具有印制线圈的多层电路板及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种多层电路板，其具有竖向叠置的扁平线圈(1～6)，为了构成第一螺线管线圈(20)，这些扁平线圈电串联或并联。为了改进多层电路板的散热提出的是，每两个竖向相邻的扁平线圈(1、2)彼此横向错开地布置，使得在垂直于多层电路板表面的横截面(8)中，一个扁平线圈(2)的导体迹线区段(26)与另一扁平线圈(1)的两个导体迹线区段(7)竖向部分重叠地布置。

Multilayer printed circuit board with printed coil and manufacturing method thereof

The invention relates to a multilayer circuit board, which has a vertical stacked flat coil (1~6), in order to form a first solenoid coil (20), which are electrically connected or parallel. In order to improve the heat dissipation of the multilayer circuit board, every two vertical flattened coils (1, 2) are arranged horizontally each other, so that in the cross section (8) perpendicular to the surface of the multilayer circuit board (8), the conductor trace section (26) of a flat coil (2) and the two conductor trace section (7) of the other flat coil (1) are vertical parts (7). Stacked layout.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有印制线圈的多层电路板及其制造方法
本专利技术涉及一种具有由叠置的扁平线圈形成的螺线管线圈的多层电路板及其制造方法。
技术介绍
多层电路板或多片层电路板被理解为如下线路板：其具有多个竖向叠置的平面，这些平面分别配备有导体迹线。布置在不同平面上的导体迹线可以经由所谓的过孔彼此电连接。这些也被称为电通孔的过孔通常通过在其内直径处被金属化的竖向孔来实现。例如，由DE102008062575A1公知了一种根据权利要求1的前序部分所述的多层电路板。在此公开了一种直线马达，其初级部分被构造为多层电路板。该多层电路板的不同的层绝大部分装填有能通电的线匝。叠置的线匝分别形成直线马达的相的线圈。以该方式和方法能够实现用于直线马达的特别轻巧且紧凑的初级部分，其特别适合作为用于高动态应用的动子。图1在垂直于多层电路板表面的横截面8中示出了由现有技术公知的用于构成螺线管线圈的扁平线圈1～6的布置。在多层电路板的每个平面中，在此示例性地存在有分别具有三个线匝的扁平线圈1～6，线匝呈螺旋状地要么从内向外延伸，要么从外向内延伸。例如，第一扁平线圈1从外向内绕线并且经由电过孔与位于下面的、第二扁平线圈2电连接。第二扁平线圈2又从内向外呈螺旋状地绕线并且其本身又经由在此未示出的另外的电过孔与在多层电路板的第三平面中的第三扁平线圈3连接。以该方式和方法提供了延伸经过多层电路板的六个平面的螺线管。多层电路板技术也特别适用于以紧凑且轻巧的结构形式实现具有高的电功率的应用。对此的示例是来自DE102008062575A1的直线马达的已述的初级部分，其实现为多层式的线路板。由于在这种应用中的高电流，使得散热在此是特别的挑战。因此，例如(如图1所示)在内部的导体迹线中生成的热必须横向地被引导至靠外的电路板边缘，随后能够在那里将热向电路板的表面导出。在每个扁平线圈的线匝的各个导体迹线之间设置有绝缘间距，其可以位于几百微米的数量级中。电绝缘例如通过预浸料层得到确保，然而，该预浸料层的导热系数较低。因此将热从这种多层电路板的中央区域导出是特别的挑战。
技术实现思路
本专利技术的任务是，改进以多层电路板形式实现的线圈的散热。该任务通过具有根据权利要求1的特征的多层电路板来解决。此外，该任务通过根据权利要求10的用于在多层电路板上制造螺线管线圈的方法来解决。本专利技术的有利的实施方案由从属权利要求获知。根据本专利技术的多层电路板包括多个竖向叠置的扁平线圈。这些扁平线圈例如首先被施装到多个单电路板上，其中，单电路板优选地被堆叠，用以形成多层电路板。优选地，在每个单电路板上，在上侧和其下侧上分别布置扁平线圈。以该方式和方法，使得两个相互堆叠的单电路板形成总共四个扁平线圈的堆垛，其中，相互堆叠的单电路板优选通过绝缘层，例如是预浸料层彼此隔离。竖向叠置的扁平线圈根据本专利技术被电串联。这可以优选利用也被称为过孔的电通孔来实现。电串联的扁平线圈构成根据本专利技术的第一螺线管线圈。每个单个的扁平线圈优选成螺旋状地在其各自的平面中绕线。因此例如处于多层电路板的顶层中的第一扁平线圈例如在多层电路板的平面中呈螺旋状地从内向外延伸。而沿电路板的竖向方向观察布置在第一扁平线圈下面的第二扁平线圈呈螺旋状地从外向内延伸。在本文中，线匝的呈螺旋状的走向被理解为如下类型的绕组：在其中，扁平线圈的各个线匝由唯一的平坦的导体迹线形成并且在一个平面中盘绕。在此，导体迹线引导部的特征可以在于具有倒圆部，但也可以有棱角地延伸。