CN113053642A - 一种滤波器及其制造方法、电磁元件 - Google Patents

一种滤波器及其制造方法、电磁元件 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种滤波器及其制造方法、电磁元件。滤波器包括：基板、磁芯、传输线层以及导电件；基板包括中心部和外围部，中心部上开设有贯穿基板的多个内部导通孔，外围部上开设有贯穿基板的多个外部导通孔，中心部和外围部之间形成有环形容置槽以收容磁芯；传输线层设置在基板的相对两侧，包括沿环形容置槽的周向间隔排布的多个导线图案，每一导线图案均跨接于对应的一个内部导通孔和一个外部导通孔之间；多个导电件设置在内部导通孔和外部导通孔内，用于顺次连接两个传输线层上的导线图案，进而形成绕磁芯传输电流的线圈回路；相邻的两个导线图案之间设置有屏蔽图案。通过设置屏蔽图案，可以提高导线图案传输信号的稳定性。

Description

一种滤波器及其制造方法、电磁元件
技术领域
本申请涉及电磁元件制造技术领域，特别涉及一种滤波器及其制造方法、电磁元件。
背景技术
现有的埋磁式电磁器件，通常通过将磁芯埋设到一基板内，然后在基板两侧设置导电金属层，通过打孔将所述两侧的导电金属层电连接起来，从而形成环绕磁芯设置的线匝。
然而，现有的埋磁式电磁器件由于体积较小，在工作的过程中线匝中相邻的线圈之间容易对彼此产生电磁干扰，导致埋磁式电磁器件传输的信号不稳定。
发明内容
本申请提供一种滤波器及其制造方法、电磁元件，以解决现有技术中的埋磁式电磁器件由于体积较小，在工作的过程中相邻的线圈之间容易对彼此产生电磁干扰，导致埋磁式电磁器件传输的信号不稳定的问题。
为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种滤波器，其中，所述滤波器包括：
基板，包括：
中心部，其上开设有贯穿所述基板的多个内部导通孔；和
外围部，其上开设有贯穿所述基板的多个外部导通孔；所述中心部和所述外围部之间形成有环形容置槽；
磁芯，收容在所述环形容置槽内；
传输线层，所述基板相对的两侧各设置有一所述传输线层，每一所述传输线层均包括沿所述环形容置槽的周向间隔排布的多个第一导线图案，每一所述第一导线图案均跨接于对应的一个所述内部导通孔和一个所述外部导通孔之间；和
多个导电件，设置在所述内部导通孔和所述外部导通孔内，用于顺次连接所述两个传输线层上的所述第一导线图案，进而形成能够绕所述磁芯传输电流的线圈回路；
其中，沿所述环形容置槽的环周方向上还设置有第二导线图案，所述第二导线图案沿所述环形容置槽的周向间隔排布，且每一所述第二导线图案均设置在相邻的两个所述第一导线图案之间。
其中，在从所述传输线层到所述基板的方向上，所述第二导线图案的厚度与所述第一导线图案的厚度相同。
其中，所述传输线层包括多个所述第二导线图案，每一所述第二导线图案均设置在相邻的两个所述第一导线图案之间；
相邻的两个所述第二导线图案之间设置有至少两个所述第一导线图案。
其中，每一所述第二导线图案与其两侧的所述第一导线图案之间的间距相等。
其中，多个所述第二导线图案均向靠近所述中心部的方向延伸且电连接。
其中，所述第二导线图案均接地。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种电磁器件，其中，所述电磁器件包括变压器和如前文所述的滤波器，其中所述滤波器的所述传输线层与所述变压器电连接。
其中，所述第二导线图案与所述变压器的中心抽头电连接。
其中，所述变压器包括输入线和耦合线，所述滤波器的所述传输线层与所述耦合线电连接。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种滤波器的制造方法，其中，包括：
