CN105051840A - 线圈一体型印刷基板、磁器件 - Google Patents

线圈一体型印刷基板、磁器件 Download PDF

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Abstract

在线圈一体型印刷基板(3)中，在多个层(L1～L3)中形成由导体构成的线圈图案(4a～4e)，在背侧外表面层(L3)中以与位于表侧外表面层(L1)和内层(L2)的线圈图案(4a～4d)对应的方式设置由导体构成的散热图案(5a7～5a9、5b7～5b9)，各散热图案(5a7～5a9、5b7～5b9)与线圈图案(4e)和其他的散热图案(5a7～5a9、5b7～5b9)分体，通过由导体构成的散热引脚(7a～7f)、焊盘(8c)和通孔(8)分别连接对应的线圈图案(4a～4d)和散热图案(5a7～5a9、5b7～5b9)。

Description

线圈一体型印刷基板、磁器件
技术领域
本发明涉及在多个层中形成线圈图案的线圈一体型印刷基板和具有该线圈一体型印刷基板的扼流圈或变压器等磁器件。
背景技术
例如，存在在开关高电压的直流而转换成交流之后再转换成低电压的直流的直流-直流转换装置(DC-DC转换器)这样的开关电源装置。在该开关电源装置中使用扼流圈或变压器等磁器件。
例如，专利文献1～6中公开了设置有构成线圈的绕组的线圈图案的基板和具有该基板的磁器件。
在专利文献1～5中，由磁性体构成的芯贯通基板。基板由绝缘体构成，且具有多个层。在各层中以卷绕在芯的周围的方式形成线圈图案。不同的层的线圈图案之间利用通孔等连接。线圈图案和通孔由铜等导体构成。
在专利文献6中，基板由一对绝缘层和被该绝缘层夹持的磁性体层构成。在磁性体层上形成有由导体构成的线圈图案。线圈图案在基板的板面方向和厚度方向上卷绕多次。
当电流流过线圈图案时，会从线圈图案发热，基板的温度变高。作为基板的散热对策，在专利文献1中，将线圈图案扩展到基板的各层的大致整个区域。并且，在基板的端部安装散热器。
在专利文献3中，以扩大基板的各层的线圈图案的一部分的宽度的方式设置散热图案部。并且，使下方的基板相比上方的基板突出，在该突出部设置散热图案部，使之与大气直接接触。此外，使设置于各层的散热图案部的面方向位置不同。
在专利文献6中，在线圈图案的内侧设置传热用贯通导体，其贯通磁性体层与下方的绝缘层，在基板的下表面设置与传热用贯通导体连接的散热用导体层。传热用贯通导体和散热用导体层不与线圈图案连接。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-205350号公报
专利文献2：日本特开平7-38262号公报
专利文献3：日本特开平7-86755号公报
专利文献4：日本再表WO2010/026690号公报
专利文献5：日本特开平8-69935号公报
专利文献6：日本特开2008-177516号公报
发明内容
发明要解决的课题
例如，在使用于大电流流过的DC-DC转换器的磁器件用的、将线圈一体化的基板中，大电流流过线圈图案，而线圈图案中的发热量变多。并且，设置有线圈图案的基板的层数越多，线圈图案产生的热量越滞留，基板的温度越易于上升。当基板的温度上升时，有可能产生磁器件的特性的变动或性能的劣化。并且，当在同一基板上安装有其他的IC芯片等电子部件的情况下，有可能造成电子部件的错误动作或损坏。
越是像专利文献1或专利文献3那样将线圈图案在基板的板面方向上扩展，越能够使由线圈图案产生的热量发散，而易于散热。但是，与此相伴，由于基板或磁器件大型化，因此会违背小型化的要求。
本发明的课题在于，提供一种线圈一体型印刷基板和磁器件，能够在不导致大型化的情况下，使来自线圈图案的发热易于散热。
用于解决课题的手段
本发明是一种线圈一体型印刷基板，其在多个层中形成有由导体构成的线圈图案，其特征在于，在至少一方的外表面层中设置线圈图案，并且以与位于其他层的线圈图案对应的方式设置由导体构成的散热图案，位于一方的外表面层的线圈图案与位于该一方的外表面层的散热图案分体，设置有热层间连接单元，热层间连接单元将对应的其他层的线圈图案与一方的外表面层的散热图案连接，且由导体构成。
并且，本发明的磁器件具有上述线圈一体型印刷基板以及由磁性体构成且贯通线圈一体型印刷基板的芯，以卷绕在芯的周围的方式在线圈一体型印刷基板的多个层中形成线圈图案。
根据上述结构，由于由位于线圈一体型印刷基板的其他层的线圈图案产生的热量通过热层间连接单元传递到位于外表面层的散热图案，因此能够使该热量易于散热。并且其结果为，由于允许线圈图案的发热，因此也可以不在线圈一体型印刷基板的板面方向上较大地扩大线圈图案，能够避免线圈一体型印刷基板和磁器件大型化。
并且，在本发明中，也可以是，在上述线圈一体型印刷基板中还具有将位于不同的层的线圈图案彼此连接的、由导体构成的电层间连接单元。
并且，在本发明中，也可以是，在上述线圈一体型印刷基板中具有表侧外表面层、背侧外表面层以及设置在这些各层之间的至少1个内层，在该各层中设置线圈图案，在背侧外表面层中以与其他各层的线圈图案对应的方式设置多个散热图案，散热图案之间分体，且散热图案与背侧外表面层的线圈图案分体。并且，也可以是，作为热层间连接单元设置有：第1热层间连接单元，其将表侧外表面层的线圈图案和与其对应的散热图案连接；以及第2热层间连接单元，其将内层的线圈图案和与其对应的散热图案连接。
并且，在本发明中，也可以是，在上述线圈一体型印刷基板中分别设置多个第1热层间连接单元和第2热层间连接单元，第2热层间连接单元的总容积大于第1热层间连接单元的总容积。
并且，在本发明中，也可以是，在上述线圈一体型印刷基板中第2热层间连接单元的数量多于第1热层间连接单元的数量。
并且，在本发明中，也可以是，在上述线圈一体型印刷基板中，第1热层间连接单元和第2热层间连接单元由柱状体构成，第2热层间连接单元的直径大于第1热层间连接单元的直径。
并且，在本发明中，也可以是，在上述线圈一体型印刷基板中至少具有表侧外表面层和背侧外表面层，在表侧外表面层和背侧外表面层中设置有线圈图案，在背侧外表面层中以与表侧外表面层的线圈图案对应的方式设置有散热图案，散热图案之间分体，并且散热图案与背侧外表面层的线圈图案分体，设置将对应的表侧外表面层的线圈图案和背侧外表面层的散热图案连接的多个热层间连接单元。在该情况下，也可以表侧外表面层的线圈图案和与其对应的背侧外表面层的散热图案的面积总和大于背侧外表面层的线圈图案的面积。
并且，在本发明中，也可以是，在上述线圈一体型印刷基板中至少具有表侧外表面层和背侧外表面层，在表侧外表面层和背侧外表面层中设置有线圈图案，在背侧外表面层中以与表侧外表面层的线圈图案对应的方式设置有由导体构成的第1散热图案，在背侧外表面层中设置有与背侧外表面层的线圈图案连接的由导体构成的第2散热图案，第1散热图案与背侧外表面层的线圈图案和第2散热图案分体，设置将对应的表侧外表面层的线圈图案和第1散热图案连接的多个热层间连接单元。在该情况下，也可以第1散热图案的面积大于第2散热图案的面积。
