JPH0749774Y2 - 積層コイル - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、DC−DCコンバータ等のスイッチング電源装置
におけるトランスやコイル等に使用される積層コイルに
関するものである。

〔従来の技術〕

従来の一般的な積層コイルとしては、ボビンに層間絶縁
紙を介して複数のコイルを積層したものが知られてい
る。

〔考案が解決しようとする課題〕

最近、DC−DCコンバータ等のスイッチング電源装置の小
型軽量化を図るために、動作周波数を高周波数化する傾
向にあり、1MHz帯のスイッチング電源が実現されるに至
っている。

しかしながらこのような高周波数のコイルは、巻線間の
分布容量や誘電体損がコイル性能に大きく影響する。従
来の積層コイルは、巻線間隔がばらつきがちとなり、分
布容量や誘電体損を充分に減少させることができず、Ｑ
の低いコイルとなり、満足すべき性能が得られないとい
う問題があった。

本考案は上記従来の課題を解決するためになされたもの
であり、その目的は、巻線間の分布容量と誘電体損を減
少させ、高周波数の使用に充分対応できる積層コイルを
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は上記目的を達成するために、次のように構成さ
れている。すなわち、本考案の積層コイルは、絶縁フィ
ルム上にフィルムの幅方向に１ピッチずつ位置をずらし
て下層側の複数のコイル展開パターンが並列状に形成さ
れ、巻き終わり位置のコイル展開パターンを除く各コイ
ル展開パターンの終端側には透孔窓が形成されて、コイ
ル展開パターンの終端側端末部がその透孔窓内に舌片状
に突出されており、また、前記下層側のコイル展開パタ
ーンとはフィルムの長さ方向に間隔をへだてて上層側の
複数のコイル展開パターンが１ピッチずつフィルムの幅
方向に位置をずらして並列状に形成され、この上層側の
コイル展開パターンの終端側にも巻き終わり位置の端末
部を除く終端側端末部が舌片状に突出する透孔窓が形成
されるとともに、下層側の巻き終わり側のコイル展開パ
ターンの終端部と上層側の巻き始め側のコイル展開パタ
ーンの始端部とはリードパターンで接続されており、さ
らに、絶縁フィルムには該絶縁フィルムを巻回したとき
に前記下層側の巻き始め位置のコイル展開パターンの始
端側端末部が各巻回ターン毎に対向する位置に接続孔が
設けられており、前記絶縁フィルムの下層側の部分が巻
かれた状態で、下層側の各コイル展開パターンの舌片状
の終端側端末部が透孔窓を通して隣り側のコイル展開パ
ターンの始端側の端末部に接続されて絶縁フィルム１タ
ーン当り複数ターンの下層側コイルが形成され、この下
層側コイルの上側に絶縁フィルムの上層側の部分が巻か
れた状態で、上層側の各コイル展開パターンの舌片状の
終端側端末部が透孔窓を通して隣り側のコイル展開パタ
ーンの始端側の端末部に接続されて絶縁フィルム１ター
ン当り複数ターンの上層側コイルが形成され、前記接続
孔を通して下層側のコイル展開パターンの始端側端末部
にリード線が接続されていることを特徴として構成され
ている。

〔作用〕

本考案では、下層側のコイル展開パターンと上層側のコ
イル展開パターンとが形成されている絶縁フィルムを、
コイル展開パターンが形成されている面を上側にしてま
ず下層側のパターン部分を１ターン巻くと、各コイル展
開パターンの終端側の舌片状の端末部が隣りのコイル展
開パターンの始端側の端末部と透孔窓を介して対向す
る。この状態で、例えば、ボンディングツール等を透孔
窓に差し込み、その対向している両端末部を接続するこ
とにより、絶縁フィルム１ターン当り複数ターンの下層
側コイルが形成される。

次に、絶縁フィルムの上層側のコイル展開パターンの部
分を巻くことにより、同様に、上層側のコイル展開パタ
ーンの終端側の端末部が隣りのコイル展開パターンの始
端側の端末部に透孔窓を介して対向する。この対向状態
で、同様に、ボンディングツール等を透孔窓に差し込ん
で両端末部を接続すれば、絶縁フィルム１ターン当り複
数ターンの上層側コイルが形成される。この操作を繰り
返し行うことにより、複数層のコイルが積層形成される
のである。

