TWI313148B - Switching power supply , electronic maching and power supply device - Google Patents

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1313148 九、發明說明： |~~~~^~ΐζ~γγ~-—— 月日修(更)王._ 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於切換電源供應器、電源供應裝置及電子 機器，乃有關用以抑制從配線所產生的放射雜訊之技術。 電子機器係包含產生高頻放射雜訊之所有的電子機器。 電源供應裝置，代表性的有切換電源供應器，包含具 備 AC/DC轉換器（converter)、DC/DC轉換器、逆轉換器 (inverter)、不斷電電源（uninterruptible power source)等之 電力轉換部之其它的電源供應裝置。 【先前技術】 執行高頻動作之電子機器隨著其處理速度之高速化等 而使放射雜訊更加增大，從而要求開發能更有效地抑制放 射雜訊所造成之電磁干擾的技術更爲高漲。 特.別是，如近年來，因國內外電子機器之普及度之提 昇，由於這些機器之放射雜訊所造成該等機器和其它機器 之誤動作等，帶給產業界之影響極大，這樣的電磁干擾， 在國際上係受CISPR等（國際無線千擾特別委員會）所嚴格 管理規範。 這樣的電磁干擾在試作評估的階段，產生的問題多， 對於電路之反復設計試作或者開發時間延長上有深刻之影 響，因此，期盼開發出能在不變更電路之下就能簡易地抑 制雜訊之技術。 因此，迄今已陸續開發出多種抑制這樣的放射雜訊之 技術，這些技術之一，例如專利文獻1所揭示那樣，在絕 -5- 1313148 \ΎϊΈλι ~~ I年月曰修 緣性基板表面設置肥粒鐵（ferrite)層。此交ίπτ所-揭一 不之放射雜訊抑制技術爲，在基板表面上設置由肥粒鐵層 作成之雜訊抑制體者。 這樣的放射雜訊抑制技術，係在未特定雜訊源之配線 ~ 之下’在基板上被覆肥粒鐵層，因此變成涵蓋電子部品和 " 配線等極廣範圍之領域，除了放射雜訊之抑制造成大成本 花費以外，另變成爲表示導磁率的虛數部μ"爲高値之數百 MHz〜數GHz之雜訊抑制，而難以在切換電源供應器產生 • 的數十MHz頻帶的放射雜訊上有抑制效果，此係爲一個課 題，這裡，導磁率的虛數部係表示雜訊抑制體的損失成份 ，另一方面，又爲了消除這樣的課題，增設電磁屏蔽和電 子部品等這些措施，所造成費用之增加和電子機器之組成 變更等，更引發了其它新的課題。 (專利文獻1)日本專利公開公報特開2 00 5 - 1 29 76 6號 【發明內容】 (發明欲解決之課題） 胃因此，本發明係作成對成爲放射雑訊源之配線部分， 能有效地抑制放射雜訊之產生，以解決上述之課題。 (用以解決課題之手段） 本發明之切換電源供應器爲，具備由藉板狀金屬而形 成有電子電路的配線部分之導線架基板所構成的配線基板 ，該配線基板上至少構裝有開關元件，該切換電源供應器 之特徵爲，由導電性軟磁性膜作成之高頻電流抑制材係以 披覆該導線架的配線部分中之位在該開關元件附近且流通 -6-

