JPH0869935A - 多層プリントコイル基板の作製方法並びにプリントコイル基板及び多層プリントコイル基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 巻線型磁性製品のように開発・設計段階にお
ける巻数，巻数比の変更を容易に行えて、低コストにて
プレーナ型磁性製品を作製する。 【構成】 巻数，巻き形状などのコイルパターンが異な
る複数種のプリントコイル基板を予め用意しておき、こ
れらから適当な複数枚のプリントコイル基板1a, 1b, 1
c, 1d, 1eを選択して積層し（ａ）、積層したプリント
コイル基板1a, 1b, 1c, 1d, 1eを一体化して、プリント
コイル３を形成し、孔２に上下からコア11，12の中央の
凸部を嵌め込んでプレーナ型磁性製品を作製する
（ｂ）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プレーナ型磁性製品に
使用され、１または複数のプリントコイル基板を有する
多層プリントコイル基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】スイッチング電源等の電子回路で使用さ
れる変圧器，チョークコイルの磁性製品としては、従来
より一般的に捲き線型磁性製品が使用されている。捲き
線型磁性製品は、リード端子を備えたボビンにエナメル
線等のワイヤを巻いた構成である。そして、この捲き線
型磁性製品では、回路設計・開発時に、そのコイルの捲
き数，捲き数比等を回路技術者が容易に変更できるの
で、回路技術者にとって最適な変換比を有する変圧器等
を作製し易いという利点がある。

【０００３】電子回路の小型化，軽量化がますます要求
されている現在、電子回路を構成する電子部品の小型化
が要望されている。このような情勢の中で、上述した捲
き線型磁性製品に代わって、スイッチング電源等の電子
回路の高周波化，小型化，低背化の要求に適した構造を
なすプレーナ型磁性製品が実用化されている（特公昭39
−6921号公報，特公昭41−10524 号公報または特開昭48
−51250 号公報など）。プレーナ型磁性製品は、捲き線
によってコイルを形成するのではなく、例えば、偏平な
絶縁基板の片面または両面に若しくはその内層面を含め
た多層面にわたってスパイラル状またはＵ字状に薄膜の
導体パターンを形成してなる１枚のプリントコイル基
板、または、このようなプリントコイル基板を複数枚積
層してなる多層プリントコイル基板を、磁性材のコアに
て挟んだ構成をなす。１枚のプリントコイル基板に形成
される導体パターンからなるコイルの捲き数には物理的
（面積的）に限界があるので、スイッチング電源の変圧
器等には、数枚のプリントコイル基板を積層した多層プ
リントコイル基板の利用が一般的である。

【０００４】このようなプレーナ型磁性製品では、小型
化，低背化を実現できるのは勿論であり、捲き線型磁性
製品に比べて磁束の鎖交面積を大きくできるので漏れイ
ンダクタンスが小さくなって１次−２次間の高結合を実
現できるという特長、表皮効果による銅損の増加を最低
限に抑制できるという特長、パターンエッチングを用い
て導体パターンのコイルを形成するので不安定なワイヤ
の捲回処理を必要とする捲き線型磁性製品に比べて再現
性は良好であり品質の信頼性，安定性が向上するという
特長を有する。これらの特長の中で、最初の２つの特長
は高周波電流であるほど如実に現れるものであり、スイ
ッチング周波数の高周波化を指向するスイッチング電源
に使用する磁性製品としては、ますますプレーナ型磁性
製品が注目を浴びている。

【０００５】ここで、既に開示されている従来のプレー
ナ型磁性製品について簡単に説明する。図24は、例え
ば、特開昭61−74311 号公報及び特開昭61−75510 号公
報に示された従来例を示す図であり、図24（ａ）はその
正面要部断面図、図24（ｂ）はその平面要部断面図、図
24（ｃ）はその側面図を示す。図24において、積層配線
板41はコイルの導体パターン45を薄い絶縁シート上に形
成したシートコイルを多層に積層したものであり、全体
として変圧器の多層プリントコイル基板を構成してい
る。多層プリントコイル基板にはスルーホール42が形成
されており、このスルーホール42に端子ピン43が挿入さ
れ、端子ピン43とスルーホール42との半田付けにより各
シートコイルの導体パターン45が相互に電気的に接続さ
れている。端子ピン43はその一部が長手方向に延長され
ており、その延長部分が図示しない印刷配線板の外部導
体への接続手段と変圧器の固定手段とになっている。コ
ア44,46は上下方向に分割した形状に製作され、両コア4
4, 46が積層配線板41を挟むように合わせられて、変圧
器の磁気回路が構成されている。

【０００６】図25は、例えば、実開平４−103612号公報
に示された従来の他のプレーナ型磁性製品を示す分解斜
視図である。図25において、プリント配線板51上にはコ
イルパターン52が螺旋状に形成されており、その中心と
両側とにはコア取付け孔53,54, 55が形成されている。
そして、このコア取付け孔53, 54, 55を貫通して相互に
接合する形状の２つのフェライトコア56, 57によって、
コイルパターン52が形成された部分のプリント配線板51
を表裏から挟み込んで、変圧器の磁気回路が構成され
る。

【０００７】図26，図27は、例えば、実開平４−105512
号公報，特開平5 −291062号公報，特開平６−163266号
公報等に開示されている従来の更に他の例を示す図であ
り、図26は変圧器としての全体構成を示す斜視図、図27
は各構成部材を示す分解斜視図である。この従来例の薄
型変圧器は、表面に導体パターンを形成した複数のプリ
ントコイル基板を積層してなる多層プリントコイル基板
62を、複数の端子ピン65を備えた端子台63に載置して、
これをＩ型コア64及びＥ型コア61にて上下に挟み込んだ
構成をなす。端子台63に備えられた各端子ピン65は、多
層プリントコイル基板62のスルーホール66に挿入される
挿入部分65a と、この挿入部分65a に連なり折曲されて
実装面に平行に延びている実装部分65b とに分けられて
いる。そして、各端子ピン65の挿入部分65a と多層プリ
ントコイル基板62のスルーホール66とが半田にて電気的
に接続される。また、外部導体との電気的接続は各端子
ピン65の実装部分65b を介して行われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このようなプレーナ型
磁性製品は、前述したような優れた利点を有するが、コ
イルの捲き数または捲き数比を変更する場合には、コイ
ルパターンを再設計して新たなプリントコイル基板を作
製しなおさなければならず、捲き線型磁性製品のように
これらを容易に変更することが困難であるという問題が
ある。よって、その開発・設計には、多大の工程数及び
日数を要し、費用も嵩むこととなり、捲き数，捲き数比
が予め決められていて変更しないような電子回路の磁性
製品としての特殊な分野にその用途は限定されていて、
プレーナ型磁性製品の利点を十分に活かしきれていない
のが現状である。

