CN109245443A - 用于马达的驱动组件及用于马达激磁的半导体封装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明有关用于马达的驱动组件及用于马达激磁的半导体封装结构。本发明用于马达激磁的该半导体封装结构包括一线圈组件及封装材料。该线圈组件以半导体工艺制作。该线圈组件具有多个线圈单元,每一线圈单元包括至少一线圈层、至少一中介单元及多个连接点。该至少一线圈层包括多个线圈,且该至少一线圈层设置于该至少一中介单元。相邻线圈单元以该多个连接点电连接。该封装材料封装该线圈组件。本发明的该半导体封装结构利用相邻线圈单元的该多个连接点电连接,可达到相邻线圈单元的相对应线圈的串联或并联连接,可依据实际的应用弹性地调整。再者,线圈组件的线圈单元数量可依据实际的应用弹性地增减,以符合实际应用的各种需求。
Description
技术领域
本发明有关于一种用于马达的驱动组件及用于马达激磁的半导体封装结构。
背景技术
已知马达的激磁元件于空间上绕制线圈制作,故已知激磁元件的体积较大,占用较大空间。并且,已知马达的激磁元件及驱动元件并非以半导体工艺制作,其尺寸都不会很小,再经组装各元件为一定子,造成已知马达的定子尺寸难以进一步降低,且因以并非以半导体工艺制作各元件,使得已知马达的定子工艺复杂且成本提高。
发明内容
本发明提供用于马达激磁的半导体封装结构。在一实施例中,用于马达激磁的该半导体封装结构包括一线圈组件及封装材料。该线圈组件以半导体工艺制作。该线圈组件具有多个线圈单元,每一线圈单元包括至少一线圈层、至少一中介单元及多个连接点。该至少一线圈层包括多个线圈,且该至少一线圈层设置于该至少一中介单元。相邻线圈单元以该多个连接点电连接。该封装材料封装该线圈组件。
本发明提供用于马达的驱动组件。在一实施例中,用于马达的驱动组件包括一线圈组件、一马达驱动单元及封装材料。该线圈组件以半导体工艺制作。该线圈组件具有多个线圈单元,每一线圈单元包括至少一线圈层、至少一中介单元及多个连接点。该至少一线圈层包括多个线圈,且该至少一线圈层设置于该至少一中介单元。相邻线圈单元以该多个连接点电连接。该马达驱动单元电连接该线圈组件。该封装材料封装该线圈组件。
本发明的该半导体封装结构利用相邻线圈单元的该多个连接点电连接,可达到相邻线圈单元的相对应线圈的串联或并联连接,可依据实际的应用弹性地调整。再者,线圈组件的线圈单元数量可依据实际的应用弹性地增减,以符合实际应用的各种需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1显示本发明用于马达激磁的半导体封装结构的一实施例的示意图;
图2显示本发明线圈单元设置于载板的示意图;
图3显示本发明的线圈单元的示意图;
图4显示图2的线圈单元的线圈层的示意图;
图5显示本发明用于马达激磁的半导体封装结构的一实施例的示意图;
图6显示本发明用于马达的驱动组件的一实施例的示意图;
图7显示本发明用于马达的驱动组件的一实施例的示意图;及
图8显示本发明用于马达的驱动组件的一实施例的示意图。
附图标号:
1 半导体封装结构
3 半导体封装结构
5 驱动组件
6 驱动组件
7 驱动组件
10 线圈组件
11、12 线圈单元
21 封装材料
22、23 导电件
24、25 电连接端口
26 载板
27 中心孔
30 线圈组件
31、32 线圈单元
41 封装材料
42、43 导电件
46 载板
47 中心孔
51 马达驱动单元
61 马达驱动单元
71 马达驱动单元
111 第一线圈层(底部线圈层)
112 第二线圈层
113 中介单元
114、115 连接点
121 线圈层
122 顶部线圈层
123 中介单元
124、125 连接点
311 第一线圈层
312 第二线圈层
313 中介单元
314、315 连接点
321 第一线圈层
322 第二线圈层
323 中介单元
324、325 连接点
1111、1112 线圈
