CN104780719A - 印制电路板中埋入电感的方法及其印制电路板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种印制电路板中埋入电感的方法及其印制电路板；属于电路板制作技术领域；该方法包括下述步骤：(1)在双层印制电路板上钻孔，金属化孔使上下两层电连接；(2)制作图形，在上下两面各制作至少一个开口环；(3)在双层印制电路板的至少一侧板面上继续压合形成多层印制电路板，每压合一层，均需要依序进行钻孔、孔金属化和图形制作，在每层上制作开口环；(4)在开口环线圈制作完毕后，在开口环的中心钻孔，孔内嵌入磁芯，磁芯和开口环线圈形成垂直方向上的埋入电感；本发明旨在提供一种可降低印制电路板的尺寸，实现印制电路板的高密度化和小型化的印制电路板中埋入电感的方法及其印制电路板；用于电路板制作。

Description

印制电路板中埋入电感的方法及其印制电路板

技术领域

本发明涉及一种电路板的制作方法，更具体地说，尤其涉及一种印制电路板中埋入电感的方法。本发明同时还涉及具有上述埋入电感的印制电路板。

背景技术

随着电子产品朝轻薄短小方向不断发展，产品上电源模块密度越来越高，体型也越来越小。在表面贴装元件中，电感元件占印制电路板的表面积较大，尤其是电源板，其所占印制电路板表面面积在40％以上，而且大部分的电感元件需要手工贴装，严重的影响了封装效率。如果能将电感埋入到印制电路板的内部，不仅可以节约板面空间增强布线布件的能力，实现高密度小型化，而且可以避免手工贴装电感元件，实现自动化组装，大幅度提升封装效率，以及器件焊点数减少可大大提高产品可靠性。

发明内容

本发明的前一目的的是提供一种印制电路板中埋入电感的方法，其方法体现于在垂直方向上实现埋入电感的制作，本发明实现了在印制电路板的内部埋入电感，降低印制电路板的尺寸，实现印制电路板的高密度化和小型化。

本发明的后一目的是提供一种具有上述埋入电感的印制电路板。

本发明的前一技术方案是这样实现的：一种印制电路板中埋入电感的方法，包括下述步骤：(1)在双层印制电路板上钻孔，金属化孔使上下两层电连接；(2)制作图形，在上下两面各制作至少一个开口环，各开口环均与对应的金属化后的孔连接，位于上下两面的开口环一一对应，相对应的开口环同心设置；(3)在双层印制电路板的至少一侧板面上继续压合形成多层印制电路板，每压合一层，均需要依序进行钻孔、孔金属化和图形制作，在每层上制作与步骤(2)中所制作的开口环同心的开口环，各同心的开口环通过金属化后的孔依序连接形成开口环线圈且各开口环上的电流方向相同；(4)在开口环线圈制作完毕后，在开口环的中心钻孔，孔内嵌入磁芯，磁芯和开口环线圈形成垂直方向上的埋入电感；(5)位于两端的开口环自由端连接电路板上的其它图形，或通过外层图形金属导体将电感个体串联一起，形成串联大电感，或者通过外层图形金属导体将电感个体并联一起，形成并联小电感。

上述的一种印制电路板中埋入电感的方法中，步骤(1)和步骤(3)所述钻孔均为钻通孔或盲孔。

上述的一种印制电路板中埋入电感的方法中，在步骤(2)和步骤(3)中，开口环与金属化后的孔连接为直接连接；开口环的开口宽度不小于所连接金属化后的孔的半径。

上述的一种印制电路板中埋入电感的方法中，在步骤(2)和步骤(3)中，开口环与金属化后的孔连接为通过导电体线连接。

本发明的后一技术方案是这样实现的：一种具有上述任一权利要求所述埋入电感的印制电路板，包括由若干层绝缘层和若干层金属图形层交错层叠压合而成的本体，其中所述本体上沿垂直板面的方向设有通孔，在通孔内嵌设有磁芯，在磁芯***的金属图形层上设有开口环；在相邻两层金属图形层之间的绝缘层上沿垂直板面的方向设有金属化的层间导电孔，相邻两个开口环与金属化的层间导电孔连接形成开口环线圈，各层开口环(6)的电流方向相同；开口环线圈与磁芯配合形成垂直方向上的埋入电感个体；开口环线圈两端分别与金属图形层上的其它图形连接。

