集積装置及び、該集積装置を搭載したＬＬＣ共振コンバータ
【課題】本発明は、変圧器と共に他の受動素子を集積する集積装置及び該集積装置を搭載したＬＬＣ共振コンバータを提供することを目的とする。
【解決手段】
受動素子の集積化を前提にして、磁性コア（１０）に巻回された、表面に銅層を有する第一のフレキシブル基板（３０）と、前記第一のフレキシブル基板（３０）の最外周面を囲むように前記磁性コア（１０）に巻回された、表面に銅層を有する第二のフレキシブル基板（２０）と、前記第一のフレキシブル基板（３０）及び前記第二のフレキシブル基板（２０）の間に介在させた前記磁性材料の層（４０）と、を有するように構成する。
【解決手段】
受動素子の集積化を前提にして、磁性コア（１０）に巻回された、表面に銅層を有する第一のフレキシブル基板（３０）と、前記第一のフレキシブル基板（３０）の最外周面を囲むように前記磁性コア（１０）に巻回された、表面に銅層を有する第二のフレキシブル基板（２０）と、前記第一のフレキシブル基板（３０）及び前記第二のフレキシブル基板（２０）の間に介在させた前記磁性材料の層（４０）と、を有するように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は受動素子を集積する集積装置に関し、特に変圧器と共に他の受動素子を集積する集積装置及び該集積装置により構成されたＬＬＣ共振コンバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年来、民生用電子製品における「軽、薄、小」への発展の趨勢は電子用の電力変換装置についてますます高い出力密度を求めるようになっている。高い出力密度を実現するためには、受動素子の体積を如何に低減するかということが鍵となる。なぜならば電子用の電力変換装置における受動素子は全体積の大部分を占めているからである。高周波化が受動素子の体積を低減する一つの重要な方向である。
【０００３】
また別の方向性が受動素子の集積である。これについては、金属箔巻製の小型インダクタ−キャパシタプロセッサを開示して、インダクタとキャパシタの集積を実現している（特許文献１〜３参照）。
【特許文献１】中国特許ZL０２８０１５４３．６
【特許文献２】国際出願公開ＷＯ０２／０９３５９３
【特許文献３】特表２００４−５２９５７４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電子用の電力変換装置は、とりわけ民生用電子製品中に応用される電子用の電力変換装置は、安全性の考慮から、通常は変圧器で絶縁する必要がある。
もし電力変換装置において変圧器、インダクタ及びキャパシタの集積が実現できれば、更に広範囲の受動素子の集積となり、更に有意義なものとなる。しかし、これまで、変圧器と共に他の受動素子が集積されたものはない。そのため、電力変換装置における集積化が進まないという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、変圧器と共に他の受動素子を集積する集積装置及び該集積装置を搭載したＬＬＣ共振コンバータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するために以下のように構成する。
本発明の集積装置の態様の一つは、受動素子を集積するものであって、磁性コアに巻回された、表面に銅層を有する第一のフレキシブル基板と、前記第一のフレキシブル基板の最外周面を囲むように前記磁性コアに巻回された、表面に銅層を有する第二のフレキシブル基板と、前記第一のフレキシブル基板及び前記第二のフレキシブル基板の間に介在させた前記磁性材料の層と、を有するように構成する。
【０００７】
なお、前記第一のフレキシブル基板については、相互に絶縁された二つ以上の銅層を有するように構成しても良い。
また、前記磁性コアは、前記第一のフレキシブル基板及び第二のフレキシブル基板の巻回面に垂直に錯交する磁束の通過経路に設けられている、ことが好ましい。
【０００８】
また、前記磁性コアの一部に励磁インダクタンス値の調整用としてのエアギャップを有する、ことが好ましい。
前記磁性コアは、Ｅ形状をなす第一の磁性コアと、同じくＥ形状をなす第二の磁性コアの結合体で構成されてもよく、Ｕ形状をなす第一の磁性コアと、同じくＵ形状をなす第二の磁性コアの結合体で構成されてもよい。前者の場合、前記第一のフレキシブル基板及び第二のフレキシブル基板は、３個の磁性コア柱体のうち中央の磁性コア柱体に巻装され、後者の場合、磁性コア柱体の一方に巻装される。
【０００９】
また、前記第一のフレキシブル基板及び／又は第二のフレキシブル基板にポリイミドフィルムが使用されている、ことが好ましく、前記第一のフレキシブル基板及び前記第二のフレキシブル基板の間に介在する磁性材料にはフェライトポリマが使用されても良い。
【００１０】
本発明の集積装置においては、第一のフレキシブル基板と第二のフレキシブル基板と磁性コアが変圧器を構成する。そして、第一のフレキシブル基板と第二のフレキシブル基板との間に磁性材料層があることにより第一のフレキシブル基板はコイルとして動作してインダクタを構成する。また、前記第一のフレキシブル基板は、上記銅層として、相互に絶縁された二つ以上の銅層を備える場合に、キャパシタを構成する。
【００１１】
本発明のＬＬＣ共振コンバータの態様の一つは、上述の集積装置の内の何れか一つに記載の集積装置を搭載するように構成する。
本発明のＬＬＣ共振コンバータにおいては、第一のフレキシブル基板と第二のフレキシブル基板の各銅層をそれぞれボンディングパッド等を介して回路に接続することにより、ＬＬＣ共振コンバータ内の変圧器及び受動素子を集積することができる。特に、上記第一のフレキシブル基板が、相互に絶縁された二つ以上の銅層を備える第一フレキシブル基板である場合は、各銅層のそれぞれをボンディングパッド等を介して回路に接続する等することにより、ＬＬＣ共振コンバータ内の変圧器と共に受動素子として共振キャパシタ又は共振インダクタ等を集積することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、変圧器と共に他の受動素子を集積することが可能となる。また、ＬＬＣ共振コンバータの受動素子を変圧器に集積することができるため、体格あたりの出力密度が高くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
本発明を実施するための最良の形態として、ここでは、ＬＬＣ共振コンバータにおける受動素子の集積方法及び集積装置の構成について説明する。
【００１４】
