JP2020150211A - Multilayer substrate and converter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、積層基板およびコンバータに係り、特に、基板の両面に形成されているコイル部同士が、基板に設けられている導通部によって接続されているものに関する。 The present invention relates to a laminated substrate and a converter, and more particularly to a coil portion formed on both sides of the substrate is connected by a conductive portion provided on the substrate.
DCDCコンバータの絶縁トランスは、入出力電圧に応じた1次側2次側で所定の巻き数比をもっている。基板に形成されている巻線パターンで高圧側の1次側巻線を構成する場合、複数ターンして折り返す必要があり、巻線パターンを2層で構成することが一般的である。 The isolation transformer of the DCDC converter has a predetermined turns ratio on the primary side and the secondary side according to the input / output voltage. When the high-voltage side primary winding is formed by the winding pattern formed on the substrate, it is necessary to make a plurality of turns and fold back, and the winding pattern is generally composed of two layers.
通常、2層の巻線パターンの接続を基板に設けられたビアホール等で行っている。電流密度や抵抗値が変化しないように、ビアホールは、巻き線パターンを形成する導体パターンの断面積と複数のビアホールの断面積の合計が同等になるように個数が設定されている。 Usually, the two-layer winding pattern is connected by a via hole or the like provided on the substrate. The number of via holes is set so that the total cross section of the conductor pattern forming the winding pattern and the cross section of the plurality of via holes are equal so that the current density and the resistance value do not change.
ここで、従来の技術に関する特許文献として特許文献1を掲げる。 Here, Patent Document 1 is listed as a patent document relating to the conventional technique.
ビアホールの断面積の合計を上述したように設定しても、DCDCコンバータのスイッチング周波数を高周波化した場合、巻線パターンからビアホールに電流経路が変わる部分で、直流抵抗が同じであるにもかかわらず、インピーダンスが増加してしまう。 Even if the total cross-sectional area of the via hole is set as described above, when the switching frequency of the DCDC converter is increased, the current path changes from the winding pattern to the via hole, even though the DC resistance is the same. , Impedance will increase.
そして、巻線パターンからビアホールに電流経路が変わる部分で、電流集中や反射が起こってしまうおそれがあり、損失や発熱または磁気的な放射を発生してしまうおそれがある。 Then, at the portion where the current path changes from the winding pattern to the via hole, current concentration or reflection may occur, and loss, heat generation, or magnetic radiation may occur.
本発明は、巻線パターンからビアホールに電流経路が変わる部分で、電流集中や反射が起こってしまうおそれを回避し、損失や発熱または磁気的な放射を発生してしまうおそれを回避することができる積層基板およびコンバータを提供することを目的とする。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to avoid the risk of current concentration and reflection occurring at the portion where the current path changes from the winding pattern to the via hole, and to avoid the risk of loss, heat generation, or magnetic radiation. It is an object of the present invention to provide a laminated substrate and a converter.
本発明は、第1の基板と、前記第1の基板の厚さ方向の一方の面に設けられている第1の導体パターン巻線層部と、前記第1の基板の厚さ方向の他方の面に設けられている第2の導体パターン巻線層部と、前記第1の基板に設けられ、前記第1の導体パターン巻線層部と前記第2の導体パターン巻線層部とをお互いにつないでいる導通部とを有し、前記導通部との境界でのインピーダンスの増加をおさえるために、前記各導体パターン巻線層部の形状と前記導通部の形状とがお互いに異なっている態様、前記各導体パターン巻線層部の材質と前記導通部の材質とがお互いに異なっている態様のうちの少なくともいずれかの態様に形成されている積層基板である。 The present invention comprises a first substrate, a first conductor pattern winding layer portion provided on one surface of the first substrate in the thickness direction, and the other in the thickness direction of the first substrate. The second conductor pattern winding layer portion provided on the surface of the above surface, the first conductor pattern winding layer portion provided on the first substrate, and the second conductor pattern winding layer portion. The shape of each conductor pattern winding layer portion and the shape of the conductive portion are different from each other in order to have a conductive portion connected to each other and suppress an increase in impedance at the boundary with the conductive portion. It is a laminated substrate formed in at least one of the above-mentioned aspects, in which the material of each conductor pattern winding layer portion and the material of the conductive portion are different from each other.
本発明によれば、巻線パターンからビアホールに電流経路が変わる部分で、電流集中や反射が起こってしまうおそれを回避し、損失や発熱または磁気的な放射を発生してしまうおそれを回避することができる積層基板およびコンバータを提供することができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to avoid the risk of current concentration and reflection occurring at the portion where the current path changes from the winding pattern to the via hole, and to avoid the risk of loss, heat generation, or magnetic radiation. It has the effect of being able to provide a laminated substrate and a converter that can be used.
本発明の実施形態に係るコンバータ(たとえばDCDCコンバータ)1は、センタータップ型のコンバータであり、図1で示すように、入力部3とスイッチング部5とトランス7と整流部9と出力部11とを備えて構成されている。そして、入力部3から入力された直流電圧が、電圧の異なる直流電圧に変換されて出力部11から出力されるようになっている。
The converter (for example, DCDC converter) 1 according to the embodiment of the present invention is a center tap type converter, and as shown in FIG. 1, the input unit 3, the
また、DCDCコンバータ1は、図2〜図4で示すような積層基板(コンバータ用整流回路)13を備えて構成されている。積層基板13には、トランス7や整流部9等が設置される。
Further, the DCDC converter 1 is configured to include a laminated substrate (rectifier circuit for converter) 13 as shown in FIGS. 2 to 4. A
ここで、説明の便宜のために所定の一方向を縦方向とし、縦方向に対して直交する所定の一方向を横方向とし、縦方向と横方向とに対して直交する方向を厚さ方向とする。 Here, for convenience of explanation, a predetermined one direction is a vertical direction, a predetermined one direction orthogonal to the vertical direction is a horizontal direction, and a direction orthogonal to the vertical direction and the horizontal direction is a thickness direction. And.
