JP2007157773A - 回路装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルから発生するノイズを低減させた回路装置を提供することにある。
【解決手段】本発明の回路装置である混成集積回路装置１０は、表面に絶縁層１７が設けられた金属基板１１と、絶縁層１７の表面に形成された導電パターン１２と、導電パターン１２上に固着された回路素子と、金属基板１１の周辺部で導電パターン１２に固着された外部接続手段としてのリード１４とを具備する。更に、混成集積回路装置１０の表面には、コイル２２が実装されている。従って、コイル２２から発生した電磁波（ノイズ）は金属基板１１により遮蔽されて外部に漏出しない。
【選択図】 図１

Description

本発明は回路装置に関し、特に、ローパスフィルタを構成するコイルが金属基板の表面に配置された回路装置に関する。

図５を参照して、従来の回路装置である混成集積回路装置１００の構成を説明する。図５（Ａ）は従来の混成集積回路装置１００の断面図であり、図５（Ｂ）は混成集積回路装置１００が実装基板１２３に実装された状態を示す断面図である。

図５（Ａ）を参照して、混成集積回路装置１００の構成を説明する。アルミニウム等の金属から成る金属基板１０１の表面には、絶縁層１０７を介して導電パターン１０２が形成されており、導電パターン１０２の所定の箇所に回路素子１０５が実装されることにより所望の混成集積回路が実現されている。ここで、回路素子１０５としては、ＩＣ、チップ抵抗、チップコンデンサ、パワートランジスタ等が採用され、フェイスアップで実装されるトランジスタは金属細線１０３を介して導電パターン１０２と電気的に接続されている。導電パターン１０２から成るパッド１０２Ａは、金属基板１０１の１側辺に複数個が形成され、この箇所には、半田等を介してリード１０４が固着される（例えば、特許文献１を参照）。この様な構成を有する混成集積回路装置１００の応用分野の１つとして、例えば、オーディオ用のアンプモジュールがある。

図５（Ｂ）を参照して、上記のような構成の混成集積回路装置１００は、実装基板１２３の表面に実装される。具体的には、実装基板１２３の表面に形成された導電路１２４に、リード１０４を固着することで、混成集積回路装置１００が実装されている。実装基板１２３は、例えばガラスエポキシ等の樹脂から成る基板である。

また、実装基板１２３の表面には、混成集積回路装置１００の他にも、ローパスフィルタを構成するコンデンサ１２９やコイル１２２が実装されていた。これらの電子部品により、Ｄ級の増幅を行うオーディオ用のアンプモジュールが構成される場合は、混成集積回路装置１００の内部に、パルス信号を生成するスイッチング素子が内蔵される。そして、混成集積回路装置１００の内部で生成されたパルス信号は、コンデンサ１２９およびコイル１２２から成るローパスフィルタにより、アナログ信号に変換される。更に、このアナログ信号は、不図示のスピーカーに供給される。
特開２０００−１２９８７号公報（第４頁、第１図）

上述したような混成集積回路装置１００では、実装基板１２３に実装されたコイル１２２から発生するノイズが大きい問題があった。具体的には、樹脂等から成る実装基板１２３の表面に直にコイル１２２が実装されていたので、コイル１２２から発生する電磁波（ノイズ）は遮蔽されずに、外部に漏出していた。従って、このノイズが、実装基板１２３に実装された他の電子機器の、機能低下や誤作動を誘発していた。更に、コイル１２２から発生するノイズは極めて大きいため、コイル１２２が内蔵されたセットから、このノイズが外部に漏出して、他のセットにまで悪影響を及ぼす恐れがあった。即ち、コイル１２２がオーディオ装置に内蔵された場合、このオーディオ装置の近傍に配置されたチューナー等に悪影響が及ぶ恐れがあった。

更に、図５（Ｂ）に示した実装構造では、混成集積回路装置１００の内部にて生成されたパルス信号が、リード１０４および導電路１２４を介して、コイル１２２に入力される。このことから、電流値の変化が急峻なパルス信号が、リード１０４および導電路１２４から成る長い経路を通過するので、この経路からノイズが発生してしまう問題もあった。

本発明は、上記した問題を鑑みて成されたものである。従って、本発明の主な目的は、コイルから発生するノイズを低減させた回路装置を提供することにある。

本発明の回路装置は、表面に絶縁層が形成された金属基板と、前記絶縁層の表面に形成された導電パターンと、前記導電パターンに電気的に接続された回路素子とを具備し、前記金属基板の表面にコイルを配置したことを特徴とする。

