CN116097909A - 磁性元件和包括磁性元件的电路板 - Google Patents
磁性元件和包括磁性元件的电路板 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116097909A CN116097909A CN202180052655.1A CN202180052655A CN116097909A CN 116097909 A CN116097909 A CN 116097909A CN 202180052655 A CN202180052655 A CN 202180052655A CN 116097909 A CN116097909 A CN 116097909A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- conductive pattern
- substrate
- coil unit
- pattern
- disposed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 58
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 26
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 7
- 230000002500 effect on skin Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/2804—Printed windings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F17/00—Fixed inductances of the signal type
- H01F17/0006—Printed inductances
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/2871—Pancake coils
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F30/00—Fixed transformers not covered by group H01F19/00
- H01F30/06—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/11—Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
- H05K1/115—Via connections; Lands around holes or via connections
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/16—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor
- H05K1/165—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor incorporating printed inductors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F17/00—Fixed inductances of the signal type
- H01F17/0006—Printed inductances
- H01F17/0013—Printed inductances with stacked layers
- H01F2017/002—Details of via holes for interconnecting the layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F17/00—Fixed inductances of the signal type
- H01F17/0006—Printed inductances
- H01F2017/0073—Printed inductances with a special conductive pattern, e.g. flat spiral
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/2804—Printed windings
- H01F2027/2809—Printed windings on stacked layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/2804—Printed windings
