JP3753928B2 - Printed circuit board and power supply using the same - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は、パワー回路となる厚肉の内部銅箔層によるトランス巻線を基板内部に備えた回路基板及びそれに電子部品を搭載してなる電源に関する。
【0002】
【従来の技術】
回路基板に細幅の金属膜を渦巻き状に形成してなるプリントコイルを巻線として利用したトランスは広く知られている。例えば、特開昭61−156802号公報には多層回路基板を用い、トランスの1次巻線を回路基板の表面に形成し、2次巻線を内部に形成することが開示されている。また、特開昭61−156802号公報には大きな面積をもつ回路基板を使用し、他の電子部品を搭載しても良いと述べている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭61−156802号公報は実質的にプリントコイル型トランスの基本的な構造について述べているに過ぎず、この構造のものは電流の比較的小さな電源などに用いることは可能であるが、2次巻線又は1次巻線を数アンペア以上の電流が流れる場合には対応できない。また、特開昭61−156802号公報に開示されたものでは、回路基板に表側遮蔽内部銅箔層と裏側遮蔽内部銅箔層とその間に設けられた放熱用内部銅箔層の3層からなる内部銅箔層を備え、スルーホールを利用して電子部品の熱を放熱用内部銅箔層に放熱するものなので、基板内部に配線用の内部銅箔層を有しておらず、制御用配線や検出用配線は勿論のこと、電力用配線も基板表面に形成された表面銅箔層で行わなければならないという欠点がある。また、実開昭59−101441号公報のものでは互いに独立した電源用、アース用、配線用の3層の内部銅箔層を有しているので、多層回路基板の厚みが厚くなったり、コストが高くなるという欠点があった。
【0004】
したがって、この発明は従来に比べて小型で電力容量の大きなプリントコイル型のトランスをもった高密度実装の可能な回路基板、及びオンボード型の電源を提供することを主目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
【0006】
この発明の請求項1は前記課題を解決するため、回路基板に設けられたコア穴を中心にしてそのいずれか一方又は双方の基板表面に形成されてトランスの1次巻線となる渦巻き状の1次巻線部を備える表面銅箔層と、該表面銅箔層の厚みよりも厚い肉厚をもち、基板内部における第1の平面に形成された第1の内部銅箔層と、第1の平面とは異なる第2の平面に形成された第2の内部銅箔層と、前記基板表面から前記第1、第2の内部銅箔層に延びる複数のスルーホールとを備えた回路基板であって、前記第1の内部銅箔層は複数の個別の内部銅箔領域からなり、前記第2の内部銅箔層は連続的に形成された広面積部と前記コア穴を中心にほぼ1タ−ン以上の前記トランスの2次巻線を形成する2次巻線部とからなり、前記2次巻線部はその終端部又は両端部が前記スルーホールにより前記第1の内部銅箔層の個別の内部銅箔領域に接続されることを特徴とする回路基板を提供する。
【0007】
この発明の請求項2は前記課題を解決するため、回路基板に設けられたコア穴を中心にしてそのいずれか一方又は双方の基板表面に形成されてトランスの1次巻線となる渦巻き状の1次巻線部を備える表面銅箔層と、該表面銅箔層の厚みよりも厚い肉厚をもち、基板内部における第1の平面に形成された第1の内部銅箔層と、第1の平面とは異なる第2の平面に形成された第2の内部銅箔層と、前記基板表面から前記第1、第2の内部銅箔層に延びる複数のスルーホールとを備えた回路基板であって、前記第1の内部銅箔層は前記コア穴を中心に一方向にほぼ1タ−ン以上で形成される2次巻線部と複数の個別の内部銅箔領域とからなり、前記第2の内部銅箔層は連続的に形成された広面積部からなり、前記2次巻線部はその終端部が前記スルーホールにより前記第2の内部銅箔層に接続されることを特徴とする回路基板を提供する。
【0008】
この発明の請求項3は前記課題を解決するため、回路基板に設けられたコア穴を中心にしてそのいずれか一方又は双方の基板表面に形成されてトランスの1次巻線となる渦巻き状の1次巻線部を備える表面銅箔層と、該表面銅箔層の厚みよりも厚い肉厚をもち、基板内部における第1の平面に形成された第1の内部銅箔層と、第1の平面とは異なる第2の平面に形成された第2の内部銅箔層と、前記基板表面から前記第1、第2の内部銅箔層に延びる複数のスルーホールとを備えた回路基板であって、前記第1の内部銅箔層は前記中央穴を中心に一方向にほぼ1タ−ン以上で形成される第1の2次巻線部と複数の個別の内部銅箔領域とからなり、前記第2の内部銅箔層は連続的に形成された広面積部とこの広面積部から伸びて前記コア穴を中心に逆方向にほぼ1タ−ン以上で形成される第2の2次巻線部とからなり、前記第1と第2の2次巻線部はそれぞれの終端部と相手の始端部を通る前記スルーホールにより互いに直列接続されて、ほぼ2ターン以上の巻数のトランス2次巻線を形成することを特徴とする回路基板を提供する。
【0009】
この発明の請求項4は前記課題を解決するため、回路基板に設けられたコア穴を中心にしてそのいずれか一方又は双方の基板表面に形成されてトランスの1次巻線を形成する渦巻き状の表面銅箔層と、該渦巻き状の表面銅箔層の厚みよりも厚い肉厚をもち、基板内部における第1の平面に形成された第1の内部銅箔層と、第1の平面とは異なる第2の平面に形成された第2の内部銅箔層と、前記基板表面から前記第1、第2の内部銅箔層に延びて接続される複数のスルーホールとを備えた回路基板であって、前記第1の内部銅箔層は前記コア穴を中心に一方向にほぼ1タ−ン以上で形成される第1の2次巻線部と、複数の個別の内部銅箔領域とからなり、前記第2の内部銅箔層は連続的に形成された広面積部とこの広面積部から伸びて前記コア穴を中心に前記第1の巻線部と同方向にほぼ1タ−ン以上で形成される第2の2次巻線部とからなり、前記第1と第2の巻線部はそれぞれの終端部と相手の始端部を通る前記スルーホールにより互いに並列接続されて、ほぼ1ターン以上の巻数のトランス2次巻線を形成したことを特徴とする回路基板を提供する。
【0010】
この発明の請求項5は前記課題を解決するため、回路基板に設けられたコア穴を中心にしてそのいずれか一方又は双方の基板表面に形成されてトランスの1次巻線を形成する渦巻き状の表面銅箔層と、該渦巻き状の表面銅箔層の厚みよりも厚い肉厚をもち、基板内部における第1の平面に形成された第1の内部銅箔層と、第1の平面とは異なる第2の平面に形成された第2の内部銅箔層と、前記基板表面から前記第1、第2の内部銅箔層に延びて接続される複数のスルーホールとを備えた回路基板であって、前記第1の内部銅箔層は複数の個別の内部銅箔領域と、該内部銅箔領域の一つである第1の内部銅箔領域から延びる、前記コア穴を中心に一方向にほぼ1タ−ン以上で形成される第1の2次巻線部とからなり、前記内部銅箔領域は一方の巻線端子を構成し、また前記個別の内部銅箔領域の他の一つである第2の内部銅箔領域が他方の巻線端子の役割を行い、前記第2の内部銅箔層は連続的に形成された広面積部とこの広面積部とは分離して形成され、かつ前記コア穴を中心にほぼ1タ−ン以上で形成される第2の2次巻線部とからなり、前記第1の巻線部の終端部と前記第2の巻線部の一方の端部は前記スルーホールにより接続され、前記第2の巻線部の他方の端部は前記スルーホールにより前記第2の個別の内部銅箔領域に接続されてほぼ2ターン以上の巻数のトランス2次巻線を形成したことを特徴とする回路基板を提供する。
【0011】
この発明の請求項6は前記課題を解決するため、請求項1、請求項3ないし請求項5のいずれかにおいて、前記第2の内部銅箔層に形成された2次巻線部は前記広面積部に囲まれていることを特徴とする回路基板を提供するものである。
【0012】
この発明の請求項7は前記課題を解決するため、請求項1ないし請求項6のいずれかにおいて、前記渦巻き状の表面銅箔層が双方の前記基板表面に形成される場合には、それぞれの前記渦巻き状の表面銅箔層の終端部から他方の前記渦巻き状の表面銅箔層に延びる前記スルーホールにより互いに直列接続されることを特徴とする回路基板を提供する。
【0013】
この発明の請求項8は前記課題を解決するため、請求項1ないし請求項6のいずれかにおいて、前記渦巻き状の表面銅箔層が双方の前記基板表面に形成される場合には、それぞれの前記渦巻き状の表面銅箔層の終端部から他方の前記渦巻き状の表面銅箔層に延びる前記スルーホールにより互いに並列接続されることを特徴とする回路基板を提供する。
【0014】
この発明の請求項9は前記課題を解決するため、請求項1ないし請求項8のいずれかにおいて、前記回路基板は、前記渦巻き状の表面銅箔層と前記内部銅箔層の前記第1の巻線部と第2の巻線部の両外側で、かつ前記コア穴を通る直線上にコア用の別の穴を備えたことを回路基板を提供する。
【0015】
この発明の請求項10は前記課題を解決するため、請求項9において、前記コア穴及び前記コア用の別の穴にコアのそれぞれの磁脚が挿入され固定されていることを特徴とする回路基板を提供する。
【0016】
この発明の請求項11は前記課題を解決するため、請求項1ないし請求項10のいずれかの回路基板において、前記スルーホールに跨がって前記回路基板上に形成された前記電極パッドに所定の電子部品を接続し、前記第2の内部銅箔層の前記広面積部は安定電位に接続されることを特徴とする電源を提供する。
