TWI430720B - 多層微型線圈總成 - Google Patents

Description

多層微型線圈總成

本提案係關於一種線圈總成，尤其是一種以多層線圈層堆疊之微型線圈總成。

現今電子產業中，電子裝置之尺寸設計得愈來愈精巧細緻，但功能卻設計得愈來愈強大。因此，電子裝置內部之電子元件也益發必須設計得更加精巧。於眾多電子元件中，關於線圈元件之尺寸，通常是較難加以縮小其尺寸之元件。

以小型馬達為例，係採用線圈元件作為馬達定子，在早期之製作中，通常以漆包線纏繞之方式製作，為了讓線圈能夠產生足夠的電磁感應，線圈圈數必須愈大，但所產生電子元件之尺寸卻也不得不加大。

而為了製作更小尺寸的馬達，亦有採用多層電路板構成線圈定子。由多層電路板所構成之線圈定子必須要考量到各層電路板間的電性連接關係，故而必須設置走線層，如此將導致小型馬達之尺寸較厚。如在特定尺寸之要求下，勢必得捨棄電路板之層數而降低線圈密度，這將無法產生足夠扭力驅動馬達。

有鑒於上述問題，本提案提供一種多層微型線圈總成，藉由於線圈層中配置導線及線圈層間配置導電通孔，以縮小整體線圈總成之尺寸。

本提案提供一種多層微型線圈總成，包括複數線圈層與複數絕緣層，此些線圈層與此些絕緣層係交錯疊置。各個線圈層包含有複數線圈與複數導線，各個線圈具有第一終端及第二終端，並且於各個線圈層上具有複數第一導電部，於部分線圈層上具有至少一第二導電部。各個絕緣層具有對應於第一導電部與第二導電部之複數連接導電通孔。通過導線、第一導電部、第二導電部及連接導電通孔，令各個線圈層中之複數線圈構成電路迴路。

根據本提案之多層微型線圈總成，藉由將線圈與導線整合於線圈層中，並且堆疊多層線圈以形成線圈總成。因此，能於有限的空間中，製造有多圈數的線圈總成。在相同絕緣層數的情況下，能具有較多線圈層數，進而縮小多層微型線圈總成之厚度尺寸。

以上之關於本提案內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本提案之精神與原理，並且提供本提案之專利申請範圍更進一步之解釋。

10‧‧‧多層微型線圈總成

10w、10v、10u‧‧‧線圈組

11a、11b、11c、11d‧‧‧線圈層

111、111’‧‧‧線圈

111a、111a’‧‧‧第一終端

111b、111b’‧‧‧第二終端

112、112’‧‧‧導線

113、113’‧‧‧第一導電部

114、114’‧‧‧第二導電部

12a、12b、12c、12d‧‧‧絕緣層

120‧‧‧定子通孔

121‧‧‧連接導電通孔

130‧‧‧共通電極通孔

COM‧‧‧共通電極

W、V、U‧‧‧電極

第1圖繪示依照本提案之實施例之多層微型線圈成之爆炸圖。

第2圖繪示第1圖中線圈組10w之爆炸圖。

第3圖繪示第1圖中線圈組10v之爆炸圖。

第4圖繪示第1圖中線圈組10u之爆炸圖。

以下在實施方式中詳細敘述本提案之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本提案之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本提案相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本提案之觀點，但非以任何觀點限制本提案之範疇。

請參照第1圖，繪示依照本提案之實施例之多層微型線圈成10之爆炸圖。本提案之多層微型線圈總成10包括複數線圈層11a、11b、11c、11d與複數絕緣層12a、12b、12c、12d，複數線圈層11a、11b、11c、11d與複數絕緣層12a、12b、12c、12d係交錯疊置。而且，於本實施例中，此些線圈層11a、11b、11c、11d係鑲嵌於此些絕緣層12a、12b、12c、12d之表面。各個線圈層11a、11b、11c、11d包含有複數線圈111與複數導線112。各個線圈111具有第一終端111a及第二終端111b。線圈111以第一終端111a為中央向外圍繞至第二終端111b。各個線圈層11a、11b、11c、11d上具有複數第一 導電部113。於線圈層11a、11b、11c、11d上具有第二導電部114。第一終端111a與第一導電部113電性連接。第二終端111b係與導線112電性連接。各個絕緣層12a、12b、12c、12d具有對應於第一導電部113與第二導電部114之複數連接導電通孔121。線圈層11a、11b、11c、11d中之線圈111通過導線112、第一導電部113、第二導電部114及連接導電通孔121，而構成電路迴路。

