JP2015149465A - 複合電子部品及びその実装基板 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、複合電子部品及びその実装基板に関する。
【解決手段】複数の誘電体層、及び誘電体層を挟んで互いに対向するように配置される第1及び第2内部電極が積層されたセラミック本体からなるキャパシターと、コイル部を有する磁性体本体からなるインダクターとが結合された複合体と、複合体の第1端面に形成され、インダクターのコイル部と連結される入力端子と、複合体の第2端面に形成され、インダクターのコイル部と連結される第1出力端子、及び複合体の第2端面に形成され、キャパシターの第1内部電極と連結される第2出力端子を含む出力端子と、複合体のうちキャパシターの上下面及び第1端面の何れか一つ以上の面に形成され、キャパシターの第2内部電極と連結されるグランド端子と、を含み、キャパシターはインダクターの側面に結合され、インダクターとキャパシターとは磁性接着剤により接着される。
【選択図】図1

Description

本発明は、複数の受動素子を備えた複合電子部品及びその実装基板に関する。
近年、電子機器に対する軽薄短小化及び高性能化の要求により、電子機器のサイズを最小化するとともに、多様な機能を備えることが要求されている。
このような電子機器は、多様なサービス要求事項を満たすために、制限された電池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に基づくPMICを備えている。
ところで、電子機器に多様な機能が備えられることにより、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、さらに、PMICの電源入力端、電源出力端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、電子機器の部品配置面積が増加するため、電子機器の小型化が制限され得る。
また、PMIC及びその周辺回路の配線パターンにより、ノイズが大きく発生する恐れがある。
上記のような問題を解決するために、インダクター及びキャパシターを上下に結合した複合電子部品に関する研究が行われ、電子機器の部品配置面積が減少し、ノイズの発生が抑制される効果が得られた。
しかし、上記のようにインダクター及びキャパシターを上下に配置する場合、インダクターで発生する磁束(Magnetic Flux)がキャパシターの内部電極に影響を与えて、寄生キャパシタンス(Capacitance)を発生させることで、自己共振周波数(Self Resonant Frequency;SRF)が低周波の方に移動する問題が発生し得る。
一方、上記複合電子部品の小型化に伴い、上記インダクターの磁場を防ぐ内部の磁性体層も薄膜化しており、これによってQ特性が低下するという問題が発生した。
韓国公開特許KR2003‐0014586
本発明は、駆動電源供給システムにおいて、部品実装面積を減少させることができる複合電子部品及びその実装基板を提供することをその目的とする。
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及びその実装基板を提供することをその目的とする。
本発明の一実施形態によると、複数の誘電体層、及び上記誘電体層を挟んで互いに対向するように配置される第1及び第2内部電極が積層されたセラミック本体からなるキャパシターと、コイル部を有する磁性体本体からなるインダクターと、が結合された複合体と、上記複合体の第1端面に形成され、上記インダクターのコイル部と連結される入力端子と、上記複合体の第2端面に形成され、上記インダクターのコイル部と連結される第1出力端子、及び上記複合体の第2端面に形成され、上記キャパシターの第1内部電極と連結される第2出力端子を含む出力端子と、上記複合体のうち上記キャパシターの上下面及び第1端面の何れか一つ以上の面に形成され、上記キャパシターの第2内部電極と連結されるグランド端子と、を含み、上記キャパシターは上記インダクターの側面に結合され、上記インダクターと上記キャパシターとは磁性接着剤により接着される、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。
上記インダクターは、上記磁性体本体が、絶縁基板と、上記絶縁基板の少なくとも一面に形成されたコイルと、を含む薄膜形態であることができる。
上記磁性体本体は、コアと、上記コアに巻回された巻線コイルと、を含む形態であることができる。
上記磁性接着剤は、フェライト及び金属磁性粉末からなる群から選択される何れか一つ以上の磁性粉末及び高分子接着剤を含むことができる。
上記磁性粉末は平均粒径が15μm以下であることができる。
本発明の他の実施形態によると、複数の誘電体層、及び上記誘電体層を挟んで互いに対向するように配置される第1及び第2内部電極が積層されたセラミック本体からなる第1キャパシターと、複数の誘電体層、及び上記誘電体層を挟んで互いに対向するように配置される第3及び第4内部電極が積層されたセラミック本体からなる第2キャパシターと、コイル部を有する磁性体本体からなるインダクターと、が結合された複合体と、上記複合体の第1端面に形成され、上記インダクターのコイル部と連結される第1入力端子、及び上記複合体の第1端面に形成され、上記第1キャパシターの第1内部電極と連結される第2入力端子を含む入力端子と、上記複合体の第2端面に形成され、上記インダクターのコイル部と連結される第1出力端子、及び上記複合体の第1端面に形成され、上記第2キャパシターの第3内部電極と連結される第2出力端子を含む出力端子と、上記複合体の第2端面に形成され、上記第1キャパシターの第2内部電極と連結される第1グランド端子、及び上記複合体の第2端面に形成され、上記第2キャパシターの第4内部電極と連結される第2グランド端子を含むグランド端子と、を含み、上記第1及び第2キャパシターは上記インダクターの両側面にそれぞれ結合され、上記インダクターと上記第1及び第2キャパシターとは磁性接着剤により接着される、複合電子部品が提供される。
本発明の他の実施形態によると、複数の誘電体層、及び上記誘電体層を挟んで互いに対向するように配置される第1〜第3内部電極が積層されたセラミック本体からなるキャパシターと、コイル部を有する磁性体本体からなるインダクターと、が結合された複合体と、上記複合体の第1端面に形成され、上記インダクターのコイル部と連結される第1入力端子、及び上記複合体の第1端面に形成され、上記キャパシターの第1内部電極と連結される第2入力端子を含む入力端子と、上記複合体の第2端面に形成され、上記インダクターのコイル部と連結される第1出力端子、及び上記複合体の第2端面に形成され、上記キャパシターの第3内部電極と連結される第2出力端子を含む出力端子と、上記複合体のうち上記キャパシターの上下面及び第1側面の何れか一つ以上の面に形成され、上記キャパシターの第2内部電極と連結されるグランド端子と、を含み、上記キャパシターは上記インダクターの側面に結合され、上記インダクターと上記キャパシターとは磁性接着剤により接着される、複合電子部品が提供される。
上記第1内部電極は上記複合体の第1端面に露出されたリードを有し、上記第2内部電極は上記複合体の第1側面に露出されたリードを有し、上記第3内部電極は上記複合体の第2端面に露出されたリードを有することができる。
本発明の他の実施形態によると、複数の誘電体層、及び上記誘電体層を挟んで互いに対向するように配置される第1〜第3内部電極が積層されたセラミック本体からなる第1キャパシターと、複数の誘電体層、及び上記誘電体層を挟んで互いに対向するように配置される第4〜第6内部電極が積層されたセラミック本体からなる第2キャパシターと、コイル部を有する磁性体本体からなる第1インダクター及び第2インダクターと、が結合された複合体と、上記複合体の第1端面に形成され、上記第1インダクターのコイル部と連結される第1入力端子、上記複合体の第1端面に形成され、上記第2インダクターのコイル部と連結される第2入力端子、上記複合体の第1端面に形成され、上記第1キャパシターの第1内部電極と連結される第3入力端子、及び上記複合体の第1端面に形成され、上記第2キャパシターの第4内部電極と連結される第4入力端子を含む入力端子と、上記複合体の第2端面に形成され、上記第1インダクターのコイル部と連結される第1出力端子、上記複合体の第2端面に形成され、上記第2インダクターのコイル部と連結される第2出力端子、上記複合体の第2端面に形成され、上記第1キャパシターの第3内部電極と連結される第3出力端子、及び上記複合体の第2端面に形成され、上記第2キャパシターの第6内部電極と連結される第4出力端子を含む出力端子と、上記複合体のうち上記第1キャパシターの上下面及び第1側面の何れか一つ以上の面に形成され、上記第1キャパシターの第2内部電極と連結される第1グランド端子、及び上記複合体のうち上記第2キャパシターの上下面及び第1側面の何れか一つ以上の面に形成され、上記第2キャパシターの第5内部電極と連結される第2グランド端子を含むグランド端子と、を含み、上記第1インダクターと第2インダクターとが隣接しており、上記第1キャパシターは上記第1インダクターの側面に結合され、上記第2キャパシターは上記第2インダクターの側面に結合されて、上記第1及び第2インダクターと上記第1及び第2キャパシターとは磁性接着剤により接着される、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ると、電力管理部により変換された電源の供給を受ける入力端子と、上記電源を安定化させ、複数の誘電体層、及び上記誘電体層を挟んで互いに対向するように配置される第1及び第2内部電極が積層されたセラミック本体からなるキャパシターと、コイル部を有する磁性体本体からなるインダクターと、が結合されてなり、上記キャパシターが上記インダクターの側面に結合され、上記インダクターと上記キャパシターとは磁性接着剤により接着される複合体を備えた電源安定化部と、安定化された上記電源を供給する出力端子と、接地のためのグランド端子と、を含む複合電子部品が提供される。
