專利名稱：電子變壓器/電感器器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電感元件以及制造這些元件的方法。
背景技術(shù)：
電感元件通常是用鐵磁芯和絕緣電線的繞組制造的。鐵磁芯典型地是環(huán)形磁芯、桿形磁芯，或者是如圖1所示由下部的E形鐵磁部分以及連接這個(gè)E的三條腿的鐵磁蓋構(gòu)成的組件。
用絕緣銅導(dǎo)線來(lái)手工或者自動(dòng)地環(huán)繞環(huán)形磁芯和桿形磁芯，從而形成用于一個(gè)變壓器的多個(gè)多匝繞組或者用于一個(gè)電感器的單個(gè)繞組。所述組件然后通常被封裝起來(lái)以便保護(hù)導(dǎo)線。電路連接是按照用途的要求，通過(guò)焊接導(dǎo)線的終端來(lái)形成的。這種方式要付出高昂的人工代價(jià)，因?yàn)橐幚韱蝹€(gè)零件。它在電子參數(shù)如漏電感、分布電容和繞組間電容以及繞組之間的共模不平衡(common mode imbalance)上具有很大的可變性，這是因?yàn)殡y以精確地布置銅導(dǎo)線。
圖1中的被制成E形的且包含蓋的組件按照要求，通過(guò)手工或自動(dòng)的方式，環(huán)繞E的各個(gè)腿而繞上銅絕緣導(dǎo)線，以制成一個(gè)電感元件。使蓋粘合或夾緊就位并最后封裝從而完成這個(gè)子組件。類似地，電路連接是按照用途的要求，通過(guò)焊接導(dǎo)線的終端來(lái)形成的。這一器件不僅受到上述的環(huán)形磁芯和桿形磁芯的局限，而且它一般是一個(gè)大得多的器件。由于上述的蓋是一個(gè)獨(dú)立器件，所以在E和蓋之間的磁路具有一非鐵磁性磁阻的間隙，降低了變壓器的效率。
如圖1所示構(gòu)造的電源變壓器具有另外的缺點(diǎn)，即由各繞組中的電阻損耗產(chǎn)生的熱不容易消散，這是因?yàn)镋形磁芯和蓋使得這些繞組與散熱片隔離開。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供了電感器和變壓器以及制造這些器件的方法，它們提供了優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。依據(jù)本發(fā)明的這些電感器和變壓器在電子、電信和計(jì)算機(jī)領(lǐng)域具有許多用途。在下面所描述的一個(gè)實(shí)施例中，在印刷電路之間封裝一種鐵磁材料的矩形片。在制造該矩形片時(shí)，從片的頂面到片的底面鉆通或形成多個(gè)通孔(vias)，孔的數(shù)量對(duì)應(yīng)于所需的繞組匝數(shù)。這個(gè)實(shí)施例以一種非常新穎的方式利用安培定律來(lái)制造電路板內(nèi)的變壓器、電感器等等，而不是在電路板上使用或裝配分立的電感器件。因此，繞組不是絕緣的電導(dǎo)線。相反，穿過(guò)片的這些孔借助于通孔電鍍(through hole plating)等被制成是導(dǎo)電的，并且和封裝片的印刷電路電性連接。這個(gè)被電鍍的通孔的圖案和印刷電路便形成電感器和變壓器繞組，其中這些電感器和變壓器的磁芯是被鉆通的或被形成的鐵磁材料片。這個(gè)實(shí)施例提供了實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，特別是在制造高頻電感器和變壓器方面。
在下面所描述的另一個(gè)實(shí)施例中，電感器或變壓器的磁芯包括由一系列多層薄同心鐵磁金屬環(huán)形成的磁芯，這些磁芯支撐在合適的襯底如柔性電路(FLEX)或印刷電路板(PCB)上?？拷@些同心環(huán)的通孔提供了與印刷電路的電性連接，從而構(gòu)成電感器和變壓器繞組。這個(gè)實(shí)施例能夠構(gòu)造具有最小渦流效應(yīng)的高磁導(dǎo)率的電感器和變壓器。這樣構(gòu)造的電感器和變壓器對(duì)于小型低頻率電源具有特殊用途。
在下面描述的又一個(gè)實(shí)施例中，在一個(gè)薄鐵磁片中的通孔內(nèi)形成單個(gè)導(dǎo)體以產(chǎn)生單匝電感器。流過(guò)所述導(dǎo)體的電流在靠近通孔的一部分片中產(chǎn)生一個(gè)環(huán)形磁場(chǎng)。
在下面描述的其他實(shí)施例中，在一個(gè)鐵磁片的同一通孔內(nèi)形成第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體，從而制造出一個(gè)匝數(shù)比為1比1的單元磁芯變壓器。通過(guò)以串聯(lián)和并聯(lián)組合的方式來(lái)連接多個(gè)通孔的第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體，便可以構(gòu)造具有所需匝數(shù)比的變壓器。通過(guò)在鐵磁片中的附加通孔內(nèi)形成附加的感應(yīng)導(dǎo)體，即可對(duì)電感器或變壓器附加額外的繞組。這樣構(gòu)造的電感器和變壓器對(duì)于具有高次級(jí)電路電流的小型電源變壓器具有特殊的用途。
除了上述優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明的實(shí)施例尚具有許多額外的優(yōu)點(diǎn)。這包括較好的散熱，對(duì)簡(jiǎn)化電性連接來(lái)說(shuō)更易操作的外部連接，對(duì)改善磁性來(lái)說(shuō)更短的磁通路徑，更簡(jiǎn)單的制造，集成度更高的互連，更小的電感器件，更優(yōu)良的性能，以及極好的制造重復(fù)性。


在這樣總結(jié)了本發(fā)明的一般特點(diǎn)及其特征和優(yōu)點(diǎn)后，根據(jù)本說(shuō)明書參考附圖所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的特定實(shí)施例及其修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得顯而易見，附圖中圖1是一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)的鐵磁E形磁芯的概念示意圖，該磁芯具有一個(gè)匹配的鐵磁蓋；圖2A是一個(gè)傳統(tǒng)環(huán)形變壓器的俯視圖；圖2B是一個(gè)傳統(tǒng)變壓器的側(cè)視圖；圖3是一個(gè)代表性的鐵磁片的俯視圖，有25個(gè)通孔穿過(guò)該鐵磁片；圖4A是一個(gè)“虛擬(virtual)”環(huán)形變壓器的俯視圖；圖4B是圖4A所示的虛擬變壓器的側(cè)視圖；圖5顯示了一個(gè)虛擬變壓器的其他實(shí)施例的俯視圖；圖6是一個(gè)代表性的“虛擬”環(huán)形變壓器的俯視圖；圖7顯示了一個(gè)具有70個(gè)磁芯的陣列，這70個(gè)磁芯層疊到一個(gè)大柔性電路(FLEX)板上，其中移去了頂部柔性電路(FLEX)層以顯示單個(gè)的磁芯；圖8是一個(gè)放大側(cè)視圖，顯示層疊到一單個(gè)磁芯片上的頂部和底部柔性電路(FLEX)；圖9顯示單個(gè)片中的一個(gè)通孔的橫截面；圖10顯示一個(gè)PCB半固化片(prepreg)的示例，該P(yáng)CB半固化片具有25個(gè)孔的陣列，用于放置25個(gè)磁芯；圖11是一單個(gè)磁芯的放大側(cè)視圖，顯示了層疊到該磁芯上的頂部PCB和底部PCB；圖12所示是在一單個(gè)鐵磁片中的通孔的放大橫截面；圖13所示是一個(gè)用屏蔽導(dǎo)電膠(screened conductive paste)填充的通孔的放大橫截面；圖14顯示了虛擬磁芯的其他實(shí)施例的俯視圖；圖15通過(guò)改進(jìn)的表面積和體積比圖解說(shuō)明本發(fā)明的熱量消散特征；圖16顯示了金屬環(huán)形磁芯，圖解說(shuō)明渦流產(chǎn)生的方式；圖17圖解說(shuō)明通過(guò)蝕刻鐵磁金屬的同心環(huán)而形成的多個(gè)磁芯疊片(core laminations)；圖18是圖17所示的其中一個(gè)磁芯疊片的放大視圖；圖19A是一個(gè)橫截面圖，顯示多個(gè)層疊的磁芯疊片；圖19B是圖19A所示的其中一個(gè)磁芯疊片組(core stack)的放大視圖；圖20A是一個(gè)橫截面圖，顯示加上頂部和底部印刷電路之后的圖19A的磁芯疊片組；圖20B是圖20A所示的其中一個(gè)磁芯疊片組的放大視圖；圖21A是一個(gè)橫截面圖，顯示經(jīng)過(guò)電鍍的通孔已經(jīng)被鉆通之后的圖20A的層疊結(jié)構(gòu)；圖21B是圖21A所示的其中一個(gè)磁芯疊片組的放大視圖；圖22是在一鐵磁片中形成的60個(gè)“單元磁芯(cell