JP2002008926A - 表面実装型小型トランス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面実装型トランスの薄型化をはかること及
び電気的短絡を防止して信頼性を高めること。 【解決手段】 キャップ状の上部コア（１）と、平板状
の下部コア（３）と、巻線コイル（２）とを備えた表面
実装型小型トランスにおいて、非導電性繊維状微粉末を
配合した硬化剤入り樹脂バインダーからなる塗料によっ
て下部コア（３）の外周部に下部コア（３）の上面、外
側面、下面に繋がって連続して絶縁膜（１０、１１）を
形成し、下部コア（３）の上面、外側面、下面に繋がっ
て連続した導通パターン（１２、１４）を絶縁膜（１
０、１１）上に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、巻線コイルを磁性
材で封止してなるトランスに係わり、特にプリント基板
上に表面実装される薄型の表面実装型トランスに関す
る。

【０００２】薄型の表面実装型トランスは、例えばエレ
クトロルミネッセンスを駆動するインバータ用として用
いられており、携帯電話やカメラ等の小型装置に組み込
まれることが多いため、トランス自体の小型化及び薄型
化が要請されている。従来この種の表面実装型トランス
は、図１１と図１２に示すような構造をとっている。図
１１は従来の表面実装型トランスの上面図、図１２は断
面図であり、図１２の表面実装型トランスの右側は図１
１の表面実装型トランスを紙面に垂直で線分ｏｘを通る
平面、左側は紙面に垂直で線分ｏｙを通る平面で切断し
た断面図を示している。中央の円柱部を取囲み二ヶ所に
切り欠けがある外周部からなるキャップ状の磁性材から
なる上部コア５０と下部コア５１が対向して向き合い、
円柱部の中に非常に細い巻線コイル５２が巻かれたボビ
ン５３が挿入されている。

【０００３】このボビン５３はプラスチックの射出成形
で形成され、二ヶ所に突出部５４と５５とを有し、この
突出部５４に金属のリード端子５８と５９が、突出部５
５にリード端子５６と５７が図１２のようにインサート
成形されてボビン５３と一体的に設けられている。突出
部５４とリード端子５８、５９と突出部５５とリード端
子５６、５７とは同じ構造であるので、突出部５４とリ
ード端子５８、５９について述べる。このボビンの突出
部５４は上部コア５０及び下部コア５１の切り欠け部６
０、６１において外の方に突出し、また、切り欠け部６
１において巻線コイル５２から引出線が引出され、リー
ド端子５８に絡められて半田付けされ固定されている。
リード端子５８は図１２のようにクランク形状に成形さ
れ、折り曲がった底面が回路基板に半田付けされて固定
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の表面実装型トランスは上部コア及び下部コアともに
キャップ状であるため、薄型化は困難である。

【０００５】また、従来の構造では、ボビンの中心から
リード端子まで引出線を引き回すので、引き回し長さが
長くなり、振動等で断線しやすくなり、引出線を固定す
るためにボビン耳部に巻くと振動等の繰返しにより引出
線とコアとが接触し、コイルの性能の低下や断線が生じ
る。

【０００６】さらに、金属のリード端子がインサート成
形であるため、経時的振動や熱等により保持力が弱くな
り、リード端子が動き、引出線に引張り力が加わり、断
線を生じることがある。また、巻線コイルからの引出線
を端子に絡み付けて半田付けするので断線を生じ易い。
したがって、不良が発生し易く、歩留まりが悪くなる。

【０００７】また、ボビンを使用しているので、その分
構成部品も多くコストも高くなる。また、その分厚くな
ってしまう欠点がある。

【０００８】本発明の目的は、上記の課題点を解決し
て、表面実装型トランスの一層の薄型化を図るととも
に、簡易な構造を採用することで製造コストの低廉化を
図ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の表面実装型小型トランスは、下記記載の構
成を採用する。

