CN209087540U - 一种应用于电感或变压器的新型结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种新型电感或变压器，其含有至少一磁芯；磁芯的表面包覆有绝缘材料；其导电线路由包覆于绝缘材料表面或次层绝缘材料表面的导电材料通过物理方法或化学方法去掉多余的导电材料部分后形成的电路构成，可以根据实际的需要，导电线路围绕磁芯可直接形成环绕线路、中间抽头或平行并绕、双绞线、多绞线等线路，等效于实现各种传统电感和变压器的铜线绕线方式的线路，取代传统绕线方式，解决绕制难度问题；同时在绝缘材料中埋设一定数量的导电端子，导电端子的部分可被导电线路所包覆，继而二者之间直接相连接而不用焊接。本实用新型同时提供一种上述新型电感或变压器的制造方法。

Description

一种应用于电感或变压器的新型结构

技术领域

本发明涉及一种新型的电感或变压器及其制造方法。

背景技术

电感和变压器是电子产品中不可或缺的一种主要元器件，应用非常广泛。我们常见的是用铜线绕制于铁芯制作普通线绕电感或变压器，或者是多层磁材、线路叠加、烧结的贴片式积层电感。目前互联网技术的传输速度正在成几何倍数的加速升级，作为网络传输技术中的重要零组件如图22所示的目前最常见的一种由变压器和电感组成的网络变压器组件，是用四色铜线702绕制在数个磁芯701上制成，其使用的磁芯701体积小、所用的四色铜线702直径细且绝缘层薄（铜线一般直径在0.1mm左右），绕制难度大，线圈绕制到磁芯的过程中很容易出现断线或者是短路的情形，造成大量的制程不良；同时线圈抽头需要焊接到各个导电端子上面，超细线径的焊接的可靠性也是一大难题和制程中主要的不良因素之一。而积层电感因为制造方法和结构的限制，目前无法做到比较大电感值、不能满足特定的耐高电压测试要求，也不能完全取代变压器功能。

发明内容

基于上述问题，本发明的第一个方面就是提供一种新型电感或变压器，其含有至少一磁芯；磁芯的表面包覆有绝缘材料；其导电线路由包覆于绝缘材料表面或次层绝缘材料表面的导电材料通过物理方法或化学方法去掉多余的导电材料部分后形成的电路构成，可以根据实际的需要，导电线路围绕磁芯可直接形成环绕线路、中间抽头或平行并绕、双绞线、多绞线等线路，等效于实现各种传统电感和变压器的铜线绕线方式的线路，取代传统绕线方式，解决绕制难度问题；同时在绝缘材料中埋设一定数量的导电端子，导电端子的部分可被导电线路所包覆，继而二者之间直接相连接而不用焊接。

为方便说明，本发明文件中对本发明中的导电线路形成的取代铜线线圈的部分简称为电路式线圈，对非电路式线圈部分的导电线路简称为连接电路（下同）；另外，本发明解决问题的背景主要是以网络变压器或电感类为例说明，但是本发明也同时适用于取代其它用途的传统绕线电感或变压器及其制造方法。

本发明的第二个方面就是要提供一种上述新型电感和变压器的制造方法，直接在磁芯的表面包覆绝缘材料，在绝缘材料上再制作一定形状的导电线路来取代绕制于磁芯上的铜线线圈而制成电感或变压器。

其导电线路的形成方式：可采用物理法（如蒸镀工艺等）或化学法（如电镀工艺等）等方式在绝缘材料表面形成导电材料层；而后使用物理方法（如激光切割工艺等）或化学方法（如化学蚀刻工艺等）去掉多余的导电材料，继而形成部分或全部的导电线路；根据实际的需要，可包覆一层或多层绝缘材料和对应的导电材料，去掉多余的导电材料后即可形成完整的一层或多层的导电线路；进一步的在制成件表面外敷保护材料，以保护整个电感或变压器产品。

