CN217114072U - 电路结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电路结构，包括平面变压器，电子元件，输入端以及输出端。平面变压器包括平面绕组和磁芯。所述平面绕组包括一个或多个平面绕组走线单元，每一个平面绕组走线单元包括绝缘基板以及位于所述绝缘基板的单面或双面之上的绕组走线，所述绕组走线环绕或部分环绕所述绝缘基板上开设的第一通孔。所述磁芯通过第一通孔形成的磁芯孔嵌入所述平面绕组。所述电子元件通过第一连接区域设置于相同或不同的平面绕组走线单元之上，所述输入端与输出端通过第二连接区域设置于相同或不同的平面绕组走线单元之上。所述绕组走线、所述第一连接区域以及所述第二连接区域通过对覆盖于所述绝缘基板的单面或双面之上的导电材料进行图案化处理后获得。

Description

电路结构

技术领域

本实用新型涉及一种电路结构，特别是涉及一种包含集成有电子元件的平面变压器的电路结构。

背景技术

现今，为实现各类电子设备的小型化和精密集成化，其所包含的电路结构一般是将各类具备小尺寸、轻薄等特点的电子元件安装于电路板之上以形成。而平面变压器是实现电路小型化和精密集成化的关键零部件。现有的平面变压器的主要制备形式是采用多层电路板(或称为平面绕组走线单元)制成平面绕组作为线圈，再与磁芯进行组装。平面绕组走线单元的一种制备方式是在绝缘基板上铺设导电材料，然后将需要的导电材料保留以形成导电图案，不需要的导电材料去除。去除的导电材料会造成浪费。另外，当电路板上需要安装的电子元件过多时，需要增大电路板的尺寸，一方面提升了电路板的成本，另一方面也不利于电子设备的小型化。

发明内容

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，平面绕组走线单元在制备过程中导电材料的去除造成的浪费，电路板上设置较多电子元件时会提升电路板的成本。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种电路结构，该电路结构包含集成有电子元件的平面变压器，能够充分利用平面变压器在制备过程中本该去除的导电材料，减少铜箔的浪费从而降低产品成本。同时将部分电子元件集成在平面变压器上可以减小电路板上的电子元件的数量，减小了电路板的尺寸降低了成本。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种电路结构，包括平面变压器，一个或以上电子元件，至少一个输入端以及至少一个输出端。平面变压器包括平面绕组和磁芯。所述平面绕组包括一个或多个平面绕组走线单元，每一个平面绕组走线单元包括绝缘基板以及位于所述绝缘基板的单面或双面之上的绕组走线，所述绕组走线环绕或部分环绕所述绝缘基板上开设的第一通孔，并形成所述平面绕组的绕组线圈的一部分。所述磁芯通过一个或多个第一通孔形成的磁芯孔嵌入所述平面绕组。所述电子元件通过第一连接区域设置于相同或不同的平面绕组走线单元之上，并通过第一导线与所述绕组线圈连接，和/或通过所述第一导线相互之间连接。所述输入端与所述输出端通过第二连接区域设置于相同或不同的平面绕组走线单元之上，并通过第二导线与所述绕组线圈连接。所述绕组走线、所述第一连接区域以及所述第二连接区域通过对覆盖于所述绝缘基板的单面或双面之上的导电材料进行图案化处理后获得。

在一个可行的实现方式中，所述导电材料选自以下至少一种：导电金属箔、导电浆料或导电薄膜。

在一个可行的实现方式中，所述导电材料包括导电金属箔，选自以下至少一种：铜箔、铝箔、钛箔、锆箔、钽箔、镍箔或钼箔；或者，所述导电材料为铜箔或含铜合金箔。

在一个可行的实现方式中，所述电子元件包括贴片式电子元件，包括以下至少一种：电阻、电容、电感、二极管或晶体管。

在一个可行的实现方式中，所述第一连接区域包括焊盘，所述电子元件焊接于所述焊盘之上。

在一个可行的实现方式中，当所述一个或多个平面绕组走线单元的数量为一个时，所述第一导线通过对覆盖于所述平面绕组走线单元的绝缘基板的单面或双面之上导电材料进行图案化处理后获得。

