JPH07135114A - 積層形プリントコイル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】外部接続用端子を含む全体構成を、既に確立し
ているプリント配線技術を用いて、小形でかつ低コスト
で実現する。 【構成】絶縁基板上にプリント配線技術により渦巻き状
のコイルパターンと、このコイルパターンの外周部にコ
イルパターンの一端に接続され他端が基板の端面側に引
き出されるリードパターンとを形成した複数のプリント
コイル基板を、渦巻き状コイルパターンが同心状となる
ように積層して一体化構造とすると共に、渦巻き状コイ
ルパターンの内周部にコイルパターン相互間を接続する
ためのスルーホールを設け、一体化構造としたプリント
コイル基板の端面（側面）にリードパターンに接続され
る外部接続用の端子を設けて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業機器、民生機器等
の各種電気製品に広く利用可能の積層形プリントコイル
及びその製造方法に関し、更に詳しくは、モールドする
コイルをプリント配線技術により絶縁基板上に形成する
ようにした積層形プリントコイルであって、簡単な構成
で大量生産する場合に適する積層形プリントコイルおよ
びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】コイルや、幾つかのコイルを結合して構
成される各種電源トランスは、産業機器、民生機器を問
わずあらゆる分野で広く使用されている。トランスを構
成する場合、その基本性能として信号絶縁性能や信頼性
が重視され、そのために、従来より、コイルをプリント
配線技術により構成する構造やその製造方法が提案され
ている（例えば、特開昭５８−１５５７１１号公報，特
開昭６０−２４５２０８号公報，特開平３−２８３４０
４号公報等）。

【０００３】この様なトランスは、絶縁基板上にプリン
ト配線技術によりコイルパターンを形成させたコイル基
板を少なくとも２枚以上用意し、これらのコイル基板間
に樹脂等の絶縁材を充填，介在させ、各コイルパターン
が同心状となるように積層し、各コイル中央部に設けら
れる貫通穴にコアを組み付けて構成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この様な構成の積層形
プリントコイルを用いたトランスは、１次コイル，２次
コイル，その他の複数個のコイルが、いずれも信号絶縁
と電力変換を行う機能を持つもので、それらの巻数やパ
ターン幅、各巻線層間の距離等は、トランスとしての仕
様や回路的な要求に従って様々な値に選定される。

【０００５】ところで、この様な積層形プリントコイル
においては、コイルパターンと外部回路との接続を行う
接続端子を如何に構成するかが問題となる。例えば、特
開平３−２８３４０４号公報に記載されている積層形コ
イル装置においては、端子台を用意し、これにシート状
コイルを複数枚積層して載置し、端子台に設けられてい
る複数の端子に電気的に接続するような構成をとってい
る。

【０００６】この様な構成は、端子台に設けられている
端子にシートコイルを嵌合すればよく、位置決めや電気
的接続が簡単にできるという利点がある反面、端子台を
用意する必要があること、シートコイル側に端子を嵌合
するためのスルーホールを形成する必要があること、こ
れらのスルーホールを設けるための領域が必要でコイル
面積を小さくすることができないこと等の課題がある。

【０００７】本発明は、これらの問題点に鑑みてなされ
たもので、外部接続用の端子を含む全体構成を小形化す
ることが可能で、大量生産に適した積層形プリントコイ
ル及びその製造方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この様な目的を達成する
本発明の積層形プリントコイルは、絶縁基板上にプリン
ト配線技術により、渦巻き状のコイルパターンとこのコ
イルパターンの外周部にコイルパターンの一端に接続さ
れ他端が基板の端面に伸びる（引き出される）リードパ
ターンとを形成した複数のプリントコイル基板を、前記
渦巻き状コイルパターンが同心状となるように積層して
一体化構造とすると共に、前記渦巻き状コイルパターン
の内周部にコイルパターン相互間を接続するためのスル
ーホールを設け、前記一体化構造としたプリントコイル
基板の端面にリードパターンに接続される外部接続用の
端子を設けたことを特徴とする積層形プリントコイルで
ある。

