CN110536560B - 变压器线路板的制作方法及其变压器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种变压器线路板的制作方法，其包含以下步骤:模板冲压，多个金属线路板分别通过一模具冲压形成；初次堆叠，两个外绝缘层之间叠合有相互对准的金属线路板，且相邻的两个金属线路板间分别又设置有一内绝缘层；初次压合，以热压方式将金属线路板热熔固定在两个外绝缘层之间；二次堆叠，在两个外绝缘层的外侧对准内侧的金属线路板的相对位置再次堆叠一个金属线路板；二次压合，同样使用热压方式，将位于两个外绝缘层外侧上的金属线路板作紧密结合，并在热压后的各外绝缘层上印刷形成一个防焊绿漆层，最后裁切成形一个低漏感、高电磁干扰屏蔽的变压器线路板。

Description

变压器线路板的制作方法及其变压器

技术领域

本发明涉及一种变压器线路板的制作方法及其变压器。

背景技术

一般来说，变压器的制程是依据所需功率、电压、电流、感量、漏感、磁饱和效率等特性以及线路布局需求，进而设计所需使用的铜线径、线路圈数与多个不同绕组。

然而，在现有技术中，一种变压器线路板在线路制作是以照相技术来制作线路，其线路制作过程则为在铜箔上进行曝光、显影、蚀刻、钻孔、电镀制作出每个层间需要线路，然后在把各个层间线路以压合技术压合成为一个完整的印刷电路板，在与磁芯组装；但线路的制作过程中，是使用化学药液在铜箔表面上进行蚀刻，而在蚀刻时容易出现侧蚀效应，也就是说，线路的上层因受腐蚀的时间较长而底部时间较短，所以线路容易出现上窄下宽的现象，其中，铜箔的线路因侧蚀效应导致线径的变异进而影响变压器的特性。

具体来说，铜箔表面的侧蚀效应会导致压合制程容易出现胶流量不均匀现象，进而造成各层间的铜箔有凹陷，严重者层间有气泡或贴合不良，甚至导致层间分离而报废，无法达到稳定制程的效果。

而且，铜箔的线路制程繁琐，且需要运用多种不同的化学药剂，反而会增加制程环境的危险性；再者，运用化学药剂蚀刻无法有效控制线路的制成，甚至会造成铜箔上产生侧蚀效应，反而影响变压器线路板的制成效率及良率。

发明内容

为了解决现有技术中变压器线路板在制程缺失的问题，本发明提供一种变压器线路板的制作方法，其铜箔上的线路通过模具冲压成型，不用化学药剂进行曝光、显影、蚀刻等步骤，解决了铜箔产生侧蚀效应的问题，提升了变压器线路板制程的良率。

本发明提供一种变压器线路板的制作方法，其包含模板冲压、初次堆叠、初次压合、二次堆叠及二次压合。模板冲压，多个金属线路板分别通过一模具冲压形成，各个所述金属线路层同轴设有一轴孔，且各个所述金属线路板的形状可为相同或不同；初次堆叠，两个外绝缘层之间叠合有金属线路板，并将所设的各个轴孔对准，且相邻的两个金属线路板间分别又设置有一内绝缘层，以形成有多层交错叠合的金属线路板和内绝缘层；初次压合，以热压方式将相邻的各个外绝缘层与各个内绝缘层热融结合，而使金属线路板固定在两个外绝缘层之间；二次堆叠，在初次压合步骤后，在各外绝缘层的外侧于内侧的各个金属线路板的轴孔对准位置再次堆叠一个金属线路板；二次压合，同样使用热压方式，将位于两个外绝缘层上的金属线路板作紧密结合，且热压后在各个外绝缘层上进行网版印刷，形成一个防焊绿漆层，最后裁切成形一个变压器线路板。

在其中一个实施例中，在所述初次堆叠步骤与所述二次堆叠步骤中，各层的所述多个金属线路板彼此对准堆叠，并以X光校正定位各层间的所述金属线路板的相对位置及线路是否偏移。

在其中一个实施例中，在所述初次堆叠步骤中，各层的所述金属线路板具自粘性而且通过人工方式堆叠，其将所需铺设的相对位置通过红外线以线路图像1：1投射在对应各个所述内绝缘层上进行定位，再由人工对位将具自粘性的各个所述金属线路板贴合在各个所述内绝缘层的指定位置上，最后再铺设各个所述外绝缘层。

