CN102360902A - 具有磁性元件的平面式电子器件及其制造方法 - Google Patents

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斯潘塞·维雷
李·哈里森
杰斯·科尔林
卡恩·古延
斯蒂文·R·库贝斯
李海鹰
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Abstract

一种用于制造平面式电子器件(116，1300)的方法，包括步骤：铺敷不导电液态聚合体(602)到衬底(104、1302)的下面(110、1336)，衬底具有贯穿其在其下面和相对的上面(112，1336)之间延伸的孔(300、1324)；固化液态聚合体以在衬底的下面形成中心层(306，1200)，中心层沿着衬底的下面穿过孔延伸；经由衬底的上面将铁氧体材料体(200，1304)装载到衬底的孔中，中心层防止铁氧体材料体移动超出衬底的下面；将铁氧体材料体嵌入封装材料(304)中，封装材料被沉积到孔中并且围绕铁氧体材料体；以及形成一个或多个围绕铁氧体材料体的导电回路(206，208)，其中铁氧体材料体被封装材料保持在衬底内，位于衬底的下面和上面之间。

Description

具有磁性元件的平面式电子器件及其制造方法
技术领域
本发明涉及电子器件，比如为变压器、感应器、平衡-不平衡变换器、耦合器或过滤器。
背景技术
一些现有的电子器件包括比如为电路板的平面式本体，其包括一个或多个嵌入平面式本体内的磁性元件。磁性元件可以包括铁氧体磁心，且有导电的绕组围绕铁氧体磁心延伸。这些磁性元件中的一些包括两个彼此没有电耦合的导电绕组。例如，导电绕组没有物理上或是机械上的耦合，从而使得电流不能从一个导电的绕组直接流到另一个导电的绕组之上。流经一个绕组的电流在铁心和另一个绕组中产生磁场。另一个绕组中的磁场在另一个绕组中产生电流。该器件的电子性能可以由多种参数决定，比如第一绕组与第二绕组的匝数比、第一绕组和/或第二绕组的形状、第一绕组和第二绕组的阻抗，等等。
一些现有的具有磁性元件的平面式电子器件的制造方法包括在包括铁氧体磁心的衬底上沉积比如为FR-4的热固性材料层。热固性层可以在沉积形成围绕铁氧体磁心的导电回路的另一些导电层或导电体以前被平整。热固性层的平整可以包括用砂磨或用其他方式来移除热固性层的粗糙的或起伏的部分。对于若干个磁性元件位于衬底中的情况，由于铁氧体磁心在竖直位置上有相对大的变动，所以一些现有的制造法会损坏铁氧体磁心。例如，一些铁氧体磁心不会完全地位于衬底的厚度内从而可以从面衬底的一个面突出。铁氧体磁心的突出部分会由于平整热固性层而机械地损坏。对铁氧体磁心的损坏可以使衬底中的磁性元件在电抗特性方面产生相对大的变化。另外，如果铁氧体磁心不对称地定位或放置在衬底内部，可能有机械应力施加到铁氧体磁心上和/或可能降低电子器件的电子性能。
需要一种具有磁性元件的平面式电子器件和用于制造防止损坏器件的铁氧体磁心的这样一种器件的方法。
发明内容
根据本发明，一种用于制造平面式电子器件的方法包括这些步骤：将不导电液态聚合体敷到平面式衬底的下面，该衬底具有贯穿衬底在衬底的下面和相对的上面延伸的孔；固化该液态聚合体来在该衬底的下面形成固态中心层，该中心层沿着该衬底的下面跨过该孔延伸；将铁氧体材料体经由该衬底的上面载入到该衬底的孔中，该中心层防止该铁氧体材料体移动超出该衬底的下面；将该铁氧体材料体嵌入到封装材料中，该封装材料沉积到该孔中并围绕该铁氧体材料体；以及形成一个或多个围绕该铁氧体材料体的导电回路，其中该铁氧体材料体被封装材料保持在该衬底内，位于该衬底的下面和上面之间。
附图说明
图1为具有磁性元件阵列的平面式电子器件的一个实施例的透视图；
图2为图1所示的电子器件的磁性元件的顶视图；
图3是磁性元件沿着如图2所示的线A-A剖开的横断面视图；
图4为用于制造具有磁性元件的平面式电子器件的方法的一个实施例的流程图；
图5是图1所示的衬底的顶视图，在该衬底中设置有若干个孔；
图6是转接板的一个实施例的顶视图，在该转接板上设置有支承面；
图7是图1所示的衬底在形成了图3所示的下中心层之后的一个实施例的横断面视图；
图8是图1所示的衬底在铁氧体材料体被插入到该衬底的孔中之后的一个实施例的横断面视图；
图9是图1示出的衬底在形成封装材料和上中心层之后的一个实施例的横断面视图；
图10是图1示出的电子器件在图1所示的衬底上形成粘合层之后的一个实施例的横断面视图；
图11是图6所示的转接板的一个实施例的顶视图，在该转接板上设置有纤维板；
图12是图1所示的根据一个实施例的包括纤维加强的下中心层的平面式电子器件的横断面视图；
图13为平面式电子器件的另一个实施例的横断面视图。
具体实施方式
