專利名稱：印刷線圈元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用于平面型磁性制品的具有一或多個(gè)印刷線圈基板的多層印刷線圈元件。
背景技術(shù)：
關(guān)于使用于切換電源等電子電路的變壓器、電抗線圈的磁性制品，自以往通常均使用繞線性型磁性制品。繞線型磁性制品是將漆包線等電線卷繞在備有引線端子的卷線軸上而構(gòu)成。另外，此一繞線型磁性制品，由于在電路設(shè)計(jì)和開發(fā)時(shí)，電路技術(shù)人員很容易即可變更其線圈繞線匝數(shù)、繞線匝數(shù)比等，故易于制造具有對(duì)于電路技術(shù)人員而言為最優(yōu)變壓比的變壓器等。
現(xiàn)在對(duì)電子電路小型化、輕量化的要求越來越高，大眾急切盼望構(gòu)成電子電路的電子元件小型化。鑒于此一趨勢(shì)，取代上述繞線型磁性制品，具有適合于切換電源等電子電路的高頻率化、小型化、減薄化要求的平面型磁性制品正被實(shí)用化(日本特公昭39-6921號(hào)公報(bào)、日本特公昭41-10524號(hào)公報(bào)或日本特開昭48-51250號(hào)公報(bào)等)。平面型磁性制品并非由繞線形成線圈，而是在扁平絕緣基板的單面或雙面，或在包含其內(nèi)層面的多層面上，形成螺旋狀或U字形薄膜導(dǎo)體圖型而成為單片印刷線圈基板，或?qū)⒋朔N印刷線圈基板多片疊層而成為多層印刷線圈基板，以磁性材料的磁芯包夾而構(gòu)成。因形成于單片印刷線圈基板之上的導(dǎo)體圖形構(gòu)成的線圈的繞線匝數(shù)，有其物理上(面積上)的極限，故對(duì)應(yīng)用于切換電源的變壓器等，通常利用將數(shù)片印刷線圈基板予以疊層而做成多層印刷線圈基板。
對(duì)于此種平面型磁性制品，不僅當(dāng)然可實(shí)現(xiàn)小型化、減薄化，且因磁通的鏈接面積可比繞線型磁性制品更大，故漏電感減小，而具有可實(shí)現(xiàn)1次-2次之間高密結(jié)合的優(yōu)點(diǎn)；及可將因趨膚效應(yīng)所造成銅損增加抑制于最低限的優(yōu)點(diǎn)；以及因使用圖型蝕刻來形成導(dǎo)體圖型線圈，故與須要施行不定位電線的卷回處理的繞性型磁性制品相比，其再現(xiàn)性較好，品質(zhì)的可靠性、穩(wěn)定性可改善。在這些優(yōu)點(diǎn)中，前面兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)越是高頻率電流而越明顯，故作為使用于朝向切換頻率高頻率化發(fā)展的切換電源的磁性制品，平面型磁性制品正日漸受到重視。
在此，簡(jiǎn)要地說明已經(jīng)公開的現(xiàn)有技術(shù)平面型磁性制品。圖1顯示日本特開昭61-74311號(hào)公報(bào)及特開昭61-75510號(hào)公報(bào)所示的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施例，圖1A為其正面關(guān)鍵部位剖視圖，圖1B為其平面關(guān)鍵部位剖視圖，圖1C為其側(cè)視圖。在圖1A、B、C中，疊層配線板41是將在薄絕緣片上形成有線圈的導(dǎo)體圖型45而制成的多層片狀線圈予以疊層而得到，整體構(gòu)成變壓器的多層印刷線圈基板。在多層印刷線圈基板形成有貫通孔42，端子銷43插入此貫通孔42內(nèi)，依靠端子銷43與貫通孔42之間軟纖焊連接而使各片狀線圈的導(dǎo)體圖型45彼此作電性連接。端子銷43一部分沿縱長(zhǎng)方向延長(zhǎng)，其延長(zhǎng)部分成為未圖示的印刷配線板對(duì)于外部導(dǎo)體的連接裝置與變壓器的固定裝置。磁芯44、46被制成沿上下方向分割的形狀，兩磁芯44、46猶如包夾住疊層配線板41般地對(duì)合而構(gòu)成變壓器的磁路。
圖2顯示日本實(shí)開平4-103612號(hào)公報(bào)中所公開的另一現(xiàn)有技術(shù)平面型磁性制品的分解立體圖。在圖2中，在印刷配線板51形成有螺旋狀線圈圖型52，在其中央及兩端形成有芯塊安裝孔53、54、55。利用穿過此芯塊安裝孔53、54、55成彼此接合形狀的二個(gè)純鐵磁芯56、57，由里外包夾住形成有線圈圖型52部分的印刷配線板51，即構(gòu)成變壓器的磁路。
