JP2015079778A - Coil-integrated printed circuit board and magnetic device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coil-integrated printed circuit board that can be easily manufactured even though the winding number of the coil is increased and can suppress temperature from rising even though heat is generated from the coil, and a magnetic device comprising the same.SOLUTION: A coil-integrated printed circuit board 3 comprises coil patterns 4a and 4b in inner layers L2 and L3 and comprises an outer coil 11 in a surface layer L1, thereof. A magnetic device 1 comprises the coil-integrated printed circuit board 3 and a core 2a penetrating through the board 3. The core 2a is a common core for the coil patterns 4a and 4b and the outer coil 11. The coil patterns 4a and 4b are formed in the coil-integrated printed circuit board 3 by printing to be wound around a protruding part 2m of the core 2a. The outer coil 11 is surface-mounted on the coil-integrated printed circuit board 3 to be wound around the protruding part 2m of the core 2a. One ends pf the coil patterns 4a and 4b are electrically connected to one end of the outer coil 11.

Description

本発明は、コイルパターンが形成されたコイル一体型プリント基板と、この基板を備えた磁気デバイスとに関する。   The present invention relates to a coil-integrated printed board on which a coil pattern is formed, and a magnetic device including the board.

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、直流−直流変換装置(DC−DCコンバータ)のような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 such as a DC-DC converter (DC-DC converter) 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および特許文献2には、コイルの巻線としてコイルパターンが印刷により形成されたコイル一体型プリント基板と、該基板を備えた磁気デバイスが開示されている。詳しくは、磁性体から成るコアが、基板を貫通している。そのコアの周囲に巻回されるように、コイルパターンが基板の表面層と、外部に露出しない内層とに形成されている。各層において、コイルパターンは複数回巻かれている。異なる層のコイルパターン同士は、基板を貫通するスルーホールにより接続されている。基板の表面層には、コイルパターンに対して電力を入出力するための表面電極が設けられている。表面電極と異なる層にあるコイルパターンの端部とは、スルーホールにより接続されている。   For example, Patent Literature 1 and Patent Literature 2 disclose a coil-integrated printed board on which a coil pattern is formed by printing as a coil winding, and a magnetic device including the board. Specifically, a core made of a magnetic material passes through the substrate. A coil pattern is formed on the surface layer of the substrate and the inner layer that is not exposed to the outside so as to be wound around the core. In each layer, the coil pattern is wound a plurality of times. Coil patterns of different layers are connected by through holes that penetrate the substrate. A surface electrode for inputting / outputting electric power to / from the coil pattern is provided on the surface layer of the substrate. The end portion of the coil pattern in a different layer from the surface electrode is connected by a through hole.

また、たとえば特許文献3には、巻線状のコイルを組み込んだ表面実装型の
コイル部品と、該コイル部品を表面実装した基板が開示されている。詳しくは、コイルの両端に形成された外部電極が、コイル部品の側面から突出して、底面の直下まで折り曲げられ、基板の表面にはんだ付けされている。
Further, for example, Patent Document 3 discloses a surface mount type coil component in which a winding coil is incorporated, and a substrate on which the coil component is surface mounted. Specifically, external electrodes formed on both ends of the coil protrude from the side surface of the coil component, bend to the bottom of the bottom surface, and are soldered to the surface of the substrate.

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 特開2004−207355号公報JP 2004-207355 A

DC−DCコンバータで使用される磁気デバイスでは、コイルに大電流が流れる。そのコイルの巻線を基板の表面層や内層に形成したコイルパターンで構成すると、大電流を正常に流すためには、コイルパターンの幅や厚みを大きくして、コイルパターンの断面積をある程度の大きさにする必要がある。しかし、コイルパターンの幅を広げると、基板の限られた領域でコイルパターンの巻き数を多くしづらくなるので、コイルの巻き数を増やすのが難しくなる。   In a magnetic device used in a DC-DC converter, a large current flows through a coil. When the coil winding is configured with a coil pattern formed on the surface layer or inner layer of the substrate, in order to allow a large current to flow normally, the width and thickness of the coil pattern must be increased and the cross-sectional area of the coil pattern should be increased to some extent. It needs to be large. However, if the width of the coil pattern is widened, it becomes difficult to increase the number of turns of the coil pattern in a limited area of the substrate, and it becomes difficult to increase the number of turns of the coil.

また、DC−DCコンバータでは、小型化を実現するため、磁気デバイスと他の電子部品や電気回路を同一基板に設け、該基板の実装密度を高くしたいという要望がある。しかし、たとえば図12に示すように、プリント基板Bでは、パターンなどの導体(銅などの金属箔)Da、Dbの厚みta、tbを厚くするほど(ta>tb)、導体Da、Dbの裾野部分Dsの幅Wa、Wbが大きくなるので(Wa>Wb)、実装密度が低くなる。そこで、DC−DCコンバータの基板においては、コイルパターンを配置する箇所の導体を厚くし、他の電子部品などを配置する箇所の導体を薄くすることが考えられる。しかるに、同一層で導体の厚みを異ならせようとすると、該層の製造工程が増加して、基板の製造が難しくなる。   In addition, in the DC-DC converter, there is a demand for providing a magnetic device and other electronic components and electric circuits on the same substrate in order to reduce the size, and increasing the mounting density of the substrate. However, for example, as shown in FIG. 12, in the printed circuit board B, the bases of the conductors Da and Db increase as the thicknesses ta and tb of the conductors (metal foils such as copper) Da and Db such as patterns increase (ta> tb). Since the widths Wa and Wb of the portion Ds are increased (Wa> Wb), the mounting density is decreased. Therefore, in the substrate of the DC-DC converter, it is conceivable to increase the thickness of the conductor where the coil pattern is to be disposed and to decrease the thickness of the conductor where the other electronic components are disposed. However, if the thickness of the conductor is different in the same layer, the manufacturing process of the layer increases, and the manufacture of the substrate becomes difficult.

また、コイルパターンに大電流を流すと、コイルパターンから発熱して、基板の温度が上昇する。基板の温度が高くなると、磁気デバイスの特性の変動や性能の劣化を生じるおそれがある。また、同一基板上に実装されたICチップなどの電子部品の誤動作や破壊を生じるおそれもある。   Further, when a large current is passed through the coil pattern, heat is generated from the coil pattern and the temperature of the substrate rises. When the temperature of the substrate becomes high, there is a risk that the characteristics of the magnetic device will vary and the performance will deteriorate. There is also a risk of malfunction or destruction of electronic components such as IC chips mounted on the same substrate.

本発明の課題は、コイルの巻き数を増やしても容易に製造することができ、かつコイルから発熱しても温度上昇を抑制することができるコイル一体型プリント基板と、該基板を備えた磁気デバイスを提供することである。   An object of the present invention is to provide a coil-integrated printed circuit board that can be easily manufactured even if the number of turns of the coil is increased, and that can suppress a temperature rise even if heat is generated from the coil, and a magnetic circuit including the circuit board. Is to provide a device.

本発明のコイル一体型プリント基板は、1層以上にコイルパターンが印刷により形成されたプリント基板であって、当該コイル一体型プリント基板上に表面実装された外部コイルを備えている。そして、コイルパターンと外部コイルは、当該コイル一体型プリント基板を貫通する共通のコアに巻回され、コイルパターンの一端と外部コイルの一端とは、電気的に接続されている。   The coil-integrated printed board of the present invention is a printed board in which a coil pattern is formed on one or more layers by printing, and includes an external coil that is surface-mounted on the coil-integrated printed board. The coil pattern and the external coil are wound around a common core that penetrates the coil-integrated printed board, and one end of the coil pattern and one end of the external coil are electrically connected.

また、本発明の磁気デバイスは、上記コイル一体型プリント基板と、磁性体から成り、コイル一体型プリント基板を貫通するコアとを備えている。そして、コアの周囲に巻回されるように、コイル一体型プリント基板にコイルパターンが形成され、かつ外部コイルが表面実装されている。   The magnetic device of the present invention includes the coil-integrated printed board and a core made of a magnetic material and penetrating the coil-integrated printed board. A coil pattern is formed on the coil-integrated printed board so as to be wound around the core, and the external coil is surface-mounted.

上記によると、コイル一体型プリント基板に形成されたコイルパターンと、コイル一体型プリント基板上に表面実装された外部コイルとから、一連のコイルが構成されている。このため、コイル一体型プリント基板の限られた領域で、コイルパターンの巻き数を多く確保するのが難しくても、外部コイルをコイルパターンと接続することで、コイルの巻き数を増やすことができる。また、コイル一体型プリント基板に外部コイルを、表面実装により容易に取り付けることができる。よって、コイルの巻き数を増やしても、コイル一体型プリント基板を容易に製造することが可能となる。   According to the above, a series of coils is constituted by the coil pattern formed on the coil-integrated printed board and the external coil surface-mounted on the coil-integrated printed board. For this reason, even if it is difficult to secure a large number of turns of the coil pattern in a limited area of the coil-integrated printed board, the number of turns of the coil can be increased by connecting the external coil to the coil pattern. . Further, the external coil can be easily attached to the coil-integrated printed board by surface mounting. Therefore, even if the number of turns of the coil is increased, the coil-integrated printed board can be easily manufactured.

また、コイル一体型プリント基板に外部コイルを表面実装しているので、コイル一体型プリント基板の表面層では、導体の厚みを厚くしなくても、外部コイル11の断面積を大きくすることにより、電流を正常に流すことができる。また、表面層の導体の厚みを薄くすることで、他の電子部品や電気回路を高密度で実装することができる。よって、表面層の各部で導体の厚みを同一にして、該表面層の製造工程を少なくし、コイル一体型プリント基板を容易に製造することが可能となる。さらに、コイルに電流が流れたときに、外部コイルからの発熱が周囲に放熱されるので、コイルからの発熱によるコイル一体型プリント基板の温度上昇を抑制することが可能となる。   In addition, since the external coil is surface-mounted on the coil-integrated printed board, the surface layer of the coil-integrated printed board can increase the cross-sectional area of the external coil 11 without increasing the thickness of the conductor. Current can flow normally. Further, by reducing the thickness of the conductor of the surface layer, other electronic components and electric circuits can be mounted with high density. Therefore, it is possible to easily manufacture a coil integrated type printed circuit board by making the thickness of the conductor the same in each part of the surface layer, reducing the manufacturing process of the surface layer. Furthermore, when the current flows through the coil, the heat generated from the external coil is dissipated to the surroundings, so that the temperature increase of the coil-integrated printed board due to the heat generated from the coil can be suppressed.

また、本発明では、上記コイル一体型プリント基板において、電力を入出力するための一対の表面電極をさらに備え、一対の表面電極のうち、一方の表面電極を外部コイルの他端と電気的に接続し、他方の表面電極をコイルパターンの他端と電気的に接続してもよい。   In the present invention, the coil-integrated printed circuit board further includes a pair of surface electrodes for inputting and outputting power, and one of the pair of surface electrodes is electrically connected to the other end of the external coil. The other surface electrode may be electrically connected to the other end of the coil pattern.

また、本発明では、上記コイル一体型プリント基板において、次のような構成を採用してもよい。コイルパターンは、外部に露出しない内層に形成され、外部コイルと一対の表面電極は、同一の表面層に設けられる。また、一方の表面電極と外部コイルの他端とを電気的に接続する第1接続手段と、当該コイル一体型プリント基板を貫通し、外部コイルの一端とコイルパターンの一端とを電気的に接続する第2接続手段と、当該コイル一体型プリント基板を貫通し、他方の表面電極とコイルパターンの他端とを電気的に接続する第3接続手段とが設けられる。そして、各接続手段は、当該コイル一体型プリント基板の板面においてそれぞれ重ならないように配置される。   In the present invention, the following configuration may be adopted in the coil-integrated printed board. The coil pattern is formed on an inner layer that is not exposed to the outside, and the outer coil and the pair of surface electrodes are provided on the same surface layer. Also, the first connection means for electrically connecting one surface electrode and the other end of the external coil, and the coil integrated printed circuit board are penetrated, and one end of the external coil and one end of the coil pattern are electrically connected. Second connection means that connects to the coil-integrated printed circuit board, and electrically connects the other surface electrode and the other end of the coil pattern. And each connection means is arrange | positioned so that it may not each overlap in the board surface of the said coil integrated type printed circuit board.

また、本発明では、上記コイル一体型プリント基板において、外部コイルは、当該コイル一体型プリント基板の板面において他方の表面電極と第3接続手段とに重ならないように、表面実装されていてもよい。   In the present invention, in the coil-integrated printed board, the external coil may be surface-mounted so as not to overlap the other surface electrode and the third connecting means on the plate surface of the coil-integrated printed board. Good.

また、本発明では、上記コイル一体型プリント基板において、コイルパターンが、複数の層に形成されており、当該コイル一体型プリント基板を貫通し、異なる層にあるコイルパターン同士を電気的に接続する第4接続手段をさらに備えていてもよい。この場合、第4接続手段は、当該コイル一体型プリント基板の板面において第1接続手段、第2接続手段、および第3接続手段と重ならないように配置すればよい。   In the present invention, in the coil integrated printed circuit board, the coil patterns are formed in a plurality of layers, and the coil patterns in different layers are electrically connected to each other through the coil integrated printed circuit board. You may further provide the 4th connection means. In this case, the fourth connecting means may be arranged so as not to overlap the first connecting means, the second connecting means, and the third connecting means on the plate surface of the coil-integrated printed board.

また、本発明では、上記コイル一体型プリント基板において、外部コイルは、金属板を折り曲げることにより、筒状に形成されていてもよい。   In the present invention, in the coil-integrated printed board, the external coil may be formed in a cylindrical shape by bending a metal plate.

さらに、本発明では、上記コイル一体型プリント基板において、外部コイルの円周上に凹凸を設けてもよい。   Furthermore, in this invention, you may provide an unevenness | corrugation on the periphery of an external coil in the said coil integrated type printed circuit board.

本発明によれば、コイルの巻き数を増やしても容易に製造することができ、かつコイルから発熱しても温度上昇を抑制することができるコイル一体型プリント基板と、該基板を備えた磁気デバイスを提供することが可能となる。   According to the present invention, a coil-integrated printed circuit board that can be easily manufactured even when the number of turns of the coil is increased and that can suppress a temperature rise even when heat is generated from the coil, and a magnetic circuit including the substrate A device can be provided.

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 embodiment of this invention. 図2−1のコイル一体型プリント基板に外部コイルやコアを組み付けた状態を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the state which assembled | attached the external coil and the core to the coil integrated type printed circuit board of FIGS. 図2−1のコイル一体型プリント基板のA部の表面層と内層の平面図である。It is a top view of the surface layer and inner layer of the A section of the coil integrated type printed circuit board of FIG. 2-1. 図2−1のコイル一体型プリント基板のA部の裏面層の平面図である。It is a top view of the back surface layer of the A section of the coil integrated type printed circuit board of FIGS. 図3−1および図3−2のX−X断面図である。It is XX sectional drawing of FIGS. 3-1 and FIGS. 3-2. 図3−1および図3−2のY−Y断面図である。It is YY sectional drawing of FIGS. 3-1 and FIGS. 3-2. 図3−1および図3−2のZ−Z断面図である。It is ZZ sectional drawing of FIGS. 3-1 and FIGS. 3-2. 図3−1および図3−2のV−V断面図である。It is VV sectional drawing of FIGS. 3-1 and FIGS. 3-2. 図2−1の外部コイルの詳細を示した図である。It is the figure which showed the detail of the external coil of FIGS. 図2−1の外部コイルの製造工程の一部を示した図である。It is the figure which showed a part of manufacturing process of the external coil of FIGS. 他の実施形態による外部コイルの斜視図である。It is a perspective view of the external coil by other embodiment. 比較例による外部コイルの製造工程の一部を示した図である。It is the figure which showed a part of manufacturing process of the external coil by a comparative example. プリント基板上の導体の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the conductor on a printed circuit board.

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の各部は、後述する基板3に実装されている。また、平滑回路55のチョークコイルLとして、後述する磁気デバイス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、後述するように電力を入出力するための一対の電極8i、8oが設けられている。   Each part of the switching power supply device 100 is mounted on a substrate 3 to be described later. A magnetic device 1 described later is 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, a pair of electrodes 8i and 8o for inputting and outputting electric power are provided as will be described later.

次に、磁気デバイス1の構造を、図2−1〜図9を参照しながら説明する。   Next, the structure of the magnetic device 1 will be described with reference to FIGS.

図2−1は、磁気デバイス1の分解斜視図である。図2−2は、図2−1のコイル一体型プリント基板3(以下、単に「基板3」という。)に、外部コイル11やコア2aを組み付けた状態を示した斜視図である。図3−1は、図2−1の基板3のA部の表面層L1と内層L2、L3の平面図である。図3−2は、図2−1の基板3のA部の裏面層L4の平面図である。図4〜図7は、磁気デバイス1の断面図である。詳しくは、図3−1および図3−2において、X−X断面を図4に示し、Y−Y断面を図5に示し、Z−Z断面を図6に示し、V−V断面を図7に示している。   FIG. 2A is an exploded perspective view of the magnetic device 1. FIG. 2-2 is a perspective view showing a state in which the external coil 11 and the core 2a are assembled to the coil-integrated printed board 3 (hereinafter simply referred to as “substrate 3”) of FIG. FIG. 3A is a plan view of the surface layer L1 and the inner layers L2 and L3 of part A of the substrate 3 in FIG. 3-2 is a plan view of the back layer L4 of the A part of the substrate 3 of FIG. 2-1. 4 to 7 are cross-sectional views of the magnetic device 1. Specifically, in FIGS. 3A and 3B, the XX cross section is shown in FIG. 4, the YY cross section is shown in FIG. 5, the ZZ cross section is shown in FIG. 6, and the VV cross section is shown. 7 shows.

図2−1および図5に示すように、コア2a、2bは、断面形状がE字形の上コア2aと、断面形状が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 FIGS. 2A and 2B, the cores 2a and 2b are configured by a pair of an upper core 2a having an E-shaped cross section and a lower core 2b having an I-shaped cross section. 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。凸部2m、2L、2rは、図3−1、図3−2、および図5に示すように、一列に並んでいる。図5に示すように、中央の凸部2mに対して、左右の凸部2L、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 convex portions 2m, 2L, and 2r are arranged in a line as shown in FIGS. 3-1, 3-2, and FIG. As shown in FIG. 5, the left and right convex portions 2L and 2r have a larger amount of protrusion than the central convex portion 2m.

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。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2−1)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、アルミニウムなどの金属製である。   The lower ends of the left and right projections 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). The lower core 2b is fitted into a recess 10k (FIG. 2-1) 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 such as aluminum.

