專利名稱：Dc/dc轉(zhuǎn)換器用片狀變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用形成于印制電路板的導(dǎo)電箔(銅箔)作為線圈的DC/DC轉(zhuǎn)換器用 的片狀變壓器。
背景技術(shù)：
在構(gòu)成DC/DC轉(zhuǎn)換器的變壓器中，由于包含芯的外形較薄、容易構(gòu)成高效率的DC/ DC轉(zhuǎn)換器等原因，使用片狀變壓器的單元較多。片狀變壓器例如在專利文獻(xiàn)1、2、3等中有 所披露。專利文獻(xiàn)1披露的變壓器是在多層基板形成線圈、并利用芯夾著的變壓器。專利 文獻(xiàn)2披露的變壓器是使用在裝載電子元器件的基板形成的線圈、和在重疊的基板形成的 線圈來構(gòu)成的變壓器。專利文獻(xiàn)3披露的變壓器是使用將芯進(jìn)行組合的部件，將分為2個 部分的芯進(jìn)行組合并固定，同時形成線圈，相對于基板來固定芯。專利文獻(xiàn)1 日本專利特開平06-215962號公報專利文獻(xiàn)2 日本專利特開平08-236365號公報專利文獻(xiàn)3 日本專利特開2003-324016號公報
發(fā)明內(nèi)容
但是，在上述專利文獻(xiàn)的任一個文獻(xiàn)中，都沒有提及線圈與芯的位置關(guān)系，沒有考 慮到變壓器的特性。特別是在專利文獻(xiàn)3中，為了得到良好的特性，相對于基板在特定的位 置固定芯是一個問題，且該位置不限于芯相對于基板是良好的位置。本發(fā)明是鑒于這樣的技術(shù)狀況而完成的，其目的在于，確定片狀變壓器的線圈與 芯的位置關(guān)系、間隙(gap)等，可以充分有效利用片狀變壓器的特性。第一發(fā)明所涉及的片狀變壓器包括線圈，在裝載有電子元器件的電子元器件用 基板形成為平面狀；第一芯，具有在平板部包含貫穿上述線圈的腿部的多個腿部；以及板 狀的第二芯，配置在上述第一芯的腿部的前端，在將上述第一芯與上述第二芯組合的芯的 一部分形成有間隙，相對于上述線圈固定保持上述第一芯及第二芯，使得上述第一芯的內(nèi) 側(cè)平面部與上述平面狀的線圈抵接，上述間隙的位置與上述線圈的位置不位于同一面。第二發(fā)明所涉及的片狀變壓器包括線圈，在電子元器件用基板形成為平面狀； 第一芯，在平板部具有多個腿部，且在該腿部中中央的貫穿上述線圈的腿部具有間隙形成 部；以及板狀的第二芯，配置在上述第一芯的腿部的前端，將上述第一芯與上述第二芯組合 成一體，在上述中央的腿部與上述第二芯之間形成間隙，并且包括將上述第一芯和第二芯 相對于上述線圈進(jìn)行固定的固定部件而成，上述固定部件包括夾持部，具有從上述第二芯 側(cè)夾住上述第一芯的外側(cè)腿部的爪部；第一彈簧部，按壓上述第二芯的與上述第一芯的外 側(cè)腿部對置的位置；第二彈簧部，從上述第二芯側(cè)向上述電子元器件用基板延伸，使上述第 一芯的上述腿部的內(nèi)側(cè)平面部與上述線圈抵接；以及定位部，將上述第二芯相對于上述第 一芯固定在任意的位置。
另外，在第一發(fā)明及第二發(fā)明中，可以使得將上述第一芯及第二芯進(jìn)行組裝的形 成有線圈的基板采用另外的部件。即，設(shè)有與裝載電子元器件的電子元器件用基板不同的 線圈用基板，在該線圈用基板形成平面狀的線圈，相對于該線圈來組裝第一芯及第二芯。第三發(fā)明所涉及的片狀變壓器包括第一芯和第二芯，該第一芯在平板具有中央腿 部和形成于該中央腿部的外側(cè)的外側(cè)腿部，使上述中央腿部貫穿在基板形成為平面狀的線 圈；該第二芯為平板狀，且具有使上述第一芯的中央腿部貫穿的貫穿孔，配置在上述第一芯 的外側(cè)腿部的內(nèi)側(cè)，且在外周部具有與上述第一芯的外側(cè)腿部的內(nèi)側(cè)面對置的面，將兩個 芯的各自的內(nèi)側(cè)平面與形成于上述基板的線圈的兩面分別抵接，進(jìn)行固定。第四發(fā)明所涉及的片狀變壓器對形成為平面狀的線圈、具有平板和貫穿上述線圈 的腿部的第一芯、以及配置在該第一芯的腿部側(cè)的板狀的第二芯，使用混合有磁性粉末的 樹脂，將兩個芯的內(nèi)側(cè)平面與線圈抵接，使平面狀線圈和芯成為一體，進(jìn)行固定保持。根據(jù)第一發(fā)明所涉及的片狀變壓器，由于使形成于基板的線圈與芯抵接并進(jìn)行固 定，因此可以得到高效率的、穩(wěn)定的變壓器的特性。根據(jù)第二發(fā)明所涉及的片狀變壓器，通過用廉價的固定部件進(jìn)行簡單組裝，可以 得到高效率的、穩(wěn)定的變壓器特性。根據(jù)第三發(fā)明所涉及的片狀變壓器，可以使線圈產(chǎn)生的磁能量易于傳遞至芯，使 芯中儲存的磁能量易于傳遞至線圈，減少能量的泄漏。根據(jù)第四發(fā)明所涉及的片狀變壓器，可以形成比第一及第三發(fā)明的固定單元更接 近線圈的芯，可以提高變壓器的特性。另外，可以容易成形，更為廉價。
