JP2023054822A - Dc/dcコンバータ部品 - Google Patents

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Abstract

【課題】実装するのに必要な面積の低減に寄与するDC/DCコンバータ部品を提供する。【解決手段】DC/DCコンバータ部品300は、インダクタ部品10と、インダクタ部品10に接続されているスイッチ回路320及びスイッチ回路320を制御する制御回路330を含む半導体集積回路310と、半導体集積回路310が搭載されているとともに、他の基板に実装されたときに当該他の基板に向かい合う実装面を有しているパッケージ基板350と、を備えている。インダクタ部品10は、素体の内部で主面と平行に延びる複数のインダクタ配線を有している。インダクタ配線のターン数は、すべて0.5ターン以下であり、インダクタ部品10の厚さ方向Tdの寸法は、0.25ミリメートル以下である。【選択図】図22

Description

本開示は、DC/DCコンバータ部品に関する。
特許文献1に記載のDC/DCコンバータ部品は、インダクタ部品及び半導体集積回路を備えている。半導体集積回路は、インダクタ部品への電流の供給を切り替えるスイッチ回路、及び当該スイッチ回路を制御する制御回路を含んでいる。
特開2018-007357号公報
特許文献1に記載のようなDC/DCコンバータ部品において、半導体集積回路がパッケージ基板に取り付けられることがある。また、パッケージ基板は、さらに、電子機器のマザーボード上に取り付けられる。
特許文献1に記載のようなDC/DCコンバータ部品において、インダクタ部品は所望のインダクタンスを得るために、比較的に体格が大きくなっている。そのため、インダクタ部品は、パッケージ基板とは別に、マザーボード上に取り付ける必要がある。したがって、従来のDC/DCコンバータ部品では、マザーボード上にパッケージ基板に加えてインダクタ部品を実装するための面積が必要である。
上記課題を解決するため、本発明は、インダクタ部品と、前記インダクタ部品に接続されているスイッチ回路及び当該スイッチ回路を制御する制御回路を含む半導体集積回路と、前記半導体集積回路が搭載されているとともに、他の基板に実装されたときに当該他の基板に向かい合う実装面を有しているパッケージ基板と、を備えており、前記インダクタ部品は、磁性材料からなる磁性層を含み、前記実装面と平行な主面を有する素体と、前記素体の内部で前記主面と平行に延びる複数のインダクタ配線と、前記インダクタ配線から前記主面に直交する厚さ方向に延び、前記主面から露出している垂直配線と、を有しており、前記インダクタ配線のターン数は、すべて0.5ターン以下であり、前記インダクタ部品の前記厚さ方向の寸法は、0.25ミリメートル以下である。
DC/DCコンバータ部品の実装に必要な面積を低減できる。
実施形態のDC/DCコンバータ部品を含む電子機器の概略図。 インダクタ部品の分解斜視図。 インダクタ部品の透過上面図。 図3における4-4線に沿うインダクタ部品の断面図。 図3における5-5線に沿うインダクタ部品の断面図。 図3における6-6線に沿うインダクタ部品の断面図。 インダクタ部品の第1側面を示す側面図。 インダクタ部品の製造方法の説明図。 インダクタ部品の製造方法の説明図。 インダクタ部品の製造方法の説明図。 インダクタ部品の製造方法の説明図。 インダクタ部品の製造方法の説明図。 インダクタ部品の製造方法の説明図。 インダクタ部品の製造方法の説明図。 インダクタ部品の製造方法の説明図。 インダクタ部品の製造方法の説明図。 インダクタ部品の製造方法の説明図。 インダクタ部品の製造方法の説明図。 インダクタ部品の製造方法の説明図。 インダクタ部品の製造方法の説明図。 インダクタ部品の製造方法の説明図。 実施形態のDC/DCコンバータ部品を含む電子機器の概略図。 実施形態のDC/DCコンバータ部品を含む電子機器の概略図。 実施形態のDC/DCコンバータ部品の動作状態を説明する説明図。 実施形態のDC/DCコンバータ部品の動作状態を説明する説明図。 実施形態のDC/DCコンバータ部品の動作状態を説明する説明図。 実施形態のDC/DCコンバータ部品の動作状態を説明する説明図。 変更例のDC/DCコンバータ部品を含む電子機器の概略図。 変更例のDC/DCコンバータ部品を含む電子機器の概略図。 変更例のDC/DCコンバータ部品を含む電子機器の概略図。 変更例のDC/DCコンバータ部品を含む電子機器の概略図。 変更例のインダクタ部品の透過上面図。
以下、DC/DCコンバータ部品の実施形態を説明する。なお、図面は理解を容易にするために構成要素を拡大して示している場合がある。構成要素の寸法比率は、実際のものと、又は別の図中のものとは異なる場合がある。
先ず、DC/DCコンバータ部品を含む電子機器の回路構成について説明する。
図1に示すように、電子機器200は、直流電圧を印加する電源210を備えている。電源210の低電位端子はグランドに接続されている。電源210の高電位端子は、DC/DCコンバータ部品300の入力端子301に接続されている。入力端子301には、電源電圧が入力される。DC/DCコンバータ部品300は、入力された直流電圧を降圧させて出力する。つまり、DC/DCコンバータ部品300は、降圧コンバータを構成する部品である。DC/DCコンバータ部品300の出力側には、電圧を平滑化するためのコンデンサ400が接続されている。また、DC/DCコンバータ部品300の出力端子302には、負荷としてのマイクロプロセッサ500が、コンデンサ400と並列に接続されている。なお、これらマイクロプロセッサ500及びコンデンサ400はグランドに接続されている。
DC/DCコンバータ部品300は、第1スイッチング素子321及び第2スイッチング素子322を備えている。第1スイッチング素子321の第1端は、インダクタ部品10の第1端子部80Aに接続されている。第1スイッチング素子321の第2端は、入力端子301に接続されている。第2スイッチング素子322の第1端は、インダクタ部品10の第2端子部80Bに接続されている。第2スイッチング素子322の第2端は、入力端子301に接続されている。つまり、第1スイッチング素子321及び第2スイッチング素子322は、電源210に対して並列に接続されている。
インダクタ部品10の第3端子部80Cには、第3スイッチング素子323の第1端が接続されている。第3スイッチング素子323の第2端は、コンデンサ400及びマイクロプロセッサ500に接続されている。
また、第1スイッチング素子321の第1端とインダクタ部品10の第1端子部80Aとの間のノードをノードN1としたとき、ノードN1には、第4スイッチング素子324の第1端が接続されている。第4スイッチング素子324の第2端は、第3スイッチング素子323とコンデンサ400との間のノードN2に接続されている。
DC/DCコンバータ部品300は、第5スイッチング素子325を備えている。第5スイッチング素子325の第1端は、第1スイッチング素子321の第1端と第1端子部80Aとの間に接続されている。第5スイッチング素子325の第2端は、接地用の第1接地端子303を介してグランドに接続されている。なお、「接地」とは、基準電位であるグランドへの接続を指し、アースへの接続には限られない。
DC/DCコンバータ部品300は、第6スイッチング素子326を備えている。第6スイッチング素子326の第1端は、第2スイッチング素子322の第1端と第2端子部80Bとの間に接続されている。第6スイッチング素子326の第2端は、接地用の第2接地端子304を介してグランドに接続されている。
各スイッチング素子321~326は、例えば電界効果トランジスタである。各スイッチング素子321~326は、制御回路330によって、オンオフ状態が制御される。制御回路330には、負荷であるマイクロプロセッサ500に流れる直流電流を検出する電流計340が検出する電流値が入力される。制御回路330は、入力された電流値に基づいて、各スイッチング素子321~326へオンオフ状態を示す信号MS1~MS6を送ることで、各スイッチング素子321~326のオンオフ状態を切り替える。
DC/DCコンバータ部品300が機能している場合、第1スイッチング素子321及び第2スイッチング素子322のいずれか一方は、オンオフが繰り返し切り替えられる。又は、DC/DCコンバータ部品300が機能している場合、第1スイッチング素子321及び第2スイッチング素子322が同期して、オンオフが繰り返し切り替えられる。また、このようなとき第5スイッチング素子325は、繰り返しオンオフが切り替えられている第1スイッチング素子321と、相補的にオンオフされる。同様に、このようなとき第6スイッチング素子326は、繰り返しオンオフが切り替えられている第2スイッチング素子322と、相補的にオンオフされる。したがって、第1スイッチング素子321がオフの場合、第1端子部80Aは、DC/DCコンバータ部品300の接地用の第1接地端子303に接続される。同様に、第2スイッチング素子322がオフの場合、第2端子部80Bは、DC/DCコンバータ部品300の接地用の第2接地端子304に接続される。
次に、インダクタ部品10について詳述する。
図2に示すように、インダクタ部品10は、全体として、厚さ方向Tdに5つの層が積層されたような構造になっている。なお、以下の説明では、厚さ方向Tdの一方側を上側とし、その反対側を下側とする。
第1層L1は、第1インダクタ配線20Rと、第2インダクタ配線20Lと、第1支持配線41と、第2支持配線42と、内磁路部51と、外磁路部52と、によって構成されている。
第1層L1は、厚さ方向Tdから視ると、長方形状となっている。なお、この長方形状の長辺に平行な方向を長手方向Ld、短辺に平行な方向を短手方向Wdとする。
第1インダクタ配線20Rは、第1配線本体21Rと、第1配線本体21Rの第1端部に設けられた第1パッド22Rと、第1配線本体21Rの第2端部に設けられた第2パッド23Rと、によって構成されている。第1配線本体21Rは、第1層L1の長手方向Ldに直線状に延びている。第1配線本体21Rにおいて長手方向Ldの第1端側の第1端部には、第1パッド22Rが接続されている。なお、配線本体21における長手方向Ldの第1端側の第1端部は、配線本体21における長手方向Ldの中央部に比べ広がるように大きくなっていてもよい。
第1パッド22Rの短手方向Wdの寸法は、第1配線本体21Rの短手方向Wdの寸法よりも大きくなっている。第1パッド22Rは、厚さ方向Tdから視たときに、略正方形状になっている。
また、第1配線本体21Rにおいて長手方向Ldの第2端側の第2端部には第2パッド23Rが接続されている。なお、配線本体21における長手方向Ldの第2端側の第2端部は、配線本体21における長手方向Ldの中央部に比べ広がるように大きくなっていてもよい。
第2パッド23Rの短手方向Wdの寸法は、第1配線本体21Rの短手方向Wdの寸法よりも大きくなっている。第2パッド23Rは、厚さ方向Tdから視たときに、第1パッド22Rと同じ略正方形状になっている。なお、第1インダクタ配線20Rは、第1層L1の短手方向Wdの第2端側に寄って配置されている。