此外，在本发明中，也可以是，在上述磁器件中在线圈一体型印刷基板的散热图案所处的外表面层侧设置散热器。
发明效果
根据本发明，能够提供一种线圈一体型印刷基板和磁器件，能够在不采用大型化的情况下，使来自线圈图案的发热易于散热。
附图说明
图1是开关电源装置的结构图。
图2是本发明的第1实施方式的磁器件的分解立体图。
图3是图2的线圈一体型印刷基板的各层的俯视图。
图4是图2的磁器件的剖视图。
图5是本发明的第2实施方式的磁器件的线圈一体型印刷基板的各层的俯视图。
图6是图5的磁器件的剖视图。
图7是本发明的第3实施方式的磁器件的线圈一体型印刷基板的各层的俯视图。
图8是图7的磁器件的剖视图。
图9是本发明的第4实施方式的线圈一体型印刷基板的各层的俯视图。
具体实施方式
以下，一边参照附图一边对本发明的实施方式进行说明。在各图中，对同一部分或对应的部分标注同一标号。
图1是开关电源装置100的结构图。开关电源装置100是电动汽车(或者混合动力车)用的DC-DC转换器，在开关高电压的直流而转换成交流之后再转换成低电压的直流。以下详细地说明。
高电压电池50与开关电源装置100的输入端子T1、T2连接。高电压电池50的电压例如为DC220V～DC400V。输入到输入端子T1、T2的高电压电池50的直流电压Vi在被滤波器电路51去除了噪声后，提供给开关电路52。
开关电路52由例如具有FET(FieldEffectTransistor：场效应晶体管)的公知的电路构成。在开关电路52中，根据来自PWM驱动部58的PWM(PulseWidthModulation：脉冲宽度调制)信号使FET接通截止，对直流电压进行开关动作。由此，将直流电压转换成高频的脉冲电压。
该脉冲电压经由变压器53提供给整流电路54。整流电路54通过一对二极管D1、D2对脉冲电压进行整流。将由整流电路54整流后的电压输入到平滑电路55。平滑电路55借助扼流圈L和电容器C的滤波作用使整流电压平滑，并作为低电压的直流电压输出到输出端子T3、T4。通过该直流电压将与输出端子T3、T4连接的低压电池60例如充电至DC12V。将低压电池60的直流电压供应给未图示的各种车载电子产品。
并且，在由输出电压检测电路59检测到平滑电路55的输出电压Vo后，将平滑电路55的输出电压Vo输出到PWM驱动部58。PWM驱动部58根据输出电压Vo来计算PWM信号的占空比，生成与该占空比对应的PWM信号，而输出到开关电路52的FET的栅极。由此，进行用于使输出电压保持恒定的反馈控制。
控制部57控制PWM驱动部58的动作。电源56与滤波器电路51的输出侧连接。电源56降低高电压电池50的电压，且将电源电压(例如DC12V)供应给控制部57。
在上述的开关电源装置100中，作为平滑电路55的扼流圈L使用后述的磁器件1、1’、1”。例如DC150A的大电流流过扼流圈L。在扼流圈L的两端设置有电力输入输出用的端子6i、6o。
接着，一边参照图2～图4，一边说明第1实施方式的磁器件1和该磁器件1所具有的线圈一体型印刷基板3(以下，简称为“基板3”。)的构造。
图2是磁器件1的分解立体图(后述的磁器件1’、1”也相同)。图3是基板3的各层的俯视图。图4是磁器件1的剖视图，其中(a)示出图3的X-X截面，(b)示出图3的Y-Y截面。
如图2和图4所示，芯2a、2b由截面形状为E字形的上芯2a和截面形状为I字形的下芯2b按照2个1对的方式构成。芯2a、2b由铁氧体或者非晶金属等磁性体构成。
上芯2a以向下方突出的方式具有3个凸部2m、2L、2r。如图4所示，相对于中央的凸部2m，左右的凸部2L、2r的突出量较多。
如图4的(a)所示，以使上芯2a的左右的凸部2L、2r的下端与下芯2b的上表面密合的方式组装该芯2a、2b。在该状态下，为了提高直流重叠特性而在上芯2a的凸部2m与下芯2b的上表面之间设置规定大小的间隙。由此，即使大电流流过磁器件1(扼流圈L)，也能够实现规定的电感(后述的磁器件1’、1”也相同)。通过未图示的螺钉或接头等固定构件将芯2a、2b之间固定。
将下芯2b嵌入到设置于散热器10的上侧的凹部10k(图2)。在散热器10的下侧设置有散热片10f。散热器10是金属制，是本发明的“散热器”的一例。
基板3由厚铜箔基板构成，该厚铜箔基板在由绝缘体构成的薄板状的基材的各层中利用厚度较厚的铜箔(导体)形成图案。在本实施方式中，在基板3上未设置其他的电子部件或电路，实际上在将磁器件1使用于图1的开关电源装置100的情况下，在大于基板3的该基板中设置磁器件1和开关电源装置100的其他的电子部件或电路(后述的磁器件1’、1”也相同)。
在基板3的表面(在图2和图4中为上表面)设置有图3的(a)所示的表侧外表面层L1。在基板3的背面(在图2和图4中为下表面)设置有图3的(c)所示的背侧外表面层L3。如图4所示，在两外表面层L1、L3之间设置有图3的(b)所示的内层L2。即，基板3具有2个外表面层L1、L3和1个内层L2这3个层L1、L2、L3。
在基板3中设置有多个贯通孔3m、3L、3r、3a。其中，如图2～图4的(a)所示，在大直径的贯通孔3m、3L、3r中分别***有芯2a的各凸部2m、2L、2r。即，芯2a的凸部2m、2L、2r贯通基板3的各层L1～L3。
如图2和图4的(b)所示，在多个小直径的贯通孔3a中***各螺钉11。使基板3的背面(背侧外表面层L3)与散热器10的上表面(与散热片10f相反的面)对置。并且，使各螺钉11从基板3的表面(表侧外表面层L1)侧贯通各贯通孔3a，并与散热器10的各螺纹孔10a螺合。由此，如图4所示，散热器10以接近状态固定在基板3的背侧外表面层L3侧。
在基板3与散热器10之间夹入具有传热的绝缘片12。由于绝缘片12具有可挠性，因此与基板3和散热器10无间隙地密合。
如图3所示，在基板3中设置有通孔8a、8d、通孔组9a～9d、焊盘8b、8c、端子6i、6o、图案4a～4f、5a1～5a9、5b1～5b9以及引脚7a～7f这样的导体。通孔8a、8d和通孔组9a～9d将位于不同的层L1、L2、L3的图案4a～4f、5a7～5a9、5b7～5b9之间连接。
详细而言，通孔8a贯通基板3，而连接表侧外表面层L1的图案4a、4b与其他的层L2、L3。通孔8d如图4所示贯通基板3，而连接表侧外表面层L1与其他的层L2、L3，并连接表侧外表面层L1的图案4a、4b与背侧外表面层L3的图案5a9、5b9，并连接内层L2的图案4c、4d与背侧外表面层L3的图案5a7、5a8、5b7、5b8。