本专利技术现基于如下认识，即，当每两个竖向相邻的扁平线圈彼此横向错开地布置，使得在垂直于多层电路板表面的横截面中，一个扁平线圈的导体迹线区段与另一扁平线圈的两个导体迹线区段竖向部分重叠地布置时，可以显著改善多层电路板的(尤其沿横向方向的)导热系数。以该方式和方法，在扁平线圈的内部的线匝中生成的热可以很容易地被传递到竖向和横向相邻的扁平线圈的沿横向方向观察更靠近电路板的边缘的线匝上。这是因为出于工艺技术上的原因，竖向部分重叠的导体迹线区段之间的绝缘间距与布置在导体迹线电路板的同一平面中的两个线匝之间的绝缘间距相比可以明显更小地实现。出于工艺技术上的原因，在所参与的导体迹线区段之间在一个平面中的两个线匝之间的间距并不能够选择为任意小。相反地，多层电路板的单电路板可以通过相对较薄的预浸料层来彼此电绝缘。该预浸料层例如可以减少到仅40μm的范围，以便确保充分的电绝缘，而出于工艺技术上的原因，各个线匝之间的导体迹线间距不能选择为小于200μm。因此，竖向相邻的扁平线圈的竖向部分重叠的导体迹线区段之间的热传递明显要好于扁平线圈的不同的线匝的两个布置在同一平面中的导体迹线区段之间的热传递。根据本专利技术的叠置的扁平线圈的横向错位所导致的是，横截面在其整个横向延展上穿插有导体迹线区段。两个导体迹线区段之间的热转移主要沿竖向方向发生，在那里由于绝缘间距较小，使得热阻相对较小。这导致的是，在多层电路板内部的横向的热传导几乎像在穿过整个电路板的没有中断的金属层的情况下一样得到确保。在其线匝电并联的两个竖向相邻的扁平线圈之间能够实现特别低的热阻。在该情况下，两个竖向相邻的扁平线圈的所述线匝只需要通过非常薄的预浸料层隔离，例如具有20μm和40μm之间的厚度的预浸料层。通过根据本专利技术的这些相邻的扁平线圈的横向错位能够在所使用的在相邻的扁平线圈之间的绝缘层的厚度较小的情况下实现彼此部分重叠地布置的所参与的导体迹线区段之间的出色的热转移。特别有利的是本专利技术的如下构造方案：在其中，布置在单层上的分别处于该单层的上侧和下侧上的扁平线圈电串联，而配属于两个不同的导体迹线载体的两个竖向相邻的扁平线圈电并联。以该方式和方法，通过在配属于被隔离的单线路板的两个竖向相邻的扁平线圈之间选择相应薄的预浸料层来非常容易地实现较小的绝缘间距。根据本专利技术的多层电路板已经明显改善了对布置在电路板上的仅一个螺线管线圈的散热。然而在许多应用中适宜的是，在多层电路板上布置有多个螺线管线圈。这例如是直线马达的情况，该直线马达具有初级部分和次级部分，初级部分构造为根据在此所述的实施方式中任一项所述的多层电路板，次级部分具有永磁体并经由气隙与初级部分间隔开。因此，本专利技术的有利的实施方式的特征在于，多层电路板具有至少一个第二螺线管线圈，其相对第一螺线管线圈横向错开地布置，其中，第二螺线管线圈的扁平线圈的外导体迹线区段呈梳状地嵌入到第一螺线管线圈的扁平线圈的外导体迹线区段中，从而在所述的横截面中，第二螺线管线圈的外导体迹线区段分别与第一螺线管线圈的至少一个外导体迹线区段竖向部分重叠地布置。因此，在所述的横截面中，导体迹线区段的搭叠状的布置也超出线圈边界地延续下去。第一螺线管线圈的外导体迹线区段与第二螺线管线圈的外导体迹线区段部分重叠，必要时也与第二螺线管线圈的两个这种外导体迹线区段部分重叠。被引入到第一螺线管线圈的外导体迹线区段中的热因此可以沿竖向方向经由相对较小的绝缘间距传递到第二螺线管线圈的一个外导体迹线区段或多个外导体迹线区段上。以该方式和方法，来自多层电路板的中央的内部区域的沿横向方向的热传输出色地也超出线圈边界地传递到多层电路板的外边缘区域中，类似于在实心的金属板的情况下那样。当多层电路板具有如下的无源的导体迹线结构时，在多层电路板的一个或多个螺线管线圈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.多层电路板，其具有竖向叠置的扁平线圈(1～6)，为了构成第一螺线管线圈(20)，所述扁平线圈电串联或并联，其特征在于，每两个竖向相邻的扁平线圈(1、2)彼此横向错开地布置，使得在垂直于多层电路板表面的横截面(8)中，一个扁平线圈(2)的导体迹线区段(26)与另一扁平线圈(1)的两个导体迹线区段(7)竖向部分重叠地布置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.13 DE 102015222400.71.多层电路板，其具有竖向叠置的扁平线圈(1～6)，为了构成第一螺线管线圈(20)，所述扁平线圈电串联或并联，其特征在于，每两个竖向相邻的扁平线圈(1、2)彼此横向错开地布置，使得在垂直于多层电路板表面的横截面(8)中，一个扁平线圈(2)的导体迹线区段(26)与另一扁平线圈(1)的两个导体迹线区段(7)竖向部分重叠地布置。2.根据权利要求1所述的多层电路板，其中，所述多层电路板具有至少一个第二螺线管线圈(21)，所述第二螺线管线圈相对所述第一螺线管线圈(20)横向错开地布置，其中，所述第二螺线管线圈(21)的扁平线圈(9～14)的外导体迹线区段(15)呈梳状地嵌入到所述第一螺线管线圈(20)的扁平线圈(1～6)的外导体迹线区段(27)中，从而在所述的横截面(7)中，所述第二螺线管线圈(21)的外导体迹线区段(15)分别与所述第一螺线管线圈(20)的至少一个外导体迹线区段(14)竖向部分重叠地布置。3.根据前述权利要求中任一项所述的多层电路板，其中，所述多层电路板包括无源的导体迹线结构(16)，所述无源的导体迹线结构与所述多层电路板的所有载流的导体迹线电流隔离，相对所述第一螺线管线圈(20)横向错开地布置，并且呈梳状地嵌入到所述第一螺线管线圈(20)的扁平线圈(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：约尔格·克格勒尔，
申请(专利权)人：舍弗勒技术股份两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE