JP2005038872A - シート型トランス及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】絶縁耐圧を向上させる。
【解決手段】多層プリント配線板２１０、２２０の巻線パターン形成領域２１２、２２２内の各導体パターン層に、シート型トランスの１次巻線及び２次巻線を形成する。そしてこれらの巻線の中心に開口部を設ける。こうしてシート型トランスの原形を形成する。このシート型トランスの原形の全面に真空中で蒸着によりパリレン樹脂層２１４、２２４を形成する。その後、フェライトコア２６０を挿入して完成させたシート型トランスの全面を空気中で塗布等によりシリコン樹脂層２４０を形成する。
【選択図】 図１
【解決手段】多層プリント配線板２１０、２２０の巻線パターン形成領域２１２、２２２内の各導体パターン層に、シート型トランスの１次巻線及び２次巻線を形成する。そしてこれらの巻線の中心に開口部を設ける。こうしてシート型トランスの原形を形成する。このシート型トランスの原形の全面に真空中で蒸着によりパリレン樹脂層２１４、２２４を形成する。その後、フェライトコア２６０を挿入して完成させたシート型トランスの全面を空気中で塗布等によりシリコン樹脂層２４０を形成する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート型トランスを用いる電源モジュール等の回路を搭載した電子機器に係り、特にシート型トランスと周辺の電源モジュール等の回路間の絶縁耐圧の向上技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スイッチング電源などにおいては、昇圧用、降圧用にトランスが使用されていることは周知の事実である。
従来トランスをはじめとするインダクタンス部品の大部分はエナメル被覆等の被覆銅線をコイル状に巻いたものが一般的であり、インダクタンスやＱ値を大きくするためにこのコイルの中央部にフェライト等の磁心を使用するのが普通である。
【０００３】
このような従来のトランスはその構成が磁心と断面が円となる銅線であることから、必然的に寸法が大きくなってしまう。このため、従来のトランスを携帯機器や車両機器、航空機器、宇宙機器等の搭載用電子機器に組み込む場合には、その取付方法において振動や衝撃による影響を十分配慮する必要があり、機器の小型化や設計の自由度を阻害する要因となっていた。そこで、小型軽量化が進む携帯機器や大きな重力加速度がかかる搭載用機器においては、巻線の代わりにフレキシブルプリント配線板または多層プリント配線板の導体パターンを使用したシート型のトランスが実用化されている。
【０００４】
このようなシート型トランスを用いた電源モジュールの一例として図２に示すようなものがある。
この電源モジュールの回路構成は図３のとおりである。図２において、１００は電源モジュール、１１０は多層プリント配線板である。
【０００５】
多層プリント配線板１１０内に２点鎖線で示した領域１２０は、図３の回路のうちトランス及びリアクトルを除いた電源モジュール機能回路部である。１３０ａは電源モジュール機能回路部１２０の周縁から突出させて形成されたシート型トランス、１５０ａは電源モジュール機能回路部１２０の周縁から突出させて形成されたシート型リアクトル、１６０ａはフェライトコアである。
【０００６】
１３５ａは、多層プリント配線板１１０の電源モジュール機能回路部１２０に隣接して配置される、シート型トランス１３０ａ用の端子配置領域、１５５ａは、シート型リアクトル１５０ａ用の端子配置領域である。なお、図２では電源モジュール基板たる多層プリント配線板１１０の形状を明瞭に示すために、フェライトコア１６０ａを破線で記している。
【０００７】
この電源モジュール１００は、小型・軽量化と振動や衝撃に対する強度向上を達成するため、一枚の多層プリント配線板１１０にシート型トランス１３０ａおよびシート型リアクトル１５０ａと電源モジュール機能回路部１２０を一体的に形成したものである（特許文献１参照）。なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
【０００８】
【特許文献１】
特願２００２−１９８４７２号
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように従来例によれば、小型・軽量化と振動や衝撃に対する強度向上させたシート型トランスとそれを用いた電子機器を提供できる。
