WO1996042095A1

WO1996042095A1 - Flat transformer

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Publication number: WO1996042095A1
Application number: PCT/JP1996/001597
Authority: WO
Inventors: Norihiro Asada
Original assignee: Nihon Shingo KK
Current assignee: Nihon Shingo KK
Priority date: 1995-06-13
Filing date: 1996-06-12
Publication date: 1996-12-27
Anticipated expiration: 1997-12-13
Also published as: EP0782154A1; EP0782154A4

Description

明細書平板状トランス技術分野

本発明は、絶縁耐圧に優れ、かつ絶縁耐圧を任意に設定できる平板状卜ランスに関するものである。背景技術

従来、平板状トランスとして、例えば実開平 6— 9 1 1 0号公報には、両面プリント基板の一方の面に 1次コイルを他方の面に 2次コイルを形成し、この 1次コイルと 2次コイルの内側部分に穴をあけてコアを貫通させた構成のものが開示されている。また実開平 6— 9 1 1 1号公報には、 1枚の片面プリント基板に 1次コイルを形成し、他の 1枚の片面プリン卜基板に 2次コイルを形成して、この 2枚の片面プリント基板を重ね合せ、前記 1次コイル， 2次コイルの内側部分にコアを貫通させた構成のものが開示されている。更に、特開平 5— 3 4 3 2 4 5号公報には、図 1 4に示すように、絶縁基板 7 4の一方の面上に 2層の 1次平面コイル 7 3を形成し、他方の面上に 2層の 2次平面コイル 7 5を形成して、これらのコイル 7 3， 7 5を絶縁物層 7 2で封じ、これらの回りを磁性体層 7 1で覆った構成のものが開示されている。

前述の各従来例によれば、平板状トランスを提供できるがしかし、プリン卜基板を用いるものは、 1次コイルと 2次コイル間の絶縁耐圧を充分とることは困難で、スイッチング電源， D C— D Cコンバータ，信号機用リレードライバ等に用いることができない。また 1次コイル， 2次コイルの引出し線を変更することが困難である。また図 1 4に示すものは、新しい製造技術を用いなければならない。

本発明は、このような問題を解決するためなされたもので、絶縁耐圧を任意に設定でき、既存の技術で容易に製造できる平板状トランスを提供すると共に、さらに 1次コイル， 2次コイルの引出し端を容易に変更できる平板状トランスを提供することを目的とするものである。発明の開示

前記目的を達成するため、本発明では、コイルを形成した 2枚のプリント基板の間に絶縁板を挾み、コイル内側部分にコアを貫通させたり、 2枚のプリン卜基板の間にコイルの引出し線を設けた中間プリン卜基板を挾み、コイル内側部分にコアを貫通させるもので、詳しくは、平板状卜ランスを次の（ 1 ) ないし（8 ) のとおりに構成するものである。

( 1 ) プリン卜基板上に 1次コイルを形成し、この 1次コイルの内側部分に穴をあけた 1次コイル基板と、この 1次コイル基板に重ねられ、前記 1次コイル基板の穴に対応する箇所に穴をあけた中間絶縁板と、この中間絶縁板に重ねられたプリン卜基板であって、このプリント基板上に 2次コイルを形成し、この 2次コィルの内側部分の前記中間絶縁板の穴に対応する箇所に穴をあけた 2次コイル基板と、前記 1次コイル基板の穴，中間絶縁板の穴， 2次コイル基板の穴に挿入されたコアとを備えた平板状トランス。

( 2 ) 中間絶縁板は、 1次コイル基板， 2次コイル基板より外側に延びる部分を有するプリント基板であって、前記外側に延びる部分に素子が実装されているものである前記（ 1 ) 記載の平板状トランス。

( 3 ) プリント基板上に 1次コイルを形成し、この 1次コイルの内側部分に穴をあけた 1次コイル基板と、この 1次コイル基板に重ねられ、前記 1次コイル基板の穴に対応する箇所に穴をあけた中間プリン卜基板と、この中間プリント基板に重ねられたプリン卜基板であって、このプリント基板上に 2次コイルを形成し、この 2次コイルの内側部分の前記中間プリント基板の穴に対応する箇所に穴をあけた 2次コイル基板と、前記 1次コイル基板の穴，中間プリン卜基板の穴， 2次コイル基板の穴に挿入されたコアとを備えた平板状トランスであって、前記中間プリン卜基板に前記 1次コイル， 2次コイルの引出し線を設けた平板状卜ランス。