当該集積装置は、後述する両面フレキシブル基板及び片面フレキシブル基板のようなフレキシブル基板を使用して構成される。この「フレキシブル基板」は「Flexible Printed Circuit」の日本語訳であり、絶縁板の上に金属配線してなるプリント回路基板（Printed Circuit Board）の一種に分類される。フレキシブル基板の特に特徴的な点は、屈曲して巻回することができるほどに柔軟性に優れたもの、例えばアモルファス太陽電池用フィルムの基板に使用されている薄型且つ柔軟なポリイミドフィルム等、が上記絶縁板の代わりに用いられているということである。以下では、絶縁板の代わりに用いられているポリイミドフィルム等を、絶縁板と区別して単に「フレキシブル基板」と呼ぶことにする。また、フレキシブル基板により構成されているものの全体も適宜「フレキシブル基板」と呼ぶことにする。当該フレキシブル基板上には電気的な接続を実現するための様々な金属配線パターンを製作することもできるが、発明者らの応用においては、両面又は全面に銅層を敷設するなどして、この銅層に外部回路へ接続するためのボンディングパッドを設けて使用する。
【００１５】
上記両面フレキシブル基板は表面に銅層を有する構造のフレキシブル基板である。ここで上記銅層として、相互に絶縁された二つ以上の銅層がフレキシブル基板の表面に備えられているとするならば、二つの銅層間に介在しているポリイミドフィルム等は絶縁媒体として作用するので、各銅層にそれぞれボンディングパッドを設けてＬＬＣ共振コンバータの外部回路（集積化されない電子部品により構成される回路等）に接続することにより、ＬＬＣ共振コンバータ内の共振キャパシタが構成される。
【００１６】
また、上記の両面フレキシブル基板を磁性コアに巻回することにより、上記銅層部分が後述する変圧器の一次巻線となり、ＬＬＣ共振コンバータ内の並列接続のインダクタ（励磁インダクタ）が構成される。
【００１７】
上記片面フレキシブル基板は一つの銅層を表面に有する構造のフレキシブル基板である。当該片面フレキシブル基板を、上記の磁性コアに、上記の両面フレキシブル基板の最外周面を囲むようにして巻回し、その上、片面フレキシブル基板の両端部分にボンディングパッドを設けてＬＬＣ共振コンバータの外部回路に接続することにより、片面フレキシブル基板の表面の銅層部分が上記一次巻線に対する二次巻線となり、ＬＬＣ共振コンバータ内の変圧器が構成される。
【００１８】
上記磁性コアは、上記の各銅層の周囲に発生する磁束を通しやすい磁性体からなり、空気よりも低抵抗な磁路を提供する。ここでは、上記一次巻線及び上記二次巻線を結合して、上記の変圧器を構成させている。この磁性コアにエアギャップを設ける等すれば、上記励磁インダクタの大きさの調節も可能になる。
【００１９】
なお、上記両面フレキシブル基板と上記片面フレキシブル基板との間に更に磁性材料層を配置すれば、上記変圧器における漏れインダクタンスが増加し、ＬＬＣ共振コンバータ内の直列接続のインダクタ（共振インダクタ）として活用できる。当該共振インダクタの大きさは上記の磁性材料層の厚み、高さ方向の長さ、巻回数等を変えることによって調節することができる。
【００２０】
上記集積装置の製造は、両面フレキシブル基板と片面フレキシブル基板とを製作する工程と、磁性コアに両面フレキシブル基板及び片面フレキシブル基板、必要に応じて磁性材料層をそれぞれ巻回して固定する工程と、両面フレキシブル基板の銅層及び片面フレキシブル基板の銅層をボンディングパッドを介して外部回路と接続する工程とを通じて行われる。
（実施例１）
図１は、実施例１による上記集積装置の構造図である。図１(A) には集積装置の全体構造が、図１(B) には磁性コアの下半分に対応する部分の構造が示されている。
【００２１】
図１(A) の集積装置１においては、上記磁性コアとして強磁性体からなるＥＥ形状の磁性コア１０を用いている。磁性コア１０は、共にＥ形状をなし強磁性体からなる、第一の磁性コア（ “上部コア１０−１”）と、第二の磁性コア（“下部コア１０−２”）の結合体で構成され、上下対称且つ左右位置に貫通孔が形成される配置で結合している。このように結合することにより、図１(A) の磁性コア１０において、上下方向に延びた３個の磁性コア柱体即ち中央柱体１０−５、側辺柱体１０−６Ｒ、及び側辺柱体１０−６Ｌを形成し、また、中央柱体１０−５と側辺柱体１０−６Ｒとの間及び中央柱体１０−５と側辺柱体１０−６Ｌとの間に、それぞれ、上記貫通孔としての開口部１０−７Ｒ及び開口部１０−７Ｌを形成している。
【００２２】
そして、ここでは、表面に銅層を有する第一のフレキシブル基板として、相互に絶縁された二つの銅層（第一の銅層及び第二の銅層とも呼ぶ）を有する両面フレキシブル基板３０と、表面に銅層を有する第二のフレキシブル基板として、全面に銅層を有する片面フレキシブル基板２０とを、互いの基板間にフェライトポリマ（Ferrite Polymer Composite）等の磁性材料層４０を介在させた状態で、上記片面フレキシブル基板２０が上記両面フレキシブル基板３０の最外周面を囲むように、開口部１０−７Ｒ及び開口部１０−７Ｌを通して中央柱体１０−５に巻回して設けている。
【００２３】
図１(B) において明らかであるが、上記の両面フレキシブル基板３０は、中央柱体１０−５の外周面側に片面を向けた状態で中央柱体１０−５の周囲に２回巻きにして設けている。また、片面フレキシブル基板２０は、片面を両面フレキシブル基板３０の最外周面に沿うようにして中央柱体１０−５の周囲に１回巻きにして、つまり最外周面を囲むようにして設けている。磁性材料層４０は両面フレキシブル基板３０の最外周面と片面フレキシブル基板２０の最内周面との間に中央柱体１０−５を一周して設けている。
【００２４】
なお、磁性コア１０と、各種フレキシブル基板２０、３０及び磁性材料層４０とは、振動に耐えるように又は物理的な特性を変えないようにするために粘着テープ等によりしっかり固定することが望ましい。
【００２５】
図２は図１(B) の上方側から見たときの両面フレキシブル基板３０の厚さ方向の構造図である。
図２に示すように、両面フレキシブル基板３０は、厚さ方向において、空白の矩形枠で示した互いに平行する銅層３００Ｕ及び銅層３００Ｄと、斜線部で示した層間（３００Ｕ及び３００Ｄの間）の絶縁層３０２と、これまた斜線部で示した、銅層３００Ｕ及び銅層３００Ｄの各々の露出面（同図においては銅層３００Ｕの上側の境界線及び銅層３００Ｄの下側の境界線が各々の露出面の一部として示されている）を覆う絶縁材３０４Ｕ及び絶縁材３０４Ｄとからなる構造をとっている。この構造は、例えば、ポリイミド（Polyimide）等を材料とするフレキシブル基板の両面、即ち上記厚さ方向に対して直交する表側の面及び裏側の面、に銅箔、絶縁材を順に敷設して構成される。
【００２６】
このように、ここでは、両面フレキシブル基板３０として、相互に絶縁された二つの銅層をフレキシブル基板の両面に備えたものが使用されている。