上記入力端子は、上記複合体の第1端面に形成され、上記出力端子は、上記複合体の第2端面に形成され、上記インダクターのコイル部と連結される第1出力端子と、上記複合体の第2端面に形成され、上記キャパシターの第1内部電極と連結される第2出力端子と、を含み、上記グランド端子は、上記複合体のうち上記キャパシターの上下面及び第1端面の何れか一つ以上の面に形成され、上記キャパシターの第2内部電極と連結されることができる。
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。
上記インダクターは、上記磁性体本体が、絶縁基板と、上記絶縁基板の少なくとも一面に形成されたコイルと、を含む薄膜形態であることができる。
上記磁性体本体は、コアと、上記コアに巻回された巻線コイルと、を含む形態であることができる。
上記磁性接着剤は、フェライト及び金属磁性粉末からなる群から選択される何れか一つ以上の磁性粉末及び高分子接着剤を含むことができる。
上記磁性粉末は、平均粒径が15μm以下であることができる。
本発明のさらに他の実施形態によると、上部に3個以上の電極パッドを有する印刷回路基板と、上記印刷回路基板上に設けら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とを連結する半田と、を含む複合電子部品実装基板が提供される。
本発明によると、駆動電源供給システムにおいて、部品実装面積を減少させることができる複合電子部品が提供される。
また、本発明によると、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が提供される。
また、本発明の一実施形態による複合電子部品は、キャパシターがインダクターの側面に配置されるため、インダクターがキャパシターの内部電極に与える影響を最小化することで、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。
また、本発明の一実施形態による複合電子部品は、キャパシターがインダクターの側面に配置されるため、部品のQ特性が低下することを防止することができる。
本発明によると、上記インダクターとキャパシターとが磁性接着剤により接着されるため、外部端子の干渉をシールド効果(Shield Effect)により遮断することができ、複合電子部品の電気的特性が劣化すること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を概略的に図示した斜視図である。 図1の複合電子部品のうち、第1実施形態による複合電子部品の内部を概略的に図示した斜視図である。 図1の複合電子部品のうち、第2実施形態による複合電子部品の内部を概略的に図示した斜視図である。 図1の複合電子部品のうち、第3実施形態による複合電子部品の内部を概略的に図示した斜視図である。 図1に図示された複合電子部品のうち、積層セラミックキャパシターに採用可能な内部電極を示した平面図である。 図1に図示された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図示した斜視図である。 図7に図示された複合電子部品のうち、積層セラミックキャパシターに採用可能な内部電極を示した平面図である。 図7に図示された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図示した斜視図である。 図10に図示された複合電子部品のうち、積層セラミックキャパシターに採用可能な内部電極を示した平面図である。 図9に図示された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図示した斜視図である。 図13に図示された複合電子部品のうち、積層セラミックキャパシターに採用可能な内部電極を示した平面図である。 図13に図示された複合電子部品の等価回路図である。 駆動電源が必要な所定の端子に、電池及び電力管理部により駆動電源を供給する駆動電源供給システムを示した図面である。 駆動電源供給システムの配置パターンを示した図面である。 本発明の一実施例による複合電子部品の回路図を示した図面である。 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した図面である。 図1の複合電子部品が印刷回路基板に実装された状態を図示した斜視図である。 本発明の実施例及び比較例による自己共振周波数(Self Resonant Frequency;SRF)の変化を示したグラフである。 本発明の実施例及び比較例によるQ特性の変化を示したグラフである。
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。
[複合電子部品]
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。
図1は、本発明の一実施形態による複合電子部品を概略的に図示した斜視図である。
図2は、図1の複合電子部品のうち、第1実施形態による複合電子部品の内部を概略的に図示した斜視図である。
図3は、図1の複合電子部品のうち、第2実施形態による複合電子部品の内部を概略的に図示した斜視図である。
図4は、図1の複合電子部品のうち、第3実施形態による複合電子部品の内部を概略的に図示した斜視図である。
図5は、図1に図示された複合電子部品のうち、積層セラミックキャパシターに採用可能な内部電極を示した平面図である。
図1を参照すると、本発明の一実施形態による複合電子部品において、「長さ方向」は「L」方向、「幅方向」は「W」方向、「厚さ方向」は「T」方向と定義する。ここで、「厚さ方向」はキャパシターの誘電体層を積み上げる方向、すなわち、「積層方向」と同一の概念で用いることができる。
一方、上記複合電子部品の長さ、幅、及び厚さ方向は、後述するように、キャパシター及びインダクターの長さ、幅、及び厚さ方向と同一の方向と定義する。
また、本発明の一実施形態において、複合電子部品は、互いに対向する上面及び下面、上記上面と下面を連結する第1側面、第2側面、第1端面、及び第2端面を有することができる。上記複合電子部品の形状は、特に制限されないが、図示されたように六面体形状であることができる。
また、上記複合電子部品の第1及び第2側面、第1及び第2端面は、後述するように、キャパシター及びインダクターの第1及び第2側面、第1及び第2端面と同一の方向の面と定義する。
一方、上記複合電子部品は、キャパシターとインダクターとが結合された形態であって、インダクターの側面にキャパシターが結合されている場合、上記複合電子部品の上面は上記インダクター及びキャパシターの上面と定義し、上記複合電子部品の下面は上記インダクター及びキャパシターの下面と定義する。
また、上記第1及び第2側面は上記複合電子部品において幅方向に対向する面に該当し、上記第1及び第2端面は上記複合電子部品において長さ方向に対向する面に該当し、上記上面及び下面は上記複合電子部品において厚さ方向に対向する面に該当する。
図1から図3を参照すると、本発明の一実施形態による複合電子部品100は、複数の誘電体層11、及び上記誘電体層11を挟んで互いに対向するように配置される第1及び第2内部電極31、32が積層されたセラミック本体からなるキャパシター110と、コイル部140を有する磁性体本体からなるインダクター120と、が結合された複合体を含むことができる。
本実施形態において、上記複合体130は、互いに対向する上面及び下面、上記上面と下面を連結する第1側面、第2側面、第1端面、及び第2端面を有することができる。
上記複合体130の形状は特に制限されないが、図示されたように六面体形状であることができる。
