嵌入式磁性构件变压器装置的制造方法_2

文档序号:9766741阅读:来源:国知局
305的下表面之间的结合,盖层305由与绝缘基板301相同的材料形成。因此,盖层305还可以由诸如FR4的层压到绝缘基板301上的材料形成。层压可以在数层预浸料坯材料之间经由黏合剂或经由热激活结合。在其它的实施例中,其它材料可以用于层305。
[0036]在图1D图示的下一个步骤中,穿孔306穿过绝缘基板301和盖层305形成。穿孔306形成在适当位置处,以形成嵌入式变压器的初级线圈导体绕组和次级线圈导体绕组。之后将描述穿孔的精确布置,但是穿孔的包括与空腔302的内部环形圆周和外部环形圆周对应的两个弧线的常规图案被示出在图1D中。如所在本领域中所已知,可以通过钻孔或任何其它适当的技术形成穿孔306。
[0037]如图1E所示,穿孔306然后被电镀以形成导电通路孔307,所述导电通路孔从盖层的顶部表面延伸到基板301的下表面。导电或金属迹线308被添加到盖层305的顶部表面,以形成连接相应的导电通路孔307的上绕组层和形成变压器的绕组的部分。在图1E的右手侧通过示例图示上绕组层。金属迹线308和用于导电通路孔的镀层通常由铜构成,并且可以以任何适当的方法被形成,诸如通过将铜导体层添加到层305的外表面,所述层然后被刻蚀以形成必要的图案,将铜沉积到表面上等。
[0038]金属迹线308还形成在绝缘基板301的下表面上以形成下绕组层,所述下绕组层也连接相应的导电通路孔307以部分形成变压器的绕组。上绕组层和下绕组层308以及通路孔307 —起形成变压器的绕组。在该图示中,仅图示了初级侧绕组和次级侧绕组。
[0039]如图1F和IG所示,可选择的第二更远绝缘层和第三更远绝缘层309可以形成在图1E示出的结构的顶部表面和底部表面上以形成第一隔离屏障和第二隔离屏障。可以通过层压或任何其它适当的技术将层固定到位。
[0040]在图1F中,第二绝缘层或第一隔离屏障309a的下表面黏附到盖层305的顶部表面,并且覆盖上绕组层的端子线308。第三绝缘层或第二隔离屏障30%的顶部表面另一方面黏附到基板301的下表面,并且如此覆盖下绕组层的端子线308。有利地,第二层和第三层也可以由FR4形成,并且如此使用与盖层305相同的过程以被层压到绝缘基板301和盖层305上。
[0041]穿孔和通路孔导体形成通过第二绝缘层和第三绝缘层以连接到初级变压器绕组和次级变压器绕组(未示出)的输入端子和输出端子。在通过第二绝缘层和第三绝缘层的通路孔远离通过基板和盖层305的通路孔定位的情况下,在上绕组层上将需要金属迹线以将输入通路孔和输出通路孔连接到初级绕组和次级绕组中的每一个的第一个通路孔和最后一个通路孔。在输入通路孔和输出通路孔形成在重叠位置处的情况下,然后导电帽或金属帽可以添加到初级绕组和次级绕组中的每个中的第一个通路孔和最后一个通路孔。
[0042]在图1F中,第一隔离屏障309a和第二隔离屏障309b与邻近的层(层305或基板301)形成固体接合连接,变压器的上绕组层或下绕组层308形成在所述邻近的层上。因此,第一隔离屏障309a和第二隔离屏障30%沿着嵌入式磁性构件装置的表面提供固体绝缘边界,较大地减少了电弧放电或击穿的机会,并且允许初级侧绕组和次级侧绕组之间的隔离间隔较大地减少。
[0043]在各层之间没有保留任何空气间隙的情况下,第一隔离屏障309a和第二隔离屏障309b形成在基板301和盖层305上。将认识到,如果在装置中存在空气间隙,诸如在绕组层上方或下方,则将存在电弧放电和装置失效的危险。因此,第一隔离屏障309a和第二隔离屏障309b、盖层305和基板301形成绝缘材料的固体块。
