磁性组件的制作方法

1.本技术涉及半导体技术领域，特别是涉及一种磁性组件。


背景技术：

2.在实际应用中，同一线圈的两个出头要放置在磁芯的同一侧，以便于在实际电路中线圈的两个出头与其他器件进行连接，图1和图2是现有的线圈的绕制方法以及线圈的出头引出方式，由于在顶层的pcb(printed circuit board)上往往已经布局了器件，因此顶层的pcb的空间受限，在顶层仅做一些简单的连接。由图1和图2可知，在顶层上，现有技术的方案存在有一定的没有使用的空间布局，因此顶层pcb的利用率较低，进而导致现有技术中的线圈的电阻大以及损耗高等缺陷。
3.如何提高pcb的利用率以及如何降低线圈的电阻以及损耗是磁性组件迫切需要解决的技术问题。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种磁性组件，以解决现有技术中存在的线圈的电阻大以及损耗高的技术问题。
5.本技术实施例提供了一种磁性组件，包括：位于印刷电路板内部的与所述印刷电路板平行的至少一层内部线圈；位于印刷电路板上表面的顶层线圈；从印刷电路板内部延伸至上表面的至少两个孔；磁芯组件至少部分穿过所述孔；所述内部线圈依次环绕两个所述孔，并包括第一终端和第二终端；所述第一终端和第二终端被设置于印刷电路板的相对两侧；所述顶层线圈包括第三终端和第四终端，其中，所述第二终端和第三终端通过从印刷电路板内部延伸至上表面金属体相连接；第一终端被配置为第一出头，第四终端被配置为第二出头。
6.在其中一个实施例中，一层所述内部线圈自第一终端至第二终端呈“s”型。
7.在其中一个实施例中，一层所述内部线圈还包括两个缝隙，两个所述缝隙均位于两个所述孔之间，第一缝隙的一端与第一孔连通，第一缝隙的另一端延伸至所述内层线圈的边缘处，第二缝隙的一端与第二孔连通，第二缝隙的另一端延伸至所述内层线圈的边缘处，且所述第一终端对应位于第一缝隙处，所述第二终端对应位于第二缝隙处。
8.在其中一个实施例中，所述顶层线圈铺满两个所述孔之间的区域，用于将所述第一出头和所述第二出头置于所述印刷电路板的同一侧。
9.在其中一个实施例中，所述金属体是由印刷电路板过孔工艺实现。
10.在其中一个实施例中，每层所述内部线圈上还包括串联的器件。
11.在其中一个实施例中，所述金属体为连接端子。
12.在其中一个实施例中，所述磁芯组件为i形、u形或e形中的一种或多种。
13.在其中一个实施例中，所述磁芯组件为空气磁芯。
14.在其中一个实施例中，所述内部线圈和所述顶层线圈的材质为铝、银、石墨、石墨
烯中的一种或多种。
15.相比于相关技术，本技术实施例提供的磁性组件，通过改变印制电路板内的线圈的结构，提高了印制电路板的利用率，进一步的，增大了线圈导线的截面面积，也就是说，减小了线圈的电阻，降低了线圈的损耗。因此，本发明有效克服了现有技术中的缺点，具有高度产业利用价值。
16.本技术的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本技术的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1a为现有技术中内部线圈的其中一层结构的示意图；
19.图1b为现有技术中顶层线圈的结构示意图；
20.图2为现有技术中的印制电路板的俯视图；
21.图3a为本技术中内部线圈的其中一层结构的示意图；
22.图3b为本技术中顶层线圈的结构示意图；
23.图4为本技术中除去磁芯组件的磁性组件的俯视图；
24.图5为本技术中除去印制电路板露出线圈结构的磁性组件的立体结构示意图；
25.图6为本技术中包含有两个ui形磁芯组件的磁性组件的立体结构示意图；
26.图7为本技术中包含有多柱形磁芯组件的磁性组件的立体结构示意图；
27.图8为本技术中包含有两个ei形磁芯组件的磁性组件的立体结构示意图；
28.图9为本技术中仅有磁芯柱组件的磁性组件的立体结构示意图；
29.图10为本技术中空气磁芯组件的磁性组件的立体结构示意图。
30.附图标记
31.1、导线；11、第一出头；11a、第一终端；11b、第二终端；2、导线；22、第二出头；22a、第三终端；22b、第四终端；3、金属体；4、导线；5、内部线圈；6、顶层线圈；8、孔；9、区域；10、磁芯组件；101、i形磁芯组件；102、u形磁芯组件；103、磁芯组件；104、e形磁芯组件。
