JP2022057272A - Board coil and transformer - Google Patents
Board coil and transformer Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022057272A JP2022057272A JP2020165436A JP2020165436A JP2022057272A JP 2022057272 A JP2022057272 A JP 2022057272A JP 2020165436 A JP2020165436 A JP 2020165436A JP 2020165436 A JP2020165436 A JP 2020165436A JP 2022057272 A JP2022057272 A JP 2022057272A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- winding
- substrate
- winding pattern
- coil
- substrate coil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 264
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 48
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 207
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 22
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000002500 effect on skin Effects 0.000 description 5
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F17/00—Fixed inductances of the signal type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F17/00—Fixed inductances of the signal type
- H01F17/04—Fixed inductances of the signal type with magnetic core
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F30/00—Fixed transformers not covered by group H01F19/00
- H01F30/06—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure
- H01F30/10—Single-phase transformers
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/16—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
Abstract
Description
本発明は、基板上の巻き線パターンを重ねることで形成された基板コイル及びトランスに関する。 The present invention relates to a substrate coil and a transformer formed by superimposing winding patterns on a substrate.
近年、パワーエレクトロニクス機器の小型化、ローコスト化が望まれている。そのため、パワーエレクトロニクス機器に実装される部品も、高密度化実装技術、磁気部品小型低背技術、高効率開度技術の開発が急務となっている。そして、磁気部品小型低背技術に関しては、巻き線コイルで形成されるバルク型の部品から、基板上の巻き線パターンを重ねることで形成される基板型の部品への移行が進められている。 In recent years, it has been desired to reduce the size and cost of power electronics devices. Therefore, there is an urgent need to develop high-density mounting technology, small magnetic parts, low profile technology, and high-efficiency opening technology for parts mounted on power electronics equipment. As for the small magnetic component low profile technology, the shift from bulk type components formed by winding coils to substrate type components formed by superimposing winding patterns on a substrate is being promoted.
この基板型の部品については、PWB(Printed Wired Board)の各層の接続が問題となる。すなわち、層毎の接続箇所の場所を基板の法線方向から見て変更する必要があり、このことが積層数やサイズの増加を招き、さらに寄生Lや、層間の容量Cが大きくなり、外付けの共振Lが必要になるなどの不都合が生じていた。 For this board type component, the connection of each layer of PWB (Printed Wired Board) becomes a problem. That is, it is necessary to change the location of the connection point for each layer when viewed from the normal direction of the substrate, which leads to an increase in the number of layers and the size, and further increases the parasitic L and the capacitance C between the layers, so that the outside Inconveniences such as the need for additional resonance L have occurred.
また、PWBの各層の接続箇所によっては、各層のパターンを通過する電流の表皮効果によって、接続部内における電流密度に不均一が生じ、接続部の特定の部分への電流集中、温度上昇が生じる場合があった。 In addition, depending on the connection location of each layer of PWB, the skin effect of the current passing through the pattern of each layer causes non-uniformity of the current density in the connection portion, resulting in current concentration and temperature rise in a specific portion of the connection portion. was there.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、巻き線パターンが設けられた基板を重ねることで形成される基板コイルにおいて、コイルの小型化、低背化を可能とするとともに、各層における特定の接続部に対する電流集中を低減し、信頼性を向上できる技術を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to make it possible to reduce the size and height of a substrate coil formed by stacking substrates provided with winding patterns. At the same time, it is to provide a technique capable of reducing current concentration on a specific connection portion in each layer and improving reliability.
上記の課題を解決するための本発明は、多層基板を構成する複数の層に設けられた巻き線パターンを該巻き線パターンにおける接続部において電気的に接続されるとともに積層することで形成される基板コイルであって、
前記巻き線パターンにおける前記接続部は、前記基板コイルの法線方向から見て、前記巻き線パターンの周方向に延びた細長形状を有するとともに、前記巻き線パターンの外周部に配置されたことを特徴とする、基板コイルである。
The present invention for solving the above problems is formed by electrically connecting and laminating winding patterns provided on a plurality of layers constituting a multilayer substrate at a connection portion in the winding pattern. It is a board coil
The connection portion in the winding pattern has an elongated shape extending in the circumferential direction of the winding pattern when viewed from the normal direction of the substrate coil, and is arranged on the outer peripheral portion of the winding pattern. It is a substrate coil as a feature.
これによれば、基板コイルの各基板に設けられた各々の巻き線パターンを、巻き線パターンの外周部に配置された接続部において接続することができる。よって、接続部を各巻き線パターンにおける通電を阻害しないように配置することが可能となり、基板コイルの巻き線効率を向上させることができる。その結果、基板コイルの小型化、低背化を実現することが可能となる。ここで、接続部とは各基板の巻き線パターンの一部であって、上または下の巻き線パターンと接続するための接続手段(後述)が配置される場所をいう。 According to this, each winding pattern provided on each substrate of the substrate coil can be connected at the connection portion arranged on the outer peripheral portion of the winding pattern. Therefore, it is possible to arrange the connection portion so as not to obstruct the energization in each winding pattern, and it is possible to improve the winding efficiency of the substrate coil. As a result, it is possible to reduce the size and height of the substrate coil. Here, the connecting portion is a part of the winding pattern of each substrate, and refers to a place where a connecting means (described later) for connecting to the upper or lower winding pattern is arranged.
ここで高周波電流はその表皮効果によって、各巻き線パターンにおける内周側を通過し易くなる。よって、接続部が巻き線パターンの径方向に大きな面積を有していた場合には、その中の内周側を優先的に電流が流れることとなり、接続部の特定の部分において過大な電流が流れ、過熱による信頼性の低下が生じ得る。これに対し、本発明においては、接続部は巻き線パターンの周方向に延びた細長形状を有し、巻き線パターンの外周部に配置されている。従って、接続部の内部で電流密度の不均一が生じ難くすることができ、基板コイルの信頼性を向上させることが可能である。なお、上記において、接続部の全てが、巻き線パターンの周方向に延びた細長形状を有するとともに、巻き線パターンの外周部に配置されることが、効果を増大させる。しかしながら、一部の接続部が、巻き線パターンの周方向に延びた細長形状を有していない場合や、一部の接続部が巻き線パターンの外周部に配置されていない場合も、本発明に含まれる。 Here, the high-frequency current easily passes through the inner peripheral side of each winding pattern due to its skin effect. Therefore, if the connection portion has a large area in the radial direction of the winding pattern, the current preferentially flows on the inner peripheral side of the connection portion, and an excessive current is generated in a specific portion of the connection portion. Reliability may decrease due to flow and overheating. On the other hand, in the present invention, the connecting portion has an elongated shape extending in the circumferential direction of the winding pattern and is arranged on the outer peripheral portion of the winding pattern. Therefore, it is possible to prevent non-uniformity of the current density from occurring inside the connection portion, and it is possible to improve the reliability of the substrate coil. In the above, all of the connecting portions have an elongated shape extending in the circumferential direction of the winding pattern and are arranged on the outer peripheral portion of the winding pattern, which enhances the effect. However, the present invention may also be used when some of the connecting portions do not have an elongated shape extending in the circumferential direction of the winding pattern, or when some of the connecting portions are not arranged on the outer peripheral portion of the winding pattern. include.
