JP2002075741A - 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小型化と低コスト化をは
かる。 【解決手段】 上部コア（１）と下部コア（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、上部コア（１）は中央の円柱部（４）と円柱部
（４）を取り囲み外形が矩形形状の外周部（７）からな
るキャップ状に、下部コア（３）は平板形状で上部コア
（１）の外形に対応した矩形形状に、それぞれ一体に成
形する。

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携帯装置に組
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７に示すような構造をとっていた。

【０００３】図７は従来の表面実装型トランスの断面図
であり、中央の円柱部４と円柱部４を取囲む円筒状の外
周部５０とからなるキャップ状の上部コア１と巻線コイ
ル２と略円板状の下部コア３とからなり、下部コア３の
外周部に２つの突出部５９と突出部６０が一体成形さ
れ、この突出部５９と突出部６０の各々の上面、側面、
下面に絶縁膜５５と絶縁膜５６を形成し、絶縁膜５５と
絶縁膜５６の上に上面、側面、下面が繋がった導通パタ
ーン５７と導通パターン５８が形成されている。巻線コ
イル２の引出線５３と５４は上部コア１の外周部５０に
設けた切り欠け部５１と５２から引出され、導通パター
ン５７と５８に熱融着等により固着し、接着材で固定さ
れている。上部コア１の切り欠け部５１と５２を下部コ
ア３の突出部５９と６０の位置に合わせてから組立てを
行っている。

【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外形形状が丸形であるため、
絶縁膜、導通パターン等の印刷時における位置合わせや
セッティングが容易ではなかった。

【０００５】また、組立時の上部コア１と下部コア３の
切り欠け部５１と突出部５９、切り欠け部５２と突出部
６０との位置を合わせも容易ではなかった。

【０００６】下部コア３に導通パターン５７と導通パタ
ーン５８形成用の突出部５９と６０とがあるため、小型
化の障害となっていた。

【０００７】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絶縁膜や導通パターン等の印
刷や組立における位置合わせを容易にすると共に、表面
実装型トランスの一層の小型化を図ることにある。

【０００８】

【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。

【０００９】本発明の表面実装型小型トランスは、上部
コアと下部コアと巻線コイルとを備え、上部コアは中央
の円柱部と円柱部を取り囲み外形が矩形形状の外周部か
らなるキャップ状に、下部コアは平板形状で上部コアの
外形に対応した矩形形状に、それぞれ一体に成形されて
いることを特徴とする。

【００１０】本発明の表面実装型小型トランスは、上部
コア及び下部コアに位置合わせのための凹部を設けたこ
とを特徴とする。

【００１１】本発明の表面実装型小型トランスは、下部
コアの矩形部分の各コーナーにそれぞれスルーホールを
設け、これらのスルーホールの上面、内径面、下面にわ
たって第１の絶縁膜が形成され、第１の絶縁膜の上に上
面、内径面、下面とが繋がって連続した導通パターンが
形成されると共に、この導通パターンに巻線コイルの引
出線が加熱・圧着あるいは固着されていることを特徴と
する。

【００１２】本発明の表面実装型小型トランスは、上部
コアは矩形部分の各コーナーに切り欠け部を設け、切り
欠け部から巻線コイルの引出線が引出されるとともに接
着剤によって固められてい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は、下部
コアの上面部に前記の第１の絶縁膜と、幅０．５ｍｍ以
下の直線状に伸びる左右対称のギャップ調整用の第２の
絶縁膜と、巻線コイルの下面を絶縁するためのリング状
の第３の絶縁膜とを一体的に形成したことを特徴とす
る。

【００１４】本発明の表面実装型小型トランスは、基板
との絶縁を図るために下部コアの下面部で第１の絶縁膜
を形成した領域を除く全域に第４の絶縁膜を形成したこ
とを特徴とする。

【００１５】本発明の表面実装型小型トランスは、第１
の絶縁膜と第２の絶縁膜と第３の絶縁膜と第４の絶縁膜
のうち、少なくとも第１の絶縁膜が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は、下部
コアの下面部の外周縁に第４の絶縁膜形成時に発生する
盛り上がりの影響を防止するための斜面取部を設けたこ
とを特徴とする。

【００１７】

【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。図１は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の上面
図、図２は断面図、図３は第１の実施例の下部コアの上
面図、図4は下面図、図５は第２の実施例の下部コアの
下面図、図６は断面図を示したものである。以下図１か
ら図６まで適時参照しながら実施形態について説明す
る。

