JP6084147B2 - コイル一体型プリント基板、磁気デバイス - Google Patents

Description

本発明は、コイルパターンが複数の層に形成されたコイル一体型プリント基板と、該コイル一体型プリント基板を備えた、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。

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。

たとえば、特許文献１〜６には、コイルの巻線を構成するコイルパターンが設けられた基板と、該基板を備えた磁気デバイスが開示されている。

特許文献１〜５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、コイルパターンが形成されている。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。

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、基板の板面方向や厚み方向に複数回巻回されている。

コイルパターンに電流が流れると、コイルパターンから発熱し、基板の温度が高くなる。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。また、基板の端部に放熱器を取り付けている。

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。また、上方の基板より下方の基板を突出させて、該突出部に放熱パターン部を設けて、外気に直接触れるようにしている。さらに、各層に設けた放熱パターン部の面方向位置を異ならせている。

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。伝熱用貫通導体と放熱用導体層は、コイルパターンに接続されていない。

特開２００８−２０５３５０号公報 特開平７−３８２６２号公報 特開平７−８６７５５号公報 再表ＷＯ２０１０／０２６６９０号公報 特開平８−６９９３５号公報 特開２００８−１７７５１６号公報

たとえば、大電流が流れるＤＣ−ＤＣコンバータで使用される磁気デバイス用の、コイルが一体化された基板では、コイルパターンに大電流が流れて、コイルパターンでの発熱量が多くなる。また、コイルパターンが設けられている基板の層数が多いほど、コイルパターンで発生した熱がこもって、基板の温度が上昇し易くなる。基板の温度が上昇すると、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、同一基板上に他のＩＣチップなどの電子部品が実装されている場合、電子部品の誤動作や破壊を生じるおそれがある。

特許文献１や特許文献３のように、コイルパターンを基板の板面方向に広げれば広げるほど、コイルパターンで発生した熱を発散させて、放熱させ易くすることができる。しかし、それに伴って、基板や磁気デバイスが大型化するため、小型化の要求に反することになる。

本発明の課題は、大型化することなく、コイルパターンからの発熱を放熱させ易くすることができる、コイル一体型プリント基板および磁気デバイスを提供することである。

本発明は、導体から成るコイルパターンが複数の層に形成されたコイル一体型プリント基板において、少なくとも一方の外面層に、コイルパターンを設けるとともに、他の層にあるコイルパターンに対応させて、導体から成る放熱パターンを設け、一方の外面層にあるコイルパターンと、当該一方の外面層にある放熱パターンとを別体にし、対応する他の層のコイルパターンと一方の外面層の放熱パターンとを接続する、導体から成る熱的層間接続手段を設ける。

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、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の複数の層にコイルパターンが形成されている。

上記構成により、コイル一体型プリント基板の他の層にあるコイルパターンで発生した熱が、熱的層間接続手段により外面層にある放熱パターンに伝えられるので、該熱を放熱させ易くすることができる。またこの結果、コイルパターンの発熱が許容されるので、コイルパターンをコイル一体型プリント基板の板面方向に大きく広げなくてもよくなり、コイル一体型プリント基板と磁気デバイスが大型化するのを回避することができる。

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、異なる層にあるコイルパターン同士を接続する、導体から成る電気的層間接続手段をさらに備えてもよい。

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、表側外面層、裏側外面層、およびこれらの各層間に設けられた少なくとも１つの内層を備え、該各層にコイルパターンを設け、裏側外面層に、他の各層のコイルパターンに対応させて複数の放熱パターンを設け、放熱パターン同士を別体にし、かつ放熱パターンと裏側外面層のコイルパターンとを別体にしてもよい。また、熱的層間接続手段として、表側外面層のコイルパターンとこれに対応する放熱パターンとを接続する第１の熱的層間接続手段と、内層のコイルパターンとこれに対応する放熱パターンとを接続する第２の熱的層間接続手段とを設けてもよい。

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、第１の熱的層間接続手段と第２の熱的層間接続手段は、それぞれ複数設けられ、第１の熱的層間接続手段の合計容積より、第２の熱的層間接続手段の合計容積を大きくしてもよい。

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、第１の熱的層間接続手段の数より、第２の熱的層間接続手段の数の方を多くしてもよい。

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、第１の熱的層間接続手段と第２の熱的層間接続手段は、柱状体から成り、第１の熱的層間接続手段の径より、第２の熱的層間接続手段の径の方を大きくしてもよい。

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、少なくとも表側外面層と裏側外面層を備え、表側外面層と裏側外面層に、コイルパターンを設け、裏側外面層に、表側外面層のコイルパターンに対応させて放熱パターンを設け、放熱パターン同士を別体にし、かつ放熱パターンと裏側外面層のコイルパターンとを別体にし、対応する表側外面層のコイルパターンと裏側外面層の放熱パターンとを接続する複数の熱的層間接続手段を設けてもよい。この場合、裏側外面層のコイルパターンの面積より、表側外面層のコイルパターンとこれに対応する裏側外面層の放熱パターンの合計面積の方を大きくしてもよい。

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、少なくとも表側外面層と裏側外面層を備え、表側外面層と裏側外面層に、コイルパターンを設け、表側外面層のコイルパターンに対応させて導体から成る第１放熱パターンを裏側外面層に設け、裏側外面層のコイルパターンに接続した導体から成る第２放熱パターンを裏側外面層に設け、第１放熱パターンと、裏側外面層のコイルパターンおよび第２放熱パターンとを別体にし、対応する表側外面層のコイルパターンと第１放熱パターンとを接続する複数の熱的層間接続手段を設けてもよい。この場合、第２放熱パターンの面積より、第１放熱パターンの面積の方を大きくしてもよい。

さらに、本発明では、上記磁気デバイスにおいて、コイル一体型プリント基板の放熱パターンのある外面層側に、放熱器を設けてもよい。

本発明によれば、大型化することなく、コイルパターンからの発熱を放熱させ易くすることができる、コイル一体型プリント基板および磁気デバイスを提供することが可能となる。

スイッチング電源装置の構成図である。 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。 図２のコイル一体型プリント基板の各層の平面図である。 図２の磁気デバイスの断面図である。 本発明の第２実施形態による磁気デバイスのコイル一体型プリント基板の各層の平面図である。 図５の磁気デバイスの断面図である。 本発明の第３実施形態による磁気デバイスのコイル一体型プリント基板の各層の平面図である。 図７の磁気デバイスの断面図である。 本発明の第４実施形態によるコイル一体型プリント基板の各層の平面図である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、後述する磁気デバイス１、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、電力入出力用の端子６ｉ、６ｏが設けられている。

次に、第１実施形態による磁気デバイス１と、該磁気デバイス１に備わるコイル一体型プリント基板３（以下、単に「基板３」という。）の構造を、図２〜図４を参照しながら説明する。

図２は、磁気デバイス１の分解斜視図である（後述の磁気デバイス１’、１”も同様）。図３は、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、（ａ）に図３のＸ−Ｘ断面、（ｂ）に図３のＹ−Ｙ断面を示している。

図２および図４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。

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。図４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。

図４（ａ）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（後述の磁気デバイス１’、１”も同様）。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）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。

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、基板３より大きな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’、１”も同様）。

基板３の表面（図２および図４で上面）には、図３（ａ）に示すような表側外面層Ｌ１が設けられている。基板３の裏面（図２および図４で下面）には、図３（ｃ）に示すような裏側外面層Ｌ３が設けられている。図４に示すように、両外面層Ｌ１、Ｌ３の間には、図３（ｂ）に示すような内層Ｌ２が設けられている。つまり、基板３は、２つの外面層Ｌ１、Ｌ３と１つの内層Ｌ２の、３つの層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を有している。

基板３には、複数の貫通孔３ｍ、３Ｌ、３ｒ、３ａが設けられている。そのうち、大径の貫通孔３ｍ、３Ｌ、３ｒには、図２〜図４（ａ）に示すように、コア２ａの各凸部２ｍ、２Ｌ、２ｒがそれぞれ挿入される。つまり、コア２ａの凸部２ｍ、２Ｌ、２ｒは、基板３の各層Ｌ１〜Ｌ３を貫通する。

複数の小径の貫通孔３ａには、図２および図４（ｂ）に示すように、各ねじ１１が挿入される。基板３の裏面（裏側外面層Ｌ３）をヒートシンク１０の上面（フィン１０ｆと反対の面）と対向させる。そして、各ねじ１１を基板３の表面（表側外面層Ｌ１）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Ｌ３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。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。

