JPH0878236A - 積層型チップトランス - Google Patents

積層型チップトランス

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JPH0878236A
JPH0878236A JP6211407A JP21140794A JPH0878236A JP H0878236 A JPH0878236 A JP H0878236A JP 6211407 A JP6211407 A JP 6211407A JP 21140794 A JP21140794 A JP 21140794A JP H0878236 A JPH0878236 A JP H0878236A
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JP
Japan
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magnetic
coil
sheet
coil pattern
chip transformer
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JP6211407A
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English (en)
Inventor
Akio Ishino
野 昭 夫 石
Ikkan Murakami
上 一 貫 村
Takafumi Ito
藤 隆 文 伊
Masahiro Iguchi
口 雅 尋 井
Masao Kihara
原 征 夫 木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FDK Corp
Original Assignee
FDK Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 入出力コイル間の短絡を防止しつつ入出力コ
イル間の磁気抵抗を高め、コイル間の結合係数を改善し
た高効率のチップトランスを提供する。 【構成】 同心配置の入出力巻線を構成するための複数
のコイルパターン(3a,3b,3c)を形成した磁性
体シート(2s)のコイルパターン相互間に非磁性・非
誘電体・高抵抗の材料(7)、例えばZnフェライトを
充填したことを特徴とする積層型チップトランス。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種電子機器において
表面実装用として好適に用いられうる積層型チップトラ
ンスに関する。
【0002】
【従来の技術】各種電子機器において積層型チップトラ
ンスが表面実装され多く用いられている。
【0003】図3〜5はそのような積層型チップトラン
ス1を示すものである。このトランスは、例えば昇圧チ
ョッパ回路内に接続して用いられ、一例として、この昇
圧チョッパ回路の仕様は次の通りとする(いずれもD
C)。 入力電圧 … 3〜6V 出力電圧1 … 15V/40mA 出力電圧2 … −8V/2mA 出力電圧3 … 18V/2mA このチップトランス1は磁性体シートを積層してなる積
層磁性体2の中に、磁性体シート上にコイルパターンに
よって形成されたコイル3,4および5が同心配置され
た構造の3巻線トランスである。積層磁性体2は、コイ
ルパターンを形成していない複数枚の磁性体シートを積
層してなる第1の磁性体積層部2aと、コイルパターン
を形成した複数枚の磁性体シートを積層してなる第2の
磁性体積層部2bと、コイルパターンを形成していない
複数枚の磁性体シートを積層してなる第3の磁性体積層
部2cとを順次積層したものからなっている。第1およ
び第3の磁性体積層部2a,2cはそれぞれ下部ヨーク
ないし上部ヨークを形成しており、第2の磁性体積層部
2bはコイルを巻装した鉄心脚を構成している。各コイ
ルは、例えばコイル3は10ターンの入力コイルであ
り、出力電圧1はこれを直列に通して得られる。コイル
4は13ターンの第1の出力コイルであって出力電圧2
を取出すために用いられ、コイル5は7ターンの第2の
出力コイルであって出力電圧1と合成され出力電圧3を
取出すことができる。
【0004】コイル3,4,5の中心を貫通する主磁束
は、積層磁性体2の一方のヨーク部においてコイルの外
