CN117597749A - 超薄磁耦合装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种磁性部件。该磁性部件包括例如电感器、变压器等，但不限于此。根据本发明的实施方式的磁性部件包括：磁芯；设置在芯的一侧上的第二基板；面向第二基板设置的第一基板，其中，芯插置在第一基板与第二基板之间；以及线圈，该线圈包括附接至第二基板和第一基板的多个线圈图案以及多个导体，这些导体穿过芯并且将第二基板的线圈图案和第一基板的线圈图案电连接。

Description

超薄磁耦合装置

技术领域

本公开涉及磁耦合装置。该磁耦合装置包括例如诸如电感器或变压器等磁性部件，但不限于此。

背景技术

随着电视机(TV)趋向于薄型化，对电视机所用的电源板的薄型化有很大的需求。

诸如电感器或变压器等磁性部件可以安装在电源板上。根据对电源板薄型化的需求，正在开发薄型磁性部件。

图1图示了作为常规磁性部件的示例的变压器。

图1中所示出的变压器包括芯1和线圈单元2，芯1包括上芯1a和下芯1b，线圈单元2设置在芯1内。

线圈单元2包括第一线圈2a和第二线圈2b。为了实现薄型化，第一线圈2a和第二线圈2b中的每个线圈均通过在印刷电路板上电镀线圈图案来形成。通常，线圈2通过卷绕铜线形成。然而，如图1中所示的，为了实现薄型化，线圈2通过在印刷电路板上电镀而形成(在图1中，为了方便起见，省略了对印刷电路板的图示，并且仅示出了线圈电镀图案)。

虽然已经实现了如图1中所示出的非常薄的磁性部件，但是随着近来TV薄型化加速，需要更薄的磁性部件，即所谓的超薄磁性部件。因此，需要一种具有能够满足超薄要求的新结构的磁性部件。

发明内容

技术问题

本公开的目的是解决相关技术的上述问题中的至少一个问题。

本公开的目的是提供一种具有能够满足超薄要求的新结构的磁性部件。

技术解决方案

根据本公开的实施方式的磁耦合装置包括第一基板、设置在第一基板上的磁芯单元、设置在磁芯单元上的第二基板、以及将第一基板和第二基板导电连接的导电线单元。磁芯单元包括在水平方向上彼此间隔开的第一芯和第二芯，并且导电线单元从第一基板朝向第二基板延伸，并设置在第一芯与第二芯之间。

在本公开的至少一个实施方式中，芯单元的至少一侧的宽度大于第一基板或第二基板的对应侧的宽度。

此外，在本公开的至少一个实施方式中，第一基板和第二基板中的每个基板均包括多个彼此面对的通孔。

在本公开的至少一个实施方式中，导电线单元将第一基板中的通孔和第二基板中的通孔互连。

此外，在本公开的至少一个实施方式中，导电线单元以多个闭环的形式将第一基板和第二基板互连。

在本公开的至少一个实施方式中，第一基板和第二基板中的每个基板均包括电镀在其上的多个线圈图案。

此处，多个线圈图案可以包括电镀在第一基板上的多个第1-1线圈图案和多个第1-2线圈图案以及电镀在第二基板上的多个第2-1线圈图案和多个第2-2线圈图案，导电线单元可以包括将第1-1线圈图案和第2-1线圈图案导电互连的多个第一导体以及将第1-2线圈图案和第2-2线圈图案导电互连的多个第二导体，并且线圈可以包括由第1-1线圈图案、第2-1线圈图案和第一导体构成的第一线圈以及由第1-2线圈图案、第2-2线圈图案和第二导体构成的第二线圈。

此外，在本公开的至少一个实施方式中，第二线圈设置成环绕第一线圈，第1-1线圈图案和第1-2线圈图案设置在第一基板上的不同层上，并且第2-1线圈图案和第2-2线圈图案设置在第二基板上的不同层上。

在本公开的至少一个实施方式中，导电线单元通过焊接连接至第一基板和第二基板。

此处，导电线单元可以焊接至基板中的每个基板的与芯相反形成的表面。

此外，在本公开的至少一个实施方式中，导电线单元包括引脚。

在本公开的至少一个实施方式中，引脚中的每个引脚均包括至少部分地插入到第一基板和第二基板中的两个端部。

在本公开的至少一个实施方式中，芯包括至少一个E形芯，该E形芯包括中央支腿以及一对外支腿。

此外，此处，E形芯可以在垂直于基板的方向上具有E形横截面。

此外，在本公开的至少一个实施方式中，芯被固定成在基板之间的运动受到限制。

此处，在芯插入在基板之间的状态下，芯和基板可以被胶带片包裹。

此外，在本公开的至少一个实施方式中，导电线单元的周缘用树脂模制。

在本公开的至少一个实施方式中，另外安装有环绕导电线单元的周缘的绕线架。

有益效果

根据本公开，可以获得结构比常规技术更薄的磁性部件。

此外，当在保持常规结构的同时实现薄型化时，会出现线圈绕组的容许窗口面积减小以及由于容许电流而导致导线横截面面积的减小受到限制等问题。然而，本公开可以实现超薄化，而不会出现上述问题。

