JP2001274024A - 磁気デバイスとその製造方法 - Google Patents
磁気デバイスとその製造方法Info
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- H01F27/2804—Printed windings
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- H05K1/141—One or more single auxiliary printed circuits mounted on a main printed circuit, e.g. modules, adapters
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- H05K1/165—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor incorporating printed inductors
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- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
- Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 新たな磁気デバイスとその製造方法を提供す
ること。 【解決手段】 磁気コアと、前記磁気コアの近傍に配置
された巻回構造とからなり、前記巻回構造は、相互接続
接続された第１群の巻回層を有する多層主回路基板と、
前記主回路基板の近傍に配置され相互接続された第２群
の巻回構造を有する多層オーバーレイ基板と、前記第１
群と第２群の巻回層を接続する導体とからなり、前記第
１群と第２群の巻回層は、磁気デバイスの巻回として機
能することを特徴とする。
ること。 【解決手段】 磁気コアと、前記磁気コアの近傍に配置
された巻回構造とからなり、前記巻回構造は、相互接続
接続された第１群の巻回層を有する多層主回路基板と、
前記主回路基板の近傍に配置され相互接続された第２群
の巻回構造を有する多層オーバーレイ基板と、前記第１
群と第２群の巻回層を接続する導体とからなり、前記第
１群と第２群の巻回層は、磁気デバイスの巻回として機
能することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は磁気デバイスに関
し、特に巻回構造を組み込んだ複数の基板を用いた磁気
デバイスと、その製造方法に関する。
し、特に巻回構造を組み込んだ複数の基板を用いた磁気
デバイスと、その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気デバイス、例えばインダクタと変圧
器（トランス）は、様々な種類の電気回路、例えば電源
供給回路等に採用されている。実際に多くのパワー磁気
デバイスは、導電部材により形成された一つあるいは複
数の巻回構造から構成されている。導電部材は円形或い
は四角形の断面を有するワイヤ、或いは誘電体材料、例
えばプラスチックからなるボビンに搭載された或いはボ
ビンの周囲に巻回された平面上の導体である。ある応用
例においては、導電性部材はボビンの上で端子にハンダ
付けされている。別法として導電部材は、回路基板上の
金属領域に直接接続するためのボビンに穴開けして形成
されている。磁気コアはボビンの周囲に固定され、パワ
ー磁気デバイスに大きなリアクタンスを与えている。
器（トランス）は、様々な種類の電気回路、例えば電源
供給回路等に採用されている。実際に多くのパワー磁気
デバイスは、導電部材により形成された一つあるいは複
数の巻回構造から構成されている。導電部材は円形或い
は四角形の断面を有するワイヤ、或いは誘電体材料、例
えばプラスチックからなるボビンに搭載された或いはボ
ビンの周囲に巻回された平面上の導体である。ある応用
例においては、導電性部材はボビンの上で端子にハンダ
付けされている。別法として導電部材は、回路基板上の
金属領域に直接接続するためのボビンに穴開けして形成
されている。磁気コアはボビンの周囲に固定され、パワ
ー磁気デバイスに大きなリアクタンスを与えている。
【０００３】他の種類の電子部品と同様に、パワー磁気
デバイスもまたパワーと体積密度を増加させ、且つデバ
イスを小型にする方向に向いている。パワーを上げるた
めには、パワー磁気デバイスの抵抗を減らさなければな
らない。これは通常デバイスの巻回構造を構成する導電
部材の断面積を増やすか、或いはデバイスの導電パスの
長さを減らすかの何れかにより行われる。パワー磁気デ
バイスの密度を上げるためには、ボビンはデバイスのコ
アを構成する領域内で比較的薄く構成され、導電部材の
抵抗をそれにより最適化している。逆に、ボビンのそれ
以外の部分は厚く形成され、ボビンの端子へ導電部材の
取付を容易にしたり、或いはボビン上の端子を回路基板
に取り付け易くしている。ボビンをある領域では薄く、
別の領域では厚くする必要があるために、ボビンはこの
薄い領域と厚い領域の間の遷移点でストレスを受けるこ
とがある。
デバイスもまたパワーと体積密度を増加させ、且つデバ
イスを小型にする方向に向いている。パワーを上げるた
めには、パワー磁気デバイスの抵抗を減らさなければな
らない。これは通常デバイスの巻回構造を構成する導電
部材の断面積を増やすか、或いはデバイスの導電パスの
長さを減らすかの何れかにより行われる。パワー磁気デ
バイスの密度を上げるためには、ボビンはデバイスのコ
アを構成する領域内で比較的薄く構成され、導電部材の
抵抗をそれにより最適化している。逆に、ボビンのそれ
以外の部分は厚く形成され、ボビンの端子へ導電部材の
取付を容易にしたり、或いはボビン上の端子を回路基板
に取り付け易くしている。ボビンをある領域では薄く、
別の領域では厚くする必要があるために、ボビンはこの
薄い領域と厚い領域の間の遷移点でストレスを受けるこ
とがある。
【０００４】今日のパワー磁気デバイスの別の問題は、
デバイスの端部が面一（つらいち）にならないことであ
る。巻回抵抗を再処理維持しながら必要な巻回数を得る
ためにパワー磁気デバイスの巻回厚さを最適にする必要
があるために、デバイスの各巻回構造を構成する導電部