圖1是實(shí)施方式1所涉及的片狀變壓器的主視圖。圖2是圖1的側(cè)視圖。圖3是實(shí)施方式1的固定部件的立體圖。圖4是圖3所示的固定部件的中央部分的剖視圖。圖5表示實(shí)施方式1的固定部件，(A)是主視圖，⑶是仰視圖，(C)是側(cè)視圖。圖6是其他例所涉及的固定部件的立體圖。圖7進(jìn)一步表示圖6所示的固定部件，(A)是主視圖，(B)是仰視圖，(C)是側(cè)視圖。圖8是實(shí)施方式2所涉及的片狀變壓器的簡要主視圖。圖9是圖8所示的片狀變壓器的簡要分解立體圖。圖10是表示線圈與電極的連接例的簡要主視圖。圖11是表示線圈與電極的不同連接例的簡要主視圖。圖12是實(shí)施方式3所涉及的片狀變壓器的剖視圖。圖13是圖12所示的片狀變壓器的分解立體圖。圖14是圖12所示的片狀變壓器的俯視圖。圖15是實(shí)施方式4所涉及的片狀變壓器的剖視圖。圖16是圖15所示的片狀變壓器的變形例的剖視圖。圖17是表示以往的平面狀線圈的俯視圖。
圖18是實(shí)施方式5所涉及的線圈的俯視圖。
具體實(shí)施例方式下面，為了更詳細(xì)地說明本發(fā)明，根據(jù)附圖對用于實(shí)施本發(fā)明的方式進(jìn)行說明。實(shí)施方式1.實(shí)施方式1是第一發(fā)明及第二發(fā)明的實(shí)施方式。圖1是實(shí)施方式1所涉及的DC/DC轉(zhuǎn)換器用片狀變壓器的簡要主視圖，圖2是其 側(cè)視圖，圖3是固定部件的立體圖，圖4是固定部件的中央剖視圖，圖5 (A)、(B)、(C)是固定 部件的主視圖、仰視圖、側(cè)視圖。片狀變壓器1將該電子設(shè)備的電子元器件用基板即電路基板2作為構(gòu)成要素的一 部分而構(gòu)成。電路基板2是層疊形成有多個布線用導(dǎo)體的層疊基板，在該電路基板2裝載 有構(gòu)成電路的電子元器件，并且形成有線圈。線圈包括在基板的正反兩面利用導(dǎo)電箔(銅 箔)形成的1次線圈、以及在內(nèi)層利用導(dǎo)電箔(銅箔)形成的2次線圈。在電路基板2貫 穿形成有芯中央腿部插通孔3a及其兩側(cè)的芯外側(cè)腿部插通孔3b、3c，上述線圈形成為以芯 中央腿部插通孔3a的中心作為軸的近似同心狀。在圖1中，示出電路基板2的正反的1次 線圈4、5。芯由E形芯6與I形芯7構(gòu)成。E形芯6是截面形狀為E形的芯，包括平板部8、 豎直設(shè)置在該平板部8的中央部的中央腿部9a、以及豎直設(shè)置在平板部9的兩端的外側(cè)腿 部9b、9c。中央腿部9a的高度略低于外側(cè)腿部9b、9c。I形芯7是其截面形狀為I形的平 板狀的芯。E形芯6、I形芯7例如都是將鐵氧體等磁性材料粉末燒結(jié)成形而制作的。從電路基板2的一側(cè)(在圖1、2所示的狀態(tài)下從上側(cè))，E形芯6的中央腿部9a 通過電路基板2的芯中央腿部插通孔3a，外側(cè)腿部9b、9c通過芯外側(cè)腿部插通孔3b、3c，從 電路基板2的另一側(cè)(在圖1、2所示的狀態(tài)下從下側(cè))配置I形芯7，使其表面7a與E形 芯6的外側(cè)腿部9b、9c的端面9d、9e抵接。在E形芯6的中央腿部9a的端面9f與I形芯 7的表面7a之間形成有間隙G。在回掃變壓器中，利用該間隙G來調(diào)整電感量。在該狀態(tài) 下，E形芯6、I形芯7利用從電路基板2的下方側(cè)組裝的固定部件11進(jìn)行固定，并且相對 于電路基板2進(jìn)行固定?；趫D3、圖4、圖5，說明固定部件11。從板狀的基板部12的兩端豎立形成有夾 持部13a、13b。夾持部13a、13b的上端部向內(nèi)側(cè)彎折，成為爪部14a、14b?；宀?2的兩 側(cè)部向上方彎折為山形，形成作為第一彈簧部的基板按壓彈簧部15a、15b。將基板按壓彈 簧部15a與15b的間隔設(shè)定為略大于E形芯6的寬度?；宀?2的中央部的左右兩端部 被切下且向上方彎折，形成作為第二彈簧部的腿部按壓彈簧部16a、16b。固定部件11由不 銹鋼等金屬板或樹脂等具有彈性的材料形成，基板按壓彈簧部15a、15b及腿部按壓彈簧部 16a、16b發(fā)揮彈簧彈性的作用。在電路基板2組裝有E形芯6和I形芯7的狀態(tài)下，從電路基板2的下側(cè)，使固定 部件11的夾持部13a、13b通過電路基板2的芯外側(cè)腿部插通孔3b、3c與插入其中的E形 芯6的外側(cè)腿部9b、9c的間隙，將夾持部13a、13b的上部的爪部14a、14b卡合在E形芯6 的平板部8的外側(cè)平面部8a。