KR20200141018A

KR20200141018A - 평면 변압기의 pcb판 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20200141018A
Application number: KR1020207000492A
Authority: KR
Inventors: 샤오유에 자; 구오 오우양; 징징 렌
Original assignee: 선전 선로드 일렉트로닉스 컴퍼니, 리미티드
Priority date: 2019-06-03
Filing date: 2019-11-06
Publication date: 2020-12-17
Also published as: WO2020244141A1; CN110233028A; KR102304788B1; US20220093320A1

Abstract

본 발명은, 통공을 구비한 PCB 기판의 양면에서 콜로이드 사출을 진행하여 상기 PCB 기판과 일체화된 양면 와인딩부를 형성하는 단계; 상기 양면 와인딩부는 상기 PCB 기판의 양면에 대칭 구조를 가지고 그 중심은 상기 통공과 일치한 연결홀이며 상기 연결홀은 상기 통공과 병렬하여 자기 코어가 통과하는 자기 코어홀을 형성하는 단계; 상기 연결홀의 주변에는 와이어 차단부가 돌출 형성되는 단계; 상기 자기 코어홀의 홀벽에는 트로프가 구비되어 하나의 금속 와이어를 통과시켜 상기 양면 와인딩부의 양면에서 내부로부터 외부로 향하는 평면 권선을 동시에 진행함으로써 상기 PCB 기판의 양면에 위치하는 두 개의 직렬 코일을 형성하는 단계를 포함하는 평면 변압기의 PCB판 및 이의 제조방법을 개시한다. 본 발명은 PCB 기판의 양면에 자체 접착층을 코팅할 필요가 없어 자체 접착층을 코팅하는 시간을 단축시키고 자체 접착층이 베이킹 과정에서 유동 현상이 나타날 수 있음으로 인해 접착된 자체 접착층이 권선 과정에서 나타나는 누적 등 일련의 문제를 해결한다.

Description

평면 변압기의 PCB판 및 이의 제조방법

본 발명은 평면 변압기의 PCB판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 종래의 변압기는 코일을 프레임에 권취하여 자기 코어에 의해 조립 구성되거나 직접 자기링에 권선한 권선형 변압기이다. 이러한 제품은 구조가 복잡하고 부피가 비교적 크며 원가 절감 능력이 낮고 기기 원가 투자가 크며 모델 변경의 어려움이 있고 제품 일치성, 안정성이 좋지 않으며 잠재적인 고장 위험이 높으나 내부 공간이 작고 에너지 절약 및 방열 요구가 엄격한 국방, 항공, 항공 우주 등 중량 및 안정성에 대한 요구가 비교적 높은 분야에서 현재 평면 변압기가 점점 더 큰 작용을 발휘하지만 평면 변압기 또한 다중층 중첩 권선에 있어서 PCB판의 공정은 복잡하고 원가가 높은 등 비교적 큰 결점을 구비한다.

상기 배경기술 내용의 개시는 단지 본 발명의 발명 사상 및 기술적 해결수단을 보조 이해하기 위한 것이고 이는 필연코 본 특허 출원의 선행기술에 속하지 않으며 상기 내용이 본 특허 출원의 출원일 전에 이미 개시되었다는 것을 표명하는 명확한 증거가 없는 경우에 상기 배경기술은 본 출원의 신규성 및 창조성 평가에 사용되어서는 아니된다.

본 발명의 주요한 목적은 콜로이드 사출을 통해 일체로 성형된 양면 와인딩부를 구비하고 자동 권선 기기에 의해 자동으로 동시에 양면 권선된 PCB판 및 이의 제조방법을 제시하여 평면 변압기를 사용할 경우 PCB판 공정이 복잡하고 및 다중층 중첩 권선되어 권선 효율이 낮은 문제를 해결하기 위한 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 하기 기술적 해결수단을 제시한다.