- H01F2027/2819—Planar transformers with printed windings, e.g. surrounded by two cores and to be mounted on printed circuit
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
Abstract
本发明涉及一种可以变得纤薄的磁耦合装置以及包括该磁耦合装置的电路板。根据本发明的一个实施方式的磁耦合装置包括:磁芯单元,该磁芯单元包括上磁芯和下磁芯;以及线圈单元,该线圈单元的一部分布置在磁芯单元中,并且该线圈单元包括第一线圈单元和第二线圈单元,其中,第一线圈单元和第二线圈单元具有基板和布置在基板的两个表面上的导电图案,并且两个表面上的导电图案能够通过布置在导电图案的延伸方向上的多个过孔导电。
Description
背景技术
磁性元件可以替选地被称为磁耦合装置(magnetic coupling device),并且其代表性的示例可以包括电感器、变压器和其中电感器和电容器彼此连接的EMI滤波器。这样的磁性元件可以安装在各种类型的电路板中的任何一种上。
随着电子产品最近变得更纤薄,广泛使用纤薄型磁性元件,在该纤薄型磁性元件中构成磁性元件的线圈具有印刷电路板(PCB)的形式并且共享磁磁芯的中心腿。将参照图1对其进行描述。
图1示出了常规磁性元件的配置的示例。
参照图1,磁性元件可以包括磁芯单元10和线圈单元20。磁芯单元10可以包括上磁芯11和下磁芯12,并且印刷电路板(PCB)类型的线圈单元20设置在上磁芯11与下磁芯12之间。
线圈单元20被配置成使得形成多个匝的导电图案设置在基板的上表面、下表面或两个表面上以用作线圈。然而,由于趋肤效应(skin effect),导电图案具有电阻增加的问题。特别地,当导电图案设置在单个基板的两个表面上时,存在由于导电图案之间的邻近效应(proximity effect)而可能发生大的损耗的问题。通过增加导电图案的厚度可以在一定程度上解决这个问题。然而,因为导电图案通常由铜形成,所以厚度的增加导致制造磁性元件的成本增加,并且可以形成在基板上的图案的厚度也受到限制。
发明内容
[技术领域]
本公开内容的技术任务是提供一种纤薄型磁耦合装置以及使用该纤薄型磁耦合装置的电路板,该纤薄型磁耦合装置具有进一步减小的厚度并且减小了由于线圈的电阻分量引起的损耗。
本公开内容的技术任务不限于上面提及的技术任务,并且本领域技术人员将根据以下描述清楚地理解本文中未提及的其他技术任务。
[技术解决方案]
根据实施方式的磁耦合装置可以包括:磁芯单元,该磁芯单元包括上磁芯和下磁芯;以及线圈单元,该线圈单元部分地设置在磁芯单元内部,并且包括第一线圈单元和第二线圈单元。第一线圈单元可以包括第一基板、设置在第一基板的上表面上的第一上导电图案以及设置在第一基板的下表面上的第一下导电图案,并且第二线圈单元可以包括第二基板、设置在第二基板的上表面上的第二上导电图案以及设置在第二基板的下表面上的第二下导电图案。第一上导电图案和第一下导电图案中的每一个可以具有在第一方向上盘绕的第一螺旋平面图案,并且第二上导电图案和第二下导电图案中的每一个可以具有在第二方向上盘绕的第二螺旋平面图案。第一上导电图案和第一下导电图案可以通过多个第一过孔彼此导电连接,所述多个第一过孔在竖直方向上穿过第一基板并且沿第一螺旋平面图案的延伸方向设置,并且第二上导电图案和第二下导电图案可以通过多个第二过孔彼此导电连接,所述多个第二过孔在竖直方向上穿过第二基板并且沿第二螺旋平面图案的延伸方向设置。
在示例中,线圈单元可以包括:匝部,在该匝部中,第一上导电图案、第一下导电图案、第二上导电图案和第二下导电图案中的每一个形成多个匝;以及图案引出部分,在该图案引出部分中,第一上导电图案、第一下导电图案、第二上导电图案和第二下导电图案中的每一个的一个端部从中心部分引出,该图案引出部分设置在匝部的一侧上。
在示例中,第一上导电图案、第一下导电图案、第二上导电图案和第二下导电图案的相对端可以彼此导电连接,所述相对端设置在匝部中的最内位置处。
在示例中,匝部可以包括由磁芯单元包裹的中心部分,以及设置在中心部分两侧的外部部分。在多个第一过孔和多个第二过孔中,中心部分中的每单位长度的过孔的数量可以大于外部部分中的每单位长度的过孔的数量。
在示例中,多个第二过孔可以在第二螺旋图案的延伸方向上以与第二上导电图案在匝部的长轴方向上的长度的1/10或更小相对应的间隔设置在匝部中。
在示例中,多个第二过孔可以在第二螺旋图案的延伸方向上以与第二上导电图案在匝部的长轴方向上的长度的1/20或更小相对应的间隔设置在匝部中。
在示例中,多个第一过孔和多个第二过孔具有沿从磁芯单元的中心腿的离心方向对准的方式的辐射状平面形状。
在示例中,线圈单元还可以包括在竖直方向上与第一线圈单元和第二线圈单元至少部分交叠的第三线圈单元和第四线圈单元。
在示例中,当在平面图中观察时,第三线圈单元可以以相对于第一线圈单元旋转180度的方式设置,并且当在平面图中观察时,第四线圈单元可以以相对于第二线圈单元旋转180度的方式设置。
