トランス部品
【課題】小型且つ薄型で高性能なトランス部品を提供する。
【解決手段】トランス部品１０は、フェライト基板１１と、フェライト基板１１上に形成された第１のコイルＬ１と、中央部に開口を有し、フェライト基板１１上に重ねて設けられたプリント基板１６と、プリント基板１６上に形成された第２のコイルＬ２と、プリント基板１６の開口１６ａ内に設けられ、第１及び第２のコイルＬ１，Ｌ２に共通の磁路を構成する磁性体１９とを備えている。第１のコイルのターン数は第２のコイルよりも多く、第２のコイルの厚さは、前記第１のコイルよりも厚い。
【解決手段】トランス部品１０は、フェライト基板１１と、フェライト基板１１上に形成された第１のコイルＬ１と、中央部に開口を有し、フェライト基板１１上に重ねて設けられたプリント基板１６と、プリント基板１６上に形成された第２のコイルＬ２と、プリント基板１６の開口１６ａ内に設けられ、第１及び第２のコイルＬ１，Ｌ２に共通の磁路を構成する磁性体１９とを備えている。第１のコイルのターン数は第２のコイルよりも多く、第２のコイルの厚さは、前記第１のコイルよりも厚い。
【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、表面実装型トランス部品の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の表面実装型トランス部品として、平面コイルを用いたトランス部品が知られている。例えば、特許文献１のトランス部品は、中央にコア挿入穴が設けられ、その外側にスパイラル導体パターンが形成されたプリントコイル積層体をＥＥ型コアで挟み込んだ構成を有している。また、プリントコイル積層体は、スパイラル導体パターンや絶縁シート層が形成された一枚のベースを折り畳んだ構成を有している。
【０００３】
また、特許文献２には、第１基板上に形成され、一次側コイルとして機能する第１平面コイルと、第２基板上に形成され、二次側コイルとして機能する第２平面コイルとを備えたトランスが開示されている。このトランスは、第１平面コイルと第２平面コイルが対向配置され、両者の間には絶縁性のビーズが分散されており、これにより平面コイル間のギャップ寸法を高い精度で制御することが可能となっている。さらに、特許文献３には、プリントコイルが形成された複数のベース材を用いたトランスが開示されている。各ベース材の上下面にはプリントコイルが形成されると共に、各プリントコイルを覆う絶縁耐圧の高いカバレーと絶縁耐圧の低いカバレーとが装着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２７５４３９号公報
【特許文献２】特開２０００−２６０６３７号公報
【特許文献３】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】
【０００５】
昇圧回路に用いられるトランスは一次側コイルと二次側コイルの巻数比が異なり、一次側コイルのターン数は二次側コイルよりも少ない反面、一次側コイルに流れる電流は二次側コイルよりも大きい。このような構成では、ターン数の大きな二次側コイルについては導体幅を狭く且つピッチを狭くして実装面積を縮小する必要があり、ターン数の小さな一次側コイルについては導体幅を広く厚さを厚くして大きな断面積を確保し、直流抵抗を小さくする必要がある。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された従来のトランス部品は、一枚のベース上に一次側及び二次側のスパイラル導体パターンを形成しており、細い導体パターンと太い導体パターンとを混在させることが難しいという問題がある。また、特許文献２，３に記載された従来のトランス部品は、一次側コイルと二次側コイルがそれぞれ別々の基板上に形成されているものの、基板材料が同一であり、コイルの形成方法も同一であるため、コイル導体の厚さを異ならせることが難しいという問題がある。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、断面積の小さな平面コイルと断面積の大きな平面コイルとを組み合わせて構成された、小型且つ薄型で高性能なトランス部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明によるトランス部品は、磁性基板と、前記磁性基板上に形成された第１のコイルと、中央部に開口を有し、前記磁性基板上に重ねて設けられたプリント基板と、前記プリント基板上に形成された第２のコイルと、前記プリント基板の前記開口内に設けられ、前記第１及び第２のコイルに共通の磁路を構成する磁性体とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、磁性基板上にターン数が大きく微細な薄膜コイルパターンを形成することができ、プリント基板上にターン数が小さく幅広な厚膜コイルパターンを形成することができる。したがって、小型且つ薄型で高性能なトランス部品を実現することができる。
【００１０】
本発明において、前記第１のコイルのターン数は、前記第２のコイルよりも大きいことが好ましい。また、前記第２のコイルを構成する導体の厚さは、前記第１のコイルを構成する導体の厚さよりも厚いことが好ましく、前記第２のコイルを構成する導体の断面積は、前記第１のコイルを構成する導体の断面積よりも大きいことが特に好ましい。本発明によれば、磁性基板上に形成した微細パターンの薄膜コイルと、プリント基板上に形成した太いパターンの厚膜コイルとを相互に磁気結合させた構成であるため、小型且つ薄型で高性能なトランス部品を実現することができる。
【００１１】
本発明において、前記第１のスパイラル導体は、前記磁性基板上に積層された複数のスパイラル導体の直列接続からなることが好ましい。磁性基板上に第１のスパイラル導体を多層化してそのターン数を稼ぐことにより、第１のスパイラル導体のインダクタンスを高くすることができる。
【００１２】
本発明おいて、前記第１のコイルは、前記磁性基板上に積層された複数のスパイラル導体の直列接続からなることが好ましい。この構成によれば第１のコイルと第２のコイルとの巻線比をさらに大きくすることができる。
【００１３】
本発明において、前記第１のコイルの形成領域と前記第２のコイルの形成領域が平面視にて実質的に重なっていることが好ましい。この構成によれば、第１のコイルと第２のコイルとの磁気結合を十分に高めることができ、変換効率が高いトランス部品を提供することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、断面積の小さな平面コイルと断面積の大きな平面コイルとを組み合わせ構成された小型且つ薄型で高性能なトランス部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の好ましい実施の形態によるトランス部品の構成を示す略分解斜視図である。
【図２】図１に示すトランス部品の略側面断面図である。
【図３】トランス部品の製造工程を示すフローチャートであり、特に工程全体を概略的に示すものである。
【図４】トランス部品の製造工程を示すフローチャートであり、特に、薄膜コイル層の形成工程を詳細に示すものである。
