KR20050045106A - A dc-dc converter module easy to sink the heat - Google Patents

A dc-dc converter module easy to sink the heat Download PDF

Info

Publication number
KR20050045106A
KR20050045106A KR1020030079052A KR20030079052A KR20050045106A KR 20050045106 A KR20050045106 A KR 20050045106A KR 1020030079052 A KR1020030079052 A KR 1020030079052A KR 20030079052 A KR20030079052 A KR 20030079052A KR 20050045106 A KR20050045106 A KR 20050045106A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
pattern layer
integrated circuit
substrate
circuit chip
Prior art date
Application number
KR1020030079052A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100550862B1 (en
Inventor
김응주
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020030079052A priority Critical patent/KR100550862B1/en
Publication of KR20050045106A publication Critical patent/KR20050045106A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100550862B1 publication Critical patent/KR100550862B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/02Arrangements of circuit components or wiring on supporting structure
    • H05K7/023Stackable modules
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Abstract

본 발명은 복수개의 세라믹시트가 적층된 저온동시소성세라믹기판; 상기 기판의 최상부 세라믹시트에 형성된 상부패턴층과 전기적으로 연결되어 상기 배터리로부터 공급되는 직류전압을 소정의 직류전압으로 변환하여 출력하는 컨버터집적회로칩; 상기 컨버터집적회로칩의 출력단에 일단이 연결되고, 상기 세라믹시트의 상부면 일부에 도전성패턴으로 형성되어 변환된 직류전압을 정류하는 적층형 인덕터; 상기 적층형 인덕터의 타단과 하부패턴층사이에 전기적으로 연결되도록 상기 기판상에 탑재되는 수동회로부; 상기 상부패턴층과 복수개의 제 1 도전성비아홀을 매개로 연결되는 내층그라운드를 갖추어 상기 컨버터집적회로칩에서 발생되는 열을 외부로 방출하는 방열부;를 포함하여 구성된다. The present invention is a low-temperature simultaneous firing ceramic substrate in which a plurality of ceramic sheets are laminated; A converter integrated circuit chip electrically connected to an upper pattern layer formed on an uppermost ceramic sheet of the substrate to convert a DC voltage supplied from the battery into a predetermined DC voltage and output the predetermined DC voltage; A multilayer inductor having one end connected to an output terminal of the converter integrated circuit chip and rectifying the converted DC voltage formed in a conductive pattern on a portion of an upper surface of the ceramic sheet; A passive circuit unit mounted on the substrate to be electrically connected between the other end of the stacked inductor and the lower pattern layer; And a heat dissipation unit having inner layer ground connected through the upper pattern layer and the plurality of first conductive via holes to discharge heat generated from the converter integrated circuit chip to the outside.

본 발명에 의하면, 전력증폭기의 동작전압을 낮추어 배터리의 사용시간을 연장시키도록 전력증폭기에 구비되는 컨버터집적회로칩의 작동시 발생되는 열을 용이하게 방출할 수 있는 효과가 얻어진다. According to the present invention, an effect of easily dissipating heat generated during the operation of the converter integrated circuit chip included in the power amplifier is obtained so as to lower the operating voltage of the power amplifier to prolong the service time of the battery.

Description

열방출이 용이한 DC-DC 컨버터모듈{A DC-DC CONVERTER MODULE EASY TO SINK THE HEAT} DC-DC converter module that can easily dissipate heat {A DC-DC CONVERTER MODULE EASY TO SINK THE HEAT}

본 발명은 DC-DC 컨버터모듈에 관한 것으로, 보다 상세히는 전력증폭기의 동작전압을 낮추어 배터리의 사용시간을 연장시키도록 전력증폭기에 구비되는 컨버터집적회로의 작동시 발생되는 열을 용이하게 방출할 수 있도록 개선한 열방출이 용이한 DC-DC 컨버터에 관한 것이다. The present invention relates to a DC-DC converter module, and more particularly, it is possible to easily dissipate heat generated during operation of the converter integrated circuit provided in the power amplifier to extend the operating time of the battery by lowering the operating voltage of the power amplifier. The present invention relates to a DC-DC converter that has improved heat dissipation.

일반적으로 전력증폭기(Power Amplifier)는 무선통신기기인 휴대단말기의 송신신호를 증폭시키는 전기부품이며, 단말기를 구동시키는 전원을 제공하는 배터리의 사용시간에 가장 많은 영향을 미쳐 단말기의 성능을 좌우하는 주요한 부품중 하나이다. In general, a power amplifier is an electrical component that amplifies a transmission signal of a mobile terminal, which is a wireless communication device, and has a major influence on the performance of a terminal by affecting the usage time of a battery that provides power for driving the terminal. One of the parts.

단말기의 실제 통화 사용시간량이 가장 길게 측정되는 송신전력을 확인해보면 상기 전력증폭기가 저전력모드(Low Power Mode)로서 동작할때이기 때문에, 제한된 배터리의 용량에 대하여 단말기의 사용시간을 늘리기 위해서는 저전력모드에서 상기 전력증폭기의 효율을 높일 필요가 있는 것이다. 이에 따라, DC-DC 컨버터모듈을 이용하여 낮은 출력전력에서 전력증폭기의 동작전압을 낮게 하여 단말기의 성능및 효율을 개선하였다. If the power amplifier is operated in the low power mode, the longest transmission time measured by the terminal is measured in the low power mode to increase the use time of the terminal for the limited battery capacity. It is necessary to increase the efficiency of the power amplifier. Accordingly, by using the DC-DC converter module to lower the operating voltage of the power amplifier at low output power to improve the performance and efficiency of the terminal.

