一种贴片式网络变压器及其制造方法与流程

本发明涉及网络变压器，尤其是一种贴片式网络变压器及其制造方法。

背景技术：

电子通讯设备的信号在传输过程中容易受到各种传导和辐射噪声的干扰，人们通常会用滤波装置来减少这种干扰。如网络变压器，其主要应用于各种以太网设备中，如高性能数字交换机，路由器，服务器等数字设备中。网络变压器主要有信号传输、阻抗匹配、波形修复、信号杂波抑制和高电压隔离等作用。

网络变压器(Network Transformer)模块是网卡电路中不可或缺的部分，它基本组成单元主要包含隔离变压器(Pulse Transformer)、共模滤波器(Common Mode Filter)、中间抽头电容以及自耦变压器，网络变压器中接在IC端的一侧称为PHYSICAL SIDE，与外部数据线接触的一端称为CABLE SIDE。在以太网设备中的网络变压器主要有以下作用：一、传输数据，把从数据线端输送过来的信号通过耦合的方式传输给设备IC端；二、高压隔离，使设备IC端与外部隔离，防止浪涌或雷电损伤设备IC，增强抗干扰能力；三、电压匹配，从数据线端输送过来的电平不尽相同，用网络变压器将其隔离，不会对设备IC造成影响；四、信号杂波抑制，网络变压器中的共模扼流器可以滤除杂波共模信号，提高信号质量。

目前传统的网络变压器主要是磁环类的网络变压器，其制造过程如下：人工将绞线好的线圈绕制到隔离变压器和共模扼流线圈的磁环上，分别抽出上述线圈的引线扭和在一起组成抽头，并焊接在一起，接着将绕好线的磁环用胶水固定到塑胶壳内，其余引线与塑胶壳外侧的Pin针缠绕在一起，接着将整个Pin针浸入锡炉中脱漆膜。

以上可以看出传统的网络变压器有以下不足：

一、传统网络变压器的制造工艺较为繁琐复杂，过程中的穿磁环、抽头焊接、缠线、浸入锡焊接等一系列作业流程都需要大量人工来完成，效率极低下且质量难以保证，给产品工业化生产带来较大困难，不符合自动化工业的要求；另外因为大部分为人员穿线完成，绕线的一致性无法保证，产品电性的一致性较差；

二、传统网络变压器的浸锡存在脱焊虚焊及连锡等不良，造成客户使用时开路或短路，另外浸锡时容易造成焊脚不平不良，影响客户贴装使用；

三、传统网络变压器抗应力能力弱，手工涂覆的胶水胶量不易控制，在生产及转移过程中容易造成胶水脱落从而无法完全固定住磁环；另外，其绝缘耐压与涂覆胶水的多寡有较大关系，易受不同人员因素的影响。

因此，如何改进网络变压器的结构和生产工艺流程，提高网络变压器的生产效率和产品品质，实现网络变压器的生产自动化，更好的服务行业、服务客户，是本领域内技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于克服现有技术存在的制造工艺流程复杂，生产效率和产品品质低下，生产自动化程度低等技术问题，提供一种贴片式网络变压器及其制造方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种贴片式网络变压器，所述贴片式网络变压器包括上下表面均设置有电极的封装基板单元和贴装于所述封装基板单元上的信号调节模块，还包括设置在所述封装基板单元上并罩住所述信号调节模块的顶盖，所述顶盖上设置有用于灌胶的若干开口，所述封装基板单元、所述信号调节模块以及所述顶盖由从所述开口灌入的灌封胶水粘接固定在一起。

进一步地：

所述信号调节模块包括至少一个隔离变压器和至少一个共模扼流线圈。

所述隔离变压器包括磁芯、设于所述磁芯上的一次侧线圈和二次侧线圈，和与所述一次侧线圈相连的第一电极组，以及与所述二次侧线圈相连的第二电极组，所述第一电极组和所述第二电极组设于所述磁芯两端。