しかしながら、小型化をより一層進めたシート型トランスを、その構成要素である多層基板に形成された巻線パターンに高い電圧を誘起させて使用する場合には、このシート型トランスと外部の回路間およびシート型トランスを構成する巻線パターンとフェライトコア間との絶縁耐圧を十分にとることが困難で、これらの部品間の間隔を十分にとる必要がある等使用上の制限があるという問題点があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、絶縁耐圧を高くすることで使用上の制限を少なくすることができるシート型トランス及び電子機器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明になるシート型トランスは、上下２分割された三脚コアの中央脚を挿入してこの三脚コアにより挟み込むことによりなるシート型トランスであって、この三脚コア挿入前のシート型トランスの全面に真空中で電気絶縁性の第１の合成樹脂材を蒸着させた後、この三脚コアを挿入して完成されたシート型トランスの全面を空気中で電気絶縁性の第２の合成樹脂材でコーティングすること、を特徴とするものである。
【００１１】
本発明になる電子機器は、多層プリント配線板の一部分に形成されたシート型トランスと、このシート型トランスと接続される、前記多層プリント配線板に形成された電子機器回路とを有する電子機器において、前記電子機器回路が実装され、三脚コア挿入前の電子機器の全面に真空中で電気絶縁性の第１の合成樹脂材を蒸着させた後、この三脚コアを挿入してからこの電子機器の全面に空気中で電気絶縁性の第２の合成樹脂材でコーティングすること、を特徴とするものである。
【００１２】
そして、前述のシート型トランスおよび電子機器に使用される第１の合成樹脂材はパリレン樹脂であること、また第２の合成樹脂材はシリコン樹脂であることを特徴とするものである。
【００１３】
本願発明によれば、シート型トランスや電子機器を電気絶縁性の合成樹脂材でコーティングすることにしたので、このシート型トランスと外部の回路間およびシート型トランスを構成する巻線パターンとフェライトコア間との絶縁耐圧を高くできる。特に二重にコーティングすることにしたので、第２の合成樹脂材のコーティング層は第１の合成樹脂でのコーティング層を機械的に保護すると共に全体の絶縁耐圧を倍加できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施の形態となる電源モジュールのシート型トランスを中心とした一部の断面模式図である。本実施の形態においては、シート型トランスの一次側と二次側を別々の多層プリント配線板で製造する場合を例にとって説明する。
図１において、２００は電源モジュール、２３０はシート型トランス、２１０はシート型トランス２３０の一次側巻線パターンを含む電源モジュール２００の電気回路を実装する多層プリント配線板、２２０はシート型トランス２３０のニ次側巻線パターンを含む電源モジュール２００の電気回路を実装する多層プリント配線板である。
【００１５】
図３は従来例でも用いた本実施の形態の電源モジュールである液晶ディスプレーのバックライト用冷陰極線管を放電発光させるためのインバータ原理図である。
図３において、１、２はフリップフロップを構成するトランジスタ、３は一次巻線パターン３ａ、３ｂ、二次巻線３ｃおよび帰還巻線３ｄとからなるトランス、４は冷陰極線管である。この回路の動作を簡単に説明すると次のとおりである。トランジスタ１、２が交互にオン・オフを繰り返すことによってトランス３の一次側に印加される直流電圧をスイッチングし、トランス３の二次側に巻数比に応じた高圧電圧を誘起させ、冷陰極線管４を点灯させる。
【００１６】
次に、絶縁耐圧向上手段について、図１を用いて説明する。
まず、図３に示すような回路を、公知の手段を用いてパターン設計し、多層プリント配線板２１０と多層プリント配線板２２０を製造する。
図１において、２１２は多層プリント配線板２１０に形成された巻線パターン形成領域、２２２は多層プリント配線板２２０に形成された巻線パターン形成領域、２６０はフェライトコア、２１４は絶縁耐圧向上のための第１のコーティングとして多層プリント配線板２１０に施されたパリレン樹脂層、２２４は同じ目的のための第１のコーティングとして多層プリント配線板２２０に施されたパリレン樹脂層、２４０は同じ目的のための第２コーティングとして施されたシリコン樹脂層、２３０はシート型トランスである。
【００１７】
以下、絶縁耐圧向上手段について具体的に説明する。
多層プリント配線板２１０、２２０にフェライトコア２６０以外の所要電子部品を実装する。そして、この部品が実装された多層プリント配線板２１０、２２０を真空の状態で、その表面にパリレン樹脂を蒸着する。こうして、多層プリント配線板２１０、２２０には所要電子部品の上から一様の厚みでパリレン樹脂層２１４、２２４が形成される。このパリレン樹脂層２１２、２２４の厚さは１０ミクロン〜５０ミクロンが適当である。パリレン樹脂を蒸着によってコーティングするのは、空気泡を最小限に押さえると共に狭い隙間にもパリレン樹脂を充填させることができるからである。
【００１８】
次に、巻線パターン形成領域２１２、２２２にフェライトコア２６０をそれぞれの巻線パターン形成領域の中央に形成された開口部に中央脚を挿入して、それぞれの巻線パターン形成領域を上下方向から挟み込むようにして装着する。
【００１９】
