WO2019008967A1 - モジュール部品および電源回路 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a module component and a power supply circuit using the module component.
- a conventional module component has a configuration in which an inductor component is mounted on a substrate as shown in Patent Document 1, and a configuration in which an inductor conductor is formed in a substrate as shown in Patent Document 2.
- an object of the present invention is to increase the inductor value and suppress the noise generated from the inductor conductor without increasing the size of the module component.
- a module component of the present invention includes a mounting component including a first inductor conductor, and a substrate having a first main surface in which a second inductor conductor is incorporated.
- the mounting component is mounted on the first main surface.
- the first inductor conductor and the second inductor conductor are connected, and the mounting component and the substrate are disposed at positions where the first magnetic flux due to the first inductor conductor and the second magnetic flux due to the second inductor conductor weaken each other It is characterized by being.
- the inductor value is increased by connecting the first inductor conductor and the second inductor conductor. Moreover, the leakage of the magnetic flux generated from each magnetic flux is suppressed by being disposed at the position where the first magnetic flux and the second magnetic flux weaken each other.
- the first inductor conductor and the second inductor conductor are each wound in a winding type, and the winding axis of the first inductor conductor and the winding of the second inductor conductor Preferably, the axis of rotation is substantially orthogonal to the first major surface.
- the opening of the first inductor conductor and the opening of the second inductor conductor at least partially overlap when viewed from the first main surface side.
- the first magnetic flux generated by the first inductor conductor and the second magnetic flux generated by the second inductor conductor can be effectively counteracted.
- the first inductor conductor and the second inductor conductor are each formed in a wound shape having a winding axis, and the winding axis of the first inductor conductor is substantially parallel to the first main surface
- the winding axis of the second inductor conductor is substantially orthogonal to the first major surface.
- the above-described configuration is realized for a mounted component having a winding axis orthogonal to the thickness direction of the component.
- the opening of the second inductor conductor at least partially overlaps the opening of the end portion of the first inductor conductor when viewed from the first main surface side in the module component of the present invention.
- the first magnetic flux due to the first inductor conductor and the second magnetic flux due to the second inductor conductor can be effectively counteracted.
- a third inductor conductor is provided on the top surface side of the mounted component in the module component of the present invention, and the third inductor conductor includes the first magnetic flux generated by the first inductor conductor and the third magnetic flux generated by the third inductor conductor. It is preferable to arrange
- the first magnetic flux generated on the top surface side of the mounting component weakens the third magnetic flux generated by the third inductor conductor.
- the third inductor conductor is preferably disposed on the top surface of the resin cover layer.
- the third inductor conductor can be easily formed at a desired position.
- the module component of this invention is equipped with the resin cover layer which covers mounting components, and the shield layer which covers the said resin cover layer, and interrupts
- the substrate in the module component of the present invention has a multilayer structure having a magnetic layer and a nonmagnetic layer, and the nonmagnetic layer is disposed between the mounting component and the magnetic layer. Is preferred.
- the nonmagnetic layer suppresses the magnetic saturation of the inductor conductor and improves the DC bias characteristics.
- the substrate has a second main surface facing the first main surface, and has a ground pattern between the second main surface and the second inductor conductor.
- the first inductor conductor and the second inductor conductor are connected in series.
- the module component of the present invention comprises a plurality of sets of the first inductor conductor and the second inductor conductor, and the plurality of sets of inductor conductors are connected in series.
- the inductor value in the entire module component is further increased.
- the module component of the present invention comprises a plurality of sets of the first inductor conductor and the second inductor conductor, and the plurality of sets of inductor conductors are arranged separately.
- one module component can be used for a plurality of external circuits or can be used to increase the inductance by series connection.
- the first inductor value of the first inductor conductor is preferably at least about 10 times the second inductor value of the second inductor conductor.
- the second inductor conductor can be utilized as an auxiliary role to suppress the leakage flux of the first inductor conductor while utilizing the first inductor conductor having excellent characteristics as the main inductor, and the characteristic as a module component is improved. Do.
- the power supply circuit of the present invention includes module components, and utilizes the first inductor conductor and the second inductor conductor as a choke coil.
- the present invention it is possible to provide a structure that suppresses noise generated from the inductor conductor and increases the inductor value without increasing the size of the module component.
- FIG. 1 (A) is a schematic side view of the module component 10 according to the first embodiment of the present invention
- FIG. 1 (B) is a schematic side view enlarging a part of FIG. 1 (A).
- FIG. 2 is a perspective view showing the positional relationship of the inductor conductor 200 of the module component 10 according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is a plan view seen from the top side showing the positional relationship of the inductor conductor 200 of the module component 10 according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the power supply circuit 1 including the module component 10 according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 5 (A) is a schematic side view of a module component 10A according to a second embodiment of the present invention, and FIG.
- FIG. 5 (B) is a schematic side view enlarging a part of FIG. 5 (A).
