トランス部品
【課題】スパイラル導体が形成されたプリント基板を複数積層したトランス部品において、１次巻線と２次巻線との間の磁気結合を向上させる。
【解決手段】１次巻線となるスパイラル導体２１，４１が形成されたプリント基板２０，４０と、２次巻線となるスパイラル導体１１，３１が形成されたプリント基板１０，３０とを備える。プリント基板１０，２０は、スパイラル導体１１，２１が対向配置されるように積層され、プリント基板３０，４０は、スパイラル導体３１，４１が対向配置されるように積層されている。これにより、１次巻線と２次巻線との間の磁気結合が向上することから、伝送ロスの少ないトランス部品を提供することが可能となる。
【解決手段】１次巻線となるスパイラル導体２１，４１が形成されたプリント基板２０，４０と、２次巻線となるスパイラル導体１１，３１が形成されたプリント基板１０，３０とを備える。プリント基板１０，２０は、スパイラル導体１１，２１が対向配置されるように積層され、プリント基板３０，４０は、スパイラル導体３１，４１が対向配置されるように積層されている。これにより、１次巻線と２次巻線との間の磁気結合が向上することから、伝送ロスの少ないトランス部品を提供することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はトランス部品に関し、特に、スパイラル導体が形成されたプリント基板を積層してなるトランス部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
平面的なスパイラル導体を用いたコイル部品としては、コモンモードフィルタのように、薄膜工法により磁性体基板上にスパイラル導体を形成したタイプのものが存在する。このタイプのコイル部品は非常に小型であり、しかも表面実装が可能であることから、多くの電子機器に使用されている。
【０００３】
しかしながら、このタイプのコイル部品は、スパイラル導体が薄膜工法によって形成されることから、導体厚を十分に確保することが困難である。このため、直流抵抗を大幅に低下させることが難しく、比較的大きな電流が流れるような用途には必ずしも適していない。このような用途の代表例がトランスである。
【０００４】
スパイラル導体の直流抵抗を低減させる方法として、スパイラル導体が形成されたプリント基板を切断して個片化し、複数の個片を磁性体で挟み込む方法が知られている（特許文献１参照）。特許文献１に記載されたトランス部品は、プリント基板の両面にスパイラル導体を形成し、これを１次巻線又は２次巻線としている。そして、１次巻線を構成するプリント基板と２次巻線を構成するプリント基板を積層することにより、トランス部品を構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２３１９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されたトランス部品では、プリント基板の両面にスパイラル導体を形成していることから、１次巻線を構成するスパイラル導体と２次巻線を構成するスパイラル導体のうち、互いに近接して配置されるスパイラル導体はごく一部のスパイラル導体のみとなり、他のスパイラル導体間の距離が遠くなる。このため、１次巻線と２次巻線との間の磁気結合が不十分となり、伝送ロスが増大するという問題があった。
【０００７】
したがって、本発明は、スパイラル導体が形成されたプリント基板を複数積層したトランス部品において、１次巻線と２次巻線との間の磁気結合を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によるトランス部品は、第１及び第２の磁性体と、前記第１の磁性体と前記第２の磁性体との間に設けられた第１乃至第４のプリント基板と、前記第１乃至第４のプリント基板の一方の表面にそれぞれ形成された第１乃至第４のスパイラル導体と、前記第１乃至第４のプリント基板の前記一方の表面にそれぞれ形成され、それぞれ前記第１乃至第４のスパイラル導体の外周端に接続された第１乃至第４の外周引き出し導体と、前記第１乃至第４のプリント基板の他方の表面にそれぞれ形成され、それぞれ第１乃至第４のプリント基板を貫通するスルーホール導体を介して、それぞれ前記第１乃至第４のスパイラル導体の内周端に接続された第１乃至第４の内周引き出し導体と、前記第１の外周引き出し導体及び前記第１の内周引き出し導体の一方に接続された第１の外部端子と、前記第２の外周引き出し導体及び前記第２の内周引き出し導体の一方に接続された第２の外部端子と、前記第３の外周引き出し導体及び前記第３の内周引き出し導体の一方に接続された第３の外部端子と、前記第４の外周引き出し導体及び前記第４の内周引き出し導体の一方に接続された第４の外部端子と、を備え、前記第１のスパイラル導体と前記第２のスパイラル導体は対向配置されており、前記第３のスパイラル導体と前記第４のスパイラル導体は対向配置されており、前記第１の外周引き出し導体及び前記第１の内周引き出し導体の他方は、前記第３の外周引き出し導体及び前記第３の内周引き出し導体の他方と前記第４の外周引き出し導体及び前記第４の内周引き出し導体の他方のいずれか一方に接続されており、前記第２の外周引き出し導体及び前記第２の内周引き出し導体の他方は、前記第３の外周引き出し導体及び前記第３の内周引き出し導体の他方と前記第４の外周引き出し導体及び前記第４の内周引き出し導体の他方のいずれか他方に接続されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、１次巻線を構成するスパイラル導体と、２次巻線を構成するスパイラル導体がそれぞれ対向配置されることから、１次巻線と２次巻線との間の磁気結合が向上する。これにより、伝送ロスの少ないトランス部品を提供することが可能となる。
【００１０】
本発明においては、前記第１のスパイラル導体と前記第２のスパイラル導体は互いに同じパターン形状を有しており、前記第３のスパイラル導体と前記第４のスパイラル導体は互いに同じパターン形状を有していることが好ましい。これによれば、高い対称性を持つ１：１のトランスを構成することが可能となる。
【００１１】
本発明においては、第５及び第６の外部端子をさらに備え、前記第１の外周引き出し導体及び前記第１の内周引き出し導体の前記他方は、前記第５の外部端子に接続されており、前記第２の外周引き出し導体及び前記第２の内周引き出し導体の前記他方は、前記第６の外部端子に接続されており、前記第３の外周引き出し導体及び前記第３の内周引き出し導体の他方と前記第４の外周引き出し導体及び前記第４の内周引き出し導体の他方の前記いずれか一方は、前記第５の外部端子に接続されており、前記第３の外周引き出し導体及び前記第３の内周引き出し導体の他方と前記第４の外周引き出し導体及び前記第４の内周引き出し導体の他方の前記いずれか他方は、前記第６の外部端子に接続されていることが好ましい。これによれば、第５及び第６の外部端子をセンタータップとして利用できることから、センタータップ付きのパルストランスを構成することが可能となる。
【００１２】
この場合、第１及び第２の磁性体と前記第１乃至第４のプリント基板からなる積層体は、互いに平行な第１及び第２の側面と、前記第１及び第２の側面に対して垂直な第３及び第４の側面を有しており、前記第１及び第２の外部端子は前記積層体の前記第１の側面に配置されており、前記第３及び第４の外部端子は前記積層体の前記第２の側面に配置されており、前記第５の外部端子は、前記第１の外部端子から見て前記第２の外部端子よりも遠い位置に配置されており、前記第６の外部端子は、前記第３の外部端子から見て前記第４の外部端子よりも遠い位置に配置されていることが好ましい。これによれば、１次側に属する端子と２次側に属する端子との距離を十分に確保することが可能となる。
【００１３】
さらにこの場合、前記第５の外部端子は前記積層体の前記第３の側面に配置されており、前記第６の外部端子は前記積層体の前記第４の側面に配置されていることが好ましい。これによれば、１次側に属する端子と２次側に属する端子との絶縁性を容易に確保することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
このように、本発明によれば１次巻線と２次巻線との間の磁気結合が向上することから、伝送ロスの少ないトランス部品を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の好ましい実施形態によるトランス部品１００の外観を示す略斜視図である。
【図２】プリント基板１０〜４０の構成を示す図である。
【図３】プリント基板１０〜４０を積層面側から見た模式的な断面図である。
【図４】トランス部品１００の等価回路図である。
【図５】変形例によるトランス部品の等価回路図である。