固定部件11的基板按壓彈簧部15a、15b以彈力與電路基板 2的背面抵接。即，利用夾持部13a、13b和基板按壓彈簧部15a、15b，將E形芯6相對于電路基板2進(jìn)行按壓來加以固定。據(jù)此，E形芯6的平板部8的各腿部9a、9b、9c間的內(nèi)側(cè)平 面部8b，與電路基板2的表面的1次線圈4緊貼。另外，基板按壓彈簧部15a、15b的內(nèi)側(cè)邊緣部15c、15d位于E形芯6和I形芯7的 兩個側(cè)面，限制I形芯7相對于E形芯6的位置。S卩，在本實(shí)施方式1中，基板按壓彈簧部 15a、15b的內(nèi)側(cè)邊緣部15c、15d成為位置限制部。再有，腿部按壓彈簧部16a、16b將I形芯 7的端部向E形芯6的外側(cè)腿部9b、9c的端面9d、9e進(jìn)行按壓，使兩者緊貼。另一方面，維 持E形芯6的中央腿部9a的端面9f與I形芯7的表面7a之間的間隙G。S卩，在本實(shí)施方 式1中，中央腿部9a的端面9f成為間隙形成部。圖6、圖7示出其他例所涉及的固定部件21。圖6是固定部件21的立體圖，圖7 (A) 是主視圖，(B)是仰視圖，(C)是側(cè)視圖。從板狀的基板部22的兩端豎立形成有夾持部23a、23b。夾持部23a、23b的上端部 向內(nèi)側(cè)彎折，成為爪部24a、24b?；宀?2的兩側(cè)部的左右兩端部向上方彎折，形成作為第 一彈簧部的基板按壓彈簧部25a、25b。將基板按壓彈簧部25a與25b的間隔(基板按壓彈 簧部25a、25b的邊緣間)設(shè)定為略大于E形芯6的寬度?；宀?2的中央部的左右兩端 部被切下且向上方彎折，形成作為第二彈簧部的腿部按壓彈簧部26a、26b。固定部件21由 不銹鋼等金屬或樹脂等具有彈性的材料形成，基板按壓彈簧部25a、25b及腿部按壓彈簧部 26a、26b發(fā)揮彈簧彈性的作用。使用該固定部件21時的E形芯6、1形芯7的固定步驟與固定部件11時相同。但 是，在該固定部件21中，基板按壓彈簧部25a、25b與電路基板2的背面抵接，將E形芯6與 電路基板2固定。另外，即使是在中央具有間隙的EE型的芯(第一芯及第二芯都是E形芯的組合)， 也可以使芯的內(nèi)側(cè)平面部與平面狀線圈即一次線圈抵接，若平面狀線圈的間隙的位置不重 疊，則雖然可以得到一定程度良好的特性，但由于與抵接于平面狀線圈的芯的內(nèi)側(cè)平面部 對置的面與平面狀線圈的空間變寬，磁通容易泄漏，因此優(yōu)選的是如本實(shí)施方式1那樣，使 用間隙靠近芯的一側(cè)的EI型的芯。根據(jù)本實(shí)施方式1所涉及的片狀變壓器1，通過利用固定部件11，使形成于電路基 板2的1次線圈4與E形芯6抵接加以固定，可以得到高效率的、穩(wěn)定的變壓器的特性。另 外，由于僅通過組裝固定部件11就可以將E形芯6和I形芯7相對于電路基板2進(jìn)行固定， 因此可以降低成本，組裝的操作也變得簡單。由于固定部件11的腿部按壓彈簧部16a、16b 將I形芯7的端部向E形芯6的外側(cè)腿部9b、9c的端面9d、9e按壓，使兩者緊貼，但不按壓 I形芯7的中央部，因此可以用準(zhǔn)確的尺寸確?；貟咦儔浩魉璧拈g隙G。另外，由于不按 壓I形芯7的中央部，因此在I形芯7的中央部也不會產(chǎn)生應(yīng)力而導(dǎo)致?lián)p壞。另外，使用固 定部件21的情況下也能取得同樣的效果。實(shí)施方式2.本實(shí)施方式2是在第一發(fā)明及第二發(fā)明中，設(shè)有與裝載電子元器件的基板不同的 變壓器形成(平面線圈形成)用的基板，在此組裝芯。圖8是本實(shí)施方式2的簡要主視圖， 圖9是其簡要分解立體圖。在該片狀變壓器31中，在裝載電子元器件的基板即電子元器件用基板32上設(shè)有 線圈用基板33。在該線圈用基板33形成線圈。芯34是E形芯35和與其組合的I形芯36。E形芯35與實(shí)施方式1的E形芯6相同，包括平板部37、豎直設(shè)置在該平板部37的中央部 的中央腿部38a、以及豎直設(shè)置在平板部37的兩端的外側(cè)腿部38b、38c。在電子元器件用 基板32，貫穿形成有用于使E形芯35的中央腿部38a通過的中央腿部插通孔39a、以及用 于使E形芯35的外側(cè)腿部38b、38c通過的外側(cè)腿部插通孔39b、39c。在線圈用基板33，以 與電子元器件用基板32的腿部插通孔39a、39b、39c相同的配置，貫穿形成有線圈用基板側(cè) 中央腿部插通孔40a、線圈用基板側(cè)外側(cè)腿部插通孔40b、40c。線圈用基板33是層疊形成有多個線圈用導(dǎo)線的層疊基板，在其正反兩面形成有1 次線圈，在內(nèi)層形成有2次線圈。