1313148 高頻電流的配線部分之外周整體的狀態作設置，高 抑制材之導磁率爲# '=5〜10000、μ” = 0〜500，電阻率比 導線架的電阻率尚’爲 ρ=2χ10_8Ωπι〜10000xl0_8Qm，高 頻電流抑制材之膜厚爲Ο.ίμιη〜ΙΟΟμιη的範圍內。 ~ 前述之配線基板包含：在絕緣基板上以具備既定電路 * 圖案的導線架做爲配線而成之第1基板，或考在導線架上 構裝電子部品，將導線架的一部分做爲配線，對其整體施 行樹脂模製之第2基板等之各種配線基板。 # 若是第1、2基板時，則在印刷配線上能設置軟磁性膜 。若是第2基板時，則能在導線架上設置軟磁性膜。另外 ，也可在配線部上使用跨接線（jumper wire)那樣之物，在 跨接線上形成軟磁性膜後才構裝在第1、第2基板上。設 置軟磁性體之配線形狀並無特別限定。 又，使軟磁性體呈膜狀設在配線上之方法也無限定。 軟磁性體，其種類雖無特別限定，但就高導磁率之値 來說，愈高者爲佳。導磁率能以μ'-j μ"表示。μ’係爲導磁率 • 之實數部，μ"係爲導磁率之虛數部，表示損失成份。 可提供這種高導磁率之値的軟磁性體方面，可舉出鐵 鎳合金、鐵鎳硼合金、鐵鎳鉬（Iron Nickel Molybdenum)合 金、鐵鎳矽合金、鐵鎳銅合金、鐵鎳鉻合金、鐵鎳銅鉬合 金、鐵鎳鈮（Iron Nickel Niobium)合金等之強磁性體鐵鎳合金 (permalloy)、鐵銘（Iron Cobalt Nickel)合金' 鐵姑鎳（Iron Cobalt Nickel)合金、姑銷銳（Cobalt Zirconium Niobium)合 金等。 又，除上述之軟磁性體外，另在作成粉末狀時爲良好 1313148 Γ~*δΠΓΤΤ i乎月鱗_·Μ 之軟磁性體有例如，鐵鋁矽合金（商標名爲'墓^ 鐵（Carbonyl Iron)、锰鋅（Manganese Zinc)系肥粒鐵 '鎳鋅 系肥粒鐵等。 依本發明之切換電源供應器，由導電性的軟磁性膜作 . 成之導線架係設置在會產生放射雜訊之配線的導體部分， . 因此，能極有效地僅將因集膚效應（Skin effect)而流通在配 線部分之表皮的高頻電流衰減，另一方面，直流或低頻電 流流通之部分係爲低電阻，不會阻礙在配線上流通之直流 > 或低頻之電流成份。 從上述，相對於以往是對含有自構裝在配線基板上之 多數電子部品和配線等所放射之雜訊源的基板表面整體設 置用以包覆之屏蔽物和抑制體以抑制放射雜訊的方式，本 發明係作成在成爲放射雜訊源之配線的導體部分上直接設 置由導電性的軟磁性膜作成之導線架之構造，因此能極容 易、且低成本、有效果地抑制包含切換電源供應器產生的 放射雜訊之數十MHz〜數GHz之放射雜訊的產生。 > 另外，將高頻電流抑制材的膜厚作成比配線表皮之厚 度厚，在衰減高頻電流，進而抑制放射雜訊之產生上係爲 良策。 依本發明，係直接在成爲放射雜訊源之配線的導體部 分之外周面，或在近場領域之5cm以內’設置薄膜狀之高 頻電流抑制材，因此，能在放射雜訊擴大前瞬間’極爲有 效地抑制放射雜訊之產生。 又，本發明，在電子機器的外殼上即使多少有存在開 口部和間隙部，但與以往之情形不同’沒有放射雜訊洩漏 -8- 1313148 S i 修(£)正替換頁 到外部之情事，從而能一舉解決以往之上述課題。 特別是，本發明不必如以往那樣，在配線基板側配置 特殊之放射雜訊抑制部品，因此，配線基板之組裝容易且 低成本化。 若是將上述配線基板搭載在個人電腦等之電子機器上 之情形，可得出如前述那樣能抑制高頻電流所產生之放射 雜訊，進而降低放射雜訊之電子機器。 又，在將上述配線基板搭載於切換電源供應器等之電 源供應裝置的場合，可得出如前述那樣能抑制電流所產生 之放射雜訊，進而抑制放射雜訊之電源供應裝置。於此電 源供應裝置之中，切換電源供應器能在高頻變壓器之一次 側和二次側上，高頻電流流通之電流路徑上設置高頻電流 抑制材。 特別是，本發明高頻電流抑制材因係設在近場（near field)，亦即，波動阻抗（wave impedance)小之磁場成爲主 宰之配線附近，故由軟磁性膜作成之高頻電流抑制材即使 包覆配線附近以做爲磁氣遮蔽，也能有效果地抑制高頻磁 場，從而降低放射雜訊。 又，若是將構成高頻電流抑制材之軟磁性膜以粉末狀 混入有機結合劑中，然後設置在會成爲放射雜訊源之配線 部分之情形，則成爲處理性優良之構造，進而能適確地且 容易地設在產生放射性雜訊之配線部分之外周。 切換電源供應器，因伴隨開關電晶體之開關動作之高 次諧波所產生之放射雜訊的功率大，因此，迄今雖有提出 種種抑制放射雜訊的對策，但沒能解決重量增加、成本增 加 '放射雜訊洩漏等之課題。 -9- 1313148 (發明效果） 依據本發明之切換電源 之配線部分的所謂近場的磁 體作成之高頻電流抑制材， -簡易，且低成本作成外，另