積層基板13は、図2で示すように、第1の基板(第1の基材)15と、第2の基板(第2の基材)17と、第3の基板(第3の基材)19と、第1の導体パターン(層L2の導体パターン)21と、第2の導体パターン(層L3の導体パターン)23と、第3の導体パターン(層L1の導体パターン)25と、第4の導体パターン(層L4の導体パターン)27とを備えて構成されている。
As shown in FIG. 2, the laminated
第1の基板15は、たとえば、絶縁性の材料で矩形な平板状に形成されている。第2の基板17と第3の基板19とは、第1の基板15と同材質で同形状に形成されている。第1の導体パターン21と第2の導体パターン23と第3の導体パターン25と第4の導体パターン27とはお互いが同じ導電性の材質で形成されている。また、第1の導体パターン21の厚さと第2の導体パターン23の厚さと第3の導体パターン251の厚さと第4の導体パターン27の厚さとはお互いが等しくなっている。
The
図2で示すように、厚さ方向で、一端から他端に向かって、第3の導体パターン25と第2の基板17と第1の導体パターン21と第1の基板15と第2の導体パターン23と第3の基板19と第4の導体パターン27とがこの順に重なって積層されている。
As shown in FIG. 2, from one end to the other end in the thickness direction, the
厚さ方向で見ると、図3等で示すように、第1の基板15の総てと第2の基板17の総てと第3の基板19の総てとがお互いに重なっており、第1の導体パターン21、第2の導体パターン23、第3の導体パターン25および第4の導体パターン27は、各基板15、17、19の内側に位置している。
When viewed in the thickness direction, as shown in FIG. 3 and the like, all of the
各基板15、17、19には、各基板15、17、19を貫通している複数の貫通孔29が形成されている。厚さ方向で見ると、これらの貫通孔29のそれぞれはお互いが重なっている。各貫通孔29のうちの1つの貫通孔29aは、図1に示すトランス7のコア部を形成している。厚さ方向で見ると、貫通孔29aは、横方向では中央に位置し、縦方向では一端側に位置している。
A plurality of through
第1の導体パターン(第1の回路パターン)21は、図3で示すように、第1の導体パターン巻線層(層L2の一次巻線層)31と、第1の導体パターンのその他の配線層33とを備えて構成されており、厚さ方向で第1の基板15と第2の基板17との間に設けられている。
As shown in FIG. 3, the first conductor pattern (first circuit pattern) 21 includes a first conductor pattern winding layer (primary winding layer of layer L2) 31 and other conductor patterns of the first conductor pattern. It is configured to include a
第1の導体パターン巻線層21は、第1の導体パターン巻線層部(トランス7の一次巻線を構成している第1の導体パターン巻線層部)35と第1の導体パターン巻線層延出部37とを備えて構成されている。
The first conductor
第1の導体パターン巻線層部(コイル部)35は、渦巻き状に形成されており、コア部29aを囲むようにして配置されている。
The first conductor pattern winding layer portion (coil portion) 35 is formed in a spiral shape and is arranged so as to surround the
第1の導体パターン巻線層延出部37は、縦方向に長い矩形状に形成されており、第1の導体パターン巻線層部35の外側の端から縦方向の一端側に向かって延出している。また、第1の導体パターン巻線層延出部37は横方向では中央に位置している。
The first conductor pattern winding
第1の導体パターンのその他の配線層33は、第1の導体パターンの第1配線層39と第1の導体パターンの第2配線層41と第1の導体パターンの第3配線層43と第1の導体パターンの第4配線層45と第1の導体パターンの第5配線層47とを備えて構成されている。
The
なお、第1の導体パターン巻線層31と第1の導体パターンの第2配線層41とはお互いがつながっているが、これ以外の第1の導体パターンの第1配線層39、第1の導体パターンの第3配線層43、第1の導体パターンの第4配線層45、第1の導体パターンの第5配線層47の間には、間隙が形成されており、これらはお互いが離れている。
Although the first conductor
第1の導体パターンの第1配線層39は、「コ」字状に形成されており、縦方向では他端側に配置されており、横方向では、ほぼ全体にわたって配置されている。第1の導体パターンの第2配線層41は、概ね矩形状に形成されており、縦方向では一端側に配置されており、横方向でも一端側に配置されている。第1の導体パターンの第3配線層43は、概ね矩形状に形成されており、縦方向では一端側に配置されており、横方向では他端側に配置されている。
The
第1の導体パターンの第4配線層45は、縦方向に長い矩形状に形成されており、縦方向では、第1の導体パターン巻線層部35と第1の導体パターンの第1配線層39(縦方向他端側の部位)との間に配置されており、横方向では、中央よりも他端側に偏った位置に配置されている。
The
第1の導体パターンの第5配線層47は、縦方向に長い矩形状に形成されており、縦方向では、第1の導体パターン巻線層部35と第1の導体パターンの第1配線層39(縦方向他端側の部位)との間に配置されており、横方向では、中央に配置されている。
The
また、第1の導体パターンの第4配線層45と第1の導体パターンの第5配線層47とは、横方向では、第1の導体パターンの第1配線層39の内側に配置されている。そして、第1の導体パターンの第1配線層39の横方向一端側の部位と第1の導体パターンの第5配線層47と第1の導体パターンの第4配線層45と第1の導体パターンの第1配線層39の横方向他端側の部位とが、横方向で一端側から他端側に向かってこの順にならんでいる。
