CN104641432A - 平面线圈、变压器以及平面线圈的制造方法 - Google Patents

平面线圈、变压器以及平面线圈的制造方法 Download PDF

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Abstract

平面线圈具备实效线段和虚拟线段，所述实效线段构成为延伸至少1匝并且电流流过，所述虚拟线段构成为延伸至少1匝并且没有电流流过。

Description

平面线圈、变压器以及平面线圈的制造方法
技术领域
本公开内容涉及平面线圈、变压器以及平面线圈的制造方法。
背景技术
专利文献1公开了一种线圈部件的制造方法，其中，所述线圈部件具有磁性体基板、形成于该磁性体基板上的树脂层以及埋入该树脂层的平面线圈导体。该制造工序中具有：准备磁性体基板的步骤；在磁性体基板上形成树脂层的步骤；向树脂层按压具有螺旋状凸部的金属模来形成螺旋状槽的步骤；以及向槽内填充导电性金属来形成平面线圈导体的步骤。
专利文献1：日本特开2010-87030号公报
然而，在上述线圈部件的制造方法中，每当平面线圈导体的匝数发生变化就需要新的金属模，从而使得成本升高。另外，金属模制作也需要时间，无法应对突然的匝数变更。
发明内容
本公开内容的目的是提供匝数的设定自由度高的平面线圈、变压器以及平面线圈的制造方法。
用于实现上述目的平面线圈具备构成为延伸至少1匝并且供电流流过的实效线段和构成为延伸至少1匝并且没有电流流过的虚拟线段。
附图说明
图1的(a)是第一实施方式的平面线圈的俯视图，图1的(b)是平面线圈的主视图。
图2的(a)是图1的(a)的II部放大图，图2的(b)是图2的(a)的2B-2B线的纵剖视图，图2的(c)是图2的(a)的2C-2C线的纵剖视图。
图3的(a)是平面线圈的俯视图，图3的(b)是平面线圈的主视图。
图4是图3的(a)的IV部放大图。
图5的(a)是平面线圈的俯视图，图5的(b)是平面线圈的主视图。
图6的(a)是图5的(a)的VI部放大图，图6的(b)是图6的(a)的6B-6B线的纵剖视图，图6的(c)是图6的(a)的6C-6C线的纵剖视图。
图7的(a)是第二实施方式的变压器的俯视图，图7的(b)是图7的(a)的7B-7B线的纵剖视图，图7的(c)是图7的(a)的7C-7C线的纵剖视图。
图8的(a)是变压器的俯视图，图8的(b)是图8的(a)的8B-8B线的纵剖视图，图8的(c)是图8的(a)的8C-8C线的纵剖视图。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下，结合附图来说明平面线圈的一个实施方式。
如图1的(a)所示，平面线圈10是将金属板例如铜板用冲压机冲裁加工而形成的，通过例如粘合片粘合于基板90的上表面。平面线圈10的匝数为“4”。平面线圈10具有绕线部20、设置于绕线部20的一端的宽度大的端子部60以及设置于绕线部20的另一端的宽度大的端子部61。绕线部20卷绕为螺旋状。
在上述绕线部20中，最外周的1匝线段30为虚拟线段，虚拟线段30中没有电流流过。比虚拟线段30靠内径侧的4匝线段21、22、23、24是电流流过的实效线段。上述的“4”这样的平面线圈10的匝数是实效绕线21～24的匝数，即是平面线圈10的实效匝数。
详细地说，如图2的(a)以及图2的(b)所示，从最外周数第2周的线段的一部分被切断而形成切断部C4。在与该切断部C4邻接的位置，最外周的线段与从最外周数第2周的线段通过连结部81连结。
具体而言，如图3的(a)所示，在利用冲压金属模冲裁金属板50形成线圈形状即具有5匝线段71、72、73、74、75的绕线部20时，如图4所示，在螺旋状的绕线部20设置有沿径向延伸的连结部80。而且，在将金属板50粘合于树脂基板90的状态下，如图2的(a)以及图2的(b)所示那样，通过冲压加工，将从最外周数第2周的线段的一部分切断，来形成切断部C4。另外，将沿径向延伸的连结部80的从最外周数第2周的线段与从最外周数第3周的线段之间的部分切断，来形成切断部C1。并且，将沿径向延伸的连结部80的从最外周数第3周的线段与从最外周数第4周的线段之间的部分切断，来形成切断部C2。而且，将沿径向延伸的连结部80的从最外周数第4周的线段与从最外周数第5周的线段之间的部分切断，来形成切断部C3。
这样，实效线段21，22，23，24与虚拟线段30在局部(连结部81)彼此连结，并且在其他部分(切断部C1、C2、C3、C4)彼此切断。因此，至少1匝由实效线段形成，至少1匝由虚拟线段形成。因此，匝数的设定自由度较高。
平面线圈10(实效线段和虚拟线段)与作为绝缘基板的树脂基板90的一个面粘合。