供應器，係在成爲放射雜訊源 場主宰領域上，設置由軟磁性 因此放射雜訊抑制之組成能以 能有效率地抑制放射雜訊，其 實用性極高。 【實施方式】 (發明最佳實施形態） 以下，將參照附圖詳細地說明本發明之實施形態有關 之配線基板及具備此配線基板之電子機器（電源供應裝置） 之一例的切換電源供應器。 下面將參照第1圖至第3圖，說明有關本發明實施之 一個形態的配線基板及具備此配線基板之切換電源供應器 。搭載有這樣的切換電源供應器之電子機器之電磁干擾係 在例如30MHz〜1 GHz範圍內受嚴格管理。 第1圖係爲表示上述實施形態之配線基板和構裝在其 上之電子部品的槪略圖，該圖之配線基板係由對應切換電 源供應器之電子部品構裝圖案之導線架1 〇所組成。 在由實線表示之導線架10上連接固定有組成電源之 構裝電子部品。第1圖爲了簡略化起見，構裝電子部品之 代表例係用矩形狀包圍之虛線所表示之高頻變壓器12，屬 於高頻變壓器1 2之一次側的電子部品之平滑用之鋁電解 電容器1 4，屬於切換元件之切換電晶體1 6，及用於使導線 架10成立體交叉之構裝電子部品20。 導線架1 0具備電子部品構裝用之導線架部分，和電子 -10- 1313148 -------—] 日修(更)正.雛寅j 部品間等之配線用之導線架部分。第1圖上，放射雜訊產 生領域（迴路電流流通之領域係爲一例）係用兩點虛線包圍 之領域A 1〜A3表示。這些領域係分別表示在高頻變壓器 1 2之一次側和二次側上之放射雜訊產生領域。一次側與二 次側的分界係用一點虛線表示。 • 第2圖係僅槪略地表'示對應這些電子部品1 2、1 4、1 6 之切換電源供應器的電氣電路之一部分。第2圖之切換電 源供應器的電路組成’因係爲一般所知悉者，故省略其說 φ 明 第1圖所示之領域A1係表示在高頻變壓器12之一次 側上流通之迴路電流（loop current)LC的領域。 第3圖係表示在上述切換電源供應器上，會流通迴路 電流LC之導線架部分10a的一部分的斜視圖。如第3圖所 示’藉在導線架部分1 〇 a上流通之迴路電流_ L c，而在該導 線架部分1 0 a之周圍產生磁場Η 1 ’藉此磁場η 1的變化， 產生電場Ε1’另再藉此電場Ε1之變化，產生磁場，然 • 後’再藉磁場Η2的變化而產生電場Ε2，這樣子交替地產 生磁場 HI、Η2、Η3、…和電場 El、Ε2、Ε3、·..。 而這樣的關係中，若迴路電流LC增大時，磁場的強度 則增大，隨著磁場強度之增大，電場強度也增大。又，隨 著迴路電流LC之頻率高速化，磁場之變動變大，電場強度 也就增大。 ' 而’在導線架部分1 0 a上流通迴路電流時，會產生磁 場和電場交替地傳播出去之放射雜訊。這種情形，在導線 架部分10a之近場（near field)，磁場H1係爲主宰。 -11- 1313148 ... —— -----1

