JP2014212684A - 複合電子部品、その実装基板及びこれを含む電源安定化ユニット - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、複数の受動素子を備える複合電子部品に関する。
【解決手段】本発明は、電力管理部によって変換された電源の供給を受ける入力端子と、複数の誘電体層と上記誘電体層を介して対向して配置される内部電極とが積層されたセラミック本体からなるキャパシタとコイル部を含む磁性体本体からなるインダクタとを含み上記電源を安定化させる電源安定化部と、安定化した上記電源を供給する出力端子と、を含み、上記インダクタは供給された電源の交流成分を抑制し、上記キャパシタは上記供給された電源のリップル(Ripple)を減少させる複合電子部品を提供する。
【選択図】図4

Description

本発明は、複数の受動素子を備える複合電子部品に関する。
最近の電子機器は、軽薄短小化及び高性能化への要求につれ、そのサイズを最小化し多様な機能を備えることが求められている。
このような電子機器は、多様なサービスのニーズを満たすために、制限されたバッテリーのリソースの効率的な制御及び管理機能を担当する電力半導体基盤のPMICを備えている。
しかしながら、電子機器に多様な機能を備えることにより、電力管理回路(Power Management Integrated Circuit、PMIC)に備えられるDC/DCコンバーターの個数も増加しており、これにより、PMICの電源入力端、電源出力端にさらに備えられるべき受動素子の個数も増加している。
この場合、電子機器の部品の配置面積が増加するため、電子機器の小型化に制約がある。
また、PMICとその周辺の回路の配線パターンによってノイズが大きく発生する可能性がある。
韓国公開特許第2003‐0014586号公報
本発明は、駆動電源供給システムにおいて部品の実装面積を減少させることができる複合電子部品を提供することを目的とする。
また、本発明は、駆動電源供給システムにおいてノイズの発生を抑制することができる複合電子部品を提供することを目的とする。
本発明の一実施形態によれば、電力管理部によって変換された電源の供給を受ける入力端子と、複数の誘電体層と上記誘電体層を介して対向して配置される内部電極とが積層されたセラミック本体からなるキャパシタとコイル部及び磁性体を含む磁性体本体からなるインダクタとを含み上記電源を安定化させる電源安定化部と、安定化した上記電源を供給する出力端子と、を含み、上記インダクタは供給された電源の交流成分を抑制し、上記キャパシタは上記供給された電源のリップル(Ripple)を減少させる複合電子部品が提供される。
上記電源安定化部に入力される入力電力に対する出力電力の比(出力電力/入力電力)は85%以上であれば良い。
上記電源安定化部を介して入出力される電源の周波数は1〜30MHzであれば良い。
上記キャパシタの静電容量は1〜100μFであれば良い。
上記インダクタのインダクタンスは0.01μH〜1.1μHであれば良い。
上記複合電子部品の全体積に対する上記磁性体の体積の比(磁性体の体積/複合電子部品の体積)は55%〜95%であれば良い。
上記入力端子は、上記電源安定化部の一端面の一部に形成されることができる。
上記電源安定化部を介して入出力される電源の電流は0.1〜10.0Aであれば良い。
上記複合電子部品は、上記電源安定化部を接地と連結する接地端子部を含むことができる。
本発明の他の実施形態によれば、複数の誘電体層と上記誘電体層を介して対向して配置される内部電極とが積層されたセラミック本体からなるキャパシタとコイル部及び磁性体を含む磁性体本体からなるインダクタとが結合された複合体と、上記複合体の第1の端面に形成され上記インダクタの導電パターンと連結される入力端子と、上記複合体の第2の端面に形成され上記インダクタの導電パターン及びキャパシタの内部電極と連結される出力端子と、上記複合体の上下面、第1及び第2の側面のいずれか一つ以上に形成され上記キャパシタの内部電極と連結されるグラウンド端子と、を含み、上記インダクタと上記キャパシタは直列連結され、上記インダクタは供給された電源の交流成分を抑制し、上記キャパシタは上記供給された電源のリップル(Ripple)を減少させる複合電子部品が提供される。
上記磁性体本体は導電パターンが形成された多数の磁性体層が積層された形態であり、上記導電パターンが上記コイル部を構成することができる。
上記インダクタは、上記磁性体本体が絶縁基板及び上記絶縁基板の少なくとも一面に形成されたコイルを含む薄膜型であれば良い。
上記磁性体本体は、コア及び上記コアに巻き取られた巻線コイルを含む形態であれば良い。
上記複合体に入力される入力電力に対する出力電力の比(出力電力/入力電力)は85%以上であれば良い。
上記複合体を介して入出力される電源の周波数は1〜30MHzであれば良い。
上記キャパシタの静電容量は1〜100μFであれば良い。
上記インダクタのインダクタンスは0.01μH〜1.1μHであれば良い。
上記複合体の全体積に対する上記磁性体の体積の比(磁性体の体積/複合体の体積)は55%〜95%であれば良い。
上記入力端子は、上記複合体の第1の端面の一部に形成されることができる。
上記複合体を介して入出力される電源の電流は0.1〜10.0Aであれば良い。
上記内部電極は、上記複合体の第1及び第2の側面のいずれか一つ以上に露出したリードを有する第1の内部電極と、第2の端面に露出したリードを有する第2の内部電極と、を含むことができる。
上記インダクタは、上記キャパシタの上部に配置されることができる。
上記キャパシタは、上記インダクタの側面に配置されることができる。
本発明の他の実施形態によれば、携帯用モバイル機器の電源端に用いられ供給された電源の交流成分を抑制しリップル(Ripple)を減少させる電源安定化電子部品において、複数の誘電体層と上記誘電体層を介して対向して配置される内部電極とが積層されたセラミック本体からなるキャパシタとコイル部及び磁性体を含む磁性体本体からなるインダクタとが一体に結合した電源安定化部と、上記電源安定化部の一端面に形成され電力管理部によって変換された電源の供給を受ける入力端子と、上記電源安定化部の一端面に形成され上記電源安定化部で安定化した上記電源を供給する出力端子と、を含み、上記インダクタは供給された電源の交流成分を抑制し、上記キャパシタは上記供給された電源のリップル(Ripple)を減少させる複合電子部品が提供される。
本発明のさらに他の実施形態によれば、上部に電極パッドを有する印刷回路基板と、上記印刷回路基板の上に設置された上記複合電子部品と、上記電極パッドと上記複合電子部品を連結するハンダと、を含む複合電子部品の実装基板が提供される。
本発明のさらに他の実施形態によれば、バッテリーと、上記バッテリーから供給された電源を安定化する第1の電源安定化部と、上記第1の電源安定化部から提供された電源をスイッチング動作により変換する電力管理部と、上記電力管理部から提供された電源を安定化させる第2の電源安定化部と、を含み、上記第2の電源安定化部は複数の誘電体層と上記誘電体層を介して対向して配置される内部電極とが積層されたセラミック本体からなるキャパシタとコイル部及び磁性体を含む磁性体本体からなるインダクタとを含む複合電子部品であり、上記インダクタは供給された電源の交流成分を抑制し、上記キャパシタは上記供給された電源のリップル(Ripple)を減少させる電源安定化ユニットが提供される。
上記電力管理部は、1次側と2次側とが絶縁されるトランスと、上記トランスの1次側に位置し上記第1の電源安定化部から提供された電源をスイッチングするスイッチ部と、上記スイッチ部のスイッチング動作を制御するPWM ICと、上記トランスの2次側に位置し上記変換された電源を整流する整流部と、を含むことができる。
