设置在印刷电路板(PCB)层的空腔内部的铁素体外壳。铁氧体外壳可包括空腔,用于一个或多个绕组。一个或多个螺旋形绕组也可以包括在绕组空腔内部中。绝缘体可以包括在绕组空腔内部并在螺旋绕组和铁氧体外壳的表面之间。图1A示出俯视图,以及图2B示出根据本专利技术实施例的变压器100的剖视图。变压器100可包括介电板110、铁氧体磁芯120和第一和第二绕组器130a、130b。所述第一和第二绕组器130a、130b可包括第一导电层132、第二导电层134和在面板110中的导电通孔(孔)136。第一导电层132、第二导电层134和导电通孔136可以围绕铁氧体磁芯120的部分(即,磁性部件)配置,以形成第一和第二绕组器130a、130b。第一导电层132(其可以对应于底部金属板层)可以放置在铁氧体磁芯120下。第二导电层134 (其可对应于顶部金属板层)可以定位在铁氧体磁芯120的上方。第二导电层134可以设置在与提供第一导电层132的铁氧体磁芯120的一侧相反的铁氧体磁芯120的侧面。通孔136可连接第一导电层132的导电条带到第二导电层134的导电条带。绝缘体(例如,具有和介电板110的相同材料)可被包括在铁氧体磁芯120和所述第一导电层132,第二导电层134和通孔136之间。通孔136可包括,例如,通过盲,埋孔,或通过一个通孔。该介电板110可以是包括多层的印刷电路板(PCB)。PCB可以包括一个或多个导电层(例如,在上表面上、底表面上或介电板I1内)以及导电层之间的非导电衬底。PCB可以包括其它的电子元件(未示于图1A中)和导电线路和连接这些部件的焊盘。PCB可以包括嵌入在基板上或基板表面上的组件(例如,电容器、电阻器或有源器件)。所述第一和第二绕组器130a、130b可耦合到PCB上或内的一个或多个组件。所述铁氧体磁芯120可以具有圆形垫圈形、矩形垫圈形或正方形垫圈的形状,但并不局限于此。铁氧体磁芯120的垫圈形状可以在铁氧体磁芯120中提供具有开口的平面铁氧体磁芯(例如,对应于铁氧体磁芯的外形)。铁氧体磁芯120的边缘可以是圆角或可是锐角。铁氧体磁芯120可包括在PCB的一个或多个层中。第一导电层132和第二导电层134可以包括铜条。如图1A所示,第一导电层132的条带可以是彼此平行的,以及所述第二导电层134的条带可以是彼此平行的。在另一个实施例中(图1A中未示出)中,第一导电层132的条带可以平行于所述第二导电层134的条带。铁氧体磁芯120和第一导电层132之间的间距可是制造工艺允许的小尺寸。在一个实施例中,铁氧体磁芯120和第一导电层132之间的间距可近似地等于第一导电层132中导电条带的厚度。类似的,铁氧体磁芯120和第二导电层134之间的间距可近似地等于第二导电层134中导电条带的厚度。第一导电层132的厚度可等于第二导电层134的厚度。在一个实施例中,导电层132、134的相邻条带之间的间隔可分别等于或小于导电层132、134的条带厚度。通孔136与铁氧体磁芯120之间的间隔可以是允许制造过程的小尺寸。在一个实施例中,该间距可大致等于第一导电层132或第二导电层134的厚度。在另一实施例中,通孔136和铁氧体磁芯120之间的间隔可等于第一导电层132或第二导电层134的相邻条带之间的距离。在另一实施例中,通孔136和铁氧体磁芯120之间的间隔可等于通孔136的宽度。包括铁氧体磁芯120以及第一和第二导电层132、134的变压器100的总高度可以近似是1mm。如图1A所示,变压器100可以包括附加绕组140。附加绕组140可以感测耦接至电路的感测绕组,该电路测量变压器100所产生的磁场的参数。附加绕组140可以包括围绕铁氧体磁芯120的部分的一个或多个绕组。图1C示出了围绕铁氧体磁芯120的绕组130a和130b的另一种配置。如图1B所示,图1A中的第一和第二导电层132、134的条带之间的间隔可以通过错开条带而减小。错开第一和第二导电层132、134的条带可允许相邻条带之间的间隔近似等于条带(例如,20微米)的宽度,其可小于通孔垫136的宽度。虽然在图中示出变压器,变压器的结构和制造方法不限于所示的变压器并可包括在其它的电感设备(例如,在初级和/或二次侧包括多个绕组的电感器或变压器)中。变压器可以是四端变压器。电感器可以是两端电感器。变压器可以包括在低和/或高电压应用中。在高电压应用中,变压器的绕组之间的电压可超过500V。变压器可以是PCB的一部分,包括耦合到变压器的其它电子元件。图2示出了根据本专利技术实施例,用于制造嵌入在PCB中的变压器200的处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电感设备,包括:接合在一起并限定它们之间封闭空腔的一对半壳磁性导电外壳;和在空腔内空间提供的初级和次级绕组,以提供它们之间的磁性耦合,绕组彼此绝缘,其中所述初级和次级绕组的端子行进到电感设备的外部。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员:C·F·李J·窦斯切尔
申请(专利权)人:美国亚德诺半导体公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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