專利名稱：薄型變壓器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及裝載于電子設(shè)備，主要是通信裝置等上所使用的薄型電源上的開關(guān)電源用的薄型變壓器及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，信息通信基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)增大，發(fā)展過程中功率消耗的增大成為社會性的問題。特別是為了響應(yīng)通信裝置小型化和功率消耗的降低，其供電方式從集中供電向分散供電發(fā)展。如今，在這些電源部內(nèi)大多使用小型、薄型的機(jī)載電源。另一方面，為了伴隨LSI高速化的大電流化和減小功率消耗，低電壓化迅速發(fā)展。這些驅(qū)動LSI的機(jī)載電源也被要求與低電壓化和大電流化對應(yīng)。并且，作為這些薄型機(jī)載電源的更小型化的方式，傾向于進(jìn)一步提高開關(guān)頻率。特別是在屬于電源部的主要構(gòu)成部件的變壓器上，要求為適合于高頻驅(qū)動的低損耗、低噪音且小型便宜的表面安裝式的薄型變壓器。
為了與這些電源的開發(fā)需求相對應(yīng)，在特開平10-340819號公報中揭示了將線圈疊層的薄型變壓器。而且，為了疊層線圈的定位，設(shè)置有線圈基座。另外，為了提高線圈的占空系數(shù)，使變壓器的電氣特性提高，也嘗試不使用定位用的線圈基座。圖10是不具備疊層線圈定位用的線圈基座的已有的疊層型薄型變壓器的分解立體圖。圖11是表示圖10所示的已有的疊層型薄型變壓器的疊層構(gòu)成的剖面圖。利用沖切、蝕刻等方法，由薄板狀導(dǎo)體制造非繞線式的初級線圈、次級線圈各2個。如圖10所示，將絕緣紙3、次級線圈2、絕緣紙3、初級線圈1、絕緣紙3、次級線圈2、絕緣紙3、初級線圈1、絕緣紙3依次疊層，形成多層線圈。接著，在多層線圈的上下面上適量涂覆固定磁芯5和疊層線圈用的粘結(jié)劑8。最后，從上下方向裝入磁芯5，完成薄型變壓器。各線圈在變壓器完成后與端子連接。如圖11所示，各線圈通過連接部7焊接在主體基板9上設(shè)置的端子6上，用焊接等方式連接。在圖10所示的已有例中，不使用線圈定位用的線圈基座，來疊層線圈。
因此，由于線圈與絕緣紙3的相互位置不穩(wěn)定，如圖11所示，初級線圈和次級線圈之間的距離A、線圈和磁芯間的距離B產(chǎn)生較大的偏差。
另外，由于每個線圈分別被疊層，故裝入磁芯時的操作性非常低。其結(jié)果是，絕緣性能或電氣性能不穩(wěn)定，導(dǎo)致在品質(zhì)、生產(chǎn)率上存在較大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決上述已有例中的問題，提供一種絕緣性能、電氣性能穩(wěn)定，生產(chǎn)率高的無線圈基座型的多層線圈式薄型變壓器及其制造方法。
本發(fā)明提供一種具備兩面具有壓粘劑與粘結(jié)劑中至少一種的絕緣紙；在薄型線圈層間至少一個以上的場所將上述絕緣紙插入而構(gòu)成的多層線圈；和從上述多層線圈的上下方向裝入的磁芯的薄型變壓器。進(jìn)而，提供一種包括準(zhǔn)備由初級線圈與次級線圈構(gòu)成的薄型線圈的第1工序；將兩面具有壓粘劑與粘結(jié)劑中至少一種的絕緣紙插入上述薄型線圈之間至少一個以上的場所而形成多層線圈的第2工序；和從上述多層線圈的上下裝入磁芯的最終工序的薄型變壓器的制造方法。


圖1是表示本發(fā)明的實施方案1中薄型變壓器的疊層構(gòu)成的剖面圖。
圖2是表示本發(fā)明的實施方案2中薄型變壓器的疊層構(gòu)成的剖面圖。
圖3是表示本發(fā)明的實施方案3中薄型變壓器的疊層構(gòu)成的剖面圖。