本発明によれば、駆動電源供給システムにおいて部品の実装面積を減少させることができる複合電子部品を提供することができる。
また、本発明によれば、駆動電源供給システムにおいてノイズの発生を抑制することができる複合電子部品を提供することができる。
駆動電源が必要な所定の端子にバッテリー及び電力管理部を介して駆動電源を供給する駆動電源供給システムを示す図である。 電力管理部から出力された電源電圧の波形を示す図である。 電力管理部から出力された電源がパワーインダクタを経た後の電流波形を示す図である。 パワーインダクタを経た後の電源が第2のキャパシタを経た後の電圧波形を示す図である。 駆動電源供給システムの配置パターンを示す図である。 本発明の一実施例による複合電子部品の回路図である。 本発明の一実施例による複合電子部品を含む電源安定化ユニットの回路図をより詳細に示す図である。 本発明の他の実施例による複合電子部品の回路図である。 本発明のさらに他の実施例による複合電子部品の回路図である。 本発明の一実施例による複合電子部品を適用した駆動電源供給システムの配置パターンを示す図である。 本発明の一実施形態による複合電子部品を概略的に示す斜視図である。 図8の複合電子部品の第1の実施形態によるA‐A'線に沿う断面図である。 図8の複合電子部品の第2の実施形態によるA‐A'線に沿う断面図である。 図8の複合電子部品の第3の実施形態によるA‐A'線に沿う断面図である。 図8の複合電子部品の第1の実施形態による積層形態を分解して示す概略斜視図である。 図8の複合電子部品のうち積層セラミックキャパシタに使用可能な内部電極を示す平面図である。 図8の複合電子部品の等価回路図である。 本発明の他の実施形態による複合電子部品を概略的に示す斜視図である。 図8の複合電子部品が印刷回路基板に実装された形態を示す斜視図である。
以下では、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。
本発明の一実施形態による複合電子部品は、電力管理部によって変換された電源の供給を受ける入力端子と、複数の誘電体層と上記誘電体層を介して対向して配置される内部電極とが積層されたセラミック本体からなるキャパシタとコイル部及び磁性体を含む磁性体本体からなるインダクタとを含み上記電源を安定化させる電源安定化部と、安定化した上記電源を供給する出力端子と、を含み、上記インダクタは供給された電源の交流成分を抑制し、上記キャパシタは上記供給された電源のリップル(Ripple)を減少させる。
本発明の一実施形態による複合電子部品は、電力管理部(Power Management IC、PMIC)と接続されて電源を安定化させる複数のインダクタ及びキャパシタの一部であるインダクタとキャパシタを一つの部品に複合した電子部品を意味する。
本発明の一実施形態によれば、上記電力管理部(Power Management IC、PMIC)によって変換された電源の供給を受けて安定化させる第2の電源安定化部のインダクタとキャパシタを一つの複合部品として形成したが、これに制限されず、上記電力管理部に接続される多数の部品を一つの複合型に具現することもできる。
したがって、上記複合電子部品は、上記電力管理部(Power Management IC、PMIC)に接続される一つのインダクタとキャパシタを一つに複合化した部品であるが、複数のインダクタとキャパシタを一つに複合化したアレイ型複合部品であっても良い。
上記複合電子部品は、電力管理部によって変換された電源の供給を受ける入力端子を含み、上記電源を安定化させ、複数の誘電体層と上記誘電体層を介して対向して配置される内部電極とが積層されたセラミック本体からなるキャパシタとコイル部及び磁性体を含む磁性体本体からなるインダクタとを備える電源安定化部を含む。
上述したように、上記複合電子部品は、上記電力管理部(Power Management IC、PMIC)に接続されるパワー用部品であり、一般の高周波フィルター用インダクタとキャパシタを複合した部品と比べ、後述するように素材及び容量等の差異によって設計及び製造工程等の多様な面において差異がある。
以下では、本発明の一実施形態による上記複合電子部品についてより具体的に説明する。
上記電源安定化部に入力される入力電力に対する出力電力の比(出力電力/入力電力)は85%以上であることを特徴とする。
上記電源安定化部は、上述したように電力管理部によって電圧が変換された電源の供給を受けて上記電源を安定化させる役割を行い、モバイル機器では、制限されたバッテリー容量で電源を長時間供給するために、供給された入力電力に対する出力電力の比、即ち、電力効率が85%以上でなければならない。
即ち、一般の高周波フィルター用インダクタとキャパシタを複合した部品とは異なり、本発明の一実施形態による複合電子部品は、後述するように、インダクタがインダクタンス0.01μH〜1.1μHのパワーインダクタであり、キャパシタが静電容量1〜100μFの高容量部品であり、入出力される電力の効率を85%以上に具現することができる。
上記電源安定化部を介して入出力される電源の周波数は1〜30MHzの範囲であることを特徴とする。
上記電源安定化部を介して入出力される電源のスイッチング周波数が低くなるほど、高電流用・高インダクタンス特性のインダクタが求められ、周波数が高くなるほど、高電流用・相対的に低インダクタンス特性のインダクタが求められる。
上記高周波数帯域に用いられる高電流用・相対的に低インダクタンス特性のインダクタの場合、インダクタ製品の小型化には有利であるが、スイッチング抵抗による電力損失によって電力効率が落ちるという問題が生じる。
したがって、本発明の一実施形態によれば、1〜30MHz程度の低周波帯域のスイッチング周波数が用いられる。
一般の高周波フィルター用インダクタとキャパシタを複合した部品は、信号線に用いられる部品であり、100MHz又は1GHz以上の高周波領域で用いられるが、本発明の一実施形態による複合電子部品は、電源線に用いられる部品であり、1〜30MHzの低周波領域で用いられることができる。
上記キャパシタは、特に制限されず、例えば、1〜100μFの静電容量を有する。
即ち、本発明の一実施形態による複合電子部品に含まれるキャパシタは、供給された電源のリップルを除去するために1〜100μFの静電容量を有する高容量製品である。
上記インダクタは、特に制限されず、例えば、0.01μH〜1.1μHのインダクタンスを有する。
携帯用モバイル機器は、小さくて軽くてバッテリーの使用時間が長いことが重要である。
上記の中で小さく製作する技術的観点からみて、上記インダクタを小型化するためには、DC‐DCにおいてスイッチング損失抵抗を減らすことが重要である。
上記DC‐DCにおいてスイッチング損失抵抗を低くすると、効率が改善されるため、クロック速度(Clock Speed)を上げることができ、上記クロック速度(Clock Speed)が上がると、インダクタのインダクタンスを減少させることができ、インダクタンスが減少すると、インダクタの内部のコイルの巻数を減らすことができるため、インダクタを小型化することができる。
即ち、本発明の一実施形態による複合電子部品に含まれるインダクタは、上記電力管理部で変換された電源の供給を受けて上記電源に含まれた低周波交流成分を抑制する役割を行うため、0.01μH〜1.1μHの高インダクタンス製品、特に、パワーインダクタ製品である。