Further, the
第2の導体パターン(第2の回路パターン)23は、図4で示すように、第2の導体パターン巻線層(層L3の一次巻線層)49と、第2の導体パターンのその他の配線層51とを備えて構成されており、厚さ方向で第1の基板15と第3の基板19との間に設けられている。
As shown in FIG. 4, the second conductor pattern (second circuit pattern) 23 includes a second conductor pattern winding layer (primary winding layer of layer L3) 49 and other conductor patterns of the second conductor pattern. It is configured to include a
第2の導体パターン巻線層49は、第2の導体パターン巻線層部(トランス7の一次巻線を構成している第2の導体パターン巻線層部)53と第2の導体パターン巻線層延出部55とを備えて構成されている。
The second conductor
第2の導体パターン巻線層部(コイル部)53は、渦巻き状に形成されており、コア部29aを囲むようにして配置されている。
The second conductor pattern winding layer portion (coil portion) 53 is formed in a spiral shape and is arranged so as to surround the
第2の導体パターン巻線層延出部55は、縦方向に長い矩形状に形成されており、第2の導体パターン巻線層部53の外側の端から縦方向の一端側に向かって延出している。また、第2の導体パターン巻線層延出部55は横方向では中央に位置している。
The second conductor pattern winding
第2の導体パターンのその他の配線層51は、第2の導体パターンの第1配線層57と第2の導体パターンの第2配線層59と第2の導体パターンの第3配線層61と第2の導体パターンの第4配線層63と第2の導体パターンの第5配線層65とを備えて構成されている。
The other wiring layers 51 of the second conductor pattern include the
なお、第2の導体パターン巻線層49と第2の導体パターンの第3配線層61とはお互いがつながっているが、これ以外の第2の導体パターンの第1配線層57、第2の導体パターンの第2配線層59、第2の導体パターンの第4配線層63、第2の導体パターンの第5配線層65の間には、間隙が形成されており、これらはお互いが離れている。
Although the second conductor
第2の導体パターンの第1配線層57は、「コ」字状に形成されており、縦方向では他端側に配置されており、横方向では、ほぼ全体にわたって配置されている。第2の導体パターンの第2配線層59は、概ね矩形状に形成されており、縦方向では一端側に配置されており、横方向でも一端側に配置されている。第2の導体パターンの第3配線層61は、概ね矩形状に形成されており、縦方向では一端側に配置されており、横方向では他端側に配置されている。
The
第2の導体パターンの第4配線層63は、縦方向に長い矩形状に形成されており、縦方向では、第2の導体パターン巻線層部53と第2の導体パターンの第1配線層57(縦方向他端側の部位)との間に配置されており、横方向では、中央よりも他端側に偏った位置に配置されている。
The
第2の導体パターンの第5配線層65は、縦方向に長い矩形状に形成されており、縦方向では、第2の導体パターン巻線層部53と第2の導体パターンの第1配線層57(縦方向他端側の部位)との間に配置されており、横方向では、中央に配置されている。
The
また、第2の導体パターンの第4配線層63と第2の導体パターンの第5配線層65とは、横方向では、第2の導体パターンの第1配線層57の内側に配置されている。そして、第2の導体パターンの第1配線層57の横方向一端側の部位と第2の導体パターンの第5配線層65と第2の導体パターンの第4配線層63と第2の導体パターンの第1配線層57の横方向他端側の部位とが、横方向で一端側から他端側に向かってこの順にならんでいる。
Further, the
第3の導体パターン(第3の回路パターン)25や第4の導体パターン(第4の回路パターン)27についての詳しい説明は省略するが、第3の導体パターン25は、コア部29aを囲むようにして配置されトランス7の二次巻線を構成している第3の導体パターン巻線層部等を備えて構成されており、第4の導体パターン27は、コア部29aを囲むようにして配置されトランス7の二次巻線を構成している第4の導体パターン巻線層部等を備えて構成されている。
Although detailed description of the third conductor pattern (third circuit pattern) 25 and the fourth conductor pattern (fourth circuit pattern) 27 is omitted, the
積層基板13の厚さ方向で見ると、第1の導体パターン巻線層部35と第2の導体パターン巻線層部53とはお互いがほぼ重なっている。
When viewed in the thickness direction of the
また、図1に示す回路を形成するために、各基板15、17、19を貫通しているスルーボールビア67や銅インレイ等のインレイ69を介して、第1の導体パターンの各配線層39、41、43、45、47と、第2の導体パターンの各配線層57、59、61、63、65と、第3の導体パターン25と、第4の導体パターン27とが適宜導通している。
Further, in order to form the circuit shown in FIG. 1, each
整流部9を構成している整流素子71は、図2で示すように、第2の基板17の表面(厚さ方向一端側の面;実装面)と第2の基板17の表面(厚さ方向他端側の面;実装面)に実装されている。