1次線圈及2次線圈在線圈用基板33中，形成為以芯中央 腿部插通孔40a的中心作為軸的近似同心狀。在圖9中，示出形成于線圈用基板33的表面 的1次線圈41。在該片狀變壓器31中，關(guān)于E形芯35與I形芯36的結(jié)合、及其向線圈用基板33 的固定，是利用與圖3 圖5所示的固定部件、或者圖6、圖7所示的固定部件同樣構(gòu)造的固 定部件來進(jìn)行。但是，固定部件的夾持部分延長了相當(dāng)于線圈用基板33的厚度的量。該片狀變壓器31的組裝與實(shí)施方式1所涉及的片狀變壓器相同。將E形芯35的 中央腿部38a、外側(cè)腿部38b、38c，通過線圈用基板33的線圈用基板側(cè)中央腿部插通孔40a、 線圈用基板側(cè)外側(cè)腿部插通孔40b、40c、及電子元器件用基板32的腿部插通孔39a、39b、 39c，并配置I形芯36，使得與E形芯35的外側(cè)腿部38b、38c的端面抵接。之后，從I形芯 36 一側(cè)使固定部件的夾持部通過電子元器件用基板32的外側(cè)腿部插通孔39b、39c及線圈 用基板33的線圈用基板側(cè)外側(cè)腿部插通孔40b、40c，使夾持部分前端的爪部與E形芯35的 外表面卡合。即，片狀變壓器31是由芯34貫穿2個基板32、33而構(gòu)成。在組裝的狀態(tài)下， 在E形芯36的中央腿部38a與I形芯36的表面之間，形成回掃變壓器所需的間隙。如圖8所示，在線圈用基板33形成有與線圈連接的焊接用的端子42，該端子42與 電子元器件用基板32—側(cè)的電極(未圖示)進(jìn)行焊接。在圖8中，焊接部分如標(biāo)記43所
7J\ ο作為將與線圈用基板33的線圈連接的端子與電子元器件用基板32側(cè)的電極進(jìn)行 連接的方法，如圖10所示，也可以設(shè)有貫穿線圈側(cè)的電極孔和電子元器件用基板32—側(cè)的 電極孔的棒狀的端子44，將該端子44進(jìn)行焊接。再有，作為將線圈用基板33的線圈與電子元器件用基板32—側(cè)的電極進(jìn)行連接 的方法，如圖11所示，也可以考慮將與形成于線圈用基板33的線圈連接的電極孔、和形成 于電子元器件用基板32的電極孔，通過壓入貫穿兩者的壓入配合端子45來進(jìn)行連接。另外，在本實(shí)施方式2所涉及的片狀變壓器31中，由于將用于形成片狀變壓器31 的線圈用基板33作為不同于電子元器件用基板32的零部件，因此可以使線圈用基板33中 的導(dǎo)電箔厚于電子元器件用基板32中的導(dǎo)電箔。例如，電子元器件用基板32的導(dǎo)電箔為 35 μ m左右，與之不同的是，使線圈用基板33的導(dǎo)電箔為70 μ m左右。通過使形成線圈的導(dǎo) 電箔變厚，可以使截面積增大，降低線圈的電阻值。若導(dǎo)電箔變厚，則成本必然會升高，但由 于形成線圈的線圈用基板33與裝載電子元器件的電子元器件用基板32相比較小，因此對 成本的影響較小。因而，可以比較廉價地構(gòu)成特性較好的片狀變壓器。根據(jù)本實(shí)施方式2所涉及的片狀變壓器31，不僅能取得與實(shí)施方式1所涉及的片 狀變壓器1相同的效果，還能取得以下的效果。
為了形成作為變壓器的線圈，優(yōu)選的是使用4層以上的多層基板，但裝載電子元 器件的基板容易使用廉價的正反2層的基板。如本實(shí)施方式2所涉及的片狀變壓器31所 示，若使構(gòu)成片狀變壓器31的線圈用基板33、與裝載電子元器件的電子元器件用基板32分 別形成，則可以使得線圈用基板33中的較窄(較小)的線圈部分為多層，較寬(較大)的 電子元器件用基板32為2層，可以實(shí)現(xiàn)廉價、一體化的片狀變壓器，可以廉價地制作DC/DC 轉(zhuǎn)換器，而且可以小型化。在本實(shí)施方式2中，如圖8、圖10所示，若利用焊料將線圈用基板33的線圈與電子 元器件用基板32的電極連接，則可以不經(jīng)由特殊的工序而利用回流焊料進(jìn)行組裝，簡化組 裝工序。另外，如圖11所示，若對于線圈用基板33的線圈與電子元器件用基板32的電極 的連接是使用壓入配合端子45，則可以不經(jīng)由焊接工序而進(jìn)行片狀變壓器的組裝，可以簡 化工序，還提高生產(chǎn)率。實(shí)施方式3.本實(shí)施方式3是第三發(fā)明所涉及的片狀變壓器的實(shí)施方式。圖12是實(shí)施方式3所涉及的片狀變壓器的簡要剖視圖，圖13是其分解立體圖，圖 14是俯視圖。該片狀變壓器51的芯包括作為第一芯的外側(cè)芯52、和作為第二芯的內(nèi)側(cè)芯53。外 側(cè)芯52是在圓板上的平板部54的中心部設(shè)有中央腿部55a、在平板部54的邊緣設(shè)有圓弧 狀的外側(cè)腿部55b、55c而形成，其截面形狀成為E形。