更に本発明の回路装置では、前記コイルの中心軸方向は、前記金属基板に対して略垂直であることを特徴とする。

本発明の回路装置は、表面に絶縁層が形成された金属基板と、前記絶縁層の表面に形成された導電パターンと、前記導電パターンに電気的に接続された回路素子とを具備し、前記金属基板の表面には、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する変換部と、前記デジタル信号に含まれる高周波成分を除去するローパスフィルタを構成するコイルとが配置されることを特徴とする。

更に、本発明の回路装置では、前記コイルと接続された前記導電パターンと、前記金属基板との間に発生する容量により、前記デジタル信号に含まれる高周波成分を部分的に除去することを特徴とする。

更に、本発明の回路装置では、前記コイルと接続された前記導電パターンの幅を、他の導電パターンの幅よりも広くすることを特徴する。

更に、本発明の回路装置では、前記コイルにより高周波成分が除去された電気信号が、外部に供給されることを特徴とする。

更に、本発明の回路装置では、前記変換部は、ブリッジ回路を含み、前記ブリッジ回路毎に、接地電位に接続された前記導電パターンと前記金属基板とを接続する接続部を設けることを特徴とする。

更に、本発明の回路装置では、前記回路素子が配置された主面が下面になるように、前記金属基板は実装基板に実装され、前記金属基板の下方に位置する前記実装基板に、接地電位と接続された導電路を形成することを特徴とする。

更に、本発明の回路装置では、前記コイルの中心軸方向は、前記金属基板に対して略垂直であることを特徴とする。

更に、本発明の回路装置では、前記金属基板の表面には封止樹脂が形成され、前記コイルの上端部は、前記封止樹脂から突出することを特徴とする。

更に、本発明の回路装置では、前記金属基板は、接地電位と接続されることを特徴とする。

本発明の回路装置では、金属基板の表面にコイルを実装したので、このコイルから発生する電磁波（ノイズ）の大部分は金属基板により遮断される。従って、ノイズの外部への漏出が低減されるので、他の電子機器の誤動作等が防止されている。

更に、本発明の回路装置では、ローパスフィルタを構成するコイルを金属基板の表面に実装したので、コイルにより平滑化された電気信号が、回路装置から外部に出力される。従って、電流値の変化が急峻なパルス信号が外部に出力されないので、パルス信号が通過する経路からノイズが発生することが防止されている。

図１を参照して、本発明の回路装置である混成集積回路装置１０の構成を説明する。図１（Ａ）は混成集積回路装置１０の斜視図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の断面図であり、図１（Ｃ）はコイル２２の詳細を示す斜視図である。

図１（Ａ）および図１（Ｂ）を参照して、本発明の混成集積回路装置１０は、表面に絶縁層１７が設けられた金属基板１１と、絶縁層１７の表面に形成された導電パターン１２と、導電パターン１２上に固着された回路素子と、金属基板１１の周辺部で導電パターン１２に固着された外部接続手段としてのリード１４とを具備する。更に、混成集積回路装置１０の表面には、コイル２２が実装されている。本形態では、金属基板１１の表面に配置される半導体素子１５等を回路素子と総称する。

金属基板１１の材料としては、アルミや銅等の金属が採用される。また、金属基板１１の材料として合金を採用しても良い。ここでは、アルミからなる金属基板１１を採用し、例えばその両面はアルマイト処理されている。絶縁層１７は、金属基板１１の表面全域に形成されており、導電パターン１２と金属基板１１とを絶縁させる働きを有する。また、回路素子から発せられる熱を積極的に金属基板１１に伝達させるために、絶縁層１７はアルミナ等の無機フィラーが高充填された樹脂から成る。

導電パターン１２は、絶縁層１７の表面に設けられており、銅等の金属から形成されている。導電パターン１２の所定の箇所には回路素子が固着され、金属基板１１の側辺には、導電パターン１２から成るパッド１８が複数個配置されている。導電パターン１２の所定の箇所に回路素子が固着されることで、所定の電気回路が金属基板１１上に形成されている。本形態では、金属基板１１の表面には、アナログ信号をデジタル信号（パルス信号）に変換する変換部と、このデジタル信号をアナログ信号に変換するローパスフィルタの一部分（コイル２２）が配置されている。この事項の詳細については後述する。

