磁性元件和包含该磁性元件的平板显示器设备的制作方法

1.实施例涉及一种磁性元件以及包括该磁性元件的电路板和平板显示器设备。


背景技术：

2.通常，驱动电子设备需要驱动功率，本质上是采用电源(例如，功率模块)来为电子设备提供驱动功率。根据近年来电子设备的纤薄化趋势，构成电源的无源磁性元件，诸如电感器的纤薄化也是必要的。
3.然而，当线圈由导线形成时，通常将骨架(bobbin)应用于这种无源磁性元件以保持线圈的形状并易于缠绕。将参考图1至图2b描述典型的骨架。
4.图1示出了典型的骨架。
5.参考图1，在图中的上侧示出了骨架10的透视图，在图中的下侧示出了骨架10的侧视图。如图所示，骨架10包括：顶部11和底部13，顶部11和底部13中的每个被形成为环形平面形状；以及中间部12，其被设置在顶部11和底部13之间并形成为圆柱形状。这里，形成线圈的线(未示出)可以缠绕中间部12的外圆周表面。将参考图2a和图2b描述典型骨架10具有这种形状的原因。
6.图2a示出了其中线缠绕不具有顶部的骨架的示例，图2b示出了其中线缠绕典型骨架的示例。
7.参考图2a，在中间部12的外圆周表面上缠绕线20时，当省略了顶部11和底部13中的任何一个时(在图2b中，省略了顶部)，线20的对准变得不稳定。
8.另一方面，当顶部11和底部13都存在时，如图2b中所示，线20的移动被限制在顶部11的下表面和底部13的上表面之间的范围内，这适合于保持绕组对准。另外，由于顶部11和底部13中的每个具有板状形状，所以中间部12的外圆周表面在水平方向中是敞开的，这促进了使用机器进行自动缠绕。
9.如上所述，当顶部11和底部13都存在于骨架10中，并且平行于中间部12的外圆周表面的一侧敞开时，促进了稳定的自动缠绕。
10.然而，当骨架被提供有顶部和底部这两者时，不利于纤薄化。这将参考图3描述。
11.图3示出了其中提供有典型骨架的磁性元件被安装在基板上的示例。
12.参考图3，存在图1和图2b中示出的骨架以及如下状态，其中包括围绕骨架的磁芯(magnetic core)30的磁性元件被设置在基板40中，在其中具有中空孔41。具体地，图3中所示的状态可以使得底部13的下表面被安装在基板40的上表面上，使得底部13支撑基板40上的磁性元件。
13.在这种情况下，被定位成比骨架的底部13低的磁芯的部分被容纳在基板40中的中空孔41中，由此允许磁性元件从基板40的上表面突出的高度h4比磁芯30的高度h5低。然而，假设骨架的顶部11和底部13具有相同的厚度，磁性元件从基板40的上表面突出的高度h4为芯30的上部的厚度h3(顶部11厚度的两倍，(即，2*h2))以及中间部的高度h1的和。这里，由于与磁性元件的期望性能相关的设计并且如上文参考图2b所述的，难以改变芯30的上部的
厚度h3与中间部的高度h1，所以为了保持绕组对准，也不期望省略顶部11和底部13中的至少一个。结果，当应用典型骨架时，存在对进一步降低磁性元件从基板40的上表面突出的高度h4的限制。


技术实现要素：

14.技术问题
15.实施例提供了一种磁性元件和包括该磁性元件的平板显示器设备，这在制造的容易性和用于纤薄化的基板的安全就位(safe seating)方面得到了改进。
16.本发明所要解决的技术问题不限于上述技术问题，本领域技术人员通过对示例的说明可以清楚地理解本文没有描述的其他技术问题。
17.技术解决方案
18.在一个实施例中，一种磁性元件，包括：线圈收容单元，形成线圈的线缠绕线圈收容单元，并且在其中具有中心中空孔；芯(core)，其被提供有中心腿以及第一外腿和第二外腿，中心腿穿过中心中空孔，第一外腿和第二外腿被设置在中心腿的周边处并且被构造成围绕线圈收容单元的外侧的至少一部分；第一支撑件，其被构造成围绕第一外腿的外侧表面的至少一部分，并且被耦合到线圈收容单元的一侧；以及第二支撑件，其被构造成围绕第二外腿的外表面的至少一部分，并且被耦合到线圈收容单元的另一侧，该另一侧面对该一侧，其中，第一支撑件和第二支撑件中的每个可以包括支撑构件，其在第一方向中延伸并且被定位在如下高度处，在该高度处，支撑构件的下表面被定位成高于芯的下表面。
19.线圈收容单元可以包括顶部、底部以及在垂直方向中设置在顶部和底部之间的中间部，并且线缠绕其外圆周表面，其中顶部的下表面可以平行于底部的上表面。
20.支撑构件的下表面的高度可以等于或高于底部的上表面的高度。
21.支撑构件的下表面的至少一部分可以被设置在外部基板的上表面上，在其中具有中空孔。