図３に示すように、基板３には、スルーホール８ａ、８ｄ、スルーホール群９ａ〜９ｄ、パッド８ｂ、８ｃ、端子６ｉ、６ｏ、パターン４ａ〜４ｆ、５ａ_１〜５ａ_９、５ｂ_１〜５ｂ_９、およびピン７ａ〜７ｆといった導体が設けられている。スルーホール８ａ、８ｄとスルーホール群９ａ〜９ｄは、異なる層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３にあるパターン４ａ〜４ｆ、５ａ_７〜５ａ_９、５ｂ_７〜５ｂ_９同士を接続する。

詳しくは、スルーホール８ａは、基板３を貫通していて、表側外面層Ｌ１のパターン４ａ、４ｂと他の層Ｌ２、Ｌ３を接続する。スルーホール８ｄは、図４に示すように基板３を貫通していて、表側外面層Ｌ１と他の層Ｌ２、Ｌ３を接続したり、表側外面層Ｌ１のパターン４ａ、４ｂと裏側外面層Ｌ３のパターン５ａ_９、５ｂ_９を接続したり、内層Ｌ２のパターン４ｃ、４ｄと裏側外面層Ｌ３のパターン５ａ_７、５ａ_８、５ｂ_７、５ｂ_８を接続したりする。

各スルーホール群９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄは、スルーホール８ａ、８ｄより小径で、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。スルーホール群９ａ、９ｄは、表側外面層Ｌ１のパターン４ａ、４ｂと内層Ｌ２のパターン４ｃ、４ｄを接続する。スルーホール群９ｂ、９ｃは、内層Ｌ２のパターン４ｃ、４ｄと裏側外面層Ｌ３のパターン４ｅを接続する。

一対の大径のスルーホール８ａのうち、一方には電力入力用の端子６ｉが埋設され、他方には電力出力用の端子６ｏが埋設されている。端子６ｉ、６ｏは、銅ピンから成る。表側外面層Ｌ１と裏側外面層Ｌ３の端子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。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）。

基板３の各層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３には、コイルパターン４ａ〜４ｅと放熱パターン５ａ_１〜５ａ_９、５ｂ_１〜５ｂ_９が設けられている。各パターン４ａ〜４ｅ、５ａ_１〜５ａ_９、５ｂ_１〜５ｂ_９は、銅箔から成る。表側外面層Ｌ１の各パターン４ａ、４ｂ、５ａ_１〜５ａ_４、５ｂ_１〜５ｂ_４の表面には、絶縁加工が施されている。コイルパターン４ａ〜４ｅ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〜４ｅでの発熱量をある程度に抑えて、しかもコイルパターン４ａ〜４ｅの表面から放熱できるように設定されている。

図３（ａ）に示すように、表側外面層Ｌ１において、コイルパターン４ａは、凸部２Ｌの周囲４方向に１回巻回されている。コイルパターン４ｂは、凸部２ｒの周囲４方向に１回巻回されている。

図３（ｂ）に示すように、内層Ｌ２において、コイルパターン４ｃは、凸部２Ｌの周囲４方向に１回巻回されている。コイルパターン４ｄは、凸部２ｒの周囲４方向に１回巻回されている。

図３（ｃ）に示すように、裏側外面層Ｌ３において、コイルパターン４ｅは、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方向に１回巻回され、さらに凸部２ｒの周囲４方向に１回巻回されている。

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、スルーホール群９ａにより接続されている。コイルパターン４ｃの他端とコイルパターン４ｅの一端とは、スルーホール群９ｃにより接続されている。コイルパターン４ｅの他端とコイルパターン４ｄの一端とは、スルーホール群９ｂにより接続されている。コイルパターン４ｄの他端とコイルパターン４ｂの一端とは、スルーホール群９ｄにより接続されている。

スルーホール群９ａ〜９ｄ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てもよい。スルーホール群９ａ〜９ｄは、本発明の「電気的層間接続手段」の一例である。

表側外面層Ｌ１のスルーホール群９ｂ、９ｃの周辺と、裏側外面層Ｌ３のスルーホール群９ａ、９ｄの周辺には、各スルーホールを形成し易くするため、小パターン４ｆがそれぞれ設けられている。それぞれのスルーホール群９ａ〜９ｄと小パターン４ｆは接続されている。小パターン４ｆは、銅箔から成る。表側外面層Ｌ１の小パターン４ｆの表面には、絶縁加工が施されている。

コイルパターン４ａの他端は、パッド８ｂを介して端子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を介して端子６ｏと接続されている。

上記により、基板３のコイルパターン４ａ〜４ｅは、表側外面層Ｌ１で、起点である端子６ｉから、凸部２Ｌの周囲に１回目が巻かれた後、スルーホール群９ａを経由して、内層Ｌ２に接続される。次に、コイルパターン４ａ〜４ｅは、内層Ｌ２で、凸部２Ｌの周囲に２回目が巻かれた後、スルーホール群９ｃを経由して、裏側外面層Ｌ３に接続される。

次に、コイルパターン４ａ〜４ｅは、裏側外面層Ｌ３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、スルーホール群９ｂを経由して、内層Ｌ２に接続される。次に、コイルパターン４ａ〜４ｅは、内層Ｌ２で、凸部２ｒの周囲に５回目が巻かれた後、スルーホール群９ｄを経由して、表側外面層Ｌ１に接続される。そして、コイルパターン４ａ〜４ｅは、表側外面層Ｌ１で、凸部２ｒの周囲に６回目が巻かれた後、終点である端子６ｏに接続される。

磁気デバイス１に流れる電流も、上記のように、端子６ｉ、コイルパターン４ａ、スルーホール群９ａ、コイルパターン４ｃ、スルーホール群９ｃ、コイルパターン４ｅ、スルーホール群９ｂ、コイルパターン４ｄ、スルーホール群９ｄ、コイルパターン４ｂ、および端子６ｏの順番で流れる。

放熱パターン５ａ_１〜５ａ_９、５ｂ_１〜５ｂ_９は、各層Ｌ１〜Ｌ３のコイルパターン４ａ〜４ｅや小パターン４ｆの周辺にある空き領域に、該パターン４ａ〜４ｅ、４ｆと別体で形成されている。また、放熱パターン５ａ_１〜５ａ_９、５ｂ_１〜５ｂ_９同士は、別体になっている。つまり、各放熱パターン５ａ_１〜５ａ_９、５ｂ_１〜５ｂ_９は、コイルパターン４ａ〜４ｅ、小パターン４ｆ、および他の放熱パターン５ａ_１〜５ａ_９、５ｂ_１〜５ｂ_９と別体になっている。

放熱パターン５ａ_１〜５ａ_９、５ｂ_１〜５ｂ_９に対して、パッド８ｂ、端子６ｉ、６ｏ、貫通孔３ａ、およびねじ１１は絶縁されている。ねじ１１の軸部１１ｂより径の大きな頭部１１ａが基板３の表面側に配置されるため、内層Ｌ２や裏側外面層Ｌ３の貫通孔３ａの周囲の絶縁領域（導体の無い領域）Ｒ２より、表側外面層Ｌ１の貫通孔３ａの周囲の絶縁領域Ｒ１の方が広くなっている（図３参照）。

複数の大径のスルーホール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、銅などの導体で柱状に形成された金属ピンから成る。表側外面層Ｌ１と裏側外面層Ｌ３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の下端は、絶縁シート１２と接触している（図４（ｂ）参照）。放熱ピン７ａ〜７ｅとこれらの周囲のパッド８ｃとスルーホール８ｄは、本発明の「熱的層間接続手段」の一例である。

図３（ａ）に示すように、表側外面層Ｌ１では、コイルパターン４ａに対して、放熱ピン７ａとこの周囲のパッド８ｃおよびスルーホール８ｄが接続されている。また、コイルパターン４ｂに対して、放熱ピン７ｂとこの周囲のパッド８ｃおよびスルーホール８ｄが接続されている。他の放熱ピン７ｃ〜７ｆとこれらの周囲のパッド８ｃおよびスルーホール８ｄは、放熱パターン５ａ_１〜５ａ_４、５ｂ_１〜５ｂ_４、コイルパターン４ａ、４ｂ、および小パターン４ｆに対して絶縁されている。また、放熱パターン５ａ_１〜５ａ_４、５ｂ_１〜５ｂ_４に対して、コイルパターン４ａ、４ｂと小パターン４ｆは絶縁されている。

