專利名稱：電子單元的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電子單元。
背景技術：
日本未審查實用新型申請公開No.4-20217公開了一種具有片圈、熱輻射板和芯體的平面線圈裝置。具體地，片圈由絕緣片和設置在絕緣片上以形成線圈的箔導體形成。熱輻射板與片圈絕緣。片圈和熱輻射板疊置在一起并且裝配在芯體中。已知例如利用雙面基板一例如，厚銅基板一的變壓器的電子單元。厚銅基板具有如下結構，即將圖案化形成的銅板粘接在絕緣基板的相對表面上。在利用這種厚銅雙面基板的電子單元中，不存在用于實現(xiàn)有效的熱輻射的已有技術。本發(fā)明的目的是提供一種具有雙面基板的電子單元，在該電子單元中，金屬板粘接在絕緣基板的相對表面上并且還允許有效的熱福射。

發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明的方面，電子單元包括雙面基板，該雙面基板具有絕緣基板、粘接在絕緣基板的一個側面上的圖案化形成的第一金屬板以及粘接在絕緣基板的另一個側面上的圖案化形成的第二金屬板，并且電子單元還包括用于釋放來自雙面基板的熱的熱輻射構件。熱輻射構件設置成與第一金屬板和第二金屬板中的一個鄰接，第一金屬板和第二金屬板中的所述一個與第一金屬板和第二金屬板中的另一個相比產生較大量的熱。從結合附圖并通過本發(fā)明原理的示例進行說明的下面的描述中，本發(fā)明的其它的方面和優(yōu)點將變得顯而易見。


圖I是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的實施為變壓器的電子單元的分解立體圖；圖2A是圖I的變壓器的俯視圖；圖2B是沿圖2A的線IIB-IIB截取的截面圖；圖2C是沿圖2A的線IIC-IIC截取的截面圖；圖3是在圖I的變壓器中使用的厚銅基板的示意性前視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的實施為感應器的電子單元的分解立體圖；圖5A是圖4的感應器的俯視圖；圖5B是沿圖5A的線VB-VB截取的截面圖；圖5C是沿圖5A的線VC-VC截取的截面圖；圖6A是根據(jù)本發(fā)明第三實施方式的實施為變壓器的電子單元的俯視圖；圖6B是沿圖6A的線VIB-VIB截取的截面圖；圖6C是沿圖6A的線VIC-VIC截取的截面圖；圖7A與圖6A相似，但是以俯視圖示出在移除若干部件的情況下的變壓器；
圖7B是沿圖7A的線VIIB-VIIB截取的截面圖；圖7C是沿圖7A的線VIIC-VIIC截取的截面圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明第四實施方式的電子單元的示意性前視圖；以及圖9是圖8的電子單元的電路圖。
具體實施例方式下面將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明的電子單 元的實施方式。圖1、2A、2B、2C和3示出了實施為變壓器的電子單元的第一實施方式。通常以10指出的變壓器具有芯體20、纏繞在芯體20上的初級線圈30和次級線圈31、以及熱輻射構件40、41。初級線圈30和次級線圈31由厚銅基板50提供，厚銅基板50對應于本發(fā)明的雙面基板。如圖3所示，厚銅基板50具有絕緣基板51、第一銅板52和第二銅板53。作為本發(fā)明的第一金屬板的第一銅板52通過粘合片(未示出)粘接在絕緣基板51的一個側面或下表面上。第一銅板52圖案化形成以便形成初級線圈30 (參見圖I和圖2)。通過沖壓實現(xiàn)初級線圈30的圖案結構。例如，絕緣基板51由玻璃或環(huán)氧樹脂制成。作為本發(fā)明的第二金屬板的第二銅板53通過粘合片(未示出)粘接在絕緣基板51的另一個側面或上表面上。第二銅板53圖案化形成以便形成次級線圈31 (參見圖I和圖2)。通過沖壓實現(xiàn)次級線圈31的圖案結構。以這種方式，厚銅基板50的至少一部分形成初級線圈30和次級線圈31。