JPH10189355A - 積層トランスおよび電源ユニット用プリント基板 - Google Patents

積層トランスおよび電源ユニット用プリント基板

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JPH10189355A
JPH10189355A JP8345026A JP34502696A JPH10189355A JP H10189355 A JPH10189355 A JP H10189355A JP 8345026 A JP8345026 A JP 8345026A JP 34502696 A JP34502696 A JP 34502696A JP H10189355 A JPH10189355 A JP H10189355A
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JP
Japan
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laminated
transformer
coil substrate
power supply
laminated coil
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JP8345026A
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English (en)
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Hiroyuki Yamaguchi
浩之 山口
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Canon Inc
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/18Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/182Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with components mounted in the printed circuit board, e.g. insert mounted components [IMC]
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341Surface mounted components
    • H05K3/3421Leaded components
    • H05K3/3426Leaded components characterised by the leads

Landscapes

  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の積層トランスの製造工程を大幅に変更
することなく、簡単な構成によって、従来と同等の製造
コストで、電源装置のユニットの薄型化を実現する積層
トランスを提供する。 【解決手段】 積層トランスにおいて、積層コイル基板
1を貫通し所望のコイルに電気的に接続された各端子ピ
ン3を、該積層コイル基板1の下面端部から引き出し、
該積層トランスに対して外方向に折り曲げ、さらに該積
層コイル基板1の積層面に対してほぼ垂直に折り返し、
再び外方向に折り返したことを特徴とする積層トラン
ス。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電子機器の電源装置
に用いられる積層トランスに関するものである。
【0002】
【従来の技術】電子機器の電源装置において、電源装置
ユニット全体の厚みを決定する大きな部品の一つとし
て、トランスが挙げられる。
【0003】トランスは与えられたエネルギーを変換す
る役目と同時に、入力側と出力側の絶縁という役目を持
っている。従って、安全規格上、確保すべき距離の問題
などから、巻き線をボビンに巻き付けてコイルを形成し
ている広く一般に使用されているトランスは物理的に薄
型化が困難であった。
【0004】そこで、トランスの薄型化を実現するため
に、積層トランスが考案された。積層トランスは、基板
の片面あるいは両面に渦巻き状の導電パターンを形成し
た積層コイル基板を形成し、層間に絶縁性を持ったプリ
プレグを挿入して積層コイル基板を積層加工したもので
ある。積層コイル基板は、厚み方向において高密度なコ
イル素子であり、この積層コイルが積層トランスの薄型
化に寄与している。
【0005】図4(a)に、従来の積層トランスをプリ
ント基板に実装した場合の斜視図を示す。図4(a)に
おいて、1は積層トランスの積層コイル基板、2は積層
トランスのコア材、3は積層トランスの端子ピン、8は
プリント基板である。
【0006】図4(b)は、電源装置をユニットの厚み
方向で見た図であり、簡略化して示している。図4
(b)において、4,5,6,7は積層トランス以外の
電子部品である。なお、便宜上、電子部品4,6が実装
されている基板面を上面、電子部品5,7が実装されて
いる面を下面として、以下説明していく。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図4
