JP2005129550A - Composite lc component - Google Patents

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Hidekuni Sugawara
英州 菅原
Tomoji Arai
智次 荒井
Toshiaki Ono
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composite LC component that is constituted by integrating a capacitor capable of obtaining a high capacitance and an inductor capable of obtaining a high inductance with each other so that the height and mounting area of the component may be reduced. <P>SOLUTION: The composite LC component 1 is constituted as an integrated and height-reduced composite component by disposing a thin film soft magnetic material 6 on at least one thin solid electrolytic capacitor 8, and a thin film circuit board 7; obtaining the inductor by forming a helical coil 5 on the outer peripheries of the capacitor 8, circuit board 7, and magnetic material 6; and, at the same time, electrically connecting the inductor to the capacitor 8 through the circuit board 7. By this constitution, the thin composite LC component which has a high capacitance and high inductance and can be mounted easily is obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、スイッチングレギュレータを利用した電源デバイスなど、主として小型化が必要なデバイスに用いるのに好適な、薄型に構成されたLC複合部品に関するものである。   The present invention relates to a thin LC composite component suitable for use in a device that mainly requires downsizing, such as a power supply device using a switching regulator.

各種スイッチングレギュレータを利用した電源デバイス、例えば、各種2次電池に蓄電された電圧を低電圧化されたICを駆動するために0.5〜1.2Vの電圧に降圧するDC−DCコンバータや、太陽電池で駆動するアプリケーションのために、太陽電池で発電された0.8〜1.4Vの電圧を5Vに昇圧する電源等には、各種のコンデンサおよびインダクタが使用されている。   A power supply device using various switching regulators, for example, a DC-DC converter that steps down the voltage stored in various secondary batteries to a voltage of 0.5 to 1.2 V in order to drive a low-voltage IC, For an application driven by a solar cell, various capacitors and inductors are used for a power source that boosts a voltage of 0.8 to 1.4 V generated by the solar cell to 5V.

チップ部品に分類される形状を考えると、その形状は0603系や1005系のように1mm以下の小さい寸法の素子から、5750系のように5mm角を越すような全体の寸法が大きい素子まで、種々使用されている。   Considering the shape classified as a chip component, the shape is from an element having a small dimension of 1 mm or less such as 0603 system or 1005 system to an element having a large overall dimension exceeding 5 mm square such as 5750 system, Used in various ways.

静電容量が10μF以上の高容量のコンデンサおよびインダクタンスが10μH以上の高インダクタンスのインダクタは、一般に大きな形状を有しており、それらを基板上に搭載すると大面積で素子高さが高くなることが多く、機器の薄型化を妨げていた。   A high-capacitance capacitor having a capacitance of 10 μF or more and a high-inductance inductor having an inductance of 10 μH or more generally have a large shape, and when they are mounted on a substrate, the element height may increase in a large area. Many of them hindered the thinning of equipment.

現在、電源回路を含んだデバイスは、薄型化はもとより、低価格化、多機能化、高集積化、および省エネルギー化が計られ、その結果として、駆動周波数の高周波化、素子の低損失化つまり高効率化、さらに素子間の複合化が検討され、実装するための素子寸法の制約条件も厳しくなっている。   At present, devices including power supply circuits are not only made thinner, but also cost-effective, multifunctional, highly integrated, and energy-saving. As a result, driving frequency is increased, element loss is reduced. High efficiency and further compounding between elements have been studied, and restrictions on element dimensions for mounting are becoming stricter.

そこで、インダクタやコンデンサの受動部品を複合化して使い易くするために、一体化する技術が多数提案されている。   Therefore, many technologies for integrating passive components such as inductors and capacitors have been proposed in order to make them easy to use.

たとえば、特許文献1には、一平面上になるようにチップコンデンサ素子とその周りに空芯コイル素子を配置し、前記受動部品全体を磁性粉体と熱硬化性樹脂とからなるコンポジットに埋設することで一体化したLC複合部品が開示されている。しかしながら、低背化が可能なものの、出来上がった空芯コイルとコンデンサとを配置するために、両者間の間隔が大きく小型化することが困難である。   For example, in Patent Document 1, a chip capacitor element and an air-core coil element are arranged so as to be on one plane, and the entire passive component is embedded in a composite made of magnetic powder and a thermosetting resin. In this way, an integrated LC composite component is disclosed. However, although the height can be reduced, since the completed air-core coil and capacitor are arranged, it is difficult to reduce the size because the gap between the two is large.