在其中一个实施例中，在所述二次堆叠步骤中，以人工对位方式将具自粘性的各个所述金属线路板贴合在各个所述外绝缘层的指定位置上，并且对准各个所述外绝缘层内侧的金属线路板的相对位置；其中，所述多个金属线路板包括一第一金属线路板、一第二金属线路板、一第三金属线路板及一第四金属线路板，所述第一金属线路板与所述第四金属线路板分别位于所述两个外绝缘层的外侧上，而所述第二金属线路板与所述第三金属线路板则设在所述两个外绝缘层的内侧，而依序叠设在所述两个外绝缘层间，所述内绝缘层设在所述第二金属线路板与所述第三金属线路板间；在所述金属线路板与所述外绝缘层和所述内绝缘层交错叠合时，所述第一金属线路板与所述第四金属线路板的叠合结构互为相反，且所述第二金属线路板与所述第三金属线路板的叠合结构互为相反。

在其中一个实施例中，在所述初次堆叠步骤中，各层的所述多个金属线路板具自粘性而且通过自动化设备方式堆叠，其通过自动化设备上的机械手夹取具自粘性的各个所述金属线路板，并放置粘贴在对应设定在各个所述内绝缘层的相对位置，最后再铺设各个所述外绝缘层。

在其中一个实施例中，在所述二次堆叠步骤中，将自粘性的各个所述金属线路板放置在对应设定在各个所述外绝缘层的相对位置，并对准各个所述外绝缘层内侧的金属线路板的相对位置；其中，该等金属线路板包括一第一金属线路板、一第二金属线路板、一第三金属线路板及一第四金属线路板，所述第一金属线路板与所述第四金属线路板分别位于所述两个外绝缘层的外侧上，而所述第二金属线路板与所述第三金属线路板则设在所述两个外绝缘层的内侧，而依序叠设在所述两个外绝缘层间，所述内绝缘层设在所述第二金属线路板与所述第三金属线路板间；在所述金属线路板与所述外绝缘层和所述内绝缘层交错叠合时，所述第一金属线路板与所述第四金属线路板的叠合结构互为相反，且所述第二金属线路板与所述第三金属线路板的叠合结构互为相反。

在其中一个实施例中，在所述二次压合步骤后，还包含有一钻孔步骤：对各个所述金属线路板的线路结构钻透有一电路传输的导通孔，并在各个所述外绝缘层上印刷所述防焊绿漆层，后续对应各个所述导通孔焊锡有一连接柱，用以固定连接各个所述金属线路板。

在其中一个实施例中，各个所述连接柱呈上窄下宽的圆柱型态，且各个所述连接柱的表面螺旋有一利于镀锡流动进入各个所述导通孔的导流槽。

在其中一个实施例中，所述多层交错叠合的所述金属线路板、所述外绝缘层和所述内绝缘层中，各层的金属线路板在水平方向等距铺设数量为多个，且相邻层的金属线路板彼此对准堆叠，以一次制成多个变压器线路板。

本发明另一实施例提供一种变压器，其包含利用上述的变压器线路板的制作方法所获得变压器线路板。

因此，本发明的金属线路板是通过对应的模具冲压成型，取代了现有技术中运用化学药剂进行曝光、显影、蚀刻等步骤，达到了防止铜箔产生侧蚀效应的目的，提升了变压器线路板制程的良率，而且各金属线路板上的线路一致性更高，还可进一步提升整体的生产效率。

再者，本发明在堆叠过程中经过精密的校正对位，使得各层间的金属线路板相互对准，以防止金属线路板的位置产生偏移，另外，金属线路板的制程方式有效排除侧蚀效应的问题，如此一来，更能明确提升制程变压器线路板的稳定性。