第2インダクタ配線20Lは、第2配線本体21Lと、第2配線本体21Lの第1端部に設けられた第1パッド22Lと、第2配線本体21Lの第2端部に設けられた第2パッド23Rと、によって構成されている。
第2配線本体21Lは、2つの直線部とこれらを繋ぐ部分とを有していて、全体としてL字状に延びている。具体的には、第2配線本体21Lは、長手方向Ldに延びる長直線部31と、短手方向Wdに延びる短直線部32と、これらを繋ぐ接続部33とからなる。
図3に示すように、第1層L1の短手方向Wdの中央を通り、且つ長手方向Ldに延びる直線を対称軸AXとしたとき、長直線部31は、対称軸AXに対して第1配線本体21Rと線対称の位置に配置されている。また、長直線部31が長手方向Ldに延びる長さは、第1配線本体21Rが長手方向Ldに延びる長さよりもやや長くなっている。また、長直線部31の短手方向Wdの寸法は、第1配線本体21Rの短手方向Wdの寸法と等しくなっている。長直線部31の長手方向Ldの第1端側の第1端は、第1パッド22Rに接続されている。長直線部31の長手方向Ldの第2端側の端は、接続部33の第1端に接続されている。
接続部33のうち、長直線部31と繋がっていない端は、短手方向Wdの第2端側を向いている。すなわち、接続部33は、第2配線本体21Lにおいて、長手方向Ldの第1端側から短手方向Wdの第2端側に向かって90度に湾曲している。
接続部33の短手方向Wdの第2端側を向いている端は、短直線部32に接続されている。なお、短直線部32の短手方向Wdの第2端側の第2端部は、短直線部32における短手方向Wdの中央部に比べ広がるように大きくなっていてもよい。
短直線部32の長手方向Ldの寸法は、長直線部31の短手方向Wdの寸法と等しくなっている。短直線部32のうち、短手方向Wdの第2端側を向く端は、第1配線本体21Rに接続された第2パッド23Rに接続されている。すなわち、第1インダクタ配線20Rにおける第2パッド23Rが、第2インダクタ配線20Lにおける第2パッド23Rと同一のパッドである。また、2つのインダクタ配線20は、同一平面上に存在している。すなわち、2つのインダクタ配線20は、インダクタ部品10の内部にて接続されている。
上記、第2インダクタ配線20Lのターン数は、仮想ベクトルに基づいて定められている。仮想ベクトルの始点は、第2配線本体21Lの配線幅の中央を通って第2配線本体21Lの延設方向に延びる中心軸線C2上に配置されている。そして、仮想ベクトルは、厚さ方向Tdから視たときに第2配線本体21Lの始点を第1端に配置した状態から中心軸線C2の第2端まで移動させたときに、仮想ベクトルの向きが回転した角度が360度のときに、ターン数は1.0ターンとして定められる。ただし、仮想ベクトルの向きが、複数回巻回する場合、連続する同一方向の巻回である場合にターン数が増加するものとする。仮想ベクトルの向きが、1回前に巻回した方向と異なる方向に巻回した場合、ターン数は再度0ターンからカウントする。例えば、時計回りに180度巻回し、その後反時計回りに180度巻回した場合は0.5ターンとなる。したがって、例えば180度巻回されると、ターン数は0.5ターンとなる。本実施形態では、第2配線本体21L上に仮想的に配置された仮想ベクトルの向きは、接続部33で90度回転される。そのため、第2配線本体21Lが巻回されているターン数は、0.25ターンとなっている。なお、第2配線本体21Lの中心軸線C2は、第2配線本体21Lが延びる方向と直交する方向において第2配線本体21Lの中間点を辿った線である。すなわち、第2配線本体21Lの中心軸線C2は、厚さ方向Tdから視たときに、略L字状になっている。
図3に示すように、第2配線本体21Lの長直線部31の長手方向Ldの第1端側の端には、第1パッド22Lが接続されている。当該第1パッド22Lは、第1配線本体21Rに接続された第1パッド22Rと、同一の形状である。すなわち、第1パッド22Lは、厚さ方向Tdから視たときに、略正方形状である。また、当該第1パッド22Lは対称軸AXに対して、第1配線本体21Rに接続された第1パッド22Rに線対称に配置されている。
第1層L1において、第1配線本体21Rに対して第1パッド22Rを挟んだ反対側からは、第1支持配線41が延びている。すなわち、第1支持配線41は、第1パッド22Rにおける長手方向Ldの第1端側の縁から延びている。第1支持配線41は、長手方向Ldと平行に直線状に延びている。第1支持配線41は、第1層L1の長手方向Ldの第1端側の第1側面91まで延びていて、第1側面91に露出している。同様に、第1層L1において、第2配線本体21Lに対して第1パッド22Lを挟んだ反対側からも、第1支持配線41が延びている。
第1層L1において、第1配線本体21Rに対して第2パッド23Rを挟んだ反対側からは、第2支持配線42が延びている。すなわち、第2支持配線42は、第2パッド23Rにおける長手方向Ldの第2端側の縁から延びている。第2支持配線42は、長手方向Ldと平行に直線状に延びている。第2支持配線42は、第1層L1の長手方向Ldの第2端側の第2側面92まで延びていて、第2側面92に露出している。なお、本実施形態では、第2配線本体21Lの短直線部32に対して第2パッド23Rを挟んだ反対側には、支持配線は設けられていない。
第1インダクタ配線20R及び第2インダクタ配線20Lは、導電性材料からなっている。本実施形態において、第1インダクタ配線20R及び第2インダクタ配線20Lの組成は、銅の比率が99wt%以上で硫黄の比率が0.1wt%以上1.0wt%以下とすることができる。
第1支持配線41及び第2支持配線42の材質は、第1インダクタ配線20R及び第2インダクタ配線20Lと同じ導電性材料である。ただし、第1支持配線41のうち、第1側面91に露出している露出面41Aを含む一部分は、Cu酸化物になっている。同様に、第2支持配線42のうち第2側面92に露出している露出面42Aを含む一部分は、Cu酸化物になっている。
図2に示すように、第1層L1において、第1インダクタ配線20Rと第2インダクタ配線20Lとの間の領域は、内磁路部51となっている。内磁路部51の材質は、磁性材料となっている。具体的には、内磁路部51の材質は、鉄シリカ系合金又はそれらのアモルファス合金からなる金属磁性粉を含有する有機樹脂となっている。金属磁性粉は、鉄を含む合金であり、金属磁性粉の平均粒子径は、約5マイクロメートルとすることができる。
なお、この実施形態において、金属磁性粉の粒子径とは、内磁路部51を切断した断面で現れる金属磁性粉の断面形状において、その断面形状の縁から縁までに引ける線分のうち最も長い長さである。そして、平均粒子径とは、内磁路部51を切断した断面で現れる金属磁性粉のうち、ランダムな3点以上の金属磁性粉の粒子径の平均である。
第1層L1において、厚さ方向Tdから視たときに、第1インダクタ配線20Rよりも短手方向Wdの第2端側の領域、及び第2インダクタ配線20Lよりも短手方向Wdの第1端側の領域は、外磁路部52となっている。外磁路部52の材質は、内磁路部51と同じ磁性材料となっている。
本実施形態において、第1層L1の厚さ方向Tdの寸法、すなわち、インダクタ配線20、第1支持配線41、及び第2支持配線42の厚さ方向Tdの寸法は、およそ40マイクロメートルとすることができる。
第1層L1の厚さ方向Tdの下側の面である下面には、厚さ方向Tdから視たときに第1層L1と同じ長方形状の第2層L2が積層されている。第2層L2は、2つの絶縁樹脂61と、絶縁樹脂磁性層53と、によって構成されている。
絶縁樹脂61は、第1インダクタ配線20Rと、第2インダクタ配線20Lと、第1支持配線41と、第2支持配線42とを、厚さ方向Tdの下側から覆っている。絶縁樹脂61は、厚さ方向Tdから視ると、第1インダクタ配線20Rと、第2インダクタ配線20Lと、第1支持配線41と、第2支持配線42との外縁より僅かに広い範囲を覆うような形状となっている。その結果、一方の絶縁樹脂61は、直線の帯状となっている。他方の絶縁樹脂61は、略L字状に延びる帯状となっている。絶縁樹脂61の材質は、絶縁性の樹脂であり、この実施形態では例えばポリイミド系樹脂とすることができる。絶縁樹脂61はインダクタ配線20よりも絶縁性が高くなっている。絶縁樹脂61は、インダクタ配線20の数及び配置に対応して、短手方向Wdに2つ並んで設けられているとともに、端部において互いに接続されている。
第2層L2において、2つの絶縁樹脂61を除く部分は、絶縁樹脂磁性層53となっている。絶縁樹脂磁性層53の材質は、上述した内磁路部51や外磁路部52と同じ磁性材料となっている。
第2層L2の厚さ方向Tdの下側の面である下面には、厚さ方向Tdから視たときに第2層L2と同じ長方形状の第3層L3が積層されている。第3層L3は、第1磁性層54となっている。そのため、第1磁性層54は、インダクタ配線20よりも下側に配置されている。第1磁性層54の材質は、上述した内磁路部51や外磁路部52、絶縁樹脂磁性層53と同じ金属磁性粉を含有する有機樹脂となっている。
一方、第1層L1の厚さ方向Tdの上側の面である上面には、厚さ方向Tdから視たときに第1層L1と同じ長方形状の第4層L4が積層されている。第4層L4は、2つの第1垂直配線71と、1つの第2垂直配線72と、第2磁性層55とによって構成されている。
第1垂直配線71は、第1インダクタ配線20Rにおける第1パッド22Rの上面に、他の層を介することなく直接接続されている。すなわち、第1パッド22Rには、第1垂直配線71、第1配線本体21Rの第1端部及び第1支持配線41が接続されている。同様に、別の第1垂直配線71は、第2インダクタ配線20Lにおける第1パッド22Lの上面に、他の層を介することなく直接接続されている。すなわち、第1パッド22Lには、第1垂直配線71、第2配線本体21Lの第1端部及び第1支持配線41が接続されている。2つの第1垂直配線71は、対称軸AXに対して線対称となる位置に配置されている。第1垂直配線71の材質は、第1インダクタ配線20R及び第2インダクタ配線20Lと同じ材質となっている。第1垂直配線71は、正四角柱状となっており、正四角柱の軸線方向が厚さ方向Tdと一致している。
図3に示すように、厚さ方向Tdから視たときに、正方形状の第1垂直配線71の各辺の寸法は、正方形状の第1パッド22Rの各辺の寸法よりも僅かに小さくなっている。そのため、第1パッド22Rの面積は、第1パッド22Rとの接続箇所における第1垂直配線71の面積よりも大きくなっている。なお、厚さ方向Tdの上側から視たときに、第1垂直配線71の中心軸線CV1は、略正方形状の第1パッド22Rの幾何中心と一致している。第1垂直配線71は、第1パッド22Rの数に対応して2つ設けられている。
図2に示すように、第2垂直配線72は、第1インダクタ配線20Rにおける第2パッド23Rの上面に、他の層を介することなく直接接続されている。すなわち、第2パッド23Rには、第2垂直配線72、第1配線本体21Rの第2端部、第2配線本体21Lの第2端部及び第2支持配線42が接続されている。第2垂直配線72の材質は、第1インダクタ配線20Rと同じ材質となっている。第2垂直配線72は、正四角柱状となっており、正四角柱の軸線方向が厚さ方向Tdと一致している。