As shown in FIG. 2, the rectifying
また、図3〜図6で示すように、トランス7の一次コイルを形成するために、第1の導体パターン巻線層部35と第2の導体パターン巻線層部53とが導通部75(ベリッドホール;ブラインドビアホール)73でお互いに導通されている。
Further, as shown in FIGS. 3 to 6, in order to form the primary coil of the
さらに説明すると、導通部75を構成しているベリッドホール73は、第1の基板15をこの厚さ方向で貫通し第1の基板21に、お互いが離れて複数設けられており、第1の導体パターン巻線層部35の内側の先端部(コア部29a側の端部)と、第2の導体パターン巻線層部53の内側の先端部(コア部29a側の端部)とをお互いにつないでいる。複数のベリッドホール73は、第1の導体パターン巻線層部35や第2の導体パターン巻線層部53の長手方向(延伸方向)でお互いが離れて配置されている。
Further, a plurality of the verid holes 73 constituting the
なお、第1の導体パターン巻線層部35と第2の導体パターン巻線層部53と導通部75とは、お互いが同じ材質(さらには、お互いが同じ導電率を持つ材料)で形成されており、第1の導体パターン巻線層部35の断面積の値と第2の導体パターン巻線層部53の断面積の値とはお互いが等しくなっており、導通部75の断面積の値が、第1の導体パターン巻線層部35の断面積の値や第2の導体パターン巻線層部53の断面積の値以上の値になっている。
The first conductor pattern winding
第1の導体パターン巻線層部35の断面積とは、第1の導体パターン巻線層部35での電流が流れる方向に対して直交する平面による断面の面積であり、第2の導体パターン巻線層部53の断面積とは、第2の導体パターン巻線層部53での電流が流れる方向に対して直交する平面による断面の面積である。また、導通部75の断面積とは、導通部75での電流が流れる方向に対して直交する平面(厚さ方向に対して直交する平面)による断面の面積である。
The cross-sectional area of the first conductor pattern winding
さらに説明すると、第1の導体パターン巻線層部35の断面積とは、図6(c)に参照符号35Aで示すハッチングがされている矩形な部位の面積、もしくは、図6(c)に参照符号35Bで示すハッチングがされている矩形な部位の面積である。
More specifically, the cross-sectional area of the first conductor pattern winding
第2の導体パターン巻線層部53の断面積とは、図6(c)に参照符号53Aで示すハッチングがされている矩形な部位の面積、もしくは、図6(c)に参照符号53Bで示すハッチングがされている矩形な部位の面積である。導通部75の断面積とは、図6(b)に示すハッチングがされている複数の円環(ベリッドホール73)の面積の合計値である。
The cross-sectional area of the second conductor pattern winding
なお、第1の導体パターン巻線層部35の幅寸法B1と第2の導体パターン巻線層部53の幅寸法B2とはお互いが等しくなっており、第1の導体パターン巻線層部35の厚さ寸法H1と第2の導体パターン巻線層部53の厚さ寸法H2とはお互いが等しくなっている。
The width dimension B1 of the first conductor pattern winding
次に、1つ目の変形例に係る第1の導体パターン巻線層部35と1つ目の変形例に係る第2の導体パターン巻線層部53とこれらの導通部75について、図7、図8を参照しつつ説明する。
Next, FIG. 7 shows the first conductor pattern winding
1つ目の変形例に係る第1の導体パターン巻線層部35と1つ目の変形例に係る第2の導体パターン巻線層部53とこれらの導通部75については、導通部75の設置形態が、図5や図6等で示すものと異なり、その他の点は、図5や図6等で示すものと同様に構成されている。
Regarding the first conductor pattern winding
図7で示すように、第1の導体パターン巻線層部35は、矩形状の(角ばった)渦巻状に形成されている。また、図8で示すように、第2の導体パターン巻線層部53も、第1の導体パターン巻線層部35と同様な矩形状の渦巻状に形成されている。なお、第1の導体パターン巻線層部35の巻方向と第2の導体パターン巻線層部53の巻方向とは逆向きになっている。
As shown in FIG. 7, the first conductor pattern winding
図7や図8で示す1つ目の変形例に係るものでも、導通部75が、第1の導体パターン巻線層部35の内側の端部と第2の導体パターン巻線層部53の内側の端部とをお互いにつないでおり、各導体パターン巻線層部35、53の内側にコア部29aが形成されている。
Also in the case of the first modification shown in FIGS. 7 and 8, the
図7や図8で示す1つ目の変形例に係るものでは、第1の基板15でのデッドスペースを少なくするために、コア部29aの中心77から第1の導体パターン巻線層部35の外側に向かう第1の方向での第1の導体パターン巻線層部35の巻き数と、コア部29aの中心77から第1の導体パターン巻線層部35の外側に向かう第2の方向での第1の導体パターン巻線層部35の巻き数とがお互いに等しくなっている。
In the case of the first modification shown in FIGS. 7 and 8, in order to reduce the dead space in the
なお、上記第1の方向は、たとえば、コア部29aの中心77から横方向で一端側に向かう方向であり、上記第2の方向は、上記第1の方向とは逆方向であって、コア部29aの中心77から横方向で他端側に向かう方向である。