各通孔组9a、9b、9c、9d构成为直径小于通孔8a、8d，且贯通基板3的多个通孔按照规定的间隔聚集。通孔组9a、9d连接表侧外表面层L1的图案4a、4b与内层L2的图案4c、4d。通孔组9b、9c连接内层L2的图案4c、4d与背侧外表面层L3的图案4e。
在一对大直径的通孔8a中的一方中埋设电力输入用的端子6i，在另一方中埋设有电力输出用的端子6o。端子6i、6o由铜引脚构成。在表侧外表面层L1与背侧外表面层L3的端子6i、6o的周围设置有由铜箔构成的焊盘8b。对端子6i、6o和焊盘8b的表面实施铜电镀。端子6i、6o的下端与绝缘片12接触(省略图示)。
在基板3的各层L1、L2、L3中设置有线圈图案4a～4e和散热图案5a1～5a9、5b1～5b9。各图案4a～4e、5a1～5a9、5b1～5b9由铜箔构成。对表侧外表面层L1的各图案4a、4b、5a1～5a4、5b1～5b4的表面实施绝缘加工。设定线圈图案4a～4e的宽度、厚度和截面积，以便实现线圈的规定的性能，并且即使流过规定的大电流(例如DC150A)，也能够将线圈图案4a～4e中的发热量抑制在某程度，而且从线圈图案4a～4e的表面散热。
如图3的(a)所示，在表侧外表面层L1中，线圈图案4a在凸部2L的周围4个方向上卷绕1次。线圈图案4b在凸部2r的周围4个方向上卷绕1次。
如图3的(b)所示，在内层L2中，线圈图案4c在凸部2L的周围4个方向上卷绕1次。线圈图案4d在凸部2r的周围4个方向上卷绕1次。
如图3的(c)所示，在背侧外表面层L3中，线圈图案4e在凸部2L的周围4个方向上卷绕1次之后，在凸部2m的周围3个方向上卷绕1次，再在凸部2r的周围4个方向上卷绕1次。
通过通孔组9a将线圈图案4a的一端与线圈图案4c的一端连接。通过通孔组9c将线圈图案4c的另一端与线圈图案4e的一端连接。通过通孔组9b将线圈图案4e的另一端与线圈图案4d的一端连接。通过通孔组9d将线圈图案4d的另一端与线圈图案4b的一端连接。
也可以对构成通孔组9a～9d的小直径的各通孔的表面实施铜电镀，用铜等将该通孔的内侧填充。通孔组9a～9d是本发明的“电层间连接单元”的一例。
为了在表侧外表面层L1的通孔组9b、9c的周边和背侧外表面层L3的通孔组9a、9d的周边易于形成各通孔，因此分别设置有小图案4f。将各个通孔组9a～9d与小图案4f连接。小图案4f由铜箔构成。对表侧外表面层L1的小图案4f的表面实施绝缘加工。
线圈图案4a的另一端经由焊盘8b与端子6i连接。线圈图案4b的另一端经由焊盘8b与端子6o连接。
如上所述，基板3的线圈图案4a～4e在表侧外表面层L1中从作为起点的端子6i在凸部2L的周围卷绕了第1次之后，经由通孔组9a与内层L2连接。接着，线圈图案4a～4e在内层L2中，在凸部2L的周围卷绕了第2次之后，经由通孔组9c与背侧外表面层L3连接。
接着，线圈图案4a～4e在背侧外表面层L3中在凸部2L的周围卷绕第3次，并经由凸部2m的周围在凸部2r的周围卷绕了第4次之后，经由通孔组9b与内层L2连接。接着，线圈图案4a～4e在内层L2中在凸部2r的周围卷绕了第5次之后，经由通孔组9d与表侧外表面层L1连接。并且，线圈图案4a～4e在表侧外表面层L1中在凸部2r的周围卷绕了第6次之后，与作为终点的端子6o连接。
流过磁器件1的电流也如上所述，按照端子6i、线圈图案4a、通孔组9a、线圈图案4c、通孔组9c、线圈图案4e、通孔组9b、线圈图案4d、通孔组9d、线圈图案4b、以及端子6o的顺序流过。
散热图案5a1～5a9、5b1～5b9在位于各层L1～L3的线圈图案4a～4e或小图案4f的周边的空闲区域中与该图案4a～4e、4f分体地形成。并且，散热图案5a1～5a9、5b1～5b9之间分体。即，各散热图案5a1～5a9、5b1～5b9与线圈图案4a～4e、小图案4f、以及其他的散热图案5a1～5a9、5b1～5b9分体。
焊盘8b、端子6i、6o、贯通孔3a、以及螺钉11相对于散热图案5a1～5a9、5b1～5b9绝缘。由于将直径比螺钉11的轴部11b大的头部11a配置在基板3的表面侧，因此与内层L2或背侧外表面层L3的贯通孔3a的周围的绝缘区域(不存在导体的区域)R2相比，表侧外表面层L1的贯通孔3a的周围的绝缘区域R1较宽(参照图3)。
将散热引脚7a～7f分别嵌入多个大直径的通孔8d。散热引脚7a～7f由利用铜等导体形成为柱状的金属引脚构成。在表侧外表面层L1与背侧外表面层L3的散热引脚7a～7f的周围设置有由铜箔构成的焊盘8c。对散热引脚7a～7f和焊盘8c的表面实施铜电镀。散热引脚7a～7f的下端与绝缘片12接触(参照图4的(b))。散热引脚7a～7e、它们周围的焊盘8c和通孔8d是本发明的“热层间连接单元”的一例。
如图3的(a)所示，在表侧外表面层L1中，散热引脚7a、其周围的焊盘8c以及通孔8d与线圈图案4a连接。并且，散热引脚7b、其周围的焊盘8c以及通孔8d与线圈图案4b连接。其他的散热引脚7c～7f、它们周围的焊盘8c以及通孔8d相对于散热图案5a1～5a4、5b1～5b4、线圈图案4a、4b以及小图案4f绝缘。并且，线圈图案4a、4b和小图案4f相对于散热图案5a1～5a4、5b1～5b4绝缘。
如图3的(b)所示，在内层L2中，使散热引脚7c、7e、它们周围的通孔8d与线圈图案4c连接。并且，使散热引脚7d、7f和它们周围的通孔8d与线圈图案4d连接。其他的散热引脚7a、7b和它们周围的通孔8d相对于散热图案5a5、5a6、5b5、5b6和线圈图案4c、4d绝缘。并且，线圈图案4c、4d相对于散热图案5a5、5a6、5b5、5b6绝缘。
如图3的(c)所示，在背侧外表面层L3中以与表侧外表面层L1的线圈图案4a对应的方式设置有散热图案5a9，以与线圈图案4b对应的方式设置有散热图案5b9。并且，以与内层L2的线圈图案4c对应的方式设置有散热图案5a7、5a8，以与线圈图案4d对应的方式设置有散热图案5b7、5b8。
并且，在背侧外表面层L3中，散热引脚7c、其周围的焊盘8c以及通孔8d与散热图案5a7连接。散热引脚7e、其周围的焊盘8c以及通孔8d与散热图案5a8连接。散热引脚7a、其周围的焊盘8c以及通孔8d与散热图案5a9连接。
并且，在背侧外表面层L3中，散热引脚7d、其周围的焊盘8c以及通孔8d与散热图案5b7连接。散热引脚7f、其周围的焊盘8c以及通孔8d与散热图案5b8连接。散热引脚7b、其周围的焊盘8c以及通孔8d与散热图案5b9连接。
此外，在背侧外表面层L3中，线圈图案4e和小图案4f相对于散热图案5a7～5a9、5b7～5b9绝缘。并且，线圈图案4e和小图案4f相对于散热引脚7a～7f、焊盘8c以及通孔8d绝缘。
如上所述，通过散热引脚7a、其周围的焊盘8c和通孔8d连接表侧外表面层L1的线圈图案4a与背侧外表面层L3的散热图案5a9。并且，通过散热引脚7b、其周围的焊盘8c和通孔8d连接表侧外表面层L1的线圈图案4b与背侧外表面层L3的散热图案5b9。即，表侧外表面层L1的线圈图案4a、4b分别在1处与对应的背侧外表面层L3的散热图案5a9、5b9连接。散热引脚7a、7b、它们周围的焊盘8c和通孔8d是本发明的“第1热层间连接单元”的一例。