【０００９】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、捲き数，捲き形状などのコイルパターンが異な
る複数種のプリントコイル基板を予め用意しておき、こ
れらから適当な複数枚を選択して一体的に積層して多層
プリントコイル基板を作製することにより、従来の捲き
線型磁性製品のように、開発・設計段階において捲き
数，捲き数比を容易に変更することができ、開発・設計
費のコストを低減できる多層プリントコイル基板の作製
方法及びこれに使用する複数枚一組のプリントコイル基
板を提供することを目的とする。

【００１０】本発明の他の目的は、開発・設計した試作
品としての多層プリントコイル基板と同一の多層プリン
トコイル基板を低コストにて大量に作製することができ
る多層プリントコイル基板の作製方法及びこれに使用す
る複数枚一組のプリントコイル基板を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１に係る多
層プリントコイル基板の作製方法は、１層または複数層
の導体パターンにてコイルを形成した複数のプリントコ
イル基板を積層してなる多層プリントコイル基板を作製
する方法において、導体パターンが異なる複数種のプリ
ントコイル基板を準備するステップと、準備した複数種
のプリントコイル基板から複数のプリントコイル基板を
選択するステップと、選択した複数のプリントコイル基
板を積層して多層プリントコイル基板を作製するステッ
プとを有することを特徴とする。

【００１２】本願の請求項２に係る多層プリントコイル
基板の作製方法は、請求項１において、前記複数種の各
プリントコイル基板は、その両面または片面に導体パタ
ーンにてコイルが形成されていることを特徴とする。

【００１３】本願の請求項３に係る多層プリントコイル
基板の作製方法は、請求項１において、前記複数種のプ
リントコイル基板は、導体パターンの捲き数と捲き形状
と幅と厚さとのうちの少なくとも何れか１つが互いに異
なっていることを特徴とする。

【００１４】本願の請求項４に係る多層プリントコイル
基板の作製方法は、請求項１において、前記複数種の各
プリントコイル基板は、プリントコイル基板の表裏の電
気的接続を得るためのスルーホールが形成されているこ
とを特徴とする。

【００１５】本願の請求項５に係る多層プリントコイル
基板の作製方法は、請求項１において、前記複数種の各
プリントコイル基板は、積層された際に他のプリントコ
イル基板との電気的接続を得るため、または、外部導体
との電気的接続を得るための接続部材を備えることを特
徴とする。

【００１６】本願の請求項６に係る多層プリントコイル
基板の作製方法は、請求項５において、前記接続部材は
クリップリードであり、前記複数種の各プリントコイル
基板の端部にこのクリップリード用の端子が形成されて
いることを特徴とする。

【００１７】本願の請求項７に係る多層プリントコイル
基板の作製方法は、請求項５において、前記接続部材は
端子ピンであり、前記複数種の各プリントコイル基板の
端部にこの端子ピンを挿通させるためのスルーホールが
形成されていることを特徴とする。

【００１８】本願の請求項８に係る多層プリントコイル
基板の作製方法は、１層または複数層の導体パターンに
てコイルを形成した複数のプリントコイル基板を積層し
てなる多層プリントコイル基板を作製する方法におい
て、導体パターンが異なる複数種のプリントコイル基板
を準備するステップと、準備した複数種のプリントコイ
ル基板から複数のプリントコイル基板を選択するステッ
プと、選択した複数のプリントコイル基板を積層して試
作品としての多層プリントコイル基板を作製するステッ
プと、試作品としての多層プリントコイル基板に使用し
た複数のプリントコイル基板と同じ特性の複数のプリン
トコイル基板を作成するステップと、作成した複数のプ
リントコイル基板を積層して、試作品としての多層プリ
ントコイル基板と特性が同じである製品としての多層プ
リントコイル基板を作製するステップとを有することを
特徴とする。

【００１９】本願の請求項９に係る多層プリントコイル
基板の作製方法は、請求項８において、試作品としての
多層プリントコイル基板に使用した複数のプリントコイ
ル基板を作成する際に使用したパターン用フィルムを用
いて、この複数のプリントコイル基板と同じ特性の複数
のプリントコイル基板を作成することを特徴とする。

【００２０】本願の請求項10に係る複数枚一組のプリン
トコイル基板は、多層プリントコイル基板を作製する際
に使用する、１層または複数層の導体パターンにてコイ
ルを形成した複数枚一組のプリントコイル基板におい
て、導体パターンの捲き数と捲き形状と幅と厚さとのう
ちの少なくとも何れか１つが互いに異なっている複数種
のプリントコイル基板を有することを特徴とする。

【００２１】本願の請求項11に係る複数枚一組のプリン
トコイル基板は、請求項10において、その両面または片
面に導体パターンにてコイルが形成されていることを特
徴とする。

【００２２】本願の請求項12に係る複数枚一組のプリン
トコイル基板は、請求項10において、表裏の電気的接続
を得るためのスルーホールが形成されていることを特徴
とする。

【００２３】本願の請求項13に係る複数枚一組のプリン
トコイル基板は、請求項10において、各々の電気的接続
を得るため、または、外部導体との電気的接続を得るた
めの接続部材を備えることを特徴とする。

