(57)【要約】層状の変圧器（１）を含むプリント回路基板（１０）は、第１の磁気層（２）、第１の変圧器コイル（４）、絶縁体（７）、第２の変圧器コイル（５）、および第２の磁気層（３）からなる積層を持ち、各変圧器コイル（４，５）を、２次元パターンの導体トラックとして実現する。絶縁体は、磁性物質を含む１つまたは複数の経路（８，１８，２８）を含むことができる。１つのプリント回路基板（１０）の代わりに、変圧器（１）を、同様に、それぞれが磁気層（２）および変圧器コイル（４）を含む、２つのプリント回路基板（６０）として実現することもできる。前記プリント回路基板は充電器（７１）およびユーザ装置（７２）に含ませることもできる。
2004515056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２の変圧器巻線および第１の磁気層を持つ変圧器を含むシステムであって、前記第１の磁気層は多層プリント回路基板に積層されており、前記多層プリント回路基板は、第１および第２の対向する外面が設けられており、この第１の外面上に導体トラックのパターンがある前記システムにおいて、
前記変圧器は第１の部分、第２の部分、および絶縁層を含み、この絶縁層は前記第１および前記第２の部分の間に置かれ、
前記第１の部分は、前記第１の変圧器巻線および前記第１の磁気層を含み、この第１の変圧器巻線は、導体トラックの２次元パターンとして構成され、前記プリント回路基板内で前記第１の磁気層と前記絶縁層との間に積層され、および、前記第１の外面にある前記導体トラックのパターンと電気的に接続され、
前記第２の部分は、前記第２の変圧器巻線と第２の磁気層とを含み、前記第２の変圧器巻線は、前記第２の磁気層と前記絶縁層との間に置かれている、
ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムにおいて、
前記第２の部分は前記プント回路基板の一部を形成し、前記変圧器は完全な層構造で作られている、
ことを特徴とするシステム。
【請求項３】
請求項１に記載のシステムにおいて、
前記第１の部分は充電器の一部を形成し、前記第２の部分はユーザ装置の一部を形成する、
ことを特徴とするシステム。
【請求項４】
請求項１または２に記載のシステムにおいて、
前記変圧器は、共振トポロジとして設計されている回路の一部を形成する、
ことを特徴とするシステム。
【請求項５】
第１および第２の対向する外面が設けられていて、前記第１の第１の外面上に導体トラックのパターンがあり、第１の変圧器巻線と第１の磁気層とを含むプリント回路基板であって、
前記第１の磁気層、導体トラックの２次元パターンとして構成されている前記第１の変圧器巻線、および絶縁層は、
前記第１および前記第２の外面の間に積層され、
前記第１の変圧器巻線は、前記第１の外面にある前記導体トラックのパターンと電気的に接続され、
前記プリント回路基板は、請求項１または２に記載のシステムで使用するのに適している、
ことを特徴とするプリント回路基板。
【請求項６】
請求項５に記載のプリント回路基板において、
導体トラックの２次元パターンとして構成されている第２の変圧器巻線と第２の磁気層とは、
前記絶縁層と前記第２の外面との間に存在し、
前記第２の変圧器巻線と前記第２の磁気層とは、
前記絶縁層、前記第１の変圧器巻線、および前記第１の磁気層で積層されている、
ことを特徴とするプリント回路基板。
【請求項７】
請求項５または６に記載のプリント回路基板において、
少なくとも前記第１の磁気層は、有機物質の母材および磁性物質のフィラーとを含む複合材料である、
ことを特徴とするプリント回路基板。
【請求項８】
請求項５または６に記載のプリント回路基板において、
導電性物質のスクリーニング層および導電性物質の中間層は、前記第１の磁気層と前記導体トラックのパターンとの間の前記第１の外面に存在する、
ことを特徴とするプリント回路基板。
【請求項９】
請求項６に記載のプリント回路基板において、
前記絶縁層は少なくとも０．４ｍｍの厚さを持ち、前記磁気層を越えて少なくとも２．５ｍｍ突き出している、
ことを特徴とするプリント回路基板。
【請求項１０】
請求項６に記載のプリント回路基板において、
前記絶縁層は経路が設けられ、前記経路は有機物質の母材と磁性物質のフィラーとを含む複合材料で満たされている、
ことを特徴とするプリント回路基板。