なお、フレキシブル基板の厚みは、現在の製造技術では様々な厚みにして実現することができるが、発明者らの設計要求としての柔軟性を考慮すると、例えば１ｍｍオーダー等のような薄い厚さのものが良い。
【００２７】
図３は図１(B)の両面フレキシブル基板３０を図１(B)の上方向から見た状態である。同図において上記の各々の銅層３００Ｕ、３００Ｄの両端部を端部３８、端部３６、及び、端部３７、端部３５で示している。両面フレキシブル基板３０とＬＬＣ共振コンバータの不図示の外部回路との接続は、同図に一例として示すように片側の銅層３００Ｕの片側の端部３８及びもう片側の銅層３００Ｄの片側の端部３５に、それぞれボンディングパッドを設け、不図示のボンディングワイヤを繋ぐ等して行う。
【００２８】
図４は図１(B) の上方側から見たときの片面フレキシブル基板２０の厚さ方向の構造図である。
図４に示すように、片面フレキシブル基板２０は、空白の矩形枠で示した銅層２００と、斜線部で示した、銅層２００の露出面（同図においては銅層２００の上側の境界線及び下側の境界線が各々の露出面の一部として示されている）を覆う絶縁材２０４Ｕ及び絶縁材２０４Ｄとからなる構造をとっている。
【００２９】
この構造は、例えば、ポリイミド（Polyimide）等を材料とするフレキシブル基板の全面に銅箔を被覆し、その上から両面に絶縁材２０４Ｕ、２０４Ｄを敷設して構成される。
このように、ここでは、片面フレキシブル基板２０として、フレキシブル基板の全面に一つの銅層を有するものが使用されている。
【００３０】
なお、フレキシブル基板の厚みは、両面フレキシブル基板３０と同様に例えば１ｍｍオーダー等のような薄い厚さのものが良い。
図５は図１(B) の片面フレキシブル基板２０を図１(B)の上方向から見た状態である。同図においては、上記の銅層２００の長さ方向の両端部を端部２３、端部２４で示している。片面フレキシブル基板２０とＬＬＣ共振コンバータの不図示の外部回路との接続は、同図に一例として示すように銅層２００の片方の端部２３及び他方の端部２４に、それぞれボンディングパッドを設け、不図示のボンディングワイヤを繋ぐ等して行う。
【００３１】
なお、上述の両面フレキシブル基板３０の、端部３５及び端部３８を外部回路に接続した場合においての集中パラメータの等価回路は、次のようになる。即ち、図６に示すように、コンデンサ（後述する図７の回路図中の共振キャパシタ７１に対応する）とインダクタ（後述する図７の回路図中の共振インダクタ７２に対応する）を直列接続したものになる。
【００３２】
図７は、上述した集積装置を用いて電力変換装置の一つとして構成したＬＬＣ共振コンバータの回路図である。ここでは一例としてコンバータの一次側の回路にハーフブリッジを、二次側の整流回路にフルブリッジ整流を適用した例を示している。即ち、同図において、電力デバイス６１及びそのボディダイオード６３と、電力デバイス６２及びそのボディダイオード６４とでハーフブリッジインバータ回路を形成している。また、整流ダイオード６５−６８とキャパシタ６９とでフルブリッジインバータ回路を形成している。なお、コンバータの一次側の回路に適用したハーフブリッジをフルブリッジ等に変えても実施は可能である。また、二次側の整流回路に適用したフルブリッジ整流を全波整流等に変えても実施は可能である。
【００３３】
さて、本実施例においては、同図の破線Ｃ内に示される各受動素子を上述の集積装置１により集積している。ここに示される受動素子には、矩形破線７６により囲まれる一次巻線７４と二次巻線７５からなる変圧器、一次巻線７４側に直列に接続された共振キャパシタ７１及び共振インダクタ７２、及び一次巻線７４側に並列に接続された励磁インダクタ７３がある。そして、これらは、図３及び図５において説明した各フレキシブル基板２０、３０の端部２３、２４、３５、３８、をボンディングパッド等を介して図７に示す対応関係で外部回路（ここでは破線Ｃの枠外に示される回路）の端子に接続することにより次のように集積装置に集積される。
【００３４】
上記の共振キャパシタ７１は、両面フレキシブル基板３０に設けた二つの銅層３００Ｕ、３００Ｄとそれらの間の絶縁媒体３０２とにより構成される。
上記の変圧器の１次巻線７４は、磁性コア１０に巻回された上記の両面フレキシブル基板３０の銅層部分３００Ｕ、３００Ｄにより形成される。 両面フレキシブル基板における第一の銅層と第二の銅層と、第一の磁性コアと第二の磁性コアとがＬＬＣ共振コンバータ内の並列インダクタ７３を構成し、両面フレキシブル基板における第一の銅層と第二の銅層とが同時に変圧器７６の一次巻線７４を構成する。
【００３５】
励磁インダクタ７３の値（励磁インダクタンス値）は、上記の磁性コア１０の中央柱体１０−５や側辺柱体１０−６Ｒ、１０−６Ｌにエアギャップ（間隙）を設け、その大きさを変えることにより調節する。例えばＥＥコア１０の上部コア１０−１及び下部コア１０−２の中央柱体１０−５が側辺柱体１０−６Ｒ、１０−６Ｌよりも短いもの選んで互いに接合したり、或いは上部コア１０−１と下部コア１０−２の接合部を適宜離す等して構成する。なお、エアギャップを設ける位置は磁性コア１０内を流れる磁束の通過経路上のエアギャップの距離の和が同じであればどこでも良い。そのため、磁性コア１０内を流れる磁束の通過経路上、たとえば中央柱体１０−５のみ、中央柱体１０−５以外の位置、又は中央柱体１０−５を含むさまざまな位置に分ける等して、エアギャップを設けても良い。
【００３６】
上記の変圧器の２次巻線７５は、磁性コア１０に巻回された上記の片面フレキシブル基板２０の銅層部分２００により形成される。本実施例において、磁性コア１０は、図１における両面フレキシブル基板３０のコイル面（巻回面）を垂直に錯交する、上記両面フレキシブル基板３０よりなる一次巻線７４及び上記片面フレキシブル基板２０よりなる二次巻線７５の磁束の通過経路に設けられている。このため、磁性コア１０内の磁束により一次巻線７４と二次巻線75は結合し、それにより変圧器が構成される。
【００３７】
上記共振インダクタ７２は、上記両面フレキシブル基板３０と上記片面フレキシブル基板２０との間に磁性材料層４０を配置したことにより形成される。
すなわち、両面フレキシブル基板と片面フレキシブル基板と上部及び下部の磁性コアとが形成する変圧器の漏れインダクタンスがＬＬＣ共振コンバータ内の共振インダクタ７２となり、磁性材料層の肉厚を調整することでＬＬＣ共振コンバータ内の共振インダクタ７２のインダクタンスが調整できる。磁性材料層４０により両面フレキシブル基板３０から一次巻線としての磁束が二次巻線としての片面フレキシブル基板２０に錯交せずに戻り、上記変圧器における漏れインダクタンスが増加する。それにより、両面フレキシブル基板３０はコイルとして動作し、インダクタとして活用できるレベルのインダクタンスが得られるようになる。当該共振インダクタ７２の値（共振インダクタンス値）は上記の磁性材料層４０の厚み、高さ方向の長さ、巻回数等を変えることによって調節する。