The first direction is, for example, a direction from the
また、第1の導体パターン巻線層部35と第2の導体パターン巻線層部53との巻き数はお互いが等しくなっている。そして、第1の導体パターン巻線層部35の場合と同様にして、第2の導体パターン巻線層部53でも、第1の基板15でのデッドスペースを少なくするために、コア部29aの中心77から第2の導体パターン巻線層部53の外側に向かう第1の方向での第2の導体パターン巻線層部53の巻き数と、第2の方向での第2の導体パターン巻線層部53の巻き数とがお互いに等しくなっている。
Further, the number of turns of the first conductor pattern winding
また、第1の導体パターン巻線層部35と第2の導体パターン巻線層部53と導通部75とで、奇数巻のコイル部が形成されている。
Further, an odd-numbered coil portion is formed by the first conductor pattern winding
すなわち、図7に参照符号79で示す部位(巻線層部35の外側端部)から参照符号81で示す部位(巻線層部35の内側端部)に至るまでの間で、巻線層部35は2.5回巻いている。
That is, from the portion indicated by reference numeral 79 (outer end portion of the winding layer portion 35) to the portion indicated by reference numeral 81 (inner end portion of the winding layer portion 35) in FIG. 7, the winding layer The
また、図8に参照符号83で示す部位(巻線層部53の外側端部)から参照符号85で示す部位(巻線層部53の内側端部)に至るまでの間で、巻線層部53も2.5回巻いている。
Further, from the portion indicated by reference numeral 83 (outer end portion of the winding layer portion 53) to the portion indicated by reference numeral 85 (inner end portion of the winding layer portion 53) in FIG. 8, the winding
部位81や部位85のところが導通部75でお互いに導通されていることで、第1の導体パターン巻線層部35と第2の導体パターン巻線層部53とで5回巻き(奇数巻)のコイル部が形成されている。
Since the
また、導通部75(ベリッドホール73)は、第1の導体パターン巻線層部35の第1の内側部位87と第2の内側部位89と第3の内側部位91と、第2の導体パターン巻線層部53の第1の内側部位93と第2の内側部位95と内側部位97とに設けられている。
Further, the conductive portion 75 (verid hole 73) includes a first
第1の導体パターン巻線層部35の第1の内側部位87は、第1の導体パターン巻線層部35の内側の端からコア部29aの外周に沿って所定の方向(縦方向)に延びている。第1の導体パターン巻線層部35の第2の内側部位89は、第1の内側部位87の一方の端(第1の導体パターン巻線層部35の内側の端とは反対側の端)で、第1の内側部位87につながって、コア部29aの外周に沿って、第1の内側部位87と異なる方向(たとえば直交する方向である横方向)に延びている。
The first
第1の導体パターン巻線層部35の第3の内側部位91は、第2の内側部位89の、第1の内側部位87につながっている端とは反対側の端で、第2の内側部位89につながっており、コア部29aの外周に沿って、第2の内側部位89と異なる方向(たとえば直交する方向である縦方向)に延びている。
The third
第2の導体パターン巻線層部53の第1の内側部位93は、第2の導体パターン巻線層部53の内側の端からコア部29aの外周に沿って所定の方向(縦方向)に延びている。第2の導体パターン巻線層部53の第2の内側部位95は、第1の内側部位93の一方の端(第2の導体パターン巻線層部53の内側の端とは反対側の端)で、第1の内側部位93につながって、コア部29aの外周に沿って、第1の内側部位93と異なる方向(たとえば直交する方向である横方向)に延びている。
The first
第2の導体パターン巻線層部53の第3の内側部位97は、第2の内側部位95の、第1の内側部位93につながっている端とは反対側の端で、第2の内側部位95につながっており、コア部29aの外周に沿って、第2の内側部位95と異なる方向(たとえば直交する方向である縦方向)に延びている。
The third
そして、各基板15、17、19の積層方向(厚さ方向)で見て、第1の導体パターン巻線層部35の前記第1の内側部位87と、第2の導体パターン巻線層部53の前記第3の内側部位97とがお互いに重なっている。
Then, when viewed in the stacking direction (thickness direction) of the
各基板15、17、19の積層方向で見て、第1の導体パターン巻線層部35の第2の内側部位89と、第2の導体パターン巻線層部53の第2の内側部位95とがお互いに重なっている。
When viewed in the stacking direction of the
また、各基板15、17、19の積層方向で見て、第1の導体パターン巻線層部35の第3の内側部位91と、第2の導体パターン巻線層部53の第1の内側部位93とがお互いに重なっている。
Further, when viewed in the stacking direction of the
図7や図8で示す1つ目の変形例に係るものにおける電流の経路について説明する。 The current path in the first modification shown in FIGS. 7 and 8 will be described.