本発明の一実施形態によると、上記キャパシター110は上記インダクター120の側面に結合されることができるが、これに限定されるものではなく、多様な形態に配置されることができる。
上記複合体130は、上記キャパシター110とインダクター120とが結合されて形成されることができ、上記複合体130の形成方法は特に制限されない。
例えば、上記複合体130は、別に製作された上記キャパシター110とインダクター120とを磁性接着剤121により結合させることで形成されることができ、特に制限されない。
上記磁性接着剤121は、フェライト及び金属磁性粉末からなる群から選択される何れか一つ以上の磁性粉末及び高分子接着剤を含むことができるが、必ずしもこれに制限されるものではない。
特に、上記キャパシター110とインダクター120とを結合させる際に用いられる磁性接着剤中の高分子接着剤は、例えば、エポキシ(Epoxy)樹脂であることができるが、これに制限されるものではない。
上記磁性粉末は、フェライト及び金属磁性粉末からなる群から選択される何れか一つ以上であることができるが、必ずしもこれに制限されるものではなく、磁性を有する物質であれば使用可能である。
上記磁性粉末は、特に制限されるものではないが、例えば、平均粒径が15μm以下であることができる。
本発明の一実施形態によると、上記キャパシター110が上記インダクター120の側面に結合され、上記インダクター120と上記キャパシター110とが磁性接着剤により接着されることで、外部端子の干渉をシールド効果(Shield Effect)により遮断することができ、複合電子部品の電気的特性が劣化することを防止することができる。
具体的に、上記キャパシター110が上記インダクター120の側面に結合されることで、インダクターがキャパシターの内部電極に与える影響を最小化して、自己共振周波数(Self Resonant Frequency;SRF)の変化を防止するとともに、部品のQ特性が低下することを防止することができる。
さらに、上記インダクター120と上記キャパシター110とが磁性接着剤により接着されることで、外部端子の干渉をシールド効果(Shield Effect)により遮断することができ、複合電子部品の電気的特性が劣化することを防止することができる。
上記磁性粉末の平均粒径が15μmを超過する場合には、上記磁性粉末の粒径が大きすぎるため、磁性粉末の密度が低下して、上記シールド効果(Shield Effect)が僅かである。
上記磁性接着剤121を用いて上記キャパシター110とインダクター120とを結合させる方法は、特に制限されないが、上記キャパシター110またはインダクター120の結合面に上記磁性接着剤121を塗布した後、加熱硬化することで結合させることができる。
上記キャパシター110が上記インダクター120の側面に結合され、上記インダクター120と上記キャパシター110とが磁性接着剤により接着されることによる効果についてのより詳細な説明は後述する。
以下、上記複合体130を構成するキャパシター110及びインダクター120について具体的に説明する。
本発明の一実施形態によると、上記インダクター120を構成する磁性体本体はコイル部140を有することができる。
上記インダクター120は、特に制限されないが、例えば、積層型インダクター、薄膜型インダクター、または巻線型インダクターであってもよく、その他にも、レーザーヘリックシング(Laser Helixing)型などが用いられることができる。
上記積層型インダクタとは、薄いフェライトまたはガラスセラミックシートに電極を厚膜印刷して複数層の電極が印刷されたシートを積層し、ビアホールを介して内部導線を連結する方式で製造されるインダクターを意味する。
上記薄膜型インダクターとは、セラミック基板上にコイル導線を薄膜スパッタリングやめっきにより形成し、フェライト材料で充填することで製造されるインダクターを意味する。
上記巻線型インダクターとは、コアに線材(コイル導線)を巻回することで製造されるインダクターを意味する。
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したり、めっきして形成した後、レーザーでコイルを螺旋状に形成させた後、その上部に外部保護膜樹脂を塗布して外部電極を形成したインダクターを意味する。
図2を参照すると、本発明の第1実施形態による複合電子部品において、上記インダクター120は積層型インダクターであることができる。
具体的に、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21が積層された形態であって、上記導電パターンが上記コイル部140を構成することができる。
図3を参照すると、本発明の第2実施形態による複合電子部品において、上記インダクター120は薄膜型インダクターであることができる。
具体的に、上記インダクター120は、上記磁性体本体が、絶縁基板123と、上記絶縁基板123の少なくとも一面に形成されたコイルと、を含む薄膜形態であることができる。
上記磁性体本体は、少なくとも一面に上記コイルが形成された絶縁基板123の上下部に磁性体122を充填することで形成されることができる。
図4を参照すると、本発明の第3実施形態による複合電子部品において、上記インダクター120は巻線型インダクターであることができる。
具体的に、上記インダクター120において、上記磁性体本体は、コア124と、上記コア124に巻回された巻線コイルと、を含む形態であることができる。
図2から図4を参照すると、上記キャパシター110の第1及び第2内部電極31、32は、実装面に垂直な方向に積層された形態であるが、これに制限されるものではない。すなわち、上記第1及び第2内部電極31、32は、実装面に水平な方向に積層された形態であってもよい。
上記磁性体層21及び磁性体122としては、Ni‐Cu‐Zn系、Ni‐Cu‐Zn‐Mg系、Mn‐Zn系フェライト材料が用いられることができるが、これに制限されるものではない。
本発明の一実施形態によると、上記インダクター120は、大容量電流に適用可能なパワーインダクターであることができる。
上記パワーインダクターとは、直流電流を印加した際に、一般のインダクターよりインダクタンス(Inductance)の変化が少ない、高い効率性のインダクターを意味する。すなわち、パワーインダクターは、一般のインダクターの機能に、DCバイアス特性(直流電流を印加した際に、それによるインダクタンスの変化)も含むものとみることができる。
すなわち、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)で用いられるものであって、一般のインダクターではなく、直流電流を印加した際にインダクタンス(Inductance)の変化が少ない、高い効率性のインダクターであるパワーインダクターを含むことができる。
一方、上記キャパシター110を構成する上記セラミック本体は複数の誘電体層11が積層されることで形成され、上記セラミック本体の内部には、複数の内部電極31、32(順に第1及び第2内部電極)が誘電体層を挟んで互いに分離して配置されることができる。
上記誘電体層11は、セラミック粉末、有機溶剤、及び有機バインダーを含有するセラミックグリーンシートを焼成することで形成されることができる。上記セラミック粉末は、高い誘電率を有する物質であり、これに制限されるものではないが、チタン酸バリウム(BaTiO)系材料、チタン酸ストロンチウム(SrTiO)系材料などを用いることができる。
一方、本発明の一実施形態によると、上記第1内部電極31は上記複合体130の第2端面に露出され、上記第2内部電極32は上記複合体130の第12端面に露出されることができるが、必ずしもこれに制限されるものではない。
本発明の一実施形態によると、上記第1及び第2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ことができる。
上記導電性金属は、これに制限されるものではないが、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、またはこれらの合金であることができる。
誘電体層11を形成するセラミックグリーンシート上に、スクリーン印刷法またはグラビア印刷法などの印刷法により、導電性ペーストで第1及び第2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た後、焼成することで、セラミック本体が形成されることができる。
図5に上記第1及び第2内部電極31、32のパターン形状を図示しているが、これに制限されるものではなく、多様な変形が可能である。