[0044]在图1F中,第一隔离屏障309a和第二隔离屏障309b被图示为覆盖整个盖层305和嵌入式磁性构件装置300的基板301的下表面。然而,在图1G的可替换的实施例中,如果第一隔离屏障和第二隔离屏障被施加到盖层305和基板301的底部,从而第一隔离屏障和第二隔离屏障至少仅覆盖盖层305表面和基板301表面的在初级绕组和次级绕组之间的部分,则这是足够的,其中初级绕组和次级绕组是最靠近的。如所示,第一隔离屏障309a和第二隔离屏障30%然后可以被设置为绝缘材料的较长条带,所述较长条带被放置在与装置的较短边缘平行的表面上,并且至少覆盖初级侧绕组和次级侧绕组之间的隔离区域。在可替换的实施例中,由于初级侧绕组和次级侧绕组遵循其围绕磁芯304卷绕的弧线,因而可以足够的是,将隔离屏障309a和30%仅放置在初级侧绕组和次级侧绕组最靠近的位置处,在这种情况下隔离屏障309a和309b位于12点钟和6点钟位置处。然而,如上所述,因为其为在装置表面上的进一步安装构件提供位置,因而覆盖嵌入式构件装置的整个表面的全部层309a和309b可以是有利的。
[0045]现在将参照图2描述根据本发明的嵌入式磁性构件变压器装置的第一示例性实施例。可以根据关于图1A至IF描述的步骤构造该嵌入式变压器装置。
[0046]如图2所示,嵌入式磁性构件变压器装置包括在基板的区域310中的初级绕组、在基板的区域320中的次级绕组和在基板的区域330中的辅助绕组。如将在之后所述,辅助绕组可以包括一个或多个辅助绕组。初级绕组、次级绕组和辅助绕组被设置成围绕设置在空腔302中的共用变压器磁芯304。为了图示目的,标记310、320、330的区域分别地被轮廓310a,320a,330a限定。如图2所示,区域310、320和330彼此分离并且占据基板的不连续区域。因此,绕组不与彼此重叠。由于由空腔302形成的中心岛被设计成在变压器的初级侧和次级侧之间提供一些隔离,因而中心岛可以称为隔离区域。
[0047]变压器的初级绕组、次级绕组和辅助绕组由形成在树脂基板(图2中不可见)的顶部和底部上的上导电迹线和下导电迹线构成,所述上导电迹线和下导电迹线被通过基板从一侧到另一侧的多个相应的导电连接器连接。导电连接器可以由如上所述的电镀通路孔构成,或可以由导电引线或细丝构成。在图2、3和4中,导电连接器被图示为电镀通路孔。
[0048]因为通路孔自身之间的间隔,连同通路孔和磁芯之间的间隔,都影响能在变压器绕组之间获得的电隔离和变压器绕组之间的耦接程度,因而构成初级绕组、次级绕组和辅助绕组的通路孔的布置是重要的。
[0049]实际上,嵌入式磁性构件变压器装置的尺寸限制可在通路孔之间获得的间隔的长度。然而,经常期望使通路孔之间的间隔最大化,因为这导致更好的隔离性能。较大的间隔也易于增加变压器的漏电感,从而将绕组较弱地耦接到一起。出于下文具体描述的原因,这是经常期望的。因此,根据本发明的通路孔间隔提供了对于隔离特性和绕组漏电感的改进,同时仍然允许实现紧凑的变压器装置。
[0050]现在将更详细地描述分离线圈的结构。
[0051]变压器的形成在区域310中的初级绕组包括初级外部导电通路孔311、初级内部导电通路孔312和连接导电通路孔的导电迹线(图2中未示出)。初级外部导电通路孔311沿着空腔302的外边缘302b的环形部分形成,并且形成一行。初级内部导电通路孔312还形成单行。在其它的实施例中,初级内部导电通路孔312可以形成多行,例如两行。
[0052]将被技术人员理解的是,初级变压器绕组可以具有形成完整的初级绕组的相同数量的内部导电通路孔和外部导电通路孔。这确保在初级绕组的任一端部处的端子在相同侦牝例如在绝缘基板301的顶部或底部上。可选地,还可以通过以下布置形成初级绕组:在所述布置中,具有比外部导电通路孔多一个的内部导电通路孔,或在所述布置中,具有比外部导电通路孔少一个的内部导电通路孔。该布置表示,位于初级绕组的任一端部处的端子在相对侧,其中一个在基板301的顶部上并且一个在基板301的底部上。可以根据端子待连接到的输入电路和输出电路的位置期望其中端子在相同侧或相对侧的这两个供选方案。也可以类似地布置次级绕组和辅助绕组。
[0053]如图2所示,五个初级内部导电通路孔3
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