圖3、圖4顯示日本實(shí)開平4-105512號(hào)公報(bào)、特開平5-291062公報(bào)、特開平6-163266號(hào)公報(bào)等所公開的現(xiàn)有技術(shù)的另一圖形。圖3為顯示作為變壓器整體構(gòu)成的立體圖。圖4為顯示各構(gòu)成元件的分解立體圖。此一現(xiàn)有技術(shù)的薄型變壓器，是將由表面形成有導(dǎo)體圖型的多片印刷線圈基板疊層而成為多層印刷線圈基板62，組裝在備有若干端子銷65的端子臺(tái)63上，將此以工形磁芯64有E型磁芯61由上下包夾住而構(gòu)成。設(shè)于端子臺(tái)63之上的各端子銷65可分為被插進(jìn)多層印刷線圈基板62的貫通孔66中的插入部分65a，及與此插入部分65a相連接而被彎曲成平行于安裝面且向外延伸的安裝部分65b。此外，各端子銷65的插入部分65a與多層印刷線圈基板62的貫通孔66是以軟釬焊方式作電性連接。而且，與外部導(dǎo)體的電性連接是通過各端子銷65的安裝部分65b而實(shí)現(xiàn)的。
此種平面型磁性制品雖然具有如前述的優(yōu)點(diǎn)，但在欲變更線圈繞線匝數(shù)或繞線匝數(shù)比的場(chǎng)合，必須另外設(shè)計(jì)線圈圖型，重新制造新的印刷線圈基板，難以像繞線型磁性制品那樣輕易地變更其參數(shù)，這是其存在的問題。因此，其設(shè)計(jì)和開發(fā)須要龐大的工作量，費(fèi)用也會(huì)增高，其用途仍限定在繞線匝數(shù)、繞線匝數(shù)比已預(yù)先決定而不變更之類的電子電路磁性制品的特殊領(lǐng)域，其現(xiàn)狀是無法充分靈活發(fā)揮平面型磁性制品的優(yōu)點(diǎn)。
而且，在圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)中，壓入多層印刷線圈基板的貫通孔42內(nèi)的端子銷43，是和貫通孔42以軟釬焊方式連接而達(dá)到電性連接，故此一方法要求必須將端子銷43正確地垂直壓入多層印刷線圈基板，組裝上較為費(fèi)事，造成所制造的印刷線圈元件成本提高，這也是所存在的問題之一。
與此相比，在圖3、圖4所示現(xiàn)有技術(shù)中，是使用猶如覆于多層印刷線圈基板62及磁心61、64而構(gòu)成端子臺(tái)63。端子銷65被預(yù)先設(shè)置在端子臺(tái)63上，使其與多層印刷線圈基板62的貫通孔66的位置一致。因此，在將多層印刷線圈基板62的貫通孔66壓入設(shè)置在端子臺(tái)63上的端子銷65后，僅施行軟釬焊連接即構(gòu)成印刷線圈元件，所以和圖1所示現(xiàn)有技術(shù)相比，可大幅地減少組合工作量。但是，由于構(gòu)造復(fù)雜的端子臺(tái)63的制造成本高，故印刷線圈元件的總成本并不一定會(huì)降低，這是其存在的問題。因此，我們也可考慮將端子臺(tái)63的形狀(尺寸、端子銷65的設(shè)置間距、設(shè)置根數(shù)等)予以標(biāo)準(zhǔn)化，通過批量生產(chǎn)效果而謀求成本降低。但是，變壓器、電抗器等平面型磁性制品，通常由使用者確定所希望的電磁電氣特性，而且對(duì)多品種制品各需要少量，故若將端子臺(tái)63的形狀予以標(biāo)準(zhǔn)化而將其固定，則其適用范圍將受到顯著地限制，故此，這是不符合實(shí)際的。因此，在這種圖3、圖4所示現(xiàn)有技術(shù)中，必須使用缺乏形狀自由度且制造成本高的高價(jià)端子臺(tái)63，則無法達(dá)到成本充分降低，這是其所存在的問題。
另一方面，在圖2所示現(xiàn)有技術(shù)中，由于線圈圖型和外部導(dǎo)體形成在同一的基板上，故不須要端子臺(tái)、端子銷、而可使組合工作量大幅度降低。但是，線圈圖型的層數(shù)、銅箔厚度必須與外部導(dǎo)體的對(duì)應(yīng)部分相等，故此在設(shè)計(jì)上存在巨大限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是提供一種多層印刷線圈基板的制造方法，預(yù)先準(zhǔn)備好繞線匝數(shù)與繞線形狀等線圈圖型不同的若干種印刷線圈基板，由這些印刷線圈基板中選擇適當(dāng)?shù)娜舾善枰砸惑w疊層，制造成多層印刷線圈基板，通過這種方式，而可像以往的繞線型磁性制品那樣，在設(shè)計(jì)和開發(fā)階段而易于改變繞線匝數(shù)與繞線匝數(shù)比，可降低設(shè)計(jì)和開發(fā)成本。
本發(fā)明的另一目的，是提供一種多層印刷線圈基板的制造方法，其可以低成本大量地制造與設(shè)計(jì)和開發(fā)的試制品的多層印刷線圈基板同樣的多層印刷線圈基板。
本發(fā)明的又一目的，是提供一種印刷線圈元件，其依靠組裝步驟的簡(jiǎn)化及低成本構(gòu)件的使用，可實(shí)現(xiàn)比以往大幅度的低成本化。