core)”的陣列、及電流交替的方向所導(dǎo)致的磁通量取向的俯視圖；圖23顯示根據(jù)安培定律由通過(guò)筆直導(dǎo)體的電流產(chǎn)生的磁通密度；圖24顯示根據(jù)法拉第定律當(dāng)導(dǎo)體的路徑包圍具有隨時(shí)間變化的磁通密度的區(qū)域時(shí)、在該導(dǎo)體中產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度；圖25是由40個(gè)單元磁芯組成的一個(gè)陣列的俯視圖，說(shuō)明對(duì)應(yīng)于所示電流方向的磁通量取向；圖26是由40個(gè)單元磁芯組成的一個(gè)陣列的俯視圖，說(shuō)明對(duì)應(yīng)于一致的電流方向的磁通量取向；圖27是穿過(guò)6個(gè)單元磁芯而形成一個(gè)1比1匝數(shù)比變壓器的初級(jí)和次級(jí)繞組的示意性表示；圖28是穿過(guò)6個(gè)單元磁芯而形成一個(gè)2比1匝數(shù)比變壓器的初級(jí)和次級(jí)繞組的示意性表示；圖29是穿過(guò)6個(gè)單元磁芯而形成一個(gè)3比1匝數(shù)比變壓器的初級(jí)和次級(jí)繞組的示意性表示；圖30是穿過(guò)6個(gè)單元磁芯而形成一個(gè)3比1匝數(shù)比變壓器的初級(jí)和次級(jí)繞組的示意性表示，其中次級(jí)繞組已經(jīng)由圖29所示的次級(jí)繞組重新作了排列；圖31是穿過(guò)6個(gè)單元磁芯而形成一個(gè)6比1匝數(shù)比變壓器的初級(jí)和次級(jí)繞組的示意性表示；
圖32A～32I是穿過(guò)6個(gè)單元磁芯而形成更多變壓器實(shí)施例的初級(jí)和次級(jí)繞組的串聯(lián)和并聯(lián)的符號(hào)化表示；圖33A是一個(gè)單元磁芯電源變壓器的第一頂部導(dǎo)電層的俯視圖，用于圖解說(shuō)明在50個(gè)通孔的一陣列中，穿過(guò)每個(gè)通孔的各初級(jí)導(dǎo)體之間的電性連接；圖33B是圖33A所示的單元磁芯電源變壓器的第二頂部導(dǎo)電層的俯視圖，用于圖解說(shuō)明在50個(gè)通孔的一陣列中，穿過(guò)每個(gè)通孔的各次級(jí)導(dǎo)體之間的并聯(lián)的電性連接；以及圖33C是圖33A所示的單元磁芯電源變壓器的橫截面?zhèn)纫晥D。
具體實(shí)施例方式
圖2圖解說(shuō)明了具有環(huán)形磁芯30的一個(gè)典型的現(xiàn)有技術(shù)變壓器。為簡(jiǎn)單起見，這個(gè)變壓器具有兩個(gè)絕緣導(dǎo)線繞組2匝繞組32和4匝繞組34。每匝線圈36包圍磁芯30材料，從而當(dāng)電流通過(guò)一個(gè)繞組時(shí)，便在磁芯30內(nèi)形成一個(gè)環(huán)繞的磁通路徑38。圖2A圖解說(shuō)明繞組32、34，繞組32、34穿過(guò)磁芯30的中心并圍繞磁芯30的外部。圖2所示的繞組32和34是通過(guò)磁芯30而電感耦合在一起的。磁芯30提供了一條磁通路徑，該磁通路徑使第一繞組32與第二繞組34耦合，因此當(dāng)在第一繞組上有電壓出現(xiàn)時(shí)，在第二繞組上便產(chǎn)生電壓。
本發(fā)明的實(shí)施例具有與圖2所示非常不同的磁芯和繞組排列。圖3顯示了具有多個(gè)適當(dāng)隔開的通孔12的鐵磁片10，這些通孔12從鐵磁片10的頂部表面14延伸到底部表面16，由此可以形成電感器或變壓器。雖然圖3顯示總共25個(gè)通孔12已經(jīng)被鉆通或形成于片10內(nèi)，但所使用的通孔12的數(shù)量應(yīng)當(dāng)取決于特定應(yīng)用所需要的繞組數(shù)量。正如以下將變得明顯的，通過(guò)在頂部表面14和底部表面16二者上選擇地排列通孔12，并且在通孔12之中及其之間電鍍(plating)導(dǎo)體，以形成初級(jí)和次級(jí)繞組，即可形成電感器或變壓器。次級(jí)繞組也可借助于穿過(guò)通孔12而設(shè)置第二組絕緣導(dǎo)體來(lái)形成。
術(shù)語(yǔ)“片(slab)”和“鐵磁片(ferromagnetic slab)”被用于整個(gè)本申請(qǐng)中，并且被規(guī)定為描述任何鐵磁材料的有用結(jié)構(gòu)的廣泛術(shù)語(yǔ)，所述有用結(jié)構(gòu)包括但不限于鐵磁材料的板(sheets)、薄片(thin sheets)、平面構(gòu)件(planar members)和層(layers)。
“虛擬磁芯”圖4圖解說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明的“虛擬磁芯(virtual core)”。由于通孔56、58形成的方式，圖4所示的實(shí)施例在這里也稱為“虛擬環(huán)形磁芯”或“虛擬環(huán)形”。在圖4中，鐵磁材料片50具有頂部表面52和底部表面54，以及在橫截面中顯示的片50內(nèi)的兩個(gè)外孔(通孔)56和一個(gè)內(nèi)孔(通孔)68。如下面的描述，對(duì)于小型電感器和變壓器，有利的是片50為一薄鐵氧體(ferrite)層，具有相對(duì)高的電阻率。
圖4A和4B顯示一個(gè)虛擬磁芯，其被用作依據(jù)本發(fā)明而構(gòu)造的虛擬環(huán)形變壓器，使用具有8個(gè)外通孔56和6個(gè)內(nèi)通孔68(圖4B中沒有顯示全部的孔)的片50。導(dǎo)體58是形成在所述片的頂部表面52和底部表面54上的。該導(dǎo)體具有用于連接到其他器件或者電路的焊盤60。如下面的描述，這些外通孔和內(nèi)通孔56、68是從頂?shù)降妆浑婂兊模⑶液蛯?dǎo)體58電性連接，所以完整的電路舉例來(lái)說(shuō)延伸于焊盤60和60′之間。如下面的描述，這樣形成的虛擬環(huán)形變壓器62具有環(huán)形路徑64。
圖5圖解說(shuō)明一個(gè)鐵磁片70，其中在這同一個(gè)鐵磁片70上有兩個(gè)獨(dú)立的虛擬磁芯72、74。第二個(gè)變壓器74說(shuō)明本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，其中通孔被重新排列成特定的圖案。這種重新排列形成了一個(gè)矩形的虛擬環(huán)形75，其具有內(nèi)矩形76和外矩形77。
圖6圖解說(shuō)明虛擬磁芯的另一個(gè)實(shí)施例，該虛擬磁芯形成于具有頂部表面80和底部表面(沒有顯示)的鐵磁片78中。鐵磁片78有8個(gè)外通孔82，其排列形成一個(gè)虛擬環(huán)形的外徑84，以及8個(gè)內(nèi)通孔83，其排列形成虛擬環(huán)形的內(nèi)徑85。導(dǎo)體86形成在片78的頂部表面80和底部表面上，并且被電鍍通過(guò)外通孔82和內(nèi)通孔83，從而形成一個(gè)連續(xù)的電路徑或者繞組。如下面所描述的，圖6所示虛擬磁芯形成了具有一個(gè)8匝繞組的虛擬環(huán)形電感器。
作為FLEX的一部分的制造一種制造方法是在如圖7、8、9所示的FLEX 92電路的頂層和底層內(nèi)嵌入多重鐵磁片(磁芯90)。對(duì)應(yīng)于所需繞組的銅電路圖案92形成在環(huán)氧樹脂板110上，環(huán)氧樹脂板110由粘合劑115粘合到鐵磁片的頂部表面112和底部表面114。這樣就通過(guò)層疊處理而使磁芯90被包含在電路92中。通孔是穿過(guò)FLEX 92的復(fù)合層和磁芯來(lái)形成的，用于形成頂部FLEX 116電路到底部FLEX 117電路之間的連接，如圖8和圖9所示。用導(dǎo)電墨水(conductive inks)填充通孔和標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)電鍍工藝是用來(lái)同時(shí)連接大量虛擬磁芯的方法。這個(gè)結(jié)構(gòu)的橫截面顯示在圖8和圖9中。
作為PCB的一部分的制造在圖10、11、12中所顯示的另一種制造方法是在PCB電路的頂層170和底層172之間嵌入多重鐵磁零件(pieces)150。圖10顯示了在一個(gè)PCB粘合劑或半固化片(prepreg)陣列156中的孔154的陣列。這個(gè)半固化片156板是被形成用來(lái)安置各個(gè)磁芯零件150的。如圖11所示，在零件150被插入孔154之后，PCB的頂層部分170和底層部分172被層疊到陣列156上。這樣便通過(guò)使得零件150被夾在兩個(gè)環(huán)氧樹脂板之間的層疊處理，而將零件150包含在內(nèi)。通孔190是穿過(guò)PCB 192的復(fù)合層和零件150而形成的，用于形成頂部PCB電路194到底部PCB電路196之間的連接。有利的是，用導(dǎo)電墨水198或標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)電鍍工藝來(lái)填充的通孔190被用于同時(shí)連接大量磁芯。這種結(jié)構(gòu)的橫截面類似于圖8和9所示的FLEX 117結(jié)構(gòu)。主要的不同在于PCB材料的不彎曲特性不適合單個(gè)的零件150。
