JP2014192517A

JP2014192517A - Magnetic device

Info

Publication number: JP2014192517A
Application number: JP2013069812A
Authority: JP
Inventors: Koji Hachiya; 孝治蜂谷; Tomoyoshi Kobayashi; 知善小林; Takashi Yamaguchi; 隆志山口
Original assignee: Omron Automotive Electronics Co Ltd
Current assignee: Nidec Mobility Corp
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2014-10-06
Anticipated expiration: 2033-03-28
Also published as: JP6153158B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance radiation performance of a substrate in which coil patterns having different widths are provided in a plurality of layers.SOLUTION: A magnetic device 1 includes: a core 2a formed from a magnetic material; a substrate 3 which is formed from an insulator and into which the core 2a penetrates; and coil patterns 4a, 4b, 4c which are provided in respective layers L1, L2 of the substrate 3 and formed from a conductor. The width W1 of the coil patterns 4a, 4b located in the outer surface layer L1 on the rear side of the substrate 3 is thinner than the width W2 of the coil pattern 4c located the outer surface layer L2 on the surface side. A heat sink 10 is provided on the outer surface layer L1 side of the rear side where the coil patterns 4a, 4b having thin width are located.

Description

本発明は、磁性体から成るコアと、コイルパターンが設けられた基板とを備えた、チョークコイルやトランスなどの磁気デバイスに関する。 The present invention relates to a magnetic device such as a choke coil or a transformer including a core made of a magnetic material and a substrate provided with a coil pattern.

たとえば、高電圧の直流をスイッチングして交流に変換した後、低電圧の直流に変換するスイッチング電源装置がある。このスイッチング電源装置には、チョークコイルやトランスなどの磁気デバイスが使用されている。 For example, there is a switching power supply device that converts a high-voltage direct current into a alternating current after switching to a low-voltage direct current. The switching power supply device uses a magnetic device such as a choke coil or a transformer.

たとえば、特許文献１〜７には、コイルの巻線が基板に形成されたコイルパターンから成る、磁気デバイスが開示されている。 For example, Patent Documents 1 to 7 disclose a magnetic device having a coil pattern in which a coil winding is formed on a substrate.

特許文献１〜５および７では、磁性体から成るコアが、基板を貫通している。基板は、絶縁体から成り、複数の層を有している。各層には、コアの周囲に巻回されるように、コイルパターンが設けられている。異なる層のコイルパターン同士は、スルーホールなどで接続されている。コイルパターンやスルーホールは、銅などの導体から成る。 In Patent Documents 1 to 5 and 7, a core made of a magnetic material penetrates the substrate. The substrate is made of an insulator and has a plurality of layers. Each layer is provided with a coil pattern so as to be wound around the core. Coil patterns of different layers are connected by through holes or the like. The coil pattern and the through hole are made of a conductor such as copper.

特許文献６では、基板が、一対の絶縁層と、該絶縁層に挟持された磁性体層とから構成されている。磁性体層には、導体から成るコイルパターンが形成されている。コイルパターンは、基板の板面や厚み方向に複数回巻回されている。 In Patent Document 6, the substrate is composed of a pair of insulating layers and a magnetic layer sandwiched between the insulating layers. A coil pattern made of a conductor is formed on the magnetic layer. The coil pattern is wound a plurality of times in the plate surface and thickness direction of the substrate.

特許文献１および４では、基板の各層で、コイルパターンの幅が部分的に異なっている。特許文献２および３では、基板の最も上にある外面層に設けられたコイルパターンの幅が、他の内層に設けられたコイルパターンの幅より太くなっている。特許文献５および７では、幅が細くて巻き数が多いコイルパターンが設けられた層と、幅が太くて巻き数が少ないコイルパターンが設けられた層が、それぞれ複数積層されている。また、特許文献７では、基板の最も上にある層と最も下にある層に、幅が細くて巻き数が多いコイルパターンが設けられている。特許文献６では、コイルパターンの幅が一定になっている。 In Patent Documents 1 and 4, the width of the coil pattern is partially different in each layer of the substrate. In Patent Documents 2 and 3, the width of the coil pattern provided on the outermost layer on the top of the substrate is wider than the width of the coil pattern provided on the other inner layer. In Patent Documents 5 and 7, a plurality of layers each having a coil pattern with a narrow width and a large number of turns and a layer having a coil pattern with a large width and a small number of turns are laminated. Further, in Patent Document 7, a coil pattern having a small width and a large number of turns is provided in the uppermost layer and the lowermost layer of the substrate. In Patent Document 6, the width of the coil pattern is constant.

コイルパターンに電流が流れると、コイルパターンが発熱し、基板の温度が上昇する。基板の放熱対策として、特許文献１では、コイルパターンを基板の各層のほぼ全域に広げている。特許文献３では、基板の各層のコイルパターンの一部の幅を広げて、放熱パターン部を設けている。特許文献６では、コイルパターンの内側に、磁性体層と下方の絶縁層とを貫通する伝熱用貫通導体を設け、基板の下面に伝熱用貫通導体と接続された放熱用導体層を設けている。 When a current flows through the coil pattern, the coil pattern generates heat and the substrate temperature rises. As a heat dissipation measure for the substrate, in Patent Document 1, the coil pattern is spread over almost the entire area of each layer of the substrate. In Patent Document 3, a part of the coil pattern on each layer of the substrate is widened to provide a heat radiation pattern portion. In Patent Document 6, a heat-transfer through conductor that penetrates the magnetic layer and the lower insulating layer is provided inside the coil pattern, and a heat-dissipating conductor layer connected to the heat-transfer through conductor is provided on the lower surface of the substrate. ing.

特開２００８−２０５３５０号公報JP 2008-205350 A 特開平７−３８２６２号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-38262 特開平７−８６７５５号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-86755 再表ＷＯ２０１０／０２６６９０号公報Reissue WO2010 / 026690 特開平８−６９９３５号公報JP-A-8-69935 特開２００８−１７７５１６号公報JP 2008-177516 A 米国特許第７３３２９９３号明細書US Pat. No. 7,332,993

基板の各層において、コイルパターンの幅を細くすると、基板を大きくしなくても、コイルパターンの巻き数を多くして、コイルの所定の性能を達成することができる。しかし、コイルパターンの幅を細くするほど、直流抵抗が高くなるため、コイルパターンでの発熱量が多くなり、基板の温度が上昇して、特性の変動や性能の劣化を招いてしまう。 In each layer of the substrate, if the width of the coil pattern is reduced, the predetermined performance of the coil can be achieved by increasing the number of turns of the coil pattern without increasing the size of the substrate. However, as the width of the coil pattern is reduced, the direct current resistance is increased, so that the amount of heat generated in the coil pattern is increased, the temperature of the substrate is increased, and the characteristics are changed and the performance is deteriorated.

特に、大電流が流れる直流−直流変換装置（ＤＣ−ＤＣコンバータ）などで使用される磁気デバイスでは、コイルパターンに大電流が流れるので、コイルパターンの幅が細すぎると、発熱量がより多くなって、所定の特性や性能が得られない。また、同一基板上に他のＩＣチップなどの電子部品が実装されている場合、基板の温度が高くなると、電子部品の誤動作や破壊を生じるおそれがある。 In particular, in a magnetic device used in a DC-DC converter (DC-DC converter) or the like in which a large current flows, a large current flows in the coil pattern. Therefore, if the width of the coil pattern is too narrow, the amount of heat generated increases. Therefore, predetermined characteristics and performance cannot be obtained. In addition, when an electronic component such as another IC chip is mounted on the same substrate, the electronic component may malfunction or be destroyed when the temperature of the substrate becomes high.

本発明の課題は、複数の層に幅の異なるコイルパターンが設けられた基板の放熱性能を高めることである。 The subject of this invention is improving the thermal radiation performance of the board | substrate with which the coil pattern from which a width | variety differs was provided in several layers.

本発明による磁気デバイスは、磁性体から成るコアと、絶縁体から成り、コアが貫通する基板と、基板の所定の層に設けられた、導体から成るコイルパターンとを備え、基板の一方の外面層にあるコイルパターンの幅が、他の層にあるコイルパターンの幅より細く、一方の外面層側に放熱器が設けられている。 A magnetic device according to the present invention includes a core made of a magnetic material, a substrate made of an insulator, the substrate through which the core penetrates, and a coil pattern made of a conductor provided in a predetermined layer of the substrate, and one outer surface of the substrate The width of the coil pattern in the layer is narrower than the width of the coil pattern in the other layer, and a radiator is provided on one outer surface layer side.

