JPH09219324A - 線輪部品およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】積層基板上に銅箔のコイルパターンが形成され
たコイルブロックを有する線輪部品における、小型化，
薄型化および信頼性の向上と、製造工程の合理化を図
る。 【解決手段】銅板により形成されたコイルパターン２６
を絶縁性のシート状接着剤１２を介して複数枚積層さ
れ、かつその中心部に中空部１３を有するコイルブロッ
ク２１と、該コイルブロック２１の両面から挟むように
前記中空部とその両側との間に設けられたＥＥ型又はＥ
Ｉ型のコア２３と、前記コイルブロック２１の前記コア
２３に覆われていない端部の一方または両方に、該コイ
ルブロック２１のコイルパターン２６に接続されるよう
にその厚さ方向に設けられた端子部とから構成された線
輪部品。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線基板
に面実装等により搭載するトランス，チョークコイル等
の線輪部品およびその製造方法に関し、特に積層基板上
に銅箔によるコイルパターンが形成されたコイルブロッ
クを有する小型の線輪部品およびその製造方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来からプリント配線基板を用いた電子
回路装置は、小型化・薄型化・低価格化の要求に応えて
広く実用化されている。又、高密度・高機能・高信頼性
化を実現するためにプリント配線基板も多種多様なもの
が開発され、その進歩はめざましいものがある。このプ
リント配線基板としては、例えば紙基材銅張積層板、ガ
ラス基材銅張積層板、アルミ基材銅張積層板、セラミッ
ク基材プリント板などが用いられているが、中でもガラ
ス基材銅張積層板については主にＯＡ機器のデジタル回
路等で多く用いられている。このため、配線を流れる電
流はデジタル信号としての微小電流であり、銅箔の更な
る細線化、高密度化が検討されている。

【０００３】プリント配線基板への搭載部品としても、
半導体部品，抵抗器，コンデンサ等の能動および受動素
子のほか、トランス，チョークコイル，インダクタ等の
線輪部品の小型化，薄型化の要求がある。この線輪部品
の従来の最も一般的な構造のものとしては、図１０に断
面図として示すように樹脂ボビン１に導線が巻回されて
巻線２を構成し、コア３を上下方向から嵌め込むタイプ
のものである。なお、ボビン１には巻線２の引出線が接
続された配線用リード端子４が設けられている。

【０００４】また、最近はガラス基材等に銅箔でコイル
パターンを形成して、これを積層して多層基板としたコ
イルブロックを用いた線輪部品も使用されている。この
コイルブロックは、プリント配線基板と同様に多数個取
りが可能であり生産性が向上すると共に、ボビンレスの
線輪部品が得られることで製造プロセスの合理化が図ら
れる。この線輪部品は、図１１に示すようにフェライト
コア５内にコイルブロック６を挿入し、コイルブロック
６の側縁部に棒状のピン端子７を半田接続したもので、
シートトランスと言われる非常に薄型の線輪部品であ
り、低背タイプの電子回路装置には有効な形状である。
また、前述のピン端子７に替えて、図１２に示すように
コイルブロック６の側端面にメタライズ電極８を設けた
ものもある。

【０００５】この線輪部品の詳細を図１１〜図１４に基
づいて説明する。図１１（ａ）は組立完了状態を示す斜
視図、図１１（ｂ）は組立途中段階（ピン端子７を省略
してある。）の斜視図である。コイルブロック６は、図
１３に断面図として示すように、例えばガラス基材から
なるベース基板９の両面に、図１４に示すような銅箔に
よるコイルパターン１０をエッチング法により形成し、
両面のコイルパターン１０相互間を必要に応じてメッキ
等が施されたスルーホール１１により接続し、このベー
ス基板９を、そのベース基板９と同種の材料からなる絶
縁性のシート状接着剤１２にて複数枚張り合わせ積層圧
着して形成したものである。なお、１６はピン端子７の
嵌入孔である。

