與層疊聚合物平面磁器件相關(guān)的器件和方法
【專利說(shuō)明】與層疊聚合物平面磁器件相關(guān)的器件和方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2013年3月11日提交的、發(fā)明名稱為“DEVICES AND METHODSRELATED TO LAMINATED POLYMERIC PLANAR MAGNETICS (與層疊聚合物平面磁器件相關(guān)的器件和方法)”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)第61/776，589號(hào)的優(yōu)先權(quán)，特此通過(guò)引用而將其公開(kāi)內(nèi)容明確地全部合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本申請(qǐng)一般地涉及磁器件(magnetics)，且更具體地，涉及與層疊聚合物平面磁器件(laminated polymeric planar magnetics)相關(guān)的器件和方法。
【背景技術(shù)】
[0004]諸如電感器、變壓器和扼流器(choke)之類的傳統(tǒng)磁器件典型地包括纏繞在磁芯周圍的導(dǎo)線。這種磁器件可以實(shí)現(xiàn)在范圍廣泛的電和/或磁應(yīng)用中。
[0005]在許多的前述應(yīng)用中，磁器件需要安裝在諸如印刷電路板(PCB)之類的電路板上。對(duì)于許多傳統(tǒng)的貫穿孔(through-hole)磁器件而言，這種PCB上的安裝可能是耗時(shí)且不可靠的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在一些實(shí)施方式中，本申請(qǐng)涉及一種磁器件，具有包括聚合物疊層的基層。所述基層還包括一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電帶(ribbon)的集合，實(shí)現(xiàn)在所述聚合物疊層的第一側(cè)上。所述基層具有一周邊，所述周邊包括至少一個(gè)切割邊緣。所述磁器件還包括一結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)在所述基層上。所述結(jié)構(gòu)包括在遠(yuǎn)離所述基層的一側(cè)上實(shí)現(xiàn)的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體特征的集合。
[0007]在一些實(shí)施例中，所述結(jié)構(gòu)可以具有一周邊，所述周邊包括從所述切割邊緣按一個(gè)量向內(nèi)設(shè)置的邊緣，所述量足以允許用于切割所述聚合物疊層以產(chǎn)生所述切割邊緣的切割操作。在一些實(shí)施例中，所述聚合物疊層可以包括磁性聚合物材料。
[0008]在一些實(shí)施例中，所述結(jié)構(gòu)可以包括磁性聚合物材料。所述磁性聚合物結(jié)構(gòu)可以形成在所述基層上。所述磁性聚合物結(jié)構(gòu)可以印刷或成型在所述基層上。
[0009]在一些實(shí)施例中，所述磁性聚合物結(jié)構(gòu)可以例如通過(guò)粘合劑層和/或一個(gè)或多個(gè)錨系銷子(anchor pin)來(lái)附接到所述基層，所述一個(gè)或多個(gè)錨系銷子延伸貫穿在所述磁性聚合物結(jié)構(gòu)和所述基層上形成的通孔的至少部分。
[0010]在一些實(shí)施例中，所述一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電帶的集合可以包括螺旋形狀帶，具有外端和內(nèi)端。所述基層還可以包括:導(dǎo)電通孔，與所述螺旋形狀帶的內(nèi)端電接觸。所述導(dǎo)電通孔可以被配置為提供所述螺旋形狀帶的內(nèi)端和與所述基層的第一側(cè)相反的第二側(cè)上的帶的位置之間的電連接。
[0011]在一些實(shí)施例中，所述一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電帶的集合可以包括多個(gè)條帶(strip)，按照大體上平行的方式進(jìn)行排列。所述基層還可以包括:多個(gè)導(dǎo)電通孔，與所述條帶的對(duì)應(yīng)端電接觸。所述導(dǎo)電通孔可以被配置為提供所述條帶的對(duì)應(yīng)端和與所述基層的第一側(cè)相反的第二側(cè)上的位置之間的電連接。
[0012]在一些實(shí)施例中，所述一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體特征的集合可以包括一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電帶的第二集合。所述一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電帶的第二集合可以包括螺旋形狀帶，具有外端和內(nèi)端。所述一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電帶的第二集合可以包括多個(gè)條帶，按照大體上平行的方式進(jìn)行排列。