附图说明

图1为本发明的实施步骤流程图。

图2为本发明的单一变压器线路板示意图。

图3为本发明的各层金属线路板的结构示意图。

图4为本发明初次堆叠步骤的实施动作图，表示第二金属线路板与第三金属线路板叠合在内绝缘层的两侧。

图5为本发明初次堆叠步骤的实施动作图，表示两个外绝缘层分别铺设在第二金属线路板与第三金属线路板上。

图6为本发明初次压合步骤的实施动作图。

图7为本发明初次压合步骤后的成型剖面图。

图8为本发明二次堆叠步骤的实施动作图，表示第一金属线路板与第四金属线路板分别叠合在外绝缘层上。

图9为本发明二次压合步骤的实施动作图。

图10为本发明钻孔步骤的实施动作图。

符号说明：

金属线路板 10

轴孔 101

第一金属线路板 11

第二金属线路板 12

第三金属线路板 13

第四金属线路板 14

外绝缘层 20

内绝缘层 21

防焊绿漆层 30

热压机 40

连接柱 50

导流槽 51

变压器线路板 100

模板冲压 S1

初次堆叠 S2

初次压合 S3

二次堆叠 S4

二次压合 S5

钻孔 S6

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本申请的变压器线路板的制作方法及其变压器进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。需要说明的是，实施例中，各种不同对象是按适于说明的比例、尺寸、变形量或位移量进行描绘的，不是按照实际组件的比例进行描述的。

请参见图1至图10所示，本发明提供一种变压器线路板的制作方法及其变压器，其制作方法包含模板冲压S1、初次堆叠S2、初次压合S3、二次堆叠S4、二次压合S5及钻孔S6等多项步骤。

模板冲压S1：如图1至图3所示，多个金属线路板10分别通过一模具冲压形成，各个金属线路板10的形状可为相同或不同，在本实施例中，各个金属线路板10为自粘性的铜箔，且用来冲压各金属线路板10的模具是经由CNC车床或雷射雕刻所设计而成，其中，各个金属线路板10的中心同轴设有一轴孔101，而不同的金属线路板10，其内部线路会依据堆叠顺序而有所不同。

初次堆叠S2：如图1至图5所示，各层的金属线路板10在水平方向等距铺设有多个，且任意两个相邻层的金属线路板10彼此对准堆叠，从而单次制成多个变压器线路板100，如此一来，能够大幅提升整体的制程效率，但本实施例仅以制备单一变压器线路板100的样态进行说明。其中，变压器线路板100的初次堆叠S2步骤说明如下：首先，将在两个外绝缘层20之间纵向叠合有多个金属线路板10，而各金属线路板10以所设的各个轴孔101对准彼此，且任意两个相邻的金属线路板10间分别又设置有一内绝缘层21，以形成有多层交错叠合的金属线路板10和内绝缘层21；在本实施例中，两个外绝缘层20之间的金属线路板10堆叠有两层，且两个金属线路板10之间设置有单一内绝缘层21，但本发明不限于此，两个外绝缘层20之间的金属线路板10可依需求亦可设计堆叠有两层以上，而外绝缘层20与内绝缘层21为面积和厚度互为一致的玻璃纤维树脂胶片。

值得说明的是，因为每个层间金属线路板10的上下对位非常重要，若有偏差将导致线路间无法导通，所以各层具自粘性的金属线路板10是通过人工方式或自动化设备方式堆叠，其中，人工方式堆叠是将需要铺设的相对位置通过红外线以线路图像1：1投射在对应内绝缘层21的两侧面上进行定位，再由人工对位将具自粘性的各金属线路板10贴合在各个内绝缘层21的指定位置上，最后在各金属线路板10上各别铺设外绝缘层20，以使各个金属线路板10依序叠设在两个外绝缘层20间；自动化设备堆叠方式是通过自动化设备上的机械手夹取具自粘性的各个金属线路板10，并放置粘贴在对应设定在各个内绝缘层21的相对位置上，让两个金属线路板10能够精准对位叠合，最后再由机械手在各个金属线路板10上铺设外绝缘层20。

初次压合S3：如图1和图6所示，随后，所叠合在两个外绝缘层20间的金属线路板10通过一热压机40以热压方式将相邻的外绝缘层20与内绝缘层21的间隙热融结合，而使金属线路板10固定在两个外绝缘层20之间，并确保热融结合的外绝缘层20与内绝缘层21分布均匀。

二次堆叠S4：如图1、图7和图8所示，在初次压合S3步骤后，继续通过上述人工方式或自动化设备方式，在两个外绝缘层20的外侧面上，对准内侧的各个金属线路板10的轴孔101再次叠设一个金属线路板10，且不用再次铺设绝缘层，以使金属线路板10堆叠形成四层结构，本实施例为进一步提升各层的金属线路板10叠合位置的准确性，在堆叠之后，会以X光校正定位各层间的金属线路板10的堆叠位置及线路是否偏移，进而精准提升各层间金属线路板10的堆叠位置。