上記キャパシターは、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100は、上記複合体130の第1端面に形成され、上記インダクター120のコイル部140と連結される入力端子151と、上記複合体130の第2端面に形成され、上記インダクター120のコイル部140と連結される第1出力端子152a、及び上記複合体130の第2端面に形成され、上記キャパシター110の第1内部電極31と連結される第2出力端子152bを含む出力端子152と、上記複合体130のうち上記キャパシター110の上下面及び第1端面の何れか一つ以上の面に形成され、上記キャパシター110の第2内部電極32と連結されるグランド端子153と、を含むことができる。
上記入力端子151及び上記第1出力端子152aが上記インダクター120のコイル部140と連結されて、上記複合電子部品内でインダクターの役割をすることができる。
また、上記第2出力端子152bが上記キャパシター110の第1内部電極31と連結され、上記キャパシター110の第2内部電極32が上記グランド端子153と連結されて、上記複合電子部品内でキャパシターの役割をすることができる。
上記入力端子151、出力端子152、及びグランド端子153は、導電性金属を含む導電性ペーストで形成されることができる。
上記導電性金属は、これに制限されるものではないが、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、スズ(Sn)、またはこれらの合金であることができる。
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。これに制限されるものではないが、例えば、上記絶縁性物質はガラスであることができる。
上記入力端子151、出力端子152、及びグランド端子153を形成する方法は、特に制限されないが、上記複合体をディッピング(dipping)して形成してもよく、印刷及びめっきなどの他の方法により形成してもよい。
図6は図1に図示された複合電子部品の等価回路図である。
図6を参照すると、本発明の一実施形態による複合電子部品は、従来と異なって、上記インダクター120とキャパシター110とが結合されているため、インダクター120とキャパシター110との間の距離を最短距離に設計することができ、これにより、ノイズが低減される効果がある。
また、上記インダクター120とキャパシター110とが結合されているため、電力管理回路(Power Management IC;PMIC)での実装面積を最小化することができて、実装空間の確保に有利であるという効果がある。
また、実装時のコストを低減することができる効果もある。
一方、電子機器に多様な機能が備えられることにより、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、さらに、PMICの電源入力端、電源出力端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、電子機器の部品配置面積が増加するため、電子機器の小型化が制限され得る。
また、PMIC及びその周辺回路の配線パターンにより、ノイズが大きく発生する恐れがある。
上記のような問題を解決するために、インダクター及びキャパシターを上下に結合した複合電子部品に関する研究が行われ、電子機器の部品配置面積が減少し、ノイズの発生が抑制される効果が得られた。
しかし、上記のようにインダクター及びキャパシターを上下に配置する場合、インダクターで発生する磁束(Magnetic Flux)がキャパシターの内部電極に影響を与えて、寄生キャパシタンス(Capacitance)を発生させることで、自己共振周波数(Self Resonant Frequency;SRF)が低周波の方に移動する問題が発生し得る。
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、本発明の一実施形態で使用可能なインダクターの周波数領域が細くなるという問題が発生し得る。
すなわち、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ーの機能が発現しないため、自己共振周波数(Self Resonant Frequency;SRF)が低周波の方に移動する場合、使用可能な周波数領域が制限されてしまう問題が発生する。
しかし、本発明の一実施形態によると、上記キャパシター110が上記インダクター120の側面に結合されるため、インダクターで発生する磁束(Magnetic Flux)がキャパシターの内部電極に与える影響を最小化することで、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。
すなわち、本発明の一実施形態によると、インダクター120とキャパシター110との間の距離を最短距離に設計することができ、これにより、ノイズが低減するだけでなく、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ため、低周波数で使用可能なインダクターの範囲が制限されないという効果がある。
一方、上記複合電子部品の小型化に伴い、上記インダクターの磁場を防ぐ内部の磁性体層も薄膜化しており、これによってQ特性が低下するという問題が発生した。
上記Q特性とは、素子の損失(Loss)または効率の低下を意味し、Q値が大きいほど、損失が少なく、効率が高いことを意味する。
すなわち、本発明の一実施形態によると、上記キャパシター110が上記インダクター120の側面に結合されることで、各部品が互いに与える影響を最小化することにより、部品のQ特性が低下することを防止することができる。
また、上記複合体130は、別に製作された上記キャパシター110とインダクター120とを磁性接着剤121により結合させることで形成されることができるが、特に制限されるものではない。
本発明の一実施形態によると、上記キャパシター110が上記インダクター120の側面に結合され、上記インダクター120と上記キャパシター110とが磁性接着剤により接着されることで、外部端子の干渉をシールド効果(Shield Effect)により遮断することができ、複合電子部品の電気的特性が劣化することを防止することができる。
具体的に、上記インダクター120と上記キャパシター110とが磁性接着剤により接着されることで、インダクターで発生する磁束(Magnetic Flux)がキャパシターの外部端子及び内部電極に与える影響を遮断するシールド効果(Shield Effect)により、複合電子部品の電気的特性が劣化することを防止することができる。
すなわち、インダクターの外部端子がキャパシターの外部端子及び内部電極と隣接して配置されることにより発生し得る電気的特性の劣化を防止して、各部品が互いに与える影響を最小化することにより、部品のQ特性が低下することをさらに効果的に防止することができる。
図7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図示した斜視図である。
図8は、図7に図示された複合電子部品のうち、積層セラミックキャパシターに採用可能な内部電極を示した平面図である。
図9は図7に図示された複合電子部品の等価回路図である。
図7から図9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は、複数の誘電体層211、及び上記誘電体層211を挟んで互いに対向するように配置される第1及び第2内部電極231、232が積層されたセラミック本体からなる第1キャパシターと、複数の誘電体層211、及び上記誘電体層211を挟んで互いに対向するように配置される第3及び第4内部電極233、234が積層されたセラミック本体からなる第2キャパシターと、コイル部を有する磁性体本体からなるインダクターと、が結合された複合体と、上記複合体の第1端面に形成され、上記インダクターのコイル部と連結される第1入力端子251a、及び上記複合体の第1端面に形成され、上記第1キャパシターの第1内部電極231と連結される第2入力端子251bを含む入力端子251と、上記複合体の第2端面に形成され、上記インダクターのコイル部と連結される第1出力端子252a、及び上記複合体の第1端面に形成され、上記第2キャパシターの第3内部電極233と連結される第2出力端子252bを含む出力端子252と、上記複合体の第2端面に形成され、上記第1キャパシターの第2内部電極232と連結される第1グランド端子253a、及び上記複合体の第2端面に形成され、上記第2キャパシターの第4内部電極234と連結される第2グランド端子253bを含むグランド端子253と、を含み、上記第1及び第2キャパシターは上記インダクターの両側面にそれぞれ結合され、上記インダクターと上記第1及び第2キャパシターとは磁性接着剤221により接着されることができる。
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。
上記インダクターは、上記磁性体本体が、絶縁基板と、上記絶縁基板の少なくとも一面に形成されたコイルと、を含む薄膜形態であることができる。
上記磁性体本体は、コアと、上記コアに巻回された巻線コイルと、を含む形態であることができる。