本文描述的一个或多个实施例提供包括比如为平面式变压器的磁性元件的平面式电子器件，其中铁氧体材料体(例如、铁氧体或磁体)被作为元件嵌入到具有穿过其延伸的平面式绝缘衬底。该铁氧体材料体被封装在设置为提供适当的电气环境的比如为低应力环氧树脂的低应力胶粘剂中。在固化状态，环氧树脂在本质上可以为近似固态的、韧性的，和/或有弹性的。固化环氧树脂的弹性和/或挠性可以由于使用的固化剂和/或环氧树脂的成分而变化。设置在该衬底上的一层或多层的导电材料(例如，铜)以及贯穿该衬底延伸的导电通孔形成比如为变压器的磁性元件。
在一个实施例中，中心层沿着衬底的一面延伸并跨过该孔。该中心层可以将该铁氧体材料体定位在该衬底的孔内，使得该铁氧体材料体定位在该衬底的厚度内并且没有从该衬底的下面突出。该中心层也可以定位该铁氧体材料体，使得该铁氧体材料体更加充分的容纳在孔内，从而使该铁氧体材料体不会从该衬底的上面突出。该中心层辅助该铁氧体材料体定位在该衬底的厚度内，使得该铁氧体材料体嵌入到衬底内的比如为低应力胶粘剂的封装材料中。接着沉积附加的热固性聚合体层(例如，聚酯胶片)、导电材料(例如，铜层)层、等到该衬底之上，随后平整这些附加层，由于铁氧体材料体被保持在该衬底厚度之内并且没有从衬底的两面突出，因此不会损坏铁氧体材料体。由于存在真空可以使用喷镀机精密控制低于该衬底的该中心层的厚度，从而除去或减少该中心层的气泡。在一个实施例中，该中心层的厚度可以是5到200微米，不过也可以使用其他的厚度。该中心层的厚度可能取决于铁氧体材料体的强度和/或形状。
图1为具有阵列100的磁性元件102的平面式电子器件116的一个实施例的透视图。在图1中示出的磁性元件102为变压器装置。替代地，该磁性元件102可以为另一种电子器件或元件或包括另一种电子器件或元件，比如感应器、过滤器、平衡-不平衡变换器、耦合器，等等，其包括铁氧体或其他的磁性材料。磁性元件102位于平面式绝缘的或不导电的衬底104中。图示的磁性元件102为椭圆形，但是替代地也可以为其他不同的形状，比如圆形。
衬底104具有在衬底104的下面110和相对的上面112之间测量的厚度尺寸108。如在本文中使用的，术语“下”和“上”用来指代衬底104的相对面。使用术语“下”和“上”并不意味着限制或要求衬底104单一的、特定的取向。例如，衬底104可以翻转使得上面112低于下面110。
对于各个磁性元件102，若干个顶部导体106设置在衬底104的上面112，并且若干个底部导体314(图3所示)设置在衬底104的下面110。底部导体314的尺寸和/或形状可以与顶部导体106一样。衬底104包括通孔114，其贯穿衬底104从衬底104的上面112延伸到衬底104的下面110。通孔114填充或镀有导电材料来形成贯穿衬底104的导电通道。每个通孔114相对的两端电耦合衬底104上的顶部导体106和底部导体314。通孔114，顶部导体106以及底部导体314形成围绕铁氧体材料体200(图2所示)的回路或迂回的导电通道，铁氧体材料体200设置在衬底104之内。
图2为图1所示的两个磁性元件102的顶视图。衬底104和顶部导体106在图2中以透示图示出，使得磁性元件102中的铁氧体材料体200的位置可以更容易看到。对于各个磁性元件102，顶部导体106在顶部导体106的相对两端导电耦合到通孔114。如上所述，通孔114包括导电材料并且导电耦合到设置在衬底104的下面110(图1所示)上的底部导体314(图3所示)。顶部导体106，通孔114，以及底部导体314形成导电通道，这些导电通道在衬底104中多次环绕或卷绕铁氧体材料体200。
由导体106、通孔114以及底部导体314(图3所示)形成的导电通道可以称为第一和第二导电的回路206、208，回路206、208围绕铁氧体材料体200延伸。在图2中每个附图标记206、208都指向环绕相同磁性元件102的不同导电回路的虚线框体。各导电回路206、208包括围绕铁氧体材料体200的若干匝210。导电回路206、208和铁氧体材料200的组合形成磁性元件102。卷绕相同的铁氧体材料体200的导电回路206、208彼此之间不导电耦合。在一个实施例中，磁性元件102的第一导电的回路206可以接收来自第一电路202的电功率。相同磁性元件102的第二导电回路208可以导电耦合第二电路204。
第一和第二导电回路206、208可以通过铁氧体材料体200彼此电感耦合，使得流过第一导电回路206的电流被感应传送到第二导电回路208。例如，流过第一导电回路206的变化电流可以在铁氧体材料体200中产生变化的磁通量。该变化的磁通量在第二导电回路208中产生变化的磁场。该变化的磁场在第二导电回路208中感应出变化的电动势或电压。第二导电回路208传送感应电压到第二电路204。