このようにすると、基板の一方の外面層にあるコイルパターンにおいて、パターンの幅が細いために発熱量が多くなっても、該コイルパターンで発生した熱を、放熱器により効率良く放熱させることができる。また、他の層にあるコイルパターンにおいては、パターンの幅を太くすることで、発熱量を抑制できるとともに、該コイルパターンの表面から放熱させ易くすることができる。このため、複数の層に幅の異なるコイルパターンが設けられた基板の放熱性能を高めることができる。また、コイルパターンの発熱を許容することができる。 In this way, in the coil pattern on one outer surface layer of the substrate, even if the heat generation amount increases because the pattern width is narrow, the heat generated by the coil pattern can be efficiently dissipated by the radiator. it can. Moreover, in the coil pattern in another layer, by increasing the width of the pattern, the amount of generated heat can be suppressed, and heat can be easily radiated from the surface of the coil pattern. For this reason, the thermal radiation performance of the board | substrate with which the coil pattern from which a width | variety differs in several layers was provided can be improved. Moreover, heat generation of the coil pattern can be allowed.

また、本発明では、上記磁気デバイスにおいて、基板の一方の外面層にあるコイルパターンの巻き数は、他の層にあるコイルパターンの巻き数より多くてもよい。 In the present invention, in the above magnetic device, the number of turns of the coil pattern on one outer surface layer of the substrate may be larger than the number of turns of the coil pattern on the other layer.

また、本発明では、上記磁気デバイスにおいて、一方の外面層にあるコイルパターンを部分的に拡張することにより、当該一方の外面層に、導体から成る放熱部を設けてもよい。 In the present invention, in the above magnetic device, a heat radiation portion made of a conductor may be provided on the one outer surface layer by partially expanding a coil pattern on the one outer surface layer.

また、本発明では、上記磁気デバイスにおいて、基板は、表面と裏面にそれぞれ外面層が設けられ、コイルパターンは、基板の一方の外面層と他方の外面層にそれぞれ設けられていてもよい。 In the present invention, in the magnetic device, the substrate may be provided with outer surface layers on the front surface and the back surface, respectively, and the coil pattern may be provided on one outer surface layer and the other outer surface layer of the substrate, respectively.

また、本発明では、上記磁気デバイスにおいて、一方の外面層側に設けた放熱器が第１放熱器であり、他方の外面層側に第２放熱器をさらに設けてもよい。 In the present invention, in the magnetic device, the radiator provided on one outer surface layer side may be the first radiator, and the second radiator may be further provided on the other outer layer side.

さらに、本発明では、上記磁気デバイスにおいて、他方の外面層にあるコイルパターンと別体で、他方の外面層に設けられた導体から成る放熱パターンと、基板に設けられた導体から成り、一方の外面層にあるコイルパターンと他方の外面層にある放熱パターンとを接続する放熱用接続部と、をさらに備えてもよい。 Further, according to the present invention, in the above magnetic device, the coil device is separate from the coil pattern on the other outer surface layer, and is composed of a heat radiation pattern made of a conductor provided on the other outer surface layer, and a conductor provided on the substrate. You may further provide the thermal radiation connection part which connects the coil pattern in an outer surface layer, and the thermal radiation pattern in the other outer surface layer.

本発明の磁気デバイスによれば、複数の層に幅の異なるコイルパターンが設けられた基板の放熱性能を高めることができる。 According to the magnetic device of the present invention, it is possible to improve the heat dissipation performance of a substrate in which a plurality of layers are provided with coil patterns having different widths.

スイッチング電源装置の構成図である。It is a block diagram of a switching power supply device. 本発明の第１実施形態による磁気デバイスの分解斜視図である。1 is an exploded perspective view of a magnetic device according to a first embodiment of the present invention. 図２の磁気デバイスの基板の各層の平面図である。It is a top view of each layer of the board | substrate of the magnetic device of FIG. 図２の磁気デバイスの断面図である。It is sectional drawing of the magnetic device of FIG. 本発明の第２実施形態による磁気デバイスの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the magnetic device by 2nd Embodiment of this invention. 図５の磁気デバイスの基板の各層の平面図である。FIG. 6 is a plan view of each layer of the substrate of the magnetic device of FIG. 5. 図５の磁気デバイスの断面図である。It is sectional drawing of the magnetic device of FIG.

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一の部分または対応する部分には、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.

図１は、スイッチング電源装置１００の構成図である。スイッチング電源装置１００は、電気自動車（またはハイブリッドカー）用のＤＣ−ＤＣコンバータであり、高電圧の直流をスイッチングして交流に変換した後、低電圧の直流に変換する。以下で詳述する。 FIG. 1 is a configuration diagram of the switching power supply apparatus 100. The switching power supply device 100 is a DC-DC converter for an electric vehicle (or a hybrid car), which switches a high-voltage direct current to an alternating current and then converts it to a low-voltage direct current. This will be described in detail below.

スイッチング電源装置１００の入力端子Ｔ１、Ｔ２には、高電圧バッテリ５０が接続されている。高電圧バッテリ５０の電圧は、たとえばＤＣ２２０Ｖ〜ＤＣ４００Ｖである。入力端子Ｔ１、Ｔ２へ入力される高電圧バッテリ５０の直流電圧Ｖｉは、フィルタ回路５１でノイズが除去された後、スイッチング回路５２へ与えられる。 A high voltage battery 50 is connected to the input terminals T <b> 1 and T <b> 2 of the switching power supply device 100. The voltage of the high voltage battery 50 is, for example, DC 220V to DC 400V. The DC voltage Vi of the high-voltage battery 50 input to the input terminals T1 and T2 is applied to the switching circuit 52 after noise is removed by the filter circuit 51.

スイッチング回路５２は、たとえばＦＥＴ（Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）を有する公知の回路からなる。スイッチング回路５２では、ＰＷＭ駆動部５８からのＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）信号に基づいて、ＦＥＴをオンオフさせて、直流電圧に対してスイッチング動作を行う。これにより、直流電圧が高周波のパルス電圧に変換される。 The switching circuit 52 is formed of a known circuit having, for example, an FET (Field Effect Transistor). In the switching circuit 52, the FET is turned on / off based on a PWM (Pulse Width Modulation) signal from the PWM drive unit 58, and a switching operation is performed on the DC voltage. As a result, the DC voltage is converted into a high-frequency pulse voltage.

そのパルス電圧は、トランス５３を介して、整流回路５４へ与えられる。整流回路５４は、一対のダイオードＤ１、Ｄ２によりパルス電圧を整流する。整流回路５４で整流された電圧は、平滑回路５５へ入力される。平滑回路５５は、チョークコイルＬおよびコンデンサＣのフィルタ作用により整流電圧を平滑し、低電圧の直流電圧として出力端子Ｔ３、Ｔ４へ出力する。この直流電圧により、出力端子Ｔ３、Ｔ４に接続された低圧バッテリ６０が、たとえばＤＣ１２Ｖに充電される。低圧バッテリ６０の直流電圧は、図示しない各種の車載電装品へ供給される。 The pulse voltage is given to the rectifier circuit 54 via the transformer 53. The rectifier circuit 54 rectifies the pulse voltage by a pair of diodes D1 and D2. The voltage rectified by the rectifier circuit 54 is input to the smoothing circuit 55. The smoothing circuit 55 smoothes the rectified voltage by the filtering action of the choke coil L and the capacitor C, and outputs the smoothed voltage to the output terminals T3 and T4 as a low DC voltage. With this DC voltage, the low voltage battery 60 connected to the output terminals T3 and T4 is charged to, for example, DC12V. The DC voltage of the low-voltage battery 60 is supplied to various on-vehicle electrical components (not shown).

また、平滑回路５５の出力電圧Ｖｏは、出力電圧検出回路５９により検出された後、ＰＷＭ駆動部５８へ出力される。ＰＷＭ駆動部５８は、出力電圧Ｖｏに基づいてＰＷＭ信号のデューティ比を演算し、該デューティ比に応じたＰＷＭ信号を生成して、スイッチング回路５２のＦＥＴのゲートへ出力する。これにより、出力電圧を一定に保つためのフィードバック制御が行なわれる。 The output voltage Vo of the smoothing circuit 55 is detected by the output voltage detection circuit 59 and then output to the PWM drive unit 58. The PWM drive unit 58 calculates the duty ratio of the PWM signal based on the output voltage Vo, generates a PWM signal corresponding to the duty ratio, and outputs the PWM signal to the gate of the FET of the switching circuit 52. As a result, feedback control is performed to keep the output voltage constant.

