JPH04206905A - 積層型トランス - Google Patents
積層型トランスInfo
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F17/00—Fixed inductances of the signal type
- H01F17/0006—Printed inductances
- H01F17/0013—Printed inductances with stacked layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
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Abstract
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Description
・ランスに関する。
ーン層とを交互に積層し、前記導体パターン層間を磁性
体層に設けたスルーホールを介して電気的に接続するこ
とにより1次、2次コイルを備えたトランスを形成して
いた。同様の方法で、複数個のトランスを備えた積層型
トランスも形成されているが、隣接するトランス間の結
合(以下、クロストークと記す)が生じ易かった。この
対策として、隣接する2個のトランス間の距離を大きく
することが考えられるが、外形サイズが大きくなり、し
かもクロストークを完全に抑えることはできなかった。
結合係数を大きくするためには、1次、2次コイル間の
距離を短くする必要があるが、この距離を小さくすると
、1次、2次コイル間の浮遊容量が大きくなるという欠
点があった。
小さく、かつ小型の積層型トランスを提供することにあ
る。さらに、個々のトランスにおいては、1次、2次コ
イル間の結合係数が大きい積層型トランスを提供するこ
とにある。
スは、 (8)1次コイル用導体パターン層と、2次コイル用導
体パターン層と、前記1次、2次コイル用導体パターン
層の間に1次、2次コイル用導体パターンの中央部及び
周辺部を残して積層した非磁性体と、前記1次、2次コ
イル用導体パターン層のそれぞれ外側に積層した磁性体
層とを備えたトランスと、 (b)積み重ねた前記トランスの間に積層した非磁性体
層と、 を備えたことを特徴とする。
を設けたため、各トランスは非磁性体層によって磁気的
に分離され、トランス間のクロストークが非常に小さく
なる。また、各トランスにおいて、1次、2次コイル間
に非磁性体層を積層しているため、1次コイルで発生し
た殆どの磁束は、2次コイルを横切ることなく、1次、
2次コイル用導体パターンの中央部及び周辺部で接続し
ている磁性体層を磁路にして周回する。従って、1次コ
イルと2次コイルの結合係数が大きくなる。
い場合には、本発明に係る積層型トランスは、 (c)1次コイル用導体パターン層と、2次コイル用導
体パターン層と、前記1次、2次コイル用導体パターン
層と交互に積層した磁性体層とを備えたトランスと、 (d)積み重ねた前記トランスの間に積層した非磁性体
層と、 を備えるとよい。非磁性体層をトランス間に積層するだ
けで、トランス間のクロストークは非常に小さくなる。
おいて、1次、2次コイル間の結合係数を大きくしたい
場合には、 (e〉1次コイル用導体パターン層と、(f)2次コイ
ル用導体パターン層と、(g>前記1次、2次コイル用
導体パターン層の間に1次、2次コイル用導体パターン
の中央部及び周辺部を残して積層した非磁性体と、(h
)前記1次、2次コイル用導体パターン層のそれぞれ外
側に積層した磁性体層と、 を備えていることが好ましい。
ルで発生した殆どの磁束は磁性体層を磁路にして周回す
る。従って、1次コイルと2次コイルの結合係数が大き
くなる。
ル用導体パターン層と、(k)前記1次、2次コイル用
導体パターン層の間及び外側に1次、2次コイル用導体
パターンの中央部及び周辺部を残して積層した非磁性体
と、(1)1次、2次コイル用導体パターン層の外側に
積層した前記非磁性体のそれぞれ外側に積層した磁性体
層と、 を備えた積層型トランスは、1次、2次コイル間の結合
係数が大きく、しかも1次、2次コイル用導体パターン
が非磁性体にて完全に覆われるため1次、2次コイル間
の絶縁性が向上する。
を参照して説明する。なお、以下の実施例において、同
一部品及び同一部分に同一符号を付与する。
いて説明する。第1図はトランスの分解斜視図である。
7.8はそれぞれ非磁性体シート9 、10.11.1
2及び非磁性体シート13.14.15に挾まれるよう
に積層きれる。磁性体シート1〜8の材料にはNi −