また、本発明においては、前記複数の層に設けられた巻き線パターンのうち、重ねられて互いに接続される二つの巻き線パターンの接続部は、前記基板コイルの法線方向から見て、前記巻き線パターンの外周部で互いに重なる位置に配置され、該接続部どうしを、前記基板コイルの法線方向に延びる接続手段よって接続されるようにしてもよい。 Further, in the present invention, among the winding patterns provided in the plurality of layers, the connecting portion of the two winding patterns that are overlapped and connected to each other is described as described above when viewed from the normal direction of the substrate coil. The connection portions may be arranged at positions overlapping each other on the outer peripheral portion of the winding pattern, and the connection portions may be connected by a connection means extending in the normal direction of the substrate coil.
これによれば、各接続部どうしを、基板コイルの法線方向に延びる接続手段によって接続するだけで、各巻き線パターンを接続することが可能となり、より容易に基板コイルを形成することが可能となる。 According to this, it is possible to connect each winding pattern only by connecting each connecting portion by a connecting means extending in the normal direction of the substrate coil, and it is possible to form the substrate coil more easily. It becomes.
また、本発明においては、前記互いに接続される二つの巻き線パターンの接続部の対と、次に接続される二つの巻き線パターンの接続部の対とが、巻き線パターンの外周上に連続して並ぶように、配置されるようにしてもよい。これによれば、各巻き線パターンにおいて、前の巻き線パターンと接続するための接続部と、次の巻き線パターンと接続するための接続部とを、巻き線パターンの外周上に連続して並ぶように、配置することが可能となる。従って、各巻き線パターンにおける巻き線両端の間の距離を小さくすることができ、両端の隙間を狭くすることができる。その結果、各巻き線パターンにおける巻き線効率を可及的に向上させることが可能となる。なお、この場合も、全ての接続部の対が、巻き線パターンの外周上に連続して並ぶことが、効果を増大させる。しかしながら、一部の接続部の対が、巻き線パターンの外周上に連続して並ばない場合も、本発明に含まれる。 Further, in the present invention, the pair of connecting portions of the two winding patterns connected to each other and the pair of connecting portions of the two winding patterns connected next are continuous on the outer periphery of the winding pattern. It may be arranged so as to be lined up. According to this, in each winding pattern, a connecting portion for connecting to the previous winding pattern and a connecting portion for connecting to the next winding pattern are continuously provided on the outer periphery of the winding pattern. It is possible to arrange them so that they are lined up. Therefore, the distance between both ends of the winding in each winding pattern can be reduced, and the gap between both ends can be narrowed. As a result, it is possible to improve the winding efficiency in each winding pattern as much as possible. In this case as well, the effect is enhanced when all the pairs of connecting portions are continuously arranged on the outer circumference of the winding pattern. However, it is also included in the present invention that some pairs of connections do not line up continuously on the outer circumference of the winding pattern.
また、本発明においては、前記接続部は、前記巻き線パターンの外周からさらに外周側に突出した部分に設けられ、前記接続手段は、複数の層を貫通する貫通スル―ホールとしてもよい。これによれば、各巻き線パターンにおける電流通過のための領域に影響を与えずに、巻き線パターンを接続することが可能となる。よって、より確実に巻き線効率を向上し、基板コイルの小型化、低背化を可能とすることができる。また、且つ接続部を、接続手段としての貫通スル―ホールで接続するので、各層の基板を重ね合わせた後に、多層基板を貫通するスル―ホールを形成することで、各基板を接続することができ、基板コイルの生産性を向上させることが可能である。なお、この場合も、全ての接続部が、巻き線パターンの外周からさらに外周側に突出した部分に設けられることが、効果を増大させる。しかしながら、一部の接続部の対が、巻き線パターンの外周からさらに外周側に突出した部分に設けられない場合も、本発明に含まれる。 Further, in the present invention, the connecting portion may be provided at a portion protruding further toward the outer peripheral side from the outer peripheral side of the winding pattern, and the connecting means may be a penetrating through hole penetrating a plurality of layers. This makes it possible to connect the winding patterns without affecting the region for current passage in each winding pattern. Therefore, the winding efficiency can be improved more reliably, and the size and height of the substrate coil can be reduced. Moreover, since the connection portion is connected by a through hole as a connection means, each substrate can be connected by forming a through hole penetrating the multilayer substrate after stacking the substrates of each layer. It is possible to improve the productivity of the substrate coil. In this case as well, the effect is enhanced by providing all the connecting portions in the portions protruding further toward the outer peripheral side from the outer peripheral side of the winding pattern. However, it is also included in the present invention that a pair of some connecting portions is not provided in a portion protruding further toward the outer peripheral side from the outer peripheral side of the winding pattern.
また、本発明においては、前記接続手段は、前記互いに接続される二つの巻き線パターンの接続部上に、前記巻き線パターンの周方向に一列または二列に並列され、前記巻き線パターンの法線方向に前記接続部の間に形成されるビアホールとしてもよい。これによれば、接続部においてビアホールをより密集させて効率よく配置することが可能である。その結果、接続部の面積を抑制することができ、より確実に、巻き線パターンの巻き線効率
を向上させることが可能となる。
Further, in the present invention, the connecting means is arranged in a row or two in the circumferential direction of the winding pattern on the connecting portion of the two winding patterns connected to each other, and is a method of the winding pattern. It may be a via hole formed between the connecting portions in the linear direction. According to this, it is possible to make the via holes more densely arranged at the connection portion and arrange them efficiently. As a result, the area of the connecting portion can be suppressed, and the winding efficiency of the winding pattern can be improved more reliably.
また、本発明においては、前記接続手段は、前記互いに接続される二つの巻き線パターンの間に形成される絶縁層の、前記接続部の側面に施される導電部(導電性のメッキ等)であることとしてもよい。これによれば、巻き線パターンの法線方向から見た、接続部の面積を可及的に減少させることができ、巻き線効率を向上させ、基板コイルの小型化、低背化を実現することが可能である。また、製造コストを低減し、基板コイルにおける寄生Lや寄生Cを低減し、基板コイルが組み込まれた装置の誤動作を防止し、ノイズ低減を図ることが可能となる。導電部は、メッキの他、スパッタリング等により形成された導電膜や、金属箔を貼付することによる構成であってもよい。 Further, in the present invention, the connecting means is a conductive portion (conductive plating or the like) applied to the side surface of the connecting portion of the insulating layer formed between the two winding patterns connected to each other. It may be. According to this, the area of the connection portion as seen from the normal direction of the winding pattern can be reduced as much as possible, the winding efficiency is improved, and the size of the substrate coil is reduced and the height is reduced. It is possible. Further, it is possible to reduce the manufacturing cost, reduce the parasitic L and the parasitic C in the substrate coil, prevent the malfunction of the device in which the substrate coil is incorporated, and reduce the noise. In addition to plating, the conductive portion may be configured by attaching a conductive film formed by sputtering or the like or a metal foil.