制御部５７は、ＰＷＭ駆動部５８の動作を制御する。フィルタ回路５１の出力側には、電源５６が接続されている。電源５６は、高電圧バッテリ５０の電圧を降圧し、制御部５７に電源電圧（たとえばＤＣ１２Ｖ）を供給する。 The control unit 57 controls the operation of the PWM drive unit 58. A power source 56 is connected to the output side of the filter circuit 51. The power supply 56 steps down the voltage of the high voltage battery 50 and supplies a power supply voltage (for example, DC 12 V) to the control unit 57.

上記のスイッチング電源装置１００において、平滑回路５５のチョークコイルＬとして、後述の磁気デバイス１、１’が用いられる。チョークコイルＬには、たとえばＤＣ１５０Ａの大電流が流れる。チョークコイルＬの両端には、電力入出力用のリード端子６ｉ、６ｏが設けられている。 In the switching power supply device 100 described above, magnetic devices 1 and 1 ′ described later are used as the choke coil L of the smoothing circuit 55. A large current of, for example, DC 150A flows through the choke coil L. At both ends of the choke coil L, lead terminals 6i and 6o for power input / output are provided.

次に、第１実施形態による磁気デバイス１の構造を、図２〜図４を参照しながら説明する。 Next, the structure of the magnetic device 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.

図２は、磁気デバイス１の分解斜視図である。図３は、磁気デバイス１の基板３の各層の平面図である。図４は、磁気デバイス１の断面図であって、図３のＸ−Ｘ断面を示している。 FIG. 2 is an exploded perspective view of the magnetic device 1. FIG. 3 is a plan view of each layer of the substrate 3 of the magnetic device 1. FIG. 4 is a cross-sectional view of the magnetic device 1 and shows a cross section taken along line XX of FIG.

図２に示すように、コア２ａ、２ｂは、Ｅ字形の上コア２ａとＩ字形の下コア２ｂの、２個１対で構成されている。コア２ａ、２ｂは、フェライトまたはアモルファス金属などの磁性体から成る。 As shown in FIG. 2, the cores 2 a and 2 b are configured by a pair of an E-shaped upper core 2 a and an I-shaped lower core 2 b. The cores 2a and 2b are made of a magnetic material such as ferrite or amorphous metal.

上コア２ａは、下方へ突出するように、３つの凸部２ｍ、２Ｌ、２ｒを有している。中央の凸部２ｍに対して、左側の凸部２Ｌと右側の凸部２ｒの方が、突出量が多くなっている。 The upper core 2a has three convex portions 2m, 2L, and 2r so as to protrude downward. The protrusion amount of the left protrusion 2L and the right protrusion 2r is larger than that of the center protrusion 2m.

図４に示すように、上コア２ａの左右の凸部２Ｌ、２ｒの下端を、下コア２ｂの上面に密着させて、該コア２ａ、２ｂは組み合わされる。この状態では、直流重畳特性を高めるため、上コア２ａの凸部２ｍと下コア２ｂの上面には所定の大きさの隙間が設けられている。これにより、磁気デバイス１（チョークコイルＬ）に大電流を流したときでも、所定のインダクタンスを実現することができる。コア２ａ、２ｂ同士は、図示しないねじや金具などの固定手段により固定される。 As shown in FIG. 4, the lower ends of the left and right convex portions 2L, 2r of the upper core 2a are brought into close contact with the upper surface of the lower core 2b, and the cores 2a, 2b are combined. In this state, a gap of a predetermined size is provided on the upper surface of the convex portion 2m of the upper core 2a and the upper surface of the lower core 2b in order to improve the DC superimposition characteristics. Thereby, even when a large current is passed through the magnetic device 1 (choke coil L), a predetermined inductance can be realized. The cores 2a and 2b are fixed by fixing means such as screws and metal fittings (not shown).

下コア２ｂは、ヒートシンク１０の上側に設けられた凹部１０ｋ（図２）に嵌め込まれる。ヒートシンク１０の下側には、フィン１０ｆが設けられている。ヒートシンク１０は、金属製であり、本発明の「放熱器」の一例である。 The lower core 2 b is fitted into a recess 10 k (FIG. 2) provided on the upper side of the heat sink 10. A fin 10 f is provided on the lower side of the heat sink 10. The heat sink 10 is made of metal and is an example of the “heat radiator” of the present invention.

基板３は、絶縁体から成る薄板状の基材の各層に、厚みの厚い銅箔（導体）でパターンが形成された厚銅箔基板から構成されている。本実施形態では、基板３に他の電子部品や回路が設けられていないが、実際に磁気デバイス１を図１のスイッチング電源装置１００で使用する場合、同一基板上に磁気デバイス１とスイッチング電源装置１００の他の電子部品や回路が設けられる（後述の磁気デバイス１’も同様）。 The board | substrate 3 is comprised from the thick copper foil board | substrate with which the pattern was formed in each layer of the thin-plate-shaped base material which consists of an insulator with thick copper foil (conductor). In the present embodiment, other electronic components and circuits are not provided on the substrate 3, but when the magnetic device 1 is actually used in the switching power supply device 100 of FIG. 1, the magnetic device 1 and the switching power supply device are provided on the same substrate. 100 other electronic components and circuits are provided (the same applies to a magnetic device 1 ′ described later).

基板３の裏面（図２および図４で下面）には、図３（ａ）に示すような裏側外面層Ｌ１が設けられている。基板３の表面（図２および図４で上面）には、図３（ｂ）に示すような表側外面層Ｌ２が設けられている。つまり、基板３は、回路を形成可能な上下２層Ｌ１、Ｌ２を有している。裏側外面層Ｌ１は、本発明の「一方の外面層」の一例である。表側外面層Ｌ２は、本発明の「他方の外面層」の一例である。 On the back surface of the substrate 3 (the lower surface in FIGS. 2 and 4), a back-side outer surface layer L1 as shown in FIG. 3A is provided. A front-side outer surface layer L2 as shown in FIG. 3B is provided on the surface of the substrate 3 (upper surface in FIGS. 2 and 4). That is, the substrate 3 has upper and lower two layers L1 and L2 capable of forming a circuit. The back side outer surface layer L1 is an example of “one outer surface layer” in the present invention. The front side outer surface layer L2 is an example of the “other outer surface layer” in the present invention.

基板３には、複数の開口部３ｍ、３Ｌ、３ｒが設けられている。各開口部３ｍ、３Ｌ、３ｒには、図２〜図４に示すように、上コア２ａの各凸部２ｍ、２Ｌ、２ｒがそれぞれ挿入される。これにより、上コア２ａは基板３を貫通する。 The substrate 3 is provided with a plurality of openings 3m, 3L, and 3r. As shown in FIGS. 2 to 4, the convex portions 2m, 2L, and 2r of the upper core 2a are inserted into the openings 3m, 3L, and 3r, respectively. Thereby, the upper core 2 a penetrates the substrate 3.

また、基板３には複数の貫通孔３ａが設けられている。各貫通孔３ａには、図２に示すように、各ねじ１１が挿入される。基板３の裏面をヒートシンク１０の上面（フィン１０ｆと反対側）と対向させる。そして、各ねじ１１を基板３の表面側から各貫通孔３ａに貫通させて、ヒートシンク１０の各ねじ孔１０ａに螺合する。これにより、図４に示すように、基板３の裏側外面層Ｌ１側にヒートシンク１０が近接状態で固定される。基板３とヒートシンク１０の間には、伝熱性を有する絶縁シート１２が挟み込まれる。 The substrate 3 is provided with a plurality of through holes 3a. As shown in FIG. 2, each screw 11 is inserted into each through hole 3a. The back surface of the substrate 3 is opposed to the upper surface of the heat sink 10 (the side opposite to the fins 10f). Then, the screws 11 are passed through the through holes 3 a from the surface side of the substrate 3 and screwed into the screw holes 10 a of the heat sink 10. Thereby, as shown in FIG. 4, the heat sink 10 is fixed to the back side outer surface layer L1 side of the substrate 3 in the proximity state. An insulating sheet 12 having heat conductivity is sandwiched between the substrate 3 and the heat sink 10.

図３に示すように、基板３には、複数のスルーホール８ｉ、８ｏ、９ａ、９ｂが形成されている。これらのスルーホール８ｉ、８ｏ、９ａ、９ｂは、異なる層Ｌ１、Ｌ２にあるパターン４ａ〜４ｃ同士を接続する。 As shown in FIG. 3, the substrate 3 has a plurality of through holes 8i, 8o, 9a, 9b. These through holes 8i, 8o, 9a and 9b connect the patterns 4a to 4c in the different layers L1 and L2.