【００１０】本発明の表面実装型小型トランスにおいて
は、キャップ状の上部コアと、平板状の下部コアと、巻
線コイル叉は巻線コイル付ボビンと、樹脂バインダーに
少なくとも非導電性繊維状微粉末と硬化剤を配合した塗
料によって下部コアの外周部に下部コアの上面から下面
に繋がって連続して形成した絶縁膜と、下部コアの上面
から下面に繋がって連続して絶縁膜上に形成した導通パ
ターンと、を備えることを特徴とする。

【００１１】本発明の表面実装型小型トランスにおいて
は、絶縁膜を形成するための塗料に配合する非導電性繊
維状微粉末の形状が、線径が０．３〜３μｍ、長さが３
〜１０μｍの範囲であることを特徴とする。

【００１２】本発明の表面実装型小型トランスにおいて
は、絶縁膜を形成するための塗料に配合する非導電性繊
維状微粉末の配合量が、硬化剤入り樹脂バインダーから
なる塗料に対して、重量比で、３〜１５％であることを
特徴とする。

【００１３】本発明の表面実装型小型トランスにおいて
は、絶縁膜を形成するための塗料に配合する非導電性繊
維状微粉末が、二酸化ケイ素であることを特徴とする。

【００１４】本発明の表面実装型小型トランスにおいて
は、絶縁膜の厚みが、１０〜５０μｍの範囲に形成され
ることを特徴とする。

【００１５】本発明の表面実装型小型トランスにおいて
は、略円板状の下部コアの外周部に突出部が一体成形さ
れ、樹脂バインダーに少なくとも非導電性繊維状微粉末
と硬化剤を配合した塗料によって、突出部の上面、外側
面、下面に繋がって連続して絶縁膜が形成されることを
特徴とする。

【００１６】本発明の表面実装型小型トランスにおいて
は、略円板状の下部コアの外周部の左右２ヶ所をＤ形状
にカットし、樹脂バインダーに少なくとも非導電性繊維
状微粉末と硬化剤を配合した塗料によって、Ｄカットし
た部分の上面、外側面、下面に繋がって連続して前記絶
縁膜が形成されることを特徴とする。

【００１７】本発明の表面実装型小型トランスにおいて
は、略円板状の下部コアの外周部の複数箇所にそれぞれ
少なくとも１ケ以上のスルーホールを設け、樹脂バイン
ダーに少なくとも非導電性繊維状微粉末と硬化剤を配合
した塗料によって、これらのスルーホールの上面、内径
面、下面に繋がって連続して絶縁膜が形成されることを
特徴とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下図面を用いて、本発明を実施
するための最良の形態における表面実装型小型トランス
の構造を説明する。

【００１９】図１と図２と図３とは本発明の表面実装型
小型トランスの実施形態を示したものであり、第１の実
施例の下部コアを用いている。図１は斜視図、図２は上
面図、図３は断面図であり、図３は図２の表面実装型小
型トランスを紙面に垂直で線分ｘｏｘ’を通る平面で切
断した断面図を示している。図４と図５は、第２の実施
例の下部コア、図６と図７は、第３の実施例の下部コア
を示している。図８は第４の実施例の下部コア、図９は
第４の実施例の下部コアを用いた表面実装型小型トラン
スの断面図である。図１０は本発明の表面実装型小型ト
ランスの絶縁膜と導通パターンの部分を拡大した概略図
である。以下図１から図８まで適時参照しながら説明す
る。

【００２０】まず本発明の表面実装型小型トランスの実
施形態のうち、第１の実施例の下部コアを用いたものを
説明する。図１において、表面実装型小型トランスは、
上部コア１と巻線コイル２と下部コア３とを備えてい
る。上部コア１は、磁性金属粉末の焼結によって一体成
形された中央の円柱部４と円柱部４を取り囲む外周部５
とからなり、外周部５には、２ヶ所の切り欠け部６と７
とを形成してある。