例如，絕緣基板51具有大約400 u m的厚度，第一銅板52具有大約500 u m的厚度，并且第二銅板53具有大約500 iim的厚度。芯體20是包括兩個E芯體21、22的E-E芯體。E芯體21具有矩形平面基部21A、從基部21A的上表面的中心凸出的中心腿部21B以及從基部21A的上表面的相對端部凸出的兩個外腿部21C、21D。中心腿部21B和外腿部21C、21D全部具有矩形橫截面。相似地，E芯體22具有矩形平面基部22A、從基部22A的上表面的中心凸出的中心腿部22B以及從基部22A的上表面的相對端部凸出的兩個外腿部22C、22D。中心腿部22B和外腿部22C、22D全部具有矩形橫截面。如在圖2B中最清楚地示出，E芯體21、22設定成在中心腿部21B、22B和外腿部21C、21D、22C、22D的端部處彼此接觸，由此形成E-E芯體并且還形成穿過其中的閉合磁路。在厚銅基板50中，絕緣基板51形成有穿過其中的中心孔54，E芯體22的中心腿部22B插到中心孔54中。在第一銅板52中圖案化形成的初級線圈30具有如下形狀，即單個導體繞絕緣基板51的中心孔54形成五匝，從而使得初級線圈30的匝數(shù)是五。在第二銅板53中圖案化形成的次級線圈31具有如下形狀，即單個導體繞絕緣基板51的中心孔54形成一匝，從而使得次級線圈31的匝數(shù)是一。在第二銅板53中的次級線圈31的寬度大于在第一銅板52中的初級線圈30的寬度。即，線圈的寬度隨著線圈的匝數(shù)的增大而減小。電阻和發(fā)熱量隨著線圈的寬度的減小而增大。熱輻射構件40、41是矩形板的形式并且由具有較低熱阻的材料制成。在本實施方式中，熱輻射構件40、41由鋁制成，以便允許在整個線圈中產生的熱能夠有效地輻射。熱輻射構件40、41彼此水平地間隔開并且由殼體(在附圖中未示出)支承從而使得E芯體21、22的中心腿部21B，22B位于熱輻射構件40、41之間。在E芯體22的中心腿部22B插過厚銅板50的絕緣基板51的中心孔54的情況下，厚銅基板50設置在熱輻射構件40、41的上表面上厚銅基板50的第一銅板52通過娃橡膠片(未不出)粘接于相應的熱福射構件40、41的上表面，硅橡膠片用于第一銅板52與熱輻射構件40、41之間的電絕緣。具體地，厚銅基板50和熱輻射構件40、41彼此電絕緣并且粘接在一起，從而使得在厚銅基板50中產生的熱釋放至熱輻射構件40、41。以這種方式，具有較小寬度的線圈設置在厚銅基板50的與熱輻射構件40、41鄰接的側面上或者在厚銅基板50的熱輻射側面上。在厚銅基板50的第一銅板52和第二銅板53中，產生較大量的熱的第一銅板52設置成與熱輻射構件40、41鄰接。具體地，第一銅板52——其圖案化形成為較大匝數(shù)的初級線圈30——設置成與熱輻射構件40、41鄰接。第一銅板52的這種設置允許有效的熱輻射。具體地，在較大匝數(shù)的初級線圈30上產生的較大量的熱通過熱輻射構件40、41輻射，由此防止變壓器10的線圈的溫度升高。如上所述，根據(jù)具有五匝初級線圈30和一匝次級線圈31的第一實施方式，將初級線圈30設置在厚銅基板50的熱輻射側面上導致從初級線圈30的直接且因此有效的熱輻射，由此防止變壓器10的初級線圈30和次級線圈31的溫度升高。從廣義上講，熱輻射構件40、41設置成與初級線圈30和次級線圈31中的如下一個鄰接，即由于線圈的寬度和/或流過線圈的電流的量，因此使得初級線圈30和次級線圈31中的所述一個與初級線圈30和次級線圈31中的另一個相比產生較大量的熱。該設置允許從熱輻射構件40、41的有效的熱輻射，由此防止變壓器10的線圈的溫度升高。圖4和圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實施為感應器的電子單元的第二實施方式。在附圖中，相同的附圖標記用于第一實施方式和第二實施方式中的共有的元件或部件，并且將省略第二實施方式的該元件或部件的描述。如圖所示，通常以60指出的感應器具有纏繞在芯體20上并由第一線圈81和第二線圈82形成的線圈80。