詳しくは、スルーホール８ｉは、裏側外面層Ｌ１のパターン４ａと表側外面層Ｌ２を接続する。スルーホール８ｏは、裏側外面層Ｌ１のパターン４ｂと表側外面層Ｌ２を接続する。スルーホール９ａは裏側外面層Ｌ１のパターン４ａと表側外面層Ｌ２のパターン４ｃを接続する。スルーホール９ｂは裏側外面層Ｌ１のパターン４ｂと表側外面層Ｌ２のパターン４ｃを接続する。 Specifically, the through hole 8i connects the pattern 4a of the back side outer surface layer L1 and the front side outer surface layer L2. The through hole 8o connects the pattern 4b of the back side outer surface layer L1 and the front side outer surface layer L2. The through hole 9a connects the pattern 4a of the back side outer surface layer L1 and the pattern 4c of the front side outer surface layer L2. The through hole 9b connects the pattern 4b of the back side outer surface layer L1 and the pattern 4c of the front side outer surface layer L2.

大径のスルーホール８ｉには、電力入力用のリード端子６ｉが埋設されている。大径のスルーホール８ｏには、電力出力用のリード端子６ｏが埋設されている。リード端子６ｉ、６ｏは、銅などの導体から成る。各層Ｌ１、Ｌ２のリード端子６ｉ、６ｏの周囲には、銅箔から成るパッド８ｂが設けられている。リード端子６ｉ、６ｏやパッド８ｂの表面には、銅めっきが施されている。端子６ｉ、６ｏの下端は、絶縁シート１２と接触している（図示省略）。 A lead terminal 6i for power input is embedded in the large-diameter through hole 8i. A lead terminal 6o for power output is embedded in the large-diameter through hole 8o. The lead terminals 6i and 6o are made of a conductor such as copper. Pads 8b made of copper foil are provided around the lead terminals 6i and 6o of the respective layers L1 and L2. Copper plating is applied to the surfaces of the lead terminals 6i, 6o and the pad 8b. The lower ends of the terminals 6i and 6o are in contact with the insulating sheet 12 (not shown).

図３に示すように、基板３の各層Ｌ１、Ｌ２には、コイルパターン４ａ〜４ｃと放熱パターン５Ｌ_１〜５Ｌ_７、５ｒ_１〜５ｒ_７が形成されている。これらのパターン４ａ〜４ｃ、５Ｌ_１〜５Ｌ_７、５ｒ_１〜５ｒ_７は、銅箔から成り、表面に絶縁加工が施されている。各層Ｌ１、Ｌ２のレイアウトは、線対称になっている。 As shown in FIG. 3, the layers L1, L2 of the substrate 3, the coil pattern 4a~4c a radiating pattern _{_{_{5L 1 ~5L 7, 5r 1 ~5r}}} 7 are formed. These patterns _{_{_{4a~4c, 5L 1 ~5L 7, 5r}}} 1 ~5r 7 is made of copper foil, insulating treatment is applied to the surface. The layout of each layer L1, L2 is line symmetric.

コイルパターン４ａ〜４ｃの幅、厚み、断面積、および巻き数は、コイルの所定の性能を達成しつつ、所定の大電流（たとえばＤＣ１５０Ａ）を流しても、コイルパターン４ａ〜４ｃでの発熱量をある程度に抑えられるように設定されている。 The width, thickness, cross-sectional area, and number of turns of the coil patterns 4a to 4c can achieve the predetermined performance of the coil, and the amount of heat generated in the coil patterns 4a to 4c even when a predetermined large current (for example, DC150A) is passed. Is set to be suppressed to some extent.

図３（ａ）に示すように、裏側外面層Ｌ１において、コイルパターン４ａは、コア２ａの左側の凸部２Ｌの周囲４方向に２回巻回されている。コイルパターン４ｂは、コア２ａの右側の凸部２ｒの周囲４方向に２回巻回されている。 As shown in FIG. 3A, in the back side outer surface layer L1, the coil pattern 4a is wound twice in the four directions around the convex portion 2L on the left side of the core 2a. The coil pattern 4b is wound twice in four directions around the convex portion 2r on the right side of the core 2a.

図３（ｂ）に示すように、表側外面層Ｌ２において、コイルパターン４ｃは、コア２ａの凸部２Ｌの周囲４方向に１回巻回されてから、凸部２ｍの周囲３方向を経由して、凸部２ｒの周囲４方向に１回巻回されている。 As shown in FIG. 3B, in the front outer surface layer L2, the coil pattern 4c is wound once in the four directions around the convex portion 2L of the core 2a, and then passes through the three directions around the convex portion 2m. Thus, it is wound once in four directions around the convex portion 2r.

つまり、裏側外面層Ｌ１のコイルパターン４ａ、４ｂの巻き数（合わせて４巻）は、表側外面層Ｌ２のコイルパターン４ｃの巻き数（２巻）より多くなっている。 That is, the number of turns (4 turns in total) of the coil patterns 4a and 4b of the back side outer surface layer L1 is larger than the number of turns (2 turns) of the coil pattern 4c of the front side outer face layer L2.

図３に示すように、コイルパターン４ａの一端とコイルパターン４ｃの一端とは、複数の小径のスルーホール９ａにより接続されている。スルーホール９ａの内側は、銅などの導体で埋められている。コイルパターン４ｃの他端とコイルパターン４ｂの一端とは、複数の小径のスルーホール９ｂにより接続されている。スルーホール９ｂの内側は、銅などの導体で埋められている。 As shown in FIG. 3, one end of the coil pattern 4a and one end of the coil pattern 4c are connected by a plurality of small-diameter through holes 9a. The inside of the through hole 9a is filled with a conductor such as copper. The other end of the coil pattern 4c and one end of the coil pattern 4b are connected by a plurality of small-diameter through holes 9b. The inside of the through hole 9b is filled with a conductor such as copper.

コイルパターン４ａの他端は、パッド８ｂとスルーホール８ｉを介して、リード端子６ｉと接続されている。コイルパターン４ｂの他端は、パッド８ｂとスルーホール８ｏを介して、リード端子６ｏと接続されている。 The other end of the coil pattern 4a is connected to the lead terminal 6i through the pad 8b and the through hole 8i. The other end of the coil pattern 4b is connected to the lead terminal 6o through the pad 8b and the through hole 8o.

つまり、基板３のコイルパターン４ａ〜４ｃは、裏側外面層Ｌ１で、起点であるリード端子６ｉとスルーホール８ｉから、凸部２Ｌの周囲に１回目と２回目が巻かれた後、スルーホール９ａを経由して、表側外面層Ｌ２に接続される。 That is, the coil patterns 4a to 4c of the substrate 3 are the back side outer surface layer L1, and the first and second times are wound around the convex portion 2L from the lead terminal 6i and the through hole 8i as starting points, and then the through hole 9a. And is connected to the front outer surface layer L2.

次に、コイルパターン４ａ〜４ｃは、表側外面層Ｌ２で、凸部２Ｌの周囲に３回目が巻かれ、凸部２ｍの周囲を経由して、凸部２ｒの周囲に４回目が巻かれた後、スルーホール９ｂを経由して、裏側外面層Ｌ１に接続される。そして、コイルパターン４ａ〜４ｃは、裏側外面層Ｌ１で、凸部２ｒの周囲に５回目と６回目が巻かれた後、終点であるスルーホール８ｏとリード端子６ｏに接続される。 Next, the coil patterns 4a to 4c are the outer surface layer L2 and the third time is wound around the convex portion 2L, and the fourth time is wound around the convex portion 2r via the periphery of the convex portion 2m. Then, it is connected to the back side outer surface layer L1 through the through hole 9b. And the coil patterns 4a-4c are back side outer surface layer L1, and after the 5th time and the 6th time are wound around the convex part 2r, they are connected to the through hole 8o and the lead terminal 6o which are the end points.

磁気デバイス１に流れる電流も、上記のようにリード端子６ｉ、スルーホール８ｉ、コイルパターン４ａ、スルーホール９ａ、コイルパターン４ｃ、スルーホール９ｂ、コイルパターン４ｂ、スルーホール８ｏ、およびリード端子６ｏの順番で流れる。 As described above, the current flowing through the magnetic device 1 is also in the order of the lead terminal 6i, the through hole 8i, the coil pattern 4a, the through hole 9a, the coil pattern 4c, the through hole 9b, the coil pattern 4b, the through hole 8o, and the lead terminal 6o. It flows in.

