CN215221004U - Pcb线圈及射频器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电子元件技术领域，具体公开一种PCB线圈及射频器件，所述PCB线圈的中部位置设有供磁芯进入的中心孔；所述PCB线圈包括若干层线路图形层，至少一所述线路图形层设有从里向外环绕所述中心孔布设的平面线圈图形；所述平面线圈图形用于通电后在所述磁芯的作用下产生感应电流。本实用新型的提供的PCB线圈及射频器件，有利于实现射频器件的自动化生产，进而提高生产效率和产品良率。

Description

PCB线圈及射频器件

技术领域

本实用新型涉及电子元件技术领域，尤其涉及一种PCB线圈及射频器件。

背景技术

射频器件是无线通讯设备的基础性零部件，在无线通讯中主要起两个作用，即在发射信号的过程中将二进制信号转换成高频率的无线电磁波信号；在接收信号的过程中将收到的电磁波信号转换成二进制数字信号。

射频器件一般包括带穿线孔的磁环、缠绕于所述磁环上的线圈以及与所述线圈的线头焊接的电路板。目前并没有专门将漆包线缠绕于磁环上以形成缠绕磁环的线圈的绕线设备，因此，绕线工作通常由工人手动执行。

进一步地，工人手动缠绕得到的线圈一致性较差，线头位置和外露长度都难以保持一致，故也难以通过机械设备对线头和电路板进行自动化焊接。

因此，目前的射频器件依赖于手工绕线和手工点焊，机械化程度过低，不仅生产效率低下，而且不良率较高。

本背景部分中公开的以上信息仅被包括用于增强本公开内容的背景的理解，且因此可包含不形成对于本领域普通技术人员而言在当前已经知晓的现有技术的信息。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于，提供一种PCB线圈及射频器件，有利于实现射频器件的自动化生产，进而提高生产效率和产品良率。

为达以上目的，一方面，本实用新型提供一种射频器件，所述PCB线圈的中部位置设有供磁芯进入的中心孔；

所述PCB线圈包括若干层线路图形层，至少一所述线路图形层设有从里向外环绕所述中心孔布设的平面线圈图形；

所述平面线圈图形用于通电后在所述磁芯的作用下产生感应电流。

可选的，相邻两所述线路图形层之间设有绝缘基材。

可选的，所述平面线圈图形中相邻两圈线路之间的间隔距离相等。

可选的，所述平面线圈图形中的端部连接有用于与外部器件电连接的焊盘部。

另一方面，提供一种射频器件，包括磁芯和任一所述的PCB线圈。

可选的，所述磁芯位于所述PCB线圈的中心孔中，且两端的端面均与所述PCB线圈平齐。

可选的，所述磁芯包括两E型芯；所述E型芯包括横向部、固设于所述横向部一端的第一竖向部、固设于所述横向部中间位置的第二竖向部以及固设于所述横向部另一端的第三竖向部；

所述PCB线圈还设有第一侧孔和第二侧孔，所有平面线圈图形均位于所述第一侧孔和第二侧孔之间；

两所述第一竖向部从两侧相对插入所述第一侧孔、两所述第二竖向部从两侧相对插入所述PCB线圈的中心孔、两所述第三竖向部从两侧相对插入所述第二侧孔。

可选的，两所述E型芯通过点胶工艺固接。

可选的，两所述E型芯为一体成型结构。

可选的，部分所述线路图形层设有射频电路图形。

本实用新型的有益效果在于：提供一种PCB线圈及射频器件，将线圈内置于电路板中，以平面线圈图形代替传统的漆包线缠绕结构，有利于实现射频器件全自动化生产，进而提高生产效率和产品良率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为实施例1提供的射频器件的结构示意图；

图2为实施例1提供的常见射频电路的电路示意图；

图3为实施例2提供的射频器件的爆炸示意图。

图中：

1、PCB线圈；101、中心孔；102、线路图形层；1021、平面线圈图形；1022、焊盘部；1023、间隔距离；103、绝缘基材；104、第一侧孔；105、第二侧孔；

2、磁芯；201、E型芯；2011、横向部；2012、第一竖向部；2013、第二竖向部；2014、第三竖向部。

具体实施方式

为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。

此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本实用新型的限制。

以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

本实用新型提供一种PCB线圈，以及提供一种具有所述PCB线圈的射频器件。

具体地，在本实施例中，以所述PCB线圈用于射频器件为例，所述射频器件包括磁芯和PCB线圈，所述磁芯固设于所述PCB线圈上，并为所述PCB线圈提供磁场，所述PCB线圈则在通电后于所述磁场作用下产生相应的感应电流。