Zn等の未焼成のフェライトが使用され、非磁性体シー
ト9〜15の材料には未焼成のホウケイ酸鉛やアルミノ
マグネシウムホウケイ酸等が使用される。磁性体シート
1の上面には渦巻き状の2次コイル用導体パターン20
が印刷等の手段にて設けられている。導体パターン20
の一方の端部はシート1の右縁に露出している引出し部
20aとされ、他方の端部はシート1に設けられている
スルーポール28aに接続している。きらに、第2図に
示すように、導体パターン20上には非磁性体膜16が
印刷等の手段によって設げられてい払。
非磁性体塗禁止領域17a、17bを設定しておく。
渦巻き方向が導体パターン20と同じ方向になるように
渦巻き状の1次コイル用導体パターン21が設けられて
いる。導体パターン21の一方の端部にはシート2の右
縁に露出している引出し部21aとされ、他方の端部は
シート2に設けられているスルーホール28bに接続し
ている。きらに、導体パターン21上には前記導体パタ
ーン20と同様に非磁性体膜(図示せず)が印刷等の手
段にて設けられている。
設けたスルーホール28a3磁性体シート3に設けたス
ルーポール28a及び非磁性体シート9に設けたスルー
ホール28aを介して非磁性体シート10の上面に設け
た引出し導体パターン22の一方の端部に電気的に接続
される。導体パターン22の他方の端部はシート10の
左縁に露出している引出し部22aとされている。
設けたスルーホール28b1磁性体シート4に設けたス
ルーホール28b及び非磁性体シート11に設けたスル
ーホール28bを介してシート11の上面に設けた引出
し導体パターン23の一方の端部に電気的に接続される
。導体パターン23の他方の端部はシート11の左縁に
露出している引出し部23aときれている。
− コイルと導体パターン20.22等からなる2次コイル
とで構成されたトランスが積層体の上部分に形成される
ことになる。非磁性体シート12は導体パターン23を
保護するために積層される。
イル用導体パターン24[導体パターン24上には非磁
性体膜(図示せず)が設けられている]の一方の端部が
、積層状態ではシート5,7.14に設けたスルーホー
ル28cを介してシート15の上面に設けた引出し導体
パターン27の一方の端部に電気的に接続される。導体
パターン24の他方の端部はシート5の奥側の縁に露出
している引出し部24aとされ、導体パターン27の他
方の端部はシート15の手前側の縁に露出している引出
し部27aとされている。さらに、シート6の下面に設
けた渦巻き状の2次コイル用導体パターン25[導体パ
ターン25上には非磁性体膜(図示せず)が設けられて
いるコの一方の端部が、積層状態では、シート8.8.
13に設けたスルーホール28dを介してシート13の
上面に設けた引出し導体パターン26の−方の端部に電
気的に接続される。導体パターン25の他方の端部はシ
ート6の奥側の縁に露出している引出し部25aときれ
、導体パターン26の他方の端部はシート130手前側
の縁に露出している引出し部268とされている。こう
して、導体パターン24.27等からなる1次コイルと
導体パターン25゜26等からなる2次コイルとで構成
されたトランスが積層体の下部分に形成されることにな
る。
〜28dの材料には、Ag又はAg −Pdペースト等
が使用される。
て一体積層物とされる6きらに、第3図に示すように、
この一体積屑物の表面に外部電極IA。
Bがそれぞれ引出し部218゜23a、 20a、 2
2a、 24a、 27a、 25a、 26aに電気
的に接続するように設けられ、完成品とされる。
と25との間には、非磁性体膜16を焼成してできた焼
結非磁性体34.35が積層されている。許らに、磁性
体シート1〜8は焼成きれることにより、焼結磁性体3
6.37ときれる。この焼結磁性体36.37は、焼結
非磁性体34.35を間に積層している導体パターン2
0.21.24.25の周囲を覆っている。即ち、焼成
処理により、磁性体シート1及び2が導体パターン20
及び21の中央部及び周辺部で接続され、磁性体シート
5及び6が導体パターン24.25の中央部及び周辺部
で接続されている。一方、非磁性体シート9〜15は焼
結されることにより、焼結非磁性体38.39.40と
される。従って、導体パターン21で発生した磁束φ1
は図に示すように、殆ど焼結磁性体36内部に閉じ込め
られ、しかも、導体パターン20を横切ることなく前記
焼結磁性体36を磁路にして周回する。従って、1次コ
イルと2次コイルの結合係数が大きいトランスが得られ
る。同様に、導体パターン24で発生した磁束φ2は殆