【００２４】本願の請求項14に係る複数枚一組のプリン
トコイル基板は、請求項13において、前記接続部材はク
リップリードであり、その端部にクリップリード用の端
子が形成されていることを特徴とする。

【００２５】本願の請求項15に係る複数枚一組のプリン
トコイル基板は、請求項13において、前記接続部材は端
子ピンであり、その端部に端子ピンを挿通させるための
スルーホールが形成されていることを特徴とする。

【００２６】本願の請求項16に係る複数枚一組のプリン
トコイル基板は、請求項10において、含まれるすべての
複数種のプリントコイル基板における導体パターンの捲
き数は、整数であることを特徴とする。

【００２７】本願の請求項17に係る複数枚一組のプリン
トコイル基板は、請求項10において、導体パターンの捲
き数が小数であるプリントコイル基板が含まれることを
特徴とする。

【００２８】本願の請求項18に係る多層プリントコイル
基板は、１層または複数層の導体パターンにてコイルを
形成した複数のプリントコイル基板を積層してなる多層
プリントコイル基板において、準備しておいた導体パタ
ーンが異なる複数種のプリントコイル基板から選択した
複数のプリントコイル基板を積層して一体形成してなる
ことを特徴とする。

【００２９】

【作用】本発明の多層プリントコイル基板の作製方法で
は、コイルとなる導体パターンの捲き数，捲き形状，
幅，厚さなどが異なっている複数種のプリントコイル基
板を予め準備しておく。そして、作製すべき磁性製品の
特性に基づいて、これらの複数種のプリントコイル基板
から所望の複数枚のプリントコイル基板の組み合わせを
選択する。選択した複数枚のプリントコイル基板を一体
的に積層形成して多層プリントコイル基板とする。

【００３０】このようにして、所望の特性を有する試作
品としての多層プリントコイル基板を作製した後、選択
された複数枚のプリントコイル基板の導体パターンを形
成する際に利用したパターンエッチング用フィルムを用
いて導体パターンを形成した複数枚のプリントコイル基
板を試作品に合わせて積層し、試作品と同じ特性を有す
る製品としての多層プリントコイル基板を大量に作製す
る。

【００３１】本発明の多層プリントコイル基板の作製方
法では、複数種のプリントコイル基板の組み合わせを任
意に変更することにより、従来の捲き線型磁性製品のよ
うに、作製される多層プリントコイル基板の捲き数，捲
き数比，捲き順などを容易に変更できる。また、製品と
しての多層プリントコイル基板の作製時に積層される複
数枚のプリントコイル基板は、既存のフィルムを利用し
て作成されるので、再設計の必要がなく、しかも、新た
なフィルムを作成する必要もなく、試作品と同じ特性の
多層プリントコイル基板を容易かつ低コストにて大量に
作成することが可能である。

【００３２】

【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
いて具体的に説明する。

【００３３】図１（ａ），（ｂ）は、本発明の多層プリ
ントコイル基板の作製方法に基づいてプレーナ型磁性製
品を作製する際の工程を示す分解斜視図である。予め、
絶縁基板の片面または両面に導体パターンにて捲き数
（ターン数）を異ならせたコイルを形成してなる複数種
のプリントコイル基板を多数作製して準備しておく。作
製すべきプレーナ型磁性製品の所定の特性が得られるよ
うに、これらの中から所望の複数枚（本例では５枚）の
プリントコイル基板1a, 1b, 1c, 1d, 1eを選択する。そ
して、図１（ａ）に示すように、選択した５枚のプリン
トコイル基板1a,1b, 1c, 1d, 1eを積層する。11，12
は、プリントコイル基板1a, 1b, 1c, 1d, 1eの積層体
（多層プリントコイル基板３）を上面と下面とから挟み
込むためのコアである。各コア11，12は、それぞれ両端
と中央とに凸部が形成されたＥ型コアである。なお、予
め準備しておくすべてのプリントコイル基板の中央に
は、コア11，12の中央の凸部が嵌合するための矩形の孔
２が形成されている。

【００３４】積層したプリントコイル基板1a, 1b, 1c,
1d, 1eを一体化して、図１（ｂ）に示すような多層プリ
ントコイル基板３を作製する。そして、孔２に上下から
コア11，12の中央の凸部を嵌め込み、コア11，12の対向
する凸部同士を当接させて、プレーナ型磁性製品を作製
する。

【００３５】次に、本発明の具体例について説明する。
図２は、本発明の多層プリントコイル基板を適用するフ
ォワード型スイッチング電源の回路図であり、本発明の
多層プリントコイル基板は回路図中のトランス13とチョ
ーク14とに使用される。このスイッチング電源は36〜72
Ｖの入力電圧に対応できる。出力電圧は抵抗により分圧
され、可変ツェナーダイオード19の基準電圧と比較増幅
されて、フォトダイオード17・フォトトランジスタ18を
介して制御器であるPWM IC15の帰還電圧端子へ入力され
る。フォワード型スイッチング電源において、出力電圧
とMOSFETスイッチ16の時比率（オン時間のパルス周期に
対する時間比率）とは比例関係にあるので、PWM IC15
は、帰還電圧端子の電圧に応じ、MOSFET駆動パルスより
出力されるパルスの時比率を制御して、出力電圧を所望
の値に安定化することができる。本スイッチング電源で
は、出力電圧が上（下）がるとフォトダイオード17の発
光強度が増加（減少）し、フォトトランジスタ18のエミ
ッタに接続される帰還電圧端子の電圧が上（下）がり、
負論理であるPWM IC15のMOSFET駆動パルスの時比率は下
（上）がり、結果として出力電圧は所望の値に安定化さ
れる。

【００３６】このトランス13，チョーク14に使用される
磁性製品を作製するために、捲き数が異なる６種類のプ
リントコイル基板を準備した。準備した各プリントコイ
ル基板は、その両面に導体パターンによるコイルを形成
し、表面と裏面とにおける捲き数は同数とした。この６
種類のプリントコイル基板の各面における捲き数は以下
のようにした。 Ｌ1 ：２ターン， Ｌ2 ：３ターン， Ｌ3 ：
４ターン，Ｌ4 ：５ターン， Ｌ5 ：６ターン，
Ｌ6 ：７ターン