所述共模扼流线圈为两线共模、三线共模或四线共模。

所述灌封胶水为热固化胶，优选为热固化环氧树脂胶水。

所述顶盖的材料为塑胶、金属或其组合体。

一种制作所述的贴片式网络变压器的制作方法，包括以下步骤：

将多个所述信号调节模块安装于封装基板料片上，所述封装基板料片上有多个与各信号调节模块一一对应的所述封装基板单元；

将多个所述顶盖放置在所述封装基板料片上，各顶盖一一对应地罩住各信号调节模块；

通过各顶盖的开口灌入灌封胶水，然后烘烤固化，从而使所述封装基板料片、所述信号调节模块以及所述顶盖粘接固定在一起；

将所述封装基板料片进行切割分离得到多个所述贴片式网络变压器。

进一步地：

在沿着所述顶盖的开口灌入灌封胶水前，采用治具按压住所述顶盖或在所述顶盖的底部四周边缘预先涂覆粘接胶水，优选涂覆快干胶水。

所述封装基板料片上的每个封装基板单元均采用标记图案进行标记隔离，切割时沿所述标记图案进行切割。

所述标记图案是标记点或标记线或形成在所述封装基板料片上的预断线。

本发明的有益效果：

一、该贴片式网络变压器有利于实现制造过程自动化，大幅地提高了产品生产效率和合格率，解放了生产力实现了自动化，符合未来工业自动化的发展趋势，且产品的电性一致性良好；二、该贴片式网络变压器采用封装基板灌封的工艺相对于传统的磁环网络变压器电极平整度更佳，焊接更牢靠，降低了虚焊脱焊及短路的风险；三、该贴片式网络变压器采用的胶水抗引力强，相比传统磁环类的网络变压器具有牢固可靠、不易脱落的优点，封装在里面的信号调节模块受到很好的保护。本发明的贴片式网络变压器制作简便，可制造性更佳。

附图说明

图1-1是实施例中的贴片式网络变压器产品示意图；

图1-2是图1-1所示实施例中将顶盖去除后剩余部件的示意图；

图2-1是实施例中的信号调节模块的贴装示意图；

图2-2是图2-1所示实施例中的隔离变压器的产品示意图；

图2-3是实施例中封装基板单元的示意图；

图3-1是实施例中顶盖的示意图；

图3-2是实施例中网络变压器的等效电气图。

图4-1是实施例中封装基板料片的示意图；

图4-2是图3-1所示实施例中的封装基板料片贴装多个信号调节模块后的示意图；

图5-1是图4-1所示实施例中安装完顶盖后的示意图；

图5-2是图5-1所示实施例中进行灌胶的示意图；

图6-1是图5-1所示实施例中完成灌胶后产品切割示意图；

1-封装基板单元，2-信号调节模块，3-灌封胶水，4-顶盖，11-用于贴片使用的电极，12-用于贴装信号调节模块的电极，41-顶盖开口，F-封装基板料片，M-标记线，N-胶管，D-切割刀具，21-隔离变压器，22-共模扼流线圈，C1-隔离变压器21的磁芯一侧端头，C3-与C1相对的另一侧端头，C2-隔离变压器21的磁芯中柱，L-磁芯盖板，211-第一电极组，212第二电极组，213-一次侧线圈，214-二次侧线圈，P1～P8-物理侧，J1～J8-电缆侧。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

参阅图1-1至图6-1，在一种实施例中，一种贴片式网络变压器，所述贴片式网络变压器包括上下表面均设置有电极的封装基板单元，贴装于所述封装基板单元上的信号调节模块，还包括设置在所述封装基板单元上并罩住所述信号调节模块的顶盖，所述顶盖上设置有用于灌胶的若干开口，所述封装基板单元、所述信号调节模块以及所述顶盖由从所述开口灌入的灌封胶水粘接固定在一起。

所述封装基板单元可以为二层板或多层板，所述封装基板单元的下表面上印刷有贴片用的电极，与下表面相对的上表面印刷有用于贴装信号调节模块的电极；贴片用的电极与用于贴装信号调节模块的电极之间有印刷电路走线进行连接；较优选的，封装基板材料为FR4板。

在优选的实施例中，所述信号调节模块包括至少一个隔离变压器和至少一个共模扼流线圈。所述信号调节模块还可以包括但不限于自耦变压器、电阻、电容等其他元器件。所述隔离变压器、所述共模扼流线圈等元器件均为贴片式。