このようにして製造された完成手前の電源モジュールは、今度は通常の空気中でその表面にシリコン樹脂を塗布または含漬によりコーティングする。こうして完成手前の電源モジュールにはフェライトコアおよび所要電子部品の上から一様の厚みでシリコン樹脂層２４０が形成される。シリコン樹脂層２４０の厚さは０．１ｍｍ〜２ｍｍが適当である。
このように２段階の電気絶縁性樹脂を用いたコーティングを施すことにより、シート型トランスの巻線パターンに誘起される電圧によって層間接続材である絶縁樹脂層からの放電が阻止されるのでシート型トランスの絶縁耐圧が向上する。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、以上説明したように、シート型トランスを二重に電気的絶縁材で覆うこととしたので、巻線パターンからの放電を阻止することができるから絶縁耐圧の向上したシート型トランスを実現することができる。
【００２１】
また、このように絶縁耐圧が向上したシート型トランスが実現できるので、小型で信頼性の高い液晶ディスプレーのバックライト用冷陰極線管を放電発光させるためのインバータやその他の高圧電源等の電子機器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態となる電源モジュールのシート型トランスを中心とした一部の断面模式図である。
【図２】従来の実施の形態となる電源モジュールの平面図である。
【図３】従来のそして本実施の形態の電源モジュールである液晶ディスプレーのバックライト用冷陰極線管を放電発光させるためのインバータ原理図である。
【符号の説明】
２００ 電源モジュール
２１０、２２０ 多層プリント配線板
２１２、２２２ 巻線パターン形成領域
２１４、２２４ パリレン樹脂層
２３０ シート型トランス
２４０ シリコン樹脂層
２６０ フェライトコア
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート型トランスを用いる電源モジュール等の回路を搭載した電子機器に係り、特にシート型トランスと周辺の電源モジュール等の回路間の絶縁耐圧の向上技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スイッチング電源などにおいては、昇圧用、降圧用にトランスが使用されていることは周知の事実である。
従来トランスをはじめとするインダクタンス部品の大部分はエナメル被覆等の被覆銅線をコイル状に巻いたものが一般的であり、インダクタンスやＱ値を大きくするためにこのコイルの中央部にフェライト等の磁心を使用するのが普通である。
【０００３】
このような従来のトランスはその構成が磁心と断面が円となる銅線であることから、必然的に寸法が大きくなってしまう。このため、従来のトランスを携帯機器や車両機器、航空機器、宇宙機器等の搭載用電子機器に組み込む場合には、その取付方法において振動や衝撃による影響を十分配慮する必要があり、機器の小型化や設計の自由度を阻害する要因となっていた。そこで、小型軽量化が進む携帯機器や大きな重力加速度がかかる搭載用機器においては、巻線の代わりにフレキシブルプリント配線板または多層プリント配線板の導体パターンを使用したシート型のトランスが実用化されている。
【０００４】
このようなシート型トランスを用いた電源モジュールの一例として図２に示すようなものがある。
この電源モジュールの回路構成は図３のとおりである。図２において、１００は電源モジュール、１１０は多層プリント配線板である。
【０００５】
多層プリント配線板１１０内に２点鎖線で示した領域１２０は、図３の回路のうちトランス及びリアクトルを除いた電源モジュール機能回路部である。１３０ａは電源モジュール機能回路部１２０の周縁から突出させて形成されたシート型トランス、１５０ａは電源モジュール機能回路部１２０の周縁から突出させて形成されたシート型リアクトル、１６０ａはフェライトコアである。
【０００６】
１３５ａは、多層プリント配線板１１０の電源モジュール機能回路部１２０に隣接して配置される、シート型トランス１３０ａ用の端子配置領域、１５５ａは、シート型リアクトル１５０ａ用の端子配置領域である。なお、図２では電源モジュール基板たる多層プリント配線板１１０の形状を明瞭に示すために、フェライトコア１６０ａを破線で記している。
【０００７】
この電源モジュール１００は、小型・軽量化と振動や衝撃に対する強度向上を達成するため、一枚の多層プリント配線板１１０にシート型トランス１３０ａおよびシート型リアクトル１５０ａと電源モジュール機能回路部１２０を一体的に形成したものである（特許文献１参照）。なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
【０００８】
【特許文献１】
特願２００２−１９８４７２号
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように従来例によれば、小型・軽量化と振動や衝撃に対する強度向上させたシート型トランスとそれを用いた電子機器を提供できる。
