ПЛОСКИЙ ТРАНСФОРМАТОР

Полезная модель относится к радиотехнике, в частности, к изготовлению плоских трансформаторов на основе многослойных печатных плат.
Известен плоский трансформатор [1], выполненный в виде многослойной печатной платы (МПП) и содержащий изолирующие слои, токопроводящие детали, пакет диэлектрических подложек с отверстиями и односторонней металлизацией, выполненной в виде рисунка проводников и контактных площадок. Металлизированные слои соединены между собой по входным и выходным контактным площадкам.
Недостатком данного трансформатора является его низкая надежность и большая трудоемкость изготовления и сборки, связанные с необходимостью осуществлять соединение слоев между собой путем пайки оловянным припоем, и производить межслойную герметизацию трансформатора путем вакуумной пропитки герметиком с целью защиты медных проводников от коррозии и пробоев.
Наиболее близким техническим решением является плоский трансформатор [2], 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 полуотвердевшей смолы и общая толщина изолирующего слоя в этом случае составит 63×5=315 мкм.
В основу полезной модели положено требование уменьшения весогабаритных параметров за счет уменьшения числа прокладок из полуотвердевшей смолы без снижения надежности межслойной изоляции.
Поставленная задача решается тем, что в плоском трансформаторе, выполненном в виде многослойной печатной платы, содержащей изолированные друг от друга жесткие диэлектрические подложки с отверстиями и двухсторонней металлизацией, соединенные в пакет с помощью прокладок из полуотвердевшей смолы, между двумя прокладками из полуотвердевшей смолы размещен дополнительный слой, выполненный из полиимидной пленки.
На фиг.1 показана многослойная печатная плата, из которой изготавливается плоский трансформатор предложенной конструкции.
Многослойная печатная плата представляет собой пакет печатных плат 1 с двухсторонней металлизацией, выполненной в виде витков 2, причем витки с одной стороны являются продолжением витков с другой стороны. Соединение витков между собой осуществляется с помощью металлизированных отверстий 3.
Механическое соединение печатных плат в пакет производится с помощью прокладок 4 из полуотвердевшей смолы типа эпоксидной, и полиимидной пленки 5, расположенной между этими прокладками. Процесс соединения печатных плат производится методом горячего прессования. Проводники разных уровней соединяются между собой путем сверления отверстий 6 с последующей металлизацией. Наружные слои рисунка проводников и контактных площадок защищены паяльной маской 7.
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 стеклотекстолит с медной фольгой толщиной 100 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 две прокладки из стеклоткани толщиной ~60 мкм, пропитанные полуотвердевшей смолой, и полиимидную пленку, расположенную между этими прокладками, 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 MПП 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 между отдельными печатными платами.
Таким образом, поставленная задача решена благодаря применению в конструкции трансформатора МПП, в которой для соединения печатных плат между собой используется две прокладки из полуотвердевшей смолы и полиимидная пленка. По сравнению с прототипом толщина МПП, а следовательно, и габаритные размеры трансформатора уменьшаются в 1,5-2 раза без снижения надежности межслойной изоляции.
Источники информации:
1. Патент РФ №2149526, Кл. Н 05 К 3/46, 1999 г.
2. Полезная модель. Свидетельство №16318, Кл. Н 05 К 1/14, 1995 г. - прототип.