また、小型のLC複合部品を構成するために、特許文献2には門型ブロック状フェライトコアの内側にコンデンサを抱えた構造をコアベースとし、このコアベースの周りに巻回された巻線コイルを備えるLC複合部品が提案されている。しかしながら、この方法も門型ブロック状のコアベースがフェライトコアであるために高さが高く低背化することが困難であると考えられる。   In addition, in order to construct a small LC composite component, Patent Document 2 describes a winding coil wound around a core base having a structure in which a capacitor is held inside a gate-shaped block ferrite core. LC composite parts comprising However, this method is also considered to be difficult to reduce the height because the portal block-shaped core base is a ferrite core.

さらに、小型化するために、特許文献3には、積層コンデンサの上下面にフェライト磁性膜を形成したスパイラル状の平面インダクタを配した構造が提案されている。このスパイラル状の平面インダクタンスは大きな電流を流す素子として向いているものの、構造的に大きなインダクタンスを得るのは困難である。   Furthermore, in order to reduce the size, Patent Document 3 proposes a structure in which a spiral planar inductor having ferrite magnetic films formed on the upper and lower surfaces of a multilayer capacitor is arranged. Although this spiral planar inductance is suitable as an element for passing a large current, it is difficult to obtain a large inductance structurally.

我々も以前に、少なくとも2個の積層セラミックコンデンサの周りに高Qの磁性体を用いて高Qインダクタが形成できる一体化構造のLC複合部品を特許文献4にて開示している。しかし、積層セラミックコンデンサを用いた場合には、磁器の欠点である抗折強度の問題からLC複合部品の総厚をどうしても薄くできなかった。   We have previously disclosed an LC composite component having an integrated structure in which a high-Q inductor can be formed using a high-Q magnetic body around at least two multilayer ceramic capacitors. However, when a multilayer ceramic capacitor is used, the total thickness of the LC composite component cannot be reduced due to the problem of bending strength, which is a drawback of porcelain.

特開2001−176728号公報JP 2001-176728 A 特開平08−236356号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-236356 特開2002−222712号公報JP 2002-222712 A 特開2002−198223号公報JP 2002-198223 A

以上述べたように、スイッチングレギュレータを用いた電源回路やセンサ回路などに用いるために実装時の高さが低く、かつ容量やインダクタンスの大きな値が得られるLC部品が望まれている。このようなLC複合部品は、低背かつ高容量かつ低ESRのコンデンサと高インダクタンスかつ高Qのインダクタを薄型に一体化することができれば、低背化が可能なLC部品を実現できると考えられるが、従来は実現が困難であった。   As described above, for use in power supply circuits and sensor circuits using switching regulators, there is a demand for LC components that have a low mounting height and can provide large values of capacitance and inductance. Such an LC composite component is considered to be able to realize a low-profile LC component if a low-profile, high-capacity, low-ESR capacitor and a high-inductance, high-Q inductor can be integrated into a thin shape. However, it has been difficult to realize in the past.

そこで、本発明は、低背かつ実装面積が少なくて済むような、高容量が得られるコンデンサと高インダクタンスが得られるインダクタを一体化する具体的な手段を提示し、上記要望に答えられるようなLC複合部品を提供しょうとするものである。   Therefore, the present invention presents a specific means for integrating a capacitor capable of obtaining a high capacity and an inductor capable of obtaining a high inductance so that a low profile and a small mounting area can be obtained, and can satisfy the above-mentioned demand. We are going to provide LC composite parts.

前述した課題を解決するため、本発明のLC複合部品は、少なくとも1つの薄型の固体電解コンデンサ素子上に軟磁性薄膜を配置して巻線型のヘリカルインダクタを少なくとも1つ以上形成し、薄膜回路基板によって接続されることで一体化・低背化された複合部品として構成される。この構成により高容量のコンデンサと高インダクタンスのインダクタとからなる、低背・低容積で複合化された受動部品群を、簡便に所望の装置に接続できる。   In order to solve the above-described problems, an LC composite component according to the present invention includes a soft magnetic thin film disposed on at least one thin solid electrolytic capacitor element to form at least one wound helical inductor, and a thin film circuit board. It is configured as a composite part that is integrated and reduced in height by being connected by the cable. With this configuration, a passive component group composed of a high-capacity capacitor and a high-inductance inductor combined with a low profile and a low volume can be easily connected to a desired device.

上記の構成において、固体電解コンデンサは板状、または箔状の弁作用を有する拡面化したアルミニウム金属を陽極体とし、機能性高分子を固体電解質とする10μF以上の特性を有するコンデンサを用いることが望ましい。このコンデンサは、積層することなしに、一枚の陽極体を利用しても10μF以上の高容量を得ることができるために低背化に向いたコンデンサである。アルミニウム固体電解コンデンサが薄くするという目的を達成させる部品として最適である。   In the above configuration, a solid electrolytic capacitor having a plate-like or foil-like surface-enhanced aluminum metal having an anode body and a functional polymer as a solid electrolyte and having a characteristic of 10 μF or more is used. Is desirable. This capacitor is suitable for lowering the height because a high capacity of 10 μF or more can be obtained even if a single anode body is used without being laminated. The aluminum solid electrolytic capacitor is optimal as a component that achieves the purpose of thinning.