평면 변압기의 PCB판은 PCB 기판을 포함하고 콜로이드 사출을 통해 상기 PCB 기판의 양면에 형성되어 상기 PCB 기판과 일체화된 양면 와인딩부를 더 포함하며 상기 PCB 기판은 통공을 구비하고 상기 양면 와인딩부는 상기 PCB 기판의 양면에 대칭 구조를 가지며 그 중심은 상기 통공과 일치한 연결홀이고 상기 연결홀은 상기 통공과 병렬하여 자기 코어가 통과하는 자기 코어홀을 형성하며 상기 연결홀의 주변에는 와이어 차단부가 돌출 형성되어 있고 상기 자기 코어홀의 홀벽에는 트로프가 구비되어 하나의 금속 와이어를 통과시켜 상기 양면 와인딩부의 양면에서 내부로부터 외부로 향하는 평면 권선을 동시에 진행함으로써 상기 PCB 기판의 양면에 위치하는 두 개의 직렬 코일을 형성한다.

바람직하게는, 상기 트로프는 상기 통공의 홀벽에 위치한 제1 오목홈 및 상기 양면 와인딩부의 양면의 두 개의 와이어 차단부에 위치한 두 개의 제2 오목홈을 포함한다.

바람직하게는, 상기 하나의 금속 와이어는 단일 가닥의 구리 와이어 또는 다중 가닥의 구리 와이어를 포함한다.

바람직하게는, 상기 PCB 기판의 상기 통공은 원형, 타원형 또는 직사각형이다.

바람직하게는, 상기 금속 와이어는 자체 접착층으로 코팅되고 상기 양면 와인딩부에서 권취가 진행될 경우 가열에 의해 권취 엣지 고정을 실현하여 코일을 형성한다.

바람직하게는, 상기 양면 와인딩부의 양면에 권취된 두 개의 코일에서 각각의 코일은 단지 최외주에 하나의 리드단을 구비하고 상기 리드단은 상기 PCB 기판에 대응되는 PIN홀에 용접된다.

본 발명의 상기 기술적 해결수단은 PCB 기판의 양면에 폴리이미드 필름 또는 PCB판에 접착되도록 할 수 있는 자체 접착층을 코팅할 필요가 없다. 이렇게 되면 자체 접착층을 코팅하는 시간을 단축시킬 뿐만 아니라 자체 접착층이 베이킹 과정에서 유동 현상이 나타날 수 있음으로 인해 접착된 자체 접착층이 권선 과정에서 나타나는 누적 등 일련의 문제를 해결한다. 제시된 이러한 평면 변압기PCB판은 제조 공정을 단축시킬 뿐만 아니라 원가를 절감하고 또한 인적 요소의 영향을 감소시켜 제품 합격률 및 제품 일치성이 확보된다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 또, 통공을 구비한 PCB 기판을 제공하는 단계; 상기 양면 와인딩부는 상기 PCB 기판의 양면에 대칭 구조를 가지고 그 중심은 상기 통공과 일치한 연결홀이며 상기 연결홀은 상기 통공과 병렬하여 자기 코어가 통과하는 자기 코어홀을 형성하고 상기 연결홀의 주변에는 와이어 차단부가 돌출 형성되어 있는 상기 PCB 기판의 양면에 콜로이드 사출을 진행하고 상기 PCB 기판과 일체화된 양면 와인딩부를 형성하는 단계; 상기 트로프는 하나의 금속 와이어를 통과시켜 상기 양면 와인딩부의 양면에서 내부로부터 외부로 향하는 평면 권선을 동시에 진행함으로써 상기 PCB 기판의 양면에 위치하는 두 개의 직렬 코일을 형성하는 상기 자기 코어홀의 홀벽에는 트로프를 설치하는 단계를 포함하는 평면 변압기의 PCB판의 제조방법을 제시한다.

바람직하게는, 반자동CNC 와인딩 머신을 사용하여 하나의 금속 와이어를 상기 트로프에 통과시켜 상기 양면 와인딩부의 양면에서 내부로부터 외부로 향하는 평면 권선을 동시에 진행하고 권취가 완성된 후 획득한 두 개의 직렬 코일에서 각각의 코일은 단지 최외주에 하나의 리드단을 구비한다.