提供基板并在所述基板上开设环形容置槽以将所述基板分成中心部和外围部；
将与所述环形容置槽的形状相匹配的磁芯埋入所述环形容置槽内；
在所述基板的两侧分别压设一个导电片；
在对应所述中心部处开设贯穿所述基板和两个所述导电片的内部导通孔，并在对应所述外围部处开设贯穿所述基板和两个所述导电片的外部导通孔；
对每一所述导电片进行蚀刻处理，以在每一所述导电片上形成多个所述第一导线图案和多个所述第二导线图案，每一所述第二导线图案均设置在相邻的两个所述第一导线图案之间，每一所述第一导线图案跨接于对应的一个所述内部导通孔和一个所述外部导通孔之间，多个所述第一导线图案均沿所述环形容置槽的周向间隔排布；所有的所述内部导通孔内的所述导电件和所述外部导通孔内的所述导电件顺次连接位于两个所述传输线层上对应的所述第一导线图案，从而形成能够绕所述磁芯传输电流的线圈回路。
本申请通过在埋磁式的滤波器的传输线层上设置第二导线图案，可以对传输线层上设置的第一导线图案起到电磁屏蔽作用，进而使得第一导线图案传输的信号更加稳定。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：
图1是本申请提供的一种滤波器一实施例的结构示意图；
图2是图1所示滤波器中的基板及磁芯配合的结构示意图；
图3是图1所示滤波器在A-A’截面的剖视图的结构示意图；
图4是图1所示滤波器的第二导线图案的设置方式一实施例的结构示意图；
图5是图1所示滤波器的第二导线图案的设置方式另一实施例的结构示意图；
图6是图1所示滤波器的第二导线图案的设置方式另一实施例的结构示意图；
图7是本申请提供的一种滤波器制造方法一实施例的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本申请保护的范围。
需要说明，若本申请实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
请参阅图1-图3，图1是本申请提供的一种滤波器一实施例的结构示意图，图2是图1所示滤波器中的基板及磁芯配合的结构示意图；图3是图1所示滤波器在A-A’截面的剖视图的结构示意图。
滤波器110大体上可包括：基板10、嵌入基板10内的磁芯16、多个导电连接件17和设置在基板10相对两侧的传输线层(分为第一传输线层20和第二传输线层30)。
其中，基板可以由树脂材料制成。用增强材料浸以树脂胶黏剂，通过烘干、裁剪、叠合等工艺制成。
基板10可包括中心部12和环绕中心部12设置的外围部14。基板10的中心部12和外围部14之间形成一环形容置槽18，用于收容该磁芯16。
在本实施例中，中心部12与外围部14可为一体结构，即通过在基板10的中心处开设环形容置槽18以将该基板10分成中心部12和外围部14。当然，在其他实施例中，该中心部12与外围部14可以为分体结构，例如在基板10中心处开设圆形容置槽后再将中心部12通过例如粘结等方式固定于该圆形容置槽内，使该中心部12与外围部14之间形成该环形容置槽18，且中心部12与外围部14的两端面齐平。
在本实施例中，该环形容置槽18的截面形状与磁芯16的截面形状大体相同，以便于磁芯16可容置在环形容置槽18内。
继续参阅图1-3，在中心部12上开设有多个贯穿中心部12的内部导通孔13。其中，多个内部导通孔13邻近该中心部12的外侧壁设置，并沿该中心部12的周向排布。对应地，在外围部14上开设有多个贯穿外围部14的外部导通孔15，且多个外部导通孔15邻近外围部14的内侧壁设置，即：内部导通孔13在中心部12的位置环绕该磁芯16的顶部内周壁设置，外部导通孔15在外围部14的位置环绕该磁芯16的顶部外周壁设置。
进一步地，在内部导通孔13和外部导通孔15内可以设置有多个导电件17，导电件17将位于基板10两侧的第一传输线层20和第二传输线层30电性连接。
