JP2003534657A - スロット付きコア変圧器およびインダクタ - Google Patents

スロット付きコア変圧器およびインダクタ

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Abstract

(57)【要約】 スロット付きコアインダクタ、変圧器およびその製造方法であって、インダクタや変圧器の巻線の半分ずつである２つの対を提供するために、大型のフレキシブル回路の製造方法と加工方法を使用することを含んでいる。一方の巻線70がスロット付きコア110a-110cのスロットに挿入され、もう一方の巻線がスロット付きコア110a-110cの外壁部に近接して配設される。これらの半分のそれぞれが、ソルダーパッドなどにより相互に接続され、スロット付きコア110a-110cのスロットを通り、コアの周りを回る連続した巻線が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の属する技術分野） 本発明は、小型のインダクタおよび変圧器に関する。本発明に基づいて構成さ
れたインダクタおよび変圧器は、エレクトロニクス、電気通信およびコンピュー
タ分野において、多くの用途を有している。 （発明の要約） 本発明に係る好ましい実施の形態は、スロット付のフェライトコアと、間隔を
空けて設けられた一連の導電体をサポートするフレキシブル回路の形態をした巻
線とを利用することである。変圧器の１次および２次巻線を含む第１の部分が、
１つのフレキシブル回路として形成される。前記１次および２次巻線の残りの部
分が、第２のフレキシブル回路として形成される。コネクティングパッドが、両
方のフレキシブル回路上に形成される。一方のフレキシブル回路は、フェライト
コアの開口部またはスロット内に位置し、もう一方のフレキシブル回路は、両方
のフレキシブル回路のコネクティングパッドが並んで位置するように、フェライ
トコアの外側に近接して配置されている。２つのフレキシブル回路におけるこれ
らの並んだパッドは、スロットを通りコアの回りに連続した巻線を形成するよう
に、それぞれが相互に接続される。
【０００２】 本発明における一つの重要な特徴は、複数の異なった変圧器やインダクタの構
造を容易に構成することができることである。一つの好ましい実施の形態におい
ては、このようにフレキシブル回路のうちの一方が、スロット付きコアの物理的
な配置に適合するように、複数の折り曲げ線に沿って折り曲げられている。もう
一つの実施の形態においては、折り曲げられていないフレキシブル回路が、フェ
ライトコアのスロットを貫通している。
【０００３】 本発明に係る好ましい実施の形態に基づいて構成されたインダクタと変圧器は
、改良された熱放散、小型化されたサイズ、優れた性能および製造再現性を有し
ている。さらに、本発明に係る好ましい実施の形態に基づいて構成されたインダ
クタと変圧器は、高価なリードフレームダイスやピン埋め工具を必要とすること
なく、表面実装が可能である。
【０００４】 なお、本明細書では、単に「インダクタ」と表記されている場合には、「イン
ダクタ」にはインダクタと変圧器の両者が含まれるものとする。 （好ましい実施の形態に関する詳細な説明） 図１から図７に示されているように、好ましい実施の形態の一つは、一方の側
２０から反対側２１に達する細長い開口またはスロット１５を備えるワンピース
スロット付きフェライトコア１０を含んで構成されている。別の好ましい実施の
形態は、ベース１６とキャップ１７との間にエアギャップを有する通常のＥ形の
ベース１６とキャップ１７とを備えた、図８に示したようなツーピースＥ形コア
を含んで構成されている。キャップ１７は、「レッグスアップＥ」ベース１６に
適合する「レッグスダウンＥ」構造を有していてもよい。
【０００５】 本発明に係る好ましい実施の形態の重要な特徴は、巻線が、容易に製造するこ
とができるフレキシブル回路により形成されていることである。図４、５および
７に示されているように、上部フレキシブル回路２５は、スロット１５を完全に
貫通している。
【０００６】 下部フレキシブル回路３０は、コア１０に近接して位置している。上部フレキ
シブル回路２５上のコネクティングパッド３５、３６は、下部フレキシブル回路
上のメイティングパッド３７、３８に接続されている。以下に説明するように、
これらのパッドには、上部フレキシブル回路２５のフレキシブル回路導電体４０
の端部と、下部フレキシブル回路３０のフレキシブル回路導電体４１の端部とが
、それぞれ電気的に接続されている。これらのパッドの相互接続により、コア１
０内を通り、かつ外側を回る電気的巻線が実現される。単純化して模式的に示し
たように、図１には、コア１０の一方側に入力リード４５、４６を有する４ター
ンインダクタを模式的に示している。このように、導電体４０ａ、４０ｂ、４０
ｃおよび４０ｄは、上部フレキシブル回路内に位置し、導電体４１ａ、４１ｂ、
４１ｃおよび４１ｄは、下部フレキシブル回路内に位置するものである。以下に
、さらに詳しく説明するように、多重巻線変圧器を同様に構成することができる
。
【０００７】 図３ａおよび図３ｂは、１次巻線６０と２次巻線６１との両方を備える変圧器
用のフレキシブル回路２５、３０の接続を示す図である。各フレキシブル回路は
、間隔を空けて分離した一連の導電体４０、４１を、それぞれ含んで構成されて
いる。好ましい実施の形態においては、分離した導電体４０、４１のそれぞれは
全体的に直線状である。ただし、それそれのパッド３５、３６、３７および３８
は、例えば図４から７に示されているような構成とするために相互に接続された
場合に、コア１０の回りを回る巻線を形成するように、一端でオフセットされて
いる。分離した導電体４０、４１のリード部は、上部および下部フレキシブル回
路を上記のように相互に接続するパッド３５、３６、３７および３８で終端が形