도 1은 일반적인 DC-DC 컨버터모듈이 전력증폭기에 적용된 회로도로서, 상기 전력증폭기(3)는 입력을 소정의 송신전력으로 증폭하여 출력하는 동작을 수행하는데, 이를 위해서는 배터리로부터 동작전압(VB)을 공급받는다. 1 is a circuit diagram in which a general DC-DC converter module is applied to a power amplifier, and the power amplifier 3 performs an operation of amplifying and outputting an input to a predetermined transmission power. To be supplied.

그리고, 상기 전력증폭기(3)의 입력측으로 동작전압을 공급하는 방법으로는 배터리의 전압을 직접 공급하거나 전력소모를 개선하기 위해서 배터리의 전압의 직류를 변조하여 교류로 만든 다음 변압기로 높은 전압으로 바꾼 다음 다시 직류로 바꾸는 DC-DC 컨버터모듈(4)을 이용하여 소정의 동작전압을 공급할 수 도 있다. And, in order to supply the operating voltage to the input side of the power amplifier (3) in order to directly supply the voltage of the battery or to improve power consumption by modulating the direct current of the voltage of the battery to alternating current and then to a high voltage with a transformer Next, a predetermined operating voltage may be supplied by using the DC-DC converter module 4 which is converted to DC again.

도 1에 도시된 바와 같이, 전력증폭기(3)의 입력단에 전기적으로 연결되는 DC-DC컨버터모듈(4)은 배터리의 직류 전압(VB)을 상기 전력증폭기(3)에서 요구되는 직류전압으로 변환하는 컨버터집적회로칩(1)과, 상기 컨버터집적회로칩(1)의 출력전압을 코일(L) 및 커패시터(C)를 이용하여 정류 및 평활하는 정류부(2)로 구성되며, 상기 컨버터집적회로칩(1)에서 변환되어 전력증폭모듈(PAM)로 공급되는 구동전압은 배터리의 전압으로부터 대략 3.4V ~ 4.2V 정도가 공급된다. As shown in FIG. 1, the DC-DC converter module 4 electrically connected to the input terminal of the power amplifier 3 converts the DC voltage VB of the battery into the DC voltage required by the power amplifier 3. A converter integrated circuit chip (1) and a rectifier (2) for rectifying and smoothing the output voltage of the converter integrated circuit chip (1) using a coil (L) and a capacitor (C). The driving voltage converted by the chip 1 and supplied to the power amplification module PAM is approximately 3.4V to 4.2V from the voltage of the battery.

상기 DC-DC 컨버터모듈(4)은 휴대폰등과 같은 이동통신 단말기의 내부에 필요한 전압을 공급하기 위해서 배터리의 전압을 적정한 직류전압으로 변환하도록 컨버터집적회로칩(1), 코일(L), 커패시터(C)와 같은 수동소자들을 갖추어 통상 모듈로 제작된다.  The DC-DC converter module 4 is a converter integrated circuit chip (1), coil (L), capacitor to convert the voltage of the battery into a suitable DC voltage in order to supply the necessary voltage inside the mobile communication terminal such as a mobile phone Passive devices such as (C) are usually manufactured as modules.

도 2(a)(b)는 일반적인 DC-DC 컨버터모듈의 구성도로서, 종래 DC-DC 컨버터모듈(4)은 고온 동시소성 세라믹(HTCC: High Temperature Cofired Ceramics)기판(12)이나 인쇄회로기판(22)상에 탑재되는 컨버터집적회로칩(11)(21)과, 상기 커패시터(C)등과 같은 기타 수동소자로 이루어진 수동회로부(14)(24) 및 상기 코일(L)에 해당되는 인덕터(13)(23)를 각각 장착하여 하나의 부품으로 모듈화된다.Figure 2 (a) (b) is a configuration diagram of a typical DC-DC converter module, the conventional DC-DC converter module 4 is a high temperature cofired ceramics (HTCC) substrate 12 or a printed circuit board An inductor corresponding to the passive circuit section 14 (24) and the coil (L) formed of a converter integrated circuit chip (11) (21) mounted on the (22), and other passive elements such as the capacitor (C). 13 and 23 are respectively mounted and modularized into one component.

여기서, 상기 DC-DC 컨버터모듈(4)에서 변환되어 출력되는 전압을 직류전압으로 정류하기 위해서 필요한 인덕터(13)(23)는 일반적으로 4.7uH 수준이며, 고전류/저저항 특성을 가져야 하기 때문에 페라이트 코일 타입(Ferrite Coil Type)이나, 페라이트 적층 타입을 별도로 제작하여 사용하고 있는데, 이러한 인덕터(13)는 도 2(a)에 도시한 바와같이, 기판(12)상에 탑재되어 에폭시(15)로 몰딩되거나 도 2(b)에 도시한 바와같이, 납땜(26)과 같은 소재를 매개로 하여 상기 기판(12)의 상부에 올려지기도 한다. In this case, the inductors 13 and 23 necessary for rectifying the voltage converted and output from the DC-DC converter module 4 to a DC voltage are generally 4.7 uH and have a high current / low resistance characteristic. A coil type (Ferrite Coil Type) or a ferrite lamination type is manufactured and used separately. Such an inductor 13 is mounted on the substrate 12 to be epoxy 15 as shown in FIG. It may be molded or placed on top of the substrate 12 via a material such as solder 26, as shown in FIG.