在一实施例中，该导电件17可以为金属柱，且与每一内部导通孔13或每一外部导通孔15对应的金属柱的直径小于或等于其所在的内部导通孔13或外部导通孔15的直径。该金属柱的材料包括不限于铜、铝、铁、镍、金、银、铂族、铬、镁、钨、钼、铅、锡、铟、锌或其合金等。
在本实施例中，请参阅图2，可以通过例如电镀、涂覆等方式在内部导通孔13和外部导通孔15的内壁上形成金属层，由此将位于基板10相对两侧的传输线层20、30电连接。该金属层的材料与上一实施例中的金属柱的材料相同，此处不再赘述。其中，在内部导通孔13和外部导通孔15内部还可以填塞绝缘材料，例如树脂、油墨等绝缘材料，绝缘材料的高度与基板厚度大致相同。
第一传输线层20和第二传输线层30上均包括多个第一导线图案22；其中，每一第一导线图案22跨接于对应的一个内部导通孔13和一个外部导通孔15之间，且一端与内部导通孔13内的导电件17连接，另一端与外部导通孔15内的导电件17连接。因此，内部导通孔13内的导电件17和外部导通孔15内的导电件17顺次连接位于第一传输线层20和第二传输线层30上的第一导线图案22，从而形成能够绕磁芯16的传输电流的线圈回路。其中，多个第一导线图案22和其所连接的内部导通孔13和外部导通孔15可以形成信号传输回路，且该信号传输回路可以对传输的信号起到滤波作用。
其中，在每一传输线层上均可以设置多个第二导线图案24，其中，每一第二导线图案24均可以设置在同一传输线层上相邻的两个第一导线图案22之间。
请参阅图4，图4是图1所示滤波器的第二导线图案的设置方式一实施例的结构示意图。本实施例中，第二导线图案24与第一导线图案22为同层设置，且在传输线层到基板10的方向上，所有的第二导线图案24的厚度与第一导线图案22的厚度可以相同。
其中，所有的第二导线图案24均沿环形容置槽18的环周方向均匀设置，且相邻的两个第二导线图案24之间可以设置至少两个第一导线图案22，例如相邻的两个第二导线图案24之间可以设置2、3、4、5、6个第一导线图案22。
本实施例中，为了进一步提高屏蔽效果，可以通过调整第二导线图案24的形状使得所有的第二导线图案24可以趋于铺满整个传输线层。其中，每一个第二导线图案24与其相邻设置的第一导线图案22之间的间距可以处处相等；每一个第二导线图案24均插设与两个第一导线图案22之间，且对于每一个第二导线图案24来说，第二导线图案24一侧与与其相邻设置的第一导线图案22之间的间距为第一间距H，其另一侧其相邻设置的第一导线图案22之间的间距为第二间距L，其中，第一间距H＝第二间距L。
请进一步参阅图4，本实施例中，多个第二导线图案24沿环形容置槽18的环周方向均匀设置，其中所有的第二导线图案24可以均接地设置，且所有的第二导线图案24可以不相交。
在其的实施例中，多个第二导线图案24的一端可以相交后电连接，请参阅图5，图5是图1所示滤波器的第二导线图案的设置方式另一实施例的结构示意图。
其中，在同一传输线层中，多个第二导线图案24同样沿环形容置槽18的环周方向均匀设置，且所有的第二导线图案24靠近中心部12的一端可以向靠近中心部10的方向延伸并且交汇，从而使得所有的第二导线图案24均可以在靠近中心部12的位置相交且电连接。
进一步的，在其他的实施例中，在同一传输线层中，只有一部分第二导线图案24靠近中心部12的一端可以向靠近中心部10的方向延伸并且交汇，且另一部分第二导线图案24不与其他的第二导线图案24相交。
进一步的，请参阅图6，图6是图1所示滤波器的第二导线图案的设置方式另一实施例的结构示意图。当多个第二导线图案24在中心部10的位置交汇连接时，其交汇的位置还可以设置导通孔26，且导通孔26内同样可以设置与前文相同的导电件17以将基板10两侧的第二导线图案24电连接。
