CN103915235A - 一种平面磁性元件及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种平面磁性元件及其制作方法。本发明实施例中的平面磁性元件包括：基板、磁芯、第一树脂、至少一层附加导电层；基板的表面为基板导电层，且基板上设置至少一个槽，槽的周围设置若干个第一导电过孔，基板导电层上设置导电线路；磁芯的至少一个端面由第一树脂包裹，且埋在基板的槽内；至少一层附加导电层采用叠加的方式位于基板的表面的基板导电层上，且附加导电层上设置第二导电过孔，以使第一导电过孔、第二导电过孔及导电线路构成绕组。通过在附加导电层上设置第二导电过孔，能够有效减少平面磁性元件表面阻焊油墨的厚度及焊接安装的难度，改善平面磁性元件的性能，提升平面磁性元件的焊接可靠性。

Description

一种平面磁性元件及其制作方法

技术领域

本发明涉及元件制造领域，尤其涉及一种平面磁性元件及其制作方法。

背景技术

传统的磁性元件是采用手工绕线制作，人工绕线之后，进行环氧树脂胶粘和封装，主要的形态有方形扁平无引脚封装、翼型或球栅阵列结构的封装形成的磁性元件。

传统的手工绕制无法自动化生产，对磁芯尺寸小的，手工绕制困难，性能一致性差，且生产效率不高，且随着人工成本的上涨，成本也会上升。因此，磁性元件的自动化生产成为该领域研究的热点，采用自动化生产的磁性元件，一般产用UI磁芯进行组合磁路，在U型的磁芯上进行自动化绕线之后，通过引脚热压焊接，与I型词性进行粘合。

然而自动化生产的磁性元件，有漏磁风险，且因为引脚热压焊接，使得U型磁芯和I型磁芯在组装后容易脱线或者断线，导致磁芯元件的性能不好，可靠性低，且由于串扰及电磁干扰(Electromagnetic Interference，简称：EMI)性能受元件个体及布局设计差异影响较大，因此磁性元件的性能一致性较差。

发明内容

本发明实施例提供了一种平面磁性元件及其制作方法，用于解决现有技术中磁性元件的性能不好、焊接可靠性低，及性能一致性较差的情况。

本发明第一方面提供了一种平面磁性元件，其特征在于，包括：

基板、磁芯、第一树脂、至少一层附加导电层；

所述基板的表面为基板导电层，且所述基板上设置至少一个槽，所述槽的周围设置若干个第一导电过孔，所述基板导电层上设置导电线路；

所述磁芯的至少一个端面由所述第一树脂包裹，且埋在所述基板的槽内；

所述至少一层附加导电层采用叠加的方式位于所述基板的表面的基板导电层上，且所述附加导电层上设置第二导电过孔，以使所述第一导电过孔、所述第二导电过孔及所述导电线路构成绕组。

在第一方面第一种可能的实现方式中，所述附加导电层由铜箔和绝缘片叠加构成；且与所述基板导电层直接接触的是所述至少一层附加导电层中的任意一层附加导电层的绝缘片；

且若所述基板的一个表面叠加至少两层附加导电层，则所述至少两层附加导电层中相邻的两层附加导电层是铜箔与绝缘片接触。

结合第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述绝缘片为半固化片或者固化的第二绝缘树脂。

结合第一方面或者第一方面第一种可能的实现方式或者第一方面第二种可能的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述第一导电过孔与所述第二导电过孔均为经过金属化的孔，且所述第一导电过孔中填充第三树脂。

结合第一方面或者第一方面第一种可能的实现方式或者第一方面第二种可能的实现方式，在第一方面第四种可能的实现方式中，所述槽为通透的通槽，或者为非通透的盲槽，且所述槽的槽壁与所述磁芯的间距大于2密耳。

结合第一方面或者第一方面第一种可能的实现方式或者第一方面第二种可能的实现方式，在第一方面第五种可能的实现方式中，，所述第一树脂的硬度小于或等于基于邵氏测量方法的硬度标准的90D。

结合第一方面或者第一方面第一种可能的实现方式或者第一方面第二种可能的实现方式，在第一方面第六种可能的实现方式中，所述第一树脂的粘度不超过20000厘泊。

结合第一方面或者第一方面第一种可能的实现方式或者第一方面第二种可能的实现方式，在第一方面第七种可能的实现方式中，，所述绕组占用至少两个导电层，且若所述绕组的数量至少为2个，绕组可采用交错排布或者单独排布的方式绕制，所述导电层包括所述附加导电层和所述基板导电层。