成されている。図３ａに示したように、はじめの導電体４０ａａでスタートし、
この導電体はパッド３６ａが終端となる。パッド３６ａは、下部（追加します）
フレキシブル回路３０の横に並んだパッド３７ａに電気的に接続される。コネク
ティングパッド３６ａと３７ａは、フレキシブル回路３０の導電体４１ａａの作
用によって、コアのスロット１５を通る変圧器の「巻線」を、電気的に有効にリ
ターンする。導電体４１ａａは、上部フレキシブル回路２５のパッド３５ｂに接
続されるパッド３８が終端となる。パッド３５ｂは、導電体４０ａａに隣接する
導電体４０ｂｂの一端と接続されている。
【０００８】 同様に、残りの１次巻線が形成される。また、パッド相互の接続は、上部フレ
キシブル回路２５におけるパッド３５ｊと、導電体４０で始まる２次巻線を形成
する。
【０００９】 本発明に係る好ましい実施の形態の特徴は、１次と２次の巻線が、導電体グル
ープの形成とパッドの配置によって容易に提供されることである。例えば、図３
Ａと図３Ｂに示したように、連続する１次巻線は、それぞれの導電体４０ｎｎと
４１ｎｎの曲がった部分の端部へのパッド３５ｎと３８ｎの接続によって、フレ
キシブル回路の相対する側間で形成される。このように、導電体４０ｎｎと４１
ｎｎは、パッド３５ｎと３８ｎとによって接続されていてもよいが、むしろ、変
圧器コア上に２つの分離した巻線を提供する、分離したターミナルに接続されて
いるのがよい。
【００１０】 図９Ａ、９Ｂおよび図１０ないし１７に、本発明に係る別の好ましい実施の形
態を示す。この実施の形態においては、フレキシブル回路のパネルの一つは、磁
気コアに適合するように複数の折り曲げ線に沿って折り曲げられている。
【００１１】 特定の例として、６つの１次ターンと単一の２次ターンを有する単純な２つの
巻線を備えた変圧器の構成を説明する。ただし、本発明に基づいて、多ターンの
１次と２次巻線を構成することも可能なことは明らかである。
【００１２】 図９Ａを参照すると、６つの１次ターンは、ボトムフレキシブル回路７０に形
成されたフレキシブル回路導電体６０ａ、６１ａ、６２ａ、６３ａ、６４ａおよ
び６５ａと、トップフレキシブル回路７５に形成されたフレキシブル回路導電体
６０ｂ、６１ｂ、６２ｂ、６３ｂ、６４ｂおよび６５ｂとを含んで構成されてい
る。これらの導電体は、以下に説明するように、ボトム導電体がソルダパッドを
介してトップ導電体に接続されるようにシーケンシャルにオフセットされている
。単一の２次ターンは、ボトムフレキシブル回路７０におけるフレキシブル回路
導電体６６ａと、トップフレキシブル回路７５におけるフレキシブル回路導電体
６６ｂとによって構成される。この２次ターンは、変圧器の２次巻線を挟んで１
次巻線が対称になるように、１次回路の導電体の間の中央に位置させるのがよい
。
【００１３】 上記の図１〜７に示した実施の形態の場合のように、１番から１４番の複数の
ソルダパッドが、これらの導電体６０ａ〜６６ａおよび６０ｂ〜６６ｂに、それ
ぞれ設けられている。各々のフレキシブル回路は、以下に説明するように、トッ
プとボトムフレキシブル回路を正確に配置できるように、ツーリングホール７６
を含むことが好ましい。ボトムフレキシブル回路（「回路」を追加します）は、
ボトムフレキシブル回路が図１０に示され、以下に説明するような形状に曲げら
れた後に、２つの回路の長さが等しくなるように、トップフレキシブル回路より
長い長さに作製される。また、図９Ａと図９Ｂに示した回路とソルダパッドは、
原理を説明するために簡単な構造となっているが、特定の変圧器やインダクタの
デザインに応じて、その他多くの回路パターンが可能である。
【００１４】 さらに、図９Ｂに示したように、トップフレキシブル回路７５は、１次側のタ
ーミナル８０、８１を備えている。これらの導電体６５ｂの端部に形成されたタ
ーミナル８０と導電体６０ｂｂの端部に形成されたターミナル８１には、導電体
６０ａのパッド番号１に最終的に接続されるソルダパッド番号１が設けられてい
る。また、フレキシブル回路は、２次側のターミナル８５、８６を備えている。
これらの導電体６６ｂの端部に形成されたターミナル８５およびフレキシブル回
路６６ｂｂの端部に形成されたターミナル８６は、ボトムフレキシブル導電体の
うちの導電体６６ａのソルダパッド番号１４に最終的に接続されるソルダパッド
番号１４を備えている。
【００１５】 製造の際には、次の段階で、図９Ａに示されている折り曲げ線９０〜９７に沿
って、ボトムフレキシブル回路（ストリップ）７０を折り曲げることを含んでい
る。ボトムとトップフレキシブル回路（ストリップ）の複数の導電体は、量産技
術を用いることによりシート上に作製することが好ましい。後に説明するように
、「チェーン」状または連続するボトムとトップフレキシブルストリップが製造
され、その後切り離される。図１０に、折り曲げ線９０〜９７に沿って折り曲げ
られた後のボトムフレキシブル回路の「チェーン」１２０の一部を示す。図１０
に示したセクション部の場合、フレキシブル回路１２０は、各々２つのキャビテ
ィを有する３つのセットで構成され、全部で６つのキャビティ１００、１０１、
１０２、１０３、１０４および１０５を有するように折り曲げられている。また
、ソルダパッド番号１〜１３の面は上向きである。
【００１６】 図１１は、３つのスロット付き磁気コア１１０ａ、１１０ｂおよび１１０ｃが
、３つのセットのキャビティ内に、磁気コアの位置が維持されるように、適当な
接着剤を用いて配置された状態を示す図である。磁気コア１１０ａ、１１０ｂお
よび１１０ｃは、図１に示した磁気コア１０のように、ワンピースフェライトコ
アがよい。ただし、コアは後に述べるようにツーピースコアであってもよい。
【００１７】 図１２と１３は、変圧器の製造における最終段階を示す図であり、図１２は、
