Dc/dc转换器用片状变压器的制作方法

专利名称：Dc/dc转换器用片状变压器的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用形成于印制电路板的导电箔(铜箔)作为线圈的DC/DC转换器用 的片状变压器。
背景技术：
在构成DC/DC转换器的变压器中，由于包含芯的外形较薄、容易构成高效率的DC/ DC转换器等原因，使用片状变压器的单元较多。片状变压器例如在专利文献1、2、3等中有 所披露。专利文献1披露的变压器是在多层基板形成线圈、并利用芯夹着的变压器。专利 文献2披露的变压器是使用在装载电子元器件的基板形成的线圈、和在重叠的基板形成的 线圈来构成的变压器。专利文献3披露的变压器是使用将芯进行组合的部件，将分为2个 部分的芯进行组合并固定，同时形成线圈，相对于基板来固定芯。专利文献1 日本专利特开平06-215962号公报专利文献2 日本专利特开平08-236365号公报专利文献3 日本专利特开2003-324016号公报

发明内容
但是，在上述专利文献的任一个文献中，都没有提及线圈与芯的位置关系，没有考 虑到变压器的特性。特别是在专利文献3中，为了得到良好的特性，相对于基板在特定的位 置固定芯是一个问题，且该位置不限于芯相对于基板是良好的位置。本发明是鉴于这样的技术状况而完成的，其目的在于，确定片状变压器的线圈与 芯的位置关系、间隙(gap)等，可以充分有效利用片状变压器的特性。第一发明所涉及的片状变压器包括线圈，在装载有电子元器件的电子元器件用 基板形成为平面状；第一芯，具有在平板部包含贯穿上述线圈的腿部的多个腿部；以及板 状的第二芯，配置在上述第一芯的腿部的前端，在将上述第一芯与上述第二芯组合的芯的 一部分形成有间隙，相对于上述线圈固定保持上述第一芯及第二芯，使得上述第一芯的内 侧平面部与上述平面状的线圈抵接，上述间隙的位置与上述线圈的位置不位于同一面。第二发明所涉及的片状变压器包括线圈，在电子元器件用基板形成为平面状； 第一芯，在平板部具有多个腿部，且在该腿部中中央的贯穿上述线圈的腿部具有间隙形成 部；以及板状的第二芯，配置在上述第一芯的腿部的前端，将上述第一芯与上述第二芯组合 成一体，在上述中央的腿部与上述第二芯之间形成间隙，并且包括将上述第一芯和第二芯 相对于上述线圈进行固定的固定部件而成，上述固定部件包括夹持部，具有从上述第二芯 侧夹住上述第一芯的外侧腿部的爪部；第一弹簧部，按压上述第二芯的与上述第一芯的外 侧腿部对置的位置；第二弹簧部，从上述第二芯侧向上述电子元器件用基板延伸，使上述第 一芯的上述腿部的内侧平面部与上述线圈抵接；以及定位部，将上述第二芯相对于上述第 一芯固定在任意的位置。
另外，在第一发明及第二发明中，可以使得将上述第一芯及第二芯进行组装的形 成有线圈的基板采用另外的部件。即，设有与装载电子元器件的电子元器件用基板不同的 线圈用基板，在该线圈用基板形成平面状的线圈，相对于该线圈来组装第一芯及第二芯。第三发明所涉及的片状变压器包括第一芯和第二芯，该第一芯在平板具有中央腿 部和形成于该中央腿部的外侧的外侧腿部，使上述中央腿部贯穿在基板形成为平面状的线 圈；该第二芯为平板状，且具有使上述第一芯的中央腿部贯穿的贯穿孔，配置在上述第一芯 的外侧腿部的内侧，且在外周部具有与上述第一芯的外侧腿部的内侧面对置的面，将两个 芯的各自的内侧平面与形成于上述基板的线圈的两面分别抵接，进行固定。第四发明所涉及的片状变压器对形成为平面状的线圈、具有平板和贯穿上述线圈 的腿部的第一芯、以及配置在该第一芯的腿部侧的板状的第二芯，使用混合有磁性粉末的 树脂，将两个芯的内侧平面与线圈抵接，使平面状线圈和芯成为一体，进行固定保持。根据第一发明所涉及的片状变压器，由于使形成于基板的线圈与芯抵接并进行固 定，因此可以得到高效率的、稳定的变压器的特性。根据第二发明所涉及的片状变压器，通过用廉价的固定部件进行简单组装，可以 得到高效率的、稳定的变压器特性。根据第三发明所涉及的片状变压器，可以使线圈产生的磁能量易于传递至芯，使 芯中储存的磁能量易于传递至线圈，减少能量的泄漏。根据第四发明所涉及的片状变压器，可以形成比第一及第三发明的固定单元更接 近线圈的芯，可以提高变压器的特性。另外，可以容易成形，更为廉价。