因此，本申请中通过在同一传输线层中设置与第一导线图案22同层设置的第二导线图案24，可以对第一导线图案22起到电磁屏蔽作用，进而使得第一导线图案22传输的信号更加稳定。
进一步的，本申请还提供了一种电磁器件，其中，电磁器件可以包括变压器和如前文所述的滤波器110，其中，滤波器110的传输线层与变压器电连接。
其中，滤波器110的传输线层可以跟变压器电耦合线层电连接，从而对变压器的耦合信号进行滤波。其中，滤波器110的第二导线图案24可以都接地，或者也可以与变压器的中心抽头相连接。
进一步的，本申请还提供了一种滤波器的制造方法，请参阅图7，图7是本申请提供的一种滤波器制造方法一实施例的流程示意图。该制造方法具体包括如下步骤：
S110：提供基板并在基板上开设环形容置槽以将基板分成中心部和外围部。
在本实施例中，基板10可以为不包含导电金属层的板材，在基板10任意表面开设环形容置槽18均可。在又一实施例中，还可以提供一基块，其中基块包括依次层叠的基板10、连接层和传输线层；并在基板10上未设有传输线层的一侧开设环形容置槽18以将基板10分成中心部12和外围部14。
其中，基板10可以是由耐燃等级达到FR4的树脂材料制成，并且可以通过铣槽加工，在基板10铣出环形容置槽18。
S120：将与环形容置槽的形状相匹配的磁芯埋入环形容置槽内。
其中磁芯16可以包括锰-锌铁氧体或者镍-锌铁氧体等磁性金属氧化物。其中磁芯16可以通过过盈配合的方式设置到环形容置槽18中，使得磁芯16可以固定在基板10的环形容置槽18中。在另一实施方式中，磁芯16的尺寸略小于环形容置槽18的尺寸，磁芯16的高度应小于或等于环形容置槽的高度，以减少小压合的时候磁芯16所承受的压力，减小磁芯16破碎的机率。
其中，磁芯16的部分或全部表面可以包裹弹性材料，然后将磁芯16(其中，该磁芯16的数量可以有一和或者N个，N个磁芯中的至少一个磁芯16的部分或全部表面包裹弹性材料)分别设置到对应的环形容置槽18中，之后在基板10上对应的环形容置槽18的开口一侧的表面设置绝缘层，以形成容纳磁芯16的腔体(封闭腔体或非封闭腔体)。
进一步地，磁芯16的表面可以设置一层涂层，通过这个涂层将磁芯16固定在环形容置槽18中。
S130：在基板的两侧分别压设一个导电片。
将两个导电片分别设置在基板10的两侧，通过热压合的方式使得两个导电片分别设置在基板10的两侧与基板10固定连接。其中，每一个导电片和基板10之间均可以设置连接层，通过连接层使得导电片与基板10能够实现热压合固定。
S140：在对应中心部处开设贯穿基板和两个导电片的内部导通孔，并在对应外围部处开设贯穿基板和两个导电片的外部导通孔。
当完成基板10两侧的两个导电片的设置后，需要在基板10中心部12的位置开设内部导通孔13，在外围部14的位置开设外部导通孔15。其中内部导通孔13及外部导通孔15均贯穿基板10及两个导电片。
S150：对每一导电片进行蚀刻处理，以在每一导电片上形成多个第一导线图案和多个第二导线图案，每一第二导线图案均设置在相邻的两个第一导线图案之间，每一第一导线图案跨接于对应的一个内部导通孔和一个外部导通孔之间，多个第一导线图案均沿环形容置槽的周向间隔排布；所有的内部导通孔内的导电件和外部导通孔内的导电件顺次连接位于两个传输线层上对应的第一导线图案，从而形成能够绕磁芯传输电流的线圈回路。
本步骤中的第二导线图案24及第一导线图案22的形状及排布方式可以参阅前文，在此不做赘述。
综上所述，本申请提供了一种滤波器及其制造方法、电磁元件，通过在滤波器的传输线层设置与第一导线图案同层设置的第二导线图案，从而可以提高第一导线图案传输的信号的稳定性。