図１１に示したアセンブリの上に、面を下向きにして配置された「チェーン」状
または連続するトップフレキシブル導電体（回路）を有するフレキシブルなスト
リップ１２１を示している。ツーリングホール７６は、ボトムとトップフレキシ
ブル回路の両者に設けられた番号１〜１３のソルダパッドを正確に重ね合わせる
ために、ボトムとトップストリップ（フレキシブル回路）の整合用に用いられる
。これらのそれぞれのパッドは、３つのコアのまわりに連続したターンを形成す
るように、相互に接合される。
【００１８】 それぞれのソルダパッド番号１〜１３を相互に接続した後、個々の変圧器アセ
ンブリは、図１３に示されているように、個別の変圧器１２５を形成するために
切り離される。
【００１９】 図３〜７および図９Ａ、９Ｂ、１０、１１、１２に示したフレキシブルなスト
リップ部材は、従来の量産技術を用いることによって製造することが好ましい。
図１４は、図９Ａに示したボトムフレキシブル回路７０を多数含む銅板を示す図
である。これらの回路は、ポリイミドや他のフレキシブルな材料などの絶縁物で
作製されたフレキシブルパネル１５に接着されている。このようなパネルは、フ
レキシブル回路の作製に用いられる通常のプロセスによって製造することができ
る。図１４は、７行７列にグループ分けされた４９個の回路配列である代表的な
配列を示している。なお、各回路は、回路当たりに多数の銅の導通路（導電体）
を有している。パネル上の回路と銅の導通路（導電体）の数は、個々の変圧器や
インダクタのデザインに応じて変わるものであるが、説明を容易にするために簡
素化された配列が示されている。
【００２０】 エッチングにより、パネル１５０に回路パターンを形成した後、フレキシブル
回路の製造に用いられる代表的な方法として、適当な絶縁物により銅の上に保護
被覆を施する。この被覆層は、ソルダパッドを形成するための所定の位置に、銅
を露出させるアクセスホールを備えている。このソルダパッドによって、後に説
明するように、ボトムフレキシブル板（回路）がトップフレキシブル板（回路）
に接続される。この被覆層は、ソルダマスクでもよく、ポリイミド、ポリエステ
ル、その他の類似した材料からなる絶縁物被覆でもよい。
【００２１】 図１５にはもう一つの銅板が示されており、この銅板には、ポリイミドやその
他のフレキシブルな絶縁物などの材料で形成されたフレキシブルパネル１６０に
接着された多数のトップフレキシブル回路７５が含まれている。このパネルも、
上述のフレキシブル回路の作製に用いられる通常のプロセスによって製造するこ
とができる。図１５は、７行７列にグループ分けされた４９個の回路配列である
代表的な配列を示している。なお、各回路は、回路当たりに多数の銅の導通路を
有している。パネル上の回路と銅の導通路の数は、個々の変圧器やインダクタの
デザインに応じて変わるものであるが、説明を容易にするために簡素化された配
列が示されている。さらに、トップフレキシブル板１６０には、適当な被覆層を
形成することが好ましい。この被覆層は、銅を露出させる所定のアクセスホール
を有し、このアクセスホールにより、後にボトムフレキシブル回路に接続される
ソルダパッドが形成される。
【００２２】 ここに説明した方法を用いることによって、多くの様々な構成物（製品）を製
造することができる。
【００２３】 図９Ａ、９Ｂおよび図１０〜１７に示した構成物では、ボトムフレキシブル回
路７０が、図１０に示したように折り曲げられ、フレキシブル回路７０のフレキ
シブル導電体が、フェライトコアのスロットの中を通っている。本発明に係る別
の構成物は、２つまたはそれ以上の折り曲げられたフレキシブル回路を含んでい
る。そのような実施の形態においては、コアは、２つの折り曲げられたフレキシ
ブル回路によって形成されたそれぞれのキャビティ内に位置する。この別の実施
の形態では、２つまたはそれ以上のフレキシブル回路の導電体は、フェライトコ
アのスロット内を通って位置することができ、それに応じて異なった変圧器やイ
ンダクタの構成物が提供される。
【００２４】 多くの異なったフェライトコアの形状が製品の製造に用いられる。図１８Ａ、
１８Ｂ、１８Ｃおよび１８Ｄは、４つの代表的なコアを示すものである。図１と
図１８に示したワンピーススロット付きコア１０は、低電流のアプリケーション
用の代表的なコアとして用いることができる。そのような構成のコアによって、
高い効率の変圧器が提供される。効率を低下させるエアギャップがコアの中に存
在しない場合に、ロスが減少する。一方、スイッチング電源のような高電流の電
源回路は、コアの磁気飽和を避けるための磁束パスの中にエアギャップを必要と
する。本発明では、図１８Ｂに示したツーピーススロット付きコア２００を用い
ることによって、極めて低コストでエアギャップを形成することができる。２つ
のコアパーツ間に要求されるエアギャップによる分離は、図１９に示されている
ように、キャビティ（ギャップ）の１つの側壁に沿って、薄い安価なフィルム２
０５を配設することによって形成することが好ましい。このフィルム２０５は、
ボトムフレキシブル板の製造におけるプロセスの一部に、プロセスを追加するこ
とにより形成可能である。
【００２５】 図８、１８Ｃおよび１８Ｄに示したＥ形コアは、その磁束パスが対称的なため
、選ばれる頻度が極めて高い。図２０に示されているように、この形状は、図示
されている２つのキャビティの代わりに、コア当たり３つのキャビティを用いる
ことによる本発明によって、容易に適合される。２つのコアパーツ１１６と１１
７との間に要求される分離は、図２０に示したように、ボトムフレキシブルスト
リップ（回路）７０の長さ方向に沿って、薄い安価なフィルム２０５を配設する
ことによって維持することができる。このフィルム２０５は、ボトムフレキシブ
ル板の積層プロセスの一部に含めて組み込むことができる。