【図６】変形例によるプリント基板１０〜４０の構成を示す図である。
【図７】磁性体１１０，１２０の構成例を示す模式的な断面図である。
【図８】トランス部品１００の製造方法を説明するための図である。
【図９】トランス部品１００の製造方法を説明するための図である。
【図１０】変形例による外部端子のレイアウトを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の好ましい実施形態によるトランス部品１００の外観を示す略斜視図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態によるトランス部品１００は、磁性体１１０，１２０とプリント基板１０〜４０とが積層された略直方体形状の積層体１００ｓと、積層体１００ｓに設けられた第１〜第６の外部端子１０１〜１０６によって構成されている。プリント基板１０〜４０はこの順に積層されており、磁性体１１０，１２０に挟まれるように設けられている。
【００１９】
磁性体１１０，１２０及びプリント基板１０〜４０からなる積層体１００ｓは、互いに平行な上面１００ａ及び下面１００ｂと、これら上面１００ａ及び下面１００ｂに対して略垂直な第１〜第４の側面１００ｃ〜１００ｆとを備えている。上面１００ａ及び下面１００ｂの一方は、実使用時において実装面となる面である。外部端子１０１〜１０３は側面１００ｃに配置されるとともに、上面１００ａ及び下面１００ｂにも張り出している。同様に、外部端子１０４〜１０６は側面１００ｄに配置されるとともに、上面１００ａ及び下面１００ｂにも張り出している。
【００２０】
本実施形態によるトランス部品１００はいわゆるパルストランスであり、外部端子１０１，１０２が１次側信号端子、外部端子１０６が１次側センタータップ、外部端子１０４，１０５が２次側信号端子、外部端子１０３が２次側センタータップとして用いられる。
【００２１】
図２（ａ）〜（ｄ）はそれぞれプリント基板１０〜４０の構成を示す図であり、いずれも積層体１００ｓの上面１００ａ側から、つまり、図１に示す矢印Ａから見た図である。図において実線で示しているのは矢印Ａから見ておもて面側に位置する構成要素であり、破線で示しているのは矢印Ａから見て裏面側に位置する構成要素である。
【００２２】
図２（ａ）〜（ｄ）に示すように、プリント基板１０〜４０はいずれも一方の表面に形成されたスパイラル導体と、一方の表面に形成され、それぞれ対応するスパイラル導体の外周端に接続された外周引き出し導体と、他方の表面に形成され、プリント基板を貫通するスルーホール導体を介して、それぞれ対応するスパイラル導体の内周端に接続された内周引き出し導体とを備えている。つまり、スパイラル導体は一方の表面にのみ形成され、他方の表面にはスパイラル導体は形成されていない。
【００２３】
より具体的に説明すると、図２（ａ）に示すように、プリント基板１０は一方の表面１０ａ及び他方の表面１０ｂを備え、一方の表面１０ａにはスパイラル導体１１が設けられている。スパイラル導体１１は、矢印Ａから見て、内周端１１ａから外周端１１ｂへ向かって左回り（反時計回り）に巻回されている。スパイラル導体１１の外周端１１ｂは、プリント基板１０の一方の表面１０ａに形成された外周引き出し導体１２を介して、接続導体１０５ａに接続されている。接続導体１０５ａは、外部端子１０５に接続される内部導体である。また、スパイラル導体１１の内周端１１ａは、プリント基板１０を貫通するスルーホール導体１１ｃを介して他方の表面１０ｂに引き出され、他方の表面１０ｂに設けられた内周引き出し導体１３を介して、接続導体１０３ａに接続されている。接続導体１０３ａは、外部端子１０３に接続される内部導体である。
【００２４】
図２（ｂ）に示すように、プリント基板２０は一方の表面２０ａ及び他方の表面２０ｂを備え、一方の表面２０ａにはスパイラル導体２１が設けられている。スパイラル導体２１は、矢印Ａから見て、内周端２１ａから外周端２１ｂへ向かって左回り（反時計回り）に巻回されている。スパイラル導体２１の外周端２１ｂは、プリント基板２０の一方の表面２０ａに形成された外周引き出し導体２２を介して、接続導体１０１ａに接続されている。接続導体１０１ａは、外部端子１０１に接続される内部導体である。また、スパイラル導体２１の内周端２１ａは、プリント基板２０を貫通するスルーホール導体２１ｃを介して他方の表面２０ｂに引き出され、他方の表面２０ｂに設けられた内周引き出し導体２３を介して、接続導体１０６ａに接続されている。接続導体１０６ａは、外部端子１０６に接続される内部導体である。
【００２５】
図２（ｃ）に示すように、プリント基板３０は一方の表面３０ａ及び他方の表面３０ｂを備え、一方の表面３０ａにはスパイラル導体３１が設けられている。スパイラル導体３１は、矢印Ａから見て、内周端３１ａから外周端３１ｂへ向かって右回り（時計回り）に巻回されている。スパイラル導体３１の外周端３１ｂは、プリント基板３０の一方の表面３０ａに形成された外周引き出し導体３２を介して、接続導体１０４ａに接続されている。接続導体１０４ａは、外部端子１０４に接続される内部導体である。また、スパイラル導体３１の内周端３１ａは、プリント基板３０を貫通するスルーホール導体３１ｃを介して他方の表面３０ｂに引き出され、他方の表面３０ｂに設けられた内周引き出し導体３３を介して、接続導体１０３ｂに接続されている。接続導体１０３ｂは、外部端子１０３に接続される内部導体である。
【００２６】
図２（ｄ）に示すように、プリント基板４０は一方の表面４０ａ及び他方の表面４０ｂを備え、一方の表面４０ａにはスパイラル導体４１が設けられている。スパイラル導体４１は、矢印Ａから見て、内周端４１ａから外周端４１ｂへ向かって右回り（時計回り）に巻回されている。スパイラル導体４１の外周端４１ｂは、プリント基板４０の一方の表面４０ａに形成された外周引き出し導体４２を介して、接続導体１０２ａに接続されている。接続導体１０２ａは、外部端子１０２に接続される内部導体である。また、スパイラル導体４１の内周端４１ａは、プリント基板４０を貫通するスルーホール導体４１ｃを介して他方の表面４０ｂに引き出され、他方の表面４０ｂに設けられた内周引き出し導体４３を介して、接続導体１０６ｂに接続されている。接続導体１０６ｂは、外部端子１０６に接続される内部導体である。
【００２７】
特に限定されるものではないが、本実施形態ではこれらスパイラル導体１１〜４１のターン数がいずれも４ターンであり、互いに同じ形状を有している。また、プリント基板１０〜４０には、スパイラル導体１１〜４１の内側に開口部１０ｃ〜４０ｃがそれぞれ設けられている。後述するように、これら開口部１０ｃ〜４０ｃの内部には磁性体が充填され、これによって閉磁路が形成される。
【００２８】
図３は、プリント基板１０〜４０を積層面側から見た模式的な断面図である。尚、図３においては開口部１０ｃ〜４０ｃの図示は省略している。
【００２９】
図３に示すように、本実施形態によるトランス部品１００においては、スパイラル導体１１とスパイラル導体２１が対向配置されており、且つ、スパイラル導体３１とスパイラル導体４１が対向配置されている。隣接するプリント基板１０〜４０間には絶縁樹脂５０が介在しており、これにより、隣接するプリント基板１０〜４０に設けられた導体同士の接触が防止されている。
【００３０】
図４は、本実施形態によるトランス部品１００の等価回路図である。
【００３１】
図４に示すように、本実施形態によるトランス部品１００は、外部端子１０１，１０２を１次側信号端子とし、外部端子１０４，１０５を２次側信号端子とするパルストランスを構成する。外部端子１０６は１次側センタータップであり、外部端子１０３は２次側センタータップである。
【００３２】
ここで、１次側コイルとなるスパイラル導体２１と２次側コイルとなるスパイラル導体１１は、図３に示したように互いに対向配置されている。同様に、１次側コイルとなるスパイラル導体４１と２次側コイルとなるスパイラル導体３１も、図３に示したように互いに対向配置されている。このため、プリント基板１０〜４０の厚みとは関係なく、１次側コイルと２次側コイルとを近接させることが可能となることから、両者の磁気結合を高めることが可能となる。
【００３３】
また、本実施形態では、外部端子１０１，１０５を正極側、外部端子１０２，１０４を負極側とすれば、外部端子１０１から外部端子１０６を経由して外部端子１０２に達する１次側ルートにおいては、スパイラル導体２１，４１を右回り（時計回り）に経由し、同様に、外部端子１０５から外部端子１０３を経由して外部端子１０４に達する２次側ルートにおいても、スパイラル導体１１，３１を右回り（時計回り）に経由することになる。そして、正極側に近いスパイラル導体１１，２１が互いに対向配置され、負極側に近いスパイラル導体３１，４１が互いに対向配置されていることから、１次側信号の対称性と２次側信号の対称性をほぼ同一とすることが可能となる。このような構成は、特許文献１に記載されたコイル部品のように、プリント基板の両面にスパイラル導体を形成するタイプのコイル部品においては達成困難である。