图1是实施方式1所涉及的片状变压器的主视图。图2是图1的侧视图。图3是实施方式1的固定部件的立体图。图4是图3所示的固定部件的中央部分的剖视图。图5表示实施方式1的固定部件，(A)是主视图，⑶是仰视图，(C)是侧视图。图6是其他例所涉及的固定部件的立体图。图7进一步表示图6所示的固定部件，(A)是主视图，(B)是仰视图，(C)是侧视图。图8是实施方式2所涉及的片状变压器的简要主视图。图9是图8所示的片状变压器的简要分解立体图。图10是表示线圈与电极的连接例的简要主视图。图11是表示线圈与电极的不同连接例的简要主视图。图12是实施方式3所涉及的片状变压器的剖视图。图13是图12所示的片状变压器的分解立体图。图14是图12所示的片状变压器的俯视图。图15是实施方式4所涉及的片状变压器的剖视图。图16是图15所示的片状变压器的变形例的剖视图。图17是表示以往的平面状线圈的俯视图。
图18是实施方式5所涉及的线圈的俯视图。
具体实施例方式下面，为了更详细地说明本发明，根据附图对用于实施本发明的方式进行说明。实施方式1.实施方式1是第一发明及第二发明的实施方式。图1是实施方式1所涉及的DC/DC转换器用片状变压器的简要主视图，图2是其 侧视图，图3是固定部件的立体图，图4是固定部件的中央剖视图，图5 (A)、(B)、(C)是固定 部件的主视图、仰视图、侧视图。片状变压器1将该电子设备的电子元器件用基板即电路基板2作为构成要素的一 部分而构成。电路基板2是层叠形成有多个布线用导体的层叠基板，在该电路基板2装载 有构成电路的电子元器件，并且形成有线圈。线圈包括在基板的正反两面利用导电箔(铜 箔)形成的1次线圈、以及在内层利用导电箔(铜箔)形成的2次线圈。在电路基板2贯 穿形成有芯中央腿部插通孔3a及其两侧的芯外侧腿部插通孔3b、3c，上述线圈形成为以芯 中央腿部插通孔3a的中心作为轴的近似同心状。在图1中，示出电路基板2的正反的1次 线圈4、5。芯由E形芯6与I形芯7构成。E形芯6是截面形状为E形的芯，包括平板部8、 竖直设置在该平板部8的中央部的中央腿部9a、以及竖直设置在平板部9的两端的外侧腿 部9b、9c。中央腿部9a的高度略低于外侧腿部9b、9c。I形芯7是其截面形状为I形的平 板状的芯。E形芯6、I形芯7例如都是将铁氧体等磁性材料粉末烧结成形而制作的。从电路基板2的一侧(在图1、2所示的状态下从上侧)，E形芯6的中央腿部9a 通过电路基板2的芯中央腿部插通孔3a，外侧腿部9b、9c通过芯外侧腿部插通孔3b、3c，从 电路基板2的另一侧(在图1、2所示的状态下从下侧)配置I形芯7，使其表面7a与E形 芯6的外侧腿部9b、9c的端面9d、9e抵接。在E形芯6的中央腿部9a的端面9f与I形芯 7的表面7a之间形成有间隙G。在回扫变压器中，利用该间隙G来调整电感量。在该状态 下，E形芯6、I形芯7利用从电路基板2的下方侧组装的固定部件11进行固定，并且相对 于电路基板2进行固定。基于图3、图4、图5，说明固定部件11。从板状的基板部12的两端竖立形成有夹 持部13a、13b。夹持部13a、13b的上端部向内侧弯折，成为爪部14a、14b。基板部12的两 侧部向上方弯折为山形，形成作为第一弹簧部的基板按压弹簧部15a、15b。将基板按压弹 簧部15a与15b的间隔设定为略大于E形芯6的宽度。基板部12的中央部的左右两端部 被切下且向上方弯折，形成作为第二弹簧部的腿部按压弹簧部16a、16b。固定部件11由不 锈钢等金属板或树脂等具有弹性的材料形成，基板按压弹簧部15a、15b及腿部按压弹簧部 16a、16b发挥弹簧弹性的作用。在电路基板2组装有E形芯6和I形芯7的状态下，从电路基板2的下侧，使固定 部件11的夹持部13a、13b通过电路基板2的芯外侧腿部插通孔3b、3c与插入其中的E形 芯6的外侧腿部9b、9c的间隙，将夹持部13a、13b的上部的爪部14a、14b卡合在E形芯6 的平板部8的外侧平面部8a。