上述的印制电路板中，各电感个体通过最外层的金属图形层连接形成串联结构或并联结构。

上述的印制电路板中，开口环与金属化后的层间导电孔连接为直接连接；开口环的开口宽度不小于所连接金属化后的孔的半径。

上述的印制电路板中，开口环与金属化后的层间导电孔连接为通过导电体线连接。

一种印制电路板，其内部具有上述权利要求所述的印制电路板制成的电路板单元，该电路板单元通过金属化的导电孔与外部图形连接。

本发明采用上述方法及相应结构后，与现有技术相比，具有下述的优点：根据本发明，可以实现如下的有益效果：

(1)在电路板垂直方向埋入电感，减少贴装费用，而且相同设计条件下可缩小板面尺寸，节约板面空间增强布线布件的能力，实现产品高密度小型化；

(2)避免手工贴装电感元件，实现自动化组装，大幅度提升封装效率；

(3)器件焊点数减少可大大提高产品可靠性；

(4)制作工艺简单，制作方法类似一般印制电路板的制作方法。

附图说明

下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。

图1是本发明实施例2的结构示意图之一；

图2是本发明实施例3的结构示意图之二；

图3是本发明开口环线圈的结构示意图。

图中：绝缘层1、金属图形层2、本体3、磁芯4、开口环5、层间导电孔6、电路板单元7。

具体实施方式

实施例1

本发明的一种印制电路板中埋入电感的方法，包括下述步骤：

(1)在双层印制电路板上钻孔，所述钻孔均为钻通孔或盲孔。通孔贯穿板的上下面，钻通孔可以通过机械钻孔、激光钻孔或者冲孔的方式实现，激光钻孔可以通过红外激光钻孔或者紫外激光钻孔实现，对于小于0.1mm的孔，优选激光钻孔，钻盲孔优选激光钻孔；金属化，在板的外表面及孔内镀上一层金属，金属可以是非电镀式金属化，也可以是电镀式金属化，金属化孔使上下两层电连接；

(2)制作图形，采用蚀刻的方式去除不需要的金属部分，留下所需要的图形，每层图形中至少包括一个开口环，各开口环均与对应的金属化后的孔连接，位于上下两面的开口环一一对应，相对应的开口环同心设置；

(3)在双层印制电路板的至少一侧板面上继续压合形成多层印制电路板，每压合一层，均需要依序进行钻孔、孔金属化和图形制作，在每层上制作与步骤(2)中所制作的开口环同心的开口环，各同心的开口环通过金属化后的孔依序连接形成开口环线圈且各开口环上的电流方向相同；在本实施例中，是在双层印制电路板的两侧面上分别继续压合形成四层板，然后在两侧面新压合的层上依序进行钻孔、孔金属化和图形制作；

(4)在开口环线圈制作完毕后，在开口环的中心钻孔，孔内嵌入磁芯，磁芯和开口环线圈形成垂直方向上的埋入电感；磁芯可以是空心的，即不嵌入磁芯，或者是磁质的、铁质的、铜质的等，中频或者高频电感一般是空心的、磁质的或者铜质的，低频电感一般是铁质的。

(5)位于两端的开口环自由端连接电路板上的其它图形，或通过外层图形金属导体将电感个体串联一起，形成串联大电感，或者通过外层图形金属导体将电感个体并联一起，形成并联小电感。

进一步地，在步骤(2)和步骤(3)中，开口环与金属化后的孔连接有两种方式。一种为直接连接，这种连接方式，开口环的开口宽度不小于所连接金属化后的孔的半径。

另一种为通过导电体线连接。这种连接方式，开口就可以做的很小，其大小受到图形制作间隙能力的影响。

实施例2

参阅图1所示，本发明的一种具有埋入电感的印制电路板，包括由若干层绝缘层1和若干层金属图形层2交错层叠压合而成的本体3，本体3的层数至少为三层，具体层数视具体而定，本实施例中本体的层数为四层。所述本体3上沿垂直板面的方向设有通孔，在通孔内嵌设有磁芯4，在磁芯4***的金属图形层5上设有开口环5；在相邻两层金属图形层之间的绝缘层上沿垂直板面的方向设有金属化的层间导电孔，相邻两个开口环5与金属化的层间导电孔6连接形成开口环线圈，各层开口环5的电流方向相同，开口环线圈与磁芯4配合形成垂直方向上的埋入电感个体。其结构如图3所示：两端的两个开口环5，开口环5一端通过层间导电孔6连接中间的开口环5，另一端作为整个埋入式电感的一极，与电路板其他图形相连。中间的开口环5的一端通过上层的层间导电孔6与上层开口环5连接，另一端通过位于下层的层间导电孔6与下层开口环5连接，即一个层间导电孔6连接上下两层两个开口环5。以四层板为例，其中含有一个埋入磁芯，四个开口环ab、ef、ij和mn(字母代表开口环的两端)，四个开口环通过三个孔连接，孔分别是cd、gh和kl(字母代表孔的两端)，四个开口环组成埋入电感的线圈，线圈的两端延伸出来连接A和B亮点，如果在A处通入电流，电流的流通方向是：A→a→b→c→d→e→f→g→h→i→j→k→l→m→n→B；如果在B处通入电流，电流的流通方向是：B→n→m→l→k→j→i→h→g→f→e→d→c→b→a→A。