根据实施方式的电路板可以包括:基板;以及磁耦合装置,该磁耦合装置设置在电路板上,其中,磁耦合装置可以包括:磁芯单元,该磁芯单元包括上磁芯和下磁芯;以及线圈单元,该线圈单元部分地设置在磁芯单元内部并且包括第一线圈单元和第二线圈单元。第一线圈单元可以包括第一基板、设置在第一基板的上表面上的第一上导电图案以及设置在第一基板的下表面上的第一下导电图案,并且第二线圈单元可以包括第二基板、设置在第二基板的上表面上的第二上导电图案以及设置在第二基板的下表面上的第二下导电图案。第一上导电图案和第一下导电图案中的每一个可以具有在第一方向上盘绕的第一螺旋平面图案,并且第二上导电图案和第二下导电图案中的每一个可以具有在第二方向上盘绕的第二螺旋平面图案。第一上导电图案和第一下导电图案可以通过多个第一过孔彼此导电连接,所述多个第一过孔在竖直方向上穿过第一基板并且沿第一螺旋平面图案的延伸方向设置,并且第二上导电图案和第二下导电图案可以通过多个第二过孔彼此导电连接,所述多个第二过孔在竖直方向上穿过第二基板并且沿第二螺旋平面图案的延伸方向设置。
[有益效果]
根据本实施方式的磁耦合装置被配置成使得具有彼此相同的平面形状的导电图案设置在单个基板的两个表面上,并且通过穿过基板的过孔彼此导电连接,从而表现出增加整个导电图案的有效厚度的效果。
因此,减小了趋肤效应和邻近效应,并且因此减小了导电图案的电阻分量。因此,降低了损耗,并且因此改进了磁耦合装置和使用该磁耦合装置的电路板的效率。
通过本公开内容可实现的效果不限于上面提及的效果,并且本领域技术人员将根据以下描述清楚地理解本文中未提及的其他效果。
附图说明
图1示出了常规磁性元件的配置的示例。
图2是根据实施方式的电感器的透视图。
图3是根据实施方式的电感器的分解透视图。
图4示出了根据实施方式的第一线圈单元的配置的示例。
图5示出了根据实施方式的第二线圈单元的配置的示例。
图6是用于说明根据实施方式的第二线圈单元中的过孔的平面图。
图7示出了根据另一实施方式的第二线圈单元的过孔配置的示例。
图8是示出根据实施方式的EMI滤波器的电感器线圈单元的配置的示例的分解透视图。
具体实施方式
现在将在下文中参照附图更全面地描述本公开内容,在所述附图中示出了各种实施方式。然而,该示例可以以许多不同的形式实现并且不应当被解释为限于本文中阐述的实施方式。应当理解,本公开内容覆盖了落入本公开的范围和精神内的所有修改、等同物和替选方案。
虽然可以使用包括“第二”、“第一”等的序数来描述各种部件,但是它们并不旨在限制所述部件。这些表述仅用于将一个部件与另一部件区分开。例如,在不背离本公开内容的范围的情况下,第二元件可以被称为第一元件,并且类似地,第一元件可以被称为第二元件。如本文中所使用的,术语“和/或”包括一个或更多个相关联的列出的项的任意组合和所有组合。
将理解的是,当元件被称为“连接”或“耦接”至另一元件时,它可以直接连接或耦接至另一元件,或者可以存在中间元件。相比之下,当元件被称为“直接连接”或“直接耦接”至另一元件时,不存在中间元件。
在实施方式的描述中,将理解的是,当诸如层(膜)、区域、图案或结构的元件被称为在诸如基板、层(膜)、区域、焊盘或图案的另一元件“上(on)”或“下(under)”时,术语“在……上”或“在……下”意味着该元件“直接地(directly)”在另一元件上或下或者“间接地”形成为使得也可以存在中间元件。还应当理解,上或下的标准基于附图。此外,为了清楚和便于说明,附图中示出的层(膜)、区域、图案或结构的厚度或尺寸可能被放大、省略或示意性地画出,并且可能没有准确地反映实际尺寸。
本文中使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的,而非旨在限制本公开内容的示例性实施方式。如本文中所使用的,除非上下文另外清楚地指示,否则单数形式旨在也包括复数形式。还将理解的是,术语“包括”或“具有”在本文中使用时指定存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件、部件或其组合,但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件或其组合。
除非另有限定,否则本文中使用的包括技术术语或科学术语的所有术语具有与本领域技术人员通常理解的含义相同的含义。术语,例如在常用词典中定义的术语,应当被解释为具有与在相关技术的上下文中的术语相同的含义,并且除非在说明书中清楚地限定,否则不应当被解释为具有理想的或过于正式的含义。
在下文中,将参照附图详细描述实施方式,并且即使当在不同的附图中描绘相同或等同的元件时,也用相同的附图标记来表示相同或等同的元件,并且将省略其冗余描述。此外,将使用坐标系来描述一些实施方式。在坐标系中,每个附图中示出的第一轴、第二轴和第三轴彼此垂直,但是本实施方式不限于此。第一轴、第二轴和第三轴可以彼此倾斜地相交。