固定部件11的基板按压弹簧部15a、15b以弹力与电路基板 2的背面抵接。即，利用夹持部13a、13b和基板按压弹簧部15a、15b，将E形芯6相对于电路基板2进行按压来加以固定。据此，E形芯6的平板部8的各腿部9a、9b、9c间的内侧平 面部8b，与电路基板2的表面的1次线圈4紧贴。另外，基板按压弹簧部15a、15b的内侧边缘部15c、15d位于E形芯6和I形芯7的 两个侧面，限制I形芯7相对于E形芯6的位置。S卩，在本实施方式1中，基板按压弹簧部 15a、15b的内侧边缘部15c、15d成为位置限制部。再有，腿部按压弹簧部16a、16b将I形芯 7的端部向E形芯6的外侧腿部9b、9c的端面9d、9e进行按压，使两者紧贴。另一方面，维 持E形芯6的中央腿部9a的端面9f与I形芯7的表面7a之间的间隙G。S卩，在本实施方 式1中，中央腿部9a的端面9f成为间隙形成部。图6、图7示出其他例所涉及的固定部件21。图6是固定部件21的立体图，图7 (A) 是主视图，(B)是仰视图，(C)是侧视图。从板状的基板部22的两端竖立形成有夹持部23a、23b。夹持部23a、23b的上端部 向内侧弯折，成为爪部24a、24b。基板部22的两侧部的左右两端部向上方弯折，形成作为第 一弹簧部的基板按压弹簧部25a、25b。将基板按压弹簧部25a与25b的间隔(基板按压弹 簧部25a、25b的边缘间)设定为略大于E形芯6的宽度。基板部22的中央部的左右两端 部被切下且向上方弯折，形成作为第二弹簧部的腿部按压弹簧部26a、26b。固定部件21由 不锈钢等金属或树脂等具有弹性的材料形成，基板按压弹簧部25a、25b及腿部按压弹簧部 26a、26b发挥弹簧弹性的作用。使用该固定部件21时的E形芯6、1形芯7的固定步骤与固定部件11时相同。但 是，在该固定部件21中，基板按压弹簧部25a、25b与电路基板2的背面抵接，将E形芯6与 电路基板2固定。另外，即使是在中央具有间隙的EE型的芯(第一芯及第二芯都是E形芯的组合)， 也可以使芯的内侧平面部与平面状线圈即一次线圈抵接，若平面状线圈的间隙的位置不重 叠，则虽然可以得到一定程度良好的特性，但由于与抵接于平面状线圈的芯的内侧平面部 对置的面与平面状线圈的空间变宽，磁通容易泄漏，因此优选的是如本实施方式1那样，使 用间隙靠近芯的一侧的EI型的芯。根据本实施方式1所涉及的片状变压器1，通过利用固定部件11，使形成于电路基 板2的1次线圈4与E形芯6抵接加以固定，可以得到高效率的、稳定的变压器的特性。另 外，由于仅通过组装固定部件11就可以将E形芯6和I形芯7相对于电路基板2进行固定， 因此可以降低成本，组装的操作也变得简单。由于固定部件11的腿部按压弹簧部16a、16b 将I形芯7的端部向E形芯6的外侧腿部9b、9c的端面9d、9e按压，使两者紧贴，但不按压 I形芯7的中央部，因此可以用准确的尺寸确保回扫变压器所需的间隙G。另外，由于不按 压I形芯7的中央部，因此在I形芯7的中央部也不会产生应力而导致损坏。另外，使用固 定部件21的情况下也能取得同样的效果。实施方式2.本实施方式2是在第一发明及第二发明中，设有与装载电子元器件的基板不同的 变压器形成(平面线圈形成)用的基板，在此组装芯。图8是本实施方式2的简要主视图， 图9是其简要分解立体图。在该片状变压器31中，在装载电子元器件的基板即电子元器件用基板32上设有 线圈用基板33。在该线圈用基板33形成线圈。芯34是E形芯35和与其组合的I形芯36。E形芯35与实施方式1的E形芯6相同，包括平板部37、竖直设置在该平板部37的中央部 的中央腿部38a、以及竖直设置在平板部37的两端的外侧腿部38b、38c。在电子元器件用 基板32，贯穿形成有用于使E形芯35的中央腿部38a通过的中央腿部插通孔39a、以及用 于使E形芯35的外侧腿部38b、38c通过的外侧腿部插通孔39b、39c。