[0013]在一些實(shí)施例中，所述磁器件還可以包括:絕緣層，形成在所述一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電帶的第二集合上。所述磁器件還可以包括:多個(gè)端子，形成在所述絕緣層上，其中所述端子中的至少一個(gè)與所述一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電帶的第一集合電接觸，并且至少一個(gè)其它端子與所述一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電帶的第二集合電接觸。
[0014]在一些實(shí)施例中，所述一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體特征的集合可以基本上直接地形成在所述磁性聚合物材料上。在一些實(shí)施例中，所述一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體特征的集合可以包括一個(gè)或多個(gè)端子，基本上直接地形成在所述磁性聚合物材料上。
[0015]在一些實(shí)施例中，所述結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)在所述基層的第一側(cè)上。所述磁性器件還可以包括第二結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)在所述基層的第二側(cè)上。所述第二結(jié)構(gòu)可以具有一周邊，所述周邊包括從所述切割邊緣按一個(gè)量向內(nèi)設(shè)置的邊緣，所述量足以允許用于產(chǎn)生所述基層的所述切割邊緣的切割操作。
[0016]在一些實(shí)施方式中，本申請(qǐng)涉及一種用于制造磁器件的方法。所述方法包括:形成或提供基層，所述基層包括聚合物疊層。所述基層還包括一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電帶的集合的陣列，實(shí)現(xiàn)在所述聚合物疊層的第一側(cè)上。所述方法還包括:在所述基層上形成或提供結(jié)構(gòu)的陣列。所述方法還包括:在每個(gè)結(jié)構(gòu)上形成一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體特征的集合，其中所述一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體特征中的至少一些電連接到所述一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電帶的集合。所述方法還包括:切割所述聚合物疊層，以產(chǎn)生多個(gè)單個(gè)單元，其中每個(gè)單個(gè)單元具有在所述基層上實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)。
[0017]在一些實(shí)施例中，所述聚合物疊層和所述結(jié)構(gòu)的陣列中的任一個(gè)或兩者可以包括磁性聚合物材料。在一些實(shí)施例中，切割所述聚合物疊層的步驟可以包括切割所述結(jié)構(gòu)的陣列。
[0018]在一些實(shí)施例中，所述結(jié)構(gòu)的陣列可以被配置為界定所述結(jié)構(gòu)之間的開(kāi)放空間，并且所述開(kāi)放空間可以足夠大，以使得在切割工具不觸及所述結(jié)構(gòu)的情況下實(shí)現(xiàn)切割所述聚合物疊層的步驟。在一些實(shí)施例中，所述方法還可以包括:形成導(dǎo)電通孔，以產(chǎn)生所述導(dǎo)電帶與所述導(dǎo)體特征之間的電連接。所述導(dǎo)體特征可以包括端子。形成端子的步驟可以包括:形成導(dǎo)體層；以及利用一圖案來(lái)對(duì)所述導(dǎo)體層進(jìn)行蝕刻，以產(chǎn)生所述端子。在一些實(shí)施例中，所述方法還可以包括:在形成所述導(dǎo)體層以前，在所述結(jié)構(gòu)上形成絕緣層。
[0019]在一些實(shí)施例中，形成導(dǎo)電通孔的步驟可以包括:形成貫穿所述聚合物疊層的雉堞部通孔。可以確定所述雉堞部通孔的尺寸，以在每個(gè)結(jié)構(gòu)的至少一側(cè)上產(chǎn)生雉堞部特征。形成導(dǎo)電通孔的步驟還可以包括:對(duì)所述雉堞部通孔進(jìn)行敷鍍(plating)。
[0020]在一些實(shí)施例中，所述方法還可以包括:在所述結(jié)構(gòu)上形成一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電帶的第二集合。
[0021]在一些實(shí)施方式中，本申請(qǐng)涉及一種磁器件，包括:聚合物疊層，具有第一側(cè)和與所述第一側(cè)相反的第二側(cè)。所述磁器件還包括一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電帶的第一集合，設(shè)置在所述聚合物疊層的第一側(cè)上。所述磁性器件還包括一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電通孔的集合，延伸貫穿所述聚合物疊層，并且連接到所述導(dǎo)電帶的第一集合，從而提供所述導(dǎo)電帶的第一集合與所述聚合物疊層的第二側(cè)上的一個(gè)或多個(gè)位置之間的電連接。