1121、1122、1123 线圈
1126 中心端点
1127 外端点
1131 绝缘层
1132 导电柱
1211、1212 线圈
1216 中心端点
1217 外端点
3121、3122 线圈
3126 中心端点
3127 外端点
3211、3212 线圈
3216 中心端点
3217 外端点
3231 绝缘层
3232 导电柱
3233 第一表面
3234 第二表面
H1 第一设置高度
H2 第二设置高度
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域相关技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明的保护的范围。
图1显示本发明用于马达激磁的半导体封装结构的一实施例的示意图。参考图1,本发明的半导体封装结构1应用于马达的激磁元件。在一实施例中,该半导体封装结构1包括一线圈组件10及封装材料21。该线圈组件10以半导体工艺制作,故该半导体封装结构1以半导体工艺制作。半导体工艺包括:薄膜成长、光刻曝光、蚀刻成型、封装等其中部分工艺,亦可以半导体工艺为基础延伸至微机电工艺,可再包括异方性蚀刻、电铸、微光刻电铸造模等其中部分工艺。但本发明的半导体工艺不限于上述的工艺。
该线圈组件10具有多个线圈单元11、12,每一线圈单元包括至少一线圈层、至少一中介单元及多个连接点。该至少一线圈层包括多个线圈,且该至少一线圈层设置于该至少一中介单元。在一实施例中,该线圈单元11包括一第一线圈层111、一第二线圈层112、一中介单元113及多个连接点114、115。该第一线圈层111包括多个线圈1111、1112,且该第二线圈层112包括多个线圈1121、1122。
在一实施例中,该中介单元113包括一绝缘层1131及至少一导电柱1132,该至少一导电柱1132电连接该第一线圈层111及该第二线圈层112。在一实施例中,该至少一导电柱1132以电铸工艺制作。在一实施例中,该第一线圈层111设置于该绝缘层1131。在一实施例中,该中介单元可为一基板。
在一实施例中,该线圈单元12包括一线圈层121、一中介单元123及多个连接点124、125。该线圈层121设置于该中介单元123的一表面。该线圈层121包括多个线圈1211、1212。该线圈1211包括一中心端点1216及一外端点1217。该线圈1211的该中心端点1216可为该线圈单元12的其中一连接点124。
相邻线圈单元11、12以该多个连接点114、115、124、125电连接。在一实施例中,该半导体封装结构1另包括多个导电件22、23,设置于该多个连接点114、115,以电连接相邻线圈单元11、12的该多个连接点114、115、124、125。
该封装材料21封装该线圈组件10。在一实施例中,封装材料21可填充于该多个线圈单元11、12之间。在一实施例中,该半导体封装结构1另包括多个电连接端口24、25,电连接该线圈组件10,且显露于封装材料21外,用以与外界的元件电连接。该多个电连接端口24、25可为锡球或接脚。该多个电连接端口24、25可包括输出入端口(I/O port)或电源端、接地端等。
在一实施例中,该半导体封装结构1另包括一载板26,该线圈组件10设置于该载板26。该载板26可为基板。在一实施例中,该半导体封装结构1另包括一中心孔27,设置该半导体封装结构1的一中央位置。该中心孔27为贯孔。该半导体封装结构1呈环形,在一实施例中,该半导体封装结构1可为圆环形、三角环形或多角环形等形状。利用该中心孔27,本发明用于马达激磁的该半导体封装结构1可与马达的其他元件结合。
图2显示本发明线圈单元设置于载板的示意图。配合参考图1及图2,在制作该半导体封装结构1上,可于该载板26上制作该线圈单元11,例如:先于该载板26形成该第一线圈层111,再形成该绝缘层1131及该至少一导电柱1132,接着,再形成该第二线圈层112于该绝缘层1131上。或者,可先制作该线圈单元11,再将该线圈单元11设置于该载板26上。
