电路板组件的制作方法

本实用新型涉及具有磁性部件的电路板组件。

背景技术：

该部分提供了与本实用新型有关的背景信息，该背景信息不一定是现有技术。

由于与安全性、可靠性等有关的可适用监管标准，电路板可具有部件之间的间距要求。当磁性部件包括裸露外层绕组、裸露磁芯、相对于外部互连端子的高的压差等时，电路板的磁性部件可以具有增大的间距要求。在一些情况下，与当电路板材料存在于两个电力部件之间时所要求的间隔距离相比，当空气存在于两个电力部件之间时监管标准可要求较小的间隔距离。

技术实现要素：

本部分提供了本实用新型的总体概括，且不是其全部范围或者其所有特征的全面公开。

根据本实用新型的一个方面，电路板组件包括电路板和与所述印刷电路板联接的磁性部件。所述磁性部件包括初级绕组和次级绕组。所述组件还包括电联接至所述磁性部件的绕组互连端子。所述绕组互连端子与所述磁性部件远离地设置在所述电路板上。所述电路板限定所述绕组互连端子和所述磁性部件之间的气隙以提供所述绕组互连端子和所述磁性部件之间的电隔离。

在一实施方式中，所述磁性部件包括平面磁性部件，所述平面磁性部件具有在单个平面内卷绕的至少一个绕组。

在一实施方式中，所述磁性部件包括变压器。

在一实施方式中，所述磁性部件包括电感器。

在一实施方式中，所述磁性部件包括至少一个磁芯部。

在一实施方式中，所述磁性部件包括至少一个内绕组层和至少一个外绕组层。

在一实施方式中，所述绕组互连端子定位成距所述磁性部件的距离小于约8毫米。

在一实施方式中，所述组件还包括设置在由所述印刷电路板限定的所述气隙中的绝缘屏障。

在一实施方式中，所述绝缘屏障包括绝缘内衬以及多侧屏障中的至少一者，所述多侧屏障可选地由一个或多个介电部件形成。

在一实施方式中，所述电路板包括内层，所述组件还包括至少一个导电线路，所述至少一个导电线路设置在所述电路板的内层中并且联接在所述绕组互连端子和所述磁性部件的所述初级绕组之间。

在一实施方式中，所述至少一个导电线路在所述磁性部件的第一侧从所述磁性部件延伸，以及所述绕组互连端子位于所述磁性部件的与所述第一侧相对的第二侧。

在一实施方式中，由所述印刷电路板限定的所述气隙位于所述磁性部件的与所述第一侧相对的所述第二侧上，在所述第一侧处，所述至少一个导电线路从所述磁性部件延伸。

在一实施方式中，所述电路板限定与所述磁性部件的至少两侧相邻的所述气隙。

在一实施方式中，所述电路板限定与所述磁性部件的至少三侧相邻的所述气隙。

在一实施方式中，所述至少一个导电线路是联接至所述初级绕组的第一导电线路，所述组件还包括第二导电线路，所述第二导电线路联接至所述次级绕组并且在所述电路板的表面上、在所述磁性部件的与联接至所述初级绕组的所述第一导电线路相同的一侧从所述磁性部件延伸。

在一实施方式中，所述至少一个导电线路是联接至所述初级绕组的第一导电线路，所述组件还包括第二导电线路，所述第二导电线路联接至所述次级绕组并且在所述电路板的表面上、在所述磁性部件的与所述初级绕组的所述第一导电线路不同的一侧从所述磁性部件延伸。

在一实施方式中，所述初级绕组是第一初级绕组，所述至少一个导电线路联接至所述第一初级绕组，以及所述磁性部件包括第二初级绕组，所述组件还包括联接至所述第二初级绕组的第二导电线路，所述第一导电线路和所述第二导电线路在所述磁性部件的不同侧从所述磁性部件延伸。

在一实施方式中，所述绕组互连端子定位成距所述磁性部件的距离小于或等于约2毫米。

根据文中所提供的描述，其他方面和适用领域将变得显而易见。应理解，本实用新型的各个方面和特征可以单独地实现或者与一个或多个其他方面或特征组合实现。还应理解，文中的描述和具体示例仅仅出于示例的目的且不旨在限制本实用新型的范围。

