[發明專利]一種LTCC平面變壓器的制作方法

有效

• 申請號: 201711173827.2
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN107768100B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 李峰;李平;董兆文;馬濤;項瑋
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十三研究所
• 主分類號: H01F27/28
• 分類號: H01F27/28;H01F27/30;H01F30/06;H01F41/04
• 代理公司: 34115 合肥天明專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 王麗麗;金凱<國際申請>=<國際公布>=

本發明涉及一種LTCC平面變壓器的制作方法，包括：選取低導磁率介質層，將初級線圈和次級線圈分別印制在同一層所述低導磁率介質層上，得到線圈介質層；將線圈介質層沿線圈的內徑和外徑進行裁剪，得到線圈層；選取鐵氧體基板層，裁剪出與線圈層外部及內部形狀相匹配的鐵氧體片一、鐵氧體片二；將鐵氧體片一及鐵氧體片二分別鑲嵌在線圈層的外部和內部，得到鑲嵌層；將多個鑲嵌層與上、下鐵氧體端蓋層疊一起，經過熱壓燒結形成LTCC平面變壓器。本發明所述的LTCC平面變壓器的制作方法與傳統平面變壓器相比，具有更高的耦合系數，低的漏感，可滿足高壓平面變壓器和高頻平面變壓器的設計要求。

技術領域

本發明涉及平面變壓器制作技術領域，具體涉及一種LTCC平面變壓器的制作方法。

背景技術

近年來，隨著微電子信息技術的不斷發展，電子整機朝著小型化、便攜化、多功能、數字化等方向發展，推動著電子元器件不斷向微型化、集成化和高頻化方向發展。繞組變壓器是目前最成熟的設計方案，鑒于體積、手工繞線等限制：漆包線繞制加工的效率低，絕緣性能在繞制的影響下很難得到有效保證，必須進行進一步的絕緣處理，如纏繞絕緣膠帶或使用加強絕緣線等。這無疑減小了實際磁性材料窗口利用率，使得變壓器的體積不能有效地縮小。而且漆包線繞制必須使用塑料或其他絕緣材料的骨架，繞組的散熱變 成了一個非常大的問題。因此，繞組變壓器無法滿足小型化、集成化、低成本化的應用需求，迫切需要開發新型平面變壓器。

平面高壓變壓器主要有PCB變壓器、壓電陶瓷變壓器和LTCC變壓器三種。

PCB型變壓器采用的是玻璃化溫度比較低的環氧玻璃布材料，在高壓下工作就會出現變形等機械性能下降的現象，會造成變壓器的失效。而且，針對高壓變換器的設計，變壓器匝數比要大并且繞組要多。然而，由于多層PCB 的制作層數有明顯的限制，使得非常多圈的繞組很難實現，這樣變壓器很難升到高壓。

壓電陶瓷變壓器的原理是利用壓電陶瓷材料的正、逆壓電效應，并以其諧振頻率激發出電壓。目前使用的壓電陶瓷變壓器多數為單片形或多層長條形，這種結構的器件制作工藝簡單，升壓比較高，但負載能力差，功率小，功率密度低，一般用于高電壓、小電流、高阻抗負載。

相比較而言，LTCC變壓器和壓電陶瓷變壓器的綜合性能占有明顯優勢，尤其是其小體積和輕質量對于提高爆炸箔起爆系統抗高過載能力具有顯著作用。LTCC優點：材料系統包括物理和化學兼容的電介質漿料和導體材料，可與鐵氧體LTCC基板共燒，產生具有優異磁耦合，高磁導率（相對磁導率>400），高電阻率（> 1012Ω·cm）和良好的飽和度（>0.3T）。共燒鐵氧體和介電材料可以用作用于附接或容納作為電力電子系統的一部分的半導體部件和其它分立器件的基板。

LTCC平面變壓器和傳統鐵芯式變壓器在升壓原理上是相通的，不同之處在于LTCC平面變壓器沒有閉合的鐵芯，以多層鐵氧體陶瓷為介質材料，將金屬漿料絲網印刷在鐵氧體陶瓷上形成初級、次級繞組，金屬化通孔將對應瓷片上的金屬線圈連接形成初級和次級繞組。LTCC平面變壓器在體積和質量遠小于傳統鐵芯式變壓器，但是,目前的LTCC平面變壓器還存在漏感大，轉化效率不高等缺點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種LTCC平面變壓器的制作方法，通過該方法制作的變壓器，不僅成本、漏感、損耗較低，而且體積較小，電壓及可靠性較高。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

一種LTCC平面變壓器的制作方法，包括以下步驟：

（1）選取低導磁率介質層，對低導磁率介質層進行沖孔和填充；

（2）將初級線圈和次級線圈分別印制在同一層所述低導磁率介質層上，得到線圈介質層；

（3）將線圈介質層沿線圈的內徑和外徑進行裁剪，得到線圈層；