图3显示本发明的线圈单元的示意图。配合参考图1至图3,该线圈单元12可单独制作。接着,将该线圈单元12与该线圈单元11电连接,在一实施例中,利用该多个导电件22、23,设置于该多个连接点114、115,以电连接相邻线圈单元11、12的该多个连接点114、115、124、125。该多个导电件22、23可为锡球。接着,利用封装材料21封装该线圈组件10,以制作得该半导体封装结构1。
图4显示图2的线圈单元的线圈层的示意图,配合参考图2及图4,在一实施例中,该第一线圈层111的该多个线圈1111、1112设置于同一平面高度,且该第二线圈层112的该多个线圈1121、1122、1123设置于同一平面高度。在一实施例中,每一线圈以螺旋状由一中心端点朝外延伸至一外端点。该线圈以该中心端点或该外端点与其他线圈电连接。该螺旋状可为圆形螺旋状、三角形螺旋状、方形螺旋状或其他形状的螺旋状。在一实施例中,该线圈1121包括一中心端点1126及一外端点1127,该线圈1121以螺旋状由该中心端点1126朝外延伸至该外端点1127。该线圈1121以该外端点1127与该线圈1123电连接。在一实施例中,该线圈1121与该线圈1122串联,而为单相的线圈连接。在其他实施例中,若为三相的线圈连接,同一线圈层的该多个线圈可不电连接。在一实施例中,该线圈1121的该中心端点1126可为该线圈单元11的其中一连接点114。
配合参考图1及图4,在一实施例中,导电件22电连接线圈单元11的该连接点114(即为该线圈1121的该中心端点1126)及该线圈单元12的该连接点124(即为该线圈1211的该中心端点1216),使该线圈1121的该中心端点1126与该线圈1211的该中心端点1216电连接,故该线圈1121与该线圈1211为串联,可达到电路上二线圈串联的效果。
因本发明的该半导体封装结构以半导体工艺制作,该线圈的线径可以缩小,且线圈内导线的间隙可以缩小,为使整体线圈具有足够承载能力,可利用上述实施例的相邻线圈单元的该多个连接点电连接,以达到相邻线圈单元的相对应线圈的串联连接,或者可弹性地增减线圈组件的线圈单元数量,使得线圈的串联数量可增加,以符合实际应用的需求。
图5显示本发明用于马达激磁的半导体封装结构的一实施例的示意图。参考图5,在一实施例中,一半导体封装结构3包括一线圈组件30及封装材料41。该线圈组件30具有多个线圈单元31、32。在一实施例中,该线圈单元31包括一第一线圈层311、一第二线圈层312、一中介单元313及多个连接点314、315。该第二线圈层312包括多个线圈3121、3122。在一实施例中,该线圈3121包括一中心端点3126及一外端点3127。该线圈3121的该中心端点3126及该外端点3127可为该线圈单元31的该多个连接点314、315。
在一实施例中,该线圈单元32包括一第一线圈层321、一第二线圈层322、一中介单元323及多个连接点324、325。该第二线圈层321包括多个线圈3211、3212。在一实施例中,该线圈3111包括一中心端点3216及一外端点3217。该线圈3211的该中心端点3216及该外端点3217可为该线圈单元32的该多个连接点324、325。
在一实施例中,该中介单元323具有一绝缘层3231、至少一导电柱3232、一第一表面3233及一第二表面3234。该第一线圈层321设置于该第一表面3233,该第二线圈层322设置于该第二表面3234。
相邻线圈单元31、32以该多个连接点314、315、324、325电连接。在一实施例中,该半导体封装结构3另包括多个导电件42、43,设置于该多个连接点314、315,以电连接相邻线圈单元31、32的该多个连接点314、315、324、325。在一实施例中,导电件42电连接线圈单元31的该连接点314及该线圈单元32的该连接点324,且导电件43电连接线圈单元31的该连接点315及该线圈单元32的该连接点325,使该线圈3121的该外端点3127与该线圈3211的该外端点3217电连接,且该线圈3121的该中心端点3126与该线圈3211的该中心端点3216电连接,故该线圈3121与该线圈3211为并联,可达到电路上二线圈并联的效果。