年另h修(更)正替换頁I •1 ___ , 】 圓 II! I _ ㈣·~Μ »1>* ~**』*~*一· 、** ** …·ι·ιΙ'*ιιΙ· 弟4 H係表不波動阻抗（wave impedance)之變化。在第 4圖上，橫軸係表示與導線架部分！ 〇 a相隔之距離d，縱軸 係表示波動阻抗Z (=任意位置上之電場E /任意位置上之磁 場Η)。 - 如第4圖所示，接近導線架部分1 〇 a之領域係成爲近 . 場NF，遠離之領域係成爲遠場（far field)FF。在近場NF 上，磁場Η1係佔大部分，能等效於磁場Η1。 近場NF與遠場FF的分界係爲電磁波波長λ之（1/2π) • ，亦即，約λ/6。遠場FF能予以捕捉當作總合電場和磁場 之電磁波。 近場NF的槪念係爲λ/2π，因此，若是30MHz〜1GHz 之放射雜訊的情形，近場NF的領域則爲1.7m〜5cm，由此 可知在作爲磁場成份較強之近場領域方面’最好是將高頻 電流抑制材設置在離配線部分5 cm以內。 下面將參照第：5圖中所表示，由導電性之軟磁性膜作 成之高頻電流抑制材直接設在配線的導體部分之外周之構 • 造，以說明配線基板及具備此配線基板之切換電源供應器 〇 第5圖係表示迴路電流流通之導線架部分（配線部分） 1 0 a之剖面。如第5圖所示，爲了以最佳效率抑制從導線 架1 〇 a傳出之放射雜訊，將高頻電流抑制材1 8以均等膜厚 之薄膜狀、直接以實體接觸設置在導線架部分1 0 a之外周 面整體。此高頻電流抑制材1 8係設在迴路電流L C流通之 導線架部分1 〇 a上。至於不會產生放射雜訊而不需設置高 1313148 91 iiVtt—-------------— 年月曰修(更)正替漠1 頻電流抑制材1 8之導線架部分，係未設置高流抑制材 1 8，藉此能降低材料成本。 如第5圖所示，在高頻變壓器1 2的一次側，迴路電流 LC流通之導線架部分1 〇a上，形成有高頻電流抑制材1 8 ' 。高頻電流抑制材1 8係由在數十MHz〜數GHz上有高導 • 磁係數之導電性軟磁性膜作成。 在形成高頻電流抑制材1 8之軟磁性體方面，可例舉鐵 鎳合金、鐵鎳硼合金、鐵鎳鉬合金、鐵鎳矽合金 '鐵鎳銅 ^ 合金、鐵鎳鉻合金、鐵鎳銅鉬合金、鐵鎳鈮合金等之強磁 性體鐵鎳合金、鐵鈷合金、鐵鈷鎳合金、鈷鍩鈮合金等。 將軟磁性體設置成薄膜狀之方法並無特別限定，例如 能藉電解電鍍（electrolytic pl.ating)、無電解電鍍（electroless plating)、濺鍍（sputtering)、蒸鍍、軋製複合材等方式作成 薄膜狀之軟磁性體。 從第1圖所示之配線基板之上方觀測時，放射雜訊的 峰點（peak point)係示於第6(a)、（b)圖上。第6(a)圖係在導 線架10a上未設置高頻電流抑制材18之情形，第6(b)圖係 在導線架10a上有設置高頻電流抑制材18之情形。第6(a) 、（b)圖，用以模式地表示磁場強度測定器之彩色影示畫面 、磁場強度高之領域、磁場強度中之領域 '磁場強度低之 領域係分別用由粗雙層十字交叉之平行線形成之影線、由 單層十子父叉之平行線形成之影線，及由虛線之平行線形 成之影線表示。 l〇a上有設置 從第6(a)、（b)圖可明白，在導線架部分 -13- 1313148 ^τί2~η-~-

年月曰修(更)正替換頁I 高頻電流抑制材18之情形，放射雜訊係大.曹地-被J ’因在上述彩色顯示畫面上不易判明，故用虛線表示俾瞭 解鋁電解電容器和高頻變壓器等之部品的位置。 第6圖之測定用之導線架部分的材料係爲銅’做爲高 頻電流抑制材1 8之軟磁性體係爲鐵鎳合金，其膜厚係爲 ‘ 50μιη。放射雜訊係藉雜訊硏究所製作之電磁波解析測定系 統（ESU-3 00 0)測定。測定頻率係爲30MHz〜3 00MHz。 磁場強度高的領域上之峰點，第6(a)圖係爲90.4(1Βμν 1 、第6(b)圖係爲87.7(1Βμν，本實施形態中磁場強度約降低 3dB，由此可知藉由高頻電流抑制材18具有抑制放射雜訊 之效果。 其次，茲就理論說明放射雜訊降低之理由。 高頻電流因集膚效應而在導線架部分10a之表皮上流 通。這時的表皮厚度δ係用δνΛ(Ρ/μπ〇表示，其中電阻率 爲ρ、導磁率爲μ、頻率爲f。自此表皮厚度δ的式子可明 白’藉由高頻電流抑制材1 8的高導磁率，能有效地抑制高 頻電流。 例如’在導線架部分1 0 a爲銅而高頻電流抑制材1 8爲 鐵鎳合金系之情況，導線架部分1 〇 a的電阻率p係p =丨.7 X 1(Γ8Ωιη、咼頻電流抑制材18之電阻率p係p = 2〇xl(T8 Ω m、高頻電流抑制材1 8之電阻率ρ較高。 因此，屬高導磁率μ和高電阻率p之軟磁性體之高頻 電流抑制材18可藉筒導磁率μ而使表皮厚度作得更薄，同 時藉尚電阻率ρ能有效地抑制高頻電流，從而能抑制放射 -14- 1313148

