TWI530968B - Magnetic coil structure - Google Patents

Description

磁動線圈結構

本發明係有關於一種磁動線圈結構，尤其是磁動線圈薄板經捲繞方式而形成多層狀的圓柱形線圈組合體，且由外圈防焊層及內圈防焊層分別包覆磁動線圈薄板的外部及內部。

線圈一般可由漆包線經簡單的捲繞成環形而獲得，是很常用的電氣元件，可當作電感器使用，或提供激磁用的感應磁場，使激磁材料能將磁通量更有效率的轉換成磁場。眾所周知，線圈的電器特性是隨著漆包線的捲繞緊密程度而提升，因此如合提高漆包線的捲繞緊密度一直以來都是相關業界需要突破的主要課題。

近來，硬板技術是常被業界用來製作高捲繞緊密度的線圈，主要是在硬板上製作電氣圖案，當作導線，以取代一般的漆包線。通常，所製作的線路縱橫比只可達到2：1或1：1而已，無法進一步改善到1：2以上，因而導線的捲繞密度增加相當有限，使得磁通量及電磁效應無法大幅提高，限制整體性能的表現以及應用領域。

因此，需要一種以軟板方式實現的新式磁動線圈結構，可直接利用現有製程設備而使線路縱橫比很容易達到1：2，進而增加等效的線圈電氣性能，大幅提高所產生的磁通量及電磁效應，藉以解決上述習用技術的問題。

本發明之主要目的在於提供一種磁動線圈結構，是以捲繞方式而形成多層狀的圓柱形線圈組合體，並在中央區域具有圓柱形空間，因而使得捲繞的磁動線圈結構具有線圈的電氣功能，比如電感器，可當作磁動線圈用。

本發明的磁動線圈結構主要包括磁動線圈薄板以及包覆隔絕層，而磁動線圈薄板具有薄片狀，並捲繞成具中空孔洞的圓柱狀，而包覆隔絕層是包覆在磁動線圈薄板0所捲繞的圓柱狀的外圍，用以提供隔絕保護作用。

磁動線圈薄板包含軟板基材、介電層及多個線路圖案層，其中介電層是貼合在軟板基材上，而線路圖案層是包埋在軟板基材內，並與介電層相接觸。因此，每個線路圖案層的上表面是與軟板基材的上表面實質上是形成共平面。

再者，線路圖案層是水平配置在軟板基材內，而水平方向上相鄰二線路圖案層之間是電氣隔離開而不接觸。

軟板基材是由軟性電氣絕緣材料構成，介電層是由介電材料構成，而包覆隔絕層是由電氣絕緣材料構成，尤其是，線路圖案層是由導電材料構成，比如很薄的銅箔，可經由化學蝕刻或機械壓印切割成形而製成，進而能達成線路圖案層的線路縱橫比可達到2：1至1：2之間。

軟板基材可依據實際需要而捲繞呈封閉狀，比如矩形、方形、圓形或橢圓形。

此外，本發明的磁動線圈結構可進一步包含包括正端部及負端部，係分別連接至等線路圖案層的二端部，可用以電氣連接至外部，比如電氣裝置或電子單元。由於線路圖案層可傳導正端部及負端部的電流，因而本發明具有傳統漆包線中銅線的電氣功能，而軟板基材的電氣絕緣功能便如漆包線的絕緣披覆層，因此，本發明的磁動線圈結構實質上可完全取代漆包線。

再者，線路圖案層可由寬度較小的線路形成，亦即線路圖案層的個別導電條狀結構的寬度可為較小尺寸，比如寬度細小的銅箔，加上軟板基材本身的厚度對細小線路的截面積之比，亦即長寬比，是遠小於傳統上使用漆包線的繞線式線圈，因而單位面積的等效線圈匝數及繞線密度均獲得大幅提高，使得磁通量依據高斯定律也能有效提升。

10‧‧‧磁動線圈結構

20‧‧‧磁動線圈薄板

21‧‧‧軟板基材

22‧‧‧介電層

23‧‧‧線路圖案層

30‧‧‧包覆隔絕層

A‧‧‧局部分區域

D‧‧‧深度

L‧‧‧長度

H‧‧‧中空孔洞

P‧‧‧間距

T‧‧‧厚度

W‧‧‧寬度

第一圖顯示依據本發明實施例磁動線圈結構的立體示意圖。

第二圖顯示第一圖中區域A的放大立體示意圖。

以下配合圖式及元件符號對本發明之實施方式做更詳細的說明，俾使熟習該項技藝者在研讀本說明書後能據以實施。

參閱第一圖及第二圖，其中第一圖是依據本發明實施例磁動線圈結構的立體示意圖，而第二圖是第一圖中某一局部區域A的放大立體示意圖。如第一圖及第二圖所示，本發明實施例的磁動線圈結構10，主要包括磁動線圈薄板20以及包覆隔絕層30，其中磁動線圈薄板20是具有薄片狀，並捲繞成具中空孔洞H的圓柱狀，而包覆隔絕層30是包覆在磁動線圈薄板20所捲繞的圓柱狀的外圍，用以提供隔絕保護作用，因而使得捲繞的磁動線圈結構10具有線圈的電氣功能，比如電感器，可當作磁動線圈用。