【０００９】また、本発明の積層形プリントコイルの製
造方法は、絶縁基板上にプリント配線技術により渦巻き
状のコイルパターンとこのコイルパターンの外周部にコ
イルパターンの一端に接続され他端が基板の端面側に伸
びるリードパターンとを形成した複数のプリントコイル
基板を作る工程と、前記工程により得られた少なくとも
２枚のプリントコイル基板を前記渦巻き状コイルパター
ンが同心状となるように積層して一体化構造とする工程
と、前記渦巻き状コイルパターンの内周部にコイルパタ
ーン相互間を接続するためのスルーホールを設ける工程
と、前記一体化構造としたプリントコイル基板の端面に
リードパターンに接続される外部接続用の端子を設ける
工程とからなる。

【００１０】

【作用】プリントコイル基板上には、渦巻き状のコイル
パターンと、このコイルパターンの外周部に一端がコイ
ルパターンに接続され他端が基板の端面側に伸びるリー
ドパターンとが、プリント配線技術により形成されてい
る。一体化構造としたプリントコイル基板の端面（側
面）にはリードパターンの端面が表れている。外部接続
用の端子は、コイル基板側面に表れているリードパター
ンの端面を覆って接続されるような形で構成される。こ
の様な外部接続用端子の形成は、例えば、めっき技術を
用いて行うことができ、低コスト化が可能となる。

【００１１】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に
説明する。図１は、本発明に係わる積層形プリントコイ
ルの構成斜視図、図２はその断面図である。これらの図
において、１は第１のプリントコイル基板で、例えば樹
脂材あるいは絶縁フイルム等で構成される絶縁基板１０
と、この絶縁基板１０の両表面に、エッチング、蒸着、
無電解メッキ等のプリント配線技術により渦巻き形状に
形成した例えば１次コイル１１と２次コイル１２、一端
がこれらのコイルに接続され、他端が基板１０の端面側
に伸びる（引き出される）リードパターン１３，１４で
構成される。

【００１２】２は第２のプリントコイル基板で、第１の
プリントコイル基板と同様に、絶縁基板２０と、この絶
縁基板の両表面に形成した２次コイル２１と１次コイル
２２、一端がこれらのコイルに接続され、他端が基板２
０の端面側に伸びるリードパターン２３，２４で構成さ
れている。３はこれらの第１，第２のプリントコイル基
板相互間を渦巻き状コイルパターンが同心状となるよう
に積層した後、一体化構成とするための絶縁材である。
この絶縁材３は、例えばエポキシや無機材料等のフィラ
ーを含む樹脂材が用いられていて、第１，第２の各プリ
ントコイル基板相互間や、コイルパターン相互間、コイ
ルパターンとリードパターン相互間等に充填され、各コ
イル基板，カバーシートが一体化構造となるようにして
いる。

【００１３】４１，４２は渦巻き状コイルパターンの内
周部に第１，第２のプリントコイル基板１，２に渡って
設けたスルーホールである。スルーホール４１は、第１
のプリントコイル基板１上の１次コイル１１と第２のプ
リントコイル基板２上の１次コイル２１相互間を接続す
るためのものであり、スルーホール４２は第１のプリン
トコイル基板１上の２次コイル１２と第２のプリントコ
イル基板２上の２次コイル２２相互間を接続するための
もので、これらの各スルーホール内側壁には、導電層が
形成されている。

【００１４】５１，５２は第１，第２の各プリントコイ
ル基板が一体化構成されたプリントコイル基板の端面
（側面）に設けた複数の外部接続用の端子で、端面側に
伸びたリードパターンに接続されている。各リードパタ
ーンのどれとどの外部接続用端子とを接続するかは、あ
らかじめリードパターンを基板端面に引き出す位置によ
り決められる。６はトランスを構成する場合のコアを組
み付ける貫通穴である。