図３（ｂ）に示すように、内層Ｌ２では、コイルパターン４ｃに対して、放熱ピン７ｃ、７ｅとこれらの周囲のスルーホール８ｄが接続されている。また、コイルパターン４ｄに対して、放熱ピン７ｄ、７ｆとこれらの周囲のスルーホール８ｄが接続されている。他の放熱ピン７ａ、７ｂとこれらの周囲のスルーホール８ｄは、放熱パターン５ａ_５、５ａ_６、５ｂ_５、５ｂ_６とコイルパターン４ｃ、４ｄに対して絶縁されている。また、放熱パターン５ａ_５、５ａ_６、５ｂ_５、５ｂ_６に対して、コイルパターン４ｃ、４ｄは絶縁されている。

図３（ｃ）に示すように、裏側外面層Ｌ３には、表側外面層Ｌ１のコイルパターン４ａに対応させて、放熱パターン５ａ_９が設けられ、コイルパターン４ｂに対応させて、放熱パターン５ｂ_９が設けられている。また、内層Ｌ２のコイルパターン４ｃに対応させて、放熱パターン５ａ_７、５ａ_８が設けられ、コイルパターン４ｄに対応させて、放熱パターン５ｂ_７、５ｂ_８が設けられている。

また、裏側外面層Ｌ３において、放熱ピン７ｃとこの周囲のパッド８ｃおよびスルーホール８ｄは、放熱パターン５ａ_７に接続されている。放熱ピン７ｅとこの周囲のパッド８ｃおよびスルーホール８ｄは、放熱パターン５ａ_８に接続されている。放熱ピン７ａとこの周囲のパッド８ｃおよびスルーホール８ｄは、放熱パターン５ａ_９に接続されている。

また、裏側外面層Ｌ３において、放熱ピン７ｄとこの周囲のパッド８ｃおよびスルーホール８ｄは、放熱パターン５ｂ_７に接続されている。放熱ピン７ｆとこの周囲のパッド８ｃおよびスルーホール８ｄは、放熱パターン５ｂ_８に接続されている。放熱ピン７ｂとこの周囲のパッド８ｃおよびスルーホール８ｄは、放熱パターン５ｂ_９に接続されている。

さらに、裏側外面層Ｌ３において、放熱パターン５ａ_７〜５ａ_９、５ｂ_７〜５ｂ_９に対して、コイルパターン４ｅおよび小パターン４ｆは絶縁されている。また、放熱ピン７ａ〜７ｆ、パッド８ｃ、およびスルーホール８ｄに対して、コイルパターン４ｅと小パターン４ｆは絶縁されている。

上記により、表側外面層Ｌ１のコイルパターン４ａと裏側外面層Ｌ３の放熱パターン５ａ_９は、放熱ピン７ａとこの周囲のパッド８ｃとスルーホール８ｄにより接続されている。また、表側外面層Ｌ１のコイルパターン４ｂと裏側外面層Ｌ３の放熱パターン５ｂ_９は、放熱ピン７ｂとこの周囲のパッド８ｃとスルーホール８ｄにより接続されている。つまり、表側外面層Ｌ１のコイルパターン４ａ、４ｂは、それぞれ１か所で、対応する裏側外面層Ｌ３の放熱パターン５ａ_９、５ｂ_９と接続されている。放熱ピン７ａ、７ｂとこれらの周囲のパッド８ｃとスルーホール８ｄは、本発明の「第１の熱的層間接続手段」の一例である。

内層Ｌ２のコイルパターン４ｃと裏側外面層Ｌ３の放熱パターン５ａ_７、５ａ_８は、放熱ピン７ｃ、７ｅとこれらの周囲のパッド８ｃとスルーホール８ｄにより接続されている。また、内層Ｌ２のコイルパターン４ｄと裏側外面層Ｌ３の放熱パターン５ｂ_７、５ｂ_８は、放熱ピン７ｄ、７ｆとこれらの周囲のパッド８ｃとスルーホール８ｄにより接続されている。つまり、内層Ｌ２のコイルパターン４ｃ、４ｄは、それぞれ２か所で、対応する裏側外面層Ｌ３の放熱パターン５ａ_７、５ａ_８、５ｂ_７、５ｂ_８と接続されている。放熱ピン７ｃ〜７ｆとこれらの周囲のパッド８ｃとスルーホール８ｄは、本発明の「第２の熱的層間接続手段」の一例である。

各放熱ピン７ａ〜７ｆの体積、各パッド８ｃの体積、および各スルーホール８ｄの体積は、それぞれ同一である。このため、表側外面層Ｌ１のコイルパターン４ａ、４ｂと裏側外面層Ｌ３の放熱パターン５ａ_９、５ｂ_９を接続する複数（２カ所）の第１の熱的層間接続手段の合計容積より、内層Ｌ２のコイルパターン４ｃ、４ｄと裏側外面層Ｌ３の放熱パターン５ａ_７、５ａ_８、５ｂ_７、５ｂ_８を接続する複数（４カ所）の第２の熱的層間接続手段の合計容積の方が、大きくなっている。前者の第１の熱的層間接続手段は、放熱ピン７ａ、７ｂとこれらの周囲のパッド８ｃとスルーホール８ｄのことであり、後者の第２の熱的層間接続手段は、放熱ピン７ｃ〜７ｅとこれらの周囲のパッド８ｃとスルーホール８ｄのことである。

コイルパターン４ａ〜４ｅには大電流が流れるため、コイルパターン４ａ〜４ｅが発熱源となって、基板３の温度が上昇する。

表側外面層Ｌ１では、基板３の熱は、放熱パターン５ａ_１〜５ａ_４、５ｂ_１〜５ｂ_４に拡散され、パターン４ａ、４ｂ、４ｆ、５ａ_１〜５ａ_４、５ｂ_１〜５ｂ_４などの導体の表面で放熱される。また、基板３の熱は、放熱ピン７ａ〜７ｆやスルーホール８ｄ、８ａやスルーホール群９ａ〜９ｄなどの基板３を貫通する導体を伝って、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〜９ｄは、サーマルビアとして機能する。

特に、表側外面層Ｌ１のコイルパターン４ａ、４ｂで発生した熱は、放熱ピン７ａ、７ｂなどを伝って裏側外面層Ｌ３の放熱パターン５ａ_９、５ｂ_９に拡散され、放熱パターン５ａ_９、５ｂ_９の表面や放熱ピン７ａ、７ｂの下面から絶縁シート１２を介してヒートシンク１０で放熱される。

内層Ｌ２では、基板３の熱は、放熱パターン５ａ_５、５ａ_６、５ｂ_５、５ｂ_６に拡散され、放熱ピン７ａ〜７ｆやスルーホール８ｄやスルーホール群９ａ〜９ｄなどの基板３を貫通する導体を伝って、絶縁シート１２を介してヒートシンク１０で放熱される。特に、コイルパターン４ｃ、４ｄで発生した熱は、放熱ピン７ｃ〜７ｆなどを伝って裏側外面層Ｌ３の放熱パターン５ａ_７、５ａ_８、５ｂ_７、５ｂ_８に拡散され、放熱パターン５ａ_７、５ａ_８、５ｂ_７、５ｂ_８の表面や放熱ピン７ｃ〜７ｆの下面から絶縁シート１２を介してヒートシンク１０で放熱される。

裏側外面層Ｌ３では、基板３の熱は、放熱パターン５ａ_７〜５ａ_９、５ｂ_７〜５ｂ_９に拡散され、パターン４ｅ、４ｆ、５ａ_７〜５ａ_９、５ｂ_７〜５ｂ_９などの導体の表面から絶縁シート１２を介してヒートシンク１０で放熱される。特に、コイルパターン４ｅで発生した熱は、コイルパターン４ｅの表面から絶縁シート１２を介してヒートシンク１０で放熱される。

上記第１実施形態によると、基板３の表側外面層Ｌ１と内層Ｌ２のコイルパターン４ａ〜４ｄで発生した熱が、放熱ピン７ａ〜７ｆなどの熱的層間接続手段により、裏側外面層Ｌ３の放熱パターン５ａ_７〜５ａ_９、５ｂ_７〜５ｂ_９に伝えられる。そして、該熱が、放熱パターン５ａ_７〜５ａ_９、５ｂ_７〜５ｂ_９の表面からヒートシンク１０に伝わって、ヒートシンク１０で放熱される。

また、表側外面層Ｌ１では、コイルパターン４ａ、４ｂで発生した熱が、該パターン４ａ、４ｂの表面からも放熱される。裏側外面層Ｌ３では、コイルパターン４ｅで発生した熱が、該パターン４ｅの表面からヒートシンク１０に伝わって、ヒートシンク１０で放熱される。