그러나, 이와같은 종래 DC-DC 컨버터모듈(4)은 인덕터(13)(23)를 기판(12)상에 탑재하거나 기판(22)의 상부에 장착하여 사용함으로써, 조립완성된 컨버터모듈(1)의 부품높이(H1)(H2)가 높아지고, 재료비가 상승되어 소형화설계되는 단말기에 적용하는데 한계가 있었다. However, the conventional DC-DC converter module 4 uses the inductor 13, 23 mounted on the substrate 12 or mounted on the substrate 22, thereby completing the assembly of the converter module 1. Part height (H1) (H2) of the high, the material cost is increased, there was a limit to apply to the terminal designed to be compact.

또한, 상기 DC-DC 컨버터모듈(4)에서는 배터리의 낮은 전압의 직류를 변조하여 교류로 변환하고, 이를 높은 전압으로 바꾼 다음 다시 직류로 바꾸는 전자회로적인 작동시 많은 전류가 흐르면서 열을 발생시키고, 발생된 열은 그대로 기판(12)(22)이나 수동회로부(14)(24)등으로 전달됨과 동시에 상기 기판(12)(22)에 탑재되는 기타부품으로 전달되어 이를 과열시키고, 단말기의 사용수명및 성능을 저하시키는 문제점이 있었다. In addition, the DC-DC converter module (4) modulates the direct current of the low voltage of the battery and converts it to alternating current, and converts it into a high voltage and then generates a lot of current flows during the operation of the electronic circuit to switch to direct current, The generated heat is transferred to the substrate 12, 22, passive circuit portion 14, 24, etc. as well as to other components mounted on the substrate 12, 22 to overheat it, and the service life of the terminal. And a problem of degrading performance.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 인덕터와 기판을 일체화하여 재료비를 절감하고, 단말기의 소형화설계를 도모하며, 배터리로부터 공급되는 동작전압의 변환시 발생되는 열을 외부로 방출하여 단말기의 수명및 성능이 저하되는 방지할 수 있는 열방출이 용이한 DC-DC컨버터 모듈을 제공하고자 한다. Therefore, the present invention has been proposed to solve the above-mentioned conventional problems, and its object is to integrate the inductor and the substrate to reduce the material cost, to miniaturize the terminal design, and to occur during the conversion of the operating voltage supplied from the battery. The present invention aims to provide a DC-DC converter module that is easy to dissipate heat that can be released to the outside to prevent deterioration of the life and performance of the terminal.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로써, 본 발명은,As a technical configuration for achieving the above object, the present invention,

배터리의 전압을 저전력모드의 직류전압으로 변환하여 출력하는 컨버터모듈에 있어서, In the converter module for converting the voltage of the battery to a DC voltage of the low power mode and outputting,

복수개의 세라믹시트가 적층된 저온동시소성세라믹기판;A low temperature simultaneous firing ceramic substrate in which a plurality of ceramic sheets are laminated;

상기 기판의 최상부 세라믹시트에 형성된 상부패턴층과 전기적으로 연결되어 상기 배터리로부터 공급되는 직류전압을 소정의 직류전압으로 변환하여 출력하는 컨버터집적회로칩;A converter integrated circuit chip electrically connected to an upper pattern layer formed on an uppermost ceramic sheet of the substrate to convert a DC voltage supplied from the battery into a predetermined DC voltage and output the predetermined DC voltage;

상기 컨버터집적회로칩의 출력단에 일단이 연결되고, 상기 세라믹시트의 상부면 일부에 도전성패턴으로 형성되어 변환된 직류전압을 정류하는 적층형 인덕터;A multilayer inductor having one end connected to an output terminal of the converter integrated circuit chip and rectifying the converted DC voltage formed in a conductive pattern on a portion of an upper surface of the ceramic sheet;

상기 적층형 인덕터의 타단과 하부패턴층사이에 전기적으로 연결되도록 상기 기판상에 탑재되는 수동회로부;A passive circuit unit mounted on the substrate to be electrically connected between the other end of the stacked inductor and the lower pattern layer;

상기 상부패턴층과 복수개의 제 1 도전성비아홀을 매개로 연결되는 내층그라운드를 갖추어 상기 컨버터집적회로칩에서 발생되는 열을 외부로 방출하는 방열부;를 포함함을 특징으로 하는 열방출이 용이한 DC-DC컨버터 모듈을 마련함에 의한다. A heat dissipation unit having an inner ground connected through the upper pattern layer and a plurality of first conductive via holes to dissipate heat generated from the converter integrated circuit chip to the outside; -By providing a DC converter module.

바람직하게는 상기 적층형 인덕터는 상기 저온동시소성세라믹기판을 구성하는 복수의 세라믹시트중 적어도 두개이상의 세라믹시트에 형성되는 복수의 도전성 패턴과, 상기 서로 다른층에 형성된 도전성패턴을 전기적으로 상하 연결하는 패턴연결용 도전성 비아홀로 구성된다. Preferably, the multilayer inductor includes a plurality of conductive patterns formed on at least two ceramic sheets of the plurality of ceramic sheets constituting the low temperature simultaneous firing ceramic substrate, and a pattern for electrically connecting the conductive patterns formed on the different layers. Conductive via holes for connection.

바람직하게는 상기 내층그라운드는 상기 상부패턴층이 형성되는 최상부 세라믹시트와 상기 적층형 인덕터사이에 형성된다. Preferably, the inner layer ground is formed between an uppermost ceramic sheet on which the upper pattern layer is formed and the multilayer inductor.

바람직하게는 상기 수동회로부가 구비되는 상부패턴층과 하부패턴층사이에 제 2도전성 비아홀을 형성한다. Preferably, a second conductive via hole is formed between the upper pattern layer and the lower pattern layer provided with the passive circuit unit.

바람직하게는 상기 내측그라운드의 외측테두리에 연장부를 형성하고, 상기 연장부와 하부패턴층사이에도 제 3도전성 비아홀을 형성한다. Preferably, an extension part is formed on the outer edge of the inner ground, and a third conductive via hole is formed between the extension part and the lower pattern layer.

이하, 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

도 3은 본 발명에 따른 열방출이 용이한 DC-DC 컨버터모듈의 구성도이고, 도 4(a)(b)는 본 발명에 따른 열방출이 용이한 DC-DC 컨버터모듈에서 세라믹시트가 제외된 인덕터와 방열부의 사시도이고, 도 5는 본 발명에 다른 열방출이 용이한 DC-DC 컨버터모듈에서 세라믹시트가 제외된 인덕터와 방열부의 단면도이다. Figure 3 is a block diagram of the easy heat dissipation DC-DC converter module according to the present invention, Figure 4 (a) (b) is a ceramic sheet is excluded from the easy heat dissipation DC-DC converter module according to the present invention Figure 5 is a perspective view of the inductor and the radiator, Figure 5 is a cross-sectional view of the inductor and the heat dissipation portion except for the ceramic sheet in the easy heat emission DC-DC converter module according to the present invention.

본 발명의 DC-DC 컨버터 모듈(100)은 도 3 내지 5에 도시한 바와같이, 배터리의 전압을 저전력모드의 직류전압으로 변환하여 전력증폭기로 출력하는 과정에서 발생되는 열원을 외부로 용이하게 방출할 수 있는 것으로서, 이러한 컨버터모듈(100)은 저온동시소성세라믹기판(110), 컨버터집적회로칩(120), 적층형 인덕터(130), 수동회로부(140)및 방열부(150)로 구성된다. 3 to 5, the DC-DC converter module 100 of the present invention easily discharges the heat source generated in the process of outputting the power amplifier by converting the voltage of the battery into the DC voltage of the low power mode to the outside As can be, such a converter module 100 is composed of a low-temperature simultaneous firing ceramic substrate 110, a converter integrated circuit chip 120, a stacked inductor 130, a passive circuit unit 140 and a heat dissipation unit 150.

즉, 상기 저온 동시 소성 세라믹(Low Temperature Cofired Ceramics)기판(110)은 페라이트재질로 이루어진 세라믹시트가 상하로 복수개 적층되어 구성되며, 이러한 기판(110)은 미도시된 메인기판상에 탑재된다. That is, the low temperature cofired ceramics substrate 110 is formed by stacking a plurality of ceramic sheets made of a ferrite material up and down, and the substrate 110 is mounted on a main board (not shown).

그리고, 상기 컨버터집적회로칩(120)은 단말기에 구비되는 배터리(미도시)와 입력단이 전기적으로 연결되어 상기 배터리로부터 공급되는 동작전원인 낮은 직류전압을 교류전압로 변환하고, 이를 높은 전압으로 바꾼 다음 다시 직류전압으로 변환하여 전력증폭기(3)로 출력하는 전자회로적인 기능을 하는 칩부품이다. In addition, the converter integrated circuit chip 120 is electrically connected to a battery (not shown) provided in the terminal and an input terminal to convert a low DC voltage, which is an operating power supplied from the battery, into an AC voltage, and converts it into a high voltage. Next, it is a chip component that functions as an electronic circuit that converts the DC voltage again and outputs it to the power amplifier 3.

이러한 컨버터집적회로칩(120)은 상기 기판(100)을 구성하는 복수개의 세라믹시트중 최상부 세라믹시트의 상부면에 형성되는 상부패턴층(121)과 전기적으로 연결된다. The converter integrated circuit chip 120 is electrically connected to the upper pattern layer 121 formed on the upper surface of the uppermost ceramic sheet of the plurality of ceramic sheets constituting the substrate 100.

상기 상부패턴층(121)의 상부면에 구비되는 컨버터집적회로칩(120)은 플립칩본딩(Flip Chip Bonding)방식이나 와이어본딩(Wire Bonding)방식중 어느 한가지로 본딩연결될 수 있는데, 본 발명의 DC-DC 컨버터모듈(100)에 대한 소형화측면에서는 상기 컨버터집적회로칩(120)을 상기 기판(110)의 상부패턴층(121)에 플립칩 본딩방식으로 장착하는 것이 바람직하다. The converter integrated circuit chip 120 provided on the upper surface of the upper pattern layer 121 may be bonded by any one of a flip chip bonding method and a wire bonding method. In terms of miniaturization of the DC-DC converter module 100, the converter integrated circuit chip 120 may be mounted on the upper pattern layer 121 of the substrate 110 by flip chip bonding.

예를들어, 상기 컨버터집적회로칩(120)을 상기 기판(110)에 플립칩본딩방식으로 본딩하여 장착하는 경우, 상기 기판(110)의 높이가 대략 0.8mm 이고, 상기 컨버터집적회로칩(120)과 수동회로부(140)를 포함하는 높이가 대략 0.75mm이기 때문에, 메인기판에 장착되는 본 발명의 DC-DC 컨버터모듈(100)은 대략 1.55mm 정도의 높이를 갖게 되며, 이는 고온 동시소성 세라믹(HTCC: High Temperature Cofired Ceramics)기판(12)이나 다층인쇄회로기판(22)으로 이루어진 종래 DC-DC 컨버터모듈(4)의 형성높이인 1.9mm(기판(0.4mm) + 부품(1.5mm))임에 비하면, 상당히 높이를 줄일 수 있음을 알 수 있다. For example, when the converter integrated circuit chip 120 is bonded to the substrate 110 by flip chip bonding, the substrate 110 has a height of about 0.8 mm and the converter integrated circuit chip 120. ) And the passive circuit unit 140 has a height of about 0.75 mm, the DC-DC converter module 100 of the present invention mounted on the main board has a height of about 1.55 mm, which is a high temperature cofired ceramic (HTCC: High Temperature Cofired Ceramics) 1.9mm (substrate (0.4mm) + component (1.5mm)), the height of formation of the conventional DC-DC converter module 4 consisting of a substrate 12 or a multilayer printed circuit board 22 In comparison, it can be seen that the height can be reduced considerably.

또한, 상기 적층형 인덕터(130)는 상기 기판(110)상에 장착되는 컨버터집적회로칩(120)의 출력단과 전기적으로 연결되고, 상기 기판(110)을 구성하는 세라믹시트의 상부면 일부마다 형성되는 도전성패턴(131)으로 형성되어 상기 컨버터집적회로칩(120)에서 변환된 직류전압을 정류하는 것이다. In addition, the multilayer inductor 130 is electrically connected to an output terminal of the converter integrated circuit chip 120 mounted on the substrate 110, and is formed on a portion of the upper surface of the ceramic sheet constituting the substrate 110. It is formed of a conductive pattern 131 to rectify the DC voltage converted by the converter integrated circuit chip 120.

이러한 인덕터(130)는 상기 저온동시소성세라믹기판(120)을 구성하는 복수의 세라믹시트중 적어도 두개이상의 세라믹시트에 형성되는 복수의 도전성 패턴(131)과, 상기 서로 다른층에 형성된 도전성패턴(131)을 전기적으로 상하 연결하는 패턴연결용 도전성 비아홀(132)로 구성된다. The inductor 130 may include a plurality of conductive patterns 131 formed on at least two ceramic sheets of the plurality of ceramic sheets constituting the low temperature simultaneous firing ceramic substrate 120, and conductive patterns 131 formed on the different layers. ) Is configured as a conductive via hole 132 for electrically connecting up and down.

그리고, 상기 인덕터(130)를 거치면서 정류된 직류전압을 평활하는 커패시터(C)와 같은 수동회로부(140)는 직류전압을 정류하는 인덕터(130)의 타단과 상기 기판(120)의 하부면에 형성되는 하부패턴층(122)사이에 전기적으로 연결되도록 상기 상부패턴층(121)이 형성되는 최상부 세라믹시트의 또다른 상부패턴층(121a)에 복수개 장착된다. In addition, the passive circuit unit 140, such as the capacitor C, which smoothes the rectified DC voltage while passing through the inductor 130, may be formed on the other end of the inductor 130 to rectify the DC voltage and the lower surface of the substrate 120. A plurality of upper pattern layers 121a of the uppermost ceramic sheet on which the upper pattern layers 121 are formed are electrically mounted between the lower pattern layers 122 to be formed.

여기서, 상기 컨버터집적회로칩(120)과 수동회로부(140)이 탑재되는 상부패턴층(121)(121a)은 동일한 세라믹시트상부면에 형성되는 패턴층이다. Here, the upper pattern layers 121 and 121a on which the converter integrated circuit chip 120 and the passive circuit unit 140 are mounted are pattern layers formed on the same upper surface of the ceramic sheet.

한편, 상기 방열부(150)는 단말기 사용시 상기 컨버터집적회로칩(120)에서 발생되는 열을 외부로 원활하게 방출하여 모듈을 냉각시킬 수 있도록 상기 상부패턴층(121)과 나란하게 수평한 내층그라운드(151)을 구비하며, 상기 내층그라운드(151)는 주 발열원인 컨버터집적회로칩(120)이 장착되는 상부패턴층(121)과 복수개의 제 1도전성 비아홀(151a)을 매개로 전기적으로 연결된다. On the other hand, the heat dissipation unit 150 is an inner layer ground parallel to the upper pattern layer 121 so as to cool the module by smoothly dissipating heat generated from the converter integrated circuit chip 120 to the outside when the terminal is used. 151, and the inner layer ground 151 is electrically connected to the upper pattern layer 121 on which the converter integrated circuit chip 120 as a main heat source is mounted, and the plurality of first conductive via holes 151a. .

여기서, 상기 내층그라운드(151)는 인덕터(130)를 구성하도록 세라믹기판의 표면에 형성되는 도전성 패턴(131)과 같이 세라믹기판의 두께에 비하여 매우 얇기 때문에 DC-DC컨버터 모듈의 제품높이를 크게 하여 단말기의 소형화설계를 곤란하게 하지는 않는다. Here, the inner layer ground 151 is very thin compared to the thickness of the ceramic substrate, such as the conductive pattern 131 formed on the surface of the ceramic substrate to form the inductor 130, so as to increase the product height of the DC-DC converter module The miniaturization of the terminal is not difficult.

상기 컨버터집적회로칩(120)의 작동시 발생되는 열은 상부패턴층(121)에 상단이 연결되고, 상기 내층그라운드(151)에 하단이 연결되는 제 1도전성 비아홀(151a)을 통하여 상기 내층그라운드(151)으로 방출되기 때문에 상기 컨버터회로칩(120)과 수동회로부(140)의 과도한 온도상승을 방지할 수 있는 것이다. The heat generated during the operation of the converter integrated circuit chip 120 is connected to the upper pattern layer 121 and the inner layer ground through the first conductive via hole 151a having the lower end connected to the inner layer ground 151. Since it is emitted to 151 it is possible to prevent excessive rise in temperature of the converter circuit chip 120 and the passive circuit unit 140.

또한, 상기 내층그라운드(151)는 상기 상부패턴층(121)(121a)이 형성되는 최상부 세라믹시트와 상기 적층형 인덕터(130)사이에 형성된다. In addition, the inner layer ground 151 is formed between the uppermost ceramic sheet on which the upper pattern layers 121 and 121a are formed and the multilayer inductor 130.

그리고, 상기 수동회로부(140)가 구비되는 상부패턴층(121a)도 열방출이 상기 기판(110)의 하부면에 구비되는 하부패턴층(122)으로 용이하게 이루어질 수 있도록 상기 패턴층(121a)과 하부패턴층(122)사이에 제 2도전성 비아홀(151b)을 형성한다. In addition, the upper pattern layer 121a provided with the passive circuit unit 140 may also easily heat dissipate into the lower pattern layer 122 provided on the lower surface of the substrate 110. And a second conductive via hole 151b are formed between the lower pattern layer 122 and the lower pattern layer 122.

이와 더불어, 상기 컨버터집적회로칩(120)의 작동시 내층그라운드(151)측으로 전달되는 열을 상기 하부패턴층(122)으로 전달하여 방열할 수 있도록 상기 내측그라운드(151)의 외측테두리에 연장되는 연장부(152)와 상기 하부패턴층(122)사이에도 제 3도전성 비아홀(151c)을 형성하는 것이 바람직하다. In addition, when the converter integrated circuit chip 120 operates, the heat transferred to the inner layer ground 151 side is transferred to the lower pattern layer 122 to extend to the outer edge of the inner ground 151 to radiate heat. The third conductive via hole 151c may also be formed between the extension part 152 and the lower pattern layer 122.

한편, 상기 저온동시소성기판(110)의 적층형 인덕터(130)를 구성하는 도전성 패턴(131)의 상부일단과 하부일단은 상기 수동회로부(140)가 장착되는 상부패턴층(121a)과 하부패턴층(122)사이를 연결하는 제 2도전성 비아홀(151c)에 전기적으로 연결된다. On the other hand, the upper end and the lower end of the conductive pattern 131 constituting the stacked inductor 130 of the low-temperature co-fired substrate 110 is an upper pattern layer 121a and a lower pattern layer on which the passive circuit unit 140 is mounted. And electrically connected to the second conductive via hole 151c connecting therebetween.

도 6는 본 발명의 열방출이 용이한 DC-DC컨버터 모듈에 채용되는 인덕터의 시뮬레이션 결과를 나타내는 스미스챠트(Smith Chart)이다. FIG. 6 is a Smith chart showing a simulation result of an inductor employed in a heat-dissipating DC-DC converter module of the present invention.

직류전압을 정류하기 위한 인덕터(130)는 4.7μH가 필요한데, 식 1에서와 같이 해석을 한 결과 4.7619μH로 상기 인덕터(130)에 내층그라운드(151)를 삽입하여도 특성변화는 없는 것으로 알수 있으며, 제작하여 측정한 결과는 4.4μH 가 나왔다. The inductor 130 for rectifying the DC voltage requires 4.7 μH. As a result of the analysis as in Equation 1, it can be seen that there is no characteristic change even when the inner layer 151 is inserted into the inductor 130 with 4.7619 μH. , And the result of the measurement was 4.4 μH.

[수학식 1][Equation 1]

L = XL / 2πfL = X L / 2πf

= 29.92 / (2 * π 1 * 106)= 29.92 / (2 * π 1 * 10 6 )

= 4.7619[μH]  = 4.7619 [μH]

여기서, L : 인덕터값이고, XL :리엔턴스값이고, f : 주파수이다.Where L is an inductor value and X L is a reactance value. f: Frequency.

그리고, 상기 컨버터집적회로칩(120)의 작동시 내층그라운드(151)를 통해서 최대 600mA까지 흐르는 전류에 의해 발생되는 열을 외부로 방출시킬 수 있을 뿐만 아니라 잡음의 영향도 줄일 수 있는 것이다. In addition, when the converter integrated circuit chip 120 is operated, heat generated by a current flowing up to 600 mA through the inner layer ground 151 may not only be discharged to the outside, but also the influence of noise may be reduced.

