层压的磁性组件以及用软磁粉末聚合物复合片材的制造制造技术

电子电路板应用的小型化磁性组件，包括帮助增加的直流容量和更高的电感值的增强的磁性复合片材。可使用相对简单和直接的层压过程制造该组件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】层压的磁性组件以及用软磁粉末聚合物复合片材的制造相关申请的交叉引用本申请涉及在2006年9月12日提交的U. S.专利申请系列号11/519，349、和在 2008年7月9日提交的U. S.专利申请系列号12/181，436的主题，其全部公开在此处通过整体引用并入本文。
技术介绍
本专利技术的领域大体上涉及电路板应用的小型化磁性组件的构造和制造，且更特定地涉及诸如功率电感器和变压器之类的小型化磁性组件的构造和制造。制造愈加功能强大、但较小的电子设备的最近的趋势已经导致电子行业的众多挑战。举例而言，诸如智能手机、个人数字助理(PDA)设备、娱乐设备、和便携式计算机设备的电子设备，现在被大量、增长的用户人群所广泛地拥有和操作。这样的设备包括令人印象深刻的、且快速增长的特征阵列，其允许这样的设备与包括但不限于因特网的多个通信网络、 以及其他电子设备交互。使用这类设备进行使用无线通信平台的快速信息交换是可能的， 且这类设备对于商业和个人用户等已经变得非常方便和流行。对于这类电子设备所需要的电路板应用的表面安装组件制造商而言，挑战在于提供愈加小型化的组件从而最小化该组件在电路板上占据的面积(有时称为组件“覆盖面积”)还有在与电路板表面平行的方向中测得的其高度(有时称为组件“轮廓”)。通过减少覆盖面积和轮廓，电子设备的电路板组装的尺寸可被减少和/或电路板(多个)上的组件密度可被增加，这允许电子设备本身尺寸的减少，或具有可比尺寸的设备的增加的能力。以成本效益比的方式小型化电子组件对于高度竞争的市场引入了对电子组件制造商的多个实践挑战。由于对于电子设备所需的大量组件的迫切需要，制造组件的成本减少已经变得令电子组件制造商实际上非常地感兴趣。为了满足日益增长的对电子设备(特别是手持设备)的需要，电子设备的每一代不仅需要小，还提供增加的功能 性特征和能力。作为结果，电子设备必须是越来越功能强大的设备。对于一些类型的组件，诸如提供能量存储和调节能力的磁性组件，满足增加的电力需求，同时持续减少已经非常小的组件尺寸，已经证明为有挑战性的。附图详细描述参照下面的附图描述非限定性和非穷尽性实施例，其中相同附图标记在各图中表示相同部分，除非另有指明。图I是示例性磁性组件的分解图。图2是图I中所示组件的一部分的组装视图。图3是图2中所示组装件的侧视图。图4是层压后图3中所示组装件的侧视图。图5是层压后图I中所示组装件的透视图。图6是图5中所示被层压的组装件的侧视图。图7是图6中所示被层压的组装件的侧视图且示出用于组件的完全形成的、表面安装端子。图8是另一个示例性磁性组件的分解图。图9是图8中所示组件的一部分的组装视图。附图说明图10是图9中所示组装件的侧视图。图11是层压后图10中所示组装件的侧视图。图12是层压后图8中所示组装件的透视图。图13是图12中所示被层压的组装件的侧视图。图14是图13中所示被层压的组装件的侧视图且示出用于组件的完全形成的、表 面安装端子。图15是另一个示例性磁性组件的分解图。图16是图15中所示组件的一部分的组装视图。图17是图16中所示组装件的侧视图。图18是层压后图17中所示组装件的侧视图。图19是层压后图15中所示组装件的透视图。图20是图18中所示被层压的组装件的侧视图。具体实施例方式尽管使用现有技术可能已经经济地制造了诸如电感器和变压器之类的常规小型化磁性组件，但它们没有满足更高功率设备的性能要求。类似地，更能满足更高性能要求的构造还没有被证明为被经济地制造。