基板3は、絶縁体から成る薄板状の基材の各層に、銅などの導電性を有する金属箔が印刷されることにより、パターンやパッドやランドなどの導体が形成されたプリント基板から構成されている。本実施形態では、基板3において、図1のスイッチング電源装置100の磁気デバイス1以外の電子部品や電気回路の図示を省略している。   The substrate 3 is composed of a printed circuit board in which conductors such as patterns, pads, and lands are formed by printing a conductive metal foil such as copper on each layer of a thin base material made of an insulator. ing. In the present embodiment, on the substrate 3, illustration of electronic components and electric circuits other than the magnetic device 1 of the switching power supply apparatus 100 of FIG. 1 is omitted.

基板3の表面(図2−1、図2−2、および図4〜図7で上面)には、図3−1(a)に示すような表面層L1が設けられている。基板3の裏面(図2−1、図2−2、および図4〜図7で下面)には、図3−2に示すような裏面層L4が設けられている。図4〜図7に示すように、表面層L1と裏面層L4の間には、図3(b)、(c)に示すような内層L2、L3が設けられている。つまり、基板3は、外部に露出した2つの外面層L1、L4と、外部に露出しない2つの内層L2、L3の、計4つの層L1〜L4を有した多層基板である。なお、多層の基板とは、2つ以上の層を有する基板のことである。また、基板3の裏面にある層L4も、広義では表面層であるが、本実施形態では、表面層L1と区別するため、裏面層L4という。   A surface layer L1 as shown in FIG. 3-1 (a) is provided on the surface of the substrate 3 (upper surface in FIGS. 2-1, 2-2, and FIGS. 4 to 7). A back surface layer L4 as shown in FIG. 3-2 is provided on the back surface of the substrate 3 (the bottom surface in FIGS. 2-1, 2-2, and 4 to 7). As shown in FIGS. 4 to 7, inner layers L2 and L3 as shown in FIGS. 3B and 3C are provided between the surface layer L1 and the back surface layer L4. That is, the substrate 3 is a multilayer substrate having a total of four layers L1 to L4, two outer surface layers L1 and L4 exposed to the outside and two inner layers L2 and L3 not exposed to the outside. Note that a multi-layer substrate is a substrate having two or more layers. Further, the layer L4 on the back surface of the substrate 3 is also a surface layer in a broad sense, but in the present embodiment, it is referred to as a back surface layer L4 in order to distinguish it from the surface layer L1.

基板3には、複数の開口部3m、3L、3rが設けられている。開口部3mは大径の円形の貫通孔から成り、開口部3L、3rはほぼ凹形の貫通孔から成る。図2−1、図3−1、図3−2、図5、および図7に示すように、中央にある1つの開口部3mには、コア2aの中央の凸部2mが挿入され、左右にある開口部3L、3rには、コア2aの左右の凸部2L、2rがそれぞれ挿入される。図4〜図7に示すように、基板3の裏面層L4側には、ヒートシンク10が図示しないねじなどの固定手段により固定される。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。絶縁シート12は可撓性を有しているため、基板3やヒートシンク10と隙間なく密着する。   The substrate 3 is provided with a plurality of openings 3m, 3L, and 3r. The opening 3m is a large-diameter circular through hole, and the openings 3L and 3r are substantially concave through-holes. As shown in FIG. 2-1, FIG. 3-1, FIG. 3-2, FIG. 5 and FIG. 7, the center convex portion 2m of the core 2a is inserted into one opening 3m at the center, The left and right projections 2L and 2r of the core 2a are inserted into the openings 3L and 3r, respectively. As shown in FIGS. 4 to 7, the heat sink 10 is fixed to the back surface layer L4 side of the substrate 3 by fixing means such as screws (not shown). An insulating sheet 12 having heat conductivity is sandwiched between the substrate 3 and the heat sink 10. Since the insulating sheet 12 has flexibility, it is in close contact with the substrate 3 and the heat sink 10 without a gap.

図3−1および図3−2に示すように、基板3には、スルーホール8a、8b、8d、スルーホール群9a、9b、表面電極8i、8o、ランド8c、パターン4a〜4h、4t〜4t、5t〜5t、パッド8e、8f、8g、およびピン6i、6o、7a〜7dといった導体が設けられている。スルーホール8a、8b、8d、スルーホール群9a、9b、およびピン6i、6o、7a〜7dは、基板3を貫通するように設けられている(図4、図6、および図7参照)。 As shown in FIGS. 3A and 3B, the substrate 3 includes through holes 8a, 8b, and 8d, through hole groups 9a and 9b, surface electrodes 8i and 8o, lands 8c, patterns 4a to 4h, and 4t 1. ~4t 4, 5t 1 ~5t 8, pad 8e, 8f, 8g, and pin 6i, 6o, conductors are provided such 7a to 7d. The through holes 8a, 8b, 8d, the through hole groups 9a, 9b, and the pins 6i, 6o, 7a-7d are provided so as to penetrate the substrate 3 (see FIGS. 4, 6, and 7).

図4〜図7に示すように、基板3の表面層L1と裏面層L4にある導体(表面電極8i、8o、ランド8c、パターン4c〜4e、5t〜5t、およびパッド8e、8f、8gなど)は、薄い銅箔から成る。それに対して、内層L2、L3にある導体(パターン4a、4b、4f、4t〜4t、5t〜5tなど)は、厚い銅箔から成る。 As shown in FIGS. 4 to 7, the conductor (surface electrode 8i on the surface layer L1 and the back layer L4 of the substrate 3, 8o, land 8c, pattern 4c~4e, 5t 1 ~5t 4, and the pad 8e, 8f, 8g etc.) consists of a thin copper foil. In contrast, the inner layer L2, L3 to a conductor (pattern 4a, 4b, 4f, 4t 1 ~4t 4, 5t 5 ~5t 8 , etc.) is composed of thick copper foil.

図3−1および図3−2に示すように、一対のスルーホール8a、8bには、導電性を高めるため、銅などの導電性を有する金属で形成された導電ピン6i、6oがそれぞれ埋設されている。表面層L1と裏面層L4のスルーホール8a、8bの周囲には、一対の表面電極8i、8oがそれぞれ設けられている。表面電極8i、8oは、スルーホール8a、8bのランドでもある。導電ピン6i、6oや表面電極8i、8oの表面には、銅めっきが施されている。導電ピン6i、6oの下端は、図4に示すように、絶縁シート12と接触している。   As shown in FIGS. 3A and 3B, conductive pins 6i and 6o made of a metal having conductivity such as copper are embedded in the pair of through holes 8a and 8b, respectively, in order to increase conductivity. Has been. A pair of front surface electrodes 8i and 8o are provided around the through holes 8a and 8b of the front surface layer L1 and the back surface layer L4. The surface electrodes 8i and 8o are also lands of the through holes 8a and 8b. Copper plating is applied to the surfaces of the conductive pins 6i, 6o and the surface electrodes 8i, 8o. The lower ends of the conductive pins 6i and 6o are in contact with the insulating sheet 12, as shown in FIG.

また、図3−1および図3−2に示すように、4つのスルーホール8dには、熱伝導性を高めるため、銅などの導電性を有する金属で形成された放熱ピン7a〜7dがそれぞれ埋設されている。表面層L1と裏面層L4のスルーホール8dの周囲には、ランド8cがそれぞれ設けられている。放熱ピン7a〜7dやランド8cの表面には、銅めっきが施されている。放熱ピン7a〜7dの下端は、図6に示すように、絶縁シート12と接触している(放熱ピン7a、7bの断面は図示省略)。   Further, as shown in FIGS. 3A and 3B, the four through holes 8d are respectively provided with heat radiation pins 7a to 7d formed of a conductive metal such as copper in order to increase thermal conductivity. Buried. Lands 8c are provided around the through holes 8d in the front surface layer L1 and the back surface layer L4. Copper plating is applied to the surfaces of the heat radiation pins 7a to 7d and the land 8c. As shown in FIG. 6, the lower ends of the heat radiation pins 7a to 7d are in contact with the insulating sheet 12 (the cross sections of the heat radiation pins 7a and 7b are not shown).

図3−1(a)に示すように、基板3の表面層L1には、配線パターン4c、中継パターン4d、矩形パターン4e、放熱パターン5t〜5t、およびパッド8e〜8gが形成されている。パターン4c〜4e、5t〜5tは、それぞれ別体で、絶縁されている。パターン4c〜4e、5t〜5tの表面には、絶縁加工が施されている。 As shown in FIG. 3A, a wiring pattern 4c, a relay pattern 4d, a rectangular pattern 4e, heat radiation patterns 5t 1 to 5t 4 , and pads 8e to 8g are formed on the surface layer L1 of the substrate 3. Yes. Pattern 4c~4e, 5t 1 ~5t 4 is separately respectively, are insulated. The surfaces of the patterns 4c to 4e and 5t 1 to 5t 4 are subjected to insulation processing.

配線パターン4cの一端は、表面電極8i、スルーホール8a、および導電ピン6iと接続されている。配線パターン4cの他端は、パッド8fと接続されている。中継パターン4dの一端部には、スルーホール群9aが設けられている。中継パターン4dの他端は、パッド8eと接続されている。矩形パターン4eには、スルーホール群9bが設けられている。   One end of the wiring pattern 4c is connected to the surface electrode 8i, the through hole 8a, and the conductive pin 6i. The other end of the wiring pattern 4c is connected to the pad 8f. A through hole group 9a is provided at one end of the relay pattern 4d. The other end of the relay pattern 4d is connected to the pad 8e. A through hole group 9b is provided in the rectangular pattern 4e.