即ち、本発明は、薄型の固体電解コンデンサおよび該固体電解コンデンサとインダクタとを接続する回路基板を備え、さらに前記インダクタとして前記固体電解コンデンサの外周に巻線してヘリカルインダクタを形成したことを特徴とするLC複合部品である。   That is, the present invention includes a thin solid electrolytic capacitor and a circuit board for connecting the solid electrolytic capacitor and the inductor, and further, a helical inductor is formed by winding the outer periphery of the solid electrolytic capacitor as the inductor. LC composite parts.

また、本発明は、前記固体電解コンデンサは板状、または箔状の弁作用を有する拡面化した金属を陽極体とし、機能性高分子を固体電解質とする10μF以上の特性を有する薄型の固体電解コンデンサであることを特徴とするLC複合部品である。   Further, according to the present invention, the solid electrolytic capacitor has a plate-like or foil-like surface-enhanced metal having an anode body and a functional polymer as a solid electrolyte. The LC composite component is an electrolytic capacitor.

また、本発明は、前記巻線型のヘリカルインダクタは、前記固体電解コンデンサの一対の相対する外面の少なくとも一方の面に、軟磁性薄膜を形成した絶縁性の薄膜磁性体を一層もしくは多数層積層し、さらに絶縁被覆導線で巻線することで形成される10μH以上の特性を有するインダクタであることを特徴とするLC複合部品である。   Further, according to the present invention, the wound helical inductor is formed by laminating one or more insulating thin film magnetic bodies each having a soft magnetic thin film formed on at least one of a pair of opposed outer surfaces of the solid electrolytic capacitor. Further, the LC composite component is an inductor having a characteristic of 10 μH or more, which is formed by winding with an insulation coated conductor.

また、本発明は、前記回路基板は、前記固体電解コンデンサとインダクタの端子が接続される回路パターンと、当該部品を搭載する装置の回路に接続する外部端子とを備え、前記固体電解コンデンサの壁面に配設されたことを特徴とするLC複合部品である。   In the present invention, the circuit board includes a circuit pattern to which the terminal of the solid electrolytic capacitor and the inductor are connected, and an external terminal to be connected to a circuit of a device on which the component is mounted, and the wall surface of the solid electrolytic capacitor It is LC composite component characterized by having been arrange | positioned.

以上の構成により、薄型でありながら高容量、高インダクタンスのLC複合素子を得ることができ、スイッチングレギュレータを用いた昇圧型もしくは降圧型の低電圧駆動用のDC−DCコンバータやセンサの電源などに用いるのに好適な低背化されたLC複合素子を提供することができる。   With the above configuration, it is possible to obtain a low-capacity, high-inductance LC composite element that is thin, and can be used as a step-up or step-down DC-DC converter using a switching regulator or a power source for sensors. A low-profile LC composite element suitable for use can be provided.

本発明は、高容量コンデンサとして、1個以上の固体電解コンデンサを用い、このコンデンサを接続した回路基板にさらに磁性層を設けて、それらの外周に1個以上の巻線型のヘリカルインダクタを形成し、コンデンサとインダクタを一体化するものである。   In the present invention, one or more solid electrolytic capacitors are used as a high-capacitance capacitor, and a magnetic layer is further provided on a circuit board to which the capacitor is connected, and one or more wound-type helical inductors are formed on the outer periphery thereof. A capacitor and an inductor are integrated.

最初に、本発明に用いる固体電解コンデンサとして、最も適していると思われるアルミニウム固体電解コンデンサについて説明する。アルミニウム固体電解コンデンサは、陽極体に300μm以下のアルミニウム箔を用い、エッチングにてアルミニウム表面に凹凸をつけて拡面化処理を施すことにより、厚みを薄くすることができる。次に、この拡面処理を施したアルミニウムの表面に沿って誘電体としての酸化被膜を薄く形成する。この酸化被膜の表面にアルミニウム陽極体の対向電極としてポリピロールなどの導電性高分子を固体電解質として形成し、さらに、グラファイト層、銀ペースト層を形成する。アルミニウム陽極体を陽極、銀ペースト等の導電ペースト層を陰極として回路基板に接続する。導電性ポリマーを使用することで、導電度が、従来品と比較し2〜3桁改良でき、このことからESRがmΩ台まで劇的に低減できる。   First, an aluminum solid electrolytic capacitor considered to be most suitable as the solid electrolytic capacitor used in the present invention will be described. The thickness of the aluminum solid electrolytic capacitor can be reduced by using an aluminum foil having a thickness of 300 μm or less as an anode body and applying an area-enhancing process by making the aluminum surface uneven by etching. Next, a thin oxide film as a dielectric is formed along the surface of the aluminum subjected to the surface expansion treatment. A conductive polymer such as polypyrrole is formed as a solid electrolyte on the surface of the oxide film as a counter electrode of the aluminum anode body, and a graphite layer and a silver paste layer are further formed. An aluminum anode body is connected to a circuit board using an anode and a conductive paste layer such as silver paste as a cathode. By using a conductive polymer, the conductivity can be improved by two to three orders of magnitude compared to the conventional product, and this can dramatically reduce the ESR to the mΩ level.