图3是磁性元件102沿着如图2所示的线A-A剖开的横断面视图。磁性元件102为有若干层彼此紧挨配置的片状结构。磁性元件的铁心102由衬底104提供。衬底104可以包括绝缘材料或由绝缘材料形成，绝缘材料比如为适用于印刷电路板(PCB)的玻璃纤维填充的环氧树脂(例如，FR-4)、热固性材料或热塑性材料。替代地，另一种刚性的或半刚性的材料可用于衬底104。
衬底104的上面112及下面110限定衬底104的封装320的外部边界。例如，衬底104的封装320可以从由衬底104的下面110限定且和下面110共同延伸(coextensive)的下平面延伸到由衬底104的上面112限定且和上面112共同延伸的上平面。封装320可以表示定位有铁氧体材料体200的衬底104的体积。
孔300贯穿衬底104延伸并且在衬底104中设置有开口，该开口中布置有铁氧体材料体200。在该图示的实施例中，孔300在衬底104的厚度尺寸108范围内具有大致恒定的直径尺寸302。例如，孔300在衬底104的上面112、衬底104的下面110以及其他的位于衬底104的上面112和衬底104的下面110之间的位置具有相同的内径(或在1％、5％、10％或其他制造公差之内)。替代地，孔300的在衬底104内位于衬底104的下面110和衬底104的上面112之间的不同位置上的直径尺寸302可以不同或显著地变化(例如，变化超过1％、5％、10％或其他制造公差)。
铁氧体材料体200位于孔300之内。铁氧体材料体200被保持在孔300之内，使得该铁氧体材料体200不会延伸超出衬底104的封装320之外。例如，对于图3所示的视图，铁氧体材料体200竖直地从底面322延伸到顶面324。在一个实施例中，铁氧体材料体200位于衬底104的孔300之内，使得该铁氧体材料体200的任何部分都不会延伸超出或突出于衬底104的封装320之外。例如，铁氧体材料体200的底面322不会延伸超出衬底104的下面110限定的平面。如图3所示，铁氧体材料体200的底面322可以与衬底104的下面110限定的平面共同延伸。替代地，铁氧体材料体200可以位于衬底104的下面110限定的平面之上，使得铁氧体材料体200的底面322不会横穿下面110限定的平面。同时如图3所示，铁氧体材料体200的顶面324不会延伸超过或横穿衬底104的上面112限定的平面。
可以将铁氧体材料体200嵌入封装材料304中。封装材料304为不导电材料，其填充或基本上填充在衬底104中的孔300(例如，填充90％、95％或98％以上)。在一个实施例中，封装材料304是比如为环氧树脂的聚合体。替代地，可以使用其他不同类型的材料。如图3所示，封装材料304也可以沿着衬底104的上面112和/或沿着衬底104的下面110延伸。封装材料304的设置在衬底104外部并且沿着衬底104的下面110延伸的部分，称为下中心层306。封装材料304的设置在衬底104外部并且沿着衬底104的上面112延伸的部分，称为上中心层308。如下所述，在将封装材料304载入到衬底104的孔300中之前，下中心层306可以被铺敷或沉积在衬底104的下面110上。
下中心层306、封装材料304和/或上中心层308帮助将铁氧体材料体200定位在衬底104的厚度尺寸108之内。例如，下中心层306可以防止铁氧体材料体200从衬底104向外突出而超出衬底104的下面110。如下所述，在将铁氧体材料体200插入到孔300之前可以形成下中心层306，使得铁氧体材料体200不会经由衬底104的下面110穿过孔300和从孔300移除。封装材料304和/或上中心层308可以防止铁氧体材料体200从衬底104向外突出而超出衬底104的上面112。同时如下所述，封装材料304和上中心层308可以在铁氧体材料体200被下中心层306保持在孔300之后围绕铁氧体材料体200形成。封装材料304和/或上中心层308因此能防止铁氧体材料体200通过衬底104的上面112从孔300中移除。
上粘合层310和下粘合层312被设置在下中心层306和上中心层308外部。下粘合层310可以被沉积在下中心层306之上并且上粘合层312可以被沉积在上中心层308之上。粘合层310、312包括或由比如为聚合体的不导电材料形成。例如，粘合层310、312可以通过沉积环氧树脂、低应力环氧树脂、热塑性塑料、高温热塑性塑料或高横向流动的陶瓷填充的碳氢化合物材料来形成。替代地，可以使用其他不同的材料。粘合层310、312可以被固化来提供磁性元件102的机械稳定性。例如，粘合层310、312可以被固化和变成横向支承磁性元件102的刚体。
顶部导体106被固定到上粘合层312并且底部导体314被固定到下粘合层310。顶部导体106和底部导体314可以通过沉积导电层(例如，金属或金属合金层)到该粘合层312、310之上而被固定到该粘合层312、310。在一个实施例中，导体106、314通过有选择地沉积铜或铜合金到粘合层312、310之上而形成。可以通过在顶部导体106和/或底部导体314之上或之外层积附加的上粘合层310和/或下粘合层312，然后沉积附加的导电层(例如附加的顶部导体106和/或底部导体314)在附加的粘合层之上，从而增加一个或多个附加的导电或金属层。