雜訊。 第7圖係將藉高頻電流抑制材i 8降低放射雜訊之效果 顯不在整個頻譜上。第7圖係表示橫軸爲頻率（Hz)、縱軸 爲磁場強度（dB μV/m)時之峰點（最大磁場強度之地點）的頻 •譜波形。 •另外’表示測定結果之資料線1係表示未在導線架部 h 1 G a上施行磁性電鍍之高頻電流抑制材1 8之軟磁性體之 情形’資料線2係有在導線架1 〇 a上施行磁性電鍍之高頻 1電流抑制材1 8之軟磁性體之情形。測定頻率範圍係爲 30MHz 〜3 00MHz。 如上說明’在高頻電流流通部位之導線架部分（配線部 分10a)上，最好是藉由直接設置高頻電流抑制材1 8，能抑 制磁場的產生，進而防止放射雜訊之洩漏。 再者’高頻電流抑制材18也可爲第8圖之構造，亦即 將由粉末作成之軟磁性體1 8a直接，或藉混合分散等方 式混入有機結合劑18b中之構造。 粉末形狀有球狀、破碎狀（扁平狀、針狀等）。發現粉 末狀爲扁平狀、針狀時具闻導磁率。另一方面，發現粉末 狀爲球狀時無導磁率之各向異性，成爲不必考慮配向性。 在迫些粉末狀之軟fe性體18a方面，可舉例高頻導磁 率大之鐵銘砂合金（商標名爲sendust) '羰基鐵、錳鋅系肥 粒鐡、鎳鋅系肥粒鐵等良好材料。 軟磁性體1 8 a可爲一種，也可爲由多種所作成之複合 軟磁性體。 -15- 1313148 「~~?' ΎΊ——-- j年，〜修(更〕正*丨 ^ — I Ι·!ί I I !> HI —— 有機結合劑1 8 b的例子有例如A B S樹脂、聚酯（P 01 y e s t e r) 系樹脂、聚氯乙烯系樹脂、聚乙烯丁縮醛（polyvinyl butyral) 樹脂、聚氨酯樹脂、纖維素系樹脂、腈丁二烯（nitrile butadiene)系橡膠、苯乙稀· 丁二嫌（styrene-butadiene)系橡 膠等之熱可逆性樹脂、或其等之共聚合體。 '另外，在其它的有機結合劑18b例子方面，可舉出環 氧樹脂、苯酚（phenol)樹脂、醯胺系樹脂、亞胺系樹脂等之 熱硬化性樹脂。 1 粉末狀之高頻電流抑制材1 8之形成方法有印刷、噴射 塗布、噴霧塗布等作成薄片黏貼、或藉起模法形成薄片後 黏著、或藉上粉、或壓製成形等，其方法並無限定。 第9(a)、（b)、（c)圖係表示由軟磁性體作成之高頻電流 抑制材18之構造例。如第9(a)、（b)、（c)圖所示那樣，高 頻電流抑制材1 8也可僅設置在導線架部分1 0 a的一部分上 〇 第9(a)圖係示出在導線架部分10a之兩面上設置高頻 電流抑制材18之構造，第9(b)圖係示出在導線架部分i〇a 之單面上設置高頻電流抑制材18之構造，第9(e)圖係示出 在導線架部分1 Oa之單面和側面上設置高頻電流抑制材i 8 之構造。高頻電流抑制材1 8即使是在導線架部分1 〇 a爲圓 形的情形，也可作成爲設置在外周整體或僅一部分上之構 造。 又’高頻電流抑制材1 8也可如第1 〇圖所示那樣，疊 合有導磁率不同之多數磁性膜a、b而成者。第1〇圖係表 -16- 1313148