【図５】トランス部品の製造工程を示すフローチャートであり、特に、第３及び第４のスパイラル導体の形成工程を詳細に示すものである。
【図６】トランス部品の１次側コイルと２次側コイルとの関係を説明するための回路図である。
【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の形態によるトランス部品の構成を示す略分解斜視図である。また、図２は、図１に示すトランス部品の略側面断面図である。
【００１８】
図１及び図２に示すように、本実施形態によるトランス部品１０は、フェライト基板１１と、フェライト基板１１上に形成された第１及び第２のスパイラル導体１４、１５を含む薄膜コイル層１２と、フェライト基板１１上に重ねて設けられたプリント基板１６と、プリント基板１６の両面にそれぞれ形成された第３及び第４のスパイラル導体１７、１８と、プリント基板１６の上方を覆う上部コア１９と、４つの端子電極２０ａ〜２０ｄとを備えている。
【００１９】
フェライト基板１１は矩形状の平板であり、閉磁路の一部を構成している。特に限定されるものではないが、フェライト基板１１の平面寸法は例えば３．２×２．５ｍｍ程度とすることができる。フェライト基板１１の材料としては焼結フェライトを用いることが好ましく、特に、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト等、透磁率が高い材料を用いることが好ましい。このような磁性材料を用いることにより、トランスの磁気特性を高めることができる。
【００２０】
薄膜コイル層１２はフェライト基板１１の一方の主面（上面）に形成されている。薄膜コイル層１２は、第１の絶縁層１３ａ、第１のスパイラル導体１４、第２の絶縁層１３ｂ、第２のスパイラル導体１５、第３の絶縁層１３ｂをこの順に積層したものである。第１のスパイラル導体１４はフェライト基板１１上に形成された第１の絶縁層１３ａの表面に形成されている。これは、フェライト基板１１の表面の凹凸を緩和して平坦面を確保し、精細なパターンの形成を可能にするためである。ただし、フェライト基板１１の平坦性が十分であれば、第１の絶縁層１３ａは無くてもよく、その場合は、フェライト基板１１上に直接第１のスパイラル導体１４を形成してもよい。第１〜第３の絶縁層１３ａ〜１３ｃは、感光性を有する絶縁性非磁性樹脂（例えば感光性ポリイミド樹脂）をスピンコートし、これを露光、現像、熱硬化することによって形成することができる。
【００２１】
第１及び第２のスパイラル導体１４，１５は円形スパイラルであり、平面視にて概略的に重なり合っているが、完全には一致していない。すなわち、上方から見た第１のスパイラル導体１４は、外周端１４ａから内周端１４ｂに向かって反時計周りのスパイラルを構成しており、同じく上側から見た第２のスパイラル導体１５は、内周端１５ｂから外周端１５ａに向かって反時計回りのスパイラルを構成している。これにより、スパイラル導体１４，１５に電流が流れることによって生じる磁束の方向が一致し、スパイラル導体１４，１５で発生する磁束は重畳して強め合うので、大きなインダクタンスを得ることができる。
【００２２】
第１及び第２のスパイラル導体１４、１５の外周端１４ａ，１５ａはフェライト基板１１又は第１の絶縁層１３ａの側面まで引き出されて一対の端子電極２０ａ，２０ｂにそれぞれ接続されている。また、第１のスパイラル導体１４の内周端１４ｂと第２のスパイラル導体１５の内周端１５ｂは、第２の絶縁層１３ｂを貫通するコンタクトホール導体１３ｄを介して互いに接続されている。これにより、第１及び第２のスパイラル導体１７，１８は互いに直列接続された単一のコイル（第１のコイルＬ１）を構成している。
【００２３】
第１及び第２のスパイラル導体１４，１５は微細配線プロセスによって形成される。詳細には、下地導電膜としてＣｕ膜、あるいはＣｕ膜とＣｒ膜とを順に積層した多層膜（Ｃｒ／Ｃｕ膜）をスパッタリング又は蒸着により形成した後、フォトレジスト膜をスピンコート法により形成する。次いで、フォトレジスト膜を露光・現像することによりスパイラル導体のネガパターンを形成し、このマスクパターンを用いて下地導電膜を選択的にメッキ成長させることにより形成することができる。
【００２４】
プリント基板１６は第３及び第４のスパイラル導体１７，１８の形成面を提供するための支持基板であり、その中央部には円形の開口１６ａを有している。プリント基板１６の厚さは例えば０．０６ｍｍ程度にすることができる。プリント基板１６の材料は、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させた一般的なプリント基板材料であることが好ましく、例えばＢＴ基材、ＦＲ４基材、ＦＲ５基材等を用いることができる。また、プリント基板材料としてセラミック基板を用いることもできる。これらのプリント基板材料を用いた場合には、スパイラル導体をいわゆる薄膜工法におけるスパッタリングではなく、めっきにより形成できるので、導体の厚さを十分に厚くすることができる。浮遊容量の増大を回避するため、プリント基板１６の誘電率は７以下（μ≦７）であることが好ましい。
【００２５】
第３及び第４のスパイラル導体１７，１８もまた円形スパイラルであり、プリント基板１６の開口１６ａを取り囲むように配置されている。第３及び第４のスパイラル導体１７，１８は、平面視にて互いに概略的に重なり合っているが、完全には一致していない。すなわち、上方から見た第３のスパイラル導体１７は、外周端１７ａから内周端１７ｂに向かって時計周りのスパイラルを構成しており、同じく上側から見た第４のスパイラル導体１８は、内周端１８ｂから外周端１８ａに向かって時計回りのスパイラルを構成している。これにより、スパイラル導体１７，１８に電流が流れることによって生じる磁束の方向は一致し、スパイラル導体１７，１８で発生する磁束は重畳して強め合うので、大きなインダクタンスを得ることができる。
【００２６】
第３及び第４のスパイラル導体１７、１８の外周端１７ａ，１８ａはプリント基板１６の側面まで引き出されて一対の端子電極２０ｃ，２０ｄにそれぞれ接続されている。また、第３のスパイラル導体１７の内周端１７ｂと第４のスパイラル導体１８の内周端１８ｂは、プリント基板１６を貫通するスルーホール導体１６ｂを介して互いに接続されている。これにより、第１及び第２のスパイラル導体１７，１８は互いに直列接続された単一のコイル（第２のコイルＬ２）を構成している。
【００２７】
本実施形態において、第１及び第２のスパイラル導体１４，１５からなる第１のコイルＬ１の形成領域と、第３及び第４のスパイラル導体１７，１８からなる第２のコイルの形成領域は平面視にて実質的に重なっている。ここにいうコイルの形成領域とは、スパイラル導体によって構成される平面コイルの占有領域のことをいう。このような第１のコイルと第２のコイルのコイル形成領域が重なり合う構成により、第１のコイルＬ１によって生じる磁束と第２のコイルＬ２によって生じる磁束は重畳して強め合うので、大きな相互インダクタンスを得ることができる。したがって、第１のコイルと第２のコイルとの磁気結合を強めることができ、変換効率が高いトランス部品を提供することができる。