よって、コイルパターン４ａ〜４ｅからの発熱を外部へ放熱させ易くすることができる。またこの結果、コイルパターン４ａ〜４ｅの発熱が許容されるので、コイルパターン４ａ〜４ｅを基板３の板面方向に大きく広げなくてもよくなり、基板３と磁気デバイス１が大型化するのを回避することができる。

また、異なる層Ｌ１〜Ｌ３のコイルパターン４ａ〜４ｅ同士をスルーホール群９ａ〜９ｄで接続し、コイルパターン４ａ〜４ｄと放熱パターン５ａ_７〜５ａ_９、５ｂ_７〜５ｂ_９を放熱ピン７ａ〜７ｆなどで接続している。また、コイルパターン４ｅを放熱パターン５ａ_７〜５ａ_９、５ｂ_７〜５ｂ_９と絶縁している。このため、コイルパターン４ａ〜４ｅの通電経路と放熱経路を確実に分けることができる。

また、基板３の表側外面層Ｌ１と内層Ｌ２にある各コイルパターン４ａ〜４ｄで発生した熱を、放熱ピン７ａ〜７ｆや裏側外面層Ｌ３の放熱パターン５ａ_７〜５ａ_９、５ｂ_７〜５ｂ_９などの異なる放熱経路でヒートシンク１０に伝えて、効率良く放熱させることができる。

さらに、表側外面層Ｌ１のコイルパターン４ａ、４ｂと裏側外面層Ｌ３の放熱パターン５ａ_９、５ｂ_９を接続する第１の熱的層間接続手段の数より、内層Ｌ２のコイルパターン４ｃ、４ｄと裏側外面層Ｌ３の放熱パターン５ａ_７、５ａ_８、５ｂ_７、５ｂ_８を接続する第２の熱的層間接続手段の数の方が多くなっている。これにより、表側外面層Ｌ１のコイルパターン４ａ、４ｂから裏側外面層Ｌ３の放熱パターン５ａ_９、５ｂ_９への伝熱容積より、内層Ｌ２のコイルパターン４ｃ、４ｄから裏側外面層Ｌ３の放熱パターン５ａ_７、５ａ_８、５ｂ_７、５ｂ_８への伝熱容積の方が大きくなる。このため、外気に触れない内層Ｌ２のコイルパターン４ｃ、４ｄで発生した熱を、表側外面層Ｌ１のコイルパターン４ａ、４ｂで発生した熱より、裏側外面層Ｌ３へ伝わり易くすることができる。そして、その内層Ｌ２の発熱を、裏側外面層Ｌ３からヒートシンク１０を介して外部へ放熱して、基板３にこもり難くすることが可能となる。

次に、第２実施形態による磁気デバイス１’と、該磁気デバイス１’に備わるコイル一体型プリント基板３’（以下、単に「基板３’」という。）の構造を、図５および図６を参照しながら説明する。

図５は、基板３’の各層の平面図である。図６は、磁気デバイス１’の断面図であって、図５のＺ−Ｚ断面を示している。

基板３’は、表面（図６で上面）に、図５（ａ）に示すような表側外面層Ｌ１’が設けられ、裏面（図６で下面）に、図５（ｂ）に示すような裏側外面層Ｌ２’が設けられた、２層の厚銅箔基板から構成されている。

図６に示すように、上コア２ａの各凸部２ｍ、２Ｌ、２ｒは、基板３’の貫通孔３ｍ、３Ｌ、３ｒにそれぞれ挿入されることにより、各層Ｌ１’、Ｌ２’を貫通している。基板３’の裏側外面層Ｌ２’側には、ヒートシンク１０が近接状態でねじ１１により固定されている。基板３’とヒートシンク１０の間には、絶縁シート１２が挟み込まれている。

図５に示すように、基板３’には、スルーホール８ａ、８ｄ、スルーホール群９ａ’、９ｂ’、パッド８ｂ、８ｃ、端子６ｉ、６ｏ、パターン４ａ’〜４ｃ’、５Ｌ_１〜５Ｌ_７、５ｒ_１〜５ｒ_７、およびピン７ａ’〜７ｆ’といった導体が設けられている。スルーホール８ａ、８ｄとスルーホール群９ａ’、９ｂ’は、異なる層Ｌ１’、Ｌ２’にあるパターン４ａ’〜４ｃ’、５Ｌ_５〜５Ｌ_７、５ｒ_５〜５ｒ_７同士を接続する。

詳しくは、スルーホール８ａは、基板３’を貫通していて、表側外面層Ｌ１’のパターン４ａ’、４ｂ’と裏側外面層Ｌ２’を接続する。スルーホール８ｄは、図６に示すように基板３’を貫通していて、表側外面層Ｌ１’と裏側外面層Ｌ２’を接続したり、表側外面層Ｌ１’のパターン４ａ’、４ｂ’と裏側外面層Ｌ２’のパターン５Ｌ_５〜５Ｌ_７、５ｒ_５〜５ｒ_７を接続したりする。

各スルーホール群９ａ’、９ｂ’は、スルーホール８ａ、８ｄより小径で、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。スルーホール群９ａ’は、表側外面層Ｌ１’のパターン４ａ’と裏側外面層Ｌ２’のパターン４ｃ’を接続する。スルーホール群９ｂ’は、表側外面層Ｌ１’のパターン４ｂ’と裏側外面層Ｌ２’のパターン４ｃ’を接続する。

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、面対称になっている。コイルパターン４ａ’〜４ｃ’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’〜４ｃ’での発熱量をある程度に抑えて、しかもコイルパターン４ａ’〜４ｃ’の表面から放熱できるように設定されている。

図５（ａ）に示すように、表側外面層Ｌ１’において、コイルパターン４ａ’は、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、凸部２ｒの周囲４方向に２回巻回されている。

図５（ｂ）に示すように、裏側外面層Ｌ２’において、コイルパターン４ｃ’は、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。

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、スルーホール群９ａ’により接続されている。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、スルーホール群９ｂ’により接続されている。

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、銅めっきが施されていて、該スルーホールの内側は、銅などで埋められていてもよい。スルーホール群９ａ’、９ｂ’は、本発明の「電気的層間接続手段」の一例である。

コイルパターン４ａ’の他端は、パッド８ｂとスルーホール８ａを介して、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８ａを介して、端子６ｏと接続されている。

つまり、基板３’のコイルパターン４ａ’〜４ｃ’は、表側外面層Ｌ１’で、起点である端子６ｉから、凸部２Ｌの周囲に１回目と２回目が巻かれた後、スルーホール群９ａ’を経由して、裏側外面層Ｌ２’に接続される。

次に、コイルパターン４ａ’〜４ｃ’は、裏側外面層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、スルーホール群９ｂ’を経由して、表側外面層Ｌ１’
に接続される。そして、コイルパターン４ａ’〜４ｃ’は、表側外面層Ｌ１’で、凸部２ｒの周囲に５回目と６回目が巻かれた後、終点である端子６ｏに接続される。

磁気デバイス１’に流れる電流も、上記のように端子６ｉ、コイルパターン４ａ’、スルーホール群９ａ’、コイルパターン４ｃ’、スルーホール群９ｂ’、コイルパターン４ｂ’、および端子６ｏの順番で流れる。

放熱パターン５Ｌ_１〜５Ｌ_７、５ｒ_１〜５ｒ_７は、各層Ｌ１’、Ｌ２’のコイルパターン４ａ’〜４ｃ’の周辺にある空き領域に、該パターン４ａ’〜４ｃ’と別体で形成されている。また、放熱パターン５Ｌ_１〜５Ｌ_７、５ｒ_１〜５ｒ_７同士は、別体になっている。つまり、各放熱パターン５Ｌ_１〜５Ｌ_７、５ｒ_１〜５ｒ_７は、コイルパターン４ａ’〜４ｃ’および他の放熱パターン５Ｌ_１〜５Ｌ_７、５ｒ_１〜５ｒ_７と別体になっている。放熱パターン５Ｌ_１〜５Ｌ_７、５ｒ_１〜５ｒ_７に対して、パッド８ｂ、端子６ｉ、６ｏ、貫通孔３ａ、およびねじ１１は絶縁されている。

複数の大径のスルーホール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、銅などの導体で柱状に形成された金属ピンから成る。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’の下端は、絶縁シート１２と接触している（図６参照）。放熱ピン７ａ’〜７ｆ’とこれらの周囲のパッド８ｃとスルーホール８ｄは、本発明の「熱的層間接続手段」の一例である。