通过散热引脚7c、7e、它们周围的焊盘8c和通孔8d连接内层L2的线圈图案4c与背侧外表面层L3的散热图案5a7、5a8。并且，通过散热引脚7d、7f、它们周围的焊盘8c和通孔8d连接内层L2的线圈图案4d与背侧外表面层L3的散热图案5b7、5b8。即，内层L2的线圈图案4c、4d分别在2处与对应的背侧外表面层L3的散热图案5a7、5a8、5b7、5b8连接。散热引脚7c～7f、它们周围的焊盘8c和通孔8d是本发明的“第2热层间连接单元”的一例。
各散热引脚7a～7f的体积、各焊盘8c的体积以及各通孔8d的体积分别相同。因此，与将表侧外表面层L1的线圈图案4a、4b和背侧外表面层L3的散热图案5a9、5b9连接的多个(2处)第1热层间连接单元的总容积相比，将内层L2的线圈图案4c、4d和背侧外表面层L3的散热图案5a7、5a8、5b7、5b8连接的多个(4处)第2热层间连接单元的总容积较大。前者的第1热层间连接单元是散热引脚7a、7b、它们周围的焊盘8c和通孔8d，后者的第2热层间连接单元是散热引脚7c～7e、它们周围的焊盘8c和通孔8d。
由于大电流流过线圈图案4a～4e，因此线圈图案4a～4e成为发热源，基板3的温度上升。
在表侧外表面层L1中，基板3的热量扩散到散热图案5a1～5a4、5b1～5b4，利用图案4a、4b、4f、5a1～5a4、5b1～5b4等导体的表面进行散热。并且，基板3的热量经过散热引脚7a～7f、通孔8d、8a和通孔组9a～9d等贯通基板3的导体经由绝缘片12利用散热器10散热。通孔组9a～9d作为导热孔发挥功能。
特别是由表侧外表面层L1的线圈图案4a、4b产生的热量经过散热引脚7a、7b等而扩散到背侧外表面层L3的散热图案5a9、5b9，从散热图案案5a9、5b9的表面和散热引脚7a、7b的下表面经由绝缘片12利用散热器10散热。
在内层L2中，基板3的热量扩散到散热图案5a5、5a6、5b5、5b6，经过散热引脚7a～7f、通孔8d、通孔组9a～9d等贯通基板3的导体经由绝缘片12利用散热器10散热。特别是由线圈图案4c、4d产生的热量经过散热引脚7c～7f等扩散到背侧外表面层L3的散热图案5a7、5a8、5b7、5b8，从散热图案5a7、5a8、5b7、5b8的表面和散热引脚7c～7f的下表面经由绝缘片12利用散热器10散热。
在背侧外表面层L3中，基板3的热量扩散到散热图案5a7～5a9、5b7～5b9，从图案4e、4f、5a7～5a9、5b7～5b9等导体的表面经由绝缘片12利用散热器10散热。特别是由线圈图案4e产生的热量从线圈图案4e的表面经由绝缘片12利用散热器10散热。
根据上述第1实施方式，通过散热引脚7a～7f等热层间连接单元将由基板3的表侧外表面层L1和内层L2的线圈图案4a～4d产生的热量传递到背侧外表面层L3的散热图案5a7～5a9、5b7～5b9。并且，该热量从散热图案5a7～5a9、5b7～5b9的表面传递到散热器10，利用散热器10散热。
并且，在表侧外表面层L1中，由线圈图案4a、4b产生的热量也从该图案4a、4b的表面进行散热。在背侧外表面层L3中，由线圈图案4e产生的热量从该图案4e的表面传递到散热器10，利用散热器10散热。
由此，能够使来自线圈图案4a～4e的发热易于散热到外部。并且其结果为，由于允许线圈图案4a～4e的发热，因此也可以不在基板3的板面方向上较大地扩大线圈图案4a～4e，能够避免基板3和磁器件1大型化的情况。
并且，利用通孔组9a～9d将不同的层L1～L3的线圈图案4a～4e之间连接，利用散热引脚7a～7f等连接线圈图案4a～4d和散热图案5a7～5a9、5b7～5b9。并且，使线圈图案4e与散热图案5a7～5a9、5b7～5b9绝缘。因此，能够可靠地划分线圈图案4a～4e的通电路径和散热路径。
并且，能够利用散热引脚7a～7f和背侧外表面层L3的散热图案5a7～5a9、5b7～5b9等不同的散热路径将由位于基板3的表侧外表面层L1和内层L2的各线圈图案4a～4d产生的热量传递到散热器10，而高效地散热。
此外，与将表侧外表面层L1的线圈图案4a、4b与背侧外表面层L3的散热图案5a9、5b9连接的第1热层间连接单元的数量相比，将内层L2的线圈图案4c、4d与背侧外表面层L3的散热图案5a7、5a8、5b7、5b8连接的第2热层间连接单元的数量较多。由此，与从表侧外表面层L1的线圈图案4a、4b到背侧外表面层L3的散热图案5a9、5b9的传热容积相比，从内层L2的线圈图案4c、4d到背侧外表面层L3的散热图案5a7、5a8、5b7、5b8的传热容积较大。因此，能够使不与大气接触的内层L2的线圈图案4c、4d所产生的热量与由表侧外表面层L1的线圈图案4a、4b产生的热量相比易于传递到背侧外表面层L3。并且，能够将该内层L2的发热从背侧外表面层L3经由散热器10散热到外部，而使热量难以集聚于基板3。
接着，一边参照图5和图6一边说明第2实施方式的磁器件1’和该磁器件1’所具有的线圈一体型印刷基板3’(以下，简称为“基板3’”。)的构造。
图5是基板3’的各层的俯视图。图6是磁器件1’的剖视图，且示出图5的Z-Z截面。
基板3’由在表面(图6中为上表面)设置有图5的(a)所示的表侧外表面层L1’和在背面(图6中为下表面)设置有图5的(b)所示的背侧外表面层L2’的2层厚铜箔基板构成。
如图6所示，通过将上芯2a的各凸部2m、2L、2r分别***基板3’的贯通孔3m、3L、3r，而贯通各层L1’、L2’。散热器10以接近状态被螺钉11固定在基板3’的背侧外表面层L2’侧。在基板3’与散热器10之间夹入绝缘片12。
如图5所示，在基板3’中设置有通孔8a、8d、通孔组9a’、9b’、焊盘8b、8c、端子6i、6o、图案4a’～4c’、5L1～5L7、5r1～5r7以及引脚7a’～7f’这样的导体。通孔8a、8d与通孔组9a’、9b’将位于不同的层L1’、L2’的图案4a’～4c’、5L1～5L7、5r1～5r7之间连接。
详细而言，通孔8a贯通基板3’，而连接表侧外表面层L1’的图案4a’、4b’和背侧外表面层L2’。通孔8d如图6所示贯通基板3’，连接表侧外表面层L1’和背侧外表面层L2’，并连接表侧外表面层L1’的图案4a’、4b’和背侧外表面层L2’的图案5L5～5L7、5r5～5r7。
各通孔组9a’、9b’的直径小于通孔8a、8d，贯通基板3’的多个通孔构成为按照规定的间隔聚集。通孔组9a’连接表侧外表面层L1’的图案4a’和背侧外表面层L2’的图案4c’。通孔组9b’连接表侧外表面层L1’的图案4b’和背侧外表面层L2’的图案4c’。