【請求項１１】
請求項５に記載のプリント回路基板において、
導体トラックの２次元パターンの形態の第３の変圧器巻線は、前記第１の巻線と前記絶縁層との間に存在し、この第３の変圧器巻線は前記第１の変圧器巻線と電気的に接続されている、
ことを特徴とするプリント回路基板。
【請求項１２】
請求項１に記載のシステムで使用するのに適し、請求項５に記載のプリント回路基板が設けられた充電器。
【請求項１３】
請求項１に記載のシステムで使用するのに適し、請求項５に記載のプリント回路基板が設けられたユーザ装置。
【請求項１４】
請求項２に記載のシステムで使用するのに適し、請求項６に記載のプリント回路基板が設けられた器具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第１および第２の変圧器巻線（ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｗｉｎｄｉｎｇ）および第１の磁気層を持つ変圧器を含み、この第１の磁気層が多層プリント回路基板に貼り合わせ、即ち積層され、このプリント回路基板は、第１および第２の対向する外面が設けられ、その外面上には導体トラックのパターンを持つようなシステムに関する。
また本発明は、第１および第２の対向する外面が設けられ、その第１の外面上に導体トラックのパターンがあり、第１の変圧器巻線および第１の磁気層を含むようなプリント回路基板に関する。
さらに本発明は、本システムを使用するのに適する充電器、ユーザ装置、および器具に関する。
【０００２】
このようなシステムやプリント回路基板はデズアリ（Ｄｅｚｕａｒｉ）他による「センサーおよびアクチエータＡ， ７６（Ｓｅｎｓｏｒｓ ａｎｄ Ａｃｔｕａｔｏｒｓ Ａ， ７６）」（１９９９，ｐｐ．３４９−３５５）で知られている。この既知のプリント回路基板は、磁性材料としてのＣｏＦｅＭｏのアロイを含む磁気層を含む。このアロイは、液体エポキシやアクリル酸の接着剤によって、エポキシ樹脂の基板上に設けられる。磁気層は、方形或いはトロイダルの磁気コアを形成するためにパターン化される。アロイが設けられた基板とプリント回路基板の外面との間には、その外面に導体トラックが設けられているエポキシ樹脂板がある。第１の外面および第２の外面にある導体トラックは、ビア（ｖｉａ；穴）によって電気伝導で相互接続されている。変圧器巻線（ｗｉｎｄｉｎｇ）の巻（ｔｕｒｎ）は、第１の外面上の導体トラック、第２の外面上の導体トラック、およびこれらの導体トラックの間の２つのビアによって形成される。従って、この巻は、第１の磁気層の面に実質的に垂直な平面に置かれている。磁気層が方形を持つようにパターン化されている場合は、巻および第１および第２の変圧器巻線は相互に平行である。よって、変圧器巻線は、層として構成されている磁気コアの周り、或いは、磁気コアの一部の周りに巻かれている３次元パターンを形成する。
【０００３】
この既知のシステムの欠点は、このような変圧器は、自己インダクタンスが１から１０マイクロヘンリー以下であり、３０ｋＨｚに至るまでしか利用できないということである。従って、この既知のプリント回路基板は、スイッチモード電源の電圧の変換には適さない。
【０００４】
本発明の第１の目的は、冒頭のパラグラフで述べたようなシステム、即ち、スイッチモード電源の電圧を変換するのに適したシステムを提供することである。本発明の第２の目的は、冒頭のパラグラフで述べたようなプリント回路基板、即ち、本発明によるシステムに適するプリント回路基板を提供することである。
本発明のさらなる諸目的は、本発明によるシステムに適するユーザ装置、充電器および器具を提供することである。
【０００５】
第１の目的は下記のような構成の変圧器で達成される。
本変圧器は、第１の部分、第２の部分、および絶縁層を含み、この絶縁層は前記第１の部分と前記第２の部分との間に置かれ、
前記第１の部分は、第１の変圧器巻線および第１の磁気層を含み、この第１の変圧器巻線は導体トラックの２次元パターンとして構成され、および、電子回路基板内の前記第１の磁気層と前記絶縁層との間に貼り合わせ、即ち積層され、そして、前記第１の外面にある導体トラックのパターンに電気的に接続され、
前記第２の部分は、第２の変圧器巻線および第２の磁気層を含み、この第２の変圧器巻線は前記第２の磁気層と前記絶縁層との間に置かれる。