【００３４】
しかも、本実施形態においては、各スパイラル導体の内周端が内周引き出し導体１３，２３，３３，４３を介して外部端子１０３又は１０６に引き出されていることから、これをセンタータップとして使用することが可能となる。これに対し、特許文献１に記載されたコイル部品のように、プリント基板の両面にスパイラル導体を形成するタイプのコイル部品においては、多数のプリント基板を使用しない限りセンタータップを外部端子に引き出すことは困難である。
【００３５】
尚、図４においては、１次側コイルとなるスパイラル導体２１と２次側コイルとなるスパイラル導体１１が同方向に結合し、１次側コイルとなるスパイラル導体４１と２次側コイルとなるスパイラル導体３１が同方向に結合しているが、本発明がこれに限定されるものではなく、図５に示すように、これらを互いに逆方向に結合させても構わない。この場合、外部端子１０１から外部端子１０６を経由して外部端子１０２に達する１次側ルートにおいては、スパイラル導体２１，４１を右回り（時計回り）に経由する一方、外部端子１０５から外部端子１０３を経由して外部端子１０４に達する２次側ルートにおいては、スパイラル導体１１，３１を左回り（反時計回り）に経由することになる。
【００３６】
このような構成を得るためには、図６に示すように、プリント基板１０，３０に形成されるスパイラル導体１１，３１の巻回方向を図２に示した例と逆にすればよい。より具体的には、図６（ａ）に示すように、スパイラル導体１１を矢印Ａから見て内周端１１ａから外周端１１ｂへ向かって右回り（時計回り）に巻回するとともに、図６（ｃ）に示すように、スパイラル導体３１を矢印Ａから見て内周端３１ａから外周端３１ｂへ向かって左回り（反時計回り）に巻回すればよい。図６（ｂ），（ｄ）に示すプリント基板２０，４０上のパターンは、図２（ｂ），（ｄ）に示したプリント基板２０，４０上のパターンと同一である。
【００３７】
図７（ａ），（ｂ）は、磁性体１１０，１２０の構成例を示す模式的な断面図である。
【００３８】
図７（ａ）は、下面１００ｂ側の磁性体１１０が平板状であり、上面１００ａ側の磁性体１２０がいわゆるＥ型である例を示している。Ｅ型とは、上面１００ａを構成する平板部１２１と、プリント基板１０〜４０の外側を介して磁性体１１０と接続するための外周突起部１２２と、プリント基板１０〜４０に設けられた開口部１０ｃ〜４０ｃを介して磁性体１１０と接続するための内周突起部１２３とを備える形状である。
【００３９】
図７（ｂ）は、下面１００ｂ側の磁性体１１０がいわゆるＵ型であり、上面１００ａ側の磁性体１２０がいわゆる凸型である例を示している。Ｕ型とは、下面１００ｂを構成する平板部１１１と、プリント基板１０〜４０の外側を介して磁性体１２０と接続するための外周突起部１１２とを備える形状である。また、凸型とは、上面１００ａを構成する平板部１２１と、プリント基板１０〜４０に設けられた開口部１０ｃ〜４０ｃを介して磁性体１１０と接続するための内周突起部１２３とを備える形状である。
【００４０】
磁性体１１０，１２０は、その一方又は両方が金属磁性粉含有樹脂からなることが好ましい。磁性体１１０，１２０の材料として金属磁性粉含有樹脂を用いれば、エアギャップなどの構造上の磁気ギャップを設けることなく、磁気飽和を防止することが可能となるからである。つまり、本実施形態では、磁性体１１０と磁性体１２０が外周突起部１２２又は１１２と内周突起部１２３を通じてつながっており、これにより完全な閉磁路が形成されている。すなわち、閉磁路内にエアギャップは存在しない。焼結フェライトコアを用いる場合、ある程度以上電流を流しても磁気飽和しないようにギャップを設けなければならないが、金属磁性粉含有樹脂を用いた場合には、金属磁性粉と樹脂との間の微小なギャップが多数存在しており、これが飽和磁束密度を高めるので、磁性体１１０と磁性体１２０との間にエアギャップを形成することなく磁気飽和を防止することができる。したがって、エアギャップを形成するために磁性コアを高い精度で機械加工する必要はない。
【００４１】
金属磁性粉含有樹脂とは、樹脂に金属磁性粉が混入されてなる磁性材料である。金属磁性粉としてはパーマアロイ系材料を用いることが好ましい。具体的には、第１の金属磁性粉として平均粒径が２０〜５０μｍであるＰｂ−Ｎｉ−Ｃｏ合金を用い、第２の金属磁性粉として平均粒径が３〜１０μｍであるカルボニル鉄を用い、これらを所定の比率、例えば７０：３０〜８０：２０、好ましくは７５：２５の重量比で含む金属磁性粉を用いることが好ましい。金属磁性粉の含有率は９０〜９６重量％であることが好ましい。樹脂に対して金属磁性粉の量を少なくすれば飽和磁束密度は小さくなり、逆に金属磁性粉の量を多めにすれば飽和磁束密度は大きくなるので、金属磁性粉の量だけで飽和磁束密度を調整することができる。
【００４２】
さらに、金属磁性粉としては平均粒径が５μｍである第１の金属磁性粉と、平均粒径が５０μｍの混合である第２の金属磁性粉とを所定の比率、例えば７５：２５で混合したものであることが特に好ましい。このように、粒径が異なる２種類の金属磁性粉を用いた場合には、低加圧又は非加圧成形下において高密度な磁性コアを成形することができ、高透磁率且つ低損失な磁性コアを実現することができる。
【００４３】
金属磁性粉含有樹脂に含まれる樹脂は絶縁結着材として機能する。樹脂の材料としては液状エポキシ樹脂又は粉体エポキシ樹脂を用いることが好ましい。また、樹脂の含有率は４〜１０重量％であることが好ましい。
【００４４】
磁性体１１０，１２０の厚さは同一であることが好ましく、厚さの合計は０．３〜１．２ｍｍであることが好ましい。磁性体１１０，１２０の厚さの合計が０．３ｍｍよりも薄いと部品の機械的強度のみならずコイルのインダクタンスが低下するからであり、１．２ｍｍよりも厚いと部品が厚くなる割にインダクタンスは飽和してそれほど大きくならないからである。
【００４５】
本実施形態において、磁性体１１０，１２０の表面に絶縁被膜が形成されていることが好ましい。絶縁被膜は化成処理によって形成することができ、化成処理にはリン酸鉄、リン酸亜鉛又はジルコニアを用いることが好ましい。上記のように、閉磁路を構成するため材料として金属磁性粉含有樹脂を用いた場合には、金属磁性粉が導体であることから、外部端子間の絶縁性が問題となる。しかしながら、磁性体１１０，１２０の表面に絶縁被膜を設けておけば、金属磁性粉含有樹脂の表面が絶縁被覆されているので、外部端子間の絶縁性を十分に確保することができる。
【００４６】
図８及び図９は、本実施形態によるトランス部品１００の製造方法を説明するための図であり、いずれも（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【００４７】
まず、図８（ａ），（ｂ）に示すように、プリント基板１０の元となる大きなプリント基板１０ｘを用意し、開口部１０ｃ、スルーホール導体用のスルーホール１０ｄ及びスリット１０ｅを同時に形成する。次に、プリント基板１０ｘ上に多数個（ここでは４個）のスパイラル導体１１、引き出し導体１２，１３及びスルーホール導体１１ｃなどを形成する。プリント基板２０〜４０の元となる大きなプリント基板２０ｘ〜４０ｘに対しても同様の加工を行い、これにより、プリント基板１０〜４０の元となる４枚の大きなプリント基板１０ｘ〜４０ｘが完成する。
【００４８】
次に、絶縁樹脂を介してこれらプリント基板１０ｘ〜４０ｘを積層し、図９（ａ），（ｂ）に示すように上下から磁性体１１０，１２０で挟み込む。これにより、開口部１０ｃ及びスリット１０ｅにも磁性体１１０，１２０が侵入し、それぞれ内周突起部１２３及び外周突起部１２２となる。そして、切断ラインＣｘ及びＣｙの位置でプリント基板１０ｘ〜４０ｘを切断し、個片化する。その後、個々のチップの側面に外部端子１０１〜１０６を形成することにより、本実施形態によるトランス部品１００が完成する。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態によるトランス部品１００は、１次巻線となるスパイラル導体と２次巻線となるスパイラル導体とが対向配置されていることから、１次巻線と２次巻線との磁気結合を高めることが可能となる。これにより、伝送ロスの少ないトランス部品を提供することが可能となる。しかも、本実施形態では、正極側に近いスパイラル導体１１，２１を対向配置し、負極側に近いスパイラル導体３１，４１を対向配置していることから、１次側信号の対称性と２次側信号の対称性をほぼ同一とすることが可能となる。
【００５０】