如图3所示，通孔114垂直地贯穿衬底104延伸。例如，通孔114从顶部导体106延伸到底部导体314并且贯穿衬底108的整个厚度尺寸108。在该图示的实施例中，通孔114填充有导电材料，导电材料比如为金属或金属合金。替代地，通孔114的内表面可以镀有导电材料。如上所述，通孔114提供导电耦合顶部导体106和底部导体314的导电通道。如图3的横断面视图所示，顶部导体106、底部导体314以及通孔114形成环绕铁氧体材料体200的或围绕其延伸的单匝210(图2所示)。
下掩模层316和上掩模层318可设置在底部导体314和顶部导体106外部。在一个实施例中，掩模层316、318为防止底部导体314和顶部导体106暴露到沉积的焊锡的焊剂防护膜层。例如，掩模层316、318可以设置在底部导体314和顶部导体106的一些部分之上来防止焊锡沉积在这些部分。替代地，掩模层316、318可以被包括到磁性元件102中。
图4为用于制造具有磁性元件的平面式电子器件的方法400的一个实施例的流程图。该方法400可以被用来制造电子器件116(图1所示)。结合图5到10描述方法400，图5到10图示了在不同制造阶段的电子器件116。在下面论述图5到10时继续返回参阅图4所示的方法400。
在402，在平面式衬底上形成孔。例如，一个或多个孔300(图3所示)可以切入或穿透衬底104(图1所示)。替代地，衬底104可以形成有或模制有贯穿衬底104的孔300。孔被形成得大到足够容纳随后被插入孔中的铁氧体材料体。
图5是衬底104的顶视图，在衬底104中设置有若干个孔。如所示，孔300可以以规则的网格或阵列设置。在该图示的实施例中孔300为圆形，替代地，孔300也可以为椭圆形或多边形。孔300完全贯穿衬底104延伸。替代地，孔300仅部分地延伸入衬底104。例如，孔300可以从衬底104的上面112(图1所示)延伸入衬底104中但并不完全地贯穿衬底104到达下面110(图1所示)。
在图4所示的方法400的404处，在该衬底的下面上设置下中心层。例如，可以沉积下中心层306(图3所示)在衬底104(图1所示)的下面110(图1所示)之上。在一个实施例中，通过在衬底104的下面110铺敷液态非导电聚合体层且固化该液态聚合体层来设置固态下中心层306，从而形成下中心层306。可以利用转移沉积工艺将液态聚合体层铺敷到衬底104的下面110。在该转移沉积工艺中，该液态聚合体层被沉积到与衬底104分开的一表面上，表面比如为另一个对象或物体的平整表面。衬底104位于该表面上的液态聚合体层之上，使得衬底104的下面110在该表面上接触液态聚合体层。液态聚合体层然后被转移到衬底104的下面110。
图6是转接板600的一个实施例的顶视图，在该转接板600上设置有支承面602。在该图示的实施例中，转接板600为聚乙烯(PE)材料的固态块或板。替代地，转接板600可以具有不同形状和/或材料。支承面602为位于转接板600上的聚合体膜。例如，支承面602可以为比如通过胶粘剂附着到转接板600的PE膜。替代地，该支承面602可以由不同的材料形成和/或与转接板600(例如，转接板600的顶面)整体形成。
不导电材料的液态基体604被沉积或铺敷到支承面602，下中心层306(图3所示)由液态基体604形成。例如，可以将包括或混合有硬化剂的液态环氧树脂沉积到支承面602之上，例如通过刷、倒、擦或以其他的方式将液态环氧树脂放置到支承面602之上。液态基体604的数量或尺寸可以根据下中心层306的期望尺寸和/或厚度进行变化。
液态基体604的横向尺寸由支承面602的表面面积表示，液态基体604在支承面602之上延伸。在该图示的实施例中，液态基体604的横向尺寸至少有衬底104(图1所示)的下面110(图1所示)的表面面积110那么大。替代地，液态基体604的横向尺寸可以小于衬底104的下面110的表面面积110。例如，液态基体604的横向尺寸可以较小，使得液态基体604仅被转移到衬底104的下面110的一部分。在一个实施例中，液态基体604在液态基体604的横向尺寸的每平方英尺包括12克的环氧树脂和硬化剂的液态混合物。