線圈80或第一線圈81和第二線圈82由厚銅基板50提供。在厚銅基板50中，第一銅板52圖案化形成以便形成第一線圈81，并且第二銅板53圖案化形成以便形成第二線圈82。通過沖壓實現(xiàn)第一線圈81和第二線圈82的圖案結構。在厚銅基板50中，在第一銅板52中的第一線圈81具有如下形狀，即單個導體繞絕緣基板51的中心孔54形成三匝，從而使得第一線圈81的匝數(shù)是三。在第二銅板53中的第二線圈82具有如下形狀，S卩單個導體繞絕緣基板51的中心孔54形成二匝，從而使得第二線圈82的匝數(shù)是二。在相應第一銅板52和第二銅板53中圖案化形成的第一線圈81和第二線圈82的一個端部通過導體70 (圖4)彼此電連接，導體70設置在穿過絕緣基板51所形成的孔中。通過諸如超聲波焊接、電阻焊接或焊劑接合的任何適當?shù)姆椒▽崿F(xiàn)在導體70與相應的第一銅板52和第二銅板53中的圖案的端部之間的粘接。以這種方式，厚銅基板的至少一部分形成單個線圈。具體地，厚銅基板的一個側面形成單個線圈的一部分，厚銅基板的另一個側面形成單個線圈的其余部分，并且形成在厚銅基板的相應側面上的線圈通過導體70電連接，由此形成單個線圈。
在第二銅板53中的第二線圈82的寬度大于在第一銅板52中的第一線圈81的寬度。即，線圈的寬度隨著線圈的匝數(shù)的增大而減小。電阻和發(fā)熱量隨著線圈的寬度的減小而增大。厚銅基板50的第一銅板52通過硅橡膠片(未示出)粘接于相應的熱輻射構件40、41的上表面,娃橡膠片用于第一銅板52與熱福射構件40、41之間的電絕緣。以這種方式，厚銅基板50具有如下結構，即在熱輻射側面上的第一線圈81的匝數(shù)大于在相對側面上的第二線圈82的匝數(shù)。
在厚銅基板50的第一銅板52和第二銅板53中，產生較大量的熱的第一銅板52設置成與熱輻射構件40、41鄰接。具體地，第一銅板52——其圖案化形成為較大匝數(shù)的第一線圈81——設置成與熱輻射構件40、41鄰接。第一銅板52的這種設置允許有效的熱輻射。具體地，在較大匝數(shù)的第一線圈81上產生的較大量的熱通過熱輻射構件40、41輻射，由此防止感應器60的線圈80的溫度升高。根據(jù)第二實施方式，其中，感應器60具有五阻線圈80,三阻第一線圈81設置在熱輻射側面上以及二匝第二線圈82設置在相對側面上導致從三匝第一線圈81的直接且因此有效的熱輻射，由此防止感應器60的線圈80的溫度升高。圖6和圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的實施為變壓器的電子單元的第三實施方式。第三實施方式與第一實施方式的不同之處在于以120指出的殼體取代圖I的變壓器10的板形的熱輻射構件40、41，從而使得在變壓器的線圈中產生的熱釋放至殼體120。殼體120對應于本發(fā)明的熱輻射構件。通常以130指出的芯體是包括E芯體131和I芯體132的E-I芯體。在圖6中，I芯體132以雙點劃線表示。通常以140指出的厚銅基板對應于本發(fā)明的雙面基板并且由絕緣基板141、第一銅板142和第二銅板143組成。作為本發(fā)明的第一金屬板的第一銅板142粘接在絕緣基板141的一個側面或下表面上。第一銅板142圖案化形成以便形成變壓器110的初級線圈。作為本發(fā)明的第二金屬板的第二銅板143粘接在絕緣基板141的另一個側面或上表面上。第二銅板143圖案化形成以便形成變壓器110的次級線圈。通過沖壓實現(xiàn)初級線圈和次級線圈的圖案結構。以這種方式，厚銅基板140的一部分形成變壓器110的初級線圈和次級線圈。在圖7中，為了簡單起見，省略了圖6中示出的I芯體132和第二銅板143(第二線圈)的圖示，并且絕緣基板141由雙點劃線表示。殼體120具有板形狀并且在其上表面120A中具有凹部121，E芯體131設置在凹部121中。E芯體131具有矩形平面基部131A、從基部131A的上表面的中心凸出的中心腿部131B以及從基部131A的上表面的相對端部凸出的兩個外腿部131C，131D。如從圖6A中可以看到，中心腿部131B具有圓柱形形狀。如圖6A和圖6C所示，殼體120在其上表面120A中具有位于E芯體131的中心腿部13IB的相反側上的基板安裝部122、123?；灏惭b部122、123分別具有平坦且處于相同水平的上表面122A、123A。在硅橡膠片(在附圖中未示出)插于其間的情況下，厚銅基板140置于殼體120的基板安裝部122、123的上表面122AU23A上。因此，在厚銅基板140中產生的熱釋放至殼體120的基板安裝部122、123。