圖4是表示本發(fā)明的實施方案3中使用粘結(jié)劑的剖面圖。
圖5是表示本發(fā)明的實施方案4中薄型變壓器的疊層構(gòu)成的剖面圖。
圖6是表示本發(fā)明的實施方案5中薄型變壓器的疊層構(gòu)成的剖面圖。
圖7是表示本發(fā)明的實施方案5中線圈的疊層構(gòu)成的分解立體圖。
圖8是本發(fā)明的實施方案5中薄型變壓器的分解立體圖。
圖9是本發(fā)明的實施方案5中薄型變壓器的立體圖。
圖10是說明已有的薄型變壓器的分解立體圖。
圖11是表示已有的薄型變壓器的疊層構(gòu)成的剖面圖。
具體實施例方式
以下，利用附圖，具體地說明本發(fā)明。而且，圖面為模式圖，并不是正確表示各位置尺寸的圖面。
(實施方案1)圖1是表示本發(fā)明的實施方案1中薄型變壓器的疊層構(gòu)成的剖面圖。如圖1所示，利用沖切或蝕刻等方法，將薄板狀的銅板制作成非繞線式線圈。各準(zhǔn)備2個該線圈，作為初級線圈11和次級線圈12使用。接著，將兩面涂覆了壓粘劑18a的絕緣紙13沖切成規(guī)定的形狀。另外，附著壓粘劑18a的絕緣紙13也可以是市面上銷售的帶壓粘劑的膠帶。
再有，在絕緣紙13上涂覆壓粘劑18a與粘結(jié)劑18的任何一種后，也可以使用。絕緣紙13優(yōu)選為具有耐熱性的聚酰亞胺薄膜(PI)。作為絕緣紙13，除了PI以外，只要是絕緣性薄膜材料哪一種都可以采用。接下來，如圖1所示，將附著有壓粘劑18a的絕緣紙13、次級線圈12、附著有壓粘劑18a的絕緣紙13、初級線圈11依次疊層，形成多層線圈。雖然圖中未示出，但在疊層時，為了確定線圈與絕緣紙13的相互位置關(guān)系，使用疊層用的夾具。在如此形成的多層線圈的上下面上適量涂覆用來固定磁芯15與疊層線圈的粘結(jié)劑18。最后，從上下方向裝入磁芯15，完成薄型變壓器。各線圈在變壓器完成后與端子連接。如圖1所示，各線圈通過連接部17焊接在主體基板19上設(shè)置的端子16上，用焊接等方式連接。以上，根據(jù)本發(fā)明的實施方案1，將兩面具有壓粘劑18a與粘結(jié)劑18中至少一種的絕緣紙13插入薄型線圈層間至少一個以上的場所而形成多層線圈。由于從該多層線圈的上下方向裝入磁芯15，故在包括變壓器的制造時和完成后都可以半永久性地避免線圈與絕緣紙13的移動。即，可以抑制上下方向的線圈之間的距離、線圈與磁芯之間的距離的變動。
另外，由于構(gòu)成多層線圈的每個線圈，由絕緣紙兩面涂覆的壓粘劑18a或粘結(jié)劑18固定，從而一體化，所以安裝磁芯時的操作性非常高。
本發(fā)明的實施方案1的制造方法包括預(yù)先準(zhǔn)備由初級線圈與次級線圈構(gòu)成的薄型線圈的第1工序；將兩面具有壓粘劑18a與粘結(jié)劑18中至少一種的絕緣紙13插入薄型線圈層間至少一個以上的場所而形成多層線圈的第2工序；和從該多層線圈的上下方向裝入磁芯15的最終工序。在第2工序中，由于使用的是具有壓粘劑18a和粘結(jié)劑18之中至少一種的絕緣紙13，所以，無論在從疊層夾具出入時或最終工序中，都可以防止疊層線圈與絕緣紙13的位置變動。如此，可以提供絕緣性能、電氣性能穩(wěn)定，生產(chǎn)率高的無線圈基座型的多層線圈式薄型變壓器及其制造方法。
再有，作為絕緣紙，由于采用的是熔點(diǎn)較高(400℃以上)的PI，故即使在線圈之間的絕緣中使用，相對于線圈的發(fā)熱，其安全度也非常高。也可以實現(xiàn)承受即使是F種(155℃)以上的連續(xù)使用的高耐熱絕緣。由此，可以進(jìn)一步小型化變壓器。進(jìn)而，作為絕緣紙13，由于使用的是帶壓粘劑18a的膠帶，在疊層線圈與絕緣紙13并固定的工序中，不需要粘結(jié)劑的涂覆工序和硬化工序。