於本實施例中，於各個絕緣層12a、12b、12c、12d之中央貫通有定子通孔120，線圈111係圍繞定子通孔120排列。第二導電部114較線圈111遠離定子通孔120。於本實施例中，線圈層11a、11b、11c、11d具有偶數個線圈111，且線圈111圍繞絕緣層12a、12b、12c、12d之中央排列。線圈層11之層數例如為偶數。於本實施例中，線圈層11a、11b、11c、11d之層數為四層，但於其他實施例中不以此為限。各個線圈層11a、11b、11c、11d之第二導電部114之數量，係大於或等於線圈層11a、11b、11c、11d之層數減二之後再除以二之商數。線圈111係圍繞成扇形。

如第1圖所示，多層微型線圈總成10分為三組線圈組10w、10v、10u，此些線圈組10w、10v、10u分別具有各自之電極W、V、U，亦具有共通電極COM。絕緣層12a、12b、12c、12d具有貫通的共通電極通孔130。

請參照第2圖，繪示第1圖中線圈組10w之爆炸 圖。如第2圖所示，線圈層11a之其中一個線圈111之第二終端111b藉由導線112連接至線圈組10w之電極W，此線圈111由外向內以順時針方向朝第一終端111a旋轉(此線圈111即由內向外以逆時針方向朝第二終端111b旋轉)至第一導電部113。接著，再經由絕緣層12b之連接導電通孔121向上鄰層電性連接至線圈層11b之第一導電部113。

於線圈層11b中，線圈111從電性連接第一導電部113之第一終端111a，由內向外以順時針方向朝第二終端111b旋轉。因此，由絕緣層12b隔開之相鄰的線圈層11a、11b之線圈111之第一終端111a，通過第一導電部113及連接導電通孔121電性連接。其中一線圈111由內往外以逆時針方向圍繞第一終端111a，另一線圈111由內往外以順時針方向圍繞第一終端111a。線圈層11b之線圈111之第二終端111b再經由導線112電性連接至第二導電部114。接著，再經由絕緣層12c之連接導電通孔121向上鄰層電性連接至線圈層11c之第二導電部114。

如第2圖所示，線圈層11c之第二導電部114藉由導線112連接至線圈111之第二端部111b。因此，二層線圈層11b、11c之導線112係與第二導電部電性114連接。線圈層11c之線圈111由外向內以順時針方向朝第一終端111a旋轉至第一導電部113。接著，再經由絕緣層12d之連接導電通孔121向上鄰層電性連接至線圈層11d之第一導電部113。

於線圈層11d中，線圈111從電性連接第一導電部113之第一終端111a，由內向外以順時針方向朝第二終端111b旋轉。線圈層11d之線圈111之第二終端111b再經由導線112電性連接至另一導線112’。此另一導線112’係電性連接線圈層11d之另一線圈111’之第二終端111b’，使線圈層11d之導線112、112’彼此電性連接。線圈層11d之另一線圈111’由外向內以順時針方向朝第一終端111a’旋轉至第一導電部113’。接著，再經由絕緣層12d之連接導電通孔121向下鄰層電性連接至線圈層11c之第一導電部113’。

線圈層11c中，另一線圈111’從電性連接第一導電部113’之第一終端111a’，由內向外以順時針方向朝第二終端111b’旋轉。線圈層11c之另一線圈111’之第二終端111b’再經由導線112’電性連接至第二導電部114’。接著，再經由絕緣層12c之連接導電通孔121向下鄰層電性連接至線圈層11b之第二導電部114’。

線圈層11b之第二導電部114’藉由導線112’連接至另一線圈111’之第二端部111b’。線圈層11b之另一線圈111’由外向內以順時針方向朝第一終端111a’旋轉至第一導電部113’。接著，再經由絕緣層12b之連接導電通孔121向下鄰層電性連接至線圈層11a之第一導電部113’。

於線圈層11a中，另一線圈111’從電性連接第一導電部113’之第一終端111a’，由內向外以順時針方向朝 第二終端111b’旋轉。線圈層11a之另一線圈111’之第二終端111b’再經由導線112’電性連接至共通電極通孔130，再經由導線112電性連接至共通電極COM。藉由上述，線圈組10w構成電路迴路。