在一个可行的实现方式中，当所述一个或多个平面绕组走线单元的数量为两个或以上时，两个或以上平面绕组走线单元通过粘结层相互层叠以形成所述平面绕组走线单元。

在一个可行的实现方式中，所述粘结层包括绝缘粘结剂。

在一个可行的实现方式中，所述绝缘基板上开设有至少一个导电孔，各个平面绕组走线单元的绕组走线基于层叠顺序依次通过所述导电孔相连接形成所述平面绕组的绕组线圈。

在一个可行的实现方式中，所述第二导线包括通过对设置有所述电子元件、所述输入端和/或所述输出端的平面绕组走线单元的绝缘基板的单面或双面之上导电材料进行图案化处理后获得的连接导线，或外置导线。

附图说明

图1是根据本实用新型的一些实施例所示的电路结构的示例性结构示意图；

图2是根据本实用新型的一些实施例所示的平面绕组的示例性结构示意图；

图3是根据本实用新型的一些实施例所示的平面绕组走线单元的示例性结构示意图；

图中的附图标记：100-电路结构，110-平面变压器，120-平面绕组，130- 磁芯，140-电子元件，150-输入/输出端，122-磁芯孔，124-平面绕组走线单元，126-粘结层，300-平面绕组走线单元，310-绕组走线，320-电子元件， 330-输入/输出端，340-第一导线，350-第二导线，360-第一连接区域，370- 导电孔，380-通孔。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型一些实施例披露了一种电路结构。所述电路结构可以包括平面变压器。所述平面变压器可以包括平面绕组以及磁芯。所述平面绕组可以一个或多个平面绕组走线单元，每一个平面绕组走线单元包括绝缘基板以及位于所述绝缘基板的单面或双面之上的绕组走线。在一些实施例中，所述绝缘基板可以是由任意适用的绝缘材料所制备而成。例如，所述绝缘基板可以是环氧板、聚酰亚胺薄膜、PET膜、陶瓷等或其任意组合。所述绕组走线可以是由覆盖于所述绝缘基板上的导电材料进过图案化处理后得到的。在一些实施例中，所述绕组走线可以环绕或部分环绕所述绝缘基板上开设的第一通孔。所述第一通孔的形状可以是任意的。例如，所述第一通孔的形状可以是规则形状的比如圆形、矩形或正边形等。所述第一通孔的形状也可以是任意不规则形状的。在一些实施例中，所述第一通孔可以允许磁芯无阻碍的通过。

在一些实施例中，当所述一个或多个平面绕组走线单元的数量为两个或以上时，这些平面绕组走线单元可以通过粘结层相互层叠以形成所述平面绕组。作为示例，假定三个平面绕组走线单元层叠形成的一个平面绕组，最底层的平面绕组走线单元的顶层表面可以覆盖上一层粘结层，然后与中间层的平面绕组走线单元的底层表面粘结至一体。同样的，中间层的平面绕组走线单元的顶层表面也可以覆盖上一层粘结层，与顶层的平面绕组走线单元的底层表面粘结至一体，从而得到所述平面绕组。在一些实施例中，所述粘结层可以由绝缘粘结剂形成。示例性的绝缘粘结剂可以包括聚酯、环氧树脂、聚氨酯、聚丁二烯酸、有机硅、聚酯亚胺、聚酰亚胺等。

在层叠完成后，各个平面绕组走线单元的第一通孔可以相互对齐。所述相互对齐可以是各个平面绕组走线单元的第一通孔形成一个允许磁芯无阻碍通过的通道。在本实用新型中，该通道也可以被称为磁芯孔。所述磁芯可以通过所述磁芯孔嵌入所述平面绕组以组装成一平面变压器。

在一些实施例中，所述磁芯可以是由磁性材料制成。例如，纯铁、铁粉、低碳钢、铁硅合金、铁铝合金、铁硅铝合金、镍铁合金、钴铁合金、铁氧体材料、铁基非晶合金、铁基纳米晶等。在一些实施例中，所述磁芯可以具有一形状。该形状可以包括圆环形、柱形、U形、E形等。可以理解，所述磁芯的形状可以是根据不同的应用场景而发生改变。本实用新型实施例仅仅出于说明的目的。

所述电路结构可以进一步包括一个或以上电子元件。在一些实施例中，所述电子元件可以包括贴片式电子元件，可以包括但不限于电阻、电容、电感、二极管、晶体管等或其任意组合，例如，振荡器、滤波器等。所述电子元件可以通过第一连接区域设置于相同或不同的平面绕组走线单元之上。例如，假定三个平面绕组走线单元层叠形成的一个平面绕组，所述一个或以上电子元件可以全部设置于最上层的平面绕组走线单元的外表面。或可以分别设置于三个平面绕组走线单元的表面。例如，假设电子元件设置于中间层的平面绕组走线单元的表面，则在进行层叠时，可以通过增加粘结层的厚度或在中间层的上层邻接层的绝缘基板上开设凹槽用于容纳电子元件。在一些实施例中，所述第一连接区域可以包括焊盘。所述一个或以上电子元件可以焊接于所述焊盘之上。