ど焼結磁性体37内部に閉じ込められ、しかも、導体パ
ターン25を横切ることなく前記焼結磁性体37を磁路
にして周回する。このとき、焼結磁性体36゜37は焼
結非磁性体39によって磁気的に分離されているので、
磁束−1と≠2は殆ど鎖交しない。従って、二つのトラ
ンス間にはクロストークは殆ど生じない。
磁性体38.40と共に引出し導体パターン22゜23
、26.27がコイル用導体パターン20.21 、2
4.25と磁気的に結合するのを防止する働きをする。
を示す。
クトランスにおいて二つのトランス間のクロストークの
みを抑えるものである。
24.25上に非磁性体膜の替わりに磁性体膜を印刷等
の手段にて設けたものである。第6図は焼成処理済みの
一体積層物の垂直断面図である。焼結磁性体45.46
が導体パターン20.21.24.25の周囲を覆って
いる。導体パターン21 、24で発生した磁束(≠3
.≠4は、それぞれ導体パターン20.25を横切って
周回しながら焼結磁性体45.46内部に閉じ込められ
る。しかも、焼結非磁性体39によって磁気的に分離さ
れているので、二つのトランス間にはクロストークは殆
ど生じない。
クトランスを構成する上部トランスのみを積層、圧着、
焼成して単連コモンモードチョークトランスとしたもの
である。下側の最外層である焼結非磁性体50は第1実
施例の非磁性体シート9.10からなる。1次コイル用
導体パターン21で発生した磁束−5は、殆ど焼結磁性
体36内部に閉じ込められ、しかも2次コイル用導体パ
ターン20を横切ることはない。従って、インダクタン
スが大きく、かつ、1次コイルと2次コイルの結合係数
が大きい積層型トランスが得られる。
る。第8図に示すように、積層体の上部分に形成される
トランスの1次コイル用導体パターン21は、積層され
た状態では、シー ト2,4゜11に設けた各スルーホ
ール28bを介してシート11上に設けた引出し導体パ
ターン55に電気的に接続される。そして、シート1に
設けた2次コイル用導体パターン20は、シート1,3
.9に設けた各スルーホール28aを介してシート10
に設けた引出し導体パターン56に電気的に接続される
。
に設けた2次コイル用導体パターン57は、積層された
状態では、シート5,7.14に設けた各スルーホール
28cを介してシート15に設けた引出し導体パターン
58に電気的に接続される。そして、シート6に設けた
1次コイル用導体パターン59はシート6.8.13に
設けたスルーホール28dを介してシート13に設けた
引出し導体パターン60に電気的に接続される。なお、
導体パターン20゜21、57.59上には非磁性体膜
(図示せず)が設けられている。
層物とされる。この一体積履物の表面に、第9図に示す
ように、外部電極6A、 6B、 6C,7A、 7B
。
20.56.58゜57の外部引出し部21a、 55
a及び60a、 59a、 20a、 56a及び58
a、 57aに電気的に接続するように設けられ、完成
品とされる。
を示す。このトランスは、第1実施例に示したトランス
の作用、効果と同様の作用、効果を有すると共に、直列
接続により、1次、2次及び相互インダクタンスをそれ
ぞれ2倍にすることができる。さらに、3個以上のトラ
ンスを直列接続すればインダクタンスの値を3倍、4倍
、・・・とアップさせることができる。但し、導体パタ
ーン21と20及び導体パターン59と57は磁気的に
結合していないので、例えば、外部電極6A、6B間と
外部電極7A、7C間で1=2のトランスとはならない
ことに留意する必要がある。
る。第11図に示すように、積層体の上部分に形成され
るトランスの1次コイル用導体パターン20は、積層さ
れた状態では、シート1,3゜9.10に設けた各スル
ーホール28aを介して引出し導体パターン22に電気
的に接続きれる。そして、2次コイル用導体パターン2
1は、積層された状態ではシート2,4.11に設けた
各スルーホール28bを介して引出し導体パターン23
に電気的に接続される。
に設けた2次コイル用導体パターン75は、積層された
状態では、シート5,7に設けた各スルーホール28c
を介してシート14に設けた引出し導体パターン76に
電気的に接続される。そして、シート6に設けた2次コ
イル用導体パターン77は積層された状態では、シー1
−6 、8.13.10に設けたスルーホール288を
介してシート13に設けた前記導体パターン22に電気
的に接続きれる。なお、導体パターン20.21.75
.77上には非磁性体膜(図示せず)が設けられている
。
履物とされる。この一体積履物の表面に、第12図に示