【０００６】このコイルブロック６の中心部には中空部
１３が設けられており、ＥＥ型のコア５の中央脚１４を
中空部１３に挿入すると共に、その両側の外側脚１５は
コイルブロック６の外側で相互に合体してコイルブロッ
ク６と一体化されている。コイルブロック６のコア５で
覆われていない両側の側端には、図１１（ａ）および図
１２の斜視図に示すように、ベース基板９に形成されて
いるコイルパターン１０の端子部と、図示していないプ
リント配線基板への接続実装用としての、ピン端子７ま
たはメタライズ電極８が複数個設けられ、線輪部品とし
て構成されている。なお、この従来例ではコア５にＥＥ
型を用いているものを示しているが、当然のことながら
ＥＩ型のコアを用いることもできる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来のガラス基材銅張積層板では比較的大きい電流、
例えば５Ａ以上の下で使用する場合、銅箔の厚さが、例
えば０．１０mm以下の薄いものを使用した場合は、特性
例えば導通損に問題があった。このため大電流の回路に
用いる線輪部品は、同一コイルパターンの複数層の銅箔
をパラレルに使用し、断面積を大きくすることでこの問
題を解決するようにしていたが、銅箔と銅箔との間には
絶縁層を構成するベース基板９または絶縁性のシート状
接着剤１２が必ず挟み込まれるため、コイルブロック６
の厚さが厚くなり、線輪部品自体も背高になるという問
題があった。

【０００８】また、一般的に線輪部品、例えばトランス
によって変換される電力は交流電流であるため、ある周
波数においてはその周波数における表皮効果が考えられ
る。つまり交流電流の表皮効果による導通損を生じさせ
ない範囲での銅箔厚さが必要となる。これらの特性を向
上させ、かつ電子部品としては小型化，薄型化，低価格
化の線輪部品として実現させたい要求がある。本発明
は、特に大電流の下で使用される線輪部品においても、
小型化，薄型化，低価格化が図られ、かつ導通損の問題
をも解決し得る線輪部品およびその製造方法を提供する
ものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による線輪部品
は、銅板により形成されたコイルパターンを絶縁性のシ
ート状接着剤を介して複数枚積層され、かつその中心部
に中空部を有するコイルブロックと、該コイルブロック
の両面から挟むように前記中空部とその両側との間に設
けられたＥＥ型又はＥＩ型のコアと、前記コイルブロッ
クの前記コアに覆われていない端部の一方または両方
に、該コイルブロックのコイルパターンに接続されるよ
うにその厚さ方向に設けられた端子部とから構成された
ものである。

【００１０】本発明による線輪部品の製造方法は、銅板
によりコイルパターンが複数個形成された集合コイルパ
ターンと、該集合コイルパターンと同一種類または異種
類の集合コイルパターンとを絶縁性のシート状接着剤を
介して積層し、一体化して多数個取りのコイルブロック
集合基板を作成し、該コイルブロック集合基板にルータ
ー加工等により、前記各コイルパターンの端子部にピン
端子が接続される端子嵌入孔を配孔し、該端子嵌入孔の
孔内面に金属メッキを施した後、前記コイルブロック集
合基板にルーター加工等により、単位コイルブロック同
士の連結部を残すと共に、前記各コイルパターンの略中
心部にコアの中央脚を挿入する中空部と分割溝とを設
け、該コイルブロック集合基板の金属メッキが施された
端子嵌入孔にピン端子を嵌入し、はんだ付けし、前記単
位コイルブロック同士の連結部を切離して単体のコイル
ブロックとし、該コイルブロックにＥＥ型またはＥＩ型
のコアを装着固定して形成するものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１〜図９に基づき本発明を説明
する。図１は本発明の線輪部品の組立途中段階の斜視図
で、端子嵌入孔２２を有するコイルブロック２１の上下
両面からＥＩ型コア２３ａ，２３ｂにより挟むように装
着固定して線輪部品を構成させるものである。なお、２
４，２５はＥ型コア２３ａの中央脚と外側脚である。こ
の線輪部品のコイルブロック２１の構造は、図２のコイ
ルブロック２１の分解斜視図、および図３のコイルブロ
ック２１の側面図に示すように、銅板により形成された
同一種類または異種類のコイルパターン２６を、絶縁性
のシート状接着剤１２を挟んで複数枚張り合わせ積層圧
着して形成されるものである。図２に示す３枚の銅板に
よるコイルパターン２６はいずれも異なるパターンで形
成されているもので、コイルパターン２６の端子部２７
は、図４に示すようにコイルブロック２１を貫通して設
けられる端子嵌入孔２２を介して、この端子嵌入孔２２
に設けられるピン端子によりプリント配線基板に接続固
定される。