沿有FLEX和PCB的制造另一種制造方法顯示在圖13中，其中多個(gè)磁芯210被置于載體212上。各磁芯210是用合適的孔214模制的。然后用標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)導(dǎo)電墨水屏蔽(screening)工藝在磁芯210的頂部215和底部216上形成電路，同時(shí)填充孔214以在頂部215和底部216之間建立所需的連接。
使用安培定律的虛擬磁芯上述的本發(fā)明的實(shí)施例有導(dǎo)電通孔穿過(guò)磁片，以一種非常新穎的方式利用了安培定律。所述通孔的形成方式使得形成在襯底上的兩個(gè)繞組之間存在磁通路徑。因此，如圖4A所示，落入內(nèi)通孔68內(nèi)的任何封閉路徑將包含零值凈電流(net current)，因此這種路徑就沒有磁通量。包圍外通孔56的任何路徑也將包含零值凈電流，這是因?yàn)閷?duì)流到外通孔56中的電流來(lái)說(shuō)，內(nèi)通孔68具有大小相等而方向反向的電流，從而在包圍外通孔56的區(qū)域中產(chǎn)生零值磁通量。但是，由于內(nèi)通孔68的封閉，內(nèi)通孔68和外通孔56之間的封閉路徑將具有凈磁通量。部分包圍內(nèi)通孔68或外通孔56的其他路徑將沒有有效的磁通量，這是因?yàn)榇磐繒?huì)選擇最短的物理路徑，類似于電流。因此，這種結(jié)構(gòu)的工作將類似于圖2的環(huán)形，并被表示為虛擬環(huán)形62。
安培定律由以下方程表示∮H·(dl)＝∑I (方程1)其中圍繞閉合路徑的磁場(chǎng)強(qiáng)度H的線積分等于穿過(guò)被該路徑包圍的區(qū)域的電流I之和。參考圖6，安培定律說(shuō)明落入內(nèi)通孔83中的任何閉合路徑的線積分將包含零值凈電流，因?yàn)樵谶@個(gè)區(qū)域內(nèi)沒有帶電流的通孔。因此，在虛擬環(huán)形的內(nèi)徑85內(nèi)便不會(huì)產(chǎn)生磁通量。包圍外通孔82的任何閉合路徑的線積分也具有穿過(guò)被包圍區(qū)域的零值凈電流，這是因?yàn)橛须娏髁鞒龅?個(gè)內(nèi)通孔83被流入8個(gè)外通孔82的等量電流所抵消。因此，在包圍所示虛擬環(huán)形的外徑84的任何區(qū)域內(nèi)將沒有磁通量產(chǎn)生。
存在連續(xù)磁通量的唯一區(qū)域是介于虛擬環(huán)形磁芯的內(nèi)徑85和外徑84之間的區(qū)域。在這個(gè)區(qū)域中，閉合路徑的線積分將包括來(lái)自8個(gè)內(nèi)通孔83的穿過(guò)被包圍區(qū)域的電流之和。因此，圖6中顯示的通孔圖案形成了一個(gè)虛擬環(huán)形電感器，其中內(nèi)徑85和外徑84構(gòu)成一個(gè)由8匝繞組勵(lì)磁的虛擬環(huán)形磁芯。點(diǎn)劃線圓圈88表示被限定到環(huán)形磁芯的區(qū)域上的磁通路徑的方向。
顯而易見，適當(dāng)選擇通孔，便可使襯底上有許多不同形狀的虛擬磁芯和磁芯排列。因此，可以在同一襯底上構(gòu)造許多獨(dú)立的磁路。正因如此，通過(guò)在圖4所示的鐵磁片50的頂部表面52和底部表面54上適當(dāng)設(shè)置通孔和電路導(dǎo)體，就有可能構(gòu)造比簡(jiǎn)單的電感器和變壓器更為復(fù)雜的電路。例如利用傳統(tǒng)PCB和柔性電路板(FLEX)工業(yè)中所用的工藝(光沉積、蝕刻和電鍍)，即能將多個(gè)元件如電阻器、電容器和集成電路設(shè)置在同一襯底上，從而形成微型電路組件。
圖14圖解說(shuō)明位于同一鐵磁片218上的多個(gè)虛擬磁芯220、222、224。每個(gè)虛擬磁芯220、222、224獨(dú)立工作，并且可以如圖6所示那樣具有介于電鍍的通孔之間和穿過(guò)這些通孔的電路連接，從而形成虛擬環(huán)形變壓器或虛擬環(huán)形電感器。第一虛擬磁芯220可由一個(gè)8匝繞組如圖6所示的虛擬環(huán)形磁芯來(lái)勵(lì)磁。第二虛擬磁芯222說(shuō)明另一個(gè)實(shí)施例，其中用和圖6中虛擬環(huán)形磁芯相同的幾何圖形來(lái)排列各通孔，但通孔數(shù)較少，從而形成一個(gè)可由4匝繞組來(lái)勵(lì)磁的虛擬環(huán)形磁芯。點(diǎn)劃線圓圈223表示磁通路徑的方向，該磁通路徑封閉上述虛擬環(huán)形磁芯的區(qū)域。第三個(gè)虛擬磁芯224說(shuō)明又一個(gè)實(shí)施例，其中通孔圖案已經(jīng)被重新排列，從而形成一個(gè)由內(nèi)部矩形226和外部矩形227界定的矩形虛擬環(huán)形磁芯。矩形虛擬磁芯224可以由一個(gè)12匝繞組來(lái)勵(lì)磁。點(diǎn)劃線圓圈228表示磁通路徑的方向，該磁通路徑封閉矩形虛擬環(huán)形磁芯的區(qū)域。
對(duì)高頻電路如用于典型范圍在100KHz到100MHz的射頻頻率的電路，可以依據(jù)前述的實(shí)施例來(lái)構(gòu)造適用的電感器和變壓器。有利的是，前述實(shí)施例中的鐵磁片可以用鐵氧體(ferrite)材料的薄層形成，該鐵氧體材料所具有的典型磁導(dǎo)率范圍為100到10000，而電阻率范圍為1000歐姆/cm到10.sup.9歐姆/cm。典型的鐵氧體合成物包括鐵氧體氧化物(ferric oxide)和鋁鎳鈷(alnico)。這類鐵氧體材料具有足夠高的電阻率以使得穿過(guò)鐵磁片的電鍍通孔相互絕緣。這樣構(gòu)造的電感器和變壓器適于小型化。它們不需要復(fù)雜的引線和引線框(lead-frames)。因此，1.5英寸長(zhǎng)、1英寸寬和0.05英寸厚，具有0.03英寸直徑通孔的片能為兩個(gè)或更多個(gè)變壓器提供磁芯。鐵磁片可以非常小。頂部表面和底部表面上的表面焊盤形成連接，并且能夠被直接地平面式安裝到PCB，因而減少了器件的底面積(footprint)且給其他組件提供了更多空間。所示繞組實(shí)際處于兩個(gè)平行的平面中。因此一個(gè)典型應(yīng)用的十(10)層的平面變壓器器件的繞組的總高度可以被減少1/5。鐵磁片可以非常薄，例如為0.05英寸，因此本發(fā)明的電感器和變壓器能夠?qū)嶋H上被構(gòu)造于一個(gè)非常薄的平面中，而不是一個(gè)三維E形磁芯中，這進(jìn)一步以更大因數(shù)減少了總高度。
具有高柔性密度(Flex Densities)和最小渦流的變壓器/電感器器件的更多實(shí)施例許多電感器件如低頻電源變壓器都要求磁芯有相對(duì)高的磁導(dǎo)率，典型地處于10000到100000的范圍。但是，本發(fā)明的實(shí)施例所提供的改進(jìn)適用于更低和更高的數(shù)值，例如1000到1000000。某些金屬和金屬合金，包括鋼、鐵、硅鐵(silica iron)、78坡莫合金、鎳鐵高磁導(dǎo)率合金、純鐵和高導(dǎo)磁合金，提供了這些高柔性密度。雖然這些高柔性密度在構(gòu)造變壓器和電感器時(shí)能夠提供顯著的益處，但這些金屬的低電阻率讓感應(yīng)出的渦流能夠流動(dòng)，抵消了較高柔性密度的優(yōu)點(diǎn)。圖16示意說(shuō)明由磁通量引起的感應(yīng)渦流300流進(jìn)金屬磁芯。目前使用金屬作為磁芯的變壓器/電感器通常通過(guò)層疊的金屬E形片來(lái)構(gòu)造環(huán)形或E形磁芯，其中每個(gè)片被某種類型的絕緣體粘合材料分隔開。整個(gè)E形磁芯包含許多這樣的片，從而形成完整的磁芯。使用這種結(jié)構(gòu)，渦流便被限制在每個(gè)片的橫截面區(qū)域內(nèi)。如下面的描述，本發(fā)明的一個(gè)特征是進(jìn)一步減少磁芯部分區(qū)域。
在圖17～21中，示意說(shuō)明了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的制造，其能夠?qū)㈣F磁金屬用作磁芯材料，其中柔性電路或印刷電路板290支撐一系列層疊的薄金屬環(huán)，這些薄金屬環(huán)形成于柔性電路或印刷電路板上并被絕緣板所隔開。電鍍的通孔處于這些環(huán)的中心內(nèi)和外部，并被電鍍而圍繞磁芯構(gòu)成電氣匝(electrical turns)。如下面的描述，這個(gè)實(shí)施例通過(guò)實(shí)質(zhì)上減少每個(gè)層疊的磁芯部分的橫截面面積而實(shí)際使渦流達(dá)到最小。
