CN117614238A - Dc/dc转换器部件 - Google Patents

Dc/dc转换器部件 Download PDF

Info

Publication number
CN117614238A
CN117614238A CN202311390137.8A CN202311390137A CN117614238A CN 117614238 A CN117614238 A CN 117614238A CN 202311390137 A CN202311390137 A CN 202311390137A CN 117614238 A CN117614238 A CN 117614238A
Authority
CN
China
Prior art keywords
inductor
wiring
state
circuit
terminal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202311390137.8A
Other languages
English (en)
Inventor
吉冈由雅
山内浩司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Publication of CN117614238A publication Critical patent/CN117614238A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/16Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor
    • H05K1/165Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor incorporating printed inductors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L28/00Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L28/10Inductors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/0006Printed inductances
    • H01F17/0013Printed inductances with stacked layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2823Wires
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/5227Inductive arrangements or effects of, or between, wiring layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/528Geometry or layout of the interconnection structure
    • H01L23/5283Cross-sectional geometry
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/528Geometry or layout of the interconnection structure
    • H01L23/5286Arrangements of power or ground buses
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H02M1/088Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the simultaneous control of series or parallel connected semiconductor devices
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/18Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/182Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with components mounted in the printed circuit board, e.g. insert mounted components [IMC]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/0006Printed inductances
    • H01F2017/0066Printed inductances with a magnetic layer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/0006Printed inductances
    • H01F2017/0073Printed inductances with a special conductive pattern, e.g. flat spiral
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/01Resonant DC/DC converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1584Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本发明提供有助于安装所需要的面积的减少的DC/DC转换器部件。DC/DC转换器部件(300)具备:电感器部件(10);半导体集成电路(310),包含与电感器部件(10)连接的开关电路(320)及控制开关电路(320)的控制电路(330);封装基板(350),搭载有半导体集成电路(310),具有在安装于其它的基板时与该其它的基板相面对的安装面。电感器部件(10)具有在坯体的内部与主面平行地延伸的多个电感器布线。多个电感器布线中的第二电感器布线的电感值比第一电感器布线的电感值大10%以上,电感器部件(10)的厚度方向(Td)的尺寸为0.25毫米以下,电感器部件(10)搭载于封装基板(350)。