図５（ａ）に示すように、表側外面層Ｌ１’では、コイルパターン４ａ’、４ｂ’の一部に、それぞれ幅広部４ｓ、４ｔを設けている。コイルパターン４ａ’の幅広部４ｓには、放熱ピン７ａ’、７ｃ’、７ｅ’とこれらの周囲のパッド８ｃおよびスルーホール８ｄが接続されている。コイルパターン４ｂ’の幅広部４ｔには、放熱ピン７ｂ’、７ｄ’、７ｆ’
とこれらの周囲のパッド８ｃおよびスルーホール８ｄが接続されている。放熱パターン５Ｌ_１〜５Ｌ_４、５ｒ_１〜５ｒ_４に対して、コイルパターン４ａ’、４ｂ’、放熱ピン７ａ’〜７ｆ’、パッド８ｃ、およびスルーホール８ｄは絶縁されている。

図５（ｂ）に示すように、裏側外面層Ｌ２’では、表側外面層Ｌ１’のコイルパターン４ａ’に対応させて、放熱パターン５Ｌ_５〜５Ｌ_７が設けられ、コイルパターン４ｂ’に対応させて、放熱パターン５ｒ_５〜５ｒ_７が設けられている。

また、裏側外面層Ｌ２’において、放熱ピン７ｃ’とこの周囲のパッド８ｃおよびスルーホール８ｄは、放熱パターン５Ｌ_５に接続されている。放熱ピン７ｅ’とこの周囲のパッド８ｃおよびスルーホール８ｄは、放熱パターン５Ｌ_６に接続されている。放熱ピン７ａ’とこの周囲のパッド８ｃおよびスルーホール８ｄは、放熱パターン５Ｌ_７に接続されている。

また、裏側外面層Ｌ２’において、放熱ピン７ｄ’とこの周囲のパッド８ｃおよびスルーホール８ｄは、放熱パターン５ｒ_５に接続されている。放熱ピン７ｆ’とこの周囲のパッド８ｃおよびスルーホール８ｄは、放熱パターン５ｒ_６に接続されている。放熱ピン７ｂ’とこの周囲のパッド８ｃおよびスルーホール８ｄは、放熱パターン５ｒ_７に接続されている。

さらに、裏側外面層Ｌ２’において、放熱パターン５Ｌ_５〜５Ｌ_７、５ｒ_５〜５ｒ_７に対して、コイルパターン４ｃ’は絶縁されている。また、放熱ピン７ａ’〜７ｆ’、パッド８ｃ、およびスルーホール８ｄに対して、コイルパターン４ｃ’は絶縁されている。

上記により、表側外面層Ｌ１’のコイルパターン４ａ’と裏側外面層Ｌ２’の放熱パターン５Ｌ_５〜５Ｌ_７は、放熱ピン７ｃ’、７ｅ’、７ａ’とこの周囲のパッド８ｃとスルーホール８ｄにより接続されている。また、表側外面層Ｌ１’のコイルパターン４ｂ’と裏側外面層Ｌ２’の放熱パターン５ｒ_５〜５ｒ_７は、放熱ピン７ｄ’、７ｆ’、７ｂ’とこの周囲のパッド８ｃとスルーホール８ｄにより接続されている。つまり、表側外面層Ｌ１’のコイルパターン４ａ’、４ｂ’は、それぞれ３か所で、対応する裏側外面層Ｌ２’の放熱パターン５Ｌ_５〜５Ｌ_７、５ｒ_５〜５ｒ_７と接続されている。

コイルパターン４ａ’〜４ｃ’には大電流が流れるため、コイルパターン４ａ’〜４ｃ’が発熱源となって、基板３’の温度が上昇する。表側外面層Ｌ１’では、基板３’の熱は、放熱パターン５Ｌ_１〜５Ｌ_４、５ｒ_１〜５ｒ_４に拡散され、パターン４ａ’、４ｂ’、５Ｌ_１〜５Ｌ_４、５ｒ_１〜５ｒ_４などの導体の表面で放熱される。また、基板３’の熱は、放熱ピン７ａ’〜７ｆ’やスルーホール８ｄ、８ａやスルーホール群９ａ’、９ｂ’などの基板３’を貫通する導体を伝って、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機能する。

コイルパターン４ａ’、４ｂ’の幅が狭い部分は、他より発熱量が高くなる。コイルパターン４ａ’、４ｂ’で発生した熱は、放熱ピン７ａ’〜７ｆ’などを伝って裏側外面層Ｌ２’の放熱パターン５Ｌ_１〜５Ｌ_４、５ｒ_１〜５ｒ_４に拡散され、放熱パターン５Ｌ_１〜５Ｌ_４、５ｒ_１〜５ｒ_４の表面や放熱ピン７ａ’〜７ｆ’の下面から絶縁シート１２を介してヒートシンク１０で放熱される。

裏側外面層Ｌ２’では、基板３’の熱は、放熱パターン５Ｌ_５〜５Ｌ_７、５ｒ_５〜５ｒ_７に拡散され、パターン４ｃ’、５Ｌ_５〜５Ｌ_７、５ｒ_５〜５ｒ_７などの導体の表面から絶縁シート１２を介してヒートシンク１０で放熱される。特に、コイルパターン４ｃ’で発生した熱は、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で放熱される。

上記第２実施形態によると、基板３’の表側外面層Ｌ１’のコイルパターン４ａ’、４ｂ’で発生した熱が、該パターン４ａ’、４ｂ’の表面から放熱されるとともに、放熱ピン７ａ’〜７ｆ’などの熱的層間接続手段により、裏側外面層Ｌ２’の放熱パターン５Ｌ_５〜５Ｌ_７、５ｒ_５〜５ｒ_７に伝えられる。そして、該熱が、放熱パターン５Ｌ_５〜５Ｌ_７、５ｒ_５〜５ｒ_７の表面からヒートシンク１０に伝わって、ヒートシンク１０で放熱される。また、裏側外面層Ｌ２’のコイルパターン４ｃ’で発生した熱が、該パターン４ｃ’の表面からヒートシンク１０に伝わって、ヒートシンク１０で放熱される。

よって、コイルパターン４ａ’〜４ｃ’からの発熱を外部へ放熱させ易くすることができる。またこの結果、コイルパターン４ａ’〜４ｃ’の発熱が許容されるので、コイルパターン４ａ’〜４ｃ’を基板３’の板面方向に大きく広げなくてもよくなり、基板３’と磁気デバイス１’が大型化するのを回避することができる。

また、異なる層Ｌ１’、Ｌ２’のコイルパターン４ａ’〜４ｃ’同士をスルーホール群９ａ’、９ｂ’で接続し、コイルパターン４ａ’〜４ｃ’と放熱パターン５Ｌ_５〜５Ｌ_７、５ｒ_５〜５ｒ_７を放熱ピン７ａ’〜７ｆ’などで接続している。さらに、コイルパターン４ｃ’を放熱パターン５Ｌ_５〜５Ｌ_７、５ｒ_５〜５ｒ_７と絶縁している。このため、コイルパターン４ａ’〜４ｃ’の通電経路と放熱経路を確実に分けることができる。

次に、第３実施形態による磁気デバイス１”と、該磁気デバイス１”に備わるコイル一体型プリント基板３”（以下、単に「基板３”」という。）の構造を、図７および図８を参照しながら説明する。

図７は、基板３”の各層の平面図である。図８は、磁気デバイス１”の断面図であって、図７のＶ−Ｖ断面を示している。

基板３”は、表面（図８で上面）に、図７（ａ）に示すような表側外面層Ｌ１”が設けられ、裏面（図８で下面）に、図７（ｂ）に示すような裏側外面層Ｌ２”が設けられた、２層の厚銅箔基板から構成されている。

図８に示すように、上コア２ａの各凸部２ｍ、２Ｌ、２ｒは、基板３”の貫通孔３ｍ、３Ｌ、３ｒにそれぞれ挿入されることにより、各層Ｌ１”、Ｌ２”を貫通している。基板３”の裏側外面層Ｌ２”側には、ヒートシンク１０が近接状態でねじ１１（図７）により固定されている。基板３”とヒートシンク１０の間には、絶縁シート１２が挟み込まれている。

図７に示すように、基板３”には、スルーホール８ａ、８ｄ、スルーホール群９ａ”、９ｂ”、パッド８ｂ、８ｃ、端子６ｉ、６ｏ、パターン４ａ”〜４ｃ”、４ｕ、５ｓ_０〜５ｓ_６、およびピン７ａ”〜７ｆ”といった導体が設けられている。スルーホール８ａ、８ｄとスルーホール群９ａ”、９ｂ”は、異なる層Ｌ１”、Ｌ２”にあるパターン４ａ”〜４ｃ”、５ｓ_１〜５ｓ_６同士を接続する。

