JP2004289912A - 薄型電源装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来よりも小型・薄型化の実現が可能な薄型電源装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】電源用半導体、インダクタ、コンデンサの電力変換に必要な部品を配設した直流電源装置において、各構成素子を積層構造とし、各素子を搭載基板上の配線パターンとフリップチップ配線の併用により接続した薄型直流電源装置とする。
【選択図】 図21
【解決手段】電源用半導体、インダクタ、コンデンサの電力変換に必要な部品を配設した直流電源装置において、各構成素子を積層構造とし、各素子を搭載基板上の配線パターンとフリップチップ配線の併用により接続した薄型直流電源装置とする。
【選択図】 図21
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯機器等に使用される直流電源であり、電源半導体やコンデンサ、インダクタ等の電力変換用部品を用いた薄型電源装置およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子機器の小型・薄型・高性能化が急速に進んでいる。特に、半導体メモリーの高速化、大容量処理化の急速な進展に対応してLSIの発熱を押さえるため、これの駆動電圧をいかに低くするかが各メーカのターゲットになっている。低電圧LSIを使用するデバイスは、電池電圧を2V以下の電圧に降下する方法として、ドロッパー抵抗(あるいは電圧降下用抵抗)を入れて電圧を降下する方法とか、DC/DCコンバータを使用して降圧する方法が用いられている。特に、低電圧化、高密度化するLSIの電圧の高精度化要求により、DC/DCコンバータを用いた電源は必要不可欠となっている。
【0003】
最近では、小容量品の電力変換素子の多くがIC化されており、わずかな点数の外付け部品でDC/DCコンバータや直流電源が構成できるようになっている。図1は、従来の薄型電源装置に使用するDC/DCコンバータの構成を示す図である。図1に示すように、DC/DCコンバータは、スイッチング用トランジスタ29、整流用ダイオード30、インダクタ31、コンデンサ32より構成されている。
【0004】
図2は、従来の薄型電源装置に使用するDC/DCコンバータと、電源制御用ICの構成を示す図である。扱う電力にもよるが、通常は、図2に示すように、スイッチング用トランジスタ29、整流用ダイオード30が電源用制御IC33化され、サイズの比較的大きくなるインダクタ31、コンデンサ32は外部接続で使われる。
【0005】
これらを構成する部品は非常に小型化され、多くの電源は、パターニングした配線を有するエポキシ樹脂やセラミックス類の硬質回路基板上に、各々個別の部品として制御用のパワーICやコンデンサ部品、インダクタ部品といった表面実装部品単体を、平面的にもしくは2次元的に実装しモールドしたハイブリッド型の直流電源である。
【0006】
図24、図25は、従来の直流電源装置の製造工程を概念的に示す図である。エポキシ樹脂やセラミックス類の硬質基板18上に電極配線22を形成し、該配線パターン上に電源用制御IC21、インダクタ20、コンデンサ19を搭載し、それぞれが電極配線22及びワイヤボンディング27により接続されている。
【0007】
電極引き出しのために電極用ブロックを電極配線22の一部に配置し、該電極ブロックの一部が露出し、硬質基板18上の電極配線22、電源用制御IC21、インダクタ20、コンデンサ19を覆うようにモールド封止材28を施し、DC/DCコンバータや直流電源装置を構成している。
【0008】
図25に示すように、エポキシ樹脂やセラミックス類の硬質基板18上の電極配線22、電源用制御IC21、インダクタ20、コンデンサ19より構成されるDC/DCコンバータや直流電源を覆うようにモールド封止材28され、電極G23、電極Vin24、電極Vout25、電極G26の一部のみが露出したDC/DCコンバータや直流電源装置が構成される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
従来の構造では、エポキシ樹脂やセラミックス類の熱伝導率の良くない硬質回路基板上に各部品を搭載していることから、発熱源となる電源用制御IC21、インダクタ20の放熱効果が悪い。また、エポキシ樹脂やセラミックス類の硬質回路基板を用いているため、薄型化に限界があった。さらに、薄型化のために各種部品を2次元的に配置しているため、平面面積が大きくなり、実装面積の縮小化を阻む要因となっていた。
【0010】
上記問題点を解決する方法としては、例えば、特許文献1には、凹状の絶縁層の内部に電子部品が搭載された電源装置について記載されている。
【0011】
【特許文献1】
特開2000−291800号公報
【0012】
しかし、この特許文献1では、各素子の接続を、ワイヤボンデング方式としているので、更なる小型化に対して限界があった。
【0013】
従って、本発明の目的は、従来よりも小型・薄型化が実現可能な薄型電源装置およびその製造方法を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記の課題解決のため、本発明は、電源用半導体、インダクタ、コンデンサの電力変換に必要な部品を配設した直流電源装置において、前記構成部品を積層構造とした薄型直流電源装置である。
【0015】
また、電源用半導体、インダクタ、コンデンサの電力変換に必要な部品を配設した直流電源装置において、前記部品を搭載基板上の配線パターンとフリップチップ配線の併用により接続したことを特徴とした薄型直流電源装置である。
【0016】
また、電源用半導体、インダクタ、コンデンサの電力変換に必要な部品を配設した直流電源装置において、前記部品を搭載する基板として、凹部を形成し、前記凹部に素子を搭載し基板埋め込み構造とし、前記部品上に他の素子を積層構造とした薄型直流電源装置である。
【0017】
また、電源用半導体、インダクタ、コンデンサの電力変換に必要な部品を配設した直流電源装置において、前記部品を搭載する基板として凹部を形成し、前記凹部に部品を搭載し基板埋め込み構造とし、該埋め込み構造上に他の素子を積層構造とした薄型電源装置において、該薄型電源装置の電極取り出し方法として、前記基板の凹部外にスルーホールを形成し、該スルーホールを導電性金属で埋め込み、凹部外の表裏の電極パッド面を電気的に接続し、素子と接続した薄型直流電源装置である。
【0018】
また、電源用半導体、インダクタ、コンデンサの電力変換に必要な部品を配設した直流電源装置において、前記部品を搭載する基板として凹部を形成し、前記凹部にインダクタを埋め込み、該埋込んだインダクタ上に配線パターンを形成した基板をインダクタと電気的に接続するよう積層し、該基板の配線上に電力用半導体、コンデンサを電気的に接続するよう積層構造とした薄型直流電源装置である。
【0019】
また、電源用半導体、インダクタ、コンデンサの電力変換に必要な部品を配設した直流電源装置において、前記部品を搭載する基板として凹部を形成し、該凹部にコンデンサを埋め込み、該埋込んだコンデンサ上に配線パターンを形成した基板を、前記コンダンサと電気的に接続するよう積層し、該基板の配線上に電力用半導体、インダクタを電気的に接続するよう積層構造とした薄型直流電源装置である。
