CN101752054A

CN101752054A - 电路板式薄型电感结构

Info

Publication number: CN101752054A
Application number: CN200810169802A
Authority: CN
Inventors: 李冠兴
Original assignee: HUANXU ELECTRONICS CO Ltd
Current assignee: HUANXU ELECTRONICS CO Ltd
Priority date: 2008-10-07
Filing date: 2008-10-07
Publication date: 2010-06-23

Abstract

一种电路板式薄型电感结构，其包括：一中空多层电路板单元及一磁性单元。该中空多层电路板单元具有一多层电路板本体、一贯穿所述多层电路板本体的容置空间、多层环绕于所述多层电路板本体内的导电层、多个导通孔、及多个分别填充于所述多个导通孔内的导电体，每一个导通孔成形于每两层导电层之间，以使得每一个导电体电性连接于每两层导电层之间。该磁性单元填充于该中空多层电路板单元的容置空间内。此外，所述多层电路板本体的底端具有至少两个导电焊垫，并且所述多层导电层中的最上层导电层及最下层导电层分别电性连接于上述至少两个导电焊垫。本发明的电感结构不仅能够达到高电感值的效果，并且也能够达到薄型化的效果。

Description

电路板式薄型电感结构

技术领域

本发明涉及一种电感结构，尤其涉及一种电路板式薄型电感结构。

背景技术

随着科技的快速发展，计算机设备已非常广泛地被应用在现今的社会中，而计算机零组件中的主机板更是其中用来协调计算机各项零组件的重要桥梁，为了使主机板上的CPU能够得到较稳定的电压和电流以驱动CPU，电感元件更是扮演了举足轻重的角色，目前电感元件已经被大量且广泛地使用在主机板上。

此外，电感元件的使用原理在于：当方波形电压通过电感时，电感可将方波形电压转换成电流型态，并且电感可将电流的大小变化固定在有限度的范围内。当电流通过电感后即转化为较平滑的电压输出，而输出电压与输入电压的比和方波形电压的作用比有关，所以可以达到降压的目的。

请参阅图1所示，其为公知电感结构的立体示意图。由上述图中可知，公知电感A具有一呈环状结构的中心轴A1，并且一线圈A2绕在该中心轴A1上。借由该电感A的特性以担任CPU电源管理的重要元件。

然而，上述公知电感在使用时有下列的缺陷存在：

1、现有CPU的需求电流有日渐增加的趋势，因此为了使得电感的饱和电流增加，技术人员通常会以增大线圈直径或增加绕线圈数的方式以增加电感的饱和电流，然而增大线圈直径或增加绕线圈数必定会使得绕线的面积增加，进而导致电感的体积过大，而使得主机板上的使用空间无法有效的被利用。

2、公知电感A的中心轴A1为一环状结构，当制作此种电感时，必须雇用大量人力手工绕设线圈A2于中心轴A1上，因而使得制作成本偏高，并且也无法符合目前工厂自动化的需求。

因此，由上可知，上述公知的电感结构，在实际使用上，显然存在不便与缺陷。于是，本发明人认为上述缺陷可以得到改善，且依据多年来从事此方面的相关经验，悉心观察和研究，并配合学理的运用，进而提出一种设计合理且有效改善上述缺陷的发明。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，在于提供一种电路板式薄型电感结构，其通过一中空多层电路板单元及一容置于该中空多层电路板单元的中空容置空间的磁性单元的配合，不仅能够达到高电感值的效果，并且也能够达到薄型化的效果。

为了解决上述技术问题，根据本发明的其中一种方案，提供一种电路板式薄型电感结构，其包括：一中空多层电路板单元及一磁性单元。其中，该中空多层电路板单元具有一多层电路板本体、一贯穿所述多层电路板本体的容置空间、多层彼此分离一预定距离并且环绕于所述多层电路板本体内的导电层、多个导通孔、及多个分别填充于所述多个导通孔内的导电体，其中每一个导通孔成形于每两层导电层之间，以使得每一个导电体电性连接于每两层导电层之间。该磁性单元填充于该中空多层电路板单元的容置空间内。此外，所述多层电路板本体的底端具有至少两个导电焊垫，并且所述多层导电层中的最上层导电层及最下层导电层分别电性连接于上述至少两个导电焊垫。

另外，依据不同的应用需求，本发明至少可包括下列两种应用方式：

第一种应用方式：该中空多层电路板单元通过上述至少两个导电焊垫电性地设置于一主机板上，并且该主机板具有多个容置于该容置空间内的电子元件，其中该磁性单元覆盖在所述多个电子元件上。