结合第一方面或者第一方面第一种可能的实现方式或者第一方面第二种可能的实现方式，在第一方面第八种可能的实现方式中，所述基板的热膨胀系数不高于300ppm/C。

本发明第二方面提供了一种平面磁性元件的制作方法，其特征在于，包括：

在基板上设置至少一个槽，且在所述槽的周围设置若干个第一导电过孔；

在所述槽内埋入至少一个端面由第一树脂包裹的磁芯，固化所述第一树脂；

对所述第一导电过孔及埋入所述磁芯后的槽进行金属化处理；

在所述基板表面的基板导电层上蚀刻导电线路；

在所述基板的表面的基板导电层上叠加附加导电层，所述附加导电层上设置第二导电过孔，使得第一导电过孔与第二导电过孔导通，且与所述导电线路构成绕组。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

平面磁性元件包括基板、磁芯、第一树脂及至少一层附加导电层，其中，基板的表面为基板导电层，且基板上设置至少一个槽，槽的周围设置若干个第一导电过孔，且基板导电层上设置导电线路，其中，磁芯的至少一个端面由该第一树脂包裹且埋在基板的槽内，其中，该至少一层附加导电层采用叠的方式位于基板表面的基板导电层上，且附加导电层上设置第二导电过孔，使得第一导电过孔与第二导电过孔及导电线路可构成绕组。通过在附加导电层上设置第二导电过孔，能够有效减少平面磁性元件表面阻焊油墨的厚度及焊接安装的难度，改善平面磁性元件的性能，提升平面磁性元件的焊接可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例中平面磁性元件的竖切面的示意图；

图2为本发明实施例中绕组在平面磁性元件的纵切面的走线图；

图3a为本发明实施例中一个绕组的示意图；

图3b为本发明实施例中两个绕组单独排布的示意图；

图3c为本发明实施例中两个绕组交错排布的示意图；

图4为本发明实施例中平面磁性元件的另一种纵切面的示意图；

图5为本发明实施例中平面磁性元件的制作方法的一个流程图；

图6为本发明实施例中平面磁性元件的制作过程中元件的示意图；

图7为本发明实施例中平面磁性元件的制作过程中元件的示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种平面磁性元件及其制作方法，用于解决现有技术中磁性元件的性能不好、焊接可靠性低，及性能一致性较差的情况。

在本发明实施例中，平面磁性元件包括：基板、磁芯、第一树脂、至少一导电层；其中，基板的表面为基板导电层，且基板上设置至少一个槽，槽的周围设置若干个第一导电过孔，基板导电层上设置导电线路；磁芯的至少一个端面由第一树脂包裹，且埋在基板的槽内；其中，至少一层附加导电层采用叠加的方式位于基板表面的基板导电层上，且附加导电层上设置第二导电过孔；使得第一导电过孔与第二导电过孔及导电线路可构成绕组。

为了更好的描述本发明实施例中的平面磁性元件，下面以附加导电层为两层且磁芯的所有端面都由第一树脂包裹为例进行说明，请参阅图1，为本发明实施例中平面磁性元件的竖切面的示意图，包括：

基板101、磁芯102、第一树脂103、两层导电层104；

其中，基板101的表面为基板导电层101-1，基板101上设置至少一个槽105，且槽105的周围设置若干个第一导电过孔106，且基板101的任意一层基板导电层101-1上设置导电过线(图中并未示出)；

其中，磁芯102的所有端面由第一树脂103包裹，且埋在基板101的槽105内；

其中，两层附加导电层104分别采用叠加的方式位于基板101表面的基板导电层101-1上，具体的：附加导电层104-1采用叠加的方式位于基板101上表面的基板导电层101-1上，附加导电层104-2采用叠加的方式位于基板下表面的基板导电层101-1上，且导电层104上均设置第二导电过孔107，使得能够利用第一导电过孔106与第二导电过孔107及导电线路构成绕组。

在本发明实施例中，基板101的本身可以有基板导电层101-1，也可以没有基板导电层101-1，例如光芯板，且若基板101为光芯板，则在使用光芯板制作平面磁性元件时，可通过镀铜的方式在光芯板的表面形成导电层，该导电层则可称为基板导电层，因此，“基板101的表面为基板导电层101-1”只是结构上的描述，并不用于对基板类型的限定。