【0020】
また、前記薄型電源装置において、電源用半導体ベアチップと表面実装用SMD部品を混載した構造とした薄型直流電源装置である。
【0021】
また、前記薄型電源装置において、電源用半導体ベアチップと表面実装用SMD部品を積層構造として混載した構造とした薄型直流電源装置である。
【0022】
また、前記薄型電源装置において、電源用半導体ベアチップと表面実装用SMD部品を混載し、部品搭載面をモールド封止構造とした薄型直流電源装置である。
【0023】
また、前記薄型電源装置において、電源用半導体ベアチップと表面実装用SMD部品を混載し、搭載部品の最上層露出させ、該素子の周辺部のみをモールド封止構造としたことを特徴とした薄型直流電源装置である。
【0024】
また、前記薄型電源装置において、埋め込み素子上に搭載する配線を施した基板として、埋め込み素子と該基板上へ搭載する素子との熱膨張率の違いを緩衝するためにポリイミド基板等のフレキシブル基板を使用した薄型直流電源装置である。
【0025】
また、本発明は、電源用半導体、インダクタ、コンデンサの電力変換に必要な部品を配設する薄型電源装置の製造方法において、各素子を搭載基板上の配線パターンとフリップチップ配線の併用により接続する薄型電源装置の製造方法である。
【0026】
また、本発明は、電源用半導体、インダクタ、コンデンサの電力変換に必要な部品を配設する薄型電源装置の製造方法において、各素子を搭載する基板に、凹部を形成し、前記凹部に、選択した素子を搭載し基板埋め込み構造とし、該埋め込み素子上に他の素子を積層する薄型電源装置の製造方法である。
【0027】
また、本発明は、電源用半導体、インダクタ、コンデンサの電力変換に必要な部品を配設した薄型電源装置の製造方法であって、各素子を搭載する基板として凹部を形成し、該凹部に選択された素子を搭載し基板埋め込み構造とし、該埋め込み素子上に他の素子を積層し、該薄型電源装置の電極取り出し方法として、前記基板の凹部外にスルーホールを形成し、該スルーホールを導電性金属で埋め込み、凹部外の表裏の電極パッド面を電気的に接続し、素子と接続する薄型電源装置の製造方法である。
【0028】
また、本発明は、前記凹部にインダクタ素子を埋め込み、該埋込んだインダクタ上に配線パターンを形成した基板をインダクタ素子と電気的に接続するよう積層し、該基板の配線上に電力用半導体、コンデンサを電気的に接続して、積層構造を形成する薄型電源装置の製造方法である。
【0029】
また、本発明は、電源用半導体、インダクタ、コンデンサの電力変換に必要な部品を配設した薄型電源装置の製造方法であって、素子を搭載する基板として凹部を形成し、前記凹部に、コンデンサ素子を埋め込み、該埋込んだコンデンサ上に配線パターンを形成した基板を、前記コンデン素子と電気的に接続するよう積層し、該基板の配線上に電力用半導体、インダクタを電気的に接続して、積層構造を形成する薄型電源装置の製造方法である。
【0030】
また、本発明は、前記薄型電源装置の製造方法において、前記電源用半導体ベアチップと表面実装用SMD部品を積層構造として混載した構造とする薄型電源装置の製造方法である。
【0031】
また、本発明は、前記薄型電源装置の製造方法において、前記電源用半導体ベアチップと表面実装用SMD部品を混載し、部品搭載面をモールド封止構造とする薄型電源装置の製造方法である。
【0032】
また、本発明は、前記薄型電源装置の製造方法において、前記電源用半導体ベアチップと表面実装用SMD部品を混載し、搭載部品の最上層を露出させ、該素子の周辺部のみをモールド封止構造とする薄型電源装置の製造方法である。
【0033】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態による薄型電源装置およびその製造方法について、以下に説明する。
【0034】
(実施の形態1)
図1は、本発明の薄型電源装置に使用するDC/DCコンバータの構成を示す図である。また、図2は、本発明の薄型電源装置に使用するDC/DCコンバータと電源制御用ICの構成を示す図である。
【0035】
前記DC/DCコンバータは、Vinに入力電圧が印加され、スイッチング用トランジスタ29へONさせる信号が入力された時に、スイッチング用トランジスタ29がONしている時間だけ、インダクタ31を介して電流が流れ、インダクタ31にエネルギーが蓄積される。このとき、整流用ダイオード30は逆バイアスされているので、無限大抵抗となり電流は流れない。
【0036】
次に、スイッチング用トランジスタにOFFの信号が入力されると、スイッチング用トランジスタ29は無限大抵抗とみなされ、入力Vin側とは絶縁状態となる。この時、インダクタ31に蓄えられていたエネルギーが整流用ダイオード30を順バイアスし、整流用ダイオード30を通して放出されることにより電流が流れ、出力Voutが得られるものである。コンデンサ32は、この出力Voutの脈流分を除去するためのものである。
【0037】
図3から図21は、本発明の実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図である。
【0038】
図3に示すように、凹部2を形成した基板1を準備する。基板サイズを5.0W×4.0D×0.3H(mm)、凹部深さ0.25mmとする。凹部2の底面厚みは、50μmである。基板材質としては、プリプレグ、ガラスエポキシ、BTレジンあるいはセラミックス等の硬質基板で良い。
【0039】
図4に示すように、凹型の基板1の凸部の裏面に基板裏面電極3を形成する。基板裏面電極3は、銅等の低抵抗金属膜とし、形成方法としては金属めっき、金属膜を貼り付ける、金属スパッタ、蒸着等、または、プリプレグ状態で金属箔を貼り付けた銅張り基板を用いて、レジストパターン等により、パッドあるいは配線パターンを形成したものを用いる。厚みとサイズは、電流容量にもよるが、厚みt=30μm程度とする。本電極は、最終的に薄型電源装置の外部電極となるものである。
【0040】
図5、図6に示すように、基板裏面電極3上にスルーホールを形成し、スルーホール4を埋め込み、基板1の凹部外の部分、即ち凸部に裏面電極パッドが電気的に接続された電極5を形成する。
【0041】
電極5は、銅等の低抵抗金属膜とし、形成方法としては金属めっき、金属膜を貼り付ける、金属スパッタ、蒸着等、または、プリプレグ状態で金属箔を貼り付けた銅張り基板を用いて、レジストパターン等により、パッドあるいは配線パターンを形成したものを用いる。厚み、サイズは電流容量にもよるが、厚みはt=30μm程度とする。本電極は、最終的に搭載部品との電気的接続用パッドとなる。
【0042】
図7に示すように、両端にコンデンサ電極7を有したコンデンサ6を準備する。コンデンサは、基板1の凹部2に入るサイズとする。本例では、4.5W×3.5D×0.25H(mm)サイズを用いた。コンデンサ電極7として、半田や導電性ペーストにより電気的に、パッケージ側の電極と接続できる材質・構造で、最上層面はNi・Au無電解めっき等が施されているものが好ましい。
【0043】