還有，由于初級線圈11和次級線圈12中至少一方為薄板狀的線圈，故初級線圈和次級線圈之間的磁效率被提高。而且，由于使用的是用銅板形成的薄板狀線圈，所以，可以增大橫截面積，也可以與大電流對應(yīng)。這里，若在印刷電路板上形成初級線圈和次級線圈的至少一方，則由于線圈導(dǎo)體的位置、疊層線圈的厚度是穩(wěn)定的，故可以降低性能的偏差。
另外，在疊層線圈的第2工序中，為了正確地定位線圈和絕緣紙進(jìn)行疊層，使用適當(dāng)?shù)膴A具。
其結(jié)果是，即使不使用線圈基座，也可以正確地確定線圈和絕緣紙的相互位置關(guān)系。
進(jìn)而，如果在預(yù)先準(zhǔn)備薄型線圈的第1工序中沖切銅板來形成線圈，則可以提高線圈的生產(chǎn)率，降低線圈的單價。再有，如果蝕刻銅板來形成線圈，則不需要沖切用的模具。由于可以抑制投資，故適合于多品種少量的生產(chǎn)。還有，線圈端面的毛刺也不會產(chǎn)生。而且，在本發(fā)明的實施方案1中，雖然在絕緣紙13上涂覆壓粘劑18a，但也可以取代壓粘劑18a，而在疊層工序中涂覆粘結(jié)劑。另外，取代預(yù)先準(zhǔn)備將絕緣紙13加工成規(guī)定形狀，也可以是在粘貼到線圈上后進(jìn)行沖切加工，之后疊層。
(實施方案2)圖2是表示本發(fā)明的實施方案2中薄型變壓器的疊層構(gòu)成的剖面圖。基本構(gòu)成與實施方案1相同。較大的不同點(diǎn)為在最下層的絕緣紙13和最上層的絕緣紙13的兩面上形成壓粘劑18a這一點(diǎn)。由于在最下層及最上層中至少一方的絕緣紙13的兩面上形成壓粘劑18a，故不需要線圈和磁芯之間的粘接工序。
(實施方案3)以下，利用圖3、圖4，說明本發(fā)明的實施方案3。圖3是表示本發(fā)明的實施方案3中薄型變壓器的疊層構(gòu)成的剖面圖。圖4是表示本發(fā)明的實施方案3中使用粘結(jié)劑的剖面圖。圖3和圖4的基本構(gòu)成與圖1相同。粘結(jié)劑18b并不是涂覆在絕緣紙13的整個表面上，而是涂覆一部分這一點(diǎn)與圖1大不相同。制造方法為并不是將粘結(jié)劑18b涂覆在線圈的整個對向面上，只涂覆絕緣紙13的一部分。最下層和最上層使用的粘結(jié)劑18b與線圈層間使用的粘結(jié)劑18b是同一材料。由于可以共用粘結(jié)劑涂覆機(jī)械，故可以降低設(shè)備費(fèi)用。而且，也可以減少粘結(jié)劑的使用量。由于沒有必要將粘結(jié)劑18b均勻地涂覆在絕緣紙13的整個表面上，可以用簡單的涂覆機(jī)械進(jìn)行涂覆。另外，疊層時，線圈與絕緣紙13的位置偏差的修正也較為容易。
(實施方案4)圖5是表示本發(fā)明的實施方案4中薄型變壓器的疊層構(gòu)成的剖面圖。雖然圖5的基本構(gòu)成與圖1的構(gòu)成相同，但在用絕緣樹脂20密封住整個疊層線圈這一點(diǎn)上大不相同。在圖5中，使用的絕緣樹脂20為熱可塑性的液晶聚合物。作為液晶聚合物，可以使用芳香族系的聚酰胺或聚酯樹脂。密封方法是形成疊層線圈后注射成型多層線圈整體。由于用絕緣樹脂20密封多層線圈整體，故疊層線圈的空隙間流入樹脂。
其結(jié)果是，由于達(dá)到線圈部的均熱化，所以可以降低溫度上升。另外，由于也可以強(qiáng)化線圈與線圈之間、線圈與磁芯15之間的絕緣，故也可以減小絕緣距離，可以小型化。
再有，由于成型后的形狀也穩(wěn)定，所以磁芯15的安裝也變得容易。還有，可以提高變壓器成品的防濕性、防塵性。而且，由于模塑用的絕緣樹脂20為熱可塑性樹脂，所以，樹脂可以再生利用，可以降低材料費(fèi)。還有，由于絕緣樹脂20是高耐熱性的液晶聚合物，所以可以和變壓器的組裝中的回流焊接工序相對應(yīng)。進(jìn)而，也可以實現(xiàn)承受F種(155℃)以上的連續(xù)使用溫度的高耐熱絕緣。
因此，可以進(jìn)一步實現(xiàn)變壓器的小型化。
另外，由于注射成型多層線圈整體，故可以縮短成型時間，提高生產(chǎn)率。再有，由于線圈和絕緣紙被粘合，所以也可以防止成型時樹脂的流動壓力所導(dǎo)致的線圈的移動。