〔実施例〕

以下、本考案の一実施例を２層構成の積層コイルを例に
とって図面に基づいて説明する。第１図には本考案に係
る積層コイルの要部展開構成が示されており、また、第
２図には同実施例における積層コイルの一製造例が示さ
れている。これらの図において、絶縁フィルム１上には
下層側のコイル展開パターン2a〜2fと上層側のコイル展
開パターン3a〜3fとが形成されている。下層側のコイル
展開パターン2a〜2fは、絶縁フィルム１の１ターン当り
の巻幅Ｔの区間に絶縁フィルム１の幅方向に１ピッチｐ
ずつずらして斜線パターンの態様で形成されており、こ
の各コイル展開パターン2a〜2fの始端側には始端側端子
（始端側端末部）4a〜4fが形成されている。また、コイ
ル展開パターン2a〜2eの終端側には透孔窓５が設けられ
ており、この透孔窓５内に各コイル展開パターン2a〜2e
の終端端末部6a〜6eが舌片状に突出している。

この下層側のコイル展開パターンに対し、絶縁フィルム
１の長さ方向に所定の間隔ｌだけ位置をずらして上層側
のコイル展開パターン3a〜3fが形成されている。この上
層側のコイル展開パターン3a〜3fは前記下層側のコイル
展開パターン2a〜2fの上側に巻かれるもので、その巻き
太りを考慮に入れて絶縁フィルム１の１ターン当りの巻
幅Ｔ′が大きくなっており、この巻幅の区間Ｔ′の間に
フィルムの幅方向に１ピッチずつ位置をずらしてコイル
展開パターン3a〜3fが斜線パターンの態様で形成されて
いる。この実施例ではコイル展開パターン3a〜3fの斜線
の傾きは前記下層側のコイル展開パターン2a〜2fとは逆
方向になっている。上層側のコイル展開パターン3a〜3e
の始端側には始端側端子7a〜7eが形成されており、下層
側の巻き終わり位置のコイル展開パターン2fの終端側端
末部6fと上層側の巻き始め位置のコイル展開パターン3f
の始端側端末部7fとはリードパターン８によって接続さ
れている。上層側のコイル展開パターン3b〜3fの終端端
末側にも透孔窓５が設けられており、この透孔窓５内に
コイル展開パターン3b〜3fの終端端末部10b〜10fが舌片
状に突出している。

前記下層側のコイル展開パターン2a〜2fと上層側のコイ
ル展開パターン3a〜3f等の各種パターンは周知の薄膜製
造技術（プリント回路の形成技術）を利用して容易に形
成できるものであり、例えば、絶縁フィルム１の上側に
予め、透孔窓５と始端側端子4aに接続するリードを通す
ための接続孔11a,11bとをあけておき、その状態で、絶
縁フィルム１上に銅箔を貼り合わせ、コイル展開パター
ン2a〜2f,3a〜3fと端子4a〜4f,7a〜7eおよび端末部6a〜
6e,10b〜10fを露光描画した後、エッチング等により残
りの部分を除去して、これらコイル展開パターン、端子
および端末部等を形成する。この絶縁フィルム１を用い
て積層コイルを形成する場合には、絶縁フィルム１の長
さ方向に一定の間隔を介して複数の積層コイルパターン
S₁，S₂，……，S_nを形成しておくと都合がよい。

次に、下層側と上層側のコイル展開パターン等が形成さ
れている絶縁フィルム１を用いての積層コイルの製造例
について説明する。

まず、第２図に示すように、コイル展開パターン等が形
成されている絶縁フィルム１をリールから引き出し、下
層側のコイル展開パターン2a〜2f側からパターン形成面
を上側（表側）にして絶縁フィルム１を１ターン巻く
と、下側の始端側端子4b〜4fの上側に透孔窓５を介して
終端端末部6a〜6eが第３図に示すように対向する。この
状態で、第４図に示すように、透孔窓５の上側からボン
ディングツール12を差し込めば、舌片状の終端端末部6a
〜6eはボンディングツール12に押されてたわみながら始
端側端子4b〜4fに当接する。この状態で、ボンディング
することにより、コイル展開パターン2aの終端側端末部
6aは隣りに位置するコイル展開パターン2bの始端側端子
4bに接続され、同様に、終端端末部6b〜6eは始端側端子
4c〜4fに接続され、下層側のコイル展開パターン2a〜2f
は直列接続され、絶縁フィルム１ターン当り複数ターン
の下層側のコイルが形成されるのである。なお、この絶
縁フィルム１ターンの巻回位置で接続孔11aは始端側端
子4aの上側に対向する。

次に、絶縁フィルム１をさらに巻き込み、上層側をコイ
ル展開パターン3a〜3fの始端側端子7a〜7eの位置からさ
らに１ターン巻き込めば、終端端末部10b〜10fは下側の
始端側端子7a〜7eと透孔窓５を介して対向し、始端側端
子4aと接続孔11a,11bも同様に対向する。この対向状態
で、前記下層側のコイル展開パターン2a〜2fの接続と同
様に、ボンディングツール12を透孔窓５の上側から挿入
することにより、終端端末部10b〜10fは対向する始端側
端子7a〜7eに当接して瞬時のうちに接続される。この接
続が完了した後、絶縁フィルム１を切断線C₁に沿って切
断し、接続孔11a,11bを通して下層側のコイル展開パタ
ーン2aの始端側端子4aにリード線を接続し、同様に、終
端端末部10aにリード線を接続した後、絶縁樹脂により
含浸することで、目的とする積層コイルが形成されるの
である。そして、絶縁フィルム１がさらに引き出され、
同様にして、積層コイルパターンS₂，S₃，……，S_nから
次々に積層コイルが形成されるのである。