在线圈用基板33，以 与电子元器件用基板32的腿部插通孔39a、39b、39c相同的配置，贯穿形成有线圈用基板侧 中央腿部插通孔40a、线圈用基板侧外侧腿部插通孔40b、40c。线圈用基板33是层叠形成有多个线圈用导线的层叠基板，在其正反两面形成有1 次线圈，在内层形成有2次线圈。1次线圈及2次线圈在线圈用基板33中，形成为以芯中央 腿部插通孔40a的中心作为轴的近似同心状。在图9中，示出形成于线圈用基板33的表面 的1次线圈41。在该片状变压器31中，关于E形芯35与I形芯36的结合、及其向线圈用基板33 的固定，是利用与图3 图5所示的固定部件、或者图6、图7所示的固定部件同样构造的固 定部件来进行。但是，固定部件的夹持部分延长了相当于线圈用基板33的厚度的量。该片状变压器31的组装与实施方式1所涉及的片状变压器相同。将E形芯35的 中央腿部38a、外侧腿部38b、38c，通过线圈用基板33的线圈用基板侧中央腿部插通孔40a、 线圈用基板侧外侧腿部插通孔40b、40c、及电子元器件用基板32的腿部插通孔39a、39b、 39c，并配置I形芯36，使得与E形芯35的外侧腿部38b、38c的端面抵接。之后，从I形芯 36 一侧使固定部件的夹持部通过电子元器件用基板32的外侧腿部插通孔39b、39c及线圈 用基板33的线圈用基板侧外侧腿部插通孔40b、40c，使夹持部分前端的爪部与E形芯35的 外表面卡合。即，片状变压器31是由芯34贯穿2个基板32、33而构成。在组装的状态下， 在E形芯36的中央腿部38a与I形芯36的表面之间，形成回扫变压器所需的间隙。如图8所示，在线圈用基板33形成有与线圈连接的焊接用的端子42，该端子42与 电子元器件用基板32—侧的电极(未图示)进行焊接。在图8中，焊接部分如标记43所
7J\ ο作为将与线圈用基板33的线圈连接的端子与电子元器件用基板32侧的电极进行 连接的方法，如图10所示，也可以设有贯穿线圈侧的电极孔和电子元器件用基板32—侧的 电极孔的棒状的端子44，将该端子44进行焊接。再有，作为将线圈用基板33的线圈与电子元器件用基板32—侧的电极进行连接 的方法，如图11所示，也可以考虑将与形成于线圈用基板33的线圈连接的电极孔、和形成 于电子元器件用基板32的电极孔，通过压入贯穿两者的压入配合端子45来进行连接。另外，在本实施方式2所涉及的片状变压器31中，由于将用于形成片状变压器31 的线圈用基板33作为不同于电子元器件用基板32的零部件，因此可以使线圈用基板33中 的导电箔厚于电子元器件用基板32中的导电箔。例如，电子元器件用基板32的导电箔为 35 μ m左右，与之不同的是，使线圈用基板33的导电箔为70 μ m左右。通过使形成线圈的导 电箔变厚，可以使截面积增大，降低线圈的电阻值。若导电箔变厚，则成本必然会升高，但由 于形成线圈的线圈用基板33与装载电子元器件的电子元器件用基板32相比较小，因此对 成本的影响较小。因而，可以比较廉价地构成特性较好的片状变压器。根据本实施方式2所涉及的片状变压器31，不仅能取得与实施方式1所涉及的片 状变压器1相同的效果，还能取得以下的效果。
为了形成作为变压器的线圈，优选的是使用4层以上的多层基板，但装载电子元 器件的基板容易使用廉价的正反2层的基板。如本实施方式2所涉及的片状变压器31所 示，若使构成片状变压器31的线圈用基板33、与装载电子元器件的电子元器件用基板32分 别形成，则可以使得线圈用基板33中的较窄(较小)的线圈部分为多层，较宽(较大)的 电子元器件用基板32为2层，可以实现廉价、一体化的片状变压器，可以廉价地制作DC/DC 转换器，而且可以小型化。在本实施方式2中，如图8、图10所示，若利用焊料将线圈用基板33的线圈与电子 元器件用基板32的电极连接，则可以不经由特殊的工序而利用回流焊料进行组装，简化组 装工序。另外，如图11所示，若对于线圈用基板33的线圈与电子元器件用基板32的电极 的连接是使用压入配合端子45，则可以不经由焊接工序而进行片状变压器的组装，可以简 化工序，还提高生产率。