また、本発明においては、前記基板コイルの法線方向から見て、前記巻き線パターンの一部を覆うように配置される磁気コアを備え、前記接続部は、前記基板コイルの法線方向から見て、前記磁気コアに覆われていない部分に配置されるようにしてもよい。ここで、磁気コアは、コイルの巻き線によって生じる磁界の流れを効率化し磁界を増大させる。これに対し、接続部の間を通過することで生じる磁界は、コイルの巻き線によって生じる磁界と方向が異なり、コイルの巻き線によって生じる磁界を乱す原因となり得る。これに対し、本発明においては、接続部は、平面視で前記磁気コアが設けられていない部分に配置されるため、接続部の間を通過する磁界が、磁気コアによる磁界の流れを乱すことを抑制できる。その結果、基板コイルの巻き線により生じる磁界の流れをより確実に効率化し、増大させることが可能である。 Further, in the present invention, the magnetic core is provided so as to cover a part of the winding pattern when viewed from the normal direction of the substrate coil, and the connection portion is provided from the normal direction of the substrate coil. As you can see, it may be arranged in a portion not covered by the magnetic core. Here, the magnetic core streamlines the flow of the magnetic field generated by the winding of the coil and increases the magnetic field. On the other hand, the magnetic field generated by passing between the connecting portions has a different direction from the magnetic field generated by the winding of the coil, and may cause the magnetic field generated by the winding of the coil to be disturbed. On the other hand, in the present invention, since the connecting portion is arranged in the portion where the magnetic core is not provided in a plan view, the magnetic field passing between the connecting portions disturbs the flow of the magnetic field by the magnetic core. Can be suppressed. As a result, it is possible to more reliably improve and increase the efficiency of the flow of the magnetic field generated by the winding of the substrate coil.
また、本発明においては、前記基板コイルの法線方向から見て、前記巻き線パターンの一部を、該巻き線パターンの中心に対して点対称形に覆うように配置される2つの磁気回路からなる磁気コアを備え、前記接続部は、前記基板コイルの法線方向から見て、前記2つの磁気回路に覆われる部分に、対称となるように配置されることとしてもよい。これによれば、接続部の間を流れる電流が、上述した磁気コアによる磁界の流れを乱すことがあったとしても、巻き線パターンに対して対称に乱れが生じるので、磁気コアによる磁界の流れに偏った影響を与えることを抑制することができる。その結果、基板コイルにより生じる磁界の分布を安定させることが可能である。 Further, in the present invention, two magnetic circuits are arranged so as to cover a part of the winding pattern in a point-symmetrical manner with respect to the center of the winding pattern when viewed from the normal direction of the substrate coil. A magnetic core made of the same may be provided, and the connection portion may be arranged symmetrically with respect to a portion covered by the two magnetic circuits when viewed from the normal direction of the substrate coil. According to this, even if the current flowing between the connecting portions disturbs the flow of the magnetic field due to the magnetic core described above, the flow of the magnetic field due to the magnetic core is caused symmetrically with respect to the winding pattern. It is possible to suppress the biased influence on. As a result, it is possible to stabilize the distribution of the magnetic field generated by the substrate coil.
また、本発明は、複数のコイルを重ねるように配置するとともに、磁気コアを備え、一のコイルに電流を入力し、他のコイルに流れる誘導電流を出力するトランスであって、
前記磁気コアは、前記複数のコイルの中心を貫通するように配置された部分を有し、
前記複数のコイルの少なくとも一部は、上記した基板コイルであることを特徴とする、トランス(変圧器及び、絶縁トランスを含む)であってもよい。この場合には、変圧器をより小型化、低背化することができ、この変圧器が装着される装置の小型化を実現することが可能となる。
Further, the present invention is a transformer that is arranged so as to overlap a plurality of coils, has a magnetic core, inputs a current to one coil, and outputs an induced current flowing through another coil.
The magnetic core has a portion arranged so as to penetrate the center of the plurality of coils.
At least a part of the plurality of coils may be a transformer (including a transformer and an isolation transformer), which is characterized by being the substrate coil described above. In this case, the transformer can be made smaller and shorter, and the device to which the transformer is mounted can be made smaller.
その場合、前記磁気コアは、前記複数のコイルにおけるコイルの間にコアが配置されるパスコア構造を有することとしてもよい。また、前記磁気コアは、前記複数のコイルの中心を貫通する棒状のコアからなる棒コアとしてもよい。 In that case, the magnetic core may have a path core structure in which the core is arranged between the coils in the plurality of coils. Further, the magnetic core may be a rod core composed of a rod-shaped core penetrating the center of the plurality of coils.
上記構成および処理の各々は技術的な矛盾が生じない限り互いに組み合わせて本発明を構成することができる。 Each of the above configurations and processes can be combined with each other to construct the present invention as long as there is no technical contradiction.
本発明によれば、巻き線パターンが設けられた基板を重ねることで形成される基板コイルにおいて、コイルの小型化、低背化を可能とするとともに、特定の各層の接続部に対する電流集中を低減し、信頼性を向上することが可能となる。基板コイル化することにより
、電子回路基板へ直接、コイル、インダクタンス、トランス等を組込み内蔵化することが可能となる。その結果、電子機器の小型化、部品実装点数削減や生産コストの低減も可能となる。
According to the present invention, in a substrate coil formed by stacking substrates provided with winding patterns, it is possible to reduce the size and height of the coil and reduce the current concentration on the connection portion of each specific layer. However, it is possible to improve the reliability. By making a board coil, it becomes possible to directly incorporate a coil, an inductance, a transformer, etc. into an electronic circuit board. As a result, it is possible to reduce the size of electronic devices, reduce the number of component mounting points, and reduce production costs.
〔適用例〕
以下に本発明の適用例の概要について一部の図面を用いて説明する。本発明が適用される基板コイル10は、図1に例示される。基板コイル10は、例えば、巻き線パターンが設けられた第1基板1から第9基板9の9層の基板を重ね、連続して重なる2枚の基板の巻き線パターン(1a~9a)どうしを例えばビアホール(VIA)によって電気的に接続させることで、コイルを形成したものである。図1に示すように、例えば第1基板1には、基板コイルの第1層に相当する円弧状の導体パターンである第1巻き線パターン1a
が設けられている。
[Application example]
The outline of the application example of the present invention will be described below with reference to some drawings. The
Is provided.
ここで、図4に示す従来技術のように、各基板101~109の巻き線パターン101a~109aにおいて、各接続箇所101d~108dが、各巻き線パターン101a~109a上の内周側から外周側に広く分布するように形成された場合には、コイルとして使用される巻き線パターンの面積が減少するので、巻き線効率が低下していた。
Here, as in the prior art shown in FIG. 4, in the winding
また、基板コイル110に高周波電流を印加した場合には、各巻き線パターン101a
~109aの内周側の電流密度が高くなるので、従来の接続箇所101d~108dにおいて、複数のVIAのうちの内周側のVIAの電流密度が高くなるなり、一部のVIAにおいて発熱が増大し、信頼性が低下する等の不都合が生じ得た。
Further, when a high frequency current is applied to the
Since the current density on the inner peripheral side of ~ 109a becomes higher, the current density of the VIA on the inner peripheral side among the plurality of VIAs becomes higher at the
これに対し、本適用例では、図6に示すように、各基板の巻き線パターンにおける接続箇所を、各巻き線パターンの外周側に配置するとともに、VIAを接続箇所において円周方向に一列または二列に並列させて構成することとした。これにより、各巻き線パターンにおいてコイルとして使用できる面積が増加し、巻き線効率を向上させることが可能である。なお、本適用例及び、以下の実施例における接続箇所は、本発明の接続部に相当する。 On the other hand, in this application example, as shown in FIG. 6, the connection points in the winding pattern of each substrate are arranged on the outer peripheral side of each winding pattern, and the VIA is arranged in a row or in the circumferential direction at the connection points. It was decided to configure them in parallel in two rows. This increases the area that can be used as a coil in each winding pattern, and it is possible to improve the winding efficiency. The connection points in the present application example and the following examples correspond to the connection portions of the present invention.