詳しくは、スルーホール８ａは、基板３”を貫通していて、表側外面層Ｌ１”のパターン４ａ”、４ｂ”と裏側外面層Ｌ２”を接続する。スルーホール８ｄは、図８に示すように基板３”を貫通していて、表側外面層Ｌ１”と裏側外面層Ｌ２”を接続したり、表側外面層Ｌ１”のパターン４ａ”、４ｂ”と裏側外面層Ｌ２”のパターン５ｓ_１〜５ｓ_６を接続したりする。

各スルーホール群９ａ”、９ｂ”は、スルーホール８ａ、８ｄより小径で、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。スルーホール群９ａ”は、表側外面層Ｌ１”のパターン４ａ”と裏側外面層Ｌ２”のパターン４ｃ”を接続する。スルーホール群９ｂ”は、表側外面層Ｌ１”のパターン４ｂ”と裏側外面層Ｌ２”のパターン４ｃ”を接続する。

各層Ｌ１”、Ｌ２”には、コイルパターン４ａ”〜４ｃ”と放熱パターン５ｓ_０〜５ｓ_６、４ｕが形成されている。これらのパターン４ａ”〜４ｃ”、４ｕ、５ｓ_０〜５ｓ_６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、面対称になっている。コイルパターン４ａ”〜４ｃ”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”〜４ｃ”での発熱量をある程度に抑えて、しかもコイルパターン４ａ”〜４ｃ”の表面から放熱できるように設定されている。

図７（ａ）に示すように、表側外面層Ｌ１”において、コイルパターン４ａ”は、凸部２Ｌの周囲４方向に１回巻回されている。コイルパターン４ｂ”は、凸部２ｒの周囲４方向に１回巻回されている。

図７（ｂ）に示すように、裏側外面層Ｌ２”において、コイルパターン４ｃ”は、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。

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群９ａ”により接続されている。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群９ｂ”により接続されている。

スルーホール群９ａ”、９ｂ”をそれぞれ構成する小径の各スルーホールの表面には、銅めっきが施されていて、該各スルーホールの内側は、銅などで埋められていてもよい。スルーホール群９ａ”、９ｂ”は、本発明の「電気的層間接続手段」の一例である。

コイルパターン４ａ”の他端は、パッド８ｂとスルーホール８ａを介して、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８ａを介して、端子６ｏと接続されている。

つまり、基板３”のコイルパターン４ａ”〜４ｃ”は、表側外面層Ｌ１”で、起点である端子６ｉから、凸部２Ｌの周囲に１回目が巻かれた後、スルーホール群９ａ’を経由して、裏側外面層Ｌ２”に接続される。

次に、コイルパターン４ａ”〜４ｃ”は、裏側外面層Ｌ２”で、凸部２Ｌの周囲に２回目が巻かれ、凸部２ｍの周囲を経由して、凸部２ｒの周囲に３回目が巻かれた後、スルーホール群９ｂ”を経由して、表側外面層Ｌ１”に接続される。そして、コイルパターン４ａ”〜４ｃ”は、表側外面層Ｌ１”で、凸部２ｒの周囲に４回目が巻かれた後、終点である端子６ｏに接続される。

磁気デバイス１”に流れる電流も、上記のように端子６ｉ、コイルパターン４ａ”、スルーホール群９ａ”、コイルパターン４ｃ”、スルーホール群９ｂ”、コイルパターン４ｂ”、および端子６ｏの順番で流れる。

図７（ａ）に示すように、表側表面層Ｌ１”のコイルパターン４ａ”、４ｂ”の周辺にある空き領域には、放熱パターン５ｓ_０が、コイルパターン４ａ”、４ｂ”と別体で複数（８つ）形成されている。放熱パターン５ｓ_０同士は、別体になっている。放熱パターン５ｓ_０に対して、パッド８ｂ、端子６ｉ、６ｏ、貫通孔３ａ、およびねじ１１は絶縁されている。

図７（ｂ）に示すように、裏側外面層Ｌ２”のコイルパターン４ｃ”の周辺にある空き領域には、放熱パターン５ｓ_１〜５ｓ_６が、コイルパターン４ｃ”と別体で形成されている。放熱パターン５ｓ_１〜５ｓ_３は、本発明の「第１放熱パターン」の一例である。

また、裏側外面層Ｌ２”のコイルパターン４ｃ”の一部の幅を拡張することにより、放熱パターン４ｕが、コイルパターン４ｃ”と一体で複数（４つ）形成されている。つまり、放熱パターン４ｕは、コイルパターン４ｃ”に接続されている。放熱パターン４ｕは、本発明の「第２放熱パターン」の一例である。

放熱パターン５ｓ_１〜５ｓ_６、４ｕ同士は、別体になっている。放熱パターン５ｓ_１〜５ｓ_６、４ｕに対して、パッド８ｂ、端子６ｉ、６ｏ、貫通孔３ａ、およびねじ１１は絶縁されている。

複数の大径のスルーホール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、銅などの導体で柱状に形成された金属ピンから成る。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”の下端は、絶縁シート１２を介してヒートシンク１０と接触している（図８参照）。放熱ピン７ａ”〜７ｆ”とこれらの周囲のパッド８ｃとスルーホール８ｄは、本発明の「熱的層間接続手段」の一例である。

図７（ａ）に示すように、表側外面層Ｌ１”では、コイルパターン４ａ”、４ｂ”の一部に、それぞれ幅広部４ｓ”、４ｔ”を設けている。コイルパターン４ａ”の幅広部４ｓ”には、放熱ピン７ａ”、７ｃ”、７ｅ”とこれらの周囲のパッド８ｃおよびスルーホール８ｄが接続されている。コイルパターン４ｂ”の幅広部４ｔ”には、放熱ピン７ｂ”、７ｄ”、７ｆ”とこれらの周囲のパッド８ｃおよびスルーホール８ｄが接続されている。放熱パターン５ｓ_０に対して、コイルパターン４ａ”、４ｂ”、放熱ピン７ａ”〜７ｆ”、パッド８ｃ、およびスルーホール８ｄは絶縁されている。

図７（ｂ）に示すように、裏側外面層Ｌ２”では、表側外面層Ｌ１”のコイルパターン４ａ”に対応させて、放熱パターン５ｓ_１〜５ｓ_３が設けられ、コイルパターン４ｂ”に対応させて、放熱パターン５ｓ_４〜５ｓ_６が設けられている。

また、裏側外面層Ｌ２”において、放熱ピン７ｃ”とこの周囲のパッド８ｃおよびスルーホール８ｄは、放熱パターン５ｓ_１に接続されている。放熱ピン７ｅ”とこの周囲のパッド８ｃおよびスルーホール８ｄは、放熱パターン５ｓ_２に接続されている。放熱ピン７ａ”とこの周囲のパッド８ｃおよびスルーホール８ｄは、放熱パターン５ｓ_３に接続されている。

また、裏側外面層Ｌ２”において、放熱ピン７ｄ”とこの周囲のパッド８ｃおよびスルーホール８ｄは、放熱パターン５ｓ_４に接続されている。放熱ピン７ｆ”とこの周囲のパッド８ｃおよびスルーホール８ｄは、放熱パターン５ｓ_５に接続されている。放熱ピン７ｂ”とこの周囲のパッド８ｃおよびスルーホール８ｄは、放熱パターン５ｓ_６に接続されている。

さらに、裏側外面層Ｌ２”において、放熱パターン５ｓ_１〜５ｓ_６に対して、コイルパターン４ｃ”は絶縁されている。また、放熱ピン７ａ”〜７ｆ”、パッド８ｃ、およびスルーホール８ｄに対して、コイルパターン４ｃ”は絶縁されている。

上記により、表側外面層Ｌ１”のコイルパターン４ａ”と裏側外面層Ｌ２”の放熱パターン５ｓ_１〜５ｓ_３は、放熱ピン７ｃ”、７ｅ”、７ａ”とこの周囲のパッド８ｃとスルーホール８ｄにより接続されている。また、表側外面層Ｌ１”のコイルパターン４ｂ”と裏側外面層Ｌ２”の放熱パターン５ｓ_４〜５ｓ_６は、放熱ピン７ｄ”、７ｆ”、７ｂ”とこの周囲のパッド８ｃとスルーホール８ｄにより接続されている。