以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种滤波器，其特征在于，所述滤波器包括：
基板，包括：
中心部，其上开设有贯穿所述基板的多个内部导通孔；和
外围部，其上开设有贯穿所述基板的多个外部导通孔；所述中心部和所述外围部之间形成有环形容置槽；
磁芯，收容在所述环形容置槽内；
传输线层，所述基板相对的两侧各设置有一所述传输线层，每一所述传输线层均包括沿所述环形容置槽的周向间隔排布的多个第一导线图案，每一所述第一导线图案均跨接于对应的一个所述内部导通孔和一个所述外部导通孔之间；和
多个导电件，分别设置每一所述内部导通孔和每一所述外部导通孔内，用于顺次连接所述两个传输线层上的多个所述第一导线图案，进而形成能够缠绕所述磁芯的线圈回路；
其中，所述传输线层还包括沿所述环形容置槽的环周方向上间隔排布的第二导线图案，所述第二导线图案均设置在相邻的两个所述第一导线图案之间。
2.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，在从所述传输线层到所述基板的方向上，所述第二导线图案的厚度与所述第一导线图案的厚度相同。
3.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述传输线层包括多个所述第二导线图案，每一所述第二导线图案均设置在相邻的两个所述第一导线图案之间；
相邻的两个所述第二导线图案之间设置有至少两个所述第一导线图案。
4.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述第二导线图案一侧与与其相邻设置的所述第一导线图案之间的间距为第一间距；所述第二导线图另一侧与与其相邻设置的所述第一导线图案之间的间距为第二间距，所述第一间距等于第二间距。
5.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，多个所述第二导线图案均向靠近所述中心部的方向延伸且在中心部汇合。
6.根据权利要求5所述的滤波器，其特征在于，所述中心部上还开设有贯穿所述基板的导通孔，所述导通孔内还设有导电体，所述导电体分别与位于所述基板相对两侧的两个所述中心导线图案电连接。
7.根据权利要求5所述的滤波器，其特征在于，所述第二导线图案均接地。
8.一种电磁器件，其特征在于，所述电磁器件包括变压器和如权利要求1-7任一项所述的滤波器，其中所述滤波器的所述第一导线图案与所述变压器电连接。
9.根据权利要求8所述的电磁器件，其特征在于，所述第二导线图案与所述变压器的中心抽头电连接。
10.根据权利要求8所述的电磁器件，其特征在于，所述变压器包括输入线和耦合线，所述滤波器的所述第一导线图案与所述耦合线电连接。
11.一种滤波器的制造方法，其特征在于，包括：
提供基板并在所述基板上开设环形容置槽以将所述基板分成中心部和外围部；
将与所述环形容置槽的形状相匹配的磁芯埋入所述环形容置槽内；
在所述基板的两侧分别压设一个导电片；
在对应所述中心部处开设贯穿所述基板和两个所述导电片的内部导通孔，并在对应所述外围部处开设贯穿所述基板和两个所述导电片的外部导通孔；
对每一所述导电片进行蚀刻处理，以在每一所述导电片上形成多个所述第一导线图案和多个所述第二导线图案，每一所述第二导线图案均设置在相邻的两个所述第一导线图案之间，每一所述第一导线图案跨接于对应的一个所述内部导通孔和一个所述外部导通孔之间，多个所述第一导线图案均沿所述环形容置槽的周向间隔排布；所有的所述内部导通孔内的所述导电件和所述外部导通孔内的所述导电件顺次连接位于两个所述传输线层上对应的所述第一导线图案，从而形成能够绕所述磁芯传输电流的线圈回路。
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