図3に示すように、厚さ方向Tdから視たときに、正方形状の第2垂直配線72の各辺の寸法は、正方形状の第2パッド23Rの各辺の寸法よりも僅かに小さくなっている。そのため、第2パッド23Rの面積は、第2パッド23Rとの接続箇所における第2垂直配線72の面積よりも大きくなっている。なお、厚さ方向Tdの上側から視たときに、第2垂直配線72の中心軸線CV2は、略正方形状第2パッド23Rの幾何中心と一致している。第2垂直配線72は、第2パッド23Rの数に対応して1つ設けられている。
図2に示すように、第4層L4において、2つの第1垂直配線71と2つの第2垂直配線72とを除く部分は、第2磁性層55となっている。そのため、第2磁性層55は、各インダクタ配線20及び各支持配線41、42の上面に積層されている。すなわち、各支持配線41、42が、第2磁性層55と直接接している。第2磁性層55の材質は、上述した第1磁性層54と同じ磁性材料となっている。
インダクタ部品10において、内磁路部51と、外磁路部52と、絶縁樹脂磁性層53と、第1磁性層54と、第2磁性層55と、によって、磁性層50が構成されている。内磁路部51と、外磁路部52と、絶縁樹脂磁性層53と、第1磁性層54と、第2磁性層55とは、接続されており、第1インダクタ配線20R及び第2インダクタ配線20Lを取り囲んでいる。このように、磁性層50は第1インダクタ配線20R及び第2インダクタ配線20Lに対して閉磁路を構成している。そのため、第1インダクタ配線20R及び第2インダクタ配線20Lは、磁性層50の内部で延びている。なお、内磁路部51と、外磁路部52と、絶縁樹脂磁性層53と、第1磁性層54と、第2磁性層55と、は、区別して図示しているが、磁性層50として一体化されていて境界が確認できないこともある。
第4層L4の厚さ方向Tdの上側の面である上面には、厚さ方向Tdから視たときに第4層L4と同じ長方形状の第5層L5が積層されている。第5層L5は、4つの端子部80と、絶縁層90と、によって構成されている。4つの端子部80のうち2つは、第1垂直配線71に電気的に接続された第1外部端子81である。また、4つの端子部80のうち1つは、第2垂直配線72に電気的に接続された第2外部端子82である。4つの端子部80のうち、第1外部端子81及び第2外部端子82を除く残りの1つは、第1インダクタ配線20R及び第2インダクタ配線20Lのいずれにも電気的に接続されていないダミー部83である。
図3に示すように、第5層L5の長手方向Ldの中央を通り、短手方向Wdに平行な仮想直線BXを引いたとき、上述の対称軸AXと仮想直線BXとが交差する第5層L5の上面上の点が第5層L5の幾何中心Gである。4つの端子部80は、厚さ方向Tdから視たときに、第5層L5の幾何中心Gに対して2回対称位置に配置されている。
第1外部端子81は、第1垂直配線71の上面に、他の層を介することなく直接接続されている。第1外部端子81は、厚さ方向Tdから視たときに、長方形状となっており、第2磁性層55上にも位置している。第1外部端子81が第1垂直配線71と接触している面積は、第1外部端子81の全体の面積に対して半分以下である。第1外部端子81の長方形の長辺は、第5層L5の長手方向Ldと平行に延びており、短辺は、第5層L5の短手方向Wdと平行に延びている。第1外部端子81は、第1垂直配線71の数に対応して2つ設けられている。
第2外部端子82は、第2垂直配線72の上面に、他の層を介することなく直接接続されている。第2外部端子82が第2垂直配線72と接触している面積は、第2外部端子82の全体の面積に対して半分以下である。第2外部端子82は、厚さ方向Tdから視たときに、長方形状となっており、第2磁性層55上にも位置している。第2外部端子82の長方形の長辺は、第5層L5の長手方向Ldと平行に延びており、短辺は、第5層L5の短手方向Wdと平行に延びている。
図2に示すように、4つの端子部80のうち1つはダミー部83となっている。図4に示すように、ダミー部83は、第4層L4の第2磁性層55の上面に、他の層を介すことなく直接接続されている。図3に示すように、ダミー部83は、厚さ方向Tdから視たときに、第1外部端子81及び第2外部端子82と、異なる形状をしている。本実施形態では、ダミー部83は、厚さ方向Tdから視たときに楕円形状になっている。一方で、ダミー部83の形状はこれに限らず、例えば、第1外部端子81及び第2外部端子82と異なる長方形状、円形状であってもよい。ダミー部83の楕円の長軸は、第5層L5の長手方向Ldと平行に延びており、短軸は第5層L5の短手方向Wdと平行に延びている。
厚さ方向Tdから視たときに、ダミー部83の大半の部分は、第2インダクタ配線20Lと重なっている。より具体的には、厚さ方向Tdから視たときに、ダミー部83は、第2インダクタ配線20Lにおける接続部33と重なる位置に配置されている。また、厚さ方向Tdから視たときに、ダミー部83の面積は、第1外部端子81及び第2外部端子82の面積と同じである。なお、本実施形態において、「面積が同じ」とは、製造上の誤差を許容するものである。したがって、ダミー部83と第1外部端子81及び第2外部端子82との面積の差が±10%以内であれば、面積が同じであるとみなせる。
4つの端子部80は、導電性を有する複数の層で構成されている。具体的には、銅、ニッケル、金の3層構造となっている。なお、厚さ方向Tdから視たときに、第1外部端子81において、厚さ方向Tdの下側に備えられた第2磁性層55及び第1垂直配線71が透けて見えることがある。第1外部端子81から第1垂直配線71が透けて見える領域は、厚さ方向Tdから視たときに、第1外部端子81の半分以下の領域である。
同様に、第2外部端子82において、厚さ方向Tdの下側に備えられた第2磁性層55及び第2垂直配線72が透けて見えることがある。第2外部端子82から第2垂直配線72が透けて見える領域は、厚さ方向Tdから視たときに、第2外部端子82の半分以下の領域である。
ダミー部83においては、厚さ方向Tdの下側に備えられた第2磁性層55が透けて見えることがある。一方、第1外部端子81から透けて見える第2磁性層55の領域は、第1外部端子81の半分以上の領域である。第2外部端子82から透けて見える第2磁性層55の領域は、第2外部端子82の半分以上の領域である。すなわち、厚さ方向Tdから視たときに、ダミー部83の全体と、第1外部端子81及び第2外部端子82の半分以上の領域とが、光学的に同じ色である。ここでの同じ色とは、例えば、色差計を用いたときに、RGBを示す数値の差異が、所定の範囲内であるときに同じ色とみなす。なお、所定の範囲は例えば、10%等である。
第5層L5において、端子部80を除く部分は、絶縁層90となっている。換言すると、第4層L4の上面のうち、2つの第1外部端子81と、1つの第2外部端子82と、1つのダミー部83とによって覆われていない範囲は、第5層L5の絶縁層90によって覆われている。また、厚さ方向Tdから視たときに、端子部80の外縁は、絶縁層90と接している。絶縁層90は、磁性層50よりも絶縁性が高く、本実施形態では、絶縁層90はソルダーレジストとなっている。絶縁層90の厚さ方向Tdの寸法は、端子部80のいずれの厚さ方向Tdの寸法よりも小さくなっている。
本実施形態においては、磁性層50と、絶縁樹脂61と、絶縁層90とによって、素体BDが構成されている。すなわち、素体BDは、厚さ方向Tdから視たとき、長方形状になっている。本実施形態において、素体BDの厚さ方向の寸法は、例えば、約0.2ミリメートルとすることができる。素体BDとは、インダクタ部品10のうち、導電性を有する配線及び端子を除いた部分であり、絶縁性を有する部分である。また、素体BDの形状は、上述したとおり、直方体状であり、部分的に突出する部材は除く。なお、素体BDの形状が直方体状であれば、積層されている部分は素体BDに含まれる。
素体BDの表面のうち、絶縁層90における厚さ方向Tdの上側の面が主面MFとなっている。したがって、インダクタ配線20は、素体BDの主面MFと平行に延びている。そして、インダクタ配線20の第1パッド22R及び第1パッド22Lから主面MFに向かって第1垂直配線71が厚さ方向Tdに延びている。第1垂直配線71は主面MFから露出している。インダクタ配線20の第2パッド23Rからは主面MFに向かって第2垂直配線72が厚さ方向Tdに延びている。第2垂直配線72は主面MFから露出している。なお、本実施形態のように、第1垂直配線71及び第2垂直配線72における主面MFから露出している面の少なくとも一部が、第1外部端子81及び第2外部端子82に覆われていることもある。
端子部80は、主面MFにおいて厚さ方向Tdの上側に露出している。また、厚さ方向Tdから視たときに、端子部80の外縁は、主面MFの範囲内に配置されている。すなわち、各第1外部端子81、第2外部端子82及びダミー部83は、素体BDの表面のうち、主面MFにおいてのみ素体BDの外方に露出している。
素体BDは主面MFに垂直な第1側面93を有している。なお、第1層L1の第1側面91は、素体BDの第1側面93の一部である。また、素体BDは主面MFに垂直な側面であって第1側面93と平行な第2側面94を有している。なお、第1層L1の第2側面92は、素体BDの第2側面94の一部である。すなわち、第1支持配線41は、インダクタ配線20から主面MFと平行に延び、端部が素体BDの第1側面93に露出している。同様に、第2支持配線42は、インダクタ配線20から主面MFと平行に延び、端部が素体BDの第2側面94に露出している。
本実施形態では、第5層L5の幾何中心Gは、主面MFの幾何中心と一致する。また、厚さ方向Tdから視たときに、主面MFの幾何中心と素体BDの幾何中心とは一致している。
図3に示すように、主面MFの幾何中心Gをとおり、主面MFの短手方向Wdの一辺に平行な仮想直線BXにおいて、主面MFを第1領域と第2領域とに仮想的に分割したとする。仮想直線BXよりも長手方向Ldの第1端側を第1領域としたとき、第1領域にはダミー部83が設けられていない。また、仮想直線BXよりも長手方向Ldの第2端側を第2領域としたとき、第2領域には、第2領域に設けられた第2外部端子82の数と同じ数のダミー部83が設けられている。
次に、各配線について詳述する。
図3に示すように、厚さ方向Tdから視たとき、第1配線本体21Rの中心軸線C1は、長手方向Ldに延びている。なお、第1配線本体21Rの中心軸線C1は、第1配線本体21Rが延びる方向と直交する方向、すなわち短手方向Wdにおいて第1配線本体21Rの中間点を辿った線である。各配線本体21の線幅、すなわち、短手方向Wdの寸法は、50マイクロメートルになっている。
上述したように、第2インダクタ配線20Lの第2配線本体21Lの中心軸線C2は略L字状に延びている。ここで、第2配線本体21Lの長直線部31の配線長は、第1配線本体21Rの配線長よりも長くなっている。加えて、第2配線本体21Lは、接続部33および短直線部32を有している。したがって、第2配線本体21Lの配線長の方が、第1配線本体21Rの配線長よりも、長くなっている。具体的には、第2配線本体21Lの配線長は、第1配線本体21Rの配線長の1.2倍以上である。
上記の配線長の違いを反映して、第2インダクタ配線20Lのインダクタンス値は、第1インダクタ配線20Rのインダクタンス値より10%以上大きくなっている。具体的には、例えば第2インダクタ配線20Lのインダクタンス値は3.3nHである。また、例えば第1インダクタ配線20Rのインダクタンス値は2.5nHである。さらに、各インダクタ配線20の直流電気抵抗は、1mΩ以上であり、25mΩ以下である。なお、本実施形態では、第1インダクタ配線20Rのインダクタンス値が、複数のインダクタ配線20のインダクタンス値のうち、最小である。