在优选的实施例中，所述隔离变压器包括磁芯、设于所述磁芯上的一次侧线圈和二次侧线圈，和与所述一次侧线圈相连的第一电极组，以及与所述二次侧线圈相连的第二电极组，所述第一电极组和所述第二电极组设于所述磁芯两端。

在优选的实施例中，所述至少一个隔离变压器和所述至少一个共模扼流线圈各自独立分别贴装于所述封装基板单元上，中间通过印刷电路走线相连通。所述至少一个隔离变压器的所述一次侧线圈和所述第一电极组均处于同一侧，所述二次侧线圈和所述第二电极组处于设有共模扼流线圈的同一侧。

所述共模扼流线圈可以为两线共模、三线共模或四线共模。

在优选的实施例中，所述灌封胶水为热固化胶，更优选但不限于A B混合型热固化环氧树脂胶水。该热固化胶具有较强的粘接力可以将封装基板单元、信号调节模块、顶盖牢固粘接在一起。

所述顶盖的材料为塑胶、金属或其组合体。较为典型的材料为PET热塑性塑胶。

参阅图1-1至图6-1，在另一种实施例中，一种制作前述任一实施例的贴片式网络变压器的制作方法，包括以下步骤：

将多个所述信号调节模块安装于封装基板料片上，所述封装基板料片上有多个与各信号调节模块一一对应的所述封装基板单元；

将多个所述顶盖放置在所述封装基板料片上，各顶盖一一对应地罩住各信号调节模块；

通过各顶盖的开口灌入灌封胶水，然后烘烤固化，从而使所述封装基板料片、所述信号调节模块以及所述顶盖粘接固定在一起；

将所述封装基板料片进行切割分离得到多个所述贴片式网络变压器。

在优选的实施例中，在沿着所述顶盖的开口灌入灌封胶水前，采用治具按压住所述顶盖或在所述顶盖的底部四周边缘预先涂覆粘接胶水，以便灌封胶水灌入时胶水不外漏或外漏胶水较少。较为典型的做法是预先在顶盖底部四周涂覆快干胶水。

在优选的实施例中，所述封装基板料片上的每个封装基板单元均采用标记图案进行标记隔离，切割时沿所述标记图案进行切割。

在优选的实施例中，所述标记图案是标记点(MARK点)或标记线(MARK线)或形成在所述封装基板料片上的预断线。

以下结合附图进一步描述本发明的具体实施例。

实施例一：

如图1-1所示的一种贴片式网络变压器，所述贴片式网络变压器包括上下表面均设置有电极的封装基板单元1，贴装于该封装基板单元上的信号调节模块2，用于封装上述信号调节模块的灌封胶水3，用于灌封胶水灌胶时用的顶盖4。为了较为详细的介绍相关部件，如图1-2为将图1-1中的顶盖去除后的部件示意图。

在一些实施例中，上述信号调节模块包括但不限于至少一个隔离变压器、至少一个共模扼流线圈等其他元器件。如图2-1所示，在优选的实施例中，信号调节模块由2个隔离变压器21及2个共模扼流线圈22组成。

所述的隔离变压器21包括磁芯、设于所述磁芯上的一次侧线圈213和二次侧线圈214，和与所述一次侧线圈213相连的第一电极组211，以及与所述二次侧线圈214相连的第二电极组212，所述第一电极组211和所述第二电极组212设于所述磁芯两端。在优选的实施例中，如图2-2所示，所述隔离变压器21的磁芯包括两个端头C1、C3及中柱C2以及盖板L，其中C1与C3分别位于磁芯两端。一次侧线圈213和二次侧线圈214缠绕在磁芯中柱上C2，一次侧线圈213与第一电极组211相连，二次侧线圈214与第二电极组212相连，第一电极组211和第二电极组212设于所述磁芯两端C1和C3上。需要说明的是，第一电极组211可以全部布置于端头C1或端头C3上，也可以在端头C1和端头C3上均进行布置，第二电极组212可以全部布置于端头C1或端头C3上，也可以在端头C1和端头C3上均进行布置。本实施例中为第一电极组211及第二电极组212在端头C1和端头C3上均进行布置。