しかしながら、小型化をより一層進めたシート型トランスを、その構成要素である多層基板に形成された巻線パターンに高い電圧を誘起させて使用する場合には、このシート型トランスと外部の回路間およびシート型トランスを構成する巻線パターンとフェライトコア間との絶縁耐圧を十分にとることが困難で、これらの部品間の間隔を十分にとる必要がある等使用上の制限があるという問題点があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、絶縁耐圧を高くすることで使用上の制限を少なくすることができるシート型トランス及び電子機器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明になるシート型トランスは、上下２分割された三脚コアの中央脚を挿入してこの三脚コアにより挟み込むことによりなるシート型トランスであって、この三脚コア挿入前のシート型トランスの全面に真空中で電気絶縁性の第１の合成樹脂材を蒸着させた後、この三脚コアを挿入して完成されたシート型トランスの全面を空気中で電気絶縁性の第２の合成樹脂材でコーティングすること、を特徴とするものである。
【００１１】
本発明になる電子機器は、多層プリント配線板の一部分に形成されたシート型トランスと、このシート型トランスと接続される、前記多層プリント配線板に形成された電子機器回路とを有する電子機器において、前記電子機器回路が実装され、三脚コア挿入前の電子機器の全面に真空中で電気絶縁性の第１の合成樹脂材を蒸着させた後、この三脚コアを挿入してからこの電子機器の全面に空気中で電気絶縁性の第２の合成樹脂材でコーティングすること、を特徴とするものである。
【００１２】
そして、前述のシート型トランスおよび電子機器に使用される第１の合成樹脂材はパリレン樹脂であること、また第２の合成樹脂材はシリコン樹脂であることを特徴とするものである。
【００１３】
本願発明によれば、シート型トランスや電子機器を電気絶縁性の合成樹脂材でコーティングすることにしたので、このシート型トランスと外部の回路間およびシート型トランスを構成する巻線パターンとフェライトコア間との絶縁耐圧を高くできる。特に二重にコーティングすることにしたので、第２の合成樹脂材のコーティング層は第１の合成樹脂でのコーティング層を機械的に保護すると共に全体の絶縁耐圧を倍加できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施の形態となる電源モジュールのシート型トランスを中心とした一部の断面模式図である。本実施の形態においては、シート型トランスの一次側と二次側を別々の多層プリント配線板で製造する場合を例にとって説明する。
図１において、２００は電源モジュール、２３０はシート型トランス、２１０はシート型トランス２３０の一次側巻線パターンを含む電源モジュール２００の電気回路を実装する多層プリント配線板、２２０はシート型トランス２３０のニ次側巻線パターンを含む電源モジュール２００の電気回路を実装する多層プリント配線板である。
【００１５】
図３は従来例でも用いた本実施の形態の電源モジュールである液晶ディスプレーのバックライト用冷陰極線管を放電発光させるためのインバータ原理図である。
図３において、１、２はフリップフロップを構成するトランジスタ、３は一次巻線パターン３ａ、３ｂ、二次巻線３ｃおよび帰還巻線３ｄとからなるトランス、４は冷陰極線管である。この回路の動作を簡単に説明すると次のとおりである。トランジスタ１、２が交互にオン・オフを繰り返すことによってトランス３の一次側に印加される直流電圧をスイッチングし、トランス３の二次側に巻数比に応じた高圧電圧を誘起させ、冷陰極線管４を点灯させる。
【００１６】
次に、絶縁耐圧向上手段について、図１を用いて説明する。
まず、図３に示すような回路を、公知の手段を用いてパターン設計し、多層プリント配線板２１０と多層プリント配線板２２０を製造する。
図１において、２１２は多層プリント配線板２１０に形成された巻線パターン形成領域、２２２は多層プリント配線板２２０に形成された巻線パターン形成領域、２６０はフェライトコア、２１４は絶縁耐圧向上のための第１のコーティングとして多層プリント配線板２１０に施されたパリレン樹脂層、２２４は同じ目的のための第１のコーティングとして多層プリント配線板２２０に施されたパリレン樹脂層、２４０は同じ目的のための第２コーティングとして施されたシリコン樹脂層、２３０はシート型トランスである。
【００１７】
以下、絶縁耐圧向上手段について具体的に説明する。
多層プリント配線板２１０、２２０にフェライトコア２６０以外の所要電子部品を実装する。そして、この部品が実装された多層プリント配線板２１０、２２０を真空の状態で、その表面にパリレン樹脂を蒸着する。こうして、多層プリント配線板２１０、２２０には所要電子部品の上から一様の厚みでパリレン樹脂層２１４、２２４が形成される。このパリレン樹脂層２１２、２２４の厚さは１０ミクロン〜５０ミクロンが適当である。パリレン樹脂を蒸着によってコーティングするのは、空気泡を最小限に押さえると共に狭い隙間にもパリレン樹脂を充填させることができるからである。
【００１８】