衬底104(图1所示)位于液态基体604之上使得衬底104的下面110(图1所示)接触液态基体604。液态基体604的至少一部分被转移在衬底104的下面110之上。在一个实施例中，质量或重量位于衬底104的上面112(图1所示)之上来提供对衬底104的压力。例如，至少重500克的物体可以位于衬底104之上来提供维持衬底104的下面110和液态基体604之间接触的力。衬底104可以留在液态基体604上足够长的时间以允许液态基体604固化和形成固态下中心层306(图3所示)。例如，衬底104可以留在由液态环氧树脂形成的液态基体604上至少12小时以使得液态环氧树脂来形成固态和韧性的下中心层306。一旦下中心层306被固化，衬底104和下中心层306可以从支承面602移除。在一个实施例中，下中心层306为韧性的和/或一半或部分为固态的层。替代地，下中心层306可以为非韧性的或刚性的层。
在另一个实施例中，液态基体604可以直接地被铺敷到衬底104的下面110。例如，替代于将液态基体604从支承面602转移到衬底104的下面110，可以通过刷、倒、擦或以其他方式将液态基体604放置到衬底104的下面110之上。液态基体604可以保持在衬底104的下面110直到液态基体604固化成固态下中心层306。
替代地，下中心层306可以形成为耦合到衬底104的下面110的固态板或薄膜。例如，下中心层306可以为粘附到衬底104的下面110的聚合体膜或板。聚合体膜或板可以耦接到衬底104的下面110而不需要固化液态基体604来形成下中心层306。
图7为设置下中心层306之后衬底104的一个实施例的横断面视图。如图7所示，下中心层306沿着衬底104的下面110延伸。下中心层306在衬底104的下面110越过或跨过孔300延伸，使得下中心层306在下面110闭合孔300。下中心层306设置障碍来防止经由衬底104的下面110从衬底104中的孔300移除铁氧体材料体200(图2所示)。
回来论述图4所示方法400，在406处，经由衬底的上面将铁氧体材料体插入衬底的孔中。例如，一个或多个铁氧体材料体200(图2所示)可以载入到衬底104(图1所示)的一个或多个孔300(图3所示)中。铁氧体材料体200在衬底104的上面112(图1所示)处经由孔300的开口端被插入孔300中。
图8是在铁氧体材料体200被插入到衬底104的孔300中之后衬底104的一个实施例的横断面视图。铁氧体材料体200可以经由衬底104的上面112放入孔300中。下中心层306防止铁氧体材料体200穿过孔300和经由衬底104的下面110脱离孔300。例如，铁氧体材料体200可以被放入到孔300直到铁氧体材料体200接触下中心层306。
在另一个实施例中，在设置下中心层306之前，铁氧体材料体200可以被设置在衬底104的孔300中。例如，在将下中心层306设置在衬底104的下面110上之前，衬底104可以在孔300中预先载入铁氧体材料体200。孔300可以小到足够将铁氧体材料体200保持在孔300内同时液态基体604被转移到或铺敷到衬底104的下面110。然后固化液态基体604来形成下中心层306。
回来论述图4所示方法400，在408处，将衬底的孔中的铁氧体材料体嵌入封装材料中。例如，比如为环氧树脂或另一种聚合体的液态不导电材料体可以被载入到衬底104(图1所示)的一个或多个孔300(图3所示)中。液态非导电材料可以围绕孔300中的铁氧体材料体200(图2所示)，比如通过将液态非导电材料填充到孔300的剩余体积。然后固化液态非导电材料来形成围绕铁氧体材料体200的封装材料304(图3所示)的固态不导电体。
在410处，在该衬底的上面上设置上中心层。例如，可以将上中心层308(图3所示)沉积在衬底104(图1所示)的上面112(图1所示)之上。可以通过铺敷液态非导电聚合体层在衬底104的上面112上并且固化该液态聚合体层来形成固态上中心层308而形成上中心层308。在一个实施例中，在形成上中心层308的同时将封装材料304(图3所示)围绕铁氧体材料体200(图2所示)沉积。例如，可以将液态非导电聚合体材料沉积在孔300中并且同时围绕铁氧体材料体200以及在衬底104的上面112上以形成封装材料304和上中心层308。
图9是衬底104在形成封装材料304和上中心层308之后的一个实施例的横断面视图。在一个实施例中，用于封装材料304和上中心层308的液态聚合材料被沉积到衬底104的上面112上和衬底104的孔300之内。液态聚合材料然后被固化以形成固态封装材料304和上中心层308。可以通过刷、倾倒、擦或以其他方式沉积液态聚合材料而将其放置到衬底104的上面112之上并且进入衬底104的孔300中。液态聚合材料可以接合或者耦接邻近衬底104的下面110的下中心层306，使得下中心层306、封装材料304以及上中心层308形成由常见的不导电的材料形成的单一的、连续的体。一个或多个下中心层306、封装材料304和/或上中心层308可以接合或者耦接衬底104。