【００２６】 本発明に係る好ましい実施の形態の重要な特徴は、フレキシブル回路やプリン
ト回路基板（ＰＣＢ's）の製造に用いられる量産技術を使用することによって、
多数の変圧器構成物を低いコストで製造可能なことである。これらの製造方法に
よれば、自動化プロセスを採用することによって、高度な加工を行うことができ
る。トップとボトムフレキシブル回路は両方とも、２またはそれ以上のレベル（
両面またはそれ以上）の多層回路として構成することができるので密度が増加し
、ほぼ同じスペースに、より多くの巻線やターンを形成することができるように
なる。回路それぞれに両面回路を使用すると、回路のフレキシビリティが増加す
る。さらに層が追加され増加すると、個々の回路ラインが隣接するラインの上方
で接続されるようになり、実質的に巻かれたペア巻線や他の複雑な配列を構成す
ることが可能になる。
【００２７】 さらに、トップフレキシブル回路は、図９Ｂに示した単純なストリップより、
より多くの構成物を含むことができる。トップフレキシブル回路は、巻線を形成
するためにボトムフレキシブル回路へ接続されるだけではなく、他の変圧器、イ
ンダクタまたは回路に接続される。トップフレキシブル回路それ自体は、ＤＣ−
ＤＣ変換器などの完全に機能的なアセンブリ用の回路を含むことができる。その
他のさらに複雑な接続を形成することができるように、トップフレキシブル回路
は、ボトムフレキシブル回路を越えて延びているものであってもよい。
【００２８】 本発明に係るもう一つの重要な特徴は、本発明に基づいて構成されたインダク
タと変圧器からの熱放散が、根本的に簡素化され改善されていることである。
【００２９】 好ましい実施の形態では、熱を発生する回路の導電路が、製品であるアセンブ
リの外側に位置することである。例えば、図５〜７および図１３に示したように
、インダクタや変圧器の巻線は、従来の巻線のように相互のトップに巻かれてい
るのでもなく、平らな変圧器のように相互に積層されているのでもない。そうで
はなくて、巻線はフレキシブル回路の面に並んで位置している。このために、熱
が巻線内に閉じこめられトラップされることがなく、優れた熱放散性を示す。
【００３０】 インダクタおよび変圧器の巻線の半分（すなわち、下部フレキシブル回路３０
の導電体４１とトップフレキシブル回路７５の導電体６０ｂ〜６５ｂ）は、コア
の一面の外側に位置している。図２ａと図３に示したように、下部フレキシブル
回路３０は、下部フレキシブル回路３０の面を下にして取り付けられ、図３に示
したように、ＦＲ４ＰＣＢやヒートシンクなどの熱放散基板の上に直接取り付け
られることが好ましい。同様に、トップフレキシブル回路７５も、ヒートシンク
に直接取り付けられるのがよい。特に電源に用いられるインダクタや変圧器、Ｄ
Ｃ−ＤＣ変換器に対しては、効果的な熱放散を容易に実現することができる。従
来の技術の場合には、熱伝導性の低いフェライトコアが、変圧器やインダクタの
内部に熱をトラップする回路の回りを取り囲んでいる。
【００３１】 さらに他の特徴、すなわち本発明に係る好ましい実施の形態における優位性や
利点には、つぎのものが挙げられる。
【００３２】 （ａ）従来の技術の場合、Ｅ形コアの中央のポストに対する手巻きを解消する
ことを目的とした技術開発が行われてきた。これらの製品は、「平板（プレイナ
）磁気デバイス」と呼ばれ、必要とされていた人手による組立を解消することが
できたが、２つの主要な要因によりその応用に限界があった。その技術は、熱を
発生する回路を取り囲む、熱伝導性の低いフェライトコアを必要としたため、そ
れらはまだ、熱放散能に限度があった。また、プレイナデバイスが、巻線当たり
に十分なターン数や十分な巻線数を達成するために、多くの層（例えば６〜１２
層）を必要とした。そのために製造コストが高い。さらに、コストの高い層間の
接続や時間を要する銅めっきプロセスを必要とした。（めっき時間は、例えば銅
めっきの厚さ０．００１インチ（０．０２５ｍｍ）当たり１時間である。）典型
的な銅の電気めっきの場合、厚さ０．００３〜０．００４インチ（０．０７６〜
０．１０１ｍｍ）を必要とするので、製造に要する時間が延びてしまう。しかし
、本発明に係る好ましい実施の形態における方法と構成物の場合には、銅めっき
をまったく必要としない。そして、この時間を浪費するプロセスが、コストが大
幅に低く速さが大幅に速い、現代の回路アセンブリのほとんどで採用されている
ソルダリフロープロセスに置き換えられる。また、層数を、図に示したようにソ
ルダパッドによって接続される２層に減らすことができる。
【００３３】 （ｂ）従来の技術では、１次と２次の端子は、外部の回路に適切な接続を行う
ための「リードフレーム」またはハウジングを別に必要としている。図に示した
ように、本発明に係る好ましい実施の形態では、銅の回路を延長することによっ
て、端子を別々に接続する必要性をなくしている。なお、この銅の回路は、フレ
キシブルな材料の端部の上方に巻線を形成するためにすでに使用されたものであ
る。このように、最終のアセンブリは、高密度電流のアセンブリにすぐに表面実
装することができる。もし希望される場合には、１次と２次の端子は、ＰＣＢ's
のスルーホールに適合するように曲げることができる。
【００３４】 （ｃ）図示した構成物を用いている変圧器やインダクタは、通常従来のデバイ
スより大きさが著しく小さい。複雑なピンやリードフレームを必要とすることな
く、本発明に係る好ましい実施の形態に基づいて作製されたインダクタや変圧器
は、その大きさが小さい。フレキシブル回路の巻線自体が、ボード５０に対して
ホットバー接合またはソルダペーストを用いて直接リフローを行うことができる
「リードフレーム」を形成することができる。そのために、デバイスのフットプ
リントが減少し、他の要素のためにより多くの空間が生み出される。また、それ