22.第一支撑件可以进一步包括连接部，该连接部被设置在第一支撑件中的支撑构件的相对端处并且在第二方向中朝着底部的一侧延伸，该一侧面对支撑构件的内侧表面。
23.被限定在底部和第一支撑件的内侧表面之间的第一中空孔的平面形状可以对应于第一外腿的平面形状。
24.第一支撑件和第二支撑件中的每个可以在其相对端中具有通孔。
25.磁性元件可以进一步包括被设置在每个通孔中的销(pin)。
26.销的一端可以在水平方向中延伸，销的另一端可以被弯曲并且在垂直方向中延伸。
27.在一个实施例中，一种电路板，包括：磁性元件；以及基板，该基板在其中具有中空孔，磁性元件的至少一部分被收容在中空孔中，其中磁性元件可以包括：线圈收容单元，形成线圈的线缠绕线圈收容单元，并且在其中具有中心中空孔；芯，其被提供有中心腿以及第一外腿和第二外腿，中心腿穿过中心中空孔，第一外腿和第二外腿被设置在中心腿的周边处并且被构造成围绕线圈收容单元的外侧的至少一部分；第一支撑件，其被构造成围绕第一外腿的外侧表面的至少一部分，并且被耦合到线圈收容单元的一侧；以及第二支撑件，其被构造成围绕第二外腿的外表面的至少一部分，并且被耦合到线圈收容单元的另一侧，该
另一侧面对该一侧。这里，第一支撑件和第二支撑件中的每个可以包括支撑构件，其在第一方向中延伸并且被定位在如下高度处，在该高度处，支撑构件的下表面被定位成高于芯的下表面，并且支撑构件的下表面的至少一部分被设置在基板的上表面上。
28.有益效果
29.实施例提供了一种磁性元件和包括该磁性元件的平板显示器设备，其不仅能够确保制造的容易性，而且通过被提供有骨架而在调节离基板的上部的高度时也能够确保稳定地固定，骨架包括具有敞开侧的线圈收容单元以及被构造成支撑基板上的磁性元件的支撑单元，在基板中具有中空孔。
30.本发明获得的效果不限于上述效果，本领域技术人员基于以下说明将清楚地理解上文未提及的其他效果。
附图说明
31.图1示出了典型骨架。
32.图2a示出了其中线缠绕不具有顶部的骨架的示例，图2b示出了其中线缠绕典型骨架的示例。
33.图3示出了其中提供有典型骨架的磁性元件被安装在基板上的示例。
34.图4是根据一个实施例的电感器的透视图。
35.图5是根据一个实施例的电感器的分解透视图。
36.图6是根据一个实施例的骨架单元的平面图。
37.图7是根据一个实施例的骨架单元的侧视图。
38.图8示出了根据另一实施例的骨架单元的构造的示例。
39.图9a至图9c是示出其中根据一个实施例的电感器被安装在其中具有中空孔的基板上的电路板的示例的视图。
具体实施方式
40.现在将详细地参考本发明的各种实施例，其具体示例在附图中示出并且在下面描述，因为本发明的实施例可以以许多不同的形式进行各种修改。虽然将结合其示例性实施例来描述本发明，但是应理解，本说明无意将本发明限制于那些示例性实施例。相反，本发明旨在不仅涵盖示例性实施例，而且还涵盖可以被包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的各种替选方式、修改、等效物和其他实施例。
41.应理解，虽然在本文中可能使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语通常仅用于将一个元件与另一元件区分开。例如，在不偏离本发明的范围的情况下，可以将第一组件称为第二组件，类似地，也可以将第二组件称为第一组件。术语“和/或”包括任何或所有多个相关列举项的组合。
42.应理解，当一个元件被称为与另一元件“连接”时，可能存在中间元件，或者该元件可能与另一元件直接连接。相反，应理解，当一个元件被称为与另一元件“直接连接”时，则不存在中间元件。
43.在实施例的下列说明中，应理解，当元件，诸如层(膜)、区域、图案或结构被称为在另一元件“之上”或“之下”时，该元件可以“直接地”在另一元件之上或之下，或者可以被“间
接地”设置，使得也存在中间元件。另外，也应理解，基于附图确定“之上”或“之下”的标准。另外，由于附图中的每个层(膜)、区域、图案或结构的厚度或大小为了清楚以及便于说明而可能被改变，所以构成元件的尺寸可能不准确反映实际尺寸。
44.本文使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，无意作为限制。单数表示可以包括复数表示，除非上下文另有明确指示。本文中使用的单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。应进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括