第1インダクタ配線20Rの第1配線本体21Rは、素体BDにおける長手方向Ldの外縁の一辺に沿って延びている。厚さ方向Tdから視たときに、第2インダクタ配線20Lの第1パッド22L及び第2パッド23Rは、素体BDの幾何中心に対して対称的な位置に配置されている。本実施形態では、第2インダクタ配線20Lの第1パッド22Lと第2パッド23Rとは、幾何中心Gに対して2回対称の位置に配置されている。
第1インダクタ配線20Rは、第2インダクタ配線20Lと互いに平行に延びる平行部分を有している。具体的には、第1配線本体21Rと、第2配線本体21Lの長直線部31とが平行部分に該当する。これら第1配線本体21R及び長直線部31は、第1層L1において短手方向Wdに並設されている。なお、平行部分は、実質的に平行であればよく、製造誤差を許容する。
以下の説明では、短手方向Wdにおける第1配線本体21Rの中心軸線C1と、第2配線本体21Lの長直線部31における中心軸線C2との距離を配線本体間のピッチX1とする。配線本体間のピッチは、隣り合う平行部分のピッチである。また、隣り合うインダクタ配線の平行部分の間隔、すなわち、図22の第1配線本体21Rの短手方向Wdの第1端側と第2配線本体21Lの長直線部31の短手方向Wdの第2端側との間の距離は、例えば、およそ200マイクロメートルになっている。
図3に示すように、第1配線本体21Rの中心軸線C1から、第1配線本体21Rに最も近い短手方向Wdの素体の端、すなわち第2端側の端までの距離を、第1距離Y1とする。第2インダクタ配線20Lの平行部分である長直線部31の中心軸線C2から、長直線部31に最も近い短手方向Wdの素体BDの端、すなわち第1端側の端までの距離を第2距離Y2とする。本実施形態において、第1距離Y1は、第2距離Y2と同じ寸法である。
短手方向Wdにおいて、配線本体間のピッチX1は、第1距離Y1及び第2距離Y2と寸法が異なっている。具体的には、配線本体間のピッチX1は、およそ「250マイクロメートル」とすることができる。第1距離Y1、第2距離Y2は、およそ「175マイクロメートル」とすることができる。このように、第1距離Y1及び第2距離Y2は、ピッチX1の2分の1よりもやや大きいことが好ましい。
厚さ方向Tdから視て、第1インダクタ配線20Rの第1パッド22Rに接続している第1支持配線41の中心軸線A1は、長手方向Ldに延びている。第1支持配線41の中心軸線A1は、第1配線本体21Rの中心軸線C1よりも短手方向Wdの外側に位置している。すなわち、第1インダクタ配線20Rに接続している第1支持配線41の中心軸線A1の延長線と第1配線本体21Rの中心軸線C1とは一致していない。そのため、第1支持配線41の中心軸線A1と第1配線本体21Rの中心軸線C1とは、異なる直線上に位置している。また、第1支持配線41の中心軸線A1の延長線は、第1垂直配線71の中心軸線CV1と交差している。
第2インダクタ配線20Lの第1パッド22Lに接続している第1支持配線41の中心軸線A1は、長手方向Ldに延びている。第1支持配線41の中心軸線A1は、第2配線本体21Lの中心軸線C2、より詳細には長直線部31の中心軸線C2よりも短手方向Wdの外側に位置している。すなわち、第2インダクタ配線20Lに接続している第1支持配線41の中心軸線A1の延長線と第2配線本体21Lの中心軸線C2とは一致していない。そのため、第1支持配線41の中心軸線A1と第2配線本体21Lの中心軸線C2とは、異なる直線上に位置している。また、第1支持配線41の中心軸線A1の延長線は、第1垂直配線71の中心軸線CV1と交差している。なお、第1インダクタ配線20Rに接続している第1支持配線41と、第2インダクタ配線20Lに接続している第1支持配線41とは、対称軸AXを基準に線対称の位置に配置されている。
また、厚さ方向Tdから視て、第2支持配線42の中心軸線A2は、長手方向Ldに延びている。第2支持配線42の中心軸線A2は、第1配線本体21Rの中心軸線C1よりも短手方向Wdの外側に位置している。すなわち、第2支持配線42の中心軸線A2の延長線と第1配線本体21Rの中心軸線C1とは一致していない。そのため、第2支持配線42の中心軸線A2と第1配線本体21Rの中心軸線C1とは、異なる直線上に位置している。また、第2支持配線42の中心軸線A2の延長線上には、第2垂直配線72が配置されている。そして、第2支持配線42の中心軸線A2の延長線は、第2垂直配線72の中心軸線CV2と交差している。
第1インダクタ配線20Rから延びている第1支持配線41及び第2支持配線42は、短手方向Wdにおいて同じ位置に配置されている。すなわち、第1支持配線41の中心軸線A1と第2支持配線42の中心軸線A2とは同一直線上に位置している。なお、本願において、第1インダクタ配線20R及び第2インダクタ配線20Lの最小線幅を基準に、10%以内のずれであれば、同一直線上にある、とみなす。具体的には、本実施形態におけるインダクタ配線20の最小線幅は、第1配線本体21R及び第2配線本体21Lの線幅である50マイクロメートルである。したがって、本実施形態における「同一直線上」とは、2つの軸線の最短距離が5マイクロメートル以内の場合であり、「異なる直線上」とは、2つの軸線の最短距離が5マイクロメートルを超える場合である。
上述したように、第1層L1において、各第1支持配線41は、対称軸AXを基準として、線対称に配置されている。したがって、図3に示すように、素体BDの短手方向Wdの第2端側の端から、第1インダクタ配線20Rから延びる第1支持配線41の中心軸線A1までの距離Q1は、素体BDの短手方向Wdの第1端側の端から、第2インダクタ配線20Lから延びる第1支持配線41の中心軸線A1までの距離Q2と同じである。
一方、短手方向Wdにおいて、第1インダクタ配線20Rから延びる第1支持配線41の中心軸線A1から、第2インダクタ配線20Lから延びる第1支持配線41の中心軸線A1までのピッチP1は、上述の距離Q1及び距離Q2よりも大きくなっている。具体的には、ピッチP1は、距離Q1及び距離Q2のおよそ2倍の長さである。
図5に示すように、第1配線本体21Rの短手方向Wdの配線幅H1は第2配線本体21Lの配線幅H2と等しくなっている。なお、本願において、第1配線本体21Rと第2配線本体21Lの断面積のずれが10%以内であれば、等しい、とみなす。
また、第1インダクタ配線20R及び第2インダクタ配線20Lは同一の第1層L1に配置されているため、第1配線本体21Rと第2配線本体21Lの厚さ方向Tdの寸法も同じである。したがって、第1配線本体21Rの中心軸線C1に直交する断面での第1配線本体21Rの断面積は、第2配線本体21Lの断面積と等しくなっている。
図5及び図6に示すように、第1支持配線41の短手方向Wdの配線幅W1は、第1配線本体21Rの短手方向Wdの配線幅H1よりも小さくなっている。ここで、第1支持配線41と第1配線本体21Rとは同一の第1層L1に設けられており、厚さ方向Tdの寸法は略同じである。したがって、配線幅の違いを反映して各第1支持配線41の断面積は、第1配線本体21Rの断面積よりも小さくなっている。
同様に、図3及び図6に示すように第2支持配線42の短手方向Wdの配線幅W2は、第1配線本体21Rの短手方向Wdの配線幅H1よりも小さくなっている。したがって、配線幅の違いを反映して、第2支持配線42の断面積は、第1配線本体21Rの断面積よりも小さくなっている。
図7に示すように、素体BDにおける長手方向Ldの第1端側の第1側面93には、2つの第1支持配線41の端が露出している。各第1支持配線41において第1側面93に露出している露出面41Aの形状は、中心軸線A1と直交する第1支持配線41の断面形状を短手方向Wdに若干引き延ばしたような形状になっている。その結果として、第1支持配線41の露出面41Aの面積は、中心軸線A1と直交する断面における、素体BDの内部での第1支持配線41の断面積よりも大きくなっている。同様に、図2に示すように、第2支持配線42は、素体BDの長手方向Ldの第2端側の第2側面94に露出している。第2支持配線42において第2側面94に露出している露出面42Aの面積は、中心軸線A2と直交する断面における、素体BDの内部での第2支持配線42の断面積よりも大きくなっている。これにより、第1支持配線41は、素体BDの第1側面93との接触面積が大きくなり、第2支持配線42は素体BDの第2側面94との接触面積が大きくなり、支持配線41、42と素体BDと互いの密着性が向上する。なお、あくまで断面積の大小が上記関係を満たせばよく、例えば、露出面41Aは、一方に引き延ばされつつ、他方が素体BDの引き延ばされた部分に覆われた形状であってもよい。
なお、第1側面91において露出している第1支持配線41は2つであり、第2側面92において露出している第2支持配線42は1つであり、露出している支持配線の数が異なっている。
次に、インダクタ部品10の製造方法を説明する。
図8に示すように、先ず、ベース部材準備工程を行う。具体的には、板状のベース部材101を準備する。ベース部材101の材質は、セラミックスである。ベース部材101は、厚さ方向Tdから視ると、四角形状となっている。各辺の寸法は、インダクタ部品10が複数個収容される寸法となっている。以下の説明では、ベース部材101の面方向に直交する方向を厚さ方向Tdとして説明する。
次に、図9に示すように、ベース部材101の上面全体にダミー絶縁層102を塗布する。次に、厚さ方向Tdから視たときに、第1インダクタ配線20R、第2インダクタ配線20Lが配置される範囲より僅かに広い範囲に、フォトリソグラフィによって、絶縁樹脂61をパターニングする。
次に、シード層103を形成するシード層形成工程を行う。具体的には、ベース部材101の上面側から、スパッタリングによって、絶縁樹脂61及びダミー絶縁層102の上面に銅のシード層103を形成する。なお、図面において、シード層103は、太線で図示する。
次に、図10に示すように、シード層103の上面のうち、第1インダクタ配線20Rと、第2インダクタ配線20Lと、第1支持配線41と、第2支持配線42とを形成しない部分を被覆する第1被覆部104を形成する第1被覆工程を行う。具体的には、先ず、シード層103の上面全体に感光性のドライフィルムレジストを塗布する。次に、ダミー絶縁層102の上面の範囲全てと、絶縁樹脂61の上面のうち、絶縁樹脂61が覆う範囲の外縁部の上面とについて、露光することで硬化させる。その後、塗布したドライフィルムレジストのうち硬化していない部分を、薬液により剥離除去する。これにより、塗布したドライフィルムレジストのうち、硬化している部分が、第1被覆部104として形成される。一方で、塗布したドライフィルムレジストのうち、薬液に除去されて第1被覆部104に被覆されていない部分には、シード層103が露出している。第1被覆部104の厚さ方向Tdの寸法である第1被覆部104の厚みは、図5に示すインダクタ部品10の第1インダクタ配線20R及び第2インダクタ配線20Lの厚みよりも僅かに大きくなっている。なお、後述する他の工程におけるフォトリソグラフィも、同様の工程であるので詳細な説明は省略する。