本発明の一実施形態によれば、上記インダクタは、0.01μH〜1.1μHの高インダクタンス製品であり且つ小型化製品であり、スイッチング周波数が1〜30MHzの低周波領域で高効率特性を有し且つ上記キャパシタとの結合が可能であるため、複合電子部品を具現することができる。
上記複合電子部品において、上記インダクタのインダクタンスが0.01μH未満の場合は、電源のリップルが大きくなるため、問題が生じる可能性がある。
一方、携帯用モバイル機器に用いられる小型インダクタにおいて、インダクタンスが1.1μHを超える場合は、上記インダクタンスを具現するためにコイルの巻数を増加させると、直流抵抗(Rdc)が相対的に高くなり、DC‐bias特性が落ちるため、効率が悪くなるという問題が生じる可能性がある。
したがって、本発明の一実施形態による複合電子部品の上記インダクタのインダクタンスは0.01μH以上1.1μH以下であることを特徴とする。
一方、本発明の一実施形態によれば、上記複合電子部品に含まれるインダクタはコイル部及び磁性体を含む磁性体本体を含むことを特徴とする。
一般の高周波フィルター用インダクタとキャパシタとの複合部品の上記インダクタは、誘電体層及び上記誘電体層上に形成された導電パターンを含んで形成され、高インピーダンス(Impedance)の具現を目的とするが、本発明の一実施形態による複合電子部品のインダクタは、高インダクタンス(Inductace)を目的とするため、コイル部及び磁性体を含む磁性体本体を含むことができる。
上記のように、本発明の一実施形態によるインダクタは、コイル部及び磁性体からなる磁性体本体を含むことにより、高インダクタンスの効果が得られる。
上記複合電子部品の全体積に対する上記磁性体の体積の比(磁性体の体積/複合電子部品の体積)は55%〜95%であることを特徴とする。
上記複合電子部品の全体積に対する上記磁性体の体積の比(磁性体の体積/複合電子部品の体積)が55%〜95%を満たすように調節することにより、高いDC‐bias特性、低い直流抵抗(Rdc)及びリップル(Ripple)低減の効果が得られる。
上記複合電子部品の全体積に対する上記磁性体の体積の比(磁性体の体積/複合電子部品の体積)が55%未満の場合は、スイッチング周波数が1〜30MHzの低周波帯域で用いられるインダクタに求められる高電流用・高インダクタンス特性、即ち、高いDC Bias特性と低いRdc特性を有するインダクタを具現するのに問題が生じる可能性がある。
上記複合電子部品の全体積に対する上記磁性体の体積の比(磁性体の体積/複合電子部品の体積)が95%を超える場合は、キャパシタの容量及び性能の低下によってリップルの低減に問題が生じる可能性がある。
上記入力端子は上記電源安定化部の一端面の一部に形成されることを特徴とする。
本発明の一実施形態によれば、上記入力端子は、上記電源安定化部の一端面の一部に形成されてインダクタの自己共振周波数(Self Resonant Frequency、SRF)の低下を防止することができる。
本発明の一実施形態のようにインダクタとキャパシタとを結合した複合電子部品において、上記入力端子が上記電源安定化部の一端面に形成される場合は、上記入力端子と上記インダクタのコイル部、上記キャパシタの内部電極又は上記インダクタのコイル部と上記キャパシタの内部電極との間で寄生キャパシタンス(Capacitance)が発生する可能性がある。
上記寄生キャパシタンス(Capacitance)によって上記インダクタの自己共振周波数(Self Resonant Frequency、SRF)が低周波の方に移動するという問題が生じる可能性がある。
上記のように自己共振周波数(Self Resonant Frequency、SRF)が低周波の方に移動する場合は、本発明の一実施形態で用いられるインダクタの周波数領域が狭くなるという問題が生じる可能性がある。
即ち、自己共振周波数(Self Resonant Frequency、SRF)以上の高周波領域ではインダクタの機能が発現されないため、自己共振周波数(Self Resonant Frequency、SRF)が低周波の方に移動する場合は使用可能な周波数領域が制限されるという問題が生じる。
しかしながら、本発明の一実施形態によれば、上記入力端子が上記電源安定化部の一端面の一部に形成されるため、上記入力端子の面積が小さいことからインダクタのコイル部とキャパシタの内部電極との間で発生する寄生キャパシタンス(Capacitance)を最小化して自己共振周波数(Self Resonant Frequency、SRF)の変化を防止することができる。
本発明の一実施形態による複合電子部品において、上記入力端子は、上記電源安定化部の一端面の一部に形成されるが、特に制限されず、一端面全体に形成されても良い。
上記電源安定化部を介して入出力される電源の電流は0.1〜10.0Aであることを特徴とする。
一般の高周波用インダクタとキャパシタとの複合部品とは異なり、本発明の一実施形態による複合電子部品は、低周波用であり、上記電源安定化部を介して入出力される電源の電流が0.1〜10.0Aであることを特徴とするが、特に制限されない。
一方、本発明の一実施形態によれば、上記複合電子部品は、上記インダクタと上記キャパシタとが結合された形態であり、上記インダクタとキャパシタとの結合面の面積整合度が95%以上であることを特徴とする。
上記インダクタとキャパシタとの結合面の面積整合度は、各部品の結合面の面積が一致する場合を100としたとき、面積が一致する程度を意味する。
上記インダクタとキャパシタとの結合面の面積が95%以上整合するため、上記複合電子部品を基板に実装するときの不良率を最小化することができる。
具体的には、上記複合電子部品を基板に実装するときに真空設備によって行われ上記インダクタとキャパシタとの結合面の面積が95%以上整合するように調節することにより、上記複合電子部品を基板に実装するときの不良率を最小化することができる。
上記インダクタとキャパシタとの結合面の面積が一致する程度が95%未満の場合は、上記複合電子部品を基板に実装するときに上記部品全体に真空が均一に行われない可能性があるため、複合電子部品の実装不良、実装時の倒れ等の問題が生じる可能性がある。
以下では、添付の図面を参照して、本発明の一実施形態による複合電子部品をより詳細に説明する。
図1は、駆動電源が必要な所定の端子にバッテリー及び電力管理部を介して駆動電源を供給する駆動電源供給システムを示す図である。
図1を参照すると、上記駆動電源供給システムは、バッテリー300と、第1の電源安定化部400と、電力管理部500と、第2の電源安定化部600と、を含むことを特徴とする。
上記バッテリー300は、上記電力管理部500に電源を供給する役割を行う。ここでは、上記バッテリー300が上記電力管理部500に供給する電源を第1の電源と定義する。
上記第1の電源安定化部400は、上記第1の電源V1を安定化させ、安定化した第1の電源を電力管理部に供給することができる。具体的には、上記第1の電源安定化部400は、バッテリー300と電力管理部500の連結端子及び接地の間に形成されたキャパシタC1を含むことができる。上記キャパシタC1は、第1の電源に含まれたリップルを減少させることができる。
また、上記キャパシタC1は、電荷を充電することができる。また、上記キャパシタC1は、上記電力管理部500が瞬間的に大きな電流を消費する場合、充電された電荷を放電させて上記電力管理部500の電圧変動を抑制することができる。
上記キャパシタC1は誘電体層の積層数が300層以上の高容量キャパシタであることが好ましい。
上記電力管理部500は、電子機器に入る電力を当該電子機器に合わせて変換させ、電力を分配、充電、制御する役割を行う。したがって、上記電力管理部500は、通常、DC/DCコンバーターを備えることができる。