ぞれのフレキシブル回路における巻線は、同一の平面上に存在していてもよい。
したがって、従来の１０層の平らなデバイスの巻線はその全体の高さが、好まし
い実施の形態の場合には１／１０まで低くなる。基板の表面を横切る空気の流れ
が増加することおよびパッケージの高さが低くなることが、本発明の利点である
。コアは組立品の部分としてコアの側部にターンされるので、デバイスの高さは
、コアの高さよりわずかに高く、全体の高さの低下は３００％となる。高さを低
くすることは、現代のコンパクトなアセンブリでは極めて重要である。特定の例
では、本発明に基づいて構成された変圧器とインダクタは、最も長いサイズが０
．２５インチ（６．４ｍｍ）のオーダーであるコア１０を用いることによって簡
単に作製される。
【００３５】 （ｄ）接続方法が効率的であるので、銅の回路の長さが著しく短い。そのため
に、電源回路における望ましくない回路抵抗が減り、それに伴う熱ロスが減少す
る。
【００３６】 （ｅ）好ましい実施の形態によれば、従来の変圧器に比べてロスが少なく、よ
り効率的なフラックスパスが提供される。
【００３７】 （ｆ）本発明に係る好ましい実施の形態の構成物は、フレキシブル回路技術を
用いることによって容易に製造され、また多層平面巻線に比べ製造コストが大幅
に安い。好ましい実施の形態によれば、リードフレームも必要としないので、好
ましい実施の形態に係る極めて効率的な変圧器とインダクタの製造を可能にする
。
【００３８】 （ｇ）本発明に係る好ましい実施の形態に基づいて構成される変圧器とインダ
クタには、極めて多くの用途、特に小型の電子回路がある。特定の例によれば、
本発明に基づいて構成された変圧器とインダクタは、携帯型のコンピュータに用
いられる電源スイッチング用の低いコストで製造された変圧器を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る好ましい実施の形態を部分的、模式的に示す斜視図
である。
【図２Ａ】 本発明に係る好ましい実施の形態における熱放散の優位性を模
式的に示す側面図である。
【図２Ｂ】 本発明に基づいて構成され、ヒートシンクに取り付けられたイ
ンダクタまたは変圧器を示す側面図である。
【図３Ａ】 本発明に係る変圧器を構成するために用いられる上部フレキシ
ブル回路を示す拡大平面図である。
【図３Ｂ】 本発明に係る変圧器を構成するために用いられる下部フレキシ
ブル回路を示す拡大平面図である。
【図４】 本発明の１つの実施の形態に基づいて構成されたスロット付きコ
ア変圧器の全体を示す拡大写真である。
【図５】 図４に示したスロット付きコア変圧器に関する別の全体像を示す
拡大写真である。
【図６】 図４に示した変圧器の底面を示す拡大写真である。
【図７】 図４に示した変圧器の上面を示す拡大写真である。
【図８】 従来のＥ形コアインダクタまたは変圧器を示す斜視図である。
【図９Ａ】 本発明に係る別の好ましい実施の形態用にフレキシブル回路と
して形成された１次および２次の巻線のボトム部を示す拡大平面図である。
【図９Ｂ】 フレキシブル回路として形成された１次および２次の巻線のト
ップ部を示す拡大平面図である。
【図１０】 磁気コアに適合するように折り曲げられた、図９Ａに示したボ
トム部の拡大斜視図である。
【図１１】 図９Ａに示したボトムフレキシブル回路を折り曲げることによ
って形成されたキャビティに挿入された磁気コアを示す拡大斜視図である。
【図１２】 図１１に示したボトムフレキシブル回路とコアに対して、図９
Ｂに示したトップフレキシブル回路を組み合わせた状態を示す拡大斜視図である
。
【図１３】 図９Ａ、９Ｂ、１０、１１および１２に基づいて構成された単
一の変圧器を示す拡大斜視図である。
【図１４】 ボトムフレキシブル回路を量産する態様を示すフレキシブルパ
ネルの平面図である。
【図１５】 トップフレキシブル回路を量産する態様を示す平面図である。
【図１６】 図１４に示したシートから切り離されたボトムフレキシブル回
路を含む細長い切断片を示す図である。
【図１７】 図１５に示したシートから切り離されたトップフレキシブル回
路を含む細長い切断片を示す図である。
【図１８Ａ】 磁気コアの構造の態様の１つを示す斜視図である。
【図１８Ｂ】 磁気コアの構造の態様の１つを示す斜視図である。
【図１８Ｃ】 磁気コアの構造の態様の１つを示す斜視図である。
【図１８Ｄ】 磁気コアの構造の態様の１つを示す斜視図である。
【図１９】 ツーピースコアと絶縁性フィルムのインサート材を用いて形成
されたエアギャップの態様を示す斜視図である。
【図２０】 本発明に係る好ましい実施の形態に基づいて構成されたツーピ
ースＥ形コア変圧器の態様を示す斜視図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (35)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 フレキシブル回路の製造に通常用いられる量産技術に適合し
    たスロット付きＥ形コア変圧器であって、 アクセス可能な電気的コネクティングパッドを有し、間隔を空けて分離して並
    んだ複数の導電体を備えた第１のフレキシブル回路と、 アクセス可能な電気的コネクティングパッドを有し、間隔を空けて分離して並
    んだ複数の導電体を備えた第２のフレキシブル回路と、 少なくとも３つのキャビティが形成されるように折り曲げられた、前記第１と
    第２のフレキシブル回路のうちの一つと、 Ｅ形の３本足部材とキャップ部材を有し、前記Ｅ形部材の前記３本足がそれぞ
    れ前記３つのキャビティに配置され、前記キャップが前記３本足の端面上に配置
    されたツーピーススロット付きＥ形コアと、 前記３本足の外面の上方に、実質的にその外面に近接して配置された、前記第