在下文中,将参照附图详细描述根据实施方式的磁耦合装置。为了便于描述,图2至图7示出了作为磁耦合装置的示例的电感器。然而,电感器仅是根据实施方式的磁耦合装置的示例,并且本公开内容不限于此。例如,如图8所示,根据实施方式的磁耦合装置可以是EMI滤波器的部件,而不是电感器,或者可以实现为变压器。
图2是根据实施方式的电感器的透视图,并且图3是根据实施方式的电感器的分解透视图。
一起参照图2和图3,根据实施方式的电感器100可以包括磁芯单元110和线圈单元120和130。在下文中,将详细描述各个部件。
磁芯单元111和112可以具有磁路的功能,并且因此可以用作用于磁通量的路径。磁芯单元111和112可以包括设置在上位置的上磁芯111和设置在下位置的下磁芯112。两个磁芯111和112可以形成为在竖直方向上彼此对称或不对称,或者可以省略上磁芯111和下磁芯112中的任何一个。然而,为了便于说明,以下描述将在两个磁芯形成为彼此垂直对称的假设下给出。
上磁芯111和下磁芯112中的每一个可以包括具有平板形状的本体部分,以及沿第一方向(即,第一轴方向)从本体部分突出并且沿预定方向延伸的多个腿部OL1-1、OL1-2、OL2-1、OL2-2、CL1和CL2。例如,上磁芯111的多个腿部OL1-1、OL1-2和CL1可以包括两个外腿OL1-1和OL1-2以及一个中心腿CL1,两个外腿OL1-1和OL1-2被设置以沿在平面图中观察时与第一方向相交的第二方向(即,第二轴方向)彼此间隔开,该中心腿CL1设置在两个外腿部OL1-1与OL1-2之间。此外,多个腿部OL1-1、OL1-2、OL2-1、OL2-2、CL1和CL2中的每一个可以沿在平面图中观察时与第一方向和第二方向相交的第三方向(即,第三轴方向)延伸。
当上磁芯111和下磁芯112在竖直方向上彼此耦接时,上磁芯111的外腿OL1-1和OL1-2以及中心腿CL1中的每一个面对下磁芯112的外腿OL2-1和OL2-2以及中心腿CL2中的对应的部分。彼此面对的一对外腿OL1-1和OL2-1可以被称为第一外腿部,彼此面对的另一对外腿OL1-2和OL2-2可以被称为第二外腿部,并且彼此面对的一对中心腿CL1和CL2可以被称为中心腿部。
具有预定距离(例如10μm至200μm,但不限于此)的间隙可以形成在彼此面对的成对的外腿和成对的中心腿中的至少一对之间。可以调节一对中心腿之间和两对外腿中的每一对之间的间隙的尺寸,以便控制磁芯单元110的电感,并且可以通过改变间隙的数量来控制生成的热量。
此外,磁芯单元110可以包括磁性材料例如铁或铁氧体,但是本公开内容不限于此。
因为磁芯单元110围绕线圈单元120和130中的每一个的一部分,所以可以看出构成线圈单元120和130的初级线圈单元120和次级线圈单元130中的每一个的一部分设置在磁芯单元110内部。
初级线圈单元120和次级线圈单元130可以分别具有形成在其中心部分中的第一通孔TH1和第二通孔TH2,并且磁芯单元110的中心腿CL1和CL2可以穿过第一通孔TH1和第二通孔TH2。也就是说,当在平面图中观察时,初级线圈单元120和次级线圈单元130可以围绕穿过第一通孔TH1和第二通孔TH2的中心腿CL1和CL2彼此对准。
初级线圈单元120和次级线圈单元中的每一个可以被配置成使得导电图案被印刷在具有四边形平面形状的平板型基板的上表面和下表面中的每一个上,以形成多个匝。
将参照图4和图5更详细地描述初级线圈单元120和次级线圈单元130的配置。
图4示出了根据实施方式的第一线圈单元的配置的示例。
在图4中,中附图是第一线圈单元120的侧视图,上附图是第一上导电图案121的平面图,并且下附图是第一下导电图案123的平面图。
参照图4,第一线圈单元120可以包括第一基板122、设置在第一基板122的上表面上的第一上导电图案121以及设置在第一基板122的下表面上的第一下导电图案123。
第一上导电图案121和第一下导电图案123中的每一个可以具有螺旋平面形状,并且可以形成多个匝。第一上导电图案121和第一下导电图案123可以具有彼此相同的平面形状(即,螺旋图案盘绕的方向可以彼此相同),并且可以在竖直方向(第一轴方向或第一方向)上彼此对准,以在平面图中观察时彼此交叠。由于第一上导电图案121和第一下导电图案123具有彼此相同的平面形状,因此对第一上导电图案121的描述也可以被应用于第一下导电图案123。
第一上导电图案121的一个端部121-1设置在基板122的边缘部分上,并且其另一端部121-2设置在螺旋图案中的最内位置处。也就是说,第一上导电图案121可以从设置在基板122的边缘部分上的第一上导电图案121的一个端部121-1沿基板的长轴方向(即,第三方向)延伸,并且然后可以从外部沿向内方向延伸至其另一端部121-2,同时形成螺旋图案。
图5示出了根据实施方式的第二线圈单元的配置的示例。
与图4中的附图类似,在图5中,中附图是第二线圈单元130的侧视图,上附图是第二上导电图案131的平面图,并且下附图是第二下导电图案133的平面图。
参照图5,第二线圈单元130可以包括第二基板132、设置在第二基板132的上表面上的第二上导电图案131以及设置在第二基板132的下表面上的第二下导电图案133。