为达到上述目的的一个方面，本发明之新型电感或变压器，包含至少一磁芯、至少一层包覆于磁芯上的绝缘材料、形成于绝缘材料或次层的表面的导电线路、包覆导电线路和绝缘材料的保护材料、以及与导电线路相连接的各导电端子或电子零件。

为达到上述目的，本发明之新型电感或变压器，其磁芯可以是环状圆形、环状方形、环状椭圆形、环状异形或是多孔磁环；或是非闭环形状的磁性材料，如方条形。

为达到上述目的，本发明之新型电感或变压器，其导电线路可为单线或多线环绕，也可双绞线或多绞线环绕。

为达到上述目的，本发明之新型电感或变压器，其形成于绝缘材料表面或次层的表面的导电线路，包括电路式线圈和连接电路，是由包覆于绝缘材料层或绝缘材料次层的导电材料通过物理或化学方法去掉多余的导电材料部分后形成的电路构成。

为达到上述目的，本发明之新型电感或变压器，其电路式线圈的初级和次级既可在绝缘材料表面的同区域交叉互绕，也可在不同的区域各自独立形成。通过不同的电路间距或区域设置，可使初级和次级间获得更可靠的耐高压性能。

为达到上述目的，本发明之新型电感或变压器，其连接电路与埋设于绝缘材料中的导电端子在导电材料层形成时部分导电端子连接部位即被导电材料层包覆而形成二者之间的连接，且在去除掉导电材料层的多余材料后，形成的连接电路与导电端子继续保持连接。

为达到上述目的，本发明之新型电感或变压器，其连接电路上设有一定数量的可焊点，焊点可与导电端子通过焊接相连接；此类焊点也可与连接或者焊接其它电子零件或线路。如焊接贴片电阻、贴片电容等小型或微型电子零件于连接电路上，使这些零件和本发明之新型电感或变压器形成一个组件。

为达到上述目的，本发明之新型电感或变压器，其导电端子为DIP、SMT或者是公连接器、母连接器，以满足进一步的组装、封装和连接需求。

为达到上述目的，本发明之新型电感或变压器，其导电端子分别为公连接器和母连接器的，可以互相插接形成多个电感或变压器相互连接的模组。

为达到上述目的，本发明之新型电感或变压器，其保护材料为一种包覆整个零件或者组件仅露出连接端子或焊点的绝缘材料。

为达到上述目的，本发明之新型电感或变压器，为获取更佳的屏蔽性能，其保护材料的表面继续包覆一层金属材料做屏蔽保护层。

为达到上述目的，本发明之新型电感或变压器，其保护材料和绝缘材料可为相同材料或者是性能接近、二者可以高温下相互融合的绝缘物，也可是不同性能的材料。

为达到上述目的的另一个方面，本发明提供的新型电感或变压器制造方法，包括如下步骤：

制作绝缘材料层：准备磁芯，在磁芯表面包覆一层绝缘材料，使后续导电线路与磁芯之间能可靠绝缘；同步的，可埋设导电端子于绝缘材料中。

制作导电材料层：通过物理方法或者是化学方法在上述绝缘材料的部分或全部表面包覆一层导电材料。

制作导电线路：通过物理方法或者是化学方法将上述导电材料层的多余材料去除，制作成需要的部分或全部电路。

制作绝缘材料次层（可选）：上一步仅制作出了部分导电线路，剩余导电线路需要在此次层才能完成，或者是需要制作多层导电线路，可继续在上一步的形成了导电线路的组件表面部分或全部继续包覆绝缘材料制作绝缘材料次层。