利用本发明的该半导体封装结构,因利用半导体工艺制作线圈层的线圈,使得线圈层的线圈厚度受到限制,为使整体线圈具有足够承载能力,可利用上述实施例的相邻线圈单元的该多个连接点电连接,以达到相邻线圈单元的相对应线圈的并联连接,或者可弹性地增减线圈组件的线圈单元数量,使得线圈的并联数量可增加,以符合实际应用的需求。
因此,本发明的该半导体封装结构利用相邻线圈单元的该多个连接点电连接,可达到相邻线圈单元的相对应线圈的串联或并联连接,可依据实际的应用弹性地调整。再者,线圈组件的线圈单元数量可依据实际的应用弹性地增减,以符合实际应用的各种需求。本发明的该半导体封装结构可广泛应用于马达的激磁元件。
图6显示本发明用于马达的驱动组件的一实施例的示意图。参考图6,本发明的该驱动组件5应用于马达,可控制及驱动马达。在一实施例中,该驱动组件5包括一线圈组件10、一马达驱动单元51及封装材料21。该线圈组件10及该马达驱动单元51以半导体工艺制作,故该驱动组件5以半导体工艺制作。半导体工艺包括:薄膜成长、光刻曝光、蚀刻成型、封装等其中部分工艺,亦可以半导体工艺为基础延伸至微机电工艺,可再包括异方性蚀刻、电铸、微光刻电铸造模等其中部分工艺。但本发明的半导体工艺不限于上述的工艺。
相较于图1的实施例,在图6的实施例中相同的元件则予以相同元件编号。该马达驱动单元51电连接该线圈组件10。在一实施例中,该马达驱动单元51设置于该绝缘层1131,且该线圈组件10及该马达驱动单元51设置于该载板26。在一实施例中,该马达驱动单元51可为一马达驱动晶片(die),亦即为未经封装的晶片(die);或该马达驱动单元51可为一马达驱动芯片封装体,亦即为已封装的芯片(chip)。该马达驱动单元51可包括感测元件、驱动电路及控制电路等。
在一实施例中,该线圈组件10及该马达驱动单元51设置于一第一设置高度H1及一第二设置高度H2之间,该第一设置高度H1为该线圈组件10的一最低位置高度,该第二设置高度H2为该线圈组件10的一最高位置高度,该第二设置高度H2大于该第一设置高度H1。
该线圈组件10包括一底部线圈层111及一顶部线圈层122,该底部线圈层111设置于该线圈组件10的一底部位置,该顶部线圈层122设置于该线圈组件10的一顶部位置。该第一设置高度H1为该底部线圈层111的一最低设置高度,该第二设置高度H2为该顶部线圈层122的一最高设置高度。
利用本发明的该驱动组件5,不仅具有可依据实际的应用弹性地调整对应线圈的串联或并联连接,且可依据实际的应用弹性地增减线圈组件的线圈单元数量。再者,因该线圈组件10及该马达驱动单元51均设置于该第二设置高度H2及该第一设置高度H1之间,故可使本发明的该驱动组件5的整体高度降低,有助于马达的微小化。且该线圈组件10及该马达驱动单元51以半导体工艺一起制作,不需利用其他不同的工艺分开制作,及额外的组装步骤,故可简化工艺及相关成本。
图7显示本发明用于马达的驱动组件的一实施例的示意图。参考图7,在一实施例中,该驱动组件6包括一线圈组件30、一马达驱动单元61及封装材料41。相较于图5的实施例,在图7的实施例中相同的元件则予以相同元件编号。该马达驱动单元61电连接该线圈组件30。在一实施例中,封装材料41填充于该多个线圈单元31、32之间,且该马达驱动单元61设置于相邻线圈单元31、32之间,由相邻线圈单元31、32间的封装材料41包覆封装。
在一实施例中,该驱动组件6另包括一中心孔47,设置该半导体封装结构6的一中央位置。该中心孔47为盲孔,亦即该载板46没有穿孔。利用该中心孔47,本发明用于马达的驱动组件6可与马达的其他元件结合。