【００１８】図１は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の上面図であ
り、図２の左半分は図１の上面図を線分OＸを通り紙面
に垂直な面で切断し、右半分は線分ＯＹを通り紙面に垂
直な面で切断した断面図である。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は中央の円柱部４と矩形形状の外周部
５、６、７、８からなるキャップ状に一体成形され、矩
形部分の各コーナーに切り欠け部９、１０、１１、１２
を設けている。さらに、矩形形状の外周部に位置合わせ
のためのＲ形状の凹部１３を設けている。なお、図１に
はＲ形状の凹部１３を示したが、位置合わせのためには
これ以外の形状でもよく、凸形状にしてもよい。

【００１９】図２の第１の実施例の下部コア３は図３の
上面図と図4の下面図に示すように一定厚さの平板形状
で、上部コア１の外周部５、６、７、８に対応した矩形
形状に一体成形されている。上部コア１と下部コア３と
の位置合わせのために、上部コア１のＲ形状の凹部１３
に対応したＲ形状の凹部３１を設けている。このＲ形状
の凹部３１の形状もこれ以外の形状でよく、凹部１３と
同じ形状であればよい。下部コア３の矩形部分の各コー
ナーにそれぞれスルーホール３２、３３、３４、３５を
設け、これらのスルーホール３２、３３、３４、３５の
上面、内径面、下面にわたって第１の絶縁膜が形成され
る。

【００２０】図３に示すように、下部コア３の上面側
に、さらに、第１の絶縁膜２０、２１、２２、２３と、
幅０．５ｍｍ以下の直線状に延びる左右対称のギャップ
調整用の第２の絶縁膜２４、２５、２６、２７、２８、
２９と、巻線コイル２の下面と絶縁するためのリング状
の第３の絶縁膜３０とをほぼ一体的に形成する。

【００２１】また、下部コア３の下面側に基板との絶縁
をはかるために、第１の絶縁膜を形成した領域を除いた
全域に第４の絶縁膜４０を形成するが、図4のように、
印刷の作業性から第１の絶縁膜と第４の絶縁膜４０を一
体に形成してもよい。図4ではさらに、第４の絶縁膜４
０の上に導通パターンである端子４１、４２、４３、４
４を形成してある。

【００２２】第１の絶縁膜２０、２１、２２、２３形成
後に第１の絶縁膜２０、２１、２２、２３の上に導通パ
ターン３６、３７、３８、３９を形成する。印刷法によ
って第１の絶縁膜２０、２１、２２、２３をスルーホー
ル３２、３３、３４、３５の上面、内径面、下面にわっ
たって連続して形成し、更に、この第１の絶縁膜２０、
２１、２２、２３の上に導通パターン３６、３７、３
８、３９がいずれも上面、外側面、下面と繋がるように
連続して形成する。

【００２３】印刷法による絶縁膜と導通パターンの形成
では、絶縁膜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。絶縁膜と導通パターンとは同じ
バインダーを使用するため、従来の硬化剤入り樹脂バイ
ンダーのみからなる塗料では、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、下部コ
ア３に接触するか、導通パターンの沁み出しで下部コア
３に接触して電気的短絡を起こすことがある。

【００２４】上記電気的短絡を防止するために、第１の
絶縁膜２０、２１、２２、２３の形成には硬化剤入り樹
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
抑えるようにした。

【００２５】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
よりなる線径０．３〜３μｍ、長さ３〜１０μｍ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通パ
ターンを印刷する。導電膜印刷後は１５０℃、６０分の
条件で完全硬化させる。

【００２６】図には示していないが、非導電性繊維状微
粉末を入れることによって、形成した第１の絶縁膜２
０、２１、２２、２３の中に非導電性繊維状微粉末が縦
横無尽に分布する。この非導電性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、沈み込みを抑
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、縦横無尽の網目状の配設されるので、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、第１の絶縁膜２
０、２１、２２、２３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位に抑えることができ滲み
だしによる下部コアとの電気的短絡も防止できる。

【００２７】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できる
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。

【００２８】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。

【００２９】この非導電性繊維状微粉末が二酸化ケイ素
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。

【００３０】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。

【００３１】第1の絶縁膜２０、２１、２２、２３以外
の第2の絶縁膜２４、２５、２６、２７、２８、２９と
第3の絶縁膜３０は絶縁膜上に導通パターンを形成しな
いので、非導電性繊維状微粉末を配合しない従来の硬化
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
り形成してもよい。第4の絶縁膜４０は絶縁膜上に端子
４１、４２、４３、４４を形成する場合は非導電性繊維
状微粉末を入れた塗料によって形成する。また、これら
の端子を形成しないで直接導電パターン３６、３７、３
８、３９を基板に半田付けする場合は従来の塗料によっ
て形成してもよいが、印刷の作業性から第4の絶縁膜４
０は第1の絶縁膜２０、２１、２２、２３と図4の用に一
体的に形成した方がよいので、第4の絶縁膜は非導電性
繊維状微粉末を入れた塗料によって形成してもよい。