具體而言，磁動線圈薄板20包含軟板基材21、介電層22以及多個線路圖案層23，其中介電層22是貼合在軟板基材21上，而線路圖案層23是包埋在軟板基材21內且與介電層22接觸，以使得每個線路圖案層23的上表面是與軟板基材21的上表面形成共平面。此外，線路圖案層23是水平配置在軟板基材21內，且相鄰二線路圖案層23之間是電氣隔離開。

上述的軟板基材21是由軟性電氣絕緣材料構成，介電層23是由介電材料構成，線路圖案層23是由導電材料構成，而包覆隔絕層30是由電氣絕緣材料構成。例如，線路圖案層23是由很薄的銅箔經化學蝕刻或機械壓印切割成形而製成。尤其是，線路圖案層23的線路縱橫比可達到2：1至1：2之間。

進一步而言，軟板基材21可依據實際需要而捲繞呈封閉狀，比如矩形、方形、圓形或橢圓形。不過，要注意的是，圖式中顯示出橢圓形的封閉狀，只是用以方便說明本發明的特點及功效而已，並非用以限定本發明的範圍。

再者，第二圖顯示相互平行的二線路圖案層23，只是用以清楚說明本發明特點的實例而已，並限定本發明的範圍，亦即本發明線路圖案層23的數目可為任意整數個。

此外，本發明的磁動線圈結構10可進一步包含包括正端部及負端部(圖中未顯示)，分別連接至等線路圖案層23的二端部，可用以電氣連接至外部，比如電氣裝置或電子單元。

更加具體而言，第一圖顯示磁動線圈結構10的厚度T、深度D，而第二圖顯示第一圖中局部分區域A內磁動線圈薄板20在捲繞後的堆疊結構，同時還顯示線路圖案層23的寬度W，以及磁動線圈薄板20在局部分區域A的長度L，而相鄰二線路圖案層23之間具有間距P。

整體而言，本發明磁動線圈薄板中的線路圖案層23具有如同一般漆包線中銅線的電氣功能，用以傳導電流，而軟板基材21的電氣絕緣功能便如漆包線的絕緣披覆層，因而本發明的磁動線圈結構10實質上可完全取代傳統的漆包線。

此外，本發明的磁動線圈結構10還具有二項優點。

第一，線路圖案層23可由寬度較小的線路形成，亦即線路圖案層23的寬度W可為較小尺寸，比如寬度細小的銅箔，加上軟板基材21本身的厚度對細小線路的截面積之比，亦即長寬比，是遠小於傳統上使用漆包線的繞線式線圈，因而單位面積的等效線圈匝數及繞線密度均獲得大幅提高，使得磁通量依據高斯定律也能有效提升。

第二，軟板基材21可依據實際需要而捲繞呈封閉狀，比如方形、圓形或其他封閉形狀，具有可加工性。

此外，與傳統的硬板比較，硬板的線路縱橫比一般為2：1或1：1，而本發明線路圖案層23的線路縱橫比，可利用現有製程設備而很容易達到約2：1至1：2之間，甚至1：2以上，因很容易降低線路圖案層23的厚度，所以導線在捲繞方向上能更加緊密，增加等效的線圈電氣性能，因而大幅提高所產生的磁通量及電磁效應。

整體而言，本發明磁動線圈結構可利用現有的加工設備而實現，不需額外特別設計的處理裝置，相當具有較低製造成本的優點，可助於市場上的價格優勢，能大幅提高在現有市場上的產業利用性。

以上所述者僅為用以解釋本發明之較佳實施例，並非企圖據以對本發明做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之發明精神下所作有 關本發明之任何修飾或變更，皆仍應包括在本發明意圖保護之範疇。

10‧‧‧磁動線圈結構

20‧‧‧磁動線圈薄板

21‧‧‧軟板基材

22‧‧‧介電層

30‧‧‧包覆隔絕層

A‧‧‧局部分區域

D‧‧‧深度

H‧‧‧中空孔洞

T‧‧‧厚度

Claims (4)

1. 一種磁動線圈結構，包括；一磁動線圈薄板，具薄片狀，係捲繞成具一中空孔洞的封閉柱狀，並包含一軟板基材、一介電層以及多個線路圖案層，該介電層是貼合在該軟板基材上，而該等線路圖案層是包埋在該軟板基材內且與該介電層接觸，以使得該等線路圖案層的上表面是與該軟板基材的上表面形成一共平面；以及一包覆隔絕層，係包覆在該磁動線圈薄板所捲繞的圓柱狀的外圍，用以提供隔絕保護作用，其中該等線路圖案層是水平配置在該軟板基材內，且該等線路圖案層中相鄰二線路圖案層之間是電氣隔離開，而該等線路圖案層是由一導電材料構成，該軟板基材是由一軟性電氣絕緣材料構成，該介電層是由一介電材料構成，而該包覆隔絕層是由一電氣絕緣材料構成。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之磁動線圈結構，其中該軟板基材係依據實際需要而捲繞呈具一中空孔洞的封閉柱狀，至少包括矩形、方形、圓形或橢圓形。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之磁動線圈結構，其中該導電材料為一銅箔，且該線路圖案層的線路縱橫比係達到2：1至1：2之間。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之磁動線圈結構，進一步包括一正端部及一負端部，且該正端部及該負端部是分別連接至該等線路圖案層的二端部，用以電氣連接至外部。