このような固体電解コンデンサを用い、このコンデンサの端子側にコンデンサ回路の引き回しパターンとインダクタ回路の引き回しパターンとが作成された回路基板を貼り付ける。この回路基板は素子間の電気的接続とコンデンサの絶縁を兼ねて用いられる。この回路基板にはポリイミド薄膜に回路パターンを銅貼りした薄膜回路基板などを用いることができる。   Using such a solid electrolytic capacitor, a circuit board on which a capacitor circuit routing pattern and an inductor circuit routing pattern are formed is attached to the terminal side of the capacitor. This circuit board is used for both electrical connection between elements and insulation of the capacitor. A thin film circuit board in which a circuit pattern is bonded to a polyimide thin film with copper can be used as the circuit board.

さらに、この貼り付けた固体電解コンデンサと薄膜回路基板に、軟磁性薄膜を形成した絶縁性の薄膜磁性体を一層もしくは多数層積層し、これらを巻芯(磁芯)として、外周に絶縁被覆導線を用いて所定数回の密巻線を施してヘリカルコイルを形成することでヘリカルインダクタを得ることができる。このヘリカルコイルの両端は前述の薄膜回路基板の端子にハンダや導電ペーストを用いて接続される。   In addition, one or more layers of insulating thin film magnetic bodies on which soft magnetic thin films are formed are laminated on the pasted solid electrolytic capacitor and thin film circuit board, and these are used as winding cores (magnetic cores), with insulation coated conductors on the outer periphery. A helical inductor can be obtained by forming a helical coil by applying a predetermined number of dense windings using. Both ends of the helical coil are connected to the terminals of the thin film circuit board using solder or conductive paste.

絶縁被覆導線は絶縁被覆銅線が望ましいが、特に限定するものではない。また薄型化のためには巻線間に空隙が発生しない密巻線ができる平角線が望ましいが、これも特に限定するものではない。   The insulation-coated conductor is preferably an insulation-coated copper wire, but is not particularly limited. In order to reduce the thickness, a rectangular wire that can form a dense winding without generating a gap between the windings is desirable, but this is not particularly limited.

軟磁性薄膜の組成としては、CoFeSiB系やCoZrNb系を用いることができる。この組成物をポリイミド等の絶縁性樹脂の上にスパッタし、磁化軸を揃えた薄膜絶縁体を数層積層し、熱圧着や接着剤を用いて接合した絶縁性の薄膜磁性体を用いることで、Q値が高くかつインダクタンス値が高いインダクタが得られる。また、平均粒径が1μm以下のフェライト粉末を用いて軟磁性薄膜を形成し、この絶縁性の薄膜磁性体をコンデンサの周りに巻きつけてもある程度の特性は得られるので、こちらを使用することも可能である。   As the composition of the soft magnetic thin film, a CoFeSiB system or a CoZrNb system can be used. Sputtering this composition on an insulating resin such as polyimide, laminating several layers of thin-film insulators with the same magnetization axis, and using an insulating thin-film magnetic body joined using thermocompression bonding or an adhesive An inductor having a high Q value and a high inductance value can be obtained. In addition, if a soft magnetic thin film is formed using ferrite powder with an average particle size of 1 μm or less and this insulating thin film magnetic material is wound around a capacitor, some characteristics can be obtained. Is also possible.

さらに、このヘリカルコイル上に絶縁被覆を行っても良く、この際に絶縁性の軟磁性膜で被覆してもよい。さらに、少なくとも一端面において閉磁路を構成することでQ値の改善が計られる。そこで、密巻線のコイルが磁性体の中を巻線されるように軟磁性体の薄膜を巻きつけてもよい。   Further, the helical coil may be covered with an insulating coating, and at this time, it may be covered with an insulating soft magnetic film. Further, the Q value can be improved by forming a closed magnetic circuit at least at one end face. Therefore, a soft magnetic thin film may be wound so that the densely wound coil is wound in the magnetic material.

このように薄型化に優れたアルミニウム固体電解コンデンサをコアとして、磁性層を形成し、さらにその外周に導線を密巻線してヘリカルコイルを形成することで、薄型で、高容量、高インダクタンスのLC複合部品を得ることができる。   Using a solid aluminum electrolytic capacitor with excellent thinness as the core, a magnetic layer is formed, and a helical coil is formed by densely winding a conductive wire on the outer periphery of the capacitor, resulting in a thin, high capacity, high inductance LC composite parts can be obtained.