Description

DC/DC转换器部件
本申请是申请号为202110989706.5、申请日为2021年08月26日、申请人为株式会社村田制作所、发明名称为“DC/DC转换器部件”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本公开涉及DC/DC转换器部件。
背景技术
专利文献1所记载的DC/DC转换器部件具备电感器部件以及半导体集成电路。半导体集成电路包括切换向电感器部件的电流的供给的开关电路、以及控制该开关电路的控制电路。
专利文献1:日本特开2018-007357号公报
在专利文献1所记载的DC/DC转换器部件中,有半导体集成电路安装于封装基板的情况。另外,封装基板进一步安装在电子设备的母板上。
在专利文献1所记载的DC/DC转换器部件中,电感器部件为了得到所希望的电感,而体积比较大。因此,电感器部件需要与封装基板独立地安装在母板上。因此,在以往的DC/DC转换器部件中,在母板上需要除了封装基板之外还用于安装电感器部件的面积。
发明内容
为了解决上述课题,本发明为一种DC/DC转换器部件,具备:电感器部件;半导体集成电路,包含与上述电感器部件连接的开关电路以及控制上述开关电路的控制电路;以及封装基板,搭载有上述半导体集成电路,并且具有在安装于其它的基板时与上述其它的基板相面对的安装面,上述电感器部件具有:坯体,包含由磁性材料构成的磁性层,具有与上述安装面平行的主面;多个电感器布线,在上述坯体的内部与上述主面平行地延伸;以及垂直布线,从上述电感器布线沿与上述主面正交的厚度方向延伸并从上述主面露出,上述电感器布线的匝数均为0.5匝以下,在将多个上述电感器布线中的一个电感器布线设为第一电感器布线,将多个上述电感器布线中的与上述第一电感器布线不同的另一个电感器布线设为第二电感器布线时,上述第二电感器布线的电感值比上述第一电感器布线的电感值大10%以上,上述电感器部件的上述厚度方向的尺寸为0.25毫米以下,上述电感器部件搭载于上述封装基板。
根据上述构成,电感器部件搭载于封装基板。因此,通过将封装基板安装于其它的基板,电感器部件也能够安装于该其它的基板。因此,不需要在其它的基板上确保用于安装电感器部件的面积。即,上述构成的DC/DC转换器部件有助于安装所需要的面积的减少。
能够降低DC/DC转换器部件的安装所需要的面积。
附图说明
图1是包含实施方式的DC/DC转换器部件的电子设备的示意图。
图2是电感器部件的分解立体图。
图3是电感器部件的透视俯视图。
图4是沿着图3中的4-4线的电感器部件的剖视图。
图5是沿着图3中的5-5线的电感器部件的剖视图。
图6是沿着图3中的6-6线的电感器部件的剖视图。
图7是表示电感器部件的第一侧面的侧视图。
图8是电感器部件的制造方法的说明图。
图9是电感器部件的制造方法的说明图。
图10是电感器部件的制造方法的说明图。
图11是电感器部件的制造方法的说明图。
图12是电感器部件的制造方法的说明图。
图13是电感器部件的制造方法的说明图。
图14是电感器部件的制造方法的说明图。
图15是电感器部件的制造方法的说明图。
图16是电感器部件的制造方法的说明图。
图17是电感器部件的制造方法的说明图。
图18是电感器部件的制造方法的说明图。
图19是电感器部件的制造方法的说明图。
图20是电感器部件的制造方法的说明图。
图21是电感器部件的制造方法的说明图。
图22是包含实施方式的DC/DC转换器部件的电子设备的示意图。
图23是包含实施方式的DC/DC转换器部件的电子设备的示意图。
图24是说明实施方式的DC/DC转换器部件的动作状态的说明图。
图25是说明实施方式的DC/DC转换器部件的动作状态的说明图。
图26是说明实施方式的DC/DC转换器部件的动作状态的说明图。
图27是说明实施方式的DC/DC转换器部件的动作状态的说明图。
图28是包含变更例的DC/DC转换器部件的电子设备的示意图。
图29是包含变更例的DC/DC转换器部件的电子设备的示意图。
图30是包含变更例的DC/DC转换器部件的电子设备的示意图。
图31是包含变更例的DC/DC转换器部件的电子设备的示意图。
图32是变更例的电感器部件的透视俯视图。
附图标记说明:10…电感器部件,20…电感器布线,20R…第一电感器布线,20L…第二电感器布线,21…布线主体,22R、22L…第一焊盘,23R…第二焊盘,41…第一支承布线,42…第二支承布线,50…磁性层,71…第一垂直布线,72…第二垂直布线,80…端子部,80A…第一端子部,80B…第二端子部,80C…第三端子部,90…绝缘层,200…电子设备,210…电源,220…母板,300…DC/DC转换器部件,310…半导体集成电路,320…开关电路,321…第一开关元件,322…第二开关元件,323…第三开关元件,330…控制电路,350…封装基板,351…安装面,BD…坯体,MF…主面。
具体实施方式
以下,对DC/DC转换器部件的实施方式进行说明。此外,附图有为了使理解变得容易而放大构成要素进行示出的情况。有构成要素的尺寸比率与实际的尺寸比率、或者与其它的图中的尺寸比率不同的情况。
首先,对包含DC/DC转换器部件的电子设备的电路构成进行说明。
如图1所示,电子设备200具备施加直流电压的电源210。电源210的低电位端子与地线连接。电源210的高电位端子与DC/DC转换器部件300的输入端子301连接。对输入端子301输入电源电压。DC/DC转换器部件300对所输入的直流电压降压并输出。换句话说,DC/DC转换器部件300是构成降压转换器的部件。在DC/DC转换器部件300的输出侧连接有用于使电压平滑化的电容器400。另外,在DC/DC转换器部件300的输出端子302,与电容器400并联连接有作为负载的微处理器500。此外,这些微处理器500以及电容器400与地线连接。
DC/DC转换器部件300具备第一开关元件321以及第二开关元件322。第一开关元件321的第一端与电感器部件10的第一端子部80A连接。第一开关元件321的第二端与输入端子301连接。第二开关元件322的第一端与电感器部件10的第二端子部80B连接。第二开关元件322的第二端与输入端子301连接。换句话说,相对于电源210,第一开关元件321以及第二开关元件322并联连接。
在电感器部件10的第三端子部80C连接有第三开关元件323的第一端。第三开关元件323的第二端与电容器400以及微处理器500连接。
另外,在将第一开关元件321的第一端与电感器部件10的第一端子部80A之间的节点设为节点N1时,在节点N1连接有第四开关元件324的第一端。第四开关元件324的第二端同第三开关元件323与电容器400之间的节点N2连接。
DC/DC转换器部件300具备第五开关元件325。第五开关元件325的第一端连接在第一开关元件321的第一端与第一端子部80A之间。第五开关元件325的第二端经由接地用的第一接地端子303与地线连接。此外,“接地”是指与作为基准电位的地线的连接,并不限定于与大地的连接。
DC/DC转换器部件300具备第六开关元件326。第六开关元件326的第一端连接在第二开关元件322的第一端与第二端子部80B之间。第六开关元件326的第二端经由接地用的第二接地端子304与地线连接。
各开关元件321~326例如是场效应晶体管。各开关元件321~326通过控制电路330控制接通断开状态。向控制电路330输入检测在作为负载的微处理器500流过的直流电流的电流计340检测出的电流值。控制电路330通过基于输入的电流值,对各开关元件321~326发送表示接通断开状态的信号MS1~MS6,来切换各开关元件321~326的接通断开状态。
在DC/DC转换器部件300发挥作用的情况下,第一开关元件321以及第二开关元件322中的任意一方反复切换接通断开。或者,在DC/DC转换器部件300发挥作用的情况下,第一开关元件321以及第二开关元件322同步地反复切换接通断开。另外,此时,第五开关元件325与反复切换接通断开的第一开关元件321互补地进行接通断开。同样地,此时,第六开关元件326与反复切换接通断开的第二开关元件322互补地进行接通断开。因此,在第一开关元件321断开的情况下,第一端子部80A与DC/DC转换器部件300的接地用的第一接地端子303连接。同样地,在第二开关元件322断开的情况下,第二端子部80B与DC/DC转换器部件300的接地用的第二接地端子304连接。
接下来,对电感器部件10进行详述。
如图2所示,电感器部件10作为整体成为在厚度方向Td层叠五个层的结构。此外,在以下的说明中,将厚度方向Td的一侧设为上侧,将其相反侧设为下侧。
第一层L1包括第一电感器布线20R、第二电感器布线20L、第一支承布线41、第二支承布线42、内磁路部51以及外磁路部52。
第一层L1在从厚度方向Td观察时为长方形。此外,将与该长方形的长边平行的方向设为长边方向Ld,将与短边平行的方向设为短边方向Wd。
第一电感器布线20R包括第一布线主体21R、设置于第一布线主体21R的第一端部的第一焊盘22R、以及设置于第一布线主体21R的第二端部的第二焊盘23R。第一布线主体21R沿第一层L1的长边方向Ld直线状地延伸。在第一布线主体21R中长边方向Ld的第一端侧的第一端部连接有第一焊盘22R。此外,也可以布线主体21中的长边方向Ld的第一端侧的第一端部比布线主体21中的长边方向Ld的中央部宽。
第一焊盘22R的短边方向Wd的尺寸比第一布线主体21R的短边方向Wd的尺寸大。第一焊盘22R在从厚度方向Td观察时大致为正方形。
另外,在第一布线主体21R中长边方向Ld的第二端侧的第二端部连接有第二焊盘23R。此外,也可以布线主体21中的长边方向Ld的第二端侧的第二端部比布线主体21中的长边方向Ld的中央部宽。
第二焊盘23R的短边方向Wd的尺寸比第一布线主体21R的短边方向Wd的尺寸大。第二焊盘23R在从厚度方向Td观察时,成为与第一焊盘22R相同的大致正方形。此外,第一电感器布线20R靠近第一层L1的短边方向Wd的第二端侧配置。
第二电感器布线20L包括第二布线主体21L、设置于第二布线主体21L的第一端部的第一焊盘22L、以及设置于第二布线主体21L的第二端部的第二焊盘23R。
第二布线主体21L具有两个直线部和连接这些直线部的部分,作为整体而延伸为L形。具体而言,第二布线主体21L包括沿长边方向Ld延伸的长直线部31、沿短边方向Wd延伸的短直线部32、以及连接这些直线部的连接部33。
如图3所示,在将通过第一层L1的短边方向Wd的中央并且沿长边方向Ld延伸的直线设为对称轴AX时,长直线部31配置在相对于对称轴AX与第一布线主体21R线对称的位置。另外,长直线部31沿长边方向Ld延伸的长度比第一布线主体21R沿长边方向Ld延伸的长度稍长。另外,长直线部31的短边方向Wd的尺寸与第一布线主体21R的短边方向Wd的尺寸相等。长直线部31的长边方向Ld的第一端侧的第一端与第一焊盘22L连接。长直线部31的长边方向Ld的第二端侧的端部与连接部33的第一端连接。
连接部33中的不与长直线部31连接的端部朝向短边方向Wd的第二端侧。即,连接部33在第二布线主体21L中从长边方向Ld的第二端侧朝向短边方向Wd的第二端侧弯曲90度。
连接部33的朝向短边方向Wd的第二端侧的端部与短直线部32连接。此外,也可以短直线部32的短边方向Wd的第二端侧的第二端部比短直线部32中的短边方向Wd的中央部宽。
短直线部32的长边方向Ld的尺寸与长直线部31的短边方向Wd的尺寸相等。短直线部32中的朝向短边方向Wd的第二端侧的端部与第一布线主体21R所连接的第二焊盘23R连接。即,第一电感器布线20R中的第二焊盘23R与第二电感器布线20L中的第二焊盘23R为同一焊盘。另外,两个电感器布线20存在于同一平面上。即,两个电感器布线20在电感器部件10的内部连接。
基于假想向量决定上述第二电感器布线20L的匝数。假想向量的起点配置在通过第二布线主体21L的布线宽度的中央并沿第二布线主体21L的延伸配置方向延伸的中心轴线C2上。而且,关于假想向量,在从厚度方向Td观察时将第二布线主体21L的起点从配置在第一端的状态起移动到中心轴线C2的第二端时,在假想向量的方向旋转的角度为360度时,匝数决定为1.0匝。但是,在假想向量的方向卷绕多次的情况下,在是连续的同一方向的卷绕的情况下,匝数增加。在假想向量的方向向与上一次卷绕的方向不同的方向卷绕的情况下,匝数再次从0匝开始计数。例如,在顺时针卷绕180度,其后逆时针卷绕180度的情况下,为0.5匝。因此,例如若卷绕180度,则匝数为0.5匝。在本实施方式中,在第二布线主体21L上假想地配置的假想向量的方向在连接部33旋转90度。因此,第二布线主体21L卷绕的匝数为0.25匝。此外,第二布线主体21L的中心轴线C2是沿着与第二布线主体21L延伸的方向正交的方向上第二布线主体21L的中间点的线。即,第二布线主体21L的中心轴线C2在从厚度方向Td观察时,大致为L形。
如图3所示,在第二布线主体21L的长直线部31的长边方向Ld的第一端侧的端部连接有第一焊盘22L。该第一焊盘22L与第一布线主体21R所连接的第一焊盘22R为相同的形状。即,第一焊盘22L在从厚度方向Td观察时,大致为正方形。另外,该第一焊盘22L配置为相对于对称轴AX与第一布线主体21R所连接的第一焊盘22R线对称。
在第一层L1中,第一支承布线41从夹着第一焊盘22R的与第一布线主体21R相反侧延伸。即,第一支承布线41从第一焊盘22R的长边方向Ld的第一端侧的边缘延伸。第一支承布线41与长边方向Ld平行地直线状地延伸。第一支承布线41延伸至第一层L1的长边方向Ld的第一端侧的第一侧面91,并在第一侧面91露出。同样地,在第一层L1中,第一支承布线41也从夹着第一焊盘22L的与第二布线主体21L相反侧延伸。
