模塊化平面線圈及使用該平面線圈的平面變壓器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種模塊化平面線圈，特別是涉及一種應(yīng)用于平面變壓器的平面線圈模塊。本發(fā)明提供一種多層、多圈數(shù)的平面線圈，該平面線圈具模塊化設(shè)計(jì)，便于與其它平面線圈連接。本發(fā)明同時(shí)公開(kāi)了使用該平面線圈的平面變壓器。
【背景技術(shù)】
[0002]變壓器是電子產(chǎn)品供電的重要組件?，F(xiàn)有變壓器體積龐大，無(wú)法滿(mǎn)足產(chǎn)品小型化的要求。平面變壓器(Planar transformer,或稱(chēng)平板變壓器)是在多層印刷電路板(Printed circuit board, PCB)上布設(shè)銅箔等導(dǎo)電箔片作為繞組,堆棧而成的變壓器,可以大大縮小變壓器的厚度。平面變壓器廣泛應(yīng)用于通信、計(jì)算機(jī)、工業(yè)控制、航空工程、醫(yī)療設(shè)備等產(chǎn)品中。不過(guò)，因平面變壓器需要使用相當(dāng)多層的電路板，體積仍大；且因效率不高，輸出阻抗也大，容易產(chǎn)生噪音。如何達(dá)成平面變壓器薄型化、高效率化，成為本行業(yè)亟待克服的技術(shù)難題。
[0003]中國(guó)臺(tái)灣發(fā)明專(zhuān)利1387981號(hào)公開(kāi)了一種平面變壓器，僅包括單一印刷電路板。不過(guò)，該單一印刷電路板包括多個(gè)初級(jí)電路層、多個(gè)次級(jí)電路層以及用于安裝磁芯的通孔。該專(zhuān)利將多個(gè)繞線層制作在多層基板上，整體形成單一印刷電路板，以減少厚度，但結(jié)構(gòu)與使用多層印刷電路板形成的平面變壓器結(jié)構(gòu)相同。
[0004]中國(guó)臺(tái)灣發(fā)明專(zhuān)利1357086號(hào)提供一種變壓器，適于配置于線路基板內(nèi)。變壓器包括第一平面線圈及第二平面線圈，其中第一平面線圈具有多個(gè)第一繞圈，而第二平面線圈具有多個(gè)第二繞圈；至少兩個(gè)相鄰的第一繞圈構(gòu)成第一繞圈束；至少兩個(gè)相鄰的第二繞圈構(gòu)成第二繞圈束。兩者相互跨越，由此減少平面線圈的層數(shù)。
[0005]中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN103081044A公開(kāi)了一種平面變壓器，具有多層的單層、單圈繞線板，并以不同的繞線板組合，依據(jù)不同的需要，構(gòu)成不同型態(tài)的平面變壓器。
[0006]歐洲專(zhuān)利EP2602801A1公開(kāi)了一種平面變壓器，具有多個(gè)單層、單圈繞線金屬板作為次級(jí)繞線，與初級(jí)繞線組合。
[0007]德國(guó)專(zhuān)利DE102012003365A1公開(kāi)了一種平面變壓器，使用渦形金屬條作為繞線。該渦形金屬條為單層、多圈設(shè)計(jì)。繞線內(nèi)圈的終點(diǎn)折彎穿越絕緣板至另一平面。
[0008]歐洲專(zhuān)利EP2637183A2公開(kāi)了一種平面變壓器，使用單層單圈繞線板作為線圈。繞線板延伸出焊盤(pán)(pad)形狀，作為層與層之間以及與外界的連接電極。
[0009]美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)案2013-278371A1公開(kāi)了一種平面變壓器，使用多個(gè)單層的平面金屬繞線，并將多個(gè)金屬繞線以端子串聯(lián)及定位，達(dá)成多層繞線的目的。
[0010]專(zhuān)利合作條約專(zhuān)利W00070926A1公開(kāi)了一種平面變壓器，使用連續(xù)材料制作多層、單圈繞線板，各層之間以焊盤(pán)形狀的舌片串接。
[0011]由平面變壓器的技術(shù)現(xiàn)狀可知，業(yè)界對(duì)于平面變壓器的小型化，可謂不遺余力的開(kāi)發(fā)，但難以擺脫現(xiàn)有技術(shù)以印刷電路板制作平面變壓器的慣常設(shè)計(jì)。所提出的設(shè)計(jì)，均以單層繞線板作為組合的單元，無(wú)法提出一種真正達(dá)成多圈繞線目的的設(shè)計(jì)。另外，雖然有特定已知技術(shù)提出將多個(gè)繞線板串連的設(shè)計(jì)，但其連結(jié)方式固定，僅能提供特定的繞線板結(jié)構(gòu)，供特定層數(shù)或圈數(shù)的繞線板模塊應(yīng)用，不具有模塊化設(shè)計(jì)，無(wú)法根據(jù)使用上的需求做不同的組合或延伸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的在于提供一種模塊化的多層、多圈平面線圈。