【００３７】なお、コアも含めたプレーナ磁性製品の高
さは５mm以下にする必要があるので、積層できるプリン
トコイル基板の最大枚数は６枚とした。上述の６種類の
プリントコイル基板から、トランス13用，チョーク14用
に選択したプリントコイル基板の例を下記の表１に示
す。プリントコイル基板の積層枚数は、図１（ａ）のよ
うに何れも５枚である。なお、表１において、１枚目は
図１（ａ）のプリントコイル基板1aを示し、以下同様
に、２，３，４，５枚目はそれぞれ図１（ａ）のプリン
トコイル基板1b, 1c, 1d, 1eに対応している。また、１
次／２次は１次側のコイルか２次側のコイルかを示して
いる。本例では、１次側のコイルと２次側のコイルとを
交互に積層することにより１次−２次間の結合を高める
ようにしている。

【００３８】

【表１】

【００３９】表１に示すような組み合わせの５枚のプリ
ントコイル基板を積層一体化した多層プリントコイル基
板をコアで挟んだプレーナ型磁性製品をトランス13，チ
ョーク14に使用した場合に、図２に示すスイッチング電
源の効率を85％と最高にすることができた。これは、１
次−２次間の高結合というプレーナ型磁性製品の特性に
起因することが大きい。

【００４０】一般的に10層の多層プリントコイル基板を
試作する場合には、50〜60万円程度のコストと１ヵ月程
度の日数とが必要であり、また、トランス，チョークな
どにおけるコイルの捲き数の変更処理が数回は必要であ
る。よって、従来では、捲き数，捲き数比が予め決めら
れている複数種の多層プリントコイル基板から所望のも
のを選択しなければならず、プレーナ型磁性製品の利用
範囲は特殊な分野に限られており、プレーナ型磁性製品
の利点を最大限に引き出せているとは言いがたかった。
しかしながら、本発明では、捲き数が異なる複数のプリ
ントコイル基板を任意に選択して多層プリントコイル基
板を作製できるので、例えばスイッチング電源の入出力
電圧の変更に対しても、捲き線型磁性製品と同程度の自
由度にて柔軟に対応することができ、しかもその試作コ
スト及び試作時間も大幅に低減できる。

【００４１】なお、上述した例では、両面に同捲き数の
コイル（導体パターン）を形成したプリントコイル基板
を使用する場合について説明したが、表面と裏面とで捲
き数を異ならせたコイル（導体パターン）を形成したプ
リントコイル基板を使用してもよい。また、片面のみに
コイル（導体パターン）を形成したプリントコイル基板
のみを使用してもよいし、片面，両面にコイル（導体パ
ターン）を形成したプリントコイル基板を混ぜ合わせて
使用してもよい。

【００４２】また、上述した例では、捲き数のみが異な
る複数種のプリントコイル基板を準備してこれらを使用
する場合について説明したが、コイル（導体パターン）
の捲き形状または幅，厚さなどが異なっている複数種の
プリントコイル基板を予め準備しておきこれらから必要
なプリントコイル基板を選択して使用するようにしても
よい。このようなコイル（導体パターン）の様々なパラ
メータが異なる多数のプリントコイル基板を予め準備し
ておけば、多層プリントコイル基板を作製する際の自由
度がより一層高まって、使用特性により合致した多層プ
リントコイル基板を容易に作製できるようになることは
言うまでもない。

【００４３】次に、プリントコイル基板の電気的接続部
材の例について説明する。図３は、積層すべき複数枚の
プリントコイル基板をコアと共に示した分解斜視図であ
る。図３において、1a, 1b, 1c, 1d, 1eは準備された複
数種のプリントコイル基板から選択された５枚のプリン
トコイル基板である。なお、11，12は図１と同様のＥ型
コアである。

【００４４】各プリントコイル基板1a, 1b, 1c, 1d, 1e
の両面には、所定捲き数のコイルとなるスパイラル状の
導体パターン４が形成されている。各プリントコイル基
板1a, 1b, 1c, 1d, 1eにはプリントコイル基板の表裏の
電気的接続を得るためのスルーホール５が形成されてい
る。また、各プリントコイル基板1a, 1b, 1c, 1d, 1eの
短辺方向の一部が突出しており、その突出部にクリップ
リード用の端子６が形成されていて、この端子６に自動
挿入が可能なクリップリード７を下方に延設させて接続
している。このクリップリード７は、各プリントコイル
基板間の電気的接続を得ると共に、実装基板の外部パタ
ーンに接続して外部との電気的接続を得るためのもので
ある。

【００４５】図４は、プリントコイル基板の電気的接続
部材の他の例を示す分解斜視図である。図４において、
図３と同一部分には同一番号を付して説明を省略する。
この例では、各プリントコイル基板1a, 1b, 1c, 1d, 1e
の短辺方向の一部が突出しており、その突出部にスルー
ホール８が形成され、このスルーホール８に端子ピン９
が挿通されている。端子ピン９の使用方法は、上述の例
のクリップリード７の使用方法と同じである。

【００４６】ところで、捲き線型のコイルとは異なり、
多層プリントコイル基板では積層されるプリントコイル
基板の総数が増加すると、その設計費用及びパターンエ
ッチング用のフィルム代等の初期費用が総数に比例して
増大する。従って、上述したようにして開発・設計段階
で作製された試作品と同じ特性を有する製品としての多
層プリントコイル基板を作製する際に、これらの費用を
削減することにより作製コストの低減化を図れる。以
下、作製コストの低減化を図った実施例について説明す
る。