すように、外部電極9A、 9B、 IOA、 IOB
がそれぞれ導体パターン21.75.23.76、20
.77、22の外部引出し部21a及び75a、 23
a及び76a、 20a及び77a、 22aに電気的
に接続するように設けられ、完成品とされる。
を示す。このトランスは、第1実施例に示したトランス
の作用、効果と同様の作用、効果を有すると共に、並列
接続により、1次、2次及び相互インダクタンスをそれ
ぞれ半分にし、電流容量を2倍にすることができる。
バラントランス)の例である。第14図に示すように、
積層体の上部分に形成されるトランスのコイル用導体パ
ターン21は、積層きれた状態ではシート2,4.11
に設けた各スルーポール28日を介して引出し導体パタ
ーン23と共に電気的に接続される。そして、シート1
に設けたコイル用導体パターン80の両端部は、シー)
−1,3,9に設けた各スルーホール28b及び28c
を介してシー1−10に設けた引出し導体パターン81
.82にそれぞれ電気的に接続される。
に設けた2次コイル用導体パターン83の両端部は、積
層された状態では、シート5,7゜14に設けた各スル
ーホール28d及び28eを介してシート15に設けた
引出し導体パターン85.86にそれぞれ電気的に接続
される。そして、シート6に設けたコイル用導体パター
ン84はシート6.8゜13に設けたスルーホール28
fを介してシート13に設けた引出し導体パターン87
に電気的に接続される。なお、導体パターン21.80
.83.84上には非磁性体膜(図示せず)が設けられ
ている。
層物とされる。この一体積層物の表面に、第15図に示
すように、外部電極12A、 13A、 14A。
7.85.86゜21.84の外部引出し部23a、
81a及び87a、 85a、 82a及び86a、
21a及び84aに電気的に接続するように設けられ、
完成品とされる。
を示す。このトランスは、第1実施例に示したトランス
の作用、効果と同様の作用、効果を有すると共に、外部
電極12A、14A間と外部電極15A、16A間で4
:1のインピーダンス変換ができる。また、外部電極1
3A及び16A(又は15A)をアースに接地した場合
、平衡−不平衡回路の結合トランス(バラントランス)
とすることも可能である。
化し、トランスの1次、2次コイル間の絶縁が悪くなる
傾向がある。そこで、第7実施例では1次、2次コイル
用導体パターンが磁性体に接触しない構造のものを説明
する。
クトランスを構成する上部トランスのみ−19〜 を積層、圧着、焼成して単連コモンモードチョークトラ
ンスとしたものである。ただし、第17図及び第18図
に示すように、2次コイル用導体パターン20は、磁性
体シート1の上面に非磁性体膜908を介して設けられ
ている。さらに、この導体パターン20の上にも非磁性
体膜90bが設けられている。同様に、1次コイル用導
体パターン21も磁性体シート2の下面に非磁性体膜を
介して設けられ、さらに導体パターン21上にも非磁性
体膜が設けられている。しかも、シー) 9.10.1
1.12を非磁性体シートから磁性体シートに替えてい
る。
パターン20と21の周囲には非磁性体膜90a、 9
0bを焼成してできた焼結非磁性体94が積層されてい
る。シート1〜12は焼成されることにより焼結磁性体
96ときれる。1次コイル用導体パターン21で発生し
た磁束φ6は、殆ど焼結磁性体96内部に閉じ込められ
、しかも2次コイル用導体パターン20を横切ることは
ないので、1次コイルと2次コイルの結合係数が大きい
積層型トランスが−20〜 得られる。しかも、導体パターン20.21を絶縁性の
優れた非磁性体94にて完全に覆っているので1次、2
次コイル間の絶縁性が向上する。
定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変形す
ることができる。
要はなく、異なる巻き回数の1次及び2次コイルを備え
たトランスであってもよい。
はなく螺旋状コイルであってもよい。この場合、螺旋状
コイルは、コイル用導体パターン層と非磁性体とを交互
に積層しつつ、各コイル用導体パターンが非磁性体を介
して接続するようにして作成きれる。
ト状にしておく必要はなく、磁性体や非磁性体を印刷に
より積み重ねて製造する方法であってもよい。但し、生
産効率は予めシート状にしておいた磁性体や非磁性体を
使用する方が優れている。
ンスにおいて、1次、2次コイル間に非磁性体を積層し
ているため、1次コイルで発生した磁束は2次コイルを
横切ることなく周回し、1次コイルと2次コイルの結合