通過(guò)首先將鐵磁金屬片層疊到印刷電路板或柔性電路290，然后蝕刻掉部分鐵磁片，以形成多個(gè)緊密間隔、狹窄而連續(xù)的磁芯段的圖案，來(lái)形成多個(gè)磁芯疊片。因此，圖17顯示了具有16個(gè)被蝕刻磁芯的陣列的PCB或FLEX 310的單個(gè)層。應(yīng)該理解的是本領(lǐng)域公知的層疊和蝕刻工藝一般允許制造超過(guò)16的這種陣列，這取決于陣列和圖案的尺寸。有利的是，使用眾所周知的雙面工藝來(lái)蝕刻磁芯陣列315，以便在片310的頂部和底部上形成相同的陣列。
圖18圖解說(shuō)明了一單個(gè)磁芯陣列315的放大視圖，其中顯示了具有16個(gè)同心鐵磁導(dǎo)電金屬環(huán)320a～320p的陣列，金屬環(huán)320a～320p通過(guò)各自被蝕刻出間隔或空隙325a～325o而彼此絕緣。類似地，在陣列315外部的區(qū)域330以及在最里面的環(huán)320內(nèi)部的區(qū)域335是磁材料的空隙。但是本發(fā)明不局限于同心環(huán)陣列，而是可構(gòu)造其他磁芯陣列如一系列相互絕緣的、漸次更大的正方形或矩形磁芯陣列，這對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見的。
下一個(gè)制造步驟是層疊多個(gè)印刷電路板(PCB)和柔性電路(FLEX)層310，其中陣列315基本對(duì)齊。如圖19A所示，同心環(huán)磁芯陣列315a～315h彼此層疊在頂部，其中在每一層上的磁芯圖案是對(duì)齊的。結(jié)果是制成了多個(gè)高磁通量、具有非常小渦流區(qū)的金屬磁芯。因此，被用于蝕刻陣列315的原始片的厚度能夠非常薄，典型范圍是0.0005到0.010英寸。ky可以使用傳統(tǒng)的PCB或FLEX(FPC)蝕刻技術(shù)來(lái)將同心環(huán)蝕刻到非常窄的寬度，其量級(jí)為0.002英寸到0.003英寸。結(jié)果使得稱為磁芯的橫截面的渦流產(chǎn)生區(qū)域的尺寸被極大減少了。
作為層疊工藝的一部分，絕緣材料340的薄層被放置在鄰近每個(gè)被蝕刻的同心環(huán)陣列315的頂部表面。典型的是使用環(huán)氧樹脂材料。這個(gè)絕緣板和該絕緣板支撐的被蝕刻的鐵磁環(huán)可能是不同材料。代表性d的材料包括由Dupont and Rogers Corp.制造的用于制作印刷電路板和柔性電路(FLEX)的環(huán)氧樹脂和丙烯酸樹脂。環(huán)氧樹脂和半固化片(以及帶有玻璃的環(huán)氧樹脂)一般被用于構(gòu)造印刷電路板，而丙烯酸樹脂(acrylics)一般被用于制造FLEX。在層疊過(guò)程中，圖18中顯示的空隙325、空隙330和335被用圖21A和圖21B中所顯示的絕緣材料加以填充。
如上所述，有利的是，由磁芯結(jié)構(gòu)的兩面上的與印刷電路接觸的導(dǎo)電通孔，來(lái)提供本發(fā)明的實(shí)施例的電繞組。圖17～21的實(shí)施例的繞組的制造步驟顯示在圖20A、20B、21A、21B中。
參考圖20A和圖20B，附加的銅層350、355分別層疊在頂部表面和底部表面，有兩個(gè)附加的絕緣層360、365將銅表面與被蝕刻的金屬表面分隔開。
圖21A和21B中圖示說(shuō)明完整的結(jié)構(gòu)，其中通孔370鉆通了整個(gè)層疊陣列。這些通孔位置靠近低電阻率的鐵磁環(huán)但典型地不與其接觸，使得由被電鍍通孔所提供的繞組線匝從電氣上絕緣。然后用導(dǎo)電材料，通常是銅，來(lái)電鍍這些通孔370。也可以利用這些通孔內(nèi)的導(dǎo)電墨水和導(dǎo)電膠。銅層350、355然后受到蝕刻，從而形成和被電鍍通孔370電接觸的電路圖案，用以形成圍繞同心環(huán)磁芯陣列315的繞組。
為簡(jiǎn)化說(shuō)明，圖21A和21B所示的實(shí)施例圖解說(shuō)明了用于每個(gè)變壓器的少量通孔370a、370b、370c、370d。圖17～21的實(shí)施例通過(guò)增加附加的通孔能夠具有多個(gè)繞組，這對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見的。如果必要，尚可在層350和355上層疊附加的銅層，以提供對(duì)附加通孔的必要連接。
通過(guò)從陣列“模”切(“die”cutting)或銑切(routing)一些零件的通常方法，從圖21A、21B的層疊陣列中取出各個(gè)變壓器和電感器器件。每個(gè)這樣的器件能夠被用于替代圖1和16中所顯示的傳統(tǒng)電感器件。而且，由于蝕刻的金屬磁芯是如圖19所示的陣列的一部分，它能夠與其他組件互連。
具有“單元磁芯”的變壓器/電感器器件的更多優(yōu)選實(shí)施例圖22圖解說(shuō)明了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，它被稱為“單元磁芯”，其中一個(gè)或多個(gè)電感器件是由60個(gè)通孔402形成的，60個(gè)通孔402形成鐵磁片400內(nèi)的一個(gè)陣列。如圖22所示，電流要么流入要么流出陣列內(nèi)的每個(gè)通孔402。電流可以如圖4B所示，由穿過(guò)通孔402和介于通孔402之間的被電鍍的導(dǎo)體(圖中未示)攜載。如下面的討論，每個(gè)通孔402和鐵磁片400的一個(gè)圍繞部分(由點(diǎn)劃線圓圈404表示)建立一個(gè)“單元磁芯”，其單獨(dú)地、或者與一個(gè)或多個(gè)其他單元磁芯組合，而形成一個(gè)電感器件。
可以使用前述的用于制造虛擬磁芯的方法來(lái)制造圖22。例如，可以像前述圖7、8、9所公開的那樣作為柔性電路(FLEX)的一部分，像前述圖10、11和圖12所公開的那樣作為印刷電路板(PCB)的一部分，來(lái)制造圖22，或者如前述圖13所公開的那樣沒有FLEX和PCB而制造圖22。
單元磁芯對(duì)安培定律的使用根據(jù)安培定律，在圖22中，穿過(guò)通孔402的每個(gè)攜帶電流的導(dǎo)體將產(chǎn)生如點(diǎn)劃線圓圈404表示的環(huán)形磁場(chǎng)。盡管傳統(tǒng)的電感器件典型地使用絕緣導(dǎo)體來(lái)環(huán)繞鐵氧體環(huán)形磁芯，從而構(gòu)造出通過(guò)磁芯的中心孔的“線匝”，但這種繞組或線匝并不一定在磁芯內(nèi)產(chǎn)生磁力線構(gòu)成的磁場(chǎng)。例如，圖23圖解說(shuō)明了安培定律的一種形式，其中環(huán)形磁場(chǎng)410是由流過(guò)筆直導(dǎo)體412的電流產(chǎn)生的。因此，彎曲的導(dǎo)體不一定產(chǎn)生磁場(chǎng)。但是，磁場(chǎng)路徑取決于電流路徑。例如，環(huán)形電流路徑會(huì)產(chǎn)生通過(guò)該電流路徑的中心的一個(gè)直線場(chǎng)。
因此，根據(jù)安培定律，可以通過(guò)讓單個(gè)載流導(dǎo)體穿過(guò)圖22中的通孔22，而在基本包圍通孔402的一部分鐵磁片400內(nèi)產(chǎn)生磁場(chǎng)，來(lái)制造相當(dāng)于單匝電感器的單個(gè)電感器件。如點(diǎn)劃線圓圈404所表示的，由載流導(dǎo)體產(chǎn)生的磁通量位于直接圍繞鐵磁片400的區(qū)域內(nèi)。
單元磁芯對(duì)法拉第定律的使用在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，設(shè)置穿過(guò)圖22的一個(gè)或多個(gè)通孔402的第二個(gè)絕緣導(dǎo)體而形成一個(gè)變壓器，這里稱之為“單元磁芯變壓器”或“單元變壓器”。通過(guò)圖解說(shuō)明的方式，圖24顯示了法拉第定律的一種形式，其中當(dāng)導(dǎo)體420的路徑包圍攜帶隨時(shí)間變化的磁通密度B的區(qū)域A時(shí)，在導(dǎo)體420中產(chǎn)生電場(chǎng)強(qiáng)度E。這個(gè)定律是由以下方程描述的∮E·(dl)＝∮dB/dt·(dA) (方程2)當(dāng)圍繞一個(gè)閉合路徑的電場(chǎng)強(qiáng)度E的線積分等于穿過(guò)該路徑所包圍的區(qū)域A的隨時(shí)間變化的磁通量B之和時(shí)，它是感應(yīng)的電壓。