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示導磁率不同之磁性膜a和磁性膜b之頻率特性。磁性膜 a —直到數GH z止具有高的頻率特性’磁性膜b則在數十 MHz上特別具有高的頻率特性。 由磁性膜a和b所構成之高頻電流抑制材1 8被設置於 • 導線架部分1 〇a上之構造係示於第1 1(a)〜（q)圖上。磁性 * 膜a對數十MHz之高頻電流抑制效果低，相反地磁性膜b 對數十MHz之高頻電流抑制效果高，因此，藉疊合磁性膜 a和b，能達到抑制從數十MHz〜數GHz爲止的廣範圍放 ® 射雜訊之效果。這時，數GHz之電流流得愈多，集膚效應 愈形顯著，因此，最好是將截至數GHz止具有高導磁率之 磁性膜a設置在屬於更爲表面之導線架之外側。第ll(a) 〜（q)圖係爲疊合導磁率不同之磁性膜a、b之高頻電流抑 制材1 8之組合的一例，其層數和組合方式並不限定。 再者’高頻電流抑制材18也可爲磁性膜與電阻率高之 電阻膜的疊合構造。而僅以磁性膜構成之高頻電流抑制材 $ 1 8 ’磁性膜係被要求需有高導磁率和高電阻率兩特性，但 藉將高頻電流抑制材1 8之構成分離成磁性膜和電阻膜，能 有效地抑制放射雜訊。由磁性膜和電阻膜作成之高頻電流 抑制材18之構成係與第11(a)〜（q)圖所示之疊合構造相同 ’其層數和組合方式並不限定，因此，這裡，省略其槪略 圖。電阻膜之材料爲鋁（ρ = 2.75χ10 — 8Ωηι)、鋅（p = 5.9xl(T8Qm) 、鎳（p = 7.24xl(T8Qm)、錫（ρ = ιι.4χΐ〇-8Ωηι)、絡（p=17xl〇-8Qm) 、鎳鉻耐熱合金（Nichrome)(p = 109xl(r8Qm)，添加其它的高 電阻材料之有機物和氧化物 '或P和B、Mo等之複合材料 -17- 1313148 |'f¥^ 等，其材料種類不受拘束。再者電阻膜也可藉利用機械硏 磨和化學上之反應進行蝕刻等造成之粗化所形成者。 如第1 2圖所示，高頻電流抑制材1 8也可隔著空間或 絕緣物2 0而設置在導線架1 Oa上。藉磁性膜的導磁率，能 . 薄化流通於導線架1 Oa之高頻電流的表層厚度，因此與將 . 磁性膜直接設在導線架之情形相同，能獲得抑制雜訊的效 果。 高頻電流抑制材1 8係以這樣的板狀金屬加在形成有 • 電子電路之配線部分之導線架基板上，也可設在於絕緣基 板上印刷銅等之金屬材做爲配線而成之配線基板上。 高頻電流抑制材1 8也可設在切換電晶體等之產生高 頻雜訊之電子部品之端子，和位在其附近之金屬物上，例 如，第13圖所示，設在電子部品的端子22和散熱片 (heat-sink)24、金屬箱體外殼26上。第13(a)、（b)圖、第 13(c)圖、及第13(d)圖係分別表示將高頻電流抑制材18設 在電子部品之端子22的情形、設在散熱片24之情形，及 β 設在金屬箱體外殼26之情形。電子部品的端子22係連接 到導線架部分10a，而散熱片24和金屬箱體外殼26爲圖 安定的電位係採行接地（GND)，因此會有成爲放射雜訊之 原因的高頻電流流通，藉由在這些地方設置高頻電流抑制 材1 8，同樣能抑制放射雜訊。 第14圖及第15圖係表示有關放射雜訊之抑制的解析 模式。第14圖係爲高頻迴路電流1C流通之環狀金屬體28 之斜視圖。第15(a)圖、第15(b)圖及第15(c)圖係分別表示 -18- 1313148

在環狀金屬體2 8上無設匱高頻電流抑制材1 8之情形’在 環狀金屬體2 8之上下面設置高頻電流抑制材1 8之情形’ 及在環狀金屬體2 8之外周面整體設置高頻電流抑制材1 8 之情形等之放射雜訊的解析結果^ ° 比較第15(a)、（b)、（c)圖之解析結果可明白’在將高 頻電流抑制材1 8設置在環狀金屬體2 8之外周面整體之情 形，抑制放射雜訊之效果最大。這裡’高頻電流抑制材1 8 之厚度係爲1 Ομιη，解析頻率係爲30MHz。 ® 高頻電流抑制材1 8之磁性膜、導磁率愈高者爲佳’但 能抑制放射雜訊之範圍則爲μ' = 5〜 1 0000、μ" = 0~ 5 00。 第15(c)圖的構造，當使高頻電流抑制材18之電阻率 變化時之電流密度分佈係示於第16(a)、（b)、（c)圖。第16(a) 圖、第16(b)圖及第16(c)圖係分別表示電阻率爲ρ = 2χ1(Γ8Ωιη ' ρ = 10〇χ1(Γ8Ωιη 及 ρ=10000χ10·8Ωηι 時之電流分佈變化。 如第.1 6(a)、（b)、（c)圖所示，電阻率ρ增大時高頻電流抑 制材1 8上電流變成不易流動，因此，瞭解到高頻電流抑制材 18之電阻率最好係在ρ = 2χ10·8〜l〇〇〇〇xi〇-8Qm之範圍內。 第17(a)、（b)圖係表不由兩種磁性膜構成之高頻電流 抑制材1 8之放射雜訊抑制的解析結果。第1 7 (a)圖係設置 2μιη厚之由導磁率μ爲4〇〇、電阻率卩爲2〇χ1〇-8Ωιη之磁 性膜a作成之高頻電流抑制材1 8，第1 7 (b)圖係在導線架 部分l〇a上設置由磁性膜a和導磁率μ爲1〇〇、電阻率p 爲2 0 X 1 0·8 Ω m之磁性膜b作成之高頻電流抑制材} 8。第 1 7 (b)圖之磁性膜a和b的膜厚皆爲！ μ m。解析頻率係爲 -19- 1313148 30MHz。 比較第17(a)、（b)圖之結果’可瞭解藉疊合多個磁性 膜，能更有效地抑制高頻雜訊。 用於此解析模式之高頻電流抑制材1 8係沿著環狀金 • 屬體28之環狀面設置。環狀金屬體28之尺寸係爲 - ，放射雜訊係藉由日本綜合硏究所製造之電磁場解析工具 (JMAG-Studio)予以解析。 下面將記述抑制放射雜訊用之高頻電流抑制材1 8之 •必要的特性。 表皮厚度δ係以δ/' (ρ/μπί")表示，其中電阻率爲p、導 磁率爲μ、頻率爲f，電阻率Ρ愈大，表皮厚度δ也愈厚。 這裡，將表皮厚度δ視爲配線部之斷面積S時，做爲配線 具有之電阻値R則爲R = px(L/S) =，（μπίρ)χ：ί，隨著導磁率 μ及電阻率ρ之增加而增大。L係爲配線之長度。亦即，藉 由增大配線部分之導磁率μ和電阻率ρ，能更增大配線之 g 電阻値R或阻抗。 由軟磁性膜作成之高頻電流抑制材1 8之導磁率愈高 者爲佳，依『電析法執行之高比電阻Ni-Fe系軟磁性膜之 製作（表面技術Vol.49,No.3, 1998)』，藉由使用FeNi之軟 磁性膜’在數十MHz以上頻率，依上述文獻記載可明白在 導磁率是μ'最大爲1000而μ" = 500程度，藉由添加二乙三 胺二噻烷（diethylene triamine)等’能抑制導磁率在30MHz 以上之頻帶中的衰減。 另外，依『無電解電鍍法執行之軟磁性NiFeB/NiPC/ -20- 1313148