另外，外側(cè)腿部55b與55c之間成為 在基板形成的線圈的進(jìn)出口。內(nèi)側(cè)芯53成為近似圓板狀，在其中心部開有貫穿孔56。在電子元器件用基板57形成有用于使中央腿部55a貫穿的圓形的中央腿部貫穿 孔58a、用于使外側(cè)腿部55b、55c貫穿的圓弧狀的外側(cè)腿部貫穿孔58b、58c。在電子元器件 用基板57形成有以中央腿部貫穿孔58a作為中心的平面狀的線圈。線圈例如在電子元器 件用基板57的正反面形成有1次線圈59、60，在電子元器件用基板57的內(nèi)層形成有多層2 次線圈(未圖示)。外側(cè)芯52從電子元器件用基板57的表面?zhèn)?，將其中央腿?5a通過電子元器件 用基板57的中央腿部貫穿孔58a，將外側(cè)腿部55b、55c通過電子元器件用基板57的外側(cè)腿 部貫穿孔58b、58c，從而與電子元器件用基板57進(jìn)行組裝。內(nèi)側(cè)芯53從電子元器件用基 板57的下側(cè)，使其貫穿孔56通過外側(cè)芯52的中央腿部55a，配置在外側(cè)芯52的外側(cè)腿部 55b,55c的內(nèi)側(cè)。外側(cè)芯52的中央腿部55a與外側(cè)腿部55b、55c之間的內(nèi)側(cè)平面部54a與 電子元器件用基板57的表面的1次線圈59緊貼。內(nèi)側(cè)芯53與電子元器件用基板57的背 面的1次線圈60緊貼。在內(nèi)側(cè)芯53的外周面53a與外側(cè)芯52的外側(cè)腿部55b、55c的內(nèi) 側(cè)面55d、55e之間形成圓周方向的間隙G1。電子元器件用基板57的1次線圈59、60與電 子元器件用基板57 —側(cè)的電極的連接，是通過外側(cè)芯52的外側(cè)腿部55b與55c之間進(jìn)行。內(nèi)側(cè)芯53可以是圓形，也可以為非圓形、例如橢圓形。若內(nèi)側(cè)芯53為橢圓形，則 通過旋轉(zhuǎn)內(nèi)側(cè)芯53，可以改變內(nèi)側(cè)芯53的外周面53a與外側(cè)芯53的外側(cè)腿部55b、55c的 內(nèi)側(cè)面55d、55e的間隙，可以調(diào)整特性。根據(jù)本實(shí)施方式3所涉及的片狀變壓器51，由于外側(cè)芯52及內(nèi)側(cè)芯53與電子元 器件用基板57的正反兩側(cè)的1次線圈59、60緊貼，因此特性提高。S卩，由1次線圈所產(chǎn)生 的磁能量易于傳遞至芯52、53，在芯52、53中所儲存的磁能量易于傳遞至2次線圈，可以減少能量的泄漏。另外，在內(nèi)側(cè)芯53為非圓形時，通過使內(nèi)側(cè)芯53旋轉(zhuǎn)，可以改變間隙Gl的 長度，可以將作為變壓器的電感量調(diào)整為所需的值，可以構(gòu)成特性偏差較小的變壓器。實(shí)施方式4.實(shí)施方式4是第三發(fā)明所涉及的片狀變壓器的實(shí)施方式。圖15示出實(shí)施方式4 所涉及的片狀變壓器71的截面。在基板72形成芯的中央腿部貫穿的中央腿部貫穿孔73a、和芯的外側(cè)腿部貫穿的 外側(cè)腿部貫穿孔73b、73c。在基板72形成有以中央腿部貫穿孔73a作為中心的平面狀的線 圈(導(dǎo)電箔)。在圖15中，示出形成于基板72的正反兩面的線圈74、75。在基板72的中 央腿部貫穿孔73a，貫穿有構(gòu)成第一芯的一部分的中央腿部的圓柱狀的鐵氧體芯76。通過 夾著基板72流入混合有磁性粉末的樹脂，則利用嵌入成形形成構(gòu)成第一芯及第二芯的磁 性粉末混合樹脂芯77。磁性粉末混合樹脂芯77的與基板72對面的部分相當(dāng)于上述芯的 平板部，與平板部成為一體且從平板部的邊緣延伸并貫穿外側(cè)腿部貫穿孔73b、73c的部分 77a、77b相當(dāng)于外側(cè)腿部。磁性粉末混合樹脂芯77例如形成為從平面觀察是圓形。從相當(dāng) 于外側(cè)腿部的部分77a與77b之間，線圈74、75與基板72 —側(cè)的電極進(jìn)行連接。另外，在 與形成于基板72的線圈74、75對面的磁性粉末混合樹脂芯77的面是內(nèi)側(cè)平面77c、77d，這 些內(nèi)側(cè)平面與線圈74、75緊貼。若微觀觀察，則由于磁性粉末混合樹脂芯77內(nèi)的磁性粉末被混合的樹脂割開，因 此可以將其分別視作為較小的間隙，可以得到相當(dāng)于磁性體(鐵氧體)芯的間隙的特性。可以將相當(dāng)于第一芯及第二芯的所有部分由磁性粉末混合樹脂來進(jìn)行成形，但由 于磁性粉末混合樹脂的磁導(dǎo)率較低，因此截面積無法增大的中央腿部部分為固體的磁性材 料的鐵氧體制的鐵氧體芯76。