【0017】
この発明の請求項12は前記課題を解決するため、請求項1ないし請求項10のいずれかの回路基板を用い、前記スルーホールを通して前記第1の内部銅箔層における前記第1の巻線部と前記個別の内部銅箔領域との間に前記電極パッドを介して電子部品が接続されることを特徴とする電源を提供する。
【0018】
この発明の請求項13は前記課題を解決するため、請求項1ないし請求項11のいずれかの回路基板を用い、前記スルーホールを通して前記第1の内部銅箔層の前記個別の内部銅箔部と前記第2の内部銅箔領域との間に前記電極パッドを介して電子部品が接続されることを特徴とする電源を提供する。
【0019】
この発明の請求項14は前記課題を解決するため、請求項5の回路基板に整流用FETを表面実装してなる同期整流式の電源において、前記整流用FETのドレイン電極とソース電極をそれぞれ前記スルーホールを通して前記第1の内部銅箔層における前記第1の個別の内部銅箔領域と前記第2の個別の内部銅箔領域に接続したことを特徴とする電源を提供する。
【0020】
この発明の請求項15は前記課題を解決するため、請求項5の回路基板にフリホイーリング用FET又はダイオードを表面実装してなる同期整流式の電源において、前記フリホイーリング用FET又はダイオードを、前記第1の内部銅箔層の第1の個別の内部銅箔領域と前記第2の内部銅箔層の広面積部との間に前記スルーホールを通して接続したことを特徴とする電源を提供する。
【0022】
【発明の実施の形態及び実施例】
先ず、図1及び図2により本発明の回路基板におけるトランス部の基本的な構造について説明する。この回路基板1は、3枚の個々の基板1Aと1Bと1Cを貼り合わせてなる。これら基板1A〜1Cは貼り合わされたとき互いに合致する位置にトランスのコア2Aと2Bのそれぞれの磁脚を受け入れるコア穴3A〜3Cをそれぞれ有する。基板1Aは回路基板1の一方の表面になる面に、コアの中央磁脚用のコア穴3Aを中心に螺旋状に形成された表面銅箔層からなる第1の1次巻線部4Aを有する。
【0023】
基板1Bはその一方の面に同様にコアの中央磁脚用のコア穴3Aを中心にほぼ1ターンで形成された第1の2次巻線部5Aが形成される。第1の2次巻線部5Aは第1の内部銅箔層5の一部分である。この第1の内部銅箔層5は前記表面銅箔層に比べて厚みが厚く、したがって2次巻線部5Aの膜厚は1次巻線部4Aよりも厚く、幅も広くなっているので、大きな電流を流せる。また、第1の2次巻線部5Aの他に、互いに分離された複数の個別の内部銅箔領域5B、5Cなどを備える。
【0024】
基板1Cには、図示の都合上基板1Cと分離して示してあるが実際には回路基板1の他方の面になる面にコアの中央磁脚用のコア穴3Aを中心にして螺旋状に形成された表面銅箔層からなる第2の1次巻線部7Aが形成されている。この第2の1次巻線部7Aは第1の1次巻線部4Aの巻回方向と逆向きである。また、基板1Cの他方の面には基板1Bと同様にコアの中央磁脚用のコア穴3Aを中心に逆向きにほぼ1ターンに形成された第2の内部銅箔層からなる第2の2次巻線部6A及び後述する広面積部6Bが形成されており、第2の1次巻線部6Aは第1の2次巻線部5Aとは逆方向になっている。ここで、第1と第2の内部銅箔層は図2からもわかるように基板内部の第1と第2のレベル形成されている。
【0025】
第1の1次巻線部4Aの終端部は小丸で示された基板1A〜1Cのスルーホールa1を通して第2の1次巻線部7Aの終端部に結合され、これらは互いに巻き方向が異なるので第1の1次巻線部4Aと第2の1次巻線部7Aとは直列接続され、これら1次巻線部は双方の巻線数の和に等しい1次巻線を形成する。また、第1の2次巻線部5Aの終端部と第2の2次巻線部6Aの終端部は基板1Bと基板1Cのスルーホールb1を通して直列接続され、これら2次巻線部はほぼ2ターンの2次巻線を形成する。そしてコア穴3A〜3Cにコア2A,2Bの磁脚を挿入してトランスを構成する。
【0026】
図2においてトランスの第1の2次巻線部5Aの根元である始端部は個別の内部銅箔領域5Bに接続されており、第2の2次巻線部6Aの根元である始端部は広面積部6Bに接続されている。個別の内部銅箔領域5B、5Cはスルーホール8A、8Bにより基板表面に形成された電極パッド9A、9Bに接続される。スルーホール8A、8Bは同一構造であり、制御信号電流よりも大きな主電流を流すので比較的大きな径の貫通孔の壁面に膜厚の厚い導電膜aが形成されている。そして貫通孔内には回路基板の材質と比較的特性の似た合成樹脂材料bが表面まで充填され、スルーホール8A、8Bの上面に跨がって平坦な電極パッド9A、9Bを形成し易いようになっている。なお、10は後述する表面実装型の整流用ダイオードであり、そのアノード電極は電極パッド9Aに、またカソード電極は電極パッド9Bにそれぞれハンダ付けされている。特に、以後詳しくは説明しないが、少なくとも2次側のスルーホールはスルーホール8A、8Bとほぼ同一の構造をもち、スルーホールの上面に跨がって平坦な電極パッドが形成されている。
【0027】
この基本的な例では説明し易いように基板1Bに第1の2次巻線部5Aを形成したが、基板1Aの裏側面に形成しても良い。このように表面銅箔層、内部銅箔層の形成された基板1A〜1Cはコア穴3A〜3Cが合致するようにして重ね合わされ貼り合わされる。表面銅箔層の第1、第2の1次巻線部4Aと7Aに電気絶縁を施し、コア2Aと2Bの磁脚がコア穴3A〜3Cに挿入され固定されてトランス部が完成する。1次巻線、2次巻線の必要な巻数によっては第1、第2の1次巻線部4Aと7Aはいずれか一方で良く、また内部銅箔層の第1、第2の2次巻線部5Aと6Aも一方であっても良い。
【0028】
内部銅箔層の第1、第2の2次巻線部5Aと6Aを並列接続したい場合には、図3に示すようにそれぞれ1ターンの第1の2次巻線部5Aの始端部と第2の2次巻線部6Aの終端部を通るスルーホールb1、及び第1の2次巻線部5Aの終端部と第2の2次巻線部6Aの始端部を通るスルーホールb2により並列接続される。したがって、この構成ではトランス2次巻線は2次巻線部5Aと6Aを並列接続した1ターンの巻数からなり、2次側の主電流が大きな低出力電圧のオンボード型の電源に用いるのに適する。なお、電流容量に適した数のスルーホールで必要な箇所の接続を行う。
【0029】
次に図1の基板1Cに相当する基板の好ましい実施例について図4により説明する。基板1の一方の面には、2次巻線部6Aとこれを囲むように形成された広面積部6Bからなる第2の内部銅箔層6が形成されている。2次巻線部6Aはほぼ1ターンのものであり、中央のコア穴3Aをほぼ囲むように、かつコア穴3B、3Cとコア穴3Aの間を通って広面積部6Bから延びている。広面積部6Bは2次巻線部6Aの始端部以外では接触しないように、コア穴3Bと3Cの外側から2次巻線部6Aを取り囲むように形成されている。図4では2次巻線部6Aの左側にスルーホールの1例としてトランスの1次側の二つのスルーホールc1とc2を示し、また2次巻線部6Aの右側にトランスの2次側の二つのスルーホールd1とd2だけを示している。1次側の電圧は2次側の電圧よりも高いので、スルーホールc1とc2と広面積部6Bとの間隔はスルーホールd1とd2と広面積部6Bとの間隔よりも大きくなっている。小さな丸印で示されるInは入力側の各端子を示し、Otは正又は負の出力端子であり、Stは広面積部6Bを接地電位のような安定電位に接続するための端子である。なお、鎖線で示す3a〜3cはフィルタ用のチョークコイルをトランス同様に組み込む場合のコア穴である。
【0030】
この実施例の特徴は、従来の場合にはシールド層としてだけ用いていたベタの広面積部に代えて、その一部分にトランスの2次巻線部6Aを形成しているところにあり、これにより広面積部6Bと一体的に形成されたトランスの2次巻線部を得ることができ、さらに広面積部6Bを安定電位に接続すればシールド作用は従来通り得られると同時に、電位の安定側の主回路導体として用いることができるところにある。なお、前記実施例と同様に、a1は内部銅箔層の形成されていない部分に設けられたスルーホールであって、前記1次巻線部同士、あるいは1次巻線部を他方の表面の入力端子に接続するためのものであり、また、2次巻線部6Aの終端部に形成されたスルーホールb1は、第1の内部銅箔層の一部に形成された他の2次巻線部、あるいは2次巻線部6Aを別の内部基板の2次側端子に接続するためのものである。
【0031】
次に図5によりトランスTrの2ターンの2次巻線がセンタタップ構成になっている実施例を説明する。1次巻線側は前述のようなものなので説明を省く。同図(A)に示す一方の巻線端Xは、同図(B)に示す第1の内部基板1Bに形成された個別の内部銅箔領域5Bからなり、他方の巻線端Yは、基板1Bに内部銅箔領域5Bとは分離された個別の内部銅箔領域5Dで形成される。中間タップYは第2の内部基板1Cに形成された広面積部6Bがその役割を果たす。内部銅箔領域5Bから延びる第1の2次巻線部5Aの終端部は、スルーホールb1により広面積部6Bから延びる第2の2次巻線部6Aの始端部に接続される。そして、第2の2次巻線部6Aの終端部はスルーホールb2により基板1B面の内部銅箔領域5Dに接続される。このようなセンタタップ構成になっている2次巻線にダイオードを接続して両波整流回路を構成する場合には、図2に示すように内部銅箔領域5Bと5C間に第1のダイオードを接続し、図示していないスルーホールと第2のダイオードを介して内部銅箔領域5Cと5D間を接続すれば良い。
【0032】