( 4 ) 1次コィル基板および 2次コィル基板のコィルの一方の端子と他方の端子は、各々基板の上面に上面側接続端子部、基板の下面に下面側接続端子部を有し、前記上面側接続端子部と下面側接続端子部はスルーホールによって電気的に接続されている前記（3 ) 記載の平板状卜ランス。

( 5 ) 1次コイルを構成する 1次コイル基板および 2次コイルを構成する 2次コイル基板の少なくとも一方が、複数枚積層された前記（3 ) または（4 ) 記載の平板状トランス。

( 6 ) 1次コイルを構成する 1次コイル基板および 2次コイルを構成する 2次コイル基板の少なくとも一方が、複数枚積層された平板状卜ランスであって、積層された各々の基板のコィルの一方の端子同士および他方の端子同士がハングによって接続された前記（4 ) 記載の平板状トランス。

( 7 ) 1次コイルを構成する 1次コイル基板および 2次コイルを構成する 2次コィル基板の少なくとも一方が複数枚積層された平板状卜ランスであって、積層された各々の基板のコィルの一方の端子同士および他方の端子同士が重ね合わされ、前記各端子のスルーホールによって形成された空間が、ハングによって満たされている前記（4 ) 記載の平板状トランス。 ( 8 ) 中間プリン卜基板は、 1次コイル基板， 2次コイル基板より外側に延びる部分を有するプリン卜基板であって、前記外側に延びる部分に素子が実装されているものである前記（3 ) ないし（7 ) のいずれかに記載の平板状トランス。

前記（ 1 ) ，（2 ) の構成により、 1次コイルと 2次コイル間の絶緣耐圧を任意に設定でき、プリン卜基板の通常の加工技術で容易に製造できる。更に前記（2 ) の構成では、関連する素子を容易に実装できる。

前記（3 ) 〜（8 ) の構成により、 1次コイルと 2次コイル間の絶縁耐圧を任意に設定でき、 1次コイル， 2次コイルの引出し線の端部を中間プリン卜基板の任意の位置に設けることができ、プリン卜基板の通常の加工技術で容易に製造できる。更に前記（8 ) の構成では、関連する素子を中間プリン卜基板に容易に実装できる。図面の簡単な説明

図 1は、実施例 1の構成を示す図、図 2は、実施例 1の斜視図、図 3 は、実施例 1の要部を分離して示す図、図 4は、実施例 1の要部の製法を示す図、図 5は、実施例 2の構成を示す図、図 6は、実施例 2の斜視図、図 7は、実施例 3の構成を示す図、図 8は、実施例 3の斜視図、図 9は、実施例 3の要部を分離して示す図、図 1 0は、実施例 3の要部の製法を示す図、図 1 1は、実施例 4の要部の構成を示す図、図 1 2 は、実施例 5の構成を示す図、図 1 3は、実施例 5の斜視図、図 1 4 は、従来例の構成を示す図である。発明を実施するための最良の形態

以下本発明を実施例により詳しく説明する。 (実施例 1 )

図 1は実施例 1である "平板状トランス" の構成を示す断面図、図 2 は実施例 1の斜視図で、本実施例は概略図示の構成のものである。なお、実施例を示す図 1〜図 13は、全て判り易くするため大きさを誇張して示しており、特に厚さを厚く示している。

図 3，図 4によりまず本実施例の要部の構成，製法を説明する。図 4 ( a) は市販の 0. 1 mm厚、ガラスエポキシ製スルーホール付両面銅張プリン卜基板を示す。 41， 43は銅層， 42はガラスェポキシ層、 44はスルーホールである。図 4 ( a) の両面ブリン卜基板の上面に、レジス卜インキをうずまき状のコイルパターンにスクリーン印刷法で印刷し、エッチングし、レジス卜除去を行ってコイル 45を形成する。プリン卜基板の下面に同様の加工法でリード線を形成する。コイル端部とリード線端部はスルーホール 44で接続する（図 3の 2, 4、図 4 b参照）。

このようにして、図 3, 図 4の 2, 4に示す 1次コイル基板， 2次コィル基板を得る。 1， 5は 0. 2 mm厚のガラスエポキシ製の上側絶縁板，下側絶縁板で、 3は 0. 5mm厚のガラスエポキシ製の中間絶縁板である。以上の各板 1〜5の間に接着シ一卜を挾み、加圧，加熱して積層板とし、 E型コア 7に合った形状に打ち抜く。