如实施例1～2，接下来结合附图对本实用新型的所述射频器件的多种实施方式进行介绍。

实施例1

如图1所示，介绍本实用新型实施例1的射频器件。

所述PCB线圈1的中部位置设有供磁芯2进入的中心孔101，所述磁芯2位于所述中心孔101中，且磁芯2两端的端面均与所述PCB线圈1平齐，使得所述射频器件整体呈一长方体结构，便于存储。当然，磁芯2也可以直接内埋于中心孔101中，然后封闭中心孔101两端的孔口。

所述PCB线圈1包括若干层从上至下依次排列的线路图形层102，相邻两层所述线路图形层102之间设有例如粘结片等绝缘基材103作为分隔。在众多层线路图形层102中，至少存在一层所述线路图形层102设有从里向外环绕所述中心孔101布设的平面线圈图形1021；所述平面线圈图形1021用于通电后在所述磁芯2的作用下产生感应电流。

需要说明的是，就单层的平面线圈图形1021而言，本实施例中的线圈是一层一层从里向外沿水平方向逐渐外扩的，类似于传统手动绕线时线圈缠绕过程中越来越粗的过程；

而当平面线圈图形1021的层数多了以后，多层平面线圈图形1021堆叠布置，就相当于每一个高度处都会有一圈逐渐外扩的线圈，类似于传统手动绕线时线圈缠绕过程中从上往下逐层绕线的过程。

可选的，所述平面线圈图形1021中的端部连接有用于与外部器件电连接的焊盘部1022，焊盘部1022可以在显影蚀刻阶段制作平面线圈图形1021时同步制成，无需额外进行平面线圈图形1021与焊盘部1022的焊接操作，节省线圈与焊盘之间的焊接工序，且连接可靠性更高。后续若需要将PCB线圈1接入其它电路板，直接使用贴片工艺或者插件工艺等将焊盘部1022作为电连接位置接入其它电路板即可，有利于实现机械化电连接，无需人工手动点焊。

本实施例提供的PCB线圈1与传统手绕式线圈相比，优势包括：

①本实施例中的线圈是由窄小带状的铜箔条缠绕而成的，而传统手绕式线圈是使用漆包线缠绕而成的；铜箔条和漆包线二者产生感应电流的本质都是铜，但本实施例使用的线圈无需漆包线的外保护层，节省材料的同时也更节省空间，可以在有效的空间内布置更多圈数的铜箔条，有利于拓宽频率范围；另一方面，缠绕相同圈数时，本实施例中铜箔条的长度比传统手工穿线的漆包线长度要短，且焊盘部1022与平面线圈图形1021之间没有点焊接口，可以减小信号通过导线传播的损耗值，提升传输效率，达到高频段低损耗的效果；

②可以通过显影蚀刻工艺精准控制窄小带状的铜箔条之间的间隔距离1023，保证同一射频器件水平方向相邻两铜箔条之间的间隔距离1023是相同的，进而提升耦合效果，减小损耗；还可以控制不同射频器件的铜箔条之间的间隔距离1023是相同的，进而保证不同射频器件之间具备良好的一致性。具体地，一方面，合理布线可以减小信号干扰，信号线的长度设计也能按照传输波段进行设计，而且差分信号线之间一致性好，也就是幅度不平衡度和相位不平衡度都会更好；另一方面，产品信号传输效率高，传输速率越大，可以满足更高的频率范围；传统设计速率只能达到3G的要求，采用本实施例的PCB线圈1后则可以达到5G、6G的要求(传统的结构就算做的很精细，勉强达到要求，但量产性很差，约有40-50％不良，主要是由于传统手绕式线圈，无法保证产品一致性导致)。

③PCB线圈1的线路图形制作、绝缘基材103热压、开孔挖槽等工艺均是现有技术，故可以实现全机械化的自动生产操作，摆脱对人力的依赖，提高生产效率和良率，降低生产成本。

本实施例中，PCB线圈1可以只用作线圈，即，PCB线圈1内包含射频电路图形，射频电路图形位于另一电路板上，当需要将PCB线圈1接入射频电路时，则需要将PCB线圈1焊接于带射频电路图形的另一电路板。