(b)を見てわかるように、積層トランスは抵抗、コン
デンサ、半導体等の他の電子部品4,5,6,7より
も、薄くすることは困難であり、依然として電源装置の
ユニット全体の薄さを制限する要因となる場合が多かっ
た。この原因は、従来の積層トランスは積層コイル基板
1の下面から端子ピン3を引き出しており、プリント基
板8の片面にしか実装できなかったことによるものであ
る。
【0008】本発明が解決しようとする第1の課題は、
従来の積層トランスの製造工程を大幅に変更することな
く、簡単な構成によって、従来と同等の製造コストで、
電源装置のユニットの薄型化を実現する積層トランスを
提供することにある。
【0009】本発明が解決しようとする第2の課題は、
簡単な構成によって、トランスのエネルギー伝送能力を
上げ、かつ、電源装置のユニットの薄型化を実現する積
層トランスを提供することにある。
【0010】本発明が解決しようとする第3の課題は、
電源装置の実装効率および伝送効率の両面で最良の実装
形態を可能にすると同時に、積層トランスの実装高さを
低減することである。
【0011】本発明が解決しようとする第4の課題は、
薄型化された電源ユニットに用いられる積層トランスを
実装したプリント基板を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記第1の課題を解決す
るための請求項1に係る発明は、積層トランスにおい
て、積層コイル基板を貫通し所望のコイルに電気的に接
続された各端子ピンを、該積層コイル基板の下面端部か
ら引き出し、該積層トランスに対して外方向に折り曲
げ、さらに該積層コイル基板の積層面に対してほぼ垂直
に折り返し、再び外方向に折り返したことを特徴とする
積層トランスに関するものである。
【0013】上記第4の課題を解決するための請求項2
に係る発明は、積層トランスおよびその他の電子部品を
実装した電源ユニット用プリント基板において、プリン
ト基板に貫通孔を設け、該貫通孔に請求項1に記載した
積層トランスを嵌入して実装したことを特徴とする電源
ユニット用プリント基板に関するものである。
【0014】上記第2の課題を解決するための請求項3
に係る発明は、積層トランスにおいて、積層コイル基板
を入力側積層コイル基板と出力側積層コイル基板との2
つに分割して構成し、該入力側積層コイル基板の下面端
部からは入力端子ピンのみを引き出し、該出力側積層コ
イル基板の下面端部からは出力端子ピンのみを引き出
し、該入力端子ピンと該出力端子ピンの引き出し方向が
反する方向で該入力側積層コイル基板と該出力側積層コ
イル基板の下面同士を接合したことを特徴とする積層ト
ランスに関するものである。
【0015】上記第4の課題を解決するための請求項4
に係る発明は、積層トランスおよびその他の電子部品を
実装した電源ユニット用プリント基板において、プリン
ト基板に貫通孔を設け、該貫通孔に請求項3に記載した
積層トランスを嵌入して実装したことを特徴とする電源
ユニット用プリント基板に関するものである。
【0016】上記第3の課題を解決するための請求項5
に係る発明は、積層トランスにおいて、積層コイルを挟
むコア材の長手方向に対して垂直な該積層コイル基板の
2つの端面のうち、一方の面から1つあるいは複数の入
力端子対が、他方の面から1つあるいは複数の出力端子
対が引き出されていることを特徴とする積層トランスに
関するものである。
【0017】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)図1(a)は請求項1に係る発明の
一実施形態を表す図面であり、本発明の積層トランスの
端子ピンの構造を具体的に示した図である。また、図1
(b)は図1(a)の積層トランスを実装した電源ユニ
ット用プリント基板を電源ユニットの厚み方向から見た
概略図である。なお、図4(a)および図4(b)と同
一部分には同じ符号を付与している。以下、図1(a)
により請求項1に係る発明を説明する。
【0018】図1(a)において、9はコイル基板、1
0は渦巻き状のコイルパターン、11はコイルパターン
の層間を絶縁しコイル基板9を互いに接合するプリプレ
グ、12は端子ピンを通すために積層コイル基板9に貫
通させたスルーホールである。また、A層のコイルパタ
ーンは向かって左側の端子ピンに接続され、B層のコイ
ルパターンは向かって右側の端子ピンに接続されてい
る。ただし、本発明において、左右の端子ピンはどちら
を入力側、出力側にしてもよい。
【0019】所望のコイルに電気的に接続された端子ピ
ン3は、スルーホール12により積層コイル基板9を貫
通して積層コイル1の下面端部より引き出した後、一度
積層トランスに対して外向きに曲げる。ここまでは、従
来の積層トランスの構造と同じである。次に端子ピン3
を、積層コイル基板の積層面に対してほぼ垂直、すなわ
ち上向きに折り返し、最後に再度外向きに折り返してい
る。最後の折り返しの位置を変えることによって積層ト
ランスの実装高さを制御することが可能である。
【0020】次に、図1(b)により積層トランスを実
装した請求項2に係る電源ユニット用プリント基板の一
実施形態について説明する。
【0021】図1(b)はプリント基板8に貫通孔を設
け、図1(a)で例示した請求項1に係る積層トランス