在一些实施例中，当所述电子元件设置于所述平面绕组的顶部平面绕组走线单元的顶部表面或所述平面绕组的底部平面绕组走线单元的底部表面时，所述电子元件的设置位置可以位于所述磁芯的遮挡范围之外。可以理解的是，当磁芯和平面绕组进行装时，会遮挡平面绕组的部分区域。因此，所述电子元件设置在平面绕组的表面时，可以设置在未被磁芯遮挡的区域。在一些实施例中，当设置完成后，所述电子元件的整体高度可以在磁芯的高度范围之内。这样，无论是平面变压器在后续单独封装时，可以做到最优化封装条件，而不因为所集成的电子元件的大小而改变封装手段。所述电路结构可以进一步至少一个输入端和至少一个输出端。所述输入端和所述输出端可以通过第二连接区域设置于相同或不同的平面绕组走线单元之上。在一些实施例中，所述输入端和所述输出端可以包括诸如引脚等常用接口端。所述第二连接区域可以包括由导电材料构成的导电区域，所述输入端和所述输出端可以通过焊接等方式设置于导电区域之上。

在一些实施例中，所述绕组走线、所述第一连接区域以及所述第二连接区域可以通过对覆盖于所述绝缘基板的单面或双面之上导电材料进行图案化处理后获得。所述导电材料可以包括导电金属箔，包括但不限于铜箔、铝箔、钛箔、锆箔、钽箔、镍箔、钼箔或其任意组合。可选地或优选地，所述导电材料可以包括铜箔或含铜合金箔。可以通过将导电金属箔在铺设在绝缘基板上后，利用刻蚀对导电金属箔进行选择性腐蚀或剥离，得到预设的设计图案，所述导电材料可以包括导电浆料，包括但不限于导电银浆、导电金浆、导电铜浆、导电镍浆、纯铜浆、碳浆、导电银-钯浆、导电银- 铜浆等或其任意组合。可以将导电浆料铺设在绝缘基板上后，通过激光刻蚀的方式得到预设的设计图案。所述导电材料可以包括导电薄膜，包括但不限于ITO薄膜、GaN薄膜、石墨烯薄膜、碳纳米管薄膜、纳米银薄膜、金属网格等或其任意组合。可以通过将导电薄膜在铺设在绝缘基板上后，利用激光刻蚀或溅射刻蚀、等离子刻蚀等刻蚀方式对导电薄膜进行选择性腐蚀或剥离，得到预设的设计图案。

上述预设的设计图案可以是所述绕组走线、所述第一连接区域以及所述第二连接区域，或其他部分。例如，后续描述中的导线。

在一些实施例中，当所述一个或多个平面绕组走线单元的数量为一个时，所述电子元件、所述输入端以及所述输出端可以分别通过第一导线相互独立地与所述平面绕组走线单元的绕组走线电连接。所述第一导线可以是通过对覆盖于所述平面绕组走线单元的绝缘基板的单面或双面之上导电材料进行图案化处理后获得。例如，上述说明书中所获得的预设的设计图案中，可以包括有第一导线。

在一些实施例中，当所述一个或多个平面绕组走线单元的数量为两个或以上时，平面绕组走线单元的绝缘基板上可以开设有至少一个导电孔。在这些平面绕组走线单元层叠完成后，各个平面绕组走线单元的绕组走线可以基于层叠顺序依次通过所述导电孔相连接形成所述平面绕组的绕组线圈。平面绕组由三个平面绕组走线单元层叠后形成，最上层的平面绕组走线单元的绕组走线可以通过导电孔与第二层的平面绕组走线单元的绕组走线相连接，随后通过导电孔再与第三层的平面绕组走线单元的绕组走线相连接。这些依次连接的平面绕组走线单元的绕组走线构成了平面绕组的绕组线圈。