本發(fā)明的再一目的，是提供一種印刷線圈基板，其可容易地達(dá)到貫通孔與端子銷的確實(shí)的電性連接。
依照本發(fā)明的多層印刷線圈基板的制造方法，是預(yù)先準(zhǔn)備構(gòu)成線圈的導(dǎo)體圖型的繞線匝數(shù)、繞線形狀、寬度、厚度等互不相同的若干種數(shù)套印刷線圈基板，依照待制造的磁性制品特性，從這些若干種印刷線圈基板選擇出所希望的多片印刷線圈基板加以組合，將所選擇的多片印刷線圈基板施以一體地疊層形成，而制成多層印刷線圈基板。如此而制成具有所希望特性的試制品的多層印刷線圈基板后，將使用在形成所選擇的多片印刷線圈基板的導(dǎo)體圖型時(shí)所采用的圖型蝕刻用軟片形成有導(dǎo)體圖型的多片印刷線圈基板，與試制品配合而施以疊層，便可大量制造與試制品具有同樣特性的多層印刷線圈基板制品。
依本發(fā)明多層印刷線圈基板的制造方法，可任意變更若干種印刷線圈基板的組合，這樣便如普通繞線型磁性制品一樣，可容易地變更所制造的多層印刷線圈基板的繞線匝數(shù)、繞線匝數(shù)比、繞線順序等。因此，仍能容易地以低成本制造1次-2次間高密結(jié)合、因趨膚效應(yīng)所造成銅損降低、品質(zhì)可靠性與穩(wěn)定性改善優(yōu)越的平面型磁性制品。其結(jié)果是，可大幅度擴(kuò)大平面型磁性制品的利用范圍。又因在制造作為制品的多層印刷線圈基板時(shí)所疊層的多片印刷線圈基板，是使用既存的軟片所制成的，故不必再度設(shè)計(jì)，且不必制成新的軟片，能容易地以低成本大量制造與試制品具有同樣特性的多層印刷線圈基板。
依本發(fā)明印刷線圈元件，在由一層或多層導(dǎo)體圖型形成有線圈的印刷線圈基板上，形成有若干貫通孔，設(shè)于絕緣基臺(tái)并將與外部導(dǎo)體作電性連接的端子銷被穿過這些貫通孔，而將端子銷與貫通孔作電性連接。因此，不但具有平面型磁性制品本來的優(yōu)點(diǎn)，且與普通印刷線圈元件相比，組合步驟的成本及使用的構(gòu)體本身的成本可大幅度降低。其結(jié)果是，在以往印刷線圈元件的使用范圍受限制于特殊用途、但依本發(fā)明則其適用范圍可擴(kuò)大至一般切換電源用變壓器、電抗線圈等。
在印刷線圈基板中，由若干貫通孔至其端面形成有開縫，此開縫比待穿過該貫通孔的圓柱形端子銷的直徑更窄。因此，端子銷與貫通孔的電性連接狀態(tài)的目視檢查易于施行，連接可靠性改善，而可提高品質(zhì)。
上述及其他目的，以及本發(fā)明的特點(diǎn)，可由下面的詳細(xì)說明及參考附圖加以闡明。


圖1A、1B、1C為顯示現(xiàn)有技術(shù)平面型磁性制品的一例的圖；圖2為顯示現(xiàn)有技術(shù)平面型磁性制品的另一例的分解立體圖；圖3為顯示現(xiàn)有技術(shù)平面型磁性制品的又另一例的組合圖；圖4為顯示現(xiàn)有技術(shù)平面型磁性制品的又另一例的分解立體圖；圖5為顯示本發(fā)明多層印刷線圈基板的制造方法的示意分解立體圖；圖6為使用多層印刷線圈基板的切換電源的電路圖；圖7為平面型磁性制品的一實(shí)施例的分解立體圖；圖8為平面型磁性制品的另一實(shí)施例的分解立體圖；圖9為顯示印刷線圈基板之例的平面圖；圖10為顯示包括多個(gè)印刷線圈基板的平面圖；圖11為顯示包括多個(gè)印刷線圈基板的平面圖；圖12為顯示包含多個(gè)印刷線圈基板的平面圖；圖13為顯示印刷線圈基板之例的平面圖；圖14為顯示試制品的平面型變壓器的分解立體圖；
圖15A、B為試制品的平面型變壓器的側(cè)面圖；圖16為制品的平面型變壓器的分解立體圖；圖17為制品的平面型變壓器的側(cè)面圖；圖18A、B為顯示小數(shù)匝數(shù)的印刷線圈基板之例的平面圖；圖19為顯示電性連接的普通實(shí)施例的平面圖；圖20為顯示電性連接的本發(fā)明例的平面圖；圖21為本發(fā)明印刷線圈元件之一實(shí)施例的分解立體圖；圖22A、B、C為本發(fā)明印刷線圈元件之一實(shí)施例的平面圖；圖23為使用本發(fā)明印刷線圈元件的變壓器的分解立體圖；圖24A、B、C為使用本發(fā)明印刷線圈元件的變壓器的組裝平面圖；圖25A、B為顯示將使用本發(fā)明印刷線圈元件的變壓器安裝在安裝基板上的設(shè)置例子圖；圖26為使用多片印刷線圈基板發(fā)明的印刷線圈元件的另一實(shí)施例的分解立體圖；圖27A、B為在印刷線圈基板上形成有開縫的本發(fā)明印刷線圈元件的另一實(shí)施例的部分平面圖及部分組合圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖詳述本發(fā)明的實(shí)施例。