【０００６】
本発明によるシステムの変圧器は、既知のシステムとは構造上異なる。従って、第２の磁気層は、本発明による前記システムの第１の部分の近くに存在する。さらに、第１および第２の変圧器巻線は、前記磁気層と実質的に平行な平面に置かれている。加えて、第１および第２の変圧器巻線は前記第１と第２の磁気層との間に存在する。
【０００７】
本発明によるシステムの変圧器は十分に強力な磁場を生成する能力を持つことが分かった。本発明によるシステムの変圧器の自己インダクタンスは１から１０ミリヘンリーであり、即ち、既知のシステムのものよりも１０００倍良いファクターである。さらに、本発明によるシステムの変圧器は、数１００ｋＨｚの周波数まで使用することが可能である。０．９５或いはそれ以上の結合率（ｃｏｕｐｌｉｎｇ）が、数平方センチメーターの横方向の寸法、および１０〜４０のオーダーのＱ値（Ｑ−ｆａｃｔｏｒ）で実現される。従って、本発明によるシステムはスイッチモード電源の電圧変換に非常に適している。
【０００８】
本発明によるシステムは、第１および第２の部分が積層されているプリント回路基板を含むことができる。しかしながら、本システム内の変圧器は、第１および第２の部分がある距離で互いに離間され、実質的に平行である場合には非常に有利に機能する。従って、前記第１の部分は充電器と一体化することができ、前記第２の部分はユーザ装置と一体化することができる。このユーザ装置は本発明によるシステムで非接触式の充電器によって充電することができる。
【０００９】
このような非接触式充電用のシステムは特に電動歯ブラシで使用されている。この既知のシステムは、バッテリとコイル即ち巻線と存在する電動歯ブラシに加えてさらにコイルを具えた充電器を含む。充電器にはユーザ装置を設置可能なリングが設けられている。非接触式充電操作は、エアーコイル原理（ａｉｒ ｃｏｉｌ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ）によって起こる。即ち、ユーザ装置を充電器のリングに設置したとき、コイルは同心となりエネルギーの伝達がエアー即ち空間を通って発生する。既知のシステムの欠点は、ユーザ装置をリングに置いていないときでもエネルギー損失が発生することである。このことは経済的かつ環境的な理由で望ましくない。本発明によるシステムではこの欠点を回避される。非接触充電用の既知のシステムは３８％以下の結合率（ｃｏｕｐｌｉｎｇ）しか達成しないが、本発明によるシステムは９５％以上の結合率を実現する能力を持つ。ユーザ装置が充電器上に存在しないときは、第１の変圧器巻線による電力損失は小さいものである。変圧器巻線の巻（ｔｕｒｎ）の表面積は実際には比較的小さく、巻は望ましくは細く（ｔｈｉｎ）する。さらに、変圧器巻線の構造および相互に実質的に平行である磁気層は、既知のシステムの変圧器よりも効率が良い変圧器をもたらす。
【００１０】
プリント回路基板、積み重ねた磁気層、および導体トラックの２次元パターンとして構成した変圧器巻線が一体化されているような本発明によるシステムでは、プリント回路基板を充電器とユーザ装置の両方に存在させる必要がない。好適な実施態様では、ユーザ装置内の磁気層はプリント回路基板上に置かれた構成要素として構成され、変圧器巻線はプリント回路基板の外面に存在する。充電器はユーザ装置よりも大きな表面積にすることができ、幾つかのユーザ装置は、全く同じ充電器にて非接触式で同時に同じように充電することが可能である。さらに、充電器は、例えば、浴室キャビネットの棚やフルーツ用ボールなどの物に一体化することもできる。充電器は多くの消費者により整理しにくい商品であると考えられている。充電器をフルーツ用ボールなどの物と一体化することは、充電器を目立たなくさせると同時に充電器を容易に利用可能なものにならしめる。
【００１１】
本発明によるユーザ装置の実施例は、特に電動歯ブラシ、電気シェーバー、携帯電話、ポータブルコンピュータ、ポータブル台所用器具、電気サーモメータ、腕時計、および電子アラーム時計である。
【００１２】