また、上記電力管理部500は、電力管理回路(Power Management Integrated Circuit、PMIC)として具現されることができる。
上記電力管理部500は、上記第1の電源V1を第2の電源V2に変換することができる。上記第2の電源V2は、電力管理部500の出力端と連結されて駆動電源の供給を受けるIC等の活性素子が必要とする電源である。
上記第2の電源安定化部600は、上記第2の電源V2を安定化させ、安定化した第2の電源を出力端Vddに伝達することができる。上記出力端Vddには、上記電力管理部500から駆動電源の供給を受けるIC等の活性素子が連結される。
具体的には、上記第2の電源安定化部600は、電力管理部500と出力端Vddの間に直列に連結されたインダクタL1を含む。また、上記第2の電源安定化部600は、電力管理部500と出力端Vddの連結端子及び接地の間に形成されたキャパシタC2を含む。
上記第2の電源安定化部600は、上記第2の電源V2に含まれた交流成分を抑制し、供給された電源のリップル(Ripple)を減少させる。
また、上記第2の電源安定化部600は、出力端Vddに安定的に電源を供給することができる。
上記インダクタL1は大容量電流に適用可能なパワーインダクタであることが好ましい。
上記パワーインダクタとは、直流電流を加えたときに一般のインダクタよりも容量(Inductance)変化の小さい高効率性のインダクタのことである。即ち、パワーインダクタは、一般のインダクタの機能に加えて、DCバイアス特性(直流電流の印加時のインダクタンスの変化)も含む。
即ち、本発明の一実施形態による複合電子部品は、電力管理回路(Power Management IC、PMIC)に用いられるものであって、一般のインダクタではなく、直流電流を加えたときに容量(Inductance)変化の小さい高効率性のインダクタであるパワーインダクタを含む。
また、上記キャパシタC2は高容量キャパシタであることが好ましい。
図2aは電力管理部500から出力された電源電圧の波形を示す図であり、図2bは電力管理部500から出力された電源がパワーインダクタL1を経た後の電流波形を示す図であり、図2cはパワーインダクタL1を経た後の電源が第2のキャパシタC2を経た後の電圧波形を示す図である。
図1及び図2aを参照すると、電力管理部500は、第1の電源安定化部400を経て入力される第1の電圧V1を第2の電圧V2に変換することができる。
例えば、第1の電源安定化部400は、バッテリー300によって印加される電圧のリップルを減少させ、DC第1の電圧V1を電力管理部500に供給することができる。
上記電力管理部500は、上記第1の電源安定化部400を経て入力されるDC第1の電圧V1の供給を受けて第2の電圧V2に変換することができる。この際、図2aを参照すると、上記第2の電圧V2は、PWM電圧(AC電圧)であれば良い。その後、上記電力管理部500は、上記第2の電圧V2を第2の電源安定化部600に提供することができる。
第2の電源安定化部600は、コイル部を含む磁性体本体からなるパワーインダクタL1と、複数の誘電体層と上記誘電体層を介して対向して配置される内部電極とが積層されたセラミック本体からなる第2のキャパシタC2と、を備えることができる。また、上記第2の電源安定化部600は、上記電力管理部500から提供された第2の電圧V2の交流成分を抑制し、リップルを減少させることができる。
即ち、上記パワーインダクタL1は上記第2の電圧V2の交流成分を抑制し、上記第2のキャパシタC2は上記第2の電圧V2のリップルを減少させることができる。
図2bを参照すると、PWM電圧である第2の電圧V2は、上記パワーインダクタL1を経た後に上記交流成分が抑制されることができる。したがって、図2aに示されている第2の電圧V2の波形は、図2bの形態に変換されることができる。
図2cを参照すると、パワーインダクタL1を経た後の第2の電圧V2は、第2のキャパシタC2を経ながらリップルが減少することができる。したがって、図2bに示されている第2の電圧V2の電流波形は、図2cの電圧の形態に変換されることができる。この際、上記第2の電圧V2のリップルをより効果的に減少させるために、第2のキャパシタC2の静電容量は1〜100μFの高容量キャパシタであれば良い。
したがって、本発明による複合電子部品は、第2の電圧V2の交流成分を抑制するパワーインダクタL1と第2の電圧V2のリップルを減少させる第2のキャパシタC2とを備える第2の電源安定化部600を含むことにより、第2の電源安定化部600に入力される入力電力に対する出力電力の比を85%以上とすることができる。
図3は、駆動電源供給システムの配置パターンを示す図である。
図3を参照すると、電力管理部500、パワーインダクタL1、第2のキャパシタC2の配置パターンが確認できる。
通常、電力管理部500(PMIC)は、数個〜数十個のDC/DCコンバーターを備えることができる。また、上記DC/DCコンバーターの機能を具現するために、一つのDC/DCコンバーターごとにパワーインダクタ及び高容量キャパシタが必要である。
図3を参照すると、電力管理部500は、所定の端子N1、N2を備えることができる。上記電力管理部500は、バッテリーから電源の供給を受け、DC/DCコンバーターを用いて上記電源を変換することができる。また、上記電力管理部500は、第1の端子N1を介して変換された電源を供給することができる。上記第2の端子N2は接地端子である。
ここで、第1のパワーインダクタL1と第2のキャパシタC2は、第1の端子N1から電源の供給を受け、これを安定化させて第3の端子N3を介して駆動電源を供給するため、第2の電源安定化部の機能を行うことができる。
図3の第4〜第6の端子N4〜N6は第1〜第3の端子N1〜N3と同じ機能を行うため、その具体的な説明を省略する。
駆動電源供給システムのパターン設計において重要な点は、電力管理部とパワーインダクタと高容量キャパシタをできるだけ近くに配置しなければならないということである。また、電源線の配線を短く且つ厚く設計することが必要である。
これは、上記のような要件が満たされなければ、部品の配置面積を減少させることができず、ノイズの発生を抑制させることができないためである。
電力管理部500の出力端の個数が少ない場合は、パワーインダクタと高容量キャパシタを近くに配置するのに大きな問題がない。しかしながら、電力管理部500の多様な出力を用いなければならない場合は、部品の密集度によってパワーインダクタと高容量キャパシタの配置が正常的に行われることができない。また、電源の優先順位によってパワーインダクタと高容量キャパシタを最適な状態で配置することができなくなる可能性がある。
例えば、パワーインダクタ及び高容量キャパシタの素子のサイズが大きいため、実際の素子の配置時に電源線、信号線が不可避に長くなる可能性がある。
パワーインダクタと高容量キャパシタが最適な状態で配置されない場合は、各素子間の間隔及び電源線が長くなり、これにより、ノイズが発生する可能性がある。上記ノイズは、電源供給システムに悪い影響を及ぼす可能性がある。
図4は、本発明の一実施例による複合電子部品の回路図である。
図4を参照すると、上記複合電子部品700は、入力端子部A(入力端子)と、電源安定化部と、出力端子部B(出力端子)と、接地端子部C(グラウンド端子)と、を含む。
上記電源安定化部は、パワーインダクタL1と、第2のキャパシタC2と、を含む。
上記複合電子部品700は、前述した第2の電源安定化部の機能を行うことができる素子である。
上記入力端子部Aは、上記電力管理部500によって変換された電源の供給を受けることができる。