於本實施例中，線圈層11a、11b、11c、11d係以排列方向D1層疊，且與該第一導電部113電性連接之連接導電通孔121係貫穿第奇數個線圈層11a及第偶數個線圈層11b之間之該絕緣層12b，且貫穿第奇數個線圈層11c及第偶數個線圈層11d之間之該絕緣層12d。於本實施例中，線圈組10w之線圈層11a、11b、11c、11d之層數為四層，四減二之後再除以二為一。線圈層11a、11b、11c、11d中用於線圈組10w之第二導電部114、114’之數量為二，係大於一。線圈層11a、11b、11c、11d之層數為偶數，以二層線圈層11a、11b為一組，以二層線圈層11c、11d為另一組，連接導電通孔121係電性連接相異組之線圈層11b、11c之第二導電部114、114’。因此，線圈層11d之導線112、112’係彼此電性連接，其他線圈層11a、11b、11c之導線112、112’係電性連接至第二導電部114。

請參照第3圖，繪示第1圖中線圈組10v之爆炸圖。如第3圖所示，線圈層11a之其中一個線圈111之第二終端111b藉由導線112連接至線圈組10v之電極V，此線圈111由外向內以順時針方向朝第一終端111a旋轉至第一導電部 113。接著，再經由絕緣層12b之連接導電通孔121向上鄰層電性連接至線圈層11b之第一導電部113。

於線圈層11b中，線圈111從電性連接第一導電部113之第一終端111a，由內向外以順時針方向朝第二終端111b旋轉。線圈層11b之線圈111之第二終端111b再經由導線112電性連接至另一導線112’。此另一導線112’係電性連接線圈層11b之另一線圈111’之第二終端111b’，使線圈層11b之導線112、112’彼此電性連接。線圈層11b之另一線圈111’由外向內以順時針方向朝第一終端111a’旋轉至第一導電部113’。接著，再經由絕緣層12b之連接導電通孔121向下鄰層電性連接至線圈層11a之第一導電部113’。

線圈層11a中，另一線圈111’從電性連接第一導電部113’之第一終端111a’，由內向外以順時針方向朝第二終端111b’旋轉。線圈層11a之另一線圈111’之第二終端111b’再經由導線112’電性連接至第二導電部114’。接著，再經由絕緣層12b、12c之連接導電通孔121向上跳層電性連接至線圈層11c之第二導電部114’。

線圈層11c之第二導電部114’藉由導線112’連接至線圈111’之第二端部111b’。線圈層11c之線圈111’由外向內以順時針方向朝第一終端111a’旋轉至第一導電部113’。接著，再經由絕緣層12d之連接導電通孔121向上鄰層電性連接至線圈層11d之第一導電部113’。

於線圈層11d中，線圈111’從電性連接第一導電部113’之第一終端111a’，由內向外以順時針方向朝第二終端111b’旋轉。線圈層11d之線圈111’之第二終端111b’再經由導線112’電性連接至第二導電部114’。接著，再經由絕緣層12d之連接導電通孔121向下鄰層電性連接至線圈層11c之第二導電部114。

線圈層11c之第二導電部114藉由導線112連接至線圈111之第二端部111b。線圈層11c之線圈111由外向內以順時針方向朝第一終端111a旋轉至第一導電部113。接著，再經由絕緣層12d之連接導電通孔121向上鄰層電性連接至線圈層11d之第一導電部113。

線圈層11d中，線圈111從電性連接第一導電部113之第一終端111a，由內向外以順時針方向朝第二終端111b旋轉。線圈層11c之線圈111之第二終端111b再經由導線112電性連接至共通電極通孔130。接著，經由共通電極通孔130向下跳層電性連接至線圈層11a，再經由線圈層11a之導線112電性連接至共通電極COM。藉由上述，線圈組10v構成電路迴路。

於本實施例中，線圈層11a、11b、11c、11d係以排列方向D1層疊，線圈組10v之線圈層11a、11b、11c、11d之層數為四層，四減二之後再除以二為一。線圈層11a、11b、11c、11d中用於線圈組10v之第二導電部114、114’之數量 為二，係大於一。線圈層11a、11b、11c、11d之層數為偶數，以二層線圈層11a、11b為一組，以二層線圈層11c、11d為另一組，連接導電通孔121係電性連接相異組之線圈層11b、11c之第二導電部114、114’。