図8に示すように、基板1の凹部2ヘコンデンサ6を挿入する。この時、電気的に接続する場合は、半田や導電性ペーストで接続固定し、電気的接続が不要の時は、非導電性の接着剤等を用いて固定する。
【0044】
図9に示すように、裏面及びスルーホール電極9を形成した基板8を準備する。
【0045】
図10に示すように、基板8の表面に裏面及びスルーホール電極9と接続された配線パターン10を形成する。基板8の厚みは配線パターンを含んで0.2mm程度とする。基板8の材質としては、プリプレグ、ガラスエポキシ、BTレジン、或いは硬質基板で良い。また、各搭載部品の熱膨張係数の違いを緩和するために、フレキシブル基板を用いてもよく、更に、両面銅張り基板を用いて、パターン形成したものでもよい。
【0046】
図11に示すように、基板8をコンデンサ6を挿入した基板1上に、電極5、裏面及びスルーホール電極9、配線パターン10が、それぞれ適切に接続されるように、コンデンサ6を埋め込む構造で蓋をする。
【0047】
図12は、基板8を透視図として、配線形態を示した図である。基板8を基板1へ搭載する場合、両者をエポキシ系等の樹脂で接着、或いは、電極どおしを半田や、導電性ペーストで接続することにより、固定される状態とする。また、基板材料としてプリプレグ等を使用した場合は、熱処理等によりプリプレグでの接着固定としてもよい。ここで、全体の厚みは0.5mmとなる。
【0048】
図13に示すように、両端にインダクタ電極12を有したインダクタ11を準備する。インダクタ11は、3.5W×3.5D×0.3H(mm)サイズを用いている。インダクタ電極12として、半田や導電性ペーストにより電気的に、パッケージ側の電極と接続できる材質、構造で、最上層面はNi・Au無電解めっき等が施されているものが好ましい。
【0049】
図14に示すように、インダクタ11をインダクタ電極12と基板8上の配線パターン10と適切に接続されるように、基板8上に搭載する。電極と配線パターンの接続は、半田や導電性ペーストを使用すれば良い。また、搭載部品の形状によっては、インダクタ11の裏面の電極部分の段差を埋めるために、緩衝剤を挿入してもよい。挿入する緩衝剤として、絶縁性のある、フレキシブルな熱処理等により任意に形状可変可能な材質のものが好ましい。
【0050】
図15に示すように、電源用制御IC13を準備する。電源用制御IC13の構造は、電源用制御IC電極15が裏面になるよう配置する。電源用制御ICのサイズは、2.0W×1.3DX0.3H(mm)を用いている。電極パッドは、金バンプ構造あるいは、半田バンプ構造とするのが好ましい。
【0051】
図16、図17に示すように、電源用制御IC13を電源用制御IC電極15が、配線パターン10と接続されるように基板8上に、インダクタ11と同一平面になるように搭載する。いわゆる、フリップチップ接合を行う。電極と配線パターンの接続は、半田や導電性ペーストを使用すれば良い。また、基板8上の電極パターン10と電源用制御IC13の電源用制御IC電極15とを圧接工法により接合させ、接着材等により固定、接続すれば良い。
【0052】
搭載部品の形状によっては、電源用制御IC13の裏面の電極部分の段差を埋めるために、緩衝剤を挿入してもよい。挿入する緩衝剤として、絶縁性のある、フレキシブルな熱処理等により任意に形状可変可能な材質のものが好ましい。ここで、全体の厚みは0.8mmとなる。
【0053】
図18に示すように、基板8上のインダクタ11、電源用制御IC13、配線パターン10を覆うようにエポキシ樹脂等でモールド封止する。封止はエポキシ材料によるトランスファーモールド等が好ましい。エポキシ封止材の厚みは、0.2mmとした。ここで、全体の厚みは1.0mmとなる。
【0054】
図19に示すように、コンデンサ6が基板1と基板8間に埋め込まれ、インダクタ11、電源用制御IC13が積層構造とされ、封止材に埋め込まれ、基板裏面電極3が形成されたDC/DCコンバータが形成される。
【0055】
図20に示すように、コンデンサ、インダクタ、電源用制御ICを積層構造とした、DC/DCコンバータが完成する。外形状は、5.0W×4.0DX1.0H(mm)を実現する。
【0056】
図21に示すように、電極3上に半田ホール17を形成し、BGA(Ball Grid Arrayの略)構造とした。
【0057】
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2による薄型電源装置の例を説明する。
【0058】
図22、図23は、本発明の実施の形態2による薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図である。
【0059】
図22に示すように、基板8上のインダクタ11、電源用制御IC13、配線パターン10を覆うように、かつ、インダクタ11、電源用制御IC13の上部が露出するように、インダクタ11、電源用制御IC13の外周部のみをエポキシ樹脂等でモールド封止する。いわゆる、アンダーフィル構造とする。このとき、各搭載部品間の空隙、フリップチップ接続したICの下面の空隙を完全に埋め込む。このとき、基板及び各搭載部品間の空隙を完全に埋め込むために、真空脱法方式等を導入すると良い。ここで、全体の厚みは0.8mmとなる。
【0060】
図23に示すように、基板裏面電極3上に半田ホール17を形成し、BGA構造とした。
【0061】
以上、薄型電源が実現されるが、放熱特性、熱膨張係数を合わせるために相互の設計が必要である。特に、電源用制御ICの線膨張係数は3.5ppm/℃程度と小さいのに対し、エポキシ樹脂は、数十〜数百ppm/℃と大きいので、シリコンフィラーの封入量を可変して、線膨張係数と熱伝導率とのトレードオフ関係から、最適値を選定すれば良い。また、各部品の接続用材料を同様に選定して、信頼性のある構造とすることが望まれる。
【0062】
本発明により、従来、0.5mmのエポキシ樹脂やセラミックス類の硬質回路基板上に、電源用制御IC、インダクタ、コンデンサを搭載していた場合の容積は幅8.0×長さ8.0×高さ1.5mmあったものが、コンデンサを基板に埋め込み、該上部にインダクタ、電源用ICをフリップチップ接続で積層したことにより、2次元的な面積が縮小できる。そして、従来より、面積比で69%小さくでき、容積比で79%減となる。また、外周部のみの封止タイプで幅5.0×長さ4.0×高さ0.8mmが実現でき、従来の容積比83%減で、著しく小型化ができる。
【0063】
また、基板単体とコンデンサを合わせた厚みも、単純なプラスとならずに薄くできる。片面モールド封止タイプで幅5.0×長さ4.0×高さ1.0mmが実現でき、このように、基板に一部素子を埋め込むことにより、埋め込み部分の下面の基板の厚みが著しく薄くなり、放熱特性も向上した。
【0064】
本発明の実施の形態1と実施の形態2では、コンデンサを基板に埋め込んであるが、限定されるものではなく、埋め込み素子、積層素子は、扱う電力、発熱、保護膜の必要性から、様々な組み合わせが可能である。
【0065】
(実施の形態3)
本発明の実施の形態3による薄型電源装置の例について、以下説明する。実施の形態3による薄型電源装置は、実施の形態1の薄型電源装置の図7での、コンデンサ6を、インダクタとして構成するものである。また、図13のインダクタ11を、今度は、コンデンサとするものである。
