[发明专利]石墨线圈平面脉冲变压器

说明书

本发明所涉及的石墨线圈平面脉冲变压器采用导电性能优良的石墨替代铜箔，利用模压工艺、网板印刷工艺或者涂敷工艺，在绝缘基板上分别制备单层平面线圈，再根据产品的设计及工艺要求，将单层平面线圈按要求堆叠并制作层间过孔，通过铜电极将线圈引到变压器的外部电接点，制作完成的一体化线圈是由初级单层平面线圈和次级单层平面线圈按要求堆叠组合的整体，初次级单层平面线圈的叠放顺序可以根据产品的设计要求灵活摆放。所制作的石墨线圈平面脉冲变压器在有效降低材料成本的同时，大幅降低生产制造成本。

技术领域

本发明涉及平面脉冲变压器技术。尤其涉及石墨线圈平面脉冲变压器。

背景技术

随着开关电源技术的不断进步，在中小功率开关电源产品中，平面脉冲变压器以其体积小、效率高、漏感小的优良性能正在逐步取代传统的脉冲变压器。但是到目前为止，平面脉冲变压器的制作，均采用多层印刷电路板制造技术，在玻璃纤维绝缘基板上采用铜箔制作螺旋形平面线圈，该工艺技术具有以下技术缺陷：

1、平面变压器的层数大多在10～20层之间，甚至多达20层以上，而多层印刷电路板的制作样本不会超过10层，因此采用多层印刷电路板制造技术对生产设备和制作工艺有非常高的要求，大多数生产厂家难以满足；

2、生产成本非常高，产品的废品率也很高，制约了平面变压器的推广应用；

3、层间的电流导通沿用印刷电路板的过孔工艺，难以满足大电流的要求，是印刷电路板工艺制作平面变压器的技术瓶颈。

发明内容

本发明所涉及的石墨线圈平面脉冲变压器采用导电性能优良的石墨替代铜箔，利用模压工艺、网板印刷工艺或者涂敷工艺，在绝缘基板3-2上分别制备单层石墨平面线圈，再根据产品的设计及工艺要求，将单层平面线圈按要求堆叠并制作层间过孔，通过铜电极3-1将线圈引到变压器的外部电接点，制作完成的一体化线圈是由初级单层平面线圈和次级单层平面线圈按要求堆叠组合的整体，初次级单层平面线圈的叠放顺序可以根据产品的设计要求灵活摆放。所制作的石墨线圈平面脉冲变压器在有效降低材料成本的同时，大幅降低生产制造成本。制作石墨线圈平面脉冲变压器所采用的石墨材料为纯度达到99.5％以上，粒度小于2000目的常规石墨材料。

采用模压工艺制作石墨平面线圈：根据平面线圈的形状和尺寸制作对应的上钢模5-1和下钢模6-1，上钢模为阳模，下钢模为阴模。下钢模的石墨填充槽7-1与拟制作的螺旋平面线圈相一致，上钢模与下钢模的石墨填充槽精密配合。

绝缘基板3-2放置在模压机的下机台上，下钢模6-1与绝缘基板3-2通过定位孔配合，下钢模6-1放置在具有基板3-2上面；在下钢模6-1的石墨填充槽7-1内均匀填充高纯度石墨细粉(石墨细粉的粒度根据产品的具体要求调整)，上钢模5-1装配在模压机的上机台上，上钢模5-1与下钢模6-1之间利用定位导柱5-2配合；模压机工作，上钢模5-1垂直下落压紧下钢模6-1石墨填充槽7-1内的石墨粉，压力可以根据产品的具体要求进行调整(通常设定在25MPa)，保持压力20秒以上；解除压力后，绝缘基板上即形成有满足强度要求的螺旋形石墨平面线圈。压制完成后，叠放一层绝缘基材3-2，后叠加的绝缘基材3-2上在适当的位置预留有设计合格的通孔，该过孔与前面制作完成的同组石墨线圈相通，在压制本层线圈的同时用石墨粉填满过孔，使本层线圈与前面制作完成的同组石墨线圈连通，重复上面的压制工序，压制完本层线圈后叠加一层绝缘基材3-2再进行下一层的印刷制作……依此循环直至整个线圈制作完成。