放熱パターン5tは、放熱ピン7aとこれの周囲のスルーホール8dおよびランド8cと接続され、近傍にある表面電極8o、スルーホール8b、および導電ピン6oと絶縁されている。放熱パターン5tは、放熱ピン7cとこれの周囲のスルーホール8dおよびランド8cと接続されている。放熱パターン5tは、放熱ピン7dとこれの周囲のスルーホール8dおよびランド8cと接続されている。放熱パターン5tは、放熱ピン7bとこれの周囲のスルーホール8dおよびランド8cと接続され、近傍にある表面電極8i、スルーホール8a、および導電ピン6iと絶縁されている。 Radiating pattern 5t 1 is connected to the through-holes 8d and lands 8c surrounding and this heat-radiating fin 7a, are insulated surface electrode 8o in the vicinity of the through holes 8b, and conductive pins 6o and. Radiating pattern 5t 2 is connected to the through hole 8d and lands 8c surrounding and this heat-radiating fin 7c. Radiating pattern 5t 3 is connected to the through hole 8d and lands 8c surrounding and this heat-radiating fin 7d. Radiating pattern 5t 4 is connected to the through-holes 8d and lands 8c surrounding and this heat-radiating fin 7b, are insulated surface electrode 8i in the vicinity of the through holes 8a, and the conductive pin 6i.

パッド8e〜8gは、それぞれ別体になっていて、基板3の中央の貫通孔3mの周囲に配置されている。パッド8e〜8gの表面には、銅めっきが施されている。パッド8eは、中継パターン4d以外のパターン4c、4e、5t〜5tに対して絶縁されている。パッド8fは、配線パターン4c以外のパターン4d、4e、5t〜5tに対して絶縁されている。パッド8gは、パターン4c〜4e、5t〜5tと絶縁されている。 The pads 8 e to 8 g are separate from each other and are arranged around the central through hole 3 m of the substrate 3. Copper plating is applied to the surfaces of the pads 8e to 8g. Pad 8e is insulated pattern 4c except relay pattern 4d, 4e, with respect to 5t 1 ~5t 4. Pad 8f, the pattern 4d other than the wiring pattern 4c, 4e, are insulated against 5t 1 ~5t 4. Pad 8g is insulated pattern 4c~4e, 5t 1 ~5t 4.

また、表面層L1には、外部コイル11が表面実装されている。図8は、外部コイル11の詳細を示した図であって、(a)は外部コイル11の平面図を示し、(b)は(a)の外部コイル11を右側から見た側面図を示し、(c)は(a)の外部コイル11を下側から見た側面図を示している。図9は、外部コイル11の製造工程の一部を示した図である。   The external coil 11 is surface-mounted on the surface layer L1. 8A and 8B are diagrams showing details of the external coil 11, wherein FIG. 8A is a plan view of the external coil 11, and FIG. 8B is a side view of the external coil 11 of FIG. (C) has shown the side view which looked at the external coil 11 of (a) from the lower side. FIG. 9 is a diagram showing a part of the manufacturing process of the external coil 11.

外部コイル11は、図示しないプレス機などにより、図9に示すような、銅製などの金属条材13からコイル用金属板11’を打ち抜いて、該コイル用金属板11’を折り曲げ加工することで、図8に示すように筒状に形成されている(図2−1も参照)。つまり、外部コイル11の円周部11a(図8)の径方向と板厚方向が平行になっている。外部コイル11の板厚tや板幅Wや断面積は、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、外部コイル11からの発熱量をある程度に抑制して、しかも外部コイル11の表面から放熱できるように設定されている。   The external coil 11 is formed by punching a coil metal plate 11 ′ from a metal strip 13 made of copper or the like and bending the coil metal plate 11 ′ with a press machine or the like (not shown). As shown in FIG. 8, it is formed in a cylindrical shape (see also FIG. 2-1). That is, the radial direction and the plate thickness direction of the circumferential portion 11a (FIG. 8) of the external coil 11 are parallel to each other. The plate thickness t, plate width W, and cross-sectional area of the external coil 11 achieve a predetermined performance of the coil and suppress the amount of heat generated from the external coil 11 to some extent even when a predetermined large current (for example, DC 150A) is passed. And it is set so that heat can be radiated from the surface of the external coil 11.

外部コイル11の両端部には、電力を入出力するための入出力脚部11e、11fが形成されている。外部コイル11の円周部11aには、基板3に対する取り付けを補強するための補強脚部11gが複数形成されている。各脚部11e〜11gは、外部コイル11の下面から下方へ一旦延びた後、外側方へ延びるように、L字形に形成されている。   Input / output legs 11 e and 11 f for inputting and outputting electric power are formed at both ends of the external coil 11. A plurality of reinforcing legs 11 g for reinforcing attachment to the substrate 3 are formed on the circumferential portion 11 a of the external coil 11. Each leg part 11e-11g is formed in the L-shape so that it may extend once from the lower surface of the external coil 11, and may extend outside.

図3−1(a)に示すように、外部コイル11の脚部11e〜11gを基板3の表面層L1のパッド8e〜8g上にそれぞれ配置して、脚部11e〜11gとパッド8e〜8gをはんだ付けすることにより、外部コイル11が基板3に表面実装される(図2−2(a)も参照)。コア2aの中央の凸部2mは、基板3の表面側から外部コイル11の円周部11aの内側を通って貫通孔3mに挿入されるため(図2−2(b)も参照)、外部コイル11は、コア2aの凸部2mの周囲に巻回された状態となる。各脚部11e〜11gには、はんだによる接合面積を増やすため、切欠き11k(図8)が形成されている。   As shown in FIG. 3A, the leg portions 11e to 11g of the external coil 11 are respectively disposed on the pads 8e to 8g of the surface layer L1 of the substrate 3, and the leg portions 11e to 11g and the pads 8e to 8g. Is externally mounted on the substrate 3 (see also FIG. 2-2 (a)). Since the central convex portion 2m of the core 2a is inserted into the through hole 3m from the surface side of the substrate 3 through the inside of the circumferential portion 11a of the external coil 11 (see also FIG. 2-2 (b)), the external The coil 11 is wound around the convex portion 2m of the core 2a. Each leg portion 11e to 11g is formed with a notch 11k (FIG. 8) in order to increase the bonding area by solder.

複数の脚部11e〜11fを形成するため、図9に示すように、折り曲げ加工前のコイル用金属板11’は櫛状になっている。そして、その櫛状部分を交差させるようにして、2個1対のコイル用金属板11’が金属条材13の長さ方向の同一領域から打ち抜かれる。これにより、金属条材13の無駄を少なくすることができる。   In order to form the plurality of leg portions 11e to 11f, the coil metal plate 11 'before bending is formed in a comb shape as shown in FIG. Then, two pairs of coil metal plates 11 ′ are punched from the same region in the length direction of the metal strip 13 so that the comb-shaped portions intersect each other. Thereby, the waste of the metal strip 13 can be reduced.

図4〜図7で、基板3の表面層L1側に近い方の内層L2には、図3−1(b)に示すように、コイルパターン4aと放熱パターン5t、5tが形成されている。また、コイルパターン4aには、該パターン4aの一部を幅方向に拡張することにより、拡張領域4t、4tが形成されている。コイルパターン4aと拡張領域4t、4tは、一体になっているが、コイルパターン4aと拡張領域4t、4tに対して、放熱パターン5t、5tはそれぞれ別体になっていて、絶縁されている。 In Figures 4-7, the inner layer L2 that is closer to the surface layer L1 of the substrate 3, as shown in FIG. 3-1 (b), heat radiating coil pattern 4a pattern 5t 5, 5t 6 is formed Yes. The coil pattern 4a has extended regions 4t 1 and 4t 2 formed by extending a part of the pattern 4a in the width direction. Extended coil pattern 4a region 4t 1, 4t 2 is are integrated, the coil pattern 4a and the extended area 4t 1, 4t 2, the heat radiation pattern 5t 5, 5t 6 are each have been separately Insulated.

コイルパターン4aは、基板3の板面方向と平行な帯状に形成されていて、コア2aの凸部2mの周囲に巻回されている。したがって、コイルパターン4aと外部コイル11とは、共通のコア2aに巻回されている。コイルパターン4aの一端にはスルーホール群9aが設けられ、他端にはスルーホール群9bが設けられている。   The coil pattern 4a is formed in a strip shape parallel to the plate surface direction of the substrate 3, and is wound around the convex portion 2m of the core 2a. Therefore, the coil pattern 4a and the external coil 11 are wound around the common core 2a. A through hole group 9a is provided at one end of the coil pattern 4a, and a through hole group 9b is provided at the other end.