次に、2次巻線がほぼ2ターンで2次捲線の両端が第1の内部銅箔層5の二つの個別の内部銅箔領域5B、6Bに接続される実施例について、図6により説明する。第1の2次巻線部5Aは内部銅箔領域5Bから延びて前述のようなパターンで基板1B上に形成され、内部銅箔領域5Bは第1の巻線端子Tr1の働きも行う。基板1B上には内部銅箔領域5Bとは分離された個別の内部銅箔領域5Cが同一平面に形成され、これは第2の巻線端子Tr2の働きを行う。基板1Cには広面積部6Bとは分離されて第2の2次巻線部6Aが形成される。そして、第1の2次巻線部5Aの終端部と第2の2次巻線部6Aの一端部はスルーホールb1により接続され、第2の2次巻線部6Aの他端部はスルーホールb2により第1の内部銅箔層5の内部銅箔領域5Cに接続される。したがって、第1の2次巻線部5Aと第2の2次巻線部6Aは直列接続され、ほぼ2ターンのトランス2次巻線を構成する。なお、他の構成については前述と同様であるので説明を省略する。
【0033】
次に、第1の実施例のようなトランス構造を備える回路基板を用いたオンボード型の電源の1実施例について、図7及び図8により説明する。先ず、オンボード型の電源の一般的な回路構成を図7により説明する。ここで、オンボード型の電源とは、表面実装用電子部品又はリード線を有する電子部品などを回路基板に搭載して主回路配線の一方が安定な電位にある電源機能部を有する電源をいう。また、主回路素子とは下記の主回路配線間に接続される電子部品をいう。トランスTrの1次巻線N1側には、商用交流電源AC、その交流電圧を整流する整流回路RE、直流電圧を所定の周波数、例えば200kHzの高周波交流電圧に変換する高周波インバータ回路INが接続されている。トランスTrはその1次巻線N1に印加される電圧を降圧して2次巻線N2に所定の低い電圧を発生させる降圧トランスであり、2次巻線N2の巻数は1次巻線N1よりも少なく、例えば1ターンから数ターンである。したがって、1次巻線N1よりも2次巻線N2を流れる電流は大きい。
【0034】
トランスTrの2次巻線N2の一方の端子には、主回路配線U1、整流用ダイオードD1、主回路配線U2、出力フィルタ用のインダクタL、主回路配線U3、及び一方の出力端子OUT1が直列接続されている。また、トランスTの2次巻線N2の他方の端子と他方の出力端子OUT2との間には、接地電位のような安定な低電位に接続された主回路配線U4が接続されている。また、主回路配線U2と主回路配線U4との間にはフリーホイーリングダイオードD2が接続され、主回路配線U3と主回路配線U4との間には互いに並列の出力フィルタ用のキャパシタC1が接続されている。
【0035】
この構成のオンボード型の電源は、図8に示すような回路基板1の一方の面又は双方の面に電子部品が搭載される。この電力用の回路基板1は、主回路配線U1〜U3及び他方の主回路配線U4が回路基板1の内部に形成されると共に、主回路配線U1〜U3を形成する第1の内部銅箔層5(一点鎖線で示す)は回路基板1内の第1のレベルにあり、主回路配線U4を形成する第2の内部銅箔層6(鎖線で示す)は第1のレベルとは異なる第2のレベルにある。第1の内部銅箔層5は前述したように第1の巻線部5Aの他に複数の個別の内部銅箔領域5B、5Cなどからなる。第2の内部銅箔層6は図4に示したパターンとほぼ同じようなパターンで形成され、安定な低電位に接続される。なお、トランスTrの構造は図1ないし図4の実施例で説明したような構造をもつので、この実施例では詳述するのを省く。
【0036】
このような回路基板1を使用した本発明のオンボード型の電源の第1の特徴は、所定の電力用の主回路素子の各電極がスルーホール及び電極パッドを介してほぼ最短距離で第1又は第2の内部銅箔層5、6に接続され、第2の内部銅箔層6の広面積部6Bは一方の主回路配線となると共に、接地電位のような安定な低電位に接続されてシールド層の作用も行うところにある。第2の特徴は、所定の主回路素子はスル−ホール及び電極パッドを介して、第1の内部銅箔層5の個別の内部銅箔領域間、第1の内部銅箔層5の個別の内部銅箔領域と第2の内部銅箔層6との間に接続されるところにある。
【0037】
次に、オンボード型の電源の2次側の配置及び構造について説明する。図9、図10、図11はそれぞれ図8におけるX−X’、Y1−Y1’、Y2−Y2’での切断面を示している。第1、第2の内部銅箔層5、6は主回路電流を担持することができる厚みと幅を有し、その厚みは回路基板1の表面に形成されている通常の回路パターン層4、7よりもかなり厚く、数十μm以上、好ましくは50μm以上である。なお、後述するスルーホールT1〜T10は図2のスルーホール8A、8Bと同様な構造のものである。
【0038】
トランスTrの2次巻線の一方の端子Tr1は前述のように第2の内部銅箔層6の広面積部6B(主回路配線U4に相当する)に一体的に接続されており、その他方の端子Tr2は第1の内部銅箔層5の個別の内部銅箔領域5B(主回路配線U1に相当する)に一体的に接続されており、2次巻線の接続工程は不要である。ダイオードD1のアノードはスルーホールT1を通して内部銅箔領域5B(U1)に接続され、そのカソードはスルーホールT2を通して第1の内部銅箔層5の個別の内部銅箔領域5C(主回路配線U2に相当する)に接続される。ここでスルーホールT1とT2との間の間隔はダイオードD1のアノード電極とカソード電極間の間隔にほぼ等しい。
【0039】
次に、ダイオードD2のカソードはスルーホールT3を通して内部銅箔領域5C(U2)に接続され、そのアノードはスルーホールT4を通して第2の内部銅箔層6の広面積部6B(U4)に接続される。スルーホールT3とT4との間の間隔はダイオードD1のアノード電極とカソード電極間の間隔にほぼ等しい。インダクタLの一方の電極L1はスルーホールT5を通して内部銅箔領域5C(U2)に接続され、その他方の電極L2はスルーホールT6を通して第1の内部銅箔層5の個別の内部銅箔領域5D(U3)に接続される。スルーホールT5とT6との間の間隔はインダクタLの双方の電極間の間隔にほぼ等しい。キャパシタC1の一方の電極はスルーホールT7を通して第2の内部銅箔層6の広面積部6B(U4)に接続され、その他方の電極はスルーホールT8を通して内部銅箔領域5D(U3)に接続される。これらスルーホール間の間隔もコンデンサC1の両電極間の間隔にほぼ等しい。出力端子OUT1は内部銅箔領域5D(U3)に接続され、出力端子OUT2は第2の内部銅箔層6の広面積部6B(U4)に接続される。
【0040】
ここで、スルーホールT1、T2、T3、T5、T6、T8は第1の内部銅箔層5の対応する内部銅箔領域まで延びて電気的に結合され、またスルーホールT4、T7は途中で第2の内部銅箔層6の広面積部6Bに電気的に結合されて回路基板1の裏面まで延びている。このように各電力用の主回路素子の電極は、電極間間隔とほぼ等しい間隔で設けられたスルーホール、つまり各電極の位置に形成されたスルーホールにより最短距離で内部銅箔領域に接続されるので、高密度実装化を可能にするだけでなく、電気抵抗の低減による電力損失及び配線によるストレイキャパシタンス、浮遊インダクタンスを低減できる。
【0041】
次に、同期整流方式のオンボード型電源の実施例について説明ずる。図12は同期整流回路の基本的な回路例であり、同図(A)に示す同期整流部Reは、トランスTrの2次巻線の端子Tr1、Tr2、整流用FET1、フリーホイーリング機能を行うFET2、それらFETのゲートに接続された駆動回路Z1、Z2からなる。同期整流部Reの出力側にインダクタLとコンデンサCとからなる出力フィルタが接続される。その構成配置は同図(B)のようになる。同期整流回路に用いるトランスの2次巻線部の構成は図6に示したようなものであり、1次巻線側も前述と同様なものであるので説明を省略する。
【0042】
トランスTrの2次巻線の一方の端子Tr1は内部銅箔層5の個別の内部銅箔領域5B(主回路配線U5に相当する)に一体的に接続されており、その他方の端子Tr2は内部銅箔層5の個別の内部銅箔領域5C(主回路配線U6に相当する)に一体的に接続されており、2次巻線の接続工程は不要である。図において、前述と同様にこの回路基板1は、主回路配線U5〜U7及び他方の主回路配線U8が回路基板1の内部に形成され、回路基板1内において主回路配線U5〜U7を形成する第1の内部銅箔層5は回路基板1内の第1のレベルにあり、主回路配線U8を形成する第2の内部銅箔層6の広面積部6Bは第1のレベルとは異なる第2のレベルにある。第1の内部銅箔層5は複数の個別の内部銅箔領域5B〜5Dからなる。第2の内部銅箔層6は第2の2次巻線部6Aと回路基板1の広い範囲に一面に、つまりベタで形成され、安定な低電位に接続されてシールド導体の作用も行う広面積部6Bとで構成される。
【0043】
整流用FET1のドレイン電極はスルーホールT1を通して第1の内部銅箔層5の内部銅箔領域5C(U6)に接続され、そのソース電極はスルーホールT2を通して第2の内部銅箔層6の広面積部6B(主回路配線U8に相当する)に接続される。一方、FET2のドレイン電極はスルーホールT3を通して第1の内部銅箔層2の内部銅箔領域5B(U5)に接続され、そのソース電極はスルーホールT4を通して第2の内部銅箔層3の広面積部6B(U8)に接続される。
【0044】
