JP2011159689A - トランスモジュール及び電子装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】厚さ方向に間隔をあけて配される一対の基板10,20を備え、トランス50を構成する一のコイル30がボビン31に導線32を巻回して構成されると共に前記一対の基板10,20の間に固定され、他のコイル15,25が各基板10,20に形成された配線パターンによって構成されているトランスモジュール2を提供する。
【選択図】図2
Description
しかしながら、図9,10に示す従来の構成では、トランスモジュール100と搭載基板106との間に電源コネクタ107が介在し、トランスモジュール100及び電源コネクタ107の端子同士だけが接触している。すなわち、トランスモジュール100と搭載基板とが直接接触しないため、トランスモジュール100の熱を多層基板から搭載基板106に効率よく逃がすことができない。
そして、このトランスモジュールによれば、各板材が単独で搭載面に立てることが困難な厚さに設定されていても、一対の板材が一のコイルを介して互いに固定されていることで、一対の板材が互いを支えあうように一対の板材を搭載面に立てることができる。すなわち、従来のように、搭載基板に差し込み式の電源コネクタを設けることなく、また、基板(一方の板材)を係合させる孔(貫通孔)を形成することもなく、一対の板材を搭載面に対して立てた状態で置くことができる。言い換えれば、トランスモジュールを搭載基板に表面実装することが可能となる。
また、搭載面に対して一対の板材を立てた状態で置くようにトランスモジュールを搭載基板に表面実装できるため、トランスモジュールにおいて生じた熱を効率よく搭載基板に逃がすことが可能となる。
この場合には、基板の外部端子と搭載基板の配線パターンとを半田付けした状態において、半田が基板の側端面及び両主面にわたって濡れ広がることになる。すなわち、基板をその厚さ方向から挟み込むように半田が形成されるため、基板と搭載基板との固定強度の向上を図ることができる。
なお、スルーホールとは、多数の基板をその主面方向に連ねたシートの状態で、このシートの厚さ方向に貫通して形成され、多数の基板をシートの状態で製造した後に、シートを個々の基板に分割することで分断されるものである。
また、外部端子を他のコイル等と同様の配線パターンにより形成することで、安価かつ確実に形成することができる。さらに、外部端子の配置等の設計自由度も向上する。
例えば、搭載基板を介して一対の板材に形成された二つのコイルを直列に電気接続した場合には、これら二つのコイルからなる一次側コイルあるいは二次側コイルの巻き数を実質的に増加させることが可能となる。また、一対の板材に形成される二つのコイルが両方共に二次側コイルである場合、二次側コイルの巻数を互いに異ならせると共に各二次側コイルの出力を別個に取り出すことで、二種類の電圧を出力することが可能となる。
詳細に説明すれば、従来のトランスモジュールにおいてコイル同士の耐電圧を確保するためには、多層基板を画成する絶縁材料の厚みを適宜設定する必要がある、すなわち、多層基板自体を仕様毎に製造する必要があり、面倒である。これに対して、上記構成のトランスモジュールでは、形状や寸法の異なるボビンを交換するだけで、コイル同士の耐電圧を容易に確保することができる。すなわち、耐電圧を確保するために基板をなす板材の厚みを変更する必要が無い。
図1に示すように、この実施形態に係る電子装置1は、トランスモジュール2を搭載基板3の搭載面3aに表面実装して大略構成されている。
図2〜5に示すように、トランスモジュール2は、厚さ方向に間隔をあけて配される一対の基板(板材)10,20と、一対の基板10,20の間に固定された一次側コイル(一のコイル)30と、これら一対の基板10,20及び一次側コイル30に取り付けられたトランスコア40とを備えて構成されている。
ボビン31の軸方向両端には、径方向外側に突出するフランジ部33A,33Bが形成されている。そして、一対のフランジ部33A,33Bが接着剤等によって互いに対向する一対の基板10,20の内側主面(主面)11A,21Aに固定されることで、一次側コイル30が一対の基板10,20に固定されている。なお、この固定状態においては、各フランジ部33A,33Bが両端を除く導線32と各基板10,20の内側主面11A,21Aとの接触を防いでいる。
一次側コイル30の導線32は、単純な金属線であってもよいが、互いに絶縁された複数の金属細線(導体素線)を撚り合わせてなる所謂リッツ線であることがより好ましい。
第一基板10は、一次側コイル30やトランスコア40と共にトランス50を構成する二次側コイル(他のコイル)15と、第一基板10を搭載基板3の配線パターンに電気接続するための複数の外部端子16とを備えて大略構成されている。
また、第一基板10には、前述した一次側コイル30の導線32の両端が接続されている。導線32は、第一基板10の配線パターンからなる接続配線(不図示)を介して、二次側コイル15や電子部品18とは別個の外部端子16に電気接続されている。
また、第二基板20の各外部端子26は、図7に示すように、厚さ方向に延びる第二基板20の側端面22Aと、これに隣り合う内側主面21A及び外側主面21Bとに連ねて断面コ字状に形成されている。そして、第二基板20の側端面22Aのうち外部端子26が形成されている部分は、側端面22Aの他の部分に対して窪む溝27の内面となっている。すなわち、第二基板20の側端面22Aに形成される各外部端子26も、スルーホールを利用して形成されている。
ただし、図示例の第二基板20は、第一基板10のように一次側コイル30と電気接続されておらず、また、二次側回路用の電子部品も備えていない。
なお、一対の基板10,20に形成された二つの二次側コイル15,25は、後述する搭載基板3の配線パターンを介して直列に電気接続されて一つの二次側コイルとして構成されてもよいが、電気接続せずに各二次側コイル15,25の出力を別個に取り出すようにしてもよい。各二次側コイル15,25の出力を別個に取り出す場合、搭載基板3の配線パターンを介して第二基板20の二次側コイル25と第一基板10の電子部品18とを電気接続してもよいが、例えば第二基板20にその二次側コイル25用の電子部品を別途搭載してもよい。