在第一层L1中,第二支承布线42从夹着第二焊盘23R的与第一布线主体21R相反侧延伸。即,第二支承布线42从第二焊盘23R的长边方向Ld的第二端侧的边缘延伸。第二支承布线42与长边方向Ld平行地直线状地延伸。第二支承布线42延伸至第一层L1的长边方向Ld的第二端侧的第二侧面92,并在第二侧面92露出。此外,在本实施方式中,在夹着第二焊盘23R的与第二布线主体21L的短直线部32相反侧不设置支承布线。
第一电感器布线20R以及第二电感器布线20L由导电性材料构成。在本实施方式中,第一电感器布线20R以及第二电感器布线20L的组成能够为铜的比率为99wt%以上,且硫磺的比率为0.1wt%以上1.0wt%以下。
第一支承布线41以及第二支承布线42的材质是与第一电感器布线20R以及第二电感器布线20L相同的导电性材料。但是,包含在第一侧面91露出的露出面41A的第一支承布线41中的一部分成为Cu氧化物。同样地,包含在第二侧面92露出的露出面42A的第二支承布线42中的一部分成为Cu氧化物。
如图2所示,在第一层L1中,第一电感器布线20R与第二电感器布线20L之间的区域成为内磁路部51。内磁路部51的材质为磁性材料。具体而言,内磁路部51的材质为含有由铁硅系合金或者其非晶合金构成的金属磁性粉的有机树脂。金属磁性粉是包含铁的合金,金属磁性粉的平均粒径能够大约为5微米。
此外,在该实施方式中,金属磁性粉的粒径是指在切断了内磁路部51的剖面中出现的金属磁性粉的剖面形状中,从该剖面形状的边缘引至边缘的线段中最长的长度。而且,平均粒径是指在切断了内磁路部51的剖面中出现的金属磁性粉中的、随机的三个点以上的金属磁性粉的粒径的平均。
在第一层L1中,在从厚度方向Td观察时,与第一电感器布线20R相比靠短边方向Wd的第二端侧的区域、以及与第二电感器布线20L相比靠短边方向Wd的第一端侧的区域成为外磁路部52。外磁路部52的材质成为与内磁路部51相同的磁性材料。
在本实施方式中,第一层L1的厚度方向Td的尺寸、即电感器布线20、第一支承布线41以及第二支承布线42的厚度方向Td的尺寸能够大致为40微米。
在第一层L1的厚度方向Td的下侧的面亦即下表面层叠有在从厚度方向Td观察时与第一层L1相同的长方形的第二层L2。第二层L2包括两个绝缘树脂61和绝缘树脂磁性层53。
绝缘树脂61从厚度方向Td的下侧覆盖第一电感器布线20R、第二电感器布线20L、第一支承布线41以及第二支承布线42。在从厚度方向Td观察时,绝缘树脂61成为覆盖比第一电感器布线20R、第二电感器布线20L、第一支承布线41以及第二支承布线42的外缘稍宽的范围的形状。其结果是,一个绝缘树脂61成为直线的带状。另一个绝缘树脂61成为大致L形地延伸的带状。绝缘树脂61的材质是绝缘性的树脂,在该实施方式中,例如能够为聚酰亚胺系树脂。绝缘树脂61的绝缘性比电感器布线20高。绝缘树脂61与电感器布线20的数目以及配置对应地,在短边方向Wd并排设置两个,并且在端部相互连接。
在第二层L2中,除了两个绝缘树脂61之外的部分成为绝缘树脂磁性层53。绝缘树脂磁性层53的材质是与上述的内磁路部51、外磁路部52相同的磁性材料。
在第二层L2的厚度方向Td的下侧的面亦即下表面层叠有在从厚度方向Td观察时与第二层L2相同的长方形的第三层L3。第三层L3成为第一磁性层54。因此,第一磁性层54与电感器布线20相比配置在下侧。第一磁性层54的材质成为含有与上述的内磁路部51、外磁路部52、绝缘树脂磁性层53相同的金属磁性粉的有机树脂。
另一方面,在第一层L1的厚度方向Td的上侧的面亦即上表面层叠有在从厚度方向Td观察时与第一层L1相同的长方形的第四层L4。第四层L4包括两个第一垂直布线71、一个第二垂直布线72、以及第二磁性层55。
第一垂直布线71不经由其它的层而与第一电感器布线20R中的第一焊盘22R的上表面直接连接。即,在第一焊盘22R连接有第一垂直布线71、第一布线主体21R的第一端部以及第一支承布线41。同样地,其它的第一垂直布线71不经由其它的层而与第二电感器布线20L中的第一焊盘22L的上表面直接连接。在第一焊盘22L连接有第一垂直布线71、第二布线主体21L的第一端部以及第一支承布线41。两个第一垂直布线71配置在相对于对称轴AX线对称的位置。第一垂直布线71的材质成为与第一电感器布线20R以及第二电感器布线20L相同的材质。第一垂直布线71为正四棱柱状,正四棱柱的轴线方向与厚度方向Td一致。
如图3所示,在从厚度方向Td观察时,正方形的第一垂直布线71的各边的尺寸比正方形的第一焊盘22R的各边的尺寸稍小。因此,第一焊盘22R的面积比与第一焊盘22R的连接位置处的第一垂直布线71的面积大。此外,在从厚度方向Td的上侧观察时,第一垂直布线71的中心轴线CV1与大致正方形的第一焊盘22R的几何中心一致。与第一焊盘22的数目对应地设置两个第一垂直布线71。
如图2所示,第二垂直布线72不经由其它的层而与第一电感器布线20R中的第二焊盘23R的上表面直接连接。即,在第二焊盘23R连接有第二垂直布线72、第一布线主体21R的第二端部、第二布线主体21L的第二端部以及第二支承布线42。第二垂直布线72的材质为与第一电感器布线20R相同的材质。第二垂直布线72为正四棱柱状,正四棱柱的轴线方向与厚度方向Td一致。
如图3所示,在从厚度方向Td观察时,正方形的第二垂直布线72的各边的尺寸比正方形的第二焊盘23R的各边的尺寸稍小。因此,第二焊盘23R的面积比与第二焊盘23R的连接位置处的第二垂直布线72的面积大。此外,在从厚度方向Td的上侧观察时,第二垂直布线72的中心轴线CV2与大致正方形第二焊盘23R的几何中心一致。与第二焊盘23R的数目对应地设置一个第二垂直布线72。
如图2所示,在第四层L4中,除了两个第一垂直布线71和一个第二垂直布线72之外的部分成为第二磁性层55。因此,第二磁性层55层叠于各电感器布线20以及各支承布线41、42的上表面。即,各支承布线41、42与第二磁性层55直接接触。第二磁性层55的材质成为与上述的第一磁性层54相同的磁性材料。
在电感器部件10中,通过内磁路部51、外磁路部52、绝缘树脂磁性层53、第一磁性层54以及第二磁性层55,构成磁性层50。内磁路部51、外磁路部52、绝缘树脂磁性层53、第一磁性层54以及第二磁性层55连接,并包围第一电感器布线20R以及第二电感器布线20L。这样,磁性层50针对第一电感器布线20R以及第二电感器布线20L构成闭磁路。因此,第一电感器布线20R以及第二电感器布线20L在磁性层50的内部延伸。此外,虽然对内磁路部51、外磁路部52、绝缘树脂磁性层53、第一磁性层54以及第二磁性层55进行区分来图示,但也有作为磁性层50而一体化,而不能够确认边界的情况。
在第四层L4的厚度方向Td的上侧的面亦即上表面层叠有在从厚度方向Td观察时与第四层L4相同的长方形的第五层L5。第五层L5包括四个端子部80和绝缘层90。四个端子部80中的两个是与第一垂直布线71电连接的第一外部端子81。另外,四个端子部80中的一个是与第二垂直布线72电连接的第二外部端子82。四个端子部80中的除了第一外部端子81以及第二外部端子82之外的剩余的一个是不与第一电感器布线20R以及第二电感器布线20L中的任何一个电连接的虚设部83。
如图3所示,在绘制通过第五层L5的长边方向Ld的中央且与短边方向Wd平行的假想直线BX时,上述的对称轴AX与假想直线BX交叉的第五层L5的上表面上的点是第五层L5的几何中心G。四个端子部80在从厚度方向Td观察时,配置在相对于第五层L5的几何中心G二次对称位置。
第一外部端子81不经由其它的层而与第一垂直布线71的上表面直接连接。第一外部端子81在从厚度方向Td观察时成为长方形,也位于第二磁性层55上。第一外部端子81与第一垂直布线71接触的面积相对于第一外部端子81的整体的面积在一半以下。第一外部端子81的长方形的长边与第五层L5的长边方向Ld平行地延伸,短边与第五层L5的短边方向Wd平行地延伸。与第一垂直布线71的数目对应地设置两个第一外部端子81。
第二外部端子82不经由其它的层而与第二垂直布线72的上表面直接连接。第二外部端子82与第二垂直布线72接触的面积相对于第二外部端子82的整体的面积在一半以下。第二外部端子82在从厚度方向Td观察时成为长方形,也位于第二磁性层55上。第二外部端子82的长方形的长边与第五层L5的长边方向Ld平行地延伸,短边与第五层L5的短边方向Wd平行地延伸。
如图2所示,四个端子部80中的一个为虚设部83。如图4所示,虚设部83不经由其它的层而与第四层L4的第二磁性层55的上表面直接连接。如图3所示,虚设部83在从厚度方向Td观察时,呈与第一外部端子81以及第二外部端子82不同的形状。在本实施方式中,虚设部83在从厚度方向Td观察时为椭圆形状。另一方面,虚设部83的形状并不限定于此,例如也可以是与第一外部端子81以及第二外部端子82不同的长方形、圆形。虚设部83的椭圆的长轴与第五层L5的长边方向Ld平行地延伸,短轴与第五层L5的短边方向Wd平行地延伸。
在从厚度方向Td观察时,虚设部83的大半部分与第二电感器布线20L重叠。更具体而言,在从厚度方向Td观察时,虚设部83配置在与第二电感器布线20L中的连接部33重叠的位置。另外,在从厚度方向Td观察时,虚设部83的面积与第一外部端子81以及第二外部端子82的面积相同。此外,在本实施方式中,“面积相同”是指允许制造上的误差。因此,若虚设部83与第一外部端子81以及第二外部端子82的面积之差在±10%以内,则视为面积相同。
四个端子部80包括具有导电性的多个层。具体而言,为铜、镍、金的三层结构。此外,有在从厚度方向Td观察时,能够在第一外部端子81中,透过地看到在厚度方向Td的下侧所具备的第二磁性层55以及第一垂直布线71的情况。在从厚度方向Td观察时,能够透过第一外部端子81看到第一垂直布线71的区域是第一外部端子81的一半以下的区域。
同样地,有能够在第二外部端子82中,透过地看到在厚度方向Td的下侧所具备的第二磁性层55以及第二垂直布线72的情况。在从厚度方向Td观察时,能够透过第二外部端子82看到第二垂直布线72的区域是第二外部端子82的一半以下的区域。
有能够在虚设部83中,透过地看到在厚度方向Td的下侧所具备的第二磁性层55的情况。另一方面,能够透过第一外部端子81看到第二磁性层55的区域是第一外部端子81的一半以上的区域。能够透过第二外部端子82看到第二磁性层55的区域是第二外部端子82的一半以上的区域。即,在从厚度方向Td观察时,虚设部83的整体与第一外部端子81以及第二外部端子82的一半以上的区域在光学上为相同的颜色。对于这里的相同的颜色来说,例如在使用色差计时,在表示RGB的数值的差异在规定的范围内时视为相同的颜色。此外,规定的范围例如为10%等。
第五层L5中的除了端子部80之外的部分成为绝缘层90。换句话说,通过第五层L5的绝缘层90覆盖第四层L4的上表面中的未被两个第一外部端子81、一个第二外部端子82以及一个虚设部83覆盖的范围。另外,在从厚度方向Td观察时,端子部80的外缘与绝缘层90相接。绝缘层90的绝缘性比磁性层50高,在本实施方式中,绝缘层90为阻焊剂。绝缘层90的厚度方向Td的尺寸比端子部80中的任何一个的厚度方向Td的尺寸都小。
在本实施方式中,通过磁性层50、绝缘树脂61以及绝缘层90,构成坯体BD。即,坯体BD在从厚度方向Td观察时为长方形。在本实施方式中,坯体BD的厚度方向的尺寸例如能够大约为0.2毫米。坯体BD是指电感器部件10中的除了具有导电性的布线以及端子之外的部分,是具有绝缘性的部分。另外,如上述那样,坯体BD的形状为长方体状,没有部分地突出的部件。此外,若坯体BD的形状为长方体状,则层叠的部分包含于坯体BD。
坯体BD的表面中的绝缘层90中的厚度方向Td的上侧的面成为主面MF。因此,电感器布线20与坯体BD的主面MF平行地延伸。而且,第一垂直布线71沿厚度方向Td从电感器布线20的第一焊盘22R以及第一焊盘22L朝向主面MF延伸。第一垂直布线71从主面MF露出。第二垂直布线72沿厚度方向Td从电感器布线20的第二焊盘23R朝向主面MF延伸。第二垂直布线72从主面MF露出。此外,如本实施方式那样,也有第一垂直布线71以及第二垂直布线72中的从主面MF露出的面的至少一部分被第一外部端子81以及第二外部端子82覆盖的情况。
端子部80在主面MF在厚度方向Td的上侧露出。另外,在从厚度方向Td观察时,端子部80的外缘配置在主面MF的范围内。即,各第一外部端子81、第二外部端子82以及虚设部83仅在坯体BD的表面中的主面MF在坯体BD的外侧露出。
坯体BD具有与主面MF垂直的第一侧面93。此外,第一层L1的第一侧面91是坯体BD的第一侧面93的一部分。另外,坯体BD具有与主面MF垂直的侧面且为与第一侧面93平行的第二侧面94。此外,第一层L1的第二侧面92是坯体BD的第二侧面94的一部分。即,第一支承布线41从电感器布线20与主面MF平行地延伸,且端部在坯体BD的第一侧面93露出。同样地,第二支承布线42从电感器布线20与主面MF平行地延伸,且端部在坯体BD的第二侧面94露出。
在本实施方式中,第五层L5的几何中心G与主面MF的几何中心一致。另外,在从厚度方向Td观察时,主面MF的几何中心与坯体BD的几何中心一致。
如图3所示,在通过主面MF的几何中心G且与主面MF的短边方向Wd的一边平行的假想直线BX上,将主面MF假想地分割为第一区域和第二区域。在将与假想直线BX相比靠长边方向Ld的第一端侧设为第一区域时,在第一区域未设置虚设部83。另外,在将与假想直线BX相比靠长边方向Ld的第二端侧设为第二区域时,在第二区域设置有与设置在第二区域的第二外部端子82的数目相同的数目的虚设部83。