【００２８】
さらに、第１及び第２のスパイラル導体１４，１５で構成される第１のコイルＬ１と第３及び第４のスパイラル導体１７，１８で構成される第２のコイルＬ２の対向距離は非常に近い。第２のスパイラル導体１５と第４のスパイラル導体１８との間には絶縁層１３ｂが介在しているだけである。したがって、第１のコイルＬ１と第２のコイルＬ２との磁気結合をさらに強めることができ、変換効率の高いトランスを実現することができる。
【００２９】
第３及び第４のスパイラル導体１７，１８は、下地導電膜（例えばＣｕ膜）を無電解めっきにより形成した後、フォトレジストシートを貼り付け、フォトレジストシートを露光・現像することによりスパイラル導体のネガパターンを形成し、このマスクパターンを用いて下地導電膜を選択的にメッキ成長させることにより形成することができる。こうして形成された第３及び第４のスパイラル導体１７，１８の厚さは、第１及び第２のスパイラル導体１４，１５よりも十分に厚いので、直流抵抗を十分に低減することができる。
【００３０】
上部コア１９はフェライト基板１１と共に閉磁路の一部を構成している。上部コア１９の材料は焼結フェライトであってもよく、金属磁性粉含有樹脂であってもよい。上部コア１９はＥ型コアであり、平板部１９ａと、中央コア部１９ｂと２つの外側コア部１９ｃ，１９ｄからなり、中央コア部１９ｂはプリント基板１６の開口１６ａ内に挿入されている。開口１６ａは絶縁層１３ａ〜１３ｃにも形成されているが、中央コア部１９ｂの下端はフェライト基板１１まで達しておらず、両者の間にはエアギャップＧが形成されている。一方、２つの外側コア部１９ｃ，１９ｄの先端はフェライト基板１１まで達しており、エアギャップのない連続的な磁路が形成されている。なお、中央コア部１９ｂ及び２つの外側コア部１９ｃ、１９ｄの下端とフェライト基板１１との間に第１〜第３の絶縁層１３ａ〜１３ｃを介在させることにより、フェライト基板１１と上部コア１９との間に絶縁層のギャップを形成してもよい。
【００３１】
上部コア１９の材料は金属磁性粉含有樹脂であってもよい。磁気回路全体を焼結フェライトで構成した場合、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、フェライト基板１１と上部コア１９との間のギャップを省略することが可能である。
【００３２】
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合金と、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とを所定の比率、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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
フェライト基板１１、プリント基板１６及び上部コア１９からなる積層体の対向する２つの側面のうち、一方の側面には一対の端子電極２０ａ，２０ｂがそれぞれ設けられており、他方の側面には一対の端子電極２０ｃ、２０ｄがそれぞれ設けられている。上記のように、第１及び第２のスパイラル導体１４，１５からなる第１のコイルＬ１の両端は一対の端子電極２０ａ，２０ｂにそれぞれ接続されており、第３及び第４のスパイラル導体１７，１８からなる第２のコイルＬ２の両端は一対の端子電極２０ｃ，２０ｄにそれぞれ接続されている。
【００３６】
第１及び第２のスパイラル導体１４，１５は狭いピッチの微細パターンであり、導体幅は２〜１０μｍであることが好ましい。この構成によれば、第１及び第２のスパイラル導体１４，１５からなる第１のコイルＬ１を昇圧トランスの２次側コイルとして好ましく用いることができる。詳細は後述するが、これらのスパイラル導体１４，１５を含む薄膜コイル層１２はいわゆる薄膜工法によって形成されるので、ターン数が大きなスパイラル導体を非常に狭いピッチで形成することができる。
【００３７】
一方、第３及び第４のスパイラル導体１７，１８は第１及び第２のスパイラル導体１４，１５よりも幅広な厚膜パターンであり、例えば、導体幅は２０〜１００μｍ、導体厚は２５〜１５０μｍであることが好ましい。この構成によれば、第３及び第４のスパイラル導体１７，１８からなる第２のコイルＬ２を昇圧トランスの１次側コイルとして好ましく用いることができる。特に限定されるものではないが、１次側コイルと２次側コイルの巻数比は１：２〜１：２０であることが好ましい。第３及び第４のスパイラル導体１７，１８は、プリント基板１６の表面に形成されるため、いわゆるセミアディティブ法で形成することができる。
【００３８】
図３〜図５は、トランス部品１０の製造工程を示すフローチャートである。
【００３９】
図３に示すように、トランス部品１０の製造では、一枚の大きな基板上に多数個のトランス部品を形成する、いわゆる量産プロセスが実施される。トランス部品１０の製造工程の概略は以下の通りである。まず、第１及び第２のスパイラル導体１４，１５を含む薄膜コイル層１２が形成されたフェライト基板１１を作製すると共に（ステップＳ３１〜Ｓ３６）、両面に第３及び第４のスパイラル導体１７，１８が形成されたプリント基板１６を作製し（ステップＳ３７〜Ｓ３９）、これらを重ね合わせた後（ステップＳ４０）、プリント基板１１の上面に上部コア１９を形成する（ステップＳ４１）。その後、個々の部品に切断した後（ステップＳ４２）、端子電極２０ａ〜２０ｄを形成することにより（ステップＳ４３）、トランス部品１０が完成する。
【００４０】
次に、フェライト基板１１上への薄膜コイル層１２の形成工程について詳細に説明する。薄膜コイル層１２の形成では、まずフェライト基板１１を用意し、フェライト基板１１上に第１のスパイラル導体１４を形成する。詳細には、図４に示すように、フェライト基板１１上にまず絶縁層１３ａを形成する（ステップＳ４４）。絶縁層１３ａは、感光性を有する絶縁性非磁性樹脂（例えば感光性ポリイミド樹脂）をスピンコートし、これを露光、現像、熱硬化することによって形成することができる。次いで下地導電膜をスパッタリング又は蒸着により形成した後（ステップＳ４５）、フォトレジスト膜をスピンコート法により形成する（ステップＳ４６）。次いで、フォトレジスト膜を露光・現像することによりスパイラル導体のネガパターンを形成し（ステップＳ４７）、このマスクパターンを用いて電気めっきを行い（ステップＳ４８）、下地導電膜を選択的に成長させる。その後、レジスト及び不要な下地導電膜をエッチングにより除去することにより（ステップＳ４９）、第１のスパイラル導体１４が完成する。
【００４１】
次に、第１のスパイラル導体１４が形成されたフェライト基板１１上に絶縁層１３ｂを形成する。絶縁層１３ｂの形成方法は絶縁層１３ａと同様である。このとき同時に、絶縁層１３ｂを貫通するコンタクトホール１３ｄも形成される。
【００４２】
次に、第１のスパイラル導体１４及び絶縁層１３ｂが形成されたフェライト基板１１上に第２のスパイラル導体１５を形成し、さらにその上に絶縁層１３ｃを形成する。第２のスパイラル導体１５の形成方法は、第１のスパイラル導体１４と同様であり、絶縁層１３ｃの形成方法も絶縁層１３ａ，１３ｂと同様である。以上により、薄膜コイル層１２が完成する。
