一种采用ltcc技术布线的网络变压器的制造方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及变压器领域，尤其涉及一种采用LTCC技术布线的网络变压器。
【背景技术】
[0002]网络变压器是通信网络中一个必不可少的磁性器件之一。主要应用于高性能数字交换机、SDH/ΑΤΜ传输设备、ISDN、ADSL、VDSL, POE受电设备综合业务数字设备等。其作用为信号传输、阻抗匹配、波形修复、信号杂波抑制、高电压隔离等功能。传统的网络变压器如图1所示，主要包括底座I '、引脚2'、主磁环绕组3'及副磁环绕组4'及盖板(图中未示出)，其中主磁环绕组3 '及副磁环绕组4'是通过人工缠线，效率不高且容易发生缠错，导致产品的合格率低。绕组之间的绝缘处理往往由普通绝缘皮包裹，再外加电压下极易击穿。缠绕好的磁环又要进行人工定位，并加以固定，磁环间的间距及摆放位置采用人工完成，因此没有一个标准的参数，使生产的变压器质量及性能良莠不齐。变压器内部单一零散零部件较多，导致结构复杂，而生产过程又严重依赖人工，极大的影响了产品的生产及装配效率。
【发明内容】
[0003]本申请提供一种采用LTCC技术布线的网络变压器，诣在解决现有网络变压器通过人工缠绕绕组导致生产效率低、质量差的问题。
[0004]根据本申请的第一方面，本申请提供一种采用LTCC技术布线的网络变压器，包括变压器壳体，位于壳体内的多个信号通道，所述每个信号通道包括相互耦合构成变压器的原边线圈及副边线圈，以及与所述原边线圈相连的共模电感，所述原边线圈、副边线圈及共模电感的绕组均为层叠片式结构，相邻两层线圈及绕组之间设有绝缘层，单独每层所述线圈及绕组为印刷在所述绝缘层表面的金属导电薄膜。
[0005]所述的网络变压器，其中，所述壳体包括盖板、与所述盖板对应设置的底座，以及位于所述盖板与底座之间的外框；所述盖板包括相并排设置的第一盖板、第二盖板，所述底座包括分别与所述第一盖板及第二盖板相对应设置的第一底座、第二底座，所述外框侧表面印刷有与所述原边线圈及副边线圈分别对应的多个引脚。
[0006]所述的网络变压器，其中，所述第一盖板与所述第一底座之间设有至少一个用于缠绕共模电感绕组的电感磁芯；所述第二盖板与所述第二底座之间设有至少一个用于缠绕原边线圈及副边线圈的变压器磁芯。
[0007]所述的网络变压器，其中，每个所述信号通道至少包括一个变压器磁芯及一个电感磁芯。
[0008]所述的网络变压器，其中，所述电感磁芯包括沿其轴向相正对设置的电感上磁芯、电感下磁芯；所述电感上磁芯与所述第一盖板一体成型，并沿所述第一盖板伸展方向至少设置一个；所述电感下磁芯与所述第一底座一体成型，并沿所述第一底座伸展方向至少设置一个。
[0009]所述的网络变压器，其中，所述变压器磁芯包括沿其轴向相正对设置的变压器上磁芯、变压器下磁芯；所述变压器上磁芯与所述第二盖板一体成型，并沿所述第二盖板伸展方向至少设置一个，所述变压器下磁芯与所述第二底座一体成型，并沿所述第二底座伸展方向至少设置一个。
[0010]所述的网络变压器，其中，所述共模电感绕组采用将原线圈输出端与输入端对折的双线并绕结构，并且双线同向缠绕相邻的两个电感磁芯。
[0011 ] 所述的网络变压器，其中，所述绝缘层为陶瓷材料，并采用LTCC技术烧结而成，所述变压器磁芯外表面设有用于与原边线圈及副边线圈相互隔离的陶瓷层，所述电感磁芯外表面设有用于与共模电感绕组相互隔离的陶瓷层。
[0012]所述的网络变压器，其特征在于，所述每个信号通道包括相邻的第一变压器磁芯、第二变压器磁芯，以及相邻的第一电感磁芯及第二电感磁芯；所述原线圈输入端与输出端对折后以双线并饶在第一电感磁芯上，并以相同的绕向缠绕第二电感磁芯；所述原线圈由第二电感磁芯绕组中其中一根单线与副线圈一端共同缠绕在第一变压器磁芯上，并以相同的绕向继续缠绕第二变压器磁芯。
[0013]所述的网络变压器，其中，所述原线圈与副线圈还分别连接一抽头，所述抽头另一端连接有一接地电容。
[0014]本申请的有益效果是:通过采用LTCC布线技术将线圈印刷在陶瓷层表面，使得产品封装密度大，有利于产品小型化，采用陶瓷作为绝缘层，使绕组耐高压，具有更好的防击穿及散热效果；将线圈埋置于陶瓷内层，具有更高的机械强度及较好的力学性能；壳体采用分体结构，并将磁芯与对应的盖板及底座设计为一体成型结构，使整个网络变压器结构简单，便于自动化生产，从而提高生产效率。
【附图说明】
[0015]图1为现有技术中网络变压器的机构示意图；
[0016]图2为本申请实施例中，网络变压器的整体结构示意图；
[0017]图3为本申请实施例中，网络变压器内部绕线结构示意图；
[0018]图4为本申请实施例中，网络变压器内部绕线的电路图。