上記磁性接着剤は、フェライト及び金属磁性粉末からなる群から選択される何れか一つ以上の磁性粉末及び高分子接着剤を含むことができる。
上記磁性粉末は、平均粒径が15μm以下であることができる。
図9を参照すると、本発明の他の実施形態によると、上記第1キャパシターは、後述するように、電池及び電力管理部PMICの連結端子と接地との間に形成されたキャパシターであることができる。
すなわち、上記第1キャパシターは、第1電源に含まれているノイズを減少させることができる。
また、上記第1キャパシターは電荷を充電することができる。また、上記電力管理部PMICが瞬間的に大きい電流を消費する場合、上記第1キャパシターは、充電された電荷を放電させることで、上記電力管理部PMICの電圧変動を抑制することができる。
一方、上記第2キャパシターは、上述の本発明の一実施形態による複合電子部品におけるキャパシター110と同様に、電力管理部PMIC及び出力端Vddの連結端子と接地との間に形成されたキャパシターであることができる。
上記第2キャパシターは、上記電力管理部PMICから出力された第2電源に含まれているノイズを減少させることができる。
上記第1キャパシターの第2内部電極と連結される第1グランド端子253a、及び上記複合体の第2端面に形成され、上記第2キャパシターの第4内部電極と連結される第2グランド端子253bは、後述するように、基板に実装する際に電極パッドを連結することで、一方向に接地させることができる。
その他の特徴は、本発明の一実施形態による複合電子部品の説明と同様であるため、重複を避けるためにここでは省略する。
図10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図示した斜視図である。
図11は、図10に図示された複合電子部品のうち、積層セラミックキャパシターに採用可能な内部電極を示した平面図である。
図12は図10に図示された複合電子部品の等価回路図である。
図10から図12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は、複数の誘電体層311、及び上記誘電体層311を挟んで互いに対向するように配置される第1〜第3内部電極331、332、333が積層されたセラミック本体からなるキャパシターと、コイル部を有する磁性体本体からなるインダクターと、が結合された複合体と、上記複合体の第1端面に形成され、上記インダクターのコイル部と連結される第1入力端子351a、及び上記複合体の第1端面に形成され、上記キャパシターの第1内部電極331と連結される第2入力端子351bを含む入力端子351と、上記複合体の第2端面に形成され、上記インダクターのコイル部と連結される第1出力端子352a、及び上記複合体の第2端面に形成され、上記キャパシターの第3内部電極333と連結される第2出力端子352bを含む出力端子352と、上記複合体のうち上記キャパシターの上下面及び第1側面の何れか一つ以上の面に形成され、上記キャパシターの第2内部電極332と連結されるグランド端子353と、を含み、上記キャパシターは上記インダクターの側面に結合され、上記インダクターと上記キャパシターとは磁性接着剤321により接着されることができる。
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。
上記インダクターは、上記磁性体本体が、絶縁基板と、上記絶縁基板の少なくとも一面に形成されたコイルと、を含む薄膜形態であることができる。
上記磁性体本体は、コアと、上記コアに巻回された巻線コイルと、を含む形態であることができる。
上記磁性接着剤は、フェライト及び金属磁性粉末からなる群から選択される何れか一つ以上の磁性粉末及び高分子接着剤を含むことができる。
上記磁性粉末は、平均粒径が15μm以下であることができる。
図11を参照すると、上記第1内部電極331は上記複合体の第1端面に露出されたリード331aを有し、上記第2内部電極332は上記複合体の第1側面に露出されたリード332aを有し、上記第3内部電極333は上記複合体の第2端面に露出されたリード333aを有することができる。
図12を参照すると、本発明の他の実施形態によると、上記キャパシターにおいて第1内部電極331及び第2内部電極332が第1キャパシター部を構成することができる。上記第1キャパシター部は、後述するように、電池及び電力管理部PMICの連結端子と接地との間に形成されたキャパシターであることができる。
すなわち、上記第1キャパシター部は、第1電源に含まれているノイズを減少させることができる。
また、上記第1キャパシター部は電荷を充電することができる。また、上記電力管理部PMICが瞬間的に大きい電流を消費する場合、上記第1キャパシター部は、充電された電荷を放電させることで、上記電力管理部PMICの電圧変動を抑制することができる。
一方、上記キャパシターにおいて第2内部電極332及び第3内部電極333が第2キャパシター部を構成することができる。上記第2キャパシター部は、上述の本発明の一実施形態による複合電子部品におけるキャパシター110と同様に、電力管理部PMIC及び出力端Vddの連結端子と接地との間に形成されたキャパシターであることができる。
上記第2キャパシター部は、上記電力管理部PMICから出力された第2電源に含まれているノイズを減少させることができる。
上記第2内部電極332は、第1キャパシター部及び第2キャパシター部をそれぞれ構成するものであり、上記複合体の第1側面に形成されたグランド端子353と連結されて一方向に接地させることができる。
その他の特徴は、本発明の一実施形態による複合電子部品の説明と同様であるため、重複を避けるためにここでは省略する。
図13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図示した斜視図である。
図14、は図13に図示された複合電子部品のうち、積層セラミックキャパシターに採用可能な内部電極を示した平面図である。
図15は図13に図示された複合電子部品の等価回路図である。
図13から図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は、複数の誘電体層411、及び上記誘電体層411を挟んで互いに対向するように配置される第1〜第3内部電極431、432、433が積層されたセラミック本体からなる第1キャパシターと、複数の誘電体層411、及び上記誘電体層411を挟んで互いに対向するように配置される第4〜第6内部電極434、435、436が積層されたセラミック本体からなる第2キャパシターと、コイル部を有する磁性体本体からなる第1インダクター及び第2インダクターと、が結合された複合体と、上記複合体の第1端面に形成され、上記第1インダクターのコイル部と連結される第1入力端子451a、上記複合体の第1端面に形成され、上記第2インダクターのコイル部と連結される第2入力端子451'a、上記複合体の第1端面に形成され、上記第1キャパシターの第1内部電極431と連結される第3入力端子451b、及び上記複合体の第1端面に形成され、上記第2キャパシターの第4内部電極434と連結される第4入力端子451'bを含む入力端子451、451'と、上記複合体の第2端面に形成され、上記第1インダクターのコイル部と連結される第1出力端子452a、上記複合体の第2端面に形成され、上記第2インダクターのコイル部と連結される第2出力端子452'a、上記複合体の第2端面に形成され、上記第1キャパシターの第3内部電極433と連結される第3出力端子452b、及び上記複合体の第2端面に形成され、上記第2キャパシターの第6内部電極436と連結される第4出力端子452'bを含む出力端子452、452'と、上記複合体のうち上記第1キャパシターの上下面及び第1側面の何れか一つ以上の面に形成され、上記第1キャパシターの第2内部電極432と連結される第1グランド端子453、及び上記複合体のうち上記第2キャパシターの上下面及び第1側面の何れか一つ以上の面に形成され、上記第2キャパシターの第5内部電極435と連結される第2グランド端子453'を含むグランド端子と、を含み、上記第1インダクターと第2インダクターとが隣接しており、上記第1キャパシターは上記第1インダクターの側面に結合され、上記第2キャパシターは上記第2インダクターの側面に結合されて、上記第1及び第2インダクターと上記第1及び第2キャパシターとは磁性接着剤421により接着されることができる。
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。
上記インダクターは、上記磁性体本体が、絶縁基板と、上記絶縁基板の少なくとも一面に形成されたコイルと、を含む薄膜形態であることができる。
上記磁性体本体は、コアと、上記コアに巻回された巻線コイルと、を含む形態であることができる。
上記磁性接着剤は、フェライト及び金属磁性粉末からなる群から選択される何れか一つ以上の磁性粉末及び高分子接着剤を含むことができる。