因此，在圖22所示的實(shí)施例中，由通孔402的次級(jí)導(dǎo)體所檢測(cè)到的磁通量等于由同一個(gè)通孔402內(nèi)的初級(jí)電流所產(chǎn)生的直接環(huán)繞的磁通量。相當(dāng)于一個(gè)1∶1匝數(shù)比變壓器的單個(gè)電感器件，是通過(guò)讓初級(jí)載流導(dǎo)體和次級(jí)導(dǎo)體或感應(yīng)導(dǎo)體穿過(guò)圖22中的同一個(gè)通孔402，來(lái)制造的。如下面詳細(xì)描述的，多個(gè)通孔402的初級(jí)導(dǎo)體和次級(jí)導(dǎo)體可以通過(guò)串聯(lián)和并聯(lián)組合的方式，在電氣上耦合，從而產(chǎn)生具有所需匝數(shù)比的單元變壓器的初級(jí)繞組和次級(jí)繞組。只要當(dāng)合并來(lái)自每個(gè)通孔402的信號(hào)時(shí)，感應(yīng)電壓的極性是正的，則合成繞組就會(huì)作為一個(gè)有效變壓器的一部分來(lái)工作。
圖22的電流流動(dòng)圖案被排列成使得在陣列的同一行或同一列中，任何單個(gè)通孔402中的電流流動(dòng)方向都和任何鄰近通孔402中的電流流動(dòng)方向相反。表示圍繞每個(gè)通孔402的環(huán)繞的磁通量方向的點(diǎn)劃線圓圈404說(shuō)明，在兩個(gè)相鄰磁場(chǎng)交叉的情況下，在每個(gè)通孔402之間產(chǎn)生的合成磁通量具有相同的方向。但是，這樣的取向不是必需的，而且各種電流圖案都是可能的。例如，圖25圖解說(shuō)明了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中40個(gè)通孔432形成了鐵磁片434內(nèi)的一個(gè)陣列。如圖25表示的電流圖案被排列成在一列內(nèi)，使電流以相同的方向流過(guò)每個(gè)通孔432，而且在每一列內(nèi)，流過(guò)通孔432的電流方向與任何相鄰列的電流方向相反。點(diǎn)劃線圓圈436說(shuō)明，在同一行中的兩個(gè)相鄰?fù)?32之間，所產(chǎn)生的合成磁通量具有相同的方向，但是在同一列中的兩個(gè)相鄰?fù)?32之間，所產(chǎn)生的磁通量具有相反的方向。圖26圖解說(shuō)明了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，其中在鐵磁片440內(nèi)形成的40個(gè)通孔438中，每一個(gè)通孔的電流都在同一個(gè)方向上。點(diǎn)劃線圓圈442說(shuō)明，在兩個(gè)相鄰的磁場(chǎng)交叉的情況下，在每個(gè)通孔438之間產(chǎn)生的合成磁通量具有相反的方向。
無(wú)論電流流動(dòng)的圖案是怎樣的，由單個(gè)通孔所產(chǎn)生的磁通量繼續(xù)位于圍繞通孔的鐵磁材料的鄰近區(qū)域內(nèi)。因此，當(dāng)產(chǎn)生繞組的串聯(lián)和并聯(lián)的組合時(shí)，可以選擇各種電流流動(dòng)的圖案來(lái)簡(jiǎn)化電路路徑。
單元磁芯組合如上所述，穿過(guò)圖22的單個(gè)通孔402來(lái)放置第二絕緣導(dǎo)體，將會(huì)形成一個(gè)1∶1匝數(shù)比的單元變壓器。多個(gè)通孔402內(nèi)的初級(jí)導(dǎo)體和次級(jí)導(dǎo)體也可用串聯(lián)和并聯(lián)方式組合，從而形成任何具有所需匝數(shù)比的單元變壓器。圖27圖解說(shuō)明了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中6單元變壓器456是用形成于鐵磁片460(其一部分被表示為圍繞著每個(gè)通孔458)中的6個(gè)通孔458來(lái)制造的。單元變壓器456包括初級(jí)繞組462，該初級(jí)繞組提供一條電流路徑，使得出現(xiàn)在初級(jí)繞組462的兩端466、468上的電壓信號(hào)Vin導(dǎo)致電流Iin通過(guò)每個(gè)串聯(lián)的通孔458，從第一端466流到第二端468。單元變壓器456還包括次級(jí)繞組464，該次級(jí)繞組提供一條通過(guò)每個(gè)串聯(lián)通孔458的電流路徑。初級(jí)繞組462和次級(jí)繞組464可以包括在鐵磁片460的頂部表面470和底部表面472上，穿過(guò)通孔458和介于通孔458之間的導(dǎo)體(圖中未示)。
由于初級(jí)繞組462是串聯(lián)的，電流Iin流過(guò)每個(gè)通孔458，并且在通過(guò)每個(gè)通孔458的那部分次級(jí)繞組464中感應(yīng)出一個(gè)等于Iin的電流。由于次級(jí)繞組464也是串聯(lián)的，因此通過(guò)每個(gè)通孔458的次級(jí)繞組464中的最大電流是Iout，該電流等于Iin。因此Vout等于Vin且圖27所示的6單元變壓器具有匝數(shù)比1∶1。
圖28圖解說(shuō)明了本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，其中圖27的6單元變壓器456的次級(jí)繞組464已經(jīng)被重新排列，以便提供并聯(lián)穿過(guò)兩個(gè)通孔組488、490的電流路徑，其中穿過(guò)每個(gè)組488、490的電流路徑以串聯(lián)方式穿過(guò)三個(gè)通孔458。在通過(guò)每個(gè)通孔458的那部分次級(jí)繞組464中感應(yīng)出一個(gè)等于Iin的電流，導(dǎo)致電流I1和I2都等于Iin。因此，根據(jù)歐姆定律和能量守恒，Iin等于Iout除以2而Vin等于Vout乘以2。所得到的單元變壓器具有2∶1匝數(shù)比(初級(jí)比次級(jí))，其中在次級(jí)繞組464中通過(guò)每個(gè)通孔458的最大電流等于Iout的一半。
圖29圖解說(shuō)明了本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例，其中圖27所示的6單元變壓器456的次級(jí)繞組464已經(jīng)重新排列，以提供并聯(lián)穿過(guò)三個(gè)通孔組492、494、496的電流路徑，其中穿過(guò)每個(gè)組492、494、496的電流路徑以串聯(lián)方式穿過(guò)兩個(gè)通孔458。在通過(guò)每個(gè)通孔458的那部分次級(jí)繞組464中感應(yīng)出一個(gè)等于Iin的電流，導(dǎo)致各電流I3、I4和I5都等于Iin。因此，Iin等于Iout除以3而Vin等于Vout乘以3。所得到的單元變壓器具有3∶1匝數(shù)比(初級(jí)比次級(jí))，其中在次級(jí)繞組464中通過(guò)每個(gè)通孔458的最大電流等于Iout的三分之一。
圖30圖解說(shuō)明了本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施例，其中圖27的6單元變壓器456的次級(jí)繞組464已被重新排列，以提供串聯(lián)穿過(guò)兩個(gè)通孔組499、500的電流路徑，其中穿過(guò)每個(gè)組498、500的電流路徑以并聯(lián)方式穿過(guò)三個(gè)通孔458。這種配置產(chǎn)生與上圖29中所使用的次級(jí)繞組464的配置相同的結(jié)果，說(shuō)明許多不同的繞組配置能夠取得相同的結(jié)果。
圖31圖解說(shuō)明了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，其中圖27所示的6單元變壓器456的次級(jí)繞組464已被重新排列，以提供并聯(lián)穿過(guò)所有6個(gè)通孔458的電流路徑。根據(jù)歐姆定律和能量守恒，使用和以上相同的原理，Iin等于Iout除以6而Vin等于Vout乘以6。所得到的單元變壓器具有6∶1匝數(shù)比(初級(jí)比次級(jí))，其中在次級(jí)繞組464中通過(guò)每個(gè)通孔458的最大電流等于Iout的六分之一。
圖32A～32I使用圖27中的6單元變壓器456的初級(jí)繞組462和次級(jí)繞組464的符號(hào)表示法，來(lái)圖解說(shuō)明本發(fā)明的具有各種匝數(shù)比的其他實(shí)施例。在初級(jí)繞組462和次級(jí)繞組464中所顯示的實(shí)箭頭符號(hào)512表示當(dāng)每個(gè)繞組通過(guò)通孔時(shí)的方向。實(shí)箭頭符號(hào)512之間的串聯(lián)連接514和并聯(lián)連接516僅僅作為舉例，說(shuō)明讓初級(jí)繞組462和次級(jí)繞組464通過(guò)圖27的6個(gè)通孔458的各種組合，用來(lái)產(chǎn)生所需的匝數(shù)比。
