CN214315753U - 一种新型内埋电感器件结构的印制电路板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型内埋电感器件结构的印制电路板，涉及印刷电路板技术领域，所述基板上开设有盲槽，所述盲槽内埋入有磁芯；所述磁芯可在所述盲槽内活动。本实用新型通过将磁芯埋入PCB内部，通过磁芯内径和外径的导通孔及走线做环形线圈，形成一个非填充镂空电感器件，以此来替代传统的表面封装焊接的电感器件。内埋电感非填充工艺，满足了电感传输损耗，实现动态内埋电感与“绕线”空间性磁场，以此可稳定电磁特性。

Description

一种新型内埋电感器件结构的印制电路板

技术领域

本实用新型涉及印制电路板技术领域，具体涉及一种新型内埋电感器件结构的印制电路板。

背景技术

如今线路板设计中电感被大量应用，形成的无源滤波电路主要起调信号、滤波的作用。电源类型线路板的电感一般是由线径非常粗的漆包线环绕在涂有各种颜色的圆形磁芯上。电源部分的电感元件占用电源板表面40％以上面积，不利于产品设计小型化，高密化，电源部分电感大都需要手工贴装上去，工作效率低下，存在焊接焊点不良等风险。

此外，行业传统制作内埋电容电阻电感PCB时，采用树脂填充方法来制作，因树脂填充效果受树脂量、压合参数(压力、温度)影响，内埋件会出现因受压力受力破裂、填充空洞、气泡等功能性问题。

实用新型内容

为解决现有技术问题，本实用新型通过将磁芯埋入PCB内部，通过磁芯内径和外径的导通孔及走线做环形线圈，形成一个非填充镂空电感器件，以此来替代传统的表面封装焊接的电感器件。

为达到上述效果，本实用新型具体采用以下技术方案：

一种新型内埋电感器件结构的印制电路板，包括基板，所述基板上开设有盲槽，所述盲槽内埋入有磁芯。

进一步的方案是，所述磁芯可在所述盲槽内活动。

进一步的方案是，所述基板包括复合绝缘层，所述复合绝缘层包括第一环氧胶层、薄膜材料层以及第二环氧胶层；

所述薄膜材料层设置于所述第一环氧胶层与所述第二环氧胶层之间。

进一步的方案是，所述第一环氧胶层的上表面设置有铜箔。

进一步的方案是，所述第二环氧胶层下表面设置有铝板。

进一步的方案是，所述基板的外侧固定设置有多个固定板，对个所述固定板呈圆周分布，所述固定板上固定设置有防撞缓冲装置；

所述防撞缓冲装置包括伸缩杆、弹簧以及减震板，所述伸缩杆的一端固定在所述固定板的上表面上，所述伸缩杆的另一端固定在所述减震板的下端面上，所述伸缩杆的外部缠绕有所述弹簧，所述弹簧的两端分别与所述固定板、所述减震板固定相连；

进一步的方案是，所述减震板的上端固定设置硅胶垫。

进一步的方案是，所述基板正面边缘还固定设置有散热片。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过将磁芯埋入PCB内部，通过磁芯内径和外径的导通孔及走线做环形线圈，形成一个非填充镂空电感器件，以此来替代传统的表面封装焊接的电感器件；

摒弃传统的电感树脂填充方法，有效提高电源产品信号、滤波作用的稳定性和可靠性。使用新型叠层结构，避免了电感压合受力破裂、填充空洞、气泡等功能性隐患；建立产品新型化、产业化结构类型，开发出工控、汽车、自动化机械等触控开关；

使用No Flow PP可满足多层粘接，但其低含胶流动特性，又避免了电感内埋受力及填充不饱满带来的空洞气泡现象；

内埋电感非填充工艺，满足了电感传输损耗，实现动态内埋电感与“绕线”空间性磁场，以此可稳定电磁特性；

采用复合层的绝缘层，使绝缘层厚度更薄，不仅保证了基板的高绝缘性，同时也降低了绝缘层的综合热阻，使铝基板的散热性更高；且兼具使铝基板有优良的机械加工性；

通过在基板的外侧设置包括有减震板、伸缩杆和弹簧的防撞缓冲装置并与硅胶垫相配合，实现防撞功能，当铝基板受到剧烈撞击时，硅胶垫产生的阻尼力可以对冲击力进行缓冲，同时伸缩杆伸缩和弹簧压缩对冲击力进行进一步的减震缓冲作用，实现对铝基板的防撞缓冲功能，在铝基板受到撞击时对铝基板进行缓冲保护。