接下来,对各布线进行详述。
如图3所示,在从厚度方向Td观察时,第一布线主体21R的中心轴线C1沿长边方向Ld延伸。此外,第一布线主体21R的中心轴线C1是沿着与第一布线主体21R延伸的方向正交的方向即短边方向Wd上第一布线主体21R的中间点的线。各布线主体21的线宽度即短边方向Wd的尺寸为50微米。
如上述那样,第二电感器布线20L的第二布线主体21L的中心轴线C2大致延伸为L形。这里,第二布线主体21L的长直线部31的布线长比第一布线主体21R的布线长要长。除此之外,第二布线主体21L具有连接部33以及短直线部32。因此,第二布线主体21L的布线长比第一布线主体21R的布线长要长。具体而言,第二布线主体21L的布线长为第一布线主体21R的布线长的1.2倍以上。
反映上述的布线长的不同,第二电感器布线20L的电感值与第一电感器布线20R的电感值相比大10%以上。具体而言,例如第二电感器布线20L的电感值为3.3nH。另外,例如第一电感器布线20R的电感值为2.5nH。并且,各电感器布线20的直流电阻为1mΩ以上且为25mΩ以下。此外,在本实施方式中,第一电感器布线20R的电感值在多个电感器布线20的电感值中最小。
第一电感器布线20R的第一布线主体21R沿着坯体BD的长边方向Ld的外缘的一边延伸。在从厚度方向Td观察时,第二电感器布线20L的第一焊盘22L以及第二焊盘23R配置在相对于坯体BD的几何中心对称的位置。在本实施方式中,第二电感器布线20L的第一焊盘22L与第二焊盘23R配置在相对于几何中心G二次对称的位置。
第一电感器布线20R具有与第二电感器布线20L相互平行地延伸的平行部分。具体而言,第一布线主体21R和第二布线主体21L的长直线部31相当于平行部分。在第一层L1中在短边方向Wd上并排设置这些第一布线主体21R以及长直线部31。此外,平行部分只要实际上平行即可,允许制造误差。
在以下的说明中,将短边方向Wd上的第一布线主体21R的中心轴线C1与第二布线主体21L的长直线部31的中心轴线C2之间的距离设为布线主体间的间距X1。布线主体间的间距是相邻的平行部分的间距。另外,相邻的电感器布线的平行部分的间隔、即图2的第一布线主体21R的短边方向Wd的第一端侧与第二布线主体21L的长直线部31的短边方向Wd的第二端侧之间的距离例如大致为200微米。
如图3所示,将从第一布线主体21R的中心轴线C1到与第一布线主体21R最接近的短边方向Wd的坯体的端部即第二端侧的端部为止的距离设为第一距离Y1。将从第二电感器布线20L的平行部分亦即长直线部31的中心轴线C2到与长直线部31最接近的短边方向Wd的坯体BD的端部即第一端侧的端部为止的距离设为第二距离Y2。在本实施方式中,第一距离Y1是与第二距离Y2相同的尺寸。
在短边方向Wd上,布线主体间的间距X1与第一距离Y1以及第二距离Y2的尺寸不同。具体而言,布线主体间的间距X1能够大致为“250微米”。第一距离Y1、第二距离Y2能够大致为“175微米”。这样,优选第一距离Y1以及第二距离Y2比间距X1的二分之一稍大。
在从厚度方向Td观察时,与第一电感器布线20R的第一焊盘22R连接的第一支承布线41的中心轴线A1沿长边方向Ld延伸。第一支承布线41的中心轴线A1与第一布线主体21R的中心轴线C1相比位于短边方向Wd的外侧。即,与第一电感器布线20R连接的第一支承布线41的中心轴线A1的延长线与第一布线主体21R的中心轴线C1不一致。因此,第一支承布线41的中心轴线A1与第一布线主体21R的中心轴线C1位于不同的直线上。另外,第一支承布线41的中心轴线A1的延长线与第一垂直布线71的中心轴线CV1交叉。
与第二电感器布线20L的第一焊盘22L连接的第一支承布线41的中心轴线A1沿长边方向Ld延伸。第一支承布线41的中心轴线A1与第二布线主体21L的中心轴线C2相比,更详细而言与长直线部31的中心轴线C2相比位于短边方向Wd的外侧。即,与第二电感器布线20L连接的第一支承布线41的中心轴线A1的延长线与第二布线主体21L的中心轴线C2不一致。因此,第一支承布线41的中心轴线A1与第二布线主体21L的中心轴线C2位于不同的直线上。另外,第一支承布线41的中心轴线A1的延长线与第一垂直布线71的中心轴线CV1交叉。此外,与第一电感器布线20R连接的第一支承布线41、和与第二电感器布线20L连接的第一支承布线41配置在以对称轴AX为基准线对称的位置。
另外,在从厚度方向Td观察时,第二支承布线42的中心轴线A2沿长边方向Ld延伸。第二支承布线42的中心轴线A2与第一布线主体21R的中心轴线C1相比位于短边方向Wd的外侧。即,第二支承布线42的中心轴线A2的延长线与第一布线主体21R的中心轴线C1不一致。因此,第二支承布线42的中心轴线A2与第一布线主体21R的中心轴线C1位于不同的直线上。另外,第二垂直布线72配置在第二支承布线42的中心轴线A2的延长线上。而且,第二支承布线42的中心轴线A2的延长线与第二垂直布线72的中心轴线CV2交叉。
从第一电感器布线20R延伸的第一支承布线41以及第二支承布线42在短边方向Wd上配置于相同的位置。即,第一支承布线41的中心轴线A1与第二支承布线42的中心轴线A2位于同一直线上。此外,在本申请中,将第一电感器布线20R以及第二电感器布线20L的最小线宽度作为基准,若是10%以内的偏差,则视为位于同一直线上。具体而言,本实施方式中的电感器布线20的最小线宽度是第一布线主体21R以及第二布线主体21L的线宽度亦即50微米。因此,本实施方式中的“同一直线上”是两个轴线的最短距离在5微米以内的情况,“不同的直线上”是两个轴线的最短距离超过5微米的情况。
如上述那样,在第一层L1中,各第一支承布线41配置为以对称轴AX为基准线对称。因此,如图3所示,从坯体BD的短边方向Wd的第二端侧的端部到从第一电感器布线20R延伸的第一支承布线41的中心轴线A1为止的距离Q1与从坯体BD的短边方向Wd的第一端侧的端部到从第二电感器布线20L延伸的第一支承布线41的中心轴线A1为止的距离Q2相同。
另一方面,在短边方向Wd上,从自第一电感器布线20R延伸的第一支承布线41的中心轴线A1到自第二电感器布线20L延伸的第一支承布线41的中心轴线A1为止的间距P1比上述的距离Q1以及距离Q2大。具体而言,间距P1是距离Q1以及距离Q2的大致两倍的长度。
如图5所示,第一布线主体21R的短边方向Wd的布线宽度H1与第二布线主体21L的布线宽度H2相等。此外,在本申请中,若第一布线主体21R与第二布线主体21L的剖面积的偏差在10%以内,则视为相等。
另外,第一电感器布线20R以及第二电感器布线20L配置于同一个第一层L1,所以第一布线主体21R与第二布线主体21L的厚度方向Td的尺寸也相同。因此,与第一布线主体21R的中心轴线C1正交的剖面中的第一布线主体21R的剖面积与第二布线主体21L的剖面积相等。
如图5以及图6所示,第一支承布线41的短边方向Wd的布线宽度W1比第一布线主体21R的短边方向Wd的布线宽度H1小。这里,第一支承布线41与第一布线主体21R设置于同一个第一层L1,且厚度方向Td的尺寸大致相同。因此,反映布线宽度的不同,而各第一支承布线41的剖面积比第一布线主体21R的剖面积小。
同样地,如图3以及图6所示,第二支承布线42的短边方向Wd的布线宽度W2比第一布线主体21R的短边方向Wd的布线宽度H1小。因此,反映布线宽度的不同,而第二支承布线42的剖面积比第一布线主体21R的剖面积小。
如图7所示,两个第一支承布线41的端部在坯体BD的长边方向Ld的第一端侧的第一侧面93露出。各第一支承布线41中的在第一侧面93露出的露出面41A的形状成为使与中心轴线A1正交的第一支承布线41的剖面形状沿短边方向Wd稍微拉伸的形状。作为其结果是,第一支承布线41的露出面41A的面积比与中心轴线A1正交的剖面中的在坯体BD的内部的第一支承布线41的剖面积大。同样地,如图2所示,第二支承布线42在坯体BD的长边方向Ld的第二端侧的第二侧面94露出。第二支承布线42中在第二侧面94露出的露出面42A的面积比与中心轴线A2正交的剖面中的在坯体BD的内部的第二支承布线42的剖面积大。由此,第一支承布线41与坯体BD的第一侧面93的接触面积增大,第二支承布线42与坯体BD的第二侧面94的接触面积增大,而支承布线41、42与坯体BD彼此的紧贴性提高。此外,只要剖面积的大小满足上述关系即可,例如露出面41A也可以是使一方被拉伸,另一方被坯体BD的拉伸后的部分覆盖的形状。
此外,在第一侧面91露出的第一支承布线41为两个,在第二侧面92露出的第二支承布线42为一个,露出的支承布线的数目不同。
接下来,对电感器部件10的制造方法进行说明。
如图8所示,首先,进行基体部件准备工序。具体而言,准备板状的基体部件101。基体部件101的材质为陶瓷。基体部件101在从厚度方向Td观察时为四边形。各边的尺寸成为能够收纳多个电感器部件10的尺寸。在以下的说明中,将与基体部件101的面方向正交的方向设为厚度方向Td来进行说明。
接下来,如图9所示,在基体部件101的上表面整体涂覆虚设绝缘层102。接下来,在从厚度方向Td观察时,比配置第一电感器布线20R、第二电感器布线20L的范围稍宽的范围,通过光刻,对绝缘树脂61进行图案化。
接下来,进行形成种子层103的种子层形成工序。具体而言,通过溅射从基体部件101的上表面侧在绝缘树脂61以及虚设绝缘层102的上表面形成铜的种子层103。此外,在附图中,以粗线图示种子层103。
接下来,如图10所示,进行形成覆盖种子层103的上表面中不形成第一电感器布线20R、第二电感器布线20L、第一支承布线41、以及第二支承布线42的部分的第一覆盖部104的第一覆盖工序。具体而言,首先,在种子层103的上表面整体涂覆感光性的干膜抗蚀剂。接下来,对虚设绝缘层102的上表面的范围全部、和绝缘树脂61的上表面中绝缘树脂61覆盖的范围的外边缘部的上表面进行曝光使其固化。其后,通过药液剥离除去涂覆的干膜抗蚀剂中未固化的部分。由此,涂覆的干膜抗蚀剂中进行固化的部分形成为第一覆盖部104。另一方面,种子层103在涂覆的干膜抗蚀剂中被药液除去而未被第一覆盖部104覆盖的部分露出。第一覆盖部104的厚度方向Td的尺寸亦即第一覆盖部104的厚度比图5所示的电感器部件10的第一电感器布线20R以及第二电感器布线20L的厚度稍大。此外,后述的其它的工序终端光刻也是相同的工序所以省略详细的说明。
接下来,如图11所示,进行利用电解电镀在绝缘树脂61的上表面中的未被第一覆盖部104覆盖的部分形成第一电感器布线20R、第二电感器布线20L、第一支承布线41、以及第二支承布线42的布线加工工序。具体而言,进行电解镀铜,使铜在绝缘树脂61的上表面从种子层103露出的部分开始生长。由此,形成第一电感器布线20R、第二电感器布线20L、第一支承布线41以及第二支承布线42。因此,在该实施方式中,形成多个电感器布线20的工序、和形成连接不同的电感器布线的焊盘间的多个第一支承布线41以及第二支承布线42的工序为同一工序。另外,电感器布线20与第一支承布线41以及第二支承布线42形成在同一平面上。此外,在图11中,图示第一电感器布线20R以及第二电感器布线20L,未图示各支承布线41、42。
接下来,如图12所示,进行形成第二覆盖部105的第二覆盖工序。形成第二覆盖部105的范围是第一覆盖部104的上表面整体、各支承布线41、42的上表面整体、及第一电感器布线20R以及第二电感器布线20L的上表面中不形成第一垂直布线71以及第二垂直布线72的范围。在该范围,通过与形成第一覆盖部104的方法相同的光刻,形成第二覆盖部105。另外,第二覆盖部105的厚度方向Td的尺寸与第一覆盖部104相同。
接下来,进行形成各垂直布线的垂直布线加工工序。具体而言,通过电解镀铜在第一电感器布线20R以及第二电感器布线20L中未被第二覆盖部105覆盖的部分形成第一垂直布线71、和第二垂直布线72。由此,在与形成了上述的多个电感器布线20、第一支承布线41以及第二支承布线42的平面垂直的厚度方向Td形成第一垂直布线71以及第二垂直布线72。另外,在垂直布线加工工序中,设定为生长的铜的上端成为比第二覆盖部105的上表面稍低的位置。具体而言,设定为后述的切削前的各垂直布线的厚度方向Td的尺寸与各电感器布线20的厚度方向Td的尺寸相同。
接下来,如图13所示,进行除去第一覆盖部104以及第二覆盖部105的覆盖部除去工序。具体而言,通过利用药品对第一覆盖部104以及第二覆盖部105进行湿式蚀刻,剥离第一覆盖部104以及第二覆盖部105。此外,在图13中,图示第一垂直布线71,未图示第二垂直布线72。
接下来,进行对种子层103进行蚀刻的种子层蚀刻工序。通过对种子层103进行蚀刻,除去露出的种子层103。这样,利用SAP(Semi Additive Process:半加成工艺)形成各电感器布线20、各支承布线41、42。
接下来,如图14所示,进行层叠内磁路部51、外磁路部52、绝缘树脂磁性层53、以及第二磁性层55的第二磁性层加工工序。具体而言,首先,在基体部件101的上表面侧涂覆磁性层50的材质亦即包含磁性粉的树脂。此时,将包含磁性粉的树脂涂覆为也覆盖各垂直布线的上表面。接下来,通过进行冲压加工使包含磁性粉的树脂硬化,在基体部件101的上表面侧形成内磁路部51、外磁路部52、绝缘树脂磁性层53、以及第二磁性层55。
接下来,如图15所示,切削第二磁性层55的上侧部分直至各垂直布线的上表面露出。此外,虽然内磁路部51、外磁路部52、绝缘树脂磁性层53、以及第二磁性层55一体地形成,但在附图中,也区分为内磁路部51、外磁路部52、绝缘树脂磁性层53、以及第二磁性层55进行图示。