上記磁性粉末は、平均粒径が15μm以下であることができる。
図14を参照すると、上記第1内部電極431は上記複合体の第1端面に露出されたリード431aを有し、上記第2内部電極432は上記複合体の第2側面に露出されたリード432aを有し、上記第3内部電極433は上記複合体の第2端面に露出されたリード433aを有することができる。
同様に、上記第4内部電極434は上記複合体の第1端面に露出されたリード434aを有し、上記第5内部電極435は上記複合体の第1側面に露出されたリード435aを有し、上記第6内部電極436は上記複合体の第2端面に露出されたリード436aを有することができる。
図15を参照すると、本発明の他の実施形態によると、上記第1キャパシターにおいて第1内部電極431及び第2内部電極432が第1キャパシター部を構成することができる。上記第1キャパシター部は、後述するように、電池及び電力管理部PMICの連結端子と接地との間に形成されたキャパシターであることができる。
すなわち、上記第1キャパシター部は第1電源に含まれているノイズを減少させることができる。
また、上記第1キャパシター部は電荷を充電することができる。また、上記電力管理部PMICが瞬間的に大きい電流を消費する場合、上記第1キャパシター部は、充電された電荷を放電させることで、上記電力管理部PMICの電圧変動を抑制することができる。
一方、上記第1キャパシターにおいて第2内部電極432及び第3内部電極433が第2キャパシター部を構成することができる。上記第2キャパシター部は、上述の本発明の一実施形態による複合電子部品におけるキャパシター110と同様に、電力管理部PMIC及び出力端Vddの連結端子と接地との間に形成されたキャパシターであることができる。
上記第2キャパシター部は、上記電力管理部PMICから出力された第2電源に含まれているノイズを減少させることができる。
上記第1キャパシターにおいて、上記第2内部電極432は、第1キャパシター部及び第2キャパシター部をそれぞれ構成するものであり、上記複合体の第2側面に形成された第1グランド端子453と連結されて一方向に接地させることができる。
上記第2キャパシターの第4〜第6内部電極434、435、436は、上記第1キャパシターの第1〜第3内部電極431、432、433と同一の役割をするものであるため、ここではその説明を省略する。
その他の特徴は、本発明の一実施形態による複合電子部品の説明と同様であるため、重複を避けるためにここではその説明を省略する。
図16は、駆動電源が必要な所定の端子に、電池及び電力管理部により駆動電源を供給する駆動電源供給システムを示した図面である。
図16を参照すると、上記駆動電源供給システムは、電池300と、第1電源安定化部400と、電力管理部500と、第2電源安定化部600と、を含むことができる。
上記電池300は、上記電力管理部500に電源を供給することができる。ここで、上記電池300が上記電力管理部500に供給する電源を第1電源と定義する。
上記第1電源安定化部400は、上記第1電源Vを安定化させ、安定化された第1電源を電力管理部に供給することができる。具体的に、上記第1電源安定化部400は、電池300及び電力管理部500の連結端子と接地との間に形成されたキャパシターCを含むことができる。上記キャパシターCは、第1電源に含まれているノイズを減少させることができる。
また、上記キャパシターCは電荷を充電することができる。また、上記電力管理部500が瞬間的に大きい電流を消費する場合、上記キャパシターCは、充電された電荷を放電させることで、上記電力管理部500の電圧変動を抑制することができる。
上記キャパシターCは、誘電体層の積層数が300層以上である高容量のキャパシター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その電子機器に応じて変換させ、電力を分配、充電、制御する役割をする。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)で具現されることができる。
上記電力管理部500は、上記第1電源Vを第2電源Vに変換することができる。上記第2電源V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などのアクティブ素子が要求する電源であることができる。
上記第2電源安定化部600は、上記第2電源Vを安定化させ、安定化された第2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などのアクティブ素子が連結されることができる。
具体的に、上記第2電源安定化部600は、電力管理部500と出力端Vddとの間に直列連結されたインダクターLを含むことができる。また、上記第2電源安定化部600は、電力管理部500及び出力端Vddの連結端子と接地との間に形成されたキャパシターCを含むことができる。
上記第2電源安定化部600は、上記第2電源Vに含まれているノイズを減少させることができる。
また、上記第2電源安定化部600は、出力端Vddに電源を安定して供給することができる。
上記インダクターLは、大容量電流に適用可能なパワーインダクターであることが好ましい。
上記パワーインダクターとは、直流電流を印加した際に、一般のインダクターよりインダクタンス(Inductance)の変化が少ない、高い効率性のインダクターを意味する。すなわち、パワーインダクターは、一般のインダクターの機能に、DCバイアス特性(直流電流を印加した際に、それによるインダクタンスの変化)も含むものとみることができる。
また、上記キャパシターCは高容量のキャパシターであることが好ましい。
図17は駆動電源供給システムの配置パターンを示した図面である。
図17を参照すると、電力管理部500、パワーインダクターL、第2キャパシターCの配置パターンを確認することができる。
通常、電力管理部500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コンバーター毎にパワーインダクター及び高容量のキャパシターが必要である。
図17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、電池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、変換された電源を第1端子N1を介して供給することができる。上記第2端子N2は接地端子であることができる。
ここで、第1パワーインダクターL及び第2キャパシターCは、第1端子N1から電源の供給を受け、これを安定化させた後、第3端子N3を介して駆動電源を供給することで、第2電源安定化部の機能を行うことができる。
図17に図示された第4〜6端子N4〜N6は、第1〜3端子N1〜N3と同一の機能をするため、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を設計する際に考慮するべき重要な点は、電力管理部、パワーインダクター、高容量のキャパシターをできるだけ近く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、且つ厚く設計する必要がある。
その理由は、上記のような要件が満たされてこそ、部品配置面積を減少させるとともに、ノイズの発生を抑制させることができるためである。
電力管理部500の出力端の個数が少ない場合には、パワーインダクターと高容量のキャパシターとを近く配置することに特に問題ない。しかし、電力管理部500の多数の出力端を用いなければならない場合には、部品の密集度により、パワーインダクター及び高容量のキャパシターの配置が正常になされない。また、電源の優先順位に応じて、パワーインダクター及び高容量のキャパシターを非最適化状態で配置しなければならない状況が発生し得る。
例えば、パワーインダクター及び高容量のキャパシターの素子サイズが大きいため、実際に素子を配置する時に、電源線及び信号線がやむを得ず長くなるような状況が発生し得る。
パワーインダクター及び高容量のキャパシターが非最適化状態に配置される場合、各素子間の間隔及び電源線が長くなり、これによって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与える恐れがある。
図18は本発明の一実施例による複合電子部品の回路図を示した図面である。
図18を参照すると、上記複合電子部品は、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(グランド端子)と、を含むことができる。
上記電源安定化部は、パワーインダクターLと、第2キャパシターCと、を含むことができる。