以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。図1は、実施例1によるLC複合部品を表す概略図である。この概略図内に示す3、4の破断線位置での断面図を図2、図3に示す。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an LC composite component according to the first embodiment. 2 and 3 are cross-sectional views taken at the broken line positions 3 and 4 shown in this schematic diagram.

先ず、機能性高分子アルミニウム固体電解コンデンサの製造方法を示す。アルミニウム純度が99.9%以上の高純度アルミニウム金属箔(100μmの厚み)の所定の部分にレジストを塗布し、表面をエッチングで粗面化し100倍以上に実効面積を拡大し、さらに直流電解法により陽極酸化することで誘電体皮膜を形成した。   First, a method for producing a functional polymer aluminum solid electrolytic capacitor will be described. A resist is applied to a predetermined portion of a high purity aluminum metal foil (thickness of 100 μm) having an aluminum purity of 99.9% or more, the surface is roughened by etching, and the effective area is increased 100 times or more. A dielectric film was formed by anodizing.

この誘電体皮膜上に高電導度を有する機能性高分子層を形成し、さらにカーボン導電層を形成し、さらにその上に所定形状の銀ペースト導電層を形成した。この固体電解コンデンサ8として機能する部品の厚みは200μmであった。出来上がった固体電解コンデンサ8の容量は10μFであった。   A functional polymer layer having high conductivity was formed on the dielectric film, a carbon conductive layer was further formed, and a silver paste conductive layer having a predetermined shape was further formed thereon. The thickness of the component functioning as the solid electrolytic capacitor 8 was 200 μm. The capacity of the completed solid electrolytic capacitor 8 was 10 μF.

次に、薄膜回路基板7を形成する。この基板は、固体電解コンデンサ8とインダクタとを接続し、さらにLC複合部品1の外部端子11を取り付けられると共に、固体電解コンデンサ8と配線パターンとの絶縁の役目を担うことになる。   Next, the thin film circuit board 7 is formed. This substrate connects the solid electrolytic capacitor 8 and the inductor, and further attaches the external terminal 11 of the LC composite component 1 and also plays a role of insulation between the solid electrolytic capacitor 8 and the wiring pattern.

薄膜回路基板7は12μm厚みのポリイミド系ベース材料上に圧延法により30μm厚みの銅箔でパターニングを施した基板を用いた。基板の上下面を接続する個所にはスルーホールを形成してパターン間を導通させた。   The thin film circuit board 7 used was a board obtained by patterning a 12 μm thick polyimide base material with a 30 μm thick copper foil by rolling. Through holes were formed at locations where the upper and lower surfaces of the substrate were connected to make the patterns conductive.

次に、インダクタの磁心を形成する。1Pa以下の真空度が得られるマグネトロンスパッタ装置を用いて基板表面に3000〜5500A/mの直流磁界を印加しながら軟磁性薄膜を形成する。このようにして、12μmの厚みを有するポリイミド系等の有機絶縁基板の片面に、磁場中で長手方向を磁化困難軸方向に揃えた5μm厚みのCoFeSiB系軟磁性薄膜を形成した。この絶縁性の薄膜軟磁性体を熱圧着により3層積層し、長さが4mm、幅が3mmである短冊状に切断した絶縁性の薄膜磁性体6を1個準備した。さらに、薄膜回路基板7にこの短冊状に切断した絶縁性の薄膜磁性体6を、薄膜回路基板7上の端子部分が露出するように配設する。   Next, the magnetic core of the inductor is formed. A soft magnetic thin film is formed while applying a DC magnetic field of 3000 to 5500 A / m to the substrate surface using a magnetron sputtering apparatus capable of obtaining a vacuum of 1 Pa or less. In this way, a CoFeSiB soft magnetic thin film having a thickness of 5 μm was formed on one side of a polyimide-based organic insulating substrate having a thickness of 12 μm and the longitudinal direction was aligned with the hard axis direction in a magnetic field. Three layers of this insulating thin-film soft magnetic material were laminated by thermocompression bonding, and one insulating thin-film magnetic material 6 cut into a strip shape having a length of 4 mm and a width of 3 mm was prepared. Further, the insulating thin film magnetic body 6 cut into the strip shape is disposed on the thin film circuit board 7 so that the terminal portions on the thin film circuit board 7 are exposed.