図7で示す第1の導体パターン巻線層部35の部位79から第1の導体パターン巻線層部35の第1の内側部位87まで流れてきた電流は、第1の導体パターン巻線層部35の第1の内側部位87と第2の導体パターン巻線層部53の第3の内側部位97に設けられているベリッドホール73A等を通って、図8で示す第2の導体パターン巻線層部53の第3の内側部位97に至り、この後、第2の導体パターン巻線層部53の部位83まで流れる。この流れでも、奇数巻のコイル部が形成されている。
The current flowing from the
また、図7で示す第1の導体パターン巻線層部35の部位79から第1の導体パターン巻線層部35の第2の内側部位89まで流れてきた電流は、第1の導体パターン巻線層部35の第2の内側部位89と第2の導体パターン巻線層部53の第2の内側部位95に設けられているベリッドホール73B等を通って、図8で示す第2の導体パターン巻線層部53の第2の内側部位95に至り、この後、第2の導体パターン巻線層部53の部位83まで流れる。この流れでも、奇数巻のコイル部が形成されている。
Further, the current flowing from the
また、図7で示す第1の導体パターン巻線層部35の部位79から第1の導体パターン巻線層部35の第3の内側部位91まで流れてきた電流は、第1の導体パターン巻線層部35の第3の内側部位91と第2の導体パターン巻線層部53の第1の内側部位93に設けられているベリッドホール73C等を通って、図8で示す第2の導体パターン巻線層部53の第1の内側部位93に至り、この後、第2の導体パターン巻線層部53の部位83まで流れる。この流れでも、奇数巻のコイル部が形成されている。
Further, the current flowing from the
次に、コンバータ1の動作について説明する。入力部3にDC電源が入力されると、スイッチング部5によって交流(AC)にされ、トランス7に供給される。トランス7で電圧変換がされ、この変換されたACが、整流部9によって整流され、出力チョークコイルと出力平滑コンデンサとによって直流にされ、出力部11からDC電源として出力される。
Next, the operation of the converter 1 will be described. When a DC power supply is input to the input unit 3, it is converted to alternating current (AC) by the
コンバータ1によれば、導通部75の断面積の値が、第1の導体パターン巻線層部35や第2の導体パターン巻線層部53の断面積の値以上の値になっているので、巻線層部35、53からベリッドホール73に電流経路が変わる部分でのインピーダンスの増加を防止することができ、電流集中や反射が起こってしまうおそれを回避し、損失や発熱または磁気的な放射を発生してしまうおそれを回避することができる。
According to the converter 1, the value of the cross-sectional area of the
また、コンバータ1によれば、導通部75がお互いに離れて複数設けられているベリッドホール73で構成されているので、第1の導体パターン巻線層部35と導通部75との接続部部分と、第2の導体パターン巻線層部53と導通部75との接続部部分とが1箇所に集中しておらず分散している。これによってインピーダンス増加を一層回避することができる。
Further, according to the converter 1, since the
また、コンバータ1によれば、横方向の一端側における各導体パターン巻線層部35、53の巻き数と、横方向の他端側における各導体パターン巻線層部35、53の巻き数とが同じ数になっているので、渦巻状になっている延伸している導体パターン巻線層部35、53の幅B1、B2を一定にして、渦巻状になっている延伸している導体パターン巻線層部35、53の横方向の間隔を一定にすれば、デッドスペースを極力無くしてスペースの有効利用をはかることができる。
Further, according to the converter 1, the number of turns of the conductor pattern winding
すなわち、コア部29aの中心77から横方向の一方の側における各導体パターン巻線層部35、53のもっとも外側に位置している部位との間の寸法K1(図7、図8参照)の値と、コア部29aの中心77から横方向の他方の側における各導体パターン巻線層部35、53のもっとも外側に位置している部位との間の寸法K2(図7、図8参照)の値とがお互いに等しくなり、横方向で第1の基板21の中央に位置しているコア部29aの両側におけるスペースの有効利用をはかることができる。
That is, the dimension K1 (see FIGS. 7 and 8) between the
また、コンバータ1によれば、各基板15、17、19の積層方向(厚さ方向)で見て、複数のベリッドホール73(導通部75)が設けられている第1の導体パターン巻線層部35の第1の内側部位87と第2の導体パターン巻線層部53の第3の内側部位97とがお互いに重なっており、複数のベリッドホール73(導通部75)が設けられている第1の導体パターン巻線層部35の第2の内側部位89と第2の導体パターン巻線層部53の第2の内側部位95とがお互いに重なっており、複数のベリッドホール73(導通部75)が設けられている第1の導体パターン巻線層部35の第3の内側部位91と第2の導体パターン巻線層部53の第1の内側部位93とがお互いに重なっているので、ベリッドホール73の数をより多くして導通部75の断面積を一層ふやし、損失の増加等を一層回避することができる。
Further, according to the converter 1, when viewed in the stacking direction (thickness direction) of the
次に、2つ目の変形例に係る第1の導体パターン巻線層部35と2つ目の変形例に係る第2の導体パターン巻線層部53とこれらの導通部75について、図9、図10を参照しつつ説明する。
Next, FIG. 9 shows the first conductor pattern winding
2つ目の変形例に係る第1の導体パターン巻線層部35と2つ目の変形例に係る第2の導体パターン巻線層部53とこれらの導通部75については、第1の導体パターン巻線層部35や第2の導体パターン巻線層部53の巻き数が、図7や図8で示すものと異なり、その他の点は、図7や図8で示すものと同様に構成されている。
Regarding the first conductor pattern winding
図9で示すように、第1の導体パターン巻線層部35は、矩形状の渦巻状に形成されている。また、図10で示すように、第2の導体パターン巻線層部53も、第1の導体パターン巻線層部35と同様な矩形状の渦巻状に形成されている。
As shown in FIG. 9, the first conductor pattern winding
図9や図10で示す2つ目の変形例に係るものでも、導通部75が、第1の導体パターン巻線層部35の内側の端部と第2の導体パターン巻線層部53の内側の端部とをお互いにつないでおり、各導体パターン巻線層部35、53の内側にコア部29aが形成されている。
Also in the case of the second modification shown in FIGS. 9 and 10, the
また、図9や図10で示す2つ目の変形例に係るものでも、図7や図8で示すものと同様にして、第1の基板15でのデッドスペースを少なくするために、図9や図10で示す距離K1の値と距離K2の値とがお互いに等しくなっている。
Further, also in the case of the second modification shown in FIGS. 9 and 10, in the same manner as that shown in FIGS. 7 and 8, in order to reduce the dead space in the
なお、図9や図10で示す2つ目の変形例に係るものでは、第1の導体パターン巻線層部35と第2の導体パターン巻線層部53と導通部75とで、偶数巻のコイル部が形成されている。