第二上导电图案131和第二下导电图案133中的每一个可以具有螺旋平面形状,并且可以形成多个匝。第二上导电图案131和第二下导电图案133可以具有彼此相同的平面形状(即,螺旋图案盘绕的方向可以彼此相同),并且可以在竖直方向(第一轴方向或第一方向)上彼此对准,以在平面图中观察时彼此交叠。由于第二上导电图案131和第一下导电图案133具有彼此相同的平面形状,因此对第二上导电图案131的描述也可以被应用于第二下导电图案133。
第二上导电图案131的一个端部131-1设置在基板132的边缘部分上,并且其另一端部131-2设置在螺旋图案中的最内位置处。此处,第二上导电图案131可以从设置在基板132的边缘部分上的其一个端部131-1延伸,并且然后可以从外部沿向内方向延伸至其另一端部131-2,同时形成螺旋图案。
第一上导电图案121和第一下导电图案123可以通过沿螺旋图案的延伸方向设置的多个过孔(via hole)彼此导电连接。此处,过孔可以是沿竖直方向(即,第一方向)穿过第一基板122的圆柱形导电元件,以用作用于将第一上导电图案121与第一下导电图案123彼此导电连接的通道。由于具有彼此相同平面形状的第一上导电图案121和第一下导电图案123通过多个过孔彼此导电连接,因此设置在第一线圈单元120的两个表面上的两个导电图案121和123形成单个导电图案。由于第一上导电图案121和第一下导电图案123通过多个过孔彼此连接,因此第一线圈单元120的整个导电图案的有效厚度大于第一上导电图案121的厚度与第一下导电图案123的厚度之和。因为两个导电图案121和123在第一方向上彼此间隔开与第一基板122的厚度相等的距离,但是通过多个过孔彼此连接,所以基于电阻与长度成比例并且与横截面积成反比的原理,可以获得有效横截面积增加的效果。因此,第一线圈单元120的电阻可以低于当第一上导电图案121与第一下导电图案123并联连接时生成的电阻。
与第一线圈单元120类似,第二线圈单元120的第二上导电图案131和第二下导电图案133也可以通过沿螺旋图案的延伸方向设置的多个过孔(via hole)彼此导电连接。
同时,第一上导电图案121和第一下导电图案123的螺旋图案盘绕的方向与第二上导电图案131和第二下导电图案133的螺旋图案盘绕的方向可以彼此相反。例如,第一上导电图案121和第一下导电图案123可以具有沿逆时针方向从其端部121-1和123-1到其另一端部121-2和123-2盘绕的螺旋图案,并且第二上导电图案131和第二下导电图案133可以具有沿顺时针方向从其端部131-1和133-1到其另一端部131-2和133-2盘绕的螺旋图案。
此处,当在平面图中观察时,第一上导电图案121和第一下导电图案123的另一端部121-2和123-2与第二上导电图案131和第二下导电图案132的另一端部131-2和133-2可以至少部分地彼此交叠,并且可以彼此导电连接。
在第二上导电图案131和第二下导电图案133的端部131-2和133-1为电流的输入端子,并且第一上导电图案121和第一下导电图案123的端部121-1和123-1为电流的输出端子的情况下,由于其另一端部与沿相反方向盘绕的螺旋图案之间的导电连接,电流在线圈单元120和130中始终沿一个方向(即,顺时针方向)流动。
在下文中,将参照图6和图7描述过孔的布置。
下面将在假设第一线圈单元120和第二线圈单元130具有在第二方向上彼此对称的镜像形状的情况下描述第二线圈单元130中的多个过孔的布置。
图6是用于说明根据实施方式的第二线圈单元中的过孔的平面图,并且图7示出了根据另一实施方式的第二线圈单元的过孔配置的示例。
图6示出了第二线圈单元130的平面图。在图6中,第二下导电图案133被第二基板132隐藏并且因此不可见,但是在竖直方向上与第二上导电图案131对准。
当在平面图中观察时,第二线圈单元130可以包括其中导电图案131和132中的每一个形成匝的匝部TP,以及沿第二线圈单元130的长轴方向(即,第三方向或第三轴方向)位于匝部TP的一侧上的图案引出部分WP。也就是说,在图案引出部分WP中,导电图案131和132中的每一个的一个端部可以在第三方向上从匝部TP引出。
同时,当形成电感器100时,匝部TP可以包括由磁芯单元110包裹的中心部分CP,以及沿第三方向设置在中心部分CP两侧的外部部分OP。
在螺旋图案的延伸方向上的中心部分CP中的每单位长度的过孔MV1和SV的数量可以与外部部分OP中的不同。例如,中心部分CP中的每单位长度的过孔的数量可以大于外部部分OP中的每单位长度的过孔的数量。因为由磁芯单元110包裹的中心部分CP中的电流密度高于外部部分OP中的电流密度,所以基于电流密度的增加引起电阻增加的原理,需要在中心部分中设置更多数量的过孔以便降低电阻值。
此外,如图6所示,当在平面图中观察时,多个过孔MV1和SV可以被设置以形成辐射状图案,在该辐射状图案中过孔被辐射状地设置并且在从第二线圈单元的中心(例如第二通孔TH2或磁芯单元110的中心腿)朝向外部的离心方向上对准。当然,该辐射状图案仅是说明性的,并且当在平面图中观察时,多个过孔不一定具有辐射状图案。