【００４３】
次に、プリント基板１６上への第３及び第４のスパイラル導体１７，１８の形成工程について詳細に説明する。スパイラル導体１７，１８の形成では、まず開口１６ａ及びスルーホール１６ｂが形成されたプリント基板１６を用意し、プリント基板１６の上面及び裏面に第３のスパイラル導体１７を形成する。詳細には、図５に示すように、プリント基板１６の表面に下地導電膜（例えばＣｕ膜）を無電解めっきにより形成した後（ステップＳ５０）、フォトレジストシートを貼り付ける（ステップＳ５１）。次いで、フォトレジストシートを露光・現像することによりスパイラル導体のネガパターンを形成し（ステップＳ５２）、このマスクパターンを用いて電気めっきを行い（ステップＳ５３）、下地導電膜を選択的に成長させる。その後、レジスト及び不要な下地導電膜をエッチングにより除去することにより（ステップＳ５４）、スパイラル導体１７，１８が完成する。
【００４４】
次に、フェライト基板１１上にプリント基板１６を重ね合わせて接着固定する（ステップＳ４０）。その際、第３及び第４のスパイラル導体１７，１８の電気的な絶縁と機械的な保護のため、プリント基板１６の両面に保護膜を形成することが好ましく、接着剤を保護膜として用いてもよい。
【００４５】
次に、プリント基板１６の上面に上部コア１９を形成する（ステップＳ４１）。上部コア１９としてＥ型フェライト基板を用いる場合には、予め所定の形状に加工されたフェライト基板をプリント基板１６に重ね合わせて接着固定すればよい。また、金属磁性粉含有樹脂を用いる場合には、金属磁性粉含有樹脂ペーストをスクリーン印刷した後、脱泡し、１６０℃で１時間加熱して樹脂ペーストを本硬化させればよい。
【００４６】
その後、積層体をダイシングすることによって個片化した後（ステップＳ４２）、個々のチップの側面に端子電極２０ａ〜２０ｄを形成することにより（ステップＳ４３）、本実施形態によるトランス部品１０が完成する。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態によるトランス部品１０は、フェライト基板１１上に形成した第１及び第２のスパイラル導体１４，１５の直列接続からなる第１のコイルＬ１と、プリント基板１６上に形成した第３及び第４のスパイラル導体１７，１８の直列接続からなる第２のコイルＬ２との組み合わせによってトランスを構成すると共に、第１のコイルＬ１は微細パターンとし、第２のコイルＬ２は第１のコイルよりもターン数が少なく厚いパターンとしているので、小型且つ薄型で高性能なトランス部品を実現することができる。
【００４８】
図６（ａ）及び（ｂ）は、トランス部品の１次側コイルと２次側コイルとの関係を説明するための回路図である。
【００４９】
図６（ａ）に示すトランス部品は、第１のコイルＬ１と第２のコイルＬ２がコアに対して逆方向に巻回されたものであり、図１のトランス部品の構成を示すものである。これに対し、図６（ｂ）に示すトランス部品は、第１のコイルＬ１と第２のコイルＬ２がコアに対して同一方向に巻回されたものであり、図１のトランス部品において、第１のコイルＬ１と第２のコイルＬ２の巻回方向が互いに逆向きの場合を示すものである。このような構成は、図１において、第１のスパイラル導体１４の外周端１４ａを端子電極２０ｂに接続し、第２のスパイラル導体１５の外周端１５ａを端子電極２０ａに接続することにより実現できる。このように、本発明によるトランス部品は、１次側コイルに対する２次側コイルの巻回方向を任意に設定することができる。
【００５０】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の限定を加えることが可能であり、それらも本発明に包含されるものであることは言うまでもない。
【００５１】
例えば、上記実施形態においては、薄膜コイル層１２が２層のスパイラル導体１４，１５を有しているが、スパイラル導体の層数は２層に限定されるものではなく、３層以上であってもよい。層数を増やした場合には第２のコイルのターン数が増やすことができ、１次側コイルと２次側コイルとの巻線比をさらに大きくすることができる。
【００５２】
また、上記実施形態においては、プリント基板１６の両面にスパイラル導体１７，１８をそれぞれ形成しているが、本発明はこのような構成に限定されず、スパイラル導体をプリント基板１６の片面にのみ形成してもかまわない。また、２枚以上のプリント基板１６を積層して構成することにより、コイルのターン数を増やしたり、２つのコイルを並列に接続して導体の断面積を増やしたりすることも可能である。
【００５３】
また、上記実施形態においては、薄膜コイル層１２の形成面を提供する磁性基板としてフェライト基板１１を挙げたが、磁性基板の材料はフェライトに限定されず、種々の磁性材料を用いることが可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１０ トランス部品
１１ フェライト基板
１２ 薄膜コイル層
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ 絶縁層
１３ｄ コンタクトホール導体
１４ 第１のスパイラル導体
１４ａ 第１のスパイラル導体の外周端
１４ｂ 第１のスパイラル導体の内周端
１５ 第２のスパイラル導体
１５ａ 第２のスパイラル導体の外周端
１５ｂ 第２のスパイラル導体の内周端
１６ プリント基板
１６ａ プリント基板の開口
１６ｂ スルーホール導体
１７ スパイラル導体
１７ａ スパイラル導体の外周端
１７ｂ スパイラル導体の内周端
１８ スパイラル導体
１８ａ スパイラル導体の外周端
１８ｂ スパイラル導体の内周端
１９ 上部コア
１９ａ 平板部
１９ｂ 中央コア部
１９ｃ，１９ｄ 外側コア部
２０ａ〜２０ｄ 端子電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランス部品に関し、特に、表面実装型トランス部品の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の表面実装型トランス部品として、平面コイルを用いたトランス部品が知られている。例えば、特許文献１のトランス部品は、中央にコア挿入穴が設けられ、その外側にスパイラル導体パターンが形成されたプリントコイル積層体をＥＥ型コアで挟み込んだ構成を有している。また、プリントコイル積層体は、スパイラル導体パターンや絶縁シート層が形成された一枚のベースを折り畳んだ構成を有している。
【０００３】
また、特許文献２には、第１基板上に形成され、一次側コイルとして機能する第１平面コイルと、第２基板上に形成され、二次側コイルとして機能する第２平面コイルとを備えたトランスが開示されている。このトランスは、第１平面コイルと第２平面コイルが対向配置され、両者の間には絶縁性のビーズが分散されており、これにより平面コイル間のギャップ寸法を高い精度で制御することが可能となっている。さらに、特許文献３には、プリントコイルが形成された複数のベース材を用いたトランスが開示されている。各ベース材の上下面にはプリントコイルが形成されると共に、各プリントコイルを覆う絶縁耐圧の高いカバレーと絶縁耐圧の低いカバレーとが装着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２７５４３９号公報