实施方式3.本实施方式3是第三发明所涉及的片状变压器的实施方式。图12是实施方式3所涉及的片状变压器的简要剖视图，图13是其分解立体图，图 14是俯视图。该片状变压器51的芯包括作为第一芯的外侧芯52、和作为第二芯的内侧芯53。外 侧芯52是在圆板上的平板部54的中心部设有中央腿部55a、在平板部54的边缘设有圆弧 状的外侧腿部55b、55c而形成，其截面形状成为E形。另外，外侧腿部55b与55c之间成为 在基板形成的线圈的进出口。内侧芯53成为近似圆板状，在其中心部开有贯穿孔56。在电子元器件用基板57形成有用于使中央腿部55a贯穿的圆形的中央腿部贯穿 孔58a、用于使外侧腿部55b、55c贯穿的圆弧状的外侧腿部贯穿孔58b、58c。在电子元器件 用基板57形成有以中央腿部贯穿孔58a作为中心的平面状的线圈。线圈例如在电子元器 件用基板57的正反面形成有1次线圈59、60，在电子元器件用基板57的内层形成有多层2 次线圈(未图示)。外侧芯52从电子元器件用基板57的表面侧，将其中央腿部55a通过电子元器件 用基板57的中央腿部贯穿孔58a，将外侧腿部55b、55c通过电子元器件用基板57的外侧腿 部贯穿孔58b、58c，从而与电子元器件用基板57进行组装。内侧芯53从电子元器件用基 板57的下侧，使其贯穿孔56通过外侧芯52的中央腿部55a，配置在外侧芯52的外侧腿部 55b,55c的内侧。外侧芯52的中央腿部55a与外侧腿部55b、55c之间的内侧平面部54a与 电子元器件用基板57的表面的1次线圈59紧贴。内侧芯53与电子元器件用基板57的背 面的1次线圈60紧贴。在内侧芯53的外周面53a与外侧芯52的外侧腿部55b、55c的内 侧面55d、55e之间形成圆周方向的间隙G1。电子元器件用基板57的1次线圈59、60与电 子元器件用基板57 —侧的电极的连接，是通过外侧芯52的外侧腿部55b与55c之间进行。内侧芯53可以是圆形，也可以为非圆形、例如椭圆形。若内侧芯53为椭圆形，则 通过旋转内侧芯53，可以改变内侧芯53的外周面53a与外侧芯53的外侧腿部55b、55c的 内侧面55d、55e的间隙，可以调整特性。根据本实施方式3所涉及的片状变压器51，由于外侧芯52及内侧芯53与电子元 器件用基板57的正反两侧的1次线圈59、60紧贴，因此特性提高。S卩，由1次线圈所产生 的磁能量易于传递至芯52、53，在芯52、53中所储存的磁能量易于传递至2次线圈，可以减少能量的泄漏。另外，在内侧芯53为非圆形时，通过使内侧芯53旋转，可以改变间隙Gl的 长度，可以将作为变压器的电感量调整为所需的值，可以构成特性偏差较小的变压器。实施方式4.实施方式4是第三发明所涉及的片状变压器的实施方式。图15示出实施方式4 所涉及的片状变压器71的截面。在基板72形成芯的中央腿部贯穿的中央腿部贯穿孔73a、和芯的外侧腿部贯穿的 外侧腿部贯穿孔73b、73c。在基板72形成有以中央腿部贯穿孔73a作为中心的平面状的线 圈(导电箔)。在图15中，示出形成于基板72的正反两面的线圈74、75。在基板72的中 央腿部贯穿孔73a，贯穿有构成第一芯的一部分的中央腿部的圆柱状的铁氧体芯76。通过 夹着基板72流入混合有磁性粉末的树脂，则利用嵌入成形形成构成第一芯及第二芯的磁 性粉末混合树脂芯77。磁性粉末混合树脂芯77的与基板72对面的部分相当于上述芯的 平板部，与平板部成为一体且从平板部的边缘延伸并贯穿外侧腿部贯穿孔73b、73c的部分 77a、77b相当于外侧腿部。磁性粉末混合树脂芯77例如形成为从平面观察是圆形。从相当 于外侧腿部的部分77a与77b之间，线圈74、75与基板72 —侧的电极进行连接。另外，在 与形成于基板72的线圈74、75对面的磁性粉末混合树脂芯77的面是内侧平面77c、77d，这 些内侧平面与线圈74、75紧贴。若微观观察，则由于磁性粉末混合树脂芯77内的磁性粉末被混合的树脂割开，因 此可以将其分别视作为较小的间隙，可以得到相当于磁性体(铁氧体)芯的间隙的特性。