JP2012248804A - プリント配線板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コイル部品の実装時間とコストの低減を図り、かつ、プリント基板の薄型化を目的とするプリント配線板を提供すること。
【解決手段】プリント基板の少なくとも一方の面に螺旋状のコイルパターンを形成し、このコイルパターンの外方端を、前記プリント基板上の一方の端子に接続し、前記コイルパターンの内方端を、前記プリント基板の他方の面まで導電部で導出し、この導電部から接続パターンにてコイルパターンを跨いだ後、導電部で再び前記プリント基板の一方の面まで導出して他方の端子に接続し、前記コイルパターンに臨ませて前記プリント基板に磁性材料を埋設して構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、コイル部品をプリント基板に内蔵したプリント配線板及びその製造方法に関するものである。

従来、１枚のプリント基板にコイル部品を実装する場合は、プリント基板の上に、コイルと磁性体からなる別部品のコイル部品を搭載していた。

また、多層回路基板の場合には、コイル部品を内蔵しているものも見受けられる（特許文献）。このコイル内蔵多層回路基板２５０は、図５及び図６に示すように、電気絶縁性基板２５１ａ〜２５１ｅと、それぞれの電気絶縁性基板２５１ａ〜２５１ｅの間に設けられた内側配線パターン層２５２ａ〜２５２ｄと、電気絶縁性基板２５１ｅの外表面２５１１ｅに設けられた外側配線パターン層２５３を備えている。また、内部に１次側コイル２５１と、この１次側コイル２５１と相互の磁界が作用する範囲に並設された２次側コイル２５２とが設けられている。それぞれのコイルの巻き数については、１次側コイル２５１が基板の厚み方向と直交する方向に２重に巻回され、２次側コイル２５２が基板の厚み方向と直交する方向に４重に巻回されている。このようにして、電圧変換機能を有するトランス２５４を内蔵したコイル内蔵多層回路基板２５０が構成されている。
また、電気絶縁性基板２５１ｃの中に、１次側コイル２５１及び２次側コイル２５２の共通の中心軸に沿って溝部２５５が設けられ、この溝部２５５の中に磁性体２５６が配置されている。即ち、磁性体２５６の周りを囲むように、１次側コイル２５１及び２次側コイル２５２が、相互の磁界が作用する範囲に配置されている。

特開平２００５−２６８４４７号公報。

１枚のプリント基板の上に、コイルと磁性体からなる別部品のコイル部品を搭載する方法では、コイル部品がプリント基板と別部品のため、実装するための工程が必要になり、作業時間とコストがかかるという問題があった。また、プリント基板の上にコイル部品を搭載するため、厚みが増して薄型化ができないという問題があった。

多層回路基板の場合には、コイルの形成に少なくとも３枚の電気絶縁基材が必要で、上下の電気絶縁基材にそれぞれ配線パターンを形成し、３枚の電気絶縁基材を貫通するバイアなどの導電部で接続し、中間部の電気絶縁基材に溝部を形成して磁性体を収納しなければならない。このため、極めて複雑な構造で作業時間とコストがかかるだけでなく、薄型化に不向きであるという問題があった。

本発明は、コイル部品の実装時間とコストの低減を図り、かつ、プリント基板の薄型化を目的とするものである。

本発明によるプリント配線板の製造方法は、プリント基板の少なくとも一方の面に螺旋状にコイルパターンを形成するとともに、このコイルパターンの外周端を接続パターンを介して一方の端子に接続し、前記コイルパターンの内方端を、前記プリント基板の一方の面から他方の面まで貫通した導電部の一方端に接続し、この導電部の他方端に、前記コイルパターンを跨ぐ位置まで伸びた接続パターンの一方端を接続し、この接続パターンの他方端を、前記プリント基板の他方の面から一方の面まで貫通した導電部の一方端に接続し、この導電部の他方端に、一方の面の他方の端子に接続パターンを介して接続してコイル状の配線パターンを形成する工程と、
前記コイルパターンの中心部に磁性材料収納部を穿設して磁性材料の収納部を形成する工程と、
前記磁性材料収納部に磁性材料を嵌め込む磁性材料の嵌め込み工程と
からなることを特徴とする。