回路素子は、導電パターン１２の所定の箇所に、半田や導電ペースト等の接合材を介して実装される。図では、半導体素子１５、チップ素子２１、コイル２２が示されている。回路素子としては、受動素子、能動素子または回路装置等を全般的に採用することができる。受動素子としては、抵抗、コンデンサ、コイル等が採用され、能動素子としては、トランジスタ、ダイオード、ＩＣ、ＬＳＩ等が採用される。また、パワー系の半導体素子を実装する場合は、導電パターン１２上に固着されたヒートシンク上にその素子が実装されても良い。フェイスアップで実装されるトランジスタおよびＩＣは、金属細線１３を介して導電パターン１２と電気的に接続されている。また、樹脂パッケージされたＩＣが回路素子として導電パターン１２に固着されても良い。

本形態では、金属基板１１上に配置される回路素子として、アナログ信号をＰＷＭ変換してパルス信号を生成するＩＣや、このパルス信号に基づいて大電流のスイッチングを行うスイッチング素子を採用することができる。更に、本形態では、ローパスフィルタを構成するコイル２２も、回路素子として金属基板１１の表面に配置されている。そして、コイル２２は、一方が上記したスイッチング素子である半導体素子１５と、導電パターン１２を介して接続され、他方が導電パターン１２を介してリード１４と接続されている。更にまた、ローパスフィルタを構成するコンデンサも、金属基板１１の表面に配置することも可能であり、この場合は、コンデンサから発生する電磁波も金属基板１１により遮蔽される効果が得られる。

コイル２２は、リード１４がパッド１８に接続される箇所から、例えば１ｃｍ程度離間した位置に配置されている。このように、コイル２２がリード１４から離間されている理由は、リード１４をパッド１８に半田接続する際に用いるコテ（不図示）が、コイル２２に接触することを防止するためである。従って、近赤外線等を照射することにより、リード１４の半田接続を行う場合は、リード１４の近傍にコイル２２を配置することができる。この場合は、金属基板１１の上面の実装密度を向上させることができる。

リード１４は、半田等の接合材１９を介して導電パターン１２より成るパッド１８に固着されており、外部との電気的入力・出力を行う接続手段としての働きを有する。ここでは、金属基板１１の対向する２つの側辺にリード１４が固着されているが、金属基板１１の１側辺または４側辺にリード１４を設けても良い。

半導体素子１５は、例えばＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）であり、４００ＫＨｚ程度以上の高周波にてスイッチングを行う。半導体素子１５を通過する信号の振幅は、例えば５０Ｖ〜１００Ｖ程度である。本形態では、半導体素子１５は、ブリッジ回路を構成している。半導体素子１５としては、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）や、バイポーラ型トランジスタを採用することも可能である。しかしながら、本形態では、半導体素子１５としてはＭＯＳＦＥＴが好適である。その理由は、これらの素子の中でも、ＭＯＳＦＥＴが高周波帯域でのスイッチング特性に優れているからである。

封止樹脂１６は金属基板１１の表面に形成された導電パターン１２及び回路素子を被覆している。ここでは、金属基板１１の表面には、ポッティングにより封止樹脂１６が形成されている。ポッティングにより封止樹脂１６が形成される場合は、先ず、金属基板１１の周辺部にダム状の樹脂を形成した後に、金属基板１１の中央部付近に封止樹脂１６のポッティングを行う。ここでは、コイル２２の上部は封止樹脂１６から外部に突出し、コイル２２以外の回路素子は、封止樹脂１６により完全に被覆されている。コイル２２は他の回路素子と比較すると大型の素子であるため、コイル２２も含めた全ての回路素子が被覆されるようにポッティングを行うと、樹脂の使用量が増加してコストが増大してしまう。従って、本形態のように、コイル２２の上部を被覆しないように封止樹脂１６を形成することにより、樹脂の使用量を低減して、コストを安くすることができる。封止樹脂１６としては、熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂の両方が採用可能である。

金属基板１１の表面に形成された電気回路の封止方法としては、トランスファーモールド、インジェクションモールド、ケース材による封止等を採用することもできる。特に、金属から成るケース材を用いて、金属基板１１の表面に形成された電気回路を封止すると、ケース材により電磁波を遮蔽する効果が得られる。更に、ケース材を接地電位に接続すると、この遮蔽の効果を大きくすることができる。