次に、図11に示すように、絶縁樹脂61の上面のうちの、第1被覆部104に被覆されていない部分に、第1インダクタ配線20Rと、第2インダクタ配線20Lと、第1支持配線41と、第2支持配線42と、を電解めっきで形成する配線加工工程を行う。具体的には、電解銅めっきを行い、絶縁樹脂61の上面において、シード層103が露出している部分から、銅を成長させる。これにより、第1インダクタ配線20Rと、第2インダクタ配線20Lと、第1支持配線41と、第2支持配線42と、が形成される。したがって、この実施形態では、複数のインダクタ配線20を形成する工程と、異なるインダクタ配線のパッド間を接続する複数の第1支持配線41及び第2支持配線42を形成する工程とが同一工程である。また、インダクタ配線20と第1支持配線41及び第2支持配線42とは、同一平面上に形成される。なお、図11では、第1インダクタ配線20R及び第2インダクタ配線20Lが図示されていて、各支持配線41、42は図示されていない。
次に、図12に示すように、第2被覆部105を形成する第2被覆工程を行う。第2被覆部105を形成する範囲は、第1被覆部104の上面全体と、各支持配線41、42の上面全体と、第1インダクタ配線20R及び第2インダクタ配線20Lの上面のうち第1垂直配線71及び第2垂直配線72を形成しない範囲である。この範囲に、第1被覆部104を形成した方法と同一のフォトリソグラフィによって、第2被覆部105を形成する。また、第2被覆部105の厚さ方向Tdの寸法は、第1被覆部104と同一となっている。
次に、各垂直配線を形成する垂直配線加工工程を行う。具体的には、第1インダクタ配線20R及び第2インダクタ配線20Lのうち、第2被覆部105に被覆されていない部分に、電解銅めっきによって第1垂直配線71と、第2垂直配線72と、を形成する。これにより、第1垂直配線71及び第2垂直配線72は、上述の複数のインダクタ配線20と、第1支持配線41及び第2支持配線42とが形成された平面に垂直な厚さ方向Tdに形成される。また、垂直配線加工工程においては、成長する銅の上端が第2被覆部105の上面より僅かに低い位置となるように設定している。具体的には、後述する切削前の各垂直配線の厚さ方向Tdの寸法が、各インダクタ配線20の厚さ方向Tdの寸法と同一になるように設定している。
次に、図13に示すように、第1被覆部104及び第2被覆部105を取り除く被覆部除去工程を行う。具体的には、薬品によって第1被覆部104及び第2被覆部105をウェットエッチングすることにより、第1被覆部104及び第2被覆部105を剥離する。なお、図13においては、第1垂直配線71が図示されていて、第2垂直配線72は図示されていない。
次に、シード層103をエッチングするシード層エッチング工程を行う。シード層103についてエッチングを行うことで、露出しているシード層103を除去する。このように、各インダクタ配線20と、各支持配線41、42と、はSAP(Semi Additive Process:セミアディティブ工法)で形成される。
次に、図14に示すように、内磁路部51と、外磁路部52と、絶縁樹脂磁性層53と、第2磁性層55を積層する第2磁性層加工工程を行う。具体的には、先ず、ベース部材101の上面側に、磁性層50の材質である磁性粉を含む樹脂を塗布する。このとき、各垂直配線の上面も覆うように磁性粉を含む樹脂を塗布する。次に、プレス加工して磁性粉を含む樹脂を固めることで、ベース部材101の上面側に内磁路部51と、外磁路部52と、絶縁樹脂磁性層53と、第2磁性層55を形成する。
次に、図15に示すように、第2磁性層55の上側部分を、各垂直配線の上面が露出するまで削る。なお、内磁路部51と、外磁路部52と、絶縁樹脂磁性層53と、第2磁性層55とは、一体的に形成されるが、図面においては、内磁路部51と、外磁路部52と、絶縁樹脂磁性層53と、第2磁性層55とも区別して図示している。
次に、図16に示すように、絶縁層加工工程を行う。具体的には、第2磁性層55の上面と、各垂直配線の上面とのうち、端子部80を形成しない部分に、フォトリソグラフィによって、絶縁層90として機能するソルダーレジストをパターニングする。なお、本実施形態において、絶縁層90の上面、すなわち素体BDの主面MFに直交する方向は、厚さ方向Tdとなっている。
次に、図17に示すように、ベース部材切削工程を行う。具体的には、ベース部材101及びダミー絶縁層102を全て切削によって除去する。なお、ダミー絶縁層102を全て切削する結果、各絶縁樹脂の下側部分についても、一部切削により除去されるが、各インダクタ配線20は除去されない。
次に、図18に示すように、第1磁性層54を積層する第1磁性層加工工程を行う。具体的には、先ず、ベース部材101の下側面に、第1磁性層54の材質である磁性粉を含む樹脂を塗布する。次に、プレス加工することで、磁性粉を含む樹脂を固めることで、ベース部材101の下側面に第1磁性層54を形成する。
次に、第1磁性層54の下端部分を削る。例えば、各外部端子の上面から第1磁性層54の下面までの寸法が、所望の値となるように、第1磁性層54の下端部分を削る。
次に、図19に示すように、端子部加工工程を行う。具体的には、第2磁性層55の上面と、各垂直配線の上面と、のうち、絶縁層90に覆われていない部分に、第1外部端子81と、第2外部端子82と、ダミー部83とを形成する。これらの金属層は、銅、ニッケル、金のそれぞれについて、無電解めっきによって形成される。また、銅とニッケルとの間にパラジウムなどの触媒層があってもよい。これにより3層構造の第1外部端子81と、第2外部端子82と、ダミー部83とが形成される。なお、図19においては、第1外部端子81が図示されていて、第2外部端子82及びダミー部83は、図示されていない。
次に、図20に示すように、個片化加工工程を行う。具体的には、破断線DLにてダイシングにより個片化する。これにより、インダクタ部品10を得ることができる。
ダイシングする前の状態では、例えば、図21に示すように、複数のインダクタ部品が、長手方向Ldと短手方向Wdとに並設され、素体BDや第1支持配線41及び、第2支持配線42で個々のインダクタ部品は繋がっている。具体的には、第1支持配線41は、第1支持配線41同士で繋がっており、第2支持配線42は第2支持配線42同士で繋がっている。破断線DL上に含まれる、第1支持配線41及び第2支持配線42が厚さ方向Tdで切断されることで、第1支持配線41の切断面を第1側面93に露出面41Aとして露出させる。第2支持配線42の切断面を第2側面94に露出面42Aとして露出させる。なお、図21では、第5層L5の図示を省略している。
なお、個片化加工工程の後、各インダクタ部品10は、酸素存在下で一定期間放置される。これにより、第1支持配線41の露出面41Aを含む一部、及び第2支持配線42の露出面42Aを含む一部が酸化され、Cu酸化物となる。
次に、上述したインダクタ部品10を備えるDC/DCコンバータ部品300の構造について説明する。
DC/DCコンバータ部品300は、インダクタ部品10と、半導体集積回路310と、パッケージ基板350と、を備えている。上記のように構成されたインダクタ部品10において、第1インダクタ配線20Rに接続されている第1外部端子81は、第1スイッチング素子321の第1端に接続されている。つまり、第1インダクタ配線20Rに接続されている第1外部端子81が、第1端子部80Aとして機能している。第2インダクタ配線20Lに接続されている第1外部端子81は、第2スイッチング素子322の第1端に接続されている。つまり、第2インダクタ配線20Lに接続されている第1外部端子81が、第2端子部80Bとして機能している。そして、第2外部端子82は、第3スイッチング素子323の第1端に接続されている。つまり、第2外部端子82が、第3端子部80Cとして機能している。
半導体集積回路310は、上述した各スイッチング素子321~326で構成されたスイッチ回路320と、上述した制御回路330と、マイクロプロセッサ500に流れる直流電流を検出する電流計340と、を備えている。半導体集積回路310は、これらスイッチ回路320、制御回路330、電流計340、及びこれらの周辺回路を、1つのチップにしたものである。半導体集積回路310は、平面視で長方形状のチップである。そして、半導体集積回路310の長手方向Ldの寸法及び短手方向Wdの寸法は、いずれもインダクタ部品10の長手方向Ldの寸法及び短手方向Wdの寸法よりも大きい。
図22に示すように、パッケージ基板350は、板状になっている。図示は省略するが、パッケージ基板350は、絶縁性の材質の基体の内部及び表面に配線や端子が設けられた構造になっている。
パッケージ基板350の厚さ方向Tdの一方側の面は、他の基板、この実施形態ではマザーボード220に対する実装面351になっている。パッケージ基板350において実装面351とは反対側の面には、半導体集積回路310が取り付けられている。また、パッケージ基板350には、インダクタ部品10が内蔵されている。この実施形態では、インダクタ部品10の全体がパッケージ基板350の内部に埋め込まれている。なお、インダクタ部品10の主面MFは、パッケージ基板350の実装面351と平行になっている。
図23に示すように、実装面351と直交する厚さ方向Tdから視たときに、インダクタ部品10は、半導体集積回路310と重複して位置している。そして、厚さ方向Tdから視たときに、半導体集積回路310の範囲内に、インダクタ部品10の全域が位置するように、インダクタ部品10が配置されている。
図22に示すように、上記のように構成されたDC/DCコンバータ部品300は、電子機器200のマザーボード220上に搭載されている。具体的には、DC/DCコンバータ部品300のパッケージ基板350の実装面351には、マザーボード220に接続するためのはんだ352が取り付けられている。このはんだ352を介して、DC/DCコンバータ部品300のパッケージ基板350がマザーボード220に固定されているとともに、マザーボード220の配線等に電気的に接続されている。
次に、DC/DCコンバータ部品300の動作状態について説明する。本実施形態において、制御回路330が、電流計340が検出する電流値によって、スイッチ回路320を各スイッチング素子321~326のオンオフ状態を制御することによって、スイッチ回路320の状態を切り替えている。
図24に示すように、電流計340が検出する電流値が、予め定められた第1所定値未満である場合、制御回路330は、スイッチ回路320を第1回路状態に切り替える。スイッチ回路320の第1回路状態では、第1スイッチング素子321がオフ、第3スイッチング素子323がオフ、第4スイッチング素子324がオンであるため、第1インダクタ配線20Rと第2インダクタ配線20Lとが直列に接続されている。そして、第2スイッチング素子322のオンオフ状態を繰り返し切り替えることで、直列に接続された第1インダクタ配線20R及び第2インダクタ配線20Lに流れる電流を制御する。第2スイッチング素子322がオンの場合、第1端子部80Aが出力端子302に接続された状態で、第2端子部80Bが入力端子301に接続される。そのため、スイッチ回路320は、直列に接続された第1インダクタ配線20R及び第2インダクタ配線20Lについて、入力端子301と出力端子302との間に接続するオン状態となる。一方で、第2スイッチング素子322がオフの場合、第6スイッチング素子326がオンであるので第2端子部80Bは第2接地端子304に接続される。そのため、スイッチ回路320は、直列に接続された第1インダクタ配線20R及び第2インダクタ配線20Lについて、第2接地端子304と出力端子302との間に接続するオフ状態となる。第1回路状態では、このように、直列接続された第1インダクタ配線20R及び第2インダクタ配線20Lについて、オン状態とオフ状態とを切り替えることにより、電源電圧を降圧して負荷に供給する。