附图说明

图1为本实用新型实施例一种新型内埋电感器件结构的印制电路板的立体图；

图2本实用新型实施例一种新型内埋电感器件结构的印制电路板的截面结构示意图；

图3为本实用新型实施例一种新型内埋电感器件结构的印制电路板中复合绝缘层的结构示意图；

图4为本实用新型实施例一种新型内埋电感器件结构的印制电路板中防撞缓冲装置的结构示意图；

图5为图4中A处的放大图；

附图标注：1-基板；10-盲槽；11-复合绝缘层；110-第一环氧胶层；111-薄膜材料层；112-第二环氧胶层；2-磁芯；3-铜箔；4-铝板；5-固定板；6-防撞缓冲装置；60-伸缩杆；61-弹簧；62-减震板；7-硅胶垫；8-散热片。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1-5所示，本实用新型的一个实施例1公开了一种新型内埋电感器件结构的印制电路板，包括基板1，基板1上开设有盲槽10，盲槽10内埋入有磁芯 2。

在本实施例1中，磁芯2可在盲槽10内活动。

在本实施例1中，基板1包括复合绝缘层11，复合绝缘层11包括第一环氧胶层110、薄膜材料层111以及第二环氧胶层112；

薄膜材料层111设置于第一环氧胶层110与第二环氧胶层112之间。采用聚酰亚胺薄膜和环氧胶层配合的复合绝缘层，使绝缘层绝缘层的综合热阻，使铝基板的散热性更高。

在本实施例1中，第一环氧胶层110的上表面设置有铜箔3。用于贴装电子功率器件。

在本实施例1中，第二环氧胶层112下表面设置有铝板4。对基板起支撑作用并具有高导热性。

在本实施例1中，基板1的外侧固定设置有多个固定板5，对个固定板5呈圆周分布，固定板5上固定设置有防撞缓冲装置6；

防撞缓冲装置6包括伸缩杆60、弹簧61以及减震板62，伸缩杆60的一端固定在固定板5的上表面上，伸缩杆60的另一端固定在减震板62的下端面上，伸缩杆60的外部缠绕有弹簧61，弹簧61的两端分别与固定板5、减震板62固定相连；当基板受到撞击时，减震板在冲击力的作用下对弹簧进行压缩，弹簧和伸缩杆的配合使用对冲击力进行减震缓冲作用，避免冲击力对基板造成损坏，实现对基板撞击缓冲保护。

在本实施例1中，减震板62的上端固定设置硅胶垫7。硅胶垫收到撞击受压，硅胶垫产生的阻尼力可以对冲击力进行缓冲，进一步提升基板的防撞缓冲性能。

在本实施例1中，基板1正面边缘还固定设置有散热片8。散热片的数量设置为多个，多个散热片与多个固定板错开间隔设置。设置多个散热片可使基板产生的热量经多个散热片散发出去，增强基板的散热性。

本实用新型还公开了基于实施例1公开的一种新型内埋电感器件结构的印制电路板的生产方法，包括以下加工工艺：

机械控深：在PCB板上通过控深锣机上的锣刀加工出盲槽，同时控制盲槽的深度和直径；

控深盲槽为关键控制点，生产时选用的为大量专用控深锣机生产，在前面技术问题中有提到，通过首件确认所有深度都在公差范围内。在盲槽内埋入磁芯后，确认其效果确定磁芯低于基板表面。采用全新锣刀进行控深，锣刀寿命锣程下调一半；锣槽方式采用粗锣加精锣方式来进行，保证首件4个角控深进度合格后再批量生产。电感控深铣时，设计专用的卡槽对电感进行位置定位。卡槽同样采用粗锣加精锣方式来完成。