更高功率的电子设备的已知磁性组件构造的成本和/或性能问题仍然要在本领域中被克服。在历史上，诸如电感器或变压器之类的磁性组件用独立地制造的磁芯件组装，磁芯件被围绕线圈组装并相对彼此物理地间隙。当想要小型化这样的组件时，存在众多问题。特定地，在越发小型化的组件中获得严密地控制的物理间隙被证明为困难且昂贵的。不能控制物理间隙创建还易于对于小型化组件产生不期望的可变性和不可靠性问题。为了避免磁性组件的物理间隙的磁芯构造中的难题，磁性粉末材料已经被与接合材料组合来产生所谓分布间隙材料。这样的材料可被模制为期望形状且避免组装具有物理间隙的离散磁芯结构的需要。进一步，这样的材料可以半固态浆状或作为粒状绝缘的干粉，直接围绕预先制造的线圈结构来模制以形成包含线圈的单件磁芯结构。以受控且可靠的方式混合并制备磁性粉末与接合材料、并且控制模制步骤，可能是困难的，然而，导致制造磁性组件的增加的成本。相比常规组件，对于以相对更高的电流电平操作的功率电感器，更有可能如此。增加的性能要求可能会要求在制造组件时线圈的不同线圈配置、可模制磁性粉末浆或干颗粒材料和/或更为严格的过程控制，其中任一项可能会增加制造这样的组件的难度和成本。用于制造小型化磁性组件的另一种已知技术是从薄层材料形成组件从而形成芯片型组件。在这种类型的常规组件中，介电材料层，诸如陶瓷印刷电路基板材料，已经被用于形成磁性组件。导电的线圈元件一般被形成或图案化在一个或多个介电层上，且当组装并形成线圈元件时，线圈元件被封围或内嵌在介电层中。尽管可使用这样的介电材料制造非常小的组件，它们易于提供受限的性能能力。对于大规模制造的组件，处理印刷电路基板可进一步是密集的且相对昂贵的。对于功率电感器要求的更高的电流应用，陶瓷片材还具有相对较差的热传导特性。还已经提出了从设置在层中的复合磁性薄片材料构造磁性组件。在这种类型的组件中，各层不仅是介电的还是磁性的。即，被用作各层的薄片材料表现出大于I. 0的相对导磁率，且一般被认为是磁性响应的材料。当制造组件时，相对于沉积在衬底材料上且由衬底材料支撑的半固态或液态材料，这样的磁性响应薄片材料可包括散布在接合材料中的软磁颗粒、且被设置为可以固态形式组装的独立薄层或膜。因此、且不同于本领域中已知的其他复合磁性材料，这样的独立的薄层或膜能被层压。使用复合磁性薄片材料的被层压的组件的示例在U. S.公开专利申请No. 2010/0026443A1中被公开。这样的构造在复合磁性薄片材料可被预先制造的情况下可能是有利的，且各层可被围绕着导电线圈压力层压，其进而可从任何复合磁性薄片材料被独立地预先制造。相对于其他处理，以相对较低的成本和较少的难度，可完成各层的层压。 但是这样的构造已被证明为容易受到特定方面性能限制的影响，且还没有完全满足更高功率、更小尺寸的电子设备的需要。这被认为是由于当前可用的复合磁性薄片材料的限制引起的。现有的复合磁性薄片材料主要为电磁屏蔽目的而开发，且在此条件下，已经被用于构造磁性组件。包括复合磁性片的组件的一个这样的示例在如下专利中被描述KOKAI (本未审查专利公开)No. 10-106839、名为“Multilayer High-frequency Inductor”。这个参考文献教导了将作为本征导电材料的平的和/或针状软磁粉末材料揉合到绝缘有机粘合剂中，从而软磁粉末被散布在有机粘合剂中且被形成为可被层叠来构造电感器的材料层。该平的和/或针状软磁粉末材料特定地与近乎球状的磁性粉末材料进行比较和对t匕。这个参考文献教导，如果软磁粉末被形成为具有平和针状的软磁粉末中至少一个形状，出现期望的磁各向异性，在高频范围内，电感器的导磁率，基于磁共振，增加。这个参考文献给本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·A·多尔杰克，H·P·卡马斯，
申请(专利权)人：库柏技术公司，
类型：
国别省市：