また、図7に示すように、高周波電流が表皮効果によって巻き線パターンの内周側に偏って流れていたとしても、接続箇所2d、3eにおいて一旦外周側を流れ、次の第3基板3の第3巻き線パターン3aにおいて外周側から内周側に戻るという軌跡を辿らせることができる。その結果、特定のVIAに電流密度が集中することを抑制でき、信頼性を向上させることが可能である。
Further, as shown in FIG. 7, even if the high-frequency current flows unevenly toward the inner peripheral side of the winding pattern due to the skin effect, it once flows on the outer peripheral side at the connection points 2d and 3e, and the next third substrate 3 In the third winding
<実施例1>
以下に各図面(上記の適用例で一旦説明した図も含む)を順次参照して、この発明を実施するための形態を、例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている具体的構成は、特に記載がない限りは、この発明の範囲を当該構成に限定する趣旨のものではない。
<Example 1>
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail by way of example with reference to each drawing (including the drawing once described in the above application example). However, the specific configuration described in this embodiment is not intended to limit the scope of the present invention to the configuration unless otherwise specified.
図1には、本発明の実施例に係る基板コイル10の平面図を示す。本実施例に係る基板コイル10は、例えば、巻き線パターンが設けられた第1基板1から第9基板9の9層の基板を重ね、連続して重なる2枚の基板の巻き線パターン(1a~9a)どうしを電気的に接続させることで、合計巻き数8ターンに相当する基板コイルを形成したものである。図1においては、一番上部に配置される第1基板1が視認できる状態が示されている。
FIG. 1 shows a plan view of the
第1基板1には、基板コイルの第1層に相当する円弧状の導体パターンである第1巻き線パターン1aが設けられている。そして、第1巻き線パターン1aと接続される入力端1b、不図示の第9基板9における第9巻き線パターン9aと第2基板2から第8基板8を貫通した形で接続される出力端1cを有している。また、磁気コア(後述)が挿入されるための開口1f、1g、1hを有している。この巻き線パターンと、磁気コアが挿入されるための開口については、第2基板2~第9基板9にも共通に設けられている(2a~9a、2f~9f、2g~9g、2h~9h)。
The
図2は、基板コイル10と、合計巻き数の異なる第2の基板コイル40とを利用して変圧器であるトランス50を構成した場合の断面図である。トランス50は、図1に示した9層(8ターン)の基板コイル10と、層数及びターン数の異なる第2の基板コイル40とを、磁気コア60で磁気的に結合することで構成される。そして、一の基板コイルとしての基板コイル10に電流を入力し、他の基板コイルである第2の基板コイル40に流れる誘導電流を出力して変圧する。このように、複数の基板コイル10、40を用いてトランス50を構成することで、トランス50の小型化、低背化を実現することができる。なお、同様に、基板コイル10と磁気コア60とを組み合わせることでインダクタ素子を構成することも可能である。
FIG. 2 is a cross-sectional view when a
なお、基板コイルの各基板に設けられる巻き線パターンは、図1の第1巻き線パターン1aのように、1回巻き(シングルターン)としてもよいし、多数巻き(マルチターン)としてもよい。巻き線パターンを1回巻きとすることで、合計巻き数を増やすために基板
数が増加してしまうが、パターンの太線化が可能で大電流を通電することが可能というメリットがある。なお、多数巻(マルチターン)を採用した場合には、各巻き線パターンの外周側の端部および内周側の端部に、接続箇所を設けることとなる。また、基板コイル10の巻き数と、第2の基板コイル40の巻き数は、同じであっても異なっていてもよい。さらに、基板コイル10または第2の基板コイル40の代わりに、通常の巻き線コイルを使用しても構わない。
The winding pattern provided on each substrate of the substrate coil may be a single winding (single turn) or a large number of windings (multi-turn) as in the first winding
図3には、第1基板1から第9基板9までの第1巻き線パターン1a~第9巻き線パターン9aの接続の状態についての概略図を示す。図に示すように、各基板においては、より上側の基板と接続する接続箇所と、より下側に基板と接続する接続箇所とが離れているために、1つの巻き線パターンで1ターンを形成することができず、第1基板1から第9基板9までの9枚の基板を重ねることで、8ターンのコイルが構成されている。
FIG. 3 shows a schematic diagram of the connection state of the first winding
図4は、第1基板1から第9基板9まで各基板の巻き線パターン1a~9aを、従来の方法で接続した場合の、接続の状態について説明するための平面図である。ここでは、各基板の巻き線パターンどうしはそれぞれ複数の層間導通用の穴(ビア(VIA)ホール、以下、単にVIAともいう。)で接続されている。実際には、基板コイル110の平面視において、第1巻き線パターン101aと第2巻き線パターン102aとを接続する接続箇所101dにおけるVIAだけが視認でき、第2巻き線パターン102aと第3巻き線パターン103aとを接続する接続箇所102dから、第8巻き線パターン108aと第9巻き線パターン109aとを接続する接続箇所108dにおけるVIAは、本来視認できないが、図においては、互いの位置関係を記すために、接続箇所101dにおけるVIAと同様に記載されている。
FIG. 4 is a plan view for explaining a state of connection when the winding
図4を見ても分かるように、上述したとおり、各基板101~109の巻き線パターン101a~109aにおいて、より上側の基板と接続するための接続箇所と、より下側の基板と接続する接続箇所との間の距離が離れているために、巻き線効率が低下していた。また、各接続箇所101d~108dは、各巻き線パターン101a~109a上の内周側から外周側に、あるいは周方向に広く分布するように形成されていたので、このことによっても、巻き線効率がさらに低下していた。
As can be seen from FIG. 4, as described above, in the winding
また、基板コイル110に高周波電流を印加した場合に、図5に示すような、高周波電流の表皮効果で、各巻き線パターン101a~109aの内周側の電流密度が高くなることが分かっている。(電流を示す矢印は、交流電流の正または負の一方向を表している。)そうすると、各接続箇所101d~108dにおいて、複数のVIAのうちの内周側のVIAの電流密度が高くなることとなり、一部のVIAにおいて発熱が増大し、信頼性が低下する等の不都合が生じ得た。また、各接続箇所101d~108dを通過する電流による磁界の各接続箇所内におけるバラツキが増大する等の不都合もあった。
Further, it is known that when a high-frequency current is applied to the