さらに、本実施形態では、異なるプリント基板に形成されたスパイラル導体の内周端同士を、外部端子１０３，１０６を介して接続していることから、これら外部端子１０３，１０６をセンタータップとして用いていることが可能となる。また、隣接しない２つのプリント基板に１次巻線及び２次巻線を形成していることから、プリント基板の両面に１次巻線や２次巻線を形成する場合と比べ、１次巻線の線間及び２次巻線の線間に生じる寄生容量が低下する。これにより、高周波特性を向上させることが可能となる。
【００５１】
しかも、本実施形態では、図１に示すように１次側の外部端子１０１と１０２間の距離Ｌ１よりも、１次側の外部端子１０２と２次側の外部端子１０３との距離Ｌ２を大きく設定していることから、これら外部端子１０１〜１０３が同じ側面１００ｃに設けられているにもかかわらず、１次側と２次側の絶縁性を高めることが可能となる。側面１００ｄに設けられた外部端子１０４〜１０６についても同様である。
【００５２】
図１０は変形例による外部端子のレイアウトを説明するための図であり、いずれも上面１００ａ側から見た図である。
【００５３】
図１０（ａ）は、外部端子１０３，１０６をそれぞれ側面１００ｅ，１００ｆに配置した例を示す図である。本例によれば、１次側に属する外部端子１０１，１０２と２次側に属する外部端子１０３とが異なる側面に配置され、２次側に属する外部端子１０４，１０５と１次側に属する外部端子１０６とが異なる側面に配置されることから、１次側と２次側の絶縁性がより高められる。
【００５４】
図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示すレイアウトに加え、１次側に属する外部端子１０１，１０２を側面１００ｆ側にオフセットさせ、２次側に属する外部端子１０４，１０５を側面１００ｅ側にオフセットさせた例を示す図である。本例によれば、１次側に属する外部端子１０１，１０２と２次側に属する外部端子１０３との距離がより遠くなり、２次側に属する外部端子１０４，１０５と１次側に属する外部端子１０６との距離がより遠くなることから、１次側と２次側の絶縁性がよりいっそう高められる。
【００５５】
図１０（ｃ）は、図１０（ｂ）に示すレイアウトに加え、１次側センタータップである外部端子１０６を側面１００ｃ側にオフセットさせ、２次側センタータップである外部端子１０３を側面１００ｄ側にオフセットさせた例を示す図である。本例によれば、１次側に属する外部端子１０１，１０２と２次側に属する外部端子１０３との距離がより遠くなり、２次側に属する外部端子１０４，１０５と１次側に属する外部端子１０６との距離がより遠くなることから、１次側と２次側の絶縁性がよりいっそう高められる。
【００５６】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００５７】
例えば、上記実施形態では、スパイラル導体１１〜４１が互いに同じ形状を有しているが、本発明において各スパイラル導体が互いに同じ形状である点は必須でない。例えば、１次側巻線を構成するスパイラル導体のターン数と、２次側巻線を構成するスパイラル導体のターン数とが相違していても構わない。これによれば、１次側の信号振幅と２次側の信号振幅とが異なるパルストランスを提供することが可能となる。
【００５８】
また、上記実施形態においては、スパイラル導体の内周端同士を接続することによってこれをセンタータップとして用いているが、これとは逆に、スパイラル導体の外周端同士を接続し、これをセンタータップとして用いても構わない。さらに、一方のスパイラル導体の内周端と他方のスパイラル導体の外周端を接続し、これをセンタータップとして用いても構わない。さらには、センタータップを外部端子に引き出すことは必須でなく、積層体の内部で接続を行っても構わない。しかしながら、センタータップを外部端子に引き出せば、センタータップに外部配線を接続することが可能となるため、センタータップを外部端子に引き出すことが好ましい。
【００５９】
さらに、上記実施形態においては４枚のプリント基板１０〜４０を用いているが、本発明において使用するプリント基板の枚数が４枚に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００６０】
１０〜４０ プリント基板
１０ａ，２０ａ，３０ａ，４０ａ プリント基板の一方の表面
１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ，４０ｂ プリント基板の他方の表面
１０ｃ〜４０ｃ 開口部
１０ｄ スルーホール
１０ｅ スリット
１０ｘ〜４０ｘ プリント基板（切断前）
１１，２１，３１，４１ スパイラル導体
１１ａ，２１ａ，３１ａ，４１ａ スパイラル導体の内周端
１１ｂ，２１ｂ，３１ｂ，４１ｂ スパイラル導体の外周端
１１ｃ，２１ｃ，３１ｃ，４１ｃ スルーホール導体
５０ 絶縁樹脂
１００ トランス部品
１００ａ 積層体の上面
１００ｂ 積層体の下面
１００ｃ〜１００ｆ 側面
１００ｓ 積層体
１０１〜１０６ 外部端子
１１０，１２０ 磁性体
１１１ 平板部
１１２ 外周突起部
１２１ 平板部
１２２ 外周突起部
１２３ 内周突起部
【技術分野】
【０００１】
本発明はトランス部品に関し、特に、スパイラル導体が形成されたプリント基板を積層してなるトランス部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
平面的なスパイラル導体を用いたコイル部品としては、コモンモードフィルタのように、薄膜工法により磁性体基板上にスパイラル導体を形成したタイプのものが存在する。このタイプのコイル部品は非常に小型であり、しかも表面実装が可能であることから、多くの電子機器に使用されている。
【０００３】
しかしながら、このタイプのコイル部品は、スパイラル導体が薄膜工法によって形成されることから、導体厚を十分に確保することが困難である。このため、直流抵抗を大幅に低下させることが難しく、比較的大きな電流が流れるような用途には必ずしも適していない。このような用途の代表例がトランスである。
【０００４】
スパイラル導体の直流抵抗を低減させる方法として、スパイラル導体が形成されたプリント基板を切断して個片化し、複数の個片を磁性体で挟み込む方法が知られている（特許文献１参照）。特許文献１に記載されたトランス部品は、プリント基板の両面にスパイラル導体を形成し、これを１次巻線又は２次巻線としている。そして、１次巻線を構成するプリント基板と２次巻線を構成するプリント基板を積層することにより、トランス部品を構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２３１９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されたトランス部品では、プリント基板の両面にスパイラル導体を形成していることから、１次巻線を構成するスパイラル導体と２次巻線を構成するスパイラル導体のうち、互いに近接して配置されるスパイラル導体はごく一部のスパイラル導体のみとなり、他のスパイラル導体間の距離が遠くなる。このため、１次巻線と２次巻線との間の磁気結合が不十分となり、伝送ロスが増大するという問題があった。
【０００７】
したがって、本発明は、スパイラル導体が形成されたプリント基板を複数積層したトランス部品において、１次巻線と２次巻線との間の磁気結合を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によるトランス部品は、第１及び第２の磁性体と、前記第１の磁性体と前記第２の磁性体との間に設けられた第１乃至第４のプリント基板と、前記第１乃至第４のプリント基板の一方の表面にそれぞれ形成された第１乃至第４のスパイラル導体と、前記第１乃至第４のプリント基板の前記一方の表面にそれぞれ形成され、それぞれ前記第１乃至第４のスパイラル導体の外周端に接続された第１乃至第４の外周引き出し導体と、前記第１乃至第４のプリント基板の他方の表面にそれぞれ形成され、それぞれ第１乃至第４のプリント基板を貫通するスルーホール導体を介して、それぞれ前記第１乃至第４のスパイラル導体の内周端に接続された第１乃至第４の内周引き出し導体と、前記第１の外周引き出し導体及び前記第１の内周引き出し導体の一方に接続された第１の外部端子と、前記第２の外周引き出し導体及び前記第２の内周引き出し導体の一方に接続された第２の外部端子と、前記第３の外周引き出し導体及び前記第３の内周引き出し導体の一方に接続された第３の外部端子と、前記第４の外周引き出し導体及び前記第４の内周引き出し導体の一方に接続された第４の外部端子と、を備え、前記第１のスパイラル導体と前記第２のスパイラル導体は対向配置されており、前記第３のスパイラル導体と前記第４のスパイラル導体は対向配置されており、前記第１の外周引き出し導体及び前記第１の内周引き出し導体の他方は、前記第３の外周引き出し導体及び前記第３の内周引き出し導体の他方と前記第４の外周引き出し導体及び前記第４の内周引き出し導体の他方のいずれか一方に接続されており、前記第２の外周引き出し導体及び前記第２の内周引き出し導体の他方は、前記第３の外周引き出し導体及び前記第３の内周引き出し導体の他方と前記第４の外周引き出し導体及び前記第４の内周引き出し導体の他方のいずれか他方に接続されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、１次巻線を構成するスパイラル導体と、２次巻線を構成するスパイラル導体がそれぞれ対向配置されることから、１次巻線と２次巻線との間の磁気結合が向上する。これにより、伝送ロスの少ないトランス部品を提供することが可能となる。