材の厚さは変動する。巻回の厚さの変動は、デバイスの
端子が同一面でなくなり、特にデバイスが基板例えばプ
リント回路基板（printed wiring board;ＰＷＤ）の表
面に搭載するときには、欠陥が発生することがある。
デバイスの端部が面一（つらいち）にならないことであ
る。巻回抵抗を再処理維持しながら必要な巻回数を得る
ためにパワー磁気デバイスの巻回厚さを最適にする必要
があるために、デバイスの各巻回構造を構成する導電部
材の厚さは変動する。巻回の厚さの変動は、デバイスの
端子が同一面でなくなり、特にデバイスが基板例えばプ
リント回路基板（printed wiring board;ＰＷＤ）の表
面に搭載するときには、欠陥が発生することがある。
【０００５】ＰＷＤのような基板に取り付けるのに適し
たパワー磁気デバイスは、一対の離間した端子を有する
少なくとも１枚のシート巻回を有する。このシート巻回
の端子とリード部分は、シート巻回の少なくとも一部と
共にモールド材料により包囲される。磁気コアは、個々
に絶縁された複数のシート巻回の少なくとも一部により
包囲され、デバイスに所望の磁気特性を与えている。上
記の欠点をなくしたボビンのない表面搭載が可能なパワ
ー磁気デバイスは、前記したパワー磁気デバイス（例え
ば米国特許５，３４５，６７５号「Method of Making a
Surface MountPower Magnetic Device」，１９９４年
９月１３日，Pitzele,et al）に対して進歩している。
たパワー磁気デバイスは、一対の離間した端子を有する
少なくとも１枚のシート巻回を有する。このシート巻回
の端子とリード部分は、シート巻回の少なくとも一部と
共にモールド材料により包囲される。磁気コアは、個々
に絶縁された複数のシート巻回の少なくとも一部により
包囲され、デバイスに所望の磁気特性を与えている。上
記の欠点をなくしたボビンのない表面搭載が可能なパワ
ー磁気デバイスは、前記したパワー磁気デバイス（例え
ば米国特許５，３４５，６７５号「Method of Making a
Surface MountPower Magnetic Device」，１９９４年
９月１３日，Pitzele,et al）に対して進歩している。
【０００６】これらのアプローチにおいては、シート巻
回は他のＰＷＢに取り付けられるＰＷＢの一部を構成す
る。デバイスのリード線は、デバイスの平面部（フット
プリント）から伸びて、そのためデバイスを搭載するの
に必要な基板の表面積が増加することになる。実際に
は、このようにして伸びたリード線は、デバイスの上部
表面を３０％、即ち磁気デバイスの体積を５０％増加さ
せる。また、端子（終端部）に同一面性が必要であるこ
とは、前述のデバイスをリードフレーム内にモールドす
る（これにより機械加工、さらにはまた、よりきつい許
容差が必要とされる）か、或いはリード線をモールドし
た後、積層（さらに製造プロセスが必要である）が必要
である。さらにまた、個々のＰＷＢ或いは外部モールド
化合物は電気絶縁、或いは導電性のために採用される場
合には、デバイスの体積、及び製造コスト、及びさらに
またデバイスの高さを高くさせることになる。
回は他のＰＷＢに取り付けられるＰＷＢの一部を構成す
る。デバイスのリード線は、デバイスの平面部（フット
プリント）から伸びて、そのためデバイスを搭載するの
に必要な基板の表面積が増加することになる。実際に
は、このようにして伸びたリード線は、デバイスの上部
表面を３０％、即ち磁気デバイスの体積を５０％増加さ
せる。また、端子（終端部）に同一面性が必要であるこ
とは、前述のデバイスをリードフレーム内にモールドす
る（これにより機械加工、さらにはまた、よりきつい許
容差が必要とされる）か、或いはリード線をモールドし
た後、積層（さらに製造プロセスが必要である）が必要
である。さらにまた、個々のＰＷＢ或いは外部モールド
化合物は電気絶縁、或いは導電性のために採用される場
合には、デバイスの体積、及び製造コスト、及びさらに
またデバイスの高さを高くさせることになる。
【０００７】別法として、シート巻回は多層回路、例え
ばＦＲ−４基板（CaliforniaのFountain VallyのKey Gr
ant社により製造されている）の一部であり、そのため
別のＰＷＢを全くなくすことになる（これに関しては、
例えば米国特許出願０８／９４０，５５７号「Power M
agnetic Device Employing Leadless Connect-ion
to a Printed Circuit Board And Method of Ma
nufacture Thereof」、１９９５年５月４日、Pitzele,
et al.と、米国特許出願０８／９４０，６７２号「Post
-Mountable Planar Magnetic Device And Method
of Manufacture Thereof」１９９５年５月４日、Pi
tzele,et al.を参照のこと）。しかし、巻回を収納する
個々の多層構造回路を採用することは、設計的選択事項
ではない場合がある。
ばＦＲ−４基板（CaliforniaのFountain VallyのKey Gr
ant社により製造されている）の一部であり、そのため
別のＰＷＢを全くなくすことになる（これに関しては、
例えば米国特許出願０８／９４０，５５７号「Power M
agnetic Device Employing Leadless Connect-ion
to a Printed Circuit Board And Method of Ma
nufacture Thereof」、１９９５年５月４日、Pitzele,
et al.と、米国特許出願０８／９４０，６７２号「Post
-Mountable Planar Magnetic Device And Method
of Manufacture Thereof」１９９５年５月４日、Pi
tzele,et al.を参照のこと）。しかし、巻回を収納する
個々の多層構造回路を採用することは、設計的選択事項
ではない場合がある。
【０００８】何れの場合にも、別個のＰＷＢ或いは多層
回路は、必要とされる全数の巻回を受け入れるために十
分な層を有さなければならない。トランス（変圧器）は
１次巻き線と２次巻き線からなる。これは変圧器の巻き