上記電源安定化部は、上記入力端子部Aから供給された電源を安定化させることができる。
上記出力端子部Bは、安定化した上記電源を出力端Vddに供給することができる。
上記接地端子部Cは、上記電源安定化部をグラウンドと連結することができる。
一方、上記電源安定化部は、上記入力端子部Aと上記出力端子部Bの間に連結されたパワーインダクタL1と、上記接地端子部Cと上記出力端子部Bの間に連結された第2のキャパシタC2と、を含む。
図4を参照すると、上記パワーインダクタL1と上記第2のキャパシタC2が出力端子部Bを共有することにより、パワーインダクタL1と第2のキャパシタC2との間隔を減らすことができる。
このように、上記複合電子部品700は、電力管理部500の出力電源端に備えられるパワーインダクタと大容量キャパシタを一つの部品に具現したものである。したがって、上記複合電子部品700は、素子の集積度が向上する。
図5は、本発明の一実施例による複合電子部品を含む電源安定化ユニットの回路図をより詳細に示す図である。
図5を参照すると、本発明による複合電子部品を含む電源安定化ユニットは、バッテリー300と、上記バッテリー300から供給された電源を安定化する第1の電源安定化部400と、上記第1の電源安定化部400から提供された電源をスイッチング動作により変換する電力管理部500と、上記電力管理部500から提供された電源を安定化させる第2の電源安定化部600と、を含むことができる。
この際、上記電力管理部500は、1次側と2次側とが絶縁されるトランスと、上記トランスの1次側に位置し上記第1の電源安定化部から提供された電源をスイッチングするスイッチ部と、上記スイッチ部のスイッチング動作を制御するPWM ICと、上記トランスの2次側に位置し上記変換された電源を整流する整流部と、を含むことができる。
即ち、上記電力管理部500は、第1の電源安定化部400から提供された電源、例えば、第1の電圧V1をスイッチ部のスイッチング動作により第2の電圧V2に変換することができる。この際、電力管理部500の構成のうちPWM ICは、第1の電圧V1を第2の電圧V2に変換できるように上記スイッチ部のスイッチング動作を制御することができる。
その後、第2の電圧V2は、上記整流部、例えば、ダイオード素子D1によって整流されて第2の電源安定化部600に提供されることができる。
一方、上記第2の電源安定化部600は、複数の誘電体層と上記誘電体層を介して対向して配置される内部電極とが積層されたセラミック本体からなるキャパシタC2と、コイル部及び磁性体を含む磁性体本体からなるインダクタL1と、を含む複合電子部品でもある。また、上記インダクタL1は供給された第2の電圧V2の交流成分を抑制し、上記キャパシタC1は上記供給された第2の電圧V2のリップルを減少させることができる。
図6aは本発明の他の実施例による複合電子部品の回路図であり、図6bは本発明のさらに他の実施例による複合電子部品の回路図である。
本発明の他の実施例による複合電子部品の構成のうち第2の電源安定化部600は、図6aを参照すると、集積回路700の入力側に位置することもでき、図6bを参照すると、上記集積回路が複数の場合は第1及び第2の集積回路700、750のそれぞれの入力側に複数の第2の電源安定化部600が位置することもできる。
図7は、本発明の一実施例による複合電子部品を適用した駆動電源供給システムの配置パターンを示す図である。
図7を参照すると、図3の第2のキャパシタC2とパワーインダクタL1が本発明の一実施例による複合電子部品に代替されたことが確認できる。
前述したように、上記複合電子部品は、第2の電源安定化部の機能を行うことができる。
また、第2のキャパシタC2とパワーインダクタL1を本発明の一実施例による複合電子部品に代替することにより、配線の長さを最小化することができる。また、配置される素子の個数が減少することにより、素子の配置の最適化が可能となる。
即ち、本発明の一実施例によれば、電力管理部とパワーインダクタと高容量キャパシタをできるだけ近くに配置し、電源線の配線を短く且つ厚く設計することができるため、ノイズを低減することができる。
なお、電子機器メーカーは、消費者のニーズを満たすために、電子機器に備えられるPCBのサイズを減らす努力をしている。よって、PCBに実装されるICの集積度を高くすることが求められている。これについては、本発明の一実施例による複合電子部品のように複数の素子を一つの複合部品に構成することにより、上記のようなニーズを満たすことができる。
また、本発明の一実施例によれば、二つの部品(第2のキャパシタ、パワーインダクタ)を一つの複合電子部品に具現することにより、PCBの実装面積を減少させることができる。本実施例によれば、既存の配置パターンに対して約10〜30%の実装面積減少効果を奏する。
また、本発明の一実施例によれば、上記電力管理部500は、駆動電源の供給を受けるICに最短配線で電源を供給することができる。
[複合電子部品]
以下では、添付の図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。
なお、本発明の実施例を明確に説明するために六面体の方向を定義すると、図面上に表示されたL、W及びTはそれぞれ長さ方向、幅方向及び厚さ方向を示す。
図8は本発明の一実施形態による複合電子部品を概略的に示す斜視図であり、図9は図8の複合電子部品の第1の実施形態によるA‐A'線に沿う断面図であり、図10は図8の複合電子部品の第2の実施形態によるA‐A'線に沿う断面図であり、図11は図8の複合電子部品の第3の実施形態によるA‐A'線に沿う断面図であり、図12は図8の複合電子部品の第1の実施形態による積層形態を分解して示す概略斜視図であり、図13は図8の複合電子部品のうち積層セラミックキャパシタに使用可能な内部電極を示す平面図である。
図8〜図13を参照すると、本発明の一実施形態による複合電子部品1は、複数の誘電体層11と上記誘電体層11を介して対向して配置される内部電極31、32とが積層されたセラミック本体からなるキャパシタ10と、コイル部40を含む磁性体本体からなるインダクタ20と、が結合された複合体30を含む。
本実施形態において、上記複合体30は、対向する第1の主面及び第2の主面と、上記第1の主面と第2の主面を連結する第1の側面及び第2の側面と、第1の端面及び第2の端面と、を有する。
上記複合体30は、その形状に特別な制限はないが、図示のように六面体状であることを特徴とする。
上記複合体30は、その形成方法に特別な制限はなく、上記キャパシタ10とインダクタ20とが結合されて形成されることができる。
例えば、上記複合体30は、特に制限されず、別途に製作された上記キャパシタ10とインダクタ20とを導電性接着剤又は樹脂等で結合して形成されることもでき、上記キャパシタ10を構成するセラミック本体とインダクタ20を構成する磁性体本体を順次積層して形成されることもできる。
一方、本発明の一実施形態によれば、上記インダクタ20は、上記キャパシタ10の上部に配置されるが、これに限定されず、多様に配置されても良い。
以下では、上記複合体30を構成するキャパシタ10とインダクタ20について具体的に説明する。
本発明の一実施形態によれば、上記インダクタ20を構成する磁性体本体は、コイル部40を含む。
上記インダクタ20は、特に制限されず、例えば、積層型インダクタ、薄膜型インダクタ又は巻線型インダクタであっても良く、他に、レーザーヘリキシング(Laser Helixing)型インダクタ等であっても良い。
上記積層型インダクタとは、薄いフェライト又はガラスセラミックシートに電極を厚膜印刷し、ビアホールを介して多様な層のコイルパターンが印刷されたシートを積層したり内部導線を連結したりする方式で製造されるインダクタのことである。