制作导电材料次层（可选）：在上一步的包覆绝缘材料次层的制成件的部分或全部表面包覆导电材料次层。

制作次层导电线路（可选）：通过物理方法或者是化学方法将上述导电材料次层及上一层导电材料的多余导电材料去除，制作成需要的部分或全部电路。

焊接导电端子或其它电子零件（可选）：将导电端子或其它电子零件如贴片电阻、电容等与导电线路上的焊点连接。

制作保护材料层：将上述制成件表面包覆绝缘材料仅露出部分导电端子或焊点。

制作屏蔽材料层（可选）：将上述制成表面包覆金属屏蔽材料。

由上述制造方法可看出，本发明主要是通过直接在磁芯制成件的表面按顺序包覆绝缘材料和导电材料，进一步的去除多余的导电材料后形成，其导电线路的电路式线圈部分和磁芯形成电感或变压器结构；而导电端子可被导电线路的连接线路部分包覆直接连接，二者之间可以不通过焊接进行连接。

附图说明

为更清楚的说明本发明实施案例中的技术方案，提供以下附图参考。

图1是本发明实施案例一的新型电感或变压器制造方法制造过程示意图。

图2是本发明实施案例二的新型电感或变压器制造方法制造过程示意图。

图3是本发明实施案例三的新型电感或变压器制造方法制造过程示意图。

图4是本发明实施案例一、实施案例二和实施案例三的新型电感或变压器制造方法的制造流程说明图。

图5是本发明实施案例一的新型电感或变压器制造过程中包覆导电材料后的组件的立体图。

图6是本发明实施案例一的新型电感或变压器制造过程中去掉多余导电材料后的组件的立体图。

图7是本发明实施案例一的新型电感或变压器制造过程中包覆保护材料后的组件的立体图。

图8是本发明实施案例二的新型电感或变压器制造过程中去掉多余导电材料后的组件的立体图。

图9是本发明实施案例二的新型电感或变压器制造过程中包覆保护材料后的组件的立体图。

图10是本发明实施案例三的新型电感或变压器制造过程中去掉多余导电材料后的组件的立体图。

图11是本发明实施案例三的新型电感或变压器制造过程中包覆保护材料后的组件的立体图。

图12是本发明实施案例三的新型电感或变压器的使用另一种导电端子的立体图。

图13是本发明实施案例四的新型电感或变压器制造方法制造过程示意图。

图14是本发明实施案例四的新型电感或变压器制造方法的制造流程说明图。

图15是本发明实施案例四的新型电感或变压器制造过程中去掉第一层多余导电材料后的组件的立体示意图。

图16是本发明实施案例四的新型电感或变压器制造过程中包覆第二层绝缘材料后的组件的立体示意图。

图17是本发明实施案例四的新型电感或变压器制造过程中去掉第二层多余导电材料后的组件的立体示意图。

图18是本发明实施案例四的新型电感或变压器隐藏掉所有绝缘材料、保护材料等仅留下磁芯和导电线路后的形成的双绞线缠绕磁芯的示意图。

图19是本发明实施案例四的新型电感或变压器的局部剖面放大图。

图20是本发明实施案例的新型电感或变压器的导电端子设有公导电端子和母导电端子的立体示意图。

图21是本发明实施案例的新型电感或变压器的导电端子设有公导电端子和母导电端子的互相组合成多联电感或多联变压器的立体示意图。

图22是公知的一种常见的网络变压器组件。

图示标记如下：

10-新型电感或变压器；101-磁芯；102-绝缘材料；103-导电材料；104-导电线路；105-保护材料；110-导电端子；111-包覆了导电材料的导电端子连接部；20-新型电感或变压器；201-磁芯；202-绝缘材料；203-导电材料；204-导电线路；205-保护材料；210-导电端子；211-包覆了导电材料的导电端子连接部；30-新型电感或变压器；301-磁芯；302-绝缘材料；303-导电材料；304-导电线路；305-保护材料；310-导电端子；32-新型电感或变压器；320-导电端子；311-包覆了导电材料的导电端子连接部；40-新型电感或变压器；400-磁芯；401-定位孔；402-第一层绝缘材料；403-第一层导电材料；404-去掉多余的第一层导电材料的部位；405-第二层绝缘材料；406-第二层导电材料；407-导电线路；408-保护材料；50-新型电感或变压器;501-保护材料；502-母导电端子；60-新型电感或变压器；601-保护材料；602-公导电端子；701-磁芯；702-四色铜线。

