一种埋入式器件的制作方法

1.本申请涉及绕线生产工艺技术领域，特别是涉及一种埋入式器件。


背景技术：

2.在网络系统中，一些埋入式器件，比如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。网络变压器是由绕在磁环上的线圈组成的，这样的线圈是电感。任意两个导体都能组成一个电容，所以网络变压器各线圈之间，每个线圈自身各匝之间的线间电容和线圈的直流电阻都是寄生的分布参数。
3.现如今，随着埋入式器件的小型化发展，而设计的埋入式器件的线圈的各匝漆包线挤得越紧，杂散电容越大，埋入式器件线间的杂散电容过大则为共模电流提供低阻抗路径，由此会产生不利效果，降低了变压器的抗电磁干扰能力。
4.本申请的发明人在长期的研发工作中发现，在小型化的埋入式器件上，传统的做法使得埋入式器件内多个组件排布处理随意且不合理，线圈自身的线间电容大，不利于信号传输。


技术实现要素：

5.本申请提供一种埋入式器件，以解决现有技术中埋入式器件存在的上述问题。
6.为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是提供一种埋入式器件，该埋入式器件包括：基板，至少包括层叠设置的第一层、中间层和第二层；滤波器环形磁芯，埋设于中间层中；滤波器信号线圈，缠绕滤波器环形磁芯上；滤波器抽头线圈，缠绕滤波器环形磁芯上。其中，滤波器信号线圈包括形成于基板的第一层的第一图形部、形成于基板的第二层的第二图形部以及连接第一图形部与第二图形部的第一导通柱，滤波器抽头线圈包括形成于基板的第一层的第三图形部、形成于基板的第二层的第四图形部以及连接第三图形部与第四图形部的第二导通柱；第一图形部和/或第二图形部中的线宽小于0.15毫米。通过设置滤波器第一图形部和/或第二图形部中的线宽小于0.15毫米，可以减小第一图形部或第二图形部中的信号线之间的正对面积，减少滤波器第一图形部和第二图形部之间的电容，减少信号反射，有利于信号传输，从而可以有效地控制滤波器的杂散电容，进而控制埋入式器件的杂散电容。
7.优选地，第一图形部和第二图形部中的线宽范围为50-100微米。通过进一步缩小第一图形部和第二图形部中信号线的线宽，可以进一步减小第一图形部和第二图形部中的信号线之间的正对面积，从而减少滤波器第一图形部和第二图形部之间的电容。
8.其中，滤波器环形磁芯在第一图形部水平面区域的投影区内，在同一环周上，第一图形部和第二图形部中的线宽小于或等于第三图形部和第四图形部的线宽。通过设置同一环周上滤波器中的第一图形部和第二图形部中的信号线圈的线宽小于或等于第三图形部和第四图形部抽头线圈的线宽，利于信号线圈和抽头线圈在滤波器环形磁芯上的设计与制造。
9.滤波器信号线圈位于基板的第一平面区域中，滤波器抽头线圈位于基板的第二平面区域中，第一平面区域和所述第二平面区域均为一个完整的封闭区域，且两者相互隔开。通过将缠绕在滤波器上的滤波器信号绕圈与滤波器抽头线圈绕线明确分离，使得滤波器信号绕圈上的信号与滤波器抽头线圈的信号远离，可以有效地减少信号与中心抽头之间互相干扰的共模信号，从而提升滤波器对共模噪声的抑制能力，进而提升整个埋磁器件的共模抑制性能。
10.其中，第一平面区域是包括部分滤波器环形磁芯在内的第一扇形区域，第二平面区域是包括另一部分滤波器环形磁芯在内的第二扇形区域。通过将第一平面区域设置于第一扇形区域和将第二平面区域设置于第二扇形区域，可以明确信号线圈和抽头线圈绕线的绕线区域，从而使得信号线圈和抽头线圈绕线的排布规则。
11.其中，滤波器抽头线圈至少包括第一滤波器端子和第二滤波器端子，第一滤波器端子和所述第二滤波器端子位于第一扇形区域和第二扇形区域之间。通过在滤波器抽头线圈设置第一滤波器端子和第二滤波器端子，从而使得第一滤波器端子连接埋磁变压器的信号输出中心抽头线圈，从而过滤有害信号。
