CN110797172B - 包括具有嵌体的嵌入的电感器的部件承载件 - Google Patents

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Abstract

提供了部件承载件、电器件和制造部件承载件的方法。该部件承载件包括：堆叠体，该堆叠体包括至少一个导电层结构和/或至少一个电绝缘层结构；电感器，该电感器至少部分地布置在堆叠体中并包括导电线圈结构和磁芯，该导电线圈结构缠绕于线圈开口周围，其中，磁芯的至少一部分至少部分地填充线圈开口，其中，线圈结构和磁芯中的至少一个的至少一部分被构造为嵌入堆叠体中的嵌体。

Description

包括具有嵌体的嵌入的电感器的部件承载件
技术领域
本发明涉及制造部件承载件的方法、部件承载件以及电器件。
背景技术
在配备有一个或多个电子部件的部件承载件的产品功能增多、这类部件的小型化程度提高以及待与部件承载件诸如印刷电路板连接的部件的数量增加的情况下，越来越多地采用具有若干部件的更强大的阵列状部件或成套组件，这些部件或成套组件具有多个触点或连接装置，触点之间的空间甚至更小。特别地，部件承载件应具有机械坚固性和电可靠性，以甚至能在恶劣条件下运行。
特别地，高效地将部件与部件承载件连接成为了一个问题。尤其是对于应连接电感器的部件承载件来说。
发明内容
可能需要高效地将电感器与部件承载件连接。
根据本发明的示例实施方式，提供了一种部件承载件，包括：堆叠体，堆叠体包括至少一个导电层结构和/或至少一个电绝缘层结构；电感器，电感器至少部分地布置在堆叠体中并包括导电线圈结构和磁芯，该导电线圈结构缠绕于线圈开口周围，其中，磁芯的至少一部分至少部分地填充线圈开口，其中，线圈结构和磁芯中的至少一个的至少一部分(特别地，仅部分)被构造为嵌入堆叠体中的嵌体。
根据本发明的另一示例实施方式，提供了一种电器件，其中，电器件包括支撑体(例如印刷电路板)，以及具有上述特征并安装在支撑体上和/或中的部件承载件。
根据本发明的又一示例实施方式，提供了一种制造部件承载件的方法，其中，方法包括：提供包括至少一个导电层结构和/或至少一个电绝缘层结构的堆叠体；将电感器至少部分地布置在堆叠体中；将电感器形成为具有导电线圈结构以及磁芯，该导电线圈结构缠绕于线圈开口周围，其中，磁芯的至少一部分至少部分地填充线圈开口；以及将线圈结构和磁芯中的至少一个的至少一部分(特别地仅部分)作为嵌体嵌入堆叠体中。
在本申请的上下文中，术语“部件承载件”可以特别地表示能够在其上和/或在其中容纳一个或多个部件以用于提供机械支撑和/或电气连接的任何支撑结构。换言之，部件承载件可以被构造成用于部件的机械和/或电子承载件。特别地，部件承载件可以是印刷电路板、有机内插物、和IC(集成电路)基板中的一种。部件承载件还可以是将上面所提及类型的部件承载件中的不同部件承载件组合的混合板。
在本申请的上下文中，术语“电感器”可以特别地指能在电流流过电感器时将能量储存在磁场中的无源(特别地双端的，例如，电感，或四端的，例如变压器)电部件。电感器可以包括围绕磁芯缠绕为线圈形状的导电线。
在本申请的上下文中，术语“线圈结构”可以特别地指至少部分导电的结构，其可以由限定一个或多个绕组的一个或多个连接的导电元件构成。绕组可以具有圆形形状、矩形形状、任何其他多边形状等。
在本申请的上下文中，术语“线圈开口”可以特别地指延伸通过线圈结构的一个或多个绕组的内部的通孔。
在本申请的上下文中，术语“磁芯”可以特别地指磁性材料的主体，该主体可以由一个或多个连接的或间隔开的磁性元件构成。磁芯可以增加磁场，因此增加电感器的感应系数。例如，这种磁芯可以包括铁和/或铁氧体或由其组成。
在本申请的上下文中，术语“嵌体”可以特别地指可以作为整体插入层结构的堆叠体的腔中的预制造构件。因此，可以不受部件承载件制造工艺的边界条件限制，根据嵌体的功能所需来制造嵌体。
根据本发明的示例实施方式，提供了一种部件承载件，其具有至少一个嵌入的电感器，该至少一个嵌入的电感器由磁芯和线圈结构构成，磁芯至少部分地布置在线圈结构内。非常有利地，线圈结构和磁芯中的一者或两者可以至少部分地实施为待作为整体插入由部件承载件材料(特别是印刷电路板材料)制成的层堆叠体的相应腔中的预制造嵌体。通过采取这种措施，可以不受与部件承载件制造工艺相关的任何限制(例如关于由PCB过程支持的材料、热稳定性等)预制造形成电感器构成部分的该一个或多个嵌体。有利地，这种一个或多个嵌体可以插入部件承载件的任何自由区域，使得部件承载件设计者有高度的灵活性和自由来设计嵌入的电感器。这是由于下述事实：电感器几乎可以具有所有形状，并且当将电感器嵌入部件承载件中时，形状的自由度较高。此外，通过所描述的制造工艺可以达到相对较高的电感值。此外，该制造架构允许高集成密度，特别是对于诸如功率电子转换器(例如DC/DC转换器、DC/AC转换器)的应用。除此以外，制造工艺还能与耦合电感器——即在公共部件承载件内存在功能关系的多个电感器——的形成兼容。例如，这还允许将PCB变压器制造为具有复杂形状。用该工艺还可以制造功率电子模块。部件承载件中的嵌入的电感器的感应率可以自由且准确地调节。
关于电器件，有利地可以将描述的具有嵌入的电感器的部件承载件用作可以安装在支撑体诸如另一部件承载件上或中的部件。换言之，更具体地说，完成的具有嵌入的电感器的部件承载件本身可以用作表面安装器件(SMD)或嵌入的部件。
下面将对方法、部件承载件和电器件的其他示例实施方式进行说明。
不同的示例实施方式涉及不同的构造：在一个实施方式中，线圈结构被部分或完全构造为嵌体，而磁芯形成层压型堆叠体的部分。在另一实施方式中，线圈结构形成层压型堆叠体的部分，而磁芯被部分或完全构造为嵌体。在又一实施方式中，线圈结构和磁芯二者均部分或完全构造为嵌体。
在实施方式中，线圈结构和磁芯中的至少一个的至少一部分形成层压型堆叠体的部分，而不是构造为嵌入堆叠体中的嵌体。因此，虽然线圈结构和磁芯中的一个可以是单独的嵌体，但还可能有利的是，线圈结构和磁芯中的另一个形成部件承载件的层结构的堆叠体的部分。然后，后者可以协同地也用作嵌入的电感器的构成部分。例如，图案化铜箔与在部件承载件堆叠体的树脂层(可选地包括玻璃纤维)之间和/或中的由铜制成的竖向贯穿连接件可以结合以形成部件承载件材料中的一个或多个绕组。部件承载件堆叠体的未用于其他任务的部分因此可以功能化，以形成嵌入的电感器的部分。利用这种架构，可以提供嵌入部件承载件中的混合电感器，其中，混合电感器的部分由可特殊构造的嵌体形成，混合电感器的另一部分可以由部件承载件材料(特别地其层堆叠体)形成。这种理念可以结合可特殊构造的嵌体的优点以及高效协作地使用堆叠体的部分，用于提供电感器功能的不同部分。
在实施方式中，线圈结构包括被介电基质包围的互连导电元件。特别地，导电元件可以由铜(例如在其中电感器嵌入PCB板的实施方式中)或铝(例如在其中电感器嵌入IMS板的实施方式中)制成。介电基质可以例如是预浸料或FR4。