図25に示すように、電流計340が検出する電流値が、上記の第1所定値以上であり、第1所定値よりも大きい値として予め定められた第2所定値未満である場合、制御回路330は、スイッチ回路320を第2インダクタ配線20Lのみについての第2回路状態に切り替える。スイッチ回路320の第2インダクタ配線20Lのみについての第2回路状態では、第1スイッチング素子321がオフ、第3スイッチング素子323がオン、第4スイッチング素子324がオフである。そして、第2スイッチング素子322のオンオフ状態を繰り返し切り替えることで、第2インダクタ配線20Lに流れる電流を制御する。第2スイッチング素子322がオンの場合、第3端子部80Cが出力端子302に接続された状態で、第2端子部80Bが入力端子301に接続される。そのため、スイッチ回路320は、第2インダクタ配線20Lのみについて、入力端子301と出力端子302との間に接続するオン状態となる。一方で、第2スイッチング素子322がオフの場合、第6スイッチング素子326がオンであるので第2端子部80Bは第2接地端子304に接続される。そのため、スイッチ回路320は、第2インダクタ配線20Lのみについて、第2接地端子304と出力端子302との間に接続するオフ状態となる。第2インダクタ配線20Lのみについての第2回路状態では、このように、第2インダクタ配線20Lのみについて、オン状態とオフ状態とを切り替えることにより電源電圧を降圧して負荷に供給する。
図26に示すように、電流計340が検出する電流値が、上記の第2所定値以上であり、第2所定値よりも大きい値として予め定められた第3所定値未満である場合、制御回路330は、スイッチ回路320を第1インダクタ配線20Rのみについての第2回路状態に切り替える。スイッチ回路320の第1インダクタ配線20Rのみについての第2回路状態では、第2スイッチング素子322がオフ、第3スイッチング素子323がオン、第4スイッチング素子324がオフである。そして、第1スイッチング素子321のオンオフ状態を繰り返し切り替えることで、第1インダクタ配線20Rに流れる電流を制御する。第1スイッチング素子321がオンの場合、第3端子部80Cが出力端子302に接続された状態で、第1端子部80Aが入力端子301に接続される。そのため、スイッチ回路320は、第1インダクタ配線20Rのみについて、入力端子301と出力端子302との間に接続するオン状態となる。一方で、第1スイッチング素子321がオフの場合、第5スイッチング素子325がオンであるので第1端子部80Aは第1接地端子303に接続される。そのため、スイッチ回路320は、第1インダクタ配線20Rのみについて、第1接地端子303と出力端子302との間に接続するオフ状態となる。第1インダクタ配線20Rのみについての第2回路状態では、このように、第1インダクタ配線20Rのみについて、オン状態とオフ状態とを切り替えることにより電源電圧を降圧して負荷に供給する。
図27に示すように、電流計340が検出する電流値が、上記の第3所定値以上である場合、制御回路330は、スイッチ回路320を第3回路状態に切り替える。スイッチ回路320の第3回路状態では、第3スイッチング素子323がオン、第4スイッチング素子324がオフである。そして、第1スイッチング素子321及び第2スイッチング素子322が同時にオンオフ状態を切り替えられる。すなわち、第1インダクタ配線20Rと第2インダクタ配線20Lとは、並列に接続されている。そのため、第1スイッチング素子321及び第2スイッチング素子322が同時にオンオフ状態を繰り返し切り替えることで、並列に接続された第1インダクタ配線20Rと第2インダクタ配線20Lに流れる電流を制御する。第1スイッチング素子321及び第2スイッチング素子322がオンの場合、第3端子部80Cが出力端子302に接続された状態で、第1端子部80A及び第2端子部80Bが入力端子301に接続される。そのため、スイッチ回路320は、並列に接続された第1インダクタ配線20R及び第2インダクタ配線20Lについて、入力端子301と出力端子302との間に接続するオン状態となる。一方で、第1スイッチング素子321がオフの場合、第5スイッチング素子325がオンであるので第1端子部80Aは、第1接地端子303に接続される。また、第2スイッチング素子322がオフの場合、第6スイッチング素子326がオンであるので第2端子部80Bは、第2接地端子304に接続される。そのため、スイッチ回路320は、並列に接続された第1インダクタ配線20R及び第2インダクタ配線20Lについて、第1接地端子303と出力端子302との間に接続するとともに、第2接地端子304と出力端子302との間に接続するオフ状態となる。第3回路状態では、このように、並列に接続された第1インダクタ配線20Rと第2インダクタ配線20Lについて、オン状態とオフ状態とを切り替えることにより電源電圧を降圧して負荷に供給する。
なお、本実施形態にあるように降圧コンバータの場合、出力電圧を所望の値にするために入力電圧に対する出力電圧の比であるDuty比が「0」以上「1」以下の範囲で第1スイッチング素子321及び第2スイッチング素子322は、入力電圧をパルス波形となるように駆動する。
次に、上記実施形態における作用について説明する。
電源210から、インダクタ部品10に電流が供給された場合、スイッチ回路320の状態によって、電流が流れるインダクタ配線20の経路長が異なるため、取得できるインダクタンス値が異なる。
具体的には、図24に示すように、スイッチ回路320が第1回路状態の場合、電流は、第2端子部80Bから入力され、第1端子部80Aから出力される。よって、インダクタ部品10においては、第2インダクタ配線20Lの第2配線本体21L及び第1インダクタ配線20Rの第1配線本体21Rを直列に電流が流れる。そのため、第1回路状態において、電流が流れるインダクタ配線の経路長は、第1配線本体21Rの配線長と、第2配線本体21Lの配線長と、第1パッド22Lの配線長とを足し合わせた長さとなる。したがって、第1回路状態において取得できるインダクタンス値は、第1インダクタ配線20Rのインダクタンス値及び第2インダクタ配線20Lのインダクタンス値よりも大きくなる。例えば、第1回路状態のインダクタンス値は、本実施形態ではおよそ5.5nHである。また、第1回路状態の直流電気抵抗は、50mΩ以下である。
図25に示すように、スイッチ回路320が第2インダクタ配線20Lのみについての第2回路状態の場合、電流は、第2端子部80Bから入力され、第3端子部80Cから出力される。よって、インダクタ部品10においては、第2インダクタ配線20Lの第1パッド22Lに接続されている第1外部端子81に入力され、第2インダクタ配線20Lが第1インダクタ配線20Rと共有している第2パッド23Rに接続されている第2外部端子82から出力される。そのため、第2インダクタ配線20Lのみについての第2回路状態において、電流が流れるインダクタ配線の経路長は、第2インダクタ配線20Lの配線長に該当する。すなわち、第1回路状態よりも電流が流れる配線長が短くなるため、第2インダクタ配線20Lのみについての第2回路状態において取得できるインダクタンス値は、第1状態のインダクタンス値よりも小さくなる。具体的には、第2インダクタ配線20Lのみについての第2回路状態のインダクタンス値は、本実施形態では例えば3.3nHである。
図26に示すように、スイッチ回路320が第1インダクタ配線20Rのみについての第2回路状態の場合、電流は、第1端子部80Aから入力され、第3端子部80Cから出力される。よって、インダクタ部品10においては、第1インダクタ配線20Rの第1パッド22Rに接続されている第1外部端子81に入力され、第1インダクタ配線20Rの第2パッド23Rに接続されている第2外部端子82から出力される。そのため、第1インダクタ配線20Rのみについての第2回路状態において、電流が流れるインダクタ配線20の経路長は、第1インダクタ配線20Rの配線長に該当する。上述したように、第1インダクタ配線20Rのインダクタンス値は例えばおよそ2.5nHとなっている。第1インダクタ配線20Rのインダクタンス値は、本実施形態において得られる最小のインダクタンス値である。そのため、第2インダクタ配線20Lのみについての第2回路状態のインダクタンス値は、第1インダクタ配線20Rのみについての第2回路状態の1.1倍以上である。
図27に示すように、スイッチ回路320が第3回路状態の場合、電流は、第1端子部80A及び第2端子部80Bから入力され、第3端子部80Cから出力される。よって、インダクタ部品10においては、第1インダクタ配線20Rの第1配線本体21R及び第2インダクタ配線20Lの第2配線本体21Lを並列に電流が流れる。また、第3回路状態における第1スイッチング素子321及び第2スイッチング素子322の位相差は0°である。
次に、上記実施形態の効果について説明する。
(1)上記実施形態において、インダクタ部品10の厚さ方向Tdの寸法は、約0.2ミリメートルである。そのため、パッケージ基板350に搭載しても、インダクタ部品10を搭載したパッケージ基板350の厚さ方向Tdの寸法が過度に大きくならない。よって、インダクタ部品10をマザーボード220上に搭載させることなく、パッケージ基板350に搭載できる。したがって、上記実施形態のDC/DCコンバータ部品300は、実装するにあたってマザーボード220上に必要な面積が小さい。
(2)上記実施形態において、インダクタ部品10は、パッケージ基板350の内部に搭載されている。そのため、パッケージ基板350の外面上において、半導体集積回路310とインダクタ部品10との位置関係を調整する必要がなく、半導体集積回路310の配置自由度が高い。
(3)上記実施形態において、厚さ方向Tdから視たときに、インダクタ部品10は、半導体集積回路310と重複して配置されている。そのため、パッケージ基板350が、長手方向Ld及び短手方向Wdに大きくする必要がない。
(4)上記実施形態において、1つのインダクタ部品10で、第1回路状態、第2回路状態のインダクタンス値が取得可能となる。そのため、使用状況にあわせて、インダクタ部品10が異なるインダクタンス値を取得できる。具体的には、負荷となるマイクロプロセッサ500を流れる電流が大きいほど、インダクタ部品10が取得するインダクタンス値が小さくなるように、スイッチ回路320が制御されている。その結果、DC/DCコンバータ部品300の動作効率を高めることができる。