コイルパターン4aの拡張領域4tは、放熱ピン7bとこれの周囲のスルーホール8dに接続され、スルーホール8aおよび導電ピン6iと絶縁されている。拡張領域4tは、放熱ピン7dとこれの周囲のスルーホール8dに接続されている。放熱パターン5tは、放熱ピン7aとこれの周囲のスルーホール8dに接続され、スルーホール8bおよび導電ピン6oと絶縁されている。放熱パターン5tは、放熱ピン7cとこれの周囲のスルーホール8dに接続されている。 Extended area 4t 1 coil pattern 4a is connected to the heat dissipation pins 7b and which around the through hole 8d, is insulated from the through hole 8a and the conductive pin 6i. Extension region 4t 2 is connected to the heat dissipation pins 7d therewith around the through hole 8d. Radiating pattern 5t 5 is connected to the heat dissipation pins 7a and which around the through hole 8d, is insulated from the through hole 8b and the conductive pin 6o. Radiating pattern 5t 6 is connected to the heat radiating fin 7c and which the surrounding of the through hole 8d.

図4〜図7で、基板3の裏面層L4側に近い方の内層L3には、図3−1(c)に示すように、コイルパターン4b、矩形パターン4f、および放熱パターン5t、5tが形成されている。また、コイルパターン4bには、該パターン4bの一部を幅方向に拡張することにより、拡張領域4t、4tが形成されている。コイルパターン4bと拡張領域4t、4tは、一体になっている。コイルパターン4bと拡張領域4t、4tに対して、矩形パターン4fと放熱パターン5t、5tはそれぞれ別体になっていて、絶縁されている。 In Figures 4-7, the inner layer L3 closer to the back surface layer L4 of the substrate 3, as shown in FIG. 3-1 (c), the coil pattern 4b, rectangular patterns 4f, and the heat radiation pattern 5t 7, 5t 8 is formed. The coil pattern 4b is formed with expanded regions 4t 3 and 4t 4 by extending a part of the pattern 4b in the width direction. The coil pattern 4b and the extended regions 4t 3 and 4t 4 are integrated. For extended area 4t 3, 4t 4 and the coil pattern 4b, rectangular patterns 4f and the heat dissipation patterns 5t 7, 5t 8 They become separately respectively, are insulated.

コイルパターン4bは、基板3の板面方向と平行な帯状に形成されていて、コア2aの凸部2mの周囲に巻回されている。したがって、コイルパターン4bと外部コイル11とは、共通のコア2aに巻回されている。コイルパターン4bの一端にはスルーホール群9bが設けられ、他端はスルーホール8bおよび導電ピン6oと接続されている。矩形パターン4fには、スルーホール群9aが設けられている。   The coil pattern 4b is formed in a strip shape parallel to the plate surface direction of the substrate 3, and is wound around the convex portion 2m of the core 2a. Therefore, the coil pattern 4b and the external coil 11 are wound around the common core 2a. A through hole group 9b is provided at one end of the coil pattern 4b, and the other end is connected to the through hole 8b and the conductive pin 6o. A through hole group 9a is provided in the rectangular pattern 4f.

コイルパターン4bの拡張領域4tは、放熱ピン7aとこれの周囲のスルーホール8d、並びに導電ピン6oとこれの周囲のスルーホール8bに接続されている。拡張領域4tは、放熱ピン7cとこれの周囲のスルーホール8dに接続されている。放熱パターン5tは、放熱ピン7bとこれの周囲のスルーホール8dに接続され、スルーホール8aおよび導電ピン6iと絶縁されている。放熱パターン5tは、放熱ピン7dとこれの周囲のスルーホール8dに接続されている。 Extended area 4t of the coil pattern 4b 3 is connected to the heat dissipation pins 7a and which around the through hole 8d and the conductive pin 6o therewith around the through-hole 8b,. Extension area 4t 4 is connected to the heat radiating fin 7c and which the surrounding of the through hole 8d. Radiating pattern 5t 7 is connected to the heat dissipation pins 7b and which around the through hole 8d, is insulated from the through hole 8a and the conductive pin 6i. Radiating pattern 5t 8 is connected to the heat dissipation pins 7d therewith around the through hole 8d.

コイルパターン4a、4bの幅や厚みや断面積は、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、4bでの発熱量をある程度に抑制して、しかもコイルパターン4a、4bの表面から放熱できるように設定されている。   The width, thickness, and cross-sectional area of the coil patterns 4a and 4b suppress the amount of heat generated in the coil patterns 4a and 4b to some extent even when a predetermined large current (for example, DC150A) is passed while achieving the predetermined performance of the coil. And it is set so that heat can be radiated from the surfaces of the coil patterns 4a and 4b.

図3−2に示すように、基板3の裏面層L4には、2つの矩形パターン4g、4hが形成されている。矩形パターン4g、4hは、別体になっていて、絶縁されている。また、矩形パターン4g、4hは、導電ピン6i、6oとこれらの周囲のスルーホール8a、8bおよび表面電極8i、8o、ならびに放熱ピン7a〜7dとこれらの周囲のスルーホール8dおよびランド8cと絶縁されている。一方の矩形パターン4gには、スルーホール群9aが設けられ、他方の矩形パターン4hには、スルーホール群9bが設けられている。   As shown in FIG. 3B, two rectangular patterns 4g and 4h are formed on the back surface layer L4 of the substrate 3. The rectangular patterns 4g and 4h are separated and insulated. The rectangular patterns 4g and 4h are electrically insulated from the conductive pins 6i and 6o and their surrounding through holes 8a and 8b and the surface electrodes 8i and 8o, and the radiating pins 7a to 7d and their surrounding through holes 8d and lands 8c. Has been. One rectangular pattern 4g is provided with a through hole group 9a, and the other rectangular pattern 4h is provided with a through hole group 9b.

スルーホール群9a、9bは、スルーホール8a、8b、8dより小径で、図7に示すように、基板3を貫通する複数のスルーホールが、所定の間隔で集まって構成されている。このスルーホール群9a、9bを構成する小径の各スルーホールの表面には、銅めっきが施され、該スルーホールの内側は、銅などで埋められている。スルーホール群9aは、貫通している異なる層L1〜L4のパターン4d、4a、4f、4g同士を電気的に接続する。スルーホール群9bも、貫通している異なる層L1〜L4のパターン4e、4a、4b、4h同士を電気的に接続する。   The through-hole groups 9a and 9b are smaller in diameter than the through-holes 8a, 8b, and 8d, and as shown in FIG. 7, a plurality of through-holes that penetrate the substrate 3 are gathered at a predetermined interval. Copper plating is applied to the surface of each small-diameter through-hole constituting the through-hole groups 9a and 9b, and the inside of the through-hole is filled with copper or the like. The through-hole group 9a electrically connects the patterns 4d, 4a, 4f, and 4g of the different layers L1 to L4 that penetrate therethrough. The through-hole group 9b also electrically connects the patterns 4e, 4a, 4b, and 4h of the different layers L1 to L4 that penetrate therethrough.

スルーホール8bと導電ピン6oは、貫通している異なる層L1、L3、L4の表面電極8oとコイルパターン4bとを電気的に接続する。スルーホール8aと導電ピン6iは、貫通している異なる層L1、L4の表面電極8i同士を電気的に接続する。   The through hole 8b and the conductive pin 6o electrically connect the surface electrode 8o of the different layers L1, L3, and L4 penetrating with the coil pattern 4b. The through hole 8a and the conductive pin 6i electrically connect the surface electrodes 8i of the different layers L1 and L4 that pass therethrough.

上記により、表面層L1にある表面電極8iと外部コイル11の入出力脚部11fとは、配線パターン4cとパッド8fとはんだにより電気的に接続されている。また、表面層L1にある外部コイル11の入出力脚部11eと、内層L2にあるコイルパターン4aの一端とは、はんだと中継パターン4dとスルーホール群9aにより電気的に接続されている。また、コイルパターン4aの他端と、内層L3にあるコイルパターン4bの一端とは、スルーホール群9bにより電気的に接続されている。さらに、コイルパターン4bの他端と、表面層L1にある表面電極8oとは、スルーホール8bと導電ピン6oにより電気的に接続されている。   As described above, the surface electrode 8i on the surface layer L1 and the input / output leg 11f of the external coil 11 are electrically connected to the wiring pattern 4c, the pad 8f, and the solder. The input / output leg 11e of the external coil 11 on the surface layer L1 and one end of the coil pattern 4a on the inner layer L2 are electrically connected by solder, the relay pattern 4d, and the through hole group 9a. The other end of the coil pattern 4a and one end of the coil pattern 4b in the inner layer L3 are electrically connected by a through hole group 9b. Furthermore, the other end of the coil pattern 4b and the surface electrode 8o in the surface layer L1 are electrically connected by a through hole 8b and a conductive pin 6o.

つまり、基板3に一体化されたコイルは、表面層L1で、起点である表面電極8iから配線パターン4cとパッド8fを経由して、外部コイル11によりコア2aの凸部2mの周囲に1回目が巻かれた後、パッド8eと中継パターン4dとスルーホール群9aを経由して、内層L2に接続される。次に、コイルは、内層L2で、コイルパターン4aにより凸部2mの周囲に2回目が巻かれた後、スルーホール群9bを経由して、内層L3に接続される。そして、コイルは、内層L3で、コイルパターン4bにより凸部2mの周囲に3回目が巻かれた後、スルーホール8bおよび導電ピン6oを経由して、終点である表面層L1の表面電極8oに接続される。   In other words, the coil integrated with the substrate 3 is the surface layer L1, and the first time around the convex portion 2m of the core 2a by the external coil 11 via the wiring pattern 4c and the pad 8f from the starting surface electrode 8i. After being wound, it is connected to the inner layer L2 via the pad 8e, the relay pattern 4d, and the through hole group 9a. Next, the coil is connected to the inner layer L3 via the through-hole group 9b after the coil layer 4 is wound a second time around the convex portion 2m by the coil pattern 4a. The coil is the inner layer L3, and the coil pattern 4b is wound around the convex portion 2m for the third time, and then passes through the through hole 8b and the conductive pin 6o to the surface electrode 8o of the surface layer L1 that is the end point. Connected.