圖5A、B為顯示在依本發(fā)明多層印刷線圈基板的制造方法制造平面型磁性制品時(shí)的步驟的分解立體圖。事先須制造準(zhǔn)備多套若干種的印刷線圈基板，該若干種的印刷線圈基板是在絕緣基板的單面或雙面上以導(dǎo)體圖型形成繞線數(shù)(匝數(shù))各異的線圈而構(gòu)成。為得到待制造的平面型磁性制品的一定特性，而由這些印刷線圈基板中選擇多片(在本例為5片)印刷線圈基板1a、1b、1c、1d、1e。又如圖5A所示，將所選擇的印刷線圈基板1a、1b、1c、1d、1e予以疊層。11、12為磁芯，用以由上、下兩面包夾住印刷線圈基板1a、1b、1c、1d、1e的疊層體(多層印刷線圈基板3)。各磁芯11、12均是在兩端及中央形成有凸部的E型磁芯。在預(yù)先準(zhǔn)備好的全部印刷線圈基板中央，均形成有矩形孔2，用以供磁心11、12中央凸部嵌合。
將已疊層的印刷線圈基板1a、1b、1c、1d、1e予以一體化，制造如圖5B所示的多層印刷線圈基板3。由上、下將磁芯11、12的中央凸部嵌進(jìn)孔2，使磁心11、12的對(duì)向凸部互相抵接，而制造平面型磁性制品。
其次，說明本發(fā)明的具體實(shí)施例，圖6為應(yīng)用本發(fā)明多層印刷線圈基板的前向切換電源的電路圖。本發(fā)明的多層印刷線圈基板被使用于電路圖中的變壓器13與電抗器14。此一切換電源可變換36～72V的輸入電壓。輸出電壓利用電阻予以分壓和可變穩(wěn)壓二極管19比較放大，經(jīng)由光電二極管17·光電晶體管18而被輸入到控制器也就是PWM IC15的反饋電壓端子。在前向型切換電源中，由于輸出電壓是和MOSFET開關(guān)16的時(shí)間比率(開通時(shí)間對(duì)于脈沖周期的時(shí)間比率)成比例關(guān)系，故PWM IC15依照反饋電壓端子的電壓而控制由MOSFET驅(qū)動(dòng)脈沖輸出的脈沖時(shí)間比率，而可使輸出電壓穩(wěn)定在所希望的數(shù)值上。在本切換電源中，若輸出電壓升高(降低)，則光電二極管17的發(fā)光強(qiáng)度增大(減小)，連接到光電晶體管18的射極反饋電壓端子的電壓即升高(降低)，負(fù)邏輯的PWM IC15的MOSFET驅(qū)動(dòng)脈沖的時(shí)間比率即降低(升高)，其結(jié)果是輸出電壓仍會(huì)穩(wěn)定在所希望的數(shù)值上。
為了制造使用于此變壓器13、電抗器14的磁性制品，則準(zhǔn)備了繞線匝數(shù)不同的6種印刷線圈基板。經(jīng)準(zhǔn)備的各印刷線圈基板，在其兩面上由導(dǎo)體圖型形成有線圈，在正面與背面的繞線匝數(shù)相同。在此6種印刷線圈基板各面的繞線匝數(shù)如下。
L12匝， L13匝， L34匝，L45匝， L56匝， L67匝，另外，由于包含磁芯在內(nèi)的平面型磁性制品的高度須在5mm以下，故可疊層的印刷線圈基板的最大片數(shù)為6片。自上述6種印刷線圈基板被選擇供變壓器13及電抗器14用的印刷線圈基板的例子顯示于下述表1。印刷線圈基板的疊層片數(shù)是如圖5A所示均為5片。在表1中，第1片是表示圖5A的印刷線圈基板1a，以下也相同，第2、3、4、5片分別對(duì)應(yīng)于圖5A的印刷線圈基板1b、1c、1d、1e。而且，1次/2次表示1次側(cè)線圈或2次側(cè)線圈。在本例中，將1次側(cè)線圈與2次側(cè)線圈交互疊層，以此來提高1次-2次間的結(jié)合。
表1印刷線圈基板 變壓器(13)電抗器(14)1次/2次線圈基板 1次/2次 線圈基板第1片(1a)1次 L5 2次 L1第2片(1b)2次 L1 1次 L6第3片(1c)1次 L5 2次 L1第4片(1d)2次 L2 1次 L6第5片(1e)1次 L5 2次 L1在將以表1所示組合的5片印刷線圈基板予以疊層一體化所成的多層印刷線圈基板，再以磁芯包夾而得到平面型磁性制品使用于變壓器13、電抗器14的場(chǎng)合，可使圖6所示的切換電源的效率最高可達(dá)到85％。這大半歸因于1次-2次間高密結(jié)合的平面型磁性制品特性。
一般地說，在試制10層的多層印刷線圈基板的場(chǎng)合，必須花日幣50～60萬元左右的成本及一天左右的時(shí)間。而且在變壓器、電抗器等線圈的繞線匝數(shù)的變更處理必須做數(shù)次。因此，在以往，仍必須自繞線匝數(shù)、繞線匝數(shù)比已預(yù)先決定的若干種多層印刷線圈基板中選擇所希望的各件，平面型磁性制品的利用范圍受限于特殊領(lǐng)域，平面型磁性制品的優(yōu)點(diǎn)很難發(fā)揮最大限度。但是，依照本發(fā)明，由于可任意選擇繞線數(shù)不同的若干印刷線圈基板而制造多層印刷線圈基板，因此，例如對(duì)于切換電源輸入輸出電壓的變更，也能與繞線型磁性制品一樣自由地相應(yīng)調(diào)整，且其試制成本及試制時(shí)間也可大幅度降低。