…”
、“具有
…”
等指定所述特征、整数、步骤、操作、元件、组件或其组合的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件或其组合。
45.除非另有定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术和科学术语)的含义与本发明所属领域的技术人员通常理解的那些术语相同。应进一步理解，术语，诸如常用词典中定义的术语，应被解释为具有与其在相关领域和本公开的上下文中的含义一致的含义，而不应被解释为理想化或过度正式的意义，除非在本文中这样明确定义。
46.现在将参考附图根据本文公开的示例性实施例详细地给出说明。为了参考附图进行简要说明，相同或等效组件可以用相同的附图标记表示，并且将不重复其说明。
47.下文所述的磁性元件被假定为电感器，但是对于本领域技术人员而言显而易见的是，当骨架的中间部被分开以允许次级线圈被设置在其上时，该磁性元件可以应用于变压器。
48.首先，将一起参考图4和图5描述根据一个实施例的电感器100。图4是根据一个实施例的电感器的透视图，图5是根据一个实施例的电感器的分解透视图。
49.一起参考图4和图5，根据一个实施例的电感器100可以包括芯110以及骨架单元120、130、p1、p2、p3和p4。
50.具有磁路特性的芯110可以用作磁通量的通道。芯110可以具有其中上芯111和下芯112彼此耦合的形式。另外，骨架单元120、130、p1、p2、p3和p4可以包括：线圈收容单元120，形成线圈的导电线(未示出)缠绕在其上；支撑单元130，其在电感器100在其中具有中空孔的基板(未示出)上就位时支撑电感器100；以及多个销p1、p2、p3和p4，其穿透支撑单元130和基板(未示出)，以便将基板(未示出)固定至电感器100，并且在被连接至线的一端时将基板(未示出)上的电路电连接到形成线圈的线(未示出)。
51.下面将更详细地描述每个组件。
52.构成芯110的芯111和112可以在上下方向中彼此对称，或者可以彼此不对称。假设上芯111与下芯112垂直地对称，下面对下芯112的说明将代替对上芯111的说明。
53.下芯112的下表面可以具有矩形平面形状，矩形平面形状具有在一个方向(例如，x轴方向)中延伸的长边以及在与该一个方向交叉的另一方向(例如，y轴方向)中延伸的短边。
54.另外，下芯112可以包括：中心腿(或者中间脚)112_cl，其具有圆柱形状；以及外腿112_o1和112_o2，其被设置在绕中心腿112_cl彼此面对的相对侧处。这里，在外腿112_o1和112_o2的内侧表面与中心腿112_cl的外圆周表面以切口迹线式平面形状被限定，以便允许下芯112围绕骨架单元的线圈收容单元120的至少一部分的收容中空孔112_r，可以对应于线圈收容单元120的大小和形状。具有这种形状的芯也被称为“epc”芯。
55.同时，中心腿112_cl可以被插入线圈收容单元120的中心中空孔ch中。另外，当中
心腿112_cl被耦合到线圈收容单元120时，上芯111的中心腿(未示出)和下芯112的中心腿112_cl可以彼此间隔开预定距离(例如，100um)，以便在两者之间形成间隙，但不限于此。
56.根据另一实施例，上芯111和下芯112中的任何一个可以是epc式芯，另一个可以是方板形i式芯。根据又另一实施例，上芯111和下芯112这两者可以是e形芯。在这种情况下，线圈收容单元120可以具有关于穿过中心中空孔ch的中心的x-z平面横向对称的形状。
57.芯110可以包含磁性材料。例如，芯110可以包含mn-zn基铁氧体，铁氧体的磁导率μ可以从2,000至15,000，但不必限于此。
58.如上所述，骨架单元120、130、p1、p2、p3和p4可以包括线圈收容单元120、支撑单元130以及多个销p1、p2、p3和p4。
59.支撑单元130可以包括第一支撑件131和第二支撑件132，第二支撑件132与第一支撑件131间隔开，线圈收容单元120介于其间。换言之，第一支撑件131和第二支撑件132可以被设置在线圈收容单元120的相对侧处，并且可以具有关于线圈收容单元120彼此对称的形状。