線比が１：１の場合には、２層の基板が最小となる。複
数の出力と他の巻き線比によっては、１６層も必要とす
るような変圧器となってしまう。現在の回路のＰＷＢ
は、わずか４層からなるが、４層のコストの倍以上をか
けて８層或いはそれ以上を有することもある。ＰＷＢが
他の電子部品を受け入れるために、４層から２層を必要
とする場合には、磁気デバイス内により多くのシート巻
回の必要性を受け入れるための余分の層はコスト的に合
わなく、且つ回路の信頼性がまた問題となってくる。こ
のことは、回路基板は唯一の変圧比にのみ利用できるこ
とになる。
回路は、必要とされる全数の巻回を受け入れるために十
分な層を有さなければならない。トランス（変圧器）は
１次巻き線と２次巻き線からなる。これは変圧器の巻き
線比が１：１の場合には、２層の基板が最小となる。複
数の出力と他の巻き線比によっては、１６層も必要とす
るような変圧器となってしまう。現在の回路のＰＷＢ
は、わずか４層からなるが、４層のコストの倍以上をか
けて８層或いはそれ以上を有することもある。ＰＷＢが
他の電子部品を受け入れるために、４層から２層を必要
とする場合には、磁気デバイス内により多くのシート巻
回の必要性を受け入れるための余分の層はコスト的に合
わなく、且つ回路の信頼性がまた問題となってくる。こ
のことは、回路基板は唯一の変圧比にのみ利用できるこ
とになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術の欠点を解決するために、さらに余分のシート巻回
層の必要性を受け入れることが可能な磁気デバイスを提
供することである。
技術の欠点を解決するために、さらに余分のシート巻回
層の必要性を受け入れることが可能な磁気デバイスを提
供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は新たな磁気デバイス、及びその製造方法を
提供する。本発明の一実施例によれば、本発明は請求項
１に記載した特徴を有する。即ち、磁気コアと磁気コア
の近傍に配置された巻回構造とからなり、巻回構造は、
相互接続接続された第１群の巻回層を有する多層主回路
基板と、主回路基板の近傍に配置され相互接続された第
２群の巻回構造を有する多層オーバーレイ基板と、第１
群と第２群の巻回層を接続する導体とからなり、第１群
と第２群の巻回層は、磁気デバイスの巻回として機能す
ることを特徴とする磁気デバイスである。
に、本発明は新たな磁気デバイス、及びその製造方法を
提供する。本発明の一実施例によれば、本発明は請求項
１に記載した特徴を有する。即ち、磁気コアと磁気コア
の近傍に配置された巻回構造とからなり、巻回構造は、
相互接続接続された第１群の巻回層を有する多層主回路
基板と、主回路基板の近傍に配置され相互接続された第
２群の巻回構造を有する多層オーバーレイ基板と、第１
群と第２群の巻回層を接続する導体とからなり、第１群
と第２群の巻回層は、磁気デバイスの巻回として機能す
ることを特徴とする磁気デバイスである。
【００１１】本発明の他の態様によれば、本発明は磁気
デバイスの巻回構造の新たな配列を提供することによ
り、磁気デバイスのパッケージと利便性が向上する。本
明細書において、磁気デバイス等は変圧器（トランス）
とインダクタの両方を含む。本発明はこのようなデバイ
スに限らず、層構造の磁気デバイスにも適応できる。
デバイスの巻回構造の新たな配列を提供することによ
り、磁気デバイスのパッケージと利便性が向上する。本
明細書において、磁気デバイス等は変圧器（トランス）
とインダクタの両方を含む。本発明はこのようなデバイ
スに限らず、層構造の磁気デバイスにも適応できる。
【００１２】本発明の一実施例によれば、本発明は請求
項２に記載した特徴を有する。即ち、磁気コアは、前記
主回路基板に接続された第１部分と、オーバーレイ基板
に接続された第２部分とを有することを特徴とする。当
然のことながら磁気コアは単一部品でもよい。他の適宜
の磁性材料も磁気コアに使用することができ、磁気コア
として様々な形状、例えばＥ型コア構造或いはギャップ
を有する、或いはギャップのない他の構造体も用いるこ
とができる。
項２に記載した特徴を有する。即ち、磁気コアは、前記
主回路基板に接続された第１部分と、オーバーレイ基板
に接続された第２部分とを有することを特徴とする。当
然のことながら磁気コアは単一部品でもよい。他の適宜
の磁性材料も磁気コアに使用することができ、磁気コア
として様々な形状、例えばＥ型コア構造或いはギャップ
を有する、或いはギャップのない他の構造体も用いるこ
とができる。
【００１３】本発明の一実施例によれば、本発明は請求
項３に記載した特徴を有する。即ち、前記磁気コアは、
前記主回路基板とオーバーレイ基板に表面搭載されるこ
とを特徴とする。この磁気コアは主回路基板、或いはオ
ーバーレイ基板の何れかに接着され（取り付けられ）、
或いはアプリケーションによっては互いに接着される
（取り付けられる）。さらにまた、貫通孔搭載構造（th
rough mounting structure）も主回路基板とオーバーレ
イ基板の何れか、或いはその両方と共に用いることがで
きる。
項３に記載した特徴を有する。即ち、前記磁気コアは、
前記主回路基板とオーバーレイ基板に表面搭載されるこ
とを特徴とする。この磁気コアは主回路基板、或いはオ
ーバーレイ基板の何れかに接着され（取り付けられ）、
或いはアプリケーションによっては互いに接着される
（取り付けられる）。さらにまた、貫通孔搭載構造（th
rough mounting structure）も主回路基板とオーバーレ
イ基板の何れか、或いはその両方と共に用いることがで
きる。
【００１４】本発明の一実施例によれば、本発明は請求
項４に記載した特徴を有する。即ち、前記オーバーレイ
基板は、前記主回路基板と平行に配置されていることを
特徴とする。他の実施例においては、オーバーレイ基板
は主回路基板と直交するか、或いはずれて配置されてい
る。当然のことながら他の方向性も可能である。
項４に記載した特徴を有する。即ち、前記オーバーレイ
基板は、前記主回路基板と平行に配置されていることを
特徴とする。他の実施例においては、オーバーレイ基板
は主回路基板と直交するか、或いはずれて配置されてい
る。当然のことながら他の方向性も可能である。
【００１５】本発明の一実施例によれば、本発明は請求