打ち抜いた積層板に E型コア 7を嵌め込み締付け具 8を図 1 , 図 2のように取り付けて "平板状卜ランス" が出来上る。

以上説明したように、本実施例の平板状卜ランスは、既存の技術により容易に製造でき、絶縁耐圧は、上側絶縁板，下側絶縁板，中間絶縁板の材質，厚さ等により任意に設定できる。

(実施例 2)

図 5は実施例 2である "平板状卜ランス" の構成を示す図である。本実施例は、中間絶縁板にプリント基板を用い、この基板に所要の I C等の素子を実装するものである。

図 5において、 5 1は 1次コイル基板で、市販の両面プリン卜基板から、実施例 1と同様の加工法で製造する。本実施例では基板の下面にも同様の加工法でコイル 4 6を形成する。 5 3は 2次コイル基板で】次コィル基板 5 1と同様の加工法で製造する。 5 2は実施例 1の中間絶縁板に対応する中間基板で、図 6に示すように、 1次コイル基板 5 1， 2次コイル基板 5 3より更に外側に延びる部分を有している。中間基板 5 2 は、コイル基板 5 1， 5 3と同様の加工法で所要の配線パターンが形成され、外側に延びる部分に端子 6 2が形成されている。

各基板 5 1 , 5 2 , 5 3は、実施例 1 と同様に積層され、積層板の上，下面に絶縁のための樹脂コ一ティング層 5 5が設けられ、所要の形状に打ち抜かれて E型コァ 7が嵌め込まれ、締付け具 8が取り付けれている。このようにして出来上った卜ランスの、中間基板 5 2の外側に延びる部分に I C等の素子 6 1が実装され、本実施例の平板状トランスが出来上る。

以上説明したように、本実施例では実施例 1と同様の効果が得られ、更に、所要の素子を容易に実装することができる。

(実施例 3 )

図 7は実施例 3である "平板状卜ランス" の構成を示す断面図、図 8 は実施例 3の斜視図で、本実施例は概略図示の構成のものである。図 9，図 1 0によりまず本実施例の要部の構成，製法を説明する。図 1 0 ( a ) は、市販の 0 . 1 m m厚のガラスエポキシ製スルーホ一ル付両面銅張プリン卜基板の 1断面を示す。 4 1 0， 4 3 0は銅層， 4 2 0はガラスエポキシ層、 4 4 0はスルーホールである。図 1 0 ( a ) の両面プリント基板の上面に、レジストインキをうずまき状のコィルパターンにスクリーン印刷法で印刷し、エッチングし、レジス卜除去を行ってコイル 450および接続端子 470， 480の上面側を形成する。プリン卜基板の下面に同様の加工法でリード線 460と接続端子 470， 480の下面側を形成する。また、接続端子 470， 480の上面側と下面側はスルーホールによって電気的に接続されている。これらスル一ホールは公知のスルーホールメツキ法によって形成される。さらに、コイルの他端とリード線 460の一端はスルーホール 440で電気的に接続し、リード線 460の他端は接続端子 480に接続する。このようにして、図 9，図 1 0の 20, 40に示す 1次コイル基板， 2次コイル基板を得る。 10, 50は0. 2 mm厚のガラスエポキシ製の上側絶縁板，下側絶縁板で、 30は0. 5 mm厚のガラスエポキシ製両面銅張りの中間プリン卜基板である。この両面銅張りの中間プリント基板 30も前述の加工法により、上面に端子 490， 500、リード線 3 1 0， 320、外部端子 90, 1 00を形成し、同様に下面に端子 510, 520と不図示のリード線，外部端子を形成する。そして端子 490， 500, 510, 520上にリフローソルダをのせる。以上の各板 1 0〜50の間に、端子部を除いて接着シートを挾み、加圧，加熱して積層板とし、 E型コア 70に合った形状に打ち抜く。この加熱の際、端子 470と 490、 480と 500、 51 0と 530、 520と 540がリフローソルダリングによりハンダ付けされる。

打ち抜いた積層板に E型コア 70を嵌め込み締付け具 80を図 7，図 8のように取り付けて "平板状卜ランス" が出来上る。 1次コイルとの接続は中間プリン卜基板 30の上面に設けた外部端子 90， 100を介して行われる。同様に、 2次コイルとの接続は中間プリン卜基板 30の下面に設けた不図示の外部端子を介して行われる。