上記複合電子部品は、上述の第2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により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、安定化され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との間に連結されたパワーインダクターLと、上記接地端子部Cと上記出力端子部との間に連結された第2キャパシターCと、を含むことができる。
図18を参照すると、上記パワーインダクターL及び上記第2キャパシターCが出力端子部Bを共有することで、パワーインダクターLと第2キャパシターCとの間の間隔が減少されることができる。
上記のように、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ー及び大容量のキャパシターを一つの部品で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される。
図19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した図面である。
図19を参照すると、図17に図示された第2キャパシターC及びパワーインダクターLが、本発明の一実施例による複合電子部品に置き換えられたことを確認することができる。
上述のように、上記複合電子部品は第2電源安定部の機能を行うことができる。
また、第2キャパシターC及びパワーインダクターLを本発明の一実施例による複合電子部品に置き換えることで、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ため、最適化された素子配置が可能である。
すなわち、本発明の一実施例によると、電力管理部、パワーインダクター、高容量のキャパシターをできるだけ近く配置することができ、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。
一方、電子機器の製造社では、消費者の要求に応えられるよう、電子機器に備えられるPCBのサイズを減少させるために努力している。そのために、PCBに実装されるICの集積度を高めることが要求されている。本発明の一実施例による複合電子部品のように、複数個の素子を一つの複合部品で構成することで、このような要求を満たすことができる。
また、本発明の一実施例によると、二つの部品(第2キャパシター、パワーインダクター)を一つの複合電子部品で具現することで、PCBの実装面積を減少させることができる。本実施例によると、従来の配置パターンに比べ、約10〜30%の実装面積の減少効果が得られる。
また、本発明の一実施例によると、上記電力管理部500は、駆動電源の供給を受けるICに、最短配線を介して電源を供給することができる。
また、本発明の一実施形態による複合電子部品は、キャパシターがインダクターの側面に配置されることで、インダクターで発生する磁束(Magnetic Flux)がキャパシターの内部電極に与える影響を最小化することにより、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。
また、本発明の一実施形態による複合電子部品は、キャパシターがインダクターの側面に配置されることで、部品のQ特性が低下することを防止することができる。
また、上記インダクターとキャパシターとが磁性接着剤により接着されるため、外部端子の干渉をシールド効果(Shield Effect)により遮断することができ、複合電子部品の電気的特性が劣化することを防止することができる。
[積層セラミックキャパシター実装基板]
図20は図1の複合電子部品が印刷回路基板に実装された状態を図示した斜視図である。
図20を参照すると、本実施形態による複合電子部品100実装基板800は、複合電子部品100が実装される印刷回路基板810と、印刷回路基板810の上面に形成された3個以上の電極パッド821、822、823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151、出力端子152、及びグランド端子153とそれぞれ連結される第1〜第3電極パッド821、822、823からなることができる。
この際、複合電子部品100の上記入力端子151、出力端子152、及びグランド端子153は、それぞれ第1〜第3電極パッド821、822、823上に接触するように配置された状態で、半田830により印刷回路基板810と電気的に連結されることができる。
また、上記印刷回路基板に実装される複合電子部品は、本発明の他の実施形態による複合電子部品であることもでき、重複説明を避けるために、ここではその説明を省略する。
下記表1は、本発明の実施例及び比較例による周波数毎のインダクタンス(Ls)、Q特性、及び自己共振周波数(Self Resonant Frequency;SRF)の変化を示した表である。
下記表1において、実施例は、インダクターの側面にキャパシターを結合した本発明の一実施形態による複合電子部品であり、比較例1は、パワーインダクターを単独で用いた場合であり、比較例2は、インダクター及びキャパシターを上下に結合した場合である。
Figure 2015149465
上記表1を参照すると、インダクターの側面にキャパシターを結合した本発明の一実施形態による複合電子部品である実施例は、パワーインダクターを単独で用いた比較例1に比べて、周波数毎のインダクタンス(Ls)、Q特性、及び自己共振周波数(Self Resonant Frequency;SRF)の変化の差が大きくないことが分かる。
その反面、インダクター及びキャパシターを上下に結合した比較例2の場合は、インダクターの側面にキャパシターを結合した複合電子部品である実施例及びパワーインダクターを単独で用いた比較例1に比べて、Q特性が低下し、自己共振周波数(Self Resonant Frequency;SRF)が低周波領域に移動して、インダクターの使用範囲が制限されることが分かる。
図21は、本発明の実施例及び比較例による自己共振周波数(Self Resonant Frequency;SRF)の変化を示したグラフである。
図21を参照すると、実施例1は、インダクターの側面にキャパシターを結合した本発明の一実施形態による複合電子部品であり、比較例1は、パワーインダクターを単独で用いた場合であり、比較例2は、インダクター及びキャパシターを上下に結合した場合である。
上記グラフを参照すると、インダクターの側面にキャパシターを結合した実施例1の場合、パワーインダクターを単独で用いた比較例1と自己共振周波数(Self Resonant Frequency;SRF)がほぼ同一であることが分かる。
一方、インダクター及びキャパシターを上下に結合した比較例2の場合は、自己共振周波数(Self Resonant Frequency;SRF)が低周波領域に移動して、インダクターの使用範囲が制限されることが分かる。
図22は本発明の実施例及び比較例によるQ特性の変化を示したグラフである。
図22において、実施例2は、インダクターの側面にキャパシターを結合し、上記インダクターと上記キャパシターとを磁性接着剤により接着させた本発明の一実施形態による複合電子部品であり、比較例1は、パワーインダクターを単独で用いた場合であり、比較例2は、インダクター及びキャパシターを上下に結合した場合である。
上記グラフを参照すると、インダクターの側面にキャパシターを結合し、上記インダクターと上記キャパシターとを磁性接着剤により接着させた実施例2の場合、パワーインダクターを単独で用いた比較例1に比べて、優れたQ特性を示すことが分かる。
また、インダクター及びキャパシターを上下に結合した比較例2の場合は、インダクターの側面にキャパシターを結合し、上記インダクターと上記キャパシターとを磁性接着剤により接着させた複合電子部品である実施例2及びパワーインダクターを単独で用いた比較例1に比べて、Q特性が低下することが分かる。
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。
100、700 複合電子部品
110 キャパシター
120 インダクター
121、221、321、421 磁性接着剤
130 複合体
11、211、311、411 誘電体層
21 磁性体層
31、32、231、232、233、234、331、332、333、431、432、433、434、435、436 内部電極
331a、332a、333a、431a、432a、433a、434a、435a、436a リード
122 磁性体
123 絶縁基板
124 コア
140 コイル部
151、251、351、451、451' 入力端子
152、252、352、452、452' 出力端子
153、253、353、453、453' グランド端子
800 実装基板
810 印刷回路基板
821、822、823 第1〜第3電極パッド
830 半田
300 電池
400 第1電源安定化部
500 電力管理部
600 第2電源安定化部

Claims (18)