このように、表面電極8i、配線パターン4c、パッド8f、外部コイル11、パッド8e、中継パターン4d、スルーホール群9a、コイルパターン4a、スルーホール群9b、コイルパターン4b、導電ピン6o付きスルーホール8b、および表面電極8oの順で直列に接続された、一連のコイルの電流経路が形成されている。また、配線パターン4c、パッド8f、8e、中継パターン4d、スルーホール群9a、9b、およびスルーホール8bは、基板3の板面においてそれぞれ重ならないように配置されている。また、外部コイル11は、基板3の板面において表面電極8oと導電ピン6oとスルーホール8bとに重ならないように、表面実装されている。   Thus, surface electrode 8i, wiring pattern 4c, pad 8f, external coil 11, pad 8e, relay pattern 4d, through hole group 9a, coil pattern 4a, through hole group 9b, coil pattern 4b, and through hole with conductive pin 6o. A series of coil current paths connected in series in the order of 8b and the surface electrode 8o are formed. In addition, the wiring pattern 4c, the pads 8f and 8e, the relay pattern 4d, the through hole groups 9a and 9b, and the through hole 8b are arranged so as not to overlap each other on the plate surface of the substrate 3. The external coil 11 is surface-mounted so as not to overlap the surface electrode 8o, the conductive pin 6o, and the through hole 8b on the plate surface of the substrate 3.

配線パターン4cとパッド8fとはんだは、本発明の「第1接続手段」の一例である。パッド8eと中継パターン4dとはんだとスルーホール群9aは、本発明の「第2接続手段」の一例である。導電ピン6oとスルーホール8bは、本発明の「第3接続手段」の一例である。スルーホール群9bは、本発明の「第4接続手段」の一例である。   The wiring pattern 4c, the pad 8f, and the solder are examples of the “first connecting means” in the present invention. The pad 8e, the relay pattern 4d, the solder, and the through hole group 9a are an example of the “second connecting means” in the present invention. The conductive pin 6o and the through hole 8b are an example of the “third connection means” in the present invention. The through-hole group 9b is an example of the “fourth connection means” in the present invention.

放熱ピン7b、7dとこれらの周囲のスルーホール8dとランド8cは、内層L2のコイルパターン4aの拡張領域4t、4tと、表面層L1および内層L3の放熱パターン5t、5t、5t、5tと、裏面層L4とを熱的に接続する。放熱ピン7a、7cとこれらの周囲のスルーホール8dとランド8cは、内層L3のコイルパターン4bの拡張領域4t、4tと、表面層L1および内層L2の放熱パターン5t、5t、5t、5tと、裏面層L4とを熱的に接続する。導電ピン6iとこの周囲のスルーホール8aと表面電極8iは、表面層L1の配線パターン4cと裏面層L4とを熱的に接続する。 Cooling fins 7b, 7d and the through-hole 8d and the land 8c of the surrounding, and the extended area 4t 1, 4t 2 coil patterns 4a of the inner layer L2, the heat radiation pattern 5t 4 of the surface layer L1 and the inner layer L3, 5t 3, 5t 7 , 5t 8 and the back surface layer L4 are thermally connected. Radiation fins 7a, 7c and a through hole 8d and the land 8c of the surrounding, and the extended area 4t 3, 4t 4 of the coil pattern 4b of the inner layer L3, the heat radiation pattern 5t 1 of the surface layer L1 and the inner layer L2, 5t 2, 5t 5 , 5t 6 and the back surface layer L4 are thermally connected. The conductive pin 6i, the surrounding through hole 8a, and the surface electrode 8i thermally connect the wiring pattern 4c of the surface layer L1 and the back surface layer L4.

このため、前述した電流経路でコイルに大電流が流れたときに、表面層L1にある配線パターン4cなどからの発熱が、表面層L1の周囲に放熱されるとともに、表面電極8i、スルーホール8a、および導電ピン6iを伝って、裏面層L4側にある絶縁シート12を介してヒートシンク10で放熱される。また、外部コイル11からの発熱が、外部コイル11自身の表面から放熱される。   For this reason, when a large current flows through the coil through the above-described current path, heat from the wiring pattern 4c and the like in the surface layer L1 is dissipated around the surface layer L1, and the surface electrode 8i and the through hole 8a. , And through the conductive pin 6i, the heat sink 10 dissipates heat through the insulating sheet 12 on the back layer L4 side. Further, the heat generated from the external coil 11 is radiated from the surface of the external coil 11 itself.

内層L2、L3にあるコイルパターン4a、4bからの発熱は、放熱ピン7a〜7d、スルーホール8d、ランド8c、スルーホール群9a、9b、および矩形パターン4e、4g、4hを伝って、表面層L1と裏面層L4へ導かれる。そして、該熱は、表面層L1にある放熱パターン5t〜5tの表面から放熱されるとともに、裏面層L4側にある絶縁シート12を介してヒートシンク10で放熱される。スルーホール群9a、9bは、サーマルビアとしても機能する。 Heat generated from the coil patterns 4a and 4b in the inner layers L2 and L3 is transmitted through the heat radiation pins 7a to 7d, the through holes 8d, the lands 8c, the through hole groups 9a and 9b, and the rectangular patterns 4e, 4g, and 4h, and the surface layer. Guided to L1 and back layer L4. The heat is radiated from the surfaces of the heat radiation patterns 5t 1 to 5t 4 in the surface layer L1, and is radiated by the heat sink 10 via the insulating sheet 12 on the back layer L4 side. The through hole groups 9a and 9b also function as thermal vias.

なお、内層L2、L3のコイルパターン4a、4bに対応させて、裏面層L4に放熱パターンを形成し、該コイルパターン4a、4bと放熱パターンとを放熱ピン7a〜7dとスルーホール8dとランド8cにより熱的に接続してもよい。これにより、コイルパターン4a、4bからの発熱を、放熱ピン7a〜7dなどを介して裏面層L4の放熱パターンに広く拡散させて、該放熱パターンの表面から絶縁シート12を介してヒートシンク10へ効率良く伝えて、一層放熱させることができる。   A heat radiation pattern is formed on the back surface layer L4 so as to correspond to the coil patterns 4a and 4b of the inner layers L2 and L3. The coil patterns 4a and 4b and the heat radiation pattern are connected to the heat radiation pins 7a to 7d, the through holes 8d, and the lands 8c. May be thermally connected. Thereby, the heat generated from the coil patterns 4a and 4b is diffused widely to the heat radiation pattern of the back surface layer L4 via the heat radiation pins 7a to 7d, and the efficiency is transferred from the surface of the heat radiation pattern to the heat sink 10 via the insulating sheet 12. It can be communicated well to further dissipate heat.

上記実施形態によると、基板3に形成されたコイルパターン4a、4bと、基板3上に表面実装された外部コイル11とから、磁気デバイス1および基板3の一連のコイルが構成されている。このため、基板3の限られた領域(コア2aの凸部2mの周囲)で、コイルパターン4a、4bの幅を太くするなどの理由で、巻き数を多く確保することが難しくても、外部コイル11をコイルパターン4a、4bと接続することで、コイルの巻き数を容易に増やすことができる。また、基板3に外部コイル11を、表面実装により容易に取り付けることができる。よって、コイルの巻き数を増やしても、基板3を容易に製造することが可能となる。   According to the above embodiment, a series of coils of the magnetic device 1 and the substrate 3 are constituted by the coil patterns 4 a and 4 b formed on the substrate 3 and the external coil 11 surface-mounted on the substrate 3. For this reason, even if it is difficult to secure a large number of turns for reasons such as increasing the width of the coil patterns 4a and 4b in a limited area of the substrate 3 (around the convex portion 2m of the core 2a), the external By connecting the coil 11 to the coil patterns 4a and 4b, the number of turns of the coil can be easily increased. Further, the external coil 11 can be easily attached to the substrate 3 by surface mounting. Therefore, the substrate 3 can be easily manufactured even if the number of turns of the coil is increased.

また、基板3に外部コイル11を表面実装しているので、基板3の表面層L1では、導体の厚みを厚くしなくても、外部コイル11の断面積を大きくすることにより、大電流を正常に流すことができる。また、表面層L1の導体の厚みを薄くすることで、スイッチング電源装置100の他の電子部品や電気回路を高密度で実装することができる。よって、表面層L1の各部で導体の厚みを同一にして、表面層L1の製造工程を少なくし、基板3の製造を容易にすることができる。   In addition, since the external coil 11 is surface-mounted on the substrate 3, the surface layer L1 of the substrate 3 can normalize a large current by increasing the cross-sectional area of the external coil 11 without increasing the thickness of the conductor. Can be shed. Further, by reducing the thickness of the conductor of the surface layer L1, other electronic components and electric circuits of the switching power supply device 100 can be mounted with high density. Therefore, the thickness of the conductor is the same in each part of the surface layer L1, the number of manufacturing steps of the surface layer L1 can be reduced, and the manufacture of the substrate 3 can be facilitated.