在实施方式中，导电元件包括在与堆叠体的至少一个电绝缘层结构的一个或多个平面平行的平面中的平面元件，并包括连接平面元件并垂直于平面元件的平面延伸的竖向元件。平面元件可以实施为图案化铜箔。竖向元件可以是铜填充的激光过孔、铜填充的机械钻削过孔、铜柱、铜嵌体等。描述性地说，该一个或多个绕组可以由平面元件形成，而相邻绕组之间的连接件可以由竖向元件形成。
在实施方式中，线圈结构具有环形状。这种环可以是界定通孔的周向结构。环的形状可以例如是圆形或矩形的。
在实施方式中，磁芯包括铁氧体材料。铁氧体可以是陶瓷材料，其可以通过混合并燃烧与小比重的一种或多种附加金属元素诸如锰、镍等掺和的大比重氧化铁(Fe2O3)来制作陶瓷材料。铁氧体可以是电绝缘的并且是铁淦氧磁的。特别地，磁芯可以包括软性铁氧体，软性铁氧体具有低矫顽性，因此它们可以容易地改变其磁化，并用作磁场的导体。这对于诸如高频电感器和变压器的应用可能特别有利。固体铁氧体结构可以通过烧结铁氧体粉形成。还可以使用铁氧体板或薄片制造铁氧体结构。然而，在其他示例实施方式中，磁芯可以由其他磁性材料制成，特别是铁磁或铁淦氧磁或顺磁材料。
在实施方式中，磁芯包括磁导率(μr)为至少10、特别地至少100的材料。例如，铁氧体片的磁导率可以在300至400之间的范围内。铁氧体膏的磁导率可以在10至60之间的范围内。
在实施方式中，磁芯包括多个单独的磁体。这种磁体可以特别地是一个或多个磁片、一个或多个磁柱和/或一个或多个磁膏结构。这为部件承载件设计者提供可变的构建组，以根据特定应用的要求适当调整部件承载件的磁性质。例如，嵌入的电感器可以通过堆叠多个磁体形成，特别地堆叠两层或三层磁体。另外地或可替代地，还可以将多个磁体布置在同一层。例如，可以基于磁片切割(例如通过激光切割)磁柱。可以通过例如丝网印刷施加磁膏，特别地通过填充剩余的气隙来闭合磁路。
在实施方式中，磁体彼此连接，以形成闭合磁路。为了得到闭合磁路，可以用铁磁体膏等填充相邻磁体之间的气隙。描述性地说，可以由磁体的材料特别是铁氧体形成闭合不间断的磁回路或环结构。当磁路闭合时，可以确保磁场基本上在磁芯的材料内延伸，没有弱化，这对于其中不期望有磁损耗的应用可能是有利的。
在另一实施方式中，磁体彼此连接，以形成其间具有至少一个非磁性间隙的开路(open，开放)磁路。特别地，该至少一个非磁性间隙可以包括气隙、用电绝缘层结构的材料填充的间隙等。因此，至少一个非磁性间隙可以有意地且选择性地形成在部件承载件的内部中，更特别地在电感器的内部中。这种非磁性间隙可以是气隙，即，无固体材料的体积。然而，还可以由非磁性固体材料特别是电绝缘材料(特别地但不排他地，堆叠体的电绝缘材料)形成非磁性间隙。当磁路被非磁性间隙断开时，在电感器的周围可以形成杂散磁场。这在期望部件承载件周围也存在强度足够高的磁场的某些应用中可能是期望的(例如用于无线充电器，允许通过电感耦合在部件承载件的周围对电子设备进行充电，使得杂散磁场对电子设备进行充电)。
更一般地，由于形成或省略一个或多个非磁性间隙而调整一个或多个闭合磁路和一个或多个开路磁路的组合，可以允许在空间上控制部件承载件的磁性质。
在实施方式中，该至少一个非磁性间隙将磁体中的相邻磁体间隔开至少75μm。已经证明在这些尺寸下，可以显著控制部件承载件的内和/或周围的磁性质。
在实施方式中，磁芯的至少一部分的表面具有小于4μm、特别地小于2μm的粗糙度Ra。粗糙度Ra的值可以优选地小于500nm。表面的粗糙度可以限定为并可以测量为中心线平均高度Ra。Ra是轮廓距离中心线的所有距离的算术平均值。例如，可以按照DIN 4768进行测量。所提及的由于精确限定的切割表面的较低粗糙度值可以通过对磁体进行激光切割形成磁芯的至少一个磁元件而得到。利用这种平滑且精确限定的切割表面，可以以高准确度调整磁芯的磁性质。相比于对铁氧体的其可能造成损耗系数提高和磁导率降低的机械磨削，通过对铁氧体进行激光加工而形成的磁体受到这种缺点的影响要小得多。
在实施方式中，部件承载件被构造为功率转换器或逆变器，特别地为DC/DC转换器和DC/AC转换器中的一种。DC/DC(或DC至DC)转换器可以指将直流(DC)电源从一个电压水平变换为另一电压水平的电子装置或机电装置。DC/AC(或DC至AC)转换器可以指将直流改变为交流(AC)的电子装置或电路。
在实施方式中，部件承载件被构造为用于对电子设备进行无线充电的无线充电器。在这种实施方式中，待用电能进行充电的电子设备可以放置在具有嵌入的逆变器的部件承载件的环境中。然后，电感器在部件承载件的外部中的磁场可以耦合到电子设备中，用于对电子设备(例如移动电话)进行无线充电。
在实施方式中，部件承载件包括至少一个另外的电感器，该至少一个另外的电感器至少部分地布置在堆叠体中，并包括和另外的磁芯，该另外的导电线圈结构缠绕于另外的线圈开口周围。该另外的磁芯的至少一部分至少部分地填充该另外的线圈开口。因此，可以在同一个部件承载件中嵌入多个(功能上协作或功能上独立的)电感器。优选地但不一定地，该另外的线圈结构和该另外的磁芯中的至少一个被构造为嵌入堆叠体中的嵌体。
在实施方式中，电感器和该至少一个另外的电感器磁性耦合。例如，电感器和另外的电感器可以构造为变压器。为此，电感器和该另外的电感器可以协作，以通过电磁感应在不同电路之间传递电能。在其他实施方式中，部件承载件的三个或者甚至六个电感器可以磁性耦合，例如用于DC至DC转换器、DC至AC转换器或电动机驱动器。
在实施方式中，电感器的磁芯的至少一部分和该至少一个另外的电感器的磁芯的至少一部分形成为一体结构，特别地为共同的磁片。这种构造制造简单，涉及仅低磁损耗，并允许设计紧凑(例如对照图5)。
在实施方式中，磁芯包括延伸通过线圈开口的磁柱并包括在横向上延伸超过磁柱并至少部分地在线圈结构上延伸的磁片。这些构成部分存在于图1至图7的所有实施方式中。
在实施方式中，磁芯包括在横向上延伸超过磁柱并至少部分地在线圈结构上延伸的另外的磁片，其中，磁柱布置在磁片和该另外的磁片之间。因此，可以得到狗骨头形状的结构(例如对照图4)。
在实施方式中，磁芯包括平行于磁柱延伸的至少一个另外的磁柱，其中，线圈结构布置在磁柱与该至少一个另外的磁柱之间。在这种构造中，可以得到周向闭合的磁芯(例如对照图1)。
在实施方式中，部件承载件包括嵌入部件承载件中的至少一个部件。例如，这种部件可以是有源部件或无源部件。能通过另一电信号控制电流的部件可以指有源部件(例如半导体芯片)。不能通过另一电信号控制电流的部件可以称为无源器件。电阻器或电容器是无源部件的示例。特别地，可以在线圈结构的绕组之间容纳一个或多个(特别地有源和/或无源)部件，更一般地容纳在嵌入的电感器的适当体积中。仍然更一般地，该至少一个部件可以嵌入由堆叠体、线圈结构和磁芯组成的组中的至少一个中。
例如，该至少一个部件可以包括电阻器。还可以的是，该至少一个部件包括可调电阻器或晶体管(即，特别地转换电阻器)。该至少一个部件可以直接位于线圈结构旁边，特别地与线圈结构直接物理接触。换言之，嵌入的部件可以直接位于线圈结构或其绕组附近。例如，该至少一个部件可以嵌入电感器的线圈结构的绕组之间。