周側に向かって分散し、コイルの外周側および他方のヨ
ーク部を通ってコイル中心部に達した主磁束は再び合流
してコイル中心部を貫通する。
【0005】図4および図5は図3に示す積層磁性体2
の内の、コイルパターンを有するある1層の磁性体シー
ト2sを示すものであり、その上には同心配置の約3/
4ターンの3つのコイルパターン3a,3b,3cが例
えば銀ペーストの印刷によって形成されている。この磁
性体シート2sの上には同様のコイルパターンを形成し
た磁性体シートを90°回転した相対位置をもって積層
し、以下次々に90°回転した相対位置をもって磁性体
シートを積層し、隣接する2層の磁性体シートの間で、
下層のコイルパターンの終端を上層のコイルパターンの
始端に、上層の磁性体シートの始端部に形成したスルー
ホールを介して電気的に接続することにより、連続した
コイル3,4,5を形成する。図3〜5に示すチップト
ランスの外形寸法は、約10×10×3.1(mm)で
ある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の積層型チップト
ランスにおいては、図5から良く分かるように、コイル
パターンを形成した磁性体シート上において、コイルパ
ターン相互間領域および最内側のコイルパターンの内側
領域は空間領域であって何も存在していない。
【0007】このような磁性シートを熱圧着し、一体化
するわけであるが、導体の印刷されている部分とされて
いない部分とで圧縮比は異なるものの、その空間領域
は、押しつぶされ、磁性材料で満たされる。そのため、
単位面積あたりの磁気抵抗は主磁束の通る真中、及び外
周部と基本的に同じであり、コイルパターン間にその面
積に応じた磁束が漏れ磁束として通ることになる。その
分、入出力コイル間の結合係数が悪化し、効率が低下す
る。因に入出力コイル間を通る磁束すなわち漏れ磁束は
入出力間のエネルギー伝達には寄与しない。そこで、そ
のような磁束を少しでも回避するたため、コイル相互間
の間隔をできるだけ小さくして磁気抵抗を高めるように
している。しかしながら、この種のチップトランスにお
いてコイル相互間の間隔を小さくすると、コイル相互間
で短絡を生じるおそれが生じるため、コイル相互間の間
隔を小さくするのには自ずと限界がある。
【0008】したがって本発明の目的は、入出力コイル
間の短絡を防止しつつ磁気抵抗を高め、さらにコイル間
の結合係数を改善し、もって高効率のチップトランスを
提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
コイルパターンを形成していない複数枚の磁性体シート
を積層してなる第1の磁性体積層部と、コイルパターン
を形成した複数枚の磁性体シートを積層してなる第2の
磁性体積層部と、コイルパターンを形成していない複数
枚の磁性体シートを積層してなる第3の磁性体積層部と
を順次積層してなり、第2の磁性体積層部を構成する磁
性体シートの少なくとも一部はそれぞれ約3/4ターン
の同心配置の複数のコイルパターンを有し、隣接する上
下2層の磁性体シートの下層の磁性体シートの各コイル
パターンの終端と上層の磁性体シートのコイルパターン
の対応する各始端とが相対応するものどうしで対向する
ように配置すると共に、下層の磁性体シートのコイルパ
ターンの終端と上層の磁性体シートのコイルパターンの
始端とを相対応するものどうしで上層の磁性体シートの
始端に形成したスルーホールを介して電気的に接続する
ことの繰返しにより同心配置の連続した複数のコイルを
形成し、さらに磁性体シート上の同心配置の各コイルパ
ターン間に非磁性・非誘電体・高抵抗の材料を充填した
ことを特徴とするものである。
【0010】請求項2記載の発明は、磁性体シート上の
最内側のコイルパターンの内側領域に磁性体を充填した
ことを特徴とするものである。
【0011】請求項3記載の発明は、非磁性・非誘電体
・高抵抗の材料はZnフェライトであることを特徴とす
るものである。
【0012】請求項4記載の発明は、非磁性・非誘電体
・高抵抗の材料の充填厚みが隣接するコイルパターンの
厚みとほぼ等しいかそれ以下であることを特徴とするも
のである。
【0013】
【作用】請求項1に記載の発明においては、磁性体シー
ト上の同心配置の入出力コイルを構成するコイルパター
ン相互間に非磁性・非誘電体・高抵抗の材料を充填した
ことにより、入出力コイル間の短絡を防止しつつ磁気抵