(5)上記実施形態において、1つのインダクタ部品10で、並列に接続されたインダクタ配線20に電流を流すことで、第3回路状態のインダクタンス値が取得可能となる。そのため、インダクタ部品10で実現できるインダクタンス値の範囲を大きくできる。
(6)上記実施形態において、第1磁性層54及び第2磁性層55は、金属磁性粉を含有する樹脂コンポジットとなっている。当該金属磁性粉は、鉄を含む合金であり、金属磁性粉の平均粒子径は、約5マイクロメートルである。このように10マイクロメートル以下の粒径の小さい磁性粉を使用することで、透磁率を確保しつつ、磁性紛内の渦電流損を抑制することで鉄損を小さくできるので、クオリティファクタQの高いインダクタ部品を実現できる。
(7)第1インダクタ配線20Rのインダクタンス値がおよそ3nHであり、第2インダクタ配線20Lのインダクタンス値は、3.3nHである。高周波スイッチング動作をするコンバータにおいて、リップル電流を抑制するためには、インダクタ配線のインダクタンス値が1nH以上であることが好ましい。また、各インダクタ配線20のインダクタンス値が10nH以上であると、高周波スイッチング動作で得られる電圧変動の追従性が悪くなる。したがって、各インダクタ配線20のインダクタンス値は、1nH以上且つ10nH以下であることが好ましく、本実施形態におけるインダクタ配線20のインダクタンス値は上記範囲内である。また、インダクタ部品10の直流電気抵抗が過度に大きくないため、DC/DCコンバータ部品300の効率を下げることを抑制できる。スイッチング周波数としては50MHz以上が好ましく、さらに100MHz以上はより好ましい。また、スイッチング周波数は1000MHz以下が好ましい。スイッチング周波数が高くなりすぎると磁性紛の損失が大きくなることと、スイッチング素子の損失が大きくなることでDC/DCコンバータの効率が下がる。
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・インダクタ部品10のパッケージ基板350に対する搭載位置は、上記実施形態の例に限られない。例えば、図28に示す例では、インダクタ部品10は、パッケージ基板350の実装面351に取り付けられている。インダクタ部品10の厚さ方向Tdの寸法は、はんだ351の厚さ方向Tdの寸法より小さい。この場合、はんだが存在することによるデッドスペースを、インダクタ部品10を搭載するためのスペースとして活用できる。この場合、厚さ方向Tdから視たときに、インダクタ部品10が半導体集積回路310と重複して配置されていると、さらに有効にスペースを活用できる。
また例えば、インダクタ部品10が、パッケージ基板350の実装面351とは反対側の面に取り付けられていてもよい。これらの変更例のように、インダクタ部品10は、少なくともパッケージ基板350に搭載されていればよい。
・インダクタ部品10をパッケージ基板350の内部に搭載する場合、インダクタ部品10のすべてがパッケージ基板350に埋め込まれていなくてもよい。少なくとも、インダクタ部品10の一部が内部に搭載されていればよい。
・半導体集積回路310のパッケージ基板350に対する搭載位置は、上記実施形態の例に限られない。例えば、図29に示す例では、半導体集積回路310が、パッケージ基板350の内部に搭載されている。この場合、半導体集積回路310をパッケージ基板350の表面に取り付ける場合と比べて、半導体集積回路310がパッケージ基板350の内部に埋め込まれている寸法分だけ、DC/DCコンバータ部品300の厚さ方向Tdにおける寸法を小さくできる。
・インダクタ部品10の厚さ方向Tdの寸法は、0.25ミリメートル以下であれば、パッケージ基板350配線の厚さ方向Tdの寸法より大きくてもよい。図30に示す例では、パッケージ基板350の内部には、パッケージ基板配線354が、実装面351と平行に延びている。そして、インダクタ部品10におけるインダクタ配線20の厚さ方向Tdの寸法TIが、パッケージ基板配線354の厚さ方向Tdの寸法TPよりも大きい。この場合、仮に、パッケージ基板350の内部で、実装面351に沿った方向に延びるインダクタ配線を設ける場合よりも、厚さ方向Tdの寸法を大きくできるため、断面積の大きいインダクタ配線を設けやすい。その結果、直流電気抵抗の小さいインダクタ配線を設けることができる。
・DC/DCコンバータ部品300において、インダクタ部品10の数は、2つ以上であってもよい。図31に示す例では、3つのインダクタ部品10が、パッケージ基板350の実装面351に取り付けられている。このように、複数のインダクタ部品10を備える場合、大型のインダクタ部品を用いる場合よりも、DC/DCコンバータ部品300を小型化しやすい。
・上記実施形態において、スイッチ回路320の第1回路状態は、第1インダクタ配線20Rから第2インダクタ配線20Lに電流が流れてもよい。この場合、第2スイッチング素子322と第2端子部80Bとの間に第4スイッチング素子324の第1端が接続されており、各スイッチング素子321~326のオンオフ状態を切り替えることにより実現できる。
・上記実施形態において、スイッチ回路320の第2回路状態は、第1インダクタ配線20Rのみ及び第2インダクタ配線20Lのみの少なくとも一方の状態に切り替えられればよい。すなわち、例えば、第1インダクタ配線20Rのみについての第2回路状態を省いてもよい。
・上記実施形態において、スイッチ回路320の第3回路状態では、第1スイッチング素子321と第2スイッチング素子322のオンオフ状態の切り替えは同時であったため、位相差は0°であったが、所定の位相分だけずらして駆動することでマルチフェーズDC/DCコンバータとしても使用できる。例えば、第1スイッチング素子321と第2スイッチング素子322の位相を180°ずらしてもよい。第3スイッチング素子323はオン、第4スイッチング素子324はオフ、であるときに、第1スイッチング素子321はオン、第2スイッチング素子322はオフとする状態と、第1スイッチング素子321はオフ、第2スイッチング素子322はオンとする状態とを、切り替えればよい。この場合、第1スイッチング素子321はオン、第2スイッチング素子322はオフとする状態では、第1インダクタ配線20Rのみについて、入力端子301と出力端子302との間に接続するオン状態となる。同時に、第2インダクタ配線20Lのみについて、第2接地端子304と出力端子302との間に接続するオフ状態となる。一方で、第1スイッチング素子321はオフ、第2スイッチング素子322はオンとする状態では、第1インダクタ配線20Rのみについて、第1接地端子303と出力端子302との間に接続するオフ状態となる。同時に、第2インダクタ配線20Lのみについて、入力端子301と出力端子302との間に接続するオン状態となる。このように、第1インダクタ配線20Rのみについて電流を流して電源電圧を降圧して負荷に供給する第2-1回路状態と、第2インダクタ配線20Lのみについて電流を流して電源電圧を降圧して負荷に供給する第2-2回路状態と、を同時に使用してもよい。その結果、この変更例では2フェーズとなり、リップル電流を互いに打消しあうことができる。
インダクタ部品10の数が3つの場合、DC/DCコンバータ部品300において、制御回路330は、スイッチ回路320を制御することによって、電流計340が検出する電流値が大きいほど、並列で流れる数が増えるように制御してもよい。例えば、電流計340が検出する電流値が、相応に小さい場合には、1つのインダクタ部品の第1インダクタ配線20Rのみを電流が流れるようにスイッチ回路320を制御する。電流計340が大きくなるにつれて、2つのインダクタ部品10の第1インダクタ配線20Rを流れる状態と、3つのインダクタ部品10の第1インダクタ配線20Rを流れる状態に切り替えてもよい。さらに多くなる場合には、3つのインダクタ部品10のうちの1つのインダクタ部品10を第3回路状態に切り替えてもよい。さらに電流値が大きくなれば、3つのインダクタ部品10のすべてを第3回路状態に切り替えてもよいし、マルチフェーズ状態に切り替えてもよい。
また、複数のインダクタ部品10に並列に電流を流す場合には、各インダクタ部品10の直流電気抵抗をそろえることが望ましい。例えば、3つのインダクタ部品10に並列で電流を流す場合には、全てのインダクタ部品10が第1インダクタ配線20Rのみについての第2回路状態又は第2インダクタ配線20Lのみについての第2回路状態に揃っていればよい。なお、マイクロプロセッサ500に流れる電流値にあわせて、3つのインダクタ部品10に並列で電流を流す場合に、1つのインダクタ部品10が第3回路状態で、残り2つのインダクタ部品が第1回路状態であってもかまわない。また、各回路状態、例えば第1インダクタ配線20Rのみについての第2回路状態でマルチフェーズインダクタとして使用してもかまわない。なお、マルチフェーズとする場合にずらす位相差は、2フェーズとする場合には180°、3フェーズとする場合には120°、4フェーズとする場合には90°、N個からなるNフェーズとする場合には、360°をNで除した分だけとすればよい。
・上記実施形態において、スイッチ回路320の状態の切り替えは、上記実施形態の例に限られない。例えば、第3回路状態を省いて、各スイッチ回路320を制御してもよい。スイッチ回路320の状態の切り替え方は、適宜変更されてもよい。
・上記実施形態では、DC/DCコンバータ部品300自体が動作するための電源やその接続用端子、入力端子301側の平滑コンデンサ、出力電圧の状態や負荷側の異常状態を検出するフィードバック用回路及びその接続用端子などが省略されているが、これらが適宜追加や変更されてもよい。
・上記実施形態において、第5スイッチング素子325は、ダイオードであってもよい。同様に、第6スイッチング素子326は、ダイオードであってもよい。
・図31に示す例では、パッケージ基板350には、インダクタ部品10とは別に、空芯インダクタ部品355が内蔵されている。空芯インダクタ部品355は、ターン数が0.5ターンよりも大きい配線を有しているとともに、巻回されている配線の内側には、磁性材料が存在していない。そして、当該配線は、パッケージ基板350の内部で巻き回されている。この場合、パッケージ基板350に搭載されるインダクタ配線の数を増やせることができる。
・インダクタ部品10について、素体BDの内部におけるインダクタ配線20は、3つ以上設けられていてもよい。図32に示す例では、インダクタ配線20が4つ設けられている。図30に示す例では、インダクタ配線20は、別々の第1外部端子81と第2外部端子82とを備えている。なお、複数のインダクタ配線20は、共有の外部端子を備えていなくてもよい。スイッチ回路320を適宜変更することで、複数のインダクタ配線20を直列に電流を流したり、並列に電流を流したりすればよい。この場合、例えば、各インダクタ配線20の第2外部端子82が回路として接続されていれば、第3端子部として機能する。
・インダクタ部品10の第1インダクタ配線20Rのインダクタンス値と第2インダクタ配線20Lのインダクタンス値について、第2インダクタ配線20Lのインダクタンス値は、第1インダクタ配線20Rのインダクタンス値よりも10%より大きくてもよい。例えば、第2インダクタ配線20Lの配線長を延ばすことによって、さらに大きくできる。