図７に示すように、裏側外面層Ｌ２”のコイルパターン４ｃ”の面積（放熱パターン４ｕの面積も含む）より、表側外面層Ｌ１”のコイルパターン４ａ”、４ｂ”とこれに対応する裏側外面層Ｌ２”の放熱パターン５ｓ_１〜５ｓ_６の合計面積の方が大きくなっている。また、放熱パターン４ｕの合計面積より、放熱パターン５ｓ_１〜５ｓ_６の合計面積の方が大きくなっている。

コイルパターン４ａ”〜４ｃ”には大電流が流れるため、コイルパターン４ａ”〜４ｃ”が発熱源となって、基板３”の温度が上昇する。表側外面層Ｌ１”では、基板３”の熱は、放熱パターン５ｓ_０に拡散され、パターン４ａ”、４ｂ”、５ｓ_０などの導体の表面で放熱される。また、基板３”の熱は、放熱ピン７ａ”〜７ｆ”やスルーホール８ｄ、８ａやスルーホール群９ａ”、９ｂ”などの基板３”を貫通する導体を伝って、絶縁シート１２を介してヒートシンク１０で放熱される。特に、コイルパターン４ａ”、４ｂ”で発生した熱は、放熱ピン７ａ”〜７ｆ”などを伝って裏側外面層Ｌ２”の放熱パターン５ｓ_１〜５ｓ_６に拡散され、放熱パターン５ｓ_１〜５ｓ_６の表面や放熱ピン７ａ”〜７ｆ”の下面から絶縁シート１２を介してヒートシンク１０で放熱される。

裏側外面層Ｌ２”では、基板３”の熱は、放熱パターン５ｓ_１〜５ｓ_６に拡散され、パターン４ｃ”、４ｕ、５ｓ_１〜５ｓ_６などの導体の表面から絶縁シート１２を介してヒートシンク１０で放熱される。特に、コイルパターン４ｃ”で発生した熱は、放熱パターン４ｕに拡散され、パターン４ｃ”、４ｕの表面から絶縁シート１２を介してヒートシンク１０で放熱される。

上記第３実施形態によると、基板３”の表側外面層Ｌ１”のコイルパターン４ａ”、４ｂ”で発生した熱が、該パターン４ａ”、４ｂ”の表面から放熱されるとともに、放熱ピン７ａ”〜７ｆ”などの熱的層間接続手段により、裏側外面層Ｌ２”の放熱パターン５ｓ_１〜５ｓ_６に伝えられる。そして、該熱が、放熱パターン５ｓ_１〜５ｓ_６の表面からヒートシンク１０に伝わって、ヒートシンク１０で放熱される。また、裏側外面層Ｌ２”のコイルパターン４ｃ”で発生した熱が、放熱パターン４ｕに拡散され、該パターン４ｃ”、４ｕの表面からヒートシンク１０に伝わって、ヒートシンク１０で放熱される。

よって、コイルパターン４ａ”〜４ｃ”からの発熱を外部へ放熱させ易くすることができる。またこの結果、コイルパターン４ａ”〜４ｃ”の発熱が許容されるので、コイルパターン４ａ”〜４ｃ”を基板３”の板面方向に大きく広げなくてもよくなり、基板３”と磁気デバイス１”が大型化するのを回避することができる。

また、異なる層Ｌ１”、Ｌ２”のコイルパターン４ａ”〜４ｃ”同士をスルーホール群９ａ”、９ｂ”で接続し、コイルパターン４ａ”〜４ｃ”と放熱パターン５ｓ_１〜５ｓ_６を放熱ピン７ａ”〜７ｆ”などで接続している。さらに、コイルパターン４ｃ”を放熱パターン５ｓ_１〜５ｓ_６と絶縁している。このため、コイルパターン４ａ”〜４ｃ”の通電経路と放熱経路を確実に分けることができる。

また、裏側外面層Ｌ２”のコイルパターン４ｃ”の面積より、表側外面層Ｌ１”のコイルパターン４ａ”、４ｂ”とこれに接続した裏側外面層Ｌ２”の放熱パターン５ｓ_１〜５ｓ_６の合計面積の方が大きくなっている。また、放熱パターン４ｕの合計面積より、放熱パターン５ｓ_１〜５ｓ_６の合計面積の方が大きくなっている。このため、基板３”の表側表面層Ｌ１”側にヒートシンク１０を設けなくても、表側表面層Ｌ１”のコイルパターン４ａ”、４ｂ”で発生した熱を、表側表面層Ｌ１”のパターン４ａ”、４ｂ”、５ｓ_０の表面や、裏側表面層Ｌ２”のパターン５ｓ_１〜５ｓ_６に近接するヒートシンク１０から、放熱させ易くすることができる。また、裏側表面層Ｌ２”のコイルパターン４ｃ”で発生した熱を、該パターン４ｃ”や放熱パターン４ｕからヒートシンク１０を介して放熱させ易くすることができる。

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’、３”の全ての層Ｌ１〜Ｌ３、Ｌ１’、Ｌ２’、Ｌ１”、Ｌ２”にコイルパターン４ａ〜４ｅ、４ａ’〜４ｃ’、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。複数の層を有する基板において、放熱パターンを設けた外面層と、これ以外の少なくとも１層に、コイルパターンを形成すればよい。

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’、３”に
コイルパターン４ａ〜４ｅ、４ａ’〜４ｃ’、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。

また、以上の実施形態では、基板３、３’、３”の裏側の外面層Ｌ３、Ｌ２’、Ｌ２”に、他の層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ１’、Ｌ１”にあるコイルパターン４ａ〜４ｄ、４ａ’、４ｂ’
、４ａ”、４ｂ”に対応する放熱パターン５ａ_７〜５ａ_９、５ｂ_７〜５ｂ_９、５Ｌ_５〜５Ｌ_７、５ｒ_５〜５ｒ_７、５ｓ_１〜５ｓ_６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。これ以外に、基板の表側と裏側の両外面層に、内層にあるコイルパターンに対応する放熱パターンを設けてもよい。

また、以上の実施形態では、異なる層Ｌ１〜Ｌ３、Ｌ１’、Ｌ２’、Ｌ１”、Ｌ２”の対応するコイルパターン４ａ〜４ｄ、４ａ’、４ｂ’、４ａ”、４ｂ”と放熱パターン５ａ_７〜５ａ_９、５ｂ_７〜５ｂ_９、５Ｌ_５〜５Ｌ_７、５ｒ_５〜５ｒ_７、５ｓ_１〜５ｓ_６を、放熱ピン７ａ〜７ｆ、７ａ’〜７ｆ’、７ａ”〜７ｆ”とパッド８ｃとスルーホール８ｄ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つの熱的層間接続手段により、異なる層の対応するコイルパターンと放熱パターンを接続してもよい。

また、図３などに示した第１実施形態では、表側外面層Ｌ１や内層Ｌ２のコイルパターン４ａ〜４ｄを裏側外面層Ｌ３の放熱パターン５ａ_７〜５ａ_９、５ｂ_７〜５ｂ_９に熱的に接続する放熱ピン７ａ〜７ｆなどの熱的層間接続手段の径を同一にした例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、図９に示す第４実施形態のコイル一体型プリント基板３３（以下、単に「基板３３」という。）のように、放熱ピン３７ａ〜３７ｆなどの熱的層間接続手段の径を異ならせてもよい。

図９に示す基板３３において、各スルーホール８ｄ、８ｄ’には、放熱ピン３７ａ〜３７ｆが埋め込まれている。放熱ピン３７ａ〜３７ｆは、銅などの導体で柱状に形成された金属ピンから成る。放熱ピン３７ａ、３７ｂとこれらの周囲のスルーホール８ｄ’とパッド８ｃ’の各径より、放熱ピン３７ｃ、３７ｄ、３７ｅ、３７ｆとこれらの周囲のスルーホール８ｄとパッド８ｃの各径の方が大きくなっている。放熱ピン３７ａ〜３７ｆとこれらの周囲のスルーホール８ｄ’、８ｄとパッド８ｃ’、８ｃは、本発明の「熱的層間接続手段」の一例である。

放熱ピン３７ａ、３７ｂとこれらの周囲のスルーホール８ｄ’とパッド８ｃ’は、表側外面層Ｌ１のコイルパターン４ａ、４ｂと裏側外面層Ｌ３の放熱パターン５ａ_９、５ｂ_９とをそれぞれ熱的に接続している。放熱ピン３７ａ、３７ｂとこれらの周囲のスルーホール８ｄ’とパッド８ｃ’は、本発明の「第１の熱的層間接続手段」の一例である。

