TWI628768B - Passive component with high withstand voltage - Google Patents

Abstract

本發明係一種高耐壓之被動元件，其包含一多層板，係由複數耐壓基板與貼合材相互堆疊而成，該些耐壓基板上設置有複數導電膜，一鐵芯組貫穿耐壓基板之一穿孔，導電膜分別具有非環狀部分以及環狀部分，其中該耐壓基板與貼合材材料為聚醯亞胺。

Description

高耐壓之被動元件

本發明是關於一種被動元件，尤其是關於一種耐高壓之被動元件及其結構。

現今科技發展迅速，許多電子產品考量便利性及製造成本，乃以微縮產品內部電路空間為目的進行設計，並且大量使用印刷電路板，惟電子產品中常常有兩種必備元件，造成其體積上限制，其一為電容器，電容器係由兩導體間包含其介電質所組成，導體面積與距離影響其電容值，故微縮電容器有一定難度。另一受尺寸限制之元件係電感，請參照第一、二圖，係習知電感元件示意圖，其包含鐵芯組及線圈，鐵芯組由兩個外觀E字型鐵芯90組合，每個鐵芯90包含一中柱，兩個鐵芯90相互接合，並將第一線圈80纏繞於兩個鐵芯90之其中一中柱，此外，若電感元件如變壓器般具有不同線圈匝數需求時，如第二圖所示，必須纏繞一第二線圈81於中柱而與第一線圈80重疊，第一線圈80與第二線圈81兩不同匝數之線圈層疊圍繞於鐵芯之中柱。

此外，上述線圈以以印刷電路方式形成，然而，習知技術通常以FR4等玻璃布、酚醛棉紙或環氧樹脂做為印刷電路板之基板，此類材料有一定的厚度，且阻抗低，若要增加線圈及電路板之阻抗，就必須增加基板的厚度，因此習知技術即使以印刷電路方式形成電感元件，仍必須佔據相當大的空間，且耐壓有限。

綜上所述，習知技術之電容器與電感器，具有體積過大，且耐壓性差之缺陷，有必要進一步改良使其在不大量佔據電路佈局空間下，又具有高耐壓特性。

本發明之目的在於提供一種被動元件，係以聚醯亞胺為主要材料為耐壓基板與貼合材，具有高耐壓且大幅薄化之特性。

本發明之目的在於提供一種被動元件，可嵌入電路基板中，使電子產品除電路基板外，無須提供額外空間容置儲能單元及磁性單元。

為達到上述所指稱之各目的與功效，本發明係揭露一種高耐壓之被動元件，其包含一多層板，係複數個耐壓基板與複數貼合材相互堆疊形成，並且該些耐壓基板上具有複數導電膜。一鐵芯組貫穿多層板之穿孔。該些導電膜分別形成一非環狀部分及環狀部分，該些導電膜的非環狀部分如同導體板，與耐壓基板形成一儲能單元，儲能單元如同電容器，調整非環狀部分可改變電容量。環狀部分圍繞多層板之穿孔形同線圈，則與鐵芯組形成一磁性單元，藉由環狀部分圈數調整，改變其電感量，或具有不同匝數比之變壓器，其中耐壓基板與貼合材之材料為聚醯亞胺，由於聚醯亞胺與FR4於相同厚度下阻抗比例為4：1，因此，藉由聚醯亞胺可塑性高且高阻抗之特性，形成一高耐壓，且厚度縮小之被動元件。

10‧‧‧多層板

11‧‧‧穿孔

100‧‧‧耐壓基板

1001‧‧‧開孔

101‧‧‧貼合材

20‧‧‧導電膜

201‧‧‧環狀部分

202‧‧‧非環狀部分

203‧‧‧電路圖案

30‧‧‧鐵芯組

301‧‧‧上鐵芯

302‧‧‧下鐵芯

31‧‧‧中柱

40‧‧‧儲能單元

50‧‧‧磁性單元

60‧‧‧電路基板

61‧‧‧導電線路

62‧‧‧凹槽

80‧‧‧第一線圈

81‧‧‧第二線圈

90‧‧‧鐵芯

第一圖：其係為習知技術電感元件之示意圖； 第二圖：其係為習知技術之多線圈纏繞方式的示意圖；第三A圖：其係為本發明高耐壓之被動元件之第一實施例的示意圖；第三B圖：其係為第一實施例之爆炸圖；第四圖：其係為本發明高耐壓之被動元件之第二實施例的示意圖；第五圖：其係為本發明之高耐壓之被動元件之第三實施例的示意圖；及第六圖：其係為本發明之高耐壓之被動元之第四實施例的件示意圖。