次に、巻線パターン形成領域２１２、２２２にフェライトコア２６０をそれぞれの巻線パターン形成領域の中央に形成された開口部に中央脚を挿入して、それぞれの巻線パターン形成領域を上下方向から挟み込むようにして装着する。
【００１９】
このようにして製造された完成手前の電源モジュールは、今度は通常の空気中でその表面にシリコン樹脂を塗布または含漬によりコーティングする。こうして完成手前の電源モジュールにはフェライトコアおよび所要電子部品の上から一様の厚みでシリコン樹脂層２４０が形成される。シリコン樹脂層２４０の厚さは０．１ｍｍ〜２ｍｍが適当である。
このように２段階の電気絶縁性樹脂を用いたコーティングを施すことにより、シート型トランスの巻線パターンに誘起される電圧によって層間接続材である絶縁樹脂層からの放電が阻止されるのでシート型トランスの絶縁耐圧が向上する。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、以上説明したように、シート型トランスを二重に電気的絶縁材で覆うこととしたので、巻線パターンからの放電を阻止することができるから絶縁耐圧の向上したシート型トランスを実現することができる。
【００２１】
また、このように絶縁耐圧が向上したシート型トランスが実現できるので、小型で信頼性の高い液晶ディスプレーのバックライト用冷陰極線管を放電発光させるためのインバータやその他の高圧電源等の電子機器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態となる電源モジュールのシート型トランスを中心とした一部の断面模式図である。
【図２】従来の実施の形態となる電源モジュールの平面図である。
【図３】従来のそして本実施の形態の電源モジュールである液晶ディスプレーのバックライト用冷陰極線管を放電発光させるためのインバータ原理図である。
【符号の説明】
２００ 電源モジュール
２１０、２２０ 多層プリント配線板
２１２、２２２ 巻線パターン形成領域
２１４、２２４ パリレン樹脂層
２３０ シート型トランス
２４０ シリコン樹脂層
２６０ フェライトコア
Claims (3)
- 上下２分割された三脚コアの中央脚を挿入してこの三脚コアにより挟み込むことによりなるシート型トランスであって、
この三脚コア挿入前のシート型トランスの全面に真空中で電気絶縁性の第１の合成樹脂材を蒸着させた後、
この三脚コアを挿入して完成されたシート型トランスの全面を空気中で電気絶縁性の第２の合成樹脂材でコーティングすること、
を特徴とするシート型トランス。 - 多層プリント配線板の一部分に形成されたシート型トランスと、
このシート型トランスと接続される、前記多層プリント配線板に形成された電子機器回路とを有する電子機器において、
前記電子機器回路が実装され、三脚コア挿入前の電子機器の全面に真空中で電気絶縁性の第１の合成樹脂材を蒸着させた後、
この三脚コアを挿入してからこの電子機器の全面に空気中で電気絶縁性の第２の合成樹脂材でコーティングすること、
を特徴とする電子機器。 - 請求項１および請求項２記載の第１の合成樹脂材はパリレン樹脂であること、また第２の合成樹脂材はシリコン樹脂であることを特徴とする請求項１記載のシート型トランス又は請求項２記載の電子機器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003196933A JP2005038872A (ja) | 2003-07-15 | 2003-07-15 | シート型トランス及び電子機器 |
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| JP2003196933A JP2005038872A (ja) | 2003-07-15 | 2003-07-15 | シート型トランス及び電子機器 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005038872A true JP2005038872A (ja) | 2005-02-10 |
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ID=34207230
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|---|---|---|---|
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|---|---|
| JP (1) | JP2005038872A (ja) |
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-
2003
- 2003-07-15 JP JP2003196933A patent/JP2005038872A/ja active Pending
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