一种厚膜芯片绕组、平面芯片的制作方法

1.本发明涉及电路芯片技术领域，特别涉及一种厚膜芯片绕组、平面芯片。


背景技术：

2.在芯片变压器领域，常用的基材主要为柔性线路板、印制电路板、陶瓷覆铜板、低温共烧陶瓷板、高温共烧陶瓷板等，其中柔性线路板、低温共烧陶瓷板、高温共烧陶瓷板由于工艺限制，无法制作铜箔厚度非常厚的基材，一般铜厚不超过0.1mm。随着芯片变压器的功率逐步增大，同时为了保证变压器的体积尽可能减小，需要更厚的铜箔来制作芯片变压器绕组，此时更适用于采用印制电路板和陶瓷覆铜板，但陶瓷覆铜板无法做多层结构，所以主要采用印制电路板。芯片变压器绕组一般为多层结构，然后通过过孔将不同层进行连接，再将多层结构进行层压，将多层结构合并成一个整体。
3.高功率芯片变压器中，主要采用厚铜结构的印制电路板，多层结构中则通过过孔将不同层进行连接，再将多层结构进行层压形成一个整体，这里主要存在两个问题，由于采用铜箔较厚，为了多层之间能够顺利粘合，需要采用很厚的胶材进行粘接，从而使整体绕组厚度偏厚，限制了变压器的使用场景，同时由于使用了胶材，增加了变压器的材料成本和加工成本。