接続部２０は、導電パターン１２と金属基板１１とを電気的に接続する部位である。接続部２０に於いては、固定電位（接地電位または電源電位）に接続された導電パターン１２が金属基板１１と電気的に接続される。具体的には、接続部２０では、絶縁層１７を部分的に除去して金属基板１１が露出され、露出する金属基板１１の表面と導電パターン１２とが、金属細線１３を介して接続されている。接続部２０を設けることにより、金属基板１１を接地電位と接続することができる。本形態では、接続部２０は、リード１４が固着される箇所とコイル２２との間の空き領域に設けられている。従って、この明き領域が有効に活用されている。更に、本形態では、金属基板１１の表面に設けられるブリッジ回路毎に、接続部２０が設けられる。この事項の詳細は下記する。

図１（Ｃ）を参照して、金属基板１１に実装されるコイル２２を説明する。コイル２２は、銅等の金属から成る板状の導線３３を、円筒状に巻いて形成されている。導線３３は、樹脂から成る筐体に収納される。コイル２２は、例えば１辺が１ｃｍ程度の立方体形状と成っており、その底部には２つの電極が露出しており、半田等の接合材を用いて面実装が可能である。

コイル２２に内蔵された導線３３の中心軸方向（導線３３が巻かれる方向）は、金属基板１１の表面に対して略垂直である。従って、コイル２２に電流が流れると、その中心軸方向に大きな電磁波が発生するが、この電磁波は金属基板１１により大部分がシールドされる。このことから、コイル２２から発生して外部に伝搬する電磁波が抑制され、他の電子機器の誤作動等が防止されている。更に本形態では、金属基板１１は接地電位に接続されているので、コイル２２から発生する電磁波を遮断する効果が大きい。

特に、本形態で用いるコイル２２には、例えば１００Ｖ程度で数アンペア程度の大電流が通過するので、コイル２２から発生する電磁波も大きい。従って、このようなコイル２２を金属基板１１の表面に実装し、コイル２２から発生する電磁波を金属基板１１により遮断することは、オーディオ機器の誤動作を防止する上で非常に重要である。

本形態では、更に、コイル２２に接続された導電パターン１２Ａの幅を、他の導電パターン１２の幅よりも広くしている。このことにより、導電パターン１２Ａと金属基板１１との間に容量が発生し、この容量により電気信号に含まれるノイズを除去できる効果がある。換言すると、絶縁層１７を挟み込む導電パターン１２Ａと金属基板１１とが、擬似的なコンデンサを形成している。具体的には、コイル２２とパッド１８との間に形成された配線状の導電パターン１２Ａの幅は、例えば２ｍｍから４ｍｍ程度である。それに対して、金属基板１１の表面に形成される、他の配線状の導電パターン１２の幅は、例えば１ｍｍから２ｍｍ程度である。このように導電パターン１２Ａの幅を広くすることにより、導電パターン１２Ａの面積が大きくなり、導電パターン１２Ａと金属基板１１との間に発生する容量値が大きくなり、導電パターン１２Ａを通過する電気信号に含まれるノイズを除去する効果が大きくなる。

コイル２２に接続された導電パターン１２Ａの電位は、例えば１００Ｖ程度であり、接地電位に接続された金属基板１１とは電位が異なる。また、導電パターン１２Ａと金属基板１１との間には、絶縁体である絶縁層１７が位置している。従って、両者の間には容量が発生し、上述した効果を得ることができる。導電パターン１２Ａにより発生する容量値は、例えば、５０ｐＦから１００ｐＦ程度である。

図２を参照して、上述した構成の混成集積回路装置１０は、例えばガラスエポキシから成る実装基板２３に実装される。具体的には、実装基板２３の表面に形成された導電路２４に、リード１４が固着されることで、混成集積回路装置１０が実装されている。ここでは、リード１４はガルウイング形状に成形され、半田等の接合材２５を介して導電路２４に面実装されている。リード１４は、実装基板２３に挿入されて固着されても良い。

混成集積回路装置１０が実装基板２３に実装されることにより、例えば、オーディオ用のアンプモジュールが構成される。

ここでは、コイル２２等の回路素子が配置された金属基板１１の主面が下方になるように、混成集積回路装置１０が実装基板２３に対して実装されている。更に、金属基板１１の下方に対応する領域の実装基板２３の表面には、導電路２４Ａが形成されている。この導電路２４Ａは、所定の電気回路が実現されるようにパターニングされても良いし、パターニングされていないベタの形状でも良い。更に、導電路２４Ａは接地電位に接続されても良い。