鎖線2重丸で示される整流用FET1のゲート電極は、通常の表面実装の場合と同様に回路基板1表面の表面銅箔層7aに接続され、駆動回路Z1の一方の電極も表面銅箔層7aに接続される。駆動回路Z1の他方の電極はスルーホールT5を通して第1の内部銅箔層5の内部銅箔領域5B(U5)に接続される。鎖線2重丸で示されるFET2のゲート電極は、通常の表面実装の場合と同様に回路基板1表面の表面銅箔層7bに接続され、駆動回路Z2の一方の電極も表面銅箔層7bに接続される。駆動回路Z2の他方の電極はスルーホールT6を通して第1の内部銅箔層5の個別の内部銅箔領域5C(U6)に接続される。また、インダクタLの双方の電極はスルーホールT7、T8を通して第1の内部銅箔層5の内部銅箔領域5B(U5)、5D(主回路配線U7に相当する)それぞれに接続される。コンデンサCの双方の電極はスルーホールT9、T10を通して第1の内部銅箔層5の内部銅箔領域5D(U7)、第2の内部銅箔層6の広面積部6B(U8)にそれぞれ接続される。なお、以上の実施例では各2次巻線部の巻数を1ターンにしたが、2ターン又は3ターンなど複数巻数にしても勿論よい。
【0045】
なお、以上述べた実施例では内部銅箔層を2層のものとして説明したが、2次巻線の巻数が更に多い場合で、電流容量及びコアの大きさの関係から2層の内部銅箔層では必要な巻線を形成できないときには、前述と同様な2次巻線部を有する必要なだけ内部銅箔層を更に増やせば良い。また、本発明によるトランス構造は前記実施例に限らす通常の種々の回路構成の整流回路やインバータ回路などに適用できることは言うまでもない。また、この発明の大きな効果として、表面実装される電子部品、少なくとも電流容量の大きな電子部品の電極をスルーホールを通して最短で内部銅箔層に接続できるので、実装密度を大幅に向上でき、電源の小型化と電力損失の低減を達成できること、さらに多くの又はほとんどの電子部品の電極をスルーホールを通して最短で内部銅箔層に接続できる可能性があげられる。
【0046】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明回路基板は、電圧の変動する側の複数の主回路配線を回路基板内の第1のレベルにある第1の内部銅箔層の複数の内部銅箔領域で形成し、他方の安定電位にある主回路配線を回路基板内の第2のレベルにあるシールド導体の作用も行う第2の内部銅箔層で形成し、第1と第2の内部銅箔層の双方又はいずれか一方に2次巻線部を形成し、スルーホールで接続しているので、トランス部の2次巻線のハンダ付けによる接続工程が不要で、電力容量の大きい小型のトランス部を有する回路基板を得ることができる。また、トランス部の2次巻線の接続部が無いため高密度実装が可能で、回路配線によるストレイキャパシタンスや浮遊インダクタンスの悪影響を小さくできるなど、実用上の効果は大きい。この回路基板を用いれば各スルーホールを通して電力用電子部品の主電極から最短で前記第1の内部銅箔層又は第2の内部銅箔層に接続できると共にハンダ付け部を最少にできるで、オンボード型の電源をより一層小型化できると同時に、回路の電気抵抗を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る回路基板のトランス部の基本構造を示す図である。
【図2】 本発明の回路基板の一実施例を説明するための配置図である。
【図3】 本発明の回路基板のトランス部の2次巻線部の一実施例を説明するための図である。
【図4】 本発明に用いられる内部基板の好ましい1例を示す図である。
【図5】 本発明の回路基板のトランス部の2次巻線部の一実施例を説明するための図である。
【図6】 本発明の回路基板のトランス部の2次巻線部の別の一実施例を説明するための図である。
【図7】 電源回路の回路構成の1例を示す図である。
【図8】 本発明の電源装置の実装構造の1実施例を示す図である。
【図9】 図7の一部断面を示す図である。
【図10】 図7の他の一部断面を示す図である。
【図11】 図7の他の一部断面を示す図である。
【図12】 本発明の電源装置の一実施例を説明するための図である。
【符号の説明】
1・・回路基板 2・・第1の内部銅箔層
2A,2B・・トランスのコア 3A−3B・・コア用の穴
4A・・第1の1次巻線部 5A・・第1の2次巻線部
6A・・第2の2次巻線部 7A・・第2の1次巻線部
8A,8B・・スルーホール 9A,9B・・電極パッド
a1,b1,b2,c1,c2,d1,d2,T1−T10・・スルーホール
C・・コンデンサ L・・インダクタ
Tr・・トランス[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a circuit board provided with a transformer winding of a thick internal copper foil layer serving as a power circuit inside the board, and a power source on which electronic components are mounted.
[0002]
[Prior art]
A transformer using a printed coil formed by forming a narrow metal film in a spiral shape on a circuit board as a winding is widely known. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-156802 discloses that a multilayer circuit board is used, a primary winding of a transformer is formed on the surface of the circuit board, and a secondary winding is formed inside. Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-156802 discloses that a circuit board having a large area may be used and other electronic components may be mounted.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-156802 only substantially describes the basic structure of a printed coil transformer, and this structure can be used for a power source with a relatively small current. However, it cannot cope with the case where a current of several amperes or more flows through the secondary winding or the primary winding. Moreover, in what was disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 61-156802, it consists of three layers, a front side shielding internal copper foil layer, a back side shielding internal copper foil layer, and a heat dissipation internal copper foil layer provided between them on the circuit board. Since it has an internal copper foil layer and uses the through-holes to dissipate the heat of the electronic components to the internal copper foil layer for heat dissipation, it does not have an internal copper foil layer for wiring inside the board, and control wiring In addition to the wiring for detection and the wiring for power, there is a disadvantage that the wiring for power must be formed by the surface copper foil layer formed on the surface of the substrate. Further, the one disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 59-101441 has three internal copper foil layers for power supply, grounding and wiring, which are independent from each other. There was a disadvantage that it became high.
[0004]