【００１０】
本発明においては、前記第１のスパイラル導体と前記第２のスパイラル導体は互いに同じパターン形状を有しており、前記第３のスパイラル導体と前記第４のスパイラル導体は互いに同じパターン形状を有していることが好ましい。これによれば、高い対称性を持つ１：１のトランスを構成することが可能となる。
【００１１】
本発明においては、第５及び第６の外部端子をさらに備え、前記第１の外周引き出し導体及び前記第１の内周引き出し導体の前記他方は、前記第５の外部端子に接続されており、前記第２の外周引き出し導体及び前記第２の内周引き出し導体の前記他方は、前記第６の外部端子に接続されており、前記第３の外周引き出し導体及び前記第３の内周引き出し導体の他方と前記第４の外周引き出し導体及び前記第４の内周引き出し導体の他方の前記いずれか一方は、前記第５の外部端子に接続されており、前記第３の外周引き出し導体及び前記第３の内周引き出し導体の他方と前記第４の外周引き出し導体及び前記第４の内周引き出し導体の他方の前記いずれか他方は、前記第６の外部端子に接続されていることが好ましい。これによれば、第５及び第６の外部端子をセンタータップとして利用できることから、センタータップ付きのパルストランスを構成することが可能となる。
【００１２】
この場合、第１及び第２の磁性体と前記第１乃至第４のプリント基板からなる積層体は、互いに平行な第１及び第２の側面と、前記第１及び第２の側面に対して垂直な第３及び第４の側面を有しており、前記第１及び第２の外部端子は前記積層体の前記第１の側面に配置されており、前記第３及び第４の外部端子は前記積層体の前記第２の側面に配置されており、前記第５の外部端子は、前記第１の外部端子から見て前記第２の外部端子よりも遠い位置に配置されており、前記第６の外部端子は、前記第３の外部端子から見て前記第４の外部端子よりも遠い位置に配置されていることが好ましい。これによれば、１次側に属する端子と２次側に属する端子との距離を十分に確保することが可能となる。
【００１３】
さらにこの場合、前記第５の外部端子は前記積層体の前記第３の側面に配置されており、前記第６の外部端子は前記積層体の前記第４の側面に配置されていることが好ましい。これによれば、１次側に属する端子と２次側に属する端子との絶縁性を容易に確保することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
このように、本発明によれば１次巻線と２次巻線との間の磁気結合が向上することから、伝送ロスの少ないトランス部品を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の好ましい実施形態によるトランス部品１００の外観を示す略斜視図である。
【図２】プリント基板１０〜４０の構成を示す図である。
【図３】プリント基板１０〜４０を積層面側から見た模式的な断面図である。
【図４】トランス部品１００の等価回路図である。
【図５】変形例によるトランス部品の等価回路図である。
【図６】変形例によるプリント基板１０〜４０の構成を示す図である。
【図７】磁性体１１０，１２０の構成例を示す模式的な断面図である。
【図８】トランス部品１００の製造方法を説明するための図である。
【図９】トランス部品１００の製造方法を説明するための図である。
【図１０】変形例による外部端子のレイアウトを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の好ましい実施形態によるトランス部品１００の外観を示す略斜視図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態によるトランス部品１００は、磁性体１１０，１２０とプリント基板１０〜４０とが積層された略直方体形状の積層体１００ｓと、積層体１００ｓに設けられた第１〜第６の外部端子１０１〜１０６によって構成されている。プリント基板１０〜４０はこの順に積層されており、磁性体１１０，１２０に挟まれるように設けられている。
【００１９】
磁性体１１０，１２０及びプリント基板１０〜４０からなる積層体１００ｓは、互いに平行な上面１００ａ及び下面１００ｂと、これら上面１００ａ及び下面１００ｂに対して略垂直な第１〜第４の側面１００ｃ〜１００ｆとを備えている。上面１００ａ及び下面１００ｂの一方は、実使用時において実装面となる面である。外部端子１０１〜１０３は側面１００ｃに配置されるとともに、上面１００ａ及び下面１００ｂにも張り出している。同様に、外部端子１０４〜１０６は側面１００ｄに配置されるとともに、上面１００ａ及び下面１００ｂにも張り出している。
【００２０】
本実施形態によるトランス部品１００はいわゆるパルストランスであり、外部端子１０１，１０２が１次側信号端子、外部端子１０６が１次側センタータップ、外部端子１０４，１０５が２次側信号端子、外部端子１０３が２次側センタータップとして用いられる。
【００２１】
図２（ａ）〜（ｄ）はそれぞれプリント基板１０〜４０の構成を示す図であり、いずれも積層体１００ｓの上面１００ａ側から、つまり、図１に示す矢印Ａから見た図である。図において実線で示しているのは矢印Ａから見ておもて面側に位置する構成要素であり、破線で示しているのは矢印Ａから見て裏面側に位置する構成要素である。
【００２２】
図２（ａ）〜（ｄ）に示すように、プリント基板１０〜４０はいずれも一方の表面に形成されたスパイラル導体と、一方の表面に形成され、それぞれ対応するスパイラル導体の外周端に接続された外周引き出し導体と、他方の表面に形成され、プリント基板を貫通するスルーホール導体を介して、それぞれ対応するスパイラル導体の内周端に接続された内周引き出し導体とを備えている。つまり、スパイラル導体は一方の表面にのみ形成され、他方の表面にはスパイラル導体は形成されていない。
【００２３】
より具体的に説明すると、図２（ａ）に示すように、プリント基板１０は一方の表面１０ａ及び他方の表面１０ｂを備え、一方の表面１０ａにはスパイラル導体１１が設けられている。スパイラル導体１１は、矢印Ａから見て、内周端１１ａから外周端１１ｂへ向かって左回り（反時計回り）に巻回されている。スパイラル導体１１の外周端１１ｂは、プリント基板１０の一方の表面１０ａに形成された外周引き出し導体１２を介して、接続導体１０５ａに接続されている。接続導体１０５ａは、外部端子１０５に接続される内部導体である。また、スパイラル導体１１の内周端１１ａは、プリント基板１０を貫通するスルーホール導体１１ｃを介して他方の表面１０ｂに引き出され、他方の表面１０ｂに設けられた内周引き出し導体１３を介して、接続導体１０３ａに接続されている。接続導体１０３ａは、外部端子１０３に接続される内部導体である。
【００２４】
図２（ｂ）に示すように、プリント基板２０は一方の表面２０ａ及び他方の表面２０ｂを備え、一方の表面２０ａにはスパイラル導体２１が設けられている。スパイラル導体２１は、矢印Ａから見て、内周端２１ａから外周端２１ｂへ向かって左回り（反時計回り）に巻回されている。スパイラル導体２１の外周端２１ｂは、プリント基板２０の一方の表面２０ａに形成された外周引き出し導体２２を介して、接続導体１０１ａに接続されている。接続導体１０１ａは、外部端子１０１に接続される内部導体である。また、スパイラル導体２１の内周端２１ａは、プリント基板２０を貫通するスルーホール導体２１ｃを介して他方の表面２０ｂに引き出され、他方の表面２０ｂに設けられた内周引き出し導体２３を介して、接続導体１０６ａに接続されている。接続導体１０６ａは、外部端子１０６に接続される内部導体である。
【００２５】