图8显示本发明用于马达的驱动组件的一实施例的示意图。参考图8,在一实施例中,该驱动组件7包括一线圈组件10、一马达驱动单元71及封装材料21。相较于图1的实施例,在图8的实施例中相同的元件则予以相同元件编号。在一实施例中,该马达驱动单元71设置于该多个电连接端口24、25上,使得该马达驱动单元71电连接该线圈组件10。配合参考图1及图8,在制造该驱动组件7上,可先制作如图1的用于马达激磁的半导体封装结构1,该马达驱动单元71可为一马达驱动芯片封装体,亦即为已封装的芯片(chip)。用于马达激磁的半导体封装结构1与该马达驱动单元71不需一起制作,可分开制作后,再结合为该驱动组件7,以提高制作的弹性,因应实际制作的需求。
本发明的该半导体封装结构利用相邻线圈单元以该多个连接点电连接,可达到相邻线圈单元的相对应线圈的串联或并联,以依据实际的应用弹性地调整。再者,线圈组件的线圈单元数量可依据实际的应用弹性地增减,以符合实际应用的各种需求。
上述实施例仅为说明本发明的原理及其功效,而非限制本发明。本领域技术人员对上述实施例所做的修改及变化仍不违背本发明的精神。本发明的权利范围应如权利要求所列。
Claims (44)
1.一种用于马达的驱动组件,其特征在于,包括:
一线圈组件,以半导体工艺制作,具有多个线圈单元,每一线圈单元包括至少一线圈层、至少一中介单元及多个连接点,该至少一线圈层包括多个线圈,该至少一线圈层设置于该至少一中介单元,相邻线圈单元以该多个连接点电连接;
一马达驱动单元,电连接该线圈组件;及
封装材料,封装该线圈组件。
2.如权利要求1所述的用于马达的驱动组件,其特征在于,该线圈单元包括一第一线圈层、一第二线圈层、一中介单元及多个连接点。
3.如权利要求2所述的用于马达的驱动组件,其特征在于,该中介单元另包括一绝缘层及至少一导电柱,该至少一导电柱电连接该第一线圈层及该第二线圈层。
4.如权利要求3所述的用于马达的驱动组件,其特征在于,该至少一导电柱以电铸工艺制作。
5.如权利要求3所述的用于马达的驱动组件,其特征在于,该马达驱动单元设置于该绝缘层。
6.如权利要求3所述的用于马达的驱动组件,其特征在于,该第一线圈层设置于该绝缘层。
7.如权利要求2所述的用于马达的驱动组件,其特征在于,该中介单元具有一第一表面及一第二表面,该第一线圈层设置于该第一表面,该第二线圈层设置于该第二表面。
8.如权利要求1所述的用于马达的驱动组件,其特征在于,该线圈包括一中心端点及一外端点。
9.如权利要求8所述的用于马达的驱动组件,其特征在于,另包括多个导电件,设置于该多个连接点,该线圈的该中心端点或该外端点为其中的一连接点,该多个导电件电连接相邻线圈单元的该多个线圈的该中心端点或该外端点其中之一。
10.如权利要求8所述的用于马达的驱动组件,其特征在于,另包括多个导电件,设置于该多个连接点,该线圈的该中心端点及该外端点为该多个连接点,该多个导电件电连接相邻线圈单元的该多个线圈的该中心端点及该外端点。
11.如权利要求1所述的用于马达的驱动组件,其特征在于,该中介单元为一基板。
12.如权利要求1所述的用于马达的驱动组件,其特征在于,另包括一中心孔,设置该驱动组件的一中央位置。
13.如权利要求12所述的用于马达的驱动组件,其特征在于,该中心孔为贯孔。
14.如权利要求12所述的用于马达的驱动组件,其特征在于,该中心孔为盲孔。
15.如权利要求12所述的用于马达的驱动组件,其特征在于,该驱动组件呈环形。
16.如权利要求1所述的用于马达的驱动组件,其特征在于,另包括一载板,该线圈组件及该马达驱动单元设置于该载板。
17.如权利要求1所述的用于马达的驱动组件,其特征在于,该马达驱动单元为一马达驱动晶片。
18.如权利要求1所述的用于马达的驱动组件,其特征在于,该马达驱动单元为一马达驱动芯片封装体。
19.如权利要求1所述的用于马达的驱动组件,其特征在于,封装材料填充于该多个线圈单元之间。
20.如权利要求1所述的用于马达的驱动组件,其特征在于,该马达驱动单元设置于该多个线圈单元之间。
21.如权利要求1所述的用于马达的驱动组件,其特征在于,另包括多个电连接端口,电连接该线圈组件或该马达驱动单元,且显露于封装材料外。