在各层L1’、L2’中形成有线圈图案4a’～4c’和散热图案5L1～5L7、5r1～5r7。这些图案4a’～4c’、5L1～5L7、5r1～5r7由铜箔构成，对表面实施绝缘加工。各层L1’、L2’的布局采用面对称方式。设定线圈图案4a’～4c’的宽度、厚度和截面积，以便实现线圈的规定的性能，并且即使流过规定的大电流(例如DC150A)，也能够将线圈图案4a’～4c’中的发热量抑制在某程度，而且从线圈图案4a’～4c’的表面散热。
如图5的(a)所示，在表侧外表面层L1’中，线圈图案4a’在凸部2L的周围4个方向上卷绕2次。线圈图案4b’在凸部2r的周围4个方向上卷绕2次。
如图5的(b)所示，在背侧外表面层L2’中，线圈图案4c’在凸部2L的周围4个方向上卷绕1次之后，经由凸部2m的周围3个方向而在凸部2r的周围4个方向上卷绕1次。
通过通孔组9a’连接线圈图案4a’的一端和线圈图案4c’的一端。通过通孔组9b’连接线圈图案4c’的另一端和线圈图案4b’的一端。
也可以对构成通孔组9a’、9b’的小直径的各通孔的表面实施铜电镀，该通孔的内侧被铜等填充。通孔组9a’、9b’是本发明的“电层间连接单元”的一例。
线圈图案4a’的另一端经由焊盘8b和通孔8a与端子6i连接。线圈图案4b’的另一端经由焊盘8b和通孔8a与端子6o连接。
即，基板3’的线圈图案4a’～4c’在表侧外表面层L1’中从作为起点的端子6i在凸部2L的周围卷绕了第1次和第2次后，经由通孔组9a’与背侧外表面层L2’连接。
接着，线圈图案4a’～4c’在背侧外表面层L2’中在凸部2L的周围卷绕第3次，经由凸部2m的周围而在凸部2r的周围卷绕了第4次后，经由通孔组9b’与表侧外表面层L1’连接。并且，线圈图案4a’～4c’在表侧外表面层L1’中在凸部2r的周围卷绕了第5次和第6次后，与作为终点的端子6o连接。
流过磁器件1’的电流也如上所述按照端子6i、线圈图案4a’、通孔组9a’、线圈图案4c’、通孔组9b’、线圈图案4b’以及端子6o的顺序流动。
散热图案5L1～5L7、5r1～5r7在位于各层L1’、L2’的线圈图案4a’～4c’的周边的空闲区域中与该图案4a’～4c’分体地形成。并且，散热图案5L1～5L7、5r1～5r7之间分体。即，各散热图案5L1～5L7、5r1～5r7与线圈图案4a’～4c’和其他的散热图案5L1～5L7、5r1～5r7分体。焊盘8b、端子6i、6o、贯通孔3a以及螺钉11相对于散热图案5L1～5L7、5r1～5r7绝缘。
将散热引脚7a’～7f’分别嵌入多个大直径的通孔8d。散热引脚7a’～7f’由利用铜等导体形成为柱状的金属引脚构成。在各层L1’、L2’的散热引脚7a’～7f’的周围设置有由铜箔构成的焊盘8c。对散热引脚7a’～7f’和焊盘8c的表面实施铜电镀。散热引脚7a’～7f’的下端与绝缘片12接触(参照图6)。散热引脚7a’～7f’、它们周围的焊盘8c和通孔8d是本发明的“热层间连接单元”的一例。
如图5的(a)所示，在表侧外表面层L1’中在线圈图案4a’、4b’的一部分中分别设置有宽幅部4s、4t。线圈图案4a’的宽幅部4s与散热引脚7a’、7c’、7e’、它们周围的焊盘8c和通孔8d连接。线圈图案4b’的宽幅部4t与散热引脚7b’、7d’、7f’、它们周围的焊盘8c和通孔8d连接。线圈图案4a’、4b’、散热引脚7a’～7f’、焊盘8c和通孔8d相对于散热图案5L1～5L4、5r1～5r4绝缘。
如图5的(b)所示，在背侧外表面层L2’中，以与表侧外表面层L1’的线圈图案4a’对应的方式设置有散热图案5L5～5L7，以与线圈图案4b’对应的方式设置有散热图案5r5～5r7。
并且，在背侧外表面层L2’中，散热引脚7c’、其周围的焊盘8c和通孔8d与散热图案5L5连接。散热引脚7e’、其周围的焊盘8c和通孔8d与散热图案5L6连接。散热引脚7a’、其周围的焊盘8c和通孔8d与散热图案5L7连接。
并且，在背侧外表面层L2’中，散热引脚7d’、其周围的焊盘8c和通孔8d与散热图案5r5连接。散热引脚7f’、其周围的焊盘8c和通孔8d与散热图案5r6连接。散热引脚7b’、其周围的焊盘8c和通孔8d与散热图案5r7连接。
此外，在背侧外表面层L2’中，线圈图案4c’相对于散热图案5L5～5L7、5r5～5r7绝缘。并且，线圈图案4c’相对于散热引脚7a’～7f’、焊盘8c和通孔8d绝缘。
如上所述，通过散热引脚7c’、7e’、7a’、其周围的焊盘8c和通孔8d将表侧外表面层L1’的线圈图案4a’与背侧外表面层L2’的散热图案5L5～5L7、5r5～5r7连接。并且，通过散热引脚7d’、7f’、7b’、其周围的焊盘8c和通孔8d将表侧外表面层L1’的线圈图案4b’与背侧外表面层L2’的散热图案5r5～5r7连接。即，表侧外表面层L1’的线圈图案4a’、4b’分别在3处与对应的背侧外表面层L2’的散热图案5L5～5L7、5r5～5r7连接。
由于大电流流过线圈图案4a’～4c’，因此线圈图案4a’～4c’成为发热源，基板3’的温度上升。在表侧外表面层L1’中，基板3’的热量扩散到散热图案5L1～5L4、5r1～5r4，利用图案4a’、4b’、5L1～5L4、5r1～5r4等导体的表面进行散热。并且，基板3’的热量经过散热引脚7a’～7f’、通孔8d、8a、通孔组9a’、9b’等贯通基板3’的导体，经由绝缘片12利用散热器10散热。通孔组9a’、9b’作为导热孔发挥功能。
线圈图案4a’、4b’的宽度窄的部分的发热量比其他部分的发热量高。由线圈图案4a’、4b’产生的热量经过散热引脚7a’～7f’等扩散到背侧外表面层L2’的散热图案5L1～5L4、5r1～5r4，从散热图案5L1～5L4、5r1～5r4的表面或散热引脚7a’～7f’的下表面经由绝缘片12利用散热器10散热。
在背侧外表面层L2’中，基板3’的热量扩散到散热图案5L5～5L7、5r5～5r7，从图案4c’、5L5～5L7、5r5～5r7等导体的表面经由绝缘片12利用散热器10散热。特别是由线圈图案4c’产生的热量从线圈图案4c’的表面经由绝缘片12利用散热器10散热。
根据上述第2实施方式，由基板3’的表侧外表面层L1’的线圈图案4a’、4b’产生的热量从该图案4a’、4b’的表面散热，并且通过散热引脚7a’～7f’等热层间连接单元传递到背侧外表面层L2’的散热图案5L5～5L7、5r5～5r7。并且，该热量从散热图案5L5～5L7、5r5～5r7的表面传递到散热器10，利用散热器10散热。并且，由背侧外表面层L2’的线圈图案4c’产生的热量从该图案4c’的表面传递到散热器10，利用散热器10散热。
由此，能够使来自线圈图案4a’～4c’的发热易于散热到外部。并且其结果为，由于允许线圈图案4a’～4c’的发热，因此也可以不在基板3’的板面方向上较大地扩大线圈图案4a’～4c’，能够避免基板3’和磁器件1’大型化。
