ПЛОСКИЙ ТРАНСФОРМАТОР

Полезная модель относится к радиотехнике, в частности, к изготовлению плоских трансформаторов на основе многослойных печатных плат.
Известен плоский трансформатор (патент РФ на ПМ №16318, 2000 г, МКИ: H05K 3/46), выполненный в виде многослойной печатной платы, содержащий пакет изолированных друг от друга печатных плат с отверстиями и металлизацией в виде рисунка проводников и контактных площадок. Печатные платы выполнены на жестких диэлектрических подложках, имеют двухстороннюю металлизацию, при этом проводники на каждой из сторон выполнены в виде витков и соединены между собой через металлизированные отверстия. Соединение печатных плат в пакет осуществляется с помощью прокладок из полуотвердевшей смолы. Недостатком конструкции данного трансформатора является необходимость применения от трех и более прокладок из полуотвердевшей смолы (в зависимости от толщины используемой медной фольги) между каждой парой печатных плат для надежной изоляции их друг от друга, что приводит к увеличению габаритов и веса трансформатора. Толщина одного слоя полуотвердевшей смолы составляет ~63 мкм. При толщине медной фольги 100 мкм. требуется до 5 слоев прокладок из полу отвердевшей смолы и общая толщина изолирующего слоя в этом случае составит 63×5=315 мкм.
Наиболее близким техническим решением является плоский трансформатор (патент РФ на ПМ №60296, 2006 г, МКИ: H05K 3/46), выполненный в виде многослойной печатной платы, содержащей изолированные друг от друга жесткие диэлектрические подложки с отверстиями и двухсторонней металлизацией в виде витков и контактных площадок, соединенные в пакет с помощью прокладки из полуотвердевшей смолы. Между двумя прокладками из смолы размещен дополнительный слой, выполненный из полиимидной пленки.
Недостатком данного трансформатора является его большая высота из-за использования в конструкции жестких фольгированных диэлектрических подложек. Такие подложки имеют толщину 100 мкм и более.
Толщина многослойной печатной платы, а следовательно и высота плоского трансформатора, собранного на основе этой многослойной печатной платы, зависит от числа витков в обмотках трансформатора и допустимой плотности тока, а следовательно, напрямую, от толщины жестких фольгированных диэлектрических подложек.
В основу данной полезной модели положено требование уменьшения весогабаритных параметров трансформатора без ухудшения их электрофизических свойств.
Поставленная задача решается тем, что в плоском трансформаторе, выполненном в виде многослойной печатной платы, содержащей изолированные друг от друга диэлектрические подложки с отверстиями и двухсторонней металлизацией в виде витков и контактных площадок, соединенных в пакет с помощью прокладок из полуотвердевшей смолы, диэлектрические подложки выполнены из гибкой фольгированной полиимидной пленки.
В связи с тем, что полиимид по своим электрофизическим свойствам, таким как величина пробивного напряжения, значительно превосходит стеклотекстолит, электрическая прочность трансформатора при замене стеклотекстолита на значительно более тонкий полиимид не уменьшается.
На фигуре 1 показан плоский трансформатор предложенной конструкции. Плоский трансформатор выполнен в виде многослойной печатной платы, представляющий собой пакет диэлектрических подложек 1, выполненых из гибкой фольгированной полиимидной пленки с двухсторонней металлизацией в виде витков и контактных площадок. Витки с одной стороны являются продолжением витков с другой стороны подложки. Соединение витков между собой осуществляется с помощью металлизированных отверстий 2.
Механическое соединение печатных плат в пакет производится с помощью прокладок 3 из полуотвердевшей смолы. Процесс соединения печатных плат производится методом горячего прессования. Проводники разных уровней соединены между собой через металлизированные отверстия 4. Наружные слои рисунка проводников и контактных площадок защищены паяльной маской 5. Внешний контур и окно для сердечника выполняется механической обработкой, например фрезерованием. После установки МПП в корпус сердечника проводят сборку в соответствии с требованиями электрической схемы.
Пример.
Берут двухсторонний фольгированный полиимид толщиной 40 мкм, и методом сверления изготавливают переходные отверстия. Проводят металлизацию отверстий. Методом фотолитографии формируют проводники в виде спиралей на каждой из сторон печатной платы. Затем, используя прокладки из стеклоткани толщиной ~60 мкм, пропитанные полуотвердевшей смолой, методом горячего прессования собирают МПП. Толщина слоя изоляции между смежными печатными платами составит ~170 мкм. В собранной таким образом многослойной печатной плате просверливают сквозные переходные отверстия и проводят их металлизацию. Количество печатных плат в МПП выбирают в зависимости от числа витков в обмотках трансформатора и допустимой плотности тока. Число и расположение контактных площадок и, соответственно, сквозных отверстий определяется необходимостью последовательного и параллельного соединения витков трансформатора.
Таким образом, благодаря применению в конструкции трансформатора с МПП, в которой вместо фольгированного стеклотекстолита (толщиной не менее 100 мкм) используется фольгированный полиимид (толщиной 50 мкм), габаритные размеры трансформатора уменьшатся почти в 1,5 раза при сохранении его электрофизических параметров.