在上述例中，雖然已對(duì)使用兩面形成有同一繞線匝數(shù)的線圈(導(dǎo)體圖型)的印刷線圈基板的情形加以說明，但也可使用在正面與背面形成有不同繞線匝數(shù)的線圈(導(dǎo)體圖型)的印刷線圈基板。還可使用僅在一面形成有線圈(導(dǎo)體圖型)的印刷線圈基板，或混合使用在一面或兩面形成有線圈(導(dǎo)體圖型)的印刷線圈基板。
在上述實(shí)施例中，雖然是對(duì)準(zhǔn)備僅繞線數(shù)不同的若干種印刷線圈基板加以使用的情形予以說明，但也可預(yù)先準(zhǔn)備線圈(導(dǎo)體圖型)繞線形狀或?qū)挾?、厚度等不同的若干種印刷線圈基板，而由其中選擇必要的印刷線圈基板來使用。若預(yù)先準(zhǔn)備此種線圈(導(dǎo)體圖型)各項(xiàng)參數(shù)均異的多套印刷線圈基板，則制造多層印刷線圈基板時(shí)的自由度更加提高，而可容易地制造更符合于使用特性的多層印刷線圈基板，這是不言而喻的。
其次，說明印刷線圈基板電性連接構(gòu)件的例子。圖7為將待疊層的多片印刷線圈基板與磁芯一齊顯示的分解立體圖。在圖7中，1a、1b、1c、1d、1e為從準(zhǔn)備好的若干種印刷線圈基板所選擇的5片印刷線圈基板。11、12為與圖5A、B中同樣的E型磁心。
在各印刷線圈基板1a、1b、1c、1d、1e的兩面，形成有成一定繞線匝數(shù)線圈的螺旋狀導(dǎo)體圖型4。在各印刷線圈基板1a、1b、1c、1d、1e上形成有用來達(dá)到印刷線圈基板正面與背面電性連接的貫通孔5。各印刷線圈基板1a、1b、1c、1d、1e的短邊側(cè)有一部分突出，在該突出部形成有夾引線用的端子6，可自動(dòng)插入的夾引線7連接著該端子6并向下方延伸。此一夾引線7是用來達(dá)成各印刷線圈基板間的電性連接，并連接于安裝基板的外部圖型而達(dá)成與外部的電性連接。
圖8為顯示印刷線圈基板電性連接構(gòu)件的另一例的分解立體圖。在圖8中，與圖7相同部分僅標(biāo)予同一符號(hào)而說明從略。在此例中，各印刷線圈基板1a、1b、1c、1d、1e的短邊側(cè)有一部分突出，在該突出部上形成貫通孔8。在此貫通孔8中有端子銷9穿過。端子銷9的使用方法與上述例中的夾引線7的使用方法相同。
與繞線型線圈不同，對(duì)于多層印刷線圈基板，若被疊層的印刷線圈基板總數(shù)增加，則其設(shè)計(jì)費(fèi)及圖型蝕刻用的軟片費(fèi)等初期費(fèi)用則與總數(shù)成比例地增大。因此，如上所述，制造與在設(shè)計(jì)和開發(fā)階段所制造的試制品具有同樣特性的制品的多層印刷線圈基板時(shí)，由于削減這類費(fèi)用而可達(dá)到制造成本的降低。以下，就達(dá)成制造成本降低的實(shí)施例加以說明。
首先，說明印刷線圈基板的種類。圖9為顯示兩面形成有導(dǎo)體圖型的線圈，而端子數(shù)為單側(cè)有4個(gè)的印刷線圈基板1的實(shí)施例。在圖9中顯示3種印刷線圈基板(基板A、基板B、基板A′)。圖9分別顯示各印刷線圈基板1的正面、背面。在圖9中，背面圖為正面圖的相對(duì)應(yīng)位置圖。在圖9中，在印刷線圈基板的正面及背面形成有成一定繞線匝數(shù)線圈的導(dǎo)體圖型4。仍然要形成貫通孔5，用來達(dá)到正面與背面間的電性連接。在各印刷線圈基板1的兩端部，各形成有4個(gè)銷墊10按等間距排成一列。在各銷墊10中形成一個(gè)貫通孔8，以便用來使印刷線圈基板彼此作電性連接的端子銷從中穿過。
依照線圈4的開始繞線位置與終止繞線位置對(duì)應(yīng)于哪一個(gè)貫通孔8，可將這3種印刷線圈基板1予以分類，首先，基板A是自圖9左下第一個(gè)貫通孔8對(duì)應(yīng)于線圈4的開始繞線位置，且自左下第二個(gè)貫通孔8對(duì)應(yīng)于線圈4的終止繞線位置。基板B，是自圖9左下第2個(gè)貫通孔8對(duì)應(yīng)于線圈4的開始繞線位置，自左下第3個(gè)貫通孔8對(duì)應(yīng)于線圈4的終止繞線位置。基板A′，是將基板A翻過來而得，故基板A、A′實(shí)質(zhì)上相同。其結(jié)果，在端子數(shù)有4個(gè)的場(chǎng)合，印刷線圈基板1被分類成基板A、B等2種。對(duì)于此2種基板，準(zhǔn)備具有若干種匝數(shù)的印刷線圈基板1。下述表2顯示其例子。在此，在各種印刷線圈基板1有1～6匝的匝數(shù)，全部共有12種。