[0013]本發(fā)明的目的也在于提供一種容易根據(jù)使用上的不同需求，改變平面線圈的層數(shù)與圈數(shù)的平面線圈。
[0014]本發(fā)明另一目的在于提供一種使用模塊化平面線圈的平面變壓器。
[0015]本發(fā)明的目的更在于提供一種制作簡(jiǎn)便且適合應(yīng)用于表面黏著安裝的平面線圈與使用該平面線圈的平面變壓器。
[0016]本發(fā)明提供一種模塊化平面線圈，其為平面線圈組件，包括第一平面線圈、第二平面線圈以及連結(jié)部，該連結(jié)部以電性串連該第一平面線圈與該第二平面線圈。其中，該第一平面線圈與該第二平面線圈各包括電性串連的外圈與內(nèi)圈，該外圈和內(nèi)圈彼此保持一距離，且該連結(jié)部電性連接該兩平面線圈的內(nèi)圈。該第一平面線圈與該第二平面線圈位于相鄰兩平面，并保持一距離。該第一平面線圈與該第二平面線圈的外圈離開(kāi)其內(nèi)圈的一端延長(zhǎng)形成焊盤(pán)。其中，所述第一平面線圈的焊盤(pán)位于包含該兩平面線圈區(qū)域的假想幾何圖形外周上的第一位置，且該第二平面線圈的焊盤(pán)位于該幾何圖形外周上離開(kāi)該第一位置的第二位置。兩焊盤(pán)在高度方向上延伸至相同高度或不同高度。
[0017]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，該幾何圖形為包含該兩平面線圈區(qū)域的矩形。在其它實(shí)施例中，該幾何圖形為包含該兩平面線圈區(qū)域的多邊形或圓形。
[0018]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，該平面線圈組件還包括絕緣片，該絕緣片介于所述第一平面線圈與所述第二平面線圈之間。所述絕緣片形成切口，以供所述連結(jié)部嵌入。
[0019]在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，所述第一平面線圈、所述第二平面線圈與所述連結(jié)部形成連續(xù)材料。在其它實(shí)施例中，所述第一平面線圈與所述第二平面線圈分別制作，并以所述連結(jié)部連接。在這種實(shí)施例中，所述連結(jié)部可為焊材或黏性導(dǎo)電材料。
[0020]在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，所述第一平面線圈與所述第二平面線圈形成渦形。在這種實(shí)施例中，所述第一平面線圈與所述第二平面線圈的內(nèi)周與外周均分別形成實(shí)質(zhì)上的一周。在本發(fā)明其它實(shí)施例中，所述第一平面線圈與所述第二平面線圈形成矩形輪廓，例如位于同平面的多重矩型，或位于同平面的多重正方形。在這種實(shí)施例中，所述第一平面線圈與所述第二平面線圈的內(nèi)周與外周均分別形成實(shí)質(zhì)上的一周。
[0021]本發(fā)明同時(shí)提供一種平面線圈模塊，包括兩組前述本發(fā)明平面線圈組件，其中，第二平面線圈組件的第一平面線圈的焊盤(pán)位于所述幾何圖形外周上的第二位置，且其第二平面線圈的焊盤(pán)位于所述幾何圖形外周上、離開(kāi)所述第一與第二位置的第三位置。兩組平面線圈組件于所述第二位置電性連接。
[0022]本發(fā)明還提供一種使用本發(fā)明模塊化平面線圈的平面變壓器，所述平面變壓器包括所述第一平面線圈組件、與所述第一平面線圈組件堆棧的另一平面線圈組件(第三平面線圈模塊)，以及鐵心。所述鐵心向垂直所述兩平面線圈組件平面的方向延伸，并穿過(guò)所述兩個(gè)平面線圈組件的中央部分。所述第三平面線圈模塊包括至少一個(gè)平面線圈。所述平面變壓器還可包括金屬殼體，包覆所述鐵心及所述兩個(gè)平面線圈組件的線圈部分。
[0023]在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，所述平面變壓器還包括與所述第一平面線圈組件于所述第二位置串接的所述第二平面線圈組件；還包括與所述第一、第二平面線圈組件堆棧的另一平面線圈組件(第四平面線圈組件)。所述第四平面線圈模塊包括至少一平面線圈。在此種實(shí)施例中，所述第三平面線圈組件與所述第四平面線圈組件中至少一者夾置于所述第一、第二平面線圈組件之間。
[0024]本發(fā)明上述及其它的目的及優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)以下詳細(xì)說(shuō)明并參照附圖，會(huì)更加清楚。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是使用本發(fā)明的模塊化平面線圈的平面變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖。