JP5084801B2 - インダクタおよびdc−dcコンバータ - Google Patents
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Description
磁性体層は、第1スパイラル電極、第2スパイラル電極、および接続電極を平面に直交する方向から挟み込む第1磁性体層と第2磁性体層とからなる。第1磁性体層には突起電極が挿通する貫通孔が形成される。第2磁性体層には、第1スパイラル電極、第2スパイラル電極、および接続電極が収納される凹部が形成されている。第2磁性体層は、凹部によって、第1スパイラル電極および第2スパイラル電極の巻回の中央領域において第1磁性体層に当接もしくは近接する高さの凸部を備える。該凸部と、該凸部の平面領域を第1磁性体層の厚み方向の全長に亘って仮想的に伸延させた第1の立体領域と、凸部の平面領域を当該凸部を除き第2磁性体層の厚み方向の全長に亘って仮想的に伸延させた第2の立体領域と、からなる領域を中央の立体領域とする。そして、第1スパイラル電極もしくは第2スパイラル電極に対応して、該中央の立体領域において第1磁性体層もしくは凸部を除く第2磁性体層を横断する厚み方向に平行な側面の面積Svと、中央の立体領域の第1もしくは第2スパイラル電極の厚み方向の中央断面に沿った断面の面積Shとが、0.1<Sv/Sh<0.65となるように形成されている。
この構成では、インダクタの具体的構成を示しており、コイル電極の第1突起電極および第2突起電極を除く部分が、完全に第1磁性体層および第2磁性体層で内包された構造を実現できる。これにより、インダクタの特性を向上することができる。
この構成では、インダクタの形状をより具体的に示したものであり、このような寸法設定の構造とすることで、低背でありながら磁気飽和が生じにくい構造を、より効果的に実現できる。
DC−DCコンバータの平板状のインダクタの磁性体層は、第1スパイラル電極、第2スパイラル電極、および接続電極を平面に直交する方向から挟み込む第1磁性体層と第2磁性体層とからなる。第1磁性体層には、突起電極が挿通する貫通孔が形成され、第2磁性体層には、第1スパイラル電極、第2スパイラル電極、および接続電極が収納される凹部が形成されている。
DC−DCコンバータの平板状のインダクタの第2磁性体層は、凹部によって、第1スパイラル電極および第2スパイラル電極の巻回の中央領域において第1磁性体層に当接または近接する高さの凸部を備える。該凸部と、該凸部の平面領域を第1磁性体層の厚み方向の全長に亘って仮想的に伸延させた第1の立体領域と、凸部の平面領域を当該凸部を除き第2磁性体層の厚み方向の全長に亘って仮想的に伸延させた第2の立体領域と、からなる領域を中央の立体領域とする。そして、第1スパイラル電極もしくは第2スパイラル電極に対応して、該中央の立体領域において第1磁性体層および凸部を除く第2磁性体層を横断する厚み方向に平行な側面の面積Svと、中央の立体領域の第1もしくは第2スパイラル電極の厚み方向の中央断面に沿った断面の面積Shとが、0.1<Sv/Sh<0.65となるように形成されている。
この構成では、コイル電極の第1突起電極および第2突起電極を除く部分が、完全に第1磁性体層および第2磁性体層で内包される構造を実現できる。これにより、インダクタの特性を向上することができ、ひいてはDC−DCコンバータの特性も向上することができる。
この構成では、このような寸法設定の構造とすることで、低背でありながら磁気飽和が生じにくい構造を、より効果的に実現できる。
図1(A)は本実施形態のインダクタ1の外観斜視図であり、図1(B)はインダクタ1の分解斜視図である。
図2(A)はコイル電極部10の平面図であり、図2(B)はコイル電極部10の側面図である。図2(C)は第1磁性体層11の平面図であり、図2(D)は第1磁性体層11の側面図である。図2(E)は第2磁性体層12の平面図であり、図2(F)は第2磁性体層12の側面図である。
図3は、本実施形態のインダクタ1から発生する磁界の様子を模式的に示した側面断面図である。なお、図3において太線の二点鎖線がインダクタ1で発生する磁界の一部を模式的に示している。
図7(A)は、本実施形態のインダクタ1Dの外観斜視図であり、図7(B)は本実施形態のインダクタ1Dに用いられるコイル電極10Bの外観斜視図である。
これらのDC−DCコンバータM1〜M5は、基本構造として、2層構造からなり、図示しないマザー基板に、上述の各回路素子が実装された実装回路基板が実装され、当該実装回路基板上に出力インダクタLoとなるインダクタが配置される構造からなる。
図11は本実施形態のDC−DCコンバータの機構的構成を模式的に示す側面図である。
Claims (18)
- 同一平面上において同方向に巻回される螺旋状に形成された第1スパイラル電極および第2スパイラル電極、該第2スパイラル電極の外周端と前記第1スパイラル電極の外周端とを接続する接続電極、前記第1スパイラル電極の内周端に形成された前記平面に略直交する方向に延びる第1突起電極および前記第2スパイラル電極の内周端に形成された前記平面に略直交する方向に延びる第2突起電極を有し、前記第1突起電極および第2突起電極を両端電極とするコイル電極部と、
該コイル電極部を挟持し前記第1突起電極および第2突起電極が外部へ露出するように形成された磁性体層と、を備えるインダクタであって、
前記磁性体層は、前記第1スパイラル電極、前記第2スパイラル電極、および前記接続電極を前記平面に直交する方向から挟み込む第1磁性体層と第2磁性体層とからなり、
前記第1磁性体層には、前記突起電極が挿通する貫通孔が形成され、
前記第2磁性体層には、前記第1スパイラル電極、前記第2スパイラル電極、および前記接続電極が収納される凹部が形成されており、該凹部によって、前記第1スパイラル電極および前記第2スパイラル電極の巻回の中央領域において前記第1磁性体層に当接もしくは近接する高さの凸部を備え、
該凸部と、該凸部の平面領域を前記第1磁性体層の厚み方向の全長に亘って仮想的に伸延させた第1の立体領域と、前記凸部の平面領域を該凸部を除き前記第2磁性体層の厚み方向の全長に亘って仮想的に伸延させた第2の立体領域と、からなる領域を中央の立体領域とし、
前記第1スパイラル電極もしくは前記第2スパイラル電極に対応して前記中央の立体領域における前記第1磁性体層もしくは前記凸部を除く前記第2磁性体層を横断する前記厚み方向に平行な側面の面積Svと、前記中央の立体領域の前記第1スパイラル電極もしくは前記第2スパイラル電極の厚み方向の中央断面に沿った断面の面積Shとが、0.1<Sv/Sh<0.65となるように形成されている、ことを特徴とするインダクタ。 - 前記磁性体層は、磁性体粉と絶縁性樹脂とを混練して形成される請求項1に記載のインダクタ。
- 前記第1スパイラル電極、前記第2スパイラル電極、および前記接続電極は、単一の金属板の打ち抜き加工により形成されている請求項1または請求項2に記載のインダクタ。
- 前記コイル電極部には、前記第1突起電極および前記第2突起電極と同一方向に延びる形状の更なる突起電極が形成されている請求項1〜請求項3のいずれかに記載のインダクタ。
- 前記第1突起電極、前記第2突起電極、および前記更なる突起電極の全ては、前記コイル電極部を金属板の打ち抜き加工により形成した場合に、更なる折り曲げ加工により形成される、請求項4に記載のインダクタ。
- 少なくとも前記第1突起電極および前記第2突起電極を補強する補強材が前記磁性体層の外面に形成されている、請求項1〜請求項5のいずれかに記載のインダクタ。
- 前記第1突起電極、前記第2突起電極、および前記更なる突起電極の全ては、前記打ち抜き加工と前記更なる折り曲げ加工との間に、非平面的形状となる異形加工が施されている、請求項5に記載のインダクタ。
- 前記磁性体層は、前記第1突起電極および前記第2突起電極と同一方向に突出する形状の磁性体突起部を備える、請求項1〜請求項7のいずれかに記載のインダクタ。
- 前記磁性体層の前記第1突起電極および第2突起電極が露出する面と反対側の面は、平坦に形成されている、請求項1〜請求項8のいずれかに記載のインダクタ。
- 同一平面上において同方向に巻回される螺旋状に形成された第1スパイラル電極および第2スパイラル電極、該第2スパイラル電極の外周端と前記第1スパイラル電極の外周端とを接続する接続電極、前記第1スパイラル電極の内周端に形成された前記平面に略直交する方向に延びる第1突起電極および前記第2スパイラル電極の内周端に形成された前記平面に略直交する方向に延びる第2突起電極を有し、前記第1突起電極および第2突起電極を両端電極とするコイル電極部と、該コイル電極部を挟持し前記第1突起電極および第2突起電極が外部へ露出するように形成された磁性体層と、を備える前記平面に沿って広がりを有し、前記平面に直交する厚み方向に薄い平板状のインダクタと、