【0066】
以上説明したように、基板に一部素子を埋め込み、該埋め込み素子上にDC/DCコンバータの配線を形成し、その上に他の素子をワイヤボンディング無しのフリップチップ構造として搭載したことにより、小型・薄型化できた。特に、フリップチップ接続構造としたことで、ワイヤボンディングが不要となり、封止の際に、最上面が保護膜を必要としない搭載部品の裏面であることから、最上面の保護、つまり封止が不要となり、一般的なモールド封止した場合に比べ、厚みがさらに0.2mm程度薄くできた。また、素子を埋め込んだ部分の基板厚みが0.05mmと極めて薄く、放熱特性も著しく改善された。
【0067】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、従来よりも小型・薄型化の実現が可能な薄型電源装置およびその製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明および従来の薄型電源装置にて使用するDC/DCコンバータの構成を示す図。
【図2】本発明および従来の薄型電源装置にて使用するDC/DCコンバータと、電源制御用ICの構成を示す図。
【図3】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図4】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図5】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図6】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図7】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図8】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図9】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図10】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図11】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図12】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図13】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図14】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図15】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図16】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図17】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図18】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図19】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図20】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図21】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図22】本発明による実施の形態2の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図23】本発明による実施の形態2の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図24】従来の直流電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図25】従来の直流電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【符号の説明】
1 基板
2 凹部
3 基板裏面電極
4 スルーホール
5 電極
6 コンデンサ
7 コンデンサ電極
8 基板
9 裏面及びスルーホール電極
10 配線パターン
11 インダクタ
12 インダクタ電極
13 電源用制御IC
14 電源用制御IC
15 電源用制御IC電極
16 モールド封止材
17 半田ボール
18 硬質基板
19 コンデンサ
20 インダクタ
21 電源用制御IC
22 電極配線
23 電極G
24 電極Vin
25 電極Vout
26 電極G
27 ワイヤボンディング
28 モールド封止材
29 スイッチング用トランジスタ
30 整流用ダイオード
31 インダクタ
32 コンデンサ
33 電源用制御IC回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯機器等に使用される直流電源であり、電源半導体やコンデンサ、インダクタ等の電力変換用部品を用いた薄型電源装置およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子機器の小型・薄型・高性能化が急速に進んでいる。特に、半導体メモリーの高速化、大容量処理化の急速な進展に対応してLSIの発熱を押さえるため、これの駆動電圧をいかに低くするかが各メーカのターゲットになっている。低電圧LSIを使用するデバイスは、電池電圧を2V以下の電圧に降下する方法として、ドロッパー抵抗(あるいは電圧降下用抵抗)を入れて電圧を降下する方法とか、DC/DCコンバータを使用して降圧する方法が用いられている。特に、低電圧化、高密度化するLSIの電圧の高精度化要求により、DC/DCコンバータを用いた電源は必要不可欠となっている。
【0003】
最近では、小容量品の電力変換素子の多くがIC化されており、わずかな点数の外付け部品でDC/DCコンバータや直流電源が構成できるようになっている。図1は、従来の薄型電源装置に使用するDC/DCコンバータの構成を示す図である。図1に示すように、DC/DCコンバータは、スイッチング用トランジスタ29、整流用ダイオード30、インダクタ31、コンデンサ32より構成されている。
【0004】
図2は、従来の薄型電源装置に使用するDC/DCコンバータと、電源制御用ICの構成を示す図である。扱う電力にもよるが、通常は、図2に示すように、スイッチング用トランジスタ29、整流用ダイオード30が電源用制御IC33化され、サイズの比較的大きくなるインダクタ31、コンデンサ32は外部接続で使われる。
【0005】
これらを構成する部品は非常に小型化され、多くの電源は、パターニングした配線を有するエポキシ樹脂やセラミックス類の硬質回路基板上に、各々個別の部品として制御用のパワーICやコンデンサ部品、インダクタ部品といった表面実装部品単体を、平面的にもしくは2次元的に実装しモールドしたハイブリッド型の直流電源である。