本発明によるプリント配線板は、プリント基板の少なくとも一方の面に螺旋状のコイルパターンを形成し、このコイルパターンの外方端を、前記プリント基板上の一方の端子に接続し、前記コイルパターンの内方端を、前記プリント基板の他方の面まで導電部で導出し、この導電部から接続パターンにてコイルパターンを跨いだ後、導電部で再び前記プリント基板の一方の面まで導出して他方の端子に接続し、前記コイルパターンに臨ませて前記プリント基板に磁性材料を埋設してなることを特徴とする。

また、本発明によるプリント配線板は、プリント基板の一方の面だけでなく、プリント基板の両面に中心を略同一とする螺旋状のコイルパターンを形成し、前記一方の面に形成したコイルパターンの外方端を、前記プリント基板の一方の端子に接続し、前記コイルパターンの内方端を、前記プリント基板の他方の面まで貫通した導電部を介して前記プリント基板の他方の面に形成したコイルパターンの内方端に接続し、この他方の面のコイルパターンの外方端を、前記プリント基板を貫通した導電部を介して前記プリント基板の一方の面の他方の端子に接続し、前記両面のコイルパターンの内方における前記プリント基板に磁性材料収納部を穿設し、この磁性材料収納部に磁性材料を嵌合してなることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、プリント基板の少なくとも一方の面に螺旋状にコイルパターンを形成するとともに、このコイルパターンの外周端を接続パターンを介して一方の端子に接続し、前記コイルパターンの内方端を、前記プリント基板の一方の面から他方の面まで貫通した導電部の一方端に接続し、この導電部の他方端に、前記コイルパターンを跨ぐ位置まで伸びた接続パターンの一方端を接続し、この接続パターンの他方端を、前記プリント基板の他方の面から一方の面まで貫通した導電部の一方端に接続し、この導電部の他方端に、一方の面の他方の端子に接続パターンを介して接続してコイル状の配線パターンを形成する工程と、
前記コイルパターンの中心部に磁性材料収納部を穿設して磁性材料の収納部を形成する工程と、
前記磁性材料収納部に磁性材料を嵌め込む磁性材料の嵌め込み工程と
からなるプリント配線板の製造方法としたので、１枚のプリント基板に、このプリント基板と一体の部品のコイル部品を内蔵させることができ、コイル部品をプリント基板に実装するための工程が必要になくなり、作業時間とコストが短縮される。また、プリント基板と一体に埋設されるため、プリント配線板の薄型化が可能となる。

請求項２記載の発明によれば、コイルパターンの端部と貫通した導電部との接続、導電部と接続パターンとの接続が接続ランドを介在したので、より正確な接続ができる。

請求項３記載の発明によれば、プリント基板の少なくとも一方の面に螺旋状のコイルパターンを形成し、このコイルパターンの外方端を、前記プリント基板上の一方の端子に接続し、前記コイルパターンの内方端を、前記プリント基板の他方の面まで導電部で導出し、この導電部から接続パターンにてコイルパターンを跨いだ後、導電部で再び前記プリント基板の一方の面まで導出して他方の端子に接続し、前記コイルパターンに臨ませて前記プリント基板に磁性材料を埋設したので、極めて簡単な構造で作業時間とコストがかからず、薄型化に好適である。

請求項４記載の発明によれば、コイルパターンの内方における前記プリント基板に磁性材料収納部を穿設し、この磁性材料収納部に磁性材料を嵌合したので、インダクタンスのコントロールが容易である。