為使 貴審查委員對本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以實施例及配合說明，說明如後：請一併參照第三A圖與第三B圖，第三A圖其係為本發明高耐壓之被動元件第一實施例示意圖，第三B圖係為第一實施例之爆炸圖。如圖所示，本發明高耐壓之被動元件包含一多層板10、複數導電膜20，以及一鐵芯組30。

本發明之多層板10係由複數耐壓基板100與複數貼合材101堆疊而成。此外，導電膜20係分別設置於該些耐壓基板100上，於該些耐壓基板100上形成電路迴路，並且導電膜20更可細分為環狀部分201與非環狀部分202，其中環狀部分201係以圍繞穿孔11方式設置於耐壓基板100上，非環狀部分202則視電路需求設置於各耐壓基板100上。

該貼合材101係貼附於耐壓基板100上，用以保護導電膜101並增加阻抗。本發明其中一實施方式直接將貼合材101貼附位置於多層板10之外表面(如第三A圖所示)，避免外露於多層板10上之導電膜20受損；或在兩耐壓基板100之間貼附貼合材101，且貼附之數量並未限制，用以增加阻抗。此 外，鐵芯組30具有至少一中柱31，中柱31之大小係適於貫穿多層板10之一穿孔11。

其中，本發明之耐壓基板100與貼合材101之材料均為聚醯亞胺，由於相同厚度之聚醯亞胺之阻抗較習知技術所用之FR4高，並且聚醯亞胺可塑性強，可做成軟式膠膜或硬式基板。因此，耐壓基板100與貼合材101均以聚醯亞胺作成，使的元件外觀、厚度、阻抗以及耐壓值，可視使用者需求進行調整。例如多層板可以一耐壓基板、一貼合材及一耐壓基板依序堆疊而成，以可由一耐壓基板、複數貼合材及一耐壓基板依序堆疊而成。藉由聚醯亞胺高阻抗且可塑性強之特性，被動元件之厚度大幅縮減，並且提升耐壓值。

導電膜20具有環狀部分201與非環狀部分202，此非環狀部分202如同導體板，位於非環狀部分202間之耐壓基板100如同介電質，因此形成一儲能單元40。此外，環狀部分201如同線圈，並圍繞穿孔11設置，與鐵芯組30之中柱31形成一磁性單元50。

本發明高耐壓之被動元件，藉由上述耐壓基板100的技術，可以在一多層板10上同時形成高耐壓之儲能單元40及磁性單元50，儲能單元40如同電容器，藉由改變非環狀部分202之面積或數量，調整其電容量。磁性單元50則如同電感器，可藉由調整環狀部分201的圈數，調整其電感量。

請參照第四圖，其係為本發明高耐壓之被動元件之第二實施例的示意圖。第三A圖的導電膜20除了如第三B圖為非環狀部分202或環狀部分201外，更可以如第四圖所示在多層板10間形成複數電路圖案203，並且耐壓基板100具有複數開孔1001，不同層耐壓基板100間之導電膜20，透過開孔1001可以相互連接，如此即使多層板10同時具有電路走線。

請參照第五圖，其係為本發明高耐壓之被動元件之第三實施例的示意圖。如圖所示，鐵芯組30為了組裝便利以及穩定性，鐵芯組30可包含一上鐵芯301及一下鐵芯302，分別由多層板10上下方安插入三個穿孔11此外，本發明鐵芯組30之形狀並未限制，可為第四圖的I字型，或第五圖的E字型，多層板10上穿孔11數量對應鐵芯組30之形狀，因此使用者可自行選擇鐵芯組30形狀而設計多層板10。