更进一步说明，本发明的金属线路板10包含一第一金属线路板11、一第二金属线路板12、一第三金属线路板13及一第四金属线路板14，第一金属线路板11与第四金属线路板14分别位于两个外绝缘层20的外侧上，第二金属线路板12与第三金属线路板13则依序设在两个外绝缘层20的内侧，并位于内绝缘层21两个侧面上，使得内绝缘层21位于第二金属线路板12与第三金属线路板13间，其中，第一金属线路板11的线路分布于第四金属线路板14的线路分布相同，而第二金属线路板12的线路分布于第三金属线路板13的线路分布相同，但第一金属线路板11的线路分布与第二金属线路板12的线路分布互不相同；如图2、图3及图8所示，而当金属线路板10与各个外绝缘层20和各个内绝缘层21交错叠合时，因为第一金属线路板11与第四金属线路板14在水平方向为镜面对称，第二金属线路板12与第三金属线路板13在水平方向为镜面对称，所以在纵向迭合时，第一金属线路板11与第四金属线路板14的结构呈现相反设置，第二金属线路板12与第三金属线路板13的结构呈现相反设置。

二次压合S5：如图1和图9所示，同样使用热压机40的加工确保第一金属线路板11与第四金属线路板14分别紧密粘贴在两个外绝缘层20上。

按需求在层间设计多个电路传输的导通孔的钻孔S6步骤：如图10所示，通过自动钻孔机对各个金属线路板10的线路结构钻透有导通孔，并利用水平电镀设备对各层金属线路板10的导通孔进行电镀，后续在各个外绝缘层20的外侧面上涂上防焊油墨以进行网版印刷，使得各个外绝缘层20上形成一个防焊绿漆层30，以保护外露在外绝缘层20的外侧上的金属线路板10，以避免因刮伤造成短路、断路现象和达成防焊功能；随后，可进一步在防焊绿漆层30上镀上抗氧化层，以防止外露的防焊绿漆层30及导通孔受到氧化，这有利于焊接作业；再来，经由成型机对整体的金属线路板10板裁切出所设计尺寸的一个变压器线路板100。

之后，对各导通孔焊锡一个连接柱50，用来固定变压器线路板100的结构关系，在本实施例中，各连接柱50采用呈上窄下宽的圆柱型态，且各连接柱50的表面螺旋设置利于镀锡流动进入各导通孔的一个导流槽51。

最后，利用所述的变压器线路板100与对应匹配的一个磁芯以胶粘方式组成一个变压器，接着将所述的变压器经过各项检验仪器测试电感、圈数比、漏感、电压值、耐高压等特性，以获得低漏感、高电磁干扰屏蔽的变压器。

因此，本发明具有以下功效：

1.本发明的金属线路板10是通过对应的模具冲压成型，进而取代现有技术中运用化学药剂进行曝光、显影、蚀刻等步骤，达到了防止铜箔产生侧蚀效应的目的，提升了变压器线路板100制程的良率，而且各金属线路板10上的线路一致性更高，还可进一步提升整体的生产效率。

2.另外，本发明在堆叠过程中经过精密的校正对位，使得各层间的金属线路板10相互对准，以防止金属线路板10的位置产生偏移，而且，金属线路板10的线路制程方式有效排除侧蚀效应的问题，更能明确提升制程变压器线路板100的稳定性，而且所述的变压器线路板100与对应的磁芯组成变压器，具有低漏感及高电磁干扰屏蔽的特性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种变压器线路板的制作方法，其特征在于，包含下列步骤：

模板冲压：多个金属线路板分别通过一模具冲压形成，各个所述金属线路板同轴设有一轴孔，每两个形状相同的所述金属线路板为一对，各对所述金属线路板的形状不同；

初次堆叠：两个外绝缘层之间叠合有所述多个金属线路板，且任一对所述形状相同的两个金属线路板为镜面对称且相反设置，并将所设的各个所述轴孔对准，且相邻的两个金属线路板间分别又设置有一内绝缘层，以形成有多层交错叠合的所述金属线路板和所述内绝缘层；