[0022]在一些實(shí)施例中，所述磁器件還可以包括:一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電帶的第二集合，設(shè)置在所述聚合物疊層的第二側(cè)上。所述一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電通孔的集合可以電連接所述導(dǎo)電帶的第一集合和所述導(dǎo)電帶的第二集合，以產(chǎn)生一繞組。所述導(dǎo)電帶的第一集合和所述導(dǎo)電帶的第二集合中的每個(gè)可以包括以大體上平行的方式排列的多個(gè)條狀帶，從而在電流流經(jīng)所述繞組時(shí)，產(chǎn)生大體上平行于所述聚合物疊層的平面的磁通軸。所述導(dǎo)電帶的第一集合和所述導(dǎo)電帶的第二集合可以包括螺旋形狀帶。第一螺旋形狀帶和第二螺旋形狀帶可以電連接，從而在電流流經(jīng)所述繞組時(shí)，產(chǎn)生大體上垂直于所述聚合物疊層的平面的磁通軸。
[0023]在一些實(shí)施例中，所述聚合物疊層可以包括磁性材料，被配置為提供用于所述繞組的磁芯。在一些實(shí)施例中，所述繞組可以包括輸入端子和輸出端子，從而產(chǎn)生具有一電感值的平面電感器。
[0024]在一些實(shí)施例中，所述磁器件還可以包括第二繞組。所述第一繞組和所述第二繞組可以彼此相對(duì)地進(jìn)行配置和定位，從而產(chǎn)生變壓器。所述第一繞組和所述第二繞組可以形成在公共的聚合物疊層上。所述第一繞組和所述第二繞組可以形成在單獨(dú)的聚合物疊層上。在一些實(shí)施例中，與所述第一繞組和所述第二繞組相關(guān)聯(lián)的聚合物疊層可以按照堆疊方式進(jìn)行排列。在一些實(shí)施例中，所述第一繞組和所述第二繞組可以按照嵌套配置進(jìn)行排列。
[0025]在一些實(shí)施例中，所述第一繞組和所述第二繞組中的每個(gè)可以被配置為具有一電感值的平面電感器。在一些實(shí)施例中，所述第一繞組和所述第二繞組可以彼此相對(duì)地進(jìn)行配置和定位，從而產(chǎn)生變壓器。與所述第一繞組和所述第二繞組相關(guān)聯(lián)的第一磁通軸和第二磁通軸可以大體上共面。所述第一磁通軸和所述第二磁通軸可以大體上共軸。所述第一磁通軸和所述第二磁通軸可以大體上平行、但是分開(kāi)一距離。
[0026]在一些實(shí)施例中，所述磁器件還可以包括:一個(gè)或多個(gè)封裝層，設(shè)置在所述聚合物疊層的第一側(cè)和第二側(cè)中的一個(gè)或多個(gè)上。所述封裝層可以包括一個(gè)或多個(gè)電端子，連接到所述繞組的一個(gè)或多個(gè)端子。所述封裝層可以被配置為提供磁屏蔽。
[0027]在一些實(shí)施方式中，本申請(qǐng)涉及一種用于制造磁器件的方法。所述方法包括:形成或提供聚合物疊層，具有第一側(cè)和與所述第一側(cè)相反的第二側(cè)。所述聚合物疊層包括多個(gè)區(qū)域，其中每個(gè)區(qū)域被配置為能分割為單個(gè)單元。所述方法還包括:在所述聚合物疊層的每個(gè)區(qū)域的第一側(cè)上形成一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電帶的第一集合。所述方法還包括:形成一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電通孔的集合，所述一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電通孔的集合延伸貫穿所述聚合物疊層的每個(gè)區(qū)域，以使得所述一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電通孔的集合連接到所述導(dǎo)電帶的第一集合，從而提供所述導(dǎo)電帶的第一集合與所述聚合物疊層的第二側(cè)上的一個(gè)或多個(gè)位置之間的電連接。
[0028]在一些實(shí)施例中，所述方法還可以包括:形成一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電帶的第二集合，所述導(dǎo)電帶的第二集合設(shè)置在所述聚合物疊層的每個(gè)區(qū)域的第二側(cè)上，以使得所述一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電通孔的集合電連接所述導(dǎo)電帶的第一集合和所述導(dǎo)電帶的第二集合，以產(chǎn)生繞組。在一些實(shí)施例中，所述方法還可以包括:形成用于所述繞組的多個(gè)端子。在一些實(shí)施例中，所述方法還可以包括:在所述聚合物疊層保持未分離的時(shí)候，通過(guò)做出與所述繞組的端子的電接觸來(lái)執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)測(cè)試。
[0029]在一些實(shí)施例中，所述方法還可以包括:分離所述聚合物疊層，從而產(chǎn)生與所述多個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)的多個(gè)單個(gè)磁器件。在一些實(shí)施例中，所述方法還可以包括:將所述單個(gè)磁器件與非磁器件進(jìn)行組合，以產(chǎn)生集成部件封裝。在一些實(shí)施例中，所述方法還可以包括:將所述非磁器件與每一個(gè)未分離的單個(gè)單元進(jìn)行耦接。