項５に記載した特徴を有する。即ち、オーバーレイ基板
は、前記主回路基板に直接取り付けられている。別法と
して、干渉構造或いはギャップも採用することができ
る。さらにまた本発明の請求項６に記載した特徴を有す
る。オーバーレイ基板と主回路基板とは、それぞれ４層
から構成されている。これ以外の数の層を用いることも
可能である。
項５に記載した特徴を有する。即ち、オーバーレイ基板
は、前記主回路基板に直接取り付けられている。別法と
して、干渉構造或いはギャップも採用することができ
る。さらにまた本発明の請求項６に記載した特徴を有す
る。オーバーレイ基板と主回路基板とは、それぞれ４層
から構成されている。これ以外の数の層を用いることも
可能である。
【００１６】本発明の一実施例によれば、本発明は請求
項７に記載した特徴を有する。導体は、オーバーレイ基
板と主回路基板のそれぞれの中に配置された導電性貫通
導体と、オーバーレイ基板と主回路基板のそれぞれの中
に配置された導電性ポストと、オーバーレイ基板のエッ
ジに接続されたコネクタとからなるグループから選択さ
れたものである。他の基板、或いはデバイスを相互接続
するための従来構造、或いは将来開発される構造も本発
明の範囲内に入る。
項７に記載した特徴を有する。導体は、オーバーレイ基
板と主回路基板のそれぞれの中に配置された導電性貫通
導体と、オーバーレイ基板と主回路基板のそれぞれの中
に配置された導電性ポストと、オーバーレイ基板のエッ
ジに接続されたコネクタとからなるグループから選択さ
れたものである。他の基板、或いはデバイスを相互接続
するための従来構造、或いは将来開発される構造も本発
明の範囲内に入る。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１に本発明により構成された磁
気デバイス１００を示す。同図において磁気デバイス１
００は、磁気コア１０５と磁気コア１０５の近傍に配置
された巻回構造１１０を有する。磁気コア１０５は第１
部分１０５Ａと第２部分１０５Ｂとを有する。巻回構造
１１０は、多層構造の主回路基板１１０Ａと、多層構造
のオーバーレイ基板１１０Ｂの一部である。オーバーレ
イ基板１１０Ｂは主回路基板１１０Ａの近傍に配置され
ている。複数の導体が第１群と第２群の巻回層を接続し
ている（図２）。
気デバイス１００を示す。同図において磁気デバイス１
００は、磁気コア１０５と磁気コア１０５の近傍に配置
された巻回構造１１０を有する。磁気コア１０５は第１
部分１０５Ａと第２部分１０５Ｂとを有する。巻回構造
１１０は、多層構造の主回路基板１１０Ａと、多層構造
のオーバーレイ基板１１０Ｂの一部である。オーバーレ
イ基板１１０Ｂは主回路基板１１０Ａの近傍に配置され
ている。複数の導体が第１群と第２群の巻回層を接続し
ている（図２）。
【００１８】磁気コア１０５の第１部分１０５Ａは、主
回路基板１１０Ａに結合され、第２部分１０５Ｂはオー
バーレイ基板１１０Ｂに結合される。磁気コア１０５
は、他の実施例では一体物でもよい。適宜の磁性材料を
磁気コア１０５用に用いることができそして様々な形態
で構成することができる。これらの形状にはＥ型コア構
造、或いはギャップを有する構造、或いはギャップを有
しない構造を用いることが含まれる。
回路基板１１０Ａに結合され、第２部分１０５Ｂはオー
バーレイ基板１１０Ｂに結合される。磁気コア１０５
は、他の実施例では一体物でもよい。適宜の磁性材料を
磁気コア１０５用に用いることができそして様々な形態
で構成することができる。これらの形状にはＥ型コア構
造、或いはギャップを有する構造、或いはギャップを有
しない構造を用いることが含まれる。
【００１９】主回路基板１１０Ａは相互接続された第１
群の巻回層を有し、オーバーレイ基板１１０Ｂは相互接
続された第２群の巻回層を有する。複数の導体が第１群
の巻回層と第２群の巻回層を接続して、この第１群の巻
回層と第２群の巻回層が磁気デバイス１００の巻回構造
として機能するようにしている。
群の巻回層を有し、オーバーレイ基板１１０Ｂは相互接
続された第２群の巻回層を有する。複数の導体が第１群
の巻回層と第２群の巻回層を接続して、この第１群の巻
回層と第２群の巻回層が磁気デバイス１００の巻回構造
として機能するようにしている。
【００２０】斯くして本発明は、磁気デバイス１００の
巻回構造１１０を適切に分散して、これにより磁気デバ
イス１００のパッケージ、或いは利用性を向上させる。
磁気デバイスは、トランス（変圧器）とインダクタの両
方を含む。さらにまた、本発明はこれらのデバイスに限
らず、このようにして構成された現在の磁気デバイス、
或いは将来開発される磁気デバイスのあらゆる形態を含
む。
巻回構造１１０を適切に分散して、これにより磁気デバ
イス１００のパッケージ、或いは利用性を向上させる。
磁気デバイスは、トランス（変圧器）とインダクタの両
方を含む。さらにまた、本発明はこれらのデバイスに限
らず、このようにして構成された現在の磁気デバイス、
或いは将来開発される磁気デバイスのあらゆる形態を含
む。
【００２１】本発明の一実施例においては、磁気コア１
０５は主回路基板１１０Ａとオーバーレイ基板１１０Ｂ
に表面搭載される。磁気コア１０５は、主回路基板１１
０Ａまたはオーバーレイ基板１１０Ｂの何れかに接着剤
で取り付けられるか、或いはアプリケーションによって
は互いに接着剤で取り付けられる。別法としてスルーホ
ール搭載構造も主回路基板１１０Ａ，オーバーレイ基板
１１０Ｂの何れか、或いはその両方と共に用いることが
できる。さらにまた他の電子部品１２５を主回路基板１
１０Ａに接続して電源回路を完成させることもできる
（図４）。
０５は主回路基板１１０Ａとオーバーレイ基板１１０Ｂ
に表面搭載される。磁気コア１０５は、主回路基板１１
０Ａまたはオーバーレイ基板１１０Ｂの何れかに接着剤
で取り付けられるか、或いはアプリケーションによって
は互いに接着剤で取り付けられる。別法としてスルーホ
ール搭載構造も主回路基板１１０Ａ，オーバーレイ基板
１１０Ｂの何れか、或いはその両方と共に用いることが
できる。さらにまた他の電子部品１２５を主回路基板１
１０Ａに接続して電源回路を完成させることもできる
（図４）。
【００２２】図１の実施例においては、オーバーレイ基
板１１０Ｂは主回路基板１１０Ａと平行である。他の実