変圧器が電源回路の一部を形成する場合は、少なくとも２つのトポロジ、即ちフライバック（ｆｌｙｂａｃｋ）トポロジおよび共振（ｒｅｓｏｎａｎｔ）トポロジが回路構成用に知られている。本変圧器はフライバックトポロジジの回路および共振トポロジの回路、当業者には共振スイッチモード電源としても知られるが、これら両者で使用できるということが実験で分かった。望ましくは、本充電器は、例えばハーフブリッジなどの共振トポロジとして設計された回路の一部を構成させる。当業者は精通していることであるが、放出する自己誘導のために消費される電力をキャパシタで利用して共振の正弦波電流曲線を生成するという理由から、少しの電流しか損失しない。従って、本発明によるシステムの変圧器は、約５０Ｗを越えるような高い電力で使用することができる。
【００１３】
本発明の第２の目的は、下記のような構成で達成される。
即ち、第１の磁気層、導体トラックの２次元パターンとして構成される第１の変圧器巻線、および、絶縁層が、第１および第２の外面の間に積層され、前記第１の巻線は、前記第１の外面にある導体トラックのパターンに電気伝導で接続されている。この目的は請求項１または２に記載のシステムで使用するのに適したプリント回路基板としても達成される。「プリント回路基板」という用語は、低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ）基板などのその他のいかなるタイプの多層基板をも含むものと理解すべきである。
【００１４】
導体トラックの２次元パターンとして構成されている第２の変圧器巻線と第２の磁気層とが、絶縁層と第２の外面との間にあり、前記第２の変圧器巻線と第２の磁気層とが、絶縁層、第１の変圧器巻線、および第１の磁気層に一緒に積層されることが好適である。
【００１５】
この実施態様の変圧器は完全に層状の構造である。その結果、これは簡単な方法で製造できる。複数の構成要素を具えるプリント回路基板を上回る、本発明によるプリント回路基板の利点は、本発明のものは非常に薄いということである。厚さを最小限にするためには、その他の構成要素もプリント回路基板に一体化する、即ち、磁気層と外面との間に入れることが好適である。変圧器巻線の２次元パターンは螺旋状の形状にすることが好適である。
【００１６】
第１の磁気層は磁性物質を含む。この材料は、特に、フェライト、鉄、鉄アロイ（合金）、或いは、その他の磁性合金とすることができ、そして、特に層或いは分散させたパウダーとの形状をとることができる。合金の例としては、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＭｎＦｅ、およびＣｏＦｅＭｏがある。
【００１７】
好適な実施態様では、第１の磁気層は有機物質の母材（ｍａｔｒｉｘ）および磁性物質のフィラーから成る複合材料（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）を含む。複合材料の比透磁率が２０以下にもかかわらず、変圧器の特性は良好であることが分かった。さらに、絶縁層が主要な分離した層用のヨーロッパ標準に適合し、および磁性材料の相互接続が絶縁層に存在しない場合は、変圧器は十分に機能することが分かった。
【００１８】
この複合材料は幾つかの利点を持つ。即ち、この複合材料は別々のプロセスで製造でき、かつ、原価が安いことある。この複合材料は、本発明によるプリント回路基板のその他の層に非常に密接に積層することができる。さらに、この複合材料の層は、導体トラックのパターン用の基板として機能することもできる。母材用の好適な物質としては、エポキシドやポリエステルがあるが、さらに同様にプリント回路基板用に使用されるその他の物質も使用できる。原則としては、当業者に知られている磁性材料は、この複合材料のフィラー即ち充填材として好適である。変圧器を約５ＭＨｚまでの低い周波数で使用する場合は、フェライトをフィラーとして使用することが好適である。さらに望ましくは、フィラーは容量で５０％を越える密度で使用する。特に望ましいのは、第１の磁気層のみならず第２の磁気層もが、有機物質のフィラーと母材との複合物質を含む場合である。
【００１９】
代替の実施態様では、導電性物質からなるスクリーニング層と電気絶縁性物質からなる中間層とが、第１の磁気層と導体トラックのパターンとの間にある第１の外面に存在する。導電性物質からなるスクリーニング層は、前記外面にある導体トラック、および、前記外面上に置かれた、或いはプリント回路基板に一体化された構成要素を変圧器の磁界から遮蔽する。幾つかの物質、例えば、銅、アルミニウム、銀、金属充填エポキシ樹脂（ｍｅｔａｌ−ｆｉｌｌｅｄ ｅｐｏｘｙ ｒｅｓｉｎ）、および導電性のオリゴマー或いはポリマーなどを導電性物質として選択することができる。好適なオリゴマー或いはポリマーの例としては、特に、任意選択の環状Ｃ１−Ｃ１０−アルキル基、或いはアルコキシ置換基で置換され得るようなドープしたポリアニリンがある。望ましくは、導電性物質は少なくとも１００Ｓ／ｃｍの導電率を持つものにする。