本發(fā)明的6單元變壓器456的前述實(shí)施例不限于圖27～32I中所表示的。如以下表1所示，對(duì)于圖27中的6單元變壓器456，有36種可能的連接組合，雖然并非每種組合都是平衡的。正如這里所使用的，“平衡的”單元變壓器有相同的電流量通過(guò)每個(gè)通孔。表1顯示總共有16種可能的平衡配置(以灰度高亮來(lái)表示)，其中10種是唯一的組合(下面劃線)。
表16單元變壓器及同等匝數(shù)比的可能的繞組組合

本發(fā)明不限于圖27～32I的前述描述中公開的6單元變壓器456?？梢杂萌魏螖?shù)量的通孔來(lái)形成具有所需匝數(shù)比的單元變壓器。隨通孔數(shù)量的增加，繞組組合的數(shù)量急劇增加，可以用各種各樣的匝數(shù)比、電感和配置來(lái)滿足設(shè)計(jì)需求。例如，在一個(gè)鐵磁片中形成的20個(gè)單元磁芯的陣列會(huì)產(chǎn)生400種不同的配置，36種是平衡的而21種是完全唯一的。
單元磁芯電源變壓器在電源和其他高二次電流應(yīng)用中，圖26中顯示的電流圖案的均勻性有利地簡(jiǎn)化了初級(jí)繞組連接以及高電流次級(jí)繞組連接，其中大部分或全部單元磁芯是并聯(lián)的。圖33A、33B和33C顯示了單元磁芯電源變壓器530的一個(gè)實(shí)施例，其包括嵌入PCB粘合劑528中的鐵磁片534。僅僅作為舉例，圖33A、33B和33C中的單元磁芯電源變壓器530被配置成具有5∶1匝數(shù)比和50安培的二次輸出電流。由于為了電鍍能夠攜帶超過(guò)1安培的電流穿過(guò)一個(gè)通孔的導(dǎo)體，所必需付出的成本和大量時(shí)間，通常必須限制每個(gè)通孔中的電流不得超過(guò)1安培。如下面描述的，圖33A、33B和33C中顯示的50個(gè)通孔536被并聯(lián)以提供50安培的次級(jí)電流輸出，最大為1安培的電流通過(guò)每個(gè)通孔536中的次級(jí)導(dǎo)體。
參考圖33A、33B和圖33C，50個(gè)通孔536穿過(guò)頂部PCB復(fù)合層550、鐵磁片534和底部PCB復(fù)合層552，而形成具有5行的一個(gè)陣列。為了討論目的，在圖33A中將這些行標(biāo)記為R1到R5。50個(gè)通孔536中，每一個(gè)可包括彼此相互絕緣的初級(jí)導(dǎo)體(圖中未示)和次級(jí)導(dǎo)體(圖中未示)。4個(gè)電鍍通孔538穿過(guò)不包含鐵磁片534的印刷電路板532區(qū)域。為簡(jiǎn)潔起見，在圖33C的橫截面?zhèn)纫晥D中，顯示了穿過(guò)鐵磁片的10個(gè)電鍍通孔536和穿過(guò)印刷電路板532區(qū)域的兩個(gè)電鍍通孔。頂部PCB電路550包括第一頂部導(dǎo)電層540和第二頂部導(dǎo)電層544，它們被絕緣層548分隔開。底部PCB電路552包括第一底部導(dǎo)電層542和第二底部導(dǎo)電層546，它們被絕緣層548分隔開。
圖33A顯示了單元磁芯電源變壓器530的俯視圖，其中第二頂部導(dǎo)電層544和絕緣層548被移去以暴露第一頂部導(dǎo)電層540。第一頂部導(dǎo)電層540的一部分形成在鐵磁片534的一個(gè)面上的行R1中的每個(gè)通孔536的初級(jí)導(dǎo)體之間的電性連接，而第一底部導(dǎo)電層542的一部分形成在鐵磁片534的另一個(gè)面上的行R1中的每個(gè)通孔536的初級(jí)導(dǎo)體之間的電性連接。因此，行R1中的所有10個(gè)初級(jí)導(dǎo)體是以并聯(lián)方式連接于第一頂部導(dǎo)電層540的一部分和第一底部導(dǎo)電層542的一部分之間的。類似地，每個(gè)通孔536的初級(jí)導(dǎo)體是沿著行R2到行R5的每一行以并聯(lián)方式連接的。此外，位于印刷電路板532區(qū)域中的通孔538被電性連接到第一頂部導(dǎo)電層540和第一底部導(dǎo)電層542部分，從而在行R1到行R5之間產(chǎn)生串聯(lián)連接。如圖33A所示，流過(guò)該陣列中的每個(gè)通孔536的初級(jí)電流都是處于同一方向。
圖33B顯示了單元磁芯電源變壓器530的俯視圖。第二頂部導(dǎo)電層544形成在鐵磁片534的一個(gè)面上的每個(gè)通孔536的次級(jí)導(dǎo)體之間的電性連接，而第二底部導(dǎo)電層546形成在鐵磁片534的另一面上的每個(gè)通孔536的次級(jí)導(dǎo)體之間的電性連接。因此所有50個(gè)次級(jí)導(dǎo)體都是以在并聯(lián)方式連接于第二頂部導(dǎo)電層544和第二底部導(dǎo)電層546之間。
參考圖33A、33B和33C中所示的單元磁芯電源變壓器的工作，施加在節(jié)點(diǎn)554的10安培初級(jí)電流將并行通過(guò)行R1中的每個(gè)通孔536。因此，當(dāng)初級(jí)電流從行R1中的一部分第一頂部導(dǎo)電層540通過(guò)，到達(dá)一部分第一底部導(dǎo)電層542時(shí)，每個(gè)通孔536將只傳導(dǎo)1安培初級(jí)電流。10安培初級(jí)電流然后將從行R1上的這部分第一底部導(dǎo)電層542通過(guò)，穿過(guò)PCB區(qū)域532中的通孔538，到達(dá)行R2上的一部分第一頂部導(dǎo)電層540。通過(guò)這種方式，這10安培初級(jí)電流便從行R1中的節(jié)點(diǎn)554通過(guò)，穿過(guò)印刷電路板區(qū)域中串聯(lián)的4個(gè)通孔538，并且穿過(guò)每一行中并聯(lián)的每個(gè)通孔536，通過(guò)每一個(gè)后續(xù)的行，而到達(dá)行R5中的節(jié)點(diǎn)556，因此所有50個(gè)通孔536都攜帶穿過(guò)鐵磁片534的1安培初級(jí)電流。為了攜帶10安培電流，僅作為舉例，印刷電路板532區(qū)域中的4個(gè)通孔538可包括加大的槽，多個(gè)通孔，實(shí)心(solid)高載流引線，單條厚導(dǎo)線和多條導(dǎo)線。
通過(guò)每個(gè)通孔536的1安培初級(jí)電流將在穿過(guò)每個(gè)通孔536的次級(jí)導(dǎo)體中感應(yīng)出1安培次級(jí)電流。由于在第二頂部導(dǎo)電層544和第二底部導(dǎo)電層546之間，各個(gè)通孔536的次級(jí)導(dǎo)體是并聯(lián)連接的，所以50安培的次級(jí)電流將從第二頂部導(dǎo)電層544中的節(jié)點(diǎn)558流到第二底部導(dǎo)電層546中的節(jié)點(diǎn)560。因此，單元磁芯電源變壓器530具有5∶1的匝數(shù)比及50安培的次級(jí)電流。
圖33A、33B和33C中所示的實(shí)施例具有非常簡(jiǎn)單的排列，并使初級(jí)繞組和次級(jí)繞組的電阻率達(dá)到最小。高電流下的次級(jí)電阻非常低，這是因?yàn)榈诙敳繉?dǎo)電層544和第二底部導(dǎo)電層546都有利地包含導(dǎo)電材料如銅平面。同時(shí)，由于穿過(guò)每個(gè)通孔536的實(shí)際路徑長(zhǎng)度相同，每個(gè)通孔536中的初級(jí)導(dǎo)體和次級(jí)導(dǎo)體趨于具有相等的電流。此外，對(duì)于初級(jí)繞組(由節(jié)點(diǎn)554和556表示)和次級(jí)繞組(由節(jié)點(diǎn)558和560表示)的輸入和輸出連接是便于安排的。
虛擬和單元磁芯的組合圖33A、33B和圖33C中所示的實(shí)施例使用了圖26中顯示的電流方向，它能夠被容易地改變以實(shí)現(xiàn)許多不同的輸出電流和匝數(shù)比的技術(shù)規(guī)格。圖26中所顯示的電流圖案的均勻性也可以被有利地和虛擬磁芯的安排結(jié)合使用，以形成包括兩個(gè)或更多個(gè)次級(jí)繞組的變壓器。具有穿過(guò)單個(gè)通孔的兩個(gè)或更多個(gè)次級(jí)導(dǎo)體的單元磁芯，可能對(duì)制造來(lái)說(shuō)非常難且昂貴。但是，具有附加的次級(jí)導(dǎo)體的通孔可以被安排得靠近單元磁芯，以便感應(yīng)在圍繞該單元磁芯的鐵磁材料內(nèi)流動(dòng)的環(huán)繞磁通量。例如，如在前面對(duì)圖33A、33B和圖33C的描述中所討論的，鐵磁片534內(nèi)的每個(gè)通孔536具有形成于其中的一個(gè)初級(jí)載流導(dǎo)體和一個(gè)次級(jí)載流導(dǎo)體，初級(jí)導(dǎo)體在次級(jí)導(dǎo)體中感應(yīng)出次級(jí)電流。通過(guò)在鐵磁片534的各區(qū)域中形成電鍍通孔，便可將一個(gè)或更多個(gè)附加的次級(jí)繞組耦合到初級(jí)導(dǎo)體，在鐵磁片534上例如在陣列的外部周邊處，磁通量表現(xiàn)為流出圍繞單元磁芯的緊鄰區(qū)域。