该至少一个部件可以选自由以下组成的组：非导电嵌体、导电嵌体(诸如金属嵌体，优选地包括铜或铝)、传热单元(例如热管)、光导元件(例如光波导或光导管连接装置)、电子部件或它们的组合。例如，部件可以是有源电子部件、无源电子部件、电子芯片、存储装置(例如DRAM或另一数据存储器)、滤波器、集成电路、信号处理部件、功率管理部件、光电接口元件、电压转换器(例如DC/DC转换器或AC/DC转换器)、密码部件、发射器和/或接收器、机电换能器、传感器、致动器、微机电系统(MEMS)、微处理器、电容器、电阻器、电感、电池、开关、摄像机、天线、逻辑芯片和能量收集单元。然而，部件承载件中可以嵌入其他部件。例如，可以将磁性元件用作部件。这种磁性元件可以是永磁元件(诸如铁磁元件、反铁磁元件，或铁淦氧磁元件例如铁氧体芯)或者可以是顺磁性元件。然而，部件也可以是呈板中板构造的另外的部件承载件(例如，印刷电路板、基板或内插件)。部件可以表面安装在部件承载件上和/或可以嵌入其内部。此外，其他部件特别是那些生成和发射电磁辐射和/或对从环境传播的电磁辐射敏感的部件也可以用作部件。
在实施方式中，部件承载件包括由至少一个电绝缘层结构和至少一个导电层结构构成的堆叠体。例如，部件承载件可以是上述电绝缘层结构和导电结构构成的层压体，特别是通过施加机械压力形成的，如果期望的话还有热能支持。所提及的堆叠体可以提供板状部件承载件，该板状部件承载件能够为其他部件提供大的安装表面并且尽管如此仍非常薄且紧凑。术语“层结构”可以特别地指公共平面内的连续层、图案化层或多个非连续岛状物。
在实施方式中，部件承载件被成形为板。这有助于紧凑的设计，其中部件承载件仍然为在其上安装部件提供了大的基础。此外，特别是作为嵌入的电子部件的示例的裸晶片，得益于其小的厚度，可以被方便地嵌入在薄板诸如印刷电路板中。
在实施方式中，部件承载件被构造成由印刷电路板和基板(特别地IC基板)组成的组中的一种。
在本申请的上下文中，术语“印刷电路板”(PCB)可以特别地指部件承载件(其可以是板状的(即，平面的)、三维曲线的(例如当使用3D打印制造时)，或者其可以具有任何其他形状)，其通过将若干导电层结构与若干电绝缘层结构层压在一起形成，例如通过施加压力进行层压，如期望，还伴随热能供应。作为用于PCB技术的优选材料，导电层结构由铜制成，而电绝缘层结构可以包括树脂和/或玻璃纤维、所谓的预浸料或FR4材料。例如通过激光钻孔或机械钻孔来形成穿过层压体的通孔，并通过用导电材料(特别是铜)填充上述通孔从而形成作为通孔连接的过孔，各个导电层结构可以以期望的方式彼此连接。除了可以包埋在印刷电路板中的一个或多个部件之外，印刷电路板通常被配置成在板状印刷电路板的一个表面或两个相反表面上容纳一个或多个部件。它们可以通过焊接连接到相应的主表面。PCB的电介质部分可以由具有增强纤维(诸如玻璃纤维)的树脂组成。
在本申请的上下文中，术语“基板”可以特别地表示具有与待安装在其上的部件(特别是电子部件)基本相同的大小的小型部件承载件。更具体地，基板可以理解为用于电连接装置或电网络以及与印刷电路板(PCB)相当的部件承载件但横向和/或竖向布置的连接装置的密度高得多的承载件。横向连接是例如传导路径，而竖向连接可以是例如钻孔。这些横向和/或竖向连接件布置在基板内，并且可以用于提供所容置的部件或未容置的部件(诸如裸晶片)特别是IC芯片与印刷电路板或中间印刷电路板的电气连接，热连接和/或机械连接。因此，术语“基板”还包括“IC基板”。基板的介电部分可以由具有增强球体(诸如玻璃球)的树脂构成。
基板或内插件可以包括至少一层玻璃、硅、陶瓷和/或有机材料(如树脂)或由其组成。基板或内插件还可以包括可潜伏固化或可干法蚀刻的有机材料，如环氧基积层膜，或高分子化合物，如聚酰亚胺、聚苯并恶唑或苯并环丁烯。
在实施方式中，该至少一个电绝缘层结构包含由下述组成的组中的至少一种：树脂(诸如增强或非增强树脂，例如环氧树脂或双马来酰亚胺三嗪树脂，更具体地FR-4或FR-5)、氰酸酯、聚亚苯基衍生物、玻璃(特别地玻璃纤维、玻璃球、多层玻璃、玻璃类材料)、预浸材料、可潜伏固化的介电材料、聚酰亚胺、聚酰胺、液晶聚合物(LCP)、环氧基积层膜、聚四氟乙烯(铁氟龙)、陶瓷和金属氧化物。也可以使用例如由玻璃(多层玻璃)制成的增强材料，诸如网状件、纤维或球体。虽然通常优选的是预浸料、FR4或环氧基积层膜或可光成像电介质，但也可以使用其他材料。对于高频率应用，可以在部件承载件中实施高频率材料诸如聚四氟乙烯、液晶聚合物和/或氰酸酯树脂作为电绝缘层结构。
在实施方式中，该至少一个导电层结构包含由铜、铝、镍、银、金、钯和钨组成的组中的至少一种。虽然通常优选的是铜，但是其他材料或其涂覆版本也是可以的，特别是涂覆有超导材料诸如石墨烯。
在实施方式中，部件承载件是层压型部件承载件。在这种实施方式中，部件承载件为通过施加压紧力——如期望还伴随热——堆叠并连接在一起的多层结构的复合体。
本发明的以上定义的方面和另外的方面根据下文将要描述的实施方式的实施例是明显的，并且参考这些实施方式的实施例进行说明。
附图说明
本发明的以上定义的方面和另外的方面根据下文将要描述的实施方式的实施例是明显的，并且参考这些实施方式的实施例进行说明。
图1示出了根据本发明示例性实施方式的具有嵌入的电感器的部件承载件的截面图，该嵌入的电感器具有闭合磁芯。
图2示出了根据本发明另一示例性实施方式的具有嵌入的电感器的部件承载件的截面图，该嵌入的电感器具有开放式磁芯。
图3示出了根据本发明另一示例性实施方式的包括支撑体和部件承载件的电器件的截面图，该部件承载件具有安装在支撑体上的嵌入的电感器，其中，电器件被构造为无线充电器件。
图4示出了根据本发明另一示例性实施方式的具有带气隙的嵌入的电感器的部件承载件的截面图。
图5示出了根据本发明另一示例性实施方式的具有多个磁性耦合电感器的部件承载件的截面图。
图6示出了根据本发明另一示例性实施方式的具有嵌入的电感器和协作有源部件的部件承载件的截面图。
图7示出了根据本发明另一示例性实施方式的具有被耦合用于形成变压器的两个电感器的部件承载件的截面图。
图8示出了根据本发明另一示例性实施方式的具有嵌入的电感器的部件承载件的平面图。
图9示出了根据本发明另一示例性实施方式的具有三个耦合电感器的部件承载件的平面图。
具体实施方式
附图中的图示是示意性的。在不同的附图中，相似或相同的元件被设置有相同的附图标记。
在参考附图之前，将进一步详细描述示例性实施方式，将概述一些基本考虑因素，本发明的示例性实施方式基于这些基本考虑因素开展。
根据本发明的示例性实施方式，提供了一种具有嵌入的电感器的部件承载件，该嵌入的电感器具有超柔性结构。这样的嵌入的电感器可以有利地以高自由度被制造。
磁性材料(例如铁氧体磁珠)可以与铜绕组组合使用以形成扼流圈，也称为电感器。这样的电感器可以设计成在相对小的物理大小下具有高电感值。