抗を高め、さらにコイル間の結合係数を改善し、それに
より高効率のチップトランスを提供することができる。
さらにまた、コイル部分での集中応力を減少させること
ができる。
【0014】請求項2記載の発明においては、磁性体シ
ート上の最内側のコイルパターンの内側領域に磁性体を
充填したことにより、請求項1の作用・効果を達成しつ
つ、さらにコイル部分での集中応力を回避することがで
きる。
【0015】請求項3の発明においては、磁性体シート
上の同心配置の入出力コイルを構成するコイルパターン
相互間に充填する非磁性・非誘電体・高抵抗の材料をZ
nフェライトとすることにより、性能的・コスト的・生
産性の各点から容易に製作することができる。
【0016】請求項4の発明においては、上記充填材料
の厚みを隣接するコイルパターンの厚みとほぼ等しいか
それ以下にすることにより、コイル部分での集中応力の
回避効果をさらに向上させることができる。
【0017】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
【0018】このトランスは、図1に示すように、積層
磁性体を構成する磁性体シート2sとして、焼結によっ
て磁気特性を帯びる高抵抗のNi−Zn系フェライト
の、未焼結の(生の)いわゆるグリーンシートを用い
る。磁性体シート2s上には同心配置の約3/4ターン
の3つのコイルパターン3a,3b,3cが例えば銀ペ
ーストのパターン印刷によって形成されていることは、
すでに述べたチップトランスの場合と同様である。コイ
ルパターン3aは入力巻線を構成し、コイルパターン3
b,3Cはそれぞれ出力巻線を構成するものとする。こ
のようなコイルパターン付き磁性体シートおよびその上
下にコイルパターンなし磁性体シートを必要枚数だけ積
層し、最後に圧着し焼成する。なお、磁性体シート相互
間のコイルパターン接続は上層のシートに形成したスル
ーホールを通して行われる。
【0019】この実施例の特徴は、コイルパターン3
a,3b相互間、およびコイルパターン3a,3c相互
間にそれぞれ非磁性・非誘電体・高抵抗の材料としてZ
nフェライト材7を、コイルパターンの厚みとほぼ等し
い厚みとなるように充填したことにある。Znフェライ
ト材7は、より具体的には、例えばFe47.7
mol %,ZnO52.3mol %の材料、あるいはZnO
−Bi−CuO系セラミックスでありうる。非磁
性材としてのZnフェライト材7は空気並の透磁率であ
り、1.2〜1.3程度である。
【0020】入出力コイル間を通る磁束が入出力間のエ
ネルギー伝達には寄与しないということはすでに述べ
た。入出力コイルを形成するコイルパターン相互間に非
磁性・非誘電体・高抵抗の材料としてZnフェライト材
7を充填することにより、磁性体シートの層間に透磁率
の低い材料が介挿されることになり、その部分の磁気抵
抗が高くなって磁束が通りにくくなり、その分、エネル
ギー伝達効率が改善されることになる。また、Znフェ
ライト材7は入出力コイル間の短絡防止のためにも役立
ち、入出力コイル間の短絡を防止しつつ磁気抵抗を高め
るのにも役立つ。さらにまた、Znフェライト材7は圧
縮比をならし、コイル部分の集中応力を減少させるのに
も役立つ。
【0021】磁性体シート積層後の圧着・焼成によっ
て、各材料にはかなりの収縮が生ずる。その収縮率は材
料および成型密度によって異なり、従って、圧着・焼成
の際の収縮率の違いに基づく機械的歪によりクラックや
断線の発生、Q特性低下といった好ましくない事態が生
じうる。このような好ましくない事態は、Znフェライ
ト材7をコイルパターン3a〜3cの厚みとほぼ等しい
程度に充填することによって、圧縮比が均等になること
により両材料部の収縮比が近似したものとなり、焼成時
の歪による不都合すなわちクラックや断線の発生、Q特
性低下といった事態を軽減することができる。
【0022】図3〜5を参照して説明したものと同様の
次の仕様、すなわち 入力電圧 … 3〜6V 出力電圧1 … 15V/40mA 出力電圧2 … −8V/2mA 出力電圧3 … 18V/2mA の昇圧チョッパ回路に用いる3巻線チップトランスにつ
いて、漏れインダクタンスを測定してみたところ、入出
力コイルパターン相互間にZnフェライト材7を充填し
ないもの(図5)とそれを充填したもの(図1)とで
は、前者が18.3μHであったのに対し、後者は9.