상술한 바와같은 본 발명에 의하면, 저온동시소성기판내에 고용량의 인덕터를 구성하고, 기판상에 컨버터집적회로칩과 수동회로부을 장착하여 모듈화함 동시에 컨버터집적회로칩의 작동시 발생되는 열을 외부로 용이하게 방출함으로써, DC-DC 컨버터모듈을 제작하는 제조원가를 절감하고, 이를 채용하는 단말기의 소형화설계를 가능하게 함과 동시에 열에 의한 단말기의 특성이 저하되고, 사용수명이 저하되는 것을 미연에 방지할 수 있는 효과가 얻어진다. According to the present invention as described above, a high-capacity inductor is formed in a low-temperature simultaneous firing substrate, and a converter integrated circuit chip and a passive circuit unit are mounted on the substrate to modularize and heat generated during operation of the converter integrated circuit chip to the outside is easy. In this way, the manufacturing cost of manufacturing the DC-DC converter module can be reduced, and the miniaturized design of the terminal adopting the DC-DC converter module can be reduced. Effect is obtained.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다. While the invention has been shown and described with respect to specific embodiments thereof, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit or scope of the invention as set forth in the claims below. I would like to know that those who have knowledge of Easily know.

도 1은 일반적인 DC-DC 컨버터모듈이 전력증폭기에 적용된 회로도이다.1 is a circuit diagram in which a general DC-DC converter module is applied to a power amplifier.

도 2(a)(b)는 일반적인 DC-DC 컨버터모듈의 구성도이다.Figure 2 (a) (b) is a configuration diagram of a general DC-DC converter module.

도 3은 본 발명에 따른 열방출이 용이한 DC-DC 컨버터모듈의 구성도이다. 3 is a block diagram of a DC-DC converter module for easy heat dissipation according to the present invention.

도 4(a)(b)는 본 발명에 따른 열방출이 용이한 DC-DC 컨버터모듈에서 세라믹시트가 제외된 인덕터와 방열부의 사시도이다. Figure 4 (a) (b) is a perspective view of the inductor and the heat dissipating portion except for the ceramic sheet in the easy heat dissipation DC-DC converter module according to the present invention.

도 5는 본 발명에 다른 열방출이 용이한 DC-DC 컨버터모듈에서 세라믹시트가 제외된 인덕터와 방열부의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of an inductor and a heat dissipation part in which a ceramic sheet is excluded in a heat dissipation DC-DC converter module according to the present invention.

도 6는 본 발명의 열방출이 용이한 DC-DC컨버터 모듈에 채용되는 인덕터의 시뮬레이션 결과를 나타내는 스미스챠트(Smith Chart)이다. FIG. 6 is a Smith chart showing a simulation result of an inductor employed in a heat-dissipating DC-DC converter module of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

110 : 기판 120 : 컨버터집적회로칩110: substrate 120: converter integrated circuit chip

121,121a : 상부패턴층 122 : 하부패턴층121,121a: upper pattern layer 122: lower pattern layer

130 : 적층형 인덕터 131 : 도전성 패턴130: stacked inductor 131: conductive pattern

140 : 수동회로부 150 : 방열부140: passive circuit unit 150: heat dissipation unit

151a,151b,151c : 제 1,2및 3도전성 비아홀151a, 151b, 151c: first, second and third conductive via holes

Claims (5)

배터리의 전압을 저전력모드의 직류전압으로 변환하여 출력하는 컨버터모듈에 있어서, In the converter module for converting the voltage of the battery to a DC voltage of the low power mode and outputting, 복수개의 세라믹시트가 적층된 저온동시소성세라믹기판;A low temperature simultaneous firing ceramic substrate in which a plurality of ceramic sheets are laminated; 상기 기판의 최상부 세라믹시트에 형성된 상부패턴층과 전기적으로 연결되어 상기 배터리로부터 공급되는 직류전압을 소정의 직류전압으로 변환하여 출력하는 컨버터집적회로칩;A converter integrated circuit chip electrically connected to an upper pattern layer formed on an uppermost ceramic sheet of the substrate to convert a DC voltage supplied from the battery into a predetermined DC voltage and output the predetermined DC voltage; 상기 컨버터집적회로칩의 출력단에 일단이 연결되고, 상기 세라믹시트의 상부면 일부에 도전성패턴으로 형성되어 변환된 직류전압을 정류하는 적층형 인덕터;A multilayer inductor having one end connected to an output terminal of the converter integrated circuit chip and rectifying the converted DC voltage formed in a conductive pattern on a portion of an upper surface of the ceramic sheet; 상기 적층형 인덕터의 타단과 하부패턴층사이에 전기적으로 연결되도록 상기 기판상에 탑재되는 수동회로부;A passive circuit unit mounted on the substrate to be electrically connected between the other end of the stacked inductor and the lower pattern layer; 상기 상부패턴층과 복수개의 제 1 도전성비아홀을 매개로 연결되는 내층그라운드를 갖추어 상기 컨버터집적회로칩에서 발생되는 열을 외부로 방출하는 방열부;를 포함함을 특징으로 하는 열방출이 용이한 DC-DC컨버터 모듈. A heat dissipation unit having an inner ground connected through the upper pattern layer and a plurality of first conductive via holes to dissipate heat generated from the converter integrated circuit chip to the outside; -DC converter module. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 적층형 인덕터는 상기 저온동시소성세라믹기판을 구성하는 복수의 세라믹시트중 적어도 두개이상의 세라믹시트에 형성되는 복수의 도전성 패턴과, 상기 서로 다른층에 형성된 도전성패턴을 전기적으로 상하 연결하는 패턴연결용 도전성 비아홀로 구성됨을 특징으로 하는 열방출이 용이한 DC-DC컨버터 모듈. The multilayer inductor may include a plurality of conductive patterns formed on at least two ceramic sheets of the plurality of ceramic sheets constituting the low temperature co-fired ceramic substrate, and a conductive pattern for electrically connecting the conductive patterns formed on the different layers. Easy heat dissipation DC-DC converter module, characterized in that consisting of via holes. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 내층그라운드는 상기 상부패턴층이 형성되는 최상부 세라믹시트와 상기 적층형 인덕터사이에 형성됨을 특징으로 하는 열방출이 용이한 DC-DC컨버터 모듈.  The inner layer ground is easy to heat dissipating DC-DC converter module, characterized in that formed between the uppermost ceramic sheet and the laminated inductor is formed. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 수동회로부가 구비되는 상부패턴층과 하부패턴층사이에 제 2도전성 비아홀을 형성함을 특징으로 하는 열방출이 용이한 DC-DC컨버터 모듈.The DC-DC converter module for easy heat dissipation, characterized in that the second conductive via hole is formed between the upper pattern layer and the lower pattern layer provided with the passive circuit unit. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 내측그라운드의 외측테두리에 연장부를 형성하고, 상기 연장부와 하부패턴층사이에도 제 3도전성 비아홀을 형성함을 특징으로 하는 열방출이 용이한 DC-DC컨버터 모듈.An extension part is formed on an outer edge of the inner ground, and a third conductive via hole is formed between the extension part and the lower pattern layer.
KR1020030079052A 2003-11-10 2003-11-10 A dc-dc converter module easy to sink the heat KR100550862B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030079052A KR100550862B1 (en) 2003-11-10 2003-11-10 A dc-dc converter module easy to sink the heat