このようにすることで、コイル２２から発生する電磁波を遮蔽する効果を向上させることができる。具体的には、コイル２２の内部に於いては、導線３３は金属基板１１の主面に対して垂直方向に巻かれている。従って、コイル２２から発生する電磁波は、紙面上にて上下方向に発生する。ここで、コイル２２から上方向に向かって発生する電磁波は、金属基板１１により遮蔽される。更に、コイル２２から下方向に向かって発生する電磁波は、実装基板２３上の導電路２４Ａにより遮蔽される。金属基板１１のみを用いると、紙面上にて上方向に向かって発生する電磁波のみが遮蔽されるが、上記した実装構造にすることにより、コイル２２から上方向および下方向に向かって発生する電磁波の両方を遮断することができる。従って、電磁波を遮蔽する効果が大きくなる。

図３を参照して、次に、上記した混成集積回路装置１０に内蔵される電気回路を説明する。図３（Ａ）は混成集積回路装置１０に内蔵される電気回路を示す図であり、図３（Ｂ）および図３（Ｃ）は波形図である。

図３（Ａ）を参照して、混成集積回路装置１０には、外部から入力されたアナログ信号をパルス信号に変換する変換部３１と、このパルス信号をアナログ信号に復調するローパスフィルタ３２Ａ、３２Ｂの一部が内蔵されている。本発明では、Ｄ級の増幅を行うＰＷＭ（Pulse Width Modulation）を行っている。変換部３１により生成されるパルス信号は図３（Ｂ）に示すような波形である。そして、ローパスフィルタ３２Ａ、３２Ｂにより得られるアナログ信号は図３（Ｃ）に示すような波形である。

変換部３１は、ＰＷＭ制御部２６と、ドライバ２７Ａ、２７Ｂと、スイッチング素子Ｆ１〜Ｆ４からなり、装置の外部から入力されたアナログ信号を、デジタル信号（パルス信号）に変換する機能を有する。ここで、ＰＷＭ制御部２６、ドライバ２７Ａ、２７Ｂは、例えばＩＣで実現されている。そしてスイッチング素子Ｆ１〜Ｆ４は、例えばＭＯＳＦＥＴにより実現されている。これらの素子は、金属基板１１の表面に配置されている。

ＰＷＭ制御部２６では、外部から入力されたオーディオ信号であるアナログ信号が、デジタル信号（パルス信号）に変調される。即ち、ＰＷＭ制御部２６では、入力されるアナログ信号の振幅を、振幅が一定のパルスの幅に変調（変換）するＰＷＭ変換が行われる。生成されたパルス信号は、ドライバ２７Ａ、２７Ｂに出力される。

ドライバ２７Ａ、２７Ｂは、ＰＷＭ制御部２６から入力されるパルス信号を昇圧させる機能を有する。ＰＷＭ制御部２６から得られる信号は、例えば数Ｖ程度の小信号であり、ＭＯＳＦＥＴであるスイッチング素子Ｆ１〜Ｆ４を駆動させるためには電圧が不十分である。従って、例えば、電源＋Ｖｃｃ１の電圧が５０Ｖであり、電源−Ｖｃｃ１の電圧が−５０Ｖである場合、ドライバ２７Ａに入力された数Ｖ程度のパルス信号は、１１０Ｖ以上に昇圧される。その理由は、ソース電極の電圧が５０Ｖ程度になるスイッチング素子Ｆ１をオン動作させるためには、６０Ｖの電圧が必要であり、更に、ドライバ２７Ａが電源−Ｖｃｃ１（−５０Ｖ）を基準に動作するからである。このようにすることで、スイッチング素子Ｆ１等のオンオフ動作を確実に行うことができる。

ブリッジ回路を構成するスイッチング素子Ｆ１、Ｆ２のゲート電極には、ドライバ２７Ａからパルス信号が印加される。スイッチング素子Ｆ１のドレイン電極は電源＋Ｖｃｃ１に接続され、ソース電極はスイッチング素子Ｆ２のドレイン電極に接続される。更に、スイッチング素子Ｆ２のソース電極は電源−Ｖｃｃ１に接続される。そして、スイッチング素子Ｆ１とスイッチング素子Ｆ２との中点からパルス信号が取り出され、このパルス信号は、ローパスフィルタ３２Ａを構成するコイル２２Ａに入力される。本形態では、コイル２２Ａは、ローパスフィルタ３２Ａの一部であり、混成集積回路装置１０に内蔵され、金属基板１１の上面に配置されている。一方、ローパスフィルタ３２Ａを構成するコンデンサ２９Ａは混成集積回路装置１０の外部に位置している。