図３（ａ）に示すように、裏側外面層Ｌ１には、コイルパターン４ａを部分的に基板３の板面上で拡張することにより、複数の放熱部４ｓが設けられている。また、コイルパターン４ｂを部分的に基板３の板面上で拡張することにより、複数の放熱部４ｔが設けられている。各放熱部４ｓ、４ｔは、コイルパターン４ａ、４ｂと同様に、導体から成る。 As shown in FIG. 3A, the back-side outer surface layer L1 is provided with a plurality of heat radiation portions 4s by partially expanding the coil pattern 4a on the plate surface of the substrate 3. A plurality of heat radiation portions 4t are provided by partially extending the coil pattern 4b on the plate surface of the substrate 3. Each of the heat radiating portions 4s and 4t is made of a conductor, like the coil patterns 4a and 4b.

図３および図４に示すように、コイルパターン４ａ、４ｂの放熱部４ｓ、４ｔ以外の幅Ｗ１は、コイルパターン４ｃの幅Ｗ２より細くなっている。図４に示すように、コイルパターン４ａ、４ｂの幅Ｗ１部分の断面積Ｓ１は、コイルパターン４ｃの幅Ｗ２部分の断面積Ｓ２より、小さくなっている。 As shown in FIGS. 3 and 4, the width W1 of the coil patterns 4a and 4b other than the heat radiation portions 4s and 4t is narrower than the width W2 of the coil pattern 4c. As shown in FIG. 4, the cross-sectional area S1 of the width W1 portion of the coil patterns 4a and 4b is smaller than the cross-sectional area S2 of the width W2 portion of the coil pattern 4c.

図３に示すように、各層Ｌ１、Ｌ２のコイルパターン４ａ、４ｂ、４ｃの周辺の空き領域には、放熱パターン５Ｌ_１〜５Ｌ_７、５ｒ_１〜５ｒ_７が設けられている。各層Ｌ１、Ｌ２において、放熱パターン５Ｌ_１〜５Ｌ_７、５ｒ_１〜５ｒ_７は、コイルパターン４ａ、４ｂ、４ｃと別体になっている。放熱パターン５Ｌ_１〜５Ｌ_７、５ｒ_１〜５ｒ_７同士も別体になっている。 As shown in FIG. 3, heat radiation patterns 5L _{1 to} 5L ₇ and 5r _{1 to} 5r ₇ are provided in empty areas around the coil patterns 4a, 4b, and 4c of the layers L1 and L2. In each of the layers L1 and L2, the heat radiation patterns 5L _{1 to} 5L ₇ and 5r _{1 to} 5r ₇ are separate from the coil patterns 4a, 4b, and 4c. The heat radiation patterns 5L _{1 to} 5L ₇ and 5r _{1 to} 5r ₇ are also separated.

つまり、放熱パターン５Ｌ_１〜５Ｌ_７、５ｒ_１〜５ｒ_７と、コイルパターン４ａ、４ｂ、４ｃとは絶縁されている。また、放熱パターン５Ｌ_１〜５Ｌ_７、５ｒ_１〜５ｒ_７同士も絶縁されている。また、放熱パターン５Ｌ_１〜５Ｌ_７、５ｒ_１〜５ｒ_７に対して、ねじ１１、パッド８ｂ、スルーホール８ｉ、８ｏ、およびリード端子６ｉ、６ｏも各層Ｌ１、Ｌ２において絶縁されている。 That is, the heat dissipation patterns 5L _{1 to} 5L ₇ and 5r _{1 to} 5r ₇ are insulated from the coil patterns 4a, 4b, and 4c. Further, the heat radiation patterns 5L _{1 to} 5L ₇ and 5r _{1 to} 5r ₇ are also insulated from each other. Further, with respect to the heat radiation pattern _{_{_{5L 1 ~5L 7, 5r 1 ~5r}}} 7, the screw 11, the pad 8b, through hole 8i, 8o, and the lead terminals 6i, 6o are also insulated in each layer L1, L2.

コイルパターン４ａ〜４ｃに大電流が流れると、コイルパターン４ａ〜４ｃが発熱して、基板３の温度が上昇する。また、表側外面層Ｌ２にあるコイルパターン４ｃより、裏側外面層Ｌ１にあるコイルパターン４ａ、４ｂの方が、幅が細くて、巻き数が多いので、コイルパターン４ａ、４ｂでの発熱量が多くなる。 When a large current flows through the coil patterns 4a to 4c, the coil patterns 4a to 4c generate heat, and the temperature of the substrate 3 rises. In addition, the coil patterns 4a and 4b in the back side outer surface layer L1 are narrower and have a larger number of turns than the coil pattern 4c in the front side outer surface layer L2, so the amount of heat generated in the coil patterns 4a and 4b is larger. Become.

表側外面層Ｌ２では、コイルパターン４ｃで発生した熱が、該コイルパターン４ｃの表面から放熱される。また、基板３の熱が、放熱パターン５Ｌ_５〜５Ｌ_７、５ｒ_５〜５ｒ_７の表面から放熱される。 In the front-side outer surface layer L2, heat generated in the coil pattern 4c is radiated from the surface of the coil pattern 4c. The heat of the substrate 3 is radiated from the surface of the heat radiation pattern _{_{_{5L 5 ~5L 7, 5r 5 ~5r}}} 7.

裏側外面層Ｌ１では、コイルパターン４ａ、４ｂで発生した熱が、放熱部４ｓ、４ｔに拡散されて、コイルパターン４ａ、４ｂと放熱部４ｓ、４ｔの表面から絶縁シート１２を介してヒートシンク１０に伝わり、ヒートシンク１０で放熱される。また、基板３の熱が、放熱パターン５Ｌ_１〜５Ｌ_４、５ｒ_１〜５ｒ_４の表面から絶縁シート１２を介してヒートシンク１０に伝わり、ヒートシンク１０で放熱される。 In the backside outer surface layer L1, heat generated in the coil patterns 4a and 4b is diffused to the heat radiating portions 4s and 4t, and is transferred from the surfaces of the coil patterns 4a and 4b and the heat radiating portions 4s and 4t to the heat sink 10 via the insulating sheet 12. The heat sink 10 dissipates heat. Further, the heat of the substrate 3 is transmitted from the surface of the heat radiation patterns 5L _{1 to} 5L ₄ and 5r _{1 to} 5r ₄ to the heat sink 10 through the insulating sheet 12 and is radiated by the heat sink 10.

上記第１実施形態によると、基板３の表側外面層Ｌ２に設けられたコイルパターン４ｃより、幅が細くて、巻き数が多いコイルパターン４ａ、４ｂが設けられた裏側外面層Ｌ１側に、ヒートシンク１０が設けられている。このため、コイルパターン４ｃよりコイルパターン４ａ、４ｂの方が発熱量が多くても、該コイルパターン４ａ、４ｂで発生した熱を、ヒートシンク１０により効率良く放熱させることができる。 According to the first embodiment, the heat sink is disposed on the back side outer surface layer L1 side where the coil patterns 4a and 4b having a smaller width and a larger number of turns are provided than the coil pattern 4c provided on the front side outer surface layer L2 of the substrate 3. 10 is provided. For this reason, even if the coil patterns 4a and 4b generate more heat than the coil pattern 4c, the heat generated in the coil patterns 4a and 4b can be efficiently radiated by the heat sink 10.

また、表側外面層Ｌ２にあるコイルパターン４ｃの幅を太くしていることで、該コイルパターン４ｃでの発熱量を抑制できるとともに、該コイルパターン４ｃの表面から放熱させ易くすることができる。 Further, by increasing the width of the coil pattern 4c in the front outer surface layer L2, the amount of heat generated in the coil pattern 4c can be suppressed and heat can be easily radiated from the surface of the coil pattern 4c.

よって、複数の層Ｌ１、Ｌ２に幅の異なるコイルパターン４ａ〜４ｃが設けられた基板３の放熱性能を高めることができる。また、コイルパターン４ａ〜４ｃの発熱を許容することができる。 Therefore, the heat dissipation performance of the substrate 3 in which the coil patterns 4a to 4c having different widths are provided in the plurality of layers L1 and L2 can be enhanced. Moreover, the heat generation of the coil patterns 4a to 4c can be allowed.