附图说明

文中所描述的附图仅仅为了说明所选择的实施方式而不是全部可能的实现方式，并且其不用于限制本实用新型的范围。

图1是根据本实用新型的一个示例性实施方式的电路板组件的框图。

图2是根据本实用新型的另一示例性实施方式的限定与磁性部件的三侧相邻的气隙的电路板组件的俯视图。

图3是根据本实用新型的又一示例性实施方式的具有从磁性部件的不同侧延伸的导电线路的电路板组件的透视图。

图4是根据本实用新型的再一示例性实施方式的具有从磁性部件的不同侧离开的导电线路的另一电路板组件的透视图。

在多个附图视图中，相应的附图标记指示相应的特征。

具体实施方式

现在将结合附图更充分地描述示例性实施方式。

提供了示例性实施方式，使得本实用新型将是透彻的且将向本领域的技术人员充分地传达范围。对大量的具体细节(诸如具体部件、设备和方法的示例)进行陈述，以提供对本实用新型的实施方式的透彻理解。对于本领域技术人员显而易见的是不一定采用具体的细节，示例性实施方式可以以许多不同的形式来体现并且不应被认为是限制本实用新型的范围。在一些示例性实施方式中，没有详细描述公知的方法、公知的装置结构和公知的技术。

文中使用的术语仅仅用于描述特定的示例性实施方式且不旨在限制。如文中使用的，单数形式“一(a/an)”和“该”可旨在包括复数形式，除非上下文另有明确地说明。术语“包含(comprises/comprising)”、“包括”和“具有”是包含性的，因此指所描述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或加入。文中所描述的方法步骤、过程和操作不应被理解为必须要求它们以所讨论或所示出的特定次序来执行，除非被明确地指定为执行次序。也将理解，可采用附加或替选步骤。

尽管文中术语第一、第二、第三等可用于描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受到这些术语限制。这些术语可仅仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个元件、区域、层或部分区别。诸如“第一”、“第二”的术语以及其他的数字术语当在文中使用时不暗示顺序或次序，除非上下文清楚地表明。因此，下文所讨论的第一元件、第一部件、第一区域、第一层或第一部分可以被称作第二元件、第二部件、第二区域、第二层或第二部分，而不偏离示例性实施方式的教导。

为了便于说明，在本文中可以使用空间相对术语，诸如“内部”、“外部”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，来描述如图中所示的一个元件或特征与其它的一个或多个元件或特征的关系。除了图中示出的取向之外，空间相对术语可以旨在包括设备在使用或操作中的不同取向。例如，如果图中的装置被翻转，则被描述为在其他元件或特征的“下方”或“下面”的元件将被取向为在其他元件或特征的“上方”。因此，示例性术语“下方”可以涵盖上方和下方两个取向。装置可以被另外地取向(旋转90度或者以其他取向)并且文中使用的空间相对描述词可以被相应地解释。

根据本实用新型的一个示例性实施方式的印刷电路板组件在图1中示出且整体用附图标记100来表示。如在图1中所示，电路板组件100包括电路板102和磁性部件104。磁性部件104包括至少一个初级绕组101和至少一个次级绕组103。

组件100还包括与磁性部件104电联接的绕组互连端子106。绕组互连端子106远离磁性部件104设置在电路板102上。

电路板102限定绕组互连端子106和磁性部件104之间的气隙108。气隙108提供绕组互连端子106和磁性部件104之间的电隔离。

电路板102可以是任何合适的能够支撑电联接的电路部件、限定导电电路线路(trace)等的电路板。在一些实施方式中，电路板102可以是印刷电路板(例如，具有印刷、沉积在电路板表面上的导电线路的电路板等)。

磁性部件104可包括任何合适的能够生成、存储、传输等电流和/或磁流和/或电压的磁性部件。例如，磁性部件104可包括变压器、电感器等。

如上所述，磁性部件104包括至少一个初级绕组101和至少一个次级绕组103。磁性部件可以是平面磁性部件(例如，平面变压器、平面电感器)，其中，磁性部件的一个或多个绕组布置在同一个平面、平行的多个平面内等。如在图1的示例性实施方式所示，初级绕组101和次级绕组103以堆叠配置定位在磁性部件104的顶表面下方(如虚线所指示)。

例如，初级绕组101可以是布置在单个平面内的平面绕组(例如扁平绕组等)。类似地，次级绕组103可以是布置在单个平面内的平面绕组(例如扁平绕组等)。初级绕组101和次级绕组103可以在磁性部件104中布置在彼此平行的多个分隔的平面内，使得初级绕组101和次级绕组103不交叉、不彼此环绕等。