【００３８】
図中、符号３５，３８はそれぞれ両面フレキシブル基板における第一の銅層の先端と第二の銅層の尾端に溶着した外部回路接続用のパッドであり、２３，２４はそれぞれ片面フレキシブル基板における銅層の両端に溶着した外部回路接続用のパッドである。
【００３９】
なお、本実施例では、磁性コア１０としてＥＥ形状のものを示したが、この形状に限らず任意の適した形状としても良い。例えばＥＩ、ＥＱ、ＥＴＤ、ＰＱ、ＲＭ、又はＰＯＴ等のような形状が使用できる。或いは、磁性コアは図８に示すように、共にＵ形状をなし二つの磁性コア柱体を有する第一の磁性コア６０−１と第二の磁性コア６０−２とで構成することもでき、両面フレキシブル基板３０と磁性材料層４０と片面フレキシブル基板２０とを磁性コア柱体の一方に巻装する。ここで、磁性材料層４０は、フェライトポリマとすることができる。なお、両面フレキシブル基板３０と磁性材料層４０と片面フレキシブル基板２０の各構成及び磁性コア柱体の一方へそれらを巻装する方法については、上述のＥＥ形状の例を参照されたい。
【００４０】
また、両面フレキシブル基板３０及び片面フレキシブル基板２０の幅（図１Ａの上下方向の幅）と、磁性コア１０に形成される開口部１０-７Ｒ、１０−７Ｌの高さとの関係は、磁性コア１０の開口部１０-７Ｒ、１０−７Ｌの高さ以内に上記各フレキシブル基板２０、３０の幅が収まるようになっていれば良い。
【００４１】
また、本実施例では、磁性コア１０の中央柱体１０−５に対して各フレキシブル基板２０、３０を直接巻回したが、巻き取りの利便性をあげるためにフレームを介して巻回するようにしても良い。
【００４２】
また、本実施例では、一次側及び二次側の巻線即ち両面フレキシブル基板３０及び片面フレキシブル基板２０の巻き数をそれぞれ２回巻及び１回巻としたが、ニーズに応じて、１回巻き又は複数回巻きを適宜選び、両面フレキシブル基板３０及び片面フレキシブル基板２０を同軸上に巻回するようにして集積装置を構成しても良い。
【００４３】
また、本実施例では、１組の一次巻線及び二次巻線を示したが、ニーズに応じて複数組にしても良い。
また、本実施例では、漏れインダクタンスを増加させるために両面フレキシブル基板３０及び片面フレキシブル基板２０の間に磁性材料層４０を設けたが、両面フレキシブル基板３０及び片面フレキシブル基板２０の相互距離を引き離すことにより漏れインダクタンスを増加させるようにしても良い。
【００４４】
以上のように、本実施例の集積装置においては、ＬＬＣ共振コンバータ内の変圧器に共振インダクタ、共振キャパシタ、及び励磁インダクタを集積することができる。そのため、ＬＬＣ共振コンバータにおける体格あたりの出力密度が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実施例１による集積装置の構造図である。
【図２】図１(B) の上方側から見たときの両面フレキシブル基板３０の厚さ方向の構造図である。
【図３】図１(B) の両面フレキシブル基板３０を図１(B)の上方向から見た状態である。
【図４】図１(B) の上方側から見たときの片面フレキシブル基板２０の厚さ方向の構造図である。
【図５】図１(B) の片面フレキシブル基板２０を図１(B)の上方向から見た状態である。
【図６】両面フレキシブル基板３０の集中パラメータの等価回路である。
【図７】実施例１による集積装置を用いて構成したＬＬＣ共振コンバータの回路図である。
【図８】集積装置の他の実施例を示し、磁性コアをＵ形状で構成した集積装置の構造図である。
【符号の説明】
【００４６】
１ 集積装置
１０ 磁性コア
１０−１ 上部コア
１０−２ 下部コア
１０−５ 中央柱体
１０−６Ｒ、１０−６Ｌ 側辺柱体
１０−７Ｒ、１０−７Ｌ 開口部
２０ 片面フレキシブル基板
３０ 両面フレキシブル基板
４０ 磁性材料層
【技術分野】
【０００１】
本発明は受動素子を集積する集積装置に関し、特に変圧器と共に他の受動素子を集積する集積装置及び該集積装置により構成されたＬＬＣ共振コンバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年来、民生用電子製品における「軽、薄、小」への発展の趨勢は電子用の電力変換装置についてますます高い出力密度を求めるようになっている。高い出力密度を実現するためには、受動素子の体積を如何に低減するかということが鍵となる。なぜならば電子用の電力変換装置における受動素子は全体積の大部分を占めているからである。高周波化が受動素子の体積を低減する一つの重要な方向である。
【０００３】
また別の方向性が受動素子の集積である。これについては、金属箔巻製の小型インダクタ−キャパシタプロセッサを開示して、インダクタとキャパシタの集積を実現している（特許文献１〜３参照）。
【特許文献１】中国特許ZL０２８０１５４３．６
【特許文献２】国際出願公開ＷＯ０２／０９３５９３
【特許文献３】特表２００４−５２９５７４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電子用の電力変換装置は、とりわけ民生用電子製品中に応用される電子用の電力変換装置は、安全性の考慮から、通常は変圧器で絶縁する必要がある。
もし電力変換装置において変圧器、インダクタ及びキャパシタの集積が実現できれば、更に広範囲の受動素子の集積となり、更に有意義なものとなる。しかし、これまで、変圧器と共に他の受動素子が集積されたものはない。そのため、電力変換装置における集積化が進まないという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、変圧器と共に他の受動素子を集積する集積装置及び該集積装置を搭載したＬＬＣ共振コンバータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するために以下のように構成する。
本発明の集積装置の態様の一つは、受動素子を集積するものであって、磁性コアに巻回された、表面に銅層を有する第一のフレキシブル基板と、前記第一のフレキシブル基板の最外周面を囲むように前記磁性コアに巻回された、表面に銅層を有する第二のフレキシブル基板と、前記第一のフレキシブル基板及び前記第二のフレキシブル基板の間に介在させた前記磁性材料の層と、を有するように構成する。
【０００７】
なお、前記第一のフレキシブル基板については、相互に絶縁された二つ以上の銅層を有するように構成しても良い。