また、裏側外面層Ｌ１のコイルパターン４ａ、４ｂを拡張して、放熱部４ｓ、４ｔを設けている。このため、コイルパターン４ａ、４ｂで発生した熱を、放熱部４ｓ、４ｔに拡散させて、該コイルパターン４ａ、４ｂと放熱部４ｓ、４ｔの表面からヒートシンク１０に伝えて、より放熱させ易くすることができる。 Moreover, the coil patterns 4a and 4b of the back side outer surface layer L1 are expanded to provide heat radiation portions 4s and 4t. For this reason, the heat generated in the coil patterns 4a and 4b is diffused to the heat radiating portions 4s and 4t, and is transmitted to the heat sink 10 from the surfaces of the coil patterns 4a and 4b and the heat radiating portions 4s and 4t, thereby making it easier to dissipate heat. be able to.

上記第１実施形態では、基板３の裏側外面層Ｌ１側にのみヒートシンク１０を設けた例を示したが、図５〜図７に示す第２実施形態のように、基板３’の裏側外面層Ｌ１’側と表側外面層Ｌ２’側に、それぞれヒートシンク１０、１０’を設けてもよい。以下、第２実施形態による磁気デバイス１’の構造を、図５〜図７を参照しながら説明する。 Although the example which provided the heat sink 10 only in the back side outer surface layer L1 side of the board | substrate 3 was shown in the said 1st Embodiment, the back side outer surface layer of board | substrate 3 'was shown like 2nd Embodiment shown in FIGS. Heat sinks 10 and 10 ′ may be provided on the L1 ′ side and the front outer surface layer L2 ′ side, respectively. Hereinafter, the structure of the magnetic device 1 ′ according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 7.

図５は、磁気デバイス１’の分解斜視図である。図６は、磁気デバイス１’の基板３’の各層の平面図である。図７は、磁気デバイス１’の断面図であって、図６のＹ−Ｙ断面を示している。 FIG. 5 is an exploded perspective view of the magnetic device 1 ′. FIG. 6 is a plan view of each layer of the substrate 3 ′ of the magnetic device 1 ′. FIG. 7 is a cross-sectional view of the magnetic device 1 ′ and shows a YY cross section of FIG. 6.

図５に示すように、基板３’の裏面をヒートシンク１０の上面（フィン１０ｆと反対側）と対向させ、かつ、基板３’の表面をヒートシンク１０’の下面（フィン１０ｆ’と反対側）と対向させる。そして、各ねじ１１’を、ヒートシンク１０’に設けられた各貫通孔１０ａ’と、スペーサである各スリーブ１３と、基板３’に設けられた各貫通孔３ａとに貫通させて、ヒートシンク１０の各ねじ孔１０ａに螺合する。 As shown in FIG. 5, the back surface of the substrate 3 ′ is opposed to the upper surface of the heat sink 10 (the side opposite to the fin 10f), and the surface of the substrate 3 ′ is opposed to the lower surface of the heat sink 10 ′ (the side opposite to the fin 10f ′). Make them face each other. The screws 11 ′ are passed through the through holes 10 a ′ provided in the heat sink 10 ′, the sleeves 13 serving as spacers, and the through holes 3 a provided in the substrate 3 ′. Screwed into each screw hole 10a.

これにより、図７に示すように、基板３’の表側外面層Ｌ２’側にヒートシンク１０’が近接状態で固定され、裏側外面層Ｌ１’側にヒートシンク１０が近接状態で固定される。上コア２ａは、ヒートシンク１０’の下側に設けられた凹部１０ｋ’に嵌め込まれる。基板３’とヒートシンク１０、１０’の間には、伝熱性を有する絶縁シート１２、１２’が挟み込まれる。ヒートシンク１０は、本発明の「第１放熱器」の一例であり、ヒートシンク１０’は、本発明の「第２放熱器」の一例である。 Accordingly, as shown in FIG. 7, the heat sink 10 'is fixed in the proximity state on the front side outer surface layer L2' side of the substrate 3 ', and the heat sink 10 is fixed in the proximity state on the back side outer surface layer L1' side. The upper core 2a is fitted into a recess 10k 'provided on the lower side of the heat sink 10'. Insulating sheets 12 and 12 ′ having heat conductivity are sandwiched between the substrate 3 ′ and the heat sinks 10 and 10 ′. The heat sink 10 is an example of the “first radiator” in the present invention, and the heat sink 10 ′ is an example of the “second radiator” in the present invention.

前述の基板３と同様に、基板３’には、図６に示すように、スルーホール８ｉ、８ｏ、９ａ、９ｂ、リード端子６ｉ、６ｏ、およびパッド８ｂが設けられている。また、基板３’の各層Ｌ１’、Ｌ２’には、コイルパターン４ａ〜４ｃ、放熱部４ｓ、４ｔ、および放熱パターン５Ｌ_１〜５Ｌ_７、５ｒ_１〜５ｒ_７が設けられている。 Similar to the substrate 3 described above, the substrate 3 ′ is provided with through holes 8i, 8o, 9a, 9b, lead terminals 6i, 6o, and pads 8b, as shown in FIG. In addition, the coil patterns 4a to 4c, the heat radiation portions 4s and 4t, and the heat radiation patterns 5L _{1 to} 5L ₇ and 5r _{1 to} 5r ₇ are provided on the respective layers L1 ′ and L2 ′ of the substrate 3 ′.

また、基板３’には、複数の大径のスルーホール８ｄが設けられている。各スルーホール８ｄには、放熱ピン７ａ〜７ｆがそれぞれ埋め込まれている。放熱ピン７ａ〜７ｆは、銅などの導体から成る。各層Ｌ１’、Ｌ２’の放熱ピン７ａ〜７ｆの周囲には、銅箔から成るパッド８ｃが設けられている。放熱ピン７ａ〜７ｆやパッド８ｃの表面には、銅めっきが施されている。放熱ピン７ａ〜７ｆの上下端は、絶縁シート１２、１２’と接触している（図７参照）。 The substrate 3 'is provided with a plurality of large-diameter through holes 8d. In each through hole 8d, heat radiation pins 7a to 7f are embedded. The heat radiation pins 7a to 7f are made of a conductor such as copper. A pad 8c made of copper foil is provided around the heat dissipation pins 7a to 7f of the layers L1 'and L2'. Copper plating is applied to the surfaces of the heat radiation pins 7a to 7f and the pad 8c. The upper and lower ends of the radiating pins 7a to 7f are in contact with the insulating sheets 12 and 12 '(see FIG. 7).

図６（ａ）に示すように、裏側外面層Ｌ１’において、コイルパターン４ａの各放熱部４ｓには、パッド８ｃを介して放熱ピン７ａ、７ｃ、７ｅがそれぞれ接続されている。また、コイルパターン４ｂの各放熱部４ｔには、パッド８ｃを介して放熱ピン７ｂ、７ｄ、７ｆがそれぞれ接続されている。放熱ピン７ａ〜７ｆおよびパッド８ｃは、周囲の放熱パターン５Ｌ_１〜５Ｌ_４、５ｒ_１〜５ｒ_４に対して絶縁されている。 As shown to Fig.6 (a), in back side outer surface layer L1 ', the thermal radiation pins 7a, 7c, and 7e are each connected to each thermal radiation part 4s of the coil pattern 4a via the pad 8c. In addition, heat radiation pins 7b, 7d, and 7f are connected to the heat radiation portions 4t of the coil pattern 4b via pads 8c, respectively. The heat radiation pins 7a to 7f and the pad 8c are insulated from the surrounding heat radiation patterns 5L _{1 to} 5L ₄ and 5r _{1 to} 5r ₄ .

図６（ｂ）に示すように、表側外面層Ｌ２’において、左側の放熱パターン５Ｌ_５、５Ｌ_６、５Ｌ_７に対して、放熱ピン７ｃ、７ｅ、７ａとこれらの周囲のパッド８ｃがそれぞれ接続されている。また、右側の放熱パターン５ｒ_５、５ｒ_６、５ｒ_７に対して、放熱ピン７ｄ、７ｆ、７ｂとこれらの周囲のパッド８ｃが接続されている。 As shown in FIG. 6B, in the front outer layer L2 ′, the heat radiation pins 7c, 7e, 7a and the pads 8c around them are connected to the left heat radiation patterns 5L ₅ , 5L ₆ , 5L ₇ , respectively. Has been. Further, with respect to the right side of the heat radiation pattern _{_{_{5r 5, 5r 6, 5r 7}}} , the heat dissipation pins 7d, 7f, 7b and these surrounding pad 8c is connected.