【００１２】端子嵌入孔２２は図４の断面図に示すよう
に、その孔内面２８は銅などによるメッキ２５が施され
ている。また、端子嵌入孔２２のコイルブロック２１の
上下の外側には銅メッキによるランド２９が形成されて
おり、ピン端子等への半田つけ接続を確実にしている。
なお、コイルパターン２６を接続する端子としては、図
１１に示されているように、コイルブロック２１の側端
面にコイルパターン２６の端子部２７を露出させ、この
端子部２７を含みコイルブロック２１の厚さ方向に帯状
のメタライズ電極として設けてもよい。

【００１３】この銅板によるコイルパターン２６の厚さ
は、用途により異なるが、例えば０．３０mm程度の厚さ
のものを用いることにより５Ａ程度の電流容量の交流回
路に適用できる。この場合における絶縁性のシート状接
着剤１２の厚さは、従来例と同様にコイルパターン２６
の相互間の間隔を０．１mm程度に維持させて埋め込む量
に対応する厚さでよく、形成されるコイルパターンによ
って適宜決定される。

【００１４】本発明による線輪部品のコイルブロック２
１は、前述したように銅箔よりも厚い銅板によるコイル
パターン２６としたことにより、従来のベース基板９を
省略することができると共に、絶縁性のシート状接着剤
１２の枚数を少なくすることも可能となる。そのため、
図５に示すように図５（ａ）の従来のコイルパターン１
０を３層パラレルに接続して３巻回数のコイルブロック
６を構成した場合と、図５（ｂ）の本発明によるコイル
パターン２６により、３巻回数のコイルブロック２１を
構成した場合とを比較すると、本発明によるコイルブロ
ック２１の厚さが、従来のコイルブロック６より約３０
％薄くすることが可能になる。また、コイルパターン２
６が形成される銅版は、パターンが形成された状態で、
その片側（一端）を支持したときに撓まない程度の強度
を有するものであることが望ましく、例えば通常の銅版
の場合は０．２mm程度が下限の厚さとなる。従って、電
流容量により銅版の厚さは適宜選択されるものである。
このような厚さの銅板を使用することにより、交流電流
の表皮効果による導通損を生じることなく目的の線輪部
品を得ることが可能となる。

【００１５】次に、コイルブロック２１の製造工程を説
明する。図６（ａ）に示すように、銅板３１をあらかじ
めエッチングまたは金型によるプレス加工等を用い、同
一コイルパターン２６を複数個形成した図６（ｂ）の集
合コイルパターン３２を製作する。この集合コイルパタ
ーン３２は各コイルパターン２６が分離しないように連
結部３３が設けられている。次に、図７（ａ）に示すよ
うに集合コイルパターン３２の同一種類または異種類の
複数のパターンの間に絶縁性のシート状接着剤１２を必
要な量を挟み込み、これを繰り返し所定の枚数を積層
し、位置合わせして加圧プレス加工を施し、一体化して
図７（ｂ）のコイルブロック集合基板３４とする。

【００１６】この一体化に際しては、各集合コイルパタ
ーン３２の相互間を確実にシート状接着剤１２で埋め込
むため、その量や材料等を配慮する。例えばシート状接
着剤１２の樹脂分を多めにし、パターンの段差を埋める
か、或いは予め樹脂成分だけを別の方法で供給しておく
ことが必要となる場合がある。次にコイルブロック集合
基板３４を、図８（ａ）に示してあるようにコイルブロ
ック集合基板３７の端子嵌入孔２２をルーター等で加工
した後、孔内面２８に金属メッキを施し端子嵌入孔２２
とする。次に各コイルブロック２１に分割できるよう
に、コイルパターン２６の連結部３５と一致する箇所に
連結部３５を残した分割溝３６と、Ｅ型コア２３ａの中
央脚２４を挿入する中空部１３をルーター等で加工し
て、分割可能なコイルブロック集合基板３７を製作す
る。

【００１７】次に、その孔内面２８に金属メッキを施し
た端子嵌入孔２２にピン端子７を嵌入して半田つけをし
た後、このコイルブロック集合基板３７を手作業または
治具を用いて分割して、単体のコイルブロック２１と
し、図８（ｂ）に示すように、従来例と同様にＥＩ型の
コア２３を装着固定して線輪部品を得るようにしたもの
である。なお、前述のコイルブロック集合基板３７は、
端子嵌入孔２２にピン端子７を嵌入して半田つけをした
後、単体のコイルブロック２１に分割する例を示した
が、Ｅ型コア２３ａの外側脚２５を挿入できるように、
集合コイルパターン３２のレイアウトと共に、コイルブ
ロック集合基板３７の端子嵌入孔２２の設けられていな
い側縁の分割溝３６を拡げて設けるようレイアウトし、
コイルブロック集合基板３７の状態でＥＩ型コア２３
（またはＥＥ型コア）を組立てるようにしてもよい。こ
のような組立により、更に自動化率を高めることがで
き、作業効率を更に向上させることができる。