他方の収容溝19B,29Bは、前述の側端面12A,22Aとは反対側に位置する基板10,20の側端面12B,22Bから窪むように形成されており、外郭部42の一部が入り込む程度の深さ寸法とされている。すなわち、外郭部42の残部は他方の収容溝19B,29Bから突出している。なお、他方の収容溝19B,29Bは、例えば形成されなくても構わない。
なお、トランスモジュール2は、一対の基板10,20が互いに間隔をあけて固定されているため、各基板10,20が単独で搭載面3aに立てることが困難な厚さに設定されていても、上記配置状態において、一対の基板10,20が互いに支えあうように一対の基板10,20を搭載面3aに立てた状態で置くことができ、倒れることはない。
なお、上述のようにトランスモジュール2を実装する際には、例えばトランスコア40を接着剤等により搭載面3aに接着してもよい。
したがって、搭載面3aにおけるトランスモジュール2の搭載面積を小さく設定して、搭載基板3や電子装置1の小型化を図ることができる。言い換えれば、同一の大きさの搭載基板3に対してトランスモジュール2の他により多くの電子部品を実装することができ、搭載基板3に対する電子部品の高密度実装が可能となる。
さらに、外部端子16,26を二次側コイル15,25等と同様の配線パターンにより形成することで、安価かつ確実に形成することができ、また、外部端子16,26の配置等の設計自由度も向上する。
なお、各二次側コイル15,25の出力を別個に取り出す場合には、二つの二次側コイルの巻数を相互に異ならせることで、二つの二次側コイル15,25から相互に異なる二種類の電圧を出力することが可能となる。
例えば、二つの二次側コイル15,25を搭載基板3の配線パターンにより直列に電気接続する場合には、直列に接続された二つの二次側コイル15,25の両端を出力端子として機能させることに加え、前記配線パターンの中途部も出力端子として機能させてもよい。この構成では、二次側コイル15,25から三種類の電圧を出力することができる。
この構成では、三つの外部端子16を適宜組み合わせることで、基板10(20)に形成された一つの二次側コイル15(25)から三種類の電圧を取り出すことができる。また、取出配線は二次側コイル15(25)の任意の中途位置に接続することができるため、任意の電圧値を出力することが可能となる。さらに、複数の取出配線が二次側コイル15(25)の中途部に互いに間隔をあけて形成されていれば、より多くの種類の電圧を取り出すことも可能となる。
また、トランスコア40は、外郭部42を備えて構成されるとしたが、一次側コイル30及び二次側コイル15,25と共にトランス50を構成できればよく、例えば軸部41のみによって構成されても構わない。この場合、一対の基板10,20には収容溝19,29を形成しなくてもよい。なお、この構成においてトランスコアに生じる熱は、一対の基板10,20を介して搭載基板3に逃がすことができる。
また、上記実施形態においては、基板10,20間の一のコイル30を一次側コイルとし、各基板10,20に形成される他のコイル15,25を二次側コイルとして説明したが、少なくともトランス50を構成できるように、これら複数のコイルの一部を一次側コイルとし、残部を二次側コイルとしてよい。例えば、基板10,20間の一のコイル30を二次側コイルとし、基板10,20に形成される他のコイル15,25を一次側コイルとしてもよい。
2 トランスモジュール
3 搭載基板
3a 搭載面
10 第一基板(板材)
11 主面
11A 内側主面(主面)
11B 外側主面(主面)
12A 側端面
15 二次側コイル(他のコイル)
16 外部端子
20 第二基板(板材)
21 主面
21A 内側主面(主面)
21B 外側主面(主面)
22A 側端面
25 二次側コイル(他のコイル)
26 外部端子
30 一次側コイル(一のコイル)
31 ボビン
32 導線
Claims (9)
- 複数のコイルによって構成されるトランスを備えるトランスモジュールであって、
厚さ方向に間隔をあけて配される一対の板材を備え、
一のコイルが、前記一対の板材の間に固定され、
他のコイルが、基板をなす少なくとも一方の板材に形成された配線パターンによって構成されていることを特徴とするトランスモジュール。 - 前記基板の主面方向の縁部に、少なくとも前記他のコイルに電気接続される複数の外部端子が形成されていることを特徴とする請求項1に記載のトランスモジュール。
- 前記外部端子が、前記基板の厚さ方向に延びる当該基板の側端面及びこれに隣接する両主面に連ねて形成されていることを特徴とする請求項2に記載のトランスモジュール。
- 前記側端面に形成される前記外部端子が、前記配線パターンからなり、スルーホールを利用して形成されていることを特徴とする請求項3に記載のトランスモジュール。
- 二次側コイルをなす前記他のコイルの両端が、個別の前記外部端子に電気接続され、
前記他のコイルの中途部が、別個の前記外部端子に電気接続されていることを特徴とする請求項2から請求項4のいずれか1項に記載のトランスモジュール。 - 前記一対の板材が、両方共に配線パターンを有する前記基板であり、
前記他のコイルが、前記配線パターンによって前記一対の板材の両方に形成されていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のトランスモジュール。 - 前記一のコイルが、電気的な絶縁材料からなるボビンに導線を巻回して構成され、
前記ボビンの軸方向両端が、互いに対向する前記一対の板材の主面に固定されていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のトランスモジュール。 - 前記一のコイルが一次側コイルをなし、
前記他のコイルが二次側コイルをなすことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のトランスモジュール。 - 請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のトランスモジュールを搭載基板の搭載面に表面実装した電子装置であって、
前記搭載基板が放熱基板であることを特徴とする電子装置。
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