【特許文献２】特開２０００−２６０６３７号公報
【特許文献３】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】
【０００５】
昇圧回路に用いられるトランスは一次側コイルと二次側コイルの巻数比が異なり、一次側コイルのターン数は二次側コイルよりも少ない反面、一次側コイルに流れる電流は二次側コイルよりも大きい。このような構成では、ターン数の大きな二次側コイルについては導体幅を狭く且つピッチを狭くして実装面積を縮小する必要があり、ターン数の小さな一次側コイルについては導体幅を広く厚さを厚くして大きな断面積を確保し、直流抵抗を小さくする必要がある。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された従来のトランス部品は、一枚のベース上に一次側及び二次側のスパイラル導体パターンを形成しており、細い導体パターンと太い導体パターンとを混在させることが難しいという問題がある。また、特許文献２，３に記載された従来のトランス部品は、一次側コイルと二次側コイルがそれぞれ別々の基板上に形成されているものの、基板材料が同一であり、コイルの形成方法も同一であるため、コイル導体の厚さを異ならせることが難しいという問題がある。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、断面積の小さな平面コイルと断面積の大きな平面コイルとを組み合わせて構成された、小型且つ薄型で高性能なトランス部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明によるトランス部品は、磁性基板と、前記磁性基板上に形成された第１のコイルと、中央部に開口を有し、前記磁性基板上に重ねて設けられたプリント基板と、前記プリント基板上に形成された第２のコイルと、前記プリント基板の前記開口内に設けられ、前記第１及び第２のコイルに共通の磁路を構成する磁性体とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、磁性基板上にターン数が大きく微細な薄膜コイルパターンを形成することができ、プリント基板上にターン数が小さく幅広な厚膜コイルパターンを形成することができる。したがって、小型且つ薄型で高性能なトランス部品を実現することができる。
【００１０】
本発明において、前記第１のコイルのターン数は、前記第２のコイルよりも大きいことが好ましい。また、前記第２のコイルを構成する導体の厚さは、前記第１のコイルを構成する導体の厚さよりも厚いことが好ましく、前記第２のコイルを構成する導体の断面積は、前記第１のコイルを構成する導体の断面積よりも大きいことが特に好ましい。本発明によれば、磁性基板上に形成した微細パターンの薄膜コイルと、プリント基板上に形成した太いパターンの厚膜コイルとを相互に磁気結合させた構成であるため、小型且つ薄型で高性能なトランス部品を実現することができる。
【００１１】
本発明において、前記第１のスパイラル導体は、前記磁性基板上に積層された複数のスパイラル導体の直列接続からなることが好ましい。磁性基板上に第１のスパイラル導体を多層化してそのターン数を稼ぐことにより、第１のスパイラル導体のインダクタンスを高くすることができる。
【００１２】
本発明おいて、前記第１のコイルは、前記磁性基板上に積層された複数のスパイラル導体の直列接続からなることが好ましい。この構成によれば第１のコイルと第２のコイルとの巻線比をさらに大きくすることができる。
【００１３】
本発明において、前記第１のコイルの形成領域と前記第２のコイルの形成領域が平面視にて実質的に重なっていることが好ましい。この構成によれば、第１のコイルと第２のコイルとの磁気結合を十分に高めることができ、変換効率が高いトランス部品を提供することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、断面積の小さな平面コイルと断面積の大きな平面コイルとを組み合わせ構成された小型且つ薄型で高性能なトランス部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の好ましい実施の形態によるトランス部品の構成を示す略分解斜視図である。
【図２】図１に示すトランス部品の略側面断面図である。
【図３】トランス部品の製造工程を示すフローチャートであり、特に工程全体を概略的に示すものである。
【図４】トランス部品の製造工程を示すフローチャートであり、特に、薄膜コイル層の形成工程を詳細に示すものである。
【図５】トランス部品の製造工程を示すフローチャートであり、特に、第３及び第４のスパイラル導体の形成工程を詳細に示すものである。
【図６】トランス部品の１次側コイルと２次側コイルとの関係を説明するための回路図である。
【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の形態によるトランス部品の構成を示す略分解斜視図である。また、図２は、図１に示すトランス部品の略側面断面図である。
【００１８】
図１及び図２に示すように、本実施形態によるトランス部品１０は、フェライト基板１１と、フェライト基板１１上に形成された第１及び第２のスパイラル導体１４、１５を含む薄膜コイル層１２と、フェライト基板１１上に重ねて設けられたプリント基板１６と、プリント基板１６の両面にそれぞれ形成された第３及び第４のスパイラル導体１７、１８と、プリント基板１６の上方を覆う上部コア１９と、４つの端子電極２０ａ〜２０ｄとを備えている。
【００１９】
フェライト基板１１は矩形状の平板であり、閉磁路の一部を構成している。特に限定されるものではないが、フェライト基板１１の平面寸法は例えば３．２×２．５ｍｍ程度とすることができる。フェライト基板１１の材料としては焼結フェライトを用いることが好ましく、特に、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト等、透磁率が高い材料を用いることが好ましい。このような磁性材料を用いることにより、トランスの磁気特性を高めることができる。
【００２０】
薄膜コイル層１２はフェライト基板１１の一方の主面（上面）に形成されている。薄膜コイル層１２は、第１の絶縁層１３ａ、第１のスパイラル導体１４、第２の絶縁層１３ｂ、第２のスパイラル導体１５、第３の絶縁層１３ｂをこの順に積層したものである。第１のスパイラル導体１４はフェライト基板１１上に形成された第１の絶縁層１３ａの表面に形成されている。これは、フェライト基板１１の表面の凹凸を緩和して平坦面を確保し、精細なパターンの形成を可能にするためである。ただし、フェライト基板１１の平坦性が十分であれば、第１の絶縁層１３ａは無くてもよく、その場合は、フェライト基板１１上に直接第１のスパイラル導体１４を形成してもよい。第１〜第３の絶縁層１３ａ〜１３ｃは、感光性を有する絶縁性非磁性樹脂（例えば感光性ポリイミド樹脂）をスピンコートし、これを露光、現像、熱硬化することによって形成することができる。