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030079052A KR100550862B1 (en) 2003-11-10 2003-11-10 A dc-dc converter module easy to sink the heat

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050045106A true KR20050045106A (en) 2005-05-17
KR100550862B1 KR100550862B1 (en) 2006-02-10

Family

ID=37244846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030079052A KR100550862B1 (en) 2003-11-10 2003-11-10 A dc-dc converter module easy to sink the heat

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100550862B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100954657B1 (en) * 2005-09-01 2010-04-27 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 Low temperature co-fired ceramic ltcc tape compositions, light-emitting diode led modules, lighting devices and methods of forming thereof
KR20180137647A (en) * 2017-06-16 2018-12-28 주식회사 경신 Printed circuit board of bi-direction dc-dc converter and control method thereof
CN117174682A (en) * 2023-11-02 2023-12-05 广东芯陶微电子有限公司 PQFN packaged DC-DC converter and manufacturing method thereof

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1269296C (en) * 2000-12-04 2006-08-09 Nec东金株式会社 Symmetrical DC/DC converter
KR100809487B1 (en) 2006-11-28 2008-03-03 전자부품연구원 Converter module

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100954657B1 (en) * 2005-09-01 2010-04-27 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 Low temperature co-fired ceramic ltcc tape compositions, light-emitting diode led modules, lighting devices and methods of forming thereof
KR20180137647A (en) * 2017-06-16 2018-12-28 주식회사 경신 Printed circuit board of bi-direction dc-dc converter and control method thereof
CN117174682A (en) * 2023-11-02 2023-12-05 广东芯陶微电子有限公司 PQFN packaged DC-DC converter and manufacturing method thereof
CN117174682B (en) * 2023-11-02 2024-02-20 广东芯陶微电子有限公司 PQFN packaged DC-DC converter and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR100550862B1 (en) 2006-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9977476B2 (en) Power supply apparatus
CN101228649B (en) Light-emitting device with a sealing integrated driver circuit
JP3175985U (en) Power supply device and electronic device
JP4883392B2 (en) DC-DC converter
US20040070950A1 (en) Voltage conversion module
US10581327B2 (en) Symmetrical power stages for high power integrated circuits
US9300222B2 (en) Three-dimensional power supply module with passive stacked over cavity
US9006974B2 (en) Switching power supply apparatus and luminaire
CN1685595A (en) Power converting module device and power unit using it
JP6432460B2 (en) DC-DC converter
JP4558407B2 (en) Switching power supply
CN111952293A (en) Power module and method for manufacturing the same
KR100550862B1 (en) A dc-dc converter module easy to sink the heat
US20220005795A1 (en) Integrated component and porwer switching device
JP4494384B2 (en) Hybrid IC circuit
CN110958771B (en) Integrated circuit board and electronic equipment
CN101728071B (en) Transformer
US20220393609A1 (en) Power supply module and transformer power supply device
US7688597B2 (en) Power supply circuit with three-dimensionally arranged circuit carriers, and production method
US20210081013A1 (en) Power supply apparatus
KR20050000688A (en) Dc to dc converter module
JP2005110406A (en) Power conversion module device and power supply device using the same
US20240145334A1 (en) Power module with metallic heat spreader
Li et al. An embedded power section with GaN HEMTs
US20180351402A1 (en) Capacitive power transfer arrangement

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130111

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131224

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150202

Year of fee payment: 10

LAPS Lapse due to unpaid annual fee