12.其中，滤波器环形磁芯为圆环磁芯或方环磁芯。通过设置不同形状的环形磁芯，可以使得制造滤波器环形磁芯的选择多样化。
13.其中，基板包括中心部，开设有贯穿基板的第一层与第二层的多个内导通孔；外围部，开设有贯穿基板的第一层与第二层的多个外导通孔；第一导通柱与第二导通柱设置于多个内导通孔与多个外导通孔中。环形容置槽，设置于中心部与外围部之间，用于容纳环形磁芯。通过在基板设置中心部和外围部放置多个内导通孔和多个外导通孔，设置环形容置槽放置滤波器环形磁芯，可以提升方案的实现性。
14.其中，多个内导通孔穿设第一导通柱设置于第一扇形区域靠近滤波器环形磁芯环心的一端，多个外导通孔穿设第一导通柱设置于第一扇形区域滤波器环形磁芯外围的另一端。多个内导通孔穿设第二导通柱设置于第二扇形区域靠近滤波器环形磁芯环心的一端，多个外导通孔穿设第二导通柱设置于第二扇形区域滤波器环形磁芯外围的另一端。通过更为具体地将第一导通柱和第二导通柱放置于多个内导通孔和多个外导通孔对应于不同的扇形区域，使得第一滤波器信号线圈、第二滤波器信号线圈和滤波器抽头线圈规则绕线，排布更为有序，简化了操作流程。
15.其中，埋入式器件包括网络变压器，通过具体化埋入式器件，可以提升方案的实现性。
16.本申请的有益效果是：区别于现有技术，本申请通过设置在滤波器上第一图形部和第二图形部中的线宽均小于0.15毫米使得信号线的线宽足够小，减小滤波器上下层信号线之间的寄生电容，进而减小寄生电容对信号线上传输信号的反射，有利用信号线上信号的传输。
附图说明
17.为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他
的附图。
18.图1是本申请一实施例中的埋入式器件的原理示意图。
19.图2是本申请一实施例中的埋入式器件的立体结构示意图。
20.图3是图2中埋入式器件的截面的结构示意图。
21.图4是本申请一实施例埋入式器件的俯视图。
22.图5是图2中的埋磁变压器的立体图。
23.图6是图5中埋磁变压器的绕线排布的结构俯视图。
24.图7是图2中的网络滤波器的立体结构示意图。
25.图8是图7中的网络滤波器的绕线排布的结构俯视图。
26.图9是图7中的网络滤波器的一种基板结构示意图。
27.其中，图1-图9中，10-埋磁变压器，20-滤波器，11-埋磁变压器信号线圈第一输入端，12-埋磁变压器中心抽头输入端，13-埋磁变压器信号线圈第二输入端，14-埋磁变压器信号线圈第一输出端，15-埋磁变压器中心抽头输出端，16-埋磁变压器信号线圈第二输出端，21-滤波器信号线圈第一输入端，210-滤波器信号线，220-滤波器抽头线，22-第一滤波器端子，23-滤波器信号线圈第二输入端，24-滤波器信号线圈第一输出端，25-第二滤波器端子，26-滤波器信号线圈第二输出端，31-第一层，311-第一图形部，312-第三图形部，32-第二层，321-第二图形部，322-第四图形部，313-第一平面区域，323-第二平面区域，314-第一导通柱，324-第二导通柱，41-滤波器环形磁芯，42-埋磁变压器环形磁芯，50-基板，51-中心部，511-内导通孔，512-外导通孔，52-环形容置槽和53-外围部。
具体实施方式
28.下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
29.本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