【００２１】
第１及び第２のスパイラル導体１４，１５は円形スパイラルであり、平面視にて概略的に重なり合っているが、完全には一致していない。すなわち、上方から見た第１のスパイラル導体１４は、外周端１４ａから内周端１４ｂに向かって反時計周りのスパイラルを構成しており、同じく上側から見た第２のスパイラル導体１５は、内周端１５ｂから外周端１５ａに向かって反時計回りのスパイラルを構成している。これにより、スパイラル導体１４，１５に電流が流れることによって生じる磁束の方向が一致し、スパイラル導体１４，１５で発生する磁束は重畳して強め合うので、大きなインダクタンスを得ることができる。
【００２２】
第１及び第２のスパイラル導体１４、１５の外周端１４ａ，１５ａはフェライト基板１１又は第１の絶縁層１３ａの側面まで引き出されて一対の端子電極２０ａ，２０ｂにそれぞれ接続されている。また、第１のスパイラル導体１４の内周端１４ｂと第２のスパイラル導体１５の内周端１５ｂは、第２の絶縁層１３ｂを貫通するコンタクトホール導体１３ｄを介して互いに接続されている。これにより、第１及び第２のスパイラル導体１７，１８は互いに直列接続された単一のコイル（第１のコイルＬ１）を構成している。
【００２３】
第１及び第２のスパイラル導体１４，１５は微細配線プロセスによって形成される。詳細には、下地導電膜としてＣｕ膜、あるいはＣｕ膜とＣｒ膜とを順に積層した多層膜（Ｃｒ／Ｃｕ膜）をスパッタリング又は蒸着により形成した後、フォトレジスト膜をスピンコート法により形成する。次いで、フォトレジスト膜を露光・現像することによりスパイラル導体のネガパターンを形成し、このマスクパターンを用いて下地導電膜を選択的にメッキ成長させることにより形成することができる。
【００２４】
プリント基板１６は第３及び第４のスパイラル導体１７，１８の形成面を提供するための支持基板であり、その中央部には円形の開口１６ａを有している。プリント基板１６の厚さは例えば０．０６ｍｍ程度にすることができる。プリント基板１６の材料は、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させた一般的なプリント基板材料であることが好ましく、例えばＢＴ基材、ＦＲ４基材、ＦＲ５基材等を用いることができる。また、プリント基板材料としてセラミック基板を用いることもできる。これらのプリント基板材料を用いた場合には、スパイラル導体をいわゆる薄膜工法におけるスパッタリングではなく、めっきにより形成できるので、導体の厚さを十分に厚くすることができる。浮遊容量の増大を回避するため、プリント基板１６の誘電率は７以下（μ≦７）であることが好ましい。
【００２５】
第３及び第４のスパイラル導体１７，１８もまた円形スパイラルであり、プリント基板１６の開口１６ａを取り囲むように配置されている。第３及び第４のスパイラル導体１７，１８は、平面視にて互いに概略的に重なり合っているが、完全には一致していない。すなわち、上方から見た第３のスパイラル導体１７は、外周端１７ａから内周端１７ｂに向かって時計周りのスパイラルを構成しており、同じく上側から見た第４のスパイラル導体１８は、内周端１８ｂから外周端１８ａに向かって時計回りのスパイラルを構成している。これにより、スパイラル導体１７，１８に電流が流れることによって生じる磁束の方向は一致し、スパイラル導体１７，１８で発生する磁束は重畳して強め合うので、大きなインダクタンスを得ることができる。
【００２６】
第３及び第４のスパイラル導体１７、１８の外周端１７ａ，１８ａはプリント基板１６の側面まで引き出されて一対の端子電極２０ｃ，２０ｄにそれぞれ接続されている。また、第３のスパイラル導体１７の内周端１７ｂと第４のスパイラル導体１８の内周端１８ｂは、プリント基板１６を貫通するスルーホール導体１６ｂを介して互いに接続されている。これにより、第１及び第２のスパイラル導体１７，１８は互いに直列接続された単一のコイル（第２のコイルＬ２）を構成している。
【００２７】
本実施形態において、第１及び第２のスパイラル導体１４，１５からなる第１のコイルＬ１の形成領域と、第３及び第４のスパイラル導体１７，１８からなる第２のコイルの形成領域は平面視にて実質的に重なっている。ここにいうコイルの形成領域とは、スパイラル導体によって構成される平面コイルの占有領域のことをいう。このような第１のコイルと第２のコイルのコイル形成領域が重なり合う構成により、第１のコイルＬ１によって生じる磁束と第２のコイルＬ２によって生じる磁束は重畳して強め合うので、大きな相互インダクタンスを得ることができる。したがって、第１のコイルと第２のコイルとの磁気結合を強めることができ、変換効率が高いトランス部品を提供することができる。
【００２８】
さらに、第１及び第２のスパイラル導体１４，１５で構成される第１のコイルＬ１と第３及び第４のスパイラル導体１７，１８で構成される第２のコイルＬ２の対向距離は非常に近い。第２のスパイラル導体１５と第４のスパイラル導体１８との間には絶縁層１３ｂが介在しているだけである。したがって、第１のコイルＬ１と第２のコイルＬ２との磁気結合をさらに強めることができ、変換効率の高いトランスを実現することができる。
【００２９】
第３及び第４のスパイラル導体１７，１８は、下地導電膜（例えばＣｕ膜）を無電解めっきにより形成した後、フォトレジストシートを貼り付け、フォトレジストシートを露光・現像することによりスパイラル導体のネガパターンを形成し、このマスクパターンを用いて下地導電膜を選択的にメッキ成長させることにより形成することができる。こうして形成された第３及び第４のスパイラル導体１７，１８の厚さは、第１及び第２のスパイラル導体１４，１５よりも十分に厚いので、直流抵抗を十分に低減することができる。
【００３０】
上部コア１９はフェライト基板１１と共に閉磁路の一部を構成している。上部コア１９の材料は焼結フェライトであってもよく、金属磁性粉含有樹脂であってもよい。上部コア１９はＥ型コアであり、平板部１９ａと、中央コア部１９ｂと２つの外側コア部１９ｃ，１９ｄからなり、中央コア部１９ｂはプリント基板１６の開口１６ａ内に挿入されている。開口１６ａは絶縁層１３ａ〜１３ｃにも形成されているが、中央コア部１９ｂの下端はフェライト基板１１まで達しておらず、両者の間にはエアギャップＧが形成されている。一方、２つの外側コア部１９ｃ，１９ｄの先端はフェライト基板１１まで達しており、エアギャップのない連続的な磁路が形成されている。なお、中央コア部１９ｂ及び２つの外側コア部１９ｃ、１９ｄの下端とフェライト基板１１との間に第１〜第３の絶縁層１３ａ〜１３ｃを介在させることにより、フェライト基板１１と上部コア１９との間に絶縁層のギャップを形成してもよい。
【００３１】
上部コア１９の材料は金属磁性粉含有樹脂であってもよい。磁気回路全体を焼結フェライトで構成した場合、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、フェライト基板１１と上部コア１９との間のギャップを省略することが可能である。
【００３２】