図２（ｃ）に示すように、プリント基板３０は一方の表面３０ａ及び他方の表面３０ｂを備え、一方の表面３０ａにはスパイラル導体３１が設けられている。スパイラル導体３１は、矢印Ａから見て、内周端３１ａから外周端３１ｂへ向かって右回り（時計回り）に巻回されている。スパイラル導体３１の外周端３１ｂは、プリント基板３０の一方の表面３０ａに形成された外周引き出し導体３２を介して、接続導体１０４ａに接続されている。接続導体１０４ａは、外部端子１０４に接続される内部導体である。また、スパイラル導体３１の内周端３１ａは、プリント基板３０を貫通するスルーホール導体３１ｃを介して他方の表面３０ｂに引き出され、他方の表面３０ｂに設けられた内周引き出し導体３３を介して、接続導体１０３ｂに接続されている。接続導体１０３ｂは、外部端子１０３に接続される内部導体である。
【００２６】
図２（ｄ）に示すように、プリント基板４０は一方の表面４０ａ及び他方の表面４０ｂを備え、一方の表面４０ａにはスパイラル導体４１が設けられている。スパイラル導体４１は、矢印Ａから見て、内周端４１ａから外周端４１ｂへ向かって右回り（時計回り）に巻回されている。スパイラル導体４１の外周端４１ｂは、プリント基板４０の一方の表面４０ａに形成された外周引き出し導体４２を介して、接続導体１０２ａに接続されている。接続導体１０２ａは、外部端子１０２に接続される内部導体である。また、スパイラル導体４１の内周端４１ａは、プリント基板４０を貫通するスルーホール導体４１ｃを介して他方の表面４０ｂに引き出され、他方の表面４０ｂに設けられた内周引き出し導体４３を介して、接続導体１０６ｂに接続されている。接続導体１０６ｂは、外部端子１０６に接続される内部導体である。
【００２７】
特に限定されるものではないが、本実施形態ではこれらスパイラル導体１１〜４１のターン数がいずれも４ターンであり、互いに同じ形状を有している。また、プリント基板１０〜４０には、スパイラル導体１１〜４１の内側に開口部１０ｃ〜４０ｃがそれぞれ設けられている。後述するように、これら開口部１０ｃ〜４０ｃの内部には磁性体が充填され、これによって閉磁路が形成される。
【００２８】
図３は、プリント基板１０〜４０を積層面側から見た模式的な断面図である。尚、図３においては開口部１０ｃ〜４０ｃの図示は省略している。
【００２９】
図３に示すように、本実施形態によるトランス部品１００においては、スパイラル導体１１とスパイラル導体２１が対向配置されており、且つ、スパイラル導体３１とスパイラル導体４１が対向配置されている。隣接するプリント基板１０〜４０間には絶縁樹脂５０が介在しており、これにより、隣接するプリント基板１０〜４０に設けられた導体同士の接触が防止されている。
【００３０】
図４は、本実施形態によるトランス部品１００の等価回路図である。
【００３１】
図４に示すように、本実施形態によるトランス部品１００は、外部端子１０１，１０２を１次側信号端子とし、外部端子１０４，１０５を２次側信号端子とするパルストランスを構成する。外部端子１０６は１次側センタータップであり、外部端子１０３は２次側センタータップである。
【００３２】
ここで、１次側コイルとなるスパイラル導体２１と２次側コイルとなるスパイラル導体１１は、図３に示したように互いに対向配置されている。同様に、１次側コイルとなるスパイラル導体４１と２次側コイルとなるスパイラル導体３１も、図３に示したように互いに対向配置されている。このため、プリント基板１０〜４０の厚みとは関係なく、１次側コイルと２次側コイルとを近接させることが可能となることから、両者の磁気結合を高めることが可能となる。
【００３３】
また、本実施形態では、外部端子１０１，１０５を正極側、外部端子１０２，１０４を負極側とすれば、外部端子１０１から外部端子１０６を経由して外部端子１０２に達する１次側ルートにおいては、スパイラル導体２１，４１を右回り（時計回り）に経由し、同様に、外部端子１０５から外部端子１０３を経由して外部端子１０４に達する２次側ルートにおいても、スパイラル導体１１，３１を右回り（時計回り）に経由することになる。そして、正極側に近いスパイラル導体１１，２１が互いに対向配置され、負極側に近いスパイラル導体３１，４１が互いに対向配置されていることから、１次側信号の対称性と２次側信号の対称性をほぼ同一とすることが可能となる。このような構成は、特許文献１に記載されたコイル部品のように、プリント基板の両面にスパイラル導体を形成するタイプのコイル部品においては達成困難である。
【００３４】
しかも、本実施形態においては、各スパイラル導体の内周端が内周引き出し導体１３，２３，３３，４３を介して外部端子１０３又は１０６に引き出されていることから、これをセンタータップとして使用することが可能となる。これに対し、特許文献１に記載されたコイル部品のように、プリント基板の両面にスパイラル導体を形成するタイプのコイル部品においては、多数のプリント基板を使用しない限りセンタータップを外部端子に引き出すことは困難である。
【００３５】
尚、図４においては、１次側コイルとなるスパイラル導体２１と２次側コイルとなるスパイラル導体１１が同方向に結合し、１次側コイルとなるスパイラル導体４１と２次側コイルとなるスパイラル導体３１が同方向に結合しているが、本発明がこれに限定されるものではなく、図５に示すように、これらを互いに逆方向に結合させても構わない。この場合、外部端子１０１から外部端子１０６を経由して外部端子１０２に達する１次側ルートにおいては、スパイラル導体２１，４１を右回り（時計回り）に経由する一方、外部端子１０５から外部端子１０３を経由して外部端子１０４に達する２次側ルートにおいては、スパイラル導体１１，３１を左回り（反時計回り）に経由することになる。
【００３６】
このような構成を得るためには、図６に示すように、プリント基板１０，３０に形成されるスパイラル導体１１，３１の巻回方向を図２に示した例と逆にすればよい。より具体的には、図６（ａ）に示すように、スパイラル導体１１を矢印Ａから見て内周端１１ａから外周端１１ｂへ向かって右回り（時計回り）に巻回するとともに、図６（ｃ）に示すように、スパイラル導体３１を矢印Ａから見て内周端３１ａから外周端３１ｂへ向かって左回り（反時計回り）に巻回すればよい。図６（ｂ），（ｄ）に示すプリント基板２０，４０上のパターンは、図２（ｂ），（ｄ）に示したプリント基板２０，４０上のパターンと同一である。
【００３７】
図７（ａ），（ｂ）は、磁性体１１０，１２０の構成例を示す模式的な断面図である。
【００３８】
図７（ａ）は、下面１００ｂ側の磁性体１１０が平板状であり、上面１００ａ側の磁性体１２０がいわゆるＥ型である例を示している。Ｅ型とは、上面１００ａを構成する平板部１２１と、プリント基板１０〜４０の外側を介して磁性体１１０と接続するための外周突起部１２２と、プリント基板１０〜４０に設けられた開口部１０ｃ〜４０ｃを介して磁性体１１０と接続するための内周突起部１２３とを備える形状である。
【００３９】
図７（ｂ）は、下面１００ｂ側の磁性体１１０がいわゆるＵ型であり、上面１００ａ側の磁性体１２０がいわゆる凸型である例を示している。Ｕ型とは、下面１００ｂを構成する平板部１１１と、プリント基板１０〜４０の外側を介して磁性体１２０と接続するための外周突起部１１２とを備える形状である。また、凸型とは、上面１００ａを構成する平板部１２１と、プリント基板１０〜４０に設けられた開口部１０ｃ〜４０ｃを介して磁性体１１０と接続するための内周突起部１２３とを備える形状である。
【００４０】
磁性体１１０，１２０は、その一方又は両方が金属磁性粉含有樹脂からなることが好ましい。磁性体１１０，１２０の材料として金属磁性粉含有樹脂を用いれば、エアギャップなどの構造上の磁気ギャップを設けることなく、磁気飽和を防止することが可能となるからである。つまり、本実施形態では、磁性体１１０と磁性体１２０が外周突起部１２２又は１１２と内周突起部１２３を通じてつながっており、これにより完全な閉磁路が形成されている。すなわち、閉磁路内にエアギャップは存在しない。焼結フェライトコアを用いる場合、ある程度以上電流を流しても磁気飽和しないようにギャップを設けなければならないが、金属磁性粉含有樹脂を用いた場合には、金属磁性粉と樹脂との間の微小なギャップが多数存在しており、これが飽和磁束密度を高めるので、磁性体１１０と磁性体１２０との間にエアギャップを形成することなく磁気飽和を防止することができる。したがって、エアギャップを形成するために磁性コアを高い精度で機械加工する必要はない。
【００４１】
金属磁性粉含有樹脂とは、樹脂に金属磁性粉が混入されてなる磁性材料である。金属磁性粉としてはパーマアロイ系材料を用いることが好ましい。具体的には、第１の金属磁性粉として平均粒径が２０〜５０μｍであるＰｂ−Ｎｉ−Ｃｏ合金を用い、第２の金属磁性粉として平均粒径が３〜１０μｍであるカルボニル鉄を用い、これらを所定の比率、例えば７０：３０〜８０：２０、好ましくは７５：２５の重量比で含む金属磁性粉を用いることが好ましい。金属磁性粉の含有率は９０〜９６重量％であることが好ましい。樹脂に対して金属磁性粉の量を少なくすれば飽和磁束密度は小さくなり、逆に金属磁性粉の量を多めにすれば飽和磁束密度は大きくなるので、金属磁性粉の量だけで飽和磁束密度を調整することができる。
