JP2000208327A - 積層基板によるコイルでの回路構成 - Google Patents
積層基板によるコイルでの回路構成Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板上のパターンの作画範囲を少なく
し、容量的な誤差を小さくしたコイルをエッチング等に
より形成させ、ＬＣ共振回路やトランス等の構造体を構
成させる。 【解決手段】 多層間で導通体が螺旋状に接続されるよ
うに積層し、電気的なコイルを構成させ静電容量が得ら
れるパターン接続する事で、ＬＣ共振回路を構成させ
る。又、電気的なコイルのパターンを２以上用意して互
いに接近させた位置に配置する事でトランス回路を構成
させる。
し、容量的な誤差を小さくしたコイルをエッチング等に
より形成させ、ＬＣ共振回路やトランス等の構造体を構
成させる。 【解決手段】 多層間で導通体が螺旋状に接続されるよ
うに積層し、電気的なコイルを構成させ静電容量が得ら
れるパターン接続する事で、ＬＣ共振回路を構成させ
る。又、電気的なコイルのパターンを２以上用意して互
いに接近させた位置に配置する事でトランス回路を構成
させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板の製
造工程により構成できる電気的なコイルとコンデンサに
よる並列又は直列の共振回路の機能及び電気的なトラン
スの機能を持たせた構造の製造方法及び構造体に関す
る。
造工程により構成できる電気的なコイルとコンデンサに
よる並列又は直列の共振回路の機能及び電気的なトラン
スの機能を持たせた構造の製造方法及び構造体に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】プリント基板の製造工程によりインダク
タンスや、静電容量を持たせて回路形成する場合、平面
的な作画に依存する方法が採られている。
タンスや、静電容量を持たせて回路形成する場合、平面
的な作画に依存する方法が採られている。
【０００３】
【０００４】平面的な作画により電気的なコイルを形成
させようとした場合、図１０に示すように、渦巻き状の
作画になるため、電気的なコイルとしてのインダクタン
スを大きくしようとした場合、巻き数を増やす事になり
平面的な作画の範囲が広くなるので、その他の回路部品
の実装面積が制限される問題があった。
させようとした場合、図１０に示すように、渦巻き状の
作画になるため、電気的なコイルとしてのインダクタン
スを大きくしようとした場合、巻き数を増やす事になり
平面的な作画の範囲が広くなるので、その他の回路部品
の実装面積が制限される問題があった。
【０００５】平面的な作画により電気的なコンデンサと
同等の機能を持つパターンを形成させようとした場合、
静電容量を確保するための電極間の距離がパターンのエ
ッチングの精度に依存するので、この距離が変動した場
合、距離の２乗に反比例した静電容量が得られエッチン
グの誤差が２乗されて静電容量の誤差になる問題があっ
た。
同等の機能を持つパターンを形成させようとした場合、
静電容量を確保するための電極間の距離がパターンのエ
ッチングの精度に依存するので、この距離が変動した場
合、距離の２乗に反比例した静電容量が得られエッチン
グの誤差が２乗されて静電容量の誤差になる問題があっ
た。
【０００６】本発明は、電気的なコンデンサの誤差が発
生しやすい電極間の距離を絶縁物の厚みに依存させる事
により誤差の範囲を小さくし、電気的なコイルを立体的
なソレノイド構造にする事による平面方向での面積に対
するインダクタンスの確保を向上させた多層基板等での
製造方法及び、構造体を提供し電気的なコイルやコンデ
ンサにより構成できるＬＣ共振回路やトランス等を基板
上のパターニングにより製造できるようにする事を目的
とする。
生しやすい電極間の距離を絶縁物の厚みに依存させる事
により誤差の範囲を小さくし、電気的なコイルを立体的
なソレノイド構造にする事による平面方向での面積に対
するインダクタンスの確保を向上させた多層基板等での
製造方法及び、構造体を提供し電気的なコイルやコンデ
ンサにより構成できるＬＣ共振回路やトランス等を基板