    １と第２のフレキシブル回路のうちのもう一方と、 前記スロット付きコアのスロットを通り、前記スロット付きコアの回りに連続
    する巻線を形成するために、前記第１と第２のフレキシブル回路上に設けられた
    それぞれのコネクティングパッド間の接続部と を含んで構成されていることを特徴とするスロット付きＥ形コア変圧器。
  2. 【請求項２】 フレキシブルな絶縁性材料で支持された銅板をエッチングす
    ることによって、間隔を空けて分離して並んだ第１の複数の導電体を形成するス
    テップと、 フレキシブルな絶縁性材料で支持された銅板をエッチングすることによって、
    間隔を空けて分離して並んだ第２の複数の導電体を形成するステップと、 ソルダパッドを形成するために前記銅の導電体を露出させるアクセスホールを
    残して、前記エッチングされた銅の導電体を被覆するステップと、 間隔を空けて分離した前記第１の複数の導電体のチェーンに分離するステップ
    と、 間隔を空けて分離した前記第２の複数の導電体のチェーンに分離するステップ
    と、 少なくとも３つのキャビティを形成するために、間隔を空けて分離した前記第
    １の複数の導電体を折り曲げるステップと、 前記導電体の一部が前記コアのスロット内を通るように、ツーピースＥ形コア
    の３本の足を、前記それぞれのキャビティに挿入するステップと、 前記ツーピースＥ形コアのカバーピースで、前記３本の足の端面部をカバーす
    るステップと、 前記Ｅ形コアの３本の足の上に、間隔を空けて分離した前記第２の複数の導電
    体を配置するステップと、 第１と第２の両方の導電体のチェーンのそれぞれのソルダパッドを相互に接合
    するステップと を含むことを特徴とするスロット付きＥ形コアインダクタの製造方法。
  3. 【請求項３】 フレキシブル回路およびプリント回路基板（ＰＣＢ's）の製
    造に通常用いられる量産技術に適合したスロット付きコア変圧器であって、 アクセス可能な電気的コネクティングパッドを有し、間隔を空けて分離して並
    んだ複数の導電体を備えた第１のフレキシブル回路と、 アクセス可能な電気的コネクティングパッドを有し、間隔を空けて分離して並
    んだ複数の導電体を備えた第２のフレキシブル回路と、 実質的に前記コアのスロットを実質的に通る一つの前記フレキシブル回路と、
    前記スロット付きコアの外面に近接したもう一方の前記フレキシブル回路と、 前記スロット付きコアのスロットを通り前記スロット付きコアの回りに連続す
    る巻線を形成するために、前記第１と第２のフレキシブル回路上に設けられたそ
    れぞれのコネクティングパッド間の接続部と を含んで構成されていることを特徴とするスロット付きコア変圧器。
  4. 【請求項４】 フレキシブル回路の製造に通常用いられる量産技術に適合し
    たスロット付きコアインダクタであって、 アクセス可能な電気的接続コネクタを有し、間隔を空けて分離した一連の導電
    体を備えた第１のフレキシブル回路と、 アクセス可能な電気的接続コネクタを有し、間隔を空けて分離した一連の導電
    体を備えた第２のフレキシブル回路と、 前記コアのスロットを通る一つの前記フレキシブル回路と、前記スロット付き
    コアの少なくとも一つの外面に近接するもう一方の前記フレキシブル回路と、 前記スロット付きコアのスロットを通り、前記スロット付きコアの回りに連続
    する巻線を形成するために、前記第１と第２のフレキシブル回路における前記ア
    クセス可能な電気的接続コネクタのそれぞれの間の接続部と を含んで構成されていることを特徴とするスロット付きコアインダクタ。
  5. 【請求項５】 前記第１と第２のフレキシブル回路のうちの一方が、キャビ
    ティを形成するように折り曲げられ、前記コアが前記キャビティ内に位置するこ
    とを特徴とする請求項４に記載のスロット付きコアインダクタ。
  6. 【請求項６】 前記第１と第２のフレキシブル回路のうちの一方が、全体的
    に平らであり、前記コアの前記スロットを通っていることを特徴とする請求項４
    に記載のスロット付きコアインダクタ。
  7. 【請求項７】 前記第１と第２のフレキシブル回路のそれぞれが、前記それ
    ぞれの電気的接続が行われるようにするためのツーリングホールを有することを
    特徴とする請求項４に記載のスロット付きコアインダクタ。
  8. 【請求項８】 前記コアがワンピーススロット付きコアであることを特徴と
    する請求項４に記載のスロット付きコアインダクタ。
  9. 【請求項９】 前記コアがツーピーススロット付きコアであることを特徴と
    する請求項４に記載のスロット付きコアインダクタ。
  10. 【請求項１０】 前記コアがワンピースＥ形コアであることを特徴とする請
    求項４に記載のスロット付きコアインダクタ。
  11. 【請求項１１】 前記コアがツーピースＥ形コアであることを特徴とする請
    求項４に記載のスロット付きコアインダクタ。
  12. 【請求項１２】 前記第１と第２のフレキシブル回路のうちの一方の外面に
    直接隣接するヒートシンクを含んで構成されていることを特徴とする請求項４に
    記載のスロット付きコアインダクタ。
  13. 【請求項１３】 前記スロット付きコアが、エアギャップを備えていること
    を特徴とする請求項４に記載のスロット付きコアインダクタ。
  14. 【請求項１４】 前記スロット付きコアの前記エアギャップ内に絶縁性フィ
    ルムの薄いシートを備えていることを特徴とする請求項１３に記載のスロット付
    きコアインダクタ。
  15. 【請求項１５】 前記薄いフィルムが、前記フレキシブル回路のうちの一方
    の少なくとも一部の上の層として設けられていることを特徴とする請求項１４に