【００１８】また、コイルブロック２１の端子部を、金
属メッキが施されたメタライズ電極８として形成する場
合は、前述のコイルブロック集合基板３４を、ルーター
等により図９に示すように加工する。先ず、鎖線で示す
分割線３８，３９で囲まれた単位コイルブロック２１に
切断された際、前記コイルパターン２６の端子部２７が
その側端面に露出するように端子形成穴４０を設ける。
次にこのコイルブロック集合基板３４の端子形成穴４０
に露出したコイルパターンの端子部２７を含んで、その
厚さ方向に金属メッキを施す。なお、この際図示してい
ないプリント配線基板の回路パターンへの半田接続が確
実に行われるように、この部分を含めてＬ字型又はコの
字型のメタライズ電極となるようにメッキすることが望
ましい。次に、各コイルパターン２６の略中心部にコア
２３ａの中央脚２４が挿入される中空部１３（図９に鎖
線で示す）を設ける。次にコイルブロック集合基板３７
をルーター加工等により、前述の分割線３８，３９で示
した分割箇所で切断して、帯状のメタライズ電極８（図
１２に示す）が形成された単体のコイルブロック２１と
する。次に図１２に示すようにメタライズ電極８が側面
に露出するようにＥＩ型のコア２１を装着・固定して線
輪部品とするものである。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、ベース基板に銅箔
をプリントしたコイルパターンに替えて、銅板自体でコ
イルパターンを形成し、この銅板によるコイルパターン
を絶縁性のシート状接着剤を介して積層したコイルブロ
ックとすることにより、特に電流容量の比較的大きい回
路に用いられる線輪部品において、その厚さ方向の寸法
を薄くすることが可能となり、薄型の線輪部品を提供す
ることができるもので、プリント配線基板への搭載部品
の薄型化，小形化の要求に応えることができる。また、
０．２mm以上の銅板をコイル状にパターンニングした配
線を使用して積層したコイルブロックを採用することで
交流電流の表皮効果による導通損を生じない範囲での銅
板厚さとし、薄型のまま比較的大電流（５Ａ以上）下で
使用する時の導通損を減少せしめることができるなどの
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る線輪部品の構造図である。

【図２】本発明の線輪部品のコイルパターンと端子との
関係を示す斜視図である。

【図３】本発明に係るコイルブロックの構成を説明する
側面図である。

【図４】本発明に係るコイルブロックの端子嵌入孔の構
造を説明する側面図である。

【図５】本発明に線輪部品おけるコイルブロックと、従
来の線輪部品おけるコイルブロックの側面図で、両者の
厚さを比較するものである。

【図６】本発明の線輪部品の製造工程の一部を示すもの
で、銅板と集合コイルパターンの平面図である。

【図７】本発明の線輪部品の製造工程の一部を示すもの
で、集合コイルパターンとシート状接着剤との積層状態
とコイルブロック集合基板の斜視図である。

【図８】本発明の線輪部品の製造工程の一部を示すもの
で、加工されたコイルブロック集合基板の平面図と線輪
部品の組立構造斜視図である。

【図９】本発明の線輪部品の製造工程における、コイル
ブロック集合基板の加工状態を説明する平面図である。

【図１０】従来の線輪部品の一例を示す構造図である。

【図１１】従来のコイルブロックを用いた線輪部品の一
例を示す構造図である。

【図１２】従来のコイルブロックを用いた線輪部品の他
の例を示す構造図である。

【図１３】従来のコイルブロックの構造を説明する断面
図である。

【図１４】コイルブロックのコイルパターンの一例を示
す上面図である。

【符号の説明】

１ ボビン ２ 巻線 ３ コア ４ リード端子 ５ ＥＥ型コア ６，２１ コイルブロック ７ ピン端子 ８ メタライズ電極 ９ ベース基板 １０，２６ コイルパターン １１ スルーホール １２ 絶縁性のシート状接着剤 １３ 中空部 １４，２４ 中央脚 １５，２５ 外側脚 １６、２２ 端子嵌入孔 ２３ ＥＩ型コア ２７ 端子部 ２８ 孔内面 ２９ ランド ３１ 銅板 ３２ 集合コイルパターン ３３，３５ 連結部 ３４，３７ コイルブロック集合基板 ３６ 分割溝 ３８，３９ 分割線 ４０ 端子形成穴