即，磁性粉末混合樹脂的磁導(dǎo)率較低(磁阻較大)，為了僅 使用磁性粉末混合樹脂而得到良好的變壓器特性，平板部及腿部的截面積都需要增大。但 是，截面積的擴(kuò)大在外側(cè)腿部或平板部比較容易，但擴(kuò)大磁通集中的中央腿部的截面積，會 導(dǎo)致線圈的大型化及電阻隨之增大所引起的特性劣化，若僅在中央腿部部分使用鐵氧體芯 76，則能以較小的截面積減少磁阻，能以較小的線圈得到良好的變壓器特性。在圖15所示的實(shí)施方式4中，鐵氧體芯76與磁性粉末混合樹脂芯77以直線圓筒 面成為一體，但也可以如圖16所示，在鐵氧體芯78的外表面與磁性粉末混合樹脂芯79的 內(nèi)表面，分別設(shè)有螺紋狀的凹凸部80、81，并使其嵌合，使鐵氧體芯78可以相對于磁性粉末 混合樹脂芯79沿軸向移動，卡緊在任意的深度。即，鐵氧體芯78為螺栓狀，磁性粉末混合 樹脂芯79的內(nèi)表面為螺母狀。通過旋轉(zhuǎn)相當(dāng)于中央腿部的鐵氧體芯78以使其進(jìn)退，可以將鐵氧體芯78與磁性 粉末混合樹脂芯79的對置面積改變?yōu)槿我獾拇笮 Ａ硗?，也可以容易固定于調(diào)整后的位 置。因此，可以容易調(diào)整成為得到變壓器的特性的關(guān)鍵點(diǎn)的電感量(以調(diào)整上述間隙為目 的)，可以穩(wěn)定保持調(diào)整后的特性。根據(jù)實(shí)施方式4所涉及的片狀變壓器，由于磁性粉末混合樹脂芯77、79的部分 77a、77b和79a、79b與基板72上的線圈緊貼，因此可以形成進(jìn)一步接近線圈的芯，可以提高 變壓器的特性。另外，磁性粉末混合樹脂芯的成形比較容易，可以廉價得到變壓器。再有， 在中央腿部為鐵氧體芯76、78時，可以減小中央芯的截面積，可以將變壓器小型化。如圖16 所示，在可以將鐵氧體芯78相對于磁性粉末混合樹脂芯79移動時，可以將由于與樹脂混合
11的磁性材料(磁性粉末)的特性或混合量(濃度)而產(chǎn)生的電感的偏差，對每個變壓器分 別進(jìn)行校正(調(diào)整)。實(shí)施方式5.實(shí)施方式5涉及形成于基板上的線圈，可以適用于上述所有的實(shí)施方式。圖17示 出以往的螺旋狀的線圈，圖18示出本實(shí)施方式5所涉及的螺旋狀的線圈。如圖17所示，由于流過寬度較寬的平面狀的線圈91a、91b的電流以大致成為電阻 較小的最短距離流動，因此在該最短距離部分電流會集中，該部分的電流密度提高。在圖17 中，i是電流，在電流分布中，i輸入(iin)表示流過線圈91a、91b的內(nèi)側(cè)的電流值，i輸出 (iout)表示流過外側(cè)的電流值。因此，實(shí)際上有電流流過的導(dǎo)體要細(xì)于外觀上的導(dǎo)體，磁 通沿著實(shí)質(zhì)上較細(xì)的電流路徑集中地產(chǎn)生。因此，還考慮到由于在導(dǎo)體的周邊部沒有電流 流過，不會作為線圈起作用，反之，在較細(xì)的電流路徑中產(chǎn)生并傳遞至芯的磁通會從芯漏出 (磁能量泄漏)，作為變壓器的特性會劣化。因此，如圖18所示，將用導(dǎo)電箔形成的平面狀的線圈(螺旋狀導(dǎo)電箔)92、93分割 為多個，作為分割線圈(分割螺旋狀導(dǎo)電箔)92a、92b、93a、93b。各個分割線圈92a、92b、 93a、93b由貫穿基板的導(dǎo)體分別串聯(lián)連接，分別形成1條線圈，通過將該串聯(lián)連接的多個線 圈并聯(lián)卷繞，構(gòu)成作為一套線圈。另外，在將形成于各層的配置在多個位置的、分割為多個 的分割線圈進(jìn)行串聯(lián)連接時，該多個并聯(lián)連接的各個線圈與在每個層位置不同的分割線圈 進(jìn)行選擇性連接，形成作為1條線圈。另外，將線圈細(xì)分化的數(shù)量不限于2條，根據(jù)線圈寬 度，分割為2條以上也是有效的。通過采用本實(shí)施方式5所涉及的線圈，由于將線圈細(xì)分化，在各路徑流過相同電 流，因此可以防止電流集中在特定的較細(xì)的路徑，產(chǎn)生相對于芯大致均勻的磁場，磁能量易 于傳遞至芯，從線圈產(chǎn)生的、傳遞至芯的磁通的泄漏成分減小，提高作為變壓器的特性。工業(yè)上的實(shí)用性本發(fā)明所涉及的DC/DC轉(zhuǎn)換器用片狀變壓器具有的效果是由于使形成于基板的 線圈與芯抵接而固定，因此可以得到高效率的、穩(wěn)定的變壓器的特性。因此，適用于將形成 于印制電路板的導(dǎo)電箔(銅箔)作為線圈使用的DC/DC轉(zhuǎn)換器用的片狀變壓器等。
權(quán)利要求