在一些实施方式中，初级绕组和次级绕组可以布置在磁性部件104的一个或多个内绕组层和/或外绕组层中。例如，初级绕组和次级绕组可以包含在多个平面绕组层中，所述多个平面绕组层以夹层布置、交错层布置等进行堆叠。

在一些实施方式中，磁性部件104的内绕组层和外绕组层可以是基本上对称的，使得磁性部件104包括在磁性部件104的顶侧(其可以对应于电路板102的顶侧)上的顶部外绕组层以及在磁性部件104的底侧(其可以对应于电路板102的底侧)上的底部外绕组层。

电路板102可以包括一个或多个设置在电路板102的外表面之间的内层。在一些实施方式中，电路板102包括在电路板102的内层之间的电绝缘体。

组件100包括电联接在绕组互连端子106和磁性部件104之间的导电线路110。导电线路110可以是任何合适的能够电联接绕组互连端子106和磁性部件104的导电材料、沉积物、金属丝等。例如，导电线路110可以是设置在电路板102的内层上的导电线路。

导电线路110可以联接至磁性部件104的初级绕组和/或次级绕组中的一者。例如，导电线路110可以形成互连部(例如通路等)，该互连部从磁性部件104向外延伸(例如，离开磁性部件104等)并且联接至绕组互连端子106。相应地，导电线路110可以通过使得初级绕组和/或次级绕组中的一者联接至外部绕组互连端子106而形成用于磁性部件104的初级绕组和/或次级绕组中的一者的互连部。

在一些情况下，外部绕组互连端子106可能需要距磁性部件104的间隔距离大于磁性部件104的内层中的绕组之间的所需的间隔距离(例如，因为磁性部件104的内层可以具有电绝缘层等)。

气隙108提供在磁性部件104的外层绕组和芯部与裸露的绕组互连端子106之间的增加的电隔离，由此可以在它们之间形成高的压差。

作为示例，如果磁性部件104的外部绕组层包括次级绕组103，则绕组互连端子106可以电联接至磁性部件104的初级绕组101。裸露的绕组互连端子106(例如，连接焊盘、印刷电路板的外层线路等)通过电路板102中的气隙108而与磁性部件104的次级绕组103和芯部分离。

作为另一示例，如果磁性部件104的外部绕组层为初级绕组101，则电路板102中的气隙108将使裸露的次级绕组互连端子106与磁性部件104的初级绕组101分离。

在一些实施方式中，可以将绝缘体加入到气隙108中以进一步增加绕组互连端子106和磁性部件104之间的电绝缘。例如，绝缘体可以应用于磁性部件104的磁芯的延伸到气隙108中的表面。可替选地或者附加地，绝缘体可以应用于磁性部件104的延伸到气隙108中的绕组结构。

如上文所述，将气隙108定位在绕组互连端子106和磁性部件104之间增加绕组互连端子106和磁性部件104之间的电隔离。这使得绕组互连端子106在电路板102上更靠近磁性部件104定位，同时维持在绕组互连端子106和磁性部件104之间的电隔离量阈值以满足电隔离要求。

因此，气隙108可以允许绕组互连端子106比在不存在气隙108的情况下更靠近磁性部件104。在一些实施方式中，绕组互连端子106和磁性部件104之间跨过气隙的点对点距离满足(例如大于或等于)气隙的电隔离距离的监管标准，并且绕组互连端子106和磁性部件104之间的在电路板上的最短路径满足电路板表面的电隔离距离的监管标准。

例如，一些要求(例如，规定、安全标准等)可以要求当在绕组互连端子106和磁性部件104之间存在连续的电路板表面时，绕组互连端子106和磁性部件104之间的距离至少为大约8毫米。

气隙108使得绕组互连端子106移动得更靠近磁性部件104。例如，在一些实施方式中，绕组互连端子106和磁性部件104之间的最短距离可以小于大约8毫米。优选地，绕组互连端子106和磁性部件104之间的距离可以小于或等于大约2毫米。如显而易见的是，在不偏离本实用新型的范围的情况下，可以使用绕组互连端子106和磁性部件104之间的其他距离。

气隙108的宽度可以对应于绕组互连端子106和磁性部件104之间的距离。例如，气隙108的宽度可以小于约8毫米、可以小于或等于约2毫米等。

绕组互连端子106和磁性部件104之间的距离的减小能够允许较小的电路板设计、较小的包括电路板组件100的功率变换器等。

如上所述，绝缘屏障可以定位在绕组互连端子106和磁性部件104之间的气隙108中。绝缘屏障可以包括任何合适的能够增加绕组互连端子106和磁性部件104之间的电隔离的绝缘材料。例如，绝缘屏障可以包括但不限于绝缘内衬、由一个或多个介电部件形成的多侧屏障等。