Accordingly, it is a main object of the present invention to provide a circuit board capable of high-density mounting having a printed coil type transformer that is smaller and has a larger power capacity than the prior art, and an on-board type power supply.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
[0006]
In order to solve the above-mentioned problem, the first aspect of the present invention has a spiral shape that is formed on the surface of one or both of the substrates around the core hole provided in the circuit board and serves as the primary winding of the transformer. A surface copper foil layer having a primary winding portion, a first internal copper foil layer formed on a first plane inside the substrate, having a thickness greater than the thickness of the surface copper foil layer; A circuit board comprising: a second internal copper foil layer formed on a second plane different from the first plane; and a plurality of through holes extending from the substrate surface to the first and second internal copper foil layers. The first internal copper foil layer is composed of a plurality of individual internal copper foil regions, and the second internal copper foil layer is approximately 1 centered on the continuously formed wide area portion and the core hole. A secondary winding portion that forms a secondary winding of the transformer above the turn, and the secondary winding portion is Providing a circuit board and an end or both ends are connected to a separate internal copper area of the first inner copper foil layer by the through-hole.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, a spiral shape is formed on the surface of one or both of the substrates around a core hole provided in the circuit board and becomes the primary winding of the transformer. A surface copper foil layer having a primary winding portion, a first internal copper foil layer formed on a first plane inside the substrate, having a thickness greater than the thickness of the surface copper foil layer; A circuit board comprising: a second internal copper foil layer formed on a second plane different from the first plane; and a plurality of through holes extending from the substrate surface to the first and second internal copper foil layers. The first internal copper foil layer is composed of a secondary winding portion formed by approximately one turn or more in one direction around the core hole and a plurality of individual internal copper foil regions, The second inner copper foil layer is formed of a continuously formed wide area portion, and the secondary winding portion has a terminal portion at the end. Providing a circuit board and being connected to said second internal copper foil layer by Horu.
[0008]
According to a third aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, a spiral shape is formed on the surface of one or both of the substrates around the core hole provided in the circuit board and becomes the primary winding of the transformer. A surface copper foil layer having a primary winding portion, a first internal copper foil layer formed on a first plane inside the substrate, having a thickness greater than the thickness of the surface copper foil layer; A circuit board comprising: a second internal copper foil layer formed on a second plane different from the first plane; and a plurality of through holes extending from the substrate surface to the first and second internal copper foil layers. The first internal copper foil layer is composed of a first secondary winding portion formed in about one turn or more in one direction around the central hole and a plurality of individual internal copper foil regions. The second inner copper foil layer is formed from a continuously formed wide area portion and extends from the wide area portion to the core hole. And a second secondary winding portion formed in approximately 1 turn or more in the opposite direction, and the first and second secondary winding portions pass through the respective end portions and the mating start portion. Provided is a circuit board characterized in that a transformer secondary winding having a number of turns of approximately 2 turns or more is formed by being connected in series with each other through the through hole.