上記薄膜型インダクタとは、セラミック基板の上にコイル導線を薄膜スパッタリングやメッキで形成させ、フェライト材料で充填して製造されるインダクタのことである。
上記巻線型インダクタとは、コアに線材(コイル導線)を巻き取って製造されるインダクタのことである。
上記レーザーヘリキシング(Laser Helixing)型インダクタとは、セラミックボビンに電極層をスパッタリングやメッキで形成させた後、レーザーヘリキシング(Laser Helixing)によってコイル状を形成し、外部保護膜樹脂で端子処理したインダクタのことである。
図9を参照すると、本発明の第1の実施形態による複合電子部品において、上記インダクタ20は積層型インダクタである。
具体的には、上記磁性体本体は、導電パターン41が形成された多数の磁性体層21が積層された形態であり、上記導電パターン41が上記コイル部40を構成する。
図10を参照すると、本発明の第2の実施形態による複合電子部品において、上記インダクタ20は薄膜型インダクタである。
具体的には、上記インダクタ20は、上記磁性体本体が絶縁基板23及び上記絶縁基板23の少なくとも一面に形成されたコイルを含む薄膜型である。
上記磁性体本体は、上記コイルが少なくとも一面に形成された絶縁基板23の上下部に磁性体22を充填して形成される。
図11を参照すると、本発明の第3の実施形態による複合電子部品において、上記インダクタ20は巻線型インダクタである。
具体的には、上記インダクタ20において、上記磁性体本体は、コア24及び上記コア24に巻き取られた巻線コイルを含む形態である。
以下では、上記第1から第3の実施形態による複合電子部品のうち、第1の実施形態による複合電子部品の上記インダクタ20が積層型インダクタの場合についてより詳細に説明する。
上記磁性体本体は、磁性体グリーンシート21b〜21j上に導電パターン41を印刷し、上記導電パターン41が形成された多数の磁性体グリーンシート21b〜21jを積層した後、上部及び下部に磁性体グリーンシート21a、21kをさらに積層し焼結することにより製造される。
上記磁性体には、Ni‐Cu‐Zn系、Ni‐Cu‐Zn‐Mg系、Mn‐Zn系フェライト系材料を用いることができるが、これに制限されない。
図12を参照すると、磁性体グリーンシート21b〜21j上に導電パターン41を印刷し乾燥した後、上部及び下部に磁性体グリーンシート21a、21kを積層することにより磁性体本体を形成する。
上記磁性体本体内の上記導電パターン41は、積層方向にコイルパターンを形成するように多数(41a〜41f)が積層される。
上記導電パターン41は、銀(Ag)を主成分とする導電ペーストを所定厚さで印刷して形成されることができる。
上記導電パターン41は、長さ方向の両端部に形成される第1の入力端子及び出力端子51、52に電気的に連結される。
上記導電パターン41は、上記第1の入力端子51及び出力端子52と電気的に接続されるリードを備えることができる。
上記導電パターン41のうち一つの導電パターン41aは、磁性体層21bに形成されるビア電極によって、磁性体層21を介して配置される他の導電パターン41bと電気的に連結され、積層方向にコイルパターンを形成する。
本発明の一実施形態において、上記コイルパターンは、特に限定されず、インダクタの容量に合わせて設計されても良い。
即ち、上記複合体の第2の端面に露出するリードを有する第1の導電パターン41aと第1の端面に露出するリードを有する第6の導電パターン41fの間に第2から第5の導電パターン41b〜41eがコイル形態をなして積層され、各導電パターンは上述したように各磁性体に形成されるビア電極によって互いに連結される。
図12には上記第2から第5の導電パターン41b〜41eがそれぞれ二つずつ繰り返されることが示されているが、これに制限されず、本発明の目的に応じてその数に制限はない。
一方、上記キャパシタ10を構成する上記セラミック本体は、複数の誘電体層11a〜11dが積層されることにより形成され、上記セラミック本体内には、複数の内部電極31、32(順に第1の内部電極、第2の内部電極)が誘電体層を介して互いに分離されて配置される。
上記誘電体層11は、セラミックパウダー、有機溶剤及び有機バインダーを含むセラミックグリーンシートの焼成によって形成されることができる。上記セラミックパウダーは、高誘電率を有する物質であり、特に制限されないが、チタン酸バリウム(BaTiO)系材料、チタン酸ストロンチウム(SrTiO)系材料等であれば良い。
一方、本発明の一実施形態によれば、上記内部電極は、上記複合体30の第1及び第2の側面のいずれか一つ以上に露出したリード31a、31bを有する第1の内部電極31と、第2の端面に露出したリード32aを有する第2の内部電極32と、を含むことができるが、特に制限されない。
具体的には、上記キャパシタ10を構成する上記セラミック本体は、複数の誘電体層11a〜11dを積層して形成される。
上記複数の誘電体層11a〜11dの一部の誘電体層11b、11c上には第1及び第2の内部電極31、32が形成されて積層される。
本発明の一実施形態によれば、上記第1及び第2の内部電極31、32は、導電性金属を含む導電性ペーストで形成されるが、これに制限されない。
上記導電性金属は、特に制限されないが、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、又はこれらの合金であれば良い。
誘電体層11を形成するセラミックグリーンシート上に、スクリーン印刷法又はグラビア印刷法のような印刷法により導電性ペーストで第1及び第2の内部電極31、32を印刷することができる。
内部電極が印刷されたセラミックグリーンシートを交互に積層し焼成してセラミック本体を形成する。
図13には上記第1及び第2の内部電極31、32のパターンの形状が示されているが、これに制限されず、多様な変形が可能である。
上記キャパシタは、電力管理回路(Power Management IC、PMIC)から供給される電圧を調節する役割を行う。
本発明の一実施形態による複合電子部品1は、上記複合体30の第1の端面に形成され上記インダクタ20のコイル部40と連結される入力端子51と、上記複合体30の第2の端面に形成され上記インダクタ20のコイル部40及びキャパシタ10の第2の内部電極32と連結される出力端子52と、上記複合体30の上下面、第1及び第2の側面のいずれか一つ以上に形成され上記キャパシタ10の第1の内部電極31と連結されるグラウンド端子53と、を含む。
上記入力端子51と上記出力端子52が上記インダクタ20のコイル部と連結されて、上記複合電子部品内でインダクタの役割を行う。
また、上記出力端子52が上記キャパシタ10の第2の内部電極32と連結され、上記グラウンド端子53が上記キャパシタ10の第1の内部電極31と連結されて、上記複合電子部品内でキャパシタの役割を行う。
上記入力端子51、出力端子52及びグラウンド端子53は、導電性金属を含む導電性ペーストで形成される。
上記導電性金属は、特に制限されないが、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、スズ(Sn)、又はこれらの合金であれば良い。
上記導電性ペーストは、絶縁性物質をさらに含むことができる。上記絶縁性物質は、例えば、ガラスであれば良いが、特に制限されない。
上記入力端子51、出力端子52及びグラウンド端子53は、その形成方法に特別な制限はなく、上記セラミック本体をディッピング(dipping)する方法で形成されることもでき、メッキ等の他の方法で形成されることもできる。