具体实施方式
32.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。基于本技术提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
33.显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本技术应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本技术公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本技术揭
露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本技术公开的内容不充分。
34.在本技术中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本技术所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。
35.除非另作定义，本技术所涉及的技术术语或者科学术语应当为本技术所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本技术所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本技术所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本技术所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本技术所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。
36.图1a为现有技术中内部线圈的其中一层结构的示意图，图1b为现有技术中顶层线圈的结构示意图，如图1a和图1b所示，在现有技术中，印制电路板内部的线圈是按照图1a和图1b中的绕制方式绕制的，并通过金属体3将导线1、导线2以及导线4连接在一起，图中的箭头方向为电流在线圈内部的走向，在其他实施例中，电流也可以按照图1a和图1b中与箭头方向的相反方向在线圈内部流过。
37.如图1a所示，导线1按图示绕制，并预留出线圈第一出头11，导线2按图示绕制，并预留出线圈的第二出头22，然后，导线1先通过金属体3连接到导线4，导线4和导线2通过另一金属体3连接在一起，其中，导线4位于印制电路板的上表面。
38.图2为现有技术中的去除磁芯组件的磁性组件的俯视图，如图2所示，内部线圈是封装在印制电路板的内部的，顶层线圈6即为导线4，位于印制电路板的上表面，印制电路板上还设有孔8，孔8是用于给磁芯组件10穿过的孔洞，区域9为印制电路板中未使用的面积，也就是说在印制电路板上浪费的面积。
39.如图1a、1b以及2所示，在印制电路板上，区域9所占的面积较大，也就是说印制电路板上浪费的面积较大，进一步的，顶层线圈的导线截面面积较小，线圈的电阻较大，导致线圈的损耗较高，进而导致磁性组件的损耗过大。
40.图3a为本技术中内部线圈的结构的示意图，图3b为本技术中顶层线圈的结构示意图，如图3a和3b所示，内部线圈5的结构结呈s型，内部线圈5封装在印制电路板内部，且与印制电路板平行，内部线圈5按图示3a中的s型结构绕制，并预留出第一终端11a和第二终端11b，并将第一终端11a配置为第一出头；顶层线圈包括第三终端22a和第四终端22b，并将第四终端22b配置为第二出头；第二终端11b和第三终端22a通过从印刷电路板内部延伸至上
表面金属体3相连接，具体的，金属体3可以是过孔，金属体也可以连接端子，总之，凡是能将内部线圈与顶层线圈连接在一起的结构，均在本技术的保护范围，在此不在赘述。
41.在本技术实施例中，通过过孔将顶层线圈6与内部线圈5连接在一起，电流按照图中的箭头方向在线圈中流过，即从第一终端11a向第二终端11b呈”s”型流过，在其他实施例中，电流在线圈中流过的方向与图示中箭头的方向相反；或一段时间按照箭头方向流动，另一段时间按照相反的方向流动。