【００４７】まず、プリントコイル基板の種類について
説明する。図５は、両面に導体パターンのコイルを形成
し、端子数が片側４個であるプリントコイル基板１の例
を示している。図５にはこのような３種類のプリントコ
イル基板（基板Ａ，基板Ｂ，基板Ａ′）の例が示されて
おり、図５は各プリントコイル基板１の表面，裏面を夫
々表している。なお、図５において裏面図は表面図の面
透図である。図５において、プリントコイル基板１の表
面及び裏面には所定捲き数のコイルとなる導体パターン
４が形成されている。また、表面及び裏面間の電気的接
続を得るためのスルーホール５が必要に応じて形成され
ている。各プリントコイル基板１の両端部には、４個の
ピンパッド10が等ピッチにて一列ずつ形成されており、
各ピンパッド10には、プリントコイル基板同士の電気的
接続を得るための端子ピンを挿通させる各１個のスルー
ホール８が形成されている。

【００４８】コイル４の捲き始め位置及び捲き終り位置
がどのスルーホール８に対応しているかによって、これ
らの３種類のプリントコイル基板１を分類できる。ま
ず、基板Ａは、図５の左下から１番目のスルーホール８
がコイル４の捲き始め位置に対応し、同じく２番目のス
ルーホール８がコイル４の捲き終り位置に対応する。ま
た、基板Ｂは、図５の左下から２番目のスルーホール８
がコイル４の捲き始め位置に対応し、同じく３番目のス
ルーホール８がコイル４の捲き終り位置に対応する。基
板Ａ′は、図５の左下から３番目のスルーホール８がコ
イル４の捲き始め位置に対応し、同じく４番目のスルー
ホール８がコイル４の捲き終り位置に対応しているが、
この基板Ａ′は、基板Ａを裏返せば得られるので、基板
Ａ，Ａ′は実質的に同じである。この結果、端子数が４
個の場合、プリントコイル基板１は基板Ａ，Ｂの２種類
に分類される。この２種類のものについて、複数種のタ
ーン数を持つプリントコイル基板１を準備する。下記表
２にその例を示す。ここでは各プリントコイル基板１毎
に１〜６ターンのターン数があり、全体として計12種で
ある。

【００４９】

【表２】

【００５０】各プリントコイル基板１は、例えば図６に
示すような多数取りでそれぞれ設計されることが一般的
である。図６には９個取りの例を示しており、９個が全
て同一の基板（例えば表２のＡ１）となる。また、図中
のＶカットラインはプリントコイル基板１を個々に分割
しやすいように入れられている。開発・設計段階での試
作品としての多層プリントコイル基板を作製するために
使用される例えば表２に示す12種類のプリントコイル基
板は図７（基板種Ａ），図８（基板種Ｂ）のハッチング
部が切り落とされて図９のようになる。図９は切り取ら
れた各プリントコイル基板１の表面，裏面を表してい
る。なお、図９において裏面図は表面図の面透図であ
る。また、図９において図５と同一部分には同一番号を
付して説明を省略する。

【００５１】なお、このハッチング部を切り落とす理由
は、複数のプリントコイル基板１を積層し、プリントコ
イル基板１間の電気的導通を得るべく端子ピンをスルー
ホール８に挿通する際に、端子ピンとプリントコイル基
板１のピンパッド10との半田付けを容易かつ確実にする
ためである。もちろん支障が無ければ、ハッチング部の
切り落としは不要である。

【００５２】このようにして準備した初期開発設計用の
多数のプリントコイル基板１から複数のプリントコイル
基板１を選択して積層して試作品としての多層プリント
コイル基板を作製した後、スルーホール８に端子ピン９
を挿通し、Ｅ型コア11, 12で挟み込んで、プレーナー型
変圧器を作製する。図10は、このようなプレーナー型変
圧器の分解斜視図、図11（ａ），（ｂ）はその側面図で
あり、この例では選択された５枚のプリントコイル基板
1a, 1b, 1c, 1d, 1eが積層される。スルーホール８に挿
通された端子ピン９とピンパッド10とは半田フィレット
20にて接続される。

【００５３】作製した複数の試作品の多層プリントコイ
ル基板についてその特性を評価する。そして、その評価
結果に基づいて、実際の製品として作製する多層プリン
トコイル基板に使用する複数のプリントコイル基板１の
種類とその積層順序とを決定する。その後、以下のよう
にして実際の製品としての多層プリントコイル基板を作
製する。

【００５４】まず、実際の製品としての多層プリントコ
イル基板に使用する複数のプリントコイル基板１を作成
する。ここで、初期開発設計用のプリントコイル基板１
を作成する際に使用したパターン用フィルムを用いて、
この使用する複数のプリントコイル基板１を、図６の多
数取りのサイズの状態で作成する。既存のパターン用フ
ィルムを使用できるので、新たなパターン用フィルムを
作製する必要がなく、作製コストを低減できる。そし
て、多数取りのサイズの状態で、所定の複数のプリント
コイル基板１を積層一体化して多層プリントコイル基板
３を作製する。この際、隣合うプリントコイル基板１間
に接着樹脂を含む絶縁シートを挿入して、プリントコイ
ル基板１間を絶縁すると共に接着する。その後、スルー
ホール８に端子ピン９を挿通し、Ｅ型コア11, 12で挟み
込んで、プレーナー型変圧器を作製する。図12は、この
ようなプレーナー型変圧器の分解斜視図、図13はその側
面図である。

【００５５】なお、上述した例では、多数取りのサイズ
から切り離したプリントコイル基板１を積層して試作品
としての多層プリントコイル基板を作製したが、製品と
しての多層プリントコイル基板を作製する場合と同様
に、多数取りのままのプリントコイル基板１を積層して
試作品としての多層プリントコイル基板を作製するよう
にしても良い。

【００５６】また、上述した例では接続部材として端子
ピン９を用いたが、前述した図３に示す実施例のよう
に、接続部材として端子ピン９より安価なクリップリー
ド７を用いるようにしても良いことは勿論である。