根据过孔的布置位置,可以形成不同类型的过孔MV1和SV。例如,可以设置单个过孔SV,或者可以设置其中预定数量的过孔(例如四个过孔)被分组的过孔组MV1。
参照图6,过孔组MV1沿第三方向设置在中心部分中,设置在延伸方向改变为第二方向的两侧部分中,以及设置在中心部分与两侧部分之间,并且至少一个单个过孔SV设置在过孔组MV1的两个相邻过孔组之间。可替选地,如图7所示,可以在第二线圈单元的整个区域上方设置过孔组MV2,在过孔组MV2中的每一个中,预定数量的过孔(例如五个过孔)被分组。
此外,在螺旋图案的延伸方向上过孔MV1和SV之间的布置间隔可以根据导电图案131和133中的每一个的长度来确定。因为电阻与导体的长度成比例,所以必须防止过孔之间的间隔超过预定值。因此,图案的最内部部分在长轴方向(即,第三方向)上的长度L1比图案的最外部部分在长轴方向上的长度(对应于“TP”在第三方向上的长度)长,并且导电图案的各个部分的电阻值在从其最内部部分到其最外部部分的方向上逐渐增加。因此,可以在中心部分CP的外部区域AO中设置比在中心部分CP的内部区域AI中更多数量的过孔。
假设在具有1oz规格(即,约36μm的厚度)的常规PCB型导电图案的情况下,500MHz的工作频率是高频,则当工作频率为500MHz或更小时,过孔可以以对应于第三方向上的图案的长度的1/10或更小的间隔来设置。例如,当图案的最内部部分的长度L1为6cm时,过孔可以被设置成使得过孔之间的间隔在导电图案的最内部部分中不超过6mm。在具有2oz规格的导电图案的情况下,其电阻值大约是具有1oz规格的导电图案的电阻值的一半,并且因此过孔之间的间隔可以是第三方向上的图案的长度的1/20或更小。当然,过孔之间的这种布置间隔可以根据其直径或其组的类型而变化。
例如,当目标容许电流量被设置为2.5A使得具有2oz厚度和1.4mm宽度的导电图案131和133中的每一个的实际容许电流量为2A时,基于上述间隔形成各自具有1.0mm直径的过孔,使得2A的电流实际通过导电图案。在这种情况下,为了获得与通过各自具有1mm直径的过孔可以实现的效果等同的效果,可以以等于图案的长度的1/20的间隔来设置过孔组,在过孔组中的每一个中,各自具有0.1mm直径的五个过孔被分组。
至此,已经将电感器描述为根据实施方式的磁耦合装置的示例。在下文中,将参照图8描述根据实施方式的EMI滤波器。
图8是示出根据实施方式的EMI滤波器的电感器线圈单元的配置的示例的分解透视图。
在根据图8中的实施方式的EMI滤波器中,省略了磁芯单元的图示,并且仅示出了线圈单元120、130、120'和130'的配置。磁芯单元可以具有类似于图2和图3所示的配置,并且因此将省略其重复描述。
参照图8,第三线圈单元120'和第四线圈单元130'设置在第一线圈单元120和第二线圈单元130下。此处,第一线圈单元120和第三线圈单元120'具有彼此相同的配置,并且当在平面图中观察时,第三线圈单元120'以相对于第一线圈单元120旋转180度的方式设置。类似地,第一线圈单元120和第三线圈单元120'具有彼此相同的配置,并且当在平面图中观察时,第三线圈单元120'以相对于第一线圈单元120旋转180度的方式设置。
因此,构成第一线圈单元120和第二线圈单元130中的每一个的导电图案的一个端部被引出至第三方向上的一侧,并且构成第三线圈单元120'和第四线圈单元130'中的每一个的导电图案的一个端部被引出至第三方向上的相对侧。
除了具有上述配置的EMI滤波器之外,对于本领域技术人员明显的是,变压器也可以使用以这样的方式形成的PCB型线圈来构成,即,具有彼此相同的平面形状的导电图案设置在基板上和下,并且通过多个过孔彼此导电连接。
虽然已经参考本公开内容的示例性实施方式具体示出和描述了本公开内容,但是这些实施方式仅被提出用于说明的目的并且不限制本公开内容,并且对于本领域技术人员明显的是,在不脱离本文中所阐述的实施方式的本质特征的情况下,可以作出形式和细节上的各种改变。例如,可以修改和应用实施方式中阐述的相应配置。此外,这样的修改和应用中的差异应当被解释为落入由所附权利要求限定的本公开内容的范围内。
Claims (10)
1.一种磁耦合装置,包括:
磁芯单元,所述磁芯单元包括上磁芯和下磁芯;以及
线圈单元,所述线圈单元部分地设置在所述磁芯单元内部,所述线圈单元包括第一线圈单元和第二线圈单元,
其中,所述第一线圈单元包括第一基板、设置在所述第一基板的上表面上的第一上导电图案以及设置在所述第一基板的下表面上的第一下导电图案,
其中,所述第二线圈单元包括第二基板、设置在所述第二基板的上表面上的第二上导电图案以及设置在所述第二基板的下表面上的第二下导电图案,
其中,所述第一上导电图案和所述第一下导电图案中的每一个具有第一螺旋平面图案,
其中,所述第二上导电图案和所述第二下导电图案中的每一个具有第二螺旋平面图案,并且