[0030]在一些實(shí)施方式中，本申請(qǐng)涉及一種可表面安裝的磁器件，具有第一平面部件，所述第一平面部件包括聚合物疊層，所述聚合物疊層具有第一側(cè)和第二側(cè)。所述第一平面部件還包括一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電圖案，所述一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電圖案實(shí)現(xiàn)在所述聚合物疊層的第一側(cè)和第二側(cè)中的任一個(gè)或兩者上，從而提供平面磁性功能。所述可表面安裝的磁器件還包括:第二平面部件，耦接到所述第一平面部件的第一側(cè)。所述第二平面部件包括多個(gè)端子，所述多個(gè)端子被配置為允許所述磁器件的表面安裝。所述可表面安裝的磁器件還包括:多個(gè)連接特征，實(shí)現(xiàn)為提供所述一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電圖案與所述多個(gè)端子之間的電連接。
[0031]在一些實(shí)施例中，所述第一平面部件的聚合物疊層可以包括一周邊，所述周邊具有源自于分離處理的至少一個(gè)切割邊緣，所述分離處理將所述可表面安裝的磁器件產(chǎn)生為多個(gè)相似器件之一。在所述分離處理之前，所述多個(gè)相似器件可以按照陣列來(lái)至少部分地進(jìn)tx制造。
[0032]在一些實(shí)施例中，所述可表面安裝的磁器件還可以包括:第三平面部件，耦接到所述第一平面部件的第二側(cè)。所述第三平面部件可以包括多個(gè)端子，所述多個(gè)端子電連接到所述一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電圖案。所述第三平面部件及其端子可以被配置為允許所述磁器件的表面安裝。在一些實(shí)施例中，所述第二平面部件和所述第三平面部件的端子可以被配置為提供端到端和頂?shù)降走B接對(duì)稱性中的任一個(gè)或兩者。
[0033]在一些實(shí)施例中，所述第二平面部件可以包括封裝層，被配置為提供所述第一平面部件與所述多個(gè)端子之間的封裝功能。
[0034]在一些實(shí)施例中，所述第二平面部件可以包括利用磁性聚合物材料所形成的平面結(jié)構(gòu)。所述平面結(jié)構(gòu)可以包括一周邊，所述周邊包括從所述第一平面部件的聚合物疊層的切割邊緣按一個(gè)量向內(nèi)設(shè)置的邊緣，所述量足以允許用于切割所述聚合物疊層的切割操作。所述可表面安裝的磁器件還可以包括:第三平面部件，具有利用磁性聚合物材料所形成的平面結(jié)構(gòu)。
[0035]在一些實(shí)施例中，所述第二平面部件的端子可以從在所述平面結(jié)構(gòu)的外表面上形成的導(dǎo)電層進(jìn)行構(gòu)圖。在一些實(shí)施例中，所述第二平面部件還可以包括在所述平面結(jié)構(gòu)的外表面上形成的導(dǎo)體圖案。所述第二平面部件還可以包括絕緣層，基本上覆蓋在所述平面結(jié)構(gòu)的外表面上形成的導(dǎo)電圖案。所述第二平面部件的端子可以從在所述絕緣層的外表面上形成的導(dǎo)電層進(jìn)行構(gòu)圖。
[0036]在一些實(shí)施例中，所述第一平面部件和所述第二平面部件中的任一個(gè)或兩者可以包括磁性材料。在一些實(shí)施例中，所述多個(gè)連接特征可以包括一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電通孔。
[0037]在一些實(shí)施例中，所述可表面安裝的磁器件還可以包括:非磁器件，耦接到所述磁器件，從而維持可表面安裝功能。所述磁器件和所述非磁器件可以按照堆疊配置、邊對(duì)邊配置、或端對(duì)端配置進(jìn)行排列。所述磁器件和所述非磁器件可以組合為集成部件封裝。
[0038]出于概述本申請(qǐng)的目的，已經(jīng)在這里描述了本發(fā)明的某些方面、優(yōu)點(diǎn)和新穎特征。應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)本發(fā)明的任何具體實(shí)施例，不一定要實(shí)現(xiàn)所有這些優(yōu)點(diǎn)。因而，可以按照實(shí)現(xiàn)或優(yōu)化如在這里教導(dǎo)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)或一組優(yōu)點(diǎn)的方式來(lái)實(shí)施或?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明，而不需要實(shí)現(xiàn)如在這里可以教導(dǎo)或建議的其它優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0039]圖1示出了具有一個(gè)或多個(gè)電感元件的基于疊層(laminate layer)的器件。
[0040]圖2示出了在一些實(shí)施例中具有一個(gè)或多個(gè)電感元件的基于疊層的器件還可以包括一個(gè)或多個(gè)磁性材料。
[0041]圖3示出了在一些實(shí)施例中圖1和/或圖2的疊層器件可以實(shí)現(xiàn)為磁部件(component)。
[0042]圖4示出了具有如在這里描述的一個(gè)或多個(gè)特征的器件可以實(shí)現(xiàn)為封裝器件。
[0043]圖5示出了具有可以被配置為產(chǎn)生電感元件的多個(gè)導(dǎo)體特征的疊層器件的示例。
[0044]圖6示出了各導(dǎo)電帶(conductive ribbon)形成在疊層的一側(cè)的示例。
[0045]圖7示出了各導(dǎo)電帶形成在疊層的兩側(cè)的示例。
[0046]圖8A和