これに対し、本実施例では、図6に示すように、各基板の巻き線パターンにおける接続箇所を、各巻き線パターンの外周側に配置するとともに、VIAを円周方向に一列または二列に並列させて構成することとした。このことは、接続部を、巻き線パターンの周方向に延びた細長形状とすることに相当する。また、ここで、VIAは、基板コイルの法線方向に延びる接続手段に相当する。さらに、各基板の巻き線パターンにおいて、下側の基板の巻き線パターンとの接続箇所と、上側の基板との接続箇所とを、巻き線パターンの外周において並ぶように配置することとした。より具体的には図6において、第2基板2における第2巻き線パターン2aで、第3基板3における第3巻き線パターン3aの接続箇所3eと接続するための接続箇所2dと、第1基板1における第1巻き線パターン(不図示)と接続するための接続箇所2eとを、第2巻き線パターン2aの外周に、巻き線パターン2aの両端の間の隙間2iを挟んで連続して並ぶように配置した。なお、ここでは、接
続箇所3eと接続箇所2dとは、二つの巻き線パターンの接続部の対に相当する。
On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 6, the connection points in the winding pattern of each substrate are arranged on the outer peripheral side of each winding pattern, and the VIA is arranged in one or two rows in the circumferential direction. We decided to configure them in parallel. This corresponds to forming the connecting portion into an elongated shape extending in the circumferential direction of the winding pattern. Further, here, VIA corresponds to a connecting means extending in the normal direction of the substrate coil. Further, in the winding pattern of each substrate, the connection points with the winding pattern of the lower substrate and the connection points with the upper substrate are arranged so as to be lined up on the outer periphery of the winding pattern. More specifically, in FIG. 6, in the second winding
これによれば、図7に示すように、例えば、第2基板2の第2巻き線パターン2aを流れる高周波電流が表皮効果によって巻き線パターンの内周側に偏って流れていた(電流を示す矢印は、交流電流の正または負の一方向を表している。)としても、接続箇所2d、3eにおいて一旦外周側を流れ、次の3基板3の第3巻き線パターン3aにおいて外周側から内周側に戻るという軌跡を辿るため、接続箇所2d、3eにおける特定のVIAに電流密度が集中することを抑制できる。
According to this, as shown in FIG. 7, for example, the high-frequency current flowing through the second winding
図8には、本実施例における基板コイル10に磁気コア60を組み合わせた場合の斜視図の例を示す。この図では、簡単のため、各基板1~9の巻き線パターン1a~9aによって形成される巻き線10aのみについて記載している。このように、磁気コア60は、平面視において、巻き線10aの中心に対して点対称形の形状を有しており、巻き線10aの中心から外周側に向かって扇形状に広がる形状を有し、巻き線10aを覆うように配置されている。
FIG. 8 shows an example of a perspective view when the
図9には、本実施例における各基板1~9における各巻き線パターン1a~9aの平面図と、基板コイル10に磁気コア60を組み合わせた場合の平面図とを示す。図9(a)は、第1基板1~第9基板9における、各巻き線パターン1a~9aのパターン図である。図9(b)は、基板コイル10に磁気コア60を組み合わせた場合の平面図である。図9(b)においては、各接続部の配置が分かり易いように、磁気コア60については、センターコア60aと第1サイドコア60b、第2サイドコア60cの断面のみ示している。
FIG. 9 shows a plan view of each winding
本実施例においては、図9(a)に示す第1基板1から第9基板9における、巻き線パターン1aから巻き線パターン9aを重ねることで基板コイル10における巻き線10aが形成されている。各々の巻き線パターン1a~9aは、概略円形に隙間が設けられたパターンとなっており、巻き線パターン1a~9aが順番に反時計回りに徐々に回転していく形態となっている。
In this embodiment, the winding 10a in the
巻き線パターン1aにおける両端の隙間を挟んで左回り側の接続箇所1dと、巻き線パ
ターン2aにおける両端の隙間を挟んで右回り側の接続箇所2eがVIAによって接続されている。同様に、巻き線パターン2aにおける両端の隙間を挟んで左回り側の接続箇所2dと、巻き線パターン3aにおける両端の隙間を挟んで右回り側の接続箇所3e、・・・巻き線パターン8aにおける両端の隙間を挟んで左反時計回り側の接続箇所8dと、巻き線パターン9aにおける両端の隙間を挟んで右回り側の接続箇所9eがVIAによって接続されている。
The
そして、図9(b)に示すように、接続箇所1d(2e)、接続箇所2d(3e)、
接続箇所3d(4e)、接続箇所4d(5e)は、磁気コア60の第1サイドコア60bと、センターコア60aの間のギャップ内に配置されている。同様に、接続箇所5d(6e)、接続箇所6d(7e)、接続箇所7d(8e)、接続箇所8d(9e)は、磁気コア60の第2サイドコア60cと、センターコア60aの間のギャップ内に配置されている。このように、各基板1~9の巻き線パターン1a~9aにおける接続箇所を、磁気コア60のセンターコア60aと第1サイドコア60b、第2サイドコア60cと間に対称形に配置することで、各接続箇所のVIAによる磁界の乱れを両方のサイドコア側の磁気回路において均一化することができ、インダクタ素子またはトランスとしての機能を安定化させることが可能である。なお、同様に、図示は省略するが、各基板の巻き線パターン1a~9aの接続箇所を、磁気コア60に覆われていない場所に配置するようにしてもよい。このことで、各接続箇所の貫通スルーホールを流れる電流による磁気の乱れが、磁気
コア60を通過する磁界に影響を及ぼすことを回避できる。その結果、インダクタまたはトランスとしての機能を安定化させることが可能である。
Then, as shown in FIG. 9B, the
The connection points 3d (4e) and the
<実施例2>
次に、本発明の実施例2について説明する。実施例1においては、第1基板1~第9基板9の各巻き線パターン1a~9aのうち、連続して重ねられる巻き線パターンどうしを、各巻き線パターン1a~9aの外周部に配置された接続箇所においてVIAを用いて接続する例について説明したが、本実施例においては、各巻き線パターン1a~9aから外周側に突出した接続箇所において、貫通スルーホールによって、連続して重ねられる巻き線パターンどうしを接続する例について説明する。
<Example 2>
Next, Example 2 of the present invention will be described. In the first embodiment, among the winding
図10には、本実施例における基板コイルの巻き線20aの斜視図を示す。本実施例においても、各基板における各巻き線パターン11a~19aの接続箇所を接続することにより巻き線20aを形成する点は、実施例1と同様である。しかしながら、実施例1で示したように、各巻き線パターン1a~9aの接続箇所どうしをVIAで接続する場合には、各基板1~9を重ね合わせる毎にVIAで連続して重なる巻き線パターンどうしを接続する必要があり、製造工程が複雑になる場合があった。