或者，在PCB线圈1的众多线路图形层102中，部分线路图形层102设有射频电路图形，然后通过电镀孔等方式使各平面线圈图形1021接入射频电路图形，即可将射频电路的电路图形也集成在PCB线圈1上。

具体地，本实施例提供的PCB线圈1可适用于巴伦、功分器和耦合器等多种射频器件，相应地，所述射频电路图形可以为图2中的任一种，本实施例对此不作限定。

综上所述，与现有技术相比，本实施例具有的有益效果包括：

①通过显影蚀刻工艺将线圈内置于电路板中，以平面线圈图形代替传统的漆包线缠绕结构，有利于射频器件实现全自动化生产，进而提高生产效率和产品良率；

②无需使用专门的线圈叠层缠绕设备，只需要使用常规的PCB制作设备即可，资金投入小；

③主要的制造工艺与PCB制作工艺基本一致，工艺简单，成本较低，频率范围较宽；

④PCB线圈的可靠性比传统手绕式线圈好，不会因为外保护层破损导致短路、耐压等问题，产品的隔离度也会提高。

实施例2

本实施例2提供的射频器件，与实施例一的射频器件具备相同的功能和有益效果，主要区别在于：

磁芯的结构不同，相应的，PCB线圈的开孔情况也有所不同。

参见图3，所述PCB线圈1的中部位置设有供磁芯2进入的中心孔101，中心孔101的两侧分别设有第一侧孔104和第二侧孔105，所有平面线圈图形1021均位于所述第一侧孔104和第二侧孔105之间。

本实施例中，所述磁芯2包括两E型芯201。所述E型芯201包括横向部2011、固设于所述横向部2011一端的第一竖向部2012、固设于所述横向部2011中间位置的第二竖向部2013以及固设于所述横向部2011另一端的第三竖向部2014。具体地，两所述第一竖向部2012从两侧相对插入所述第一侧孔104、两所述第二竖向部2013从两侧相对插入所述PCB线圈1的中心孔101、两所述第三竖向部2014从两侧相对插入所述第二侧孔105。

可选的，两所述E型芯201通过点胶工艺固接，方便装配。

或者，两所述E型芯201为模压成型的一体成型结构，即，磁芯2为日型结构，以免两E型芯201之间的缝隙处漏磁，影响射频器件的抗干扰性能。

需要说明的是，于一些其它的实施例中，磁芯也可以包括一E型芯和一I型芯；或者，磁芯包括一E型芯和一R型芯等，本实施例对此不作限定。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种PCB线圈，其特征在于，所述PCB线圈的中部位置设有供磁芯进入的中心孔；

所述PCB线圈包括若干层线路图形层，至少一所述线路图形层设有从里向外环绕所述中心孔布设的平面线圈图形；

所述平面线圈图形用于通电后在所述磁芯的作用下产生感应电流。

2.根据权利要求1所述的PCB线圈，其特征在于，相邻两所述线路图形层之间设有绝缘基材。

3.根据权利要求1所述的PCB线圈，其特征在于，所述平面线圈图形中相邻两圈线路之间的间隔距离相等。

4.根据权利要求1所述的PCB线圈，其特征在于，所述平面线圈图形中的端部连接有用于与外部器件电连接的焊盘部。

5.一种射频器件，其特征在于，包括磁芯和权利要求1～4任一项所述的PCB线圈。

6.根据权利要求5所述的射频器件，其特征在于，所述磁芯位于所述PCB线圈的中心孔中，且两端的端面均与所述PCB线圈平齐。

7.根据权利要求5所述的射频器件，其特征在于，所述磁芯包括两E型芯；所述E型芯包括横向部、固设于所述横向部一端的第一竖向部、固设于所述横向部中间位置的第二竖向部以及固设于所述横向部另一端的第三竖向部；

所述PCB线圈还设有第一侧孔和第二侧孔，所有平面线圈图形均位于所述第一侧孔和第二侧孔之间；

两所述第一竖向部从两侧相对插入所述第一侧孔、两所述第二竖向部从两侧相对插入所述PCB线圈的中心孔、两所述第三竖向部从两侧相对插入所述第二侧孔。

8.根据权利要求7所述的射频器件，其特征在于，两所述E型芯通过点胶工艺固接。

9.根据权利要求7所述的射频器件，其特征在于，两所述E型芯为一体成型结构。

10.根据权利要求5所述的射频器件，其特征在于，部分所述线路图形层设有射频电路图形。

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