根据示例性实施方式，可以建造具有基本上任何期望形状的电感器的部件承载件(特别是PCB)。这样的电感器可以包括线圈结构(其可以形成为若干连接的铜绕组)以及具有一个或多个预先形成的铁氧体部分和可选的铁氧体膏的磁芯。更一般地，铁氧体结构可以是能够增加嵌入的电感器的感应率的任何适当的磁性结构。沿着磁性材料中断闭合环磁路的一个或多个非磁区域，例如的气隙或部件承载件的电绝缘区域，可以在针对具体应用需要它们的任何期望位置处形成为嵌入的电感器的一部分。
因此，本发明的示例性实施方式提供了一种使用能根据所期望的应用自由地定义的多部分磁芯的嵌入工艺。利用这样的制造架构，可以提供具有一个或多个嵌入的嵌体的部件承载件，以实现电感器功能。
分析表明，对于具体应用，一个铁氧体环可能太少而不能形成具有用于某些应用的适当感应率值的电感器，例如在最高达30A或更高的高电流下操作的电感器。这样的应用的基本目标可以是构建具有小的物理尺寸和高电感值的电感器。为了使最低高度能够满足部件承载件技术的要求，可以使用感应芯材料来产生任何期望的几何形状。在这样的芯周围，可以引入铜绕组以形成电感器。这带来了下述优点：在与显著的集成方法相结合以形成小的电源电路的电感器构建期间自由度高。
根据示例性实施方式，PCB或另一部件承载件可以用于构建基本上任何期望形状的电感器。例如，可以形成分成三个嵌入的芯材料并通过基材(例如预浸料)粘在一起的E形芯。基本上，嵌入和涉及腔(其可以例如使用对周围的部件承载件材料具有差粘附性的释放层形成)的积层的每种组合可以用于这样的实施方式。
可选地，可以将非磁区域诸如气隙引入嵌入的电感器的磁芯中，以微调具有嵌入的电感器的部件承载件的磁性质。有利地，最小气隙可以是75μm。对于没有任何气隙的电感器，可以在压制周期之前印刷铁氧体膏材料。
作为绕组或线圈结构，可以有利地使用预先制造的PCB嵌体。例如，这样的线圈结构可以被实施为PCB(特别是具有仅两个层)。可替代地，芯结构可以实施为IC(集成电路)基板，从而实现较高的层数。所提到的嵌体可以用于板中板构造。
对于诸如具有极高集成比的功率转换器的应用，部件诸如晶片也可以嵌入铁氧体电感器内的嵌体中。这可以实现仅受期望的电感值限制的最小的封装件大小。
本发明的示例性实施方式的优点在于，部件承载件中的嵌入的电感器可以具有几乎任何形状，使得设计形状的自由度对于部件承载件设计者而言较高。此外，利用所描述的制造程序，高电感值是可能的。此外，可以获得高集成密度，这可以例如对于诸如电力电子转换器的应用是有利的。
图1示出了根据本发明示例性实施方式的具有嵌入的电感器108的板形层压型部件承载件100的截面图，该嵌入的电感器具有闭合磁芯114。
部件承载件100在此实施为印刷电路板(PCB)。部件承载件100包括由导电层结构104和电绝缘层结构106组成的层压型堆叠体102。例如，导电层结构104可以包括图案化铜箔和竖向贯穿连接件，例如铜填充的激光过孔。电绝缘层结构106可以包括树脂(诸如环氧树脂)，可选地在其中包括增强颗粒(例如玻璃纤维或玻璃球体)。例如，电绝缘层结构106可以由预浸料或FR4制成。层结构104、106可以通过层压连接，即施加压力和/或加热。
电感器108嵌入堆叠体102中。为此目的，可以在堆叠体102中形成一个或多个腔，并且可以将电感器108的相应构成部分插入这样的腔中。例如，这样的腔可以通过机械加工堆叠体102形成，例如通过机械加工或激光加工进行铣削或钻孔而形成。还可以通过在堆叠体102的内部层压释放层来形成这样的腔。这样的释放层可以由对周围部件承载件材料具有差粘附性质的材料(例如蜡质材料或聚四氟乙烯)制成。随后，可以在释放层上方切割堆叠体102的一块材料，例如通过使用激光或机械钻孔工具进行圆周切割。然后，由于释放层与堆叠体102的相邻材料之间的差粘附性，可以简单地将该块从堆叠体102中取出，使得获得腔。
从图1可以看出，嵌入的电感器108特别地包括两个构成部分，即线圈结构110和磁芯114。导电线圈结构110围绕中心线圈开口112缠绕有一个或多个绕组。磁芯114的一部分填充线圈开口112，而磁芯114的另一部分横向和竖向地围绕线圈结构110。
在所示实施方式中，线圈结构110包括由介电基质118围绕的互连导电元件116。
介电基质118可以将导电元件116彼此电隔离，并且因此可以有助于形成线圈结构110的一个或多个绕组。介电基质118可以例如由树脂(诸如环氧树脂)制成，并且可可选地包括增强颗粒(诸如玻璃纤维或玻璃球体)。在一个实施方式中，介电基质118可以形成堆叠体102的电绝缘层结构106的一部分。
导电元件116可以由铜制成，以便与部件承载件(特别是PCB)制造技术适当地兼容。更具体地，导电元件116包括在水平平面内延伸的平面元件120。平面元件120可以通过图案化铜层来形成。从图1可以看出，平面元件120在平行平面中延伸(其中这些平面中的每个对应于线圈结构110的分配绕组)，这些平行平面也平行于堆叠体102的堆叠电绝缘层结构106的平面。平面元件120可以彼此连接，以便形成线圈结构110的一个或多个绕组。在一个实施方式中，平面元件120甚至可以形成层型导电层结构104的一部分，即被实施为堆叠体102的对应制造部分。导电元件116附加地包括竖向元件122，例如铜填充的激光过孔。每个竖向元件122可以机械地和电地连接相邻层的平面元件120。因此，平面元件120可以特别地垂直于平面元件120的平面延伸。竖向元件122可以电连接和机械连接在不同(特别是平行)的平面中的相邻绕组，从而完成线圈结构110的形成。在一个实施方式中，竖向元件122甚至可以形成被实施为竖向贯穿连接件的导电层结构104的一部分，即可以实施为堆叠体102的对应制造部分。
在所描述的实施方式中，平面元件120和竖向元件122形成堆叠体102的一部分，线圈结构110形成部件承载件材料的一部分。在这样的实施方式中，可以在堆叠体102的区域中制造线圈结构110，这对于部件承载件100的布线功能是不需要的。然而，在另一实施方式中，具有它们的平面元件120和它们的竖向元件122的线圈结构110可以实施为嵌体，即实施为待嵌入堆叠体102中的预制造部件。例如，线圈结构110也可以是以板中板构造嵌入堆叠体102中的小型部件承载件(例如PCB或IC基板)。
尽管在图1的截面图中未示出，但是线圈结构110可以具有环形状，该环形状在外部通过由导电元件116形成的一个或多个绕组限定，并且具有作为线圈开口112的内部通孔。这样的环可以具有圆形环形状或矩形环形状。
嵌入的电感器108的磁芯114包括具有足够高的磁导率(例如为至少10)的软磁(特别是亚铁磁或铁磁)材料，以获得电感器108的高的感应率值。优选地，磁芯114包括铁氧体材料。该铁氧体材料可以包括固态的第一铁氧体构成部分(参见下面描述的附图标记124、126)和膏状态的第二铁氧体构成部分(参见下面描述的附图标记128)。从图1中可以看出，磁芯114可以包括多个单独的磁体，这些磁体可以彼此连接以形成有期望形状、尺寸和位置的磁芯114。在所示实施方式中，形成磁芯114的磁体包括：在两个平行平面中的两个磁片124；全部布置在位于磁片124的两个平面之间的第三平面中的三个磁柱126；以及使所述三个平面中的磁体中的相邻磁体之间的间隙封闭的六个磁膏128部段。由于所示的磁体的构造，特别是由于桥接磁片124和磁柱126的磁膏128，各种磁体彼此磁性连接，从而在之间形成没有非磁性间隙(诸如气隙)的闭合磁环路径。通过采取这样的措施，可以确保磁场基本上完全保持在磁芯114的内部，具有低磁损耗。