    記載のスロット付きコアインダクタ。
  16. 【請求項１６】 複数の前記フレキシブル回路が、銅板上に同時に製造され
    るものであることを特徴とする請求項４に記載のスロット付きコアインダクタ。
  17. 【請求項１７】 第１の複数のフレキシブル回路が、第１の普通の銅板をエ
    ッチングすることによって同時に製造され、第２の複数のフレキシブル回路が、
    第２の普通の銅板をエッチングすることによって同時に製造されたものであるこ
    とを特徴とする請求項１６に記載のスロット付きコアインダクタ。
  18. 【請求項１８】 前記第１と第２の普通の銅板が、一連の前記第１のフレキ
    シブル回路と一連の前記第２のフレキシブル回路を形成するために、カットされ
    るものであることを特徴とする請求項１７に記載のスロット付きコアインダクタ
    。
  19. 【請求項１９】 前記アクセス可能な電気的接続コネクタが、ソルダパッド
    であることを特徴とする請求項４に記載のスロット付きコアインダクタ。
  20. 【請求項２０】 アクセス可能なコネクタそれぞれの間の電気的接続部が、
    ソルダリフロー用オーブンを用いることによって製造されたものであることを特
    徴とする請求項４に記載のスロット付きコアインダクタ。
  21. 【請求項２１】 前記第１のフレキシブル回路の巻線が、変圧器における実
    質的に半分の第１と第２の巻線を備え、前記第２のフレキシブル回路の巻線が、
    変圧器における実質的に半分の第１と第２の巻線を備えていることを特徴とする
    請求項４に記載のスロット付きコアインダクタ。
  22. 【請求項２２】 フレキシブルな絶縁性材料で支持された銅板をエッチング
    することによって、間隔を空けて分離して並んだ第１の複数の導電体を形成する
    ステップと、 フレキシブルな絶縁性材料で支持された銅板をエッチングすることによって、
    間隔を空けて分離して並んだ第２の複数の導電体を形成するステップと、 ソルダパッドを形成するために、前記銅の導電体を露出させるアクセスホール
    を残して、前記エッチングされた銅の導電体を被覆するステップと、 間隔を空けて分離した前記第１の複数の導電体のチェーンに切り離すステップ
    と、 間隔を空けて分離した前記第２の複数の導電体のチェーンに切り離すステップ
    と、 キャビティを形成するために、間隔を空けて分離した前記第１の複数の導電体
    を折り曲げるステップと、 前記導電体の一部が前記コアのスロット内を通るように、１つまたはそれ以上
    のスロット付きコアを、前記キャビティに挿入するステップと、 間隔を空けて分離した前記第２の複数の導電体を、コアの側部またはコアの上
    方に配置するステップと、 第１と第２の両方の導電体のチェーンのそれぞれのソルダパッドを相互に接合
    するステップと を含むことを特徴とするスロット付きコアインダクタの製造方法。
  23. 【請求項２３】 フレキシブルな絶縁性材料で支持された銅板をエッチング
    することによって、間隔を空けて分離して並んだ第１の複数の導電体を形成する
    ステップと、 フレキシブルな絶縁性材料で支持された銅板をエッチングすることによって、
    間隔を空けて分離して並んだ第２の複数の導電体を形成するステップと、 ソルダパッドを形成するために、前記銅の導電体を露出させるアクセスホール
    を残して、前記エッチングされた銅の導電体を被覆するステップと、 間隔を空けて分離した前記第１の複数の導電体のチェーンに分離するステップ
    と、 間隔を空けて分離した前記第２の複数の導電体のチェーンに分離するステップ
    と、 前記導電体の一部が前記コアのスロット内を通るように、１つまたはそれ以上
    のスロット付きコアのスロットに、前記第１のチェーンを挿入するステップと、 間隔を空けて分離した前記第２の複数の導電体を、前記コアの上方に配置する
    ステップと、 前記第１と第２の両方の導電体のチェーンのそれぞれのソルダパスを相互に接
    合するステップと を含むことを特徴とするスロット付きコアインダクタの製造方法。
  24. 【請求項２４】 フレキシブルな絶縁性材料で支持された銅板をエッチング
    することによって、間隔を空けて分離して並んだ複数の導電体を有する第１のフ
    レキシブル回路を形成するステップと、 フレキシブルな絶縁性材料で支持された銅板をエッチングすることによって、
    間隔を空けて分離して並んだ複数の導電体を有する第２のフレキシブル回路を形
    成するステップと、 ソルダパッドを形成するために、前記銅の導電体を露出させるアクセスホール
    を残して、前記エッチングされた銅の導電体を被覆するステップと、 キャビティを形成するために、前記第１のフレキシブル回路を折り曲げるステ
    ップと、 前記導電体の一部が前記コアのスロット内を通るように、前記キャビティに１
    つまたはそれ以上のスロット付きコアを挿入するステップと、 前記コアの上方に前記第２のフレキシブル回路を配置するステップと、 前記第１と第２の両方のフレキシブル回路のそれぞれのソルダパッドを相互に
    接合するステップと を含むことを特徴とするスロット付きコアインダクタの製造方法。
  25. 【請求項２５】 アクセス可能なコネクタを備え、間隔を空けて分離した複
    数の導電体を有する第１のフレキシブル回路を形成するステップと、 アクセスコネクタを備え、間隔を空けて分離した導電体を有する第２のフレキ
    シブル回路を形成するステップと、 複数のキャビティを形成するために、間隔を空けて分離した前記第１の複数の
    導電体を折り曲げるステップと、 前記導電体の一部が前記コアのスロット内を通るように、コアのスロットに、