放熱ピン３７ｃ、３７ｄ、３７ｅ、３７ｆとこれらの周囲のスルーホール８ｄとパッド８ｃは、内層Ｌ２のコイルパターン４ｃ、４ｄの拡張領域４ｔ_３〜４ｔ_６と裏側外面層Ｌ３の放熱パターン５ａ_７、５ａ_８、５ｂ_７、５ｂ_８とをそれぞれ熱的に接続している。放熱ピン３７ｃ、３７ｄ、３７ｅ、３７ｆとこれらの周囲のスルーホール８ｄとパッド８ｃは、本発明の「第２の熱的層間接続手段」の一例である。

つまり、表側外面層Ｌ１のコイルパターン４ａ、４ｂと裏側外面層Ｌ３の放熱パターン５ａ_９、５ｂ_９を接続する柱状体である第１の熱的層間接続手段の径より、内層Ｌ２のコイルパターン４ｃ、４ｄと裏側外面層Ｌ３の放熱パターン５ａ_７、５ａ_８、５ｂ_７、５ｂ_８を接続する柱状体である第２の熱的層間接続手段の径の方が大きくなっている。

これにより、表側外面層Ｌ１のコイルパターン４ａ、４ｂから裏側外面層Ｌ３の放熱パターン５ａ_９、５ｂ_９への伝熱容積より、内層Ｌ２のコイルパターン４ｃ、４ｄから裏側外面層Ｌ３の放熱パターン５ａ_７、５ａ_８、５ｂ_７、５ｂ_８への伝熱容積の方が大きくなる。このため、外気に触れない内層Ｌ２のコイルパターン４ｃ、４ｄで発生した熱を、表側外面層Ｌ１のコイルパターン４ａ、４ｂで発生した熱より、裏側外面層Ｌ３へ伝わり易くすることができる。そして、その内層Ｌ２の発熱を、裏側外面層Ｌ３からヒートシンク１０を介して外部へ放熱して、基板３３にこもり難くすることが可能となる。

また、以上の実施形態では、異なる層Ｌ１〜Ｌ３、Ｌ１’、Ｌ２’、Ｌ１”、Ｌ２”のコイルパターン４ａ〜４ｅ、４ａ’、４ｂ’、４ａ”、４ｂ”同士をスルーホール群９ａ〜９ｄ、９ａ’、９ｂ’、９ａ”、９ｂ”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、たとえば端子やピンや単一のスルーホールなどの他の電気的層間接続手段により、異なる層のコイルパターン同士を接続してもよい。

また、以上の実施形態では、放熱器として、ヒートシンク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、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を設ける必要はなく、絶縁シート１２を省略することができる。さらに、放熱器を基板の両外面層にそれぞれ設けてもよいし、放熱器を省略してもよい。

また、以上の実施形態では、コイル一体型プリント基板として、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い。通常の厚みの銅箔が形成された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、基材と各パターンとの間に絶縁体を設ければよい。また、内層が複数設けられた多層基板にも、本発明は適用することができる。

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。

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’、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。

１、１’、１” 磁気デバイス
２ａ 上コア
２ｂ 下コア
３、３’、３”、３３ コイル一体型プリント基板
４ａ〜４ｅ、４ａ’〜４ｃ’、４ａ”〜４ｃ” コイルパターン
４ｕ 放熱パターン
５ａ_７〜５ａ_９、５ｂ_７〜５ｂ_９、５Ｌ_５〜５Ｌ_７、５ｒ_５〜５ｒ_７、５ｓ_１〜５ｓ_６ 放熱パターン
７ａ〜７ｆ、７ａ’〜７ｆ’、７ａ”〜７ｆ”、３７ａ〜３７ｆ 放熱ピン
８ｄ、８ｄ’ スルーホール
８ｃ、８ｃ’ パッド
９ａ〜９ｄ、９ａ’、９ｂ’、９ａ”、９ｂ” スルーホール群
１０ ヒートシンク
Ｌ１、Ｌ１’、Ｌ１” 表側外面層
Ｌ２ 内層
Ｌ３、Ｌ２’、Ｌ２” 裏側外面層

Claims (10)

1. 導体から成るコイルパターンが複数の層に形成されたコイル一体型プリント基板において、
   少なくとも一方の外面層に、前記コイルパターンを設けるとともに、他の層にある前記コイルパターンに対応させて、導体から成る放熱パターンを設け、
   前記一方の外面層にある前記コイルパターンと、当該一方の外面層にある前記放熱パターンとを別体にし、
   対応する前記他の層のコイルパターンと前記一方の外面層の放熱パターンとを接続する、導体から成る熱的層間接続手段を設けた、ことを特徴とするコイル一体型プリント基板。
2. 請求項１に記載のコイル一体型プリント基板において、
   異なる層にある前記コイルパターン同士を接続する、導体から成る電気的層間接続手段をさらに備えた、ことを特徴とするコイル一体型プリント基板。
3. 請求項１または請求項２に記載のコイル一体型プリント基板において、
   表側外面層、裏側外面層、およびこれらの各層間に設けられた少なくとも１つの内層を備え、該各層に前記コイルパターンを設け、
   前記裏側外面層に、前記他の各層の前記コイルパターンに対応させて複数の前記放熱パターンを設け、
   前記放熱パターン同士を別体にし、かつ前記放熱パターンと前記裏側外面層の前記コイルパターンとを別体にし、
   前記熱的層間接続手段として、
   前記表側外面層の前記コイルパターンとこれに対応する前記放熱パターンとを接続する第１の熱的層間接続手段と、
   前記内層の前記コイルパターンとこれに対応する前記放熱パターンとを接続する第２の熱的層間接続手段とを設けた、ことを特徴とするコイル一体型プリント基板。
4. 請求項３に記載のコイル一体型プリント基板において、
   前記第１の熱的層間接続手段と前記第２の熱的層間接続手段は、それぞれ複数設けられ、
   前記第１の熱的層間接続手段の合計容積より、前記第２の熱的層間接続手段の合計容積を大きくした、ことを特徴とするコイル一体型プリント基板。
5. 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、
   前記第１の熱的層間接続手段の数より、前記第２の熱的層間接続手段の数の方を多くした、ことを特徴とするコイル一体型プリント基板。
6. 請求項３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、
   前記第１の熱的層間接続手段と前記第２の熱的層間接続手段は、柱状体から成り、
   前記第１の熱的層間接続手段の径より、前記第２の熱的層間接続手段の径の方を大きくした、ことを特徴とするコイル一体型プリント基板。
7. 請求項１または請求項２に記載のコイル一体型プリント基板において、
   少なくとも表側外面層と裏側外面層を備え、
   前記表側外面層と前記裏側外面層に、前記コイルパターンを設け、
   前記裏側外面層に、前記表側外面層の前記コイルパターンに対応させて前記放熱パターンを設け、
   前記放熱パターン同士を別体にし、かつ前記放熱パターンと前記裏側外面層の前記コイルパターンとを別体にし、
   対応する前記表側外面層の前記コイルパターンと前記裏側外面層の前記放熱パターンとを接続する複数の前記熱的層間接続手段を設け、
   前記裏側外面層の前記コイルパターンの面積より、前記表側外面層の前記コイルパターンとこれに対応する前記裏側外面層の前記放熱パターンの合計面積の方を大きくした、ことを特徴とするコイル一体型プリント基板。
8. 請求項１または請求項２に記載のコイル一体型プリント基板において、
   少なくとも表側外面層と裏側外面層を備え、
   前記表側外面層と前記裏側外面層に、前記コイルパターンを設け、
   前記表側外面層の前記コイルパターンに対応させて導体から成る第１放熱パターンを前記裏側外面層に設け、
   前記裏側外面層の前記コイルパターンに接続した導体から成る第２放熱パターンを前記裏側外面層に設け、
   前記第１放熱パターンと、前記裏側外面層の前記コイルパターンおよび前記第２放熱パターンとを別体にし、
   対応する前記表側外面層の前記コイルパターンと前記第１放熱パターンとを接続する複数の前記熱的層間接続手段を設け、
   前記第２放熱パターンの面積より、前記第１放熱パターンの面積の方を大きくした、ことを特徴とするコイル一体型プリント基板。
9. 請求項１ないし請求項８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の複数の層にコイルパターンが形成されている、ことを特徴とする磁気デバイス。
10. 請求項９に記載の磁気デバイスにおいて、
    前記コイル一体型プリント基板の放熱パターンのある前記外面層側に、放熱器を設けた、ことを特徴とする磁気デバイス。

Images