1.一種片狀變壓器，包括線圈，在裝載有電子元器件的電子元器件用基板形成為平面狀； 第一芯，具有在平板部包含貫穿所述線圈的腿部的多個腿部；以及 板狀的第二芯，配置在所述第一芯的腿部的前端，在將所述第一芯與所述第二芯組合的芯的一部分形成有間隙，其特征在于， 相對于所述線圈固定保持所述第一芯及第二芯，使得所述第一芯的內(nèi)側(cè)平面部與所述 平面狀的線圈抵接，所述間隙的位置與所述線圈的位置不位于同一面。
2.一種片狀變壓器，包括線圈，在電子元器件用基板形成為平面狀；第一芯，在平板部具有多個腿部，且在該腿部中中央的貫穿所述線圈的腿部具有間隙 形成部；以及板狀的第二芯，配置在所述第一芯的腿部的前端，將所述第一芯與所述第二芯組合成一體，在所述中央的腿部與所述第二芯之間形成間 隙，并且包括將所述第一芯和第二芯相對于所述線圈進(jìn)行固定的固定部件，其特征在于， 所述固定部件包括夾持部，具有從所述第二芯側(cè)夾住所述第一芯的外側(cè)腿部的爪部； 第一彈簧部，按壓所述第二芯的與所述第一芯的外側(cè)腿部對置的位置； 第二彈簧部，從所述第二芯側(cè)向所述電子元器件用基板延伸，使所述第一芯的所述腿 部的內(nèi)側(cè)平面部與所述線圈抵接；以及定位部，將所述第二芯相對于所述第一芯固定在任意的位置。
3.如權(quán)利要求1所述的片狀變壓器，其特征在于，在與所述電子元器件用基板另外設(shè)置的線圈用基板形成所述線圈，在所述電子元器件 用基板及線圈用基板將所述第一芯及第二芯進(jìn)行組合。
4.如權(quán)利要求2所述的片狀變壓器，其特征在于，在與所述電子元器件用基板另外設(shè)置的線圈用基板形成所述線圈，在所述電子元器件 用基板及線圈用基板將所述第一芯及第二芯進(jìn)行組合。
5.如權(quán)利要求3所述的片狀變壓器，其特征在于，在所述線圈用基板的端部包括與所述線圈連接的焊接用的端子，通過將該端子與所述 電子元器件用基板所包括的電極進(jìn)行焊接，將所述端子和所述電極連接。
6.如權(quán)利要求4所述的片狀變壓器，其特征在于，在所述線圈用基板的端部包括與所述線圈連接的焊接用的端子，通過將該端子與所述 電子元器件用基板所包括的電極進(jìn)行焊接，將所述端子和所述電極連接。
7.如權(quán)利要求3所述的片狀變壓器，其特征在于，包括棒狀的端子，貫穿與所述線圈用基板具有的所述線圈連接的電極孔、和所述電子 元器件用基板具有的電極孔，通過焊接所述棒狀的端子，將所述兩個基板的電極連接。
8.如權(quán)利要求4所述的片狀變壓器，其特征在于，包括棒狀的端子，貫穿與所述線圈用基板具有的所述線圈連接的電極孔、和所述電子 元器件用基板具有的電極孔，通過焊接所述棒狀的端子，將所述兩個基板的電極連接。
9.如權(quán)利要求3所述的片狀變壓器，其特征在于，利用壓入配合端子，將所述兩個基板的電極連接，所述壓入配合端子貫穿與所述線圈 用基板的所述線圈連接的電極孔、和所述電子元器件用基板的電極孔。
10.如權(quán)利要求4所述的片狀變壓器，其特征在于，利用壓入配合端子，將所述兩個基板的電極連接，所述壓入配合端子貫穿與所述線圈 用基板的所述線圈連接的電極孔、和所述電子元器件用基板的電極孔。
11.如權(quán)利要求3所述的片狀變壓器，其特征在于，使所述線圈用基板的形成所述線圈的導(dǎo)電箔厚于所述電子元器件用基板的導(dǎo)電箔。
12.如權(quán)利要求4所述的片狀變壓器，其特征在于，使所述線圈用基板的形成所述線圈的導(dǎo)電箔厚于所述電子元器件用基板的導(dǎo)電箔。
13.一種片狀變壓器，其特征在于， 包括第一芯和第二芯，所述第一芯在平板具有中央腿部和形成于該中央腿部的外側(cè)的外側(cè)腿部，使所述中央 腿部貫穿在基板形成為平面狀的線圈，所述第二芯為平板狀，且具有使所述第一芯的中央腿部貫穿的貫穿孔，配置在所述第 一芯的外側(cè)腿部的內(nèi)側(cè)，且在外周部具有與所述第一芯的外側(cè)腿部的內(nèi)側(cè)面對置的面， 將兩個芯的各自的內(nèi)側(cè)平面與形成于所述基板的線圈的兩面分別抵接，進(jìn)行固定。
14.如權(quán)利要求13所述的片狀變壓器，其特征在于， 所述第二芯的外周部為非圓形。
15.一種片狀變壓器，其特征在于，對形成為平面狀的線圈、具有平板和貫穿所述線圈的腿部的第一芯、以及配置在該第 一芯的腿部側(cè)的板狀的第二芯，使用混合有磁性粉末的樹脂，將兩個芯的內(nèi)側(cè)平面與線圈 抵接，使平面狀線圈和芯成為一體，進(jìn)行固定保持。
16.如權(quán)利要求15所述的片狀變壓器，其特征在于，使用形成為一體的芯，所述形成為一體的芯在貫穿基板的中央腿部使用固體的磁性材 料，在夾著所述基板的平面部及外側(cè)的腿部利用混合有磁性粉末的樹脂。