つまり、放熱ピン７ｃ、７ｅ、７ａにより、裏側外面層Ｌ１’のコイルパターン４ａと、表側外面層Ｌ２’の放熱パターン５Ｌ_５、５Ｌ_６、５Ｌ_７が接続されている。また、放熱ピン７ｄ、７ｆ、７ｂにより、裏側外面層Ｌ１’のコイルパターン４ｂと、表側外面層Ｌ２’の放熱パターン５ｒ_５、５ｒ_６、５ｒ_７が接続されている。放熱ピン７ａ〜７ｆは、本発明の「放熱用接続部」の一例である。 That is, the coil pattern 4a of the back side outer surface layer L1 ′ and the heat radiation patterns 5L ₅ , 5L ₆ , 5L _{7 of} the front side outer surface layer L2 ′ are connected by the heat radiating pins 7c, 7e, 7a. Further, the coil pattern 4b of the back side outer surface layer L1 ′ and the heat radiation patterns 5r ₅ , 5r ₆ , 5r _{7 of} the front side outer surface layer L2 ′ are connected by the heat radiating pins 7d, 7f, 7b. The heat radiation pins 7a to 7f are examples of the “heat radiation connection portion” in the present invention.

表側外面層Ｌ２’において、放熱パターン５Ｌ_５〜５Ｌ_７、５ｒ_５〜５ｒ_７と、コイルパターン４ｃとは別体になっていて、絶縁されている。 In the front side outer surface layer L2 ′, the heat radiation patterns 5L _{5 to} 5L ₇ , 5r _{5 to} 5r ₇ and the coil pattern 4c are separated and insulated.

コイルパターン４ａ〜４ｃに大電流が流れたとき、表側外面層Ｌ２’では、コイルパターン４ｃで発生した熱が、該コイルパターン４ｃの表面から絶縁シート１２’を介してヒートシンク１０’に伝わり、ヒートシンク１０’で放熱される。また、基板３’の熱が、放熱パターン５Ｌ_５〜５Ｌ_７、５ｒ_５〜５ｒ_７の表面から絶縁シート１２’を介してヒートシンク１０’に伝わり、ヒートシンク１０’で放熱される。 When a large current flows through the coil patterns 4a to 4c, heat generated in the coil pattern 4c is transferred from the surface of the coil pattern 4c to the heat sink 10 'via the insulating sheet 12' in the front side outer surface layer L2 '. Heat is dissipated at 10 '. Further, the heat of the substrate 3 ′ is transmitted from the surface of the heat radiation patterns 5L _{5 to} 5L ₇ and 5r _{5 to} 5r ₇ to the heat sink 10 ′ through the insulating sheet 12 ′ and is radiated by the heat sink 10 ′.

裏側外面層Ｌ１’では、コイルパターン４ａ、４ｂで発生した熱が、放熱部４ｓ、４ｔに拡散されて、コイルパターン４ａ、４ｂと放熱部４ｓ、４ｔの表面から絶縁シート１２を介してヒートシンク１０に伝わり、ヒートシンク１０で放熱される。また、コイルパターン４ａ、４ｂで発生した熱が、放熱部４ｓ、４ｔから放熱ピン７ａ〜７ｆを介して表側外面層Ｌ２’の放熱パターン５Ｌ_５〜５Ｌ_７、５ｒ_５〜５ｒ_７に伝わって、該放熱パターン５Ｌ_５〜５Ｌ_７、５ｒ_５〜５ｒ_７に拡散される。そして、その熱が、放熱パターン５Ｌ_５〜５Ｌ_７、５ｒ_５〜５ｒ_７の表面から絶縁シート１２を介してヒートシンク１０に伝わり、ヒートシンク１０で放熱される。 In the backside outer surface layer L1 ′, heat generated in the coil patterns 4a and 4b is diffused to the heat radiating portions 4s and 4t, and the heat sink 10 is passed through the insulating sheet 12 from the surfaces of the coil patterns 4a and 4b and the heat radiating portions 4s and 4t. The heat sink 10 dissipates heat. The coil pattern 4a, the heat generated by 4b is, the heat radiating portion 4s, transmitted to the heat radiation pattern _{_{_{5L 5 ~5L 7, 5r 5 ~5r}}} 7 of the front outer surface layer L2 'through the heat dissipation pins 7a~7f from 4t, The heat dissipation patterns 5L _{5 to} 5L ₇ and 5r _{5 to} 5r ₇ are diffused. Then, the heat is transmitted from the surface of the heat radiation patterns 5L _{5 to} 5L ₇ and 5r _{5 to} 5r ₇ to the heat sink 10 via the insulating sheet 12 and is radiated by the heat sink 10.

また、裏側外面層Ｌ１’では、基板３’の熱が、放熱パターン５Ｌ_１〜５Ｌ_４、５ｒ_１〜５ｒ_４の表面から絶縁シート１２を介してヒートシンク１０に伝わり、ヒートシンク１０で放熱される。 Further, in the backside outer surface layer L1 ′, the heat of the substrate 3 ′ is transmitted from the surface of the heat radiation patterns 5L _{1 to} 5L ₄ and 5r _{1 to} 5r ₄ to the heat sink 10 via the insulating sheet 12, and is radiated by the heat sink 10.

上記第２実施形態によると、基板３’の裏側外面層Ｌ１’側と表側外面層Ｌ２’側に、それぞれヒートシンク１０、１０’が設けられている。このため、裏側外面層Ｌ１’側だけでなく、表側外面層Ｌ２’においても、コイルパターン４ｃで発生した熱を、ヒートシンク１０’により放熱させ易くすることができる。 According to the second embodiment, the heat sinks 10 and 10 'are provided on the back side outer surface layer L1' side and the front side outer surface layer L2 'side of the substrate 3', respectively. For this reason, the heat generated in the coil pattern 4c can be easily radiated by the heat sink 10 'not only on the back side outer surface layer L1' side but also on the front side outer surface layer L2 '.

また、裏側外面層Ｌ１’のコイルパターン４ａ、４ｂで発生した熱は、ヒートシンク１０で放熱されるだけでなく、放熱ピン７ａ〜７ｆと表側外面層Ｌ２’の放熱パターン５Ｌ_５〜５Ｌ_７、５ｒ_５〜５ｒ_７などを介してヒートシンク１０’に伝わり、ヒートシンク１０’でも放熱される。このため、コイルパターン４ｃよりも発熱量の多いコイルパターン４ａ、４ｂの熱を、両方のヒートシンク１０、１０’により効率良く放熱させることができる。 Further, the heat generated in the coil patterns 4a and 4b of the back side outer surface layer L1 ′ is not only dissipated by the heat sink 10, but also the heat dissipation patterns 5L _{5 to} 5L ₇ and 5r of the heat dissipation pins 7a to 7f and the front side outer surface layer L2 ′. _The heat is transmitted to the heat sink 10 ′ via _{5 to} 5r _{7 and the} like, and is also dissipated in the heat sink 10 ′. For this reason, the heat of the coil patterns 4a and 4b, which generate more heat than the coil pattern 4c, can be efficiently radiated by both the heat sinks 10 and 10 '.

よって、複数の層Ｌ１’、Ｌ２’に幅の異なるコイルパターン４ａ〜４ｃが設けられた基板３’において、コイルパターン４ａ〜４ｃにより大きな電流が流れても、基板３’の放熱性能を一層高めることができる。また、コイルパターン４ａ〜４ｃの発熱を許容することができる。 Therefore, even when a large current flows through the coil patterns 4a to 4c in the substrate 3 'in which the coil patterns 4a to 4c having different widths are provided in the plurality of layers L1' and L2 ', the heat dissipation performance of the substrate 3' is further enhanced. be able to. Moreover, the heat generation of the coil patterns 4a to 4c can be allowed.

本発明では、以上述べた以外にも種々の実施形態を採用することができる。たとえば、以上の実施形態では、基板３、３’の表裏両面に設けた各外面層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ１’、Ｌ２’にコイルパターン４ａ〜４ｃを形成した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、３層以上を有する多層基板において、一方の外面層を含んだ、２層以上にコイルパターンを形成してもよい。 In the present invention, various embodiments other than those described above can be adopted. For example, in the above embodiment, the coil patterns 4a to 4c are formed on the outer surface layers L1, L2, L1 ′, and L2 ′ provided on the front and back surfaces of the substrates 3 and 3 ′. It is not limited to only. In addition to this, in a multilayer substrate having three or more layers, a coil pattern may be formed on two or more layers including one outer surface layer.

