(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１層または複数層の導体パターンにてコイルを形成したプリントコイル基板を有し、該プリントコイル基板と外部導体との電気的接続を可能としたプリントコイル部品において、前記プリントコイル基板には複数のスルーホールが複数列にわたって形成されており、前記スルーホールの複数列夫々に対応して夫々が配置される複数の絶縁性の基台に設けられ、前記外部導体と電気的に接続されるべき端子ピンが対応する列の前記スルーホールに挿通され、該端子ピンを前記スルーホールと電気的に接続していることを特徴とするプリントコイル部品。
【請求項２】
請求項１記載のプリントコイル部品に使用されるプリントコイル基板であって、複数のスルーホールが形成されており、該スルーホールからその端面までスリットが形成されており、該スリットは前記スルーホールに挿通されるべき円柱状の端子ピンの直径よりも狭いことを特徴とするプリントコイル基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えばスイッチング電源等の電子回路で使用されるプリントコイル部品に関し、特に、基板にコイルとなる導体パターンを形成したプリントコイル基板と外部導体との電気的接続を得るための構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スイッチング電源等の電子回路で使用される変圧器，チョークコイルの磁性部品としては、従来より一般的に捲き線型磁性製品が使用されている。捲き線型磁性製品は、リード端子を備えたボビンにエナメル線等のワイヤを巻いた構成である。そして、この捲き線型磁性製品では、回路設計・開発時に、そのコイルの捲き数，捲き数比等を回路技術者が容易に変更できるので、回路技術者にとって最適な変換比を有する変圧器等を作製し易いという利点がある。
【０００３】
電子回路の小型化，軽量化がますます要求されている現在、電子回路を構成する電子部品の小型化が要望されている。このような情勢の中で、上述した捲き線型磁性製品に代わって、スイッチング電源等の電子回路の高周波化，小型化，低背化の要求に適した構造をなすプレーナ型磁性製品が実用化されている（特公昭３９−６９２１号公報，特公昭４１−１０５２４  号公報または特開昭４８−５１２５０  号公報など）。プレーナ型磁性製品は、捲き線によってコイルを形成するのではなく、例えば、偏平な絶縁基板の片面または両面に若しくはその内層面を含めた多層面にわたってスパイラル状またはＵ字状に薄膜の導体パターンを形成してなる１枚のプリントコイル基板、または、このようなプリントコイル基板を複数枚積層してなるプリントコイルを、磁性材のコアにて挟んだ構成をなす。
【０００４】
このようなプレーナ型磁性製品では、小型化，低背化を実現できるのは勿論であり、捲き線型磁性製品に比べて磁束の鎖交面積を大きくできるので漏れインダクタンスが小さくなって１次−２次間の高結合を実現できるという特長、表皮効果による銅損の増加を最低限に抑制できるという特長、パターンエッチングを用いて導体パターンのコイルを形成するので不安定なワイヤの捲回処理を必要とする捲き線型磁性製品に比べて再現性は良好であり品質の信頼性，安定性が向上するという特長を有する。
【０００５】
また、このようなプレーナ型磁性製品において、プリントコイル基板またはプリントコイルと外部導体との電気的接続を得るための端子ピンを用いた構成が、特開昭６１−７４３１１  号公報，特開昭６１−７５５１０  号公報，実開平４−１０５５１２号公報，特開平５  −２９１０６２号公報，特開平６−１６３２６６号公報等に開示されている。
【０００６】
以下、これらに開示されている従来のプレーナ型磁性製品について簡単に説明する。図８は、例えば、上述の５件の公報のうちの前者２件の公報に示された第１の従来例を示す図であり、図８（ａ）はその正面要部断面図、図８（ｂ）はその平面要部断面図、図８（ｃ）はその側面図を示す。図８において、積層配線板２１はコイルの導体パターン２５を薄い絶縁シート上に形成したシートコイルを多層に積層したものであり、全体として変圧器のプリントコイルを構成している。プリントコイルにはスルーホール２２が形成されており、このスルーホール２２に端子ピン２３が挿入され、端子ピン２３とスルーホール２２との半田付けにより各シートコイルの導体パターン２５が相互に電気的に接続されている。端子ピン２３はその一部が長手方向に延長されており、その延長部分が図示しない印刷配線板の外部導体への接続手段と変圧器の固定手段とになっている。コア２４，  ２６は上下方向に分割した形状に製作され、両コア２４，  ２６が積層配線板２１を挟むように合わせられて、変圧器の磁気回路が構成されている。
【０００７】