60.另外，当支撑单元130耦合到线圈收容单元120以构成电感器100时，支撑单元130的内侧表面可以围绕芯110的外腿的至少一部分外侧表面。
61.例如，线圈收容单元120以及支撑件131和132中的每个可以使用突起120_p和收容凹槽131_h以配合方式彼此耦合，但是本领域技术人员应明白，这是示例性的而非限制性的，并且可以应用各种紧固方式。然而，在线圈收容单元120和支撑单元130彼此耦合之前，形成线圈的线可以首先缠绕线圈收容单元120。其原因将在下文参考图6和图7更详细地描述。
62.销p1、p2、p3和p4可以被插入在每个支撑件131和132的相对端中形成的通孔th中。每个销的一端可以在水平方向中延伸，而另一端可以弯曲并且在垂直方向中延伸。在垂直方向中延伸的另一端可以穿过支撑件131和132中的每个中的通孔th以及基板中的通孔(例如，图9a中的221、222、223和224)，以便被焊接到基板的下表面。另外，在水平方向中延伸的一端可以被电连接到形成线圈的线(未示出)。在这种情况下，连接到线的销可以执行将电感器100和基板(未示出)彼此固定的功能，以及将线圈电连接到基板上的电路的功能。
63.下面将参考图6和图7更详细地描述骨架单元。
64.图6是根据一个实施例的骨架单元的平面图，图7是根据一个实施例的骨架单元的侧视图。
65.一起参考图6和图7，线圈收容单元120可以包括顶部121、中间部122和底部123。顶部121可以具有限定为板状的环形平面形状。中间部122可以具有圆柱形状，并且可以被设置在顶部121和底部123之间。中间部122的内圆周表面可以限定线圈收容单元120中的中心中空孔ch，并且形成线圈的线(未示出)可以缠绕中间部122的外圆周表面。
66.底部123可以整体具有矩形平面形状，并且可以具有通孔和凹进，通孔在其中心部中被形成，其对应于中心中空孔ch，凹进对应于芯110的外腿的形状。另外，底部123的上表面123_ts可以形成平行于顶部121的下表面的平面。即，在线圈收容单元120耦合到支撑单元130之前，平行于中间部122的外圆周表面的线圈收容单元120的侧部在所有方向中敞开。因此，在完成线(未示出)绕线圈收容单元120的缠绕之后，线圈收容单元120可以被耦合到支撑单元130。此外，在这种状态下，可能使用机器自动缠绕线(未示出)，与支撑单元130的
形状无关(即，在其中由于与支撑单元耦合，所以与中间部122的外圆周表面平行的一侧的至少一部分被支撑单元覆盖的情况下)，由此确保了极其容易进行缠绕。
67.同时，构成支撑单元130的第一支撑件131和第二支撑件132可以被耦合到线圈收容单元120的底部123。具体地，第一支撑件131和第二支撑件132可以分别被耦合到底部123的相对的侧表面，相对的侧表面平行于芯110的短轴(即，y轴)并彼此面对。
68.假设第一支撑件131和第二支撑件132中的每个具有关于穿过中心中空孔ch的中心的y-z平面横向对称的形状，将作为示例描述第一支撑件131。
69.第一支撑件131可以包括：支撑构件131_bp，其在芯110的短轴方向(即，y轴方向)中延伸；以及两个连接部131_cp，每个连接部设置在支撑构件131_bp的每个相对端处，并朝向底部123的一侧延伸，该一侧面对支撑构件131_bp的内侧表面。
70.在平面中，在其中底部123和第一支撑件131彼此耦合的状态下被限定在底部123与第一支撑件131的内侧表面之间的第一中空孔sp1可以对应于芯110的一侧处的外腿的平面形状。类似地，在其中底部123和第二支撑件132彼此耦合的状态下被限定在底部123与第二支撑件132的内侧表面之间的第二中空孔sp2可以对应于芯110的另一侧处的外腿的平面形状。因而，在构成电感器100时，支撑件131和132中的每个的内侧表面可以具有围绕芯110的两个外腿中的任何一个的外侧表面的至少一部分的形状。
71.同时，当根据实施例的电感器100就位在其中具有中空孔的基板上以构成电路板(例如，植入平板显示器设备中的电路板)时，支撑构件131_bp或132_bp的下表面可以至少部分地垂直重叠基板的内边缘，内边缘限定基板中的中空孔。例如，支撑构件131_bp和132_bp的下表面可以与基板的内边缘的上表面接触以将电感器100支撑在基板上。为此，支撑构件131_bp和132_bp的下表面可以被定位为高于芯110的下表面，更优选地，支撑构件131_bp和132_bp的下表面可以被定位在等于或高于底部123的上表面高度的高度处。