施例においては、オーバーレイ基板１１０Ｂは主回路基
板１１０Ａに直交させるか、或いはズレて配置してもよ
い。これ以外の方向もまた可能であるが本発明の範囲内
にはいる。
板１１０Ｂは主回路基板１１０Ａと平行である。他の実
施例においては、オーバーレイ基板１１０Ｂは主回路基
板１１０Ａに直交させるか、或いはズレて配置してもよ
い。これ以外の方向もまた可能であるが本発明の範囲内
にはいる。
【００２３】さらにまた、オーバーレイ基板１１０Ｂは
主回路基板１１０Ａに直接取り付けられる。別法として
干渉構造或いはギャップを２枚の基板の間に用いてもよ
い。オーバーレイ基板１１０Ｂと主回路基板１１０Ａは
それぞれ４層を含むが、これ以外の数の層も使用可能で
ある。さらにまた、本発明での他の実施例では、複数の
基板を主回路基板１１０Ａの上及び下に用いることがで
きる。同時にまた、導電性材料、例えば銅から構成され
た個々に絶縁されたリングを主回路基板１１０Ａまたは
オーバーレイ基板１１０Ｂの代わりに、それらに加えて
用いて巻回構造１１０の一部を形成することもできる。
例えば、複数のリングをオーバーレイ基板１１０Ｂの代
わりに主回路基板１１０Ａの近傍に搭載することもでき
る。別法として、このリングを用いて主回路基板１１０
Ａとオーバーレイ基板１１０Ｂの数が限られているため
に、得られる巻回数よりもより多くの巻回数が必要な場
合には、巻回構造１１０から得られる巻回数を増加させ
ることもできる。
主回路基板１１０Ａに直接取り付けられる。別法として
干渉構造或いはギャップを２枚の基板の間に用いてもよ
い。オーバーレイ基板１１０Ｂと主回路基板１１０Ａは
それぞれ４層を含むが、これ以外の数の層も使用可能で
ある。さらにまた、本発明での他の実施例では、複数の
基板を主回路基板１１０Ａの上及び下に用いることがで
きる。同時にまた、導電性材料、例えば銅から構成され
た個々に絶縁されたリングを主回路基板１１０Ａまたは
オーバーレイ基板１１０Ｂの代わりに、それらに加えて
用いて巻回構造１１０の一部を形成することもできる。
例えば、複数のリングをオーバーレイ基板１１０Ｂの代
わりに主回路基板１１０Ａの近傍に搭載することもでき
る。別法として、このリングを用いて主回路基板１１０
Ａとオーバーレイ基板１１０Ｂの数が限られているため
に、得られる巻回数よりもより多くの巻回数が必要な場
合には、巻回構造１１０から得られる巻回数を増加させ
ることもできる。
【００２４】次に図２には図１の磁気デバイス１００用
の巻回構造１１０が示されている。主回路基板１１０Ａ
は、個々に絶縁された巻回層を具備した相互に接続され
た第１群の巻回層１２０Ａを有する。オーバーレイ基板
１１０Ｂは、個々に絶縁された巻回層を具備した相互に
接続された第２群の巻回層１２０Ｂを有する。複数の導
体が、第１群の巻回層１２０Ａと第２群の巻回層１２０
Ｂを互いに接続する。複数の導体は、オーバーレイ基板
１１０Ｂと主回路基板１１０Ａのそれぞれ内に配置され
た導電性貫通導体１１５Ａと、オーバーレイ基板１１０
Ｂに接続された主回路基板１１０Ａの上に配置された導
電性ポスト１１５Ｂとを有する。複数の導体は、さらに
主回路基板１１０Ａからオーバーレイ基板１１０Ｂの端
部に接続されるコネクタ１１５Ｃを有する。相互接続基
板用に他の従来の構造、或いは今後開発される構造も本
発明の範囲内に入ることは明らかである。
の巻回構造１１０が示されている。主回路基板１１０Ａ
は、個々に絶縁された巻回層を具備した相互に接続され
た第１群の巻回層１２０Ａを有する。オーバーレイ基板
１１０Ｂは、個々に絶縁された巻回層を具備した相互に
接続された第２群の巻回層１２０Ｂを有する。複数の導
体が、第１群の巻回層１２０Ａと第２群の巻回層１２０
Ｂを互いに接続する。複数の導体は、オーバーレイ基板
１１０Ｂと主回路基板１１０Ａのそれぞれ内に配置され
た導電性貫通導体１１５Ａと、オーバーレイ基板１１０
Ｂに接続された主回路基板１１０Ａの上に配置された導
電性ポスト１１５Ｂとを有する。複数の導体は、さらに
主回路基板１１０Ａからオーバーレイ基板１１０Ｂの端
部に接続されるコネクタ１１５Ｃを有する。相互接続基
板用に他の従来の構造、或いは今後開発される構造も本
発明の範囲内に入ることは明らかである。
【００２５】次に図３には、本発明により磁気デバイス
を製造する方法のフローチャートを示す。本発明の方法
は、ステップ２０５で開始する。次にステップ２１０
で、磁性磁気デバイスを組立てる部品を集める。ステッ
プ２１０で磁気コアを用意し、そしてこの磁気コアは、
多層の主回路基板に接続可能な第１部分と、オーバーレ
イ基板に接続可能な第２部分とを有する。巻回構造は多
層の主回路基板（相互接続された第１群の巻回層１２０
Ａを含む）と、オーバーレイ基板（相互接続された第２
群の巻回層１２０Ｂを含む）内に形成される。オーバー
レイ基板と主回路基板は、それぞれ４層から構成されて
いる。
を製造する方法のフローチャートを示す。本発明の方法
は、ステップ２０５で開始する。次にステップ２１０
で、磁性磁気デバイスを組立てる部品を集める。ステッ
プ２１０で磁気コアを用意し、そしてこの磁気コアは、
多層の主回路基板に接続可能な第１部分と、オーバーレ
イ基板に接続可能な第２部分とを有する。巻回構造は多
層の主回路基板（相互接続された第１群の巻回層１２０
Ａを含む）と、オーバーレイ基板（相互接続された第２
群の巻回層１２０Ｂを含む）内に形成される。オーバー
レイ基板と主回路基板は、それぞれ４層から構成されて
いる。
【００２６】巻回構造は、さらに第１群の巻回層１２０
Ａと第２群の巻回層１２０Ｂを結合する導体を有し、こ
れにより第１群の巻回層１２０Ａと第２群の巻回層１２
０Ｂは磁気デバイスの巻回として機能する。導体は、オ
ーバーレイ基板と主回路基板のそれぞれ内に配置された
導電性貫通導体である。
Ａと第２群の巻回層１２０Ｂを結合する導体を有し、こ
れにより第１群の巻回層１２０Ａと第２群の巻回層１２
０Ｂは磁気デバイスの巻回として機能する。導体は、オ
ーバーレイ基板と主回路基板のそれぞれ内に配置された
導電性貫通導体である。
【００２７】ステップ２１５において、磁気コアの第１
部分が接着剤を用いて主回路基板に表面搭載されそして
硬化される。磁気コアの第１部分は、オーバーレイ基板
とは反対側の主回路基板の側に搭載される。さらにま
