一种厚膜芯片绕组及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及平面芯片。


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，由于胶材用量较大，并且胶材较难涂抹均匀，导致胶层厚度不等，甚至出现倾斜角度，同时还容易留下气泡，增加了变压器的材料成本和加工成本，并且产品质量不容易控制。


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及平面芯片，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、以及单片绕组单元之间距离不均的问题。
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，每个单片绕组单元包括绝缘基材和绕组层，所述绕组层连接在所述绝缘基材的表面，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；所述绝缘基材的侧边被所述排针固定，所述排针通过串接的方式将所述两个以上单片绕组单元连接，相邻两个绝缘基材之间保留间距，且由所述排针确定所述间距；所述排针之间相互绝缘或通过至少一个所述绕组线圈片段导通。
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.所述排针垂直于所述绝缘基材布置。
8.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。
9.所述排针上均匀设有与所述绝缘基材连接的限位结构，所述限位结构与所述绝缘基材连接。
10.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，或所述限位结构为支撑在所述绝缘基材表面的台阶结构。
11.所述排针布置在所述绝缘基材的双侧，并且每侧的排针设置有两个以上。
12.所述排针与所述绝缘基材通过焊接或卡接固定。
13.所述绝缘基材上设置容纳所述排针的缺口，所述排针嵌入在所述缺口内。
14.所述排针为导体，所述排针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，部分所述排针通过至少一个所述绕组线圈片段导通。
16.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。
17.所述平面芯片为电感器或变压器。
18.实施本发明，具有如下有益效果：
19.本发明提供的厚膜芯片绕组，通过定制排针，确定两个绝缘基材之间的间距，从而保证两个绝缘基材之间的间距相等；
20.本发明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线圈不接触；
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，仅通过空气绝缘，此时可以降低材料成本并降低减少工艺环节；
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；
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；图中所示排针带有卡槽；
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；
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；
32.图9是本发明实施例提供的厚膜芯片绕组的一种结构示意图；
33.图10是图9中使用的排针的结构示意图；
34.图11是本发明实施例提供的厚膜芯片绕组的一种结构示意图；
35.图12是图11中使用的排针的结构示意图。
36.图中的附图标记：
37.10
‑
单片绕组单元；11、绝缘基材；12、绕组层；
38.20
‑
排针；21、凸块；22、卡槽。
具体实施方式
39.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。
40.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。
41.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。
42.如图1
‑
12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6种不同的实施方式，均采用了三个单片绕组单元10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10层叠连接结构，可以是两个单片绕组单元10层叠连接，也可以是四层甚至更多层的单片绕组单元10层叠连接。
43.本实施例中厚膜芯片绕组，包括三个单片绕组单元10，每个单片绕组单元10包括绝缘基材11和位于绝缘基材11两侧的绕组层12，所述绕组层12通过固定的方式连接在所述绝缘基材11的表面，并且所述绕组层12包括一个或者多个绕组线圈片段，由两个以上单片绕组单元10的绕组线圈片段连接形成至少一个绕组线圈；该绕组线圈可以仅包括原边绕组线圈，也可以仅包括副边绕组线圈，或者同时包括原边绕组线圈和副边绕组线圈；以及在此基础上进一步包括驱动绕组线圈和辅助绕组线圈。