表2基板名 基板種類 匝數(shù)A1 A 1A2 A 2A3 A 3A4 A 4A5 A 5A6 A 6B1 B 1B2 B 2B3 B 3B4 B 4B5 B 5B6 B 6各印刷線圈基板1像圖10所示的那樣包含多個(gè)分別設(shè)計(jì)。圖10所示包含有9個(gè)例子，9個(gè)均為同一基板(例如表2中的A1)。圖中V切割線是為了易于將印刷線圈基板1各別予以分割而設(shè)置。為了制造在設(shè)計(jì)和開發(fā)階段的試制品的多層印刷線圈基板而使用例如表2所示的12種印刷線圈基板，要將圖11(基板種類A)、圖12(基板種類B)的剖面線部予以切除，而成為圖13的樣子。圖13顯示被切除的各印刷線圈基板的正面與背面。在圖13中，背面圖為正面圖的相對(duì)應(yīng)位置的圖。在圖13中，與圖9相同的部分僅標(biāo)上相同符號(hào)而省略說明。
切除此剖面線部的理由，是因?yàn)樵趯⒍嗥∷⒕€圈基板1予以疊層，用以達(dá)到印刷線圈基板1間電性導(dǎo)通的端子銷穿過貫通孔8時(shí)，為求端子銷與印刷線圈基板1的銷墊10的軟釬焊接合容易并確實(shí)地完成的緣故。當(dāng)然，若無阻礙則不必將剖面線部切去。
這樣，從準(zhǔn)備好的初期開發(fā)設(shè)計(jì)用的若干印刷線圈基板1中，選擇多片印刷線圈基板1予以疊層，而在制造成試制品的多層印刷線圈基板后，使端子銷9穿過貫通孔8，再以E型磁芯11、12包夾住，而制造出平面型變壓器。圖14為此種平面型變壓器的分解立體圖。圖15A、B為其側(cè)面圖。在本例中，經(jīng)選擇的5片印刷線圈基板1a、1b、1c、1d、1e被疊層。穿過貫通孔8的端子銷9與銷墊10是以軟釬料填焊角部20連接而成。
對(duì)制造的若干試制品的多層印刷線圈基板評(píng)價(jià)其特性。依照其評(píng)價(jià)結(jié)果，而決定使用于作為實(shí)際制品而制造的多層印刷線圈基板的若干印刷線圈基板的種類與其疊層順序。然后，按下述方式制造作為實(shí)際制品的多層印刷線圈基板。
首先，制成用作實(shí)際制品的多層印刷線圈基板的若干印刷線圈基板1。在此，采用在制成初期開發(fā)設(shè)計(jì)用的印刷線圈基板1時(shí)所使用的圖型用軟片，將此使用于若干印刷線圈基板1，在圖10中包含多個(gè)尺寸的狀態(tài)下制成的。由于可使用既存的圖型用軟片，故不必制造新的圖型用軟片，而可降低制造成本。此外，在包含多個(gè)尺寸的狀態(tài)下，將一定片數(shù)的印刷線圈基板1予以疊層一體化，而制造多層印刷線圈基板3。在此時(shí)，將含有粘接樹脂的絕緣片插入于相鄰的印刷線圈基板1間，使印刷線圈基板1間絕緣并粘接。然后，把端子銷9穿過貫通孔8，用E型磁芯11、12包夾住，而制成平面型變壓器。圖16為此種平面型變壓器的分解立體圖。圖17為其側(cè)面圖。
在上述例子中，雖然將由包含多個(gè)的尺寸切開的印刷線圈基板1予以疊層而制成試制品的多層印刷線圈基板，但是與制造作為制品的多層印刷線圈基板的場(chǎng)合一樣，也可將保持包含多個(gè)狀態(tài)的印刷線圈基板1予以疊層，而制造試制品的多層印刷線圈基板。
在上述例中，雖然使用端子銷9作為連接構(gòu)件，但亦可如圖7所示實(shí)施例那樣，使用比端子銷9更便宜的夾引線7作為連接構(gòu)件，這是不言而喻的。
在上述實(shí)施例中，形成在印刷線圈基板1的導(dǎo)體圖型(線圈)4的匝數(shù)雖然是整數(shù)，但除整數(shù)以外也可選為0.75、0.5等小數(shù)匝數(shù)。在圖18A中所示匝數(shù)為0.75的場(chǎng)合的導(dǎo)體圖型(線圈)4實(shí)施例。而在圖18B中則表示匝數(shù)為0.5的場(chǎng)合的導(dǎo)體圖型(線圈)4的實(shí)施例。在一片印刷線圈基板1中，將E型磁芯11予以包夾而使相面對(duì)的端子(銷墊10)間作電性連接的場(chǎng)合，在現(xiàn)有技術(shù)如圖19所示那樣使用外部導(dǎo)體101，但對(duì)于備有0.75匝的導(dǎo)體圖型(線圈4)的印刷線圈基板1，則可如圖20所示的那樣，使匝數(shù)增加而使相面對(duì)的端子(銷墊10)間作電性連接。