スイッチング素子Ｆ１、Ｆ２から成るブリッジ回路により生成されたパルス信号は、ローパスフィルタ３２Ａにより復調されてアナログ信号となり、このアナログ信号はスピーカー３０Ａに入力される。結果として、スピーカー３０Ａから所定の音が発生する。

スイッチング素子Ｆ３、Ｆ４は、上記と同様にブリッジ回路を構成している。即ち、スイッチング素子Ｆ３のドレイン電極が電源＋Ｖｃｃ２と接続され、ソース電極はスイッチング素子Ｆ４のドレイン電極に接続される。更に、スイッチング素子Ｆ４のソース電極は電源−Ｖｃｃ２に接続される。そして、ドライバ２７Ｂの出力に基づいて、スイッチング素子Ｆ３、Ｆ４はスイッチングを行い、パルス信号が生成される。このパルス信号は、コイル２２Ｂおよびコンデンサ２９Ｂから成るローパスフィルタ３２Ｂにより復調されてアナログ信号となる。さらに、このアナログ信号はスピーカー３０Ｂに入力され、スピーカー３０Ｂを動作させる。

本形態では、スイッチング素子Ｆ１、Ｆ２から成るハーフブリッジ回路が形成されている。この場合は、各ハーフブリッジ回路の両端は電源（＋Ｖｃｃ１および−Ｖｃｃ１）に接続される（両電源）。また、ハーフブリッジ回路に替えて、４つのスイッチング素子から成るフルブリッジ回路が構成されても良い。この場合は、フルブリッジ回路の一端は電源に接続され、他端は接地電位に接続されても良い（片電源）。更には、ハーフブリッジ回路と同様に、フルブリッジ回路の両端が電源に接続されても良い。フルブリッジ回路が構成された場合は、アンプゲイン（電力増幅）を大きくすることができる。

図３（Ａ）の回路図からも明らかなように、本形態では、ローパスフィルタを構成するコイル２２Ａ、２２Ｂが混成集積回路装置１０に内蔵されている。従って、コイル２２Ａ、２２Ｂから電磁波が発生しても、その電磁波は混成集積回路装置１０の金属基板１１により遮蔽されるので、外部に位置する電子機器は悪影響を受けない。

更に本形態では、高速で動作するスイッチング素子Ｆ１、Ｆ２の近傍で、接地電位と接続された導電パターン１２と金属基板１１とを電気的に接続する接続部２０Ａを設けている。更に、電源＋Ｖｃｃ１と電源−Ｖｃｃ１とを短絡させるコンデンサ２８Ａ、３４Ａを設けている。このことにより、スイッチング素子Ｆ１、Ｆ２が高速で動作しても、この動作が電気信号（パルス信号やアナログ信号）に与える悪影響を小さくすることができる。接続部２０Ａ、２０Ｂは、導電パターン１２と金属基板１１とを電気的に接続させる部位である。

具体的には、例えば、スイッチング素子Ｆ１等が高速でスイッチングを行うことにより、スイッチング素子Ｆ１近傍の金属基板１１の電位は変化する。そこで、本発明では、スイッチング素子Ｆ１近傍の金属基板１１を、接続部２０Ａを介してコンデンサ２８Ａ、３４Ａと接続することにより、その電位をこれらのコンデンサで吸収している。具体的には、電源＋Ｖｃｃ１と電源−Ｖｃｃ１とを短絡させるように２つのコンデンサ２８Ａ、３４Ａが直列に配置されている。更に、コンデンサ２８Ａとコンデンサ３４Ａとの中間点が、接地電位ＧＮＤ１に接続されている。また、接続部２０Ａは、コンデンサ２８Ａとコンデンサ３４Ａの中間点と、接地電位ＧＮＤ１との中間点に設けられている。従って、スイッチング素子Ｆ１近傍の金属基板１１の著しい電位の変化が抑制され、その電位が常に接地電位に固定される。

上記した構成と効果は、スイッチング素子Ｆ３、Ｆ４に対応して設けられる接続部２０Ｂおよびコンデンサ２８Ｂ、３４Ｂに関しても同様である。即ち、電源＋Ｖｃｃ２と電源−Ｖｃｃ２とを短絡させるように、コンデンサ２８Ｂ、３４Ｂが設けられる。そして、コンデンサ２８Ｂとコンデンサ３４Ｂとの中間点が、接地電位ＧＮＤ２に接続される。接続部２０Ｂは、コンデンサ２８Ｂとコンデンサ３４Ｂとの中間点と、接地電位ＧＮＤ２との間に設けられる。混成集積回路装置１０の内部に設けられるブリッジ回路毎に、上記した接続部およびコンデンサを設けることで、高速でスイッチングを行うスイッチング素子が電気信号に与える悪影響を小さくすることができる。