【００２０】
特に望ましい態様は、導電性物質からなるスクリーニング層と電気絶縁性物質からなる中間層とが、第２の磁気層とプリント回路基板の第２の外面との間に存在する場合である。従って、導体トラックおよび構成要素は、磁界に伴う干渉なしで、プリント回路基板内に一体化される、或いは、第２の外面上に存在することができる。
【００２１】
望ましくは、本発明によるプリント回路基板内の絶縁層は非常に薄くする。第１および第２の変圧器巻線の周りのみの絶縁層を通る寄生磁束（ｐａｒａｓｉｔｉｃ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｌｕｘ）による変圧器損失は、可能な限り限定される。或いは、絶縁層は、少なくとも０．４ｍｍの厚さを持たせ、かつ、磁気層を越えて少なくとも２．５ｍｍ突き出させることができる。このことは、第１および第２の回路の間にある電源分離層（ｍａｉｎｓ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒｓ）という点でヨーロッパの要件に準拠する。これらの要件は、少なくとも５ｍｍの固体表面（ｓｏｌｉｄ ｓｕｒｆａｃｅ）の上の沿面距離（ｃｒｅｅｐａｇｅ ｐａｔｈ）と少なくとも５ｍｍの空間距離（ａｉｒ ｐａｔｈ）を必要とすることを規定する。これらの要件は、変圧器の嵩（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）が無い、或いは、感知し得るほどしか嵩が増加していないプリント回路基板の本実施態様によって満たされる。或いは、さらなる電気絶縁性層を前記絶縁層に加えて設けることができ、例えば全部で３つの層となる。絶縁層の合計の厚さは、２つの層が共に４２４０Ｖｄｃの試験電圧に準拠するという条件で、例えば、０．１５ｍｍまでに限定することができる。
【００２２】
幾つかの絶縁層を使用することの利点は、そこに導体トラックを設けるのに非常に適しているということである。導体トラックのパターンが絶縁層のいずれかの面の上に設けられる場合は、それぞれに、一面のみの上に導体トラックのパターンが設けられている２つのプリント回路基板は貼り合わせ、即ち積層することができる。また、プリント回路基板が取り外し可能なとき、即ち２つの部分に分離可能な場合には、幾つかの絶縁層を使用することが好適である。
【００２３】
代替の実施態様では、絶縁層には経路（或いは貫通穴）が設けられ、この経路は有機物質からなる母材と磁性物質からなるフィラーとを含む複合材料で充填されている。このような充填された経路の存在は、電源（ｍａｉｎｓ）から分離されていない変圧器をもたらす。寄生磁束による損失は、これによってさらに減少される。さらに、この経路は、５ｍｍ未満の空間距離を生じさせることなく、磁性材料で充填され得る。この目的のために絶縁層に穴が設けられ、この絶縁層は、例えば硬化したエポキシ樹脂を含む。それから、まだ硬化していない複合材料の層を設ける。続いて、プリント回路基板が加圧下で積層されるとき、前記穴は複合材料が流れ込むことによって充填される。
【００２４】
電圧が単一の変圧器で十分に変換される場合、或いは、反対に高電圧に変換する場合は、１次回路の巻数は、２次回路の巻数に比べて大きくする必要がある。従って、さらなる実施態様では、導体トラックの２次元パターンの形状を持つ第３の変圧器巻線が第１の変圧器巻線と絶縁層との間に存在し、この第３の変圧器巻線は第１の変圧器巻線に電気的に接続される。第１および第３の変圧器巻線が相互接続され、かつ、平行に置かれるため、１次回路の巻数が２倍になる。自明であるが、巻数をさらに増加するために、第４および第５の変圧器巻線を設けて第１の変圧器巻線と相互接続させることもできる。電気伝導接続を作ること、或いは、プリント回路基板の層を通るビア（ｖｉａ）は、プリント回路基板の当業者には知られていることである。
【００２５】