係数の大きい積層型トランスが得られる。しかも、磁性
体層が閉磁路になっているので、インダクタンスの値が
大きく、漏れ磁束の小さいものが得られる。さらに、非
磁性体の誘電率、コイル用導体パターンの導体幅及び導
体間隔を適した数値にすることによりコイル用導体パタ
ーンの分布定数の値を小さくしたり、コイル用導体パタ
ーン間の耐電圧や絶縁抵抗を高くすることができる。こ
れによって、非常に小型の平衡−不平衡トランスやイン
ダクタンス変換トランスを作製することができる。また
、隣接するトランス間はIPW、性体層で分離されてい
るので、複数のトランス間のクロストークが非常に小さ
いものが得られる。
配置することで、設置面積の小言い小型の積層型トラン
スが得られる。
たい場合には、非磁性体層とトランス間に積層するだけ
でトランス間のクロストークが非常に/J\さい積層型
トランスが得られる。
いて、1次、2次コイル間の係合係数を大きくしたい場
合には、1次、2次コイル間に非磁性体を積層すれば、
1次コイルと2次コイルの結合係数が大きい積層型トラ
ンスが得られる。
完全に覆う場合には、1次コイルと2次コイル間の絶縁
信頼性が優れたものが得られる。
1実施例を示すもので、第1図は積層型トランスの分解
斜視図、第2図は第1図に示した積層型トランスの一部
を構成するコイル用導体パターンが印刷された磁性体シ
ートの平面図、第3図は外観を示す斜視図、第4図は第
3図のx−x’の垂直断面図、第5図は等価電気回路図
である。 第6図及び第7図はそれぞれ本発明に係る積層型トラン
スの第2実施例及び第3実施例を示す垂直断面図である
。第8図、第9図及び第10図はそれぞれ本発明に係る
積層型トランスの第4実施例を示す分解斜視図、斜視図
及び等価電気回路図である。第11図、第12図及び第
13図はそれぞれ本発明に係る積層型トランスの第5実
施例を示す分解斜視図、斜視図及び等価電気回路図であ
る。 第14図、第15図及び第16図はそれぞれ本発明に係
る積層型トランスの第6実施例を示す分解斜視図、斜視
図及び等価電気回路図である。第17図ないし第19図
は本発明に係る積層型トランスの第7実施例を示すもの
で、第17図は積層型トランスの一部を構成するコイル
用導体パターンが印刷された磁性体シートの平面図、第
18図は第17図のx−x’の垂直断面図、第19図は
積層型トランスの垂直断面図である。 1.2,5.6・・・磁性体シート、9,10.13・
・・非磁性体シート、16・・・非磁性体膜、20.2
5・・・2次コイル用導体パターン、21.24・・・
1次コイル用導体パターン、34.35・・・焼結非磁
性体、36.37・・・焼結磁性体、39・・・非磁性
体層、57.77・・・2次コイル用導体パターン、5
9.75・・・1次コイル用導体パターン、80.83
.84・・・コイル用導体パターン、90a。 90b・・・非磁性体膜、94・・・焼結非磁性体、9
6・・・焼結磁性体。 特許出願人 株式会社村田製作所 代理人弁理士 森 下 武 −
Claims (4)
- (1)1次コイル用導体パターン層と、2次コイル用導
体パターン層と、前記1次、2次コイル用導体パターン
層の間に1次、2次コイル用導体パターンの中央部及び
周辺部を残して積層した非磁性体と、前記1次、2次コ
イル用導体パターン層のそれぞれ外側に積層した磁性体
層とを備えたトランスと、 積み重ねた前記トランスの間に積層した非磁性体層と、 を備えたことを特徴とする積層型トランス。 - (2)1次コイル用導体パターン層と、2次コイル用導
体パターン層と、前記1次、2次コイル用導体パターン
層と交互に積層した磁性体層とを備えたトランスと、 積み重ねた前記トランスの間に積層した非磁性体層と、 を備えたことを特徴とする積層型トランス。 - (3)1次コイル用導体パターン層と、 2次コイル用導体パターン層と、 前記1次、2次コイル用導体パターン層の間に1次、2
次コイル用導体パターンの中央部及び周辺部を残して積
層した非磁性体と、 前記1次、2次コイル用導体パターン層のそれぞれ外側
に積層した磁性体層と、 を備えたことを特徴とする積層型トランス。 - (4)1次コイル用導体パターン層と、 2次コイル用導体パターン層と、 前記1次、2次コイル用導体パターン層の間及び外側に
1次、2次コイル用導体パターンの中央部及び周辺部を
残して積層した非磁性体と、1次、2次コイル用導体パ
ターン層の外側に積層した前記非磁性体のそれぞれ外側
に積層した磁性体層と、 を備えたことを特徴とする積層型トランス。
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