技术实现要素：

4.针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种厚膜芯片绕组、平面芯片，在每个单片绕组单元上加工过孔，通过排针将单片绕组单元串接并固定，从而保持单片绕组单元之间具有固定间隙，解决了功率较大的厚膜芯片绕组需要较厚的胶材连接导致整体厚度进一步增加的问题。
5.第一方面，本发明提供一种厚膜芯片绕组，包括两个以上单片绕组单元和若干个排针，其中，每个单片绕组单元包括绝缘基材和绕组层，其中绕组层连接在绝缘基材的表面，并且所述绕组层包括至少一个绕组线圈片段，由两个以上单片绕组单元的绕组线圈片段连接形成至少一个绕组线圈；在所述绝缘基材上没有所述绕组层的裸露区域设置有贯穿绝缘基材的连接孔，通过所述排针贯穿每个单片绕组单元的绝缘基材上的连接孔并与对应的绝缘基材固定连接，相邻两个单片绕组单元之间保留间距，且由所述排针确定所述间距。
6.每个单片绕组单元有两个绕组层，设置在绝缘基材的两侧表面。
7.在相邻两个单片绕组单元之间还设有绝缘层，所述绝缘层与其中一个或两个单片绕组单元的绕组层连接。
8.所述排针上均匀设有与所述绝缘基材连接的限位结构。
9.所述限位结构为卡接在绝缘基材表面的凸块，或所述限位结构为夹持绝缘基材的卡槽。
10.所述排针为双侧布置在所述绝缘基材上，并且每侧的排针设置有两个以上。
11.所述排针与所述绝缘基材通过焊接或卡接固定。
12.所述排针为片状或柱状。
13.所述排针为柱状，并且外表面为不光滑表面或光滑表面，在排针上连接u形卡块，所述u形卡块位于两个单片绕组单元的绝缘基材之间，并且u形卡块的两端面均与绝缘基材连接。
14.所述排针为导体，与绕组线圈的输出端连接，使所述排针用作输出管脚。
15.所述排针为导体，连接两个绕组层的绕组线圈片段使它们导通。
16.所述绕组线圈包括原边线圈和/或副边线圈。
17.所述绕组线圈还包括驱动线圈和/或辅助线圈。
18.第二方面，本发明还提供一种平面芯片，包括以上所述厚膜芯片绕组。
19.实施本发明，具有如下有益效果：
20.本发明提供的厚膜芯片绕组，通过定制排针，针对排针设计限位结构，可以控制单片绕组单元之间的间隙，保证单片绕组单元之间的绕组层不接触；
21.在此基础上，可以选择地在单片绕组单元之间设置绝缘层，也可以不设置绝缘层，通过空气绝缘，此时可以降低材料成本；
22.通过单片绕组单元和排针连接的结构设计，可以充分利用现有物料，既可以采用印制电路板，也可以采用陶瓷覆铜膜；增加变压器的制作材料种类，为变压器的选材提供更多的可能。
23.本发明提供的平面芯片，使用厚膜芯片绕组，能够降低平面芯片的整体厚度。
附图说明
24.图1是本发明实施例提供的厚膜芯片绕组的一种结构示意图；
25.图2是图1中使用的排针的结构示意图；图中所示排针为柱状形状；
26.图3是本发明实施例提供的厚膜芯片绕组的一种结构示意图；
27.图4是图3中使用的排针的结构示意图；图中所示排针带有凸块；
28.图5是本发明实施例提供的厚膜芯片绕组的一种结构示意图；
29.图6是图5中使用的排针的结构示意图；图中所示排针带有卡槽；
30.图7是本发明实施例提供的厚膜芯片绕组的一种结构示意图；
31.图8是图7中使用的排针的结构示意图；图中所示排针与u形卡块配合连接。
32.图中的附图标记：
33.10
‑
单片绕组单元；11、绝缘基材；12、绕组层；
34.20
‑
排针；21、凸块；22、卡槽；23、u形卡块。
具体实施方式
35.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明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发明。但是本发明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发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
36.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。
37.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发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明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，不是旨在于限制本发明。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。
38.实施例一
39.如图1
‑
8所示，本实施例提供的厚膜芯片绕组，可以有(但不限于)如图所示的4种不同的实施方式，均采用了三个单片绕组单元层叠连接结构，具体实施过程中也不限于三片结构，可以根据实际设计和实施的需要进行调整为其他数量的多层单片绕组单元层叠连接结构。
40.具体到本实施例中的每个厚膜芯片绕组，包括三个单片绕组单元，其中，每个单片绕组单元10包括绝缘基材11和绕组层12，绝缘基材11和绕组层12均为片状结构，每个绕组层12包括一个或多个绕组线圈片段，由两个以上单片绕组单元的绕组线圈片段连接形成至少一个绕组线圈；其中绝缘基材11的尺寸通常需要大于绕组层12的尺寸，以使绕组层12在绝缘基材11上成型之后，在绕组层12的四周均保留一定的绝缘基材11余量；本实施例中的绕组层12均采用两个，连接在绝缘基材11的两个表面，绕组层12上形成绕组线圈，本领域技术人员在实施的过程中也可以采用一个绕组层；
41.在所述绝缘基材11上没有所述绕组层12的裸露区域设置有贯穿绝缘基材11的连接孔，连接孔的形状可以是圆形、椭圆形，也可以是矩形或者其他异形形状；通过排针20贯穿每个单片绕组单元10的绝缘基材11上的连接孔并与对应的绝缘基材11固定连接，相邻两个单片绕组单元10之间保留距离，形成间隙，由排针20将单片绕组单元10固定进而确定所述间距，可以在该间隙内设置绝缘层，也可以不设置绝缘层。