請求項５記載の発明によれば、プリント基板の両面に中心を略同一とする螺旋状のコイルパターンを形成し、前記一方の面に形成したコイルパターンの外方端を、前記プリント基板の一方の端子に接続し、前記コイルパターンの内方端を、前記プリント基板の他方の面まで貫通した導電部を介して前記プリント基板の他方の面に形成したコイルパターンの内方端に接続し、この他方の面のコイルパターンの外方端を、前記プリント基板を貫通した導電部を介して前記プリント基板の一方の面の他方の端子に接続し、前記両面のコイルパターンの内方における前記プリント基板に磁性材料収納部を穿設し、この磁性材料収納部に磁性材料を嵌合したので、プリント基板の両面を有効に利用してより薄型化が可能になる。

請求項６記載の発明によれば、プリント基板の両面に形成した中心を略同一とする螺旋状のコイルパターンは、同一巻回方向としたので、巻き数の多いコイルパターンを少ない面積のプリント基板で達成することができる。

本発明によるプリント配線板及びその製造方法の実施例１を示す斜視図である。 図１におけるＡ−Ａ線端面図で、（ａ）は、プリント基板１０に配線パターン１１を形成した端面図、（ｂ）は、配線パターン１１の形成後に磁性材料収納部１９を穿設した端面図、（ｃ）は、磁性材料収納部１９に磁性材料１８を嵌合した端面図である。 本発明によるプリント配線板及びその製造方法の実施例２を示す斜視図である。 図３におけるＣ−Ｃ線端面図である。 従来のコイル内蔵多層回路基板２５０を示すもので、図６におけるＶ−Ｖ線の断面図である。 図５におけるコイル内蔵多層回路基板２５０の分解斜視図である。

本発明は、プリント基板の少なくとも一方の面に螺旋状にコイルパターンを形成するとともに、このコイルパターンの外周端を、接続パターンを介して一方の端子に接続し、前記コイルパターンの内方端を一方の面の接続ランドに接続し、この接続ランドと他方の面の接続ランドとの間を、前記プリント基板を貫通した導電部で接続し、前記他方の面の接続ランドと、前記コイルパターンを跨ぐ位置の接続ランドとの間を接続パターンで接続し、このコイルパターンを跨ぐ位置の接続ランドと、一方の面の接続ランドとの間を、前記プリント基板を貫通した導電部で接続し、この一方の面の接続ランドを、一方の面の他方の端子に接続してコイル状の配線パターンを形成する工程と、
前記コイルパターンの中心部に貫通した磁性材料収納部を穿設して磁性材料の収納部を形成する工程と、
前記磁性材料収納部に磁性材料を嵌め込む磁性材料の嵌め込み工程と
によってプリント配線板を製造する。

プリント配線板は、プリント基板の少なくとも一方の面に螺旋状のコイルパターンを形成し、このコイルパターンの外方端を、前記プリント基板上の一方の端子に接続し、前記コイルパターンの内方端を、前記プリント基板の他方の面まで貫通した導電部を介して前記プリント基板の他方の面まで導出し、この導出点から接続パターンにてコイルパターンを跨いだ位置に、前記プリント基板の一方の面の他方の端子に接続し、前記コイルパターンの内方における前記プリント基板に磁性材料収納部を穿設し、この磁性材料収納部に磁性材料を嵌合して構成する。

プリント配線板は、プリント基板の片面だけにコイルパターンを形成するのではなく、両面に中心を略同一とする螺旋状のコイルパターンを形成し、前記一方の面に形成したコイルパターンの外方端を、前記プリント基板の一方の端子に接続し、前記コイルパターンの内方端を、前記プリント基板の他方の面まで貫通した導電部を介して前記プリント基板の他方の面に形成したコイルパターンの内方端に接続し、この他方の面のコイルパターンの外方端を、前記プリント基板を貫通した導電部を介して前記プリント基板の一方の面の他方の端子に接続し、前記両面のコイルパターンの内方における前記プリント基板に磁性材料収納部を穿設し、この磁性材料収納部に磁性材料を嵌合して構成することもできる。