【００３２】下部コア３の外形形状が矩形形状であり、
直線状側面をセッティングに利用できるので、絶縁膜や
導通パターン等の印刷時における位置合わせやセッティ
ングが容易にできるようになり、印刷位置も精度よく決
めることができる。従って、絶縁膜端面と導電パターン
端面の寸法を小さくすることができるようになった。

【００３３】上部コア１と下部コア３がいずれも矩形形
状であるので、上部コア１と下部コア３との位置合わせ
は上部コア１と下部コア３の直角になった両辺で容易に
できるため組立も容易になった。組立は、巻線コイル２
を上部コア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内部の下部コア３の第3の絶縁膜３０の上に装着
する。なお、上部コア１の巻線コイル２の外周が接する
部分は断面積を大きくして効率を良くするために、巻線
コイル２に合わせて丸形に成形されている。

【００３４】巻線コイル２の引出線は上部コア１のコー
ナーの切り欠け部９、１０、１１、１２から引出され
る。例えば、切り欠け部９からは引出線１４が引出さ
れ、下部コア３のコーナーに設けたスルーホール３２の
導通パターン３６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、さらに、この引出線１４と導通パ
ターン３６との接合部と切り欠け部９に接着剤が塗布さ
れて、引出線１４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。

【００３５】上部コア１と下部コア３にＲ形状の凹部１
３、３１を設けたことにより、組立時の方向性と位置設
定を明確にできるようになった。このため、巻線コイル
２の引出線１４と導通パターン３６とを決められた位置
に半田付けすることができ、また、上部コア１と下部コ
ア３との合わせを決められた位置で合わせることや、上
部コア１や下部コア３を決められた位置に決められた方
向に載置することができる。これらは、例えば光学的に
カメラ等で凹部１３、３１を検出して制御することによ
り達成できる。

【００３６】図３に示す下部コア３の上面側の幅０．５
ｍｍ以下の直線状に延びる左右対称の６ヶ所の第2の絶
縁膜２４、２５、２６、２７、２８、２９はギャップ調
整用のものであり、幅を狭く形成することにより上部コ
ア１を押圧すると潰れて厚みを薄くすることができ、ギ
ャップ調整が自由に設定できる。なお、第２の絶縁膜の
幅は０．２ｍｍ程度が最適であるが、０．５ｍｍ以下な
ら充分である。６ヶ所設けたのは、バランスのとれた均
一な調整をするためであり、６ヶ所に限らず、複数ヶ所
に設ければよい。

【００３７】下部コア３の各コーナーにスルーホールの
穴を矩形形状のコーナー部に設けたので、外形寸法に影
響することがなくなり、製品のより小型化が可能となっ
た。

【００３８】図5に本発明の表面実装形小型トランスに
用いる第2の実施例の下部コアの下面図、図6に断面図を
示す。図5及び図6の下部コア３は図4の下部コア３の下
面の外周部の全周に斜面取部４５を設けて一体に成形し
たものである。図4の下部コア３の下面は基板との絶縁
を図るため、全面に第4の絶縁膜４０を形成してある。
図には示していないが、第4の絶縁膜４０は印刷時に印
刷面の外周部の端に幅１５０μｍ程度の盛り上がりが起
きやすくなり、外周部の印刷厚が厚くなることがある。
このため、導電膜印刷が均一にできないとか、導電パタ
ーンを基板に一様に接触できないとかの不具合が発生
し、平面化のための研磨作業工程が必要になっていた。

【００３９】図6の断面図に示すように、外周部の全周
に斜面取部４５を設けて絶縁膜４０の外周端が斜面取部
４５の中にあるように印刷すると、絶縁膜４０印刷時の
外周部の盛り上がり部４６、４７が発生しても、斜面取
部４５にあるので、下部コア３中央部より外周部が出っ
張ることがない。たとえ出っ張りがでても、極僅かな量
となる。従って、下面研磨を行うことなく、導電パター
ン印刷ができるので、低コスト化を図ることができる。
図５では、第１の絶縁膜と第４の絶縁膜を一体的に形成
した例を示してある。なお、図では導通パターンを省略
してある。

【００４０】

【発明の効果】上部コア１と下部コア３の外形形状を矩
形形状にしたため、下部コア３の直線状側面を利用して
印刷位置を精度よく決めることができるようになり、絶
縁膜端面と導通パターン端面間の寸法等を小さくするこ
とができ、組立における上部コア１と下部コア３の位置
合わせも正確にできるので、製品のより小型化が可能と
なった。