【００１５】なお、この例では、２つのコイル基板を積
層して一体化構成とする例を示すが、コイルの種類や必
要な巻数を確保するような場合には、それ以上の枚数の
コイル基板が用いられる。図３，図４は、図１，図２に
示す構成の積層形プリントコイルの製造方法を各工程に
従って示す説明図で、各図の符号（ａ）〜（ｆ）は以下
で説明する各工程（手順）と対応している。なお、この
例では、絶縁基板の両表面に１次側コイルと、２次側コ
イルとを形成する場合を示している。

【００１６】工程（ａ） はじめに、第１，第２のプリントコイル基板１，２を構
成する絶縁基板１０，２０の各表面に、それぞれプリン
ト配線技術により渦巻き状の１次コイル用パターン１
１，２１、２次コイル用パターン１２，２２、これらの
各コイルパターンに一端が接続され、他端が基板端面に
引き出されるリードパーン１３、１４，２３，２４をそ
れぞれ形成する。これらの各パターンの材料としては、
電気抵抗の小さな例えば銅が用いられる。

【００１７】ここで、１次コイルとして機能するコイル
パターン１１（２１）と、２次コイルとして機能するコ
イルパターン１２（２２）とは、渦巻き状コイルパター
ンが同心となって有効に磁気結合するように、また、各
コイルのサイズや巻数等はそこを流れる電流の密度や必
要とする電圧等を考慮して選定されている。また、各絶
縁基板１０，２０の各厚さは、コイル基板両面側に位置
するコイル相互間で必要とする絶縁度等に応じて選定さ
れる。例えば、絶縁基板として、樹脂基板を用いた場合
であって、基板両面に位置するコイル相互間で必要とす
る耐電圧が、１０ＫＶとすると、基板厚さｄ１は、０．
２ｍｍ、耐電圧が２５００Ｖとすれば、基板厚さｄ１
は、０．０５ｍｍ程度のものが選定される。

【００１８】工程（ｂ） 前記工程（ａ）により得られた第１，第２の各プリント
コイル基板１，２の間に、熱硬化性の絶縁材シート７を
介在させ、各コイルパターン１１，２１が同心状となる
ように積層配置し、加熱・加圧して、各層間およびコイ
ル相互間、コイルとリードパターンとの間に絶縁材を充
填させて一体化構造とする。

【００１９】ここで、各プリントコイル基板１，２と絶
縁材シート７との加熱・加圧の作業を、特に真空中で行
うと、熱硬化性絶縁材シートから溶融・流出する樹脂
が、各層間およびコイルパターンやリードパターン間等
に効果的に充填され、内部に空洞などができることはな
い。熱硬化性の絶縁材シート７としては、エポキシや無
機材料等の樹脂材シートを用いることが望ましい。この
樹脂材シートは、例えばガラス繊維で構成されたクロス
あるいはシートに、あらかじめ、例えばエポキシや無機
材料等のフィラーを含む樹脂材を含浸して半硬化させて
構成されるもの（プリプレグシートと呼ばれるものを含
む）や、前述したような樹脂材をシート状としてそれを
乾燥処理あるいは半硬化処理して構成される。これらの
樹脂シートを加熱すると共に加圧すると、シートを構成
していた（あるいはクロスに含浸していた）樹脂材が溶
融し、流出して、コイルパターンやリードパターン相互
間、各コイル基板の間に充填され、これらが一体化構造
となる。なお、各プリントコイル基板１，２の外側表面
に、絶縁材シートを介してカバーシートを配置し、これ
らのカバーシートと共に一体化構成としてもよい。