更にまた、本形態では、混成集積回路装置１０にコイル２２が内蔵されているので、信号値が急峻に変化するパルス信号は外部に出力されず、コイル２２により平滑化された信号が外部に出力される。従って、図２に示したリード１４および導電路２４から成る経路を、パルス信号が通過しないので、この経路から多量のノイズが発生することが抑止されている。また、変換部３１により変換されたパルス信号が通過する経路（導電パターン１２）は、全てが混成集積回路装置１０の金属基板１１の表面に位置している。従って、パルス信号がこの経路を通過することにより発生するノイズは、金属基板１１により遮蔽される。

次に、図４を参照して、本形態の効果を確認するために行った実験結果を説明する。図４は、上記したスイッチングアンプを４００ＫＨｚのキャリア周波数で動作させ、３０ＭＨｚ〜１．５ＧＨｚの周波数帯の輻射を測定した実験結果を示している。

図４（Ａ）は、スイッチングアンプを構成する全ての回路素子が、実装基板２３の表面に実装された構造を示している断面図である。図４（Ｂ）は図４（Ａ）に示した構造から発生する電磁波（ノイズ）を可視化して図示した平面図である。図４（Ｃ）は、スイッチング素子のみが混成集積回路装置１０に内蔵され、コンデンサ２９およびコイル２２が実装基板２３に直に実装された構造を示す断面図である。図４（Ｄ）は図４（Ｃ）に示した構造から発生するノイズを示す平面図である。図４（Ｅ）はコイル２２を内蔵する混成集積回路装置１０が採用された本形態の構造を示す断面図である。図４（Ｆ）は図４（Ｅ）に示す構造から発生するノイズを示す平面図である。尚、図４（Ｂ）、図４（Ｄ）および図４（Ｆ）に於いては、色の濃淡が、ノイズの発生量に関連している。

図４（Ａ）および図４（Ｂ）を参照すると、回路素子が実装された領域全体から大きなノイズが発生している。特に、図４（Ｂ）を参照すると、矢印Ａ１が示す領域よりも、矢印Ａ２が示す領域から多量のノイズが発生している。即ち、この図では、色の濃い部分が、ノイズの発生量が多い。この理由は、実装基板２３はガラスエポキシ基板等から成り、電磁波を遮蔽する機能は無いので、スイッチング素子やコイル２２等から発生した電磁波（ノイズ）が容易に外部に伝搬するからである。従って、図４（Ａ）に示された実装構造では、コイル２２や他の回路素子から発生するノイズが大きいので、他の電子機器の誤動作等が発生する恐れが大きい。

図４（Ｃ）および図４（Ｄ）を参照すると、混成集積回路装置１０が配置された領域付近に於いて、ノイズが低減されていることが判る。特に、図４（Ｄ）を参照すると、矢印Ａ３が示す領域（コイル２２が配置される領域）は、矢印Ａ４が示す領域（混成集積回路装置１０が配置される領域）よりもノイズが多量に発生している。この図では、色の薄い部分から、多量のノイズが発生している。ここでは、高周波にて動作するスイッチング素子から発生するノイズが、混成集積回路装置１０の金属基板１１により遮蔽されている。しかしながら、コイル２２が載置された領域からは、多量のノイズが発生している。従って、このノイズにより、電子機器が誤動作する恐れがある。

図４（Ｅ）および図４（Ｆ）は、本発明の混成集積回路装置１０が採用された構造および、その構造から発生するノイズを示している。特に、図４（Ｆ）を参照すると、矢印Ａ５が示す領域は、矢印Ａ６が示す領域（混成集積回路装置１０が配置される領域）よりもノイズが若干多く発生している。この図では、色の薄い部分から、多くのノイズが発生している。これらを参照すると、上記した２つの例を比較すると、本形態の構造はノイズの発生量が極めて少ないことが理解できる。その理由は、ノイズの発生源であるスイッチング素子とコイル２２とが、混成集積回路装置１０に内蔵され、これらの回路素子から発生するノイズが、金属基板１１により遮蔽されているからである。このことから、コイル２２が内蔵された本形態の混成集積回路装置１０の構造は、ノイズ低減の観点から非常に有用であることが判る。尚、図４（Ｆ）を参照すると、矢印Ａ５が示す領域からノイズが発生しているが、このノイズはコンデンサ２９から発生している。コンデンサ２９から発生するノイズは、コイル２２と比較すると小さい。従って、コンデンサ２９から発生するノイズによる、他の電子機器の誤動作等の危険性は低いと思われる。