42.当在相邻两个单片绕组单元10之间设有绝缘层时，所述绝缘层与其中一个或两个单片绕组单元10的绕组层12连接；也就是说，绝缘层可以是先成型在其中一个单片绕组单元的绕组层表面，然后再讲两个单片绕组单元连接，绝缘层也可以是采用涂胶的方式将两个单片绕组单元的绕组层连接。
43.所述排针为柱状或片状结构，最基本的设计是在排针20的表面设计为不光滑表面，例如可以是摩擦表面，也可以是带有滚花的表面，或者浅螺纹表面等等。如图1
‑
2所示为摩擦表面的实施方式，需要在排针与连接孔之间添加焊块或固定胶，也可以利用排针自身的摩擦阻力固定。
44.排针的表面也可以采用光滑表面，通过辅助的固定结构进行固定，当采用光滑表面时，通过焊接的方式或注胶的方式实现排针与连接孔之间的固定连接，或者也可以通过u形卡块的结构，支撑在两个绝缘基材之间，从而辅助定位两层绝缘基材(如图7
‑
8所示)。
45.所述排针20上均匀设有与所述绝缘基材11连接的限位结构，该限位结构能够对绝缘基材进行固定，以达到对两个单片绕组单元10之间的距离进行限定的目的，具体可以采用多种方式实现，例如：凸块21、卡槽22，以及单独设置的u形卡块等。
46.如图3
‑
4所示，所述限位结构为卡接在绝缘基材11表面的凸块21，凸块21与排针20一体成型，凸块21的两端抵接在两个绝缘基材11的表面，从而对绝缘基材11进行限位，保证
两个单片绕组单元10的绕组层之间保留距离，形成间隙。
47.如图5
‑
6所示，所述限位结构为夹持绝缘基材11的卡槽22，卡槽22可以直接在排针20上加工成型，卡槽22可以连接在绝缘基材11的侧部，将绝缘基材的两侧表面卡持，从而将绝缘基材11固定。通过两个位置固定的卡槽22分别卡持两个绝缘基材11，进而可以保证两个单片绕组单元10的绕组层之间保留距离，形成间隙。
48.当选择凸块21或卡槽22固定绝缘基材11时，可以将连接孔设置为圆孔，将排针插入连接孔并向绝缘基材方向动作以与绝缘基材固定连接，然后对连接孔上的空隙部位进行封堵，以使排针和绝缘基材之间相互固定不动。也可以将连接孔设置为椭圆形或矩形，将排针11的最大横截面形状设置为与连接孔形状适配，将排针插入连接孔对准绝缘基材11的位置，再转动排针，使排针和连接孔错位固定，再对连接孔上的空隙部位进行封堵。
49.如图7
‑
8所示，所述排针20为柱状，在排针20上连接u形卡块23，u形卡块23具有u形槽，u形槽的尺寸与排针20的尺寸适配，使排针可以嵌入在u形槽内部并与u形槽卡紧连接，所述u形卡块23位于两个单片绕组单元10的绝缘基材11之间，并且u形卡块的两端面均与绝缘基材11连接。通常地，排针20的外表面为不光滑表面或者光滑表面，当采用光滑表面时，可以通过u形槽的加持力将其夹持，也可以通过焊接的方式将排针固定，或者也可以在u形槽内部设置有胶体，通过胶体连接固定排针。
50.以上实施例提供的厚膜芯片绕组，排针20为双侧布置在所述绝缘基材11上，并且每侧的排针20设置有两个以上，排针可以作为厚膜芯片绕组的输出管脚，与绕组线圈的输出端连接，也可以作为绕组层之间的导电连接结构，将相应的绕组层的接线端通过与排针连接，从而实现两个绕组层之间的绕组线圈的导通。
51.实施的过程中，排针还可以用作输出管脚或者连接两个绕组层的连接过孔，具体地：
52.当排针20与绕组线圈的输出端连接，使所述排针20用作输出管脚，此时，该排针的长度应比其他排针的长度更长。
53.当排针20连接两个绕组层12的绕组线圈，从而不需要再通过过孔的方式将不同绕组层的绕组线圈连接，此时的排针长度应与整个厚膜芯片绕组本体的厚度适应。
54.上述排针两种不同的连接方式，排针需要采用金属材料制造，解决了厚膜芯片绕组设置过孔连接不同层之间的绕组线圈的问题，可以简化结构设计，并且提高了结构强度。
55.当排针采用非金属材料制造时，排针仅作为绝缘基材的连接结构，不用做导电构件使用。
56.以上实施例中，所述绕组线圈可以包括原边线圈和副边线圈；也可以在原边线圈的基础上进一步包括驱动线圈，在副边线圈的基础上进一步包括辅助线圈。
57.由于原边线圈、副边线圈、驱动线圈和辅助线圈均为常规技术，其具体线圈结构在此不再赘述。
58.以上实施例中，通常还需要在单片绕组单元的绝缘基材上设置定位孔，定位孔可以布置在绝缘基材的四角位置，也可以布置在绝缘基材上没有布置绕组层的其他位置，定位孔的形状通常为圆形，但也可以根据实际定位需要设计为三角形、椭圆形、矩形或者其他异形形状，定位孔的数量可以是呈三角形布置的三个，也可以是其他数量。
59.当不设置定位孔时，可以利用连接孔进行定位，也可以利用安装在连接孔内的排
针进行定位。
60.所述单片绕组单元的绝缘基材和绕组层上，还相应地设置有磁芯孔，用于与磁芯配合连接。
61.本发明实施例提供的厚膜芯片绕组，通过定制排针20，针对排针20设计限位结构，可以控制单片绕组单元10之间的间隙，保证单片绕组单元10之间的绕组线圈不接触；
62.在此基础上，可以选择地在单片绕组单元10之间设置绝缘层，也可以不设置绝缘层，通过空气绝缘，此时可以降低材料成本；
63.通过单片绕组单元10和排针20连接的结构设计，可以充分利用现有物料，既可以采用印制电路板，也可以采用陶瓷覆铜膜；增加变压器的制作材料种类，为变压器的选材提供更多的可能。
64.本实施例还提供一种平面芯片，包括以上所述厚膜芯片绕组和磁芯，磁芯与厚膜芯片绕组连接形成一个平面芯片。
65.本发明提供的平面芯片，使用厚膜芯片绕组，由于采用排针结构连接，可以控制两个单片绕组单元上绕组层之间的距离，从而可以不再设置绝缘胶，这样设计能够降低平面芯片的整体厚度。
66.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。
67.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，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，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。