22.如权利要求21所述的用于马达的驱动组件,其特征在于,该马达驱动单元设置于该多个电连接端口上。
23.如权利要求1所述的用于马达的驱动组件,其特征在于,每一线圈层的该多个线圈设置于同一平面高度。
24.如权利要求1所述的用于马达的驱动组件,其特征在于,该线圈组件及该马达驱动单元设置于一第一设置高度及一第二设置高度之间,该第一设置高度为该线圈组件的一最低位置高度,该第二设置高度为该线圈组件的一最高位置高度,该第二设置高度大于该第一设置高度。
25.如权利要求24所述的用于马达的驱动组件,其特征在于,该线圈组件包括一底部线圈层及一顶部线圈层,该底部线圈层设置于该线圈组件的一底部位置,该顶部线圈层设置于该线圈组件的一顶部位置。
26.如权利要求25所述的用于马达的驱动组件,其特征在于,该第一设置高度为该底部线圈层的一最低设置高度,该第二设置高度为该顶部线圈层的一最高设置高度。
27.一种用于马达激磁的半导体封装结构,其特征在于,包括:
一线圈组件,以半导体工艺制作,具有多个线圈单元,每一线圈单元包括至少一线圈层、至少一中介单元及多个连接点,该至少一线圈层包括多个线圈,该至少一线圈层设置于该至少一中介单元,相邻线圈单元以该多个连接点电连接;及
封装材料,封装该线圈组件。
28.如权利要求27所述的用于马达激磁的半导体封装结构,其特征在于,该线圈单元包括一第一线圈层、一第二线圈层、一中介单元及多个连接点。
29.如权利要求28所述的用于马达激磁的半导体封装结构,其特征在于,该中介单元另包括一绝缘层及至少一导电柱,该至少一导电柱电连接该第一线圈层及该第二线圈层。
30.如权利要求29所述的用于马达激磁的半导体封装结构,其特征在于,该至少一导电柱以电铸工艺制作。
31.如权利要求29所述的用于马达激磁的半导体封装结构,其特征在于,该第一线圈层设置于该绝缘层。
32.如权利要求28所述的用于马达激磁的半导体封装结构,其特征在于,该中介单元具有一第一表面及一第二表面,该第一线圈层设置于该第一表面,该第二线圈层设置于该第二表面。
33.如权利要求27所述的用于马达激磁的半导体封装结构,其特征在于,该线圈包括一中心端点及一外端点。
34.如权利要求33所述的用于马达激磁的半导体封装结构,其特征在于,另包括多个导电件,设置于该多个连接点,该线圈的该中心端点或该外端点为其中的一连接点,该多个导电件电连接相邻线圈单元的该多个线圈的该中心端点或该外端点其中之一。
35.如权利要求33所述的用于马达激磁的半导体封装结构,其特征在于,另包括多个导电件,设置于该多个连接点,该线圈的该中心端点及该外端点为该多个连接点,该多个导电件电连接相邻线圈单元的该多个线圈的该中心端点及该外端点。
36.如权利要求27所述的用于马达激磁的半导体封装结构,其特征在于,该中介单元为一基板。
37.如权利要求27所述的用于马达激磁的半导体封装结构,其特征在于,另包括一中心孔,设置该半导体封装结构的一中央位置。
38.如权利要求37所述的用于马达激磁的半导体封装结构,其特征在于,该中心孔为贯孔。
39.如权利要求37所述的用于马达激磁的半导体封装结构,其特征在于,该中心孔为盲孔。
40.如权利要求37所述的用于马达激磁的半导体封装结构,其特征在于,该半导体封装结构呈环形。
41.如权利要求27所述的用于马达激磁的半导体封装结构,其特征在于,另包括一载板,该线圈组件设置于该载板。
42.如权利要求27所述的用于马达激磁的半导体封装结构,其特征在于,封装材料填充于该多个线圈单元之间。
43.如权利要求27所述的用于马达激磁的半导体封装结构,其特征在于,另包括多个电连接端口,电连接该线圈组件,且显露于封装材料外。
44.如权利要求27所述的用于马达激磁的半导体封装结构,其特征在于,每一线圈层的该多个线圈设置于同一平面高度。
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