初次压合：以热压方式将相邻的各个所述外绝缘层与各个所述内绝缘层热融结合，而使所述多个金属线路板固定在所述两个外绝缘层之间；

二次堆叠：在所述初次压合步骤后，在各个所述外绝缘层的外侧与内侧的各个所述金属线路板的轴孔对准位置再次堆叠一个金属线路板；以及

二次压合：同样使用热压方式，将位于所述两个外绝缘层上的所述多个金属线路板作紧密结合；

钻孔：对各该金属线路板的线路结构钻透有一电路传输的导通孔，并利用水平电镀设备对各层金属线路板通孔进行电镀，后续在各该外绝缘层上进行网版印刷，形成有一防焊绿漆层，以保护外露在外绝缘层之外侧上的金属线路板，进一步在所述防焊绿漆层上镀有氧化层，接着再对各该导通孔焊锡有一连接柱，该连接柱固定连接各该金属线路板，最后再将各该金属线路板裁切形成一变压器线路板。

2.根据权利要求1所述的变压器线路板的制作方法，其特征在于，在所述初次堆叠步骤与所述二次堆叠步骤中，各层的所述多个金属线路板彼此对准堆叠，并以X光校正定位各层间的所述金属线路板的相对位置及线路是否偏移。

3.根据权利要求2所述的变压器线路板的制作方法，其特征在于，在所述初次堆叠步骤中，各层的所述金属线路板具自粘性而且通过人工方式堆叠，其将所需铺设的相对位置通过红外线以线路图像1：1投射在对应各个所述内绝缘层上进行定位，再由人工对位将具自粘性的各个所述金属线路板贴合在各个所述内绝缘层的指定位置上，最后再铺设各个所述外绝缘层。

4.根据权利要求3所述的变压器线路板的制作方法，其特征在于，在所述二次堆叠步骤中，以人工对位方式将具自粘性的各个所述金属线路板贴合在各个所述外绝缘层的指定位置上，并且对准各个所述外绝缘层内侧的金属线路板的相对位置；其中，所述多个金属线路板包括一第一金属线路板、一第二金属线路板、一第三金属线路板及一第四金属线路板，所述第一金属线路板与所述第四金属线路板分别位于所述两个外绝缘层的外侧上，而所述第二金属线路板与所述第三金属线路板则设在所述两个外绝缘层的内侧，而依序叠设在所述两个外绝缘层间，所述内绝缘层设在所述第二金属线路板与所述第三金属线路板间；在所述金属线路板与所述外绝缘层和所述内绝缘层交错叠合时，所述第一金属线路板与所述第四金属线路板的叠合结构互为相反，且所述第二金属线路板与所述第三金属线路板的叠合结构互为相反。

5.根据权利要求2所述的变压器线路板的制作方法，其特征在于，在所述初次堆叠步骤中，各层的所述多个金属线路板具自粘性而且通过自动化设备方式堆叠，其通过自动化设备上的机械手夹取具自粘性的各个所述金属线路板，并放置粘贴在对应设定在各个所述内绝缘层的相对位置，最后再铺设各个所述外绝缘层。

6.根据权利要求5所述的变压器线路板的制作方法，其特征在于，在所述二次堆叠步骤中，将自粘性的各个所述金属线路板放置在对应设定在各个所述外绝缘层的相对位置，并对准各个所述外绝缘层内侧的金属线路板的相对位置；其中，所述多个金属线路板包括一第一金属线路板、一第二金属线路板、一第三金属线路板及一第四金属线路板，所述第一金属线路板与所述第四金属线路板分别位于所述两个外绝缘层的外侧上，而所述第二金属线路板与所述第三金属线路板则设在所述两个外绝缘层的内侧，而依序叠设在所述两个外绝缘层间，所述内绝缘层设在所述第二金属线路板与所述第三金属线路板间；在所述金属线路板与所述外绝缘层和所述内绝缘层交错叠合时，所述第一金属线路板与所述第四金属线路板的叠合结构互为相反，且所述第二金属线路板与所述第三金属线路板的叠合结构互为相反。

7.根据权利要求1所述的变压器线路板的制作方法，其特征在于，各个所述连接柱呈上窄下宽的圆柱型态，且各个所述连接柱的表面螺旋有一利于镀锡流动进入各个所述导通孔的导流槽。

8.根据权利要求1所述的变压器线路板的制作方法，其特征在于，所述多层交错叠合的所述金属线路板、所述外绝缘层和所述内绝缘层中，各层的金属线路板在水平方向等距铺设数量为多个，且相邻层的所述多个金属线路板彼此对准堆叠，以一次制成多个变压器线路板。

9.一种变压器，其特征在于，包含利用如权利要求1所述的变压器线路板的制作方法所获得变压器线路板。

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