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合金と、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とを所定の比率、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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
フェライト基板１１、プリント基板１６及び上部コア１９からなる積層体の対向する２つの側面のうち、一方の側面には一対の端子電極２０ａ，２０ｂがそれぞれ設けられており、他方の側面には一対の端子電極２０ｃ、２０ｄがそれぞれ設けられている。上記のように、第１及び第２のスパイラル導体１４，１５からなる第１のコイルＬ１の両端は一対の端子電極２０ａ，２０ｂにそれぞれ接続されており、第３及び第４のスパイラル導体１７，１８からなる第２のコイルＬ２の両端は一対の端子電極２０ｃ，２０ｄにそれぞれ接続されている。
【００３６】
第１及び第２のスパイラル導体１４，１５は狭いピッチの微細パターンであり、導体幅は２〜１０μｍであることが好ましい。この構成によれば、第１及び第２のスパイラル導体１４，１５からなる第１のコイルＬ１を昇圧トランスの２次側コイルとして好ましく用いることができる。詳細は後述するが、これらのスパイラル導体１４，１５を含む薄膜コイル層１２はいわゆる薄膜工法によって形成されるので、ターン数が大きなスパイラル導体を非常に狭いピッチで形成することができる。
【００３７】
一方、第３及び第４のスパイラル導体１７，１８は第１及び第２のスパイラル導体１４，１５よりも幅広な厚膜パターンであり、例えば、導体幅は２０〜１００μｍ、導体厚は２５〜１５０μｍであることが好ましい。この構成によれば、第３及び第４のスパイラル導体１７，１８からなる第２のコイルＬ２を昇圧トランスの１次側コイルとして好ましく用いることができる。特に限定されるものではないが、１次側コイルと２次側コイルの巻数比は１：２〜１：２０であることが好ましい。第３及び第４のスパイラル導体１７，１８は、プリント基板１６の表面に形成されるため、いわゆるセミアディティブ法で形成することができる。
【００３８】
図３〜図５は、トランス部品１０の製造工程を示すフローチャートである。
【００３９】
図３に示すように、トランス部品１０の製造では、一枚の大きな基板上に多数個のトランス部品を形成する、いわゆる量産プロセスが実施される。トランス部品１０の製造工程の概略は以下の通りである。まず、第１及び第２のスパイラル導体１４，１５を含む薄膜コイル層１２が形成されたフェライト基板１１を作製すると共に（ステップＳ３１〜Ｓ３６）、両面に第３及び第４のスパイラル導体１７，１８が形成されたプリント基板１６を作製し（ステップＳ３７〜Ｓ３９）、これらを重ね合わせた後（ステップＳ４０）、プリント基板１１の上面に上部コア１９を形成する（ステップＳ４１）。その後、個々の部品に切断した後（ステップＳ４２）、端子電極２０ａ〜２０ｄを形成することにより（ステップＳ４３）、トランス部品１０が完成する。
【００４０】
次に、フェライト基板１１上への薄膜コイル層１２の形成工程について詳細に説明する。薄膜コイル層１２の形成では、まずフェライト基板１１を用意し、フェライト基板１１上に第１のスパイラル導体１４を形成する。詳細には、図４に示すように、フェライト基板１１上にまず絶縁層１３ａを形成する（ステップＳ４４）。絶縁層１３ａは、感光性を有する絶縁性非磁性樹脂（例えば感光性ポリイミド樹脂）をスピンコートし、これを露光、現像、熱硬化することによって形成することができる。次いで下地導電膜をスパッタリング又は蒸着により形成した後（ステップＳ４５）、フォトレジスト膜をスピンコート法により形成する（ステップＳ４６）。次いで、フォトレジスト膜を露光・現像することによりスパイラル導体のネガパターンを形成し（ステップＳ４７）、このマスクパターンを用いて電気めっきを行い（ステップＳ４８）、下地導電膜を選択的に成長させる。その後、レジスト及び不要な下地導電膜をエッチングにより除去することにより（ステップＳ４９）、第１のスパイラル導体１４が完成する。
【００４１】
次に、第１のスパイラル導体１４が形成されたフェライト基板１１上に絶縁層１３ｂを形成する。絶縁層１３ｂの形成方法は絶縁層１３ａと同様である。このとき同時に、絶縁層１３ｂを貫通するコンタクトホール１３ｄも形成される。
【００４２】
次に、第１のスパイラル導体１４及び絶縁層１３ｂが形成されたフェライト基板１１上に第２のスパイラル導体１５を形成し、さらにその上に絶縁層１３ｃを形成する。第２のスパイラル導体１５の形成方法は、第１のスパイラル導体１４と同様であり、絶縁層１３ｃの形成方法も絶縁層１３ａ，１３ｂと同様である。以上により、薄膜コイル層１２が完成する。
【００４３】
次に、プリント基板１６上への第３及び第４のスパイラル導体１７，１８の形成工程について詳細に説明する。スパイラル導体１７，１８の形成では、まず開口１６ａ及びスルーホール１６ｂが形成されたプリント基板１６を用意し、プリント基板１６の上面及び裏面に第３のスパイラル導体１７を形成する。詳細には、図５に示すように、プリント基板１６の表面に下地導電膜（例えばＣｕ膜）を無電解めっきにより形成した後（ステップＳ５０）、フォトレジストシートを貼り付ける（ステップＳ５１）。次いで、フォトレジストシートを露光・現像することによりスパイラル導体のネガパターンを形成し（ステップＳ５２）、このマスクパターンを用いて電気めっきを行い（ステップＳ５３）、下地導電膜を選択的に成長させる。その後、レジスト及び不要な下地導電膜をエッチングにより除去することにより（ステップＳ５４）、スパイラル導体１７，１８が完成する。
【００４４】
次に、フェライト基板１１上にプリント基板１６を重ね合わせて接着固定する（ステップＳ４０）。その際、第３及び第４のスパイラル導体１７，１８の電気的な絶縁と機械的な保護のため、プリント基板１６の両面に保護膜を形成することが好ましく、接着剤を保護膜として用いてもよい。
【００４５】
次に、プリント基板１６の上面に上部コア１９を形成する（ステップＳ４１）。上部コア１９としてＥ型フェライト基板を用いる場合には、予め所定の形状に加工されたフェライト基板をプリント基板１６に重ね合わせて接着固定すればよい。また、金属磁性粉含有樹脂を用いる場合には、金属磁性粉含有樹脂ペーストをスクリーン印刷した後、脱泡し、１６０℃で１時間加熱して樹脂ペーストを本硬化させればよい。
【００４６】
その後、積層体をダイシングすることによって個片化した後（ステップＳ４２）、個々のチップの側面に端子電極２０ａ〜２０ｄを形成することにより（ステップＳ４３）、本実施形態によるトランス部品１０が完成する。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態によるトランス部品１０は、フェライト基板１１上に形成した第１及び第２のスパイラル導体１４，１５の直列接続からなる第１のコイルＬ１と、プリント基板１６上に形成した第３及び第４のスパイラル導体１７，１８の直列接続からなる第２のコイルＬ２との組み合わせによってトランスを構成すると共に、第１のコイルＬ１は微細パターンとし、第２のコイルＬ２は第１のコイルよりもターン数が少なく厚いパターンとしているので、小型且つ薄型で高性能なトランス部品を実現することができる。