図９，図１０は、例えば、上述の５件の公報のうちの後者３件の公報に示された第２の従来例を示す図であり、図９は変圧器としての全体構成を示す斜視図、図１０は各構成部材を示す分解斜視図である。この従来例の薄型変圧器は、表面に導体パターンを形成した複数のプリントコイル基板を積層してなるプリントコイル３２を、複数の端子ピン３５を備えた端子台３３に載置して、これをＩ型コア３４及びＥ型コア３１にて上下に挟み込んだ構成をなす。端子台３３に備えられた各端子ピン３５は、プリントコイル３２のスルーホール３６に挿入される挿入部分３５ａ  と、この挿入部分３５ａ  に連なり折曲されて実装面に平行に延びている実装部分３５ｂ  とに分けられている。そして、各端子ピン３５の挿入部分３５ａ  とプリントコイル３２のスルーホール３６とが半田にて電気的に接続される。また、外部導体との電気的接続は各端子ピン３５の実装部分３５ｂ  を介して行われる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した第１の従来例では、図８に示すように、プリントコイルに形成されたスルーホール２２に圧入挿入した端子ピン２３をスルーホール２２と半田接続させて電気的に導通させているので、この方法は、端子ピン２３をプリントコイルに正確に垂直に圧入する必要があり、組み立てに工数がかかり作製されるプリントコイル部品のコストアップにつながるという問題点がある。
【０００９】
これに対して、上述した第２の従来例では、図９，図１０に示すように、プリントコイル３２とコア３１，３４とを覆うように構成された端子台３３を用いている。端子台３３には端子ピン３５が、プリントコイル３２のスルーホール３６の位置に一致させて、予め植設されている。従って、プリントコイル３２のスルーホール３６を端子台３３に植設された端子ピン３５に落とし込んだ後に半田付けを行うだけでプリントコイル部品が構成されるので、第１の従来例と比較して大幅に組立工数を削減することができる。しかしながら、構造が複雑である端子台３３は作製コストが高いので、プリントコイル部品としての総コストは必ずしも低減するとは限らないという問題がある。そこで、端子台３３の形状（サイズ，端子ピン３５の植設ピッチ・植設本数等）を標準化し、量産効果によるコスト低減を図ることも考えられる。ところが、このようなプリントコイル部品を使用する変圧器，チョーク等の磁性製品は、各ユーザ側において所望の磁気特性が得られるように、多品種のものが少量ずつ必要であることが一般的であるので、端子台３３の形状を標準化して固定すると、その適用範囲は著しく限定されるという制約があって現実的ではない。従って、このような第２の従来例では、形状の自由度に乏しくて作製コストが嵩む高価な端子台を使用しなければならず、コストの充分な低減を達成できないという問題点がある。
【００１０】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、組立工程の簡略化及び低コストの部材の使用により、従来に比べて大幅な低コスト化を実現できるプリントコイル部品を提供することを目的とする。
【００１１】
本発明の他の目的は、スルーホールにおける端子ピンとの確実な電気的接続を容易に得ることができるプリントコイル基板を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るプリントコイル部品は、１層または複数層の導体パターンにてコイルを形成したプリントコイル基板を有し、該プリントコイル基板と外部導体との電気的接続を可能としたプリントコイル部品において、前記プリントコイル基板には複数のスルーホールが複数列にわたって形成されており、前記スルーホールの複数列夫々に対応して夫々が配置される複数の絶縁性の基台に設けられ、前記外部導体と電気的に接続されるべき端子ピンが対応する列の前記スルーホールに挿通され、該端子ピンを前記スルーホールと電気的に接続していることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係るプリントコイル基板は、プリントコイル部品に使用されるプリントコイル基板であって、複数のスルーホールが形成されており、該スルーホールからその端面までスリットが形成されており、該スリットは前記スルーホールに挿通されるべき円柱状の端子ピンの直径よりも狭いことを特徴とする。
【００１４】
【作用】
本発明に係るプリントコイル部品を作製する際には、プリントコイル基板に形成されている各スルーホールに、絶縁性の基台に予め植設されている各端子ピンを挿通させ、この挿通させた各端子ピンと対応する各スルーホールとを例えば半田にて電気的に接続する。この際に、端子ピンの位置決めはスルーホールに対して行うだけでよく、簡単な位置決め治具を利用するだけで行うことができ、その処理は第１の従来例に比して極めて容易である。また、本発明では、各端子ピンの植設ピッチのみが限定されるだけで端子ピンの本数等の他の要素に制限はなく、プリントコイル部品の設計の自由度は第２の従来例に比して高くなる。
【００１５】