た、他の素子も磁気コアの第１部分と同じ主回路基板の
側上に搭載される。ステップ２２０においてオーバーレ
イ基板は主回路基板に対しある方向に向けて配置され
る。ステップ２２５においては、オーバーレイ基板は前
述した少なくとも１本の導体を用いて、主回路基板に直
接取り付けられ、これにより磁気コアの第１部分と第２
部分とを整合させる。半田ペーストを、オーバーレイ基
板を主回路基板に取り付ける前に、オーバーレイ基板と
主回路基板に塗布する。
部分が接着剤を用いて主回路基板に表面搭載されそして
硬化される。磁気コアの第１部分は、オーバーレイ基板
とは反対側の主回路基板の側に搭載される。さらにま
た、他の素子も磁気コアの第１部分と同じ主回路基板の
側上に搭載される。ステップ２２０においてオーバーレ
イ基板は主回路基板に対しある方向に向けて配置され
る。ステップ２２５においては、オーバーレイ基板は前
述した少なくとも１本の導体を用いて、主回路基板に直
接取り付けられ、これにより磁気コアの第１部分と第２
部分とを整合させる。半田ペーストを、オーバーレイ基
板を主回路基板に取り付ける前に、オーバーレイ基板と
主回路基板に塗布する。
【００２８】ステップ２３０において、磁気コアの第２
部分は接着剤を用いてオーバーレイ基板に搭載し硬化す
る。磁気コアの第２部分は主回路基板に接続される側と
は反対側のオーバーレイ基板の側の上のオーバーレイ基
板に搭載（接着剤により結合）される。ステップ２３５
でリフロー半田プロセスをその後行い、本発明の方法は
２４０で終了し完全な組立体が得られる。
部分は接着剤を用いてオーバーレイ基板に搭載し硬化す
る。磁気コアの第２部分は主回路基板に接続される側と
は反対側のオーバーレイ基板の側の上のオーバーレイ基
板に搭載（接着剤により結合）される。ステップ２３５
でリフロー半田プロセスをその後行い、本発明の方法は
２４０で終了し完全な組立体が得られる。
【００２９】次に図４には、本発明により構成されたパ
ワーコンバータ３００が示されている。このパワーコン
バータ３００は信号をパワートランス３３０を制御する
制御回路３１０を有する。パワートランス３３０は入力
電圧Ｖｉｎを受領する電力ソースに接続された入力と、
電力負荷（図示せず）に接続された出力とを有する。パ
ワーコンバータ３００はさらに出力電圧Ｖoutをフィル
ター処理するフィルターキャパシタ３９７を有する。
ワーコンバータ３００が示されている。このパワーコン
バータ３００は信号をパワートランス３３０を制御する
制御回路３１０を有する。パワートランス３３０は入力
電圧Ｖｉｎを受領する電力ソースに接続された入力と、
電力負荷（図示せず）に接続された出力とを有する。パ
ワーコンバータ３００はさらに出力電圧Ｖoutをフィル
ター処理するフィルターキャパシタ３９７を有する。
【００３０】パワートランス３３０は１次巻き線３４５
と２次巻き線３５０を有する絶縁トランス３４０を有す
る。パワートランス３３０はさらに絶縁トランス３４０
の１次巻き線３４５に接続されたスイッチ３６０を有す
る。この実施例においてはスイッチ３６０は、ＦＥＴで
ある。他のスイッチ（例えばバイポーラトランジスタ）
も用いることができる。パワートランス３３０はさら
に、絶縁トランス３４０の２次巻き線３５０に接続され
た整流器（一対の整流ダイオード３７０，３７５から構
成される）を有する。別法として、他の整流デバイスと
回路（例えば同器整流器内のＦＥＴのような活性スイッ
チ）も用いることができる。整流ダイオード３７０，整
流ダイオード３７５は、２次巻き線３５０により得られ
た周期的波形を整流する。パワートランス３３０はさら
に整流器に接続された出力インダクタ３９５を有する。
パワートランス３３０は絶縁トランス３４０と整流ダイ
オード３７０，整流ダイオード３７５と出力インダクタ
３９５を用いて、ＡＣ電流をＤＣ電流に変換する。
と２次巻き線３５０を有する絶縁トランス３４０を有す
る。パワートランス３３０はさらに絶縁トランス３４０
の１次巻き線３４５に接続されたスイッチ３６０を有す
る。この実施例においてはスイッチ３６０は、ＦＥＴで
ある。他のスイッチ（例えばバイポーラトランジスタ）
も用いることができる。パワートランス３３０はさら
に、絶縁トランス３４０の２次巻き線３５０に接続され
た整流器（一対の整流ダイオード３７０，３７５から構
成される）を有する。別法として、他の整流デバイスと
回路（例えば同器整流器内のＦＥＴのような活性スイッ
チ）も用いることができる。整流ダイオード３７０，整
流ダイオード３７５は、２次巻き線３５０により得られ
た周期的波形を整流する。パワートランス３３０はさら
に整流器に接続された出力インダクタ３９５を有する。
パワートランス３３０は絶縁トランス３４０と整流ダイ
オード３７０，整流ダイオード３７５と出力インダクタ
３９５を用いて、ＡＣ電流をＤＣ電流に変換する。
【００３１】絶縁トランス３４０と出力インダクタ３９
５は、本発明により構成される。１次巻き線３４５と出
力インダクタ３９５は、別個の磁気デバイスであり、こ
れらは磁気コアの近傍に配置された巻回構造を有する。
５は、本発明により構成される。１次巻き線３４５と出
力インダクタ３９５は、別個の磁気デバイスであり、こ
れらは磁気コアの近傍に配置された巻回構造を有する。
【００３２】さらにまたパワートランス３３０と他の電
源回路をカプセル材料により包囲して、パワーコンバー
タモジュールを構成する。この実施例においては本発明
は、カプセル化されたパワーコンバータ３００を提供で
き、これは容易に回路基板に搭載され、他の電子回路と
同様に容易に電子基板に搭載される。
源回路をカプセル材料により包囲して、パワーコンバー
タモジュールを構成する。この実施例においては本発明
は、カプセル化されたパワーコンバータ３００を提供で
き、これは容易に回路基板に搭載され、他の電子回路と
同様に容易に電子基板に搭載される。
【００３３】本発明の変形例として、複数の素子を単一
の素子に置換することもでき、またその逆も可能であ
る。本発明はパワー回路の様々な分野に適用可能であ
る。
の素子に置換することもでき、またその逆も可能であ
る。本発明はパワー回路の様々な分野に適用可能であ
る。
【００３４】電源装置と変換器とを含むパワー電子部品
については「Principles of PowerElectronics」by J.