【具体实施方式】
[0019]下面通过【具体实施方式】结合附图对本申请作进一步详细说明。
[0020]随着LTCC技术和电子技术不断革新的大环境下，结合LTCC与薄膜布线技术可实现更高组装密度和更好性能的混合多层基板和混合型多芯片组件。同时采用LTCC材料作为线圈载体，对大电流及耐高温具有更优良的热传导性。LTCC非连续式生产工艺，便于成品制成前对每一层布线和互连通孔进行质量检查，有利于提高多层基板的成品率和质量，缩短生产周期，降低成本。利用该技术制造的诸如电感、电容、滤波器、耦合器已成为主流技术，能够实现电子元器件以小型化、平面化、功能化、性能优越化、节能、绿色环保等优势。
[0021]在本申请实施例中，网络变压器的原副线圈及共模电感绕组均采用层叠片式结构，在每层线圈及绕组之间设有采用LTCC技术烧结而成的陶瓷绝缘层，在每层陶瓷绝缘层表面印刷一层金属导电薄膜，在将多层陶瓷绝缘层叠加构成原副线圈及共模电感绕组。
[0022]请参考图2及图4，本实施例所给出的采用LTCC技术布线的网络变压器，包括变压器壳体1，位于壳体内的多个信号通道10，所述每个信号通道10包括相互耦合构成变压器5的原边线圈2及副边线圈3，以及与所述原边线圈相连的共模电感4，其特征在于，所述原边线圈2、副边线圈3及共模电感4的绕组均为层叠片式结构，相邻两层线圈及绕组之间设有陶瓷绝缘层，单独每层所述线圈及绕组为印刷在所述绝缘层表面的金属导电薄膜。在经过热处理技术将金属导电薄膜制备成环形片状金属线圈，再将多层印刷有该金属线圈的绝缘层相互叠加，使得金属线圈埋置于逐层叠加的绝缘层内部，然后采用LTCC技术烧结后形成变压器5原边线圈2、副边线圈3，以及共模电感4的绕组。
[0023]较佳的，本实施例中金属导电薄膜采用导电性较高的金属银制备，绝缘层采用抗高压防击穿的陶瓷层。其制备过程是先将陶瓷层表面涂银，在经过热处理工艺烧银结晶形成金属线圈，然后将逐层叠加的陶瓷层进行烧结形成完整的线圈绕组。
[0024]进一步地，如图2所示，壳体I包括盖板11、与所述盖板11对应设置的底座12，以及位于所述盖板11与底座12之间的外框13 ;其中外框13为上下开口，四周封闭的结构，盖板11位于外框13的正上方，与其上端开口相契合；底座12与盖板11相正对的位于外框13的下端，并与其下端开口相契合。这样由外框13上端的盖板11及下端的底座12相对的扣合在外框13的两侧，并加以固定，就构成了封闭的壳体I。外框13侧表面印刷有与原边线圈2及副边线圈3分别对应的多个引脚14，其用过外框13侧表面印刷银薄膜，在经烧结后形成，其根部分别与每个信号通道10的原边线圈2及副边线圈3的接线端电性相连。
[0025]具体地，如图2及图4所示，盖板I包括相并排设置的第一盖板111、第二盖板112，所述底座包括分别与第一盖板111及第二盖板112相对应设置的第一底座121、第二底座122。第一盖板111与第一底座121之间设有至少一个用于缠绕共模电感绕组41的电感磁芯42 ;第二盖板112与第二底座122之间设有至少一个用于缠绕原边线圈2及副边线圈3的变压器磁芯52。
[0026]进一步地，电感磁芯42包括沿其轴向相正对设置的电感上磁芯421、电感下磁芯422 ;所述电感上磁芯422与所述第一盖板111 一体成型，并沿所述第一盖板111伸展方向至少设置一个；所述电感下磁芯422与所述第一底座121 —体成型，并沿所述第一底座121伸展方向至少设置一个。相对应地，变压器磁芯52包括沿其轴向相正对设置的变压器上磁芯521、变压器下磁芯522 ;所述变压器上磁芯522与所述第二盖板112 —体成型，并沿所述第二盖板112伸展方向至少设置一个；所述变压器下磁芯522与所述第二底座122 —体成型，并沿所述第二底座122伸展方向至少设置一个。
[0027]较佳的，如图2所示，电感上磁芯421与电感下磁芯422相对的一端截面相契合，当第一盖板111与第一底座121相互扣合在外框13的两侧时，电感上磁芯421与电感下磁芯422刚好对接，并穿过位于外框内的共模电感绕组41中心位置。变压器上磁芯521与变压器下磁芯522相对的一端截面相契合，当第二盖板112与第二底座122相互扣合在外框13的两侧时，变压器上磁芯521与变压器下磁芯522刚好对接，并穿过位于外框内的原副线圈51中心位置。
[0028]进一步地，本实施例中的电感磁芯42、变压器磁芯52、盖板11及底座12均采用相同的磁性材料制成，为了使通过磁芯的磁漏最低，电感上磁芯421与电感下磁芯422为直径相同的圆柱形磁芯，两者相正对的两个截面均为水平截面。同样的，变压器上磁芯521与变压器下磁芯522为直径相同的圆柱形磁芯，两者向正对的两个截面为水平截面。