【００５７】ところで、上述の実施例では、プリントコ
イル基板１に形成する導体パターン（コイル）４のター
ン数は整数としたが、整数以外に0.75，0.5 等の小数タ
ーン数も可能である。図14（ａ）にターン数を0.75とし
た場合の導体パターン（コイル）４のパターン例を、図
14（ｂ）にターン数を0.5 とした場合の導体パターン
（コイル）４のパターン例をそれぞれ示す。１枚のプリ
ントコイル基板１においてＥ型コア11を挟んで向かい合
う端子（ピンパッド10）間を電気的に接続する場合、従
来例では図15に示すように外部導体101 を用いていた
が、0.75ターンの導体パターン（コイル）４を備えたプ
リントコイル基板１では、図16に示すように、ターン数
を増しながらこの向かい合う端子（ピンパッド10）間を
電気的に接続することができる。

【００５８】各プリントコイル基板１に形成される導体
パターン（コイル）４のターン数を整数として、片側に
４個の端子を設ける場合には、上述したように、コイル
４の捲き始め位置及び捲き終り位置に応じて２種類の基
板が存在する。端子数とそれに応じたプリントコイル基
板１の捲き始め及び捲き終りの端子位置による種類数と
の関係（但し、導体パターン（コイル）４のターン数は
整数）は表３のようになる。なお、図14（ａ），（ｂ）
に示すような小数ターン数のプリントコイル基板１を含
める場合には、プリントコイル基板１の種類数は、表３
に示す数より増加する。また、大電流に対応できるよう
に、捲き始め側または捲き終り側においてスルーホール
８を分枝させて、複数の端子ピンを並列に接続する場合
には端子数は増えていく。

【００５９】

【表３】

【００６０】次に、プリントコイル基板と外部導体との
電気的接続を得るためのプリントコイル部品の例につい
て説明する。

【００６１】図17は、プリントコイル部品の一実施例を
示す分解斜視図である。図17において、21はプリントコ
イル基板である。プリントコイル基板21は、その内層面
も含めた多層面にわたって導体パターンにてコイルが形
成されている矩形薄板状をなしており、それ自身で形状
維持が可能であるので、これを支えるような支え部材は
不要である。プリントコイル基板21の中央には、矩形の
孔21a が形成されている。プリントコイル基板21の長手
方向の両端部には、夫々ピンパッド22から連なる複数
（図17の例では６個）のスルーホール23が、プリントコ
イル基板21の幅方向に所定の等ピッチで一列をなして形
成されている。また、25は絶縁材からなる直方体状の２
個の基台であり、各基台25の上面には、導電材からなる
円柱状の複数（図17の例では６個）の端子ピン24がスル
ーホール23と等ピッチで一列をなして植設されている。
各基台25の一側面には、各端子ピン24に夫々連なる複数
（図17の例では６個）の導体突起26が突設されている。
なお、各端子ピン24はスルーホール23よりも長く、その
長さはスルーホール23の長さの略２倍である。

【００６２】次に、プリントコイル部品の組立工程につ
いて説明する。図18（ａ），（ｂ），（ｃ）は、組み立
て後のプリントコイル部品を示す平面図，正面図及び側
面図である。まず、位置決め治具を用いて、プリントコ
イル基板21の各スルーホール23と２個の基台25の各端子
ピン24との位置合わせを行った後、プリントコイル基板
21の下面が各基台25の上面に当接するまで各スルーホー
ル23にこれに対応する各端子ピン24を挿入し、その後、
対応する各スルーホール23と各端子ピン24とを半田付け
により電気的に接続する。図18に示すように、各端子ピ
ン24の略上半分がプリントコイル基板21から突出した状
態で、スルーホール23及び端子ピン24が半田付けされ
る。なお、図18の27はこの半田付け処理後の半田フィレ
ットを示す。

【００６３】ところで、上述したようなプリントコイル
部品を、Ｅ型のフェライトコア及びＩ型のフェライトコ
アで挟めばスイッチング電源用の変圧器，チョークコイ
ルを構成することができる。図19は、このような変圧器
の一実施例を示す分解斜視図、図20（ａ），（ｂ），
（ｃ）は、同じくその組み立て後の構成を示す平面図，
正面図及び側面図である。図19，図20において、図17，
図18と同一部分には同一番号を付してそれらの説明を省
略する。図19，図20の28，29は、プリントコイル部品を
上下方向から挟むフェライトコアであり、具体的には、
28が両端と中央とに凸部を有するＥ型コア、29が偏平直
方体状をなすＩ型コアである。プリントコイル基板21の
孔21a にＥ型コア28の中央の凸部を嵌め込み、３箇所の
凸部をＩ型コア29の上面に当接させて、両コア28，29と
プリントコイル部品とを一体化させて、図20に示すよう
な変圧器を作製する。

【００６４】プリントコイル部品を用いた変圧器と実装
基板との電気的接続の例を、図21（ａ），（ｂ）に示
す。図21において、図19，図20と同一番号を付した部分
は同一部分を示している。各端子ピン24に連なる各導体
突起26が実装基板30に半田フィレット31により接続され
ており、この両者の半田付けによりプリントコイル部品
と実装基板30との電気的接続が得られている。図21
（ａ）に示す例は、基台25の高さを制御してフェライト
コア（Ｉ型コア29）が実装基板30と接するようにしたも
のであり、フェライトコアの放熱を実装基板30を介して
行う場合に有効である。一方、図21（ｂ）に示す例は、
基台25の高さを制御してフェライトコア（Ｉ型コア29）
の底面を実装基板30から浮かせるようにしたものであ
り、フェライトコアと実装基板30とを絶縁する場合に有
効である。

【００６５】本実施例によれば、端子ピン24の位置決め
は主にプリントコイル基板21のスルーホール23によるた
め簡単な位置決め治具を用いた組み立てが可能となり、
図24に示す従来例のように端子ピン43を圧入して垂直に
立てる方法に比べて組み立てが容易となる。また、基台
25に植設される端子ピン24のピッチのみを固定するだけ
であり、その端子ピン24の本数，向かい合う端子ピン2
4，24間の距離などには制限がない。よって、植設され
る端子ピン65のピッチは勿論のこと、その端子ピン65の
本数，向かい合う端子ピン65，65の間隔も固定されてい
る端子台63を用いる図26，27に示す従来例に比べて、種
々の形状のプリントコイル基板により柔軟に対応でき、
プリントコイル部品をはるかに自由に設計できる。この
結果、従来のプリントコイル部品に比べて、組立コスト
及び部材コストを大幅に削減することができる。