附图说明

图1图示了常规磁性部件。

图2图示了本公开的第一实施方式(电感器)。

图3是图2中所示出的磁性部件的分解立体图。

图4是图2中所示出的磁性部件的俯视图。

图5图示了本公开的第二实施方式(变压器)。

图6是图5中所示出的磁性部件的后视图。

图7是图5中所示出的磁性部件的侧视图。

图8图示了常规磁性部件与根据本公开的磁性部件之间的厚度比较。

具体实施方式

本公开可以做出各种改变并具有各种实施方式，并且在附图中图示并描述了具体实施方式。然而，这并不意在将本公开限制于特定的实施方式，而是应当理解为包括本公开的精神和技术范围内所包含的所有变化、等同物或替代物。

本说明书中所使用的后缀“模块”和“单元”仅用于元件之间的命名区分，并且不应当被解释为假定这些术语在物理和化学上是区分或分开的，或者可以通过这种方式进行区分或分开。

虽然本文中可以使用包括诸如“第一”、“第二”等序数在内的术语来描述各种元件，但是这些元件不受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件和另一元件。

术语“和/或”用于包括作为主题的多个项目的任何组合。例如，“A和/或B”包括所有三种情况：比如“A”、“B”以及“A和B”。

将理解的是，当一个部件被称为“连接至”或“联接至”另一部件时，它可以直接连接至或联接至另一部件，或者可以存在中间部件。

在实施方式的描述中，将理解的是，当诸如层(膜)、区域、图案或结构之类的元件被称为在诸如基板、层(膜)、区域、衬垫或图案之类的另一元件“上”或“下”时，术语“在……上”或“在……下”意味着该元件直接在另一元件上或下，或者形成为使得还可以存在中间元件。此外，还将理解的是，除非由于部件中的每个部件的特性或它们之间的关系而另外定义，否则为了方便起见，“在……上”或“在……下”的标准是基于附图的。术语“在……上”或“在……下”仅用于表示部件之间的相对位置关系，而不应当被解释为限制部件的实际位置。例如，短语“B在A上”仅表示B在图中被图示为位于A上，除非另有定义或者除非由于A或B的特性，A必须位于B上。在实际产品中，B可以位于A下方，或者B和A可以沿左右方向设置。

此外，为了清楚和便于说明，附图中所示出的层(膜)、区域、图案或结构的厚度或尺寸可能被夸大、省略或示意性地画出，并且可能不准确地反映实际尺寸。

本文中所使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，并不意在限制本公开的示例性实施方式。如本文中所使用的，除非上下文另外清楚地指示，否则单数形式也意在包括复数形式。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。

除非另有定义，否则本文中所使用的包括技术术语或科学术语在内的所有术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。诸如在常用词典中定义的那些术语应当被解释为具有与相关技术上下文中的含义一致的含义，并且除非在本申请中明确定义，否则这些术语不应当被解释为具有理想的或过于正式的含义。

将参照图2至图4描述根据本公开的第一实施方式的电感器。

首先，图2是电感器的概念立体图，图3是图2中的电感器的分解立体图，并且图4是图2中的电感器的俯视图。

图2中的电感器包括第一基板40和第二基板30，并且在第一基板40与第二基板30之间设置有芯单元。芯单元设置在第一基板40上，并且第二基板30设置在芯单元上。

在该实施方式中，芯单元的一侧的宽度Wc等于或大于第一基板40或第二基板30的对应侧的宽度Wb。

芯单元包括第一芯10和第二芯20，第一芯和第二芯在第一基板40与第二基板30之间设置成水平地面对彼此。

如图4中所示的，第一芯10包括一对第一外支腿11a和11b以及第一中央支腿12，并且第二芯20也包括一对第二外支腿21a和21b以及第二中央支腿22(在图4中，芯由交替的长短虚线表示，并且第二线圈图案由虚线表示)。

在该实施方式中，第一芯10和第二芯20中的每个芯在平面图中(当在垂直于基板的方向上观察时)对应于E形芯。然而，本公开不限于此。

第一基板40设置成覆盖第一芯10和第二芯20中的每个芯的一个侧部，并且第二基板30与第一基板40相反设置，其中，第一芯10和第二芯20插置在第二基板与第一基板之间。