接下来，说明平面线圈10的作用。
在制造时，如图3的(a)以及图4的(a)所示，利用冲压金属模冲裁金属板50，形成螺旋状的绕线部20和将绕线部20的多个周部沿径向连结的连结部80。能够利用连结部80保持绕线部20的线段间的间隔。这样，在冲裁出的金属板50的一部分设置有连结部80。
然后，将冲裁出的金属板50(平面线圈10)粘合于树脂基板90的一个面。在树脂基板90形成有贯通孔91。贯通孔91形成在与切断部C1、C2、C3、C4对应的区域。即，以与要通过冲压金属模冲裁的金属板50的位置对应的方式形成贯通孔91。
接着，将粘合于基板90的金属板50与基板90一起放置于冲压机，利用冲压金属模从金属板50冲裁掉不要部分，来形成实效线段以及虚拟线段。即，对粘合于树脂基板90的金属板50进行冲压加工，从金属板50除去不要部分，从而切出平面线圈的连结部80。即，使绕线部20的多个周部在径向彼此绝缘。详细地说，从图3的(a)所示的金属板50，形成图1的(a)以及图2的(a)所示的具有4匝实效线段的绕线部20。具体而言，在从最外周数第2周的线段形成切断部C4，在沿径向延伸的连结部80形成切断部C1、C2、C3。
或者，从具有5匝线段的图3的(a)的金属板50，形成图5的(a)以及图6的(a)所示的平面线圈11。该平面线圈11具备绕线部20，该绕线部20具有3匝实效线段。具体而言，在将图3的(a)所示的金属板50粘合到树脂基板90的状态下，如图6所示，通过冲压加工，在从最外周数第2周的线段形成切断部C12，在从最外周数第3周的线段形成切断部C13。另外，将沿径向延伸的连结部80的从最外周数第3周的线段与第4周的线段之间的部分切断，来形成切断部C10，并且将从最外周数第4周的线段与第5周的线段之间的部分切断，来形成切断部C11。由此，在平面线圈11的绕线部20中，最外周的1匝线段40以及从最外周数第2周的线段41为虚拟线段，虚拟线段40、41中没有电流流过。比虚拟线段41靠内径侧的3匝线段31、32、33是电流流过的实效绕线。
这样，仅改变连结部的切断位置(绝缘位置)，就能够简单地改变绕线部20的匝数(实效匝数)。
根据上述实施方式，能够得到以下的效果。
(1)在平面线圈10中，至少1匝由电流流过的实效线段形成，至少1匝由电流不流通的虚拟线段形成。因此，匝数的设计自由度提高。
在本实施方式中，仅如图2的(a)以及图6的(a)所示那样改变连结部的切断位置(绝缘位置)，就能够简单地改变匝数，所以成本降低。另外，即使匝数突然改变，通过仅制作将连结部切断的金属模，就能够及早地应对。
(2)实效线段与虚拟线段在局部相互连结，并且在其他部分彼此被切断。换言之，虚拟线段具有与实效线段连结的第一端和从实效线段被切断的第二端。由此，平面线圈10包含至少1匝实效线段和至少1匝虚拟线段。
(3)实效线段和虚拟线段粘合于树脂基板90的一个面。即，金属板50包含虚拟线段，由此能够将金属板50稳固地粘合固定于基板90。
(4)平面线圈的制造法具有第一工序～第三工序。在第一工序中，冲裁金属板50而形成螺旋状的绕线部20和将绕线部20的多个周部沿径向连结的连结部80。在第二工序中，将在第一工序中冲裁出的金属板50粘合于基板90。在第三工序中，利用金属模冲裁掉第二工序中粘合于基板90的金属板50的不要部分，形成延伸至少1匝并且电流流过的实效线段和延伸至少1匝并且没有电流流过的虚拟线段。因此，利用一个设备(1台冲压机)改变切断部分，就能够制造多种平面线圈。
(第二实施方式)
接下来，以与第一实施方式的不同点为中心说明第二实施方式。
本实施方式是具备初级绕线、次级绕线以及芯体的变压器。
如图7的(a)～图7的(c)所示，在绝缘基板140的上表面粘合有图1的(a)所示的平面线圈10(实效线段以及虚拟线段)。在绝缘基板140的下表面粘合有图5的(a)所示的平面线圈11作为导线。作为导线的平面线圈11相对于平面线圈10以绝缘基板140为基准对称配置，即，以夹着绝缘基板140对置的状态配置。平面线圈10(实效线段)构成变压器的初级绕线，平面线圈11(导线)构成变压器的次级绕线。即，配置于绝缘基板140与绝缘基板140的两侧的两个平面线圈10、11，形成作为平面线圈组装体的变压器。
另外，在平面线圈11热接合着作为散热部件的壳体120。
以下，详细地说明。
如图7的(a)～图8的(c)所示，变压器110构成为在变压器110的绕线部产生的热量向壳体120散发。
使用E-I型芯体作为芯体130，芯体130由E型芯体131和I型芯体132构成。在图7的(c)中用单点划线表示I型芯体132。
在绝缘基板140的第一面即上表面粘合有作为初级绕线的平面线圈10。在绝缘基板140的与第一面相反侧的第二面即下表面粘合有作为次级绕线的平面线圈11。在图8的(c)中省略图7的(c)的I型芯体132以及平面线圈10，并且用单点划线表示绝缘基板140。