[0009]
According to a fourth aspect of the present invention, in order to solve the above-described problem, a spiral shape is formed on the surface of one or both of the core holes provided in the circuit board to form the primary winding of the transformer. A surface copper foil layer, a first inner copper foil layer having a thickness greater than the thickness of the spiral surface copper foil layer, formed on the first plane inside the substrate, and the first plane A circuit board comprising: a second internal copper foil layer formed on a different second plane; and a plurality of through-holes extending from the substrate surface to the first and second internal copper foil layers and connected thereto The first internal copper foil layer includes a first secondary winding portion formed in approximately one turn or more in one direction around the core hole, and a plurality of individual internal copper foil regions. The second internal copper foil layer is formed from a continuous wide area portion and extends from the wide area portion. The first and second winding portions are formed of a second secondary winding portion formed at substantially one turn or more in the same direction as the first winding portion around the hole. Provided is a circuit board characterized in that a transformer secondary winding having a number of turns of approximately 1 turn or more is formed by being connected in parallel with each other by the through-hole passing through a terminal end and a partner start end.
[0010]
According to a fifth aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, a spiral shape is formed on the surface of one or both of the core holes provided in the circuit board to form the primary winding of the transformer. A surface copper foil layer, a first inner copper foil layer having a thickness greater than the thickness of the spiral surface copper foil layer, formed on the first plane inside the substrate, and the first plane A circuit board comprising: a second internal copper foil layer formed on a different second plane; and a plurality of through-holes extending from the substrate surface to the first and second internal copper foil layers and connected thereto The first inner copper foil layer has a plurality of individual inner copper foil regions and a central portion extending from the first inner copper foil region which is one of the inner copper foil regions. A first secondary winding portion formed in about 1 turn or more in the direction, the inner copper foil region being one side The second internal copper foil region constituting the winding terminal and the other internal copper foil region, which is another one of the individual internal copper foil regions, serves as the other winding terminal, and the second internal copper foil layer is continuous. The wide area part formed separately and the second secondary winding part formed separately from the wide area part and formed with approximately one turn or more around the core hole, The terminal portion of the first winding portion and one end portion of the second winding portion are connected by the through hole, and the other end portion of the second winding portion is connected by the through hole. There is provided a circuit board characterized in that a transformer secondary winding having a number of turns of about 2 turns or more is formed by being connected to two individual internal copper foil regions.
[0011]
According to a sixth aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, in any one of the first, third, and fifth aspects, the secondary winding portion formed in the second internal copper foil layer is the wide coil portion. A circuit board characterized by being surrounded by an area portion is provided.
[0012]
According to a seventh aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, in any of the first to sixth aspects, when the spiral surface copper foil layer is formed on both the substrate surfaces, There is provided a circuit board characterized in that the circuit boards are connected in series with each other by the through hole extending from the terminal portion of the spiral surface copper foil layer to the other spiral surface copper foil layer.
[0013]
According to an eighth aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, in any one of the first to sixth aspects, when the spiral surface copper foil layer is formed on both the substrate surfaces, There is provided a circuit board characterized in that the circuit boards are connected in parallel to each other by the through hole extending from the terminal portion of the spiral surface copper foil layer to the other spiral surface copper foil layer.
[0014]
According to a ninth aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, in any one of the first to eighth aspects, the circuit board includes the first surface of the spiral surface copper foil layer and the inner copper foil layer. A circuit board is provided in which another hole for the core is provided on both sides of the winding part and the second winding part and on a straight line passing through the core hole.
[0015]
According to a tenth aspect of the present invention, in order to solve the above problem, the circuit according to the ninth aspect, wherein the magnetic legs of the core are inserted and fixed in the core hole and another hole for the core. Providing a substrate.
[0016]
According to an eleventh aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, in the circuit board according to any one of the first to tenth aspects, the electrode pad formed on the circuit board over the through hole is predetermined. The electronic component is connected, and the wide area portion of the second internal copper foil layer is connected to a stable potential.
[0017]
According to a twelfth aspect of the present invention, in order to solve the above problem, the circuit board according to any one of the first to tenth aspects is used, and the first winding portion in the first internal copper foil layer is formed through the through hole. An electronic component is connected to the individual internal copper foil region through the electrode pad.
[0018]
According to a thirteenth aspect of the present invention, in order to solve the above problem, the individual internal copper foil portion of the first inner copper foil layer is formed through the through hole using the circuit board according to any one of the first to eleventh aspects. An electronic component is connected to the second internal copper foil region through the electrode pad.
[0019]
Claim 14 of the present invention solves the above-mentioned problem, 6. The synchronous rectification type power supply comprising a circuit board according to
[0020]
Claim 15 of the present invention solves the above problem, 6. The synchronous rectification type power supply comprising a circuit board according to
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
First, the basic structure of the transformer part in the circuit board of the present invention will be described with reference to FIGS. The
[0023]
Similarly, the
[0024]
The
[0025]
The end portion of the first
[0026]
In FIG. 2, the starting end portion that is the root of the first secondary winding
[0027]
In this basic example, the first secondary winding 5A is formed on the
[0028]
When it is desired to connect the first and second secondary winding
[0029]
Next, a preferred embodiment of a substrate corresponding to the
[0030]
The feature of this embodiment is that instead of the solid wide area portion used only as a shield layer in the conventional case, a secondary winding
[0031]
Next, an embodiment in which the secondary winding of the transformer Tr has a center tap configuration will be described with reference to FIG. Since the primary winding side is as described above, the description is omitted. One winding end X shown in FIG. 2A is made up of individual internal
[0032]
Next, an embodiment in which the secondary winding is approximately two turns and both ends of the secondary winding are connected to the two individual internal
[0033]
Next, an embodiment of an on-board type power supply using a circuit board having a transformer structure as in the first embodiment will be described with reference to FIGS. First, a general circuit configuration of an on-board type power supply will be described with reference to FIG. Here, the on-board type power supply means a power supply having a power supply function unit in which one of main circuit wirings is at a stable potential by mounting electronic components for surface mounting or electronic components having lead wires on a circuit board. . The main circuit element is an electronic component connected between the following main circuit wirings. On the primary winding N1 side of the transformer Tr, a commercial AC power source AC, a rectifier circuit RE that rectifies the AC voltage, and a high-frequency inverter circuit IN that converts a DC voltage into a high-frequency AC voltage of a predetermined frequency, for example, 200 kHz, are connected. ing. The transformer Tr is a step-down transformer that steps down the voltage applied to the primary winding N1 and generates a predetermined low voltage in the secondary winding N2. The number of turns of the secondary winding N2 is smaller than that of the primary winding N1. There are few, for example, one turn to several turns. Therefore, the current flowing through the secondary winding N2 is larger than that of the primary winding N1.
[0034]
A main circuit wiring U1, a rectifying diode D1, a main circuit wiring U2, an output filter inductor L, a main circuit wiring U3, and one output terminal OUT1 are connected in series to one terminal of the secondary winding N2 of the transformer Tr. It is connected. A main circuit wiring U4 connected to a stable low potential such as a ground potential is connected between the other terminal of the secondary winding N2 of the transformer T and the other output terminal OUT2. A freewheeling diode D2 is connected between the main circuit wiring U2 and the main circuit wiring U4, and a parallel output filter capacitor C1 is connected between the main circuit wiring U3 and the main circuit wiring U4. Has been.
[0035]
In the on-board type power supply having this configuration, electronic components are mounted on one surface or both surfaces of a
[0036]
The first feature of the on-board type power supply of the present invention using such a
[0037]
Next, the arrangement and structure of the secondary side of the on-board type power supply will be described. 9, FIG. 10, and FIG. 11 show cut surfaces at XX ′, Y1-Y1 ′, and Y2-Y2 ′ in FIG. 8, respectively. The first and second internal copper foil layers 5 and 6 have a thickness and a width capable of carrying a main circuit current, and the thickness is a normal circuit pattern layer 4 formed on the surface of the
[0038]
One terminal Tr1 of the secondary winding of the transformer Tr is integrally connected to the
[0039]
Next, the cathode of the diode D2 is connected to the internal
[0040]
Here, the through holes T1, T2, T3, T5, T6, T8 extend to the corresponding internal copper foil region of the first internal
[0041]
Next, an embodiment of a synchronous rectification type on-board power supply will be described. FIG. 12 shows a basic circuit example of the synchronous rectification circuit. The synchronous rectification unit Re shown in FIG. 12A includes terminals Tr1 and Tr2 of the secondary winding of the transformer Tr, a rectifying FET1, and a freewheeling function. FET 2 to be performed and drive circuits Z1 and Z2 connected to the gates of the FETs. An output filter composed of an inductor L and a capacitor C is connected to the output side of the synchronous rectification unit Re. The arrangement is as shown in FIG. The configuration of the secondary winding portion of the transformer used in the synchronous rectifier circuit is as shown in FIG. 6, and the primary winding side is the same as described above, and thus the description thereof is omitted.