【0006】
図24、図25は、従来の直流電源装置の製造工程を概念的に示す図である。エポキシ樹脂やセラミックス類の硬質基板18上に電極配線22を形成し、該配線パターン上に電源用制御IC21、インダクタ20、コンデンサ19を搭載し、それぞれが電極配線22及びワイヤボンディング27により接続されている。
【0007】
電極引き出しのために電極用ブロックを電極配線22の一部に配置し、該電極ブロックの一部が露出し、硬質基板18上の電極配線22、電源用制御IC21、インダクタ20、コンデンサ19を覆うようにモールド封止材28を施し、DC/DCコンバータや直流電源装置を構成している。
【0008】
図25に示すように、エポキシ樹脂やセラミックス類の硬質基板18上の電極配線22、電源用制御IC21、インダクタ20、コンデンサ19より構成されるDC/DCコンバータや直流電源を覆うようにモールド封止材28され、電極G23、電極Vin24、電極Vout25、電極G26の一部のみが露出したDC/DCコンバータや直流電源装置が構成される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
従来の構造では、エポキシ樹脂やセラミックス類の熱伝導率の良くない硬質回路基板上に各部品を搭載していることから、発熱源となる電源用制御IC21、インダクタ20の放熱効果が悪い。また、エポキシ樹脂やセラミックス類の硬質回路基板を用いているため、薄型化に限界があった。さらに、薄型化のために各種部品を2次元的に配置しているため、平面面積が大きくなり、実装面積の縮小化を阻む要因となっていた。
【0010】
上記問題点を解決する方法としては、例えば、特許文献1には、凹状の絶縁層の内部に電子部品が搭載された電源装置について記載されている。
【0011】
【特許文献1】
特開2000−291800号公報
【0012】
しかし、この特許文献1では、各素子の接続を、ワイヤボンデング方式としているので、更なる小型化に対して限界があった。
【0013】
従って、本発明の目的は、従来よりも小型・薄型化が実現可能な薄型電源装置およびその製造方法を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記の課題解決のため、本発明は、電源用半導体、インダクタ、コンデンサの電力変換に必要な部品を配設した直流電源装置において、前記構成部品を積層構造とした薄型直流電源装置である。
【0015】
また、電源用半導体、インダクタ、コンデンサの電力変換に必要な部品を配設した直流電源装置において、前記部品を搭載基板上の配線パターンとフリップチップ配線の併用により接続したことを特徴とした薄型直流電源装置である。
【0016】
また、電源用半導体、インダクタ、コンデンサの電力変換に必要な部品を配設した直流電源装置において、前記部品を搭載する基板として、凹部を形成し、前記凹部に素子を搭載し基板埋め込み構造とし、前記部品上に他の素子を積層構造とした薄型直流電源装置である。
【0017】
また、電源用半導体、インダクタ、コンデンサの電力変換に必要な部品を配設した直流電源装置において、前記部品を搭載する基板として凹部を形成し、前記凹部に部品を搭載し基板埋め込み構造とし、該埋め込み構造上に他の素子を積層構造とした薄型電源装置において、該薄型電源装置の電極取り出し方法として、前記基板の凹部外にスルーホールを形成し、該スルーホールを導電性金属で埋め込み、凹部外の表裏の電極パッド面を電気的に接続し、素子と接続した薄型直流電源装置である。
【0018】
また、電源用半導体、インダクタ、コンデンサの電力変換に必要な部品を配設した直流電源装置において、前記部品を搭載する基板として凹部を形成し、前記凹部にインダクタを埋め込み、該埋込んだインダクタ上に配線パターンを形成した基板をインダクタと電気的に接続するよう積層し、該基板の配線上に電力用半導体、コンデンサを電気的に接続するよう積層構造とした薄型直流電源装置である。
【0019】
また、電源用半導体、インダクタ、コンデンサの電力変換に必要な部品を配設した直流電源装置において、前記部品を搭載する基板として凹部を形成し、該凹部にコンデンサを埋め込み、該埋込んだコンデンサ上に配線パターンを形成した基板を、前記コンダンサと電気的に接続するよう積層し、該基板の配線上に電力用半導体、インダクタを電気的に接続するよう積層構造とした薄型直流電源装置である。
【0020】
また、前記薄型電源装置において、電源用半導体ベアチップと表面実装用SMD部品を混載した構造とした薄型直流電源装置である。
【0021】
また、前記薄型電源装置において、電源用半導体ベアチップと表面実装用SMD部品を積層構造として混載した構造とした薄型直流電源装置である。
【0022】
また、前記薄型電源装置において、電源用半導体ベアチップと表面実装用SMD部品を混載し、部品搭載面をモールド封止構造とした薄型直流電源装置である。
【0023】
また、前記薄型電源装置において、電源用半導体ベアチップと表面実装用SMD部品を混載し、搭載部品の最上層露出させ、該素子の周辺部のみをモールド封止構造としたことを特徴とした薄型直流電源装置である。
【0024】
また、前記薄型電源装置において、埋め込み素子上に搭載する配線を施した基板として、埋め込み素子と該基板上へ搭載する素子との熱膨張率の違いを緩衝するためにポリイミド基板等のフレキシブル基板を使用した薄型直流電源装置である。
【0025】
また、本発明は、電源用半導体、インダクタ、コンデンサの電力変換に必要な部品を配設する薄型電源装置の製造方法において、各素子を搭載基板上の配線パターンとフリップチップ配線の併用により接続する薄型電源装置の製造方法である。
【0026】
また、本発明は、電源用半導体、インダクタ、コンデンサの電力変換に必要な部品を配設する薄型電源装置の製造方法において、各素子を搭載する基板に、凹部を形成し、前記凹部に、選択した素子を搭載し基板埋め込み構造とし、該埋め込み素子上に他の素子を積層する薄型電源装置の製造方法である。
【0027】
また、本発明は、電源用半導体、インダクタ、コンデンサの電力変換に必要な部品を配設した薄型電源装置の製造方法であって、各素子を搭載する基板として凹部を形成し、該凹部に選択された素子を搭載し基板埋め込み構造とし、該埋め込み素子上に他の素子を積層し、該薄型電源装置の電極取り出し方法として、前記基板の凹部外にスルーホールを形成し、該スルーホールを導電性金属で埋め込み、凹部外の表裏の電極パッド面を電気的に接続し、素子と接続する薄型電源装置の製造方法である。
【0028】
また、本発明は、前記凹部にインダクタ素子を埋め込み、該埋込んだインダクタ上に配線パターンを形成した基板をインダクタ素子と電気的に接続するよう積層し、該基板の配線上に電力用半導体、コンデンサを電気的に接続して、積層構造を形成する薄型電源装置の製造方法である。
【0029】
また、本発明は、電源用半導体、インダクタ、コンデンサの電力変換に必要な部品を配設した薄型電源装置の製造方法であって、素子を搭載する基板として凹部を形成し、前記凹部に、コンデンサ素子を埋め込み、該埋込んだコンデンサ上に配線パターンを形成した基板を、前記コンデン素子と電気的に接続するよう積層し、該基板の配線上に電力用半導体、インダクタを電気的に接続して、積層構造を形成する薄型電源装置の製造方法である。