各电感个体通过最外层的金属图形层2连接形成串联结构或并联结构，视具体需要而定，当然也可以同时具有串联和并联结构；开口环线圈两端分别与金属图形层2上的其它图形连接。

进一步地，开口环5与金属化后的层间导电孔6连接有两种方式，一种为直接连接，采用这种连接方式，开口环5的开口宽度不小于所连接金属化后的孔的半径。另一种是通过导电体线连接。这种连接方式，开口就可以做的很小，其大小受到图形制作间隙能力的影响。

在电路板结构中，任意层与层之间均可埋入电感个体。

实施例3

本发明的一种印制电路板，其内部具有上述的印制电路板制成的电路板单元7，该电路板单元7通过金属化的导电孔与外部图形连接。参阅图2所示，以四层板为例，埋入电路板单元7嵌入到印制电路板的内部，埋入电感的两个端点即A端和B端通过金属化孔连接到印制电路板的导体上，从而实现与印制电路板的电连接。可以埋入一个电路板单元7，也可以埋入多个电路板单元7。

以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (9)

1.一种印制电路板中埋入电感的方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)在双层印制电路板上钻孔，金属化孔使上下两层电连接；(2)制作图形，在上下两面各制作至少一个开口环，各开口环均与对应的金属化后的孔连接，位于上下两面的开口环一一对应，相对应的开口环同心设置；(3)在双层印制电路板的至少一侧板面上继续压合形成多层印制电路板，每压合一层，均需要依序进行钻孔、孔金属化和图形制作，在每层上制作与步骤(2)中所制作的开口环同心的开口环，各同心的开口环通过金属化后的孔依序连接形成开口环线圈且各开口环上的电流方向相同；(4)在开口环线圈制作完毕后，在开口环的中心钻孔，孔内嵌入磁芯，磁芯和开口环线圈形成垂直方向上的埋入电感；(5)位于两端的开口环自由端连接电路板上的其它图形，或通过外层图形金属导体将电感个体串联一起，形成串联大电感，或者通过外层图形金属导体将电感个体并联一起，形成并联小电感。

2.根据权利要求1所述的一种印制电路板中埋入电感的方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(3)所述钻孔均为钻通孔或盲孔。

3.根据权利要求1所述的一种印制电路板中埋入电感的方法，其特征在于，在步骤(2)和步骤(3)中，开口环与金属化后的孔连接为直接连接；开口环的开口宽度不小于所连接金属化后的孔的半径。

4.根据权利要求1所述的一种印制电路板中埋入电感的方法，其特征在于，在步骤(2)和步骤(3)中，开口环与金属化后的孔连接为通过导电体线连接。

5.一种具有上述任一权利要求所述埋入电感的印制电路板，包括由若干层绝缘层(1)和若干层金属图形层(2)交错层叠压合而成的本体(3)，其特征在于，所述本体(3)上沿垂直板面的方向设有通孔，在通孔内嵌设有磁芯(4)，在磁芯(4)***的金属图形层(2)上设有开口环(5)；在相邻两层金属图形层(2)之间的绝缘层(1)上沿垂直板面的方向设有金属化的层间导电孔(6)，相邻两个开口环(5)与金属化的层间导电孔(6)连接形成开口环线圈，各层开口环(5)的电流方向相同；开口环线圈与磁芯(4)配合形成垂直方向上的埋入电感个体；开口环线圈两端分别与金属图形层(2)上的其它图形连接。

6.根据权利要求5所述的印制电路板，其特征在于，各电感个体通过最外层的金属图形层(2)连接形成串联结构或并联结构。

7.根据权利要求5所述的印制电路板，其特征在于，开口环(5)与金属化后的层间导电孔(7)连接为直接连接；开口环(5)的开口宽度不小于所连接金属化后的孔的半径。

8.根据权利要求5所述的印制电路板，其特征在于，开口环(5)与金属化后的层间导电孔(6)连接为通过导电体线连接。

9.一种印制电路板，其特征在于，其内部具有权利要求5或6所述的印制电路板制成的电路板单元(7)，该电路板单元(7)通过金属化的导电孔与外部图形连接。