接下来,如图16所示,进行绝缘层加工工序。具体而言,在第二磁性层55的上表面、和各垂直布线的上表面中不形成端子部80的部分,通过光刻,对作为绝缘层90发挥作用的阻焊剂进行图案化。此外,在本实施方式中,与绝缘层90的上表面即坯体BD的主面MF正交的方向为厚度方向Td。
接下来,如图17所示,进行基体部件切削工序。具体而言,通过切削全部除去基体部件101以及虚设绝缘层102。此外,全部切削虚设绝缘层102的结果是对于各绝缘树脂的下侧部分来说,也通过切削除去一部分,但不除去各电感器布线20。
接下来,如图18所示,进行层叠第一磁性层54的第一磁性层加工工序。具体而言,首先,在基体部件101的下侧面涂覆第一磁性层54的材质亦即包含磁性粉的树脂。接下来,通过进行冲压加工,使包含磁性粉的树脂硬化,从而在基体部件101的下侧面形成第一磁性层54。
接下来,切削第一磁性层54的下端部分。例如,对第一磁性层54的下端部分进行切削,以使从各外部端子的上表面到第一磁性层54的下表面为止的尺寸成为所希望的值。
接下来,如图19所示,进行端子部加工工序。具体而言,在第二磁性层55的上表面和各垂直布线的上表面中的未被绝缘层90覆盖的部分形成第一外部端子81、第二外部端子82以及虚设部83。分别通过对铜、镍、金进行无电解电镀来形成这些金属层。另外,也可以在铜与镍之间有钯等催化剂层。由此形成三层结构的第一外部端子81、第二外部端子82以及虚设部83。此外,在图19中,图示第一外部端子81,未图示第二外部端子82以及虚设部83。
接下来,如图20所示,进行单片化加工工序。具体而言,通过在断裂线DL处进行切割来进行单片化。由此,能够得到电感器部件10。
在进行切割之前的状态下,例如如图21所示,在长边方向Ld和短边方向Wd并排设置多个电感器部件,且各个电感器部件利用坯体BD、第一支承布线41以及第二支承布线42连接。具体而言,第一支承布线41通过第一支承布线41彼此连接,第二支承布线42通过第二支承布线42彼此连接。通过沿厚度方向Td切断破断线DL上所包含的第一支承布线41以及第二支承布线42,使第一支承布线41的切剖面作为露出面41A在第一侧面93露出。使第二支承布线42的切剖面作为露出面42A在第二侧面94露出。此外,在图21中,省略第五层L5的图示。
此外,在单片化加工工序之后,各电感器部件10在氧存在的环境下放置恒定期间。由此,包含第一支承布线41的露出面41A的一部分、以及包含第二支承布线42的露出面42A的一部氧化,成为Cu氧化物。
接下来,对具备上述的电感器部件10的DC/DC转换器部件300的结构进行说明。
DC/DC转换器部件300具备电感器部件10、半导体集成电路310、以及封装基板350。在如上述那样构成的电感器部件10中,与第一电感器布线20R连接的第一外部端子81与第一开关元件321的第一端连接。换句话说,与第一电感器布线20R连接的第一外部端子81作为第一端子部80A发挥作用。与第二电感器布线20L连接的第一外部端子81与第二开关元件322的第一端连接。换句话说,与第二电感器布线20L连接的第一外部端子81作为第二端子部80B发挥作用。而且,第二外部端子82与第三开关元件323的第一端连接。换句话说,第二外部端子82作为第三端子部80C发挥作用。
半导体集成电路310具备由上述的各开关元件321~326构成的开关电路320、上述的控制电路330、以及检测在微处理器500中流过的直流电流的电流计340。半导体集成电路310是使这些开关电路320、控制电路330、电流计340以及它们的周边电路成为一个芯片而得到的电路。半导体集成电路310是俯视时为长方形的芯片。而且,半导体集成电路310的长边方向Ld的尺寸以及短边方向Wd的尺寸均比电感器部件10的长边方向Ld的尺寸以及短边方向Wd的尺寸大。
如图22所示,封装基板350为板状。虽然省略图示,但封装基板350成为在绝缘性的材质的基体的内部以及表面设置有布线、端子的结构。
封装基板350的厚度方向Td的一侧的面成为相对于其它的基板、在该实施方式中是相对于母板220的安装面351。在封装基板350中,在与安装面351相反侧的面安装有半导体集成电路310。另外,在封装基板350内置有电感器部件10。在该实施方式中,电感器部件10的整体埋入封装基板350的内部。此外,电感器部件10的主面MF与封装基板350的安装面351平行。
如图23所示,在从与安装面351正交的厚度方向Td观察时,电感器部件10位于与半导体集成电路310重叠的位置。而且,在从厚度方向Td观察时,将电感器部件10配置为电感器部件10的整个区域位于半导体集成电路310的范围内。
如图22所示,如上述那样构成的DC/DC转换器部件300搭载在电子设备200的母板220上。具体而言,在DC/DC转换器部件300的封装基板350的安装面351安装有用于与母板220连接的焊料352。经由该焊料352,DC/DC转换器部件300的封装基板350固定于母板220,并且与母板220的布线等电连接。
接下来,对DC/DC转换器部件300的动作状态进行说明。在本实施方式中,控制电路330根据电流计340检测出的电流值,控制开关电路320的各开关元件321~326的接通断开状态,从而切换开关电路320的状态。
如图24所示,在电流计340检测出的电流值小于预先决定的第一规定值的情况下,控制电路330将开关电路320切换为第一电路状态。在开关电路320的第一电路状态下,第一开关元件321断开,第三开关元件323断开,第四开关元件324接通,所以第一电感器布线20R与第二电感器布线20L串联连接。而且,通过反复切换第二开关元件322的接通断开状态,控制在串联连接的第一电感器布线20R以及第二电感器布线20L中流过的电流。在第二开关元件322接通的情况下,在第一端子部80A与输出端子302连接的状态下,第二端子部80B与输入端子301连接。因此,开关电路320成为使串联连接的第一电感器布线20R以及第二电感器布线20L连接在输入端子301与输出端子302之间的接通状态。另一方面,在第二开关元件322断开的情况下,由于第六开关元件326接通,所以第二端子部80B与第二接地端子304连接。因此,开关电路320成为使串联连接的第一电感器布线20R以及第二电感器布线20L连接在第二接地端子304与输出端子302之间的断开状态。在第一电路状态下,通过像这样针对串联连接的第一电感器布线20R以及第二电感器布线20L切换接通状态和断开状态,来对电源电压进行降压并供给至负载。
如图25所示,在电流计340检测出的电流值为上述的第一规定值以上,且小于作为比第一规定值大的值而预先决定的第二规定值的情况下,控制电路330将开关电路320切换到仅针对第二电感器布线20L的第二电路状态。在开关电路320的仅针对第二电感器布线20L的第二电路状态下,第一开关元件321断开,第三开关元件323接通,第四开关元件324断开。而且,通过反复切换第二开关元件322的接通断开状态,控制在第二电感器布线20L中流过的电流。在第二开关元件322接通的情况下,在第三端子部80C与输出端子302连接的状态下,第二端子部80B与输入端子301连接。因此,开关电路320成为仅使第二电感器布线20L连接在输入端子301与输出端子302之间的接通状态。另一方面,在第二开关元件322断开的情况下,由于第六开关元件326接通,所以第二端子部80B与第二接地端子304连接。因此,开关电路320成为仅使第二电感器布线20L连接在第二接地端子304与输出端子302之间的断开状态。在仅针对第二电感器布线20L的第二电路状态下,通过像这样仅针对第二电感器布线20L切换接通状态和断开状态,来对电源电压进行降压并供给至负载。
如图26所示,在电流计340检测出的电流值为上述的第二规定值以上,且小于作为比第二规定值大的值而预先决定的第三规定值的情况下,控制电路330将开关电路320切换为仅针对第一电感器布线20R的第二电路状态。在开关电路320的仅针对第一电感器布线20R的第二电路状态下,第二开关元件322断开,第三开关元件323接通,第四开关元件324断开。而且,通过反复切换第一开关元件321的接通断开状态,控制在第一电感器布线20R中流过的电流。在第一开关元件321接通的情况下,在第三端子部80C与输出端子302连接的状态下,第一端子部80A与输入端子301连接。因此,开关电路320成为仅使第一电感器布线20R连接在输入端子301与输出端子302之间的接通状态。另一方面,在第一开关元件321断开的情况下,由于第五开关元件325接通,所以第一端子部80A与第一接地端子303连接。因此,开关电路320成为仅使第一电感器布线20R连接在第一接地端子303与输出端子302之间的断开状态。在仅针对第一电感器布线20R的第二电路状态下,通过像这样仅针对第一电感器布线20R切换接通状态和断开状态,来对电源电压进行降压并供给至负载。
如图27所示,在电流计340检测出的电流值为上述的第三规定值以上的情况下,控制电路330将开关电路320切换为第三电路状态。在开关电路320的第三电路状态下,第三开关元件323接通,第四开关元件324断开。而且,第一开关元件321以及第二开关元件322同时切换接通断开状态。即,第一电感器布线20R与第二电感器布线20L并联连接。因此,通过同时对第一开关元件321以及第二开关元件322反复切换接通断开状态,控制在并联连接的第一电感器布线20R和第二电感器布线20L中流过的电流。在第一开关元件321以及第二开关元件322接通的情况下,在第三端子部80C与输出端子302连接的状态下,第一端子部80A以及第二端子部80B与输入端子301连接。因此,开关电路320成为使并联连接的第一电感器布线20R以及第二电感器布线20L连接在输入端子301与输出端子302之间的接通状态。另一方面,在第一开关元件321断开的情况下,由于第五开关元件325接通,所以第一端子部80A与第一接地端子303连接。另外,在第二开关元件322断开的情况下,由于第六开关元件326接通,所以第二端子部80B与第二接地端子304连接。因此,开关电路320成为使并联连接的第一电感器布线20R以及第二电感器布线20L连接在第一接地端子303与输出端子302之间,并且连接在第二接地端子304与输出端子302之间的断开状态。在第三电路状态下,通过像这样针对并联连接的第一电感器布线20R和第二电感器布线20L切换接通状态和断开状态,来对电源电压进行降压并供给至负载。
此外,在如本实施方式那样为降压转换器的情况下,为了使输出电压为所希望的值,而在输出电压相对于输入电压之比亦即占空比为“0”以上“1”以下的范围内,第一开关元件321以及第二开关元件322进行驱动,以使输入电压为脉冲波形。
接下来,对上述实施方式中的作用进行说明。
在从电源210对电感器部件10供给电流的情况下,根据开关电路320的状态,流过电流的电感器布线20的路径长不同,所以能够得到的电感值不同。
具体而言,如图24所示,在开关电路320为第一电路状态的情况下,电流从第二端子部80B输入,并从第一端子部80A输出。由此,在电感器部件10中,电流串联地流过第二电感器布线20L的第二布线主体21L以及第一电感器布线20R的第一布线主体21R。因此,在第一电路状态下,电流流过的电感器布线的路径长为将第一布线主体21R的布线长、第二布线主体21L的布线长以及第一焊盘22L的布线长相加后的长度。因此,在第一电路状态下能够得到的电感值比第一电感器布线20R的电感值以及第二电感器布线20L的电感值都大。例如,第一电路状态的电感值在本实施方式中大致为5.5nH。另外,第一电路状态的直流电阻为50mΩ以下。
如图25所示,在开关电路320为仅针对第二电感器布线20L的第二电路状态的情况下,电流从第二端子部80B输入,从第三端子部80C输出。由此,在电感器部件10中,电流输入到与第二电感器布线20L的第一焊盘22L连接的第一外部端子81,并从第二电感器布线20L和第一电感器布线20R共用的第二焊盘23R所连接的第二外部端子82输出。因此,在仅针对第二电感器布线20L的第二电路状态下,电流流过的电感器布线的路径长相当于第二电感器布线20L的布线长。即,与第一电路状态相比,电流流过的布线长较短,所以在仅针对第二电感器布线20L的第二电路状态下能够得到的电感值比第一状态的电感值小。具体而言,仅针对第二电感器布线20L的第二电路状态的电感值在本实施方式中例如为3.3nH。
如图26所示,在开关电路320为仅针对第一电感器布线20R的第二电路状态的情况下,电流从第一端子部80A输入,并从第三端子部80C输出。由此,在电感器部件10中,电流输入到与第一电感器布线20R的第一焊盘22R连接的第一外部端子81,并从与第一电感器布线20R的第二焊盘23R连接的第二外部端子82输出。因此,在仅针对第一电感器布线20R的第二电路状态下,电流流过的电感器布线20的路径长相当于第一电感器布线20R的布线长。如上述那样,第一电感器布线20R的电感值例如大致为2.5nH。第一电感器布线20R的电感值是在本实施方式中能够得到的最小的电感值。因此,仅针对第二电感器布线20L的第二电路状态的电感值为仅针对第一电感器布线20R的第二电路状态的1.1倍以上。
如图27所示,在开关电路320为第三电路状态的情况下,电流从第一端子部80A以及第二端子部80B输入,并从第三端子部80C输出。由此,在电感器部件10中,电流并联地流过第一电感器布线20R的第一布线主体21R以及第二电感器布线20L的第二布线主体21L。另外,第三电路状态下的第一开关元件321以及第二开关元件322的相位差为0°。
接下来,对上述实施方式的效果进行说明。