In the case of the second modification shown in FIGS. 9 and 10, the first conductor pattern winding
また、第1の基板15でのデッドスペースを少なくするために、コア部29aの中心77から第1の導体パターン巻線層部35の外側に向かう第1の方向(横方向一端側に向かう方向)での第1の導体パターン巻線層部35の巻き数が、上記第1の方向とは逆方向であってコア部29aの中心77から第1の導体パターン巻線層部35の外側に向かう第2の方向(横方向他端側に向かう方向)での第1の導体パターン巻線層部35の巻き数よりも1つ多くなっている。
Further, in order to reduce the dead space in the
同様にして、第1の基板15でのデッドスペースを少なくするために、コア部29aの中心77から第2の導体パターン巻線層部53の外側に向かう第1の方向での第1の導体パターン巻線層部35の巻き数が、上記第2の方向での第1の導体パターン巻線層部35の巻き数よりも1つ少なくなっている。
Similarly, in order to reduce the dead space in the
なお、図9や図10で示す2つ目の変形例に係るものでは、上述したように導体パターン巻線層部35、53の巻数が異なっているにもかかわらず、導体パターン巻線層部35、53の幅の調整、導体パターン巻線層部35、53の間隔D(図9、図10参照)の調整の少なくともいずれかをすることで、寸法K1の値と寸法K2の値とをお互いに等しくしている。
In the second modification shown in FIGS. 9 and 10, although the number of turns of the conductor pattern winding
なお、上述した積層基板13は、第1の基板と、前記第1の基板の厚さ方向の一方の面に設けられている第1の導体パターン巻線層部と、前記第1の基板の厚さ方向の他方の面に設けられている第2の導体パターン巻線層部と、前記第1の基板に設けられ、前記第1の導体パターン巻線層部と前記第2の導体パターン巻線層部とをお互いにつないでいる導通部とを有し、前記導通部との境界でのインピーダンスの増加をおさえるために、前記各導体パターン巻線層部の形状と前記導通部の形状とがお互いに異なっている態様、前記各導体パターン巻線層部の材質と前記導通部の材質とがお互いに異なっている態様のうちの少なくともいずれかの態様に形成されている積層基板の例である。
The
すなわち、第1の導体パターン巻線層部と導通部との境界である電流の流れる経路の形状が変わる部位と第2の導体パターン巻線層部と導通部との境界である電流の流れる経路の形状が変わる部位でのインピーダンスの増加をおさえるために、各導体パターン巻線層部の形状と導通部の形状とがお互いに異なっているか、もしくは、各導体パターン巻線層部の材質と導通部の材質とがお互いに異なっているが、もしくは、各導体パターン巻線層部の形状と導通部の形状とがお互いに異なっているとともに各導体パターン巻線層部の材質と導通部の材質とがお互いに異なっている積層基板の例である。 That is, the current flow path, which is the boundary between the first conductor pattern winding layer portion and the conductive portion, is the boundary between the portion where the shape of the current flow path changes and the second conductor pattern winding layer portion and the conductive portion. In order to suppress the increase in impedance at the part where the shape of the conductor changes, the shape of each conductor pattern winding layer and the shape of the conducting part are different from each other, or the material and continuity of each conductor pattern winding layer. The materials of the parts are different from each other, or the shape of each conductor pattern winding layer part and the shape of the conductive part are different from each other, and the material of each conductor pattern winding layer part and the material of the conductive part Is an example of laminated substrates that are different from each other.
1 コンバータ
15 第1の基板
17 第2の基板
19 第3の基板
29a コア部
35 第1の導体パターン巻線層部
53 第2の導体パターン巻線層部
71 整流素子
75 導通部
87 第1の導体パターン巻線層部の第1の内側部位
89 第1の導体パターン巻線層部の第2の内側部位
91 第1の導体パターン巻線層部の第3の内側部位
93 第2の導体パターン巻線層部の第1の内側部位
95 第2の導体パターン巻線層部の第2の内側部位
97 第2の導体パターン巻線層部の第3の内側部位
1
Claims (6)
前記第1の基板の厚さ方向の一方の面に設けられている第1の導体パターン巻線層部と、
前記第1の基板の厚さ方向の他方の面に設けられている第2の導体パターン巻線層部と、
前記第1の基板に設けられ、前記第1の導体パターン巻線層部と前記第2の導体パターン巻線層部とをお互いにつないでいる導通部と、
を有し、前記導通部との境界でのインピーダンスの増加をおさえるために、前記各導体パターン巻線層部の形状と前記導通部の形状とがお互いに異なっている態様、前記各導体パターン巻線層部の材質と前記導通部の材質とがお互いに異なっている態様のうちの少なくともいずれかの態様に形成されていることを特徴とする積層基板。 The first board and
A first conductor pattern winding layer portion provided on one surface in the thickness direction of the first substrate,
A second conductor pattern winding layer portion provided on the other surface in the thickness direction of the first substrate, and
A conductive portion provided on the first substrate and connecting the first conductor pattern winding layer portion and the second conductor pattern winding layer portion to each other.
In order to suppress an increase in impedance at the boundary with the conductive portion, the shape of each conductor pattern winding layer portion and the shape of the conductive portion are different from each other. A laminated substrate, characterized in that the material of the wire layer portion and the material of the conductive portion are formed in at least one of different aspects from each other.