【００２１】下部コア３は、上部コア１と同様に磁性金
属粉末の焼結によって成形してあり、その外周の２ヶ所
に突出部８と突出部９とを設けてある。図２と図３に示
すように、硬化剤入り樹脂バインダーからなる塗料を用
いた印刷法により、この２ヶ所の突出部８と突出部９の
上面と外側面及び下面に繋がるように連続して絶縁膜１
０と絶縁膜１１とが形成されており、更に、この絶縁膜
１０の上に導通パターン１２と導通パターン１３が、絶
縁膜１１の上に導通パターン１４と導通パターン１５が
いずれも上面、外側面、下面と繋がるように連続して形
成してある。これらの導通パターンは、銀、黒鉛、銅等
の金属粉末を樹脂バインダーに分散させてペースト化し
て同じく印刷法により形成される。

【００２２】絶縁膜１０、１１と導通パターン１２、１
３、１４、１５は上記の方法で形成するが、絶縁膜１
０、１１が完全に硬化してから導通パターンを形成する
と密着性が悪くなるため、密着性を良くするように、絶
縁膜１０、１１が半硬化状態で導通パターンを印刷し、
印刷後完全硬化させている。絶縁膜１０、１１と導通パ
ターン１２、１３、１４、１５とは同じバインダーを使
用するため、導通パターンを印刷すると導通パターンが
絶縁膜の中に沈みこんでいき、絶縁膜が薄いと、導通パ
ターンが下部コア材に接触することが起きる可能性があ
る。叉，印刷した導通パターンに０．１〜０．２ｍｍ近
くの滲み出しなども発生して隣接のパターン間に接触が
起きることもある。

【００２３】これによる導通パターン間の電気的短絡を
防止するために、本発明の表面実装型小型トランスで
は、絶縁膜を形成する硬化剤入り樹脂バインダーからな
る塗料に非導電性繊維状微粉末を配合して、導通パター
ンの沈み込みや滲みだし等を少なく押さえ、薄い絶縁膜
でも導通パターンの電気的短絡を防止できるようにし
た。

【００２４】絶縁膜の材料として、まず主樹脂（エポキ
シ：商品名エピコート８２８等）６５％に対し、硬化剤
（ジアミドジフェニルスルホン）を３５％混合し、１５
０℃、１０分間の加熱により半硬化安定状態樹脂にして
おく。この半硬化状態のペースト９７〜８５％に非流動
化剤として、非導電性繊維状微粉末である二酸化ケイ素
（ＳｉＯ２）よりなる線径０．３〜３μｍ、長さ３〜１
０μｍの繊維（商品名：アエロジル）を３〜１５％の割
合で混合して半硬化状態の塗料とする。但し、上記％は
いずれも重量％を示す。これを絶縁膜材料とし、下部コ
アに印刷生膜をし、１５０℃、１０分間の加熱で半硬化
状態を保ち絶縁膜を形成し、さらに、その上に導電膜よ
りなる導電パターンを印刷する。導電膜印刷後は１５０
℃、６０分条件にて、完全硬化させる。

【００２５】非導電性繊維状微粉末を入れることによっ
て、図１０の下部コア４３上に形成される導電パターン
４０と絶縁膜４１を拡大した概略図に示すように、形成
した絶縁膜４１の中に非導電性繊維状微粉末４２が縦横
無尽に分布する。この繊維状微粉末物質があることによ
って、加熱時における導通パターンを構成するところの
樹脂バインダー及び導電性金属粉末の流動を繊維状微粉
末物質が邪魔をして小さくし、沈み込みを押さえる。こ
のことから、導通パターンが沈み込んで下部コアと電気
的に短絡することを防止できる。繊維状であることか
ら、縦横無尽の網目状に配設されるので、導通パターン
構成物質の流動を大いに邪魔をし、特に厚さ方向の移動
は少なくなる。また、当然ながら非導電性物質であるか
ら、導通問題は起きない。また、絶縁膜４１の上面に小
さな波打ちができるので、導電剤が山を乗り越えて浮動
することが少なくなり、滲みだしも０．０５ｍｍ位に押
さえることができて導電パターン同志の短絡も防止でき
る。

【００２６】非導電性繊維状微粉末の大きさが、線径
０．３〜３μｍ、長さが、３〜１０μｍの範囲である
と、印刷時にスクリーンの網目を通り抜けることも出来
るし、印刷厚みより短いので、絶縁膜の印刷が容易に可
能となる。これにより、縦横無尽の分布が可能になる。
線径が上記以上太くて短いと効果がない。