【0030】
また、本発明は、前記薄型電源装置の製造方法において、前記電源用半導体ベアチップと表面実装用SMD部品を積層構造として混載した構造とする薄型電源装置の製造方法である。
【0031】
また、本発明は、前記薄型電源装置の製造方法において、前記電源用半導体ベアチップと表面実装用SMD部品を混載し、部品搭載面をモールド封止構造とする薄型電源装置の製造方法である。
【0032】
また、本発明は、前記薄型電源装置の製造方法において、前記電源用半導体ベアチップと表面実装用SMD部品を混載し、搭載部品の最上層を露出させ、該素子の周辺部のみをモールド封止構造とする薄型電源装置の製造方法である。
【0033】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態による薄型電源装置およびその製造方法について、以下に説明する。
【0034】
(実施の形態1)
図1は、本発明の薄型電源装置に使用するDC/DCコンバータの構成を示す図である。また、図2は、本発明の薄型電源装置に使用するDC/DCコンバータと電源制御用ICの構成を示す図である。
【0035】
前記DC/DCコンバータは、Vinに入力電圧が印加され、スイッチング用トランジスタ29へONさせる信号が入力された時に、スイッチング用トランジスタ29がONしている時間だけ、インダクタ31を介して電流が流れ、インダクタ31にエネルギーが蓄積される。このとき、整流用ダイオード30は逆バイアスされているので、無限大抵抗となり電流は流れない。
【0036】
次に、スイッチング用トランジスタにOFFの信号が入力されると、スイッチング用トランジスタ29は無限大抵抗とみなされ、入力Vin側とは絶縁状態となる。この時、インダクタ31に蓄えられていたエネルギーが整流用ダイオード30を順バイアスし、整流用ダイオード30を通して放出されることにより電流が流れ、出力Voutが得られるものである。コンデンサ32は、この出力Voutの脈流分を除去するためのものである。
【0037】
図3から図21は、本発明の実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図である。
【0038】
図3に示すように、凹部2を形成した基板1を準備する。基板サイズを5.0W×4.0D×0.3H(mm)、凹部深さ0.25mmとする。凹部2の底面厚みは、50μmである。基板材質としては、プリプレグ、ガラスエポキシ、BTレジンあるいはセラミックス等の硬質基板で良い。
【0039】
図4に示すように、凹型の基板1の凸部の裏面に基板裏面電極3を形成する。基板裏面電極3は、銅等の低抵抗金属膜とし、形成方法としては金属めっき、金属膜を貼り付ける、金属スパッタ、蒸着等、または、プリプレグ状態で金属箔を貼り付けた銅張り基板を用いて、レジストパターン等により、パッドあるいは配線パターンを形成したものを用いる。厚みとサイズは、電流容量にもよるが、厚みt=30μm程度とする。本電極は、最終的に薄型電源装置の外部電極となるものである。
【0040】
図5、図6に示すように、基板裏面電極3上にスルーホールを形成し、スルーホール4を埋め込み、基板1の凹部外の部分、即ち凸部に裏面電極パッドが電気的に接続された電極5を形成する。
【0041】
電極5は、銅等の低抵抗金属膜とし、形成方法としては金属めっき、金属膜を貼り付ける、金属スパッタ、蒸着等、または、プリプレグ状態で金属箔を貼り付けた銅張り基板を用いて、レジストパターン等により、パッドあるいは配線パターンを形成したものを用いる。厚み、サイズは電流容量にもよるが、厚みはt=30μm程度とする。本電極は、最終的に搭載部品との電気的接続用パッドとなる。
【0042】
図7に示すように、両端にコンデンサ電極7を有したコンデンサ6を準備する。コンデンサは、基板1の凹部2に入るサイズとする。本例では、4.5W×3.5D×0.25H(mm)サイズを用いた。コンデンサ電極7として、半田や導電性ペーストにより電気的に、パッケージ側の電極と接続できる材質・構造で、最上層面はNi・Au無電解めっき等が施されているものが好ましい。
【0043】
図8に示すように、基板1の凹部2ヘコンデンサ6を挿入する。この時、電気的に接続する場合は、半田や導電性ペーストで接続固定し、電気的接続が不要の時は、非導電性の接着剤等を用いて固定する。
【0044】
図9に示すように、裏面及びスルーホール電極9を形成した基板8を準備する。
【0045】
図10に示すように、基板8の表面に裏面及びスルーホール電極9と接続された配線パターン10を形成する。基板8の厚みは配線パターンを含んで0.2mm程度とする。基板8の材質としては、プリプレグ、ガラスエポキシ、BTレジン、或いは硬質基板で良い。また、各搭載部品の熱膨張係数の違いを緩和するために、フレキシブル基板を用いてもよく、更に、両面銅張り基板を用いて、パターン形成したものでもよい。
【0046】
図11に示すように、基板8をコンデンサ6を挿入した基板1上に、電極5、裏面及びスルーホール電極9、配線パターン10が、それぞれ適切に接続されるように、コンデンサ6を埋め込む構造で蓋をする。
【0047】
図12は、基板8を透視図として、配線形態を示した図である。基板8を基板1へ搭載する場合、両者をエポキシ系等の樹脂で接着、或いは、電極どおしを半田や、導電性ペーストで接続することにより、固定される状態とする。また、基板材料としてプリプレグ等を使用した場合は、熱処理等によりプリプレグでの接着固定としてもよい。ここで、全体の厚みは0.5mmとなる。
【0048】
図13に示すように、両端にインダクタ電極12を有したインダクタ11を準備する。インダクタ11は、3.5W×3.5D×0.3H(mm)サイズを用いている。インダクタ電極12として、半田や導電性ペーストにより電気的に、パッケージ側の電極と接続できる材質、構造で、最上層面はNi・Au無電解めっき等が施されているものが好ましい。
【0049】
図14に示すように、インダクタ11をインダクタ電極12と基板8上の配線パターン10と適切に接続されるように、基板8上に搭載する。電極と配線パターンの接続は、半田や導電性ペーストを使用すれば良い。また、搭載部品の形状によっては、インダクタ11の裏面の電極部分の段差を埋めるために、緩衝剤を挿入してもよい。挿入する緩衝剤として、絶縁性のある、フレキシブルな熱処理等により任意に形状可変可能な材質のものが好ましい。
【0050】
図15に示すように、電源用制御IC13を準備する。電源用制御IC13の構造は、電源用制御IC電極15が裏面になるよう配置する。電源用制御ICのサイズは、2.0W×1.3DX0.3H(mm)を用いている。電極パッドは、金バンプ構造あるいは、半田バンプ構造とするのが好ましい。
【0051】
図16、図17に示すように、電源用制御IC13を電源用制御IC電極15が、配線パターン10と接続されるように基板8上に、インダクタ11と同一平面になるように搭載する。いわゆる、フリップチップ接合を行う。電極と配線パターンの接続は、半田や導電性ペーストを使用すれば良い。また、基板8上の電極パターン10と電源用制御IC13の電源用制御IC電極15とを圧接工法により接合させ、接着材等により固定、接続すれば良い。