并且，利用通孔组9a’、9b’将不同的层L1’、L2’的线圈图案4a’～4c’之间连接，利用散热引脚7a’～7f’等连接线圈图案4a’～4c’和散热图案5L5～5L7、5r5～5r7。此外，使线圈图案4c’与散热图案5L5～5L7、5r5～5r7绝缘。因此，能够可靠地划分线圈图案4a’～4c’的通电路径和散热路径。
接着，一边参照图7和图8一边说明第3实施方式的磁器件1”和该磁器件1”所具有的线圈一体型印刷基板3”(以下，简称为“基板3””。)的构造。
图7是基板3”的各层的俯视图。图8是磁器件1”的剖视图，示出图7的V-V截面。
基板3”由在表面(在图8中为上表面)设置有如图7的(a)所示的表侧外表面层L1”和在背面(图8中为下表面)设置有如图7的(b)所示的背侧外表面层L2”的2层厚铜箔基板构成。
如图8所示，上芯2a的各凸部2m、2L、2r分别***基板3”的贯通孔3m、3L、3r而贯通各层L1”、L2”。散热器10以接近状态被借助螺钉11(图7)固定在基板3”的背侧外表面层L2”侧。在基板3”与散热器10之间夹入绝缘片12。
如图7所示，在基板3”中设置有通孔8a、8d、通孔组9a”、9b”、焊盘8b、8c、端子6i、6o、图案4a”～4c”、4u、5s0～5s6和引脚7a”～7f”这样的导体。通孔8a、8d和通孔组9a”、9b”将位于不同的层L1”、L2”的图案4a”～4c”、5s1～5s6之间连接。
详细而言，通孔8a贯通基板3”，而连接表侧外表面层L1”的图案4a”、4b”和背侧外表面层L2”。通孔8d如图8所示贯通基板3”，而连接表侧外表面层L1”和背侧外表面层L2”，并连接表侧外表面层L1”的图案4a”、4b”和背侧外表面层L2”的图案5s1～5s6。
各通孔组9a”、9b”的直径小于通孔8a、8d，且贯通基板3”的多个通孔构成为按照规定的间隔聚集。通孔组9a”连接表侧外表面层L1”的图案4a”和背侧外表面层L2”的图案4c”。通孔组9b”连接表侧外表面层L1”的图案4b”和背侧外表面层L2”的图案4c”。
在各层L1”、L2”中形成有线圈图案4a”～4c”和散热图案5s0～5s6、4u。这些图案4a”～4c”、4u、5s0～5s6由铜箔构成，对表面实施绝缘加工。各层L1”、L2”的布局采用面对称方式。设定线圈图案4a”～4c”的宽度、厚度和截面积，以便实现线圈的规定的性能，并且即使流过规定的大电流(例如DC150A)，也能够将线圈图案4a”～4c”的发热量抑制在某程度，而且从线圈图案4a”～4c”的表面散热。
如图7的(a)所示，在表侧外表面层L1”中，线圈图案4a”在凸部2L的周围4个方向上卷绕1次。线圈图案4b”在凸部2r的周围4个方向上卷绕1次。
如图7的(b)所示，在背侧外表面层L2”中，线圈图案4c”在凸部2L的周围4个方向上卷绕1次之后，经由凸部2m的周围3个方向，在凸部2r的周围4个方向上卷绕1次。
通过多个小直径的通孔组9a”连接线圈图案4a”的一端与线圈图案4c”的一端。通过多个小直径的通孔组9b”连接线圈图案4c”的另一端与线圈图案4b”的一端。
也可以对分别构成通孔组9a”、9b”的小直径的各通孔的表面实施铜电镀，利用铜等填充该各通孔的内侧。通孔组9a”、9b”是本发明的“电层间连接单元”的一例。
线圈图案4a”的另一端经由焊盘8b和通孔8a与端子6i连接。线圈图案4b”的另一端经由焊盘8b和通孔8a与端子6o连接。
即，基板3”的线圈图案4a”～4c”在表侧外表面层L1”中从作为起点的端子6i在凸部2L的周围卷绕了第1次之后，经由通孔组9a’与背侧外表面层L2”连接。
接着，线圈图案4a”～4c”在背侧外表面层L2”中在凸部2L的周围卷绕第2次，经由凸部2m的周围在凸部2r的周围卷绕了第3次之后，经由通孔组9b”与表侧外表面层L1”连接。并且，线圈图案4a”～4c”在表侧外表面层L1”中在凸部2r的周围卷绕了第4次之后，与作为终点的端子6o连接。
流过磁器件1”的电流也如上所述按照端子6i、线圈图案4a”、通孔组9a”、线圈图案4c”、通孔组9b”、线圈图案4b”和端子6o的顺序流动。
如图7的(a)所示，在位于表侧表面层L1”的线圈图案4a”、4b”的周边的空闲区域中与线圈图案4a”、4b”分体地形成多个(8个)散热图案5s0。散热图案5s0之间分体。焊盘8b、端子6i、6o、贯通孔3a和螺钉11相对于散热图案5s0绝缘。
如图7的(b)所示，在位于背侧外表面层L2”的线圈图案4c”的周边的空闲区域中与线圈图案4c”分体地形成散热图案5s1～5s6。散热图案5s1～5s3是本发明的“第1散热图案”的一例。
并且，通过扩张背侧外表面层L2”的线圈图案4c”的一部分的宽度，而与线圈图案4c”一体地形成多个(4个)散热图案4u。即，散热图案4u与线圈图案4c”连接。散热图案4u是本发明的“第2散热图案”的一例。
散热图案5s1～5s6、4u之间分体。焊盘8b、端子6i、6o、贯通孔3a和螺钉11相对于散热图案5s1～5s6、4u绝缘。
将散热引脚7a”～7f”分别嵌入多个大直径的通孔8d。散热引脚7a”～7f”由利用铜等导体形成为柱状的金属引脚构成。在各层L1”、L2”的散热引脚7a”～7f”的周围设置有由铜箔构成的焊盘8c。对散热引脚7a”～7f”和焊盘8c的表面实施铜电镀。散热引脚7a”～7f”的下端经由绝缘片12与散热器10接触(参照图8)。散热引脚7a”～7f”、它们周围的焊盘8c和通孔8d是本发明的“热层间连接单元”的一例。
如图7的(a)所示，在表侧外表面层L1”中，在线圈图案4a”、4b”的一部分中分别设置宽幅部4s”、4t”。线圈图案4a”的宽幅部4s”与散热引脚7a”、7c”、7e”、它们周围的焊盘8c和通孔8d连接。线圈图案4b”的宽幅部4t”与散热引脚7b”、7d”、7f”、它们周围的焊盘8c和通孔8d连接。线圈图案4a”、4b”、散热引脚7a”～7f”、焊盘8c和通孔8d相对于散热图案5s0绝缘。
如图7的(b)所示，在背侧外表面层L2”中，以与表侧外表面层L1”的线圈图案4a”对应的方式设置有散热图案5s1～5s3，以与线圈图案4b”对应的方式设置有散热图案5s4～5s6。
并且，在背侧外表面层L2”中，散热引脚7c”、其周围的焊盘8c和通孔8d与散热图案5s1连接。散热引脚7e”、其周围的焊盘8c和通孔8d与散热图案5s2连接。散热引脚7a”、其周围的焊盘8c和通孔8d与散热图案5s3连接。
并且，在背侧外表面层L2”中，散热引脚7d”、其周围的焊盘8c和通孔8d与散热图案5s4连接。散热引脚7f”、其周围的焊盘8c和通孔8d与散热图案5s5连接。散热引脚7b”、其周围的焊盘8c和通孔8d与散热图案5s6连接。
此外，在背侧外表面层L2”中，线圈图案4c”相对于散热图案5s1～5s6绝缘。并且，线圈图案4c”相对于散热引脚7a”～7f”、焊盘8c和通孔8d绝缘。