更具体地，图1的磁芯114包括在中心平面中延伸通过线圈开口112的中心磁柱126。在底部层中，底部磁片124在横向上延伸超过磁柱126并且还在横向上延伸超过线圈结构110。此外，图1的磁芯114包括顶部磁片124，该顶部磁片在位于中心磁柱126上方的平面中延伸并在横向上延伸超过磁柱126并在横向上延伸超过线圈结构110。在竖向方向上，中心磁柱126布置在底部磁片124和顶部磁片124之间。除此之外，磁芯114包括两个另外的横向磁柱126，该两个另外的横向磁柱平行于中心磁柱126延伸并在横向上封闭中心磁柱。所有三个磁柱126共面布置，即在共同的平面中。线圈结构110沿横向或水平方向布置在中心磁柱126和两个横向磁柱126之间。
制造磁芯114的关注点在于，在形成堆叠体102的层压过程中，磁片124可以与堆叠体102的其他层结构104、106连接。换言之，在制造方面磁片124可以被处理为除了堆叠体102的层结构104、106之外的另外的层结构。
与此对照，磁芯114的磁柱126可以通过激光切割从较大的磁体(诸如磁片124)切出。作为这样的激光切割的结果，可以很好地限定磁柱126的表面性质，并且可以在不显著增加损耗因数并且不显著降低磁导率(如传统研磨程序可能发生那样的情况)、基本上没有表面轮廓以及具有低表面粗糙度的情况下切割该磁柱。因此可以精确地调整嵌入的电感器108的磁性质。作为这样的激光切割程序的结果，磁柱126的切割表面可具有优选小于500nm的粗糙度Ra。在制造部件承载件100期间，磁柱126可以被视为嵌入的部件或嵌体，即可以嵌入在堆叠体102中形成的腔中。
磁膏128(特别是包括可印刷铁氧体粉末的铁氧体膏，可选地在溶剂等中)的关注点在于，后者可以通过将磁膏128印刷在磁柱126和/或在磁片124的期望表面部分上来施加。一方面为磁膏128与另一方面为磁柱126或磁片124之间的互连然后可以在上述层压过程中实现。
非常有利地，线圈结构110和/或磁芯114可以被构造为嵌入在堆叠体102中的一个或多个嵌体。这样的嵌体可以是预先制造的并且可以根据部件嵌入制造过程而被插入到堆叠体中。通过预制造这样的一个或多个嵌体，相应嵌体的性质可以选择性地且特别地适应于磁芯114和/或线圈结构110的功能要求。在一个实施方式中，所描述的磁芯114的构成部分中的至少部分可以被设置为嵌体，特别是一个或多个磁柱126。在图1的实施方式中，三个嵌体以三个磁柱126的形式设置。也可以是线圈结构110同样被预制造成环结构，并在制造过程中插入堆叠体102的对应腔中。在这样的实施方式中，线圈结构110可以例如是以板中板构造嵌入堆叠体102中的小型PCB或IC基板。
然而，可替代地，也可以是线圈结构110的至少一部分或磁芯114的至少一部分形成堆叠体102的一部分。例如，磁片124可以在层压程序中被处理为层或层结构，在层压程序期间层结构104、106通过层压连接。附加地或可替代地，线圈结构110可以形成堆叠体102的一部分。在这样的实施方式中，导电元件116可以被构造为导电层结构104的一部分，并且介电基质118可以被构造为电绝缘层结构106的一部分。
具有闭合磁芯114的图1的构造可以用作用于制造高频线圈或变压器的基础。特别地，还可以使用图1的部件承载件100作为用于制造功率转换器(诸如DC/DC转换器或DC/AC转换器)的基础。
图2示出了根据本发明另一示例性实施方式的具有嵌入的电感器108的部件承载件100的截面图，该嵌入的电感器具有开放式磁芯114。描述性地说，该部件承载件100也可以表示为具有开放式E芯的实施方式。
图2的实施方式与图1的实施方式的不同之处在于图2中省略了顶部磁片124。对应地，图2中也省略了磁膏128的三个上部结构。例如，可以将磁性盖(未示出)附接到图2中所示的部件承载件100的顶部，以便保持磁芯114的上侧是开放式的。
图2的实施方式的构建特别简单。
图3示出了根据本发明示例性实施方式的电器件150的截面图。电器件150包括(例如PCB型)支撑体152和安装在其上的部件承载件100。部件承载件100设置有嵌入的电感器108并且被构造为无线充电器件。例如，电子设备(未示出)诸如移动电话可以放置在部件承载件100的顶部上，使得电子设备和电感器108之间的电感耦合可以基于电感器108提供的磁能实现电子设备的无线充电。因此，电器件150被构造为用于对电子设备进行无线充电的无线充电器。支撑体152的焊盘190可通过焊接——参见焊料结构194——而电连接和机械连接到部件承载件100的焊盘192。
图3的实施方式具有嵌入的电感器108的特别简单的构造。与图2的实施方式相比，根据图3省略了包括磁膏128的分配结构的横向磁柱126。根据图3，磁路在部件承载件100的顶部开路。描述性地说，磁场线因此也在部件承载件100上方竖向地延伸到待充电的电子设备中，并且返回到底部上的磁片124中。
图4示出了根据本发明另一示例性实施方式的具有嵌入的单个电感器108的部件承载件100的截面图，该单个电感器具有非磁性间隙130。非磁性间隙130沿竖向延伸方向延伸d，其优选为75μm或更大。例如，非磁性间隙130可以实施为气隙或填充有非磁性材料诸如预浸料的间隙。鉴于非磁性间隙130，由该非磁性间隙130间隔开的磁体(在所示实施方式中为中心磁柱126和顶部磁片124)仅彼此弱磁性耦合以形成具有非磁性间隙130的开路磁路。
图4的实施方式的磁芯114具有狗骨形状并且由两个外部磁片124、竖向地夹在其间的中心磁柱126以及将底部磁片124和中心磁柱126磁性连接的磁膏128组成。
下面参考图4中的细节部180，其示意性地示出了磁柱126的侧壁182的表面轮廓。如在参考图1的描述中已经讨论的，作为为了从磁片124或任何其它铁氧体原体形成磁柱126而执行的激光切割程序的结果，磁柱126的切割表面具有相对低的优选小于2μm，更优选不大于500nm的粗糙度Ra。
图4的构造的优点在于，其可以以低成本和紧凑设计制造。利用在竖向方向上下述两方面的不对称布置可以根据某种应用的要求来影响电感器的空间行为并还影响感应率值的特性：上述两方面中的一方面为闭合底部侧上的磁路的磁膏128，并且上述两方面中的另一方面为保持顶部侧的磁路开路的非磁性间隙130。
图5示出了根据本发明另一示例性实施方式的具有三个耦合电感器108、108’、108”的部件承载件100的截面图。三个耦合电感器108、108’、108”并排横向布置，并且以这样的方式，电感器108、108’、108”的磁场通过其横向相邻的线圈结构110耦合。例如，以图5所示的方式耦合的三个电感器108、108’、108”可以用于DC-DC转换器、DC-AC转换器或电动机驱动器。