また、前記磁性コアは、前記第一のフレキシブル基板及び第二のフレキシブル基板の巻回面に垂直に錯交する磁束の通過経路に設けられている、ことが好ましい。
【０００８】
また、前記磁性コアの一部に励磁インダクタンス値の調整用としてのエアギャップを有する、ことが好ましい。
前記磁性コアは、Ｅ形状をなす第一の磁性コアと、同じくＥ形状をなす第二の磁性コアの結合体で構成されてもよく、Ｕ形状をなす第一の磁性コアと、同じくＵ形状をなす第二の磁性コアの結合体で構成されてもよい。前者の場合、前記第一のフレキシブル基板及び第二のフレキシブル基板は、３個の磁性コア柱体のうち中央の磁性コア柱体に巻装され、後者の場合、磁性コア柱体の一方に巻装される。
【０００９】
また、前記第一のフレキシブル基板及び／又は第二のフレキシブル基板にポリイミドフィルムが使用されている、ことが好ましく、前記第一のフレキシブル基板及び前記第二のフレキシブル基板の間に介在する磁性材料にはフェライトポリマが使用されても良い。
【００１０】
本発明の集積装置においては、第一のフレキシブル基板と第二のフレキシブル基板と磁性コアが変圧器を構成する。そして、第一のフレキシブル基板と第二のフレキシブル基板との間に磁性材料層があることにより第一のフレキシブル基板はコイルとして動作してインダクタを構成する。また、前記第一のフレキシブル基板は、上記銅層として、相互に絶縁された二つ以上の銅層を備える場合に、キャパシタを構成する。
【００１１】
本発明のＬＬＣ共振コンバータの態様の一つは、上述の集積装置の内の何れか一つに記載の集積装置を搭載するように構成する。
本発明のＬＬＣ共振コンバータにおいては、第一のフレキシブル基板と第二のフレキシブル基板の各銅層をそれぞれボンディングパッド等を介して回路に接続することにより、ＬＬＣ共振コンバータ内の変圧器及び受動素子を集積することができる。特に、上記第一のフレキシブル基板が、相互に絶縁された二つ以上の銅層を備える第一フレキシブル基板である場合は、各銅層のそれぞれをボンディングパッド等を介して回路に接続する等することにより、ＬＬＣ共振コンバータ内の変圧器と共に受動素子として共振キャパシタ又は共振インダクタ等を集積することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、変圧器と共に他の受動素子を集積することが可能となる。また、ＬＬＣ共振コンバータの受動素子を変圧器に集積することができるため、体格あたりの出力密度が高くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
本発明を実施するための最良の形態として、ここでは、ＬＬＣ共振コンバータにおける受動素子の集積方法及び集積装置の構成について説明する。
【００１４】
当該集積装置は、後述する両面フレキシブル基板及び片面フレキシブル基板のようなフレキシブル基板を使用して構成される。この「フレキシブル基板」は「Flexible Printed Circuit」の日本語訳であり、絶縁板の上に金属配線してなるプリント回路基板（Printed Circuit Board）の一種に分類される。フレキシブル基板の特に特徴的な点は、屈曲して巻回することができるほどに柔軟性に優れたもの、例えばアモルファス太陽電池用フィルムの基板に使用されている薄型且つ柔軟なポリイミドフィルム等、が上記絶縁板の代わりに用いられているということである。以下では、絶縁板の代わりに用いられているポリイミドフィルム等を、絶縁板と区別して単に「フレキシブル基板」と呼ぶことにする。また、フレキシブル基板により構成されているものの全体も適宜「フレキシブル基板」と呼ぶことにする。当該フレキシブル基板上には電気的な接続を実現するための様々な金属配線パターンを製作することもできるが、発明者らの応用においては、両面又は全面に銅層を敷設するなどして、この銅層に外部回路へ接続するためのボンディングパッドを設けて使用する。
【００１５】
上記両面フレキシブル基板は表面に銅層を有する構造のフレキシブル基板である。ここで上記銅層として、相互に絶縁された二つ以上の銅層がフレキシブル基板の表面に備えられているとするならば、二つの銅層間に介在しているポリイミドフィルム等は絶縁媒体として作用するので、各銅層にそれぞれボンディングパッドを設けてＬＬＣ共振コンバータの外部回路（集積化されない電子部品により構成される回路等）に接続することにより、ＬＬＣ共振コンバータ内の共振キャパシタが構成される。
【００１６】
また、上記の両面フレキシブル基板を磁性コアに巻回することにより、上記銅層部分が後述する変圧器の一次巻線となり、ＬＬＣ共振コンバータ内の並列接続のインダクタ（励磁インダクタ）が構成される。
【００１７】
上記片面フレキシブル基板は一つの銅層を表面に有する構造のフレキシブル基板である。当該片面フレキシブル基板を、上記の磁性コアに、上記の両面フレキシブル基板の最外周面を囲むようにして巻回し、その上、片面フレキシブル基板の両端部分にボンディングパッドを設けてＬＬＣ共振コンバータの外部回路に接続することにより、片面フレキシブル基板の表面の銅層部分が上記一次巻線に対する二次巻線となり、ＬＬＣ共振コンバータ内の変圧器が構成される。
【００１８】
上記磁性コアは、上記の各銅層の周囲に発生する磁束を通しやすい磁性体からなり、空気よりも低抵抗な磁路を提供する。ここでは、上記一次巻線及び上記二次巻線を結合して、上記の変圧器を構成させている。この磁性コアにエアギャップを設ける等すれば、上記励磁インダクタの大きさの調節も可能になる。
【００１９】
なお、上記両面フレキシブル基板と上記片面フレキシブル基板との間に更に磁性材料層を配置すれば、上記変圧器における漏れインダクタンスが増加し、ＬＬＣ共振コンバータ内の直列接続のインダクタ（共振インダクタ）として活用できる。当該共振インダクタの大きさは上記の磁性材料層の厚み、高さ方向の長さ、巻回数等を変えることによって調節することができる。
【００２０】
上記集積装置の製造は、両面フレキシブル基板と片面フレキシブル基板とを製作する工程と、磁性コアに両面フレキシブル基板及び片面フレキシブル基板、必要に応じて磁性材料層をそれぞれ巻回して固定する工程と、両面フレキシブル基板の銅層及び片面フレキシブル基板の銅層をボンディングパッドを介して外部回路と接続する工程とを通じて行われる。
（実施例１）
図１は、実施例１による上記集積装置の構造図である。図１(A) には集積装置の全体構造が、図１(B) には磁性コアの下半分に対応する部分の構造が示されている。
【００２１】