第二种应用方式：该中空多层电路板单元具有多个设置于所述多层电路板本体的上表面的上层导电焊垫、多个设置于所述多层电路板本体的下表面的下层导电焊垫、多个外接导通孔、及多个分别填充于所述多个外接导通孔内的外接导电体，其中每一个外接导通孔成形于每一个上层导电焊垫与每一个下层导电焊垫之间，以使得每一个外接导电体电性连接于每一个上层导电焊垫与每一个下层导电焊垫之间。此外，该中空多层电路板单元通过所述多个下层导电焊垫以电性地设置于一模块主板上，并且该模块主板具有多个容置于该容置空间内的电子元件及多个分别相对应电性连接于所述多个下层导电焊垫的模块主板焊垫，其中该磁性单元覆盖在所述多个电子元件上。

因此，本发明通过该中空多层电路板单元的多层堆叠设计，以使得所述多层导电层能够在厚度非常薄的空间内(所述多层电路板本体内)产生较大的绕行面积，进而提升本发明电路板式薄型电感结构所能够产生的电感值。换言之，由于所述多层导电层环绕于所述多层电路板本体内，因此本发明的电感结构不仅能够达到高电感值的效果，并且也能够达到薄型化的效果。此外，通过该磁性单元的使用，不但使得本发明的电路板式薄型电感结构所产生的磁场能够集中，并且本发明所具备的电感特性也能够被提升。

为了能更进一步了解本发明为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此而得到深入且具体的了解，然而附图仅提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为公知电感结构的立体示意图；

图2A为本发明电路板式薄型电感结构的第一实施例的立体示意图(尚未填充磁性单元)；

图2B为本发明电路板式薄型电感结构的第一实施例的立体示意图(已填充磁性单元)；

图3A为本发明第二实施例的电路板式薄型电感结构电性地设置于一主机板上的立体示意图(尚未填充磁性单元)；

图3B为本发明第二实施例的电路板式薄型电感结构电性地设置于一主机板上的立体示意图(已填充磁性单元)；

图4A为本发明第三实施例的电路板式薄型电感结构电性地设置于一模块主板上的立体分解示意图(尚未填充磁性单元)；

图4B为本发明第三实施例的电路板式薄型电感结构电性地设置于一模块主板上的立体组合示意图(尚未填充磁性单元)；以及

图4C为本发明第三实施例的电路板式薄型电感结构电性地设置于一模块主板上的立体组合示意图(已填充磁性单元)。

并且，上述附图中的附图标记说明如下：

公知：

A 电感

A1 中心轴

A2 线圈

本发明：

(第一实施例)

1a 中空多层电路板单元

10a 多层电路板本体

La 中空电路板

100a 导电焊垫

11a 容置空间

12a 导电层

13a 导通孔

14a 导电体

2a 磁性单元

(第二实施例)

1b 中空多层电路板单元

10b 多层电路板本体

100b 导电焊垫

11b 容置空间

12b 导电层

2b 磁性单元

Pb 主机板

Eb 电子元件

(第三实施例)

1c 中空多层电路板单元

10c 多层电路板本体

101c 上层导电焊垫

102c 下层导电焊垫

103c 外接导通孔

104c 外接导电体

11c 容置空间

2c 磁性单元

3c 金属掩模

Pc 模块主板

P1c 模块主板焊垫

Ec 电子元件

具体实施方式

请参阅图2A至图2B所示，本发明第一实施例提供一种电路板式薄型电感结构，其包括：一中空多层电路板单元1a及一磁性单元2a。

其中，该中空多层电路板单元1a具有一多层电路板本体10a、一贯穿所述多层电路板本体10a的容置空间11a、多层彼此分离一预定距离并且环绕于所述多层电路板本体10a内的导电层12a、多个导通孔13

a、及多个分别填充于所述多个导通孔13a内的导电体14a，其中所述多层电路板本体10a由多层中空电路板La(如图2B所示)相叠而成，并且每一个导通孔13a成形于每两层导电层12a之间，以使得每一个导电体14a电性连接于每两层导电层12a之间。

换言之，首先每一层中空电路板上形成有一导电层12a，每两层导电层12a之间成形有一导通孔13a，然后填充一导电体14a于该导通孔13a内，最后将所述多个中空电路板La相互堆叠并且压合在一起以形成该中空多层电路板单元1a，其中每一个导电体14a电性连接于每两层导电层12a之间，进而达到串联所述多个导电体14a的效果。