上のパターニングにより製造できるようにする事を目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本発明では積層基板で電気的なコイルの機能を持た
せる構造にするために、多層間でパターンをソレノイド
形状に類似した形状になるように積層しながら接続す
る。また、ソレノイド形状に類似させて形成したパター
ンと層間で近接させてパターンを配置することで電気的
なコンデンサを形成し、両者を交流の電気的に接続する
ことで、電気的なコイルとコンデンサによる共振回路を
構成する。又、多層間でパターンをソレノイド形状に類
似した形状になるように積層しながら接続されたコイル
を２以上構成し互いに接近させる事で電気的なトランス
を構成する。
に、本発明では積層基板で電気的なコイルの機能を持た
せる構造にするために、多層間でパターンをソレノイド
形状に類似した形状になるように積層しながら接続す
る。また、ソレノイド形状に類似させて形成したパター
ンと層間で近接させてパターンを配置することで電気的
なコンデンサを形成し、両者を交流の電気的に接続する
ことで、電気的なコイルとコンデンサによる共振回路を
構成する。又、多層間でパターンをソレノイド形状に類
似した形状になるように積層しながら接続されたコイル
を２以上構成し互いに接近させる事で電気的なトランス
を構成する。
【０００８】
【０００９】図１、図２において、積層構造体の最上部
にある円周状の導電体（１）を複数積層した場合、１層
目の導電体で一方の端を起点（１１）として回転方向を
定め、終点側の部分を２層目の同一回転方向での起点側
の部分に接続部（２）を通じて接続する。同様にして２
層目と３層目、３層目と４層目、４層目と５層目を各々
接続させる。上記の接続により１層目から最下層までは
ソレノイド構造となる電気的な接続が得られ、起点（１
１）と終点（１２）の間で電気的なコイルの機能を持っ
た構造が構成される。又、図１は接続部（２）に貫通ス
ルホールを利用した場合の例であり、図２は接続部
（２）にブラインドバイヤホールを利用した場合の例で
ある。
にある円周状の導電体（１）を複数積層した場合、１層
目の導電体で一方の端を起点（１１）として回転方向を
定め、終点側の部分を２層目の同一回転方向での起点側
の部分に接続部（２）を通じて接続する。同様にして２
層目と３層目、３層目と４層目、４層目と５層目を各々
接続させる。上記の接続により１層目から最下層までは
ソレノイド構造となる電気的な接続が得られ、起点（１
１）と終点（１２）の間で電気的なコイルの機能を持っ
た構造が構成される。又、図１は接続部（２）に貫通ス
ルホールを利用した場合の例であり、図２は接続部
（２）にブラインドバイヤホールを利用した場合の例で
ある。
【００１０】図３において、円周状の導電体（１）と接
続部（２）により構成されたソレノイド構造に対して任
意の位置でコンデンサの機能を持たせるための電極（１
４）を接続し、次の層でコンデンサの機能を持たせるた
めの電極（１４）に対して直流の電気的に絶縁された状
態で電極（１５）を配置する事で電気的なコンデンサの
機能を持たせた構造を構成させる。これにより電気的な
コイルとコンデンサの並列共振回路が構成される。同様
にして、複数の電気的なコンデンサの機能を持たせた構
造を構成する事により図１１と等価の機能を持たせた回
路を構成できる。
続部（２）により構成されたソレノイド構造に対して任
意の位置でコンデンサの機能を持たせるための電極（１
４）を接続し、次の層でコンデンサの機能を持たせるた
めの電極（１４）に対して直流の電気的に絶縁された状
態で電極（１５）を配置する事で電気的なコンデンサの
機能を持たせた構造を構成させる。これにより電気的な
コイルとコンデンサの並列共振回路が構成される。同様
にして、複数の電気的なコンデンサの機能を持たせた構
造を構成する事により図１１と等価の機能を持たせた回
路を構成できる。
【００１１】図４において、円周状の導電体（１）と接
続部（２）により構成されたソレノイド構造に対して電
気的なコイルとしての任意の位置でコンデンサの機能を
持たせるための電極（１４）を接続し、次の層でコンデ
ンサの機能を持たせるための電極（１４）に対して直流
の電気的に絶縁された状態で電極（１６）を配置する事