G. Kassakian,M.F.Schlecht and G.C. Verghese, Addis
on-Wesley (1991)に開示されている。磁気デバイスと構
成技術については「Handbookof Transformer Applicati
ons,」by William Flanagan, McGraw Hill Book Co.(19
86)に開示されている。
については「Principles of PowerElectronics」by J.
G. Kassakian,M.F.Schlecht and G.C. Verghese, Addis
on-Wesley (1991)に開示されている。磁気デバイスと構
成技術については「Handbookof Transformer Applicati
ons,」by William Flanagan, McGraw Hill Book Co.(19
86)に開示されている。
【００３５】特許請求の範囲に記載した発明の構成要件
の後の括弧内の符号は、構成要件と実施例と対応づけて
発明を容易に理解させる為のものであり、特許請求の範
囲の解釈に用いるべきのものではない。
の後の括弧内の符号は、構成要件と実施例と対応づけて
発明を容易に理解させる為のものであり、特許請求の範
囲の解釈に用いるべきのものではない。
【図１】 本発明により構成された磁気デバイスを表す
図
図
【図２】 図１の磁気デバイスの巻回構造を表す図
【図３】 本発明により磁気デバイスを製造する方法を
表すフローチャート図
表すフローチャート図
【図４】 本発明により構成されたパワーコンバータを
表す図
表す図
１００ 磁気デバイス １０５ 磁気コア １０５Ａ 第１部分 １０５Ｂ 第２部分 １１０ 巻回構造 １１０Ａ 主回路基板 １１０Ｂ オーバーレイ基板 １１５Ａ 導電性貫通導体 １１５Ｂ 導電性ポスト １１５Ｃ コネクタ １２０Ａ 第１群の巻回層 １２０Ｂ 第２群の巻回層 １２５ 電子部品 ２０５ 開始 ２１０ 組立用に磁気デバイス部品を用意する ２１５ 第１コア部分を主回路基板に搭載する ２２０ オーバーレイ基板を主回路基板の方向に向ける ２２５ オーバーレイ基板を主回路基板に固定する ２３０ 第２コア部分をオーバーレイ基板に搭載する ２３５ リフロープロセスを実行する ２４０ 終了 ３００ パワーコンバータ ３１０ 制御回路 ３３０ パワートランス ３４０ 絶縁トランス ３４５ １次巻き線 ３５０ ２次巻き線 ３６０ スイッチ ３７０，３７５ 整流ダイオード ３８７，３９０ 端子 ３９５ 出力インダクタ ３９７ フィルターキャパシタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ガイアーノ リカルド バスレッタ アメリカ合衆国、75150 テキサス、メス クワイト 623 ポティート ドライブ 3616 (72)発明者 ロバート ジョセフ ロエッスラー アメリカ合衆国、75087 テキサス、ロッ クウェル、1007番 ウェスト イエロー ジャケット レーン 935 (72)発明者 マシュー エイ ウィルコウスキー アメリカ合衆国、75150 テキサス、メス クワイト、ヘザーデール ドライブ 2339 (72)発明者 ウィリアム ロンゾ ウッズ ジュニア アメリカ合衆国、75142 テキサス、カウ フマン、カントリー ロード 133、9452
Claims (21)
- 【請求項１】磁気コア（１０５）と、 前記磁気コアの近傍に配置された巻回構造（１１０）と
からなり、 前記巻回構造（１１０）は、 相互接続接続された第１群の巻回層（１２０Ａ）を有す
る多層主回路基板（１１０Ａ）と、 前記主回路基板の近傍に配置され相互接続された第２群
の巻回構造（１２０Ｂ）を有する多層オーバーレイ基板
（１１０Ｂ）と、 前記第１群と第２群の巻回層を接続する導体（１１５）
とからなり、 前記第１群と第２群の巻回層は、磁気デバイスの巻回と
して機能することを特徴とする磁気デバイス。 - 【請求項２】前記磁気コア（１０５）は、 前記主回路基板（１１０Ａ）に接続された第１部分（１
０５Ａ）と、 前記オーバーレイ基板（１１０Ｂ）に接続された第２部
分（１０５Ｂ）とを有することを特徴とする請求項１記
載の磁気デバイス。 - 【請求項３】前記磁気コアは、前記主回路基板とオーバ
ーレイ基板に表面搭載されることを特徴とする請求項１
記載の磁気デバイス。 - 【請求項４】前記オーバーレイ基板は、前記主回路基板
と平行に配置されていることを特徴とする請求項１記載
の磁気デバイス。 - 【請求項５】前記オーバーレイ基板は、前記主回路基板
に直接取り付けられていることを特徴とする請求項１記
載の磁気デバイス。 - 【請求項６】前記オーバーレイ基板と主回路基板とは、
それぞれ４層から構成されていることを特徴とする請求
項１記載の磁気デバイス。 - 【請求項７】前記導体（１１５）は、 前記オーバーレイ基板と主回路基板のそれぞれの中に配
置された導電性貫通導体（１１５Ａ）と、 前記オーバーレイ基板と主回路基板のそれぞれの中に配
置された導電性ポスト（１１５Ｂ）と、 前記オーバーレイ基板のエッジに接続されたコネクタ
（１１５Ｃ）とからなるグループから選択されたもので
あることを特徴とする請求項１記載の磁気デバイス。 - 【請求項８】（Ａ） 磁気コアを用意するステップと、 （Ｂ） 前記磁気コアの近傍に巻回構造を形成するステ
ップとからなり、 前記巻回構造は、 相互接続接続された第１群の巻回層を有する多層主回路
基板と、 前記主回路基板の近傍に配置され相互接続された第２群
の巻回構造を有する多層オーバーレイ基板と、 前記第１群と第２群の巻回層を接続する導体とからなる
ことを特徴とする磁気デバイスの製造方法。 - 【請求項９】前記磁気コアは、 前記主回路基板に接続された第１部分と、 前記オーバーレイ基板に接続された第２部分とを有する
ことを特徴とする請求項８記載の製造方法。 - 【請求項１０】（Ｃ） 前記磁気コアを前記主回路基板
と前記オーバーレイ基板に表面搭載するステップをさら
に有することを特徴とする請求項８記載の製造方法。 - 【請求項１１】（Ｄ） 前記オーバーレイ基板を前記主
回路基板に平行に配置するステップをさらに有すること
を特徴とする請求項８記載の製造方法。 - 【請求項１２】（Ｅ） 前記オーバーレイ基板を前記主
回路基板に直接取り付けるステップを更に有することを
特徴とする請求項８記載の製造方法。 - 【請求項１３】前記オーバーレイ基板と主回路基板とは
それぞれ４層から構成されていることを特徴とする請求
項８記載の製造方法。 - 【請求項１４】前記導体は、 前記オーバーレイ基板と主回路基板のそれぞれの中に配
置された対応する導電性貫通導体と、 前記オーバーレイ基板と主回路基板のそれぞれの中に配
置された少なくとも１本の導電性ポストと、 前記オーバーレイ基板のエッジに接続されたコネクタと
からなるグループから選択されたものであることを特徴