此外，根据电感原理，电感值与线圈绕行的面积成正比。因此，本发明通过该中空多层电路板单元1a的多层堆叠设计，以使得所述多层导电层12a能够在厚度非常薄的空间内(所述多层电路板本体10a内)产生较大的绕行面积，进而提升本发明电路板式薄型电感结构所能够产生的电感值。换言之，由于所述多层导电层12a环绕于所述多层电路板本体10a内，因此本发明的电感结构不仅能够达到高电感值的效果，并且也能够达到薄型化的效果。

再者，所述多层电路板本体10a的底端具有至少两个导电焊垫100a，并且所述导电层12a中的最上层导电层12a及最下层导电层12a分别电性连接于上述至少两个导电焊垫100a。因此，该中空多层电路板单元1a可通过上述至少两个导电焊垫100a电性地设置于一主机板(未图示)上。

此外，该磁性单元2a可为任何一种带有磁性的磁性材料(例如：钴镍合金)，并且该磁性单元2a填充于该中空多层电路板单元1a的容置空间11a内。因此，通过该磁性单元2a的使用，不但使得本发明的电路板式薄型电感结构所产生的磁场能够集中，并且本发明所具备的电感特性也能够被提升。

请参阅图3A至图3B所示，本发明第二实施例提供一种电路板式薄型电感结构，其包括：一中空多层电路板单元1b及一磁性单元2b。其中，该中空多层电路板单元1b的多层电路板本体10b的底端具有至少两个导电焊垫100b，并且所述多层导电层12b中的最上层导电层12b及最下层导电层12b分别电性连接于上述至少两个导电焊垫100b。

再者，本发明第二实施例与第一实施例最大的差别在于：在第二实施例中，该中空多层电路板单元1b通过上述至少两个导电焊垫100b电性地设置于一主机板Pb上，并且该主机板Pb具有多个容置于该中空多层电路板单元1b的容置空间11b内的电子元件Eb，其中该磁性单元2b覆盖在所述多个电子元件Eb上。换言之，将所述多个电子元件Eb容置于该中空多层电路板单元1b的容置空间11b内，以使得所述多个电子元件Eb与该中空多层电路板单元1b可同时通过表面粘着技术(SMT)的方式电性连接于该主机板Pb上。因此，该中空多层电路板单元1b的容置空间11b内的空间能够被有效的利用，以使得该主机板Pb上表面的其它区域能够得到更大的使用空间。

请参阅图4A至图4B所示，本发明第三实施例提供一种电路板式薄型电感结构，其包括：一中空多层电路板单元1c及一磁性单元2c，并且该中空多层电路板单元1c的多层电路板本体10c的底端具有至少两个导电焊垫(未图示)。

再者，本发明第三实施例与其它实施例最大的差别在于：在第三实施例中，该中空多层电路板单元1c具有多个设置于所述多层电路板本体10c的上表面的上层导电焊垫101c、多个设置于所述多层电路板本体10c的下表面的下层导电焊垫102c、多个外接导通孔103c、及多个分别填充于所述多个外接导通孔103c内的外接导电体104c，其中每一个外接导通孔103c成形于每一个上层导电焊垫101c与每一个下层导电焊垫102c之间，以使得每一个外接导电体104c电性连接于每一个上层导电焊垫101c与每一个下层导电焊垫102c之间。

此外，该中空多层电路板单元1c通过所述多个下层导电焊垫102c以电性地设置于一模块主板Pc上，并且该模块主板Pc具有多个容置于该容置空间11c内的电子元件Ec及多个分别相对应电性连接于所述多个下层导电焊垫102c的模块主板焊垫P1c，而模块主板Pc的另一面也可设置电子元件(未图示)。此外，该模块主板Pc的下方增设一金属掩模3c，以防止外界电磁的干扰。

因此，通过所述多个模块主板焊垫P1c、所述多个下层导电焊垫102c、所述多个外接导电体104c、及所述多个上层导电焊垫101c的配合，以使得所述多个模块主板焊垫P1c能够被导通至所述多个上层导电焊垫101c(如图4B所示)。