2μHという結果を得ることができた。
【0023】図2は本発明の第2の実施例を示すもので
ある。この実施例の特徴は、磁性体シート2s上の3つ
のコイルパターン3a〜3cのうち、最内側のコイルパ
ターン3cに囲まれた領域すなわち主磁束が貫通する領
域内に、磁性体8、例えばFe(フェライト)材を充填
したことにある。この構成によれば、図1の実施例にお
いて述べたと同様の作用・効果を達成すると共に、さら
にトランス機能を損うことなくコイルに対する集中応力
をほとんど回避することができるという著しい改善効果
を達成することができる。
【0024】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、入出
力コイル間の短絡を防止しつつ磁気抵抗を高めて漏れ磁
束を減少させ、さらにコイル間の結合係数を改善し、そ
れにより高効率のチップトランスを提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による積層型チップトランスのコイルパ
ターン付き磁性体シートの一実施例を示す側面断面図。
【図2】本発明による積層型チップトランスのコイルパ
ターン付き磁性体シートの他の実施例を示す側面断面
図。
【図3】公知の積層型チップトランスの構造例を示す側
面断面図。
【図4】図3のチップトランスにおけるコイルパターン
付き磁性体シートの平面図。
【図5】図3の磁性体シートの一部を拡大した側面断面
図。
【符号の説明】
1 積層型チップトランス 2 積層磁性体 2a 第1の磁性体積層部 2b 第2の磁性体積層部 2c 第3の磁性体積層部 2s 磁性体シート 3,4,5 コイル 3a,3b,3c コイルパターン 7 Znフェライト材 8 磁性体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井 口 雅 尋 東京都港区新橋5丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内 (72)発明者 木 原 征 夫 東京都港区新橋5丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】コイルパターンを形成していない複数枚の
    磁性体シートを積層してなる第1の磁性体積層部と、コ
    イルパターンを形成した複数枚の磁性体シートを積層し
    てなる第2の磁性体積層部と、コイルパターンを形成し
    ていない複数枚の磁性体シートを積層してなる第3の磁
    性体積層部とを順次積層してなり、 前記第2の磁性体積層部を構成する磁性体シートの少な
    くとも一部はそれぞれ約3/4ターンの同心配置の複数
    のコイルパターンを有し、隣接する上下2層の磁性体シ
    ートの下層の磁性体シートの各コイルパターンの終端と
    上層の磁性体シートのコイルパターンの対応する各始端
    とが相対応するものどうしで対向するように配置すると
    共に、下層の磁性体シートのコイルパターンの終端と上
    層の磁性体シートのコイルパターンの始端とを相対応す
    るものどうしで上層の磁性体シートの始端に形成したス
    ルーホールを介して電気的に接続することの繰返しによ
    り同心配置の連続した複数のコイルを形成し、さらに磁
    性体シート上の同心配置の各コイルパターン間に非磁性
    ・非誘電体・高抵抗の材料を充填したことを特徴とする
    積層型チップトランス。
  2. 【請求項2】磁性体シート上の最内側のコイルパターン
    の内側領域に磁性体を充填したことを特徴とする請求項
    1記載の積層型チップトランス。
  3. 【請求項3】前記非磁性・非誘電体・高抵抗の材料はZ
    nフェライトであることを特徴とする請求項1または2
    記載の積層型チップトランス。
  4. 【請求項4】前記非磁性・非誘電体・高抵抗の材料の充
    填厚みが隣接するコイルパターンの厚みとほぼ等しいか
    それ以下であることを特徴とする請求項1ないし3のい
    ずれかに記載の積層型チップトランス。
JP6211407A 1994-09-05 1994-09-05 積層型チップトランス Pending JPH0878236A (ja)

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Effective date: 20031216