図１は、磁性材料１８を内蔵したプリント配線板の完成品を示し、図２（ａ）（ｂ）（ｃ）は、プリント配線板の製造方法の作業工程を示している。

（１）コイル状の配線パターン形成工程
図１及び図２（ａ）において、プリント基板１０の一方の面１７と他方の面２２に、通常のエッチングの方法などで銅箔の配線パターン１１が形成される。この配線パターン１１には、各素子間を接続する接続パターン２１と、コイル部品２０を構成するコイルパターン１６とを含む。一方の面１７のコイルパターン１６は、円形の螺旋状に形成されるのが一般的であるが、多角形の螺旋状、楕円形の螺旋状などであってもよい。このコイルパターン１６の外周端は、接続パターン２１を介して一方の端子１５に接続される。また、コイルパターン１６の内方端は、接続ランド１４に接続され、この一方の面１７の接続ランド１４から他方の面２２の接続ランド１４の間に貫通孔などのバイアホール１２を形成して導電部１３で接続する。この他方の面２２の接続ランド１４は、一方の面１７のコイルパターン１６を跨ぐようにコイルパターン１６の外周に位置した他方の面２２に設けた接続ランド１４と接続パターン２１で接続し、この他方の面２２の接続ランド１４から一方の面１７の接続ランド１４の間にバイアホール１２を形成して導電部１３で接続し、この一方の面１７の接続ランド１４から接続パターン２１を介して他方の端子１５に接続される。

（２）磁性材料収納部の形成工程
図１及び図２（ｂ）において、前記コイルパターン１６の最少径のやや内側に、ドリル加工、ルーター加工などにより円形などの貫通した磁性材料収納部１９を穿設する。この磁性材料収納部１９は、円形に限られるものではなく、コイルパターン１６の形状に応じて多角形などであってもよい。また、この磁性材料収納部１９は、プリント基板１０を貫通してもよいが、貫通しない凹部であってもよい。

（３）磁性材料の嵌め込み工程
図１及び図２（ｃ）において、前記磁性材料収納部１９に磁性材料１８を嵌め込む。この磁性材料１８は、鉄、フェライトなどであって、固形、ペースト状、硬化性ペーストなどからなる。
以上の工程により本発明のコイル部品をプリント基板に内蔵したプリント配線板が構成できる。

図１及び図２に示した実施例１では、コイルパターン１６をプリント基板１０の一方の面１７にのみ形成した。しかし、これに限られるものではなく、図３及び図４に示すように、プリント基板１０の一方の面１７と他方の面２２の両面にコイルパターン１６ａとコイルパターン１６ｂを形成し、一方の面１７側のコイルパターン１６ａと他方の面２２側のコイルパターン１６ｂとを、バイアホール１２でプリント基板１０を貫通し導電部１３で接続し、他方の面２２側のコイルパターン１６ｂの端子１５を、導電部１３を介して一方の面１７側に導出する。

この場合、一方の面１７側のコイルパターン１６ａと他方の面２２側のコイルパターン１６ｂとを同一巻回方向として一つのコイルとして機能させてもよい。また、コイルパターン１６の内側の接続ランド１４を、コイルパターン１６を跨いで外側に導出することにより、中間タップ付きのコイルとしたり、一方の面１７側のコイルパターン１６ａと他方の面２２側のコイルパターン１６ｂとを１次側と２次側のように、異なるコイルとしたりして機能させることができる。また、一方の面１７側のコイルパターン１６ａと他方の面２２側のコイルパターン１６ｂとを異なる巻回方向とすることもできる。

１０…プリント基板、１１…配線パターン、１２…バイアホール、１３…導電部、１４…接続ランド、１５…端子、１６…コイルパターン、１７…一方の面、１８…磁性材料、１９…磁性材料収納部、２０…コイル部品、２１…接続パターン、２２…他方の面。

Claims (6)