實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)單片磁芯在E形磁芯構(gòu)造中，如圖1所示，在E形磁芯和蓋之間形成一個(gè)間隙。大多數(shù)變壓器所用的E形磁芯要求利用例如環(huán)氧樹脂和夾具來(lái)使磁芯的一半和另一半相結(jié)合。這些工藝是耗時(shí)而且導(dǎo)致?lián)p失的，并且由于在E形磁芯和蓋之間形成的間隙而引起器件的參數(shù)變化。相反，本說(shuō)明書所公開的磁芯有利地包括一種連續(xù)式元件，因此提供了改善的變壓器效率。這種單片設(shè)計(jì)也消除了以單獨(dú)一個(gè)處理步驟來(lái)結(jié)合兩個(gè)分開的部件的需要。
如果在圖17～21的實(shí)施例中，希望有一個(gè)間隙來(lái)避免磁飽和，那么可以在圖18所示的各同心環(huán)中蝕刻出間隙。這種蝕刻間隙環(huán)消除了E形磁芯的傳統(tǒng)機(jī)械隔離參數(shù)的大幅變化。
渦流的減少以圖17～21的方式構(gòu)造的電感器和變壓器通過(guò)在兩個(gè)方向上隔離金屬疊片而提供了更好的性能，且渦流遠(yuǎn)為更少。這是因?yàn)樗緦?shí)施例具有的磁芯由于以下事實(shí)而比傳統(tǒng)的層疊磁芯都薄(a)與使用印刷電路板或柔性電路制造材料相比，用來(lái)蝕刻環(huán)320的金屬片可以薄很多；和(b)可以將單個(gè)絕緣環(huán)制造得非常窄。由于渦流與器件截面面積的平方成正比，因此與傳統(tǒng)的變壓器或電感器的制造方法相比，所述實(shí)施例極大地減小了渦流。例如，參考圖1所示的傳統(tǒng)E形磁芯，這種磁芯的金屬疊片是不能在兩個(gè)方向上被隔離的，這是因?yàn)檫@些條塊會(huì)分開，或者完全不具備機(jī)械完整性。
表面安裝依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例所形成的繞組能夠形成表面安裝引線，而不需要隔離的引線框結(jié)構(gòu)、復(fù)雜的引線或端部電鍍(end plating)。依據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的平面電感器件對(duì)于表面安裝技術(shù)來(lái)說(shuō)，是非常被容易修改而安裝到在其他表面、如PCB或FLEX電路上的。
互連由于蝕刻的變壓器/電感器是使用被用來(lái)制造印刷電路板或柔性電路的相同工藝制造的，變壓器能夠有利地成為電源或電路組件的一個(gè)組成部分，因此減少了物理尺寸，減少了連接，并且總體而言使得組件更為緊湊和更小。電路元件能夠被直接置于蝕刻的變壓器之上或之下，利用變壓器的表面積作為載體以使電路平衡，所以整個(gè)電路的面積會(huì)和變壓器的面積一樣小。例如，在電源應(yīng)用中，開關(guān)器件(如二極管和場(chǎng)效應(yīng)二極管(FET)半導(dǎo)體)能夠被直接安裝在鐵磁片的頂部，因此便減少了電源電路的長(zhǎng)度和尺寸。
磁學(xué)效果依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例所構(gòu)造的磁芯與傳統(tǒng)變壓器相比，提供的磁通路徑更為高效而損耗則更少。這些特征在設(shè)計(jì)和功能上更類似于環(huán)形磁芯。該磁通路徑與使用傳統(tǒng)磁芯如E形磁芯和PQ磁芯的可比變壓器相比更短。
單元磁芯實(shí)施例，如圖22～33C所示，具有優(yōu)于傳統(tǒng)電感器件的改善性能。通過(guò)穿過(guò)與初級(jí)繞組相同的通孔來(lái)設(shè)置次級(jí)繞組，在初級(jí)繞組和次級(jí)繞組之間的漏電感能夠被顯著減少，因?yàn)檫@些繞組擁有相同的磁通量。通過(guò)穿過(guò)與初級(jí)繞組相同的通孔來(lái)設(shè)置次級(jí)繞組，由于初級(jí)繞組和次級(jí)繞組的抵消效應(yīng)以及初級(jí)電路與次級(jí)電路之間的隔離，鄰近效應(yīng)能夠被顯著減少。因?yàn)橹圃霵CB或FLEX電路所用的普通工藝能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)體的布局，所以能夠?qū)崿F(xiàn)有利的繞組圖案，來(lái)減少各個(gè)導(dǎo)體中的電流和降低導(dǎo)體的電阻。
尺寸所述實(shí)施例能夠被制造得比傳統(tǒng)電感器件小，因?yàn)樗鼈儾恍枰獜?fù)雜的引線和引線框。在頂部表面和底部表面上的表面焊盤自己形成連接，并且它們可以被直接表面安裝到印刷電路板上，由此便減少了器件的面積并為其他組件讓出更多空間。各繞組處于兩個(gè)平面中，所以一個(gè)典型應(yīng)用的十(10)層平面變壓器器件的繞組的整體高度能夠被減少1/5。這個(gè)“磁芯”位于一個(gè)平面中而不是一個(gè)三維E形磁芯結(jié)構(gòu)中，這進(jìn)一步使整體高度以更大的因子減少?？梢越ㄔ旆浅Ｆ降淖儔浩骰螂姼衅?，所述因?yàn)殍F磁片是一個(gè)薄平表面。通過(guò)在薄鐵磁片內(nèi)制造小且間隔緊密的通孔，可以構(gòu)造非常微型的電感器件。如圖22～33C所示的單元磁芯的安排便能夠被有利地用來(lái)實(shí)現(xiàn)基本鐵磁磁芯，該鐵磁磁芯包括一個(gè)通孔以及圍繞著它的緊鄰的鐵磁區(qū)域。
成本所述實(shí)施例能夠用柔性電路制造，并且比多層平面繞組低廉得多。變壓器或電感器所必需的導(dǎo)體能夠用通常用來(lái)構(gòu)造PCB或FLEX電路的自動(dòng)處理技術(shù)來(lái)設(shè)置。而且，消除了對(duì)引線框、封裝(potting)和蓋粘合的需要，使得器件更易于制造。
熱量消除依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例所構(gòu)造的電感器和變壓器的一個(gè)特征是產(chǎn)生熱量的繞組不像傳統(tǒng)的變壓器那樣，不是埋在組件內(nèi)或盤繞在各自的頂部，也不像在平面變壓器中那樣層疊在一起。相反，電鍍的繞組基本處于變壓器或電感器器件的頂部平面和底部平面上。這種布局提供了更好的熱量耗散且沒有截留的熱量埋在繞組內(nèi)。印刷電路板能夠有利地附著到散熱片上，只由通常僅0.005英寸厚的薄焊接掩模隔開，一半繞組和散熱片熱學(xué)接觸，因此提供了更好的表面積熱量比(surfacearea to heat ratio)。圖15顯示了一個(gè)直接安裝到散熱片232如銅和鋁上從而消除熱量極佳的大表面積230的例子。
廣泛的應(yīng)用借助當(dāng)前本發(fā)明的實(shí)施例，可以實(shí)現(xiàn)許多不同的可能的匝數(shù)比。此外，通過(guò)層疊具有對(duì)齊通孔的鐵磁片，能夠用大量等效的繞組線匝來(lái)實(shí)現(xiàn)多維器件。
雖然本說(shuō)明書參考特定實(shí)施例來(lái)描述本發(fā)明，但這些實(shí)施例僅僅是作為例子，并不限制本發(fā)明的范圍。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)該僅僅根據(jù)所附權(quán)利要求來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種具有顯著減少的初級(jí)繞組和次級(jí)繞組間漏電感的單元磁芯變壓器，所述變壓器具有一基本平坦表面，并且與所述變壓器相關(guān)的電路元件是直接安裝到所述平坦表面上的，包括a.一鐵磁材料片，其具有一系列行和列的從其中穿過(guò)的間隔通孔；b.一第一初級(jí)導(dǎo)體，其延伸穿過(guò)形成于所述鐵磁材料片中的第一個(gè)所述通孔，用于攜帶電流以在基本包圍所述通孔的一部分所述鐵磁材料內(nèi)產(chǎn)生磁場(chǎng)；c.一第二初級(jí)導(dǎo)體，其延伸穿過(guò)形成于所述鐵磁材料片中的第二個(gè)所述通孔，所述第二個(gè)通孔和所述第一個(gè)通孔是相鄰的；d.所述第一和第二初級(jí)導(dǎo)體是耦合在一起的，流進(jìn)所述第一個(gè)通孔的電流方向和流進(jìn)所述第二個(gè)通孔的電流方向相反，而由此在所述第一個(gè)和所述第二個(gè)通孔之間，在兩個(gè)鄰接的磁場(chǎng)相交處，產(chǎn)生的合成磁通量具有相同的方向；e.一第一次級(jí)導(dǎo)體，其在所述鐵磁材料片中，延伸穿過(guò)與所述第一初級(jí)導(dǎo)體相同的通孔，由流進(jìn)所述第一初級(jí)導(dǎo)體的電流產(chǎn)生的磁通量，由此而在所述第一次級(jí)導(dǎo)體中感應(yīng)出電壓；f.一第二次級(jí)導(dǎo)體，其在所述鐵磁材料片中，延伸穿過(guò)與所述第二初級(jí)導(dǎo)體相同的通孔，由流進(jìn)所述第二初級(jí)導(dǎo)體的電流產(chǎn)生的磁通量，由此而在所述第二次級(jí)導(dǎo)體中感應(yīng)出電壓；g.耦合在一起的所述初級(jí)導(dǎo)體和耦合在一起的所述次級(jí)導(dǎo)體，用于為所述單元變壓器提供所需匝數(shù)比；以及h.電子印刷電路，其形成于所述片的頂部表面和底部表面上，具有與所述的第一和第二初級(jí)導(dǎo)體以及所述的第一和第二次級(jí)導(dǎo)體電接觸的電路。