(1)在上述实施方式中,电感器部件10的厚度方向Td的尺寸大约为0.2毫米。因此,即使搭载于封装基板350,搭载了电感器部件10的封装基板350的厚度方向Td的尺寸也不会变得过大。由此,能够不使电感器部件10搭载在母板220上,而搭载于封装基板350。因此,上述实施方式的DC/DC转换器部件300在进行安装时,在母板220上所需要的面积较小。
(2)在上述实施方式中,电感器部件10搭载于封装基板350的内部。因此,不需要在封装基板350的外表面上调整半导体集成电路310与电感器部件10的位置关系,从而半导体集成电路310的配置自由度较高。
(3)在上述实施方式中,在从厚度方向Td观察时,电感器部件10与半导体集成电路310重叠地配置。因此,不需要在长边方向Ld以及短边方向Wd增大封装基板350。
(4)在上述实施方式中,能够利用一个电感器部件10得到第一电路状态、第二电路状态的电感值。因此,电感器部件10能够根据使用状况得到不同的电感值。具体而言,将开关电路320控制为在成为负载的微处理器500流过的电流越大,电感器部件10得到的电感值越小。其结果是,能够提高DC/DC转换器部件300的动作效率。
(5)在上述实施方式中,能够通过在一个电感器部件10中,使电流流过并联连接的电感器布线20,来得到第三电路状态的电感值。因此,能够增大能够利用电感器部件10实现的电感值的范围。
(6)在上述实施方式中,第一磁性层54以及第二磁性层55是含有金属磁性粉的树脂复合材料。该金属磁性粉是包含铁的合金,金属磁性粉的平均粒径大约为5微米。这样通过使用10微米以下的粒径较小的磁性粉,能够确保透磁率,并且能够通过抑制磁性粉内的涡流损耗来减小铁损,所以能够实现品质因数Q较高的电感器部件。
(7)第一电感器布线20R的电感值大致为3nH,第二电感器布线20L的电感值为3.3nH。在进行高频开关动作的转换器中,为了抑制波纹电流,优选电感器布线的电感值为1nH以上。另外,若各电感器布线20的电感值为10nH以上,则在高频开关动作中得到的电压变动的追随性变差。因此,优选各电感器布线20的电感值为1nH以上且为10nH以下,本实施方式中的电感器布线20的电感值在上述范围内。另外,由于电感器部件10的直流电阻不会过大,所以能够抑制DC/DC转换器部件300的效率降低。作为开关频率优选为50MHz以上,更优选为100MHz以上。另外,优选开关频率在1000MHz以下。若开关频率过高,则磁性粉的损耗增大,开关元件的损耗增大,从而DC/DC转换器的效率降低。
上述实施方式能够如以下那样进行变更来实施。上述实施方式以及以下的变更例能够在技术上不矛盾的范围内相互组合来实施。
·电感器部件10的相对于封装基板350的搭载位置并不限定于上述实施方式的例子。例如,在图28所示的例子中,电感器部件10安装于封装基板350的安装面351。电感器部件10的厚度方向Td的尺寸比焊料351的厚度方向Td的尺寸小。该情况下,由于焊料存在而产生的死区能够活用为用于搭载电感器部件10的空间。该情况下,若在从厚度方向Td观察时,电感器部件10配置为与半导体集成电路310重叠,则能够进一步有效地活用空间。
另外例如,电感器部件10也可以安装在封装基板350的与安装面351相反侧的面。如这些变更例那样,电感器部件10只要至少搭载于封装基板350即可。
·在将电感器部件10搭载于封装基板350的内部的情况下,也可以并不是电感器部件10的全部埋入至封装基板350。只要至少电感器部件10的一部分搭载于内部即可。
·半导体集成电路310的相对于封装基板350的搭载位置并不限定于上述实施方式的例子。例如,在图29所示的例子中,半导体集成电路310搭载于封装基板350的内部。该情况下,与将半导体集成电路310安装于封装基板350的表面的情况相比,能够将DC/DC转换器部件300的厚度方向Td上的尺寸减小与半导体集成电路310埋入到封装基板350的内部的尺寸对应的量。
·电感器部件10的厚度方向Td的尺寸只要为0.25毫米以下,则也可以比封装基板350布线的厚度方向Td的尺寸大。在图30所示的例子中,在封装基板350的内部,封装基板布线354与安装面351平行地延伸。而且,电感器部件10中的电感器布线20的厚度方向Td的尺寸TI比封装基板布线354的厚度方向Td的尺寸TP大。该情况下,与假设在封装基板350的内部设置向沿着安装面351的方向延伸的电感器布线的情况相比,能够增大厚度方向Td的尺寸,所以容易设置剖面积较大的电感器布线。其结果是,能够设置直流电阻较小的电感器布线。
·在DC/DC转换器部件300中,电感器部件10的数目也可以为两个以上。在图31所示的例子中,在封装基板350的安装面351安装三个电感器部件10。这样,在具备多个电感器部件10的情况下,与使用大型的电感器部件的情况相比,容易使DC/DC转换器部件300小型化。
·在上述实施方式中,开关电路320的第一电路状态也可以从第一电感器布线20R向第二电感器布线20L流过电流。该情况下,能够通过在第二开关元件322与第二端子部80B之间连接第四开关元件324的第一端,并切换各开关元件321~326的接通断开状态来实现。
·在上述实施方式中,开关电路320的第二电路状态只要切换为仅第一电感器布线20R以及仅第二电感器布线20L的至少一方的状态即可。即,例如也可以省去仅针对第一电感器布线20R的第二电路状态。
·在上述实施方式中,在开关电路320的第三电路状态下,第一开关元件321与第二开关元件322的接通断开状态的切换为同时,所以相位差为0°,但也能够通过使它们偏移规定的相位进行驱动来作为多相DC/DC转换器使用。例如,也可以使第一开关元件321与第二开关元件322的相位偏移180°。在第三开关元件323接通,第四开关元件324断开时,切换使第一开关元件321接通并使第二开关元件322断开的状态、和使第一开关元件321断开并使第二开关元件322接通的状态即可。该情况下,在使第一开关元件321接通并使第二开关元件322断开的状态下,成为仅使第一电感器布线20R连接在输入端子301与输出端子302之间的接通状态。同时,成为仅使第二电感器布线20L连接在第二接地端子304与输出端子302之间的断开状态。另一方面,在使第一开关元件321断开并使第二开关元件322接通的状态下,成为仅使第一电感器布线20R连接在第一接地端子303与输出端子302之间的断开状态。同时,成为仅使第二电感器布线20L连接在输入端子301与输出端子302之间的接通状态。这样,也可以同时使用使电流仅流过第一电感器布线20R来对电源电压进行降压并供给至负载的第2-1电路状态、和使电流仅流过第二电感器布线20L来对电源电压进行降压并供给至负载的第2-2电路状态。其结果是,在该变更例中成为两个相位,能够相互抵消波纹电流。
在电感器部件10的数目为三个的情况下,在DC/DC转换器部件300中,控制电路330也可以通过控制开关电路320,来控制为电流计340检测出的电流值越大,电流并联地流过的数目越增加。例如,在电流计340检测出的电流值相应地较小的情况下,将开关电路320控制为电流仅流过一个电感器部件的第一电感器布线20R。也可以随着电流计340增大,切换为电流流过两个电感器部件10的第一电感器布线20R的状态、和电流流过三个电感器部件10的第一电感器布线20R的状态。在更多的情况下,也可以将三个电感器部件10中的一个电感器部件10切换为第三电路状态。若电流值进一步增大,则可以将三个电感器部件10的全部切换为第三电路状态,也可以切换为多相状态。
另外,在电流并联地流过多个电感器部件10的情况下,优选使各电感器部件10的直流电阻一致。例如,在电流并联地流过三个电感器部件10的情况下,全部的电感器部件10统一为仅针对第一电感器布线20R的第二电路状态或者仅针对第二电感器布线20L的第二电路状态即可。此外,在根据在微处理器500流过的电流值,而使电流并联地流过三个电感器部件10的情况下,也可以使一个电感器部件10为第三电路状态,并使剩余两个电感器部件为第一电路状态。另外,也可以在各电路状态,例如在仅针对第一电感器布线20R的第二电路状态下作为多相电感器使用。此外,对于设为多相的情况下偏移的相位差来说,在设为两相的情况下偏移180°即可,在设为三相的情况下偏移120°即可,在设为四相的情况下偏移90°即可,在设为由N个构成的N相的情况下,偏移将360°除以N后的值即可。
·在上述实施方式中,开关电路320的状态的切换并不限定于上述实施方式的例子。例如,也可以省去第三电路状态,来控制各开关电路320。也可以适当地变更开关电路320的状态的切换方式。
·在上述实施方式中,省略用于DC/DC转换器部件300本身进行动作的电源、其连接用端子、输入端子301侧的平滑电容器、检测输出电压的状态或者负载侧的异常状态的反馈用电路及其连接用端子等,但也可以适当地追加或者变更这些部件。
·在上述实施方式中,第五开关元件325也可以是二极管。同样地,第六开关元件326也可以是二极管。
·在图31所示的例子中,在封装基板350,与电感器部件10分开地内置空芯电感器部件355。空芯电感器部件355具有匝数比0.5匝大的布线,并且在卷绕的布线的内侧不存在磁性材料。而且,该布线在封装基板350的内部卷绕。该情况下,能够增加搭载于封装基板350的电感器布线的数目。
·也可以对电感器部件10,设置三个以上坯体BD的内部的电感器布线20。在图32所示的例子中,设置四个电感器布线20。在图32所示的例子中,电感器布线20具备各自的第一外部端子81和第二外部端子82。此外,多个电感器布线20也可以不具备共用的外部端子。通过适当地变更开关电路320,使电流串联地流过多个电感器布线20,或者使电流并联地流过多个电感器布线即可。该情况下,例如,若各电感器布线20的第二外部端子82作为电路连接,则作为第三端子部发挥作用。
·对于电感器部件10的第一电感器布线20R的电感值和第二电感器布线20L的电感值来说,也可以第二电感器布线20L的电感值比第一电感器布线20R的电感值大10%。例如,能够通过延长第二电感器布线20L的布线长,进一步增大电感值。
·在上述实施方式中,磁性层50所包含的金属磁性粉的平均粒径并不限定于上述实施方式的例子。但是,为了确保比透磁率,优选金属磁性粉的平均粒径为1微米以上且为10微米以下。
·在上述实施方式中,第一磁性层54以及第二磁性层55所包含的金属磁性粉也可以不为Fe系。例如,也可以是FeNi系或者FeSiCr系。
·在上述实施方式中,相邻的电感器布线20的最小的间隔也可以不是焊盘间,也可以是布线主体21间。但是,从电感器布线20间的绝缘这样的观点来看,优选最小的间隔为50微米以上。
·在上述实施方式中,电感器布线20只要是能够在流过电流的情况下使磁性层产生磁通,来给予电感器部件10电感的布线即可。
·在上述实施方式中,各电感器布线20的组成并不限定于上述实施方式的例子。例如,也可以是银或者金。
·在上述实施方式中,磁性层50的组成并不限定于上述实施方式的例子。例如,磁性层50的材质也可以是铁素体粉,也可以是铁素体粉与金属磁性粉的混合物。
·在上述实施方式中,也可以在各支承布线41、42与磁性层50之间夹有其它的层。例如,也可以在各支承布线41、42与磁性层50之间夹有绝缘层。
·在上述实施方式中,也可以第一垂直布线71以及第二垂直布线72并不仅沿与主面MF正交的方向延伸。例如,即使第一垂直布线71以及第二垂直布线72相对于厚度方向Td倾斜,只要贯通第二磁性层55即可。
·在上述实施方式中,也可以在从厚度方向Td观察时,第一焊盘22R、第一焊盘22L以及第二焊盘23R的面积与第一垂直布线71以及第二垂直布线72的面积相等。另外,也可以与布线主体的延伸方向正交的方向上的第一焊盘22R、第一焊盘22L以及第二焊盘23R的长度尺寸与布线主体相同。
·在上述实施方式中,也可以省略第一外部端子81以及第二外部端子82。若第一垂直布线71以及第二垂直布线72从主面MF露出,则能够使电流从第一垂直布线71以及第二垂直布线72直接流向电感器布线20。该情况下,第一垂直布线71中的从主面MF露出的部分、第二垂直布线72中的从主面MF露出的部分作为外部端子发挥作用。
·在上述实施方式中,也可以对基板等安装之前的电感器部件10,通过绝缘层覆盖第一外部端子81以及第二外部端子82的外表面。该情况下,在保管安装于基板等之前的电感器部件10的状态下,能够抑制电流无意地经由各外部端子流过电感器部件10的内部。此外,在该变更例的情况下,在将电感器部件10安装于基板等之前,进行清洗等除去覆盖第一外部端子81以及第二外部端子82的绝缘层即可。
·第一外部端子81、第二外部端子82的金属层也可以是镍、金,也可以是镍、锡。另外,也可以根据需要设置催化剂层。例如,镍能够抑制电迁移,金、锡能够确保焊料润湿性,能够根据各功能适当地设定各外部端子的金属层。
·在上述实施方式中,虚设部83也可以不是与第一外部端子81以及第二外部端子82相同的层叠结构。例如,虚设部83也可以不是具有导电性的物质。另外,例如虚设部83也可以是第二磁性层55从绝缘层90露出的部分。
·在上述实施方式中,也可以从厚度方向Td观察时的虚设部83的面积与第一外部端子81以及第二外部端子82的面积不同。
·在上述实施方式中,也可以不设置虚设部83。
·在上述实施方式中,也可以适当地变更在第一侧面93以及第二侧面94露出的支承布线的数目,也可以全部省略。
·在上述实施方式中,电感器部件10的制造方法并不限定于上述实施方式的例子。例如,在上述实施方式中,形成电感器布线20的工序与形成第一支承布线41以及第二支承布线42的工序也可以是不同的工序。例如,也可以在形成了电感器布线20之后,利用与电感器布线20不同的材质形成各支承布线41、42。