を貫通孔に嵌入して実装したプリント基板の説明図であ
る。図4(b)では、積層トランスがプリント基板の上
面にのみ出ており、基板上面の高さで最大の物は積層ト
ランスとなっている。これに対して図1(b)では、積
層トランスがプリント基板の上面および下面の両側に出
ており、しかも電子部品4,5,6,7の高さよりも高
くならないように端子ピン3の位置を調節している。こ
れにより、電源ユニット全体の厚みを薄くしている。
【0022】上記第1実施形態で示した発明の効果は、
簡単な構成によって部品実装効率を上げ、電源装置のユ
ニット全体を薄くできることである。さらに、端子ピン
の形状にわずかな変更を加えるだけで、製造工程に大き
な変更を加えることなく、従って製造コストを上昇させ
ることなく容易にトランスの実装高さを制御することが
可能であることである。
【0023】(第2の実施形態)図2(a)は、請求項
3に係る積層トランスの一実施形態を示した図である。
なお、図1(a)および図1(b)と同一部分には同じ
符号を付与している。以下、図2(a)により請求項3
に係る発明を説明する。
【0024】図2(a)において、A層およびB層の積
層コイル基板1は、各々別個に製造する。A層およびB
層の各積層コイル基板1は、それぞれ所望のコイル10
に電気的に接続された端子ピン3を、スルーホール12
により積層コイル基板1を貫通して積層コイル基板1の
下面端部より引き出して製造する。次いで、両者の積層
コイル基板1の下面同士を接着剤13で接合して積層ト
ランスを構成する。
【0025】接合に際しては、A層の積層コイル基板の
端子ピンとB層の積層コイル基板の端子ピンの引き出し
方向が反する方向で両者の積層コイル基板の下面同士を
接合する。
【0026】なお、図2(a)において、A層のコイル
パターンは向かって左側の端子ピンに接続され、B層の
コイルパターンは向かって右側の端子ピンに接続されて
いる。ただし、本発明において、A層の積層コイル基板
およびB層の積層コイル基板のどちらを入力側積層コイ
ル基板、出力側積層コイル基板としてもよい。すなわ
ち、図2(a)の左右の端子ピンはどちらを入力側、出
力側にしてもよい。
【0027】ここで、図2(a)を見て分かるように、
図1(a)に示した積層トランスに比べて、コイル基板
におけるコイルパターン10の占有面積が拡大してい
る。これは、A層のコイルパターンに接続すべき端子ピ
ンはA層の積層コイル基板のみを貫き、B層のコイルパ
ターンに接続すべき端子ピンはB層の積層コイル基板の
みを貫いていることによる。すなわち、不必要なスルー
ホールが無くなった分だけ、コイルパターンの形成に使
用出来る面積が増加している。これにより、積層トラン
ス自体の高密度化を実現し、単位体積当たりのエネルギ
ー伝送能力の向上を可能としている。
【0028】図2の積層トランスにおける新たな効果
は、積層トランスの実装高さを制御することを可能にす
ると同時に、積層トランス自体の高密度化を可能とし、
単位体積当たりのエネルギー伝送能力の向上を可能とす
る点である。
【0029】また、積層コイル基板を入力側積層コイル
基板と出力側積層コイル基板との2つに分割して構成
し、該入力側積層コイル基板の下面端部からは入力端子
ピンのみを引き出し、該出力側積層コイル基板の下面端
部からは出力端子ピンのみを引き出して、両積層コイル
基板の下面同士を接合しているため、出力端子ピンを積
層トランスの厚みの中間部で引き出すことができる。そ
のため、請求項3に係る積層トランスは、請求項1に係
る積層トランスと同様に、電源ユニットの薄型化を図る
ことができる。
【0030】図2(b)に、積層トランスを実装した請
求項4に係るプリント基板の一実施形態を示す。
【0031】図2(b)はプリント基板8に貫通孔を設
け、図2(a)で例示した請求項3に係る積層トランス
を貫通孔に嵌入して、実装したプリント基板の説明図で
ある。図4(b)では、積層トランスがプリント基板の
上面にのみ出ており、基板上面の高さで最大の物は積層
トランスとなっている。これに対して図1(b)では、
積層トランスがプリント基板の上面および下面の両側に
出ており、しかも電子部品4,5,6,7の高さよりも
高くならないように端子ピン3の位置を調節している。
これにより、電源ユニット全体の厚みを薄くしている。
【0032】(第3の実施形態)図3は従来の積層トラ
ンスの端子ピンの引き出し位置に変更を加えた請求項5
に係る積層トランスをプリント基板に実装した図であ
る。なお、図4(a)と同一部分は同じ符号を付与して
いる。以下、図4(a)および図3を使って説明する。
【0033】図3において、14はコア2を沈み込ませ
るために基板に空けられた貫通孔である。基板のX軸方
向について一点鎖線を境に入力側と出力側に分けられ
る。
【0034】トランスを介して入力側から出力側へのエ
ネルギーの流れる経路を最短とする様な部品配置が電源
装置の実装効率および伝送効率の両面で最良の実装形態
である。そのような実装形態を満足するプリント基板の
形状は、X軸方向に長く、Y軸方向に短い矩形状であ
る。その場合、図4(a)に示すような従来の積層トラ
ンスであれば、基板8に穴を空けてコア2を沈め込む
と、Y軸方向に長い穴が空くため、基板割れの恐れがあ
り、基板形状を細長くすることは不可能である。これに