在另一个实施例中，上中心层308与封装材料304分开形成。例如，用来形成封装材料304的液态非导电材料可以围绕铁氧体材料体200被沉积到孔300中并使其固化。然后，可以将相同或不同的液态非导电材料沿着衬底的上面112沉积在封装材料304之上，并且使其固化来形成上中心层308。替代地，上中心层308可以设置为固态不导电板或薄膜，其在封装材料304围绕铁氧体材料体200被固化之后粘合或耦接到衬底104的上面112。在另一种方式，可以不设置上中心层308。
如图9所示，下中心层306、封装材料304和/或上中心层308将铁氧体材料体200定位在衬底104的位于衬底104的上面112和下面110之间的厚度尺寸108之内。如上所述，下中心层306防止铁氧体材料体200突出衬底104的下面110之外。封装材料304和/或上中心层308将铁氧体材料体200保持在孔300之内，使得铁氧体材料体200不会突出于衬底104的上面112之外。
回头论述图4所示的方法400，在412处，粘合层被沉积在上中心层及下中心层外部。例如，下粘合层310(图3所示)可以被沉积在下中心层306(图3所示)之上并且上粘合层312(图3所示)可以被沉积在上中心层308(图3所示)之上。粘合层310、312可以通过沉积环氧树脂、低应力环氧树脂、热塑性塑料、高温热塑性塑料或高横向流动的陶瓷填充的碳氢化合物材料来形成。替代地，可以使用其他不同的材料。粘合层310、312可以粘结到下中心层306和上中心层308并且固化来形成横向支承衬底104(图1所示)的刚性的或半刚性的层。
在一个实施例中，可以通过沉积粘合层310、312然后平整一个或多个粘合层310、312而形成粘合层310、312(图3所示)。例如，粘合层310、312可以以这样的方式沉积：粘合层310、312是三维的而非平面的。可以通过移除粘合层310、312的一部分而将粘合层310、312转变为二维的或平整的表面。
图10为电子器件116在设置粘合层310、312之后的一个实施例的横断面视图。如图10所示，粘合层310、312可以被沉积到下中心层306和上中心层308之上。粘合层310、312的外表面1000、1002可以是三维的或非平面的。例如，外表面1000、1002可以是粗糙的或起伏的表面。粘合层310、312的某些部分可以被移除以形成更为平整的或二维的外表面1000、1002。在该图示的实施例中，粘合层312的延伸在上平面1006之上的一些部分可以被移除来平整上粘合层312。下粘合层310的在底平面1004之下延伸的部分可以被移除来平整下粘合层310。当粘合层310、312的在平面1004、1006之上或之下的部分被移除时，粘合层310、312可以分别有二维的或平整的外表面1000、1002。
可以通过砂磨、切割或其他机械方法移除粘合层310、312的在平面1004、1006之上或之下的部分，从而平整粘合层310、312。如果铁氧体材料体200突出衬底104之外或设置得太接近粘合层310、312，平整粘合层310、312会损坏铁氧体材料体200。如上所述，下中心层306和上中心层308可以将铁氧体材料体200保持在衬底104的厚度尺寸108之内，使得铁氧体材料体200被保持为距离粘合层310、312足够远，从而当平整粘合层310、312时，不会损坏铁氧体材料体200。
回头论述图4所示的方法400，在414处，贯穿该衬底形成通孔。例如，通孔114(图1所示)可能以切、钻或其他方式贯穿衬底104(图1所示)、中心层306、308(图3所示)以及粘合层310、312(图3所示)形成。通孔114被填充有或镀有导电材料来提供贯穿衬底104的厚度尺寸108(图1所示)的导电通道。如图2所示，通孔114可以设置在铁氧体材料体200的相对两面上。
在416处，顶部和底部导体设置于粘合层之上或之下。顶部和底部导体在该铁氧体材料的相对两面上导电耦接到通孔来形成围绕铁氧体材料体的导电回路。例如，一层或多层比如为铜的金属或金属合金，可以被沉积在上粘合层312(图3所示)上和下粘合层310(图3所示)上来形成顶部导体106(图1所示)和底部导体314(图3所示)。如图3所示，顶部导体106和底部导体314导电耦接通孔114来形成围绕铁氧体材料体200的导电回路206、208(图2所示)。
在418处，在顶部和/或底部导体上形成掩模层。例如，可以在顶部导体106和/或底部导体314(图1和3所示)的某些部分上沉积掩模层316、318(图3所示)。然后铺敷焊锡到顶部导体106和/或底部导体314的没有被掩模层316或318覆盖的部分。顶部导体106和/或底部导体314上的焊锡然后可以用于将顶部导体106和/或底部导体314导电耦接到其他的电子器件，比如第一电路202和/或第二电路204(图2所示)。