17.如權(quán)利要求16所述的片狀變壓器，其特征在于，在由固體的磁性材料所形成的貫穿所述基板的中央腿部的芯的外表面、以及混合有 磁性粉末的周圍的芯的中央腿部插入孔內(nèi)表面，設(shè)有將中央腿部的芯卡緊在任意位置的凹凸。
18.如權(quán)利要求1所述的片狀變壓器，將形成于所述基板的多層螺旋狀導(dǎo)電箔利用貫 穿所述基板的導(dǎo)體串聯(lián)連接，作為線圈，其特征在于，所述各層的螺旋狀導(dǎo)電箔被分割為多個分割螺旋狀導(dǎo)電箔部， 各個分割螺旋狀導(dǎo)電箔部由貫穿所述基板的導(dǎo)體串聯(lián)連接，分別形成1條線圈， 通過將串聯(lián)連接所述分割螺旋狀導(dǎo)電箔部的多個線圈進(jìn)行并聯(lián)連接，成為一套線圈， 在將形成于各層的配置在多個位置的、分割為多個的分割導(dǎo)電箔部進(jìn)行串聯(lián)連接時， 所述并聯(lián)連接的各個線圈與在每層位置不同的分割導(dǎo)電箔部進(jìn)行選擇性連接，作為1條線 圈。
19.如權(quán)利要求2所述的片狀變壓器，將形成于所述基板的多層螺旋狀導(dǎo)電箔利用貫 穿所述基板的導(dǎo)體串聯(lián)連接，作為線圈，其特征在于，所述各層的螺旋狀導(dǎo)電箔被分割為多個分割螺旋狀導(dǎo)電箔部， 各個分割螺旋狀導(dǎo)電箔部由貫穿所述基板的導(dǎo)體串聯(lián)連接，分別形成1條線圈， 通過將串聯(lián)連接所述分割螺旋狀導(dǎo)電箔部的多個線圈進(jìn)行并聯(lián)連接，成為一套線圈， 在將形成于各層的配置在多個位置的、分割為多個的分割導(dǎo)電箔部進(jìn)行串聯(lián)連接時， 所述并聯(lián)連接的各個線圈與在每層位置不同的分割導(dǎo)電箔部進(jìn)行選擇性連接，作為1條線 圈。
20.如權(quán)利要求13所述的片狀變壓器，將形成于所述基板的多層螺旋狀導(dǎo)電箔利用貫 穿所述基板的導(dǎo)體串聯(lián)連接，作為線圈，其特征在于，所述各層的螺旋狀導(dǎo)電箔被分割為多個分割螺旋狀導(dǎo)電箔部， 各個分割螺旋狀導(dǎo)電箔部由貫穿所述基板的導(dǎo)體串聯(lián)連接，分別形成1條線圈， 通過將串聯(lián)連接所述分割螺旋狀導(dǎo)電箔部的多個線圈進(jìn)行并聯(lián)連接，成為一套線圈， 在將形成于各層的配置在多個位置的、分割為多個的分割導(dǎo)電箔部進(jìn)行串聯(lián)連接時， 所述并聯(lián)連接的各個線圈與在每層位置不同的分割導(dǎo)電箔部進(jìn)行選擇性連接，作為1條線 圈。
21.如權(quán)利要求15所述的片狀變壓器，將形成于所述基板的多層螺旋狀導(dǎo)電箔利用貫 穿所述基板的導(dǎo)體串聯(lián)連接，作為線圈，其特征在于，所述各層的螺旋狀導(dǎo)電箔被分割為多個分割螺旋狀導(dǎo)電箔部， 各個分割螺旋狀導(dǎo)電箔部由貫穿所述基板的導(dǎo)體串聯(lián)連接，分別形成1條線圈， 通過將串聯(lián)連接所述分割螺旋狀導(dǎo)電箔部的多個線圈進(jìn)行并聯(lián)連接，成為一套線圈， 在將形成于各層的配置在多個位置的、分割為多個的分割導(dǎo)電箔部進(jìn)行串聯(lián)連接時， 所述并聯(lián)連接的各個線圈與在每層位置不同的分割導(dǎo)電箔部進(jìn)行選擇性連接，作為1條線 圈。
全文摘要
片狀變壓器包括第一芯(6)，具有貫穿電路基板(2)的線圈的腿部(9a)、(9b)、(9c)，且在中央腿部(9a)具有間隙形成部(9f)；板狀的第二芯(7)，配置在所述第一芯(6)的前端，將所述第一芯(6)與所述第二芯(7)組合成一體，在所述中央的腿部(9a)與所述第二芯(7)之間形成氣隙G，并且包括將所述第一芯(6)和第二芯(7)相對于所述線圈進(jìn)行固定的固定部件(11)，所述固定部件(11)包括夾持部(13a)、(13b)，具有從所述第二芯(7)夾住所述第一芯(6)的外側(cè)腿部的爪部(14a)、(14b)；第一彈簧部(15a)、(15b)，按壓所述第二芯的與所述第一芯的外側(cè)腿部(9b)、(9c)對置的位置；以及第二彈簧部(16a)、(16b)，從所述第二芯側(cè)向所述電路基板延伸，使所述第一芯的所述腿部的內(nèi)側(cè)平面部與所述線圈抵接。
文檔編號H01F27/24GK102099878SQ20098012893
公開日2011年6月15日 申請日期2009年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月5日
發(fā)明者南史浩, 大塚保紀(jì), 大澤孝 申請人:三菱電機(jī)株式會社