【００２７】この非導電性繊維状微粉末の配合は、３〜
１５％（重量比）が最適で、これより少ないと分布の隙
間が大きくなって、沈み込みが多く発生して効果が小さ
くなる。また、これより多くなると塗料粘度が高くなっ
て印刷性が悪くなる。

【００２８】この非導電性繊維状微粉末が二酸化ケイ素
（ＳｉＯ２）であるとガラス質であるので耐熱性が良
く、温度変質等が起きない。勿論非導電性繊維状微粉末
としては、特に二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）に限定するも
のではなく、耐熱性の高いものであればよい。

【００２９】絶縁膜の厚みは、少なくとも１０μｍ以上
あれば絶縁性が確保できると共に、非導電性繊維状微粉
末が表面から飛び出ないので、印刷表面が凹凸のある表
面にはなるものの比較的滑らかな表面に形成できる。ま
た、厚くても５０μｍあれば充分である。５０μｍより
厚くても使用可能であるが、逆に印刷コストが増大して
コスト高を招くので好ましくない。

【００３０】上部コア１と下部コア２とは、上部コア１
の二ヶ所の切り欠け部６と７と下部コア３の二ヶ所の突
出部８と９とが一致するように組合せられる。巻線コイ
ル２は、上部コア１の円柱部４に巻線コイル２の空芯部
を挿入するようにして上部コア１と下部コア３で囲まれ
た上部コア１の内部に装着される。

【００３１】巻線コイル２の引出線１６は上部コア１の
切り欠け部７から、引出線１７は切り欠け部６から引出
され、下部コア３の突出部８と突出部９の上面側に設け
た導通パターン１２と導通パターン１４に加熱・圧着あ
るいは半田付け等で固着して導通が図られ、更に、この
引出線１６と導通パターン１２との接合部と切り欠け部
７及び引出線１７と導通パターン１４との接合部と切り
欠け部６に接着剤が塗布されて、引出線１６と引出線１
７の剥れ防止や上部コア１と下部コア３との接着固定、
及び巻線コイル２と下部コア３との接着固定が施され
る。一方、突出部８、９の下側面に設けた導通パターン
１２、１３、１４、１５は回路基板に接合されて一体化
が図られる。

【００３２】以上の説明では巻線コイルを用いる例を述
べたが、巻線コイルを巻いたボビンを用いても同様に適
用できることは勿論である。

【００３３】本発明の表面実装型小型トランスに実施形
態における第２の実施例の下部コアを図４と図５に示
す。略円板状の下部コア３の外周部の左右２ヶ所をＤ形
状にカットしたＤカット部の上面と外側面と下面に繋が
って連続して絶縁膜が形成されている。第１の実施例の
下部コアを用いた表面実装型小型トランスの実施形態で
述べた非導電性繊維状を配合した塗料を用いて同じ方法
で右側のＤカット部に絶縁膜１８、左側のＤカット部に
絶縁膜１９が形成されており、さらに、絶縁膜１８の上
には前に述べた方法で、導通パターン２０、２１が、絶
縁膜１９の上には導通パターン２２、２３がいずれも上
面、外側面、下面と繋がって連続して形成してある。

【００３４】上部コア１の切り欠け部と下部コアの左右
のＤカット部が各々合わさるように組み立てる。巻線コ
イル２の引出線とＤカット部の導通パターンとの接続お
よび処理方法等は第１の実施例の下部コアを用いた場合
と同様であるので、細かい説明は省略する。第１の実施
例の下部コアに比較して、下部コアの出っ張りをなくし
ているので、下部コアが幅的に小さくできる。また、そ
の分コア材料も少なくてすむため、低価格化が図れる。
また、下部コアのＤカットの部分を大きくカットする
と、巻線コイル２の引出線は、上部コア１の切り欠け部
６と７がなくても、Ｄカット部から引出して末端処理で
きるため、切り欠け部６と７は不用になり、上部コア１
の形状がその分単純になって低価格化できる。