【００２０】工程（ｃ） 各プリントコイル基板が一体化構成となった積層基板に
おいて、渦巻き状コイルパターンが形成されている中央
部分にコアを組み付けるための貫通穴６，コイルパター
ン相互間を接続するためのスルーホール４１，４２を設
けると共に、積層基板を所定形状になるようにリードパ
ターン１３，１４と共にカットする。コア組み込み用の
貫通穴６やスルーホール４１，４２の形成は、例えば、
ドリルなどにより穴をあけることで行われ、また、所定
形状にするためのカット作業は、例えばカッターを用い
て行われる。

【００２１】積層基板をカットすると、基板端面（側
面）には、リードパターン１３，２３（１４，２４）の
断面が図示するように表れる。 工程（ｄ） 積層基板の端面（側面）を覆うように（従って端面に表
れているリードパターンの端面も覆われる）導電層８を
形成する。また、スルーホール４１，４２内にも同様に
導電層を形成し、コイルパターン相互間の接続を行う。
これらの導電層の形成は、例えば、電気めっきや無電解
めっきにより行われる。

【００２２】工程（ｅ） 工程（ｄ）で形成した導電層８上にエッチングレジスト
９を塗布する。エッチングレジスト９を塗布する場所
は、あらかじめ、外部接続用の端子を設ける位置であ
り、この外に、スルーホールランドなど基板表面にパタ
ーンを残す必要のある場所となる。

【００２３】工程（ｆ） エッチングにより、エッチングレジストを塗布した部分
を残して外部に露出している導電層（銅箔）部分を除去
し、外部回路接続用の端子５１，５２を形成する。この
様な工程を経て製造される積層形プリントコイルによれ
ば、外部回路接続用の端子５１，５２を、積層基板の端
面に構成することができるので、端子の為の領域が不要
となり、全体構成を小形にできる。また、ピンの挿入な
ど機械的な工程を必要とせず、プリント配線基板を作成
する技術で既に確立した工程を用いて製造することがで
きるので、製造工程が簡単になり、低コストで品質の向
上が期待でき、信頼性の高い積層形プリントコイルが実
現できる。

【００２４】図５は、本発明の更に他の製造方法を示す
図である。 工程（ａ） 第１のプリントコイル基板１を構成するための絶縁基板
１０の両表面に、プリント配線技術により渦巻き状の、
１次コイル用パターン１１，１２を形成すると共に、こ
れらの各コイルパターンに一端がそれぞれ接続され、他
端が基板端面に引き出されるリードパターン１３，１４
を形成する。また、絶縁基板１０の両表面に設けた１次
コイルパターン相互間を接続するためのスルーホール１
５を渦巻き状コイルパターンの内周部に設ける。

【００２５】第２のプリントコイル基板２を構成するた
めの絶縁基板２０の両表面にも、同様に、プリント配線
技術により渦巻き状の２次コイル用パターン２１，２２
と、これらの各コイルパターンに一端が接続され、他端
が基板端面に引き出されるリードパーン２３、２４をそ
れぞれ形成する。また、２次コイルパターン２１，２２
相互間を接続するためのスルーホール２５を渦巻き状コ
イルパターンの内周部に設ける。

【００２６】工程（ｂ） 前記工程（ａ）により得られた第１，第２の各プリント
コイル基板１，２の間に、熱硬化性の絶縁材シート７を
介在させて積層配置し、加熱・加圧して、各層間および
コイル相互間、コイルとリードパターンとの間に絶縁材
を充填させて一体化構造とする。

【００２７】工程（ｃ） 各プリントコイル基板が一体化構成となった積層基板に
おいて、渦巻き状コイルパターンが形成されている中央
部分にコアを組み付けるための貫通穴６を設けると共
に、積層基板を所定形状になるようにリードパターン１
３，１４，２３，２４と共にカットする。

【００２８】積層基板をカットすると、基板端面（側
面）には、１次コイルパターンに接続されるリードパタ
ーン１３，１４、２次コイルパターンに接続されるリー
ドパターン２３，２４が図示するように表れる。この工
程以降、外部接続用端子の形成工程は、図４に示す工程
（ｄ）〜（ｆ）と同様となる。