厚みが200μmの固体電解コンデンサ8の端子側(回路との接続10の側)に厚さが100μmのプリプレグ樹脂9をサンドイッチ状に挟みながら、薄膜磁性体6が配設された薄膜回路基板7を貼り、固体電解コンデンサ8の残りの面にプリプレグ樹脂9をサンドイッチ状に挟みながら薄膜磁性体6を貼り付けた。固体電解コンデンサ8の端子と薄膜回路基板7との接続(回路との接続10)は導電性接着剤を用いて接合した。   A thin film circuit board 7 on which a thin film magnetic body 6 is disposed is sandwiched between a prepreg resin 9 having a thickness of 100 μm sandwiched between the terminal side of the solid electrolytic capacitor 8 having a thickness of 200 μm (side of the circuit connection 10). The thin film magnetic body 6 was attached to the remaining surface of the solid electrolytic capacitor 8 while sandwiching the prepreg resin 9 in a sandwich shape. The connection of the terminal of the solid electrolytic capacitor 8 and the thin film circuit board 7 (connection 10 with the circuit) was joined using a conductive adhesive.

出来上がった素子を周回するように外径が30μmの絶縁被覆銅線を用いて所定回数巻回してヘリカルコイル5を作製した。巻回後絶縁被覆銅線の端部の絶縁被覆を剥離して、薄膜回路基板7上に導電接着剤を用いて接合した。出来上がったインダクタは10μHであった。   A helical coil 5 was manufactured by winding a predetermined number of times using an insulation-coated copper wire having an outer diameter of 30 μm so as to go around the completed element. After winding, the insulating coating at the end of the insulating coated copper wire was peeled off and bonded onto the thin film circuit board 7 using a conductive adhesive. The completed inductor was 10 μH.

また、LC複合部品1の厚みは500μmであった。この厚みは、チップ部品と比較すると、市場から小さいと評価を得ている1005(1mm×0.5mm)形状の最大厚みに匹敵することで十分評価されるものである。さらに、外装被覆の分厚くはなるが、必要であればエポキシ系樹脂等を用いて外装被覆してもよい。   The thickness of the LC composite component 1 was 500 μm. This thickness is sufficiently evaluated by being comparable to the maximum thickness of a 1005 (1 mm × 0.5 mm) shape that has been evaluated as being small from the market compared to chip components. Further, although the thickness of the exterior coating is increased, the exterior coating may be performed using an epoxy resin or the like if necessary.

このLC複合部品1を搭載する装置への接続は薄膜回路基板7のパッドを利用することが出来るが、パッケージが必要な場合は、外部端子11として薄膜回路基板製造時に表面実装型のQFP等のピン端子を接合する。   The connection to the device on which the LC composite component 1 is mounted can use the pads of the thin film circuit board 7. However, if a package is required, the external terminal 11 can be used as a surface mount type QFP or the like when manufacturing the thin film circuit board. Join the pin terminals.

このLC複合部品1を、太陽電池が発電した0.8〜1.4Vの電圧を5Vに昇圧するスイッチングレギュレータを用いたステップアップコンバータに利用した。5Vの電源はアプリケーションを駆動させるための電圧である。太陽電池からの出力側に接続した10μFのコンデンサは電源スイッチングによる入力リップルを抑えるために高容量かつ低ESRのコンデンサとして最適であった。また、10μHのインダクタは太陽電池の出力インピーダンスを下げることによって電源電圧の変動を最小限にするために有効であった。その他のコンデンサ等のチップ部品は市販の1005形状のものを利用した。出来上がった、電源は、スイッチングレギュレータのベアチップと同じ高さを有しており、電源全体が0.7mm以内に収まり電源の薄型化が達成できた。   This LC composite component 1 was used for a step-up converter using a switching regulator that boosts a voltage of 0.8 to 1.4 V generated by a solar cell to 5 V. The power supply of 5V is a voltage for driving the application. The 10 μF capacitor connected to the output side from the solar cell was optimal as a high-capacitance and low-ESR capacitor in order to suppress input ripple due to power switching. In addition, the 10 μH inductor was effective for minimizing fluctuations in the power supply voltage by lowering the output impedance of the solar cell. Other chip parts such as capacitors were made of commercially available 1005 shapes. The completed power supply had the same height as the bare chip of the switching regulator, and the entire power supply was within 0.7 mm, so that the thickness of the power supply could be reduced.

図2は、実施例2によるLC複合部品を表す概略図である。この概略図内に示す3、4の破断線位置での断面図を図5、図6に示す。   FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an LC composite component according to the second embodiment. 5 and 6 are cross-sectional views taken along the broken line positions 3 and 4 shown in this schematic diagram.

この実施例に示す固体電解コンデンサ8の製造は、実施例1と同じ方法で行う。但し、所定容量の固体電解コンデンサ8を2つ準備する。但し、各々のコンデンサの容量形成部分以外はレジストを塗布し、100nFと10μFのコンデンサとした。   The manufacture of the solid electrolytic capacitor 8 shown in this embodiment is performed by the same method as in the first embodiment. However, two solid electrolytic capacitors 8 having a predetermined capacity are prepared. However, a resist was applied to the portions other than the capacitance forming portions of the respective capacitors to form capacitors of 100 nF and 10 μF.