42.在本实施例中，过孔也称金属化孔。在双面板和多层板中，为连通各层之间的印制导线，在各层需要连通的导线的交汇处钻上一个公共孔，即过孔。过孔的参数主要有孔的外径和钻孔尺寸。
43.在本实施例中，金属体可以是接线端子，也可以是连接端子，具体的，在本发明中对连接体不进行限制，凡是能实现内部线圈5与顶层线圈6之间连接的金属体，均在本技术的保护范围，在此不再赘述。
44.在本技术实施例中，所述一层内部线圈还包括两个缝隙，两个所述缝隙均位于两个所述孔之间，第一缝隙的一端与第一孔连通，第一缝隙的另一端延伸至所述内层线圈的边缘处，第二缝隙的一端与第二孔连通，第二缝隙的另一端延伸至所述内层线圈的边缘处，且所述第一终端对应位于第一缝隙处，所述第二终端对应位于第二缝隙处。
45.图4为本技术中的去除磁芯组件的磁性组件的俯视图，如图4所示，内部线圈5是封装在印制电路板的内部的，顶层线圈6位于印制电路板的上表面，印制电路板上还设有孔8，孔8是用于给磁芯组件10穿过的孔洞。
46.由图1a、1b、2，以及图3a、3b和图4可知，与现有技术相比，本技术实施例的印制电路板的浪费面积较小，另外，在本技术实施例中，顶层线圈6的截面面积大于现有技术中顶层线圈4的截面面积，也就是说，在本技术实施例中，线圈的电阻较小，线圈的损耗较低，进而，降低了磁性组件的损耗。
47.与现有技术相比，本技术实施例，内部线圈5与顶层线圈6之间的连接简便，因为在本技术实施例中，内部线圈5与顶层线圈6之间的连接只需要一个金属体3就能实现，而现有技术需要两个金属体才能实现二者之间的连接，另外，在金属体是过孔时，在印制电路板上只需要加工一个过孔即可，过孔数量的减小，大大的提高了生产效率，因此，本技术实施例相对于现有技术来说制造简便，安全性高。此外，第一出头11和第二出头22被设置于印刷电路板的同一侧，便于磁芯组件与其他器件连接。
48.由图3a和3b可知，金属体3分别位于第二终端11b处和第三终端22a处，金属体3可以实现多层的内部线圈5之间的电连接，也可以实现内部线圈5与顶层线圈6之间的电连接。
49.与现有技术相比，本技术实施例，内部线圈5的加工工艺简单，本技术实施例中的内部线圈5仅需开设两个沟槽即可，而现有技术中的内部线圈需要开设3个沟槽，因此，本技术实施例的内部线圈5的加工工艺简便，可以提高内部线圈5的生产效率。
50.在其他实施例中，每层内部线圈5上还包括串联的器件，比如，电容，电感，开关管，二极管，压电器件等等。
51.如图5所示，图5为本技术中除去印制电路板露出内部线圈的磁性组件的立体结构示意图，在本技术实施例中，磁芯组件10包括i形磁芯101和u形磁芯102的组合，由于i形磁芯101和u形磁芯102的组合的磁芯组件结构，形成闭合的磁回路。在其他实施例中，磁芯组
件的结构可以为i形磁芯和e形磁芯的组合，磁芯组件的结构还可以为i形磁芯101与多个磁芯柱磁芯组合的磁芯组件，如图6-8所示，在此不再赘述。
52.在其他实施例中，磁芯组件可以为将i形磁芯结构101去除的结构，只保留多个磁芯柱，如图9所示。在其他实施例中，电路中还可以设置为没有实体磁芯组件，也就是说仅使用空气磁芯的技术，在本实施例中，印制电路板无需开设用于磁芯组件穿过的孔8，具体的磁性组件的立体结构，如图10所示。
53.在本实施例中，线圈的材质为铝、银、石墨、石墨烯中的一种或多种，还可以是以上述的金属材料为主的合金材料。
54.在本实施例中，印制电路板中内部线圈5数量大于1个时，内部线圈5的结构可以全部是自第一终端11a至第二终端11b呈“s”型结构，也可以是一部分线圈的结构是上述“s”型结构，一部分线圈是传统的绕线式结构。例如在变压器中，原边绕组使用所述的“s”型线圈结构，副边绕组可以是“s”型线圈结构，副边绕组也可以是传统绕线式线圈结构；在其他实施例中，例如，耦合电感，其中一个电感的线圈是“s”型线圈结构，耦合电感的其它线圈则是传统的绕线式结构。
55.由上述以及图1-图10可知，与现有技术相比，通过改变印制电路板内的线圈的结构，提高了印制电路板的利用率，进一步的，增大了线圈导线的面积，也就是说，减小了线圈的电阻，降低了线圈的损耗。