绕组互连端子106可以是适于进行印刷电路板线路、金属丝等之间的电连接的任何端子。例如，绕组互连端子106可以包括印刷电路板表面焊盘、印刷电路板表面线路、导电通路等。

导电线路110可以是适合用于将绕组互连端子106电联接至磁性部件104的任何连接件。例如，导电线路110可以是印刷电路板102的内层线路。线路110可以被印刷电路板的多个层(例如绝缘的非导电层等)遮蔽。

尽管图1示出了比磁性部件104的一侧略微较长的气隙108，但是显而易见的是其他实施方式可包括与磁性部件104的一侧具有相等长度的气隙108、长度比磁性部件104的一侧短的气隙108、定位成与磁性部件104的多个侧相邻的气隙108等。例如，气隙108可以定位成邻近磁性部件104的至少两侧、邻近磁性部件104的至少三侧等。

图2示出与图1的印刷电路板组件100类似的印刷电路板组件200。如在图2中所示，印刷电路板组件200包括印刷电路板202以及与印刷电路板202联接的平面磁性部件204。

平面磁性部件204包括顶部外绕组层和底部外绕组层(未示出)，其被平面磁性部件204的次级绕组所占据。平面磁性部件204还包括芯部205。

如在图2中所示，气隙208限定在平面磁性部件204的三侧上。平面磁性部件204的仅一侧212联接至印刷电路板202，该侧212可以是印刷电路板202的次级侧(例如，印刷电路板202的联接至次级电路216等的侧)。

平面磁性部件204的初级绕组从相同侧212延伸(例如离开等)，在该侧212处，磁性部件204物理联接至印刷电路板202，但是将初级绕组联接至端子206的线路210被密封在印刷电路板202的内层中。线路210从在印刷电路板202的次级侧上离开平面磁性部件的位置按照规定路线返回至印刷电路板202的初级侧(例如，印刷电路板的联接至功率变换器的输入端的一侧等)，初级绕组互连端子206位于在该初级侧。

在平面磁性部件204的三个侧上限定的气隙208提供在平面磁性部件204和初级绕组互连端子206之间的物理分离，这允许平面磁性部件204和初级绕组互连端子206之间的减小的距离。

可选的绝缘屏障214可用于进一步增强平面磁性部件204和初级绕组互连端子206之间的隔离，这可以使得甚至进一步减小平面磁性部件204和初级绕组互连端子206之间的距离。

如图2中所示，可选的绝缘屏障214至少部分地覆盖平面磁性部件204的悬伸的绕组层和芯部。这使得能够减小监管标准所要求的最小爬电距离A以维持平面磁性部件204的非绝缘部分与初级绕组互连端子206之间的最小隔离量。最小距离A可以被减小，而不对初级绕组和次级绕组之间的间距(尺寸B)施加最低要求、或者对初级绕组和芯部之间的间距(尺寸C)施加最低要求。因此，印刷电路板202的整个尺寸被显著地减小。

如上所述，绝缘屏障214可包括任何合适的绝缘材料，包括但不限于绝缘内衬包装材料、由一个或多个介电部件形成的多侧屏障结构等。尽管图2示出了覆盖平面磁性部件204的一部分的绝缘屏障，但是其他实施方式可以包括设置在气隙208的其他部分内、设置在平面磁性部件204的其他部分上的绝缘屏障等。

组件200还包括位于印刷电路板202的外层上的裸露的次级电路216。裸露的次级电路216联接至平面磁性部件204的次级绕组，并且在与初级线路210相同的一侧212处从平面磁性部件204延伸。

组件200还包括印刷电路板202的可选的扩展件218，其可以允许附加的初级线路沿着印刷电路板202的内层通过。

一些平面磁性部件可以具有两个用于绕组出口的开口、四个用于绕组出口的开口等。图3示出印刷电路板组件300，其中平面磁性部件304包括四个用于绕组出口的开口(这四个开口中只有两个开口具有从其延伸的绕组)。如在图3中所示，初级绕组线路310在与次级电路316从平面磁性部件304延伸的侧不同的一侧从平面磁性部件304延伸。