因此，图5的部件承载件100包括嵌入在堆叠体102的竖向中心区域中的三个电感器108、108’、108”。如上面针对电感器108所述，同样另外的电感器108’、108”中的每个包括缠绕在相应的另外的线圈开口112’、112”上的相应另外的导电线圈结构110’、110”(其可以被实施为单独的嵌体或作为层堆叠体102的一部分)。此外，对于每个另外的电感器108’、108”，预见另外的磁芯114’、114”。磁芯114、114’、114”中的每个包括相应的磁柱126(其可以例如构造为嵌体)和对于部件承载件100的所有三个电感器108、108’、108”共同设置的底部磁片124和顶部磁片124中的每个的相应部分。因此，电感器108、108’、108”的磁芯114、114’、114”的公共磁片124对于所有磁芯114、114’、114”共同形成为一体层结构。相应磁芯114、114’、114”的每个磁柱126填充相应分配的线圈开口112、112’、112”。
然而，通过在一方面为相应的一个磁柱126和另一方面为磁片124中之一的相应部分之间单独地构造上磁性耦合和/或下磁性耦合，可以再次将部件承载件100的具体磁性质调节为磁闭合或磁开路。通过提供具有非磁性间隙130的这样的接口(参见电感器108’的顶部接口和电感器108”的底部接口)，可以实现磁性开路构造。通过提供具有铁氧体膏128或另一适当的磁连接结构的这样的接口(参见电感器108的顶部和底部接口，电感器108’的底部接口和电感器108”的顶部接口)，可以实现磁闭合构造。
图6示出了根据本发明另一示例性实施方式的具有嵌入的电感器108和两个有源部件132的部件承载件100的截面图。
如图6所示，部件承载件100包括两个有源部件132，两个有源部件可以构造为嵌入在部件承载件100中的半导体晶片。更确切地说，两个有源部件132嵌入在电感器108的线圈结构110的绕组之间。附加地或可替代地，还可以嵌入至少一个无源部件和/或嵌入至少一个(特别是有源或无源)部件到部件承载件100的另一区域中，例如，到堆叠体102或磁芯114中。
图7示出了根据本发明另一示例性实施方式的具有两个电感器108、108’的部件承载件100的截面图，该两个电感器耦合用于形成变压器。与图6相比，根据图7仅预见到两个磁性耦合电感器108、108’。通过四个所示的磁膏128结构实现完全闭合磁路，以保持整体磁损耗非常小。
图8示出了根据本发明另一示例性实施方式的具有单个嵌入的电感器108的部件承载件100的平面图。图8的实施方式类似于图3的部件承载件100。
图9示出了根据本发明另一示例性实施方式的具有三个耦合电感器108、108’、108”的部件承载件100的平面图。精确的几何形状可以根据具体应用进行调整。
在下文中，公开了本发明的另外的方面：
方面1.部件承载件(100)，其中，所述部件承载件(100)包括：
堆叠体(102)，所述堆叠体包括至少一个导电层结构(104)和/或至少一个电绝缘层结构(106)；
电感器(108)，所述电感器至少部分地布置在堆叠体(102)中并且包括导电线圈结构(110)和磁芯(114)，所述导电线圈结构缠绕在线圈开口(112)周围，其中，所述磁芯(114)的至少一部分至少部分地填充所述线圈开口(112)；
其中，所述线圈结构(110)和所述磁芯(114)中的至少一个的至少一部分被构造为嵌入所述堆叠体(102)中的嵌体。
方面2.根据方面1所述的部件承载件(100)，其中，所述线圈结构(110)和所述磁芯(114)中的至少一个的至少一部分形成所述堆叠体(102)的部分。
方面3.根据方面1或2所述的部件承载件(100)，其中，所述线圈结构(110)包括在介电基质(118)中和/或上的互连导电元件(116)。
方面4.根据方面3所述的部件承载件(100)，其中，所述导电元件(116)包括在平行于所述堆叠体(102)的所述至少一个电绝缘层结构(106)的一个或多个平面的平面中的平面元件(120)，并且包括连接所述平面元件(120)并垂直于所述平面元件(120)的平面延伸的一个或多个竖向元件(122)。
方面5.根据方面1至4中任一方面所述的部件承载件(100)，其中，所述线圈结构(110)具有环形状，特别是圆形环形状和矩形环形状中的一种。
方面6.根据方面1至5中任一方面所述的部件承载件(100)，其中，所述磁芯(114)包括磁导率为至少10，特别是为至少100的材料。
方面7.根据方面1至6中任一方面所述的部件承载件(100)，其中，所述磁芯(114)包括铁氧体材料。
方面8.根据方面1至7中任一方面所述的部件承载件(100)，其中，所述磁芯(114)包括多个单独的磁体。
方面9.根据方面8所述的部件承载件(100)，其中，所述磁体包括由至少一个磁片(124)、至少一个磁柱(126)和至少一个磁膏(128)结构组成的组中的至少一种。
方面10.根据方面8或9所述的部件承载件(100)，其中，所述磁体彼此连接以形成闭合磁路。
方面11.根据方面8或9所述的部件承载件(100)，其中，所述磁体彼此连接以在至少一个非磁性间隙(130)将所述磁体间中的至少两个磁体间隔开的情况下形成开路磁路。
方面12.根据方面11所述的部件承载件(100)，其中，所述至少一个非磁性间隙(130)包括由气隙和用电绝缘材料特别是树脂填充的间隙组成的组中的至少一种。
方面13.根据方面11或12所述的部件承载件(100)，其中，所述至少一个非磁性间隙(130)将所述磁体中的相邻磁体间隔开至少75μm，特别是至少150μm。
方面14.根据方面1至13中任一方面所述的部件承载件(100)，其中，所述磁芯(114)的至少一部分的表面具有小于4μm、特别是小于2μm、更特别是不超过500nm的粗糙度Ra。
方面15.根据方面1至14中任一方面所述的部件承载件(100)，所述部件承载件被构造为功率转换器，特别是DC/DC转换器和DC/AC转换器中的一个。
方面16.根据方面1至15中任一方面所述的部件承载件(100)，所述部件承载件被构造为用于对电子设备进行无线充电的无线充电器。
方面17.根据方面1至16中任一方面所述的部件承载件(100)，包括至少部分地布置在所述堆叠体(102)中的至少一个另外的电感器(108’、108”)，并且包括另外的导电线圈结构(110’、110”)以及另外的磁芯(114’、114”)，所述另外的导电线圈结构缠绕在另外的线圈开口(112’、112”)周围，其中，所述另外的磁芯(114’、114”)的至少一部分至少部分地填充所述另外的线圈开口(112’、112”)。
方面18.根据方面17所述的部件承载件(100)，其中，所述另外的线圈结构(110’、110”)和所述另外的磁芯(114’、114”)中的至少一个的至少一部分被构造为嵌入所述堆叠体(102)中的嵌体。
方面19.根据方面17或18所述的部件承载件(100)，其中，所述电感器(108)和所述至少一个另外的电感器(108’、108”)磁性耦合。