其中,所述第一上导电图案和所述第一下导电图案通过多个第一过孔彼此导电连接,所述多个第一过孔在竖直方向上穿过所述第一基板并且沿所述第一上导电图案和所述第一下导电图案中的每一个的延伸方向设置。
2.根据权利要求1所述的磁耦合装置,其中,所述线圈单元包括:
匝部,在所述匝部中,所述第一上导电图案、所述第一下导电图案、所述第二上导电图案和所述第二下导电图案中的每一个形成多个匝;以及
图案引出部分,在所述图案引出部分中,所述第一上导电图案、所述第一下导电图案、所述第二上导电图案和所述第二下导电图案中的每一个的一个端部从中心部分引出,所述图案引出部分设置在所述匝部的一侧上。
3.根据权利要求2所述的磁耦合装置,其中,所述第一上导电图案、所述第一下导电图案、所述第二上导电图案和所述第二下导电图案的相对端彼此导电连接,所述相对端设置在所述匝部中的最内位置处。
4.根据权利要求2所述的磁耦合装置,其中,所述第二上导电图案和所述第二下导电图案通过多个第二过孔彼此导电连接,所述多个第二过孔在竖直方向上穿过所述第二基板并且沿所述第二上导电图案和所述第二下导电图案中的每一个的延伸方向设置。
5.根据权利要求4所述的磁耦合装置,其中,所述匝部包括:
中心部分,所述中心部分由所述磁芯单元包裹;以及
外部部分,所述外部部分设置在所述中心部分的两侧上,并且
其中,在所述多个第一过孔和所述多个第二过孔中,所述中心部分中的每单位长度的过孔的数量大于所述外部部分中的每单位长度的过孔的数量。
6.根据权利要求4所述的磁耦合装置,其中,所述多个第二过孔在所述第二螺旋图案的延伸方向上以与所述第二上导电图案在所述匝部的长轴方向上的长度的1/10或更小相对应的间隔设置在所述匝部中。
7.根据权利要求4所述的磁耦合装置,其中,所述多个第二过孔在所述第二螺旋图案的延伸方向上以与所述第二上导电图案在所述匝部的长轴方向上的长度的1/20或更小相对应的间隔设置在所述匝部中。
8.根据权利要求4所述的磁耦合装置,其中,所述多个第一过孔和所述多个第二过孔具有沿从所述磁芯单元的中心腿的离心方向对准的方式的辐射状平面形状。
9.根据权利要求1所述的磁耦合装置,其中,当在平面图中观察时,所述第一螺旋平面图案以在第一盘绕方向上盘绕的方式延伸,并且
其中,当在平面图中观察时,所述第二螺旋平面图案以在第二盘绕方向上盘绕的方式延伸,所述第二盘绕方向不同于所述第一盘绕方向。
10.一种电路板,包括:
基板;以及
磁耦合装置,所述磁耦合装置设置在所述基板上,
其中,所述磁耦合装置包括:
磁芯单元,所述磁芯单元包括上磁芯和下磁芯;以及
线圈单元,所述线圈单元部分地设置在所述磁芯单元内部,所述线圈单元包括第一线圈单元和第二线圈单元,
其中,所述第一线圈单元包括第一基板、设置在所述第一基板的上表面上的第一上导电图案以及设置在所述第一基板的下表面上的第一下导电图案,
其中,所述第二线圈单元包括第二基板、设置在所述第二基板的上表面上的第二上导电图案以及设置在所述第二基板的下表面上的第二下导电图案,
其中,所述第一上导电图案和所述第一下导电图案中的每一个具有第一螺旋平面图案,
其中,所述第二上导电图案和所述第二下导电图案中的每一个具有第二螺旋平面图案,并且
其中,所述第一上导电图案和所述第一下导电图案通过多个第一过孔彼此导电连接,所述多个第一过孔在竖直方向上穿过所述第一基板并且沿所述第一上导电图案和所述第一下导电图案中的每一个的延伸方向设置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2020-0108017 | 2020-08-26 | ||
KR1020200108017A KR20220026902A (ko) | 2020-08-26 | 2020-08-26 | 자성 소자 및 이를 포함하는 회로 기판 |
PCT/KR2021/011422 WO2022045790A1 (ko) | 2020-08-26 | 2021-08-26 | 자성 소자 및 이를 포함하는 회로 기판 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116097909A true CN116097909A (zh) | 2023-05-09 |
Family
ID=80355437
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202180052655.1A Pending CN116097909A (zh) | 2020-08-26 | 2021-08-26 | 磁性元件和包括磁性元件的电路板 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230343505A1 (zh) |
KR (1) | KR20220026902A (zh) |
CN (1) | CN116097909A (zh) |