    前記第１のフレキシブル回路を挿入するステップと、 前記コアの上方に前記第２のフレキシブル回路を配置するステップと、 前記第１と第２の両方のフレキシブル回路のアクセスコネクタを相互に接合す
    るステップと を含むことを特徴とするスロット付きコアインダクタの製造方法。
  26. 【請求項２６】 フレキシブルな絶縁性材料で支持された銅板をエッチング
    することによって、間隔を空けて分離して並んだ複数の導電体を有する第１のフ
    レキシブル回路を形成するステップと、 フレキシブルな絶縁性材料で支持された銅板をエッチングすることによって、
    間隔を空けて分離して並んだ複数の導電体を有する第２のフレキシブル回路を形
    成するステップと、 ソルダパッドを形成するために前記銅の導電体を露出させるアクセスホールを
    残して、前記エッチングされた銅の導電体を被覆するステップと、 前記コアのスロットに、前記フレキシブル回路のうちの一方を挿入するステッ
    プと、 前記コアの上方に、もう一方の前記第２のフレキシブル回路を配置するステッ
    プと、 前記第１と第２の両方のフレキシブル回路のそれぞれのソルダパッドを相互に
    接合するステップと を含むことを特徴とするスロット付きコアインダクタの製造方法。
  27. 【請求項２７】 アクセスコネクタを備え、間隔を空けて分離した複数の導
    電体を有する第１のフレキシブル回路を形成するステップと、 アクセスコネクタを備え、間隔を空けて分離した導電体を有する第２のフレキ
    シブル回路を形成するステップと、 前記導電体の一部が前記コアのスロット内を通るように、前記コアのスロット
    に、前記第１のフレキシブル回路を挿入するステップと、 前記コアの上方に、前記第２のフレキシブル回路を配置するステップと、 前記第１と第２の両方のフレキシブル回路のアクセスコネクタを相互に接合す
    るステップと を含むことを特徴とするスロット付きコアインダクタの製造方法。
  28. 【請求項２８】 フレキシブル回路の製造に通常用いられる量産技術に適合
    したインダクタであって、 アクセス可能な電気的接続コネクタを有し、間隔を空けて分離して並んだ一連
    の導電体を備えた第１のフレキシブル回路と、 該フレキシブル回路に近接した少なくとも１つの面を有するコアで、前記フレ
    キシブル回路が前記コアの回りに連続した巻線を形成するコアと を含んで構成されていることを特徴とするインダクタ。
  29. 【請求項２９】 フレキシブルな絶縁性材料で支持された銅板をエッチング
    することによって、間隔を空けて分離して並んだ複数の導電体を有する第１のフ
    レキシブル回路を形成するステップと、 フレキシブルな絶縁性材料で支持された銅板をエッチングすることによって、
    間隔を空けて分離して並んだ複数の導電体を有する第２のフレキシブル回路を形
    成するステップと、 ソルダパッドを形成するために前記銅の導電体を露出させるアクセスホールを
    残して、前記エッチングされた銅の導電体を被覆するステップと、 １つまたは複数のコアに近接させて前記フレキシブル回路を配置するステップ
    と、 前記第１と第２の両方のフレキシブル回路のそれぞれのソルダパッドを相互に
    接合するステップと を含むことを特徴とするインダクタの製造方法。
  30. 【請求項３０】 アクセス可能なコネクタを有し、間隔を空けて分離した複
    数の導電体を備えた第１のフレキシブル回路を形成するステップと、 前記コアの回りに連続した巻線を形成するために、コアの上方に前記フレキシ
    ブル回路を配置するステップと を含むことを特徴とするインダクタの製造方法。
  31. 【請求項３１】 フレキシブル回路の製造に通常用いられる量産技術に適合
    したインダクタであって、 アクセス可能な電気的接続コネクタを有し、間隔を空けて分離した一連の導電
    体を備えた第１と第２のフレキシブル回路と、 キャビティを形成するために折り曲げられた前記第１と第２のフレキシブル回
    路と、 該フレキシブル回路に近接した少なくとも１つの面を有し、前記フレキシブル
    回路が前記コアの回りに連続した巻線を形成するコアと を含んで構成されていることを特徴とするインダクタ。
  32. 【請求項３２】 前記コアが、前記キャビティのうちの少なくとも１つに配
    置されていることを特徴とする請求項３１に記載のスロット付きコアインダクタ
    。
  33. 【請求項３３】 前記コアが、前記折り曲げられた第１と第２のフレキシブ
    ル回路によって形成されたキャビティの中に配置されていることを特徴とする請
    求項３１に記載のスロット付きコアインダクタ。
  34. 【請求項３４】 前記両方のフレキシブル回路が、前記コアのスロット内を
    通っていることを特徴とする請求項３１に記載のスロット付きコアインダクタ。
  35. 【請求項３５】 アクセスコネクタを備え、間隔を空けて分離した複数の導
    電体を有する第１のフレキシブル回路を形成するステップと、 アクセスコネクタを備え、間隔を空けて分離した導電体を有する第２のフレキ
    シブル回路を形成するステップと、 複数のキャビティを形成するために、前記第１と第２のフレキシブル回路を折
    り曲げるステップと、 前記コアのスロットに前記第１と第２のフレキシブル回路が挿入され、前記導
    電体の一部が前記コアのスロット内を通るように、前記キャビティに前記コアを
    挿入するステップと、 前記第１と第２の両方のフレキシブル回路のアクセスコネクタを相互に接合す
    るステップと を含むことを特徴とするスロット付きコアインダクタの製造方法。
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