方面20.根据方面17至19中任一方面所述的部件承载件(100)，其中，所述电感器(108)和至少一个另外的电感器(108’、108”)被构造为变压器。
方面21.根据方面17至20中任一方面所述的部件承载件(100)，其中，所述电感器(108)和所述至少一个另外的电感器(108’、108”)的所述磁芯(114、114’、114”)的至少一部分形成为一体结构，特别是被构造为共同的磁片(124)。
方面22.根据方面1至21中任一方面所述的部件承载件(100)，其中，所述磁芯(114)包括延伸通过所述线圈开口(112)的磁柱(126)，并且包括在横向上延伸超过所述磁柱(126)并且至少部分地在所述线圈结构(110)上延伸的磁片(124)。
方面23.根据方面22所述的部件承载件(100)，其中，所述磁芯(114)包括在横向上延伸超过所述磁柱(126)并且至少部分地在所述线圈结构(110)上延伸的另外的磁片(124)，其中，所述磁柱(126)竖向布置在所述磁片(124)和所述另外的磁片(124)之间。
方面24.根据方面22或23所述的部件承载件(100)，其中，所述磁芯(114)包括平行于所述磁柱(126)延伸的至少一个另外的磁柱(126)，其中，所述线圈结构(110)布置在所述磁柱(126)和所述至少一个另外的磁柱(126)之间。
方面25.根据方面1至24中任一方面所述的部件承载件(100)，包括嵌入在所述部件承载件(100)中的至少一个部件(132)。
方面26.根据方面25的部件承载件(100)，其中，所述至少一个部件(132)嵌入由所述堆叠体(102)、所述线圈结构(110)和所述磁芯(114)组成的组中的至少一个中。
方面27.根据方面25或26所述的部件承载件(100)，其中，所述至少一个部件(132)选自由以下组成的组：电子部件、非导电和/或导电嵌体、传热单元、光导元件、能量收集单元、有源电子部件、无源电子部件、电子芯片、存储装置、滤波器、集成电路、信号处理部件、功率管理部件、光电接口部件、电压转换器、密码部件、发射器和/或接收器、机电换能器、致动器、微机电系统、微处理器、电容器、电阻器、电感、蓄能器、开关、摄像机、天线、磁性元件、另外的部件承载件(100)和逻辑芯片。
方面28.根据方面1至27中任一方面所述的部件承载件(100)，包括以下特征中的至少一个：
其中，所述至少一个导电层结构(104)包括由下述组成的组中的至少一种：铜、铝、镍、银、金、钯和钨，所提及材料中的任何一种可选地涂覆有超导材料，诸如石墨烯；
其中，所述至少一个电绝缘层结构(106)包括由下述组成的组中的至少一种：树脂，特别是增强或非增强树脂，例如环氧树脂或双马来酰亚胺-三嗪树脂、FR-4、FR-5；氰酸酯；聚亚苯基衍生物；玻璃；预浸材料；聚酰亚胺；聚酰胺；液晶聚合物；环氧基积层膜；聚四氟乙烯；陶瓷和金属氧化物；
其中，所述部件承载件(100)被成形为板；
其中，所述部件承载件(100)被构造为由印刷电路板和基板组成的组中的一个；
其中，所述部件承载件(100)被构造为层压型部件承载件(100)。
方面29.一种电器件(150)，其中，所述电器件(150)包括：
支撑体(152)，特别是印刷电路板；
安装在所述支撑体(152)上和/或中的根据方面1至28中任一方面所述的部件承载件(100)。
方面30.一种制造部件承载件(100)的方法，其中，所述方法包括：
提供包括至少一个导电层结构(104)和/或至少一个电绝缘层结构(106)的堆叠体(102)；
将电感器(108)至少部分地布置在所述堆叠体(102)中；
将所述电感器(108)形成为具有导电线圈结构(110)和磁芯(114)，所述导电线圈结构缠绕在线圈开口(112)周围，其中，所述磁芯(114)的至少一部分至少部分地填充所述线圈开口(112)；
将所述线圈结构(110)和所述磁芯(114)中的至少一个的至少一部分嵌入所述堆叠体(102)中作为嵌体。
方面31.根据方面30所述的方法，其中，所述方法包括通过激光切割磁体来形成所述磁芯(114)的至少一部分。
应当注意，术语“包括”不排除其他元件或步骤，并且“一”或“一个”不排除多个。同样，结合不同实施方式描述的元件可以组合。
还应注意的是，权利要求中的附图标记不应理解为限制权利要求的范围。
本发明的实现不限于附图中所示的和上述的优选实施方式。相反，即使是在基础不同的实施方式的情况下，也可以有使用所示的方案并根据本发明的原理进行的多种变型。

Claims (48)

1.一种部件承载件，其中，所述部件承载件包括：
堆叠体，所述堆叠体包括至少一个导电层结构和至少一个电绝缘层结构；
电感器，所述电感器至少部分地布置在所述堆叠体中并包括导电线圈结构和磁芯，所述导电线圈结构缠绕于线圈开口周围，其中，所述磁芯的至少一部分至少部分地填充所述线圈开口；
其中，所述线圈结构和所述磁芯中的至少一个的至少一部分被构造为嵌入所述堆叠体中的嵌体；
其中，所述磁芯包括多个单独的磁体；
其中，所述磁体彼此连接，以在至少一个非磁性间隙将所述磁体中的至少两个磁体间隔开至少75μm的情况下形成开路磁路；
其中，所述至少一个非磁性间隙包括：气隙；或者用电绝缘树脂材料填充的间隙；以及
其中，所述磁芯包括两个磁片以及在竖向方向上夹置在所述两个磁片之间的中心磁柱，其中，所述中心磁柱延伸通过所述线圈开口，并且所述两个磁片在横向上延伸超过所述中心磁柱并且至少部分地在所述线圈结构上方延伸，其中，通过所述中心磁柱的一端与所述磁片中的一个磁片之间的磁膏以及在所述中心磁柱的另一端与所述磁片中的另一磁片之间的非磁性间隙来形成非对称布置。
2.根据权利要求1所述的部件承载件，其中，所述部件承载件包括下述特征中的至少一个：
其中，所述线圈结构和所述磁芯中的至少一个的至少一部分形成所述堆叠体的部分；
其中，所述线圈结构包括在介电基质中和/或上的互连的导电元件，
其中，所述线圈结构具有环形状；
其中，所述磁芯包括磁导率为至少10的材料；
其中，所述磁芯包括铁氧体材料。
3.根据权利要求2所述的部件承载件，其中，所述导电元件包括在与所述堆叠体的所述至少一个电绝缘层结构的一个或多个平面平行的平面内的平面元件，并且所述导电元件包括连接所述平面元件并垂直于所述平面元件的平面延伸的一个或多个竖向元件。
4.根据权利要求1所述的部件承载件，其中，所述线圈结构具有圆形环形状和矩形环形状中之一。
5.根据权利要求1所述的部件承载件，其中，所述磁芯包括磁导率为至少100的材料。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的部件承载件，其中，所述磁体包括下述中的至少一者：至少一个磁片、至少一个磁柱以及至少一个磁膏结构。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的部件承载件，其中，所述磁体彼此连接，以形成闭合磁路。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的部件承载件，其中，所述部件承载件包括下述特征中的至少一个：