厚みが薄いおかげで、本発明によるプリント回路基板は多くの家庭用装置や電気装置で有利に使用することができる。さらに、その厚みが非常に薄いという理由から、ディスプレイ、例えば、液晶ディスプレイ、フラットパネルディスプレイ、および、電圧を高い方に変換するようなその他のディスプレイで使用するのに非常に好適である。
【００２６】
本発明によるシステム、プリント回路基板、充電器、およびユーザ装置について、図面および実施態様を参照しつつより詳細に説明する。また、これらの図面や実施態様は本発明を何ら限定するものと理解すべきではない。
諸図面は、略図であり実際の縮尺でなく、同じ参照番号は対応する構成要素に関連する。当業者には自明のことであるが、本発明の実施態様に相当するものを除いた代替の態様が本発明の本質から離れることなく実施可能であり、請求の範囲のみによって本発明の範囲は制限される。当業者には明らかであるが、説明を明瞭にするため、図示した変圧器巻線の巻数を２、３および４以下に制限したに過ぎない。
【００２７】
図１は、プリント回路基板１０の第１の実施態様を示す図であり、プリント回路基板１０には第１の外面１１と、それに対向する第２の外面１２とが設けられている。導体トラックのパターン２１、２２は、本実施態様の第１の外面１１、および第２の外面に存在する。プリント回路基板１０は、さらに、第１の磁気層２、第１の変圧器巻線４、第３の変圧器巻線６、絶縁層７、第２の変圧器巻線５、および第２の磁気層３からなる積層を含む。この積層は、変圧器１を構成する。即ち、第１の磁気層２および第１および第３の変圧器巻線４、６が共に第１の部分６９を形成する。第２の変圧器巻線４および第２の磁気層３は、共に第２の部分７９を形成する。第３の変圧器巻線６は、電気絶縁層２３と絶縁層７との間に存在する。前記電気絶縁層２３は、ＦＲ−４などの既知の材料からなるプリント回路基板とすることが好適である。第３の変圧器巻線６は、実際には第１の変圧器巻線４を拡張したものであり、そこへ電気絶縁層２３を通るビア３１により接続されている。第１の変圧器巻線４は、ビア３３によって導体トラック２１のパターンと第３の変圧器巻線６とに接続されている。変圧器巻線４、５、６は、それぞれ、電気絶縁スリーブが設けられた幾つかの銅巻を持つ。変圧器１が電圧を下げるためのものである場合には、第１および第３の変圧器巻線４、６は、共に１次変圧器巻線を形成し、第２の変圧器巻線５が２次変圧器巻線を形成する。
【００２８】
本実施態様の第１および第２の磁気層２、３は、有機物質の母材と磁性材料のフィラーとからなる複合材料を含む。有機物質はエポキシ樹脂であり、磁性材料はフェライトの粉体である。フェライトの密度は体積で５０％であり、複合材料の比透磁率は２０である。この層の厚さは８００〜１２００ミクロンにすることが好適である。結果として変圧器１は１〜１０ｍＨの自己インダクタンスを持つ。本実施態様の絶縁層７は、厚さ０．４ｍｍのエポキシ積層板やエポキシプレプレグなどの電気絶縁物質からなる実質的に閉じた層から構成される。絶縁層７は、第１および第２の磁気層２、３を越えて２．５ｍｍ突き出している。従って、これは、電源分離用層に関するヨーロッパの取得要件に準拠し、その結果、第１の変圧器巻線を直接、電源に接続することが可能になる。
【００２９】
第１の実施態様では、プリント回路基板１０は、第１の外面と第１の磁気層２との間に、ＦＲ−４積層板などの電気絶縁物質からなる中間層２５および銅からなるスクリーニング層２４を含む。中間層２５は、同時に、通常の方法でパターン化された導体トラック２１のパターンのため支持体（ｃａｒｒｉｅｒ）である。中間層２５は、また、スクリーニング２４の支持体とすることもできる。しかしながら、望ましくは、スクリーニング層２４は第１の磁気層２の上に設ける。硬化させた穴即ちビア３２、３３は中間層２５の中に設け、第１の変圧器巻線４およびスクリーン層２４が構成要素、電源、および接地と接続することを確実にする。当業者は、第１の変圧器巻線４へのビア３３に加えて、ビアが第３の変圧器巻線６と導体トラックのパターン２１との間に存在するということを理解するであろう。ビア３４、３５を設けたスクリーニング層２４および中間層２５は、第２の外面と第２の磁気層３との間に設けられる。
【００３０】