44.本实施例中还使用若干个排针20，围绕单片绕组单元10的周向布置，所述绝缘基材11的侧边被所述排针20固定，所述排针20通过串接的方式将三个单片绕组单元10的侧边依次连接，通过拍真的固定作用，使相邻两个绝缘基材11之间保留间距，且由排针20确定该间距的大小，从而能够保证相邻两个单片绕组单元10之间间距相等；
45.排针20可以采用导体也可以采用绝缘体：
46.采用绝缘体时，排针20起到对单片绕组单元10连接固定的作用；
47.采用导体时，可以进一步地将排针20与绕组线圈片段连接，从而使对应的绝缘基板上不需要设计过孔，一个排针20可以与同一个绝缘基板上两个表面的不同绕组线圈片段连接并将二者导通，也可以与不同绝缘基板上的不同绕组线圈片段连接并导通，基于本领域技术人员的理解，采用金属材料制造的排针20也可以仅起到连接固定作用而不导通电路；排针20还可以与绕组线圈的连接端连接，从而作为管脚与外部电路或元器件连接，此时的排针20端部需要凸出于厚膜芯片绕组的整体表面，以与对应的电路板固定连接。
48.当排针20仅起到对单片绕组单元10连接固定作用时，排针20的两端可以都支撑在绝缘基材11的内表面上，从而使整个芯片绕组的外形更工整。可以将其中一部分排针20设计为绝缘材料制造，其他排针20为金属材料制造，也可以将其中一部分排针20设计为金属材料制造，其他排针20为绝缘材料制造；或者，可以将全部排针20设计为绝缘材料制造，或者将全部排针20设计为金属材料制造。对于制造材料的选择，本领域技术人员可根据设计
及使用的需要进行调整。
49.每个单片绕组单元10有两个绕组层12，设置在绝缘基材11的两侧表面；也可以是对应每个单片绕组单元10仅设置一个绕组层12。对应地，绕组层12上可以设置有一个或多个绕组线圈片段，绕组线圈片段可以用作连接原边绕组线圈，也可以用作连接副边绕组线圈，以及驱动绕组线圈或辅助绕组线圈。
50.所述排针20垂直于所述绝缘基材11布置，从而为绝缘基材11提供更稳定的支撑。
51.在相邻两个单片绕组单元10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10的绕组层12连接。该绝缘层可以是在连接排针20之前即成型在绕组层12的表面，也可以是通过胶材连接两个单片绕组单元10之间。基于本领域技术人员所知，不适用绝缘层也可以很好地满足绝缘的需要，并且能够减少工艺环节。但是本领域技术人员可以在单片绕组单元10成型时，在绕组层12上布置一层薄层的绝缘层，该绝缘层的厚度小于或等于相邻两个单片绕组单元10的绝缘层表面之间的距离。
52.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，所述限位结构与所述绝缘基材11连接。通过限位结构的设计，在将绝缘基材11固定的同时，也确定了绝缘基材11之间的间距，从而可以通过设置限位结构的位置以达到设定绝缘基材11的间距的目的。
53.所述限位结构为卡接在绝缘基材11表面的凸块21，或所述限位结构为夹持绝缘基材11的卡槽22，或所述限位结构为支撑在所述绝缘基材11表面的台阶结构。
54.所述排针20布置在所述绝缘基材11的双侧，并且每侧的排针20设置有两个以上，通过多点支撑，使绝缘基材之间的连接更稳固。
55.所述排针20与所述绝缘基材11通过焊接或卡接固定，或者可以通过胶接的方式连接固定。
56.如图9
‑
12所示，所述绝缘基材11上设置容纳所述排针20的缺口，通常该缺口设置为半圆形或者u形，基于本领域技术人员的理解，其也可以是其他形状，如方形、椭圆形、三角形、或者其他不规则形状，所述排针20嵌入在所述缺口内，并与该缺口固定连接，使排针20嵌入缺口内部之后，排针20的整体或者整体的一部分不会凸出于绝缘基材11的边缘，从而使芯片绕组整体尺寸减小，并且使排针20和绝缘基材11的连接更稳定。
57.需要指出的是，缺口是实施本专利技术方案的一种优选的实施方式，在不使用缺口结构设计时，如图1
‑
8所示，也可以实现本专利的发明构思的所要解决的技术问题。缺口的作用在于进一步地避免因设置排针20而增大整个芯片绕组的尺寸。
58.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，所述平面芯片为电感器或变压器。通常地，当平面芯片用作变压器部件时，还需要与相应的磁芯连接，并可选择地在连接之后再进行封装。当平面芯片用作电感器时，可以进一步地与铁芯配合连接。
59.实施本发明，具有如下有益效果：
60.本发明提供的厚膜芯片绕组，通过定制排针20，确定两个绝缘基材11之间的间距，从而保证两个绝缘基材11之间的间距相等；
61.本发明针对排针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，仅通过空气绝缘，此时可以降低材料成本并降低减少工艺环节；
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。
65.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。
66.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。