埋磁芯：将磁芯埋入所述盲槽中；为保证磁芯能完全放入盲槽中，因此铣出的盲槽内径需要比磁芯内径小，比外径尺寸大。且同时需要考虑磁芯到外层间距一致性。为防止层压磁芯受力，并要保证磁芯埋入到板内后，磁芯到板面低于 0.2mm以上。综上因素，评估出盲槽深度控制在2.4mm+/-0.02mm,盲槽直径比磁芯直径单边大0.2mm,即：内径R4.73mm；外径R6.95mm，公差在+/-0.05mm之内。

压合：使用No Flow PP单张压合，排版方式使用阴阳对错，采用“钢板-铝片-钢板”叠层结构，不增加缓冲垫，半固化片提前做好开窗；避开电感区域，其开窗大小比盲槽单边大0.25mm，

外形控制：通过改变锣刀的走刀方向及锣板的先后顺序来控制PCB板的外形。本实施例中的板外形成品尺寸为15.92mm*17.26mm，成品板厚3.0mm，且板内无定位孔，因此采用分段锣方式，一锣后保留边，二锣使用外形边缘定位卡钉，并使用控深锣机加工，其外形公差管控在+/-0.05mm之内。

盲槽的深度为2.38mm-2.42mm，所述盲槽直径比磁芯直径单边大 0.2mm-0.22mm。保证磁芯能顺利的埋入盲槽。

磁芯到PCB板面低于0.2mm。保证磁芯低压基板表面。

将埋入磁芯的盲槽底部锣穿，使其形成导气槽。为防止电感盲槽内树脂溢胶。

“钢板-铝片-钢板”叠层结构需保证磁芯到层间的介质厚度一致。

内埋磁芯与基板镂空，磁芯在盲槽中能自由活动。可实现对压合溢胶量的控制。

层压时先用低压维持20min，然后采用再采用高压压合。

高压压合为采用压力为300psi的持续层压25min后再将压力加到340psi维持120min。保证压合过程中磁芯无破裂、弯曲。

最后说明的是，以上仅对本实用新型具体实施例进行详细描述说明。但本实用新型并不限制于以上描述具体实施例。本领域的技术人员对本实用新型进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都涵盖在本实用新型范围内。

Claims (7)

1.一种新型内埋电感器件结构的印制电路板，包括基板(1)，其特征在于：

所述基板(1)上开设有盲槽(10)，所述盲槽(10)内埋入有磁芯(2)；

所述基板(1)包括复合绝缘层(11)，所述复合绝缘层(11)包括第一环氧胶层(110)、薄膜材料层(111)以及第二环氧胶层(112)；

所述薄膜材料层(111)设置于所述第一环氧胶层(110)与所述第二环氧胶层(112)之间。

2.根据权利要求1所述的一种新型内埋电感器件结构的印制电路板，其特征在于：

所述磁芯(2)可在所述盲槽(10)内活动。

3.根据权利要求1所述的一种新型内埋电感器件结构的印制电路板，其特征在于：

所述第一环氧胶层(110)的上表面设置有铜箔(3)。

4.根据权利要求1所述的一种新型内埋电感器件结构的印制电路板，其特征在于：

所述第二环氧胶层(112)下表面设置有铝板(4)。

5.根据权利要求1所述的一种新型内埋电感器件结构的印制电路板，其特征在于：

所述基板(1)的外侧固定设置有多个固定板(5)，对个所述固定板(5)呈圆周分布，所述固定板(5)上固定设置有防撞缓冲装置(6)；

所述防撞缓冲装置(6)包括伸缩杆(60)、弹簧(61)以及减震板(62)，所述伸缩杆(60)的一端固定在所述固定板(5)的上表面上，所述伸缩杆(60)的另一端固定在所述减震板(62)的下端面上，所述伸缩杆(60)的外部缠绕有所述弹簧(61)，所述弹簧(61)的两端分别与所述固定板(5)、所述减震板(62)固定相连。

6.根据权利要求5所述的一种新型内埋电感器件结构的印制电路板，其特征在于：

所述减震板(62)的上端固定设置硅胶垫(7)。

7.根据权利要求1所述的一种新型内埋电感器件结构的印制电路板，其特征在于：

所述基板(1)正面边缘还固定设置有散热片(8)。

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