72.因而，电感器100从基板突出的高度可以通过调整支撑构件131_bp和132_bp的下表面的高度来改变。换言之，简单地通过将设置有支撑构件的支撑单元130(其中支撑构件的下表面的高度改变)耦合到相同的线圈收容单元120，电感器100从基板突出的高度可以进行各种调整。因此，提高了其在基板上方的高度方面面临限制的磁性元件的设计自由度。下面将参考图9a至图9c更详细地描述该优点。
73.在至此所述的实施例中，耦合到线圈收容单元120的一侧的支撑件，例如，第一支撑件131，具有一体式结构，其中两个连接部131_cp从一个支撑构件131_bp的相对端延伸。可替选地，根据另一实施例，可以为每个连接部提供支撑构件。这将参考图8进行描述。
74.图8示出了根据另一实施例的骨架单元的构造的示例。
75.参考图8，在根据另一实施例的骨架单元中，耦合到线圈收容单元120的一侧的支撑件131’可以包括：两个连接部131_cp，其彼此间隔开；以及两个支撑构件131_bp’，其在芯(未示出)的长轴方向(即，x轴方向)中从两个连接部131_cp中的每个向外延伸。在这种情况下，芯(未示出)的两个外腿中的每个的外侧表面向外侧敞开，而非被支撑构件131_bp’围绕，由此具有更好的散热性能。
76.然后将参考图9a至图9c描述其中根据一个实施例的电感器100被安装在基板上的形式及其效果。
77.图9a至图9c是示出其中根据一个实施例的电感器被安装在其中具有中空孔的基
板上的电路板的示例的视图。
78.首先参考图9a，其中示出了根据一个实施例的电感器100和基板200，基板中具有中空孔210以及围绕中空孔210的多个通孔221、222、223以及224。这里，通孔221、222、223以及224中的每个的位置可以与电感器100中设置的销p1、p2、p3和p4中的相应一个的垂直延伸端的位置对准。另外，基板200中的中空孔210可以至少垂直地重叠线圈收容单元120、支撑件131和132的连接部131_cp和132_cp以及芯110。然而，中空孔210可以不重叠支撑件131和132的支撑构件131_bp和132_bp的至少一部分。
79.图9b示出了其中电感器100就位在基板200上的状态，销p1、p2、p3和p4的每个垂直延伸端被设置在电感器100中，穿过通孔221、222、223以及224中的相应一个。具体地，不垂直重叠基板200中的中空孔210的第一支撑件131的一部分，即支撑构件131_bp的至少一部分下表面，可以将电感器100支撑在基板200的内边缘的上表面上，内边缘限定中空孔210。类似地，不垂直重叠基板200中的中空孔210的第二支撑件132的一部分，即支撑构件132_bp的至少一部分下表面，可以将电感器100支撑在基板200的内边缘的上表面上，内边缘限定中空孔210。这里，当支撑件131和132的支撑构件的下表面131_bs和132_bs中的每个的高度等于或高于线圈收容单元120的底部123的上表面的高度时，如图9c中所示，底部123的上表面的高度等于或低于基板200的上表面的高度。因而，至少底部123的厚度可以始终被排除在电感器100从基板200的上表面突出的高度h1之外。更详细地，电感器100从基板200的上表面突出的高度h1由顶部121的厚度h2、中间部122的厚度h3，以及上芯111的上部的厚度组成。
80.结果，在根据实施例的电感器100中，当支撑件131和132的支撑构件的下表面131_bs和132_bs中的每个的高度等于或高于线圈收容单元120的底部123的上表面的高度时，与具有图3中所示的典型骨架10的磁性元件的情况相比，电感器从基板突出的高度在相同情况下至少可以减小底部13的高度h2，这有利于纤薄化。
81.另外，即使平行于中间部122的外圆周表面的一侧被支撑单元130覆盖，支撑单元130被耦合到骨架单元从而构成电感器100，在支撑单元130耦合到骨架单元之前，线圈收容单元120的平行于中间部122的外圆周表面的一侧在所有方向中敞开。为此，可能使用机器进行自动缠绕，由此确保了缠绕的容易性。
82.上述实施例中每个的说明可以应用于其他实施例，只要其内容没有冲突。
83.尽管已经参考实施例给出了前述说明，但是这些仅是说明性的并且不限制本公开，并且应理解，在不脱离实施例的本质特征的情况下，本领域技术人员将能够对本公开进行各种修改和改变。例如，可以对实施例中具体示出的每个组件进行修改。此外，与这些修改和应用相关的差异应被解释为被包括在所附权利要求中限定的本公开的范围内。