도 1은 본 발명에 따른 평면 변압기 PCB판의 PCB 기판의 입체 모식도이다.
도 2는 도 1에 도시된 PCB 기판의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 평면 변압기 PCB판의 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 PCB판의 정면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 PCB판의 양면 와인딩부의 구조 모식도이다.
도 6은 도 5에 도시된 양면 와인딩부의 평면도이다.
도 7은 도 3에 도시된 PCB판에 양면 와인딩한 모식도이다.
도 8 및 도 9는 도 1에 도시된 PCB 기판의 다른 두 가지 변형이다.

아래 도면 및 구체적인 실시형태와 결부하여 본 발명을 진일보로 설명한다.

본 발명의 구체적인 실시형태는 평면 변압기의 PCB판을 제시하는데 상기 평면 변압기는 주로 휴대 전화 고속 충전 전원 어댑터에 적용될 수도 있고 태블릿 PC, 새로운 에너지 자동차 전원 어댑터에 적용될 수도 있으며 본 발명에서 제시된 상기 PCB판은 표면에 자체 접착층을 더 코팅할 필요가 없고 콜로이드 사출 성형의 방식을 통해 PCB 기판에 일체화된 양면 와인딩부를 형성하여 양면 평면 권선을 진행함으로써 자체 접착층 코팅으로 인한 인건비를 면제하고 자체 접착층이 2차 가열될 경우 나타나는 일련의 문제를 피할 수 있다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명은 구체적인 실시예에 제시된 평면 변압기PCB판은 PCB 기판(1) 및 콜로이드 사출을 통해 상기 PCB 기판의 양면에 형성되고 상기 PCB 기판과 일체화된 양면 와인딩부(2)를 포함한다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 PCB 기판(1)은 비교적 큰 통공(10)을 구비하여 변압기의 자기 코어가 통과하도록 하고 상기 통공(10)의 홀벽에는 제1 오목홈(101)을 구비하며 상기 PCB 기판의 주변에는 약간의 PIN홀(11)이 설치된다. 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이 사출 성형된 양면 와인딩부(2)는 상기 PCB 기판(1)의 양면에 대칭 구조를 가지고 그 중심은 상기 통공(10)과 일치한 연결홀(20)이고 상기 연결홀(20)은 상기 통공(10)과 병렬하여 자기 코어가 통과하는 자기 코어홀을 형성한다. 연결홀(20)의 주변에 돌출된 둘레에는 와이어 차단부(21)가 형성되고 양면의 두 개의 와이어 차단부(21)와 제1 오목홈에 대응되는 위치에도 제2 오목홈(210)이 구비되며 제1 오목홈(101)과 두 개의 제2 오목홈(210)은 공통으로 트로프(30)를 형성한다. 도 7에 도시된 바와 같이 하나의 완전한 금속 와이어를 사용하여 상기 트로프(30)를 통과하여 양면 와인딩부(2)의 양면(22)에서 동시에 권선을 진행하여 내부링으로부터 외부링으로 평면 권선함으로써 양면에 하나의 평면 코일(40)을 각각 형성하고 두 개의 평면 코일은 직렬 연결되며 각각의 코일은 단지 최외링(권선 끝)에만 하나의 리드단(41)이 있으며 상기 리드단(41)은 PCB 기판의 상응한 PIN홀(11)에 용접시키기 위한 것이다.

전술한 "하나의 완전한 금속 와이어”는 단일 가닥의 구리 와이어 또는 두 가닥 이상의 구리 와이어로 구성된 와이어일 수 있고 "하나”는 단지 두 끝만 구비하는 두 개의 단자를 강조하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 PCB판에서 권선을 진행할 경우 반자동의 CNC 권선 기기를 사용하여 α권선을 진행하고 사용된 와이어는 자체 접착층이 코팅되어 있는 구리 와이어일 수 있으며 자동 권선 과정에서, 권선 기기는 권취되면서 가열되어 와이어가 고정되도록 할 수 있다. 이 밖에, 와이어 차단부(21)의 존재로 인해 와이어는 내부링에서 외부로 향하여 권취될 경우 최내링은 와이어 차단부에 의해 차단되어 코일의 형상을 고정시킨다.