具体实施方式

现结合附图通过几个案例对本发明的实施进行揭示说明。

实施案例一：如图7所示的新型电感或变压器10，其制造过程如图1制造过程示意图及图4制造流程说明图所示，首先预备一磁芯101；在磁芯101的表面通过注塑等方法包覆一层绝缘材料102，根据需要可同时将导电端子110埋入成型于绝缘材料102中固定。

如图5，在上述制成件表面通过电镀、蒸镀、喷镀等方法包覆一层导电材料103如铜，导电端子110的一部分同时被导电材料103包覆；如图6，然后通过激光切割或是蚀刻等方法去除多余的导电材料形成导电线路104，导电线路104的一部分形成电路式线圈，另一部分属于连接电路，连接电路可部分覆盖于导电端子110的一部分形成包覆了导电材料的导电端子连接部111，使连接电路和导电端子110相连接。

如图4所说明的，根据需要，可以继续在上述制成件的表面按上述流程包覆绝缘材料、包覆导电材料、去除多余材料…制作多层导电线路。

在上述制成件表面包覆一层保护材料105，使电路式线圈、连接电路组成的导电线路104及部分绝缘材料102被保护材料105包覆，仅露出导电端子110的一部分形成一新型电感或变压器10。

如图6本发明实施案例一的新型电感或变压器制造过程中去掉多余导电材料后的组件的立体图所显示的，由导电电路104中的电路式线圈环绕在磁芯101的表面，二者之间有绝缘材料102隔离，达到磁芯101和导电线路104之间的绝缘效果，可完全实现传统铜线绕制的线圈的功能；因为导电线路104可以根据实际的需求直接切割或者蚀刻（或类似于PCB印制工艺）出来，只需要设置好导电电路104的线路即可很简单的实现绕线抽头、交叉绕线等各种生产工艺需求；进一步的，如上述实施方案所显示的，连接电路可部分覆盖于导电端子110的一部分形成包覆了导电材料的导电端子连接部111，使连接电路和导电端子110相连接，这样免去了传统绕线工艺铜线需要进一步焊接的问题；当然连接电路上也通过可以设置一定数量的可焊点，通过焊接连线将连接电路于导电端子110相连接，这些可焊点也可以焊接其它电子零件后和本新型电感或变压器一起形成一个电子组件。

实施案例二和实施案例三与实施案例一的制作工艺和流程基本相同：如图8至图12所示，在此主要是说明一些可实现的导电端子、磁芯等形状以及连接功能的差异：如磁芯是环状圆形的、环状方形的，导电端子是SMT或者是DIP。

实施案例四：本案例主要是揭示一种可由本发明之新型电感或变压器制造方法所制作的一种双绞线或多绞线的电路式线圈类的新型电感或变压器。如图13新型电感或变压器制造方法制造过程示意图和图14新型电感或变压器制造方法的制造流程说明图所揭示的，首先预备一磁芯400，在磁芯400的表面通过注塑等方法包覆一层绝缘材料402，并设置定位孔401；在上述制成件表面通过电镀、蒸镀、喷镀等物理或化学方法包覆第一层导电材料403如铜。

通过激光切割或是蚀刻等物理或化学方法去除第一层导电材料403的多余的部位404后形成的组件如图15；

如图16继续通过注塑等方法在上述组件的表面包覆第二层绝缘材料405，继续在第二层绝缘材料405上包覆第二层导电材料406，因第一层导电材料403去除部分的多余部位404后还有一部分未被第二层导电材料406包覆，这一部分和第二层导电材料406连接成一体。