Claims (15)

1.一种DC/DC转换器部件,其中,具备:
电感器部件;
半导体集成电路,包含与上述电感器部件连接的开关电路以及控制上述开关电路的控制电路;以及
封装基板,搭载有上述半导体集成电路,并且具有在安装于其它的基板时与上述其它的基板相面对的安装面,
上述电感器部件具有:
坯体,包含由磁性材料构成的磁性层,具有与上述安装面平行的主面;
多个电感器布线,在上述坯体的内部与上述主面平行地延伸;以及
垂直布线,从上述电感器布线沿与上述主面正交的厚度方向延伸并从上述主面露出,
上述电感器布线的匝数均为0.5匝以下,
上述电感器部件的上述厚度方向的尺寸为0.25毫米以下。
2.根据权利要求1所述的DC/DC转换器部件,其中,
上述电感器部件的至少一部分内置于上述封装基板。
3.根据权利要求1或2所述的DC/DC转换器部件,其中,
上述半导体集成电路内置于上述封装基板。
4.根据权利要求1所述的DC/DC转换器部件,其中,
在上述安装面设置有用于使上述封装基板与上述其它的基板电连接的焊料,
上述焊料的上述厚度方向的尺寸比上述电感器部件大,
上述电感器部件搭载于上述安装面。
5.根据权利要求4所述的DC/DC转换器部件,其中,
上述半导体集成电路搭载于上述封装基板的与上述安装面相反侧的面,
在从上述厚度方向观察时,上述电感器部件配置在与上述半导体集成电路重叠的位置。
6.根据权利要求1~5中的任意一项所述的DC/DC转换器部件,其中,
上述封装基板具有与上述安装面平行地延伸的封装基板布线,
上述电感器布线的上述厚度方向的尺寸比上述封装基板布线的上述厚度方向的尺寸大。
7.根据权利要求1~6中的任意一项所述的DC/DC转换器部件,其中,
具备多个上述电感器部件。
8.根据权利要求1~7中的任意一项所述的DC/DC转换器部件,其中,
在上述封装基板的内部与上述电感器部件分开地内置有空芯电感器部件,上述空芯电感器部件具有匝数比0.5匝大的布线。
9.根据权利要求1~8中的任意一项所述的DC/DC转换器部件,其中,
上述第一电感器布线与上述第二电感器布线在上述电感器部件内连接。
10.根据权利要求9所述的DC/DC转换器部件,其中,
上述DC/DC转换器部件还具备:输入电源电压的输入端子、连接负载的输出端子、以及接地用的接地端子,
上述开关电路能够切换第一电路状态和第二电路状态,
在上述第一电路状态下,通过上述控制电路针对串联连接的上述第一电感器布线以及上述第二电感器布线切换接通状态和断开状态,来对上述电源电压进行降压并供给至上述负载,其中,该接通状态是串联连接的上述第一电感器布线以及上述第二电感器布线连接在上述输入端子与上述输出端子之间,该断开状态是串联连接的上述第一电感器布线以及上述第二电感器布线连接在上述接地端子与上述输出端子之间,
在所述第二电路状态下,通过上述控制电路仅针对上述第一电感器布线以及上述第二电感器布线中的任意一个切换接通状态和断开状态,来对上述电源电压进行降压并供给至上述负载,其中,该接通状态是上述第一电感器布线以及上述第二电感器布线中的任意一个连接在上述输入端子与上述输出端子之间,该断开状态是上述第一电感器布线以及上述第二电感器布线中的任意一个连接在上述接地端子与上述输出端子之间。
11.根据权利要求10所述的DC/DC转换器部件,其中,
上述开关电路还能够切换为第三电路状态,在上述第三电路状态下,通过上述控制电路针对并联连接的上述第一电感器布线以及上述第二电感器布线切换接通状态和断开状态,来对上述电源电压进行降压并供给至上述负载,其中,该接通状态是并联连接的上述第一电感器布线以及上述第二电感器布线连接在上述输入端子与上述输出端子之间,该断开状态是并联连接的上述第一电感器布线以及上述第二电感器布线连接在上述接地端子与上述输出端子之间。
12.根据权利要求1~11中的任意一项所述的DC/DC转换器部件,其中,
上述DC/DC转换器部件还具备:输入电源电压的输入端子、连接负载的输出端子、以及接地用的接地端子,
上述开关电路能够同时使用第2-1电路状态和第2-2电路状态,
在第2-1电路状态下,通过控制电路仅针对上述第一电感器布线切换上述第一电感器布线连接在上述输入端子与上述输出端子之间的接通状态、和上述第一电感器布线连接在上述接地端子与上述输出端子之间的断开状态,来对上述电源电压进行降压并供给至上述负载,
在第2-2电路状态下,通过控制电路仅针对上述第二电感器布线切换上述第二电感器布线连接在上述输入端子与上述输出端子之间的接通状态、和上述第二电感器布线连接在上述接地端子与上述输出端子之间的断开状态,来对上述电源电压进行降压并供给至上述负载,
上述控制电路使上述第2-1电路状态下的上述接通状态和上述断开状态的切换动作和上述第2-2电路状态下的上述接通状态和上述断开状态的切换动作偏移规定的相位来进行。
13.根据权利要求1~12中的任意一项所述的DC/DC转换器部件,其中,
上述磁性层具有包含铁的金属粉,
上述金属粉的平均粒径为10微米以下且为1微米以上。
14.根据权利要求1~13中的任意一项所述的DC/DC转换器部件,其中,
在电流流过上述电感器部件的情况下能够得到的最小的电感值以及最大的电感值为1nH以上且为10nH以下,
上述电感器部件中的最大的直流电阻为1mΩ以上且为50mΩ以下。
15.一种DC/DC转换器部件,其中,具备:
电感器部件;
半导体集成电路,包含与上述电感器部件连接的开关电路以及控制上述开关电路的控制电路;以及
封装基板,搭载有上述半导体集成电路,并且具有在安装于其它的基板时与上述其它的基板相面对的安装面,
上述电感器部件具有第一电感器部分以及第二电感器部分,
上述第一电感器部分以及上述第二电感器部分分别具有:
坯体,包含由磁性材料构成的磁性层,具有与上述安装面平行的主面;
电感器布线,在上述坯体的内部与上述主面平行地延伸;以及
垂直布线,从上述电感器布线沿与上述主面正交的厚度方向延伸并从上述主面露出,
上述电感器布线的匝数均为0.5匝以下,
在将上述第一电感器部分具有的上述电感器布线设为第一电感器布线,将上述第二电感器部分具有的上述电感器布线设为第二电感器布线时,上述第二电感器布线的电感值比上述第一电感器布线的电感值大10%以上,
上述电感器部件的上述厚度方向的尺寸为0.25毫米以下。
CN202311390137.8A 2020-08-26 2021-08-26 Dc/dc转换器部件 Pending CN117614238A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020142761A JP7222383B2 (ja) 2020-08-26 2020-08-26 Dc/dcコンバータ部品
JP2020-142761 2020-08-26
CN202110989706.5A CN114204776B (zh) 2020-08-26 2021-08-26 Dc/dc转换器部件