【0052】
搭載部品の形状によっては、電源用制御IC13の裏面の電極部分の段差を埋めるために、緩衝剤を挿入してもよい。挿入する緩衝剤として、絶縁性のある、フレキシブルな熱処理等により任意に形状可変可能な材質のものが好ましい。ここで、全体の厚みは0.8mmとなる。
【0053】
図18に示すように、基板8上のインダクタ11、電源用制御IC13、配線パターン10を覆うようにエポキシ樹脂等でモールド封止する。封止はエポキシ材料によるトランスファーモールド等が好ましい。エポキシ封止材の厚みは、0.2mmとした。ここで、全体の厚みは1.0mmとなる。
【0054】
図19に示すように、コンデンサ6が基板1と基板8間に埋め込まれ、インダクタ11、電源用制御IC13が積層構造とされ、封止材に埋め込まれ、基板裏面電極3が形成されたDC/DCコンバータが形成される。
【0055】
図20に示すように、コンデンサ、インダクタ、電源用制御ICを積層構造とした、DC/DCコンバータが完成する。外形状は、5.0W×4.0DX1.0H(mm)を実現する。
【0056】
図21に示すように、電極3上に半田ホール17を形成し、BGA(Ball Grid Arrayの略)構造とした。
【0057】
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2による薄型電源装置の例を説明する。
【0058】
図22、図23は、本発明の実施の形態2による薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図である。
【0059】
図22に示すように、基板8上のインダクタ11、電源用制御IC13、配線パターン10を覆うように、かつ、インダクタ11、電源用制御IC13の上部が露出するように、インダクタ11、電源用制御IC13の外周部のみをエポキシ樹脂等でモールド封止する。いわゆる、アンダーフィル構造とする。このとき、各搭載部品間の空隙、フリップチップ接続したICの下面の空隙を完全に埋め込む。このとき、基板及び各搭載部品間の空隙を完全に埋め込むために、真空脱法方式等を導入すると良い。ここで、全体の厚みは0.8mmとなる。
【0060】
図23に示すように、基板裏面電極3上に半田ホール17を形成し、BGA構造とした。
【0061】
以上、薄型電源が実現されるが、放熱特性、熱膨張係数を合わせるために相互の設計が必要である。特に、電源用制御ICの線膨張係数は3.5ppm/℃程度と小さいのに対し、エポキシ樹脂は、数十〜数百ppm/℃と大きいので、シリコンフィラーの封入量を可変して、線膨張係数と熱伝導率とのトレードオフ関係から、最適値を選定すれば良い。また、各部品の接続用材料を同様に選定して、信頼性のある構造とすることが望まれる。
【0062】
本発明により、従来、0.5mmのエポキシ樹脂やセラミックス類の硬質回路基板上に、電源用制御IC、インダクタ、コンデンサを搭載していた場合の容積は幅8.0×長さ8.0×高さ1.5mmあったものが、コンデンサを基板に埋め込み、該上部にインダクタ、電源用ICをフリップチップ接続で積層したことにより、2次元的な面積が縮小できる。そして、従来より、面積比で69%小さくでき、容積比で79%減となる。また、外周部のみの封止タイプで幅5.0×長さ4.0×高さ0.8mmが実現でき、従来の容積比83%減で、著しく小型化ができる。
【0063】
また、基板単体とコンデンサを合わせた厚みも、単純なプラスとならずに薄くできる。片面モールド封止タイプで幅5.0×長さ4.0×高さ1.0mmが実現でき、このように、基板に一部素子を埋め込むことにより、埋め込み部分の下面の基板の厚みが著しく薄くなり、放熱特性も向上した。
【0064】
本発明の実施の形態1と実施の形態2では、コンデンサを基板に埋め込んであるが、限定されるものではなく、埋め込み素子、積層素子は、扱う電力、発熱、保護膜の必要性から、様々な組み合わせが可能である。
【0065】
(実施の形態3)
本発明の実施の形態3による薄型電源装置の例について、以下説明する。実施の形態3による薄型電源装置は、実施の形態1の薄型電源装置の図7での、コンデンサ6を、インダクタとして構成するものである。また、図13のインダクタ11を、今度は、コンデンサとするものである。
【0066】
以上説明したように、基板に一部素子を埋め込み、該埋め込み素子上にDC/DCコンバータの配線を形成し、その上に他の素子をワイヤボンディング無しのフリップチップ構造として搭載したことにより、小型・薄型化できた。特に、フリップチップ接続構造としたことで、ワイヤボンディングが不要となり、封止の際に、最上面が保護膜を必要としない搭載部品の裏面であることから、最上面の保護、つまり封止が不要となり、一般的なモールド封止した場合に比べ、厚みがさらに0.2mm程度薄くできた。また、素子を埋め込んだ部分の基板厚みが0.05mmと極めて薄く、放熱特性も著しく改善された。
【0067】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、従来よりも小型・薄型化の実現が可能な薄型電源装置およびその製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明および従来の薄型電源装置にて使用するDC/DCコンバータの構成を示す図。
【図2】本発明および従来の薄型電源装置にて使用するDC/DCコンバータと、電源制御用ICの構成を示す図。
【図3】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図4】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図5】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図6】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図7】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図8】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図9】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図10】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図11】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図12】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図13】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図14】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図15】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図16】