第一基板40上电镀有第一线圈图案41，并且第二基板30上电镀有第二线圈图案31。

第二线圈图案31不形成在第二基板30的面向芯10和20的表面30b上，而是形成在第二基板30的相反表面30a上。类似地，第一线圈图案41形成在第一基板40的与芯10和20相反的表面上。由于线圈图案形成在基板的相反表面上，而不是形成在基板的面向芯10和20的表面上，因此易于将导体51焊接至线圈图案上，将在后面对导体51进行描述。

第一线圈图案41和第二线圈图案31经由多个导体51彼此导电连接，所述多个导体51设置成穿过芯10和20的外支腿11a、11b、21a和21b与中央支腿12和22之间限定的空间。也就是说，在第一基板40和第二基板30中的每个基板中，一对通孔在对应于外支腿11a、11b、21a和21b与中央支腿12和22之间的空间的位置处形成为以基本上等于或大于外支腿11a、11b、21a和21b的宽度的距离彼此隔开。在第一基板40和第二基板30中的通孔彼此相对设置且芯单元插置在第一基板与第二基板之间的结构中，第一线圈图案和第二线圈图案经由多个导体51彼此导电连接。

如图4中所示的，导体51横向设置，中央支腿12和22插置在导体之间，并且导体51经由第一线圈图案41和第二线圈图案31彼此导电连接。

在该实施方式中，第一线圈图案41形成为在倾斜方向上将导体51互连，并且第二线圈图案31形成为在水平方向上将导体51互连。然而，线圈图案不限于此。

第一线圈图案41、导体51和第二线圈图案31物理连接，以形成多个闭环线圈匝，并螺旋环绕中央支腿12和22，从而构成磁性部件中的单个线圈。

在本实施方式中，导体51是导电金属引脚，该导电金属引脚穿过第一基板40和第二基板30，使得该导电金属引脚的端部部分暴露于线圈图案31和41，并且通过焊接与线圈图案31和41导电连接。

导体51不限于引脚，并且可以使用铜线、比如利兹线。

此外，在该实施方式中，第一基板40和第二基板30实现为印刷电路板，并且第一线圈图案41和第二线圈图案31实现为电镀在第一基板和第二基板上的电镀图案。然而，本公开不一定局限于此。基板可以是简单的板状绝缘体，而不是印刷电路板，并且线圈图案可以以铜板或矩形铜线附接至基板且由基板支承的方式形成。

同时，在组装第一基板40和第二基板30以及设置在第一基板与第二基板之间的芯10和20的状态下，这些部件可以被胶带片60包裹，如图2中所示的，使得这些部件被固定并得到保护以免受外部影响。

此外，如图4中所示的，还可以设置绕线架71，以环绕设置在外支腿11a、11b、21a和21b与中央支腿12和22之间的导体51。此处，未被绕线架70占据的空间可以进行树脂模制。

在下文中，将参照图5至图7描述作为本公开的第二实施方式的变压器。

首先，图5是变压器的立体图，图6是变压器的后视图，并且图7是变压器的侧视图。

在图5和图6中，为方便起见，省略了对基板的图示，并且仅图示了线圈图案。在图7中，使用虚线概念性地图示了基板130和140。

在本实施方式的变压器中，第一芯110和第二芯120也是E形芯，并且水平地设置成彼此面对。该实施方式的第一芯110和第二芯120在结构上与第一实施方式的芯10和20相同。

本实施方式的第一基板140和第二基板130也是印刷电路板。第一基板140上电镀有第1-1线圈图案141和第1-2线圈图案142，并且第二基板130上电镀有第2-1线圈图案131和第2-2线圈图案132。

此处，第1-1线圈图案141和第1-2线圈图案142以隔离的方式设置在第一基板140上的不同层上，以避免线圈图案之间相互干扰，并且第2-1线圈图案131和第2-2线圈图案132也以隔离的方式设置在第二基板130上的不同层上。也就是说，在该实施方式中，基板130和140中的每个基板均是包括六层的印刷电路板。如图7中所示的，第一基板140的三个上层包括第1-1线圈图案141，并且第一基板140的两个下层包括第1-2线圈图案142。第二基板130的三个下层包括第2-1线圈图案131，并且第二基板130的两个上层包括第2-2线圈图案132。