(實施方案5)接著，利用圖6～圖9，來說明本發(fā)明的實施方案5?；緲?gòu)成與實施方案4相同。較大的不同點(diǎn)在于，初級線圈11是繞線而成的線圈，和用模塑樹脂20覆蓋初級線圈11a、次級線圈12與端子16的連接部17。如圖7所示，預(yù)先準(zhǔn)備繞線式初級線圈11a、非繞線式次級線圈12、附著壓粘劑的絕緣紙13。初級線圈11a的線材為最外層具有溶劑溶粘型溶粘層的附著絕緣被膜的圓線。
初級線圈11a是，使用該線材，利用安裝有溶劑涂覆裝置的繞線機(jī)，用溶劑溶解繞線表面的溶粘層，同時使用繞線工具纏繞，從而形成的。此時的溶劑大多使用醇。乙醇、異丙醇等為醇的示例。接下來，如圖7所示，將附著壓粘劑的絕緣紙13插入線圈之間的同時，將初級線圈11a、次級線圈12依次疊層，來形成多層線圈。
其后，如圖6所示，端子16與線圈連接后，用絕緣樹脂20密封包括端子連接部17的多層線圈整體，成型，從而形成模塑線圈20a。接下來，如圖8所示，從模塑線圈20a的上下方向裝入磁芯15，完成如圖9所示的薄型變壓器。由于初級線圈與次級線圈的至少一方為纏繞繞線的線圈，故可以簡單地和匝數(shù)的變更相對應(yīng)，設(shè)計自由度較大。
另外，由于使用的導(dǎo)線為圓導(dǎo)線，故可以降低繞線材料的成本。再有，達(dá)到繞線的速度提高，提高操作性。進(jìn)而，通過在該線圈上附著絕緣被膜，可以確保相鄰繞線間的絕緣，也可以強(qiáng)化上下方向的線圈之間或線圈與磁芯之間的絕緣。
再有，由于在繞線表面上附著溶劑溶粘層，故可以在繞線的狀態(tài)下僅借助涂覆溶劑進(jìn)行固定。這樣，用簡單的設(shè)備即可以實現(xiàn)不使用繞線管的繞線形成。還有，通過在模塑樹脂20的內(nèi)部形成線圈與端子16的連接部17，可以強(qiáng)化連接部17與線圈之間的絕緣。
而且，由于可以防止外部的灰塵侵入連接部17，故可以實現(xiàn)高安全性、高可靠性。以上，在實施方案5的制造方法中預(yù)先準(zhǔn)備薄型線圈的第1工序中，纏繞繞線來形成線圈。在需要變更線圈匝數(shù)的情況下，由于不需要蝕刻或沖切等工序，故可以容易地對應(yīng)。另外，纏繞繞線，預(yù)先準(zhǔn)備薄型線圈的第1工序，具有用溶劑溶解繞線表面的溶粘層的工序。只通過在繞線機(jī)中安裝溶劑涂覆裝置即可與繞線同時粘合。
與熱溶粘等方法相比，不需要熱硬化工序，可以簡化制造工序。另外，在本發(fā)明的實施方案5中，由于導(dǎo)線為扁導(dǎo)線，可以提高繞線的占空系數(shù)。可以實現(xiàn)繞線電阻的降低即低損耗化。還有，在本發(fā)明的實施方案5中，如果將導(dǎo)線制作成附著3層絕緣被膜的導(dǎo)線，即使相對于高電壓輸入也可以保證充分的絕緣。再有，與安全規(guī)格的對應(yīng)也容易。本發(fā)明的多層線圈，指的是初級線圈和次級線圈的至少一方由薄型線圈構(gòu)成，將該薄型線圈疊層而成的線圈。
本發(fā)明提供一種絕緣性能、電氣性能穩(wěn)定且生產(chǎn)率高的無線圈基座型的線圈多層式薄型變壓器及其制造方法。
權(quán)利要求
1.一種薄型變壓器，其特征在于，具備兩面上具有壓粘劑與粘結(jié)劑中至少一種的絕緣紙；將上述絕緣紙插入在薄型線圈層間至少一個或以上的場所而構(gòu)成的多層線圈；和從上述多層線圈的上下裝入的磁芯。
2.如權(quán)利要求1中所述的薄型變壓器，其中，上述絕緣紙為聚酰亞胺膜。
3.如權(quán)利要求1或2中所述的薄型變壓器，其中，具有壓粘劑的上述絕緣紙為帶壓粘劑的膠帶。
4.如權(quán)利要求3中所述的薄型變壓器，其中，最下層與最上層的至少一方的上述絕緣紙在兩面上具有上述壓粘劑。
5.如權(quán)利要求1或2中所述的薄型變壓器，其中，上述絕緣紙的表面的一部分上具有上述壓粘劑。