【００３５】本発明の表面実装型小型トランスの実施形
態における第３の実施例の下部コアを図６と図７に示
す。略円板状の下部コア３の外周部の左右２ヶ所にそれ
ぞれ２個のスルーホールを設けている。図６のように、
下部コア３の右側にスルーホール３２、３３を、左側に
スルーホール３４、３５を形成する。これらのそれぞれ
のスルーホールには、第１の実施例の下部コアを用いた
表面実装型小型トランスの実施形態で述べた方法でその
上面、内径面及び下面に繋がって連続して絶縁膜と導通
パターンを形成する。図７のように、スルーホール３２
には絶縁膜２４上に導通パターン２８を、スルーホール
３４には絶縁膜２６上に導通パターン３０を形成する。
同様に、スルーホール３３には絶縁膜２５上に導通パタ
ーン２９を、スルーホール３５には絶縁膜２７上に導通
パターン３１を形成する。

【００３６】上部コア１の切り欠け部６及び切り欠け部
７と下部コア３のスルーホール３４、３５およびスルー
ホール３２、３３が各々合わさるように組み立てる。巻
線コイル２の引出線とスルーホールの導通パターンとの
接続および処理方法等は第１の実施例の下部コアを用い
た場合と同様であるので、細かい説明は省略する。第１
に実施例の下部コアに比較して、下部コアの出っ張りを
なくしているので、下部コアが幅的に小さくできる。ま
た、側面の印刷もなくせるので、下部コアの印刷工程が
少なくなり、低価格化が図れる。

【００３７】本発明の表面実装型小型トランスの実施形
態における第４の実施例の下部コアの上面図を図８に、
本発明の第４の実施例の下部コアを用いた表面実装型小
型トランスの実施形態の断面図を図９に示す。第４の実
施例の下部コアは、第１の実施例の下部コア３の外周部
に上部コア１と下部コア３との間のギャップ調整用絶縁
膜３６を設けたものであり、図９の表面実装型小型トラ
ンスの左側は図８の下部コア３に対応する表面実装型ト
ランスを紙面に垂直で線分ｏｘを通る平面、右側は紙面
に垂直で線分ｏｙを通る平面で切断した断面図を示して
いる。ギャップ調整用の絶縁膜３６と下部コア３との段
差３７を利用して巻線コイル叉は巻線コイル付ボビンの
位置決めも可能である。叉、このギャップ調整用の絶縁
膜３６は、第１の実施例の下部コアに限定せず、第２の
下部コア、第３の下部コアに設けることも勿論可能であ
る。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による表面
実装型小型トランスによれば、磁性金属粉末を焼結方法
で上部コアをキャップ形状、下部コアを略円板形状にす
ることによって、表面実装に適した薄型のトランスを形
成することができる。

【００３９】硬化剤入り樹脂バインダーからなる塗料に
非導電性繊維状微粉末を配合して印刷法により絶縁膜を
形成することにより、導通パターンを形成する導電金属
紛やバインダーの流動が少なくなるので、導電性金属紛
が下部コアと接触することがなくなり、電気的な導通短
絡が起きない。

【００４０】絶縁膜の表面は非導電性繊維状微粉末によ
って凹凸が現れた表面となる。この凸部分が導通パター
ン印刷時の滲みだしを小さい範囲に押さえ込んで導通パ
ターン間の短絡も防止する。非導電性繊維状微粉末を入
れない場合には、導通パターンの滲みだしが、０．１〜
０．２ｍｍ程度現れたが、非導電性繊維状微粉末を入れ
ることにより滲みだしが、０．０５ｍｍ程度に押さえる
ことができる。

【００４１】また、導通パターンを下部コアの絶縁膜上
に形成したため、引出線に引張り力が加わって断線する
ことを防止できる。また、引出線を導通パターンに加熱
圧着等で固着し、さらに接着剤で固定するため、経時的
な断線を防止できる。

【００４２】巻線コイルが切り欠け部から外周面が接着
剤で固定されるため、振動等によるコアとの接触を防止
できる。したがって、巻線コイルは経時的に性能低下は
生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表面実装型小型トランスの第１の実施
例の下部コアを用いた実施形態を示す斜視図である。