如上所述，通过散热引脚7c”、7e”、7a”、其周围的焊盘8c和通孔8d连接表侧外表面层L1”的线圈图案4a”和背侧外表面层L2”的散热图案5s1～5s3。并且，通过散热引脚7d”、7f”、7b”、其周围的焊盘8c和通孔8d连接表侧外表面层L1”的线圈图案4b”和背侧外表面层L2”的散热图案5s4～5s6。
如图7所示，相比背侧外表面层L2”的线圈图案4c”的面积(也包含散热图案4u的面积)，表侧外表面层L1”的线圈图案4a”、4b”和与其对应的背侧外表面层L2”的散热图案5s1～5s6的面积总和较大。并且，相比散热图案4u的面积总和，散热图案5s1～5s6的面积总和较大。
由于大电流流过线圈图案4a”～4c”，因此线圈图案4a”～4c”成为发热源，基板3”的温度上升。在表侧外表面层L1”中，基板3”的热量扩散到散热图案5s0，利用图案4a”、4b”、5s0等导体的表面进行散热。并且，基板3”的热量经过散热引脚7a”～7f”、通孔8d、8a和通孔组9a”、9b”等贯通基板3”的导体经由绝缘片12利用散热器10散热。特别是由线圈图案4a”、4b”产生的热量经过散热引脚7a”～7f”等扩散到背侧外表面层L2”的散热图案5s1～5s6，从散热图案5s1～5s6的表面和散热引脚7a”～7f”的下表面经由绝缘片12利用散热器10散热。
在背侧外表面层L2”中，基板3”的热量扩散到散热图案5s1～5s6，从图案4c”、4u、5s1～5s6等导体的表面经由绝缘片12利用散热器10散热。特别是由线圈图案4c”产生的热量扩散到散热图案4u，从图案4c”、4u的表面经由绝缘片12利用散热器10散热。
根据上述第3实施方式，由基板3”的表侧外表面层L1”的线圈图案4a”、4b”产生的热量从该图案4a”、4b”的表面散热，并且通过散热引脚7a”～7f”等热层间连接单元传递到背侧外表面层L2”的散热图案5s1～5s6。并且，该热量从散热图案5s1～5s6的表面传递到散热器10，利用散热器10散热。并且，由背侧外表面层L2”的线圈图案4c”产生的热量扩散到散热图案4u，从该图案4c”、4u的表面传递到散热器10，利用散热器10散热。
由此，能够使来自线圈图案4a”～4c”的发热易于散热到外部。并且其结果为，由于允许线圈图案4a”～4c”的发热，因此也可以不在基板3”的板面方向上较大地扩大线圈图案4a”～4c”，能够避免基板3”和磁器件1”大型化。
并且，利用通孔组9a”、9b”连接不同的层L1”、L2”的线圈图案4a”～4c”之间，利用散热引脚7a”～7f”等连接线圈图案4a”～4c”和散热图案5s1～5s6。此外，使线圈图案4c”与散热图案5s1～5s6绝缘。因此，能够可靠地划分线圈图案4a”～4c”的通电路径和散热路径。
并且，相比背侧外表面层L2”的线圈图案4c”的面积，表侧外表面层L1”的线圈图案4a”、4b”和与其连接的背侧外表面层L2”的散热图案5s1～5s6的面积总和较大。并且，相比散热图案4u的面积总和，散热图案5s1～5s6的面积总和较大。因此，即使不在基板3”的表侧表面层L1”侧设置散热器10，也能够使由表侧表面层L1”的线圈图案4a”、4b”产生的热量易于从表侧表面层L1”的图案4a”、4b”、5s0的表面和接近于背侧表面层L2”的图案5s1～5s6的散热器10散热。并且，能够使由背侧表面层L2”的线圈图案4c”产生的热量易于从该图案4c”和散热图案4u经由散热器10散热。
在本发明中，除了以上描述的方式以外还可以采用各种实施方式。例如，在以上的实施方式中，示出了在基板3、3’、3”的所有的层L1～L3、L1’、L2’、L1”、L2”中形成线圈图案4a～4e、4a’～4c’、4a”～4c”的例子，但本发明并不仅限于此。在具有多个层的基板中只要在设置了散热图案的外表面层和除此之外的至少1层中形成线圈图案即可。
并且，在以上的实施方式中，示出了以卷绕于芯2a的3个凸部2m、2L、2r的方式在基板3、3’、3”中形成线圈图案4a～4e、4a’～4c’、4a”～4c”的例子，但本发明并不限于此。线圈图案只要卷绕在芯的至少1个凸部上即可。
并且，在以上的实施方式中，示出了在基板3、3’、3”的背侧的外表面层L3、L2’、L2”中设置了与位于其他层L1、L2、L1’、L1”的线圈图案4a～4d、4a’、4b’、4a”、4b”对应的散热图案5a7～5a9、5b7～5b9、5L5～5L7、5r5～5r7、5s1～5s6的例子，但本发明并不限于此。除此之外，也可以在基板的表侧和背侧这两个外表面层中设置与位于内层的线圈图案对应的散热图案。
并且，在以上的实施方式中，示出了通过散热引脚7a～7f、7a’～7f’、7a”～7f”、焊盘8c和通孔8d连接不同的层L1～L3、L1’、L2’、L1”、L2”的对应的线圈图案4a～4d、4a’、4b’、4a”、4b”和散热图案5a7～5a9、5b7～5b9、5L5～5L7、5r5～5r7、5s1～5s6的例子，但本发明并不限于此。除此之外，也可以通过例如端子、引脚或通孔等至少1个热层间连接单元将不同的层的对应的线圈图案和散热图案连接。
并且，在图3等所示的第1实施方式中，示出了使表侧外表面层L1和内层L2的线圈图案4a～4d和与背侧外表面层L3的散热图案5a7～5a9、5b7～5b9热连接的散热引脚7a～7f等热层间连接单元的直径相同的例子，但本发明并不限于此。除此之外，也可以像图9所示的第4实施方式的线圈一体型印刷基板33(以下，简称为“基板33”。)那样，使散热引脚37a～37f等热层间连接单元的直径不同。
在图9所示的基板33中，将散热引脚37a～37f嵌入各通孔8d、8d’。散热引脚37a～37f由利用铜等导体形成为柱状的金属引脚构成。相比散热引脚37a、37b、它们周围的通孔8d’和焊盘8c’的各直径，散热引脚37c、37d、37e、37f、它们周围的通孔8d和焊盘8c的各直径较大。散热引脚37a～37f、它们周围的通孔8d’、8d和焊盘8c’、8c是本发明的“热层间连接单元”的一例。
散热引脚37a、37b、它们周围的通孔8d’和焊盘8c’分别将表侧外表面层L1的线圈图案4a、4b和背侧外表面层L3的散热图案5a9、5b9热连接。散热引脚37a、37b、它们周围的通孔8d’和焊盘8c’是本发明的“第1热层间连接单元”的一例。
散热引脚37c、37d、37e、37f、它们周围的通孔8d和焊盘8c分别将内层L2的线圈图案4c、4d的扩张区域4t3～4t6和背侧外表面层L3的散热图案5a7、5a8、5b7、5b8热连接。散热引脚37c、37d、37e、37f、它们周围的通孔8d和焊盘8c是本发明的“第2热层间连接单元”的一例。