【００６６】次に、プリントコイル部品の他の実施例に
ついて説明する。図22は、この他の実施例を示す分解斜
視図である。図22の実施例では、基板両面に導体パター
ンにてコイルが形成されている複数枚のプリントコイル
基板21を積層している。また、隣合うプリントコイル基
板21同士の絶縁を図るために、隣合ったプリントコイル
基板21，21間に絶縁シート32を介装している。図22に示
す実施例では、４枚の絶縁シート32と３枚のプリントコ
イル基板21とを夫々各１枚ずつ交互に積層した構成をな
している。各絶縁シート32には、その中央にプリントコ
イル基板21の孔21a と同形状の孔32a が形成されている
と共に、その両端部にプリントコイル基板21の複数のス
ルーホール23に合わせた複数の孔33が形成されている。
各プリントコイル基板21間の電気的接続は、上述した実
施例と同様に、基台25に植設された端子ピン24を各スル
ーホール23及び孔33に挿通し、半田付けを行ってなされ
る。一般にプリントコイル基板では、導体パターンの層
数が増えるとその作製コストは指数関数的に増大する。
従って、多数の導体パターンを積層した構成とする場合
には、形成すべき導体パターンを複数枚の一層または多
層のプリントコイル基板に分け、図22に示すように、各
プリントコイル基板を絶縁シートを介して積層した方
が、総コストは低減できる。

【００６７】図23（ａ），（ｂ）は、プリントコイル部
品の更に他の実施例の一部分を示す平面図及び正面図で
ある。図23において、図17と同一部分には同一番号を付
して説明を省略する。図23の実施例では、プリントコイ
ル基板21の端面から各スルーホール23に通じるスリット
34がスルーホール23と同数だけ設けられている。よっ
て、スルーホール23と端子ピン24とを半田接続する際
に、このスリット34を通して両者の接続状態を容易に目
視にて検査することが可能となり、半田接続が確実にな
って品質の向上に寄与することができる。なお、端子ピ
ン24の位置決めは主にプリントコイル基板21のスルーホ
ール23によるため、その位置決めが正確になされるよう
に、形成するスリット34の幅は端子ピン24の直径よりも
狭くしておかなければならない。

【００６８】なお、プリントコイル部品に関する各実施
例において、端子ピン24の形状及び配置、プリントコイ
ル基板21のスルーホール23の形状、プリントコイル基板
21に形成される導体パターンの層数、積層するプリント
コイル基板の枚数、挟み込むフェライトコアの形状等に
ついては何等の制限がないことは言うまでもない。

【００６９】

【発明の効果】以上のように、本発明では、コイルパタ
ーンが異なる複数のプリントコイル基板を予め用意して
おき、これらから適当な複数枚を選択して積層してプリ
ントコイルを作製するので、従来の捲き線型磁性製品の
ように、開発・設計段階において捲き数，捲き数比を容
易に変更することができ、１次−２次間の高結合、表皮
効果に起因する銅損の低減、品質の信頼性，安定性の向
上という優れた特長を有するプレーナ型磁性製品を、容
易かつ低コストに作製でき、この結果、プレーナ型磁性
製品の利用範囲を大幅に拡大できる。

【００７０】また、開発・設計段階において作製した試
作品としての多層プリントコイル基板と同じ特性の多層
プリントコイル基板を作製する際に、試作品に使用され
るプリントコイル基板の作成時に用いた既存のパターン
用フィルムを用いるので、容易かつ低コストにて試作品
と同じ特性を有する大量の多層プリントコイル基板を作
成することができる。

【００７１】更に、プリントコイル基板に形成するコイ
ルパターンのターン数を整数に限定せずに、小数ターン
も採用することにより、プリントコイル基板の選択性を
向上できるとともに、１枚のプリントコイル基板内でタ
ーン数を増しながら向かい合う端子間を電気的に接続す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多層プリントコイル基板の作製方法の
概念を示す分解斜視図である。

【図２】本発明の多層プリントコイル基板を使用するス
イッチング電源の回路図である。

【図３】本発明のプレーナ型磁性製品の一実施例の分解
斜視図である。

【図４】本発明のプレーナ型磁性製品の他の実施例の分
解斜視図である。

【図５】プリントコイル基板の例を示す平面図である。

【図６】多数取りのプリントコイル基板を示す平面図で
ある。

【図７】多数取りのプリントコイル基板を示す平面図で
ある。

【図８】多数取りのプリントコイル基板を示す平面図で
ある。

【図９】プリントコイル基板の例を示す平面図である。

【図１０】試作品としてのプレーナ型変圧器の分解斜視
図である。

【図１１】試作品としてのプレーナ型変圧器の側面図で
ある。

【図１２】製品としてのプレーナ型変圧器の分解斜視図
である。

【図１３】製品としてのプレーナ型変圧器の側面図であ
る。

【図１４】小数ターン数のプリントコイル基板の例を示
す平面図である。

【図１５】電気的接続の従来例を示す平面図である。

【図１６】電気的接続の本発明例を示す平面図である。

【図１７】プリントコイル部品の一実施例の分解斜視図
である。

【図１８】プリントコイル部品の一実施例の組立図であ
る。

【図１９】プリントコイル部品を用いた変圧器の分解斜
視図である。

【図２０】プリントコイル部品を用いた変圧器の組立図
である。

【図２１】プリントコイル部品を用いた変圧器の実装基
板への設置例を示す図である。

【図２２】複数枚のプリントコイル基板を用いたプリン
トコイル部品の他の実施例の分解斜視図である。

【図２３】プリントコイル基板にスリットを形成したプ
リントコイル部品の更に他の実施例の部分平面図及びそ
の部分組立図である。

【図２４】従来のプレーナ型磁性製品の一例を示す図で
ある。

【図２５】従来のプレーナ型磁性製品の他の例を示す分
解斜視図である。

【図２６】従来のプレーナ型磁性製品の更に他の例を示
す組立図である。

【図２７】従来のプレーナ型磁性製品の更に他の例を示
す分解斜視図である。

【符号の説明】

１，1a, 1b, 1c, 1d, 1e プリントコイル基板 ２ 孔 ３ プリントコイル ４ コイル（導体パターン） ５ スルーホール ６ クリップリード用の端子 ７ クリップリード ８ スルーホール ９ 端子ピン 10 ピンパッド 11，12 コア 13 変圧器 14 チョーク 20 半田フィレット