在本发明实施例中，附加导电层104由铜箔和绝缘片叠加构成；且与基板101的基板导电层101-1直接接触的是附加导电层的绝缘片，基板导电层101-1是覆盖在基板101内芯上导电材料形成的。

需要说明的是，若基板101的一个表面叠加至少两层附加导电层，则两层相邻附加导电层之间是铜箔与绝缘片接触。例如：相邻的附加导电层A和B，则附加导电层A的铜箔与附加导电层B的绝缘片接触。

在本发明实施例中，导电层104中的绝缘片为半固化片或者固化的第二绝缘树脂。

在本发明实施例中，第一导电过孔106与第二导电过孔107均为经过金属化的孔，即具有导电的功能，且第一导电过孔106中填充第三树脂108。

需要说明的是，本发明实施例中的第一导电过孔106中的“第一”和第二导电过孔107中的“第二”均是为了区别不同元件上的导电过孔，并不造成对导电过孔的性能的限定。第一树脂103、第二绝缘树脂及第三树脂108中的“第一”、“第二”、及“第三”是为了区别填充在不同位置的树脂，并不对树脂的材料及性能造成限定。

需要说明的是，在图1所示实施例中描述的平面磁性元件的结构中，槽105为非通透的盲槽，此外，槽105还可以为通透的通槽，且槽105的槽壁与磁芯102的间距大于2mil，在实际的应用中，可根据具体的需要设置槽的类型及槽壁与磁芯之间的间距，此处不做限定。

在本发明实施例中，为了确保磁芯在平面磁性元件加工的过程中不受损伤，第一树脂103的硬度应小于或等于基于邵氏测量方法的硬度标准的90D，此外，第一树脂103的粘度应不超过20000厘泊。

在本发明实施例中，绕组占用至少两个导电层，该导电层包括附加导电层和基板导电层，请参阅图2，为本发明实施例中绕组在平面磁性元件的纵切面的走线图，该平面磁性元件为图1所示的平面磁性元件，其中，该平面磁性元件有2层附加导电层和2层基板导电层，绕组1占用了其中1层附加导电层和2基板导电层，绕组2占用了2层附加导电层和2层基板导电层。

在本发明实施例中，若绕组的数量至少为2个，则绕组可采用交错排布或者单独排布的方式绕制。请参阅图3a至图3c，为本发明实施例中，平面磁性元件的横切面上绕组的示意图，其中，图3a为一个绕组的示意图，图3b为两个绕组单独排布的示意图，图3c为两个绕组交错排布的示意图。

需要说明的是，在实际应用中，绕组的走线图及个数与平面磁性元件的性能有关，可根据具体的需要设置绕组占用的导电层的个数及绕组的缠绕方式，此处不做限定。

在本发明实施例中，导电层之间形成绕组的过程中使用的第一导电过孔106和第二导电过孔107可以是通孔或盲孔或埋孔。

在本发明实施例中，为了使得基板具有较好的尺寸稳定性，基板101的热膨胀系数不高于300ppm/C，其中，ppm/C表示当材料的表面温度增加时，每度温度的材料膨胀百万分率。

在本发明实施例中，磁芯的材料可以是锰锌、镍锌、非晶材料、金属粉芯等。

需要说明的是，为了使得该平面磁性元件能够与其他的元件连接，在该平面磁性元件上还包括：导电端子(图1中并示出)，该导电端子位于平面磁性元件的最外层的导电层上，用于提供平面磁性元件的对外连接端口，该导电端子可以是标贴型或者也可以是插针式。

需要说明的是，在制作平面磁性元件的过程中，至少一个端面由第一树脂103包裹的磁芯102被埋入基板101的槽105中，且在第一导电过孔106中填入第三树脂108之后，可以对槽105的开口进行金属化处理，覆盖一层导电材料，使得与基板101上原有的导电材料成为一个整体，具体请参阅图1，或者，在第一导电过孔106中填入第三树脂108之后，对第一导电过孔106的开口进行金属化处理，使得第一导电过孔106可以导电，具体请参阅图4，为本发明实施例中平面磁性元件的另一种纵切面图。

需要说明的是，在本发明实施例中，基板上第一导电过孔106的个数和位置、及至少一个附加导电层上的第二导电过孔107的个数和位置可以根据平面磁性元件的绕组的个数及平面磁性元件所要求的性能确定，图1中的第一导电过孔106及第二导电过孔107的位置仅为一个具体的应用场景，不能用于限定技术方案。