基于第一芯110和第二芯120，第1-1线圈图案141和第2-1线圈图案131形成在内层上，并且第1-2线圈图案142和第2-2线圈图案132形成在外层上。

同时，导体包括将第1-1线圈图案141和第2-1线圈图案131互连的多个第一导体151，以及将第1-2线圈图案142和第2-2线圈图案132互连的多个第二导体152。

在平面图中，一对左侧和右侧第一导体151设置在内侧，并且一对左侧和右侧第二导体152设置在外侧，以环绕第一导体151。

在该实施方式中，第1-1线圈图案141、第2-1线圈图案131和第一导体151构成第一线圈(初级线圈)，并且第1-2线圈图案142、第2-2线圈图案132和第二导体152构成第二线圈(次级线圈)。

同时，与第一实施方式类似，胶带片60、绕线架70或树脂模制件也可以应用于本实施方式。

与常规磁性部件相比，上述实施方式的磁性部件可以实现超薄结构，并且两者之间的结构比较如图8中所示的。

图8的(a)图示了图1中所示出的磁性部件结构的厚度，并且图8的(b)图示了图2中所示出的实施方式的磁性部件结构的厚度。

在(a)的情况下，设置在两个外侧的上芯1a和下芯1b中的每个芯的厚度均为2mm，并且设置在上芯1a与下芯1b之间的印刷电路板2(图1中的线圈单元)的厚度为1.9mm(六层结构)。也就是说，常规结构的总厚度为5.9mm。相反地，在(b)的情况下，设置在两个外侧的基板30和40中的每个基板的厚度均为1mm，并且设置在基板30与基板40之间的芯10或20的厚度可以达到3mm，由此总厚度变为5mm。

当产品的高度限制为6mm时，因为常规产品的印刷电路板包括六层共1.9mm的厚度，所以芯板1a和1b中的每个芯板的厚度限制为2mm或更小。然而，在本公开的实施方式中，芯可以制造成达到3mm。

此外，与常规结构相比，本公开的实施方式的优势在于，每个印刷电路板所需的安装面积减少。

工业可用性

根据上述实施方式的超薄磁耦合装置可以用于各种电子产品的电源装置。

Claims (10)

1.一种磁耦合装置，包括：

第一基板；

磁芯单元，所述磁芯单元设置在所述第一基板上；

第二基板，所述第二基板设置在所述磁芯单元上；以及

导电线单元，所述导电线单元将所述第一基板和所述第二基板导电连接，

其中，所述磁芯单元包括在水平方向上彼此间隔开的第一芯和第二芯，并且

其中，所述导电线单元从所述第一基板朝向所述第二基板延伸，并设置在所述第一芯与所述第二芯之间。

2.根据权利要求1所述的磁耦合装置，其中，所述芯单元的至少一侧的宽度大于所述第一基板或所述第二基板的对应侧的宽度。

3.根据权利要求1所述的磁耦合装置，其中，所述第一基板和所述第二基板中的每个基板均包括多个彼此面对的通孔。

4.根据权利要求3所述的磁耦合装置，其中，所述导电线单元将所述第一基板中的所述通孔和所述第二基板中的所述通孔互连。

5.根据权利要求1所述的磁耦合装置，其中，所述导电线单元以多个闭环的形式将所述第一基板和所述第二基板互连。

6.根据权利要求1所述的磁耦合装置，其中，所述第一基板和所述第二基板中的每个基板均包括电镀在其上的多个线圈图案。

7.根据权利要求6所述的磁耦合装置，其中，所述多个线圈图案包括电镀在所述第一基板上的多个第1-1线圈图案和多个第1-2线圈图案以及电镀在所述第二基板上的多个第2-1线圈图案和多个第2-2线圈图案，

其中，所述导电线单元包括将所述第1-1线圈图案和所述第2-1线圈图案导电互连的多个第一导体，以及将所述第1-2线圈图案和所述第2-2线圈图案导电互连的多个第二导体，并且

其中，线圈包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈包括所述第1-1线圈图案、所述第2-1线圈图案和所述第一导体，所述第二线圈包括所述第1-2线圈图案、所述第2-2线圈图案和所述第二导体。

8.根据权利要求7所述的磁耦合装置，其中，所述第二线圈设置成环绕所述第一线圈，

其中，所述第1-1线圈图案和所述第1-2线圈图案设置在所述第一基板上的不同层上，并且

其中，所述第2-1线圈图案和所述第2-2线圈图案设置在所述第二基板上的不同层上。

9.根据权利要求1所述的磁耦合装置，其中，所述导电线单元通过焊接连接至所述第一基板和所述第二基板。

10.根据权利要求9所述的磁耦合装置，其中，所述导电线单元焊接至所述基板中的每个基板的与所述芯相反形成的表面。