在形成于各印刷線圈基板1的導(dǎo)體圖型(線圈4)的匝數(shù)為整數(shù)，在一側(cè)設(shè)4個(gè)端子的場(chǎng)合，如上所述，按線圈4的開始繞線位置及終止繞線位置有2種基板存在。端子數(shù)和取決于與其相應(yīng)的印刷線圈基板1的開始繞線及終止繞線端子位置的種類數(shù)之間的關(guān)系[但導(dǎo)體圖型(線圈)4的匝數(shù)為整數(shù)]如表3所示。在包含有如圖18A、B所示的小數(shù)匝數(shù)印刷線圈基板1的場(chǎng)合，印刷線圈基板1的種類數(shù)比表3所示的數(shù)目更多。此外，為了能應(yīng)付大電流，在開始繞線側(cè)或終止繞線側(cè)使貫通孔8分叉，而將多個(gè)端子銷并聯(lián)連接的場(chǎng)合，端子數(shù)可增多。
表3端子數(shù) 基板的種類數(shù)2 13 14 25 26 37 4其次，說明用以達(dá)到印刷線圈基板與外部導(dǎo)體電性連接的本發(fā)明的印刷線圈元件的例子。
圖21為顯示本發(fā)明印刷線圈元件之一實(shí)施例的分解立體圖。在圖21中，21為印刷線圈基板。印刷線圈基板21在包含其內(nèi)層面的多層面，是以導(dǎo)體圖型制成有線圈的矩形薄板狀，由于其本身即可維持形狀，故不須要將其支撐的支撐構(gòu)件。在印刷線圈基板21的中央形成有矩形孔21a。在印刷線圈基板21縱長(zhǎng)方向的兩端部，各形成有由銷墊22連接的若干(在圖21之例為6個(gè))貫通孔23，沿印刷線圈基板21寬度方向以一定等間距排成一列。25是由絕緣材料構(gòu)成的長(zhǎng)方體狀的2個(gè)基臺(tái)，在各基臺(tái)25的頂面，設(shè)置有由導(dǎo)電材料構(gòu)成的若干圓柱形(在圖21所示的實(shí)施例中為6個(gè))端子銷24，這些端子銷24是與貫通孔23成等間距排成一列。在各基臺(tái)25的一側(cè)面，突設(shè)有與各端子銷24分別相連接的若干(圖21之例中為6個(gè))導(dǎo)體突起26。各端子銷24比貫通孔23長(zhǎng)，其長(zhǎng)度約為貫通孔23長(zhǎng)度的2倍。
其次說明本發(fā)明印刷線圈元件的組合步驟。圖22A、B、C為顯示組合后的本發(fā)明印刷線圈元件的平面圖、正面圖及側(cè)面圖。首先，在使用位置決定夾具把印刷線圈基板21的各貫通孔23與2個(gè)基臺(tái)25的各端子銷24的位置對(duì)正后，在各貫通孔23將與其對(duì)應(yīng)的各端子銷24插入其內(nèi)直至印刷線圈基板21的底面抵接到各基臺(tái)25的頂面為止。然后，將對(duì)應(yīng)的各貫通孔23與各端子銷24利用軟釬焊實(shí)施電性連接。如圖22所示，在各端子銷24的約略上半部由印刷線圈基板21突出的狀態(tài)下，將貫通孔23與端子銷24予以軟釬焊連接。圖22中的27表示此軟釬焊后的軟焊料填角部。
用E型純鐵磁芯及T型純鐵磁芯將上述印刷線圈元件予以包夾住，即可構(gòu)成切換電源用的變壓器、電抗線圈。圖23為顯示此一變壓器之一實(shí)施例的分解立體圖。圖24A、B、C為顯示同一變壓器組合構(gòu)成的平面圖、正面圖及側(cè)面圖。在圖23、圖24中，與圖21、圖22相同的部分僅標(biāo)上同一符號(hào)而省略說明。在圖23、圖24中的28、29是由上下方向包夾著印刷線圈元件的純鐵磁芯。具體地說，28為兩端與中央具有凸部的E型磁芯，29為成扁平長(zhǎng)方體狀的工形磁芯。E型磁芯28的中央凸部嵌入到印刷線圈基板21的孔21a內(nèi)，使其三處凸部抵接在工形磁芯29的頂面，使兩磁芯28、29與印刷線圈元件一體化，而制造如圖24所示的變壓器。
圖25A、B顯示使用本發(fā)明印刷線圈元件的變壓器與安裝基板之間電性連接的例子。在圖25A、B中，與圖23、圖24相同的部分以同一符號(hào)表示。連接著各端子銷24的各導(dǎo)體突起26，是用同樣的方法連接在各安裝基板30上。即由此兩者之間軟釬焊連接而達(dá)成印刷線圈元件與安裝基板30之間的電性連接。圖25所示的例子，是通過控制基臺(tái)25的高度，而使純鐵磁芯(工形磁芯29)與安裝基板30接觸，這在經(jīng)過安裝基板30施行純鐵磁芯放熱的場(chǎng)合下是很有效。
按照本發(fā)明，由于端子銷24的位置主要取決于印刷線圈基板21的貫通孔23，故采用簡(jiǎn)單的位置決定夾具即可組合，和圖1所示的普通實(shí)施例一樣將端子銷43壓入，與垂直豎立的方法相比，其組合較容易。
僅只將設(shè)置在基臺(tái)25上的端子銷24的間距固定，而其端子銷24的根數(shù)、相面對(duì)的端子銷24、24間的距離等則無限制。因此，和采用不僅植設(shè)端子銷65的間距，甚至連端子銷65的根數(shù)、相面對(duì)的端子銷65、65的間隔也是固定的端子臺(tái)的圖3、圖4所示的現(xiàn)有技術(shù)相比，可更靈活地適應(yīng)各種形狀的印刷線圈基板，而可非常自由地設(shè)計(jì)印刷線圈元件。其結(jié)果是，與普通印刷線圈元件相比，其組合成本及構(gòu)件成本可大幅度降低。