以上説明したように、本実施例の平板状卜ランスは、既存のプリント基板加工技術により容易に製造でき、絶縁酎圧は、上側絶縁板，下側絶縁板，中間プリン卜基板の材質，厚さ等により任意に設定できる。また、 1次コイル基板， 2次コイル基板を取り換えることにより、巻線比等の仕様を変更でき、リード線パターンの異なる中間プリント基板を用いることにより、 1次コイル， 2次コイルの引出し端の位置を中間プリン卜基板上で任意に変更できる。

(実施例 4 )

次に、実施例 3同様の平板状トランスにおいて、 1次コイル基板または 2次コィル基板を複数枚積層する例を実施例 4として説明する。ここでは一例として 1次コイル基板を 3枚積層する場合について図 1 1をもとに説明する。図 1 1 ( a ) は、要部の外観斜視図であり、図 1 1 ( b ) はそれを図 1 1 ( a ) 中に示した A— A断面にてみた場合の断面図である。

まず、積層する場合は、各基板に絶縁膜 1 0 1 0を形成しておく。これは、コイル等を形成した後に、例えば、エポキシ系の有機絶縁膜を接続端子 4 7 0 , 4 8 0以外の部分にスクリーン印刷によって形成する。これを上面、下面共に行う。

次に、このように絶縁膜 1 0 1 0の施された基板を、接続端子 4 7 0 ， 4 8 0の部分を合わせるように積層する。積層の際には、各接続端子 4 8 0同士および各接続端子 4 7 0同士をハンダ付けしていく。また、積層した後に、孔 1 0 0 0にハングを流し込んで各接続端子を電気的に接続するようにしてもよい。

このように、コイル基板を複数枚積層した場合は、回路的には各コィルが並列に接続された状態となるので、コイルの銅損 I ² r ( rはコィルの直流抵抗分）は、積層枚数を nとすると、 l Z n l ² rとなり、銅損によるエネルギ損失および発熱を滅らすことができる。以上説明したように、本実施例により実施例 3と同様の効果が得られると共に、接続端子部を頫次ハンダにより接続することにより、コイル基板を容易に複数枚積層することができる上、複数枚積層しコイルを並列接続することによって、銅損によるエネルギ損失を滅らすことができ、効率のよい平板状卜ランスを得ることができる。

(実施例 5 )

図 1 2は実施例 5である "平板状卜ランス" の構成を示す図である。本実施例は、中間プリン卜基板に所要の I C等の素子を実装するものである。

図 1 2において、 6 1 0は 1次コイル基板で、市販の両面プリント基板から、実施例 3と同様の加工法で製造する。本実施例では図 1 2 ( b ) に示すように、基板の下面にも同様の加工法でコイル 4 5 0— 2 を形成する。上面に形成したコイル 4 5 0 - 1の一端はスルーホール 6 6 0を介して下面の端子 6 7 0に接続し、コイル 4 5 0— 1の他端はスルーホール 6 8 0を介して下面のコイル 4 5 0— 2の一端に接続し、コイル 4 5 0— 2の他端は下面の端子 6 9 0に接続する。 6 3 0は 2次コイル基板で 1次コイル基板 6 1 0と同様の加工法で製造する。 6 2 0 は中間プリント基板で、図 1 3に示すように、 1次コイル基板 6 1 0， 2次コイル基板 6 3 0より更に外側に延びる部分を有している。中間プリント基板 6 2 0は、コイル基板 6 1 0， 6 3 0と同様の加工法で 1次コイル， 2次コイルのリード線パターンおよび所要の配線パターンが形成され、外側に延びる部分に装置の多数の端子 7 2 0が形成されている。

各基板 6 1 0 , 6 2 0 , 6 3 0は、実施例 3と同様に積層され、積層板の上，下面に絶縁のための樹脂コーティング層 6 5 0が設けられ、所要の形状に打ち抜かれて E型コア 7 0が嵌め込まれ、締付け具 8 0が取り付けられている。このようにして出来上ったトランスの、中間プリン卜基板 6 2 0の外側に延びる部分に I C等の素子 7 1 0が実装され、本実施例の平板状トランスが出来上る。