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図17】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図18】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図19】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図20】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図21】本発明による実施の形態1の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図22】本発明による実施の形態2の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図23】本発明による実施の形態2の薄型電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図24】従来の直流電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【図25】従来の直流電源装置の製造工程を概念的に示す図。
【符号の説明】
1 基板
2 凹部
3 基板裏面電極
4 スルーホール
5 電極
6 コンデンサ
7 コンデンサ電極
8 基板
9 裏面及びスルーホール電極
10 配線パターン
11 インダクタ
12 インダクタ電極
13 電源用制御IC
14 電源用制御IC
15 電源用制御IC電極
16 モールド封止材
17 半田ボール
18 硬質基板
19 コンデンサ
20 インダクタ
21 電源用制御IC
22 電極配線
23 電極G
24 電極Vin
25 電極Vout
26 電極G
27 ワイヤボンディング
28 モールド封止材
29 スイッチング用トランジスタ
30 整流用ダイオード
31 インダクタ
32 コンデンサ
33 電源用制御IC回路
Claims (16)
- 電源用半導体、インダクタ、コンデンサの電力変換に必要な部品を配設した直流電源装置において、前記部品を、基板上の配線パターンとフリップチップ配線の併用により接続したことを特徴とする薄型電源装置。
- 電源用半導体、インダクタ、コンデンサの電力変換に必要な部品を配設した直流電源装置において、前記部品を搭載する基板として、凹部を形成し、前記凹部に選択された素子を搭載し基板埋め込み構造とし、前記部品上に他の素子を積層としたことを特徴とする薄型電源装置。
- 電源用半導体、インダクタ、コンデンサの電力変換に必要な部品を配設した直流電源装置において、前記部品を搭載する基板として凹部を形成し、前記凹部に選択された部品を搭載し基板埋め込み構造とし、基板埋め込み構造上に他の素子を積層構造とした薄型電源装置において、該薄型電源装置の電極取り出し方法として、前記基板の凹部外にスルーホールを形成し、該スルーホールを導電性金属で埋め込み、凹部外の表裏の電極パッド面を電気的に接続し、素子と接続したことを特徴とする薄型電源装置。
- 前記凹部には、インダクタが埋め込まれ、該埋込んだインダクタ上に配線パターンを形成した基板をインダクタと電気的に接続するよう積層し、該基板の配線上に電力用半導体、コンデンサを電気的に接続するよう積層構造としたことを特徴とする請求項2または3に記載の薄型電源装置。
- 前記凹部には、コンデンサが埋め込まれ、該埋込んだコンデンサ上に配線パターンを形成した基板を、前記コンデン素子と電気的に接続するよう積層し、該基板の配線上に電力用半導体、インダクタを電気的に接続するよう積層構造としたことを特徴とする請求項2または3に記載の薄型電源装置。
- 請求項1ないし5のいずれかに記載の薄型電源装置において、電源用半導体ベアチップと表面実装用SMD部品を混載した構造、あるいは積層構造としたことを特徴とする薄型電源装置。
- 請求項1ないし5のいずれかに記載の薄型電源装置において、電源用半導体ベアチップと表面実装用SMD部品を混載し、搭載部品の最上層を露出させ、前記部品の周辺部のみをモールド封止構造としたことを特徴とする薄型電源装置。
- 請求項4または5のいずれかに記載の薄型電源装置において、埋め込み素子上に搭載する配線を施した基板として、埋め込み素子と該基板上へ搭載する素子との熱膨張率の違いを緩衝するためにポリイミド基板等のフレキシブル基板を使用したことを特徴とする薄型電源装置。
- 電源用半導体、インダクタ、コンデンサの電力変換に必要な部品を配設する薄型電源装置の製造方法において、各部品を搭載基板上の配線パターンとフリップチップ配線の併用により接続することを特徴とする薄型電源装置の製造方法。
- 電源用半導体、インダクタ、コンデンサの電力変換に必要な部品を配設する薄型電源装置の製造方法において、各部品を搭載する基板に、凹部を形成し、前記凹部に、選択した素子を搭載し基板埋め込み構造とし、該基板埋め込み構造上に他の素子を積層することを特徴とする薄型電源装置の製造方法。
- 電源用半導体、インダクタ、コンデンサの電力変換に必要な部品を配設した薄型電源装置の製造方法において、各部品を搭載する基板として凹部を形成し、前記凹部に選択された部品を搭載し基板埋め込み構造とし、該基板埋め込み構造上に他の部品を積層し、該薄型電源装置の電極取り出し方法として、前記基板の凹部外にスルーホールを形成し、該スルーホールを導電性金属で埋め込み、凹部外の表裏の電極パッド面を電気的に接続し、各部品と接続することを特徴とする薄型電源装置の製造方法。
- 前記凹部にインダクタを埋め込み、該埋込んだインダクタ上に配線パターンを形成した基板をインダクタと電気的に接続するよう積層し、該基板の配線上に電力用半導体、コンデンサを電気的に接続して、積層構造を形成することを特徴とする請求項10または11に記載の薄型電源装置の製造方法。
- 電源用半導体、インダクタ、コンデンサの電力変換に必要な部品を配設した薄型電源装置の製造方法において、前記部品を搭載する基板として凹部を形成し、前記凹部に、コンデンサを埋め込み、該埋込んだコンデンサ上に配線パターンを形成した基板を、前記コンデンサと電気的に接続するよう積層し、該基板の配線上に電力用半導体、インダクタを電気的に接続して、積層構造を形成することを特徴とする請求項10または11に記載の薄型電源装置の製造方法。
- 請求項9ないし13のいずれかに記載の薄型電源装置の製造方法において、前記電源用半導体ベアチップと表面実装用SMD部品を積層構造として混載した構造とすることを特徴とする薄型電源装置の製造方法。
- 請求項9ないし13のいずれかに記載の薄型電源装置の製造方法において、前記電源用半導体ベアチップと表面実装用SMD部品を混載し、部品搭載面をモールド封止構造とすることを特徴とする薄型電源装置の製造方法。
- 請求項9ないし13のいずれかに記載の薄型電源装置の製造方法において、前記電源用半導体ベアチップと表面実装用SMD部品を混載し、搭載部品の最上層を露出させ、前記部品の周辺部のみをモールド封止構造とすることを特徴とする薄型電源装置の製造方法。
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