【図２】本発明の表面実装型小型トランスの第１の実施
例の下部コアを用いた実施形態を示す上面図である。

【図３】本発明の表面実装型小型トランスの第１の実施
例の下部コアを用いた実施形態を示す断面図である。

【図４】本発明の表面実装型小型トランスの第２の実施
例の下部コアの上面図である。

【図５】本発明の表面実装型小型トランスの第２の実施
例の下部コアの断面図である。

【図６】本発明の表面実装型小型トランスの第３の実施
例の下部コアの上面図である。

【図７】本発明の表面実装型小型トランスの第３の実施
例の下部コアの断面図である。

【図８】本発明の表面実装型小型トランスの第４の実施
例の下部コアの断面図である。

【図９】本発明の表面実装型小型トランスの第４の実施
例の下部コアを用いた実施形態を示す断面図である。

【図１０】本発明の表面実装型小型トランスの絶縁膜と
導通パターンの部分を拡大した概略図である。

【図１１】従来における表面実装型トランスの上面図で
ある。

【図１２】従来における表面実装型トランスの断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 上部コア ２ 巻線コイル ３、４３ 下部コア ４ 円柱部 ５ 円周部 ６、７ 切り欠け部 ８、９ 突出部 １０、１１、１８、１９、２４、２５、２６、２７、４
１ 絶縁膜 ３６ ギャップ調整用絶縁膜 ３７ 段部 １２、１３、１４、１５、２０、２１、２２、２３、２
８、２９、３０、３１、４０ 導通パターン １６、１７ 引出線 ４２ 非導電性繊維状微粉末

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャップ状の上部コアと、平板状の下部
   コアと、巻線コイル叉は巻線コイル付ボビンと、樹脂バ
   インダーに少なくとも非導電性繊維状微粉末と硬化剤を
   配合した塗料によって下部コアの外周部に下部コアの上
   面から下面に繋がって連続して形成した絶縁膜と、下部
   コアの上面から下面に繋がって連続して絶縁膜上に形成
   した導通パターンと、を備えることを特徴とする表面実
   装型小型トランス。
2. 【請求項２】 前記非導電性繊維状微粉末の形状は、線
   径が０．３〜３μｍ、長さが３〜１０μｍの範囲である
   ことを特徴とする請求項１記載の表面実装型小型トラン
   ス。
3. 【請求項３】 前記非導電性繊維状微粉末の配合量は、
   硬化剤入り樹脂バインダーからなる塗料に対して、重量
   比で、３〜１５％であることを特徴とする請求項１乃至
   請求項２記載の表面実装型小型トランス。
4. 【請求項４】 前記非導電性繊維状微粉末は、二酸化ケ
   イ素であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のい
   ずれかに記載の表面実装型小型トランス。
5. 【請求項５】 前記絶縁膜の厚みは、１０〜５０μｍの
   範囲に形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項
   ４のいずれかに記載の表面実装型小型トランス。
6. 【請求項６】 前記下部コアが略円板状であり、略円板
   状の下部コアの外周部に突出部が一体成形され、突出部
   の上面、外側面、下面に繋がって連続して前記絶縁膜が
   形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のい
   ずれかに記載の表面実装型小型トランス。
7. 【請求項７】 前記下部コアが略円板状であり、略円板
   状の下部コアの外周部の左右２ヶ所をＤ形状にカット
   し、Ｄカットした部分の上面、外側面、下面に繋がって
   連続して前記絶縁膜が形成されることを特徴とする請求
   項１乃至請求項５のいずれかに記載の表面実装型小型ト
   ランス。
8. 【請求項８】 前記下部コアが略円板状であり、略円板
   状の下部コアの外周部の複数箇所にそれぞれ少なくとも
   １ケ以上のスルーホールを設け、これらのスルーホール
   の上面、内径面、下面に繋がって連続して前記絶縁膜が
   形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のい
   ずれかに記載の表面実装型小型トランス。