可以将相当于第一芯及第二芯的所有部分由磁性粉末混合树脂来进行成形，但由 于磁性粉末混合树脂的磁导率较低，因此截面积无法增大的中央腿部部分为固体的磁性材 料的铁氧体制的铁氧体芯76。即，磁性粉末混合树脂的磁导率较低(磁阻较大)，为了仅 使用磁性粉末混合树脂而得到良好的变压器特性，平板部及腿部的截面积都需要增大。但 是，截面积的扩大在外侧腿部或平板部比较容易，但扩大磁通集中的中央腿部的截面积，会 导致线圈的大型化及电阻随之增大所引起的特性劣化，若仅在中央腿部部分使用铁氧体芯 76，则能以较小的截面积减少磁阻，能以较小的线圈得到良好的变压器特性。在图15所示的实施方式4中，铁氧体芯76与磁性粉末混合树脂芯77以直线圆筒 面成为一体，但也可以如图16所示，在铁氧体芯78的外表面与磁性粉末混合树脂芯79的 内表面，分别设有螺纹状的凹凸部80、81，并使其嵌合，使铁氧体芯78可以相对于磁性粉末 混合树脂芯79沿轴向移动，卡紧在任意的深度。即，铁氧体芯78为螺栓状，磁性粉末混合 树脂芯79的内表面为螺母状。通过旋转相当于中央腿部的铁氧体芯78以使其进退，可以将铁氧体芯78与磁性 粉末混合树脂芯79的对置面积改变为任意的大小。另外，也可以容易固定于调整后的位 置。因此，可以容易调整成为得到变压器的特性的关键点的电感量(以调整上述间隙为目 的)，可以稳定保持调整后的特性。根据实施方式4所涉及的片状变压器，由于磁性粉末混合树脂芯77、79的部分 77a、77b和79a、79b与基板72上的线圈紧贴，因此可以形成进一步接近线圈的芯，可以提高 变压器的特性。另外，磁性粉末混合树脂芯的成形比较容易，可以廉价得到变压器。再有， 在中央腿部为铁氧体芯76、78时，可以减小中央芯的截面积，可以将变压器小型化。如图16 所示，在可以将铁氧体芯78相对于磁性粉末混合树脂芯79移动时，可以将由于与树脂混合
11的磁性材料(磁性粉末)的特性或混合量(浓度)而产生的电感的偏差，对每个变压器分 别进行校正(调整)。实施方式5.实施方式5涉及形成于基板上的线圈，可以适用于上述所有的实施方式。图17示 出以往的螺旋状的线圈，图18示出本实施方式5所涉及的螺旋状的线圈。如图17所示，由于流过宽度较宽的平面状的线圈91a、91b的电流以大致成为电阻 较小的最短距离流动，因此在该最短距离部分电流会集中，该部分的电流密度提高。在图17 中，i是电流，在电流分布中，i输入(iin)表示流过线圈91a、91b的内侧的电流值，i输出 (iout)表示流过外侧的电流值。因此，实际上有电流流过的导体要细于外观上的导体，磁 通沿着实质上较细的电流路径集中地产生。因此，还考虑到由于在导体的周边部没有电流 流过，不会作为线圈起作用，反之，在较细的电流路径中产生并传递至芯的磁通会从芯漏出 (磁能量泄漏)，作为变压器的特性会劣化。因此，如图18所示，将用导电箔形成的平面状的线圈(螺旋状导电箔)92、93分割 为多个，作为分割线圈(分割螺旋状导电箔)92a、92b、93a、93b。各个分割线圈92a、92b、 93a、93b由贯穿基板的导体分别串联连接，分别形成1条线圈，通过将该串联连接的多个线 圈并联卷绕，构成作为一套线圈。另外，在将形成于各层的配置在多个位置的、分割为多个 的分割线圈进行串联连接时，该多个并联连接的各个线圈与在每个层位置不同的分割线圈 进行选择性连接，形成作为1条线圈。另外，将线圈细分化的数量不限于2条，根据线圈宽 度，分割为2条以上也是有效的。通过采用本实施方式5所涉及的线圈，由于将线圈细分化，在各路径流过相同电 流，因此可以防止电流集中在特定的较细的路径，产生相对于芯大致均勻的磁场，磁能量易 于传递至芯，从线圈产生的、传递至芯的磁通的泄漏成分减小，提高作为变压器的特性。工业上的实用性本发明所涉及的DC/DC转换器用片状变压器具有的效果是由于使形成于基板的 线圈与芯抵接而固定，因此可以得到高效率的、稳定的变压器的特性。因此，适用于将形成 于印制电路板的导电箔(铜箔)作为线圈使用的DC/DC转换器用的片状变压器等。
权利要求