本発明の他の実施形態による複合電子部品において、上記インダクタ20は供給された電源の交流成分を抑制し、上記キャパシタ10は上記供給された電源のリップル(Ripple)を減少させる。
図14は、図8の複合電子部品の等価回路図である。
図14を参照すると、上記の入力端子、出力端子及びグラウンド端子の各部品との連結により、上記インダクタ20と上記キャパシタ10は直列連結される。
本発明の一実施形態による複合電子部品は、従来とは異なり、上記インダクタ20とキャパシタ10とが結合されているため、インダクタ20とキャパシタ10との距離を最短距離に設計することができ、これにより、ノイズが低減するという効果を有する。
また、上記インダクタ20とキャパシタ10とが結合されているため、電力管理回路(Power Management IC、PMIC)における実装面積を最小化して実装空間の確保に優れるという効果を有する。
また、実装時の費用を減らすことができるという効果も有する。
上記複合体に入力される入力電力に対する出力電力の比(出力電力/入力電力)は85%以上であれば良い。
上記複合体を介して入出力される電源の周波数は1〜30MHzであれば良い。
上記キャパシタの静電容量は1〜100μFであれば良い。
上記インダクタのインダクタンスは0.01μH〜1.1μHであれば良い。
上記複合体の全体積に対する上記磁性体の体積の比(磁性体の体積/複合体の体積)は55%〜95%であれば良い。
上記入力端子は、上記複合体の第1の端面の一部に形成されることができる。
上記複合体を介して入出力される電源の電流は0.1〜10.0Aであれば良い。
図15は、本発明の他の実施形態による複合電子部品を概略的に示す斜視図である。
図15を参照すると、本発明の他の実施形態による複合電子部品100は六面体状の複合体130を含み、上記複合体130はキャパシタ110とインダクタ120とが結合されて形成され、上記キャパシタ110は上記インダクタ120の側面に配置される。
上記本発明の他の実施形態による複合電子部品100は、上記キャパシタ110が上記インダクタ120の両側面に配置される以外は上述した本発明の一実施形態による複合電子部品1の特徴と同じであるため、ここではその詳細な説明を省略する。
一方、本発明の他の実施形態による複合電子部品は、携帯用モバイル機器の電源端に用いられ供給された電源の交流成分を抑制しリップル(Ripple)を減少させる電源安定化電子部品において、複数の誘電体層と上記誘電体層を介して対向して配置される内部電極とが積層されたセラミック本体からなるキャパシタとコイル部を含む磁性体本体からなるインダクタとが一体に結合した電源安定化部と、上記電源安定化部の一端面に形成され電力管理部によって変換された電源の供給を受ける入力端子と、上記電源安定化部の一端面に形成され上記電源安定化部で安定化した上記電源を供給する出力端子と、を含み、上記インダクタは供給された電源の交流成分を抑制し、上記キャパシタは上記供給された電源のリップル(Ripple)を減少させることができる。
下記の表1は、複合電子部品の全体積に対する上記磁性体の体積の比(磁性体の体積/複合電子部品の体積)によるDC‐bias特性、直流抵抗(Rdc)及びリップル(Ripple)減少特性判定結果を示したものである。
本テストは、0.47μHのインダクタンスを有するインダクタと22μFの容量を有するキャパシタとを結合した複合電子部品に対して行われ、上記複合電子部品の全体積に対する上記インダクタの磁性体の体積の比を変化させながら行われた。
上記0.47μHのインダクタンスを有するインダクタと22μFの容量を有するキャパシタは、モバイル機器に用いられる最も低いインダクタンスを有するインダクタと最も高い容量を有するキャパシタを意味する。
即ち、本テストは上記複合電子部品において最も過酷な条件下で行われたものであり、インダクタンスを最小化しキャパシタの容量を最大化しても上記の条件を超えることはできない。
上記DC‐bias特性は一定の電流以上がインダクタに印加される場合に全インダクタンスが設計値の70%となるレベルを有し、それ以下のレベルに落ちる場合を不良と判定した。
即ち、本実施例では、0.47μHのインダクタンスを有するインダクタが用いられたため、この値の70%である0.329μH以下の場合を不良と判定した。
上記直流抵抗(Rdc)が50mΩ以上となると、効率が85%以下となり、効率低下によってモバイル機器への使用が困難になるため、直流抵抗(Rdc)が50mΩ以上の場合を不良と判定した。
上記リップル(Ripple)減少特性はVp‐p(peak to peak)測定結果により判定し、Vp‐pが基準電圧に対して10%以上の場合を不良と判定した。
Figure 2014212684
*:比較例
上記の表1を参照すると、サンプル1及び2は、複合電子部品の全体積に対する磁性体の体積の比(磁性体の体積/複合電子部品の体積)が55%未満のものであり、0.47μHの70%である0.329μH以下であるため、DC‐bias特性が不良であり、直流抵抗(Rdc)が50mΩ以上と不良であることが分かる。
また、サンプル10は、複合電子部品の全体積に対する磁性体の体積の比(磁性体の体積/複合電子部品の体積)が95%を超えるものであり、リップル(Ripple)減少特性が不良であることが分かる。
これに対し、複合電子部品の全体積に対する磁性体の体積の比(磁性体の体積/複合電子部品の体積)が本発明の数値範囲である55%〜95%を満たすサンプル3〜9は、DC‐bias特性、直流抵抗(Rdc)及びリップル(Ripple)減少特性の全てに優れることが分かる。
[複合電子部品の実装基板]
図16は、図8の複合電子部品が印刷回路基板に実装された形態を示す斜視図である。
図16を参照すると、本実施形態による複合電子部品1の実装基板200は、複合電子部品1が実装される印刷回路基板210と、印刷回路基板210の上面に形成された三つ以上の電極パッド221、222、223と、を含む。
上記電極パッドは、上記複合電子部品の入力端子51、出力端子52及びグラウンド端子53とそれぞれ連結される第1から第3の電極パッド221、222、223からなる。
この際、複合電子部品1の上記入力端子51、出力端子52及びグラウンド端子53はそれぞれ第1から第3の電極パッド221、222、223の上に接触するように位置した状態でハンダ230によって印刷回路基板210と電気的に連結されることができる。
[電源安定化ユニット]
本発明のさらに他の実施形態による複合電子部品を含む電源安定化ユニットは、バッテリーと、上記バッテリーから供給された電源を安定化する第1の電源安定化部と、上記第1の電源安定化部で変換された電源が供給され複数のDC/DCコンバーターとスイッチング素子を備える電力管理部と、上記電力管理部で変換された電源の供給を受けて電源を安定化させる第2の電源安定化部と、を含み、上記第2の電源安定化部は複数の誘電体層と上記誘電体層を介して対向して配置される内部電極とが積層されたセラミック本体からなるキャパシタとコイル部及び磁性体を含む磁性体本体からなるインダクタとを含む複合電子部品であり、上記インダクタは供給された電源の交流成分を抑制し、上記キャパシタは上記供給された電源のリップル(Ripple)を減少させることができる。
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。
1、100、700 複合電子部品
10、110 キャパシタ
20、120 インダクタ
30、130 複合体
11 誘電体層
21 磁性体層
22 磁性体
23 基板
24 コア
31、32 内部電極
31a、31b、32a リード