[0042]
One terminal Tr1 of the secondary winding of the transformer Tr is integrally connected to an individual internal
[0043]
The drain electrode of the rectifying
[0044]
The gate electrode of the
[0045]
In the embodiment described above, the internal copper foil layer has been described as having two layers. However, in the case where the number of turns of the secondary winding is larger, the two layers of the internal copper foil are obtained from the relationship between the current capacity and the size of the core. When the necessary windings cannot be formed by the layers, the internal copper foil layer may be further increased as much as necessary having the secondary winding portion similar to the above. Further, it goes without saying that the transformer structure according to the present invention can be applied to rectifier circuits, inverter circuits, and the like having various usual circuit configurations that are not limited to the above-described embodiments. In addition, as a significant effect of the present invention, the surface mounting electronic component, at least the electrode of the electronic component having a large current capacity, can be connected to the internal copper foil layer through the through hole at the shortest, so that the mounting density can be greatly improved, and the power supply It is possible to achieve miniaturization and reduction of power loss, and more likely to connect the electrodes of many or most electronic components to the internal copper foil layer through the through holes at the shortest.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, in the circuit board of the present invention, the plurality of main circuit wirings on the voltage fluctuation side are formed by the plurality of inner copper foil regions of the first inner copper foil layer at the first level in the circuit board. The main circuit wiring at the other stable potential is formed of a second internal copper foil layer that also acts as a shield conductor at the second level in the circuit board, and the first and second internal copper foil layers Since the secondary winding is formed on both or either side and connected by through-holes, there is no need for a connecting step by soldering the secondary winding of the transformer, and a small transformer with a large power capacity A circuit board having the same can be obtained. In addition, since there is no connection portion for the secondary winding of the transformer, high-density mounting is possible, and the adverse effects of stray capacitance and stray inductance due to circuit wiring can be reduced. If this circuit board is used, it is possible to connect to the first internal copper foil layer or the second internal copper foil layer as short as possible from the main electrode of the power electronic component through each through hole and to minimize the soldering portion. The board-type power supply can be further reduced in size, and at the same time, the electric resistance of the circuit can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a basic structure of a transformer section of a circuit board according to the present invention.
FIG. 2 is a layout view for explaining one embodiment of a circuit board of the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining an embodiment of a secondary winding portion of a transformer portion of a circuit board according to the present invention.
FIG. 4 is a view showing a preferred example of an internal substrate used in the present invention.
FIG. 5 is a diagram for explaining an embodiment of a secondary winding portion of a transformer portion of a circuit board according to the present invention.
FIG. 6 is a view for explaining another embodiment of the secondary winding part of the transformer part of the circuit board of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of a power supply circuit.
FIG. 8 is a diagram showing one embodiment of a mounting structure of a power supply device of the present invention.
9 is a diagram showing a partial cross section of FIG. 7;
10 is a view showing another partial cross section of FIG. 7; FIG.
11 is a view showing another partial cross section of FIG. 7; FIG.
FIG. 12 is a diagram for explaining an embodiment of the power supply device of the present invention.
[Explanation of symbols]
1. Circuit board 2. First internal copper foil layer
2A, 2B ... Core of
4A ··· First primary winding
6A ... Second secondary winding 7A ... Second primary winding
8A, 8B ... Through
a1, b1, b2, c1, c2, d1, d2, T1-T10 ..Through hole
C. Capacitor L. Inductor
Tr ・ Trans
Claims (15)
前記第1の内部銅箔層は複数の個別の内部銅箔領域からなり、
前記第2の内部銅箔層は連続的に形成された広面積部と前記コア穴を中心にほぼ1タ−ン以上の前記トランスの2次巻線を形成する2次巻線部とからなり、
前記2次巻線部はその終端部又は両端部が前記スルーホールにより前記第1の内部銅箔層の個別の内部銅箔領域に接続されることを特徴とする回路基板。A surface copper foil layer having a spiral primary winding portion that is formed on one or both of the substrate surfaces around a core hole provided in a circuit board and serves as a primary winding of a transformer; A first inner copper foil layer formed on the first plane inside the substrate and having a thickness greater than the thickness of the surface copper foil layer, and a second plane formed on the second plane different from the first plane. A circuit board comprising two internal copper foil layers and a plurality of through holes extending from the substrate surface to the first and second internal copper foil layers,
The first inner copper foil layer comprises a plurality of individual inner copper foil regions,
The second internal copper foil layer is composed of a continuously formed wide area portion and a secondary winding portion that forms a secondary winding of the transformer of approximately one turn or more around the core hole. ,
The circuit board, wherein the secondary winding portion has a terminal portion or both end portions connected to individual internal copper foil regions of the first internal copper foil layer through the through holes.
前記第1の内部銅箔層は前記コア穴を中心に一方向にほぼ1タ−ン以上で形成される2次巻線部と複数の個別の内部銅箔領域とからなり、
前記第2の内部銅箔層は連続的に形成された広面積部からなり、
前記2次巻線部はその終端部が前記スルーホールにより前記第2の内部銅箔層に接続されることを特徴とする回路基板。A surface copper foil layer having a spiral primary winding portion that is formed on one or both of the substrate surfaces around a core hole provided in a circuit board and serves as a primary winding of a transformer; A first inner copper foil layer formed on the first plane inside the substrate and having a thickness greater than the thickness of the surface copper foil layer, and a second plane formed on the second plane different from the first plane. A circuit board comprising two internal copper foil layers and a plurality of through holes extending from the substrate surface to the first and second internal copper foil layers,
The first internal copper foil layer is composed of a secondary winding portion formed by approximately one turn or more in one direction around the core hole and a plurality of individual internal copper foil regions,
The second internal copper foil layer is composed of a continuously formed wide area portion,
The circuit board according to claim 1, wherein a terminal portion of the secondary winding portion is connected to the second internal copper foil layer through the through hole.
前記第1の内部銅箔層は前記中央穴を中心に一方向にほぼ1タ−ン以上で形成される第1の2次巻線部と複数の個別の内部銅箔領域とからなり、
前記第2の内部銅箔層は連続的に形成された広面積部とこの広面積部から伸びて前記コア穴を中心に逆方向にほぼ1タ−ン以上で形成される第2の2次巻線部とからなり、
前記第1と第2の2次巻線部はそれぞれの終端部と相手の始端部を通る前記スルーホールにより互いに直列接続されて、ほぼ2ターン以上の巻数のトランス2次巻線を形成することを特徴とする回路基板。A surface copper foil layer having a spiral primary winding portion that is formed on one or both of the substrate surfaces around a core hole provided in a circuit board and serves as a primary winding of a transformer; A first inner copper foil layer formed on the first plane inside the substrate and having a thickness greater than the thickness of the surface copper foil layer, and a second plane formed on the second plane different from the first plane. A circuit board comprising two internal copper foil layers and a plurality of through holes extending from the substrate surface to the first and second internal copper foil layers,
The first internal copper foil layer is composed of a first secondary winding portion formed by approximately one turn or more in one direction around the central hole and a plurality of individual internal copper foil regions,
The second internal copper foil layer is a continuously formed wide area portion and a second secondary layer extending from the wide area portion and formed in about 1 turn or more in the opposite direction around the core hole. Consisting of winding part,
The first and second secondary winding portions are connected in series with each other by the through-holes passing through the respective end portions and the mating start end portion to form a transformer secondary winding having approximately two or more turns. A circuit board characterized by.
