JP2001176728A - Lc composite part and power-source element - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器のスイッ
チング電源に用いられるコンデンサとコイルから形成さ
れたＬＣ複合部品、特にスイッチングを行う半導体素子
を実装する基板として利用可能なコンデンサとコイルか
ら形成されたＬＣ複合部品、およびこれを用いた電源素
子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an LC composite component formed of a capacitor and a coil used for a switching power supply of electronic equipment, and more particularly to a capacitor and a coil which can be used as a substrate for mounting a semiconductor element for switching. The present invention relates to an LC composite component and a power supply element using the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、電子回路のディジタル化の進展に
伴い、回路に必要とされる電源電圧の安定性に対する要
求が高まってきている。直流の定電圧を供給する最も簡
易な手段は、ツェナーダイオードなどを用いた３端子レ
ギュレータを用いることである。この素子は、電源回路
に接続するだけで定電圧が得られるが、効率は高くはな
い。2. Description of the Related Art In recent years, with the progress of digitalization of electronic circuits, there has been an increasing demand for stability of a power supply voltage required for the circuits. The simplest means for supplying a constant DC voltage is to use a three-terminal regulator using a Zener diode or the like. This element can obtain a constant voltage simply by connecting to a power supply circuit, but its efficiency is not high.
【０００３】高効率の定電圧回路としては、図１に基本
回路を示すスイッチングレギュレータが知られている。
図１において、スイッチング素子１、スイッチング制御
回路２、および整流素子３は、半導体素子４として構成
される。半導体素子４として構成された回路には、リッ
プルの少ない直流を得るために、コイル５と大容量のコ
ンデンサ６が接続される。従って、３端子レギュレータ
のように一つの素子を接続することで定電圧が得られる
わけではない。このため、スイッチングレギュレータを
モジュール化して使い易くする提案が多くある。As a high-efficiency constant voltage circuit, a switching regulator whose basic circuit is shown in FIG. 1 is known.
In FIG. 1, the switching element 1, the switching control circuit 2, and the rectifying element 3 are configured as a semiconductor element 4. A coil 5 and a large-capacity capacitor 6 are connected to the circuit configured as the semiconductor element 4 in order to obtain a DC with little ripple. Therefore, a constant voltage cannot be obtained by connecting one element like a three-terminal regulator. For this reason, there are many proposals to make the switching regulator modular and easy to use.
【０００４】たとえば、特開平１０−１３６６４１号公
報には、スイッチング素子とコイルおよびコンデンサを
配線基板上に実装することが開示されている。しかしな
がら、個々の素子を基板上に実装するため、小型化する
ことは困難である。より小型のスイッチングレギュレー
タを構成するため、実開平４−５４４８６号公報には、
板状のセラミックコンデンサの表面に印刷配線を施し、
回路素子を実装する構成のＤＣ−ＤＣコンバータが開示
されている。しかしながら、インダクターとスイッチン
グ素子およびスイッチングを制御する素子が同一平面状
に実装されているため、小型化には限界がある。また、
実開平４−５１０８５号公報には、磁性体基板の上面に
回路パターンを形成し、回路素子を実装するとともに、
磁性体基板にプリントコイルを形成した構成のＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータが開示されている。しかしながら、スイッ
チング素子とコンデンサなどの回路素子は磁性体基板上
に平面的に配置されるため、小型化には限界があり、か
つ、プリントコイルを用いているため大電流で使用する
ことはできない。For example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 10-136641 discloses mounting a switching element, a coil, and a capacitor on a wiring board. However, since each element is mounted on a substrate, it is difficult to reduce the size. To configure a smaller switching regulator, Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-54486 discloses that
Print wiring on the surface of the plate-shaped ceramic capacitor,
A DC-DC converter configured to mount a circuit element is disclosed. However, since the inductor, the switching element, and the element for controlling the switching are mounted on the same plane, there is a limit to miniaturization. Also,
In Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-51085, a circuit pattern is formed on an upper surface of a magnetic substrate, and a circuit element is mounted.