【００４２】
さらに、金属磁性粉としては平均粒径が５μｍである第１の金属磁性粉と、平均粒径が５０μｍの混合である第２の金属磁性粉とを所定の比率、例えば７５：２５で混合したものであることが特に好ましい。このように、粒径が異なる２種類の金属磁性粉を用いた場合には、低加圧又は非加圧成形下において高密度な磁性コアを成形することができ、高透磁率且つ低損失な磁性コアを実現することができる。
【００４３】
金属磁性粉含有樹脂に含まれる樹脂は絶縁結着材として機能する。樹脂の材料としては液状エポキシ樹脂又は粉体エポキシ樹脂を用いることが好ましい。また、樹脂の含有率は４〜１０重量％であることが好ましい。
【００４４】
磁性体１１０，１２０の厚さは同一であることが好ましく、厚さの合計は０．３〜１．２ｍｍであることが好ましい。磁性体１１０，１２０の厚さの合計が０．３ｍｍよりも薄いと部品の機械的強度のみならずコイルのインダクタンスが低下するからであり、１．２ｍｍよりも厚いと部品が厚くなる割にインダクタンスは飽和してそれほど大きくならないからである。
【００４５】
本実施形態において、磁性体１１０，１２０の表面に絶縁被膜が形成されていることが好ましい。絶縁被膜は化成処理によって形成することができ、化成処理にはリン酸鉄、リン酸亜鉛又はジルコニアを用いることが好ましい。上記のように、閉磁路を構成するため材料として金属磁性粉含有樹脂を用いた場合には、金属磁性粉が導体であることから、外部端子間の絶縁性が問題となる。しかしながら、磁性体１１０，１２０の表面に絶縁被膜を設けておけば、金属磁性粉含有樹脂の表面が絶縁被覆されているので、外部端子間の絶縁性を十分に確保することができる。
【００４６】
図８及び図９は、本実施形態によるトランス部品１００の製造方法を説明するための図であり、いずれも（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【００４７】
まず、図８（ａ），（ｂ）に示すように、プリント基板１０の元となる大きなプリント基板１０ｘを用意し、開口部１０ｃ、スルーホール導体用のスルーホール１０ｄ及びスリット１０ｅを同時に形成する。次に、プリント基板１０ｘ上に多数個（ここでは４個）のスパイラル導体１１、引き出し導体１２，１３及びスルーホール導体１１ｃなどを形成する。プリント基板２０〜４０の元となる大きなプリント基板２０ｘ〜４０ｘに対しても同様の加工を行い、これにより、プリント基板１０〜４０の元となる４枚の大きなプリント基板１０ｘ〜４０ｘが完成する。
【００４８】
次に、絶縁樹脂を介してこれらプリント基板１０ｘ〜４０ｘを積層し、図９（ａ），（ｂ）に示すように上下から磁性体１１０，１２０で挟み込む。これにより、開口部１０ｃ及びスリット１０ｅにも磁性体１１０，１２０が侵入し、それぞれ内周突起部１２３及び外周突起部１２２となる。そして、切断ラインＣｘ及びＣｙの位置でプリント基板１０ｘ〜４０ｘを切断し、個片化する。その後、個々のチップの側面に外部端子１０１〜１０６を形成することにより、本実施形態によるトランス部品１００が完成する。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態によるトランス部品１００は、１次巻線となるスパイラル導体と２次巻線となるスパイラル導体とが対向配置されていることから、１次巻線と２次巻線との磁気結合を高めることが可能となる。これにより、伝送ロスの少ないトランス部品を提供することが可能となる。しかも、本実施形態では、正極側に近いスパイラル導体１１，２１を対向配置し、負極側に近いスパイラル導体３１，４１を対向配置していることから、１次側信号の対称性と２次側信号の対称性をほぼ同一とすることが可能となる。
【００５０】
さらに、本実施形態では、異なるプリント基板に形成されたスパイラル導体の内周端同士を、外部端子１０３，１０６を介して接続していることから、これら外部端子１０３，１０６をセンタータップとして用いていることが可能となる。また、隣接しない２つのプリント基板に１次巻線及び２次巻線を形成していることから、プリント基板の両面に１次巻線や２次巻線を形成する場合と比べ、１次巻線の線間及び２次巻線の線間に生じる寄生容量が低下する。これにより、高周波特性を向上させることが可能となる。
【００５１】
しかも、本実施形態では、図１に示すように１次側の外部端子１０１と１０２間の距離Ｌ１よりも、１次側の外部端子１０２と２次側の外部端子１０３との距離Ｌ２を大きく設定していることから、これら外部端子１０１〜１０３が同じ側面１００ｃに設けられているにもかかわらず、１次側と２次側の絶縁性を高めることが可能となる。側面１００ｄに設けられた外部端子１０４〜１０６についても同様である。
【００５２】
図１０は変形例による外部端子のレイアウトを説明するための図であり、いずれも上面１００ａ側から見た図である。
【００５３】
図１０（ａ）は、外部端子１０３，１０６をそれぞれ側面１００ｅ，１００ｆに配置した例を示す図である。本例によれば、１次側に属する外部端子１０１，１０２と２次側に属する外部端子１０３とが異なる側面に配置され、２次側に属する外部端子１０４，１０５と１次側に属する外部端子１０６とが異なる側面に配置されることから、１次側と２次側の絶縁性がより高められる。
【００５４】
図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示すレイアウトに加え、１次側に属する外部端子１０１，１０２を側面１００ｆ側にオフセットさせ、２次側に属する外部端子１０４，１０５を側面１００ｅ側にオフセットさせた例を示す図である。本例によれば、１次側に属する外部端子１０１，１０２と２次側に属する外部端子１０３との距離がより遠くなり、２次側に属する外部端子１０４，１０５と１次側に属する外部端子１０６との距離がより遠くなることから、１次側と２次側の絶縁性がよりいっそう高められる。
【００５５】
図１０（ｃ）は、図１０（ｂ）に示すレイアウトに加え、１次側センタータップである外部端子１０６を側面１００ｃ側にオフセットさせ、２次側センタータップである外部端子１０３を側面１００ｄ側にオフセットさせた例を示す図である。本例によれば、１次側に属する外部端子１０１，１０２と２次側に属する外部端子１０３との距離がより遠くなり、２次側に属する外部端子１０４，１０５と１次側に属する外部端子１０６との距離がより遠くなることから、１次側と２次側の絶縁性がよりいっそう高められる。
【００５６】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００５７】
例えば、上記実施形態では、スパイラル導体１１〜４１が互いに同じ形状を有しているが、本発明において各スパイラル導体が互いに同じ形状である点は必須でない。例えば、１次側巻線を構成するスパイラル導体のターン数と、２次側巻線を構成するスパイラル導体のターン数とが相違していても構わない。これによれば、１次側の信号振幅と２次側の信号振幅とが異なるパルストランスを提供することが可能となる。
【００５８】
また、上記実施形態においては、スパイラル導体の内周端同士を接続することによってこれをセンタータップとして用いているが、これとは逆に、スパイラル導体の外周端同士を接続し、これをセンタータップとして用いても構わない。さらに、一方のスパイラル導体の内周端と他方のスパイラル導体の外周端を接続し、これをセンタータップとして用いても構わない。さらには、センタータップを外部端子に引き出すことは必須でなく、積層体の内部で接続を行っても構わない。しかしながら、センタータップを外部端子に引き出せば、センタータップに外部配線を接続することが可能となるため、センタータップを外部端子に引き出すことが好ましい。
【００５９】
さらに、上記実施形態においては４枚のプリント基板１０〜４０を用いているが、本発明において使用するプリント基板の枚数が４枚に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００６０】
１０〜４０ プリント基板
１０ａ，２０ａ，３０ａ，４０ａ プリント基板の一方の表面
１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ，４０ｂ プリント基板の他方の表面
１０ｃ〜４０ｃ 開口部
１０ｄ スルーホール
１０ｅ スリット
１０ｘ〜４０ｘ プリント基板（切断前）
１１，２１，３１，４１ スパイラル導体
１１ａ，２１ａ，３１ａ，４１ａ スパイラル導体の内周端
１１ｂ，２１ｂ，３１ｂ，４１ｂ スパイラル導体の外周端
１１ｃ，２１ｃ，３１ｃ，４１ｃ スルーホール導体
５０ 絶縁樹脂
１００ トランス部品
１００ａ 積層体の上面