6.如權(quán)利要求5中所述的薄型變壓器，其中，最下層和最上層的至少一方的上述絕緣紙所具有的粘結(jié)劑或壓粘劑與線圈之間使用的上述絕緣紙所具有的上述粘結(jié)劑或上述壓粘劑相同。
7.如權(quán)利要求1～6中任一項所述的薄型變壓器，其中，用絕緣樹脂密封上述多層線圈整體。
8.如權(quán)利要求7中所述的薄型變壓器，其中，上述絕緣樹脂為熱可塑性樹脂。
9.如權(quán)利要求8中所述的薄型變壓器，其中，上述熱可塑性樹脂為液晶聚合物。
10.如權(quán)利要求1～9中任一項所述的薄型變壓器，其中，初級線圈與次級線圈的至少一方為薄板狀線圈。
11.如權(quán)利要求10中所述的薄型變壓器。其中，上述薄板狀線圈為銅板。
12.如權(quán)利要求1～9中任一項所述的薄型變壓器，其中，初級線圈和次級線圈的至少一方為印刷電路板上形成的線圈。
13.如權(quán)利要求1～9中任一項所述的薄型變壓器，其中，初級線圈和次級線圈的至少一方為纏繞導(dǎo)線而形成的線圈。
14.如權(quán)利要求13中所述的薄型變壓器，其中，上述導(dǎo)線為圓導(dǎo)線、扁導(dǎo)線和附著3層絕緣被膜的導(dǎo)線中的任一種。
15.如權(quán)利要求14中所述的薄型變壓器，其中，上述導(dǎo)線具有溶劑溶粘層。
16.如權(quán)利要求15中所述的薄型變壓器，其中，上述溶劑溶粘層為醇溶粘型。
17.如權(quán)利要求7～13中任一項所述的薄型變壓器，其中，上述多層線圈和端子的連接部被模塑樹脂密封。
18.一種薄型變壓器的制造方法，其特征在于，包括準(zhǔn)備由初級線圈與次級線圈構(gòu)成的薄型線圈的第1工序；將兩面具有壓粘劑與粘結(jié)劑中至少一種的絕緣紙插入上述薄型線圈之間至少一個或以上的場所而形成多層線圈的第2工序；和從上述多層線圈的上下方向裝入磁芯的最終工序。
19.如權(quán)利要求18中所述的薄型變壓器的制造方法，其中，在上述第2工序中，上述絕緣紙與上述多層線圈的對向面的一部分上涂覆上述粘結(jié)劑。
20.如權(quán)利要求18或19中所述的薄型變壓器的制造方法，其中，在上述第2工序與上述最終工序之間還具有將上述多層線圈整體注射成型并密封的工序。
21.如權(quán)利要求中18～20中任一項所述的薄型變壓器的制造方法，其中，在上述第1工序中，沖切銅板以形成線圈。
22.如權(quán)利要求18～20中任一項所述的薄型變壓器的制造方法，其中，在上述第1工序中，蝕刻銅板以形成線圈。
23.如權(quán)利要求18～20中任一項所述的薄型變壓器的制造方法，其中，在上述第1工序中，纏繞導(dǎo)線以形成線圈。
24.如權(quán)利要求23中所述的薄型變壓器的制造方法，其中，在上述第1工序中具有用溶劑溶解導(dǎo)線表面的溶粘層的工序。
25.如權(quán)利要求24中所述的薄型變壓器的制造方法，其中，上述溶劑為醇。
全文摘要
將兩面具有壓粘劑與粘結(jié)劑中至少一種的絕緣紙13插入薄型線圈之間至少一個以上的場所，從而形成多層線圈，從該多層線圈的上下方向裝入磁芯15。由此，可以提供一種可以抑制上下方向的線圈11與線圈12之間的距離、線圈11及線圈12與磁芯15之間的距離變動的開關(guān)電源用的薄型變壓器。
文檔編號H01F17/02GK1491423SQ02804862
公開日2004年4月21日 申請日期2002年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月24日
發(fā)明者中嵨浩二, 谷口悟, 橋本直樹, 丸井富夫, 鈴木 司, 橋本文明, 稻葉悟, 中 浩二, 夫, 明, 樹 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社