また、以上の実施形態では、コア２ａの３つの凸部２ｍ、２Ｌ、２ｒに巻回するように、基板３、３’にコイルパターン４ａ〜４ｃを形成した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。コイルパターンは、コアの少なくとも１つの凸部に巻回されていればよい。 Moreover, although the above embodiment showed the example which formed the coil patterns 4a-4c in the board | substrates 3 and 3 'so that it might wind around the three convex parts 2m, 2L, and 2r of the core 2a, this invention is shown. It is not limited to this. The coil pattern should just be wound by the at least 1 convex part of the core.

また、以上の実施形態では、図４や図７に示したように、コイルパターン４ａ〜４ｃの厚みがほぼ同等になっている例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではなく、コイルパターン４ａ〜４ｃの厚みは異なっていてもよい。また、コイルパターン４ａ〜４ｃの幅が異なる部分の断面積をほぼ同等にしてもよい。 Moreover, in the above embodiment, as shown in FIG.4 and FIG.7, although the example where the thickness of coil pattern 4a-4c was substantially equivalent was shown, this invention is not limited only to this. The thickness of the coil patterns 4a to 4c may be different. Moreover, you may make the cross-sectional area of the part from which the width | variety of coil pattern 4a-4c differs substantially equal.

また、図６および図７に示したように、第２実施形態では、裏側外面層Ｌ１’のコイルパターン４ａ、４ｂと、表側外面層Ｌ２’の放熱パターン５Ｌ_７〜５Ｌ_９、５ｒ_７〜５ｒ_９を、スルーホール８ｄに埋設した放熱ピン７ａ〜７ｆにより接続した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば端子、ピン、およびスルーホールなどの少なくとも１つの接続手段により、異なる層のコイルパターンと放熱パターンを接続してもよい。 As shown in FIGS. 6 and 7, in the second embodiment, the coil patterns 4a and 4b of the back side outer surface layer L1 ′ and the heat radiation patterns 5L _{7 to} 5L ₉ and 5r _{7 to} 5r of the front side outer surface layer L2 ′ are used. _Although the example which connected 9 by the thermal radiation pin 7a-7f embed | buried in the through hole 8d was shown, this invention is not limited only to this. In addition to this, the coil pattern and the heat radiation pattern of different layers may be connected by at least one connecting means such as a terminal, a pin, and a through hole.

また、以上の実施形態では、基板３の裏側外面層Ｌ１、Ｌ１’にあるコイルパターン４ａ、４ｂを拡張して、放熱部４ｓ、４ｔを設けた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。表側外面層Ｌ２、Ｌ２’にあるコイルパターン４ｃも拡張して、放熱部を設けてもよい。また、コイルパターン４ｃに対応する放熱パターンを裏側外面層Ｌ１、Ｌ１’に設けて、該放熱パターンとコイルパターン４ｃとを放熱ピンなどの接続手段により接続してもよい。 Moreover, in the above embodiment, although the coil pattern 4a, 4b in the back side outer surface layer L1, L1 'of the board | substrate 3 was expanded and the example which provided the thermal radiation part 4s, 4t was shown, this invention is only this. It is not limited. The coil pattern 4c on the front side outer surface layers L2 and L2 'may also be expanded to provide a heat radiating portion. Further, a heat radiation pattern corresponding to the coil pattern 4c may be provided on the backside outer surface layers L1 and L1 ', and the heat radiation pattern and the coil pattern 4c may be connected by a connection means such as a heat radiation pin.

また、以上の実施形態では、放熱器として、ヒートシンク１０、１０’を用いた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではなく、これ以外の、空冷式や水冷式の放熱器、または冷媒を用いた放熱器などを用いてもよい。また、金属製の放熱器だけでなく、たとえば、熱伝導性の高い樹脂で形成された放熱器を用いてもよい。この場合、放熱器と基板との間に絶縁シート１２、１２’を設ける必要はなく、絶縁シート１２、１２’を省略することができる。 Moreover, although the example using heat sink 10 and 10 'was shown as a heat radiator in the above embodiment, this invention is not limited only to this, Air-cooled type or water-cooled type heat radiators other than this are used. Alternatively, a radiator using a refrigerant or the like may be used. Moreover, you may use not only a metal radiator but the radiator formed with resin with high heat conductivity, for example. In this case, it is not necessary to provide the insulating sheets 12 and 12 'between the radiator and the substrate, and the insulating sheets 12 and 12' can be omitted.

また、以上の実施形態では、厚銅箔基板を用いた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではなく、一般的な樹脂製のプリント基板や金属製の基板などのような、他の基板を用いてもよい。金属製の基板の場合は、基材とコイルパターンとの間に絶縁体を設ければよい。 Moreover, although the example using a thick copper foil board | substrate was shown in the above embodiment, this invention is not limited only to this, A general resin-made printed boards, metal boards, etc. Other substrates may be used. In the case of a metal substrate, an insulator may be provided between the base material and the coil pattern.

また、以上の実施形態では、Ｅ字形の上コア２ａにＩ字形の下コア２ｂを組み合わせた例を示したが、本発明は、２つのＥ字形コアを組み合わせた磁気デバイスにも適用することができる。 Moreover, although the example which combined the I-shaped lower core 2b with the E-shaped upper core 2a was shown in the above embodiment, this invention is applicable also to the magnetic device which combined two E-shaped cores. it can.

さらに、以上の実施形態では、車両用のスイッチング電源装置１００における、平滑回路５５のチョークコイルＬとして使用される磁気デバイス１、１’に本発明を適用した例を挙げたが、トランス５３（図１）として使用される磁気デバイスに対しても、本発明を適用することは可能である。また、車両以外の、たとえば電子機器用のスイッチング電源装置で使用される磁気デバイスにも本発明を適用することは可能である。 Furthermore, in the above embodiment, the example in which the present invention is applied to the magnetic device 1, 1 ′ used as the choke coil L of the smoothing circuit 55 in the vehicle switching power supply device 100 has been described. The present invention can also be applied to a magnetic device used as 1). Further, the present invention can be applied to a magnetic device other than a vehicle, for example, used in a switching power supply device for electronic equipment.

１、１’ 磁気デバイス
２ａ上コア
２ｂ下コア
３、３’ 基板
４ａ、４ｂ、４ｃコイルパターン
４ｓ、４ｔ放熱部
５Ｌ_７、５Ｌ_８、５Ｌ_９、５ｒ_７、５ｒ_８、５ｒ_９放熱パターン
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆ放熱ピン
１０、１０’ ヒートシンク
Ｌ１、Ｌ１’ 裏側外面層
Ｌ２、Ｌ２’ 表側外面層
Ｗ１、Ｗ２コイルパターンの幅 1,1 'magnetic device 2a on the core 2b under the core 3, 3' substrate 4a, 4b, 4c coil pattern 4s, 4t radiating portion _{_{_{_{5L 7, 5L 8, 5L 9}}}} , 5r 7, 5r 8, 5r 9 radiating pattern 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f Radiation pin 10, 10 'Heat sink L1, L1' Back side outer layer L2, L2 'Front side outer layer W1, W2 Coil pattern width

Claims

A core made of magnetic material,
A substrate made of an insulator through which the core penetrates;
In a magnetic device provided with a coil pattern made of a conductor provided in a predetermined layer of the substrate,
The width of the coil pattern on one outer surface layer of the substrate is narrower than the width of the coil pattern on the other layer,
A magnetic device comprising a radiator on the one outer surface layer side.

The magnetic device according to claim 1.
The magnetic device according to claim 1, wherein the number of turns of the coil pattern on one outer surface layer of the substrate is greater than the number of turns of the coil pattern on the other layer.

The magnetic device according to claim 1 or 2,
A magnetic device, wherein a heat radiating portion made of a conductor is provided on the one outer surface layer by partially expanding the coil pattern on the one outer surface layer.

The magnetic device according to any one of claims 1 to 3,
The substrate is provided with an outer surface layer on each of the front surface and the back surface,
2. The magnetic device according to claim 1, wherein the coil pattern is provided on each of the one outer surface layer and the other outer surface layer of the substrate.

The magnetic device according to claim 4.
The radiator provided on the one outer surface layer side is a first radiator,
2. A magnetic device, wherein a second heat radiator is further provided on the other outer surface layer side.

The magnetic device according to claim 5, wherein
A heat dissipating pattern consisting of a conductor provided on the other outer surface layer separately from the coil pattern on the other outer surface layer;
A heat dissipating connecting portion for connecting the coil pattern on the one outer surface layer and the heat dissipating pattern on the other outer surface layer, further comprising a conductor provided on the substrate, Magnetic device to be used.