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110989706.5A Division CN114204776B (zh) 2020-08-26 2021-08-26 Dc/dc转换器部件

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117614238A true CN117614238A (zh) 2024-02-27

Family

ID=80357520

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110989706.5A Active CN114204776B (zh) 2020-08-26 2021-08-26 Dc/dc转换器部件
CN202311390137.8A Pending CN117614238A (zh) 2020-08-26 2021-08-26 Dc/dc转换器部件

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110989706.5A Active CN114204776B (zh) 2020-08-26 2021-08-26 Dc/dc转换器部件

Country Status (3)

Country Link
US (2) US11844177B2 (zh)
JP (3) JP7222383B2 (zh)
CN (2) CN114204776B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114121409A (zh) * 2020-08-26 2022-03-01 株式会社村田制作所 电感器部件

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6566731B2 (en) * 1999-02-26 2003-05-20 Micron Technology, Inc. Open pattern inductor
US8416043B2 (en) * 2010-05-24 2013-04-09 Volterra Semiconductor Corporation Powder core material coupled inductors and associated methods
WO2007049788A1 (ja) * 2005-10-28 2007-05-03 Hitachi Metals, Ltd. Dc-dcコンバータ
JP2007250924A (ja) * 2006-03-17 2007-09-27 Sony Corp インダクタ素子とその製造方法、並びにインダクタ素子を用いた半導体モジュール
JP2008118021A (ja) * 2006-11-07 2008-05-22 Seiko Epson Corp 半導体モジュールとその製造方法
JPWO2009016937A1 (ja) * 2007-07-30 2010-10-14 株式会社村田製作所 チップ型コイル部品
JP4873049B2 (ja) * 2009-06-25 2012-02-08 株式会社村田製作所 電子部品
KR20120025236A (ko) * 2010-09-07 2012-03-15 삼성전기주식회사 적층형 인덕터 및 그 제조 방법
CN103168413B (zh) 2011-06-10 2016-08-03 株式会社村田制作所 多沟道型dc-dc转换器
JP5974603B2 (ja) 2012-04-17 2016-08-23 株式会社村田製作所 インダクタアレイチップ及びdc−dcコンバータ
WO2015107922A1 (ja) * 2014-01-15 2015-07-23 株式会社村田製作所 電気回路
WO2016006542A1 (ja) * 2014-07-08 2016-01-14 株式会社村田製作所 電子部品
JP6361827B2 (ja) * 2015-05-29 2018-07-25 株式会社村田製作所 Dc−dcコンバータおよびスイッチングic
JP6508126B2 (ja) * 2016-05-26 2019-05-08 株式会社村田製作所 コイル部品
JP6464116B2 (ja) * 2016-06-17 2019-02-06 太陽誘電株式会社 コモンモードチョークコイル
JP6832082B2 (ja) 2016-06-29 2021-02-24 ローム株式会社 Dc/dcコンバータおよびその制御回路、インダクタのショート検出方法、制御方法、電子機器
JP6520875B2 (ja) * 2016-09-12 2019-05-29 株式会社村田製作所 インダクタ部品およびインダクタ部品内蔵基板
JP6912976B2 (ja) * 2017-09-04 2021-08-04 株式会社村田製作所 インダクタ部品
JP6686991B2 (ja) * 2017-09-05 2020-04-22 株式会社村田製作所 コイル部品
JP7077835B2 (ja) * 2018-07-17 2022-05-31 株式会社村田製作所 インダクタ部品
US20200066830A1 (en) * 2018-08-21 2020-02-27 Intel Corporation Magnetic core inductors on package substrates
JP6856059B2 (ja) * 2018-09-25 2021-04-07 株式会社村田製作所 インダクタ
JP6958525B2 (ja) 2018-09-25 2021-11-02 株式会社村田製作所 インダクタ部品
US11328872B2 (en) * 2018-12-27 2022-05-10 Tdk Corporation LC composite component
JP7226198B2 (ja) * 2019-09-03 2023-02-21 株式会社村田製作所 電子部品およびその製造方法
JP7247860B2 (ja) * 2019-10-25 2023-03-29 株式会社村田製作所 インダクタ部品

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114121409A (zh) * 2020-08-26 2022-03-01 株式会社村田制作所 电感器部件

Also Published As

Publication number Publication date
US20220071012A1 (en) 2022-03-03
JP7222383B2 (ja) 2023-02-15
JP2023054823A (ja) 2023-04-14
US11844177B2 (en) 2023-12-12
US20240064902A1 (en) 2024-02-22
JP2022038323A (ja) 2022-03-10
JP2023054822A (ja) 2023-04-14
CN114204776A (zh) 2022-03-18
CN114204776B (zh) 2023-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12014859B2 (en) Coil component and switching regulator
US7868431B2 (en) Compact power semiconductor package and method with stacked inductor and integrated circuit die
JP4376493B2 (ja) プリント回路ボード
US5604383A (en) Stabilized power supply device using a flip chip as an active component
US8018311B2 (en) Microminiature power converter
CN112908611B (zh) 线圈部件
US20090243389A1 (en) Multiple output magnetic induction unit and a multiple output micro power converter having the same
US10790792B2 (en) LC composite device, processor, and method for manufacturing LC composite device
CN114204776B (zh) Dc/dc转换器部件
JP5697020B2 (ja) 基板および基板の製造方法
US8218331B2 (en) Electronic component module
US20160233017A1 (en) Inductor array chip and dc-to-dc converter module using the same
US11202371B2 (en) Multilayer substrate
CN117914129A (zh) 带电感器模块的功率半导体系统和制造电感器模块和带电感器模块的功率半导体系统的方法
CN114121412B (zh) 电感器部件
JP2017084961A (ja) 集積回路素子の実装構造
CN114121411B (zh) 电感器部件
JPWO2020039625A1 (ja) 電力変換回路モジュール
WO2024090418A1 (ja) 平面アレイインダクタを備えたスイッチング電源システム装置
WO2016174908A1 (ja) パワーモジュール
JP7235023B2 (ja) インダクタ部品、及びインダクタ部品の製造方法
JP7276283B2 (ja) インダクタ部品
JPH10233315A (ja) 表面実装型コイルおよびその製造方法
JPH10229017A (ja) 表面実装型コイルおよびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination