[发明专利]可拆分LTCC平面变压器的制作方法

说明书

本发明公开了一种可拆分LTCC平面变压器的制作方法，主要步骤包括：将所述生瓷片分别加工形成初级线圈介质层、次级线圈介质层以及连接生瓷带；形成由初级线圈介质层组成和连接生瓷带交替组成的第一层叠体，且相邻的初级线圈介质层之间由牺牲材料填充；形成由交替层叠连接生瓷带和次级线圈介质层组成的第二层叠体，且相邻的次级线圈介质层之间由牺牲材料填充；烧结成型，两层叠体相互嵌入组合形成LTCC平面变压器。该制作方法可制作的LTCC平面变压器的初级陶瓷部分和次级陶瓷部分可拆分，其转化效率高，并且针对不同使用条件，能够满足LTCC平面变压器不同的匝数比要求。

技术领域

本发明属于平面变压器技术领域，具体涉及一种可拆分LTCC平面变压器的制作方法。

背景技术

微电子信息技术的不断进步，使得电子整机朝着小型化、便携化、多功能、数字化等方向发展，推动着电子元器件不断向微型化、集成化和高频化方向发展。而传统的绕组变压器已经无法满足小型化、集成化、低成本化的应用需求，因此，平面变压器的开发逐渐增多。

常见的平面变压器主要包括PCB变压器、压电陶瓷变压器和LTCC变压器三种。其中，PCB型变压器采用的是玻璃化温度比较低的环氧玻璃布材料，在高压下工作就会出现变形等机械性能下降的现象，会造成变压器的失效。而且，针对高压变换器的设计，变压器匝数比要大并且绕组要多。然而，由于多层PCB的制作层数有明显的限制，使得非常多圈的绕组很难实现，这样变压器很难升到高压；而压电陶瓷变压器的原理是利用压电陶瓷材料的正、逆压电效应，并以其谐振频率激发出电压。目前使用的压电陶瓷变压器多数为单片形或多层长条形，这种结构的器件制作工艺简单，升压比较高，但负载能力差，功率小，功率密度低，一般用于高电压、小电流、高阻抗负载。相比较而言，LTCC变压器的综合性能占有明显优势，尤其是其小体积和轻质量对于提高爆炸箔起爆系统抗高过载能力具有显著作用，LTCC变压器的材料系统包括物理和化学兼容的电介质浆料和导体材料，可与铁氧体LTCC基板共烧，产生具有优异磁耦合，高磁导率(相对磁导率400)，高电阻率(1012Ω·cm)和良好的饱和度(0.3T)；共烧铁氧体和介电材料可以用于附接或容纳，从而作为电力电子系统的一部分的半导体部件和其它分立器件的基板。

LTCC平面变压器和传统铁芯式变压器在升压原理上是相通的，不同之处在于LTCC平面变压器没有闭合的铁芯，以多层铁氧体陶瓷为介质材料，将金属浆料丝网印刷在铁氧体陶瓷上形成初级、次级线圈，金属化通孔将对应瓷片上的金属线圈连接形成初级和次级绕组。LTCC平面变压器在体积和质量远小于传统铁芯式变压器，但是，目前的LTCC平面变压器还存在漏感大，转化效率不高等缺点；并且针对不同使用条件，对LTCC平面变压器具有不同的匝数比要求。

发明内容

有鉴于此，本发明有必要提供一种可拆分LTCC平面变压器的制作方法，将初级绕组和次级绕组分别在不同的层叠体中制备，悬空处采用牺牲材料填充后，后续烧结后，牺牲材料去除，分别形成由初级绕组组成的初级陶瓷部分和次级绕组组成的次级陶瓷部分，初级陶瓷部分和次级陶瓷部分具有相互嵌入的形状和尺寸，组合即可得到LTCC平面变压器，该LTCC平面变压器的初级陶瓷部分和次级陶瓷部分可拆分。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种可拆分LTCC平面变压器的制作方法，包括以下步骤：

提供若干生瓷片；

将所述生瓷片分别加工形成初级线圈介质层、次级线圈介质层以及连接生瓷带；

任取一生瓷片，在其表面交替层叠连接生瓷带和初级线圈介质层，相邻初级线圈介质层之间形成悬空部并采用牺牲材料填充，形成第一层叠体；

任取另一生瓷片，在其表面交替层叠连接生瓷带和次级线圈介质层，相邻次级线圈介质层之间形成悬空部并采用牺牲材料填充，形成第二层叠体；

将所述第一层叠体和第二层叠体分别烧结成型后，相互嵌入组合形成可拆分LTCC平面变压器。