在厚銅基板140中，絕緣基板141形成有穿過其中的中心孔144，E芯體131的中心腿部131B插到中心孔144中。在第一銅板142中圖案化形成的初級線圈具有如下形狀，即如圖7A所示，單個導體繞絕緣基板141的中心孔144形成四匝，從而使得初級線圈的匝數(shù)是四。在第二銅板143中圖案化形成的次級線圈具有如下形狀，即如圖6A所示，單個導體繞絕緣基板141的中心孔144形成一匝，從而使得次級線圈的匝數(shù)是一。在第二銅板143中的次級線圈的寬度大于在第一銅板142中的初級線圈的寬度。即，線圈的寬度隨著線圈的匝數(shù)的增大而減小。電阻和發(fā)熱量隨著線圈的寬度的減小而增大。厚銅基板140的第一銅板142粘接于基板安裝部122、123的上表面122A、123A的同時保持彼此絕緣。因此，較小寬度的初級線圈設置在厚 銅基板140的熱輻射側面上。根據(jù)具有在第一銅板142中的四匝初級線圈和在第二銅板143中的一匝次級線圈的第三實施方式，初級線圈或第一銅板142設置在厚銅基板140的熱輻射側面上導致從初級線圈的直接且因此有效的熱輻射，由此防止變壓器110的線圈的溫度升高。圖8和圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的實施為DC-DC變換器的電子單元的第四實施方式。如圖9所示，通常以150指出的DC-DC變換器作為將來自高壓電池151的電力供應至附件或電池152的電源使用在插電式混合動力車輛或電動車輛中。在圖9中，DC-DC變換器150具有H橋電路153、變壓器154、整流H橋電路155以及平流電路156。H橋電路153具有四個切換裝置，整流H橋電路155具有四個二極管，并且平流電路156具有線圈和電容器。如圖8所示，通常以160指出的厚銅基板對應于本發(fā)明的雙面基板并且由絕緣基板161、第一銅板162和第二銅板163組成。作為本發(fā)明的第一金屬板的第一銅板162粘接在絕緣基板161的一個側面或下表面上。第一銅板162圖案化形成以便形成變壓器154(圖9)的五匝初級線圈。通過沖壓實現(xiàn)初級線圈的圖案結構。作為本發(fā)明的第二金屬板的第二銅板163粘接在絕緣基板161的另一個側面或上表面上。第二銅板163圖案化形成以便形成變壓器154(圖9)的一匝次級線圈。通過沖壓實現(xiàn)次級線圈的圖案結構。在變壓器154中，雖然流過次要電路300的電流的量大于流過主要電路200的電流的量，但是變壓器154的初級線圈具有較小的寬度，并且因此，在初級線圈上產生較大量的熱。如圖8所示，厚銅基板160通過硅橡膠片(未示出)粘接于熱輻射構件170的上表面，硅橡膠片用于厚銅基板160與熱輻射構件170之間的電絕緣。在這種情況下，第一銅板162位于厚銅基板160的與熱輻射構件170鄰接的側面上，從而使得產生較大量的熱的五匝初級線圈設置在熱輻射側面上。即，在第一銅板162和第二銅板163中，產生較大量的熱的第一銅板162設置成更靠近熱輻射構件170?？梢砸匀缦旅媾e例說明的各種方式改變上述的實施方式。如在第三實施方式中通過利用殼體120實現(xiàn)的熱輻射可以應用于如在第二實施方式中描述的感應器。在變壓器中，在相應的第一銅板和第二銅板中圖案化形成的初級線圈和次級線圈的匝數(shù)可以根據(jù)需要改變。例如，初級線圈的匝數(shù)可以是三，而次級線圈的匝數(shù)可以是一。此外，在感應器中，在相應的第一銅板和第二銅板中的線圈的匝數(shù)可以改變。例如，在第一銅板中的線圈的匝數(shù)可以是三，而在第二銅板中的線圈的匝數(shù)可以是一。在先前的實施方式中，作為雙面基板的厚銅基板具有粘接在絕緣基板的兩個側面上的銅板。可替代地，除了銅板之外的任何金屬板——例如，鋁板——可以粘接在絕緣基板的兩個側面上。 在第一實施方式和第二實施方式中，當熱輻射構件40、41需要被磁絕緣使得在熱輻射構件設置于芯體中的情況下不通過熱輻射構件40、41形成磁路時，諸如具有高導熱率的樹脂的任何適當?shù)拇沤^緣材料可以用作熱輻射構件40、41。