【００４１】また、上部コア１と下部コア３にＲ形状の
凹部１３、３１を設けたことにより、組立時の方向性と
位置設定を明確にできるようになったため、作業工程が
短くなり、製品を低コスト化できた。なお、実施例で
は、Ｒ形状の凹部１３、３１の例を示したが、これに限
定することなく、他の形状例えば凸形状でもよく、上部
コア１と下部コア３に同じ形状のものを対応する位置に
設ければよい。

【００４２】スルーホールを矩形形状の下部コア３の各
コーナーに設けて、スルーホールを介して絶縁膜と導通
パターンを形成したため、外形寸法に影響することな
く、スルーホール穴を設けることができたため、製品の
より小型化が可能となった。

【００４３】第１の絶縁膜を樹脂バインダーに非導電性
繊維状微粉末と硬化剤を配合した塗料によって形成した
ため、導通パターンの沈み込みがなくなり、下部コア３
との電気的短絡を防止できたため、製品の信頼性が向上
した。

【００４４】ギャップ調整用の第２の絶縁膜２４、２
５、２６、２７、２８、２９を設けたことにより、上部
コア１を押圧することにより、ギャップ調整を自由に設
定できるようになった。これにより、製品の効率も向上
した。なお、実施例では、この第２の絶縁膜を６ヶ所と
したが、これに限定することなく、偶数個で対称に配置
されていればよい。

【００４５】下部コア３の下面部の外周縁に面取り部４
５を設けたことにより、第４の絶縁膜形成時に発生する
盛り上がりの影響を受けなくできたので、作業工程が少
なくなり、その分、製品を低コスト化できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表面実装形小型トランスの第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２】本発明の表面実装形小型トランスの第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３】本発明の第１の実施例の下部コアの上面図であ
る。

【図4】本発明の第１の実施例の下部コアの下面図であ
る。

【図５】本発明の第２の実施例の下部コアの下面図であ
る。

【図６】本発明の第２の実施例の下部コアの断面図であ
る。

【図７】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 下部コア ４ 円柱部 ５、６、７、８ 外周部 ９、１０、１１、１２ 切り欠け部 １３、３１ Ｒ形状の凹部 １４ 引出線 ２０、２１、２２、２３ 第１の絶縁膜 ２４、２５、２６、２７、２８、２９ 第２の絶縁膜 ３０ 第３の絶縁膜 ４０ 第４の絶縁膜 ４１、４２、４３、４４ 端子 ４５ 斜面取部 ４６、４７ 盛り上がり部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｆ 31/00 Ｆ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部コアと下部コアと巻線コイルとを備
   え、上部コアは中央の円柱部と円柱部を取り囲み外形が
   矩形形状の外周部からなるキャップ状に、下部コアは平
   板形状で上部コアの外形に対応した矩形形状に、それぞ
   れ一体に成形されてい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】 上部コア及び下部コアに位置合わせのた
   めの凹部を設けた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】 下部コアの矩形部分の各コーナーにそれ
   ぞれ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、下面にわたって第１の絶縁膜が形成され、
   第１の絶縁膜の上に上面、内径面、下面とが繋がって連
   続した導通パターンが形成されると共に、これらの導通
   パターンに巻線コイルの引出線が加熱・圧着あるいは固
   着されていることを特徴とする請求項１乃至２記載の表
   面実装型小型トランス。
4. 【請求項４】 上部コアは矩形部分の各コーナーに切り
   欠け部を設け、切り欠け部から巻線コイルの引出線が引
   出されるとともに接着剤によって固められていることを
   特徴とする請求項１乃至３記載の表面実装型小型トラン
   ス。
5. 【請求項５】 下部コアの上面側に前記第１の絶縁膜
   と、幅０．５ｍｍ以下の直線状に伸びる左右対称のギャ
   ップ調整用の第２の絶縁膜と、巻線コイルの下面を絶縁
   するためのリング状の第３の絶縁膜とを一体的に形成し
   たことを特徴とする請求項１乃至４記載の表面実装型小
   型トランス。
6. 【請求項６】 基板との絶縁を図るために下部コアの下
   面側に第１の絶縁膜を形成した領域を除く全域に第４の
   絶縁膜を形成したことを特徴とする請求項１乃至５記載
   の表面実装型小型トランス。
7. 【請求項７】 第１の絶縁膜と第２の絶縁膜と第３の絶
   縁膜と第４の絶縁膜のうち、少なくとも第１の絶縁膜が
   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形成されることを特徴とす
   る請求項３乃至６記載の表面実装型小型トランス。
8. 【請求項８】 下部コアの下面部の外周縁に第４の絶縁
   膜形成時に発生する盛り上がりの影響を防止するための
   斜面取部を設けたことを特徴とする請求項１乃至７記載
   の表面実装型小型トランス。