在呈板状的壳体120的上表面120a形成有凹部121。在壳体120的凹部121嵌入有E型芯体131。E型芯体131由板状的主体部131a、在主体部131a的上表面的中央部突出的中央磁脚131b、在主体部131a的上表面的端部突出地设置的两侧磁脚131c、131d构成。中央磁脚131b形成为圆柱状。
如图8的(a)以及图8的(c)所示，在壳体120的上表面120a，夹着E型芯体131的中央磁脚131b而配置有载置部122、123。载置部122的上表面122a以及载置部123的上表面123a平坦且高度相同。
在壳体120的载置部122、123的上表面122a、123a上隔着硅片(图略)载置有平面线圈11。在平面线圈10、11产生的热向壳体120的载置部122、123散热。
如图7的(a)～图7的(c)所示，在绝缘基板140的中央部形成有供E型芯体131的中央磁脚131b通过的贯通孔141。如图7的(a)所示，平面线圈10的绕线部是以绝缘基板140的贯通孔141为中心卷绕而成的1根导体，包含4匝有效线段和1匝虚拟线段。如图8的(a)所示，平面线圈11的绕线部是以绝缘基板140的贯通孔141为中心卷绕而成的1根导体，包含3匝有效线段和2匝虚拟线段。
平面线圈11以与壳体120的载置部122、123的上表面122a、123a绝缘的状态粘合于上表面122a，123a。因此，能够抑制变压器的绕线部的温度上升。
根据上述实施方式，除了能够得到上述(1)～(4)的效果之外，还能够得到以下的效果。
(5)在绝缘基板140的第二面(下表面)形成有平面线圈11，变压器的厚度变小，所以在实用上为优选。
(6)平面线圈11为卷绕的形状，相对于平面线圈10以绝缘基板140为基准而对称配置。即，夹着绝缘基板140相对于平面线圈10对置配置。因此，在从绝缘基板140的上表面侧与下表面侧将平面线圈10以及平面线圈11压接于绝缘基板140时，能提高平面线圈10以及平面线圈11与绝缘基板1的粘合强度。
(7)平面线圈10的实效线段作为变压器的初级绕线发挥功能，平面线圈11作为变压器的次级绕线发挥功能。因此，能够容易地形成变压器110。
(8)在平面线圈11热接合着作为散热部件的壳体120。因此，形成包含虚拟布线的导热路径从而提高散热效率。
实施方式不限定于上述情况，例如，也可以如下那样具体化。
在第二实施方式中，在绝缘基板140的上表面粘合有平面线圈10，在绝缘基板140的下表面粘合有平面线圈11。但并不限定于此，例如，也可以在绝缘基板140的下表面粘合平面线圈10，在绝缘基板140的上表面粘合平面线圈11。
另外，配置于绝缘基板140的上表面的平面线圈10也可以与散热部件热结合。平面线圈10以及平面线圈11双方也可以与散热部件热接合。
总之，若在平面线圈10与平面线圈11中至少一方热接合散热部件，则形成包含虚拟布线的导热路径从而提高散热效率。
平面线圈10、11可以由铝板形成，总之，只要是导电性金属即可。
只要是至少1匝由实效线段形成，至少1匝由虚拟线段形成即可，绕线的匝数可以是任意的。
平面线圈可以通过粘合以外的方法接合于基板。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(修改后)一种平面线圈的中间体，其中，具备：
金属板，该金属板具有螺旋状的绕线部和连结部，其中，所述螺旋状的绕线具有多个周部，所述连结部将所述多个周部全部沿径向连结；以及
绝缘基板，该绝缘基板具有与所述金属板粘合或者接合的第一面。
2.(修改后)根据权利要求1所述的平面线圈的中间体，其特征在于，
所述绝缘基板具有用于设置导线的第二面。
3.(修改后)根据权利要求2所述的平面线圈的中间体，其中，
所述导线具有卷绕的形状，相对于所述绕线部的所述周部以所述绝缘基板为基准对称配置。
4.(修改后)根据权利要求3所述的平面线圈的中间体，其中，
所述绕线部的所述周部的一部分构成变压器的初级绕线，所述导线构成变压器的次级绕线。
5.(修改后)根据权利要求4所述的平面线圈的中间体，其中，
所述金属板与所述导线中至少一方与散热部件热接合。
6.(修改后)一种平面线圈的制造方法，其中，具有：
第一工序，通过冲裁金属板，来形成螺旋状的绕线部和将所述绕线部的多个周部沿径向连结的连结部；
第二工序，将所述第一工序中冲裁出的金属板粘合于基板；以及
第三工序，利用金属模冲裁掉所述第二工序中粘合于所述基板的金属板的不要部分，形成构成为延伸至少1匝并且电流流过的实效线段和构成为延伸至少1匝并且没有电流流过的虚拟线段。
7.(削除)
8.(削除)
9.(削除)
10.(削除)