次に、薄膜磁性体6が配設された薄膜回路基板7を作る。上下に重なるコンデンサの配線を行うために、大きさがコンデンサ平面2枚分の大きさに、コンデンサの端面1個もしくは2個分の大きさを加えた大きさの薄膜回路基板を準備する。前もって9μm厚みのポリイミド系ベース材料上にメッキ法により5μm厚みの銅箔でパターニングを施した少なくとも2枚の積層基板を用いた。基板の上下面を接続する個所にはスルーホールを形成してパターン間を導通させた。この薄膜回路基板7に固体電解コンデンサ8の平面分の薄膜磁性体6を所定の位置に2個熱圧着する。   Next, a thin film circuit board 7 on which the thin film magnetic body 6 is disposed is produced. In order to carry out the wiring of the capacitors that overlap vertically, a thin film circuit board having a size obtained by adding the size of one or two capacitor end faces to the size of two capacitor planes is prepared. At least two laminated substrates obtained by patterning with a copper foil having a thickness of 5 μm by a plating method on a polyimide base material having a thickness of 9 μm in advance were used. Through holes were formed at locations where the upper and lower surfaces of the substrate were connected to make the patterns conductive. Two thin film magnetic bodies 6 corresponding to the plane of the solid electrolytic capacitor 8 are thermocompression bonded to the thin film circuit board 7 at predetermined positions.

薄膜回路基板7としては、2段に積み重なった固体電解コンデンサをまとめてコの字型に覆うように接合するためにコの字型薄膜回路基板12を用いた。本実施例では固体電解コンデンサ8端面2個分の厚みを有するコの字型薄膜回路基板12を用いており、200μmの2つの固体電解コンデンサ8にプリプレグ樹脂9を挟んで端子面が外側に向くように接合する(回路との接続10)。コンデンサ端面1個分の厚みを有するコの字型薄膜回路基板を用いて、固体電解コンデンサを同じ向きに積み重ね、間に薄膜回路基板を挟みながらプリプレグ樹脂を用いて接合しても良い。この場合は、薄膜回路基板が1つの固体コンデンサをコの字型に覆うように接合する。   As the thin film circuit board 7, a U-shaped thin film circuit board 12 was used in order to join the solid electrolytic capacitors stacked in two stages so as to cover them in a U shape. In this embodiment, a U-shaped thin film circuit board 12 having a thickness corresponding to two end faces of the solid electrolytic capacitor 8 is used, and the terminal surface faces outward with the prepreg resin 9 sandwiched between two 200 μm solid electrolytic capacitors 8. (Connection 10 with circuit). Solid electrolytic capacitors may be stacked in the same direction using a U-shaped thin film circuit board having a thickness equivalent to one capacitor end face, and bonded using a prepreg resin with the thin film circuit board sandwiched therebetween. In this case, the thin film circuit board is joined so as to cover one solid capacitor in a U-shape.

出来上がった素子を周回するように外径が20μmの絶縁被覆銅線を用いて所定回数巻回してヘリカルコイル5を作製してヘリカルインダクタを形成した。巻回後絶縁被覆銅線の端部の絶縁被覆を剥離して、薄膜回路基板7上に導電接着剤を用いて接合した。出来上がったインダクタは10μHである。さらに、このLC複合部品1を搭載する装置への接続用として、表面実装型の外部端子11を設けた。   A helical inductor 5 was formed by winding a predetermined number of turns using an insulation-coated copper wire having an outer diameter of 20 μm so as to circulate the completed element. After winding, the insulating coating at the end of the insulating coated copper wire was peeled off and bonded onto the thin film circuit board 7 using a conductive adhesive. The finished inductor is 10 μH. Further, a surface mount type external terminal 11 is provided for connection to a device on which the LC composite component 1 is mounted.

また、LC複合部品1としての厚みが700μmであった。この厚みは、チップ部品と比較すると、形状が1208(1.2mm×0.8mm)の最大厚みに匹敵するものとして評価されるものである。   The thickness of the LC composite component 1 was 700 μm. This thickness is evaluated as being comparable to the maximum thickness of 1208 (1.2 mm × 0.8 mm) in comparison with the chip component.