DC-D with print coil formed on magnetic substrate
A C converter is disclosed. However, since switching elements and circuit elements such as capacitors are arranged in a plane on a magnetic substrate, there is a limit to miniaturization, and since a printed coil is used, it cannot be used with a large current.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、実
装面積が小さく、かつ大電流にも対応できるスイッチン
グレギュレータモジュールの実現が強く望まれていた。
これを実現するには、大電流に対応できるコイル素子と
大容量のコンデンサ素子を一体化したＬＣ複合部品を基
板として用い、この基板上に、図１に示したような、ス
イッチング素子とスイッチングを制御する素子などの半
導体素子４を実装することが望まれる。それにより、３
端子レギュレータのように、入力端子7、出力端子8、接
地端子9を電源回路に挿入することにより、簡易に定電
圧が得られる小型の電源素子を実現できる。As described above, there has been a strong demand for a switching regulator module which has a small mounting area and can cope with a large current.
In order to realize this, an LC composite component in which a coil element capable of handling a large current and a large-capacity capacitor element are integrated is used as a substrate, and a switching element and switching as shown in FIG. It is desired to mount a semiconductor element 4 such as an element to be controlled. Thereby 3
By inserting the input terminal 7, the output terminal 8, and the ground terminal 9 into a power supply circuit like a terminal regulator, a small power supply element that can easily obtain a constant voltage can be realized.
【０００６】本発明は、高いインダクタンスのコイルと
大容量のコンデンサを含む部品を基板として構成した、
ＬＣ複合部品を提供することを目的とする。According to the present invention, a component including a coil having a high inductance and a capacitor having a large capacity is formed as a substrate.
An object is to provide an LC composite component.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のＬＣ複合部品は、少なくとも一つのコンデ
ンサ素子と少なくとも一つのコイル素子が、５０〜７０
体積％の磁性粉体と３０〜５０体積％の熱硬化性樹脂と
を含むコンポジット磁性体に埋設された成形体を備えた
ことを特徴とする。この構成により、高いインダクタン
スのコイルと大容量のコンデンサ接続した回路を、容易
に基板として構成できる。In order to solve the above-mentioned problems, an LC composite component according to the present invention comprises at least one capacitor element and at least one coil element having a size of 50 to 70.
It is characterized by comprising a molded body embedded in a composite magnetic material containing volume% of magnetic powder and 30 to 50 volume% of thermosetting resin. With this configuration, a circuit in which a high-inductance coil and a large-capacity capacitor are connected can be easily configured as a substrate.
【０００８】上記の構成において、コンデンサ素子とコ
イル素子がコンポジット磁性体内で接続された構成とす
ることができる。また、コンデンサ素子及びコイル素子
と外部回路とを接続するための接続端子を有することが
望ましい。In the above configuration, the capacitor element and the coil element may be connected in a composite magnetic body. Further, it is desirable to have a connection terminal for connecting the capacitor element and the coil element to an external circuit.
【０００９】上記の構成に更に、成形体の上下の少なく
とも一面に平板状の磁性体が配置された構成とすること
が望ましい。また、成形体の上下の一方の面に平板状の
磁性体が配置され、他の面に平板状の絶縁体が配置され
たと構成としても良い。In addition to the above configuration, it is preferable that a flat magnetic body is disposed on at least one of the upper and lower surfaces of the molded body. Also, a configuration may be adopted in which a flat magnetic body is disposed on one of the upper and lower surfaces of the molded body, and a flat insulator is disposed on the other surface.
【００１０】コイルは、空芯部が形成されるように導体
を巻回した構成とし、その空芯部にコンデンサ素子が配
置された構成とすることができる。[0010] The coil may have a configuration in which a conductor is wound so as to form an air core portion, and a capacitor element may be arranged in the air core portion.
【００１１】以上の構成のＬＣ複合部品において、平板
状の磁性体または平板状の絶縁体における、コンポジッ
ト磁性体に対向する側の面に導体パターンが形成され、
その導体パターンにコンデンサ素子とコイル素子とが接
続された構成とすることができる。In the LC composite component having the above-described structure, a conductor pattern is formed on a surface of the plate-shaped magnetic body or the plate-shaped insulator facing the composite magnetic body,
A configuration in which a capacitor element and a coil element are connected to the conductor pattern can be adopted.