本発明に係るプリントコイル基板では、端子ピンの直径よりも狭いスリットが、プリントコイル基板のスルーホールからその端面にかけて形成されているので、端子ピンとスルーホールとの例えば半田による接続状態がこのスリットにより目視可能であり、両者の接続処理を容易に行えると共に両者の電気的接続がより確実となる。なお、端子ピンの位置決めはスルーホールに合わせて行うので、その位置決めが正確になされるように、形成するこのスリットの幅は端子ピンの直径よりも狭くしておく必要がある。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明をその実施例を示す図面に基づいて具体的に説明する。
【００１７】
図１は、本発明のプリントコイル部品の一実施例を示す分解斜視図である。図１において、１はプリントコイル基板である。プリントコイル基板１は、その内層面も含めた多層面にわたって導体パターンにてコイルが形成されている矩形薄板状をなしており、それ自身で形状維持が可能であるので、これを支えるような支え部材は不要である。プリントコイル基板１の中央には、矩形の孔１ａが形成されている。プリントコイル基板１の長手方向の両端部には、夫々スルーホールランド２から連なる複数（図１の例では６個）のスルーホール３が、プリントコイル基板１の幅方向に所定の等ピッチで一列をなして形成されている。また、５は絶縁材からなる直方体状の２個の基台であり、各基台５の上面には、導電材からなる円柱状の複数（図１の例では６個）の端子ピン４がスルーホール３と等ピッチで一列をなして植設されている。各基台５の一側面には、各端子ピン４に夫々連なる複数（図１の例では６個）の導体突起６が突設されている。なお、各端子ピン４はスルーホール３よりも長く、その長さはスルーホール３の長さの略２倍である。
【００１８】
次に、本発明のプリントコイル部品の組立工程について説明する。図２は、組み立て後の本発明のプリントコイル部品を示す平面図，正面図及び側面図である。まず、位置決め治具を用いて、プリントコイル基板１の各スルーホール３と２個の基台５の各端子ピン４との位置合わせを行った後、プリントコイル基板１の下面が各基台５の上面に当接するまで各スルーホール３にこれに対応する各端子ピン４を挿入し、その後、対応する各スルーホール３と各端子ピン４とを半田付けにより電気的に接続する。図２に示すように、各端子ピン４の略上半分がプリントコイル基板１から突出した状態で、スルーホール３及び端子ピン４が半田付けされる。なお、図２の７はこの半田付け処理後の半田フィレットを示す。
【００１９】
ところで、上述したようなプリントコイル部品を、Ｅ型のフェライトコア及びＩ型のフェライトコアで挟めばスイッチング電源用の変圧器，チョークコイルを構成することができる。図３は、このような変圧器の一実施例を示す分解斜視図、図４は、同じくその組み立て後の構成を示す平面図，正面図及び側面図である。図３，図４において、図１，図２と同一部分には同一番号を付してそれらの説明を省略する。図３，図４の８，９は、プリントコイル部品を上下方向から挟むフェライトコアであり、具体的には、８が両端と中央とに凸部を有するＥ型コア、９が偏平直方体状をなすＩ型コアである。プリントコイル基板１の孔１ａにＥ型コア８の中央の凸部を嵌め込み、３箇所の凸部をＩ型コア９の上面に当接させて、両コア８，９とプリントコイル部品とを一体化させて、図４に示すような変圧器を作製する。
【００２０】
本発明のプリントコイル部品を用いた変圧器と実装基板との電気接続の例を、図５（ａ），（ｂ）に示す。図５（ａ），（ｂ）において、図３，図４と同一番号を付した部分は同一部分を示している。各端子ピン４に連なる各導体突起６が実装基板１０に半田フィレット１１により接続されており、この両者の半田付けによりプリントコイル部品と実装基板１０との電気的接続が得られている。図５（ａ）に示す例は、基台５の高さを制御してフェライトコア（Ｉ型コア９）が実装基板１０と接するようにしたものであり、フェライトコアの放熱を実装基板１０を介して行う場合に有効である。一方、図５（ｂ）に示す例は、基台５の高さを制御してフェライトコア（Ｉ型コア９）の底面を実装基板１０から浮かせるようにしたものであり、フェライトコアと実装基板１０とを絶縁する場合に有効である。
【００２１】
本発明によれば、端子ピン４の位置決めは主にプリントコイル基板１のスルーホール３によるため簡単な位置決め治具を用いた組み立てが可能となり、第１の従来例（図８参照）のように端子ピン２３を圧入して垂直に立てる方法に比べて組み立てが容易となる。また、基台５に植設される端子ピン４のピッチのみを固定するだけであり、その端子ピン４の本数，向かい合う端子ピン４，４間の距離などには制限がない。よって、植設される端子ピン３５のピッチは勿論のこと、その端子ピン３５の本数，向かい合う端子ピン３５，３５の間隔も固定されている端子台３３を用いる第２の従来例（図９，１０参照）に比べて、種々の形状のプリントコイル基板により柔軟に対応でき、プリントコイル部品をはるかに自由に設計できる。この結果、従来のプリントコイル部品に比べて、組立コスト及び部材コストを大幅に削減することができる。