为了更好的理解本发明实施例中的平面磁性元件的结构，下面将详细介绍该平面磁性元件的制作方法，请参阅图5，包括：

501、在基板101上槽设置至少一个槽105，且在槽105的周围设置若干个第一导电过孔106；

在本发明实施例中，基板101的表面为基板导电层101-1，可在该基板101上设置至少一个槽，且在槽的周围设置若干个第一导电过孔106，请参阅图6和图7，图6和图7均为平面磁性材料制作时元件的示意图。

其中，图6中的a和图7中的a均为基板101未设置槽105及第一导电过孔106时的示意图，其中，基板101上的上下表面为基板导电层101-1，图6中的b和图7中的b均为基板101上设置槽105及第一导电过孔106时的示意图。

需要说明的是，在本发明实施例中，槽105可以为通槽也可以为盲槽，且槽105的大小与磁芯102的大小有关，槽105的体积略大于磁芯102的体积，且需要使得磁芯102的至少一个端面被第一树脂103包裹之后仍然可以埋入槽105内。

502、在槽105内埋入至少一个端面由第一树脂103包裹的磁芯102，固化第一树脂103；

在本发明实施例中，在基板101的槽105内埋入至少一个端面由第一树脂105包裹的磁芯102，并固化该第一树脂103，请参阅图6和图7，图6中c和图7中的c为磁芯102埋入基板101后的示意图，其中磁芯102至少四个端面由第一树脂103包裹。

503、对第一导电过孔106及埋入磁芯102后的槽105进行孔金属化处理；

在本发明实施例中，对第一导电过孔106及埋入磁芯102后的槽105进行金属化处理，请参阅图6和7，图6中的d和图7中的d为对第一导电过孔106及槽105孔金属化处理后的示意图。

504、在基板101表面的基板导电层101-1上蚀刻导电线路；

在基板101表面的基板导电层上通过图形制作的方式蚀刻导电线路，且可以根据需要确定在基板101的任意一个表面的基板导电层上蚀刻导电线路，或者确定在基板101的上下表面的基板导电层上都蚀刻导电线路，此外，该导电线路与需要制作的平面磁性元件的所需要达到的功能有关，可根据具体的需要确定导电线路，此处不做限定。

需要说明的是，在本发明实施例中，基板101的本身可以有基板导电层101-1，也可以没有基板导电层101-1，例如光芯板，且若基板101为光芯板，则在使用光芯板制作平面磁性元件时，可通过镀铜的方式在光芯板的表面形成导电层，该导电层则可称为基板导电层，因此，“基板101表面的基板导电层101-1”只是结构上的描述，并不用于对基板类型的限定。

需要说明的是，在本发明实施例中，在执行步骤504之前或者在执行步骤504之后，还可以在第一导电过孔106中填充第三树脂108，在实际应用中，可根据需要设置填充第三树脂108及蚀刻导电线路之间的先后关系。

需要说明的是，在本发明实施例中，在第一导电过孔106中填充第三树脂108之后，还可根据需要对第一导电过孔106的开口进行金属化处理。在实际应用中，可根据设计的绕线方式的需要对导电过孔进行金属化处理，此处不做限定。

请参阅图6，图6中的e为在第一导电过孔106中填充第三树脂108及在基板101上蚀刻导电线路后的示意图，请参阅图7，图7中的e为在第一导电过孔106中填充第三树脂108及在基板101上蚀刻导电线路，并对第一导电过孔106的开口进行金属化处理后的示意图。

505、在基板101的基板导电层101-1上叠加附加导电层104，附加导电层104上设置第二导电过孔107，使得第一导电过孔106与第二导电过孔107导通，且与导电线路构成绕组。

在本发明实施例中，在基板101的上下表面的基板导电层101-1上分别叠加附加导电层104，其中，附加导电层104上设置第二导电过孔107，使得第一导电过孔106与第二导电过孔107导通，能够与导电线路组成绕组。需要说明的是，将附加导电层104叠加到基板101表面的基板导电层101-1之后，可以进行压合处理，或者其他方式的处理使得附加导电层104与基板101之间保持固定。

其中，附加导电层104上的第二导电过孔107可以预先打好孔并对孔金属化，也可以在将附加导电层104叠加至基板101上之后，根据具体的需要通过激光钻孔在压合后的导电层104上钻出第二导电过孔107，并对该第二导电过孔107进行金属化处理，使得第二导电过孔107能够导电。