【００１２】また、コンポジット磁性体を構成する磁性
体粉は、鉄を主成分とする合金磁性体粉、およびフェラ
イト磁性体粉から選ばれた少なくとも一方を含む構成と
することができる。平板状の磁性体としては、１０3Ω
ｍ以上の体積抵抗率を有するフェライト磁性体を用いる
ことができる。The magnetic powder constituting the composite magnetic material may include at least one selected from an alloy magnetic powder containing iron as a main component and a ferrite magnetic powder. 10 3 Ω as a flat magnetic material
A ferrite magnetic material having a volume resistivity of m or more can be used.
【００１３】本発明の電源素子は、上記のいずれかの構
成のＬＣ複合部品の表面に、少なくともスイッチング機
能とスイッチングを制御する機能とを有する半導体素子
を実装した構成である。The power supply element of the present invention has a structure in which a semiconductor element having at least a switching function and a function of controlling switching is mounted on the surface of the LC composite component having any one of the above-described structures.
【００１４】また、好ましくは、平板状の磁性体または
平板状の絶縁体における外側に面する面に導体パターン
が形成され、導体パターンに半導体素子を接続した構成
とする。Preferably, a conductor pattern is formed on an outer surface of the plate-shaped magnetic body or the plate-shaped insulator, and a semiconductor element is connected to the conductor pattern.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について、図面を参照して説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１６】（実施の形態１）まず、センダストと称さ
れるＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ合金粉体を５０〜７０体積％とな
るよう秤量し、これに熱硬化性樹脂として５０〜３０体
積％のエポキシ樹脂と、若干の有機溶剤を加えて混練し
スラリー状にする。このスラリーをドクターブレード法
によりシート成形し、乾燥してシート状のコンポジット
磁性体を作製する。このコンポジット磁性体シートは未
硬化状態であり、加熱することにより流動化し、同時に
型内で圧力を加えることにより成形が可能である。(Embodiment 1) First, an Fe-Al-Si alloy powder called Sendust is weighed so as to be 50 to 70% by volume, and 50 to 30% by volume of epoxy as a thermosetting resin is added thereto. A resin and some organic solvent are added and kneaded to form a slurry. The slurry is formed into a sheet by a doctor blade method, and dried to produce a sheet-shaped composite magnetic material. This composite magnetic material sheet is in an uncured state, is fluidized by heating, and can be formed by simultaneously applying pressure in a mold.
【００１７】次に、このコンポジット磁性体シートを用
いたＬＣ複合部品の作成法について説明する。図２は本
発明の実施の形態１におけるＬＣ複合部品の製造に用い
る部材の配置を示すための斜視図である。Next, a method for producing an LC composite component using the composite magnetic sheet will be described. FIG. 2 is a perspective view showing an arrangement of members used for manufacturing the LC composite component according to Embodiment 1 of the present invention.
【００１８】金型（図示せず）の底面上に、フェライト
燒結体の平板１７、前述したコンポジット磁性体シート
１９、リード端子１３、１４、１５に接続されたコイル
１１とコンデンサ１２、コンポジット磁性体シート１
８、及びフェライト燒結体の平板１６を、上記の順に積
み重ねて配置する。その後、１５０〜２００℃に加熱し
ながら加圧してコンポジット磁性体シート１８、１９を
流動化させ、コイル１１とコンデンサ１２をコンポジッ
ト磁性体１８、１９中に埋め込み、同時にフェライト１
６と１７を接着させる。加熱加圧工程、あるいはその後
に樹脂の硬化温度以上で一定時間保持することにより、
コンポジット磁性体シート１８、１９中の熱硬化樹脂の
硬化は完了し、ＬＣ複合部品が完成する。このＬＣ複合
部品に図１の4で示される半導体素子を接続することに
より、小型の電源素子が得られる。On a bottom surface of a mold (not shown), a ferrite sintered plate 17, a composite magnetic sheet 19 described above, a coil 11 and a capacitor 12 connected to lead terminals 13, 14, 15 and a composite magnetic material Sheet 1
8, and the flat plate 16 of the ferrite sintered body are stacked and arranged in the above order. Thereafter, the composite magnetic material sheets 18 and 19 are fluidized by applying pressure while being heated to 150 to 200 ° C., and the coil 11 and the capacitor 12 are embedded in the composite magnetic materials 18 and 19, and at the same time, ferrite 1
Glues 6 and 17 together. By holding for a fixed time above the curing temperature of the resin,
The curing of the thermosetting resin in the composite magnetic sheets 18 and 19 is completed, and the LC composite component is completed. By connecting the semiconductor device shown by 4 in FIG. 1 to this LC composite component, a small power supply device can be obtained.