以上説明したように、本実施例では実施例 3と同様の効果が得られ、更に、所要の素子を容易に実装することができる。

(変形）

以上の各実施例では、各板を積層後に、打ち抜きにより所要の外形形状とすると共に、コア用の穴をあけているが、本発明はこれに限定されるものではなく、たとえば、各板を打ち抜きにより所要の外形形状としてかつコア用の穴をあけ、その後、コイル，リード線，端子等を形成し、このようにして得た 1次プリント基板， 2次プリン卜基板を部品マゥンタを用いて中間プリン卜基板に実装する形で実施することもできる。

以上説明したように、本発明によれば、既存の技術により容易に製造できる、絶縁酎圧を任意に設定できる平板状トランスが提供できると共に、絶縁耐圧を任意に設定でき、巻線比等の仕様、 1次コイル， 2次コィルの引出し端を容易に変更でき、既存の技術により容易に製造できる、さらにエネルギ損失の少ない平板状卜ランスが提供できる。産業上の利用可能性

以上のようになるので、本発明に係る平板状卜ランスは、各種スイツチング電源， D C— D Cコンバータや信号機用リレードライバ等に広く利用できる。

Claims

請求の範囲

1 プリント基板上に 1次コイルを形成し、この 1次コイルの内側部分に穴をあけた 1次コイル基板と、この 1次コイル基板に重ねられ、前記 1次コイル基板の穴に対応する箇所に穴をあけた中間絶縁板と、この中間絶縁板に重ねられたプリン卜基板であって、このプリン卜基板上に 2次コイルを形成し、この 2次コィルの内側部分の前記中間絶縁板の穴に対応する箇所に穴をあけた 2次コイル基板と、前記 1次コイル基板の穴，中間絶縁板の穴， 2次コイル基板の穴に挿入されたコアとを備えたことを特徴とする平板状トランス。

2 中間絶縁板は、 1次コイル基板， 2次コイル基板より外側に延びる部分を有するプリ卜基板であって、前記外側に延びる部分に素子が実装されているものであることを特徴とする請求項 1記載の平板伏卜ランス。

3 プリン卜基板上に 1次コイルを形成し、この 1次コイルの内側部分に穴をあけた 1次コイル基板と、この 1次コイル基板に重ねられ、前記 1次コイル基板の穴に対応する崮所に穴をあけた中間プリント基板と、この中間プリント基板に重ねられたプリン卜基板であって、このプリン卜基板上に 2次コイルを形成し、この 2次コイルの内側部分の前記中間プリント基板の穴に対応する箇所に穴をあけた 2次コイル基板と、前記 1次コイル基板の穴，中間プリン卜基板の穴， 2次コイル基板の穴に挿入されたコアとを備えた平板状卜ランスであって、前記中間プリン卜基板に前記 1次コイル， 2次コイルの引出し線を設けたことを特徴とする平板状卜ランス。

4 1次コイル基板および 2次コ Λル基板のコイルの一方の端子と他方の端子は、各々基板の上面に上面側接続端子部、基板の下面に下面側接続端子部を有し、前記上面側接続端子部と下面側接続端子部はスルーホールによって電気的に接続されていることを特徴とする請求項 3記載の平板状トランス。

5 1次コイルを構成する 1次コイル基板および 2次コイルを構成する 2次コイル基板の少なくとも一方が、複数枚積層されたことを特徴とする請求項 3または請求項 4記載の平板状卜ランス。

6 1次コイルを構成する 1次コイル基板および 2次コイルを構成する 2次コイル基板の少なくとも一方が、複数枚積層された平板状卜ランスであって、積層された各々の基板のコイルの一方の端子同士および他方の端子同士がハングによって接続されたことを特徴とする請求項 4記載の平板状トランス。

7 1次コィルを構成する 1次コィル基板および 2次コィルを構成する 2次コィル基板の少なくとも一方が複数枚積層された平板状トランスであって、積層された各々の基板のコィルの一方の端子同士および他方の端子同士が重ね合わされ、前記各端子のスルーホールによって形成された空問が、ハングによって満たされていることを特徴とする請求項 4 記載の平板状トランス。

8 中間プリン卜基板は、 1次コイル基板， 2次コイル基板より外側に延びる部分を有するプリン卜基板であって、前記外側に延びる部分に素子が実装されているものであることを特徴とする請求項 3ないし請求項 7のいずれかに記載の平板状トランス。