【００２２】
次に、本発明の他の実施例について説明する。図６は、本発明の他の実施例を示す分解斜視図である。図６の実施例では、基板両面に導体パターンにてコイルが形成されている複数枚のプリントコイル基板１を積層している。また、隣合うプリントコイル基板１同士の絶縁を図るために、隣合ったプリントコイル基板１，１間に絶縁シート１２を介装している。図６に示す実施例では、４枚の絶縁シート１２と３枚のプリントコイル基板１とを夫々各１枚ずつ交互に積層した構成をなしている。各絶縁シート１２には、その中央にプリントコイル基板１の孔１ａと同形状の孔１２ａ  が形成されていると共に、その両端部にプリントコイル基板１の複数のスルーホール３に合わせた複数の孔１３が形成されている。各プリントコイル基板１間の電気的接続は、上述した実施例と同様に、基台５に植設された端子ピン４を各スルーホール３及び孔１３に挿通し、半田付けを行ってなされる。一般にプリントコイル基板では、導体パターンの層数が増えるとその作製コストは指数関数的に増大する。従って、多数の導体パターンを積層した構成とする場合には、形成すべき導体パターンを複数枚のプリントコイル基板に分け、図６に示すように、各プリントコイル基板を絶縁シートを介して積層した方が、総コストは低減できる。
【００２３】
図７は、本発明の更に他の実施例の一部分を示す平面図及び正面図である。図７において、図１と同一部分には同一番号を付して説明を省略する。図７の実施例では、プリントコイル基板１の端面から各スルーホール３に通じるスリット１４がスルーホール３と同数だけ設けられている。よって、スルーホール３と端子ピン４とを半田接続する際に、このスリット１４を通して両者の接続状態を容易に目視にて検査することが可能となり、半田接続が確実になって品質の向上に寄与することができる。なお、端子ピン４の位置決めは主にプリントコイル基板１のスルーホール３によるため、形成するスリット１４の幅は端子ピン４の直径よりも狭くしておかなければならない。
【００２４】
なお、プリントコイル部品に関する本発明において、端子ピン４の形状及び配置、プリントコイル基板１のスルーホール３の形状、プリントコイル基板１に形成される導体パターンの層数、積層するプリントコイル基板の枚数、挟み込むフェライトコアの形状等については何等の制限がないことは言うまでもない。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によるプリントコイル部品では、プリントコイル基板のスルーホールに絶縁性の基台に植設された端子ピンが挿通され、端子ピンとスルーホールとが例えば半田により電気的に接続しているので、プレーナ型磁性製品の本来の特長である、部品の低背化が容易、表皮効果による銅損の抑制、１次−２次間の高結合が可能、品質の安定性・信頼性が向上などの特長を備えるとともに、従来のプリントコイル部品に比べて組立工程のコスト及び使用する部材自体のコストの大幅な低減が可能となる。この結果、従来はプリントコイル部品の使用範囲が特殊用途に限定されていたが、本発明によって一般的なスイッチング電源用変圧器，チョークコイルなどにその適用範囲を拡大することができる。
【００２６】
また、プリントコイル基板の端面からスルーホールにスリットを形成しているので、端子ピンとスルーホールとの半田接続状態の目視検査が容易になり、接続の信頼性が向上して品質を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプリントコイル部品の一実施例の分解斜視図である。
【図２】本発明のプリントコイル部品の一実施例の組立図である。
【図３】本発明のプリントコイル部品を用いた変圧器の分解斜視図である。
【図４】本発明のプリントコイル部品を用いた変圧器の組立図である。
【図５】本発明のプリントコイル部品を用いた変圧器の実装基板への設置例を示す図である。
【図６】複数枚のプリントコイル基板を用いた本発明のプリントコイル部品の他の実施例の分解斜視図である。
【図７】プリントコイル基板にスリットを形成した本発明のプリントコイル部品の更に他の実施例の部分平面図及びその部分組立図である。
【図８】端子ピンを圧入する第１の従来例のプレーナ型磁性製品を示す図である。
【図９】端子台を用いる第２の従来例のプレーナ型磁性製品の組立図である。
【図１０】端子台を用いる第２の従来例のプレーナ型磁性製品の分解斜視図である。
【符号の説明】
１  プリントコイル基板
２  スルーホールランド
３  スルーホール
４  端子ピン
５  基台
６  導体突起
７  半田フィレット
８  Ｅ型コア
９  Ｉ型コア
１０  実装基板
１１  半田フィレット
１２  絶縁シート
１３  孔
１４  スリット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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