56.在其他实施例中，内部线圈5还可以包括两层及两层以上结构，其中，多层内部线圈5之间通过金属体3连接，最上层的内部线圈5通过金属体3与顶层线圈6连接。在另外的实施例中，多层内部线圈5之间还可以通过连接端子连接，也就是说，每层内部线圈之间均通过连接端子连接，最上层的内部线圈5与顶层线圈6之间通过连接端子连接，连接端子与内部线圈5之间的连接以及接线端子与内部线圈5或顶层线圈6之间的连接是现有技术，在此不再赘述。
57.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
58.在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
59.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
60.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种磁性组件，其特征在于，包括：位于印刷电路板内部的与所述印刷电路板平行的至少一层内部线圈；位于印刷电路板上表面的顶层线圈；从印刷电路板内部延伸至上表面的至少两个孔；磁芯组件至少部分穿过所述孔；所述内部线圈依次环绕两个所述孔，并包括第一终端和第二终端；所述第一终端和第二终端被设置于印刷电路板的相对两侧；所述顶层线圈包括第三终端和第四终端，其中，所述第二终端和第三终端通过从印刷电路板内部延伸至上表面金属体相连接；第一终端被配置为第一出头，第四终端被配置为第二出头。2.根据权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，一层所述内部线圈自第一终端至第二终端呈“s”型。3.根据权利要求2所述的磁性组件，其特征在于，一层所述内部线圈还包括两个缝隙，两个所述缝隙均位于两个所述孔之间，第一缝隙的一端与第一孔连通，第一缝隙的另一端延伸至所述内层线圈的边缘处，第二缝隙的一端与第二孔连通，第二缝隙的另一端延伸至所述内层线圈的边缘处，且所述第一终端对应位于第一缝隙处，所述第二终端对应位于第二缝隙处。4.根据权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，所述顶层线圈铺满两个所述孔之间的区域，用于将所述第一出头和所述第二出头置于所述印刷电路板的同一侧。5.根据权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，所述金属体是过孔。6.根据权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，每层所述内部线圈上还包括串联的器件。7.根据权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，所述金属体为连接端子。8.根据权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，所述磁芯组件为i形、u形或e形中的一种或多种。9.根据权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，所述磁芯组件为空气磁芯。10.根据权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，所述内部线圈和所述顶层线圈的材质为铝、银、石墨、石墨烯中的一种或多种。

技术总结
本申请涉及半导体技术领域，特别涉及一种磁性组件，包括：位于印刷电路板内部的与印刷电路板平行的至少一层内部线圈；位于印刷电路板上表面的顶层线圈；从印刷电路板内部延伸至上表面的至少两个孔；磁芯组件至少部分穿过孔；内部线圈环绕孔，并包括第一终端和第二终端；第一终端和第二终端被设置于印刷电路板的相对两侧；顶层线圈包括第三终端和第四终端，其中，第二终端和第三终端通过从印刷电路板内部延伸至上表面金属体相连接；第一终端被配置为第一出头，第四终端被配置为第二出头。通过改变印制电路板内的线圈的结构，提高了印制电路板的利用率，增大了线圈导线的面积，减小了线圈的电阻，降低了线圈的损耗。降低了线圈的损耗。降低了线圈的损耗。


技术研发人员：范高 齐雨 陈威
受保护的技术使用者：矽力杰半导体技术（杭州）有限公司
技术研发日：2023.03.30
技术公布日：2023/7/28