1. プリント基板の少なくとも一方の面に螺旋状にコイルパターンを形成するとともに、このコイルパターンの外周端を、接続パターンを介して一方の端子に接続し、前記コイルパターンの内方端を、前記プリント基板の一方の面から他方の面まで貫通した導電部の一方端に接続し、この導電部の他方端に、前記コイルパターンを跨ぐ位置まで伸びた接続パターンの一方端を接続し、この接続パターンの他方端を、前記プリント基板の他方の面から一方の面まで貫通した導電部の一方端に接続し、この導電部の他方端に、一方の面の他方の端子に接続パターンを介して接続してコイル状の配線パターンを形成する工程と、
   前記コイルパターンの中心部に磁性材料収納部を穿設して磁性材料の収納部を形成する工程と、
   前記磁性材料収納部に磁性材料を嵌め込む磁性材料の嵌め込み工程と
   からなることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
2. プリント基板の少なくとも一方の面に螺旋状にコイルパターンを形成するとともに、このコイルパターンの外周端を、接続パターンを介して一方の端子に接続し、前記コイルパターンの内方端を一方の面の接続ランドに接続し、この接続ランドと他方の面の接続ランドとの間を、前記プリント基板を貫通した導電部で接続し、前記他方の面の接続ランドと、前記コイルパターンを跨ぐ位置の接続ランドとの間を接続パターンで接続し、このコイルパターンを跨ぐ位置の接続ランドと、一方の面の接続ランドとの間を、前記プリント基板を貫通した導電部で接続し、この一方の面の接続ランドを、一方の面の他方の端子に接続してコイル状の配線パターンを形成する工程と、
   前記コイルパターンの中心部に貫通した磁性材料収納部を穿設して磁性材料の収納部を形成する工程と、
   前記磁性材料収納部に磁性材料を嵌め込む磁性材料の嵌め込み工程と
   からなることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
3. プリント基板の少なくとも一方の面に螺旋状のコイルパターンを形成し、このコイルパターンの外方端を、前記プリント基板上の一方の端子に接続し、前記コイルパターンの内方端を、前記プリント基板の他方の面まで導電部で導出し、この導電部から接続パターンにてコイルパターンを跨いだ後、導電部で再び前記プリント基板の一方の面まで導出して他方の端子に接続し、前記コイルパターンに臨ませて前記プリント基板に磁性材料を埋設してなることを特徴とするプリント配線板。
4. プリント基板の少なくとも一方の面に螺旋状のコイルパターンを形成し、このコイルパターンの外方端を、前記プリント基板上の一方の端子に接続し、前記コイルパターンの内方端を、前記プリント基板の他方の面まで貫通した導電部を介して前記プリント基板の他方の面まで導出し、この導出点から接続パターンにてコイルパターンを跨いだ位置に、前記プリント基板の一方の面の他方の端子に接続し、前記コイルパターンの内方における前記プリント基板に磁性材料収納部を穿設し、この磁性材料収納部に磁性材料を嵌合してなることを特徴とするプリント配線板。
5. プリント基板の両面に中心を略同一とする螺旋状のコイルパターンを形成し、前記一方の面に形成したコイルパターンの外方端を、前記プリント基板の一方の端子に接続し、前記コイルパターンの内方端を、前記プリント基板の他方の面まで貫通した導電部を介して前記プリント基板の他方の面に形成したコイルパターンの内方端に接続し、この他方の面のコイルパターンの外方端を、前記プリント基板を貫通した導電部を介して前記プリント基板の一方の面の他方の端子に接続し、前記両面のコイルパターンの内方における前記プリント基板に磁性材料収納部を穿設し、この磁性材料収納部に磁性材料を嵌合してなることを特徴とするプリント配線板。
6. プリント基板の両面に形成した中心を略同一とする螺旋状のコイルパターンは、同一巻回方向としたことを特徴とする請求項５記載のプリント配線板。

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