NiFeB疊層膜之製作（第23次日本應用磁氣學會學術演講 槪要集1999)』可明白，於FeNi添加了 B的FeNiB之導磁 率也同樣地，在數十MHz以上之頻帶會變成上述之最大 μ ^ 1 0 0 0，μ " = 5 0 0程度的導磁率。 表皮厚度δ係在電阻率爲ρ、導磁率爲μ、頻率爲f日寺 表示成δ = Λ (ρ/μπί·)。這裡，將記述具有導磁率μ=1〇〇〇、電 阻率ρ = 2χ10·8Ωηι之特性的磁性膜（磁性膜Α)，和具有導磁 率μ=10、電阻率ρ= 1 000 χ1(Γ8Ωιη之特性之磁性膜（磁性膜 Β)的表皮厚度δ。當頻率爲30MHz時，前者之磁性膜Α的 表皮厚度δ係爲0.4 μιη，後者之磁性膜B的表皮厚度δ係 爲91.9μιη。又，當頻率爲1GHz時，前者之磁性膜Α的表 皮厚度δ係爲0.07 μιη，後者之磁性膜B的表皮厚度δ係爲 1 5 · 9 μιη。由此可明白高頻電流抑制材1 8之膜厚最好是能使 30MHz〜1GHz之高頻電流收納於膜中之膜厚爲Ο.ίμηι〜 1 0 Ομιη的範圍內。 也明白到由多個磁性膜或電阻膜作成之高頻電流抑制 材，最好是將對應於表皮厚度之膜厚形成在各層上。 如上說明，藉由將高頻電流抑制材1 8直接設在高頻電 流流通部位之導線架部分1 0 a上，能抑制高頻電流之特性 ，進而能防止放射雜訊之洩漏。 若是將前述之配線基板搭載在個人電腦等之電子機器 上之情形’如前述那樣’可得出能抑制因高頻電流所導致 之放射雜訊之產生’進而降低放射雜訊之電子機器。 若是前述之配線基板搭載在切換電源供應器等之電源 -21- 1313148 ~~ΒτττΓΤΊ~*—~~·