在一些实施例中，当所述一个或多个平面绕组走线单元的数量为两个或以上时，所述电子元件、所述输入端以及所述输出端可以分别通过第二导线相互独立地与所述平面绕组的绕组线圈电连接。所述第二导线可以是与所述第一导线类似。例如，当所述电子元件设置于最上层的平面绕组走线单元上时，在执行图案化处理时，可以通过保留部分本该去除的导电材料作为所述第二导线(也可以被称为连接导线)，连接第一连接区域与该平面绕组走线单元的绕组走线。所述第二导线还可以包括外置导线。所述外置导线可以是已成型的用于电子器件连接的导线。例如，商业上可以购买到的导线。绝缘基板上可以开设有过孔，所述外置导线可以通过过孔与其他平面绕组走线单元的绕组走线电连接。

以下参考附图对本申请的一些优选实施例进行说明。应当注意的是，以下描述是为了说明的目的，并不旨在限制本申请的保护范围。

图1是根据本实用新型一些实施例所示的电路结构的示例性结构示意图。如图1所示，电路结构100包括平面变压器110，设置于平面变压器 110之上的电子元件140，以及电路结构100的输入/输出端150。平面变压器110包括平面绕组120以及磁芯130。平面绕组120可以包括一个或多个平面绕组走线单元，这些平面绕组走线单元可以通过粘结层相互层叠以形成平面绕组120。参考图2，图2是根据本实用新型一些实施例所示的平面绕组的示例性结构图。如图2所示，平面绕组120可以由多个平面绕组走线单元124通过粘结层126层叠形成。粘结层126可以是由绝缘粘结剂形成，例如聚酯、环氧树脂、聚氨酯、聚丁二烯酸、有机硅、聚酯亚胺、聚酰亚胺等。平面绕组走线单元124包括绝缘基板以及位于绝缘基板的单面或双面之上的绕组走线。该绕组走线可以是由覆盖于绝缘基板上的导电材料进过图案化处理后得到的。例如，通过对覆盖在绝缘基板上的导电金属箔、导电浆料或导电薄膜利用刻蚀等方式进行选择性腐蚀或剥离，得到预设的设计图案，作为上述绕组走线。绕组走线可以环绕或部分环绕平面绕组走线单元124的绝缘基板上开设的通孔。该通孔的形状可以是规则的形状例如圆形、矩形、正边形等，也可以是不规则的形状。这些通孔在多个平面绕组走线单元124进行层叠时将对齐，形成平面绕组120的磁芯孔122。磁芯孔122可以允许磁芯130无障碍的通过。

磁芯130可以是利用磁性材料制成的，例如，纯铁、铁粉、低碳钢、铁硅合金、铁铝合金、铁硅铝合金、镍铁合金、钴铁合金、铁氧体材料、铁基非晶合金、铁基纳米晶等。磁芯130的形状可以与平面绕组的120的磁芯孔122的形状匹配。例如，假定平面绕组120的磁芯孔122是圆形，则磁芯130可以是一个圆柱体。如图1中所示，磁芯孔122是矩形，则磁芯130可以一个长方体。

电子元件140可以是贴片式电子元件，包括但不限于电阻、电容、电感、二极管、晶体管等或其任意组合，例如，振荡器、滤波器等。电子元件140可以设置于平面绕组120之上。例如，电子元件140可以设置在层叠形成平面绕组120的多个平面绕组走线单元的最上层和/或最下层的平面绕组走线单元的表面。输入/输出端150可以包括诸如引脚或导电片等常用接口。输入/输出端150也可以设置于平面绕组120之上。例如，输入/输出端150可以设置于在层叠形成平面绕组120的多个平面绕组走线单元的任意一个平面绕组走线单元之上。电子元件140和输入/输出端150可以通过连接基点设置于平面绕组120之上。作为示例，电子元件140和输入/输出端150可以分别通过第一连接区域以及第二连接区域设置于平面绕组120 之上。第一连接区域和第二连接区域可以是在上述图案化处理过程中，利用本该去除的导电材料所形成的连接基点，例如，焊盘、导电材料形成的导电区域等。