請參照第六圖，其係為本發明高耐壓之被動元件之第四實施例的示意圖。如圖所示，本發明高耐壓被動元件，可包含複數電路基板60，該些電路基板60相互堆疊，其材質可以選用習知印刷電路板材料，例如：FR4或環氧樹脂，且電路基板60上具有導電線路61，導電線路61係連接導電膜20，電路基板60之設置位置可以在多層板10之上方，或者在多層板10之下方，或者如第六圖所示電路基板60堆疊後可具有一凹槽62，使多層板10可以用嵌入方式容置於該些電路基板60之間。此外，為避免多層板10之導電膜20與電路基板60之導電線路61相互影響，以及鐵芯組30外觀於嵌入電路基板60時造成縫隙，影響元件可靠度，可在多層板10上或下配置一貼合材101包夾多層板10，使多層板10嵌入時可以完全密合於該些電路基板60之間。

因電路基板60可對外延伸設置其他元件，在作產品的電路設計時，本發明之被動元件具有較大彈性可供擺設，僅需將多層板10嵌入電路基板60中並電性連接，便利性極佳。

本發明具高耐壓特性之被動元件，其係利用複數耐壓基板與貼合材互堆疊形成多層板，並且在該些耐壓基板上具有複數導電膜，以及鐵芯組貫穿多層板之穿孔。該些導電膜形成環狀部分以及非環狀部分，非環狀部分形同導體板，與耐壓基板形成儲能單元，儲能單元如同電容器般，調 整非環狀部分可改變電容量；環狀部分圍繞多層板之穿孔形同線圈，且線圈圈數係可調整，則與鐵芯組形成磁性單元，藉由環狀部分圈數調整，則可改變其電感量，或具有不同匝數比之變壓器。此外，耐壓基板具有複數開孔，該些導電膜透過該些開孔相互電性連接，使多層板同時具有電路板之功能，且儲能單元與磁性單元可相互電性連接，其中貼合材與耐壓基板材料為聚醯亞胺，透過聚醯亞胺之特性，完成一高耐壓且體積大幅縮減之被動元件。再者，本發明可包含電路基板，電路基板上具有導電線路，使導電線路與導電膜電性連接，透過電路基板可外接其他元件，並且將多層板嵌入電路基板之凹槽中，節省佔據空間。

故本發明實為一具有新穎性、進步性及可供產業上利用者，應符合我國專利法專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈 鈞局早日賜准專利，至感為禱。

惟以上所述者，僅為本發明一實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，故舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

Claims (11)

1. 一種高耐壓之被動元件，其包含：一多層板，係由複數耐壓基板及複數貼合材相互堆疊而成，該多層板具有至少一穿孔；及複數導電膜，設置於該些耐壓基板上，該些導電膜具有一環狀部分與一非環狀部分，該環狀部分圍繞該穿孔；以及一鐵芯組，具有至少一中柱，該中柱貫穿該穿孔；其中該些耐壓基板與該些貼合材之材料係聚醯亞胺。
2. 如申請專利範圍第1項所述之被動元件，其中該些貼合材位於該多層板之外表面。
3. 如申請專利範圍第1項所述之被動元件，其中該些貼合材位於該至少二該些耐壓基板之間。
4. 如申請專利範圍第1項所述之被動元件，其中該些耐壓基板具有複數開孔，該些導電膜透過該些開孔相互電性連接。
5. 如申請專利範圍第1項所述之被動元件，其中該鐵芯組具有一上鐵芯與一下鐵芯。
6. 如申請專利範圍第1項所述之被動元件，其中該多層板與該環狀部分形成一磁性單元，該多層板與與非環狀部分形成一儲能單元。
7. 如申請專利範圍第1項所述之被動元件，其更包含複數電路基板，該些電路基板相互堆疊，該些電路基板具有複數導電線路，該些導電線路與該些導電膜電性連接。
8. 如申請專利範圍第7項所述之被動元件，其中該些電路基板材質為玻璃布、酚醛棉紙或環氧樹脂。
9. 如申請專利範圍第7項所述之被動元件，其中該些電路基板設置於該多層板之上。
10. 如申請專利範圍第7項所述之被動元件，其中該些電路基板設置於該多層板之下。
11. 如申請專利範圍第7項所述之被動元件，其中該些電路基板具有一凹槽，該凹槽容置該多層板。