在网络变压器的工作过程中，所述隔离变压器的一次侧线圈213对应相应的高压区或低压区，二次侧线圈214对应相应的低压区或高压区，高压区与低压区的最短距离应不少于1.5mm，即所述第一电极组211和所述第二电极组212之间的距离应不小于1.5mm，这样设计可以避免高压区与低压区因距离太短而造成耐压不良而放电。

在优选的实施例中，所述的上下表面有均印刷电极的封装基板单元1为二层板或多层板。在本实施例中为2层板，如图2-3所示，所述封装基板单元1的下表面上印刷有用于贴片使用的电极11，与下表面相对的上表面有用于贴装信号调节模块的电极12；用于贴片使用的电极11与上表面有用于贴装信号调节模块的电极12之间有印刷电路走线箱连接；较为优选的封装基板材料为FR4板。

在优选的实施例中，所述的用于封装上述信号调节模块2的灌封胶水3为热固化胶，包括但不限于A B混合型热固化环氧树脂胶水。该灌封胶水具有一定的粘接力，可以将封装基板单元1、信号调节模块2、顶盖4粘接在一起。这样既保护了信号调节模块，又可以让客户SMT吸料时较为容易的吸取平整的顶盖。

在优选的实施例中，所述顶盖4上设置有用于灌胶时用的若干开口41，所述顶盖的材料为塑胶、金属或其组合体，较为典型材料的为PET热塑性塑胶。顶盖4的顶端为平滑的面，方便客户SMT吸料；顶盖4的底部四周也是平滑的面，便于灌封前压紧顶盖或顶盖预涂覆粘接胶水后底部与封装基板单元1的表面能紧密接触，从而使灌胶时胶水不外溢或胶水溢出较少。如图3-1所示。

在优选的实施例中，所述隔离变压器21和所述共模扼流线圈22各自独立分别独立贴装于所述封装基板单元1上，中间通过印刷电路走线相连通。所述隔离变压器21的所述一次侧线圈213和所述第一电极组211均处于同一侧，所述二次侧线圈214和所述第二电极组212处于设有共模扼流线圈22的同一侧，如图3-2所示。

在优选的实施例中，所述共模扼流线圈22为两线共模、三线共模或四线共模。所述隔离变压器21、所述共模扼流线圈22等元器件均为贴片式。

相应地，本发明还提供了一种贴片网络变压器的制造方法，生产制造上述优选的实施例中所述的贴片式网络变压器时，先准备封装基板料片F，所述封装基板料片如图4-1所示，封装基板料片F上有多个封装基板单元1，便于批量自动化生产，封装基板料F上标记有多条标记线M，标记线可以是MARK点或MARK线，也可以是封装基板料片上的预断线或其他标记方法。在本实施例中标记线M为MARK线，为在封装基板料片F上的涂覆的油墨线。

在优选的实施例中，将多组信号调节模块2安装于封装基板料片F上，如图4-2所示，普遍的安装方式在封装基板料片F自动印刷锡膏后，将信号调节模块2采用SMT贴片机自动贴片至封装基板料片F，再进行回流焊焊接，此时信号调节模块2已与客户的贴装焊盘有电气连通。

在优选的实施例中，将一组或多组顶盖4放置在安装有信号调节模块2的封装基板料片F上，如图5-1所示。普遍的安装方式是采用SMT吸取顶盖4放置在封装基板料片F上，此时可以采用标记线M作为SMT定位和放置的标准线。接着采用装有灌封胶水3的胶管N沿着顶盖4的开口41灌入灌封胶水3后进行烘烤固化，从而使封装基板单元1、信号调节模块2、顶盖4粘接固定在一起。在灌入灌封胶水前，需要采用治具按压住顶盖4或在顶盖4底部四周边缘预先涂覆其他粘接胶水，以便灌封胶水灌入时胶水不外漏或外漏胶水较少，较为典型的做法是预先在顶盖底部四周涂覆快干胶水。

在优选的实施例中，将上述已包覆有灌封胶水3的封装基板料片F采用自动切割刀具D沿各条标记线M进行切割，如图6-1所示，切割后即完成了本实施例贴片式网络变压器的制作，切割后的贴片网络变压器如图1-1和1-2所示。

以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。