また、コイルに大電流が流れたときに、外部コイル11からの発熱を周囲に放熱させることができる。また、コイルパターン4a、4bからの発熱を放熱ピン7a〜7dなどにより表面層L1や裏面層L4に伝えて、周囲に放熱させることができる。よって、磁気デバイス1および基板3のコイルからの発熱による基板3の温度上昇を抑制することが可能となる。   Further, when a large current flows through the coil, the heat generated from the external coil 11 can be dissipated to the surroundings. Further, the heat generated from the coil patterns 4a and 4b can be transmitted to the front surface layer L1 and the back surface layer L4 by the heat radiating pins 7a to 7d and can be radiated to the surroundings. Therefore, it is possible to suppress an increase in temperature of the substrate 3 due to heat generated from the coils of the magnetic device 1 and the substrate 3.

また、上記実施形態では、基板3の内層L2、L3の導体の厚みを厚くして、該内層L2、L3にコイルパターン4a、4bを形成している。このため、コイルパターン4a、4bの厚みを厚くし、断面積をある程度の大きさに確保して、大電流を正常に流すことができる。   Moreover, in the said embodiment, the thickness of the conductor of the inner layers L2 and L3 of the board | substrate 3 is thickened, and coil pattern 4a, 4b is formed in this inner layer L2, L3. For this reason, it is possible to increase the thickness of the coil patterns 4a and 4b, ensure a cross-sectional area to some extent, and allow a large current to flow normally.

また、上記実施形態では、基板3において、表面電極8i、配線パターン4c、パッド8f、外部コイル11、パッド8e、中継パターン4d、スルーホール群9a、コイルパターン4a、スルーホール群9b、コイルパターン4b、導電ピン6o付きスルーホール8o、および表面電極8oを、この順で直列に接続している。また、パターン4c、4d、パッド8f、8e、スルーホール群9a、9b、およびスルーホール8bは、基板3の板面においてそれぞれ重ならないように配置されている。また、外部コイル11は、基板3の板面において表面電極8o、導電ピン6o、スルーホール8b、およびスルーホール群9bと重ならないように、表面実装されている。このため、一連のコイルの電流経路が確実に形成され、大電流を一方の表面電極8iから、外部コイル11とコイパターン4a、4bを通して他方の表面電極8oへ正常に流すことができる。   Moreover, in the said embodiment, in the board | substrate 3, the surface electrode 8i, the wiring pattern 4c, the pad 8f, the external coil 11, the pad 8e, the relay pattern 4d, the through hole group 9a, the coil pattern 4a, the through hole group 9b, and the coil pattern 4b The through hole 8o with the conductive pin 6o and the surface electrode 8o are connected in series in this order. The patterns 4c and 4d, the pads 8f and 8e, the through-hole groups 9a and 9b, and the through-hole 8b are arranged so as not to overlap each other on the plate surface of the substrate 3. The external coil 11 is surface-mounted so as not to overlap the surface electrode 8o, the conductive pin 6o, the through hole 8b, and the through hole group 9b on the plate surface of the substrate 3. For this reason, a series of coil current paths are reliably formed, and a large current can be normally passed from the one surface electrode 8i to the other surface electrode 8o through the external coil 11 and the carp patterns 4a and 4b.

また、上記実施形態では、異なる層L1〜L3にある外部コイル11とコイルパターン4a、4bと表面電極8oとを、基板3を貫通するスルーホール群9a、9bや導電ピン6o付きスルーホール8oにより接続しているので、電気的接続の信頼性を高めることができる。また、これら基板3を貫通する接続手段の方が、基板3を貫通しない接続手段より、基板3に設け易いので、基板3の製造をより容易にすることができる。   In the above embodiment, the external coil 11 and the coil patterns 4a and 4b and the surface electrode 8o in the different layers L1 to L3 are connected to each other by the through-hole groups 9a and 9b penetrating the substrate 3 and the through-holes 8o with the conductive pins 6o. Since it is connected, the reliability of electrical connection can be improved. Further, since the connection means that penetrates the substrate 3 is easier to be provided on the substrate 3 than the connection means that does not penetrate the substrate 3, the production of the substrate 3 can be made easier.

また、たとえば図11に示すように、金属条材19の板面方向と円周部18aの径方向が平行になるように、金属条材19から環状の外部コイル18を形成する場合、金属条材19の長さ方向の同一領域から複数の外部コイル18を打ち抜くのは難しい。また、図11のように打ち抜いた場合、金属条材19の無駄が多くなる。   Further, for example, as shown in FIG. 11, when the annular external coil 18 is formed from the metal strip 19 so that the plate surface direction of the metal strip 19 and the radial direction of the circumferential portion 18a are parallel to each other, It is difficult to punch a plurality of external coils 18 from the same region in the length direction of the material 19. Further, when punched as shown in FIG. 11, the waste of the metal strip 19 increases.

然るに、上記実施形態では、コイル用金属板11’を折り曲げて、外部コイル11を筒状に形成している。このため、金属条材13の長さ方向の同一領域から複数のコイル用金属板11’を打ち抜いて、各コイル用金属板11’を折り曲げ加工することで、外部コイル11を複数形成することができる。よって、金属条材13の無駄を少なくして、外部コイル11を効率良く製造することが可能となる。   However, in the above embodiment, the coil metal plate 11 'is bent to form the external coil 11 in a cylindrical shape. For this reason, it is possible to form a plurality of external coils 11 by punching a plurality of coil metal plates 11 ′ from the same region in the length direction of the metal strip 13 and bending each coil metal plate 11 ′. it can. Therefore, waste of the metal strip 13 can be reduced and the external coil 11 can be efficiently manufactured.

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の表面層L1に1巻きの外部コイル11を表面実装し、内層L2、L3に1巻きのコイルパターン4a、4bをそれぞれ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。外部コイルやコイルパターンの巻き数は、1巻きでも2巻き以上でもよい。また、外部コイルと各層のコイルパターンとで、巻き数を異ならせてもよい。また、コイルパターンは、基板の少なくとも1層に形成すればよい。   In the present invention, various embodiments other than those described above can be adopted. For example, in the above embodiment, an example in which one turn of the external coil 11 is surface-mounted on the surface layer L1 of the substrate 3 and one turn of the coil patterns 4a and 4b is formed on the inner layers L2 and L3, respectively. The invention is not limited to this. The number of turns of the external coil or coil pattern may be one or two or more. Further, the number of turns may be different between the external coil and the coil pattern of each layer. The coil pattern may be formed on at least one layer of the substrate.

また、基板の裏面層にも、外部コイルを表面実装したり、コイルパターンを形成したりしてもよい。さらに、基板の表面層または裏面層に、外部コイルとコイルパターンを両方とも設けてもよい。この場合、たとえば、表面層または裏面層の導体の厚みを薄くして、厚みの薄いコイルパターンを形成するとともに、所定の断面積を有する外部コイルをコイルパターンと並列に接続されるように、表面実装するとよい。これにより、基板の製造を容易にしつつ、外部コイルとコイルパターンに所定の大電流を正常に流すことができる。また、他の電子部品や電気回路を導体の厚みが薄い表面層または裏面層に、高い密度で実装することができる。   In addition, an external coil may be surface-mounted on the back layer of the substrate, or a coil pattern may be formed. Furthermore, you may provide both an external coil and a coil pattern in the surface layer or back surface layer of a board | substrate. In this case, for example, the thickness of the conductor on the front surface layer or the back surface layer is reduced to form a thin coil pattern, and an external coil having a predetermined cross-sectional area is connected in parallel to the coil pattern. It is good to implement. Thereby, a predetermined large current can be normally passed through the external coil and the coil pattern while facilitating the manufacture of the substrate. Also, other electronic components and electric circuits can be mounted at a high density on the surface layer or the back surface layer where the conductor is thin.

また、以上の実施形態では、基板3の表面層L1にある一方の表面電極8iをコイルの電流経路の起点とし、他方の表面電極8oをコイルの電流経路の終点とした例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。表面層L1と裏面層L4にある表面電極8iのうち、いずれか1つをコイルの電流経路の起点または終点とし、また表面層L1と裏面層L4にある表面電極8oのうち、いずれか1つをコイルの電流経路の終点または起点とすればよい。   In the above embodiment, an example has been shown in which one surface electrode 8i on the surface layer L1 of the substrate 3 is the starting point of the coil current path, and the other surface electrode 8o is the end point of the coil current path. The present invention is not limited to this. Any one of the surface electrodes 8i in the surface layer L1 and the back surface layer L4 is used as a starting point or an end point of the current path of the coil, and any one of the surface electrodes 8o in the surface layer L1 and the back surface layer L4. May be the end point or starting point of the current path of the coil.

また、表面電極8iと導電ピン6iと配線パターン4cを省略し、表面層L1にあるパッド8fを入力用の表面電極としてもよい。この場合、パッド(表面電極)8fから図1のダイオードD1、D2に繋がるように、適宜配線を設ければよい。また、中継パターン4dを省略し、外部コイル11とコイルパターン4aを接続するスルーホール群をパッド8eに設けてもよい。   Alternatively, the surface electrode 8i, the conductive pin 6i, and the wiring pattern 4c may be omitted, and the pad 8f on the surface layer L1 may be used as an input surface electrode. In this case, wiring may be provided as appropriate so as to be connected from the pad (surface electrode) 8f to the diodes D1 and D2 in FIG. Further, the relay pattern 4d may be omitted, and a through hole group for connecting the external coil 11 and the coil pattern 4a may be provided in the pad 8e.