【００１９】硬化したコンポジット磁性体シート１８、
１９は、磁性粉体の体積分率が高いほどコイルのインダ
クタンスが高くなるが、体積分率が７０％以上では未硬
化コンポジットが加熱加圧時に流動化せず、コイル１１
やコンデンサ１２を埋め込むことができない。一方、体
積分率が５０％以下では成形は容易であるが、コイルの
インダクタンスが低くなるので好ましくない。The cured composite magnetic sheet 18
19, the higher the volume fraction of the magnetic powder, the higher the inductance of the coil. However, when the volume fraction is 70% or more, the uncured composite does not fluidize at the time of heating and pressurizing, and the coil 11
Or the capacitor 12 cannot be embedded. On the other hand, when the volume fraction is 50% or less, molding is easy, but the inductance of the coil becomes low, which is not preferable.
【００２０】コイル１１としては絶縁被覆された銅線を
巻回したものを用いればよく、上下のフェライト１６、
１７の間の空間に収納可能な範囲で、直径の太い銅線を
使用することにより大電流に対応することが可能であ
る。また、コイル１１のインダクタンスはコイルの巻径
が大きいほど高くすることができるので、空芯部を設け
て巻回するほうが高いインダクタンスが得られ、空芯部
にコンデンサ１２を収納することにより効率的な空間配
置となり、小型化に有利である。The coil 11 may be formed by winding an insulated copper wire.
A large current can be handled by using a copper wire having a large diameter as long as the copper wire can be accommodated in the space between 17. Further, since the inductance of the coil 11 can be increased as the winding diameter of the coil is increased, a higher inductance can be obtained by providing an air core portion and winding the coil, and it is more efficient to house the capacitor 12 in the air core portion. This is advantageous in miniaturization because of the spatial arrangement.
【００２１】また、コンデンサ１２としては、大容量の
積層セラミックコンデンサ、あるいは表面実装タイプの
タンタル電解コンデンサを使用することができる。As the capacitor 12, a large-capacity multilayer ceramic capacitor or a surface mount type tantalum electrolytic capacitor can be used.
【００２２】一例として、０．５ｍｍφの樹脂被覆銅線
からなるコイル１１を、３．２×２．５×２ｍｍの外形
で容量が１０μＦの積層セラミックコンデンサの周囲に
６ターン巻回し、センダスト粉体が６０体積％のコンポ
ジット磁性体１８、１９を使用し、フェライト燒結体の
平板１６、１７として厚み０．８ｍｍのＮｉ−Ｚｎフェ
ライトを用いた場合、１０×１０×４ｍｍの外形とな
り、２．５μＨのインダクタンスが得られた。As an example, a coil 11 made of a resin-coated copper wire of 0.5 mmφ is wound around a laminated ceramic capacitor of 3.2 × 2.5 × 2 mm and having a capacity of 10 μF for 6 turns, so that a sendust powder is formed. When the composite magnetic materials 18 and 19 of 60% by volume are used, and the Ni—Zn ferrite having a thickness of 0.8 mm is used as the flat plates 16 and 17 of the sintered ferrite, the outer shape becomes 10 × 10 × 4 mm and 2.5 μH Was obtained.
【００２３】（実施の形態２）図３は本発明の実施の形
態２におけるＬＣ複合部品の組み立てを示す斜視図であ
り、図４はスイッチング素子などを含む半導体素子の実
装を示す斜視図、図５は完成した電源素子の断面図であ
る。(Embodiment 2) FIG. 3 is a perspective view showing the assembly of an LC composite component according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 4 is a perspective view showing the mounting of a semiconductor element including a switching element and the like. 5 is a sectional view of the completed power supply element.