40 コイル部
41 導電パターン
51、151 入力端子
52、152 出力端子
53、153 グラウンド端子
300 バッテリー
400 第1の電源安定化部
500 電力管理部
600 第2の電源安定化部

Claims (27)

  1. 電力管理部によって変換された電源の供給を受ける入力端子と、
    複数の誘電体層と前記複数の誘電体層の各々の誘電体層を介して対向して配置される内部電極とが積層されたセラミック本体からなるキャパシタと、コイル部及び磁性体を含む磁性体本体からなるインダクタとを含み、前記電源を安定化させる電源安定化部と、
    安定化した前記電源を供給する出力端子と、
    を含み、
    前記インダクタは供給された電源の交流成分を抑制し、前記キャパシタは前記供給された電源のリップル(Ripple)を減少させる、複合電子部品。
  2. 前記電源安定化部に入力される入力電力に対する出力電力の比(出力電力/入力電力)は85%以上である、請求項1に記載の複合電子部品。
  3. 前記電源安定化部を介して入出力される電源の周波数は1〜30MHzである、請求項1または2に記載の複合電子部品。
  4. 前記キャパシタの静電容量は1〜100μFである、請求項1から3のいずれか一項に記載の複合電子部品。
  5. 前記インダクタのインダクタンスは0.01μH〜1.1μHである、請求項1から4のいずれか一項に記載の複合電子部品。
  6. 前記複合電子部品の全体積に対する前記磁性体の体積の比(磁性体の体積/複合電子部品の体積)は55%〜95%である、請求項1から5のいずれか一項に記載の複合電子部品。
  7. 前記入力端子は、前記電源安定化部の一端面の一部に形成される、請求項1から6のいずれか一項に記載の複合電子部品。
  8. 前記電源安定化部を介して入出力される電源の電流は1.0〜10.0Aである、請求項1から7のいずれか一項に記載の複合電子部品。
  9. 前記電源安定化部を接地と連結する接地端子部を含む、請求項1から8のいずれか一項に記載の複合電子部品。
  10. 複数の誘電体層と前記複数の誘電体層の各々の誘電体層を介して対向して配置される内部電極とが積層されたセラミック本体からなるキャパシタと、コイル部及び磁性体を含む磁性体本体からなるインダクタとが結合された複合体と、
    前記複合体の第1の端面に形成され、前記インダクタのコイル部と連結される入力端子と、
    前記複合体の第2の端面に形成され、前記インダクタのコイル部及びキャパシタの内部電極と連結される出力端子と、
    前記複合体の上下面、第1及び第2の側面のいずれか一つ以上に形成され、前記キャパシタの内部電極と連結されるグラウンド端子と、
    を含み、
    前記インダクタと前記キャパシタは直列連結され、前記インダクタは供給された電源の交流成分を抑制し、前記キャパシタは前記供給された電源のリップル(Ripple)を減少させる、複合電子部品。
  11. 前記磁性体本体は導電パターンが形成された多数の磁性体層が積層された形態であり、前記導電パターンが前記コイル部を構成する、請求項10に記載の複合電子部品。
  12. 前記インダクタは、前記磁性体本体が絶縁基板及び前記絶縁基板の少なくとも一面に形成されたコイルを含む薄膜型である、請求項10または11に記載の複合電子部品。
  13. 前記磁性体本体は、コア及び前記コアに巻き取られた巻線コイルを含む形態である、請求項10から12のいずれか一項に記載の複合電子部品。
  14. 前記複合体に入力される入力電力に対する出力電力の比(出力電力/入力電力)は85%以上である、請求項10から13のいずれか一項に記載の複合電子部品。
  15. 前記複合体を介して入出力される電源の周波数は1〜30MHzである、請求項10から14のいずれか一項に記載の複合電子部品。
  16. 前記キャパシタの静電容量は1〜100μFである、請求項10から15のいずれか一項に記載の複合電子部品。
  17. 前記インダクタのインダクタンスは0.01μH〜1.1μHである、請求項10から16のいずれか一項に記載の複合電子部品。
  18. 前記複合体の全体積に対する前記磁性体の体積の比(磁性体の体積/複合体の体積)は55%〜95%である、請求項10から17のいずれか一項に記載の複合電子部品。
  19. 前記入力端子は、前記複合体の第1の端面の一部に形成される、請求項10から18のいずれか一項に記載の複合電子部品。
  20. 前記複合体を介して入出力される電源の電流は0.1〜10.0Aである、請求項10から19のいずれか一項に記載の複合電子部品。
  21. 前記内部電極は、
    前記複合体の第1及び第2の側面のいずれか一つ以上に露出したリードを有する第1の内部電極と、
    第2の端面に露出したリードを有する第2の内部電極と、
    を含む、請求項10から20のいずれか一項に記載の複合電子部品。
  22. 前記インダクタは、前記キャパシタの上部に配置される、請求項10から21のいずれか一項に記載の複合電子部品。
  23. 前記キャパシタは、前記インダクタの側面に配置される、請求項10から22のいずれか一項に記載の複合電子部品。
  24. 携帯用モバイル機器の電源端に用いられ、供給された電源の交流成分を抑制し、リップル(Ripple)を減少させる電源安定化電子部品において、
    複数の誘電体層と前記複数の誘電体層の各々の誘電体層を介して対向して配置される内部電極とが積層されたセラミック本体からなるキャパシタとコイル部を含む磁性体本体からなるインダクタとが一体に結合した電源安定化部と、
    前記電源安定化部の一端面に形成され、電力管理部によって変換された電源の供給を受ける入力端子と、
    前記電源安定化部の一端面に形成され、前記電源安定化部で安定化した前記電源を供給する出力端子と、
    を含み、
    前記インダクタは供給された電源の交流成分を抑制し、前記キャパシタは前記供給された電源のリップル(Ripple)を減少させる、複合電子部品。
  25. 上部に電極パッドを有する印刷回路基板と、
    前記印刷回路基板の上に設置された請求項1から24のいずれか一項に記載の複合電子部品と、
    前記電極パッドと前記複合電子部品を連結するハンダと、
    を含む、複合電子部品の実装基板。
  26. バッテリーと、
    前記バッテリーから供給された電源を安定化する第1の電源安定化部と、
    前記第1の電源安定化部から提供された電源をスイッチング動作により変換する電力管理部と、
    前記電力管理部から提供された電源を安定化させる第2の電源安定化部と、
    を含み、
    前記第2の電源安定化部は複数の誘電体層と前記複数の誘電体層の各々の誘電体層を介して対向して配置される内部電極とが積層されたセラミック本体からなるキャパシタとコイル部及び磁性体を含む磁性体本体からなるインダクタとを含む複合電子部品であり、前記インダクタは供給された電源の交流成分を抑制し、前記キャパシタは前記供給された電源のリップル(Ripple)を減少させる、電源安定化ユニット。
  27. 前記電力管理部は、
    1次側と2次側とが絶縁されるトランスと、
    前記トランスの1次側に位置し、前記第1の電源安定化部から提供された電源をスイッチングするスイッチ部と、
    前記スイッチ部のスイッチング動作を制御するPWM ICと、
    前記トランスの2次側に位置し、前記変換された電源を整流する整流部と、
    を含む、請求項26に記載の電源安定化ユニット。
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