対して、コアの長手方向に垂直な2辺から端子ピンを引
き出した図3に示す請求項5に係る積層トランスは、コ
アを沈め込む穴の長手方向がX軸方向になるため、基板
割れの恐れがない。
【0035】図3において、積層トランスのコアの長手
方向に垂直な2辺から端子ピンを引き出したことによる
新たな効果は、トランスを介して入力側から出力側への
エネルギーの流れる経路を最短とする様な部品配置、す
なわち電源装置の実装効率および伝送効率の両面で最良
の実装形態を可能にすると同時に、積層トランスの実装
高さを低減することが可能であるという点である。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本出願に係る請求
項1に係る発明により、端子ピンの形状にわずかな変更
を加えるだけで、製造工程に大きな変更を加えることな
く、従って製造コストを上昇させることなく容易にトラ
ンスの実装高さを制御し、電源装置のユニット全体を薄
くすることが可能な積層トランスを提供することができ
る。
【0037】請求項3に係る発明により、製造工程に大
きな変更を加えることなく、従って製造コストを上昇さ
せることなく容易にトランスの実装高さを制御し、電源
装置のユニット全体を薄くすることが可能な積層トラン
スを提供することができる。また、請求項3に係る発明
は、積層トランスの実装高さを制御することを可能にす
ると同時に、積層トランス自体の高密度化を可能とし、
単位体積当たりのエネルギー伝送能力の向上が可能であ
る。
【0038】さらに、請求項5に係る発明によれば、ト
ランスを介して入力側から出力側へのエネルギーの流れ
る経路を最短とする様な部品配置、すなわち電源装置の
実装効率および伝送効率の両面で最良の実装形態を可能
にすると同時に、積層トランスの実装高さを低減するこ
とが可能である。
【0039】請求項2および請求項4に係る発明によ
り、電源装置のユニット全体を薄くすることが可能な電
源ユニット用プリント基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は請求項1に係る本発明の積層トランス
の一実施形態を示す説明図、(b)は請求項2に係る本
発明の電源ユニット用プリント基板の一実施形態を示す
説明図。
【図2】(a)は請求項3に係る本発明の積層トランス
の一実施形態を示す説明図、(b)は請求項4に係る本
発明の電源ユニット用プリント基板の一実施形態を示す
説明図。
【図3】請求項5に係る本発明の積層トランスの一実施
形態を示す説明図。
【図4】(a)、(b)は、従来の積層トランスの説明
図。
【符号の説明】 1…積層コイル基板 2…コア材 3…端子ピン 4,5,6,7…
電子部品 8…プリント基板 9…コイル基板 10…コイルパターン 11…プリプレグ 12…スルーホール 13…接着剤 14…基板穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01F 31/00 F

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 積層トランスにおいて、積層コイル基板
    を貫通し所望のコイルに電気的に接続された各端子ピン
    を、該積層コイル基板の下面端部から引き出し、該積層
    トランスに対して外方向に折り曲げ、さらに該積層コイ
    ル基板の積層面に対してほぼ垂直に折り返し、再び外方
    向に折り返したことを特徴とする積層トランス。
  2. 【請求項2】 積層トランスおよびその他の電子部品を
    実装した電源ユニット用プリント基板において、プリン
    ト基板に貫通孔を設け、該貫通孔に請求項1に記載した
    積層トランスを嵌入して実装したことを特徴とする電源
    ユニット用プリント基板。
  3. 【請求項3】 積層トランスにおいて、積層コイル基板
    を入力側積層コイル基板と出力側積層コイル基板との2
    つに分割して構成し、該入力側積層コイル基板の下面端
    部からは入力端子ピンのみを引き出し、該出力側積層コ
    イル基板の下面端部からは出力端子ピンのみを引き出
    し、該入力端子ピンと該出力端子ピンの引き出し方向が
    反する方向で該入力側積層コイル基板と該出力側積層コ
    イル基板の下面同士を接合したことを特徴とする積層ト
    ランス。
  4. 【請求項4】 積層トランスおよびその他の電子部品を
    実装した電源ユニット用プリント基板において、プリン
    ト基板に貫通孔を設け、該貫通孔に請求項3に記載した
    積層トランスを嵌入して実装したことを特徴とする電源
    ユニット用プリント基板。
  5. 【請求項5】 積層トランスにおいて、積層コイルを挟
    むコア材の長手方向に対して垂直な該積層コイル基板の
    2つの端面のうち、一方の面から1つあるいは複数の入
    力端子対が、他方の面から1つあるいは複数の出力端子
    対が引き出されていることを特徴とする積層トランス。
JP8345026A 1996-12-25 1996-12-25 積層トランスおよび電源ユニット用プリント基板 Pending JPH10189355A (ja)

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