【００２４】まず、体積抵抗率が１０3Ωｍ以上のフェ
ライト燒結体の平板２４を準備する。その一方の平面２
４ａと側面に、図３に示すように、導体パターン３３、
３４、３５、３６を形成する。図４に示すように、フェ
ライト燒結体の平板２４の反対側の平面２４ｂには、半
導体素子５１と接続される導体パターン３７、３８、３
９を形成する。それらの導体パターンは、銀ペーストを
塗布し焼付けて形成することができる。導体パターン３
７は側面で導体パターン３３と接続され電源素子の入力
端子となる。導体パターン３８は、側面で導体パターン
３４と接続され接地端子となる。導体パターン３９は、
導体パターン３６と接続されて半導体素子５１とコイル
２１を接続する。導体パターン３５は出力端子となる。First, a flat plate 24 of sintered ferrite having a volume resistivity of 10 3 Ωm or more is prepared. One plane 2
4a and the side surface, as shown in FIG.
34, 35 and 36 are formed. As shown in FIG. 4, the conductor patterns 37, 38, 3 and 3 connected to the semiconductor element 51 are provided on a flat surface 24b opposite to the flat plate 24 of the sintered ferrite.
9 is formed. These conductor patterns can be formed by applying and baking a silver paste. Conductor pattern 3
Reference numeral 7 is connected to the conductor pattern 33 on the side surface and serves as an input terminal of a power supply element. The conductor pattern 38 is connected to the conductor pattern 34 on the side surface and serves as a ground terminal. The conductor pattern 39
The semiconductor element 51 and the coil 21 are connected to the conductor pattern 36. The conductor pattern 35 becomes an output terminal.
【００２５】次に、導体パターン３４と３５にコンデン
サ２２を、導体パターン３５と３６にコイル２１の端子
３１、３２をそれぞれ接続する。コンデンサ２２とコイ
ル２１があらかじめ接続されたフェライト燒結体の平板
２４を金型内に配置し、前述した未硬化のコンポジット
磁性体シート２６、及びフェライト燒結体の平板２３の
順に金型内に入れ、加熱加圧により成形すると同時に、
上下のフェライト燒結体の平板２３、２４とコンポジッ
ト磁性体シート２６を接着させる。コンポジット磁性体
シート２６に含まれる樹脂を硬化させ、図４で示すよう
にコンポジット磁性体４１を形成した後、スイッチング
回路とスイッチングを制御する回路などを集積化した半
導体素子５１を、フェライト燒結体の平板２４上の導体
パターン３７、３８、３９に接続する。次に、図５に示
すように、モールド樹脂５２で半導体素子５１を保護す
ることにより電源素子が完成する。Next, the capacitor 22 is connected to the conductor patterns 34 and 35, and the terminals 31 and 32 of the coil 21 are connected to the conductor patterns 35 and 36, respectively. A ferrite sintered plate 24 to which the capacitor 22 and the coil 21 are connected in advance is placed in a mold, and the uncured composite magnetic sheet 26 and the ferrite sintered plate 23 are placed in the mold in this order. At the same time as molding by heating and pressing,
The upper and lower ferrite sintered plates 23 and 24 are bonded to the composite magnetic sheet 26. After the resin contained in the composite magnetic material sheet 26 is cured to form a composite magnetic material 41 as shown in FIG. It is connected to the conductor patterns 37, 38, 39 on the flat plate 24. Next, as shown in FIG. 5, the power supply element is completed by protecting the semiconductor element 51 with the mold resin 52.
【００２６】本実施の形態のようにフェライト燒結体の
平板２４に導体パターンを設け、コイル２１とコンデン
サ２２をあらかじめ接続してから金型内で成形すること
により、ＬＣ複合部品の組み立てが容易となる。As in the present embodiment, a conductor pattern is provided on a flat plate 24 of a sintered ferrite body, and a coil 21 and a capacitor 22 are connected in advance and then molded in a mold, thereby facilitating assembly of an LC composite component. Become.