【００４８】
図６（ａ）及び（ｂ）は、トランス部品の１次側コイルと２次側コイルとの関係を説明するための回路図である。
【００４９】
図６（ａ）に示すトランス部品は、第１のコイルＬ１と第２のコイルＬ２がコアに対して逆方向に巻回されたものであり、図１のトランス部品の構成を示すものである。これに対し、図６（ｂ）に示すトランス部品は、第１のコイルＬ１と第２のコイルＬ２がコアに対して同一方向に巻回されたものであり、図１のトランス部品において、第１のコイルＬ１と第２のコイルＬ２の巻回方向が互いに逆向きの場合を示すものである。このような構成は、図１において、第１のスパイラル導体１４の外周端１４ａを端子電極２０ｂに接続し、第２のスパイラル導体１５の外周端１５ａを端子電極２０ａに接続することにより実現できる。このように、本発明によるトランス部品は、１次側コイルに対する２次側コイルの巻回方向を任意に設定することができる。
【００５０】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の限定を加えることが可能であり、それらも本発明に包含されるものであることは言うまでもない。
【００５１】
例えば、上記実施形態においては、薄膜コイル層１２が２層のスパイラル導体１４，１５を有しているが、スパイラル導体の層数は２層に限定されるものではなく、３層以上であってもよい。層数を増やした場合には第２のコイルのターン数が増やすことができ、１次側コイルと２次側コイルとの巻線比をさらに大きくすることができる。
【００５２】
また、上記実施形態においては、プリント基板１６の両面にスパイラル導体１７，１８をそれぞれ形成しているが、本発明はこのような構成に限定されず、スパイラル導体をプリント基板１６の片面にのみ形成してもかまわない。また、２枚以上のプリント基板１６を積層して構成することにより、コイルのターン数を増やしたり、２つのコイルを並列に接続して導体の断面積を増やしたりすることも可能である。
【００５３】
また、上記実施形態においては、薄膜コイル層１２の形成面を提供する磁性基板としてフェライト基板１１を挙げたが、磁性基板の材料はフェライトに限定されず、種々の磁性材料を用いることが可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１０ トランス部品
１１ フェライト基板
１２ 薄膜コイル層
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ 絶縁層
１３ｄ コンタクトホール導体
１４ 第１のスパイラル導体
１４ａ 第１のスパイラル導体の外周端
１４ｂ 第１のスパイラル導体の内周端
１５ 第２のスパイラル導体
１５ａ 第２のスパイラル導体の外周端
１５ｂ 第２のスパイラル導体の内周端
１６ プリント基板
１６ａ プリント基板の開口
１６ｂ スルーホール導体
１７ スパイラル導体
１７ａ スパイラル導体の外周端
１７ｂ スパイラル導体の内周端
１８ スパイラル導体
１８ａ スパイラル導体の外周端
１８ｂ スパイラル導体の内周端
１９ 上部コア
１９ａ 平板部
１９ｂ 中央コア部
１９ｃ，１９ｄ 外側コア部
２０ａ〜２０ｄ 端子電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性基板と、
前記磁性基板上に形成された第１のコイルと、
中央部に開口を有し、前記磁性基板上に重ねて設けられたプリント基板と、
前記プリント基板上に形成された第２のコイルと、
前記プリント基板の前記開口内に設けられ、前記第１及び第２のコイルに共通の磁路を構成する磁性体とを備えることを特徴とするトランス部品。
【請求項２】
前記第１のコイルのターン数は、前記第２のコイルよりも大きい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】
前記第２のコイルを構成する導体の厚さは、前記第１のコイルよりも厚いことを特徴とする請求項２に記載のトランス部品。
【請求項４】
前記第２のコイルを構成する導体の断面積は、前記第１のコイルよりも大きいことを特徴とする請求項２又は３に記載のトランス部品。
【請求項５】
前記第１のコイルは、前記磁性基板上に積層された複数のスパイラル導体の直列接続からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のトランス部品。
【請求項６】
前記第１のコイルの形成領域と前記第２のコイルの形成領域が平面視にて実質的に重なっていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のトランス部品。
【請求項１】
磁性基板と、
前記磁性基板上に形成された第１のコイルと、
中央部に開口を有し、前記磁性基板上に重ねて設けられたプリント基板と、
前記プリント基板上に形成された第２のコイルと、
前記プリント基板の前記開口内に設けられ、前記第１及び第２のコイルに共通の磁路を構成する磁性体とを備えることを特徴とするトランス部品。
【請求項２】
前記第１のコイルのターン数は、前記第２のコイルよりも大きい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】
前記第２のコイルを構成する導体の厚さは、前記第１のコイルよりも厚いことを特徴とする請求項２に記載のトランス部品。
【請求項４】
前記第２のコイルを構成する導体の断面積は、前記第１のコイルよりも大きいことを特徴とする請求項２又は３に記載のトランス部品。
【請求項５】
前記第１のコイルは、前記磁性基板上に積層された複数のスパイラル導体の直列接続からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のトランス部品。
【請求項６】
前記第１のコイルの形成領域と前記第２のコイルの形成領域が平面視にて実質的に重なっていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のトランス部品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−８９７６０（Ｐ２０１２−８９７６０Ａ）
【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２０１０−２３６７８４（Ｐ２０１０−２３６７８４）
【出願日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【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２１日（２０１０．１０．２１）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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