30.请参阅图1，图1是本申请一实施例中的埋入式器件的原理示意图。该埋入式器件由埋磁变压器10与滤波器20通过级联组成，埋磁变压器10包括埋磁变压器信号线圈第一输入端11，埋磁变压器中心抽头输入端12，埋磁变压器信号线圈第二输入端13，埋磁变压器信号线圈第一输出端14，埋磁变压器中心抽头输出端15，埋磁变压器信号线圈第二输出端16。滤波器20包括滤波器信号线圈第一输入端21，第一滤波器端子22，滤波器信号线圈第二输入端23，滤波器信号线圈第一输出端24，第二滤波器端子25，滤波器信号线圈第二输出端26。其中，埋磁变压器信号线圈第一输出端14与滤波器信号线圈第一输入端21连接，埋磁变
压器中心抽头输出端15与第一滤波器端子22连接，埋磁变压器信号线圈第二输出端16与滤波器信号线圈第二输入端23连接。
31.此外，从整体来说，埋入式器件可以有至少一个网络通道，一个网络通道对应一个埋磁变压器10和一个滤波器20，埋磁变压器10有两个信号线圈和两个抽头，一个信号线圈对应一个抽头，滤波器20有两个信号线圈和一个抽头线圈。
32.如图2，图2是本申请一实施例中的埋入式器件的立体结构示意图。本实施例中，埋磁变压器10是由正副两个绕线匝数比为a:a的线圈分别缠绕在同一个埋入的环形磁芯42上组成，其中，a:a为1:1，环形磁芯42可以为铁氧体磁环，其中正线圈是信号输入线圈，该线圈两端为信号输入端口，如图1埋磁变压器信号线圈第一输入端11和埋磁变压器信号线圈第二输入端13，线圈物理长度上的中点位置引出线为信号输出中心抽头，如图1所示的埋磁变压器中心抽头输入端12。副线圈是变压器信号的输出线圈，构成与正线圈一样，但其输出端与滤波器20直接级联，埋磁变压器10的输出信号正好是滤波器20的输入信号，也即，埋磁变压器信号线圈第一输出端14与滤波器信号线圈第一输入端21连接，埋磁变压器中心抽头输出端15与第一滤波器端子22连接，埋磁变压器信号线圈第二输出端16与滤波器信号线圈第二输入端23连接。滤波器20是由三个线圈分别缠绕在同一个埋入的铁氧体磁环上组成，三个线圈分别与前面级联的埋磁变压器10的副线圈的信号输出以及中心抽头，这三个线圈绕磁环的匝数一样，从而实现信号变压及滤波的功能。
33.该埋入式器件由埋磁变压器10与滤波器20通过级联组成，埋磁变压器10与滤波器20的埋磁结构如图2所示，该埋入式器件的主要特点是该埋入式器件的埋磁变压器10与滤波器20通过pcb埋磁的方式组成；埋磁变压器10与滤波器20可以在垂直方向上级联，分别在四层绕线实现，其中埋磁变压器10在相邻两层绕线，滤波器20在另外相邻的两层绕线。该埋磁变压器10与滤波器20通过级联组成的埋磁器件，可以实现信号变压及滤波功能，其中对杂散电容的抑制能力是该埋入式器件实现的关键性能，也是最难以提升的性能。
34.如图2和图3，图3是图2中埋入式器件的截面的结构示意图。本实施例中，该埋入式器件包括基板50(请参阅图9)，该基板50至少包括层叠设置的第一层31、中间层(滤波器环形磁芯41所在的层区域)和第二层32。滤波器环形磁芯41，埋设于中间层中。滤波器信号线圈，缠绕滤波器环形磁芯41上。滤波器抽头线圈，缠绕滤波器环形磁芯41上。
35.其中，滤波器信号线圈包括形成于基板50的第一层31的第一图形部311、形成于基板50的第二层32的第二图形部321以及连接第一图形部311与第二图形部321的第一导通柱314，滤波器抽头线圈包括形成于基板50的第一层31的第三图形部312、形成于基板50的第二层32的第四图形部322以及连接第三图形部312与第四图形部322的第二导通柱324。第一图形部311和/或第二图形部321中的线宽小于0.15毫米，可选地，滤波器信号线210线宽可以为0.15毫米、0.12毫米、0.10毫米等，根据实际情况的需要进行选择，以降低滤波器的杂散电容。通过设置滤波器20中的第一图形部311或第二图形部321中的滤波器信号线210的线宽小于0.15毫米，可以减小第一图形部311或第二图形部321中的信号线210之间的正对面积，减少滤波器第一图形部311和第二图形部321之间的电容，减少信号反射，有利于信号传输，从而可以有效地降低滤波器20的杂散电容，进而降低埋入式器件的杂散电容。