このLC複合部品1を、太陽電池が発電した0.8〜1.4Vの電圧を5Vに昇圧するスイッチングレギュレータを用いたステップアップコンバータに利用した。5Vの電源はアプリケーションを駆動させるための電圧である。太陽電池からの出力側に接続した10μFのコンデンサは電源スイッチングによる入力リップルを抑えるために高容量かつ低ESRのコンデンサとして最適であった。また、10μHのインダクタは太陽電池の出力インピーダンスを下げることによって電源電圧の変動を最小限にするために有効であった。100nFのコンデンサは、スイッチングレギュレータからのグランドラインに接続した。出来上がった電源は、コンバータと同じ高さを有しており、電源全体が1mm以内に収まり電源の薄型化が達成できた。   This LC composite component 1 was used for a step-up converter using a switching regulator that boosts a voltage of 0.8 to 1.4 V generated by a solar cell to 5 V. The power supply of 5V is a voltage for driving the application. The 10 μF capacitor connected to the output side from the solar cell was optimal as a high-capacitance and low-ESR capacitor in order to suppress input ripple due to power switching. In addition, the 10 μH inductor was effective for minimizing fluctuations in the power supply voltage by lowering the output impedance of the solar cell. A 100 nF capacitor was connected to the ground line from the switching regulator. The completed power supply had the same height as the converter, and the entire power supply was within 1 mm, so that the power supply was thinned.

本発明の各々1個ずつの固体電解コンデンサとインダクタを用いたLC複合部品の概略図。1 is a schematic view of an LC composite component using one solid electrolytic capacitor and one inductor according to the present invention. FIG. 図1の断面図(3位置)。Sectional drawing (3 positions) of FIG. 図1の断面図(4位置)。Sectional drawing (4 positions) of FIG. 本発明の2個の固体電解コンデンサと1個のインダクタを用いたLC複合部品を示す図。The figure which shows LC composite component using two solid electrolytic capacitors and one inductor of this invention. 図2の断面図(3位置)。Sectional drawing (3 positions) of FIG. 図2の断面図(4位置)。Sectional drawing (4 positions) of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 LC複合部品
2 極性
3 長さ方向断面位置を示す破断線
4 幅方向断面位置を示す破断線
5 ヘリカルコイル
6 薄膜磁性体
7 薄膜回路基板
8 固体電解コンデンサ
9 プリプレグ樹脂
10 回路との接続
11 外部端子
12 コの字型薄膜回路基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 LC composite component 2 Polarity 3 Break line which shows cross-sectional position in length direction 4 Break line which shows cross-sectional position in width direction Helical coil 6 Thin film magnetic body 7 Thin film circuit board 8 Solid electrolytic capacitor 9 Prepreg resin 10 Connection with circuit 11 External Terminal 12 U-shaped thin film circuit board

Claims (4)

薄型の固体電解コンデンサおよび該固体電解コンデンサとインダクタとを接続する回路基板を備え、さらに前記インダクタとして前記固体電解コンデンサの外周に巻線してヘリカルインダクタを形成したことを特徴とするLC複合部品。   An LC composite component comprising a thin solid electrolytic capacitor and a circuit board for connecting the solid electrolytic capacitor and an inductor, and further forming a helical inductor by winding the inductor around the outer periphery of the solid electrolytic capacitor. 前記固体電解コンデンサは板状、または箔状の弁作用を有する拡面化した金属を陽極体とし、機能性高分子を固体電解質とする10μF以上の特性を有する固体電解コンデンサであることを特徴とする請求項1記載のLC複合部品。   The solid electrolytic capacitor is a solid electrolytic capacitor having a characteristic of 10 μF or more in which a plate-like or foil-like surface-enhanced metal having an anode function is used as an anode body and a functional polymer is used as a solid electrolyte. The LC composite component according to claim 1. 前記巻線型のヘリカルインダクタは、前記固体電解コンデンサの一対の相対する外面の少なくとも一方の面に、軟磁性薄膜を形成した絶縁性の薄膜磁性体を一層もしくは多数層積層し、さらに絶縁被覆導線で巻線することで形成される10μH以上の特性を有するインダクタであることを特徴とする請求項1記載のLC複合部品。   The wound helical inductor is formed by laminating one or more layers of an insulating thin film magnetic body formed with a soft magnetic thin film on at least one of a pair of opposed outer surfaces of the solid electrolytic capacitor. The LC composite component according to claim 1, wherein the LC composite component is an inductor having a characteristic of 10 μH or more formed by winding. 前記回路基板は、前記固体電解コンデンサとインダクタの端子が接続される回路パターンと、当該部品を搭載する装置の回路に接続する外部端子とを備え、前記固体電解コンデンサの壁面に配設されたことを特徴とする請求項1記載のLC複合部品。   The circuit board includes a circuit pattern to which the terminal of the solid electrolytic capacitor and the inductor are connected, and an external terminal to be connected to a circuit of a device on which the component is mounted, and is disposed on the wall surface of the solid electrolytic capacitor. The LC composite component according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007005370A (en) * 2005-06-21 2007-01-11 Tokyo Coil Engineering Kk Circuit element for exciting light source
JP2014212688A (en) * 2013-04-19 2014-11-13 サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド. Composite electronic component, packaging substrate thereof, and power supply stabilization unit including the same

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