【００２９】図６は、本発明の更に他の製造方法を示す
図である。この実施例によれば、同じサイズの多数の積
層プリントコイルを一度に製造する場合に適している。 工程（ａ） 絶縁基板１０，絶縁基板２０の表面に、図示するように
多数のコイルパターン１１，２１が、基板表面の縦方
向，横方向に共に一列に並ぶように形成すると共に、リ
ードパターン１３，２３を各コイルパターンに一端が接
続されるように形成する。なお、ここでは、リードパタ
ーン１３は、横方向に並ぶコイルに対してはじめは、互
いに連結したものを示している。絶縁基板１０，２０
は、必要に応じて、裏側表面にも同様のコイルパターン
とそれに一端が接続されたリードパターンとを形成する
ようにしてもよい。

【００３０】工程（ｂ） 工程（ａ）により作成された複数のプリントコイル基板
１，２を、図示していないが絶縁材シートを介して積層
し、加熱・加圧・硬化させて一体化構造とする。ここ
で、各プリントコイル基板の積層は、各プリントコイル
基板上に形成されている渦巻き状コイルパターン同士が
同心状となるように行われる。

【００３１】工程（ｃ） 工程（ｂ）で得られた一体化構造の積層板を、各コイル
パターンを含む所定単位になるように（例えば横一列方
向に一つの単位ブロックとなるように）、（ｂ）図に破
線で示すようにカッター等によりリードパターン１３と
共に切断、分離する。この状態では、横一列方向に一つ
の単位ブロックに分離した積層基板の側面には、リード
パターン２３の断面が表れている。

【００３２】工程（ｄ） 工程（ｃ）で得られた単位ブロック基板の側面（端面）
に、リードパターン２３（１３）に接続される外部接続
用の端子５１を形成する。これら複数の外部接続用端子
の形成は、図４に示した工程と同様となる。 工程（ｅ） 側面に外部接続用端子５１を形成させた（ｄ）図に示す
単位ブロック基板を、さらに各単位コイル毎に分離す
る。また、必要に応じて、コア組み込み用の貫通穴を形
成する。

【００３３】なお、ここでは、コイルパターン相互間を
接続するためのスルーホールを渦巻き状コイルパターン
の内周部に設ける工程について説明していないが、この
工程は、図６に示す（ａ）〜（ｅ）の工程のいずれかの
途中で行うことが可能である。この様な工程により製造
される積層形プリントコイルは、同一品質の積層形プリ
ントコイルを多数同時に製造することができる。また、
材料の利用率が高い等の格別な効果がある。

【００３４】なお、図６に示す製造方法において、外部
接続用端子の形成は、単位コイル毎に分離した後にそれ
ぞれ形成するようにしてもよい。また、各実施例で示し
た外部接続用端子は、積層基板端面（側面）に形成され
ていて、プリントコイルを表面実装する場合に適してい
るが、プリント基板等に挿入実装するような場合は、そ
れに適するように挿入用の接続ピン等が外部接続用端子
に更に設けるようにしてもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、外部接続用端子を含む全体構成を、既に確立して
いるプリント配線技術を用いて完成することができるの
で、低コストで品質の揃った積層形プリントコイルが実
現できる。この様な構成の積層プリントコイルは、コア
と組み合わせてトランスに用いる外に、電磁波の送受信
用アンテナや、磁界検出用のコイル等各種分野に適用す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる積層形プリントコイルの構成斜
視図である。

【図２】本発明に係わる積層形プリントコイルの構成断
面図である。

【図３】図１，図２に示す構成の積層形プリントコイル
の製造方法を各工程に従って示す説明図である。

【図４】図１，図２に示す構成の積層形プリントコイル
の製造方法を各工程に従って示す説明図である。

【図５】本発明の他の製造方法を示す図である。

【図６】本発明の他の製造方法を示す図である。

【符号の説明】

１ 第１のプリントコイル基板 １０ 絶縁基板 １１ １次コイル １２ ２次コイル １３，１４， リードパターン ２ 第２のプリントコイル基板 ２０ 絶縁基板 ２１ ２次コイル ２２ １次コイル２２ ２３，２４ リードパターン ３ 絶縁材 ４１，４２ スルーホール ５１，５２ 外部接続用端子 ６ 貫通穴