とする請求項８記載の製造方法。 - 【請求項１５】磁気コアと前記磁気コアの近傍に配置さ
れた巻回構造と有する磁気デバイスと、 前記巻回構造は、 相互接続接続された第１群の巻回層を有する多層主回路
基板と、 前記主回路基板の近傍に配置され相互接続された第２群
の巻回構造を有する多層オーバーレイ基板と、 前記第１群と第２群の巻回層を接続する導体とからな
り、 前記主回路基板に搭載され、前記磁気デバイスに接続さ
れるパワースイッチと、 前記主回路基板に搭載され、前記磁気デバイスに接続さ
れる出力キャパシタとを有することを特徴とするパワー
コンバータ。 - 【請求項１６】前記磁気コアは、 前記主回路基板に接続された第１部分と、 前記オーバーレイ基板に接続された第２部分と、 を有することを特徴とする請求項１５記載のパワーコン
バータ。 - 【請求項１７】前記磁気コアは、前記主回路基板とオー
バーレイ基板に表面搭載されることを特徴とする請求項
１５記載のパワーコンバータ。 - 【請求項１８】前記オーバーレイ基板は、前記主回路基
板と平行に配置されていることを特徴とする請求項１５
記載のパワーコンバータ。 - 【請求項１９】前記オーバーレイ基板は、前記主回路基
板に直接取り付けられていることを特徴とする請求項１
５記載のパワーコンバータ。 - 【請求項２０】前記オーバーレイ基板と主回路基板と
は、それぞれ４層から構成されていることを特徴とする
請求項１５記載のパワーコンバータ。 - 【請求項２１】前記導体は、 前記オーバーレイ基板と主回路基板のそれぞれの中に配
置された対応する導電性貫通導体と、 前記オーバーレイ基板と主回路基板のそれぞれの中に配
置された少なくとも一本の導電性ポストと、 前記オーパーレイ基板のエッジに接続されたコネクタと
からなるグループから選択されたものであることを特徴
とする請求項１５記載のパワーコンバータ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/514,822 US6353379B1 (en) | 2000-02-28 | 2000-02-28 | Magnetic device employing a winding structure spanning multiple boards and method of manufacture thereof |
| US09/514822 | 2000-02-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001274024A true JP2001274024A (ja) | 2001-10-05 |
| JP2001274024A5 JP2001274024A5 (ja) | 2004-10-14 |
Family
ID=24048837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001051947A Pending JP2001274024A (ja) | 2000-02-28 | 2001-02-27 | 磁気デバイスとその製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6353379B1 (ja) |
| EP (1) | EP1128402A1 (ja) |
| JP (1) | JP2001274024A (ja) |
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| US7197354B2 (en) * | 2004-06-21 | 2007-03-27 | Mediguide Ltd. | System for determining the position and orientation of a catheter |
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| US7462317B2 (en) * | 2004-11-10 | 2008-12-09 | Enpirion, Inc. | Method of manufacturing an encapsulated package for a magnetic device |
| US7688172B2 (en) * | 2005-10-05 | 2010-03-30 | Enpirion, Inc. | Magnetic device having a conductive clip |
| US8139362B2 (en) * | 2005-10-05 | 2012-03-20 | Enpirion, Inc. | Power module with a magnetic device having a conductive clip |
| US8701272B2 (en) * | 2005-10-05 | 2014-04-22 | Enpirion, Inc. | Method of forming a power module with a magnetic device having a conductive clip |
| US8631560B2 (en) * | 2005-10-05 | 2014-01-21 | Enpirion, Inc. | Method of forming a magnetic device having a conductive clip |
| DE102007019110A1 (de) * | 2007-04-23 | 2008-10-30 | Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Elektronisches Bauelement |
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| US7920042B2 (en) | 2007-09-10 | 2011-04-05 | Enpirion, Inc. | Micromagnetic device and method of forming the same |
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| US7952459B2 (en) * | 2007-09-10 | 2011-05-31 | Enpirion, Inc. | Micromagnetic device and method of forming the same |
| IL196660A (en) * | 2008-01-23 | 2014-09-30 | Mediguide Ltd | Flexible conductive catheter with sensor |
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