前記第1の内部銅箔層は前記コア穴を中心に一方向にほぼ1タ−ン以上で形成される第1の2次巻線部と、複数の個別の内部銅箔領域とからなり、
前記第2の内部銅箔層は連続的に形成された広面積部とこの広面積部から伸びて前記コア穴を中心に前記第1の巻線部と同方向にほぼ1タ−ン以上で形成される第2の2次巻線部とからなり、
前記第1と第2の巻線部はそれぞれの終端部と相手の始端部を通る前記スルーホールにより互いに並列接続されて、ほぼ1ターン以上の巻数のトランス2次巻線を形成し、
たことを特徴とする回路基板。A spiral surface copper foil layer that forms a primary winding of a transformer formed on one or both substrate surfaces around a core hole provided in a circuit board, and the spiral surface copper foil A first internal copper foil layer formed on a first plane inside the substrate and having a thickness greater than the thickness of the layer, and a second internal formed on a second plane different from the first plane A circuit board comprising a copper foil layer and a plurality of through-holes extending from and connected to the first and second internal copper foil layers from the substrate surface;
The first internal copper foil layer is composed of a first secondary winding portion formed in approximately one turn or more in one direction around the core hole, and a plurality of individual internal copper foil regions.
The second internal copper foil layer has a wide area portion formed continuously, and extends from the wide area portion, and has approximately one turn or more in the same direction as the first winding portion around the core hole. A second secondary winding portion to be formed,
The first and second winding portions are connected to each other in parallel by the through-holes that pass through the respective end portions and the other end portion, thereby forming a transformer secondary winding having a number of turns of approximately one turn or more.
A circuit board characterized by that.
前記第1の内部銅箔層は複数の個別の内部銅箔領域と、該内部銅箔領域の一つである第1の内部銅箔領域から延びる、前記コア穴を中心に一方向にほぼ1タ−ン以上で形成される第1の2次巻線部とからなり、前記内部銅箔領域は一方の巻線端子を構成し、また前記個別の内部銅箔領域の他の一つである第2の内部銅箔領域が他方の巻線端子の役割を行い、
前記第2の内部銅箔層は連続的に形成された広面積部とこの広面積部とは分離して形成され、かつ前記コア穴を中心にほぼ1タ−ン以上で形成される第2の2次巻線部とからなり、
前記第1の巻線部の終端部と前記第2の巻線部の一方の端部は前記スルーホールにより接続され、前記第2の巻線部の他方の端部は前記スルーホールにより前記第2の個別の内部銅箔領域に接続されてほぼ2ターン以上の巻数のトランス2次巻線を形成し、
たことを特徴とする回路基板。A spiral surface copper foil layer that forms a primary winding of a transformer formed on one or both substrate surfaces around a core hole provided in a circuit board, and the spiral surface copper foil A first internal copper foil layer formed on a first plane inside the substrate and having a thickness greater than the thickness of the layer, and a second internal formed on a second plane different from the first plane A circuit board comprising a copper foil layer and a plurality of through-holes extending from and connected to the first and second internal copper foil layers from the substrate surface;
The first internal copper foil layer extends from a plurality of individual internal copper foil regions and a first internal copper foil region which is one of the internal copper foil regions, and is approximately 1 in one direction around the core hole. The inner copper foil region constitutes one winding terminal, and is another one of the individual inner copper foil regions. The second inner copper foil region serves as the other winding terminal,
The second inner copper foil layer is formed by separating the wide area portion formed continuously and the wide area portion, and is formed by approximately one turn or more around the core hole. Secondary winding part,
The terminal portion of the first winding portion and one end portion of the second winding portion are connected by the through hole, and the other end portion of the second winding portion is connected by the through hole. Connected to two separate internal copper foil regions to form a transformer secondary winding with more than two turns,
A circuit board characterized by that.
前記第2の内部銅箔層に形成された2次巻線部は前記広面積部に囲まれていることを特徴とする回路基板。In any one of Claim 1 and Claim 3 thru | or 5,
A circuit board, wherein a secondary winding portion formed on the second internal copper foil layer is surrounded by the wide area portion.
前記渦巻き状の表面銅箔層が双方の前記基板表面に形成される場合には、それぞれの前記渦巻き状の表面銅箔層の終端部から他方の前記渦巻き状の表面銅箔層に延びる前記スルーホールにより互いに直列接続されることを特徴とする回路基板。In any one of Claims 1 thru | or 6,
When the spiral surface copper foil layer is formed on both the substrate surfaces, the through-holes extending from the terminal portions of the respective spiral surface copper foil layers to the other spiral surface copper foil layer A circuit board characterized by being connected in series with each other by holes.
前記渦巻き状の表面銅箔層が双方の前記基板表面に形成される場合には、それぞれの前記渦巻き状の表面銅箔層の終端部から他方の前記渦巻き状の表面銅箔層に延びる前記スルーホールにより互いに並列接続されることを特徴とする回路基板。In any one of Claims 1 thru | or 6,
When the spiral surface copper foil layer is formed on both the substrate surfaces, the through-holes extending from the terminal portions of the respective spiral surface copper foil layers to the other spiral surface copper foil layer A circuit board characterized by being connected in parallel to each other by a hole.
前記回路基板は、前記渦巻き状の表面銅箔層と前記内部銅箔層の前記第1の巻線部と第2の巻線部の両外側で、かつ前記コア穴を通る直線上にコア用の別の穴を備えたことを回路基板。In any one of Claims 1 thru | or 8,
The circuit board is used for a core on a straight line passing through the core hole on both outer sides of the first winding portion and the second winding portion of the spiral surface copper foil layer and the inner copper foil layer. Circuit board with another hole in it.
前記コア穴及び前記コア用の別の穴にコアのそれぞれの磁脚が挿入され固定されていることを特徴とする回路基板。In claim 9,
A circuit board, wherein the magnetic legs of the core are inserted and fixed in the core hole and another hole for the core.
前記スルーホールに跨がって前記回路基板上に形成された前記電極パッドに所定の電子部品を接続し、前記第2の内部銅箔層の前記広面積部は安定電位に接続されることを特徴とする電源。The circuit board according to any one of claims 1 to 10,
A predetermined electronic component is connected to the electrode pad formed on the circuit board across the through hole, and the wide area portion of the second internal copper foil layer is connected to a stable potential. Features a power supply.
前記整流用FETのドレイン電極とソース電極をそれぞれ前記スルーホールを通して前記第1の内部銅箔層における前記第1の個別の内部銅箔領域と前記第2の個別の内部銅箔領域に接続したことを特徴とする電源。In the synchronous rectification type power supply in which the rectifying FET is surface-mounted on the circuit board of claim 5,
The drain electrode and the source electrode of the rectifying FET are connected to the first individual internal copper foil region and the second individual internal copper foil region in the first internal copper foil layer through the through holes, respectively. Power supply characterized by.
前記フリホイーリング用FET又はダイオードを、前記第1の内部銅箔層の第1の個別の内部銅箔領域と前記第2の内部銅箔層の広面積部との間に前記スルーホールを通して接続したことを特徴とする電源。In the synchronous rectification type power supply formed by surface mounting a freewheeling FET or diode on the circuit board of claim 5,
The freewheeling FET or diode is connected through the through hole between a first individual inner copper foil region of the first inner copper foil layer and a large area portion of the second inner copper foil layer. A power supply characterized by
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