WO (1) | WO2022045790A1 (zh) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8378777B2 (en) * | 2008-07-29 | 2013-02-19 | Cooper Technologies Company | Magnetic electrical device |
KR101278255B1 (ko) * | 2010-05-06 | 2013-06-24 | 엄재석 | 평면 변압기 및 평면 변압기와 메인보드의 접합 방법 |
KR101167789B1 (ko) * | 2010-09-30 | 2012-07-25 | 주식회사 아모텍 | 적층형 공통 모드 필터 |
KR101541570B1 (ko) * | 2011-09-30 | 2015-08-04 | 삼성전기주식회사 | 코일 부품 및 그 제조방법 |
KR20150035947A (ko) * | 2015-03-12 | 2015-04-07 | 삼성전기주식회사 | 박막형 공통 모드 필터 |
-
2020
- 2020-08-26 KR KR1020200108017A patent/KR20220026902A/ko active Search and Examination
-
2021
- 2021-08-26 US US18/022,327 patent/US20230343505A1/en active Pending
- 2021-08-26 CN CN202180052655.1A patent/CN116097909A/zh active Pending
- 2021-08-26 WO PCT/KR2021/011422 patent/WO2022045790A1/ko active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20230343505A1 (en) | 2023-10-26 |
KR20220026902A (ko) | 2022-03-07 |
WO2022045790A1 (ko) | 2022-03-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8289119B2 (en) | Conductive winding module and magnetic element having such conductive winding module | |
US20180122560A1 (en) | Multilayer inductor and method for manufacturing multilayer inductor | |
US8164408B2 (en) | Planar transformer | |
KR20170002600U (ko) | 다층 회로 기판을 갖는 평면 변압기 | |
KR101838225B1 (ko) | 듀얼 코어 평면 트랜스포머 | |
JP4910914B2 (ja) | 巻線及び磁気部品 | |
KR20240134784A (ko) | 자기 결합 장치 및 이를 포함하는 평판 디스플레이 장치 | |
KR101838227B1 (ko) | 공통 권선 평면 트랜스포머 | |
KR102683814B1 (ko) | 자성 소자 및 이를 포함하는 회로 기판 | |
KR102683815B1 (ko) | 자성 소자 및 이를 포함하는 회로 기판 | |
CN116097909A (zh) | 磁性元件和包括磁性元件的电路板 | |
CN113574619B (zh) | 漏磁变压器 | |
JP2022014637A (ja) | 積層コイル部品 | |
JP2020174112A (ja) | 複合部品 | |
KR20190014727A (ko) | 듀얼 코어 평면 트랜스포머 | |
EP4202960A1 (en) | Magnetic element and circuit board comprising same | |
KR20200070836A (ko) | 평면형 코일 및 이를 포함하는 자성 소자 | |
KR102695486B1 (ko) | 자성 소자 및 이를 포함하는 회로 기판 | |
US20240136120A1 (en) | Coil device | |
KR20220131022A (ko) | 자성 소자 및 이를 포함하는 자성 장치 | |
KR20220026903A (ko) | 자성 소자 및 이를 포함하는 회로 기판 | |
CN116438614A (zh) | 磁性元件及包括该磁性元件的图像输出装置 | |
JP2012009553A (ja) | コイル部品 | |
JPH07230912A (ja) | インダクタンス及びトランス |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |