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1、(10)申请公布号 CN 103854837 A (43)申请公布日 2014.06.11 CN 103854837 A (21)申请号 201210509999.3 (22)申请日 2012.12.03 H01F 37/00(2006.01) H01F 27/26(2006.01) H01F 27/30(2006.01) H01F 41/00(2006.01) (71)申请人 上海卓凯电子科技有限公司 地址 201809 上海市嘉定区徐行工业开发区 宝钱公路 399 号 (72)发明人 温耀隆 (74)专利代理机构 上海波拓知识产权代理有限 公司 31264 代理人 杨波 (54) 发明名称。
2、 平面式磁性元件及其制造方法 (57) 摘要 一种平面式磁性元件， 包括基板及磁性结构。 磁性结构镶嵌于基板中。磁性结构包括铁磁性材 料层及至少一第一硬质保护层。铁磁性材料层具 有第一侧及与第一侧相对的第二侧。第一硬质保 护层设置于铁磁性材料层的第一侧。本发明的平 面式磁性元件通过在铁磁性材料层的一侧设置第 一硬质保护层， 以保护铁磁性材料层， 使其避免在 压合过程中产生破裂的现象， 从而提升对铁粉芯 的保护能力， 进而提高利用平面式磁性元件所制 作的变压器的良率。本发明还提供一种平面式磁 性元件的制作方法。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 4 页 (19)中。
3、华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书4页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103854837 A CN 103854837 A 1/2 页 2 1. 一种平面式磁性元件包括 ： 基板 ； 以及 磁性结构镶嵌于该基板中， 包括铁磁性材料层及至少一第一硬质保护层， 该铁磁性材 料层具有第一侧及与第一侧相对的第二侧， 该至少一第一硬质保护层设置于该铁磁性材料 层的第一侧。 2. 如权利要求 1 所述的平面式磁性元件， 其特征在于， 该磁性结构还包括第二硬质保 护层， 该第二硬质保护层设置于该铁磁性材料层的第二侧。 3. 如权利要求 2 所述的平面式磁性元件， 。
4、其特征在于， 该第一硬质保护层与该第二硬 质保护层的材质为具有环氧基的反应性树脂， 该铁磁性材料层为铁粉芯。 4. 如权利要求 3 所述的平面式磁性元件， 其特征在于， 该具有环氧基的反应性树脂的 玻璃转换温度大于 200。 5. 如权利要求 3 所述的平面式磁性元件， 其特征在于， 该具有环氧基的反应性树脂的 热膨胀系数大于或等于该基板的热膨胀系数。 6. 如权利要求 1 所述的平面式磁性元件， 其特征在于， 还包括第一导电层及第二导电 层， 该第一导电层设置于该基板远离该磁性结构的一侧， 该第二导电层设置于该基板接近 该磁性结构的一侧， 其中该第一硬质保护层位于该铁磁性材料层与该第二导电层。
5、之间。 7. 如权利要求 6 所述的平面式磁性元件， 其特征在于， 还包括黏着层， 该黏着层设置于 该第一硬质保护层与该第二导电层之间， 且该黏着层也位于该基板与该第二导电层之间。 8.如权利要求7所述的平面式磁性元件， 其特征在于， 该第一导电层及/或该第二导电 层的材质为铜， 该黏着层的材质为聚丙烯。 9. 如权利要求 1 所述的平面式磁性元件， 其特征在于， 还包括若干个通孔及至少一导 线， 各该通孔贯穿该第二导电层、 该黏着层、 该磁性结构、 该基板与该第一导电层， 该导线穿 过该通孔并缠绕于该磁性结构周围， 其中该基板为印刷电路板。 10. 一种平面式磁性元件的制作方法， 包括 ： 。
6、提供基板， 具有第一表面 ； 在该基板中形成凹槽， 该凹槽贯穿部分该第一表面 ； 以及 在该凹槽中形成磁性结构， 该磁性结构的形成方法包括 ： 形成铁磁性材料层， 该铁磁性 材料层具有第一侧及与该第一侧相对的第二侧 ； 以及在该铁磁性材料层的第一侧形成少一 第一硬质保护层。 11. 如权利要求 10 所述的平面式磁性元件的制作方法， 其特征在于， 该基板还包括形 成在第一表面的第零导电层， 且在该基板中形成该凹槽之前， 还包括先以蚀刻制程移除该 第零导电层。 12. 如权利要求 10 所述的平面式磁性元件的制作方法， 其特征在于， 该磁性结构的形 成方法还包括在该铁磁性材料层的第二侧形成第二硬。
7、质保护层。 13. 如权利要求 12 所述的平面式磁性元件的制作方法， 其特征在于， 该第一硬质保护 层与该第二硬质保护层的材质为具有环氧基的反应性树脂， 该铁磁性材料层为铁粉芯。 14. 如权利要求 13 所述的平面式磁性元件的制作方法， 其特征在于， 该具有环氧基的 反应性树脂的玻璃转换温度大于 200。 15. 如权利要求 13 所述的平面式磁性元件的制作方法， 其特征在于， 该具有环氧基的 权 利 要 求 书 CN 103854837 A 2 2/2 页 3 反应性树脂的热膨胀系数大于或等于该基板的热膨胀系数。 16. 如权利要求 10 所述的平面式磁性元件的制作方法， 其特征在于， 。
8、该基板还包括与 该第一表面相对的第二表面及设置于该第二表面的第一导电层。 17. 如权利要求 16 所述的平面式磁性元件的制作方法， 其特征在于， 还包括在该基板 的该第一表面及该第一硬质保护层的远离该铁磁性材料层的一侧形成黏着层， 且该第一硬 质保护层位于该黏着层与该铁磁性材料层之间。 18. 如权利要求 17 所述的平面式磁性元件的制作方法， 其特征在于， 还包括在该黏着 层远离该第一硬质保护层与该第一表面的一侧形成第二导电层。 19.如权利要求18所述的平面式磁性元件的制作方法， 其特征在于， 该第一导电层及/ 或该第二导电层的材质为铜， 该黏着层的材质为聚丙烯。 20. 如权利要求 1。
9、6 所述的平面式磁性元件的制作方法， 其特征在于， 还包括形成若干 个通孔， 各该通孔贯穿该第二导电层、 该黏着层、 该磁性结构、 该基板与该第一导电层， 用以 使至少一导线穿过这些通孔并缠绕于该磁性结构周围， 其中该基板为印刷电路板。 权 利 要 求 书 CN 103854837 A 3 1/4 页 4 平面式磁性元件及其制造方法 技术领域 0001 本发明涉及一种平面式磁性元件及其制造方法。 背景技术 0002 传统的应用于通信连接器中的具有嵌入式磁性元件的变压器， 其所使用的磁 性元件例如是铁粉芯。而铁粉芯一般以四氧化三铁等磁性材料为主。有鉴于铁粉芯易 碎的特质， 因此有人提出将具有弹性。
10、的填充物环绕于嵌入式磁性元件周围， 例如美国案 US8,203,418B2 中所讲的具有弹性的环氧树脂材料等， 以缓冲磁性元件所承受的， 在元件操 作时因热胀冷缩所产生的应力， 并降低磁性元件破裂的可能性。 0003 但是， 本案发明人发现， 具有弹性的环氧树脂材料并无法避免铁粉芯于压合过程 中所产生的破裂现象。 发明内容 0004 本发明的目的在于， 提供一种平面式磁性元件， 其能提升对铁粉芯的保护能力， 以 提高变压器的制作良率。 0005 本发明的另一目的在于， 提供一种平面式磁性元件的制作方法， 其能提升对铁粉 芯的保护能力， 以提高变压器的制作良率。 0006 本发明提供一种平面式磁。
11、性元件， 包括基板及磁性结构。 磁性结构镶嵌于基板中。 磁性结构包括铁磁性材料层及至少一第一硬质保护层。 铁磁性材料层具有第一侧及与第一 侧相对的第二侧。第一硬质保护层设置于铁磁性材料层的第一侧。 0007 在本发明的一个具体实施方案中， 该磁性结构还包括第二硬质保护层， 该第二硬 质保护层设置于该铁磁性材料层的第二侧。 0008 在本发明的一个具体实施方案中， 第一硬质保护层与第二硬质保护层的材质为具 有环氧基的反应性树脂， 铁磁性材料层为铁粉芯。 0009 在本发明的一个具体实施方案中， 具有环氧基的反应性树脂的玻璃转换温度大于 200。 0010 在本发明的一个具体实施方案中， 具有环氧。
12、基的反应性树脂的热膨胀系数大于或 等于基板的热膨胀系数。 0011 在本发明的一个具体实施方案中， 还包括第一导电层及第二导电层， 第一导电层 设置于基板远离磁性结构的一侧， 第二导电层设置于基板接近磁性结构的一侧， 其中第一 硬质保护层位于铁磁性材料层与第二导电层之间。 0012 在本发明的一个具体实施方案中， 还包括黏着层， 黏着层设置于第一硬质保护层 与第二导电层之间， 且黏着层也位于基板与第二导电层之间。 0013 在本发明的一个具体实施方案中， 第一导电层及 / 或第二导电层的材质为铜， 黏 着层的材质为聚丙烯。 0014 在本发明的一个具体实施方案中， 还包括若干个通孔及至少一导线。
13、， 各通孔贯穿 说 明 书 CN 103854837 A 4 2/4 页 5 第二导电层、 黏着层、 磁性结构、 基板与第一导电层， 导线穿过通孔并缠绕于磁性结构周围， 其中基板为印刷电路板。 0015 本发明还提供一种平面式磁性元件的制作方法， 包括以下步骤 ： 提供基板， 具有第 一表面。在基板中形成凹槽， 凹槽贯穿部分第一表面。以及在凹槽中形成磁性结构。磁性 结构的形成方法包括 ： 形成铁磁性材料层， 铁磁性材料层具有第一侧及与第一侧相对的第 二侧 ； 以及在铁磁性材料层的第一侧形成少一第一硬质保护层。 0016 在本发明的一个具体实施方案中， 基板还包括形成在第一表面的第零导电层， 且。
14、 在基板中形成凹槽之前， 还包括先以蚀刻制程移除第零导电层。 0017 在本发明的一个具体实施方案中， 磁性结构的形成方法还包括在铁磁性材料层的 第二侧形成第二硬质保护层 0018 在本发明的一个具体实施方案中， 第一硬质保护层与第二硬质保护层的材质为具 有环氧基的反应性树脂， 铁磁性材料层为铁粉芯。 0019 在本发明的一个具体实施方案中， 具有环氧基的反应性树脂的玻璃转换温度大于 200。 0020 在本发明的一个具体实施方案中， 具有环氧基的反应性树脂的热膨胀系数大于或 等于基板的热膨胀系数。 0021 在本发明的一个具体实施方案中， 基板还包括与第一表面相对的第二表面及设置 于第二表面。
15、的第一导电层。 0022 在本发明的一个具体实施方案中， 还包括在基板的第一表面及第一硬质保护层的 远离该铁磁性材料层的一侧形成黏着层， 且第一硬质保护层位于黏着层与铁磁性材料层之 间。 0023 在本发明的一个具体实施方案中， 还包括在黏着层远离第一硬质保护层与第一表 面的一侧形成第二导电层。 0024 在本发明的一个具体实施方案中， 第一导电层及 / 或第二导电层的材质为铜， 黏 着层的材质为聚丙烯。 0025 在本发明的一个具体实施方案中， 还包括形成若干个通孔， 各通孔贯穿第二导电 层、 黏着层、 磁性结构、 基板与第一导电层， 用以使至少一导线穿过这些通孔并缠绕于该磁 性结构周围， 。
16、其中基板为印刷电路板。 0026 本发明有益效果是， 本发明的平面式磁性元件及其制作方法通过在铁磁性材料层 的上设置第一硬质保护层， 以保护铁磁性材料层， 使其避免在压合过程中产生破裂的现象， 从而提升对铁粉芯的保护能力， 进而提高利用平面式磁性元件所制作的变压器的良率。 0027 上述说明仅是本发明技术方案的概述， 为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施， 并且为了让本发明的上述和其他目的、 特征和优点能够 更明显易懂， 以下特举较佳实施例， 并配合附图， 详细说明如下。 附图说明 0028 图 1A 至图 1G 为本发明的实施例的平面式磁性元件的制作方法流程示意。
17、图。 0029 图 1H 与图 1I 为本发明的铁磁性材料层的形状示意图。 0030 具体本实施例 说 明 书 CN 103854837 A 5 3/4 页 6 0031 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效， 以下结合 附图及较佳实施例， 对本发明的具体本实施例、 结构、 特征及其功效， 详细说明如后。 0032 图 1A 至图 1G 为本发明的实施例的平面式磁性元件的制作方法流程示意图。首先 请参考图 1A1B， 本发明的平面式磁性元件的制作方法包括以下步骤 ： 提供基板 110， 基板 110具有第一表面S1及与第一表面S1及与第一表面S1相对的第二表面S2(绘示。
18、于图1A)， 第一表面 S1 形成有第零导电层 111， 基板 110 的第二表面 S2 形成有第一导电层 112 ； 利用 蚀刻制程移除位于第一表面 S1 的第零导电层 111( 绘示于图 1B)。上述基板例如是印刷电 路板 （Printed Circuit Board） 。上述第零导电层 111 与第一导电层 112 的材质例如是铜。 0033 请参考图1C与图1D， 在移除第零导电层111之后， 接着在基板110中形成凹槽H1， 其中凹槽 H1 贯穿部分第一表面 S1( 绘示于图 1C) ； 并于凹槽 H1 中形成磁性结构 120， 使磁 性结构 120 因此镶嵌在基板 110 中 ( 。
19、绘示于图 1D)。 0034 磁性结构120包括铁磁性材料层122及至少一第一硬质保护层124。 铁磁性材料层 122具有第一侧及与第一侧相对的第二侧(例如上下两侧)。 第一硬质保护层124设置于铁 磁性材料层 122 的第一侧。上述铁磁性材料层 122 例如是铁粉芯。作为本发明的优选实施 方式， 磁性结构120还包括第二硬质保护层126。 第二硬质保护层126设置于铁磁性材料层 122 的第二侧。第一硬质保护层 124 与第二硬质保护层 126 设置于铁磁性材料层 122 的第 一侧及第二侧， 用以保护铁磁性材料层 122 避免在压合过程中产生破裂的现象。因此第一 硬质保护层124与第二硬质。
20、保护层126的材质例如为完全硬化后且具有环氧基的反应性树 脂， 其中具有环氧基的反应性树脂的玻璃转换温度 (Glass transition temperature， 简称 Tg) 例如大于 200， 且具有环氧基的反应性树脂的热膨胀系数 (Coefficient of Thermal Expansion， 简称 CTE) 例如大于或等于基板 110 的热膨胀系数。 0035 因此上述形成磁性结构120的方法， 例如先在凹槽H1底部先填充一层具有环氧基 的反应性树脂， 以形成上述第二硬质保护层 126， 再设置铁磁性材料 122 在第二硬质保护层 126 上方， 接着再在铁磁性材料 122 上。
21、方填充另一层具有环氧基的反应性树脂， 以形成上述 第一硬质保护层 124， 进而完成磁性结构 120 的制作。 0036 在完成磁性结构 120 之后， 请参考图 1E， 接着在基板 110 的第一表面 S1 以及第 一硬质保护层 124 的远离铁磁性材料层 122 的一侧形成黏着层 130， 其中第一硬质保护层 124 设置在黏着层 130 与铁磁性材料层 122 之间。上述黏着层 130 的材质例如为聚丙烯 (Polypropylene， 简称 PP)。 0037 请参考图 1F， 在形成黏着层 130 之后， 接着在黏着层 130 的远离第一硬质保护层 124 与第一表面 S1 的一侧形。
22、成第二导电层 140。上述第二导电层 140 的材质例如是铜。 0038 请参考图 1G， 在形成第二导电层 140 之后， 并接着形成若干个通孔。在图 1E 中以 通孔 V1、 V2 为解说范例， 但本发明的通孔数目不以此为限。每一通孔 V1、 V2 贯穿第二导电 层 140、 黏着层 130、 磁性结构 120、 基板 110 及第一导电层 112， 以便于使至少一导线能穿过 通孔 V1、 V2 并缠绕于磁性结构 120 周围， 以完成本发明的平面式磁性元件 100 的绕线结构。 此外， 请参考图 1H 与图 1I， 上述铁磁性材料层 122 例如是实心圆柱体 1220 或环轮体 1221。
23、 等， 且凹槽 H1 的形状也会随着铁磁性材料层 122 的形状而做调整， 但本发明的铁磁性材料 层 122 的形状不以此为限。值得一提的是， 若铁磁性材料层 122 为实心圆柱体， 则通孔 V1、 V2 的侧壁例如还包括绝缘层 ( 图未示出 )， 并通过绝缘层使磁性结构 120 与穿过通孔 V1、 说 明 书 CN 103854837 A 6 4/4 页 7 V2 的导线能相互隔绝。 0039 此外， 本发明的平面式磁性元件 100 除了可用于制作通信连接器中的宽带平面变 压器， 还可应用在机上盒、 RF 路由器、 RF 移动装置、 因特网及消费性电子产品等非以太网络 应用的元件制作上。 0。
24、040 综上所述， 本发明的平面式磁性元件及其制作方法通过在铁磁性材料层 122 的两 相对侧分别设置第一硬质保护层 124 及第二硬质保护层 126， 以保护铁磁性材料层 122， 使 其避免在压合过程中产生破裂的现象， 从而提升对铁粉芯的保护能力， 进而提高利用平面 式磁性元件所制作的变压器的良率。 0041 以上所述， 仅是本发明的较佳实施例而已， 并非对本发明作任何形式上的限制， 虽 然本发明已以较佳实施例揭露如上， 然而并非用以限定本发明， 任何熟悉本专业的技术人 员， 在不脱离本发明技术方案范围内， 当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰 为等同变化的等效实施例， 但凡是未脱离本发明技术方案内容， 依据本发明的技术实质对 以上实施例所作的任何简单修改、 等同变化与修饰， 均仍属于本发明技术方案的范围内。 说 明 书 CN 103854837 A 7 1/4 页 8 图 1A 图 1B 说 明 书 附 图 CN 103854837 A 8 2/4 页 9 图 1C 图 1D 说 明 书 附 图 CN 103854837 A 9 3/4 页 10 图 1E 图 1F 说 明 书 附 图 CN 103854837 A 10 4/4 页 11 图 1G 图 1H 图 1I 说 明 书 附 图 CN 103854837 A 11 。