供應裝置之情形，如前述那樣，可得出能抑制因高 所導致之放射雜訊，進而降低放射雜訊之電源供應裝置。在此 電源供應裝置中，切換電源供應器能在高頻變壓器之一次側和 二次側上高頻電流流通之路徑上，設置高頻電流抑制材1 8。 本發明不限定於上述實施形態，而是在申請專利範圍 項下陳述之範圍內，包含各種變更和改變之形態。 【圖式簡單說明】 第1圖係爲有關屬於本發明之一個實施形態的配線基 板之導線架的平面圖。 第2圖係爲切換電源供應器之電氣電路的部分槪略圖 〇 第3圖係爲用於說明由在第5圖之導線架部分上流通 之高頻迴路電流所產生之磁場和電場之圖。 第4圖係爲用於說明波動阻抗之圖。 第5圖係爲有關在屬於本發明之一個實施形態之配線 基板的導線架上，迴路電流流通之導線架部分（配線部分）之 剖面圖。 第6(a)、（b)圖係爲在磁場強度測定器畫面上顯示比較 在導線架上施行磁性電鍍以作成屬於高頻電流抑制材1 8 之軟磁性膜之情形與不施行磁性電鍍之情形時，之放射雜 訊產生狀態之圖。 第7圖係爲表示在導線架部分上施行磁性電鍍以作成 屬於高頻電流抑制材1 8之軟磁性膜之情形與不施行磁性 電鍍之情形，的峰點之頻譜波形圖。 -22- 1313148 j------— '年月3聲(更)正替換頁 第8圖係爲在第5圖之導線架部分上設置由粉末作成之 高頻電流抑制材1 8之圖。 第9(a)〜（c)圖係爲第5圖之高頻電流抑制材18設在導 線架部分之一部分上之圖。 - 第1 0圖係爲表示導磁率之頻率特性之圖。 • 第11〇)〜（q)圖係爲表示疊合多數之磁性膜而成之高頻 電流抑制材1 8之圖。 第1 2圖係爲高頻電流抑制材1 8隔著絕緣物設在導線架 > 部分上之圖。 第1 3 ( a)〜（d )圖係爲高頻電流抑制材1 8設在電子部品 之端子和散熱片’金屬箱體外殼上之圖。 第14圖係爲用於解析模式之環狀金屬體之斜視圖。 第15(a)〜（c)圖係爲使用第14圖之環狀金屬體，設置 高頻電流抑制材1 8後’放射雜訊之測定結果之圖。 第16(a)〜（c)圖係爲使用第14圖之環狀金屬體’依尚 頻電流抑制材1 8之電阻率的變化所造成之電流密度分布 _ 之圖。 第17(a)、（b)圖係爲表不使用環狀金屬體’設置由多 數之磁性體作成之高頻電流抑制材1 8後’放射雜訊之測定 結果之圖。 【主要元件符號說明】 10 導線架 10a 導線架部分 12 高頻變壓器（電子部品） -23- 1313148 14 鋁電解電 16 切換電晶 18 尚頻電流 20 用於使導 ^一 1,..ν, I Η]" "Λ；>.,'

·, .' / . ' ·* , :, I 容器（電子部品） 體（電子部品） 抑制材 線架1 0立體交叉之電子部品

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Claims (1)

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曰修(更)正替換!:「 第95123702號「切換電源供應器、電子機器及電源 供應裝置」專利申請案 (2008年12月11日修正） 十、申請專利範圍： . 1.一種切換電源供應器’具備由藉板狀金屬而形成有 電子電路的配線部分之導線架基板所構成的配線基 板，該配線基板上至少構裝有切換元件，該切換電 源供應器之特徵爲 Φ 由導電性軟磁性膜作成之高頻電流抑制材係以 披覆該導線架的配線部分中之位在該切換元件附近 且流通高頻電流的配線部分之外周整體的狀態作 設置， 高頻電流抑制材之導磁率爲；《 ’ =5〜10000、 #"=0〜5 00，電阻率比導線架的電阻率高，係爲 ρ =2χ10-8Ω m 〜10000x10-8Ω m， 高頻電流抑制材之膜厚爲Ο.ίμιη〜ΙΟΟμιη的範 Φ 圍內。 2 .如申請專利範圍第1項之切換電源供應器，其中高 頻電流抑制材係疊合具有導電性之多數軟磁性膜而 成。 3 .如申請專利範圍第1項之切換電源供應器，其中高 頻電流抑制材係設在臨近可成爲放射雜訊源之配線 部分的近場領域之5 cm以內。 4 .如申請專利範圍第1項之切換電源供應器，其中高 1313148 ffHS-

頻電流抑制材係隔著空間或絕緣物而設在可成爲放 射雜訊源之配線部分。 5.如申請專利範圍第1項之切換電源供應器，其中高 頻電流抑制材係由磁性膜與電阻率是位在既定範圍 內之電阻膜疊合而成者。

6 _如申請專利範圍第5項之切換電源供應器，其中上 述電阻膜係電阻率在 ρ =2χ1(Γ8Ω m〜10000χ10·8Ωπι 之範圍內之電阻膜。 7·—種電子機器，其特徵爲具備申請專利範圍第1至 6項中任一項之切換電源供應器。 8 .如申請專利範圍第7項之電子機器，其中由導電性 之軟磁性膜作成之高頻電流抑制材係設在可疊加高 頻雜訊之金屬物上。 9·一種電源供應裝置，其特徵爲具備申請專利範圍第 1至6項中任一項之切換電源供應器。

1 0 .如申請專利範圍第9項之電源供應裝置，其中由導 電性之軟磁性膜作成之高頻電流抑制材係設在可疊 加高頻雜訊之金屬物上。 1313148 i年月 日益.(更)正t. 七、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：第5圖。 (二） 本代表圖之元件符號簡單說明: 1 0 a 導線架部分 1 8 局頻電流抑制材

八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： 無 -4-