Claims (10)

1.一种平面线圈，其中，具备：
实效线段，该实效线段构成为延伸至少1匝并且电流流过；和
虚拟线段，该虚拟线段构成为延伸至少1匝并且没有电流流过。
2.根据权利要求1所述的平面线圈，其中，
所述实效线段与所述虚拟线段在局部相互连结，并且在其他部分彼此切断。
3.根据权利要求1或2所述的平面线圈，其中，
所述虚拟线段具有与所述实效线段连结的第一端和从所述实效线段切断的第二端。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的平面线圈，其中，
所述实效线段与所述虚拟线段构成为与绝缘基板的第一面接合。
5.根据权利要求4所述的平面线圈，其中，
在所述绝缘基板的第二面设置导线。
6.根据权利要求5所述的平面线圈，其中，
所述导线具有卷绕的形状，相对于所述实效线段和所述虚拟线段夹着所述绝缘基板对置配置。
7.根据权利要求5所述的平面线圈，其中，
所述导线具有卷绕的形状，相对于所述实效线段和所述虚拟线段以所述绝缘基板为基准对称配置。
8.一种变压器，由权利要求6或权利要求7所述的平面线圈形成，其中，
所述实效线段作为初级绕线发挥功能，
所述导线作为次级绕线发挥功能。
9.根据权利要求8所述的变压器，其中，
所述平面线圈与所述导线中至少一方与散热部件热接合。
10.一种平面线圈的制造方法，其中，具有：
第一工序，通过冲裁金属板，来形成螺旋状的绕线部和将所述绕线部的多个周部沿径向连结的连结部；
第二工序，将在所述第一工序中冲裁出的金属板粘合于基板；以及
第三工序，利用金属模冲裁掉所述第二工序中粘合于所述基板的金属板的不要部分，形成构成为延伸至少1匝并且电流流过的实效线段和构成为延伸至少1匝并且没有电流流过的虚拟线段。
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