図１(A) の集積装置１においては、上記磁性コアとして強磁性体からなるＥＥ形状の磁性コア１０を用いている。磁性コア１０は、共にＥ形状をなし強磁性体からなる、第一の磁性コア（ “上部コア１０−１”）と、第二の磁性コア（“下部コア１０−２”）の結合体で構成され、上下対称且つ左右位置に貫通孔が形成される配置で結合している。このように結合することにより、図１(A) の磁性コア１０において、上下方向に延びた３個の磁性コア柱体即ち中央柱体１０−５、側辺柱体１０−６Ｒ、及び側辺柱体１０−６Ｌを形成し、また、中央柱体１０−５と側辺柱体１０−６Ｒとの間及び中央柱体１０−５と側辺柱体１０−６Ｌとの間に、それぞれ、上記貫通孔としての開口部１０−７Ｒ及び開口部１０−７Ｌを形成している。
【００２２】
そして、ここでは、表面に銅層を有する第一のフレキシブル基板として、相互に絶縁された二つの銅層（第一の銅層及び第二の銅層とも呼ぶ）を有する両面フレキシブル基板３０と、表面に銅層を有する第二のフレキシブル基板として、全面に銅層を有する片面フレキシブル基板２０とを、互いの基板間にフェライトポリマ（Ferrite Polymer Composite）等の磁性材料層４０を介在させた状態で、上記片面フレキシブル基板２０が上記両面フレキシブル基板３０の最外周面を囲むように、開口部１０−７Ｒ及び開口部１０−７Ｌを通して中央柱体１０−５に巻回して設けている。
【００２３】
図１(B) において明らかであるが、上記の両面フレキシブル基板３０は、中央柱体１０−５の外周面側に片面を向けた状態で中央柱体１０−５の周囲に２回巻きにして設けている。また、片面フレキシブル基板２０は、片面を両面フレキシブル基板３０の最外周面に沿うようにして中央柱体１０−５の周囲に１回巻きにして、つまり最外周面を囲むようにして設けている。磁性材料層４０は両面フレキシブル基板３０の最外周面と片面フレキシブル基板２０の最内周面との間に中央柱体１０−５を一周して設けている。
【００２４】
なお、磁性コア１０と、各種フレキシブル基板２０、３０及び磁性材料層４０とは、振動に耐えるように又は物理的な特性を変えないようにするために粘着テープ等によりしっかり固定することが望ましい。
【００２５】
図２は図１(B) の上方側から見たときの両面フレキシブル基板３０の厚さ方向の構造図である。
図２に示すように、両面フレキシブル基板３０は、厚さ方向において、空白の矩形枠で示した互いに平行する銅層３００Ｕ及び銅層３００Ｄと、斜線部で示した層間（３００Ｕ及び３００Ｄの間）の絶縁層３０２と、これまた斜線部で示した、銅層３００Ｕ及び銅層３００Ｄの各々の露出面（同図においては銅層３００Ｕの上側の境界線及び銅層３００Ｄの下側の境界線が各々の露出面の一部として示されている）を覆う絶縁材３０４Ｕ及び絶縁材３０４Ｄとからなる構造をとっている。この構造は、例えば、ポリイミド（Polyimide）等を材料とするフレキシブル基板の両面、即ち上記厚さ方向に対して直交する表側の面及び裏側の面、に銅箔、絶縁材を順に敷設して構成される。
【００２６】
このように、ここでは、両面フレキシブル基板３０として、相互に絶縁された二つの銅層をフレキシブル基板の両面に備えたものが使用されている。
なお、フレキシブル基板の厚みは、現在の製造技術では様々な厚みにして実現することができるが、発明者らの設計要求としての柔軟性を考慮すると、例えば１ｍｍオーダー等のような薄い厚さのものが良い。
【００２７】
図３は図１(B)の両面フレキシブル基板３０を図１(B)の上方向から見た状態である。同図において上記の各々の銅層３００Ｕ、３００Ｄの両端部を端部３８、端部３６、及び、端部３７、端部３５で示している。両面フレキシブル基板３０とＬＬＣ共振コンバータの不図示の外部回路との接続は、同図に一例として示すように片側の銅層３００Ｕの片側の端部３８及びもう片側の銅層３００Ｄの片側の端部３５に、それぞれボンディングパッドを設け、不図示のボンディングワイヤを繋ぐ等して行う。
【００２８】
図４は図１(B) の上方側から見たときの片面フレキシブル基板２０の厚さ方向の構造図である。
図４に示すように、片面フレキシブル基板２０は、空白の矩形枠で示した銅層２００と、斜線部で示した、銅層２００の露出面（同図においては銅層２００の上側の境界線及び下側の境界線が各々の露出面の一部として示されている）を覆う絶縁材２０４Ｕ及び絶縁材２０４Ｄとからなる構造をとっている。
【００２９】
この構造は、例えば、ポリイミド（Polyimide）等を材料とするフレキシブル基板の全面に銅箔を被覆し、その上から両面に絶縁材２０４Ｕ、２０４Ｄを敷設して構成される。
このように、ここでは、片面フレキシブル基板２０として、フレキシブル基板の全面に一つの銅層を有するものが使用されている。
【００３０】
なお、フレキシブル基板の厚みは、両面フレキシブル基板３０と同様に例えば１ｍｍオーダー等のような薄い厚さのものが良い。
図５は図１(B) の片面フレキシブル基板２０を図１(B)の上方向から見た状態である。同図においては、上記の銅層２００の長さ方向の両端部を端部２３、端部２４で示している。片面フレキシブル基板２０とＬＬＣ共振コンバータの不図示の外部回路との接続は、同図に一例として示すように銅層２００の片方の端部２３及び他方の端部２４に、それぞれボンディングパッドを設け、不図示のボンディングワイヤを繋ぐ等して行う。
【００３１】
なお、上述の両面フレキシブル基板３０の、端部３５及び端部３８を外部回路に接続した場合においての集中パラメータの等価回路は、次のようになる。即ち、図６に示すように、コンデンサ（後述する図７の回路図中の共振キャパシタ７１に対応する）とインダクタ（後述する図７の回路図中の共振インダクタ７２に対応する）を直列接続したものになる。
【００３２】
図７は、上述した集積装置を用いて電力変換装置の一つとして構成したＬＬＣ共振コンバータの回路図である。ここでは一例としてコンバータの一次側の回路にハーフブリッジを、二次側の整流回路にフルブリッジ整流を適用した例を示している。即ち、同図において、電力デバイス６１及びそのボディダイオード６３と、電力デバイス６２及びそのボディダイオード６４とでハーフブリッジインバータ回路を形成している。また、整流ダイオード６５−６８とキャパシタ６９とでフルブリッジインバータ回路を形成している。なお、コンバータの一次側の回路に適用したハーフブリッジをフルブリッジ等に変えても実施は可能である。また、二次側の整流回路に適用したフルブリッジ整流を全波整流等に変えても実施は可能である。
【００３３】
さて、本実施例においては、同図の破線Ｃ内に示される各受動素子を上述の集積装置１により集積している。ここに示される受動素子には、矩形破線７６により囲まれる一次巻線７４と二次巻線７５からなる変圧器、一次巻線７４側に直列に接続された共振キャパシタ７１及び共振インダクタ７２、及び一次巻線７４側に並列に接続された励磁インダクタ７３がある。そして、これらは、図３及び図５において説明した各フレキシブル基板２０、３０の端部２３、２４、３５、３８、をボンディングパッド等を介して図７に示す対応関係で外部回路（ここでは破線Ｃの枠外に示される回路）の端子に接続することにより次のように集積装置に集積される。