36.优选地，第一图形部311和第二图形部321中的线宽范围为50-100微米，可选地，滤波器信号线210线宽可以为50微米、60微米、80微米或100微米等。通过进一步缩小第一图形
部311和第二图形部321中信号线210的线宽，可以进一步减小第一图形部311和第二图形部321中的信号线210之间的正对面积，从而减少滤波器第一图形部311和第二图形部321之间的电容。
37.其中，滤波器环形磁芯41在第一图形部311水平面区域的投影区内，在同一环周上，第一图形部311和第二图形部321中的滤波器信号线210线宽均小于或等于第三图形部312和第四图形部322滤波器抽头线220的线宽。通过设置同一环周上滤波器20中的第一图形部311和第二图形部321中滤波器信号线210的线宽小于或等于第三图形部312和第四图形部322滤波器抽头线220的线宽，利于信号线圈和抽头线圈在滤波器环形磁芯41上的设计与制造。
38.其中，滤波器信号线圈位于基板50的第一平面区域313中，滤波器抽头线圈位于基板50的第二平面区域323中，第一平面区域313和第二平面区域323均为一个完整的封闭区域，且两者相互隔开。通过将缠绕在滤波器上的滤波器信号绕圈与滤波器抽头线圈绕线明确分离，使得滤波器信号绕圈上的信号与滤波器抽头线圈的信号远离，可以有效地减少信号与中心抽头之间互相干扰的共模信号，从而提升滤波器对共模噪声的抑制能力，进而提升整个埋磁器件的共模抑制性能。
39.参阅图4，本申请一实施例埋入式器件的俯视图。其中，第一图形部311、第二图形部321以及第一导通柱314位于基板50的第一平面区域313中，第三图形部312、第四图形部322以及第二导通柱324位于基板的第二平面区域323中，第一平面区域313和第二平面区域323均为一个完整的封闭区域，且两者相互隔开。通过将缠绕在滤波器20上的滤波器信号绕圈与滤波器抽头线圈绕线分离，使得滤波器信号绕圈上的信号与滤波器抽头线圈的信号远离，可以有效地减少信号与中心抽头之间互相干扰的共模信号成分，从而提升滤波器20对共模噪声的抑制能力，进而提升整个埋入式器件的共模抑制性能。
40.其中，第一平面区域313是包括部分滤波器环形磁芯41在内的第一扇形区域，第二平面区域323包括另一部分滤波器环形磁芯41在内的第二扇形区域。通过将第一平面区域313设置于第一扇形区域和将第二平面区域323设置于第二扇形区域，可以明确信号线圈和抽头线圈绕线的绕线区域，从而使得信号线圈和抽头线圈绕线的排布规则。其中，图中第一平面区域313和第二平面区域323的轮廓仅仅为方便理解而定义出，并不表示实际产品中有此划界。
41.其中，滤波器抽头线圈至少包括第一滤波器端子22和第二滤波器端子25，第一滤波器端子22和所述第二滤波器端子25位于第一扇形区域和第二扇形区域之间。通过在滤波器抽头线圈设置第一滤波器端子22和第二滤波器端子25，从而使得第一滤波器端子22连接埋磁变压器10的信号输出中心抽头线圈，从而过滤共模噪声。
42.如图5和6，图5是图2中的埋磁变压器的立体图，图6是图5中埋磁变压器的绕线排布的结构俯视图。在本实施例中，输入埋磁变压器10的差模信号从埋磁变压器信号线圈第一输入端11和埋磁变压器信号线圈第二输入端13通过埋磁变压器中心抽头输入端12输入，经过缠绕于埋磁变压器环形磁芯42的埋磁变压器信号输入线圈将信号进行处理，经由埋磁变压器信号线圈第一输出端14和埋磁变压器信号线圈第二输出端16通过埋磁变压器中心抽头输出端15输出。
43.具体地，如图1，为了使得埋磁变压器中心抽头输出端15与滤波器抽头线圈连接并