【００２７】本実施の形態ではフェライト平板に導体パ
ターンを形成する例を示したが、端子間に高い絶縁抵抗
が求められる場合には、フェライト燒結体の平板２４に
代えて絶縁基板に導体パターンを形成すればよい。この
場合、得られるインダクタンスが低くなるため用途は限
定される。例えば、コイルとして実施の形態１で示した
ものと同様のものを用い、アルミナ製の絶縁基板を用い
た場合、インダクタンスは１．２μＨとなった。In this embodiment, an example is shown in which a conductor pattern is formed on a ferrite flat plate. However, when a high insulation resistance is required between terminals, a conductor pattern is formed on an insulating substrate instead of the flat ferrite sintered body 24. It may be formed. In this case, applications are limited because the obtained inductance is low. For example, when the same coil as that described in Embodiment 1 was used as the coil and an insulating substrate made of alumina was used, the inductance was 1.2 μH.
【００２８】また、本実施の形態では平板状のフェライ
ト燒結体を用いる例を示したが、磁性体平板はこれに限
らず、圧粉磁性体などを用いることもできる。ただし、
導体パターンを形成する場合には、端子間が短絡しない
ように表面に絶縁被覆処理を施す必要がある。Further, in this embodiment, an example in which a flat ferrite sintered body is used has been described. However, the magnetic flat plate is not limited to this, and a powder magnetic material or the like can be used. However,
In the case of forming a conductor pattern, it is necessary to perform an insulating coating on the surface so as not to short-circuit between the terminals.
【００２９】（実施の形態３）図６は本発明の実施の形
態３におけるＬＣ複合部品とスイッチング素子などの半
導体素子を組み立てて完成した小型電源素子の断面図で
ある。(Embodiment 3) FIG. 6 is a cross-sectional view of a small power supply device completed by assembling a semiconductor device such as an LC composite component and a switching device according to Embodiment 3 of the present invention.
【００３０】銅板などの導体金属よりなるリードフレー
ム６４に、コイル６１とコンデンサ６２を半田付けや溶
接などにより接続する。次に、金型内にコンポジット磁
性体シートを設置し、コイル６１とコンデンサ６２が接
続されたリードフレーム６４を置き、加熱加圧により成
形する。コンポジット磁性体シートは流動化した後硬化
し、コンポジット磁性体６３にリードフレーム６４とコ
イル６１およびコンデンサ６２が埋め込まれた成形体が
できる。リードフレーム６４の片面は直接金型に接触し
ているため、コンポジット磁性体が流れ込まず、表面に
露出させることができ、スイッチング素子などを含む半
導体素子６５を接続することができる。その後、モール
ド樹脂６６により半導体素子を封止して、小型電源素子
が完成する。The coil 61 and the capacitor 62 are connected to a lead frame 64 made of a conductive metal such as a copper plate by soldering or welding. Next, a composite magnetic sheet is placed in a mold, a lead frame 64 to which a coil 61 and a capacitor 62 are connected is placed, and molded by heating and pressing. The composite magnetic material sheet is fluidized and then hardened to form a molded body in which the lead frame 64, the coil 61, and the capacitor 62 are embedded in the composite magnetic material 63. Since one surface of the lead frame 64 is in direct contact with the mold, the composite magnetic material does not flow in and can be exposed on the surface, and a semiconductor element 65 including a switching element and the like can be connected. After that, the semiconductor element is sealed with the mold resin 66 to complete the small power supply element.
【００３１】実施の形態3で得られた素子に組み込まれ
たコイルのインダクタンスは、高透磁率材料であるフェ
ライトを用いていないため、実施の形態１や２のコイル
に比べて低くなり、実施の形態１で示したと６ターンの
コイルでは、０．５μＨとなった。しかしながら、この
構成では低背化する事ができるので薄型素子を作製でき
る。The inductance of the coil incorporated in the element obtained in the third embodiment is lower than that of the coils of the first and second embodiments because ferrite which is a high magnetic permeability material is not used. In the case of the six-turn coil described in the first embodiment, the value is 0.5 μH. However, with this configuration, the height can be reduced, so that a thin device can be manufactured.
【００３２】コンポジット磁性体に使用する磁性粉体は
上記のセンダスト合金に限らず、他の鉄系磁性合金粉体
を用いてもよいし、Ｍｎ−Ｚｎフェライト粉体等の高い
透磁率を有する磁性粉体を用いてもよい。The magnetic powder used for the composite magnetic material is not limited to the above-mentioned sendust alloy, but other iron-based magnetic alloy powders may be used, or magnetic powders having a high magnetic permeability such as Mn-Zn ferrite powder may be used. Powder may be used.