请参阅图6，图6中的f为未设置第二导电过孔107的导电层104叠加在基板101上时的示意图，图6中的g为对导电层104进行钻孔后的示意图，图6中的h为对导电层104上的孔进行金属化后得到第二导电过孔107的示意图，图6中的i为基板101的最外层完成电路设置后得到的平面磁性元件的示意图。

请参阅图7，图7中的f为未设置第二导电过孔107的导电层104叠加在基板101上时的示意图，图7中的g为对导电层104进行钻孔后的示意图，图7中的h为对导电层104上的孔进行金属化后得到第二导电过孔107的示意图，图7中的i为基板101的最外层完成电路设置后得到的平面磁性元件。

在本发明实施例中，平面磁性元件包括基板101、磁芯102、第一树脂103及至少一层附加导电层104，其中，基板101的表面为基板导电层101-1，基板101上设置至少一个槽105，槽105的周围设置若干个第一导电过孔106，且基板导电层101-1上设置导电线路，磁芯102的至少一个端面由该第一树脂103包裹且埋在基板101的槽105内，其中，该至少一层附加导电层104位于基板101表面的基板导电层上，且导电层104上设置第二导电过孔107，使得能够利用第一导电过孔106与第二导电过孔107及导电线路构成绕组。通过利用基板101上的第一导电过孔106和在导电层104上设置的第二导电过孔107形成绕组，能够有效减少平面磁性元件表面阻焊油墨的厚度及焊接安装的难度，改善平面磁性元件的性能，提升平面磁性元件的焊接可靠性。

以上对本发明所提供的一种平面磁性元件及其制作方法进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种平面磁性元件，其特征在于，包括：

基板、磁芯、第一树脂、至少一层附加导电层；

所述基板的表面为基板导电层，且所述基板上设置至少一个槽，所述槽的周围设置若干个第一导电过孔，所述基板导电层上设置导电线路；

所述磁芯的至少一个端面由所述第一树脂包裹，且埋在所述基板的槽内；

所述至少一层附加导电层采用叠加的方式位于所述基板的表面的基板导电层上，且所述附加导电层上设置第二导电过孔，以使所述第一导电过孔、所述第二导电过孔及所述导电线路构成绕组。

2.根据权利要求1所述的平面磁性元件，其特征在于，所述附加导电层由铜箔和绝缘片叠加构成；且与所述基板导电层直接接触的是所述至少一层附加导电层中的任意一层附加导电层的绝缘片；

且若所述基板的一个表面叠加至少两层附加导电层，则所述至少两层附加导电层中相邻的两层附加导电层是铜箔与绝缘片接触。

3.根据权利要求2所述的平面磁性元件，其特征在于，所述绝缘片为半固化片或者固化的第二绝缘树脂。

4.根据权利要求1至3任一项所述的平面磁性元件，其特征在于，所述第一导电过孔与所述第二导电过孔均为经过金属化的孔，且所述第一导电过孔中填充第三树脂。

5.根据权利要求1至3任意一项所述的平面磁性元件，其特征在于，所述槽为通透的通槽，或者为非通透的盲槽，且所述槽的槽壁与所述磁芯的间距大于2密耳。

6.根据权利要求1至3任意一项所述的平面磁性元件，其特征在于，所述第一树脂的硬度小于或等于基于邵氏测量方法的硬度标准的90D。

7.根据权利要求1至3任意一项所述的平面磁性元件，其特征在于，所述第一树脂的粘度不超过20000厘泊。

8.根据权利要求1至3任意一项所述的平面磁性元件，其特征在于，所述绕组占用至少两个导电层，且若所述绕组的数量至少为2个，绕组可采用交错排布或者单独排布的方式绕制，所述导电层包括所述附加导电层和所述基板导电层。

9.根据权利要求1至3任意一项所述的平面磁性元件，其特征在于，所述基板的热膨胀系数不高于300ppm/C。

10.一种平面磁性元件的制作方法，其特征在于，包括：

在基板上设置至少一个槽，且在所述槽的周围设置若干个第一导电过孔；

在所述槽内埋入至少一个端面由第一树脂包裹的磁芯，固化所述第一树脂；

对所述第一导电过孔及埋入所述磁芯后的槽进行金属化处理；

在所述基板表面的基板导电层上蚀刻导电线路；

在所述基板的表面的基板导电层上叠加附加导电层所述附加导电层上设置第二导电过孔，使得第一导电过孔与第二导电过孔导通，且与所述导电线路构成绕组。