将信号输出，其中，滤波器抽头线圈至少包括第一滤波器端子22和第二滤波器端子25，第一滤波器端子22和第二滤波器端子25位于第一扇形区域和第二扇形区域之间。通过在滤波器抽头线圈设置第一滤波器端子22和第二滤波器端子25，从而使得第一滤波器端子22连接埋磁变压器10的信号输出中心抽头线圈，进而过滤共模噪声。
44.具体地，参阅图7和图8，图7是图2中的网络滤波器的立体结构示意图，图8是图7中的网络滤波器的绕线排布的结构俯视图。其中，滤波器信号线圈至少包括第一滤波器信号线圈和第二滤波器信号线圈，均缠绕滤波器环形磁芯41上。第一滤波器信号线圈由介于滤波器信号线圈第一输入端21和滤波器信号线圈第一输出端24之间的线圈组成，第二滤波器信号线圈由介于滤波器信号线圈第二输入端23和滤波器信号线圈第二输出端26之间的线圈组成。第一滤波器信号线圈和第二滤波器信号线圈包括形成于基板50的第一层31的第一图形部311、形成于基板50的第二层32的第二图形部321以及连接第一图形部311与第二图形部321的第一导通柱314。通过设置多组的滤波器信号线圈，使得第一滤波器信号线圈和第二滤波器信号线圈分别连接埋磁变压器10的两路信号线圈输出，以方便对共模噪声的处理，提升方案的实现性。
45.为了提升整个埋入式器件的共模抑制性能，其中，第一滤波器信号线圈和第二滤波器信号线圈可以并行绕线，且第一滤波器信号线圈和第二滤波器信号线圈绕线交替排布。通过设计缠绕在滤波器上的两组信号绕线同时并行交替绕线的排布方式，可以提升滤波器对共模噪声的抑制能力，进而提升整个埋入式器件的共模抑制性能。
46.其中，滤波器环形磁芯41可以为圆环磁芯，也可以为方环磁芯，还可以是其他环形磁芯，具体在此处不做限定。通过设置不同形状的环形磁芯，可以使得制造滤波器环形磁芯41的选择多样化。
47.参阅图9，图9是图7中的网络滤波器的一种基板结构示意图。其中，基板50包括中心部51，开设有贯穿基板50的第一层31与第二层32的多个内导通孔511；外围部53，开设有贯穿基板50的第一层31与第二层32的多个外导通孔512；第一导通柱314与第二导通柱324设置于多个内导通孔511与多个外导通孔512中。环形容置槽52，设置于中心部51与外围部53之间，用于容纳滤波器环形磁芯41。通过在基板50设置中心部51和外围部53放置多个内导通孔511和多个外导通孔512，设置环形容置槽52放置滤波器环形磁芯41，可以提升方案的实现性。
48.其中，多个内导通孔511穿设第一导通柱314设置于第一扇形区域靠近滤波器环形磁芯环心的一端，多个外导通孔512穿设第一导通柱314设置于第一扇形区域滤波器环形磁芯外围的另一端。多个内导通孔511穿设第二导通柱324设置于第二扇形区域靠近滤波器环形磁芯环心的一端，多个外导通孔穿512设第二导通柱324设置于第二扇形区域滤波器环形磁芯外围的另一端。通过更为具体地将第一导通柱314和第二导通柱324于多个内导通孔511和多个外导通孔512对应于不同的扇形区域，使得第一滤波器信号线圈、第二滤波器信号线圈和滤波器抽头线圈规则绕线，排布更为有序，简化了操作流程。
49.因此，通过设置滤波器20中的第一图形部311或第二图形部321中滤波器信号线210的线宽不大于第三图形部312或第四图形部322滤波器抽头线220的线宽，可以增加滤波器信号线210之间的距离的同时，或进一步增加滤波器信号线210与滤波器抽头线220之间的距离，从而有效地降低滤波器20的杂散电容，进而降低埋入式器件的杂散电容。
50.其中，埋入式器件包括网络变压器，通过具体化埋入式器件的类型，可以提升方案的实现性。
51.以上仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。