（Ａ）は本発明の混成集積回路装置を示す斜視図であり、（Ｂ）はその断面図であり、（Ｃ）はコイルの構造を示す斜視図である。 本発明の混成集積回路装置が実装基板に実装された構造を示す断面図である。 （Ａ）は本発明の混成集積回路装置に組み込まれた電気回路を示す回路図であり、（Ｂ）および（Ｃ）は電気信号の波形図である。 本発明の混成集積回路装置のノイズ低減の効果を示す図であり、（Ａ）は比較例の構造を示す断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の構造から発生するノイズを示す平面図であり、（Ｃ）は他の比較例の構造を示す断面図であり、（Ｄ）は（Ｃ）の構造から発生するノイズを示す平面図であり、（Ｅ）は本発明の混成集積回路装置が採用された構造を示す断面図であり、（Ｆ）は（Ｅ）の構造から発生するノイズを示す平面図である。 （Ａ）は従来の混成集積回路装置を示す断面図であり、（Ｂ）は従来の混成集積回路装置が実装基板に実装された構造を示す断面図である。

符号の説明

Ｆ１〜Ｆ４ スイッチング素子
１０ 混成集積回路装置
１１ 金属基板
１２ 導電パターン
１３ 金属細線
１４ リード
１５ 半導体素子
１６ 封止樹脂
１７ 絶縁層
１８ パッド
１９ 接合材
２０ 接続部
２１ チップ素子
２２ コイル
２３ 実装基板
２４ 導電路
２５ 接合材
２６ ＰＷＭ制御部
２７Ａ、２７Ｂ ドライバ
２８Ａ、２８Ｂ コンデンサ
２９Ａ、２９Ｂ コンデンサ
３０Ａ、３０Ｂ スピーカー
３１ 変換部
３２Ａ、３２Ｂ ローパスフィルタ
３３ 導線
３４Ａ、３４Ｂ コンデンサ

Claims (11)

1. 表面に絶縁層が形成された金属基板と、
   前記絶縁層の表面に形成された導電パターンと、
   前記導電パターンに電気的に接続された回路素子とを具備し、
   前記金属基板の表面にコイルを配置したことを特徴とする回路装置。
2. 前記コイルの中心軸方向は、前記金属基板に対して略垂直であることを特徴とする請求項１記載の回路装置。
3. 表面に絶縁層が形成された金属基板と、
   前記絶縁層の表面に形成された導電パターンと、
   前記導電パターンに電気的に接続された回路素子とを具備し、
   前記金属基板の表面には、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する変換部と、前記デジタル信号に含まれる高周波成分を除去するローパスフィルタを構成するコイルとが配置されることを特徴とする回路装置。
4. 前記コイルと接続された前記導電パターンと、前記金属基板との間に発生する容量により、前記デジタル信号に含まれる高周波成分を部分的に除去することを特徴とする請求項３記載の回路装置。
5. 前記コイルと接続された前記導電パターンの幅を、他の導電パターンの幅よりも広くすることを特徴する請求項４記載の回路装置。
6. 前記コイルにより高周波成分が除去された電気信号が、外部に供給されることを特徴とする請求項３記載の回路装置。
7. 前記変換部は、ブリッジ回路を含み、
   前記ブリッジ回路毎に、接地電位に接続された前記導電パターンと前記金属基板とを接続する接続部を設けることを特徴とする請求項３記載の回路装置。
8. 前記回路素子が配置された主面が下面になるように、前記金属基板は実装基板に実装され、
   前記金属基板の下方に位置する前記実装基板に、接地電位と接続された導電路を形成することを特徴とする請求項３記載の回路装置。
9. 前記コイルの中心軸方向は、前記金属基板に対して略垂直であることを特徴とする請求項３記載の回路装置。
10. 前記金属基板の表面には封止樹脂が形成され、
    前記コイルの上端部は、前記封止樹脂から突出することを特徴とする請求項３記載の回路装置。
11. 前記金属基板は、接地電位と接続されることを特徴とする請求項３記載の回路装置。

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