请参阅图4B及图4C所示，该中空多层电路板单元1c、该模块主板Pc与金属掩模3c依序相叠合并且所述多个电子元件Ec被容置于该容置空间11c后，该磁性单元2c覆盖在所述多个电子元件Ec上，以使得本发明的电路板式薄型电感结构所产生的磁场能够集中，并且本发明所具备的电感特性也能够被提升。最后，将该中空多层电路板单元1c反转过来，并且通过所述多个上层导电焊垫101c以将该中空多层电路板单元1c电性地设置于一主机板(图未示)上。因此所述多个上层导电焊垫101c可作为该模块主板Pc与该主机板之间的讯号输出或输入来使用。

综上所述，本发明电路板式薄型电感结构至少具有下列优点：

1、本发明通过该中空多层电路板单元的多层堆叠设计，以使得所述多层导电层能够在厚度非常薄的空间内(所述多层电路板本体内)产生较大的绕行面积，进而提升本发明电路板式薄型电感结构所能够产生的电感值。换言之，由于所述多层导电层环绕于所述多层电路板本体内，因此本发明的电感结构不仅能够达到高电感值的效果，并且也能够达到薄型化的效果。

2、通过该磁性单元的使用，不但使得本发明的电路板式薄型电感结构所产生的磁场能够集中，并且本发明所具备的电感特性也能够被提升。

3、该中空多层电路板单元可通过至少两个设置于所述多层电路板本体的底端的导电焊垫，以电性地设置于一主机板上。

4、将该模块主板的所述多个电子元件容置于该中空多层电路板单元的容置空间内，以使得所述多个电子元件与该中空多层电路板单元可同时通过表面粘着技术(SMT)的方式电性连接于该模块主板上。因此，该中空多层电路板单元的容置空间内的空间能够被有效的利用，以使得该主机板上表面的其它区域能够得到更大的使用空间。

5、通过所述多个模块主板焊垫、所述多个下层导电焊垫、所述多个外接导电体、及所述多个上层导电焊垫的配合，以使得所述多个模块主板焊垫能够被导通至所述多个上层导电焊垫，因此所述多个上层导电焊垫可作为该模块主板与该主机板之间的讯号输出或输入来使用。

以上所述，仅为本发明最佳的具体实施例的详细说明与附图，本发明的特征并不局限于此，并非用以限制本发明，本发明的所有范围应以下述的权利要求的范围为准，凡附合于本发明权利要求的精神与其类似变化的实施例，都应包含于本发明的范畴中，任何本领域普通技术人员在本发明的领域内，可容易想到的变化或修饰都涵盖在以下本申请的专利范围。

Claims

1.一种电路板式薄型电感结构，其特征在于，包括：

一中空多层电路板单元，其具有一多层电路板本体、一贯穿所述多层电路板本体的容置空间、多层彼此分离一预定距离并且环绕于所述多层电路板本体内的导电层、多个导通孔、及多个分别填充于所述多个导通孔内的导电体，其中每一个导通孔成形于每两层导电层之间，以使得每一个导电体电性连接于每两层导电层之间；以及

一磁性单元，其填充于该中空多层电路板单元的容置空间内。

2.如权利要求1所述的电路板式薄型电感结构，其特征在于：所述多层电路板本体由多层中空电路板相叠而成。

3.如权利要求1所述的电路板式薄型电感结构，其特征在于：所述多层电路板本体的底端具有至少两个导电焊垫，并且所述多层导电层中的最上层导电层及最下层导电层分别电性连接于上述至少两个导电焊垫。

4.如权利要求3所述的电路板式薄型电感结构，其特征在于：该中空多层电路板单元通过上述至少两个导电焊垫以电性地设置于一主机板上，并且该主机板具有多个容置于该容置空间内的电子元件，其中该磁性单元覆盖在所述多个电子元件上。

5.如权利要求3所述的电路板式薄型电感结构，其特征在于：该中空多层电路板单元具有多个设置于所述多层电路板本体的上表面的上层导电焊垫、多个设置于所述多层电路板本体的下表面的下层导电焊垫、多个外接导通孔、及多个分别填充于所述多个外接导通孔内的外接导电体，其中每一个外接导通孔成形于每一个上层导电焊垫与每一个下层导电焊垫之间，以使得每一个外接导电体电性连接于每一个上层导电焊垫与每一个下层导电焊垫之间。

6.如权利要求5所述的电路板式薄型电感结构，其特征在于：该中空多层电路板单元通过所述多个下层导电焊垫以电性地设置于一模块主板上，并且该模块主板具有多个容置于该容置空间内的电子元件及多个分别相对应电性连接于所述多个下层导电焊垫的模块主板焊垫，其中该磁性单元覆盖在所述多个电子元件上。