如上所述，可以使用方法400制造具有作为电子器件116中的磁性元件102(图1所示)的铁心的铁氧体材料体200(图2所示)的平面式电子器件116。铁氧体材料体200被下中心层306和/或上中心层308(图3所示)限定在电子器件116的衬底104(图1所示)的厚度尺寸108(图1所示)之内。铁氧体材料体200被保持在衬底104之内，使得铁氧体材料体200不会被后续加工操作损坏。例如，将铁氧体材料体200定位在衬底104之内使得铁氧体材料体200不会从衬底104的任何一面110、112(图1所示)突出，可当铁氧体材料体200被设置得太接近于掩模层316、318(图3所示)时防止在平整处理期间刮刨或者砂磨铁氧体材料体200，防止由一个或多个粘合层310、312(图3所示)沉积在铁氧体材料体200上而在铁氧体材料体200上产生的机械应力，和/或防止在后续加工步骤期间的焊锡回流时导致对铁氧体材料体200的损坏。
在另一个实施例中，下中心层306(图3所示)可以为由复合材料形成的层。例如，下中心层306可以为粘附到衬底104(图1所示)的下面110(图1所示)的纤维增强聚合体板。纤维增强聚合体板可以为衬底104提供额外的横向稳定性或支承，同时也帮助铁氧体材料体200(图2所示)定心或定位在衬底的104的孔300(图3所示)内。就图4所示的方法400而言，该纤维增强聚合体板可在404设置为下中心层。
图11为转接板600的顶视图，在该转接板600上设置有支承面602和纤维板1100。纤维板1100包括若干条重叠的或编织的股线或丝线。例如，纤维板1100可以为由细长形玻璃纤维形成的玻璃丝片，这些玻璃纤维被编织到一起形成纤维板1100。替代地，可以使用另一种纤维板。为了生产包括纤维板1100的下中心层1200(图12所示)，形成下中心层1200的不导电材料的液态基体604被沉积或铺敷到纤维板1100。例如，可以将包括或混合有硬化剂的液态环氧树脂沉积到纤维板1100之上，比如通过刷、倾倒、擦或以其他方式将液态环氧树脂放置到纤维板1100之上。液态基体604渗透在纤维板1100中使得液态基体604可以被设置为在纤维板1100(例如，在纤维板1100和支承面602之间)之下、在纤维板1100之上以及在纤维板1100内，位于形成纤维板1100的股线、纤维或丝线之间。替代地，液态基体604可以被铺敷到支承面602，纤维板1100可以放置在液态基体604上并铺敷附加的液态基体604到纤维板1100之上。
衬底104(图1所示)被放置在液态基体604和纤维板1100之上，使得衬底104的下面110(图1所示)接触液态基体604和/或纤维板1100。至少一些液态基体604可以被转移到衬底104的下面110之上。在一个实施例中，质量或重量位于衬底104的上面112(图1所示)之上来在衬底104提供一力。衬底104可以留在液态基体604上足够长的时间以使液态基体604来固化和形成合成纤维增强的聚合体片作为下中心层1200(图12所示)。一旦纤维加强的下中心层1200被固化，衬底104和纤维增强下中心层1200可以从支承面602移除。
图12是根据一个实施例的包括纤维加强的下中心层1200的平面式电子器件116的横断面视图。如图12所示，下中心层1200被设置在衬底104的下面110和下粘合层310之间。纤维板1100被设置在下中心层1200之内并且为电子器件116提供附加的支承和/或稳定性。虽然纤维板1100通常被设置在邻近下中心层1200的中心，替代地，纤维板1100可以被设置为更接近衬底104或下粘合层310。例如，纤维板1100可以位于下中心层1200和衬底104的界面处或位于下中心层1200和下粘合层310之间的界面处。
如上所述，设置有铁氧体材料体200的衬底104中的孔300可以形成为贯穿衬底104的厚度尺寸108的具有恒定直径尺寸302的通孔或钻孔。孔300的恒定直径尺寸302可以允许同时孔300钻穿或切穿若干个衬底104。例如，若干个没有孔300的衬底104可以彼此紧挨地堆叠在一起，并且钻头或其他的装置可以同时冲出若干个贯穿若干个衬底104的孔300。
图13为平面式电子器件1300的另一个实施例的横断面视图。平面式电子器件1300可以类似于平面式电子器件116(图1所示)。例如，平面式电子器件1300可以包括平面式衬底1302，平面式衬底1302中设置有一个或多个铁氧体材料体1304，衬底1302上设置有孔1324，并且衬底1302的相对两面上设置有粘合层1306、1308。电子器件1300也包括位于粘合层1306、1308外部的顶部导体1310和底部导体1312，和贯穿衬底1302来导电耦接顶部导体1310和底部导体1312的导电通孔1314，且形成围绕铁氧体材料体1304的导电回路。焊剂防护膜1318、1320被沉积在顶部导体1310和底部导体1312部分上，类似于如上所述的与掩模层316、318连接(图3所示)。
在该图示的实施例中，电子器件1300包括可以类似于下中心层306(图3所示)和/或下中心层1200(图12所示)的下中心层1322。电子器件1300并不包括上中心层，但是替代地可以包括类似于上中心层308(图3所示)的上中心层。