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 銅板により形成されたコイルパターンを
   絶縁性のシート状接着剤を介して複数枚積層され、かつ
   その中心部に中空部を有するコイルブロックと、 該コイルブロックの両面から挟むように前記中空部とそ
   の両側との間に設けられたＥＥ型又はＥＩ型のコアと、 前記コイルブロックの前記コアに覆われていない端部の
   一方または両方に、該コイルブロックのコイルパターン
   に接続されるようにその厚さ方向に設けられた端子部と
   から構成された線輪部品。
2. 【請求項２】 前記端子部が前記コイルブロックの側縁
   部に該コイルブロックを貫通するよう設けられたピン端
   子として形成された請求項１記載の線輪部品。
3. 【請求項３】 前記端子部が前記コイルブロックの側端
   面にその厚さ方向に帯状の金属メッキによる電極として
   形成された請求項１記載の線輪部品。
4. 【請求項４】 銅板によりコイルパターンが複数個形成
   された集合コイルパターンと、該集合コイルパターンと
   同一種類または異種類の集合コイルパターンとを絶縁性
   のシート状接着剤を介して積層し、一体化して多数個取
   りのコイルブロック集合基板を作成し、 該コイルブロック集合基板にルーター加工等により、前
   記各コイルパターンの端子部に、ピン端子が接続される
   端子嵌入孔を配孔し、該端子嵌入孔の孔内面に金属メッ
   キを施した後、前記コイルブロック集合基板にルーター
   加工等により、単位コイルブロック同士の連結部を残す
   と共に、前記各コイルパターンの略中心部にコアの中央
   脚を挿入する中空部と分割溝とを設け、 該コイルブロック集合基板の金属メッキが施された端子
   嵌入孔にピン端子を嵌入し、はんだ付けし、 前記単位コイルブロック同士の連結部を切離して単体の
   コイルブロックとし、該コイルブロックにＥＥ型または
   ＥＩ型のコアを装着固定して形成する線輪部品の製造方
   法。
5. 【請求項５】 銅板によりコイルパターンが複数個形成
   された集合コイルパターンと、該集合コイルパターンと
   同一種類または異種類の集合コイルパターンとを絶縁性
   のシート状接着剤を介して積層し、一体化して多数個取
   りのコイルブロック集合基板を作成し、 該コイルブロック集合基板にルーター加工等により、前
   記各コイルパターンの端子部に、ピン端子が接続される
   端子嵌入孔を配孔し、該端子嵌入孔の孔内面に金属メッ
   キを施した後、前記コイルブロック集合基板にルーター
   加工等により、単位コイルブロック同士の連結部を残す
   と共に、前記各コイルパターンの略中心部にコアの中央
   脚を挿入する中空部と、前記コアの外側脚が挿入し得る
   よう幅広の分割溝とを設け、 前記連結部を切離す前に該コイルブロック集合基板の中
   空部および分割溝にＥＥ型又はＥＩ型のコアを装着固定
   した後、前記コイルブロック集合基板の連結部を切離す
   ことにより形成する線輪部品の製造方法。
6. 【請求項６】 銅板によりコイルパターンが複数個形成
   された集合コイルパターンと、該集合コイルパターンと
   同一種類または異種類の集合コイルパターンとを絶縁性
   のシート状接着剤を介して積層し、一体化して多数個取
   りのコイルブロック集合基板を作成し、単位コイルブロ
   ックの前記各コイルパターンの端子部がその側端面に露
   出するように、ルーター加工等により端子形成孔を設
   け、 該端子形成孔の側端面に露出した前記各コイルパターン
   の端子部を含みその厚さ方向に帯状の金属メッキを施し
   メタライズ電極とした後、 該コイルブロック集合基板の各コイルパターンの略中心
   部にルーター加工等により、コアの中央脚を挿入する中
   空部を設け、該コイルブロック集合基板をルーター加工
   等により、単位コイルブロック同士の連結部を切断して
   単体のコイルブロックとし、 該コイルブロックにＥＥ型又はＥＩ型のコアを装着固定
   して形成する線輪部品の製造方法。