・上記実施形態において、磁性層50に含まれる金属磁性粉の平均粒子径は、上記実施形態の例に限定されない。ただし、比透磁率を確保するためには、金属磁性粉の平均粒子径が、1マイクロメートル以上かつ、10マイクロメートル以下であると好ましい。
・上記実施形態において、第1磁性層54及び第2磁性層55に含まれる金属磁性粉は、Fe系でなくてもよい。例えば、FeNi系やFeSiCr系であってもよい。
・上記実施形態において、隣り合うインダクタ配線20の最小の間隔は、パッド間でなくてもよく、配線本体21間であってもよい。ただし、インダクタ配線20間の絶縁という観点では、最小の間隔は、50マイクロメートル以上であることが好ましい。
・上記実施形態において、インダクタ配線20とは、電流が流れた場合に磁性層に磁束を発生させることによって、インダクタ部品10にインダクタンスを付与できるものであればよい。
・上記実施形態において、各インダクタ配線20の組成は、上記実施形態の例に限られない。例えば、銀や金であってもよい。
・上記実施形態において、磁性層50の組成は、上記実施形態の例に限られない。例えば、磁性層50の材質は、フェライト粉であってもよいし、フェライト粉と金属磁性粉との混合物であってもよい。
・上記実施形態において、各支持配線41、42と磁性層50との間に別の層が介在していてもよい。例えば、各支持配線41、42と磁性層50との間に絶縁層が介在していてもよい。
・上記実施形態において、第1垂直配線71及び第2垂直配線72は、主面MFと直交する方向にのみ延びていなくてもよい。例えば、第1垂直配線71及び第2垂直配線72が厚さ方向Tdに対して傾斜していても、第2磁性層55を貫通していればよい。
・上記実施形態において、厚さ方向Tdから視たときに、第1パッド22R、第1パッド22L及び第2パッド23Rの面積が第1垂直配線71及び第2垂直配線72の面積と等しくてもよい。また、配線本体の延伸方向と直交する方向における第1パッド22R、第1パッド22L及び第2パッド23Rの長さ寸法が、配線本体と同じであってもよい。
・上記実施形態において、第1外部端子81及び第2外部端子82を省略してもよい。第1垂直配線71及び第2垂直配線72が主面MFから露出していれば、第1垂直配線71及び第2垂直配線72から直接的にインダクタ配線20に電流を流すことができる。この場合、第1垂直配線71における主面MFから露出している部分、第2垂直配線72における主面MFから露出している部分が、外部端子として機能する。
・上記実施形態において、基板等実装される前のインダクタ部品10について、第1外部端子81及び第2外部端子82の外面が絶縁層によって覆われていてもよい。この場合、基板等に実装する前のインダクタ部品10を保管している状態で、インダクタ部品10の内部に各外部端子を介して意図せず電流が流れることを抑制できる。なお、この変更例の場合、インダクタ部品10を基板等に実装する前に、洗浄等を行って第1外部端子81及び第2外部端子82を覆う絶縁層を取り除けばよい。
・第1外部端子81、第2外部端子82の金属層はニッケル、金であってもよいし、ニッケル、スズであってもよい。また、触媒層を必要に応じて設けてもよい。例えば、ニッケルはエレクトロマイグレーションを抑制したり、金やスズははんだの濡れ性を確保したり、各外部端子の金属層を各機能に応じて適切に設定することができる。
・上記実施形態において、ダミー部83は第1外部端子81及び第2外部端子82と同じ積層構造でなくてもよい。例えば、ダミー部83は導電性を有した物質ではなくてもよい。また、例えば、ダミー部83は第2磁性層55が絶縁層90から露出した部分であってもよい。
・上記実施形態において、厚さ方向Tdから視たときのダミー部83の面積が、第1外部端子81及び第2外部端子82の面積と異なっていてもよい。
・上記実施形態において、ダミー部83が設けられていなくてもよい。
・上記実施形態において、第1側面93及び第2側面94に露出している支持配線の数は、適宜変更されてもよいし、全て省略してもよい。
・上記実施形態において、インダクタ部品10の製造方法は、上記実施形態の例に限られない。例えば、上記実施形態において、インダクタ配線20を形成する工程と第1支持配線41及び第2支持配線42を形成する工程とが別の工程でもよい。例えば、インダクタ配線20を形成した後に、インダクタ配線20とは異なる材質で各支持配線41、42を形成してもよい。
10…インダクタ部品
20…インダクタ配線
20R…第1インダクタ配線
20L…第2インダクタ配線
21…配線本体
22R、22L…第1パッド
23R…第2パッド
41…第1支持配線
42…第2支持配線
50…磁性層
71…第1垂直配線
72…第2垂直配線
80…端子部
80A…第1端子部
80B…第2端子部
80C…第3端子部
90…絶縁層
300…DC/DCコンバータ部品
310…半導体集積回路
320…スイッチ回路
321…第1スイッチング素子
322…第2スイッチング素子
323…第3スイッチング素子
330…制御回路
350…パッケージ基板
351…実装面
BD…素体
MF…主面

Claims (14)

  1. インダクタ部品と、
    前記インダクタ部品に接続されているスイッチ回路及び当該スイッチ回路を制御する制御回路を含む半導体集積回路と、
    前記半導体集積回路が搭載されているとともに、他の基板に実装されたときに当該他の基板に向かい合う実装面を有しているパッケージ基板と、を備えており、
    前記インダクタ部品は、
    磁性材料からなる磁性層を含み、前記実装面と平行な主面を有する素体と、
    前記素体の内部で前記主面と平行に延びる複数のインダクタ配線と、
    前記インダクタ配線から前記主面に直交する厚さ方向に延び、前記主面から露出している垂直配線と、を有しており、
    前記インダクタ配線のターン数は、すべて0.5ターン以下であり、
    前記インダクタ部品の前記厚さ方向の寸法は、0.25ミリメートル以下である
    DC/DCコンバータ部品。
  2. 前記インダクタ部品の少なくとも一部分は、前記パッケージ基板に内蔵されている
    請求項1に記載のDC/DCコンバータ部品。
  3. 前記半導体集積回路は、前記パッケージ基板に内蔵されている
    請求項1又は請求項2に記載のDC/DCコンバータ部品。
  4. 前記実装面には、前記パッケージ基板を前記他の基板に電気的に接続させるためのはんだが設けられており、
    前記はんだの前記厚さ方向の寸法は、前記インダクタ部品よりも大きくなっており、
    前記インダクタ部品は、前記実装面に搭載されている
    請求項1に記載のDC/DCコンバータ部品。
  5. 前記半導体集積回路は、前記パッケージ基板における前記実装面とは反対側の面に搭載されており、
    前記厚さ方向から視たときに、前記インダクタ部品は、前記半導体集積回路に重複する位置に配置されている
    請求項4に記載のDC/DCコンバータ部品。
  6. 前記パッケージ基板は前記実装面と平行に延びるパッケージ基板配線を有し、
    前記インダクタ配線の前記厚さ方向の寸法は、前記パッケージ基板配線の前記厚さ方向の寸法よりも大きい
    請求項1~請求項5のいずれか1項に記載のDC/DCコンバータ部品。
  7. 複数の前記インダクタ部品を備えている
    請求項1~請求項6のいずれか1項に記載のDC/DCコンバータ部品。
  8. 前記パッケージ基板の内部には、前記インダクタ部品とは別に、ターン数が0.5ターンより大きい配線を有する空芯インダクタ部品が内蔵されている
    請求項1~請求項7のいずれか1項に記載のDC/DCコンバータ部品。
  9. 複数の前記インダクタ配線のうちの1つを第1インダクタ配線、複数の前記インダクタ配線のうちの前記第1インダクタ配線とは異なる他の1つを第2インダクタ配線としたとき、
    前記第1インダクタ配線と前記第2インダクタ配線は、前記インダクタ部品内で接続されている
    請求項1~請求項8のいずれか1項に記載のDC/DCコンバータ部品。
  10. 電源電圧が入力される入力端子と、負荷が接続される出力端子と、接地用の接地端子と、を更に備え、
    前記スイッチ回路は、
    直列接続された前記第1インダクタ配線及び前記第2インダクタ配線について、前記入力端子と前記出力端子との間に接続するオン状態と、前記接地端子と前記出力端子との間に接続するオフ状態と、を前記制御回路が切り替えることにより、前記電源電圧を降圧して前記負荷に供給する第1回路状態と、
    前記第1インダクタ配線及び前記第2インダクタ配線のいずれかのみについて、前記入力端子と前記出力端子との間に接続するオン状態と、前記接地端子と前記出力端子との間に接続するオフ状態と、を前記制御回路が切り替えることにより、前記電源電圧を降圧して前記負荷に供給する第2回路状態と、を切り替え可能とする
    請求項9に記載のDC/DCコンバータ部品。
  11. 前記スイッチ回路は、
    並列接続された前記第1インダクタ配線及び前記第2インダクタ配線について、前記入力端子と前記出力端子との間に接続するオン状態と、前記接地端子と前記出力端子との間に接続するオフ状態と、を前記制御回路が切り替えることにより、前記電源電圧を降圧して前記負荷に供給する第3回路状態、にもさらに切り替え可能である
    請求項10に記載のDC/DCコンバータ部品。
  12. 電源電圧が入力される入力端子と、負荷が接続される出力端子と、接地用の接地端子と、を更に備え、
    複数の前記インダクタ配線のうちの1つを第1インダクタ配線、複数の前記インダクタ配線のうちの前記第1インダクタ配線とは異なる他の1つを第2インダクタ配線としたとき、
    前記スイッチ回路は、
    前記第1インダクタ配線のみについて、前記入力端子と前記出力端子との間に接続するオン状態と、前記接地端子と前記出力端子との間に接続するオフ状態と、を制御回路が切り替えることにより、前記電源電圧を降圧して前記負荷に供給する第2-1回路状態と、
    前記第2インダクタ配線のみについて、前記入力端子と前記出力端子との間に接続するオン状態と、前記接地端子と前記出力端子との間に接続するオフ状態と、を制御回路が切り替えることにより、前記電源電圧を降圧して前記負荷に供給する第2-2回路状態と、を同時に使用可能とし、
    前記制御回路は、
    前記第2-1回路状態における前記オン状態と前記オフ状態との切り替え動作と、前記第2-2回路状態における前記オン状態と前記オフ状態との切り替え動作とを、所定の位相分ずらして行わせる
    請求項1~請求項11のいずれか1項に記載のDC/DCコンバータ部品。
  13. 前記磁性層は、鉄を含む金属粉を有し、
    前記金属粉の平均粒子径は、10マイクロメートル以下1マイクロメートル以上である
    請求項1~請求項12のいずれか1項に記載のDC/DCコンバータ部品。
  14. 前記インダクタ部品に電流を流した場合に得られる最小のインダクタンス値及び最大のインダクタンス値は、1nH以上10nH以下であり、
    前記インダクタ部品における最大の直流電気抵抗は、1mΩ以上50mΩ以下である
    請求項1~請求項13のいずれか1項に記載のDC/DCコンバータ部品。
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