請參照第4圖，繪示第1圖中線圈組10u之爆炸圖。如第4圖所示，線圈層11a之其中一個線圈111之第二終端111b藉由導線112連接至線圈組10u之電極U，此線圈111由外向內以順時針方向朝第一終端111a旋轉至第一導電部113。接著，再經由絕緣層12b之連接導電通孔121向上鄰層電性連接至線圈層11b之第一導電部113。

於線圈層11b中，線圈111從電性連接第一導電部113之第一終端111a，由內向外以順時針方向朝第二終端111b旋轉。線圈層11b之線圈111之第二終端111b再經由導線112電性連接至另一導線112’。此另一導線112’係電性連接線圈層11b之另一線圈111’之第二終端111b’，使線圈層11d之導線112、112’彼此電性連接。線圈層11b之另一線圈111’由外向內以順時針方向朝第一終端111a’旋轉至第一導電部113’。接著，再經由絕緣層12b之連接導電通孔121向下鄰層電性連接至線圈層11a之第一導電部113’。

線圈層11a中，另一線圈111’從電性連接第一導電部113’之第一終端111a’，由內向外以順時針方向朝第二終端111b’旋轉。線圈層11a之另一線圈111’之第二終端 111b’再經由導線112’電性連接至第二導電部114’。接著，再經由絕緣層12b、12c之連接導電通孔121向上跳層電性連接至線圈層11c之第二導電部114’。

線圈層11c之第二導電部114’藉由導線112’連接至線圈111’之第二端部111b’。線圈層11c之線圈111’由外向內以順時針方向朝第一終端111a’旋轉至第一導電部113’。接著，再經由絕緣層12d之連接導電通孔121向上鄰層電性連接至線圈層11d之第一導電部113’。

於線圈層11d中，線圈111’從電性連接第一導電部113’之第一終端111a’，由內向外以順時針方向朝第二終端111b’旋轉。線圈層11d之線圈111’之第二終端111b’再經由導線112’電性連接至導線112。此導線112係電性連接線圈層11b之線圈111之第二終端111b，使線圈層11d之導線112、112’彼此電性連接。線圈層11b之線圈111由外向內以順時針方向朝第一終端111a旋轉至第一導電部113。接著，再經由絕緣層12d之連接導電通孔121向下鄰層電性連接至線圈層11c之第一導電部113。

線圈層11c中，線圈111從電性連接第一導電部113之第一終端111a，由內向外以順時針方向朝第二終端111b旋轉。線圈層11c之線圈111之第二終端111b再經由導線112電性連接至共通電極通孔130。接著，經由共通電極通孔130向下跳層電性連接至線圈層11a，再經由線圈層11a之導線112 電性連接至共通電極COM。藉由上述，線圈組10v構成電路迴路。

於本實施例中，線圈層11a、11b、11c、11d係以排列方向D1層疊，第奇數層之該圈層11a、11c之導線112、112’係電性連接至第二導電部114’，第偶數層之線圈層11b、11d之導線112、112’係彼此電性連接。於本實施例中，線圈組10u之線圈層11a、11b、11c、11d之層數為四層，四減二之後再除以二為一。線圈層11a、11b、11c、11d中用於線圈組10v之第二導電部114’之數量即為一。

綜上所述，本提案由於將線圈與導線整合於線圈層中，並且堆疊多層線圈以形成線圈總成。因此，能於有限的空間中，製造有多圈數的線圈總成。在相同絕緣層數的情況下，能具有較多線圈層數，進而縮小多層微型線圈總成之厚度尺寸。此外，還能夠藉由第一導電部及連接導電通孔的配合，使電路迴路能夠鄰層電性連接。另外，能夠藉由第二導電部及連接導電通孔的配合，使電路迴路能夠鄰層電性連接以及跳層電性連接。因而使得電路迴路能具有多種不同的設計靈活運用。

雖然本提案以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本提案。在不脫離本提案之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本提案之專利保護範圍。關於本提案所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

10‧‧‧多層微型線圈總成

10w、10v、10u‧‧‧線圈組

11a、11b、11c、11d‧‧‧線圈層

111‧‧‧線圈

111a‧‧‧第一終端

111b‧‧‧第二終端

112‧‧‧導線

113‧‧‧第一導電部

114‧‧‧第二導電部

12a、12b、12c、12d‧‧‧絕緣層

120‧‧‧定子通孔

121‧‧‧連接導電通孔

130‧‧‧共通電極通孔

COM‧‧‧共通電極

W、V、U‧‧‧電極

Claims (17)