また、以上の実施形態では、スルーホール群9a、9bにより異なる層L1〜L3にあるパターン4d〜4f、4a、4b同士を電気的に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、単一のスルーホールやピンや端子などの他の接続手段により、異なる層のパターン同士を接続してもよい。   Moreover, although the example which electrically connected the patterns 4d-4f, 4a, and 4b in different layers L1-L3 by the through-hole groups 9a and 9b was shown in the above embodiment, this invention is limited only to this. Not what you want. In addition to this, patterns of different layers may be connected to each other by other connecting means such as a single through hole, a pin, or a terminal.

また、以上の実施形態では、内層L3のコイルパターン4bと表面層L1の表面電極8oとを、スルーホール8bと導電ピン6oにより電気的に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、導電ピンを省略して、単一または複数のスルーホールにより、内層のコイルパターンと出力用の表面電極とを電気的に接続してもよい。   In the above embodiment, the coil pattern 4b of the inner layer L3 and the surface electrode 8o of the surface layer L1 are electrically connected by the through hole 8b and the conductive pin 6o. However, the present invention is not limited thereto. It is not limited. In addition to this, for example, the conductive pin may be omitted, and the coil pattern of the inner layer and the output surface electrode may be electrically connected by a single or a plurality of through holes.

また、以上の実施形態では、図8に示したように、上面が平坦な外部コイル11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い。これ以外に、たとえば、図10に示すように、円周上に凹凸が設けられた外部コイル14を用いてもよい。これにより、外部コイル14の表面積が広くなるので、外部コイル14からの発熱をより放熱させ易くすることができる。また、他の例として、外部コイルの下面(基板側の面)に凹凸を設けたり、外部コイルの下面と上面(基板と反対側の面)の両方に凹凸を設けたりしてもよい。さらに、外部コイルの電流経路から外れるように、外部コイルの円周面に凹凸を設けてもよい。   Moreover, in the above embodiment, as shown in FIG. 8, the example which used the external coil 11 with a flat upper surface was shown, However, This invention is not limited only to this. In addition to this, for example, as shown in FIG. 10, an external coil 14 having irregularities on the circumference may be used. Thereby, since the surface area of the external coil 14 becomes large, the heat generated from the external coil 14 can be more easily radiated. As another example, unevenness may be provided on the lower surface (surface on the substrate side) of the external coil, or unevenness may be provided on both the lower surface and the upper surface (surface opposite to the substrate) of the external coil. Furthermore, unevenness may be provided on the circumferential surface of the external coil so as to deviate from the current path of the external coil.

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と、スイッチング電源装置100の各部が実装される基板3に本発明を適用した例を挙げた。然るに、たとえば、トランス53(図1)として使用される磁気デバイスや、スイッチング電源装置100の一部が実装される基板に対しても、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や、該磁気デバイス用の基板にも本発明を適用することは可能である。   Furthermore, in the above embodiment, the present invention is applied to the magnetic device 1 used as the choke coil L of the smoothing circuit 55 in the vehicle switching power supply device 100 and the substrate 3 on which each part of the switching power supply device 100 is mounted. An example was given. However, the present invention can be applied to, for example, a magnetic device used as the transformer 53 (FIG. 1) or a substrate on which a part of the switching power supply device 100 is mounted. Further, the present invention can also be applied to a magnetic device used in a switching power supply device for electronic equipment other than a vehicle, and a substrate for the magnetic device.

1 磁気デバイス
2a 上コア
2b 下コア
3 コイル一体型プリント基板
4a、4b コイルパターン
4c 配線パターン
4d 中継パターン
6o 導電ピン
8b スルーホール
8e、8f パッド
8i、8o 表面電極
9a、9b スルーホール群
11、14 外部コイル
L1 表面層
L2、L3 内層
L4 裏面層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnetic device 2a Upper core 2b Lower core 3 Coil integrated printed board 4a, 4b Coil pattern 4c Wiring pattern 4d Relay pattern 6o Conductive pin 8b Through hole 8e, 8f Pad 8i, 8o Surface electrode 9a, 9b Through hole group 11, 14 External coil L1 Surface layer L2, L3 Inner layer L4 Back layer

Claims (8)

1層以上にコイルパターンが印刷により形成されたコイル一体型プリント基板において、
当該コイル一体型プリント基板上に表面実装された外部コイルを備え、
前記コイルパターンと前記外部コイルは、当該コイル一体型プリント基板を貫通する共通のコアに巻回され、
前記コイルパターンの一端と前記外部コイルの一端とは、電気的に接続されている、ことを特徴とするコイル一体型プリント基板。
In a coil-integrated printed board in which a coil pattern is formed by printing on one or more layers,
An external coil surface-mounted on the coil-integrated printed circuit board;
The coil pattern and the external coil are wound around a common core that penetrates the coil-integrated printed board.
One end of the said coil pattern and one end of the said external coil are electrically connected, The coil integrated type printed circuit board characterized by the above-mentioned.
請求項1に記載のコイル一体型プリント基板において、
電力を入出力するための一対の表面電極を、さらに備え、
前記一対の表面電極のうち、一方の表面電極を前記外部コイルの他端と電気的に接続し、他方の表面電極を前記コイルパターンの他端と電気的に接続した、ことを特徴とするコイル一体型プリント基板。
In the coil integrated type printed circuit board according to claim 1,
A pair of surface electrodes for inputting and outputting power;
One coil of the pair of surface electrodes is electrically connected to the other end of the external coil, and the other surface electrode is electrically connected to the other end of the coil pattern. Integrated printed circuit board.
請求項2に記載のコイル一体型プリント基板において、
前記コイルパターンは、外部に露出しない内層に形成され、
前記外部コイルと前記一対の表面電極は、同一の表面層に設けられ、
前記一方の表面電極と前記外部コイルの他端とを電気的に接続する第1接続手段と、
当該コイル一体型プリント基板を貫通し、前記外部コイルの一端と前記コイルパターンの一端とを電気的に接続する第2接続手段と、
当該コイル一体型プリント基板を貫通し、前記他方の表面電極と前記コイルパターンの他端とを電気的に接続する第3接続手段と、を備え、
前記各接続手段は、当該コイル一体型プリント基板の板面においてそれぞれ重ならないように配置されている、ことを特徴とするコイル一体型プリント基板。
The coil-integrated printed circuit board according to claim 2,
The coil pattern is formed in an inner layer that is not exposed to the outside,
The external coil and the pair of surface electrodes are provided on the same surface layer,
First connection means for electrically connecting the one surface electrode and the other end of the external coil;
A second connecting means penetrating the coil-integrated printed board and electrically connecting one end of the external coil and one end of the coil pattern;
A third connecting means that penetrates through the coil-integrated printed board and electrically connects the other surface electrode and the other end of the coil pattern;
Each of the connection means is arranged so as not to overlap each other on the plate surface of the coil-integrated printed board.
請求項3に記載のコイル一体型プリント基板において、
前記外部コイルは、当該コイル一体型プリント基板の板面において前記他方の表面電極と前記第3接続手段とに重ならないように、表面実装されている、ことを特徴とするコイル一体型プリント基板。
The coil-integrated printed circuit board according to claim 3,
The external coil is surface-mounted so that it does not overlap the other surface electrode and the third connecting means on the plate surface of the coil-integrated printed board.
請求項3または請求項4に記載のコイル一体型プリント基板において、
前記コイルパターンは、複数の層に形成され、
当該コイル一体型プリント基板を貫通し、異なる層にある前記コイルパターン同士を電気的に接続する第4接続手段を、さらに備え、
前記第4接続手段は、当該コイル一体型プリント基板の板面において前記第1接続手段、前記第2接続手段、および前記第3接続手段と重ならないように配置されている、ことを特徴とするコイル一体型プリント基板。
In the coil integrated type printed circuit board according to claim 3 or 4,
The coil pattern is formed in a plurality of layers,
A fourth connecting means that penetrates the coil-integrated printed board and electrically connects the coil patterns in different layers;
The fourth connection means is arranged so as not to overlap the first connection means, the second connection means, and the third connection means on the plate surface of the coil-integrated printed board. Coil-integrated printed circuit board.
請求項1ないし請求項5のいずれかに記載のコイル一体型プリント基板において、
前記外部コイルは、金属板を折り曲げることにより、筒状に形成されている、ことを特徴とするコイル一体型プリント基板。
The coil-integrated printed circuit board according to any one of claims 1 to 5,
The coil according to claim 1, wherein the external coil is formed in a cylindrical shape by bending a metal plate.
請求項1ないし請求項6のいずれかに記載のコイル一体型プリント基板において、
前記外部コイルの円周上に凹凸を設けた、ことを特徴とするコイル一体型プリント基板。
The coil-integrated printed circuit board according to any one of claims 1 to 6,
A coil-integrated printed circuit board, wherein irregularities are provided on the circumference of the external coil.
請求項1ないし請求項7のいずれかに記載のコイル一体型プリント基板と、
磁性体から成り、前記コイル一体型プリント基板を貫通するコアと、を備え、
前記コアの周囲に巻回されるように、前記コイル一体型プリント基板に前記コイルパターンが形成され、かつ前記外部コイルが表面実装されている、ことを特徴とする磁気デバイス。
A coil-integrated printed circuit board according to any one of claims 1 to 7,
A core made of a magnetic material and penetrating the coil-integrated printed board,
The magnetic device, wherein the coil pattern is formed on the coil-integrated printed board and the external coil is surface-mounted so as to be wound around the core.
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