で電気的なコンデンサの機能を持たせた構造を構成す
る。これにより図１２に示すような電気的なコイルとコ
ンデンサの直列共振回路が構成される。
続部（２）により構成されたソレノイド構造に対して電
気的なコイルとしての任意の位置でコンデンサの機能を
持たせるための電極（１４）を接続し、次の層でコンデ
ンサの機能を持たせるための電極（１４）に対して直流
の電気的に絶縁された状態で電極（１６）を配置する事
で電気的なコンデンサの機能を持たせた構造を構成す
る。これにより図１２に示すような電気的なコイルとコ
ンデンサの直列共振回路が構成される。
【００１２】図５は、接続部（２）にブラインドバイヤ
ホールを利用したときの例で、積層基板の平面に対して
垂直方向から見たときの図であり、円周状の導電体
（１）に対する接続部（２）の配置を、円周状の導電体
（１）上に配置した例である。
ホールを利用したときの例で、積層基板の平面に対して
垂直方向から見たときの図であり、円周状の導電体
（１）に対する接続部（２）の配置を、円周状の導電体
（１）上に配置した例である。
【００１３】図６は、接続部（２）に貫通スルホールを
利用したときの例で、積層基板の平面に対して垂直方向
から見たときの図であり、円周状の導電体（１）に対す
る接続部（２）の配置を、円周状の導電体（１）に対し
て内周側に配置した例である。
利用したときの例で、積層基板の平面に対して垂直方向
から見たときの図であり、円周状の導電体（１）に対す
る接続部（２）の配置を、円周状の導電体（１）に対し
て内周側に配置した例である。
【００１４】図７は、接続部（２）に貫通スルホールを
利用したときの例で、積層基板の平面に対して垂直方向
から見たときの図であり、円周状の導電体（１）に対す
る接続部（２）の配置を、円周状の導電体（１）に対し
て外周側に配置した例である。
利用したときの例で、積層基板の平面に対して垂直方向
から見たときの図であり、円周状の導電体（１）に対す
る接続部（２）の配置を、円周状の導電体（１）に対し
て外周側に配置した例である。
【００１５】図８は、接続部（２）に貫通スルホールを
利用したときの例で、積層基板の平面に対して垂直方向
から見たときの図であり、円周状の導電体（１）に対す
る接続部（２）の配置を、円周状の導電体（１）に対し
て外周側と内周側の両方に配置した例である。
利用したときの例で、積層基板の平面に対して垂直方向
から見たときの図であり、円周状の導電体（１）に対す
る接続部（２）の配置を、円周状の導電体（１）に対し
て外周側と内周側の両方に配置した例である。
【００１６】図９は、ブラインドバイヤホールを利用し
て並列共振回路を構成させた場合の構造体をパターンに
対して水平方向から見たときの図であり、円周状の導電
体（１）同士及びコンデンサの電極（１４）（１５）同
士は絶縁体（５）によってパターンに対して垂直方向に
間隔を取った状態で配置される。
て並列共振回路を構成させた場合の構造体をパターンに
対して水平方向から見たときの図であり、円周状の導電
体（１）同士及びコンデンサの電極（１４）（１５）同
士は絶縁体（５）によってパターンに対して垂直方向に
間隔を取った状態で配置される。
【００１７】図１３においては、層別に円周状の導電体
（１）を配置して２以上のコイルを構成させた場合の例
であり図１５に示すようなトランスの機能を持つ構造と
なる。
（１）を配置して２以上のコイルを構成させた場合の例
であり図１５に示すようなトランスの機能を持つ構造と
なる。
【００１８】図１３においては、同層に円周状の導電体
（１）を配置して２以上のコイルを構成させた場合の例
であり図１５に示すようなトランスの機能を持つ構造と
なる。
（１）を配置して２以上のコイルを構成させた場合の例
であり図１５に示すようなトランスの機能を持つ構造と
なる。
【００１９】図１６においては、図１４によりトランス
を構成させた例の断面図であり、１次側の円周状の導電
体（２０）と２次側の円周状の導電体（２１）を挟み込
む配置でパターンに対して直近の位置の基板へ３つの穴
を設け、その穴に対してＥＩの形状に類似した磁気透過
率のよいフェライト等（２３）を取り付けた構造体。
を構成させた例の断面図であり、１次側の円周状の導電