其中，所述至少一个非磁性间隙将所述磁体中的相邻磁体间隔开至少150μm。
9.根据权利要求1所述的部件承载件，其中，所述磁芯的至少一部分的表面具有的粗糙度Ra小于4μm。
10.根据权利要求1所述的部件承载件，其中，所述磁芯的至少一部分的表面具有的粗糙度Ra小于2μm。
11.根据权利要求1所述的部件承载件，其中，所述磁芯的至少一部分的表面具有的粗糙度Ra不超过500nm。
12.根据权利要求1所述的部件承载件，其中，所述部件承载件被构造为功率转换器。
13.根据权利要求1所述的部件承载件，其中，所述部件承载件被构造为DC/DC转换器和DC/AC转换器中的一种。
14.根据权利要求1所述的部件承载件，其中，所述部件承载件被构造为用于对电子设备进行无线充电的无线充电器。
15.根据权利要求1所述的部件承载件，其中，所述部件承载件包括至少一个另外的电感器，所述至少一个另外的电感器至少部分地布置在所述堆叠体中并包括另外的导电线圈结构以及另外的磁芯，所述另外的导电线圈结构缠绕于另外的线圈开口周围，其中，所述另外的磁芯的至少一部分至少部分地填充所述另外的线圈开口。
16.根据权利要求15所述的部件承载件，其中，所述部件承载件包括下述特征中的至少一个：
其中，所述另外的线圈结构和所述另外的磁芯中的至少一个的至少一部分被构造为嵌入所述堆叠体中的嵌体；
其中，所述电感器和所述至少一个另外的电感器磁性耦合；
其中，所述电感器和所述至少一个另外的电感器被构造为变压器；
其中，所述电感器和所述至少一个另外的电感器的所述磁芯的至少一部分形成为一体结构。
17.根据权利要求15所述的部件承载件，其中，所述电感器和所述至少一个另外的电感器的所述磁芯的至少一部分被构造为共同的磁片。
18.根据权利要求1所述的部件承载件，其中，所述部件承载件包括嵌入所述部件承载件中的至少一个部件。
19.根据权利要求18所述的部件承载件，其中，所述部件承载件包括下述特征中的至少一个：
其中，所述至少一个部件包括选自有源部件和无源部件中的至少一种；
其中，所述至少一个部件直接位于所述线圈结构旁边；
其中，所述至少一个部件嵌入所述电感器的所述线圈结构的绕组之间；
其中，所述至少一个部件嵌入所述堆叠体、所述线圈结构和所述磁芯中的至少一者中；
其中，所述至少一个部件为电子部件。
20.根据权利要求18所述的部件承载件，其中，所述至少一个部件与所述线圈结构直接物理接触。
21.根据权利要求18所述的部件承载件，其中，所述至少一个部件选自非导电嵌体和导电嵌体中的至少一者。
22.根据权利要求18所述的部件承载件，其中，所述至少一个部件选自下述中的至少一者：传热单元、光导元件和能量收集单元。
23.根据权利要求18所述的部件承载件，其中，所述至少一个部件选自下述中的至少一者：有源电子部件和无源电子部件。
24.根据权利要求18所述的部件承载件，其中，所述至少一个部件为电子芯片。
25.根据权利要求18所述的部件承载件，其中，所述至少一个部件选自下述中的至少一者：存储装置和滤波器。
26.根据权利要求18所述的部件承载件，其中，所述至少一个部件为集成电路。
27.根据权利要求18所述的部件承载件，其中，所述至少一个部件选自下述中的至少一者：信号处理部件、功率管理部件和密码部件。
28.根据权利要求18所述的部件承载件，其中，所述至少一个部件选自下述中的至少一者：光电接口元件、电压转换器和致动器。
29.根据权利要求18所述的部件承载件，其中，所述至少一个部件选自发射器和接收器中的至少一者。
30.根据权利要求18所述的部件承载件，其中，所述至少一个部件选自下述中的至少一者：机电换能器、蓄能器和磁性元件。
31.根据权利要求18所述的部件承载件，其中，所述至少一个部件为微机电系统。
32.根据权利要求18所述的部件承载件，其中，所述至少一个部件为微处理器。
33.根据权利要求18所述的部件承载件，其中，所述至少一个部件选自下述中的至少一者：电容器、电阻器、电感、开关、摄像机和天线。
34.根据权利要求18所述的部件承载件，其中，所述至少一个部件为另外的部件承载件。
35.根据权利要求18所述的部件承载件，其中，所述至少一个部件为逻辑芯片。
36.根据权利要求18所述的部件承载件，其中，所述至少一个部件包括选自电阻器和晶体管中的至少一种。
37.根据权利要求1所述的部件承载件，其中，所述部件承载件包括下述特征中的至少一个：
其中，所述至少一个导电层结构包括选自下述中的至少一种：铜、铝、镍、银、金、钯和钨；
其中，所述至少一个电绝缘层结构包括选自下述中的至少一种：树脂；玻璃；预浸材料；陶瓷以及金属氧化物；
其中，所述部件承载件被成形为板；以及
其中，所述部件承载件被构造为层压型部件承载件。
38.根据权利要求37所述的部件承载件，其中，所提及的铜、铝、镍、银、金、钯和钨中的任何一种均涂覆有超导材料。
39.根据权利要求38所述的部件承载件，其中，所述超导材料为石墨烯。
40.根据权利要求37所述的部件承载件，其中，所述树脂为增强或非增强树脂。
41.根据权利要求37所述的部件承载件，其中，所述树脂为环氧树脂、双马来酰亚胺-三嗪树脂、FR-4或FR-5。
42.根据权利要求1所述的部件承载件，其中，所述至少一个电绝缘层结构包括下述中的至少一种：氰酸酯；聚酰亚胺；聚酰胺；液晶聚合物；
环氧基积层膜；和聚四氟乙烯。
43.根据权利要求1所述的部件承载件，其中，所述部件承载件被构造为印刷电路板。
44.根据权利要求1所述的部件承载件，其中，所述部件承载件被构造为基板。
45.一种电器件，其中，所述电器件包括：
支撑体；
安装在所述支撑体上和/或中的根据权利要求1所述的部件承载件。
46.根据权利要求45所述的电器件，其中，所述支撑体为印刷电路板。
47.一种制造部件承载件的方法，其中，所述方法包括：
提供包括至少一个导电层结构和至少一个电绝缘层结构的堆叠体；
将电感器至少部分地布置在所述堆叠体中；
将所述电感器形成为具有导电线圈结构和磁芯，所述导电线圈结构缠绕于线圈开口周围，所述磁芯包括多个单独的磁体，其中，所述磁芯的至少一部分至少部分地填充所述线圈开口；
将所述线圈结构和所述磁芯中的至少一个的至少一部分作为嵌体嵌入所述堆叠体中；
其中，所述磁体彼此连接，以在至少一个非磁性间隙将所述磁体中的至少两个磁体间隔开至少75μm的情况下形成开路磁路；
其中，所述至少一个非磁性间隙包括：气隙；或者用电绝缘树脂材料填充的间隙；以及
其中，所述磁芯包括两个磁片以及在竖向方向上夹置在所述两个磁片之间的中心磁柱，其中，所述中心磁柱延伸通过所述线圈开口，并且所述两个磁片在横向上延伸超过所述中心磁柱并且至少部分地在所述线圈结构上方延伸，其中，通过所述中心磁柱的一端与所述磁片中的一个磁片之间的磁膏以及在所述中心磁柱的另一端与所述磁片中的另一磁片之间的非磁性间隙来形成非对称布置。
48.根据权利要求47所述的方法，其中，所述方法包括通过对磁体进行激光切割来形成所述磁芯的至少一部分。
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