2.一種單元磁芯變壓器，其具有一基本平坦表面，以及與所述變壓器相關(guān)的、直接安裝到所述平坦表面的電路元件，包括a.一鐵磁材料片，其具有一系列從其中穿過(guò)的間隔通孔；b.多個(gè)初級(jí)導(dǎo)體，其分別延伸穿過(guò)所述通孔，而使得通過(guò)所述導(dǎo)體的電流在基本包圍所述通孔的一部分所述鐵磁材料內(nèi)形成多個(gè)相應(yīng)的磁場(chǎng)；c.多個(gè)次級(jí)導(dǎo)體，其分別延伸穿過(guò)與所述初級(jí)導(dǎo)體穿過(guò)的通孔相同的通孔；d.耦合在一起的所述初級(jí)導(dǎo)體和耦合在一起的所述次級(jí)導(dǎo)體，用于為所述單元變壓器提供所需匝數(shù)比；以及e.電子印刷電路，其形成于所述片的頂部表面和底部表面上，具有與所述的初級(jí)導(dǎo)體和次級(jí)導(dǎo)體電接觸的電路。
3.如權(quán)利要求2所述的單元磁芯變壓器，其中所述多個(gè)初級(jí)導(dǎo)體是耦合在一起的，使得通過(guò)任一通孔的電流和通過(guò)其相鄰?fù)椎碾娏鞣较蛳喾矗纱嗽卩徑字g，在兩個(gè)鄰接的磁場(chǎng)相交處，產(chǎn)生的合成磁通量具有相同的方向。
4.如權(quán)利要求2所述的單元磁芯變壓器，其中所述多個(gè)次級(jí)導(dǎo)體是串聯(lián)耦合的。
5.如權(quán)利要求2所述的單元磁芯變壓器，其中所述多個(gè)次級(jí)導(dǎo)體是并聯(lián)耦合的。
6.如權(quán)利要求2所述的單元磁芯變壓器，其具有x+y個(gè)次級(jí)導(dǎo)體，x個(gè)所述次級(jí)導(dǎo)體是串聯(lián)耦合的，而y個(gè)所述次級(jí)導(dǎo)體是串聯(lián)耦合的，所述的x個(gè)串聯(lián)導(dǎo)體是與所述的y個(gè)串聯(lián)導(dǎo)體并聯(lián)耦合在一起的，以提供一降壓變壓器。
7.如權(quán)利要求2所述的單元磁芯變壓器，其具有b+c個(gè)初級(jí)導(dǎo)體和x+y個(gè)次級(jí)導(dǎo)體，b個(gè)所述初級(jí)導(dǎo)體是串聯(lián)耦合的，而c個(gè)所述初級(jí)導(dǎo)體是串聯(lián)耦合的；所述的b個(gè)串聯(lián)導(dǎo)體是與所述的c個(gè)串聯(lián)導(dǎo)體并聯(lián)耦合的；x個(gè)次級(jí)導(dǎo)體是串聯(lián)耦合的，所述的y個(gè)次級(jí)導(dǎo)體是串聯(lián)耦合的；所述的x個(gè)串聯(lián)導(dǎo)體是與所述的y個(gè)串聯(lián)導(dǎo)體并聯(lián)耦合在一起的，以提供一選定匝數(shù)比的變壓器。
8.一種用于制造具有高效磁通路徑且損耗減少的單元磁芯變壓器的方法，包括形成穿過(guò)一基本平坦鐵磁材料的多個(gè)通孔；在一頂部PCB和一底部PCB中形成對(duì)應(yīng)的通孔，而且一個(gè)或多個(gè)通孔在所述鐵磁材料的外部；形成初級(jí)導(dǎo)體，其穿過(guò)每個(gè)延伸穿過(guò)所述鐵磁材料的所述通孔；形成次級(jí)導(dǎo)體，其與所述初級(jí)導(dǎo)體絕緣，穿過(guò)每個(gè)延伸穿過(guò)所述鐵磁材料的所述通孔，而使得每個(gè)通孔和鄰近該通孔的一部分所述鐵磁材料起到一1∶1匝數(shù)比變壓器的功能；在所述頂部PCB和所述底部PCB中形成PCB電路，以通過(guò)并聯(lián)或串聯(lián)電路來(lái)連接所述初級(jí)導(dǎo)體和所述次級(jí)導(dǎo)體，其中所述并聯(lián)或串聯(lián)電路是由所述單元磁芯變壓器的所需匝數(shù)比確定的；形成電導(dǎo)體，其穿過(guò)在所述鐵磁材料的外部的一個(gè)或多個(gè)所述通孔，以連接在所述頂部PCB和所述底部PCB中的電路；以及在所述頂部PCB和所述底部PCB之間層疊所述平坦鐵磁材料。
9.一種用于制造具有高效磁通路徑且損耗減少的單元磁芯變壓器的方法，包括形成穿過(guò)一基本平坦鐵磁材料的多個(gè)通孔；在柔性電路中形成對(duì)應(yīng)的通孔，而且一個(gè)或多個(gè)通孔在所述鐵磁材料的外部；形成初級(jí)導(dǎo)體，其穿過(guò)每個(gè)延伸穿過(guò)所述鐵磁材料的所述通孔；形成次級(jí)導(dǎo)體，其與所述初級(jí)導(dǎo)體絕緣，穿過(guò)每個(gè)延伸穿過(guò)所述鐵磁材料的所述通孔，而使得每個(gè)通孔和鄰近該通孔的一部分所述鐵磁材料起到一1∶1匝數(shù)比變壓器的功能；在所述柔性材料中形成電路，以通過(guò)并聯(lián)或串聯(lián)電路來(lái)連接所述初級(jí)導(dǎo)體和所述次級(jí)導(dǎo)體，其中所述并聯(lián)或串聯(lián)電路是由所述單元磁芯變壓器的所需匝數(shù)比確定的。
10.一種制造具有高效磁通路徑且損耗減少的單元磁芯變壓器的方法，包括形成穿過(guò)一基本平坦鐵磁材料的多個(gè)通孔；形成初級(jí)導(dǎo)體，其穿過(guò)每個(gè)延伸穿過(guò)所述鐵磁材料的所述通孔；形成次級(jí)導(dǎo)體，其與所述初級(jí)導(dǎo)體絕緣，穿過(guò)每個(gè)延伸穿過(guò)所述鐵磁材料的所述通孔，而使得每個(gè)通孔和鄰近該通孔的一部分所述鐵磁材料起到一1∶1匝數(shù)比變壓器的功能；形成電路，以通過(guò)并聯(lián)或串聯(lián)電路來(lái)連接所述初級(jí)導(dǎo)體和所述次級(jí)導(dǎo)體，其中所述并聯(lián)或串聯(lián)電路是由所述單元磁芯變壓器的所需匝數(shù)比確定的。
11.一種單元磁芯變壓器，其具有一基本平坦表面，以及與所述變壓器相關(guān)的、直接安裝到所述平坦表面的電路元件，包括a.一磁性材料片，其具有一系列從其中穿過(guò)的間隔通孔；b.一第一導(dǎo)體，其穿過(guò)所述通孔之一；c.一第二導(dǎo)體，其穿過(guò)所述通孔，所述第二導(dǎo)體與所述第一導(dǎo)體電絕緣；以及d.電子印刷電路，其形成于所述片的頂部表面和底部表面上，所述印刷電路與所述的第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體電接觸。
12.一種單元磁芯變壓器a.一包括磁性材料的部件，有一系列的間隔通孔穿過(guò)至少一部分所述磁性材料；b.一第一導(dǎo)體，其穿過(guò)所述通孔之一；c.一第二導(dǎo)體，其穿過(guò)所述相同通孔的，所述第二導(dǎo)體是與所述第一導(dǎo)體電絕緣的；以及d.電子印刷電路，其形成于所述片的頂部表面和底部表面上，所述印刷電路與所述第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體電接觸。
全文摘要
本發(fā)明涉及變壓器/電感器器件以及電感元件如電感器、扼流器和變壓器的制造方法。穿過(guò)鐵磁襯底來(lái)形成多個(gè)通孔。初級(jí)導(dǎo)體和次級(jí)導(dǎo)體被設(shè)置穿過(guò)同樣的通孔以形成多個(gè)具有1∶1匝數(shù)比的單元(cell)變壓器。電路以并聯(lián)和串聯(lián)的組合來(lái)連接這些初級(jí)繞組和次級(jí)繞組，從而提供具有所需匝數(shù)比的變壓器。
文檔編號(hào)H05K1/16GK1682325SQ03821901
公開日2005年10月12日 申請(qǐng)日期2003年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月16日
發(fā)明者P·A·哈丁 申請(qǐng)人:M-福來(lái)克斯多精線電子學(xué)公司