1. 一種多層微型線圈總成，包括：複數線圈層與複數絕緣層，該些線圈層與該些絕緣層係交錯疊置，其中：各該線圈層包含有複數線圈與複數導線，各該線圈具有一第一終端及一第二終端，並且於各該線圈層上具有複數第一導電部，於部分線圈層上具有至少一第二導電部，各該絕緣層具有對應於該些第一導電部與該些第二導電部之複數連接導電通孔，通過該些導線、該些第一導電部、該些第二導電部及該些連接導電通孔令各該線圈層中之該些線圈構成電路迴路，該些線圈層包括一頂線圈層及一底線圈層，該底線圈層之至少一線圈由外向內以順時針方向旋轉，該底線圈層之至少一線圈由外向內以逆時針方向旋轉，該頂線圈層之至少一線圈由外向內以順時針方向旋轉，該頂線圈層之至少一線圈由外向內以逆時針方向旋轉，位於非相鄰的二個該些線圈層之二個該些線圈係經由至少一個該連接導電通孔直接彼此電性連接，且其中一個該連接導電通孔與位於相同該絕緣 層上之所有的該些導線及該些線圈分離以電性絕緣。
2. 如申請專利範圍第1項所述之多層微型線圈總成，其中，該些第一終端係與該些第一導電部電性連接，該些第二終端係與該些導線電性連接。
3. 如申請專利範圍第2項所述之多層微型線圈總成，其中，至少一該線圈層之該些導線係彼此電性連接。
4. 如申請專利範圍第2項所述之多層微型線圈總成，其中，至少二該線圈層之該些導線係與該第二導電部電性連接。
5. 如申請專利範圍第1項所述之多層微型線圈總成，其中，各該絕緣層之中央係具有一定子通孔貫通該些絕緣層，該些線圈係圍繞該定子通孔排列。
6. 如申請專利範圍第5項所述之多層微型線圈總成，其中，該些第二導電部係較該些線圈遠離該定子通孔。
7. 如申請專利範圍第1項所述之多層微型線圈總成，其中，各該線圈層具有偶數個線圈，該些線圈圍繞各該絕緣層之中央排列。
8. 如申請專利範圍第1項所述之多層微型線圈總成，其中，由其中之一絕緣層隔開之相鄰的該些線圈層之該些線圈之該些第一終端，係通過該些第一導電部及該些連接導電通孔電性連接，且該些線圈之其中一者由內往外以順 時針方向圍繞該第一終端，另一者由內往外以逆時針方向圍繞該第一終端。
9. 如申請專利範圍第1項所述之多層微型線圈總成，其中，該些線圈層係以一排列方向層疊，且與該些第一導電部電性連接之該些連接導電通孔，係貫穿第奇數個該線圈層及第偶數個該線圈層之間之該絕緣層。
10. 如申請專利範圍第1項所述之多層微型線圈總成，其中，該些線圈層之層數為偶數。
11. 如申請專利範圍第1項所述之多層微型線圈總成，其中，該些線圈層之層數大於或等於四層。
12. 如申請專利範圍第1項所述之多層微型線圈總成，其中，各該線圈層之該些第二導電部之數量，係大於或等於該些線圈層之層數減二之後再除以二之商數。
13. 如申請專利範圍第1項所述之多層微型線圈總成，其中，該些線圈係圍繞成扇形。
14. 如申請專利範圍第1項所述之多層微型線圈總成，其中，該些線圈層係以一排列方向層疊，該些線圈層之層數為偶數，以二層該些線圈層為一組，該連接導電通孔係電性連接相異組之該些線圈層之該些第二導電部。
15. 如申請專利範圍第1項所述之多層微型線圈總成，其中，該些線圈層係以一排列方向層疊，第奇數層之該些線圈 層之該些導線係電性連接至該些第二導電部，第偶數層之該些線圈層之該些導線係彼此電性連接。
16. 如申請專利範圍第1項所述之多層微型線圈總成，其中，該些線圈層係以一排列方向層疊，最邊緣之其中之一個該線圈層之該些導線係彼此電性連接，其他該些線圈層之該些導線係電性連接至該第二導電部。
17. 如申請專利範圍第1項所述之多層微型線圈總成，還包括一共通電極通孔，係貫通該些絕緣層，該些線圈層之其中之一個該線圈層之其中一導線係電性連接至該共通電極通孔。