FIG. 10 shows a perspective view of the winding
それに対し、本実施例においては、各巻き線パターン11a~19aの接続箇所を巻き線パターン11a~19aの外周側に突出させた形で配置する。そして、連続して重ねられる巻き線パターンにおける接続箇所については、平面視で重なる位置に配置させる。そして、基板コイル全体を貫通する貫通スルーホールで各接続箇所を接続することとした。これによれば、第1基板~第9基板までを重ねた後に、各接続箇所に対して、貫通スル―ホールを形成することで、連続して重なる巻き線パターンどうしを各々接続させることができ、製造工程を単純化することが可能である。
On the other hand, in this embodiment, the connection points of the winding
図11には、本実施例における各基板における巻き線パターン11a~19aの平面図と、基板コイルの巻き線20aに磁気コア60を組み合わせた場合の平面図とを示す。図11(a)は、第1基板~第9基板における、各巻き線パターン11a~19aのパターン図である。図11(b)は、基板コイルの巻き線20aに磁気コア60を組み合わせた場合の平面図である。図11(b)においては、各接続部の配置が分かり易いように、磁気コア60については、センターコア60aと第1サイドコア60b、第2サイドコア60cの断面のみを示している。
FIG. 11 shows a plan view of the winding
本実施例においては、図11(a)に示すように、第1基板から第9基板における、巻き線パターン11a~19aを重ねることで基板コイルにおける巻き線20aが形成されている。巻き線20aを構成する各々の巻き線パターン11a~19aは、概略円形に隙間が設けられたパターンとなっており、巻き線パターン11a~19aが、順番に反時計回りに徐々に回転していく形態となっている。
In this embodiment, as shown in FIG. 11A, the
本実施例における巻き線パターン11a~19aにおける接続箇所11e、11d~19d、19eは、巻き線パターン11a~19aの円弧の外周からさらに外周側に突出するように配置されている。そして、巻き線パターン11aにおける両端の隙間を挟んで左回り側の接続箇所11dと、巻き線パターン12aにおける両端の隙間を挟んで右回り側
の接続箇所12eが平面視で重なるように配置され、貫通スル―ホールによって接続されている。
The connection points 11e, 11d to 19d, and 19e in the winding
同様に、巻き線パターン12aにおける両端の隙間を挟んで左回り側の接続箇所12dと、巻き線パターン13aにおける両端の隙間を挟んで右回り側の接続箇所13e、・・・巻き線パターン18aにおける両端の隙間を挟んで左反時計回り側の接続箇所18dと
、巻き線パターン19aにおける両端の隙間を挟んで右回り側の接続箇所19eが重なるように配置され、貫通スル―ホールによって接続されている。
Similarly, in the winding
そして、図11(b)に示すように、接続箇所11d(12e)、接続箇所12d(13e)、接続箇所13d(14e)、接続箇所14d(15e)は、磁気コア60の第1サイドコア60bと、センターコア60aの間のギャップ内に配置されている。同様に、接続箇所15d(16e)、接続箇所16d(17e)、接続箇所17d(18e)、接続箇所18d(19e)は、磁気コア60の第2サイドコア60cと、センターコア60aの間のギャップ内に配置されている。
Then, as shown in FIG. 11B, the
ここにおいても、各基板の巻き線パターン11a~19aの接続箇所を、磁気コア60のセンターコア60aと各サイドコア60b、60cの間に対称形に配置することで、各接続箇所の貫通スルーホールを流れる電流による磁気の乱れを両方のサイドコア60b、60c側の磁気回路において均一化することができ、インダクタまたはトランスとしての機能を安定化させることが可能である。なお、同様に、図示は省略するが、各基板の巻き線パターン11a~19aの接続箇所を、磁気コア60に覆われていない場所に配置するようにしてもよい。このことで、各接続箇所の貫通スルーホールを流れる電流による磁気の乱れが、磁気コア60を通過する磁界に影響を及ぼすことを回避できる。その結果、インダクタまたはトランスとしての機能を安定化させることが可能である。
Also here, by arranging the connection points of the winding
次に、本実施例の基板コイルの作製手順の態様について、まず図12を用いて説明する。図12(a)に示すように、本実施例では、第4基板14と第5基板15は、共通の両面基板により形成されており、その両面に巻き線パターン14aと15aが形成される。そして、図12(b)~(e)に示すように、巻き線パターン14a側には、巻き線パターン13aが形成された第3基板13~巻き線パターン11aが形成された第1基板11が重ねられる。一方、巻き線パターン15a側には、巻き線パターン16aが形成された第6基板16~巻き線パターン19aが形成された第9基板19が重ねられる。そして、12(f)に示すように、最後に、貫通スル―ホールが形成され、各接続箇所が接続される。
Next, an aspect of the procedure for manufacturing the substrate coil of this embodiment will be described first with reference to FIG. As shown in FIG. 12A, in this embodiment, the
次に、基板コイルの作製手順の他の態様について、図13を用いて説明する。この例では、図13(a)に示すように、第4基板14と第5基板15は、共通の両面基板により形成されており、その両面に巻き線パターン14aと15aが形成される。そして、この時点で両面基板には、埋込型のスルーホールが形成され、巻き線パターン14aと15aが接続される。
Next, another aspect of the procedure for manufacturing the substrate coil will be described with reference to FIG. In this example, as shown in FIG. 13A, the
次に、図13(b)~(e)に示すように、巻き線パターン14a側には、第3基板13~第1基板11が重ねられ、巻き線パターン15a側には、第6基板16~第9基板19が重ねられる。そして、13(f)に示すように、最後に、貫通スルーホールが形成され、残りの接続箇所が接続される。この例においては、巻き線パターン14aと15aの間の接続箇所14d(15e)は、埋込スルーホールで接続されるので、必ずしも、図11に示したように、巻き線パターン14a、15aから外周側に突出させる必要はない。巻き線パターン14a、15aの円弧部分の内部に接続箇所14d(15e)を設けるようにしてもよい。
Next, as shown in FIGS. 13 (b) to 13 (e), the
また、その場合には、接続箇所の埋込スルーホールの形態も、他の接続箇所のように、円周方向に4つのスルーホールを並べた形態にする必要はなく、例えば、一つの比較的断面積の大きなスル―ホールで形成するようにしてもよい。 Further, in that case, the form of the embedded through hole at the connection point does not need to be a form in which four through holes are arranged in the circumferential direction unlike other connection points, for example, one relatively. It may be formed by a through hole having a large cross section.
さらに、図14を用いて、基板コイルの作製手順の第3の態様について説明する。図1
4は、この態様において作成された基板コイル20である。図14(a)は基板コイル20の接続の状態を示す概略図である。図14(b)は、基板コイル20の断面図である。この態様においては、埋込スルーホールと貫通スルーホールを組み合わせて使用している。
Further, with reference to FIG. 14, a third aspect of the procedure for manufacturing the substrate coil will be described. Figure 1
Reference numeral 4 is a
図14(a)に示すように、第1巻き線パターン11aと第2巻き線パターン12a、第3巻き線パターン13aと第4巻き線パターン14a、第5巻き線パターン15aと第6巻き線パターン16a、及び第7巻き線パターン17aと第8巻き線パターン18aがそれぞれ両面基板であるコア基板の上下の面に形成され、埋込スルーホールによって接続され、ペアを成している。これら四つの巻き線パターンのペアがさらに貫通スルーホールによって接続され、積層されることで基板コイル20が形成されている。
As shown in FIG. 14A, the first winding
図14(b)に示すように、四つのコア基板における埋込スル―ホールは、接続箇所11dと接続箇所12e、接続箇所13dと接続箇所14e、接続箇所15dと接続箇所16e、接続箇所17dと接続箇所18eを接続している。これら四つの埋込スル―ホールは、上面視において各巻き線パターン11a~18aにおける円弧状の部分の内部に設けられている。また、上面視において各々が同じ位置に設けられていてもよい。
As shown in FIG. 14B, the embedded thru holes in the four core boards include
また、貫通スル―ホールによって、接続箇所12dと接続箇所13e、接続箇所14dと接続箇所15e、接続箇所16dと接続箇所17e、接続箇所18dと接続箇所19eが接続されている。この四つの貫通スル―ホールは、各巻き線パターン11a~18aにおける円弧状の部分の外周から、さらに外周側に突出した部分において、各接続部分を接続する。
Further, the
なお、図14(a)において、接続箇所は黒点で、接続箇所どうしを接続させる埋込スルーホールと貫通スルーホールは実線で、接続箇所どうしを接続させない貫通スルーホールは点線で示している。図14(b)において、埋込スル―ホールは黒色で表している。また、貫通スルーホールは斜線でハッチングしており、巻き線パターンどうしを接続している範囲については黒色で示している。なお、巻き線パターンの数は、九個に限られず、コア基板の数も四枚に限られない。 In FIG. 14A, the connection points are shown by black dots, the embedded through holes and through-holes that connect the connection points are shown by solid lines, and the through-through holes that do not connect the connection points are shown by dotted lines. In FIG. 14B, the embedded thruhole is shown in black. Further, the through-holes are hatched with diagonal lines, and the range in which the winding patterns are connected is shown in black. The number of winding patterns is not limited to nine, and the number of core substrates is not limited to four.
<実施例3>
次に、本発明の実施例3について説明する。本実施例においては、各基板における巻き線パターンの円弧から外周側に突出するように、各巻き線パターンの接続箇所が配置され、連続して重ねられる巻き線パターンの接続箇所どうしは、平面視で重なるように配置されるとともに、接続箇所で挟まれる層の側面にメッキが施されることで接続される例について説明する。
<Example 3>
Next, Example 3 of the present invention will be described. In this embodiment, the connection points of the winding patterns are arranged so as to project from the arc of the winding pattern on each substrate to the outer peripheral side, and the connection points of the winding patterns that are continuously overlapped are viewed in a plan view. An example of being connected by being arranged so as to overlap with each other and being plated on the side surface of the layer sandwiched between the connection points will be described.
図15には、本実施例における基板コイル30の平面図を示す。本実施例においても、第1基板21~第9基板29までにおける巻き線パターン21a~29aの接続箇所を接続することにより巻き線を形成する点は、実施例1、2と同様である。しかしながら、実施例1、2で示したように、各巻き線パターンの接続箇所どうしをVIAやスル―ホールで接続する場合には、接続箇所の構造が複雑になる場合があった。
FIG. 15 shows a plan view of the
これに対し、本実施例においては、各巻き線パターン21a~29aの接続箇所については、連続して重なる巻き線パターンの接続箇所どうしの間の絶縁層(基板)の側面にメッキを施すことで、各接続箇所を接続することとした。これによれば、巻き線パターン21a~29aの法線方向から見た、接続箇所の面積を可及的に小さくすることができ、巻き線効率を向上させ、基板コイル30の小型化、低背化を実現することが可能である。
On the other hand, in the present embodiment, at the connection points of the winding
また、製造コストを低減し、基板コイル30における寄生Lや寄生Cを低減し、基板コイル30が組み込まれた装置の誤動作を防止し、ノイズ低減を図ることが可能となる。さらに、実施例1、2と同様、高周波電流を流す場合に、接続箇所の測定の部分の過熱による信頼性の低下を抑制することが可能である。なお、この場合、図15に示す、第1巻き線パターン21aの接続箇所21dのように、各巻き線パターンの接続箇所を外周側に突出させてもよい。あるいは、接続箇所は外周側に突出させず、巻き線パターンの円弧の側面をそのままメッキするようにしても構わない。なお、本実施例において基板の側面に施されたメッキは、導電部に相当する。
Further, it is possible to reduce the manufacturing cost, reduce the parasitic L and the parasitic C in the
<実施例4>
次に、本発明の実施例4について説明する。上記の実施例では、巻き線パターンの一部のみが磁気コアによって覆われている基板コイルを備えたトランスについて説明したが、本実施例では、巻き線パターンが磁気コアによって覆われていない基板コイルを備えたトランス、及び二種類のコイルの間にパスコア構造を適用したトランスについて説明する。
<Example 4>
Next, Example 4 of the present invention will be described. In the above embodiment, the transformer provided with the substrate coil in which only a part of the winding pattern is covered by the magnetic core has been described. However, in this embodiment, the substrate coil in which the winding pattern is not covered by the magnetic core has been described. A transformer equipped with the above and a transformer to which a path core structure is applied between two types of coils will be described.
図16は、本実施例におけるトランスの断面図である。図16(a)は、巻き線パターンが磁気コアによって覆われていない基板コイル10及び第2の基板コイル40を備えたトランス51の断面図である。磁気コア61は、各基板の巻き線パターンに囲まれるように巻き線パターンの中心付近に位置する棒コアである。図16(a)の構成において、巻き線パターン上の接続箇所(不図示)が磁気コア61によって覆われることはない。従って、巻き線パターン上を流れる電流から発生する磁界に乱れが生じる欠点や、サイドコア(不図示)どうしで通過する磁界の量が不均一になる欠点を避け、接続箇所の配置の自由度を高めることが可能である。
FIG. 16 is a cross-sectional view of the transformer in this embodiment. FIG. 16A is a cross-sectional view of a
図16(b)は、磁気コア62を備えた基板コイル10及び第2の基板コイル40の間にパスコア構造を適用したトランス52の断面図である。トランスの作動効率を向上させるために共振Lを外付けにあたり、トランスと共振Lを横に並べる場合は実装面積が増え、縦に積む場合はシールドが必要になり、高さが増大する不都合がある。よって、上記のいずれの場合もトランスの小型化や低背化が困難となる。図16(b)の構成において、基板コイル10及び第2の基板コイル40の間にも磁気コア62aを挿入し、パスコア構造を適用することで、トランス52の小型化や低背化を図りつつ、基板コイル10及び第2の基板コイル40の共振を誘起させることが可能となる。
FIG. 16B is a cross-sectional view of a
また、基板コイル10の巻き数と、第2の基板コイル40の巻き数は、同じであっても異なっていてもよい点、及び第2の基板コイル40の代わりに、通常の巻き線コイルを使用してもよい点は、実施例1のトランス50と同様である。
Further, the number of turns of the
なお、以下には本発明の構成要件と実施例の構成とを対比可能とするために、本発明の構成要件を図面の符号付きで記載しておく。
<発明1>
多層基板を構成する複数の層(1~9)に設けられた巻き線パターン(1a~9a)を該巻き線パターン(1a~9a)における接続部(1d~8d、2e~9e)において電気的に接続されるとともに積層することで形成される基板コイル(10)であって、
前記巻き線パターン(1a~9a)における前記接続部(1d~8d、2e~9e)は、前記基板コイル(10)の法線方向から見て、前記巻き線パターンの周方向に延びた細長形状を有するとともに、前記巻き線パターン(1a~9a)の外周部に配置されたことを特徴とする、基板コイル(10)。
In addition, in order to make it possible to compare the constituent elements of the present invention with the configurations of the examples, the constituent elements of the present invention are described below with reference numerals in the drawings.
<
The winding patterns (1a to 9a) provided on the plurality of layers (1 to 9) constituting the multilayer board are electrically connected at the connection portions (1d to 8d, 2e to 9e) in the winding patterns (1a to 9a). It is a substrate coil (10) formed by being connected to and laminated with each other.
The connection portions (1d to 8d, 2e to 9e) in the winding pattern (1a to 9a) have an elongated shape extending in the circumferential direction of the winding pattern when viewed from the normal direction of the substrate coil (10). The substrate coil (10) is characterized by having the above and being arranged on the outer peripheral portion of the winding pattern (1a to 9a).
1~9、11~19、21~29・・・第1基板~第9基板
1a~9a、11a~19a、21a~29a・・・第1巻き線パターン~第9巻き線パターン
1b、11b・・・入力端
1c、11c・・・出力端
1d~8d、11d~18d・・・接続箇所
2e~9e、12e~19e・・・接続箇所
10、20、30・・・基板コイル
60・・・磁気コア
1-9, 11-19, 21-29 ... 1st substrate-
Claims (11)
前記巻き線パターンにおける前記接続部は、前記基板コイルの法線方向から見て、前記巻き線パターンの周方向に延びた細長形状を有するとともに、前記巻き線パターンの外周部に配置されたことを特徴とする、基板コイル。 A substrate coil formed by electrically connecting and laminating winding patterns provided on a plurality of layers constituting a multilayer substrate at a connection portion in the winding pattern.
The connection portion in the winding pattern has an elongated shape extending in the circumferential direction of the winding pattern when viewed from the normal direction of the substrate coil, and is arranged on the outer peripheral portion of the winding pattern. The feature is the board coil.
前記接続手段は、複数の層を貫通する貫通スルーホールであることを特徴とする、請求項2または3に記載の基板コイル。 The connecting portion is provided at a portion protruding further toward the outer peripheral side from the outer peripheral side of the winding pattern.
The substrate coil according to claim 2 or 3, wherein the connecting means is a through-hole that penetrates a plurality of layers.
前記接続部は、前記基板コイルの法線方向から見て、前記磁気コアに覆われていない部分に配置されることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の基板コイル。 It comprises a magnetic core arranged so as to cover a part of the winding pattern when viewed from the normal direction of the substrate coil.
The substrate coil according to any one of claims 1 to 6, wherein the connection portion is arranged in a portion not covered with the magnetic core when viewed from the normal direction of the substrate coil. ..
前記接続部は、前記基板コイルの法線方向から見て、前記2つの磁気回路に覆われる部分に、対称となるように配置されることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の基板コイル。 A magnetic core composed of two magnetic circuits arranged so as to cover a part of the winding pattern in a point-symmetrical manner with respect to the center of the winding pattern when viewed from the normal direction of the substrate coil is provided.
One of claims 1 to 6, wherein the connecting portion is arranged symmetrically with respect to a portion covered by the two magnetic circuits when viewed from the normal direction of the substrate coil. The substrate coil described in the section.
前記磁気コアは、前記複数のコイルの中心を貫通するように配置された部分を有し、
前記複数のコイルの少なくとも一部は、請求項1から8のいずれか一項に記載の基板コイルであることを特徴とする、トランス。 It is a transformer that is arranged so that multiple coils are stacked, has a magnetic core, inputs current to one coil, and outputs induced current flowing to the other coil.
The magnetic core has a portion arranged so as to penetrate the center of the plurality of coils.
The transformer according to any one of claims 1 to 8, wherein at least a part of the plurality of coils is the substrate coil.
The transformer according to claim 9, wherein the magnetic core is a rod core including a rod-shaped core penetrating the center of the plurality of coils.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020165436A JP2022057272A (en) | 2020-09-30 | 2020-09-30 | Board coil and transformer |
PCT/JP2021/033400 WO2022070844A1 (en) | 2020-09-30 | 2021-09-10 | Substrate coil and transformer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020165436A JP2022057272A (en) | 2020-09-30 | 2020-09-30 | Board coil and transformer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022057272A true JP2022057272A (en) | 2022-04-11 |
Family
ID=80951350
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020165436A Pending JP2022057272A (en) | 2020-09-30 | 2020-09-30 | Board coil and transformer |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022057272A (en) |
WO (1) | WO2022070844A1 (en) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63157906U (en) * | 1987-04-03 | 1988-10-17 | ||
JPH0744114B2 (en) * | 1988-12-16 | 1995-05-15 | 株式会社村田製作所 | Multilayer chip coil |
JP2000348951A (en) * | 1999-06-03 | 2000-12-15 | Toyota Autom Loom Works Ltd | Laminated coil unit and transformer |
JP3973084B2 (en) * | 2002-03-18 | 2007-09-05 | Tdk株式会社 | Planar transformer, multilayer substrate, and switching power supply |
US9806144B2 (en) * | 2013-11-13 | 2017-10-31 | Qualcomm Incorporated | Solenoid inductor in a substrate |
-
2020
- 2020-09-30 JP JP2020165436A patent/JP2022057272A/en active Pending
-
2021
- 2021-09-10 WO PCT/JP2021/033400 patent/WO2022070844A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2022070844A1 (en) | 2022-04-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8334747B2 (en) | Coil-integrated switching power supply module | |
JP5041897B2 (en) | Inductor-formed wiring board with shielding function | |
JP5333461B2 (en) | Multilayer inductor | |
JP5339398B2 (en) | Multilayer inductor | |
US8004382B2 (en) | Inductor device, and method of manufacturing the same | |
JP2013207149A (en) | Toroidal coil | |
JP6086370B2 (en) | Inductor built-in substrate manufacturing method, inductor built-in substrate, and power supply module using the same | |
JP2009016504A (en) | Multilayer wiring board with built-in inductor | |
JP2019047018A (en) | Magnetic composite component | |
JP6551628B2 (en) | Electronic parts | |
WO2022070844A1 (en) | Substrate coil and transformer | |
JP5716391B2 (en) | Coil built-in board | |
JP2013207151A (en) | Transformer | |
JP5336127B2 (en) | Circuit board | |
JP2011192710A (en) | Flexible printed-wiring board, transformer, and method for manufacturing transformer | |
JP6658234B2 (en) | Multilayer electronic components | |
JP7462525B2 (en) | Electronic Components | |
JP5702245B2 (en) | Printed wiring boards, board laminates, planar coils, and planar transformers | |
JP6915451B2 (en) | Coil parts | |
JP4775184B2 (en) | Winding structure of magnetic parts | |
JP2013207150A (en) | Common mode filter | |
WO2011118072A1 (en) | Circuit board | |
WO2017188077A1 (en) | Inductor component | |
WO2022070666A1 (en) | Substrate coil and transformer | |
JP2013073956A (en) | Printed wiring board, board laminate, planar coil and planar transformer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230707 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240528 |