【００３４】
上記の共振キャパシタ７１は、両面フレキシブル基板３０に設けた二つの銅層３００Ｕ、３００Ｄとそれらの間の絶縁媒体３０２とにより構成される。
上記の変圧器の１次巻線７４は、磁性コア１０に巻回された上記の両面フレキシブル基板３０の銅層部分３００Ｕ、３００Ｄにより形成される。 両面フレキシブル基板における第一の銅層と第二の銅層と、第一の磁性コアと第二の磁性コアとがＬＬＣ共振コンバータ内の並列インダクタ７３を構成し、両面フレキシブル基板における第一の銅層と第二の銅層とが同時に変圧器７６の一次巻線７４を構成する。
【００３５】
励磁インダクタ７３の値（励磁インダクタンス値）は、上記の磁性コア１０の中央柱体１０−５や側辺柱体１０−６Ｒ、１０−６Ｌにエアギャップ（間隙）を設け、その大きさを変えることにより調節する。例えばＥＥコア１０の上部コア１０−１及び下部コア１０−２の中央柱体１０−５が側辺柱体１０−６Ｒ、１０−６Ｌよりも短いもの選んで互いに接合したり、或いは上部コア１０−１と下部コア１０−２の接合部を適宜離す等して構成する。なお、エアギャップを設ける位置は磁性コア１０内を流れる磁束の通過経路上のエアギャップの距離の和が同じであればどこでも良い。そのため、磁性コア１０内を流れる磁束の通過経路上、たとえば中央柱体１０−５のみ、中央柱体１０−５以外の位置、又は中央柱体１０−５を含むさまざまな位置に分ける等して、エアギャップを設けても良い。
【００３６】
上記の変圧器の２次巻線７５は、磁性コア１０に巻回された上記の片面フレキシブル基板２０の銅層部分２００により形成される。本実施例において、磁性コア１０は、図１における両面フレキシブル基板３０のコイル面（巻回面）を垂直に錯交する、上記両面フレキシブル基板３０よりなる一次巻線７４及び上記片面フレキシブル基板２０よりなる二次巻線７５の磁束の通過経路に設けられている。このため、磁性コア１０内の磁束により一次巻線７４と二次巻線75は結合し、それにより変圧器が構成される。
【００３７】
上記共振インダクタ７２は、上記両面フレキシブル基板３０と上記片面フレキシブル基板２０との間に磁性材料層４０を配置したことにより形成される。
すなわち、両面フレキシブル基板と片面フレキシブル基板と上部及び下部の磁性コアとが形成する変圧器の漏れインダクタンスがＬＬＣ共振コンバータ内の共振インダクタ７２となり、磁性材料層の肉厚を調整することでＬＬＣ共振コンバータ内の共振インダクタ７２のインダクタンスが調整できる。磁性材料層４０により両面フレキシブル基板３０から一次巻線としての磁束が二次巻線としての片面フレキシブル基板２０に錯交せずに戻り、上記変圧器における漏れインダクタンスが増加する。それにより、両面フレキシブル基板３０はコイルとして動作し、インダクタとして活用できるレベルのインダクタンスが得られるようになる。当該共振インダクタ７２の値（共振インダクタンス値）は上記の磁性材料層４０の厚み、高さ方向の長さ、巻回数等を変えることによって調節する。
【００３８】
図中、符号３５，３８はそれぞれ両面フレキシブル基板における第一の銅層の先端と第二の銅層の尾端に溶着した外部回路接続用のパッドであり、２３，２４はそれぞれ片面フレキシブル基板における銅層の両端に溶着した外部回路接続用のパッドである。
【００３９】
なお、本実施例では、磁性コア１０としてＥＥ形状のものを示したが、この形状に限らず任意の適した形状としても良い。例えばＥＩ、ＥＱ、ＥＴＤ、ＰＱ、ＲＭ、又はＰＯＴ等のような形状が使用できる。或いは、磁性コアは図８に示すように、共にＵ形状をなし二つの磁性コア柱体を有する第一の磁性コア６０−１と第二の磁性コア６０−２とで構成することもでき、両面フレキシブル基板３０と磁性材料層４０と片面フレキシブル基板２０とを磁性コア柱体の一方に巻装する。ここで、磁性材料層４０は、フェライトポリマとすることができる。なお、両面フレキシブル基板３０と磁性材料層４０と片面フレキシブル基板２０の各構成及び磁性コア柱体の一方へそれらを巻装する方法については、上述のＥＥ形状の例を参照されたい。
【００４０】
また、両面フレキシブル基板３０及び片面フレキシブル基板２０の幅（図１Ａの上下方向の幅）と、磁性コア１０に形成される開口部１０-７Ｒ、１０−７Ｌの高さとの関係は、磁性コア１０の開口部１０-７Ｒ、１０−７Ｌの高さ以内に上記各フレキシブル基板２０、３０の幅が収まるようになっていれば良い。
【００４１】
また、本実施例では、磁性コア１０の中央柱体１０−５に対して各フレキシブル基板２０、３０を直接巻回したが、巻き取りの利便性をあげるためにフレームを介して巻回するようにしても良い。
【００４２】
また、本実施例では、一次側及び二次側の巻線即ち両面フレキシブル基板３０及び片面フレキシブル基板２０の巻き数をそれぞれ２回巻及び１回巻としたが、ニーズに応じて、１回巻き又は複数回巻きを適宜選び、両面フレキシブル基板３０及び片面フレキシブル基板２０を同軸上に巻回するようにして集積装置を構成しても良い。
【００４３】
また、本実施例では、１組の一次巻線及び二次巻線を示したが、ニーズに応じて複数組にしても良い。
また、本実施例では、漏れインダクタンスを増加させるために両面フレキシブル基板３０及び片面フレキシブル基板２０の間に磁性材料層４０を設けたが、両面フレキシブル基板３０及び片面フレキシブル基板２０の相互距離を引き離すことにより漏れインダクタンスを増加させるようにしても良い。
【００４４】
以上のように、本実施例の集積装置においては、ＬＬＣ共振コンバータ内の変圧器に共振インダクタ、共振キャパシタ、及び励磁インダクタを集積することができる。そのため、ＬＬＣ共振コンバータにおける体格あたりの出力密度が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実施例１による集積装置の構造図である。
【図２】図１(B) の上方側から見たときの両面フレキシブル基板３０の厚さ方向の構造図である。
【図３】図１(B) の両面フレキシブル基板３０を図１(B)の上方向から見た状態である。
【図４】図１(B) の上方側から見たときの片面フレキシブル基板２０の厚さ方向の構造図である。
【図５】図１(B) の片面フレキシブル基板２０を図１(B)の上方向から見た状態である。
【図６】両面フレキシブル基板３０の集中パラメータの等価回路である。
【図７】実施例１による集積装置を用いて構成したＬＬＣ共振コンバータの回路図である。
【図８】集積装置の他の実施例を示し、磁性コアをＵ形状で構成した集積装置の構造図である。
【符号の説明】
【００４６】
１ 集積装置
１０ 磁性コア
１０−１ 上部コア
１０−２ 下部コア
１０−５ 中央柱体
１０−６Ｒ、１０−６Ｌ 側辺柱体
１０−７Ｒ、１０−７Ｌ 開口部
２０ 片面フレキシブル基板
３０ 両面フレキシブル基板
４０ 磁性材料層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受動素子を集積する集積装置であって、
磁性コアに巻回された、表面に銅層を有する第一のフレキシブル基板と、
前記第一のフレキシブル基板の最外周面を囲むように前記磁性コアに巻回された、表面に銅層を有する第二のフレキシブル基板と
前記第一のフレキシブル基板及び前記第二のフレキシブル基板の間に介在させた前記磁性材料の層と、
を有することを特徴とする集積装置。
【請求項２】
前記第一のフレキシブル基板は、相互に絶縁された二つ以上の銅層を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の集積装置。
【請求項３】
前記磁性コアは、前記第一のフレキシブル基板及び第二のフレキシブル基板の巻回面に垂直に錯交する磁束の通過経路に設けられている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の集積装置。
【請求項４】
前記磁性コアの一部に励磁インダクタンス値の調整用としてのエアギャップを有する、
ことを特徴とする請求項１乃至３の内の何れか一つに記載の集積装置。
【請求項５】
前記磁性コアは、共にＥ形状をなす第一の磁性コアと第二の磁性コアの結合体で構成され、
前記第一のフレキシブル基板、前記磁性材料層、及び前記第二のフレキシブル基板は、共に、前記結合体に含まれる３個の磁性コア柱体の内の中央の磁性コア柱体に巻装されている、
ことを特徴とする請求項１乃至４の内の何れか一つに記載の集積装置。
【請求項６】
前記磁性コアは、共にＵ形状をなす第一の磁性コアと第二の磁性コアの結合体で構成され、
前記第一のフレキシブル基板、前記磁性材料層、及び前記第二のフレキシブル基板は、共に、前記結合体に含まれる２個の磁性コア柱体の内の一方に巻装されている、
ことを特徴とする請求項１乃至４の内の何れか一つに記載の集積装置。
【請求項７】
前記第一のフレキシブル基板及び第二のフレキシブル基板は、それぞれ、１回巻きで又は複数回巻きで同軸上に巻回されている、
ことを特徴とする請求項５又は６の内の何れか一つに記載の集積装置。
【請求項８】
前記第一のフレキシブル基板及び／又は第二のフレキシブル基板にポリイミドフィルムが使用されている、
ことを特徴とする請求項１乃至７の内の何れか一つに記載の集積装置。
【請求項９】
前記第一のフレキシブル基板及び前記第二のフレキシブル基板の間に介在させた前記磁性材料にフェライトポリマが使用されている、
ことを特徴とする請求項１乃至８の内の何れか一つに記載の集積装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか一つに記載の集積装置を搭載したＬＬＣ共振コンバータ。
【請求項１】
受動素子を集積する集積装置であって、
磁性コアに巻回された、表面に銅層を有する第一のフレキシブル基板と、
前記第一のフレキシブル基板の最外周面を囲むように前記磁性コアに巻回された、表面に銅層を有する第二のフレキシブル基板と
前記第一のフレキシブル基板及び前記第二のフレキシブル基板の間に介在させた前記磁性材料の層と、
を有することを特徴とする集積装置。
【請求項２】
前記第一のフレキシブル基板は、相互に絶縁された二つ以上の銅層を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の集積装置。
【請求項３】
前記磁性コアは、前記第一のフレキシブル基板及び第二のフレキシブル基板の巻回面に垂直に錯交する磁束の通過経路に設けられている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の集積装置。
【請求項４】
前記磁性コアの一部に励磁インダクタンス値の調整用としてのエアギャップを有する、
ことを特徴とする請求項１乃至３の内の何れか一つに記載の集積装置。
【請求項５】
前記磁性コアは、共にＥ形状をなす第一の磁性コアと第二の磁性コアの結合体で構成され、
前記第一のフレキシブル基板、前記磁性材料層、及び前記第二のフレキシブル基板は、共に、前記結合体に含まれる３個の磁性コア柱体の内の中央の磁性コア柱体に巻装されている、
ことを特徴とする請求項１乃至４の内の何れか一つに記載の集積装置。
【請求項６】
前記磁性コアは、共にＵ形状をなす第一の磁性コアと第二の磁性コアの結合体で構成され、
前記第一のフレキシブル基板、前記磁性材料層、及び前記第二のフレキシブル基板は、共に、前記結合体に含まれる２個の磁性コア柱体の内の一方に巻装されている、
ことを特徴とする請求項１乃至４の内の何れか一つに記載の集積装置。
【請求項７】
前記第一のフレキシブル基板及び第二のフレキシブル基板は、それぞれ、１回巻きで又は複数回巻きで同軸上に巻回されている、
ことを特徴とする請求項５又は６の内の何れか一つに記載の集積装置。
【請求項８】
前記第一のフレキシブル基板及び／又は第二のフレキシブル基板にポリイミドフィルムが使用されている、
ことを特徴とする請求項１乃至７の内の何れか一つに記載の集積装置。
【請求項９】
前記第一のフレキシブル基板及び前記第二のフレキシブル基板の間に介在させた前記磁性材料にフェライトポリマが使用されている、
ことを特徴とする請求項１乃至８の内の何れか一つに記載の集積装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか一つに記載の集積装置を搭載したＬＬＣ共振コンバータ。
【図７】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【公開番号】特開２００９−１９３９７７（Ｐ２００９−１９３９７７Ａ）
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８１０６（Ｐ２００８−２８１０６）
【出願日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【出願人】（５０５０７２６５０）浙江大学 (10)
【出願人】（５９１０８３２４４）富士電機システムズ株式会社 (1,717)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【出願人】（５０５０７２６５０）浙江大学 (10)
【出願人】（５９１０８３２４４）富士電機システムズ株式会社 (1,717)
【Ｆターム（参考）】
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