權利要求
1.一種電子單元,包括 雙面基板(50)，所述雙面基板(50)具有絕緣基板(51)、粘接在所述絕緣基板(51)的一個側面上的圖案化形成的第一金屬板(52)、和粘接在所述絕緣基板(51)的另一個側面上的圖案化形成的第二金屬板(53);以及 熱輻射構件(40、41)，所述熱輻射構件(40、41)用于釋放來自所述雙面基板(50)的熱， 其特征在于，所述熱輻射構件(40、41)設置成與所述第一金屬板(52)和所述第二金屬板(53)中的一個鄰接，所述第一金屬板(52)和所述第二金屬板(53)中的所述一個與所述第一金屬板(52)和所述第二金屬板(53)中的另一個相比產生較大量的熱。
2.根據(jù)權利要求I所述的電子單元，其中，所述電子單元是變壓器(10)，所述變壓器 (10)包括在所述第一金屬板(52)中圖案化形成的初級線圈(30)、在所述第二金屬板(53)中圖案化形成的次級線圈(31)、以及所述初級線圈(30)和所述次級線圈(31)在其上纏繞的芯體(20)。
3.根據(jù)權利要求2所述的電子單元，其中，所述熱輻射構件(40、41)設置成與所述初級線圈(30)和所述次級線圈(31)中的一個鄰接，由于線圈的寬度和/或流過線圈的電流的量而使得所述初級線圈(30)和所述次級線圈(31)中的所述一個與所述初級線圈(30)和所述次級線圈(31)中的另一個相比產生較大量的熱。
4.根據(jù)權利要求3所述的電子單元，其中，所述熱輻射構件(40、41)設置成與所述初級線圈(30)和所述次級線圈(31)中的一個鄰接，所述初級線圈(30)和所述次級線圈(31)中的所述一個與所述初級線圈(30)和所述次級線圈(31)中的另一個相比具有較大的匝數(shù)。
5.根據(jù)權利要求I所述的電子單元，其中，所述電子單元是感應器(60)，所述感應器(60)包括在所述第一金屬板(52)中圖案化形成的第一線圈(81)、在所述第二金屬板(53)中圖案化形成并電連接于所述第一線圈(81)以形成單個線圈(80)的第二線圈(82)、以及所述第一線圈(81)和所述第二線圈(82)在其上纏繞的芯體(20)。
6.根據(jù)權利要求5所述的電子單元，其中，所述熱輻射構件(40、41)設置成與所述第一線圈(81)和所述第二線圈(82)中的一個鄰接，所述第一線圈(81)和所述第二線圈(82)中的所述一個與所述第一線圈(81)和所述第二線圈(82)中的另一個相比具有較大的匝數(shù)。
7.根據(jù)權利要求I至6中任一項所述的電子單元，其中，所述第一金屬板(52)和所述第二金屬板(53)中的每一個是通過沖壓圖案化形成的銅板。
全文摘要
一種電子單元，該電子單元包括雙面基板，該雙面基板具有絕緣基板、粘接在絕緣基板的一個側面上的圖案化形成的第一金屬板以及粘接在絕緣基板的另一個側面上的圖案化形成的第二金屬板，并且該電子單元還包括用于釋放來自雙面基板的熱的熱輻射構件。熱輻射構件設置成與第一金屬板和第二金屬板中的一個鄰接，第一金屬板和第二金屬板中的所述一個與第一金屬板和第二金屬板中的另一個相比產生較大量的熱。
文檔編號H01F27/28GK102623141SQ201210019309
公開日2012年8月1日 申請日期2012年1月20日 優(yōu)先權日2011年1月28日
發(fā)明者三宅雅夫, 古田哲也, 小池靖弘, 尾崎公教, 山內良, 志滿津仁, 早川貴弘, 淺井智朗, 淺野裕明, 鈴木定典 申請人:株式會社豐田自動織機