１００ｂ 積層体の下面
１００ｃ〜１００ｆ 側面
１００ｓ 積層体
１０１〜１０６ 外部端子
１１０，１２０ 磁性体
１１１ 平板部
１１２ 外周突起部
１２１ 平板部
１２２ 外周突起部
１２３ 内周突起部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の磁性体と、
前記第１の磁性体と前記第２の磁性体との間に設けられた第１乃至第４のプリント基板と、
前記第１乃至第４のプリント基板の一方の表面にそれぞれ形成された第１乃至第４のスパイラル導体と、
前記第１乃至第４のプリント基板の前記一方の表面にそれぞれ形成され、それぞれ前記第１乃至第４のスパイラル導体の外周端に接続された第１乃至第４の外周引き出し導体と、
前記第１乃至第４のプリント基板の他方の表面にそれぞれ形成され、それぞれ第１乃至第４のプリント基板を貫通するスルーホール導体を介して、それぞれ前記第１乃至第４のスパイラル導体の内周端に接続された第１乃至第４の内周引き出し導体と、
前記第１の外周引き出し導体及び前記第１の内周引き出し導体の一方に接続された第１の外部端子と、
前記第２の外周引き出し導体及び前記第２の内周引き出し導体の一方に接続された第２の外部端子と、
前記第３の外周引き出し導体及び前記第３の内周引き出し導体の一方に接続された第３の外部端子と、
前記第４の外周引き出し導体及び前記第４の内周引き出し導体の一方に接続された第４の外部端子と、を備え、
前記第１のスパイラル導体と前記第２のスパイラル導体は対向配置されており、
前記第３のスパイラル導体と前記第４のスパイラル導体は対向配置されており、
前記第１の外周引き出し導体及び前記第１の内周引き出し導体の他方は、前記第３の外周引き出し導体及び前記第３の内周引き出し導体の他方と前記第４の外周引き出し導体及び前記第４の内周引き出し導体の他方のいずれか一方に接続されており、
前記第２の外周引き出し導体及び前記第２の内周引き出し導体の他方は、前記第３の外周引き出し導体及び前記第３の内周引き出し導体の他方と前記第４の外周引き出し導体及び前記第４の内周引き出し導体の他方のいずれか他方に接続されていることを特徴とするトランス部品。
【請求項２】
前記第１のスパイラル導体と前記第２のスパイラル導体は互いに同じパターン形状を有しており、前記第３のスパイラル導体と前記第４のスパイラル導体は互いに同じパターン形状を有していることを特徴とする請求項１に記載のトランス部品。
【請求項３】
第５及び第６の外部端子をさらに備え、
前記第１の外周引き出し導体及び前記第１の内周引き出し導体の前記他方は、前記第５の外部端子に接続されており、
前記第２の外周引き出し導体及び前記第２の内周引き出し導体の前記他方は、前記第６の外部端子に接続されており、
前記第３の外周引き出し導体及び前記第３の内周引き出し導体の他方と前記第４の外周引き出し導体及び前記第４の内周引き出し導体の他方の前記いずれか一方は、前記第５の外部端子に接続されており、
前記第３の外周引き出し導体及び前記第３の内周引き出し導体の他方と前記第４の外周引き出し導体及び前記第４の内周引き出し導体の他方の前記いずれか他方は、前記第６の外部端子に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のトランス部品。
【請求項４】
第１及び第２の磁性体と前記第１乃至第４のプリント基板からなる積層体は、互いに平行な第１及び第２の側面と、前記第１及び第２の側面に対して垂直な第３及び第４の側面を有しており、
前記第１及び第２の外部端子は前記積層体の前記第１の側面に配置されており、
前記第３及び第４の外部端子は前記積層体の前記第２の側面に配置されており、
前記第５の外部端子は、前記第１の外部端子から見て前記第２の外部端子よりも遠い位置に配置されており、
前記第６の外部端子は、前記第３の外部端子から見て前記第４の外部端子よりも遠い位置に配置されていることを特徴とする請求項３に記載のトランス部品。
【請求項５】
前記第５の外部端子は前記積層体の前記第３の側面に配置されており、前記第６の外部端子は前記積層体の前記第４の側面に配置されていることを特徴とする請求項４に記載のトランス部品。
【請求項１】
第１及び第２の磁性体と、
前記第１の磁性体と前記第２の磁性体との間に設けられた第１乃至第４のプリント基板と、
前記第１乃至第４のプリント基板の一方の表面にそれぞれ形成された第１乃至第４のスパイラル導体と、
前記第１乃至第４のプリント基板の前記一方の表面にそれぞれ形成され、それぞれ前記第１乃至第４のスパイラル導体の外周端に接続された第１乃至第４の外周引き出し導体と、
前記第１乃至第４のプリント基板の他方の表面にそれぞれ形成され、それぞれ第１乃至第４のプリント基板を貫通するスルーホール導体を介して、それぞれ前記第１乃至第４のスパイラル導体の内周端に接続された第１乃至第４の内周引き出し導体と、
前記第１の外周引き出し導体及び前記第１の内周引き出し導体の一方に接続された第１の外部端子と、
前記第２の外周引き出し導体及び前記第２の内周引き出し導体の一方に接続された第２の外部端子と、
前記第３の外周引き出し導体及び前記第３の内周引き出し導体の一方に接続された第３の外部端子と、
前記第４の外周引き出し導体及び前記第４の内周引き出し導体の一方に接続された第４の外部端子と、を備え、
前記第１のスパイラル導体と前記第２のスパイラル導体は対向配置されており、
前記第３のスパイラル導体と前記第４のスパイラル導体は対向配置されており、
前記第１の外周引き出し導体及び前記第１の内周引き出し導体の他方は、前記第３の外周引き出し導体及び前記第３の内周引き出し導体の他方と前記第４の外周引き出し導体及び前記第４の内周引き出し導体の他方のいずれか一方に接続されており、
前記第２の外周引き出し導体及び前記第２の内周引き出し導体の他方は、前記第３の外周引き出し導体及び前記第３の内周引き出し導体の他方と前記第４の外周引き出し導体及び前記第４の内周引き出し導体の他方のいずれか他方に接続されていることを特徴とするトランス部品。
【請求項２】
前記第１のスパイラル導体と前記第２のスパイラル導体は互いに同じパターン形状を有しており、前記第３のスパイラル導体と前記第４のスパイラル導体は互いに同じパターン形状を有していることを特徴とする請求項１に記載のトランス部品。
【請求項３】
第５及び第６の外部端子をさらに備え、
前記第１の外周引き出し導体及び前記第１の内周引き出し導体の前記他方は、前記第５の外部端子に接続されており、
前記第２の外周引き出し導体及び前記第２の内周引き出し導体の前記他方は、前記第６の外部端子に接続されており、
前記第３の外周引き出し導体及び前記第３の内周引き出し導体の他方と前記第４の外周引き出し導体及び前記第４の内周引き出し導体の他方の前記いずれか一方は、前記第５の外部端子に接続されており、
前記第３の外周引き出し導体及び前記第３の内周引き出し導体の他方と前記第４の外周引き出し導体及び前記第４の内周引き出し導体の他方の前記いずれか他方は、前記第６の外部端子に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のトランス部品。
【請求項４】
第１及び第２の磁性体と前記第１乃至第４のプリント基板からなる積層体は、互いに平行な第１及び第２の側面と、前記第１及び第２の側面に対して垂直な第３及び第４の側面を有しており、
前記第１及び第２の外部端子は前記積層体の前記第１の側面に配置されており、
前記第３及び第４の外部端子は前記積層体の前記第２の側面に配置されており、
前記第５の外部端子は、前記第１の外部端子から見て前記第２の外部端子よりも遠い位置に配置されており、
前記第６の外部端子は、前記第３の外部端子から見て前記第４の外部端子よりも遠い位置に配置されていることを特徴とする請求項３に記載のトランス部品。
【請求項５】
前記第５の外部端子は前記積層体の前記第３の側面に配置されており、前記第６の外部端子は前記積層体の前記第４の側面に配置されていることを特徴とする請求項４に記載のトランス部品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−８９５４３（Ｐ２０１２−８９５４３Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３２２３９（Ｐ２０１０−２３２２３９）
【出願日】平成２２年１０月１５日（２０１０．１０．１５）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１５日（２０１０．１０．１５）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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