电子器件1300和图1所示的电子器件116的一个不同在于孔1324的形状。例如，电子器件116中的孔300(图3所示)被示出为具有恒定直径尺寸302(图3所示)的通孔。电子器件1300中的孔1324具有在衬底1302的厚度尺寸1328内的两个或更多的位置变化的或是不同的直径尺寸1326。在图示的实施例中，孔1324有具有两段1330、1332，每个不同的直径尺寸1326。虽然在图13中所示仅有两段1330、1332，替代地、可以设置更多的段1330、1332。如图13所示，段1330、1332提供了一凸缘构造，其可为圆形的或半圆形的并且将铁氧体材料体1304保持在衬底1302内合适的位置。例如，可以利用深度路径可控的钻机、激光或其他的钻孔设备形成段1330、1332。
段1330可以被称为插入段1330并且从衬底1302的上面1334朝着衬底1302的下面1336延伸。插入段1330由恒定直径尺寸1326限定。段1332可以被称为中心段1332并且从插入段1330延伸到衬底1302的下面1336。在该图示的实施例中，段1330、1332是连续的和彼此连接的。替代地，一个或多个附加的段可以定位在段1330、1332之间。
插入段1330的直径尺寸1326大于中心阶段1332的直径尺寸1326。如图13所示，衬底1302的在孔1324中的内表面1338为锥形或倾斜形的，使得中心段1332从插入段1330延伸到衬底1302的下面1336时直径尺寸1326变小。例如，中心段1332的内表面1338可以相对于插入段1330的内表面1338倾斜，使得当孔1324从插入段1330延伸到衬底104的下面110时直径尺寸1326变小。
铁氧体材料体1304可以经由插入段1330被载入到孔1324中和部分地进入中心段1332。在中心段1332的一些位置处，锥形或倾斜的内表面1338将直径尺寸1326缩小到小于该铁氧体材料体1304的尺寸。在该位置，中心段1332内的直径尺寸1326小于铁氧体材料体1304的一个或多个尺寸，使得衬底1302的内表面1338防止该铁氧体材料体1304经由衬底1302的下面1336从孔1324脱出或突出。衬底1302的在中心段1332的内表面1338形成唇部或凸缘，其阻塞铁氧体材料体1304穿过衬底1302的下面1336。在中心段1332的内表面1338可以单独起作用或结合下中心层1322共同起作用来将铁氧体材料体1304定位在衬底1302的厚度尺寸1328之内。

Claims (8)

1.一种用于制造平面式电子器件(116、1300)的方法，该方法包括：
铺敷非导电液态聚合体(602)到平面式衬底(104、1302)的下面(110、1336)，该衬底具有贯穿该衬底在该衬底的下面和相对的上面(112，1336)之间延伸的孔(300、1324)；
固化该液态聚合体来在该衬底的下面成型固态中心层(306，1200)，该中心层沿着该衬底的下面穿过该孔延伸；
经由该衬底的上面将铁氧体材料体(200，1304)装载到该衬底的孔中，该中心层防止该铁氧体材料体移动超出该衬底的下面；
将该铁氧体材料体嵌入封装材料(304)中，该封装材料被沉积到该孔中并且围绕在该铁氧体材料体周围；以及
并且形成一个或多个围绕该铁氧体材料体的导电回路(206，208)，其中该铁氧体材料体被封装材料保持在该衬底内，位于该衬底的下面和上面之间。
2.如权利要求1所述的方法，其中由该衬底的上面和下面限定的平面为用于容纳该铁氧体材料体的封装(302)的边界，并且该铁氧体材料体被设置在该封装(302)之内。
3.如权利要求2所述的方法，其中该铁氧体材料体并不与该衬底的下面限定的平面相交。
4.如权利要求2所述的方法，其中该铁氧体材料体并不与该衬底的上面限定的平面相交。
5.如权利要求1所述的方法，更进一步包括铺敷该液态聚合体到该衬底的上面并且沿着该衬底的上面穿过该孔，该上面的液态聚合体固化来形成上中心层(308)。
6.如权利要求1所述的方法，其中铺敷该液态聚合体到该衬底的下面包括将该液态聚合体铺敷到与该衬底分离的转接板(600)的支承面(602)，并转移该支承面上的液态聚合体到该衬底的下面。
7.如权利要求1所述的方法，其中铺敷该液态聚合体到该衬底的下面包括将纤维板(1100)设置在该液态聚合体内，并且固化该液态聚合体包括将该纤维板固化在液态聚合体内来形成作为该中心层的纤维加强层(1200)。
8.如权利要求1所述的方法，更进一步包括在该衬底中形成该孔，使得该孔在该衬底内在位于衬底的上面和该衬底的下面之间的不同位置有不同的直径尺寸(1326)。
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