  1. 複数の誘電体層、及び前記複数の誘電体層の各々を挟んで互いに対向するように配置される第1及び第2内部電極が積層されたセラミック本体からなるキャパシターと、コイル部を有する磁性体本体からなるインダクターと、が結合された複合体と、
    前記複合体の第1端面に形成され、前記インダクターのコイル部と連結される入力端子と、
    前記複合体の第2端面に形成され、前記インダクターのコイル部と連結される第1出力端子、及び前記複合体の第2端面に形成され、前記キャパシターの第1内部電極と連結される第2出力端子を含む出力端子と、
    前記複合体のうち前記キャパシターの上下面及び第1端面の何れか一つ以上の面に形成され、前記キャパシターの第2内部電極と連結されるグランド端子と、を含み、
    前記キャパシターは前記インダクターの側面に結合され、前記インダクターと前記キャパシターとは磁性接着剤により接着される、複合電子部品。
  2. 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1に記載の複合電子部品。
  3. 前記インダクターは、前記磁性体本体が、絶縁基板と、前記絶縁基板の少なくとも一面に形成されたコイルと、を含む薄膜形態である、請求項1または2に記載の複合電子部品。
  4. 前記磁性体本体は、コアと、前記コアに巻回された巻線コイルと、を含む形態である、請求項1から3の何れか一項に記載の複合電子部品。
  5. 前記磁性接着剤は、フェライト及び金属磁性粉末からなる群から選択される何れか一つ以上の磁性粉末及び高分子接着剤を含む、請求項1から4の何れか一項に記載の複合電子部品。
  6. 前記磁性粉末は平均粒径が15μm以下である、請求項5に記載の複合電子部品。
  7. 複数の誘電体層、及び複数の誘電体層の各々を挟んで互いに対向するように配置される第1及び第2内部電極が積層されたセラミック本体からなる第1キャパシターと、複数の誘電体層、及び複数の誘電体層の各々を挟んで互いに対向するように配置される第3及び第4内部電極が積層されたセラミック本体からなる第2キャパシターと、コイル部を有する磁性体本体からなるインダクターと、が結合された複合体と、
    前記複合体の第1端面に形成され、前記インダクターのコイル部と連結される第1入力端子、及び前記複合体の第1端面に形成され、前記第1キャパシターの第1内部電極と連結される第2入力端子を含む入力端子と、
    前記複合体の第2端面に形成され、前記インダクターのコイル部と連結される第1出力端子、及び前記複合体の第1端面に形成され、前記第2キャパシターの第3内部電極と連結される第2出力端子を含む出力端子と、
    前記複合体の第2端面に形成され、前記第1キャパシターの第2内部電極と連結される第1グランド端子、及び前記複合体の第2端面に形成され、前記第2キャパシターの第4内部電極と連結される第2グランド端子を含むグランド端子と、を含み、
    前記第1及び第2キャパシターは前記インダクターの両側面にそれぞれ結合され、前記インダクターと前記第1及び第2キャパシターとは磁性接着剤により接着される、複合電子部品。
  8. 複数の誘電体層、及び複数の誘電体層の各々を挟んで互いに対向するように配置される第1〜第3内部電極が積層されたセラミック本体からなるキャパシターと、コイル部を有する磁性体本体からなるインダクターと、が結合された複合体と、
    前記複合体の第1端面に形成され、前記インダクターのコイル部と連結される第1入力端子、及び前記複合体の第1端面に形成され、前記キャパシターの第1内部電極と連結される第2入力端子を含む入力端子と、
    前記複合体の第2端面に形成され、前記インダクターのコイル部と連結される第1出力端子、及び前記複合体の第2端面に形成され、前記キャパシターの第3内部電極と連結される第2出力端子を含む出力端子と、
    前記複合体のうち前記キャパシターの上下面及び第1側面の何れか一つ以上の面に形成され、前記キャパシターの第2内部電極と連結されるグランド端子と、を含み、
    前記キャパシターは前記インダクターの側面に結合され、前記インダクターと前記キャパシターとは磁性接着剤により接着される、複合電子部品。
  9. 前記第1内部電極は前記複合体の第1端面に露出されたリードを有し、前記第2内部電極は前記複合体の第1側面に露出されたリードを有し、前記第3内部電極は前記複合体の第2端面に露出されたリードを有する、請求項8に記載の複合電子部品。
  10. 複数の誘電体層、及び複数の誘電体層の各々を挟んで互いに対向するように配置される第1〜第3内部電極が積層されたセラミック本体からなる第1キャパシターと、複数の誘電体層、及び複数の誘電体層の各々を挟んで互いに対向するように配置される第4〜第6内部電極が積層されたセラミック本体からなる第2キャパシターと、コイル部を有する磁性体本体からなる第1インダクター及び第2インダクターと、が結合された複合体と、
    前記複合体の第1端面に形成され、前記第1インダクターのコイル部と連結される第1入力端子、前記複合体の第1端面に形成され、前記第2インダクターのコイル部と連結される第2入力端子、前記複合体の第1端面に形成され、前記第1キャパシターの第1内部電極と連結される第3入力端子、及び前記複合体の第1端面に形成され、前記第2キャパシターの第4内部電極と連結される第4入力端子を含む入力端子と、
    前記複合体の第2端面に形成され、前記第1インダクターのコイル部と連結される第1出力端子、前記複合体の第2端面に形成され、前記第2インダクターのコイル部と連結される第2出力端子、前記複合体の第2端面に形成され、前記第1キャパシターの第3内部電極と連結される第3出力端子、及び前記複合体の第2端面に形成され、前記第2キャパシターの第6内部電極と連結される第4出力端子を含む出力端子と、
    前記複合体のうち前記第1キャパシターの上下面及び第1側面の何れか一つ以上の面に形成され、前記第1キャパシターの第2内部電極と連結される第1グランド端子、及び前記複合体のうち前記第2キャパシターの上下面及び第1側面の何れか一つ以上の面に形成され、前記第2キャパシターの第5内部電極と連結される第2グランド端子を含むグランド端子と、を含み、
    前記第1インダクターと第2インダクターとが隣接しており、前記第1キャパシターは前記第1インダクターの側面に結合され、前記第2キャパシターは前記第2インダクターの側面に結合されて、前記第1及び第2インダクターと前記第1及び第2キャパシターとは磁性接着剤により接着される、複合電子部品。
  11. 電力管理部により変換された電源の供給を受ける入力端子と、
    前記電源を安定化させ、複数の誘電体層、及び複数の誘電体層の各々を挟んで互いに対向するように配置される第1及び第2内部電極が積層されたセラミック本体からなるキャパシターと、コイル部を有する磁性体本体からなるインダクターと、が結合されてなり、前記キャパシターが前記インダクターの側面に結合され、前記インダクターと前記キャパシターとは磁性接着剤により接着される複合体を備えた電源安定化部と、
    安定化された前記電源を供給する出力端子と、
    接地のためのグランド端子と、を含む複合電子部品。
  12. 前記入力端子は、前記複合体の第1端面に形成され、
    前記出力端子は、前記複合体の第2端面に形成され、前記インダクターのコイル部と連結される第1出力端子と、前記複合体の第2端面に形成され、前記キャパシターの第1内部電極と連結される第2出力端子と、を含み、
    前記グランド端子は、前記複合体のうち前記キャパシターの上下面及び第1端面の何れか一つ以上の面に形成され、前記キャパシターの第2内部電極と連結される、請求項11に記載の複合電子部品。
  13. 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11または12に記載の複合電子部品。
  14. 前記インダクターは、前記磁性体本体が、絶縁基板と、前記絶縁基板の少なくとも一面に形成されたコイルと、を含む薄膜形態である、請求項11から13の何れか一項に記載の複合電子部品。
  15. 前記磁性体本体は、コアと、前記コアに巻回された巻線コイルと、を含む形態である、請求項11から14の何れか一項に記載の複合電子部品。
  16. 前記磁性接着剤は、フェライト及び金属磁性粉末からなる群から選択される何れか一つ以上の磁性粉末及び高分子接着剤を含む、請求項11から15の何れか一項に記載の複合電子部品。
  17. 前記磁性粉末は平均粒径が15μm以下である、請求項16に記載の複合電子部品。
  18. 上部に3個以上の電極パッドを有する印刷回路基板と、
    前記印刷回路基板上に設けられた請求項1から17の何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とを連結する半田と、を含む複合電子部品実装基板。
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