参考图3，图3是根据本实用新型所示的电路结构的平面绕组走线单元的示例性结构图。图3可以是构成平面绕组120的任一平面绕组走线单元的示例性结构图。如图3所示，平面绕组走线单元300的一面上绕组走线310。绕组走线310部分环绕通孔380。电子元件320通过第一连接区域360设置于平面绕组走线单元300的面上。输入/输出端330通过第二连接区域(图中未示出，位于输入/输出端330下方，被输入/输出端330 遮挡)设置于平面绕组走线单元300的面上。绕组走线310、第一连接区域 360以及第二连接区域可以是覆盖在面上的导电材料经过图案化处理后获得的。例如，预先设置好刻蚀设备的操作程序，使刻蚀设备按照操作程序对面上的导电材料进行选择性去除，最终得到绕组走线310、第一连接区域360以及第二连接区域。电子元件340可以通过第一导线340与绕组走线 310电连接。进而在平面绕组走线单元300形成完整平面绕组时，电子元件 340可以接入平面绕组的绕组线圈。第一导线340也可以是利用图案化处理时本该去除的导电材料所形成。电子元件340还可以通过开设在平面绕组走线单元300的绝缘基板上的过孔与平面绕组走线单元300的另一面的绕组走线(若另一面存在绕组走线)或与形成平面绕组的其他平面绕组走线单元的面上的绕组走线电连接。电子元件340可以通过外置导线实现上述电连接。例如，商业上可购买到的可用于平面精细电子设备的导线。同样的，在平面绕组走线单元300形成完整平面绕组时，电子元件340可以接入平面绕组的绕组线圈。输入/输出端330可以通过类似于第一导线340的第二导线350与平面绕组走线单元300的绕组走线310、平面绕组走线单元 300的另一面的绕组走线(若另一面存在绕组走线)或与形成平面绕组的其他平面绕组走线单元的面上的绕组走线电连接。如图3所示，输入/输出端 330通过第二导线350并经过导电孔370与形成平面绕组的其他平面绕组走线单元的面上的绕组走线电连接，进而在平面绕组走线单元300形成完整平面绕组时，电子元件340可以接入平面绕组的绕组线圈。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电路结构，其特征是，包括：

平面变压器，包括：

平面绕组，所述平面绕组包括一个或多个平面绕组走线单元，每一个平面绕组走线单元包括绝缘基板以及位于所述绝缘基板的单面或双面之上的绕组走线，所述绕组走线环绕或部分环绕所述绝缘基板上开设的第一通孔，并形成所述平面绕组的绕组线圈的一部分；

磁芯，所述磁芯通过一个或多个第一通孔形成的磁芯孔嵌入所述平面绕组；

一个或以上电子元件，所述电子元件通过第一连接区域设置于相同或不同的平面绕组走线单元之上，并通过第一导线与所述绕组线圈连接，和/或通过所述第一导线相互之间连接；

至少一个输入端；以及

至少一个输出端，所述输入端与所述输出端通过第二连接区域设置于相同或不同的平面绕组走线单元之上，并通过第二导线与所述绕组线圈连接；

其中，所述绕组走线、所述第一连接区域以及所述第二连接区域通过对覆盖于所述绝缘基板的单面或双面之上的导电材料进行图案化处理后获得。

2.根据权利要求1所述的电路结构，其特征是，所述导电材料选自以下至少一种：导电金属箔、导电浆料或导电薄膜。

3.根据权利要求1所述的电路结构，其特征是，所述导电材料包括导电金属箔，选自以下至少一种：铜箔、铝箔、钛箔、锆箔、钽箔、镍箔或钼箔；或者，所述导电材料为铜箔或含铜合金箔。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的电路结构，其特征是，所述电子元件包括贴片式电子元件，包括以下至少一种：电阻、电容、电感、二极管或晶体管。

5.根据权利要求1所述的电路结构，其特征是，所述第一连接区域包括焊盘，所述电子元件焊接于所述焊盘之上。

6.根据权利要求1所述的电路结构，其特征是，当所述一个或多个平面绕组走线单元的数量为一个时，所述第一导线通过对覆盖于所述平面绕组走线单元的绝缘基板的单面或双面之上导电材料进行图案化处理后获得。

7.根据权利要求1所述的电路结构，其特征是，当所述一个或多个平面绕组走线单元的数量为两个或以上时，两个或以上平面绕组走线单元通过粘结层相互层叠以形成所述平面绕组走线单元。

8.根据权利要求7所述的电路结构，其特征是，所述粘结层包括绝缘粘结剂。

9.根据权利要求7所述的电路结构，其特征是，所述绝缘基板上开设有至少一个导电孔，各个平面绕组走线单元的绕组走线基于层叠顺序依次通过所述导电孔相连接形成所述平面绕组的绕组线圈。

10.根据权利要求9所述的电路结构，其特征是，所述第二导线包括通过对设置有所述电子元件、所述输入端和/或所述输出端的平面绕组走线单元的绝缘基板的单面或双面之上导电材料进行图案化处理后获得的连接导线，或外置导线。

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