体（２０）と２次側の円周状の導電体（２１）を挟み込
む配置でパターンに対して直近の位置の基板へ３つの穴
を設け、その穴に対してＥＩの形状に類似した磁気透過
率のよいフェライト等（２３）を取り付けた構造体。
【００２０】図１７においては、図１４によりトランス
を構成させた例の断面図であり、１次側の円周状の導電
体（２０）と２次側の円周状の導電体（２１）との中心
付近の位置に基板へ１つの穴を設け、その穴に対してペ
ースト状の磁気透過率のよいフェライト等を封入した構
造体。
を構成させた例の断面図であり、１次側の円周状の導電
体（２０）と２次側の円周状の導電体（２１）との中心
付近の位置に基板へ１つの穴を設け、その穴に対してペ
ースト状の磁気透過率のよいフェライト等を封入した構
造体。
【００２１】電気的なコイルを構成させる場合の円周状
の導電体（１）に対する接続部（２）の配置の例を図
５、図６、図７、図８に示す。又、接続部（２）を図
６、図７、図８に示す配置でブラインドバイヤホールを
利用する場合は図１３に示すように円周状の導電体
（１）から接続部（２）に対してパターンを引き出す必
要がある。
の導電体（１）に対する接続部（２）の配置の例を図
５、図６、図７、図８に示す。又、接続部（２）を図
６、図７、図８に示す配置でブラインドバイヤホールを
利用する場合は図１３に示すように円周状の導電体
（１）から接続部（２）に対してパターンを引き出す必
要がある。
【００２２】図１８、図１９においては、任意の層に平
行に配列したパターン（３２）のうち、端側に配置され
たパターンの一方の端を、接続部（２）により平行に配
列したパターン（３２）を一定方向に連続して接続でき
る配置をしたパターン（３１）の一方の端へ接続して、
パターン（３１）のもう一方の端を、接続部（２）によ
り次の平行に配列したパターン（３２）へ接続する。同
様にしてパターン（３２）とパターン（３１）を交互に
接続する事で、ソレノイド構造となる電気的な接続が得
られ、起点（１１）と終点（１２）の間で電気的なコイ
ルの機能を持った構造が構成される。
行に配列したパターン（３２）のうち、端側に配置され
たパターンの一方の端を、接続部（２）により平行に配
列したパターン（３２）を一定方向に連続して接続でき
る配置をしたパターン（３１）の一方の端へ接続して、
パターン（３１）のもう一方の端を、接続部（２）によ
り次の平行に配列したパターン（３２）へ接続する。同
様にしてパターン（３２）とパターン（３１）を交互に
接続する事で、ソレノイド構造となる電気的な接続が得
られ、起点（１１）と終点（１２）の間で電気的なコイ
ルの機能を持った構造が構成される。
【図１】電気的なコイルと同等の機能を持つ構造体の実
施例を示す貫通スルホールを利用した絶縁体（５）を除
く立体図。
施例を示す貫通スルホールを利用した絶縁体（５）を除
く立体図。
【図２】電気的なコイルと同等の機能を持つ構造体の実
施例を示すブラインドバイヤホールを利用した絶縁体
（５）を除く立体図。
施例を示すブラインドバイヤホールを利用した絶縁体
（５）を除く立体図。
【図３】電気的なＬＣ並列共振回路と同等の機能を持つ
構造体の実施例を示す接続部（２）をブラインドバイヤ
ホールにした場合の、絶縁体（５）を除く立体図。
構造体の実施例を示す接続部（２）をブラインドバイヤ
ホールにした場合の、絶縁体（５）を除く立体図。
【図４】電気的なＬＣ直列共振回路と同等の機能を持つ
構造体の実施例を示す接続部（２）をブラインドバイヤ
ホールにした場合の、絶縁体（５）を除く立体図。
構造体の実施例を示す接続部（２）をブラインドバイヤ
ホールにした場合の、絶縁体（５）を除く立体図。
【図５】ブラインドバイヤホールを円周状の導電体
（１）上に配置した時の上面視図。
（１）上に配置した時の上面視図。
【図６】貫通スルホールを円周状の導電体（１）の内側
に配置した時の上面視図。
に配置した時の上面視図。
【図７】貫通スルホールを円周状の導電体（１）の外側
に配置した時の上面視図。
に配置した時の上面視図。
【図８】貫通スルホールを円周状の導電体（１）の外側
と内側に配置した時の上面視図。
と内側に配置した時の上面視図。
【図９】並列共振回路と同等なパターンを構成させた場