なお、この実施例で、３層の積層コイルを形成する場合
には、２層側のコイル展開パターン3a〜3fの隣りにフィ
ルムの長さ方向に所定の間隔をおいて前記下層側（１層
側）のコイル展開パターン2a〜2fと同様な展開パターン
を巻き太り分だけ巻き幅を大きくして形成し、２層目の
巻き終わり端と３層目の巻き始め端を同様にリードパタ
ーン８で接続すればよい。このように、下層側コイル展
開パターン2a〜2fと上層側コイル展開パターン3a〜3fを
巻き太り幅を考慮に入れて交互にフィルムの長さ方向に
所定の間隔をへだてて形成すれば、ｎ（ｎは整数）層の
積層コイルが同様に形成される。この場合、本実施例で
は、各層のコイル展開パターンの形成位置を絶縁フィル
ム１の長さ方向にｌだけずらしているから、上層側の始
端側端子と終端端末部との接続箇所が下層側の接続箇所
に対してコイルの円周方向にずれて分散されることとな
り、各層ごとの接続位置が円周の同一位置に来ることに
よる不都合を効果的に回避されている。

ところで、上記本実施例の積層コイルが様々な応用展開
が可能である。例えば、第５図（ａ）に示すように、絶
縁フィルム１上に、１次側の積層コイルパターンと、こ
の１次側パターンに対しフィルムの長さ方向に位置をず
らして２次側の積層コイルパターンを形成しておけば、
絶縁フィルム１を１次側積層コイルパターン側から巻い
て、前述したようにコイル展開パターンの端末接続を行
い、さらに絶縁フィルム１を巻き込んで２次側積層コイ
ルのコイル展開パターンの端末接続を行えば、１次積層
コイルの外側に２次側の積層コイルが形成されることと
なり、例えば、フライバックトランスのコイルが容易に
形成されることとなる。

また、第５図（ｂ）に示すように、絶縁フィルム１上
に、フィルムの長さ方向に１次側の積層コイルパターン
と、２次側の積層コイルパターンと、１次側の積層コイ
ルパターンとをフィルムの長さ方向に位置をずらして形
成しておけば、１次側のコイルの外側に２次側のコイル
が形成され、さらにその２次側のコイルに１次側のコイ
ルが積層された異なるタイプのフライバックトランスの
コイルが製造されることとなる。

このように、絶縁フィルム１上に形成する積層コイルの
パターン配列を変えることにより、様々なタイプの積層
コイルが作り出されることとなり、その応用範囲は非常
に広くなり、これにともない設計の自由度が大きくな
り、様々なコイル展開が可能となる。

なお、本考案は上記実施例に限定されることはなく、様
々な実施の態様を採り得るものである。例えば、上記実
施例では２層構成の積層コイルを例にして説明したがｎ
（ｎは３以上の整数）層の積層コイルに適用できるもの
である。

〔考案の効果〕

本考案は、絶縁フィルム上に下層側のコイル展開パター
ンと上層側のコイル展開パターンとをフィルムの長さ方
向に所定の間隔を介して形成し、下層側のコイル展開パ
ターン側から絶縁フィルムを巻いて、コイル展開パター
ンの終端側端末部をその隣りに配置されている次のター
ンのコイル展開パターンの始端側端子に透孔窓を介して
接続するように構成したものであるから、絶縁フィルム
の巻き込みと、コイル展開パターンの端末接続とを交互
に繰り返すことにより、複数層の積層コイルが容易に製
造できることとなり、積層コイルの製造の容易化と製造
効率の大幅な改善を図ることができる。

また、本考案の積層コイルは、コイルがパターンにより
形成されるから、コイルパターンの厚み、幅およびコイ
ル間隔が一定となり、コイルパターン間の分布容量とコ
イルの誘電体損を減少させることができ、高周波数の使
用に充分対応できる高性能の積層コイルを提供すること
が可能となる。

さらに、前記のように、コイル導体をパターンにより形
成するものであるから、コイル巻きの方式をハネカム巻
き、バイファイラ巻き等様々なコイル巻き方式に形成す
ることが容易となり、ユーザの仕様に充分対応すること
が可能となる。