도 1 내지 도 7에 도시된 실시예에서, PCB 기판(1)의 통공은 원형이고 사출된 양면 와인딩부(2)의 연결홀도 대응되게 원형이며 원형의 자기 코어에 적용된다. 하지만 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 본 발명은 적용되는 자기 코어를 제한하지 않고 본 발명의 PCB 기판의 통공은 또한 예컨대 직사각형, 타원형 등과 같은 다른 형상일 수 있다. 즉, 상기 자기 코어홀은 직사각형, 타원형 등 다른 형상일 수 있다. 따라서, 권취된 코일은 대응되게 직사각형 코일, 타원형 코일이다.

이 밖에, 본 발명의 다른 하나의 구체적인 실시예는 상기 PCB판에 기반한 평면 변압기의 제조방법을 제시하는데, 하기와 같은 단계를 포함한다.

도 1, 도 8 및 도 9에 도시된 PCB 기판과 같이, 통공을 구비한 PCB 기판을 제공하는 단계; 다음 상기 PCB 기판의 양면에 콜로이드 사출을 진행하고 상기 PCB 기판과 일체화된 양면 와인딩부를 형성하는 단계; 다음, 권선을 진행하는 단계; 자동 권선 기기를 사용하여 이에 양면 와인딩부가 형성되어 있는 PCB판을 와인딩 머신의 지그에 끼워 와이어는 척에 의해 PCB판의 자기 코어홀을 통과하여 트로프에 걸리고 이때 양면은 동시에 권선을 시작하며 권취가 완료된 후 리드단을 대응되는 PIN홀에 용접시키는 단계를 포함한다. 권선 방식은 단일 가닥 단일층, 단일 가닥 다중층, 단일층 다중 가닥 또는 Liz선 병렬 방식, 다중 가닥선 또는 Liz선 다중층 병렬 방식으로 진행될 수 있다. 도 7에 도시된 에는 단일층 권선이다. 마지막으로 자기 코어를 장착하면 평면 변압기를 형성할 수 있다.

바람직한 실시예에서, 와이어가 트로프에서 절곡되어 와이어 표면의 절연층이 파손되어 자기 코어에 전기적으로 연결되어 변압기의 내전압이 요구에 도달할 수 없는 것을 고려하여 본 발명은 이러한 평면 변압기를 제조할 경우 트로프에 대응되는 자기 코어의 위치에 절연성 바니시를 적용하여 상기 상황이 발생할 경우 도선이 자기 코어에 직접 전기적으로 연결되는 것을 방지함으로써 변압기의 내전압이 요구에 도달하도록 확보한다.

이러한 변압기는 체적이 작고 소자의 높이가 비교적 낮은 장점을 구비하고 동일한 출력하에서 기존의 권선형 변압기보다 체적이 적어도 1/4 이상 작으며 구조가 컴팩트하고 견고하며 신뢰성이 높고 일치성이 높으며 권선 배열이 정열하고 누설 인덕턴스가 작으며 EMI 방사 간섭이 낮은 등 여러가지 장점을 구비한다.

다른 한편, 전체 과정은 모두 와인딩 머신에 의해 자동으로 완성되기에 제조 시간을 단축시키고 인적 요소의 영향을 감소시켜 상응한 제품 합격률 및 제품 일치성이 더 좋게 확보된다.

상기 내용은 구체적인 바람직한 실시형태를 결부하여 진행한 본 발명의 추가의 상세한 설명일 뿐 본 발명의 구체적인 실시형태를 이러한 설명에 한정하여서는 아니된다. 본 발명의 통상의 기술을 가진 자에게 있어서 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 전제 하에 약간의 동등한 대체 또는 현저한 변형을 진행할 수 있고 성능 또는 용도는 동일한 것으로 모두 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 간주되어야 한다.