前記第1の基板の厚さ方向の一方の面に設けられている第1の導体パターン巻線層部と、
前記第1の基板の厚さ方向の他方の面に設けられている第2の導体パターン巻線層部と、
前記第1の基板に設けられ、前記第1の導体パターン巻線層部と前記第2の導体パターン巻線層部とをお互いにつないでいる導通部と、
を有し、前記導通部の断面積の値が、前記第1の導体パターン巻線層部の断面積の値以上の値になっていることを特徴とする積層基板。 The first board and
A first conductor pattern winding layer portion provided on one surface in the thickness direction of the first substrate,
A second conductor pattern winding layer portion provided on the other surface in the thickness direction of the first substrate, and
A conductive portion provided on the first substrate and connecting the first conductor pattern winding layer portion and the second conductor pattern winding layer portion to each other.
The laminated substrate is characterized in that the value of the cross-sectional area of the conductive portion is equal to or greater than the value of the cross-sectional area of the first conductor pattern winding layer portion.
前記導通部は、お互いに離れて複数設けられていることを特徴とする積層基板。 The laminated substrate according to claim 2.
A laminated substrate characterized in that a plurality of conductive portions are provided apart from each other.
前記導通部は、第1の導体パターン巻線層部の内側の端部と第2の導体パターン巻線層部の内側の端部とをつないでおり、
前記各導体パターン巻線層部の内側にはコア部が形成されており、
前記コア部から前記第1の導体パターン巻線層部の外側に向かう第1の方向での前記第1の導体パターン巻線層部の巻き数と、前記第1の方向とは逆方向であって前記コア部から前記第1の導体パターン巻線層部の外側に向かう第2の方向での前記第1の導体パターン巻線層部の巻き数とが等しくなっていることを特徴とする積層基板。 The laminated substrate according to any one of claims 1 to 3.
The conductive portion connects the inner end portion of the first conductor pattern winding layer portion and the inner end portion of the second conductor pattern winding layer portion.
A core portion is formed inside each of the conductor pattern winding layer portions.
The number of turns of the first conductor pattern winding layer portion in the first direction from the core portion toward the outside of the first conductor pattern winding layer portion is opposite to the first direction. The lamination is characterized in that the number of turns of the first conductor pattern winding layer portion in the second direction from the core portion toward the outside of the first conductor pattern winding layer portion is equal to that of the first conductor pattern winding layer portion. substrate.
前記導通部は、前記各導体パターン巻線層部の第1の内側部位と前記各導体パターン巻線層部の第2の内側部位と前記各導体パターン巻線層部の第3の内側部位とに設けられており、
前記第1の内側部位は、前記各導体パターン巻線層部の内側の端から前記コア部の外周に沿って所定の方向に延びており、
前記第2の内側部位は、前記第1の内側部位の一方の端で、前記第1の内側部位につながって、前記コア部の外周に沿って、前記第1の内側部位と異なる方向に延びており、
前記第3の内側部位は、第2の内側部位の、前記第1の内側部位につながっている端とが反対側の端で、前記第2の内側部位につながって、前記コア部の外周に沿って、前記第2の内側部位と異なる方向に延びており、
前記各基板の積層方向で見て、前記第1の導体パターン巻線層部の前記第1の内側部位と、前記第2の導体パターン巻線層部の前記第3の内側部位とが重なっており、
前記各基板の積層方向で見て、前記第1の導体パターン巻線層部の前記第2の内側部位と、前記第2の導体パターン巻線層部の前記第2の内側部位とが重なっており、
前記各基板の積層方向で見て、前記第1の導体パターン巻線層部の前記第3の内側部位と、前記第2の導体パターン巻線層部の前記第1の内側部位とが重なっていることを特徴とする積層基板。 The laminated substrate according to claim 4.
The conductive portion includes a first inner portion of each conductor pattern winding layer portion, a second inner portion of each conductor pattern winding layer portion, and a third inner portion of each conductor pattern winding layer portion. It is provided in
The first inner portion extends in a predetermined direction from the inner end of each conductor pattern winding layer portion along the outer circumference of the core portion.
The second inner portion is connected to the first inner portion at one end of the first inner portion and extends along the outer circumference of the core portion in a direction different from that of the first inner portion. And
The third inner portion is an end of the second inner portion that is opposite to the end connected to the first inner portion, is connected to the second inner portion, and is on the outer periphery of the core portion. Along it, it extends in a direction different from that of the second inner part.
When viewed in the stacking direction of each of the substrates, the first inner portion of the first conductor pattern winding layer portion and the third inner portion of the second conductor pattern winding layer portion overlap each other. Coil,
When viewed in the stacking direction of each of the substrates, the second inner portion of the first conductor pattern winding layer portion and the second inner portion of the second conductor pattern winding layer portion overlap each other. Coil,
When viewed in the stacking direction of each of the substrates, the third inner portion of the first conductor pattern winding layer portion and the first inner portion of the second conductor pattern winding layer portion overlap each other. A laminated substrate characterized by being present.
前記第1の基板の厚さ方向の一方の側で前記第1の基板に積層されている第2の基板と、
前記第1の基板の厚さ方向の他方の側で前記第1の基板に積層されている第3の基板と、
前記第2の基板の表面、前記第3の基板の表面の少なくともいずれかに形成されている実装面に実装されている整流素子と、
を有することを特徴とするコンバータ。
The laminated substrate according to any one of claims 1 to 5.
A second substrate laminated on the first substrate on one side in the thickness direction of the first substrate, and a second substrate.
A third substrate laminated on the first substrate on the other side in the thickness direction of the first substrate, and a third substrate.
A rectifying element mounted on a mounting surface formed on at least one of the surface of the second substrate and the surface of the third substrate.
A converter characterized by having.
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