さらに、積層コイルの始端側端子のリード線は絶縁フィ
ルムを最終ターンまで巻き込んだ後に、接続孔を通して
積層コイルの始端側端子に接続できるので、絶縁フィル
ムを巻き込むときに始端側端子のリード線が邪魔になる
ということがなくコイル巻回の作業が非常に容易となる
ばかりでなく、始端側端子のリード線の接続および引き
出し作業も容易となる。

しかも、前記の如く、始端側端子のリード線は接続孔を
通して接続されるので、積層コイルの始端側端子との接
続領域においてリード線の上側に絶縁フィルムが巻かれ
るということがないので、始端側端子とリード線との接
続部分が局所的に膨らんで積層コイル形状が局所的にい
びつになるという問題を防止できる。さらに、始端側端
子のリード線は該始端側端子の上側に積層される絶縁フ
ィルムの貫通接続孔を通して引き出されるので、積層コ
イルの中心部に挿通されるコアから離れた経路を通して
引き出されることとなり、コアに対する絶縁距離を十分
に確保できるのでコアとリード線との絶縁の安全性を十
分に高めることができる。

さらに、コイル展開パターンの終端側端末部と隣りに配
置されている次のターンのコイル展開パターンの始端側
端子との透孔窓を介しての接続部は、終端側端末部の舌
片を下側の次のターンの始端側端子に押し付けてボンデ
ィング等により接続されるが、終端側端末部は舌片状に
形成されているので、その押し付けによる変形が容易で
あり、下側の始端側端子になじみ変形して接続されるの
で、接続が容易であるとともに確実な接続が達成され、
その接続の信頼性を高めることができる。その上、舌片
状の終端側端末部が透孔窓を介して下側の始端側端子に
接続されるので、終端側端末部と始端側端子との接続部
の厚みが他の部分よりも厚くなるということがないの
で、その接続部の巻き太り発生の問題が生じることもな
く、これにより、積層コイル全体の厚みを薄くすること
ができ、ひいては積層コイルの小形化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る積層コイルの一実施例を示すコイ
ル展開パターンの説明図、第２図は同実施例における積
層コイルの製造例の説明図、第３図は同実施例における
コイル展開パターンの終端端末部と隣りに位置するコイ
ル展開パターンの始端側端子との対向状態を示す説明
図、第４図は同実施例におけるコイル展開パターンの終
端端末部と始端側端子との接続例の説明図、第５図は絶
縁フィルムに形成する様々な積層コイルパターンの応用
例を示す説明図である。 １……絶縁フィルム、2a〜2f……下層側のコイル展開パ
ターン、3a〜3f……上層側のコイル展開パターン、4a〜
4f……始端側端子、５……透孔窓、6a〜6f……終端端末
部、7a〜7e……始端側端子、7f……始端側端末部、８…
…リードパターン、10a〜10f……終端端末部、11a,11b
……接続孔、12……ボンディングツール。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁フィルム上にフィルムの幅方向に１ピ
   ッチずつ位置をずらして下層側の複数のコイル展開パタ
   ーンが並列状に形成され、巻き終わり位置のコイル展開
   パターンを除く各コイル展開パターンの終端側には透孔
   窓が形成されて、コイル展開パターンの終端側端末部が
   その透孔窓内に舌片状に突出されており、また、前記下
   層側のコイル展開パターンとはフィルムの長さ方向に間
   隔をへだてて上層側の複数のコイル展開パターンが１ピ
   ッチずつフィルムの幅方向に位置をずらして並列状に形
   成され、この上層側のコイル展開パターンの終端側にも
   巻き終わり位置の端末部を除く終端側端末部が舌片状に
   突出する透孔窓が形成されるとともに、下層側の巻き終
   わり側のコイル展開パターンの終端部と上層側の巻き始
   め側のコイル展開パターンの始端部とはリードパターン
   で接続されており、さらに、絶縁フィルムには該絶縁フ
   ィルムを巻回したときに前記下層側の巻き始め位置のコ
   イル展開パターンの始端側端末部が各巻回ターン毎に対
   向する位置に接続孔が設けられており、前記絶縁フィル
   ムの下層側の部分が巻かれた状態で、下層側の各コイル
   展開パターンの舌片状の終端側端末部が透孔窓を通して
   隣り側のコイル展開パターンの始端側の端末部に接続さ
   れて絶縁フィルム１ターン当り複数ターンの下層側コイ
   ルが形成され、この下層側コイルの上側に絶縁フィルム
   の上層側の部分が巻かれた状態で、上層側の各コイル展
   開パターンの舌片状の終端側端末部が透孔窓を通して隣
   り側のコイル展開パターンの始端側の端末部に接続され
   て絶縁フィルム１ターン当り複数ターンの上層側コイル
   が形成され、前記接続孔を通して下層側のコイル展開パ
   ターンの始端側端末部にリード線が接続されている積層
   コイル。