1: 기판
2: 양면 와인딩부
10: 통공
20: 연결홀
21: 와이어 차단부
30: 트로프

Claims

PCB 기판(1)을 포함하는 평면 변압기의 PCB판에 있어서,
콜로이드 사출을 통해 상기 PCB 기판의 양면에 형성되고 상기 PCB 기판과 일체화된 양면 와인딩부(2)를 더 포함하며,
상기 PCB 기판(1)은 통공(10)을 구비하고,
상기 양면 와인딩부(2)는 상기 PCB 기판(1)의 양면에 대칭 구조를 가지며 그 중심은 상기 통공(10)과 일치한 연결홀(20)이고 상기 연결홀(20)은 상기 통공(10)과 병렬하여 자기 코어가 통과하는 자기 코어홀을 형성하며,
상기 연결홀(20)의 주변에는 와이어 차단부(21)가 돌출 형성되어 있고,
상기 자기 코어홀의 홀벽에는 트로프(30)가 구비되어 하나의 금속 와이어를 통과시켜 상기 양면 와인딩부(2)의 양면에서 내부로부터 외부로 향하는 평면 권선을 동시에 진행함으로써 상기 PCB 기판의 양면에 위치하는 두 개의 직렬 코일을 형성하는 것을 특징으로 하는 평면 변압기의 PCB판.
제1항에 있어서,
상기 트로프는 상기 통공(10)의 홀벽에 위치한 제1 오목홈(101) 및 상기 양면 와인딩부(2)의 양면의 두 개의 와이어 차단부(21)에 위치한 두 개의 제2 오목홈(210)을 포함하는 것을 특징으로 하는 PCB판.
제1항에 있어서,
상기 하나의 금속 와이어는 단일 가닥의 구리 와이어 또는 다중 가닥의 구리 와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 PCB판.
제1항에 있어서,
상기 PCB 기판의 상기 통공은 원형, 타원형 또는 직사각형인 것을 특징으로 하는 PCB판.
제1항에 있어서,
상기 금속 와이어는 자체 접착층으로 코팅되고 상기 양면 와인딩부에서 권취가 진행될 경우 가열에 의해 권취 엣지 고정을 실현하여 코일을 형성하는 것을 특징으로 하는 PCB판.
제1항에 있어서,
상기 양면 와인딩부의 양면에 권취된 두 개의 코일에서 각각의 코일은 단지 최외주에 하나의 리드단을 구비하고 상기 리드단은 상기 PCB 기판에 대응되는 PIN홀에 용접되는 것을 특징으로 하는 PCB판.
통공을 구비한 PCB 기판을 제공하는 단계;
상기 양면 와인딩부는 상기 PCB 기판의 양면에 대칭 구조를 가지고 그 중심은 상기 통공과 일치한 연결홀이며 상기 연결홀은 상기 통공과 병렬하여 자기 코어가 통과하는 자기 코어홀을 형성하고 상기 연결홀의 주변에는 와이어 차단부가 돌출 형성되어 있는 상기 PCB 기판의 양면에 콜로이드 사출을 진행하고 상기 PCB 기판과 일체화된 양면 와인딩부를 형성하는 단계;
상기 트로프는 하나의 금속 와이어를 통과시켜 상기 양면 와인딩부의 양면에서 내부로부터 외부로 향하는 평면 권선을 동시에 진행함으로써 상기 PCB 기판의 양면에 위치하는 두 개의 직렬 코일을 형성하는 상기 자기 코어홀의 홀벽에는 트로프를 설치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면 변압기의 PCB판의 제조방법.
제7항에 있어서,
반자동CNC 와인딩 머신을 사용하여 하나의 금속 와이어를 상기 트로프에 통과시켜 상기 양면 와인딩부의 양면에서 내부로부터 외부로 향하는 평면 권선을 동시에 진행하고 권취가 완성된 후 획득한 두 개의 직렬 코일에서 각각의 코일은 단지 최외주에 하나의 리드단을 구비하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제7항에 있어서,
상기 트로프는 상기 통공의 홀벽에 위치한 제1 오목홈 및 상기 양면 와인딩부의 양면의 두 개의 와이어 차단부에 위치한 두 개의 제2 오목홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제7항에 있어서,
상기 PCB 기판의 상기 통공은 원형, 타원형 또는 직사각형인 것을 특징으로 하는 제조방법.