通过激光切割或是蚀刻等物理或化学方法去除第二层导电材料403的全部多余的部位后形成的组件如图17，上下两层交叉形成的导电线路407互相缠绕而之间有第二层绝缘材料405使相互间隔离绝缘形成一双绞线结构电路式线圈和连接电路。如图18的移除除磁芯及导电线路后的示意图和图19局部剖面放大图更清楚的揭示了本发明实施案例四之新型电感或变压器的结构。

由上述实施案例四可以看出，本发明之新型电感或变压器制造方法也可同时制作双绞线类或多绞线类的结构的新型电感或变压器。

如图20所示的本发明之新型电感或变压器50上面埋设有母导电端子502，新型电感或变压器60埋设有公导电端子602，其公母导电端子相互插接可以将新型电感或变压器60和新型电感或变压器50组成一如图21的新型电感或变压器模组。

本发明所列举的实施案例及附图仅是对本发明加以说明，并不对本发明加以任何限制，任何熟悉相关技术在不脱离本发明精神下所进行的其它样式的实施，均应视为本发明申请专利范围内的等效案例。

Claims (11)

1.一种应用于电感或变压器的新型结构，包含至少一磁芯、至少一层包覆于磁芯上的绝缘材料；形成于绝缘材料表面或次层表面的导电线路，包括电路式线圈和连接电路，是由包覆于绝缘材料层或绝缘材料次层的导电材料通过物理或化学方法去掉部分导电材料后形成的电路构成；与导电线路相连接的各导电端子或电子零件；包覆导电线路和绝缘材料仅露出连接端子或焊点的保护材料。

2.如权利要求1所述的应用于电感或变压器的新型结构，其特征在于，其磁芯为环状圆形、环状方形、环状椭圆形、环状异形、多孔磁环、非闭环形状的磁性材料。

3.如权利要求1所述的应用于电感或变压器的新型结构，其特征在于，其导电线路可为单线或多线环绕，也可双绞线或多绞线环绕。

4.如权利要求1所述的应用于电感或变压器的新型结构，其特征在于，其电路式线圈的初级和次级可在绝缘材料表面的同区域交叉互绕，也可在不同的区域各自独立形成；通过不同的电路间距或区域设置，可使初级和次级间获得更可靠的耐高压性能。

5.如权利要求1所述的应用于电感或变压器的新型结构，其特征在于，其连接电路与埋设于绝缘材料中的导电端子在导电材料层形成时部分导电端子连接部位即被导电材料层包覆而形成二者之间的连接，且在去除掉导电材料层的部分材料后，形成的连接电路与导电端子继续保持连接。

6.如权利要求1所述的应用于电感或变压器的新型结构，其特征在于，其连接电路上设有一定数量的可焊点，焊点可焊接连接导电端子；焊点也可连接或者焊接电子零件或线路，如贴片电阻、贴片电容类小型或微型电子零件于连接电路上，使这些零件和本发明之新型电感或变压器形成一个组件。

7.如权利要求1所述的应用于电感或变压器的新型结构，其特征在于，其导电端子为DIP、SMT或者是公连接器、母连接器，以满足进一步的组装、封装和连接需求。

8.如权利要求1所述的应用于电感或变压器的新型结构，其特征在于，其导电端子分别为公连接器和母连接器的，可以互相插接形成多个电感或变压器相互连接的模组。

9.如权利要求1所述的应用于电感或变压器的新型结构，其特征在于，其保护材料为一种包覆整个零件或者组件而仅露出连接端子或焊点的绝缘材料。

10.如权利要求1所述的应用于电感或变压器的新型结构，其特征在于，其保护材料的表面可继续包覆一层金属材料作为屏蔽保护层。

11.如权利要求1所述的应用于电感或变压器的新型结构，其特征在于，其保护材料和绝缘材料可为相同材料或者是性能接近、二者可以高温下相互融合的绝缘物，也可是不同性能的材料。