【００３３】また、実施の形態１、２、３で用いるコン
ポジット磁性体シートの成形は、ドクターブレード法に
限られるものではなく、押し出し成形などを用いてもよ
い。さらに、本実施の形態では、コンポジット磁性体を
シート成形して未硬化シートを作製し、ＬＣ複合部品を
作成する方法について述べたが、磁性粉体と熱硬化性樹
脂を混錬してペーストを作製し、このペーストを充填す
ることにより未硬化コンポジットシートの代替とするこ
とも可能である。The formation of the composite magnetic material sheet used in the first, second and third embodiments is not limited to the doctor blade method, but may be extrusion molding or the like. Further, in the present embodiment, the method of forming an uncured sheet by forming a sheet of a composite magnetic material and forming an LC composite component has been described. However, the paste is obtained by kneading a magnetic powder and a thermosetting resin. It is also possible to replace the uncured composite sheet by preparing and filling this paste.
【００３４】さらに、コンポジット磁性体に用いる熱硬
化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂など
を用いることができ、シートの流動性を高めるために、
分散剤や課素材を微量添加してもよい。Further, as the thermosetting resin used for the composite magnetic material, an epoxy resin, a phenol resin or the like can be used.
A trace amount of a dispersing agent or a raw material may be added.
【００３５】[0035]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
コンポジット磁性体にコイルとコンデンサを埋設するこ
とにより、高いインダクタンスのコイルと大きい容量を
持つコンデンサ接続した回路が基板として作製でき、こ
の基板にスイッチング素子などの半導体素子を実装する
ことによって、小型で簡易に使用できる安定化電源素子
を提供することができる。As described above, according to the present invention,
By embedding a coil and a capacitor in a composite magnetic material, a circuit with a high-inductance coil and a capacitor with a large capacitance connected can be manufactured as a substrate. By mounting semiconductor elements such as switching elements on this substrate, it is small and simple. A stabilized power supply element that can be used for
【図１】 スイッチングレギュレータの基本回路図FIG. 1 Basic circuit diagram of a switching regulator
【図２】 本発明の実施の形態１におけるＬＣ複合部品
の製造に用いる部材の配置を示す斜視図FIG. 2 is a perspective view showing an arrangement of members used for manufacturing the LC composite component according to the first embodiment of the present invention.
【図３】 本発明の実施の形態２におけるＬＣ複合部品
とスイッチング素子などを含む半導体素子の組み立てを
示す斜視図FIG. 3 is a perspective view showing an assembly of a semiconductor device including an LC composite component and a switching device according to a second embodiment of the present invention.
【図４】 図3に示した構成により作製された基板に対
する半導体素子の実装を示す斜視図FIG. 4 is a perspective view showing the mounting of a semiconductor element on a substrate manufactured by the configuration shown in FIG. 3;
【図５】 図4に示した半導体実装後の電源素子の断面
図FIG. 5 is a cross-sectional view of the power supply device after mounting the semiconductor shown in FIG. 4;
【図６】 本発明の実施の形態３における電源素子の断
面図FIG. 6 is a sectional view of a power supply element according to Embodiment 3 of the present invention.