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁基板上にプリント配線技術により渦巻
   き状のコイルパターンと、このコイルパターンの外周部
   にコイルパターンの一端に接続され他端が基板の端面側
   に引き出されるリードパターンとを形成した複数のプリ
   ントコイル基板を、前記渦巻き状コイルパターンが同心
   状となるように積層して一体化構造とすると共に、前記
   渦巻き状コイルパターンの内周部にコイルパターン相互
   間を接続するためのスルーホールを設け、 前記一体化構造としたプリントコイル基板の端面（側
   面）にリードパターンに接続される外部接続用の端子を
   設けたことを特徴とする積層形プリントコイル。
2. 【請求項２】絶縁基板上に形成するコイルパターンを複
   数個配列し、複数のプリントコイル基板を積層して一体
   化構成とした後、前記各コイルパターンを一つの単位と
   して分離し、当該分離したプリントコイル基板の端面に
   リードパターンに接続される外部接続用の端子を設けた
   ことを特徴とする請求項１の積層形プリントコイル。
3. 【請求項３】絶縁基板上に形成するコイルパターンを複
   数個配列し、複数のプリントコイル基板を積層して一体
   化構成とした後、前記複数のコイルパターンを所定の個
   数の単位ブロックに分離し、当該分離した各プリントコ
   イル基板の端面にリードパターンに接続される外部接続
   用の端子を設け、その後、各単位コイル毎に分離して構
   成される請求項１の積層形プリントコイル。
4. 【請求項４】一体化構造とした後のコイルパターン基板
   の端面（側面）に設ける外部接続用の端子を、無電解め
   っきと電着レジストを利用して形成することを特徴とす
   る請求項１の積層形プリントコイル。
5. 【請求項５】絶縁基板上にプリント配線技術により渦巻
   き状のコイルパターンとこのコイルパターンの外周部に
   コイルパターンの一端に接続され他端が基板の端面側に
   引き出されるリードパターンとを形成した複数のプリン
   トコイル基板を作る工程と、 前記工程により得られた少なくとも２枚のプリントコイ
   ル基板を前記渦巻き状コイルパターンが同心状となるよ
   うに積層して一体化構造とする工程と、 前記渦巻き状コイルパターンの内周部にコイルパターン
   相互間を接続するためのスルーホールを設ける工程と、 前記一体化構造としたプリントコイル基板の端面にリー
   ドパターンに接続される外部接続用の端子を設ける工程
   とを経て構成される積層形プリントコイルの製造方法。
6. 【請求項６】絶縁基板上にプリント配線技術により縦，
   横方向に並ぶ複数の渦巻き状のコイルパターンとこのコ
   イルパターンの外周部にコイルパターンの一端に接続さ
   れ他端が基板の端面側に引き出されるリードパターンと
   を形成した複数のプリントコイル基板を作る工程と、 前記工程により得られた少なくとも２枚のプリントコイ
   ル基板を前記渦巻き状コイルパターンがそれぞれ同心状
   となるように積層して一体化構造とする工程と、 前記渦巻き状コイルパターンの内周部にコイルパターン
   相互間を接続するためのスルーホールを設ける工程と、 前記一体化構造としたプリントコイル基板を前記コイル
   パターンが並んでいる方向に所定の単位で分離する工程
   と、 分離された単位ブロックの端面にリードパターンに接続
   される外部接続用の端子を複数個設ける工程と、 分離された単位ブロックを各コイルパターンを単位に更
   に分離する工程とを経て構成される積層形プリントコイ
   ルの製造方法。