1.一种片状变压器，包括线圈，在装载有电子元器件的电子元器件用基板形成为平面状； 第一芯，具有在平板部包含贯穿所述线圈的腿部的多个腿部；以及 板状的第二芯，配置在所述第一芯的腿部的前端，在将所述第一芯与所述第二芯组合的芯的一部分形成有间隙，其特征在于， 相对于所述线圈固定保持所述第一芯及第二芯，使得所述第一芯的内侧平面部与所述 平面状的线圈抵接，所述间隙的位置与所述线圈的位置不位于同一面。
2.一种片状变压器，包括线圈，在电子元器件用基板形成为平面状；第一芯，在平板部具有多个腿部，且在该腿部中中央的贯穿所述线圈的腿部具有间隙 形成部；以及板状的第二芯，配置在所述第一芯的腿部的前端，将所述第一芯与所述第二芯组合成一体，在所述中央的腿部与所述第二芯之间形成间 隙，并且包括将所述第一芯和第二芯相对于所述线圈进行固定的固定部件，其特征在于， 所述固定部件包括夹持部，具有从所述第二芯侧夹住所述第一芯的外侧腿部的爪部； 第一弹簧部，按压所述第二芯的与所述第一芯的外侧腿部对置的位置； 第二弹簧部，从所述第二芯侧向所述电子元器件用基板延伸，使所述第一芯的所述腿 部的内侧平面部与所述线圈抵接；以及定位部，将所述第二芯相对于所述第一芯固定在任意的位置。
3.如权利要求1所述的片状变压器，其特征在于，在与所述电子元器件用基板另外设置的线圈用基板形成所述线圈，在所述电子元器件 用基板及线圈用基板将所述第一芯及第二芯进行组合。
4.如权利要求2所述的片状变压器，其特征在于，在与所述电子元器件用基板另外设置的线圈用基板形成所述线圈，在所述电子元器件 用基板及线圈用基板将所述第一芯及第二芯进行组合。
5.如权利要求3所述的片状变压器，其特征在于，在所述线圈用基板的端部包括与所述线圈连接的焊接用的端子，通过将该端子与所述 电子元器件用基板所包括的电极进行焊接，将所述端子和所述电极连接。
6.如权利要求4所述的片状变压器，其特征在于，在所述线圈用基板的端部包括与所述线圈连接的焊接用的端子，通过将该端子与所述 电子元器件用基板所包括的电极进行焊接，将所述端子和所述电极连接。
7.如权利要求3所述的片状变压器，其特征在于，包括棒状的端子，贯穿与所述线圈用基板具有的所述线圈连接的电极孔、和所述电子 元器件用基板具有的电极孔，通过焊接所述棒状的端子，将所述两个基板的电极连接。
8.如权利要求4所述的片状变压器，其特征在于，包括棒状的端子，贯穿与所述线圈用基板具有的所述线圈连接的电极孔、和所述电子 元器件用基板具有的电极孔，通过焊接所述棒状的端子，将所述两个基板的电极连接。
9.如权利要求3所述的片状变压器，其特征在于，利用压入配合端子，将所述两个基板的电极连接，所述压入配合端子贯穿与所述线圈 用基板的所述线圈连接的电极孔、和所述电子元器件用基板的电极孔。
10.如权利要求4所述的片状变压器，其特征在于，利用压入配合端子，将所述两个基板的电极连接，所述压入配合端子贯穿与所述线圈 用基板的所述线圈连接的电极孔、和所述电子元器件用基板的电极孔。
11.如权利要求3所述的片状变压器，其特征在于，使所述线圈用基板的形成所述线圈的导电箔厚于所述电子元器件用基板的导电箔。
12.如权利要求4所述的片状变压器，其特征在于，使所述线圈用基板的形成所述线圈的导电箔厚于所述电子元器件用基板的导电箔。
13.一种片状变压器，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该中央腿部的外侧的外侧腿部，使所述中央 腿部贯穿在基板形成为平面状的线圈，所述第二芯为平板状，且具有使所述第一芯的中央腿部贯穿的贯穿孔，配置在所述第 一芯的外侧腿部的内侧，且在外周部具有与所述第一芯的外侧腿部的内侧面对置的面， 将两个芯的各自的内侧平面与形成于所述基板的线圈的两面分别抵接，进行固定。
14.如权利要求13所述的片状变压器，其特征在于， 所述第二芯的外周部为非圆形。
15.一种片状变压器，其特征在于，对形成为平面状的线圈、具有平板和贯穿所述线圈的腿部的第一芯、以及配置在该第 一芯的腿部侧的板状的第二芯，使用混合有磁性粉末的树脂，将两个芯的内侧平面与线圈 抵接，使平面状线圈和芯成为一体，进行固定保持。