初级线路310沿着印刷电路板302的内层按照规定线路返回至印刷电路板302的初级侧，在该初级侧，初级线路310联接至初级绕组互连端子306。

气隙308定位在初级绕组互连端子306和平面磁性部件304之间。该气隙308可以具有足以提供满足监管标准的足够电隔离的宽度，同时允许初级绕组互连端子306和平面磁性部件304之间的较小的距离(与未通过气隙隔开的部件相比)。

尽管文中描述的示例涉及初级绕组和次级绕组之间的高的压差，但是明显的是在不偏离本实用新型的范围的情况下，其他实施方式可以在磁性部件的其他绕组组合之间具有高的压差。例如，一些磁性部件可以在多个次级绕组之间、在多个初级绕组等之间具有高的压差。在磁性部件的芯部具有多于两个的用于绕组延伸的开口的情况下，多个开口可被用于容纳要求与其他组绕组隔开的多组绕组。

例如，图4示出包括平面磁性部件404的印刷电路板组件400，该平面磁性部件404具有四个用于绕组线路的开口。平面磁性部件404包括次级绕组、初级绕组A和初级绕组B，其中所述绕组中的每个绕组需要彼此分离。

如在图4中所示，初级绕组A互连端子406A经由初级绕组A线路410A联接至平面磁性部件404的一侧。初级绕组B互连端子406B经由初级绕组B线路410B联接至平面磁性部件404的另一侧。初级绕组A线路410A和初级绕组B线路410B经由印刷电路板402的内层按照规定线路连接至印刷电路板402的不同侧。

次级电路416设置在印刷电路板402的外层上。次级电路416在与初级绕组A线路410A相同的一侧从平面磁性部件404延伸。

气隙408提供了初级绕组A互连端子406A和初级绕组B互连端子406B之间的分离。因此，气隙408可以提供平面磁性部件404的初级绕组A和初级绕组B、次级绕组和芯部之间的足够隔离。

文中描述的印刷电路板组件可用在任何适合的应用中，尤其是在期望印刷电路板组件的尺寸减小的应用中。例如，文中描述的印刷电路板组件可用在电源、电力变压器、隔离信号变压器等中。在一个实施方式中，反激式变换器(例如3W反激式变换器等)包括文中描述的一个或多个印刷电路板组件。

文中描述的印刷电路板组件可提供一个或多个(或者不提供)以下的优势：由于印刷电路板中的气隙(以及任选地在气隙中设置的联接至磁性部件的绝缘屏障等)引起的印刷电路板组件的尺寸减小、绕组互连端子和磁性部件之间的增加的隔离、绕组互连端子和磁性部件之间的减小的距离(例如，从大约8毫米至大约2毫米等)、基于减小的印刷电路板尺寸的成本节约等。

在另一实施方式中，公开了组装电路板和磁性部件的方法。所述方法包括将磁性部件联接至印刷电路板。磁性部件包括初级绕组和次级绕组。所述方法还包括经由设置在印刷电路板的内层中的至少一个线路将绕组互连端子联接至磁性部件、将绕组互连端子与磁性部件远离地定位在电路板的表面上、以及在电路板上在磁性部件和绕组互连端子之间形成气隙以提供绕组互连端子和磁性部件之间的电隔离。

根据需要，气隙可被成形为以比典型间距小的距离实现所需的电压隔离间距，从而导致减小的整体印刷电路板尺寸。

绕组互连端子的定位可包括使绕组互连端子定位成距磁性部件的距离小于约8毫米(或者使该部件定位成距绕组互连端子的距离小于约8毫米)，并且还可包括使绕组互连端子定位成距磁性部件的距离小于或等于约2毫米(或者使该部件定位成距绕组互连端子的距离小于或等于约2毫米)。

在一些实施方式中，所述方法可包括将绝缘屏障定位在绕组互连端子和磁性部件之间的气隙中。

在不偏离本实用新型的范围的情况下，文中公开的示例性实施方式和方面中的任一者可以用于与文中公开的任何其他示例性实施方式和方面进行任何合适的组合。例如，在不偏离本实用新型的范围的情况下，文中描述的电路板组件可使用其他组装方法进行组装，文中描述的组装方法可用于组装其他的电路板组件等。

上文的实施方式的描述仅仅出于示例和描述的目的而提供。该描述目的不是穷尽的或者用于限制本实用新型。特定实施方式的各个元件或特征通常不限于该特定的实施方式，而是视情况是可互换的且能够用在选定的实施方式中，即使并没有明确地示出或描述。特定实施方式的各个元件或特征也可以以许多方式进行变化。这种变型不应被认为是偏离本实用新型，并且全部这样的改变旨在包括在本实用新型的范围内。