DC−DCコンバータを構成するための回路パターンが形成され、該回路パターンの所定ランドに少なくともキャパシタとスイッチ素子とを含む複数の電子部品が実装された実装回路基板と、を備え、
前記平板状のインダクタは、該実装回路基板の実装面側に、前記複数の電子部品の少なくとも一部を覆うように配置され、前記回路パターンの出力インダクタが接続されるべきランドに、前記第1突起電極および第2突起電極が接続されており、
前記磁性体層は、前記第1スパイラル電極、前記第2スパイラル電極、および前記接続電極を前記平面に直交する方向から挟み込む第1磁性体層と第2磁性体層とからなり、
前記第1磁性体層には、前記突起電極が挿通する貫通孔が形成され、
前記第2磁性体層には、前記第1スパイラル電極、前記第2スパイラル電極、および前記接続電極が収納される凹部が形成されており、該凹部によって、前記第1スパイラル電極および前記第2スパイラル電極の巻回の中央領域において前記第1磁性体層に当接もしくは近接する高さの凸部を備え、
該凸部と、該凸部の平面領域を前記第1磁性体層の厚み方向の全長に亘って仮想的に伸延させた第1の立体領域と、前記凸部の平面領域を該凸部を除き前記第2磁性体層の厚み方向の全長に亘って仮想的に伸延させた第2の立体領域と、からなる領域を中央の立体領域とし、
前記第1スパイラル電極もしくは前記第2スパイラル電極に対応して前記中央の立体領域における前記第1磁性体層もしくは前記凸部を除く前記第2磁性体層を横断する前記厚み方向に平行な側面の面積Svと、前記中央の立体領域の前記第1スパイラル電極もしくは前記第2スパイラル電極の厚み方向の中央断面に沿った断面の面積Shとが、0.1<Sv/Sh<0.65となるように形成されている、ことを特徴とするDC−DCコンバータ。 - 前記磁性体層は、磁性体粉と絶縁性樹脂とを混練して形成される請求項10に記載のDC−DCコンバータ。
- 前記平板状のインダクタの前記コイル電極部には、前記第1突起電極および前記第2突起電極と同一方向に延びる形状の更なる突起電極が形成されており、
該更なる突起電極の少なくとも1個は、前記実装回路基板の前記回路パターンにおける前記出力インダクタの中間タップとなる位置に接続されている、
請求項10または請求項11に記載のDC−DCコンバータ。 - 前記平板状のインダクタの前記コイル電極部には、前記第1突起電極および前記第2突起電極と同一方向に延びる形状の更なる突起電極が形成されており、
該更なる突起電極は、前記平板状のインダクタと前記実装回路基板との距離と略同じ長さで形成され、前記実装回路基板の浮き電極に接続されている、
請求項10〜請求項12のいずれかに記載のDC−DCコンバータ。 - 前記平板状のインダクタの磁性体層は、前記第1突起電極および前記第2突起電極と同一方向に突出する形状で、且つ前記平板状のインダクタと前記実装回路基板との距離と略同じ長さからなる磁性体突起部を備える、請求項10〜請求項13のいずれかに記載のDC−DCコンバータ。
- 前記平板状のインダクタと前記実装回路基板との間には、樹脂が充填されている、請求項10〜請求項14のいずれかに記載のDC−DCコンバータ。
- 当該DC−DCコンバータが実装されるマザー基板に対して、該マザー基板側から前記実装回路基板、前記平板状のインダクタの順に配置され、前記実装回路基板に前記マザー基板に対する接続手段を備える、請求項10〜請求項14のいずれかに記載のDC−DCコンバータ。
- 当該DC−DCコンバータが実装されるマザー基板に対して、該マザー基板側から前記平板状のインダクタ、前記実装回路基板の順に配置され、前記平板状のインダクタの側面に前記実装回路基板を前記マザー基板に接続する接続手段を備える、請求項10〜請求項15のいずれかに記載のDC−DCコンバータ。
- 当該DC−DCコンバータが実装されるマザー基板に対して、該マザー基板側から前記平板状のインダクタ、前記実装回路基板の順に配置されるとともに、前記マザー基板に投影される前記実装回路基板の面積が前記平板状のインダクタの面積よりも広い形状からなり、
前記平板状のインダクタを間に介さない領域に前記実装回路基板を前記マザー基板に接続する接続手段を備える、請求項10〜請求項15のいずれかに記載のDC−DCコンバータ。
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