16.如权利要求15所述的片状变压器，其特征在于，使用形成为一体的芯，所述形成为一体的芯在贯穿基板的中央腿部使用固体的磁性材 料，在夹着所述基板的平面部及外侧的腿部利用混合有磁性粉末的树脂。
17.如权利要求16所述的片状变压器，其特征在于，在由固体的磁性材料所形成的贯穿所述基板的中央腿部的芯的外表面、以及混合有 磁性粉末的周围的芯的中央腿部插入孔内表面，设有将中央腿部的芯卡紧在任意位置的凹凸。
18.如权利要求1所述的片状变压器，将形成于所述基板的多层螺旋状导电箔利用贯 穿所述基板的导体串联连接，作为线圈，其特征在于，所述各层的螺旋状导电箔被分割为多个分割螺旋状导电箔部， 各个分割螺旋状导电箔部由贯穿所述基板的导体串联连接，分别形成1条线圈， 通过将串联连接所述分割螺旋状导电箔部的多个线圈进行并联连接，成为一套线圈， 在将形成于各层的配置在多个位置的、分割为多个的分割导电箔部进行串联连接时， 所述并联连接的各个线圈与在每层位置不同的分割导电箔部进行选择性连接，作为1条线 圈。
19.如权利要求2所述的片状变压器，将形成于所述基板的多层螺旋状导电箔利用贯 穿所述基板的导体串联连接，作为线圈，其特征在于，所述各层的螺旋状导电箔被分割为多个分割螺旋状导电箔部， 各个分割螺旋状导电箔部由贯穿所述基板的导体串联连接，分别形成1条线圈， 通过将串联连接所述分割螺旋状导电箔部的多个线圈进行并联连接，成为一套线圈， 在将形成于各层的配置在多个位置的、分割为多个的分割导电箔部进行串联连接时， 所述并联连接的各个线圈与在每层位置不同的分割导电箔部进行选择性连接，作为1条线 圈。
20.如权利要求13所述的片状变压器，将形成于所述基板的多层螺旋状导电箔利用贯 穿所述基板的导体串联连接，作为线圈，其特征在于，所述各层的螺旋状导电箔被分割为多个分割螺旋状导电箔部， 各个分割螺旋状导电箔部由贯穿所述基板的导体串联连接，分别形成1条线圈， 通过将串联连接所述分割螺旋状导电箔部的多个线圈进行并联连接，成为一套线圈， 在将形成于各层的配置在多个位置的、分割为多个的分割导电箔部进行串联连接时， 所述并联连接的各个线圈与在每层位置不同的分割导电箔部进行选择性连接，作为1条线 圈。
21.如权利要求15所述的片状变压器，将形成于所述基板的多层螺旋状导电箔利用贯 穿所述基板的导体串联连接，作为线圈，其特征在于，所述各层的螺旋状导电箔被分割为多个分割螺旋状导电箔部， 各个分割螺旋状导电箔部由贯穿所述基板的导体串联连接，分别形成1条线圈， 通过将串联连接所述分割螺旋状导电箔部的多个线圈进行并联连接，成为一套线圈， 在将形成于各层的配置在多个位置的、分割为多个的分割导电箔部进行串联连接时， 所述并联连接的各个线圈与在每层位置不同的分割导电箔部进行选择性连接，作为1条线 圈。
全文摘要
片状变压器包括第一芯(6)，具有贯穿电路基板(2)的线圈的腿部(9a)、(9b)、(9c)，且在中央腿部(9a)具有间隙形成部(9f)；板状的第二芯(7)，配置在所述第一芯(6)的前端，将所述第一芯(6)与所述第二芯(7)组合成一体，在所述中央的腿部(9a)与所述第二芯(7)之间形成气隙G，并且包括将所述第一芯(6)和第二芯(7)相对于所述线圈进行固定的固定部件(11)，所述固定部件(11)包括夹持部(13a)、(13b)，具有从所述第二芯(7)夹住所述第一芯(6)的外侧腿部的爪部(14a)、(14b)；第一弹簧部(15a)、(15b)，按压所述第二芯的与所述第一芯的外侧腿部(9b)、(9c)对置的位置；以及第二弹簧部(16a)、(16b)，从所述第二芯侧向所述电路基板延伸，使所述第一芯的所述腿部的内侧平面部与所述线圈抵接。
文档编号H01F27/24GK102099878SQ20098012893
公开日2011年6月15日 申请日期2009年7月2日 优先权日2008年9月5日
发明者南史浩, 大塚保纪, 大泽孝 申请人:三菱电机株式会社