１ スイッチング素子 ２ スイッチング制御回路 ３ 整流素子 ４、５１、６５ 半導体素子 １１、２１、６１ コイル １２、２２、６２ コンデンサ １３、１４、１５ リード端子 １６、１７、２３、２４ フェライト燒結体の平板 １８、１９、２６ コンポジット磁性体シート ３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９ 導体パタ
ーン ４１、６３ コンポジット磁性体 ５２、６６ モールド樹脂 ６４ リードフレームDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Switching element 2 Switching control circuit 3 Rectifier element 4,51,65 Semiconductor element 11,21,61 Coil 12,22,62 Capacitor 13,14,15 Lead terminal 16,17,23,24 Ferrite sintered body flat plate 18, 19, 26 Composite magnetic material sheet 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39 Conductor pattern 41, 63 Composite magnetic material 52, 66 Mold resin 64 Lead frame
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中谷 誠一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 朝日 俊行 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 長潟 信義 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5E070 AA05 AB04 BA12 BB03 CA13 5H730 AA15 BB13 DD02 ZZ01 ZZ04 ZZ05 ZZ11 ZZ17 5J024 AA01 BA04 DA01 DA21 DA26 DA29 DA32 EA09 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Seiichi Nakatani 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Pref. Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 72) Inventor Nobuyoshi Nagagata 1006 Kazuma Kadoma, Kazuma, Osaka Prefecture F-term in Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Claims (11)
くとも一つのコイル素子が、５０〜７０体積％の磁性粉
体と３０〜５０体積％の熱硬化性樹脂とを含むコンポジ
ット磁性体に埋設された成形体を備えたことを特徴とす
るＬＣ複合部品。1. A molded article in which at least one capacitor element and at least one coil element are embedded in a composite magnetic material containing 50 to 70% by volume of a magnetic powder and 30 to 50% by volume of a thermosetting resin. An LC composite component comprising:
前記コンポジット磁性体内で接続されていることを特徴
とする請求項１に記載のＬＣ複合部品。2. The LC composite component according to claim 1, wherein the capacitor element and the coil element are connected in the composite magnetic body.
と外部回路とを接続するための接続端子を有することを
特徴とする請求項１に記載のＬＣ複合部品。3. The LC composite component according to claim 1, further comprising a connection terminal for connecting the capacitor element and the coil element to an external circuit.
板状の磁性体が配置されたことを特徴とする請求項１に
記載のＬＣ複合部品。4. The LC composite component according to claim 1, wherein a flat magnetic body is disposed on at least one of upper and lower surfaces of the molded body.
磁性体が配置され、他方の面に平板状の絶縁体が配置さ
れたことを特徴とする請求項４に記載のＬＣ複合部品。5. The LC composite according to claim 4, wherein a flat magnetic body is disposed on one of upper and lower surfaces of the molded body, and a flat insulator is disposed on the other surface. parts.
導体を巻回した構成であり、前記空芯部にコンデンサ素
子が配置されたことを特徴とする請求項1、４、または
５のいずれか１項に記載のＬＣ複合部品。6. The coil according to claim 1, wherein the coil is formed by winding a conductor so as to form an air core portion, and a capacitor element is disposed in the air core portion. The LC composite part according to any one of the above.
絶縁体における、前記コンポジット磁性体に対向する側
の面に導体パターンが形成され、前記導体パターンに前
記コンデンサ素子とコイル素子とが接続されたことを特
徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載のＬＣ複合
部品。7. A conductor pattern is formed on a surface of the plate-shaped magnetic body or the plate-shaped insulator facing the composite magnetic body, and the capacitor element and the coil element are connected to the conductor pattern. The LC composite component according to any one of claims 4 to 6, wherein:
体粉が、鉄を主成分とする合金磁性体粉、およびフェラ
イト磁性体粉から選ばれた少なくとも一方を含むことを
特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のＬＣ複
合部品。8. The magnetic powder constituting the composite magnetic material includes at least one selected from an alloy magnetic powder containing iron as a main component and a ferrite magnetic powder. 8. The LC composite component according to any one of items 7
の体積抵抗率を有するフェライト磁性体であることを特
徴とする請求項４〜８のいずれか１項に記載のＬＣ複合
部品。9. The LC composite component according to claim 4, wherein the flat magnetic body is a ferrite magnetic body having a volume resistivity of 10 3 Ωm or more.
ＬＣ複合部品の表面に、少なくともスイッチング機能と
スイッチングを制御する機能とを有する半導体素子が実
装されたことを特徴とする電源素子。10. A power supply element, wherein a semiconductor element having at least a switching function and a function of controlling switching is mounted on a surface of the LC composite component according to claim 1. .
縁体における外側に面する面に導体パターンが形成さ
れ、前記導体パターンに前記半導体素子を接続したこと
を特徴とする請求項１０に記載の電源素子。11. The semiconductor device according to claim 10, wherein a conductor pattern is formed on an outer surface of the plate-shaped magnetic body or the plate-shaped insulator, and the semiconductor element is connected to the conductor pattern. Power element.
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