合のパターンに対して水平方向からの見た時の図。
合のパターンに対して水平方向からの見た時の図。
【図１０】平面的な作画によるコイルの図。
【図１１】図３の等価回路図。
【図１２】図４の等価回路図。
【図１３】層別に１次側と２次側の円周状の導電体を配
置してトランスを構成させた場合の、絶縁体（５）を除
く立体図。
置してトランスを構成させた場合の、絶縁体（５）を除
く立体図。
【図１４】同層に１次側と２次側の円周状の導電体を配
置してトランスを構成させた場合の、絶縁体（５）を除
く立体図。
置してトランスを構成させた場合の、絶縁体（５）を除
く立体図。
【図１５】図１３、図１４の等価回路図。
【図１６】図１４による構造で、電気的なトランスを構
成させ、ＥＩのフェライト等を組み込んだ場合の図。
成させ、ＥＩのフェライト等を組み込んだ場合の図。
【図１７】図１４による構造で、電気的なトランスを構
成させ、コイルの中心付近にペースト状のフェライト等
を封入した場合の図。
成させ、コイルの中心付近にペースト状のフェライト等
を封入した場合の図。
【図１８】電気的なコイルと同等の機能を持つ構造体を
２層間で、平行に配置されたパターンで実施した例を示
す上面視透視図。
２層間で、平行に配置されたパターンで実施した例を示
す上面視透視図。
【図１９】電気的なコイルと同等の機能を持つ構造体を
２層間で、平行に配置されたパターンで実施した例を示
す、絶縁体（５）を除く立体図。
２層間で、平行に配置されたパターンで実施した例を示
す、絶縁体（５）を除く立体図。
【図２０】電気的なコイルと同等の機能を持つ構造体を
２層間で、平行に配置されたパターンで実施した例を示
す、断面図。
２層間で、平行に配置されたパターンで実施した例を示
す、断面図。
１ コイルを構成させる導電体のパターン。 ２ 貫通スルホール、ブラインドバイヤホール等の導電
体の接続部。 ３ 貫通スルホールを接続させるためのラウンド。 ５ 絶縁体。 １１ コイルを構成したときの始点。 １２ コイルを構成したときの終点。 １３ コンデンサを構成したときの電気的取り出し点。 １４ コイルに接続される側のコンデンサの電極。 １５ 並列共振回路の図を説明する為のコイルと絶縁さ
れた側の電極。 １６ 直列共振回路の図を説明する為のコイルと絶縁さ
れた側の電極。 １７ トランスを構成したときの２次側の始点。 １８ トランスを構成したときの２次側の終点。 ２０ トランスを構成したときの１次側のパターン断
面。 ２１ トランスを構成したときの２次側のパターン断
面。 ２２ ペースト状のフェライト等。 ２３ ＥＩ形状のフェライト等。 ３１ 一定方向に接続できる配置をしたパターン。 ３２ 平行に配列したパターン。
体の接続部。 ３ 貫通スルホールを接続させるためのラウンド。 ５ 絶縁体。 １１ コイルを構成したときの始点。 １２ コイルを構成したときの終点。 １３ コンデンサを構成したときの電気的取り出し点。 １４ コイルに接続される側のコンデンサの電極。 １５ 並列共振回路の図を説明する為のコイルと絶縁さ
れた側の電極。 １６ 直列共振回路の図を説明する為のコイルと絶縁さ
れた側の電極。 １７ トランスを構成したときの２次側の始点。 １８ トランスを構成したときの２次側の終点。 ２０ トランスを構成したときの１次側のパターン断
面。 ２１ トランスを構成したときの２次側のパターン断
面。 ２２ ペースト状のフェライト等。 ２３ ＥＩ形状のフェライト等。 ３１ 一定方向に接続できる配置をしたパターン。 ３２ 平行に配列したパターン。
Claims (11)
- 【請求項１】 積層基板の製造過程において円周状の
導電体（１）と絶縁体（５）を複数にわたって積層し、
円周状の導電体（１）同士を接続部（２）により連続し
た状態で接続し電気的な導通部分をソレノイド構造に類
似させ、電気的なコイルと同等な機能を持たせた構造
体。 - 【請求項２】 ２層以上の積層基板の製造過程におい
て、任意の層に平行に配列したパターン（３２）を配置
して、そのパターンが配置された層以外の層に、そのパ
ターン（３２）を一定方向に連続して接続できる配置を
したパターン（３１）を配置して、各々のパターンを接
続部（２）により接続し電気的な導通部分をソレノイド
構造に類似させ、電気的なコイルと同等な機能を持たせ
た構造体。 - 【請求項３】 請求項１又は、請求項２の構造体の、
ソレノイド構造とした円周状の導電体（１）又は、平行
に配置されたパターン（３２）又は、一定方向に連続て
接続できる配置のパターン（３１）に対して静電容量が
得られる広さの電極（１４）を接続して、静電容量が得
られる広さの電極（１４）から直流の電気的に絶縁され
た状態で、これに向い合う位置に電極（１５）を配置す
る事で電気的なコンデンサと同等な機能を持たせ、ソレ
ノイド構造による電気的なコイル機能と交流の電気的に
接続されるようにする事でＬＣの並列共振回路の機能を
持たせた構造体。 - 【請求項４】 請求項３の電気的なコンデンサと同等
な機能を持つ構造体部分を複数にわたってコイルの接続
部分を変えて配置し複数の共振点を持つＬＣの共振回路
の機能を持たせた構造体。 - 【請求項５】 請求項１又は、請求項２の構造体の、
電気的な導通部分によるソレノイド構造の途中又は、終
端で、静電容量が得られる広さの電極（１４）を接続し
て、静電容量が得られる広さの電極（１４）から直流の
電気的に絶縁された状態で、これに向い合う位置に電極
（１６）を配置する事で電気的なコンデンサと同等な機
能を持たせ、ソレノイド構造による電気的なコイル機能
と交流の電気的に接続されるようにする事でＬＣの直列
共振回路の機能を持たせた構造体。 - 【請求項６】 請求項５のコイル及びコンデンサの直
列接続された機能を持つ構造体を複数にわたって配置
し、複数の共振点を持つＬＣの共振回路の機能を持たせ
た構造体。 - 【請求項７】 円周状の導電体（１）を楕円や、多角
形等の周回できる形状にした場合や、１層上で１周以上
の周回する形状にして１以上重なるソレノイド構造にし
た請求項１及び請求項３及び請求項４及び請求項５及び
請求項６の構造体。 - 【請求項８】 請求項４及び請求項６の構造体の電気
的なコンデンサと同等な機能を持たせた電極を、電極に
対して垂直に見た場合に、直近の電気的なコンデンサと
同等な機能を持たせた電極同士を、多層間で重ならない
位置で配置し、多層間の電気的なコンデンサと同等な機
能を持たせた電極同士での電気的な干渉を軽減させた構
造体。 - 【請求項９】 請求項１又は、請求項２と同等な構造
体を利用して２以上のコイルを構成し両コイルを直流の
電気的に絶縁した状態で、電気的なトランスと同等な機
能を持たせた構造体とし、１次側のコイルの磁気による
影響を大きく受ける位置に２次側のコイルを配置した構
造体。 - 【請求項１０】 請求項１の構造体でコイルを構成する
パターンに対して直近の位置の基板に１以上の穴を設
け、その穴に対してＥＩ又は、棒の形状に類似した形状
の磁気透過率のよいフェライト等を組み込んだ構造体。 - 【請求項１１】 請求項１の構造体でコイルを構成する
パターンに対して直近の位置の基板に１以上の穴を設
け、その穴に対してペースト状の磁気透過率のよいフェ
ライト等を封入した構造体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11007110A JP2000208327A (ja) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | 積層基板によるコイルでの回路構成 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11007110A JP2000208327A (ja) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | 積層基板によるコイルでの回路構成 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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-
1999
- 1999-01-14 JP JP11007110A patent/JP2000208327A/ja active Pending
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