其次，就本發(fā)明的印刷線圈元件的另一實(shí)施例加以說明。圖26為顯示此另一實(shí)施例的分解立體圖。在圖26的實(shí)施例中，是將在基板兩面以導(dǎo)體圖型制有線圈的多片印刷線圈基板21予以疊層。為求相鄰的印刷線圈基板21彼此絕緣，在相鄰的印刷線圈基板21、21之間夾裝上絕緣片32。在圖26所示的實(shí)施例中，是將4片絕緣片與3片印刷線圈基板21依次各一片交互疊層而構(gòu)成。在各絕緣片32上，在其中央形成有與印刷線圈基板21的孔21a同樣形狀的孔32a，且在其兩端部形成有對(duì)準(zhǔn)印刷線圈基板21的若干貫通孔23的多個(gè)孔33。各印刷線圈基板21間的電性連接，是與上述實(shí)施例同樣使設(shè)置在基臺(tái)25上的端子銷24穿過各貫通孔23及孔33，再施行軟釬焊連接而實(shí)現(xiàn)的。通常，在印刷線圈基板中，若增加導(dǎo)體圖型的層數(shù)，則其制造成本即成指數(shù)函數(shù)地增大。因此，在將若干導(dǎo)體圖型予以疊層而組合構(gòu)成的場(chǎng)合，若將待形成的導(dǎo)體圖型在若干片的一層，或分開在多層印刷線圈基板上，如圖26所示，中間夾入絕緣片將各印刷線圈基板予以疊層，則總成本可降低。
圖27A、B為顯示本發(fā)明印刷線圈元件的又另一實(shí)施例的一部分的平面圖及正面圖。在圖27中，與圖21相同部分僅標(biāo)上相同符號(hào)而說明省略。在圖27的實(shí)施例中，從印刷線圈基板21的端面到各貫通孔23之間開縫34，其數(shù)目與設(shè)置的貫通孔23數(shù)目相同。因此，在將貫通孔23與端子銷24予以軟釬焊連接時(shí)，穿過此一開縫34，輕易即可目視檢查兩者的連接狀態(tài)，軟釬焊連接確實(shí)是有助于品質(zhì)改善的。由于端子銷24的位置主要取決于印刷線圈基板21的貫通孔23，故為求其位置定位較準(zhǔn)確，而必須使形成的開縫34的寬度比端子銷的直徑更小。
在關(guān)于印刷線圈元件的各實(shí)施例中，對(duì)于端子銷24的形狀及配置、印刷線圈基板21的貫通孔23的形狀、形成于印刷線圈基板21的導(dǎo)體圖型的層數(shù)、疊層的印刷線圈基板的片數(shù)、包夾的純鐵磁芯的形狀等，均無任何限制，這是不言而喻的。
由于本發(fā)明在不背離其重要特征精神的范疇內(nèi)，可以數(shù)種形式進(jìn)行實(shí)施，故前述實(shí)施例僅為例示而非限制本發(fā)明。本發(fā)明的范圍是由后面的權(quán)利要求書而非由前面的說明加以界定。在權(quán)利要求書內(nèi)的各種改變，或其等價(jià)的結(jié)構(gòu)仍應(yīng)為權(quán)利要求書所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種印刷線圈元件，具有以一層或多層的導(dǎo)體圖型形成有線圈的印刷線圈基板，該印刷線圈基板與印刷線圈基板可作電性連接；其中，在該印刷線圈基板上形成有若干貫通孔，設(shè)在絕緣性基臺(tái)之上的并將與該外部導(dǎo)體作電性連接的端子銷被穿過該貫通孔，將該端子銷與該貫通孔作電性連接。
2.如權(quán)利要求1所述的印刷線圈元件，其中，自該貫通孔到該印刷線圈基板的端面形成有開縫，該開縫比待穿過該貫通孔的圓柱形端子銷的直徑為窄。
3.如權(quán)利要求1所述的印刷線圈元件，其中，該印刷線圈基板是隔著絕緣片而以多數(shù)片相疊層。
4.一種印刷線圈基板，以一層或多層的導(dǎo)體圖型形成有磁心；其中，形成有若干貫通孔，由該貫通孔至其端面形成有開縫，該開縫比待穿過該貫通孔的圓柱形端子銷的直徑為窄。
全文摘要
一種印刷線圈元件具有以一層或多層的導(dǎo)體圖型形成有線圈的印刷線圈基板,該印刷線圈基板與印刷線圈基板可作電性連接;其中,在該印刷線圈基板上形成有若干貫通孔,設(shè)在絕緣性基臺(tái)之上的并將與該外部導(dǎo)體作電性連接的端子銷被穿過該貫通孔,將該端子銷與該貫通孔作電性連接。
文檔編號(hào)H01F41/04GK1367501SQ0210352
公開日2002年9月4日 申請(qǐng)日期2002年2月5日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月21日
發(fā)明者梅野徹, 荒井直樹 申請(qǐng)人:住友特殊金屬株式會(huì)社