図２は、プリント回路基板１０の第２の実施態様を示す。絶縁層７および中間層２３は、有機物質の母材と磁性物質のフィラーとからなる複合材料で充填された経路８を含む。磁性物質はフェライトであり、有機物質はエポキシ材料である。経路８は、通常の方法で穴を絶縁層７および中間層２３に作ることで製造される。その後、前記複合材料をそこに供給するが、このときエポキシはまだ液体状態である。続いて、絶縁層７、第１の磁気層２、スクリーニング層２４、中間層２３、２５、および、導体トラックのパターン４、６、２１が圧力をかけつつ積層されるとき、液状エポキシは経路８に流れ込み充填し始める。経路８の液状エポキシと絶縁層７の液状エポキシとの間に強力な接着があるため、前記経路の端部に沿った空間を通る沿面距離は存在しない。従って、経路を持つ変圧器１０は、欧州当局による安全要件に準拠する。
【００３１】
図３は、プリント回路基板１０の第２の実施態様の個々の層の平面図である。この平面図は第１の変圧器巻線４の層を示す。第１の変圧器巻線４と第１の外面１１との間に位置する全ての層は省略した。図３は、経路８と同様に、中間層２３および絶縁層７に存在する２つの経路１８、２８が在ることを示している。図３は、さらに、第１の変圧器巻線４と同様に、この第１の変圧器巻縁４の端部に在るビア３３、３１をも示す。これら３つの経路の存在は、第１および第２の磁気層２、３、および経路８、１８、２８を含むような変圧器１０のコア部を形成する。経路８、１８、２８を通る磁束の抵抗は絶縁層７および中間層２３のその他の部分におけるものよりも小さいという理由から、第１および第３の変圧器巻線４、６の周りの寄生磁束、および、第１の磁気層２、絶縁層７或いは中間層２３を通る寄生磁束は限定される。
【００３２】
図４は、プリント回路基板１０の第３の実施態様を示す。この実施態様では、第１および第２の磁気層２、３は、非晶質で市販されている磁性物質のＣｏＦｅＭｏを含む。この物質の利点は、これは１００ミクロン未満の薄膜として使用できることである。この磁性物質を保護するために、電気絶縁層４１、４２の間に第１の磁気層２を置き、そして、電気絶縁層４３、２５の間に第２の磁気層３を置く。本実施態様における絶縁層７は、欧州安全要件には準拠しない。これは、その他の変圧器のタイプやその他の国では厳密には必要とされないものでである。望ましくは、約２００ミクロンの厚さのプリント回路基板を絶縁層として使用する。この第３の実施態様では、第２の磁気層３と第２の外面１２との間にスクリーニング層２４は存在しない。
【００３３】
図５は、システムを断面図で示す。このシステムは、充電器７１およびユーザ装置７２を含むが、この図はこれら充電器７１とユーザ装置７２の幾つかの細部のみを示す。本システムは、さらに、充電器７１内にある第１の部分６９を持つ変圧器１、および、ユーザ装置７２内にある第２の部分７９を含む。
【００３４】
第１の外面１１と第２の外面６２とを持つプリント回路基板６０は充電器７１に存在する。プリント回路基板６０は、絶縁層６７、第１の変圧器巻線４、中間層２３、さらなる変圧器巻線６、磁気層２、スクリーニング層２４、中間層２５、および、幾つかのビア３１、３２、３３を含む。第１の変圧器巻線４およびさらなる変圧器巻線６は、導体トラックの２次元のパターンとして構成される。幾つかの構成要素８１、８２、８３、８４、８５は、プリント回路基板の外面１１に固定される。
【００３５】
第１の外面１１および第２の外面６２を持つプリント回路基板６０は、例えば携帯電話器などのようなユーザ装置７２のなかに存在する。プリント回路基板６０は、絶縁層６７、変圧器巻線４、磁気層２、スクリーニング層２４、中間層２５、および、幾つかのビア３２、３３を含む。変圧器巻線４は、導体トラックの２次元のパターンとして構成される。幾つかの構成要素８１、８２、８３、８４、８５は、プリント回路基板６０の第１の外面１１に固定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】プリント回路基板１０の第１の実施態様を示す図である。
【図２】プリント回路基板１０の第２の実施態様を示す図である。
【図３】プリント回路基板１０の第２の実施態様の個々の層の平面図である。
【図４】プリント回路基板１０の第３の実施態様を示す図である。
【図５】システムを断面図で示す図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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