即，与作为将表侧外表面层L1的线圈图案4a、4b和背侧外表面层L3的散热图案5a9、5b9连接的柱状体的第1热层间连接单元的直径相比，作为将内层L2的线圈图案4c、4d和背侧外表面层L3的散热图案5a7、5a8、5b7、5b8连接的柱状体的第2热层间连接单元的直径较大。
由此，相比从表侧外表面层L1的线圈图案4a、4b到背侧外表面层L3的散热图案5a9、5b9的传热容积，从内层L2的线圈图案4c、4d到背侧外表面层L3的散热图案5a7、5a8、5b7、5b8的传热容积较大。因此，相比由表侧外表面层L1的线圈图案4a、4b产生的热量，能够使不与大气接触的内层L2的线圈图案4c、4d所产生的热量易于传递到背侧外表面层L3。并且，能够使该内层L2的发热从背侧外表面层L3经由散热器10散热到外部，而使热量难以集聚到基板33。
并且，在以上的实施方式中，示出了通过通孔组9a～9d、9a’、9b’、9a”、9b”将不同的层L1～L3、L1’、L2’、L1”、L2”的线圈图案4a～4e、4a’、4b’、4a”、4b”之间连接的例子，但本发明并不限于此。除此之外，也可以通过例如端子、引脚或单一的通孔等其他的电层间连接单元将不同的层的线圈图案之间连接。
并且，在以上的实施方式中，示出了作为散热器使用散热器10的例子，但本发明并不限于此，也可以使用除此之外的空冷式或水冷式的散热器、或者使用冷介质的散热器等。并且，不仅是金属制的散热器，也可以使用由热传导性高的树脂形成的散热器。在该情况下，不需要在散热器与基板之间设置绝缘片12，可以省略绝缘片12。此外，也可以在基板的两个外表面层中分别设置散热器，也可以省略散热器。
并且，在以上的实施方式中，示出了作为线圈一体型印刷基板使用厚铜箔基板的例子，但本发明并不仅限于此。也可以使用形成有通常的厚度的铜箔的印刷基板或金属制的基板等这样的其他的基板。在金属制的基板的情况下，只要在基材与各图案之间设置绝缘体即可。并且，本发明也可以应用于设置有多个内层的多层基板。
并且，在以上的实施方式中，示出了使E字形的上芯2a与I字形的下芯2b组装的例子，但本发明也可以应用于组装了2个E字形芯的磁器件。
此外，在以上的实施方式中，列举出将本发明应用于车辆用的开关电源装置100中的用作平滑电路55的扼流圈L的磁器件1、1’、1”的例子，但也可以将本发明应用于用作变压器53(图1)的磁器件，并且，也可以将本发明应用于车辆以外的例如电子设备用的开关电源装置中使用的磁器件。
标号说明
1、1’、1”：磁器件；2a：上芯；2b：下芯；3、3’、3”、33：线圈一体型印刷基板；4a～4e、4a’～4c’、4a”～4c”：线圈图案；4u：散热图案；5a7～5a9、5b7～5b9、5L5～5L7、5r5～5r7、5s1～5s6：散热图案；7a～7f、，7a’～7f’、7a”～7f”、37a～37f：散热引脚；8d、8d’：通孔；8c、8c’：焊盘；9a～9d、9a’、9b’、9a”、9b”：通孔组；10：散热器；L1、L1’、L1”：表侧外表面层；L2：内层；L3、L2’、L2”：背侧外表面层。

Claims (10)

1.一种线圈一体型印刷基板，其在多个层中形成有由导体构成的线圈图案，其特征在于，
在至少一方的外表面层中设置有所述线圈图案，并且以与位于其他层的所述线圈图案对应的方式设置有由导体构成的散热图案，
位于所述一方的外表面层的所述线圈图案与位于该一方的外表面层的所述散热图案分体，
设置有热层间连接单元，所述热层间连接单元将对应的所述其他层的线圈图案与所述一方的外表面层的散热图案连接，且由导体构成。
2.根据权利要求1所述的线圈一体型印刷基板，其特征在于，
该线圈一体型印刷基板还具有电层间连接单元，该电层间连接单元将位于不同的层的所述线圈图案彼此连接，且由导体构成。
3.根据权利要求1或2所述的线圈一体型印刷基板，其特征在于，
所述线圈一体型印刷基板具有表侧外表面层、背侧外表面层以及设置在这些各层之间的至少1个内层，在该各层中设置有所述线圈图案，
在所述背侧外表面层中以与所述其他各层的所述线圈图案对应的方式设置有多个所述散热图案，
所述散热图案彼此分体，且所述散热图案与所述背侧外表面层的所述线圈图案分体，
作为所述热层间连接单元设置有：
第1热层间连接单元，其将所述表侧外表面层的所述线圈图案和与其对应的所述散热图案连接；以及
第2热层间连接单元，其将所述内层的所述线圈图案和与其对应的所述散热图案连接。
4.根据权利要求3所述的线圈一体型印刷基板，其特征在于，
所述第1热层间连接单元和所述第2热层间连接单元分别设置有多个，
所述第2热层间连接单元的总容积大于所述第1热层间连接单元的总容积。
5.根据权利要求3或4所述的线圈一体型印刷基板，其特征在于，
所述第2热层间连接单元的数量多于所述第1热层间连接单元的数量。
6.根据权利要求3至5中的任意一项所述的线圈一体型印刷基板，其特征在于，
所述第1热层间连接单元和所述第2热层间连接单元由柱状体构成，
所述第2热层间连接单元的直径大于所述第1热层间连接单元的直径。
7.根据权利要求1或2所述的线圈一体型印刷基板，其特征在于，
该线圈一体型印刷基板至少具有表侧外表面层和背侧外表面层，
在所述表侧外表面层和所述背侧外表面层中设置有所述线圈图案，
在所述背侧外表面层中以与所述表侧外表面层的所述线圈图案对应的方式设置有所述散热图案，
所述散热图案彼此分体，并且所述散热图案与所述背侧外表面层的所述线圈图案分体，
设置有多个所述热层间连接单元，所述热层间连接单元将对应的所述表侧外表面层的所述线圈图案与所述背侧外表面层的所述散热图案连接，
所述表侧外表面层的所述线圈图案和与其对应的所述背侧外表面层的所述散热图案的面积总和大于所述背侧外表面层的所述线圈图案的面积。
8.根据权利要求1或2所述的线圈一体型印刷基板，其特征在于，
该线圈一体型印刷基板至少具有表侧外表面层和背侧外表面层，
在所述表侧外表面层和所述背侧外表面层中设置有所述线圈图案，
在所述背侧外表面层中以与所述表侧外表面层的所述线圈图案对应的方式设置有由导体构成的第1散热图案，
在所述背侧外表面层中设置有与所述背侧外表面层的所述线圈图案连接的由导体构成的第2散热图案，
所述第1散热图案与所述背侧外表面层的所述线圈图案和所述第2散热图案分体，
设置有多个所述热层间连接单元，所述热层间连接单元将对应的所述表侧外表面层的所述线圈图案与所述第1散热图案连接，
所述第1散热图案的面积大于所述第2散热图案的面积。
9.一种磁器件，其特征在于，
所述磁器件具有：
权利要求1至8中的任意一项所述的线圈一体型印刷基板；以及
由磁性体构成且贯通所述线圈一体型印刷基板的芯，
以卷绕在所述芯的周围的方式在所述线圈一体型印刷基板的多个层中形成有线圈图案。
10.根据权利要求9所述的磁器件，其特征在于，
在所述线圈一体型印刷基板的散热图案所处的所述外表面层侧设置有散热器。
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