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １層または複数層の導体パターンにてコ
   イルを形成した複数のプリントコイル基板を積層してな
   る多層プリントコイル基板を作製する方法において、導
   体パターンが異なる複数種のプリントコイル基板を準備
   するステップと、準備した複数種のプリントコイル基板
   から複数のプリントコイル基板を選択するステップと、
   選択した複数のプリントコイル基板を積層して多層プリ
   ントコイル基板を作製するステップとを有することを特
   徴とする多層プリントコイル基板の作製方法。
2. 【請求項２】 前記複数種の各プリントコイル基板は、
   その両面または片面に導体パターンにてコイルが形成さ
   れていることを特徴とする請求項１記載の多層プリント
   コイル基板の作製方法。
3. 【請求項３】 前記複数種のプリントコイル基板は、導
   体パターンの捲き数と捲き形状と幅と厚さとのうちの少
   なくとも何れか１つが互いに異なっていることを特徴と
   する請求項１記載の多層プリントコイル基板の作製方
   法。
4. 【請求項４】 前記複数種の各プリントコイル基板は、
   プリントコイル基板の表裏の電気的接続を得るためのス
   ルーホールが形成されていることを特徴とする請求項１
   記載の多層プリントコイル基板の作製方法。
5. 【請求項５】 前記複数種の各プリントコイル基板は、
   積層された際に他のプリントコイル基板との電気的接続
   を得るため、または、外部導体との電気的接続を得るた
   めの接続部材を備えることを特徴とする請求項１記載の
   多層プリントコイル基板の作製方法。
6. 【請求項６】 前記接続部材はクリップリードであり、
   前記複数種の各プリントコイル基板の端部にこのクリッ
   プリード用の端子が形成されていることを特徴とする請
   求項５記載の多層プリントコイル基板の作製方法。
7. 【請求項７】 前記接続部材は端子ピンであり、前記複
   数種の各プリントコイル基板の端部にこの端子ピンを挿
   通させるためのスルーホールが形成されていることを特
   徴とする請求項５記載の多層プリントコイル基板の作製
   方法。
8. 【請求項８】 １層または複数層の導体パターンにてコ
   イルを形成した複数のプリントコイル基板を積層してな
   る多層プリントコイル基板を作製する方法において、導
   体パターンが異なる複数種のプリントコイル基板を準備
   するステップと、準備した複数種のプリントコイル基板
   から複数のプリントコイル基板を選択するステップと、
   選択した複数のプリントコイル基板を積層して試作品と
   しての多層プリントコイル基板を作製するステップと、
   試作品としての多層プリントコイル基板に使用した複数
   のプリントコイル基板と同じ特性の複数のプリントコイ
   ル基板を作成するステップと、作成した複数のプリント
   コイル基板を積層して、試作品としての多層プリントコ
   イル基板と特性が同じである製品としての多層プリント
   コイル基板を作製するステップとを有することを特徴と
   する多層プリントコイル基板の作製方法。
9. 【請求項９】 試作品としての多層プリントコイル基板
   に使用した複数のプリントコイル基板を作成する際に使
   用したパターン用フィルムを用いて、この複数のプリン
   トコイル基板と同じ特性の複数のプリントコイル基板を
   作成することを特徴とする請求項８記載の多層プリント
   コイル基板の作製方法。
10. 【請求項１０】 多層プリントコイル基板を作製する際
    に使用する、１層または複数層の導体パターンにてコイ
    ルを形成した複数枚一組のプリントコイル基板におい
    て、導体パターンの捲き数と捲き形状と幅と厚さとのう
    ちの少なくとも何れか１つが互いに異なっている複数種
    のプリントコイル基板を有することを特徴とする複数枚
    一組のプリントコイル基板。
11. 【請求項１１】 その両面または片面に導体パターンに
    てコイルが形成されていることを特徴とする請求項１０
    記載の複数枚一組のプリントコイル基板。
12. 【請求項１２】 表裏の電気的接続を得るためのスルー
    ホールが形成されていることを特徴とする請求項１０記
    載の複数枚一組のプリントコイル基板。
13. 【請求項１３】 各々の電気的接続を得るため、また
    は、外部導体との電気的接続を得るための接続部材を備
    えることを特徴とする請求項１０記載の複数枚一組のプ
    リントコイル基板。
14. 【請求項１４】 前記接続部材はクリップリードであ
    り、その端部にクリップリード用の端子が形成されてい
    ることを特徴とする請求項１３記載の複数枚一組のプリ
    ントコイル基板。
15. 【請求項１５】 前記接続部材は端子ピンであり、その
    端部に端子ピンを挿通させるためのスルーホールが形成
    されていることを特徴とする請求項１３記載の複数枚一
    組のプリントコイル基板。
16. 【請求項１６】 含まれるすべての複数種のプリントコ
    イル基板における導体パターンの捲き数は、整数である
    ことを特徴とする請求項１０記載の複数枚一組のプリン
    トコイル基板。
17. 【請求項１７】 導体パターンの捲き数が小数であるプ
    リントコイル基板が含まれることを特徴とする請求項１
    ０記載の複数枚一組のプリントコイル基板。
18. 【請求項１８】 １層または複数層の導体パターンにて
    コイルを形成した複数のプリントコイル基板を積層して
    なる多層プリントコイル基板において、準備しておいた
    導体パターンが異なる複数種のプリントコイル基板から
    選択した複数のプリントコイル基板を積層して一体形成
    してなることを特徴とする多層プリントコイル基板。