- FIG. 6 is a perspective view showing the positional relationship of the inductor conductor 200A of the module component 10A according to the second embodiment of the present invention.
- FIG. 7 is a plan view seen from the top side showing the positional relationship of the inductor conductor 200A of the module part 10A according to the second embodiment of the present invention.
- FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of a power supply circuit 1A including a module component 10A according to a second embodiment of the present invention.
- FIG. 9 (A) is a schematic side view of a module component 10B according to a third embodiment of the present invention, and FIG.
- FIG. 9 (B) is a schematic side view enlarging a part of FIG. 9 (A).
- FIG. 10 is a perspective view showing the positional relationship of the inductor conductor 200 of the module component 10B according to the third embodiment of the present invention.
- FIG. 11 is a plan view seen from the top side showing the positional relationship of the inductor conductor 200 of the module component 10B according to the third embodiment of the present invention.
- FIG. 12A is a schematic side view of a module component 10C according to a fourth embodiment of the present invention
- FIG. 12B is a schematic side view enlarging a part of FIG.
- FIG. 1A is a schematic side view of a module component 10 according to a first embodiment of the present invention.
- FIG. 1 (B) is a schematic side view enlarging a part of FIG. 1 (A).
- FIG. 2 is a perspective view showing the positional relationship of the inductor conductor 200 of the module component 10 according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is a plan view seen from the top side showing the positional relationship of the inductor conductor 200 of the module component 10 according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the power supply circuit 1 including the module component 10 according to the first embodiment of the present invention.
- a part of the reference numerals is omitted, and the dimensional relationship is appropriately changed.
- the module component 10 includes a surface mount electronic component 20, a substrate 30, a built-in inductor conductor 300, a sealing resin 40, a magnetic shield layer 50, and a metal shield layer 60.
- the surface mounted electronic component 20 is a mounted component of the present invention.
- the substrate 30 has a rectangular shape in plan view, that is, a rectangular parallelepiped shape.
- the substrate 30 includes the first main surface 33 and the second main surface 34 facing each other, and further has a side surface connecting the first main surface 33 and the second main surface 34.
- the substrate 30 has a multilayer structure, and the magnetic layer 31 and the nonmagnetic layer 32 are sequentially stacked in the thickness direction.
- the substrate 30 has a second major surface 34 on the magnetic layer 31 side and a first major surface 33 on the nonmagnetic layer 32 side.
- the component mounting land conductor 210 is formed on the first major surface 33 of the substrate 30.
- the surface mount electronic component 20 is mounted on the component mounting land conductor 210.
- a terminal electrode 710 for external connection and a ground electrode 720 are formed on the second major surface 34 of the substrate 30.
- the terminal electrode 710 and the ground electrode 720 are connected to the built-in inductor conductor 300 and the component mounting land conductor 210 in a predetermined circuit pattern via an electrode pattern (not shown) formed in the substrate 30.
- the sealing resin 40 is formed on the first major surface 33 side of the substrate 30.
- the sealing resin 40 covers the surface mount electronic component 20.
- the magnetic shield layer 50 is formed on the side of the first major surface 33 of the substrate 30. Furthermore, the magnetic shield layer 50 covers the sealing resin 40.
- the metal shield layer 60 is formed on the side of the first major surface 33 of the substrate 30.
- the metal shield layer 60 covers the magnetic shield layer 50.
- External high frequency noise generated from the surface mounted electronic component 20 can be shielded by the metal shield layer 60.
- Low frequency noise can be shielded by the magnetic shield layer 50.
- the surface mount electronic component 20 is an inductor comprising an inductor conductor 200 and having an inductor value L1.
- the inductor conductor 200 is a first inductor conductor of the present invention.
- the inductor conductor 200 has a winding direction with a thickness direction as a winding axis, and has a wound shape.
- the magnetic layer 31 includes the built-in inductor conductor 300 and has an inductor value L2.
- the built-in inductor conductor 300 is a second inductor conductor of the present invention, and constitutes an inductor.
- the built-in inductor conductor 300 has a shape in which the thickness direction is a winding axis and is wound.
- the inductor value L1 of the inductor conductor 200 is about 10 times as large as the inductor value L2 of the built-in inductor conductor 300.
- the inductor conductor 200 and the built-in inductor conductor 300 are connected in series by internal electrodes (not shown). Therefore, the inductor value L of the module component 10 as a whole is L1 + L2.
- the series connection of the inductor conductor 200 and the built-in inductor conductor 300 are wound such that the generated magnetic flux is reversed at any time when an alternating voltage is applied.
- the inductor conductor 200 (surface mounted electronic component 20) has, for example, a winding axis in the Z axis direction, and a plane parallel to the X axis and the Y axis (first main surface It has a spiral shape in which a plurality of linear conductors wound in a plane (parallel to 33) are connected.
- the built-in inductor conductor 300 in the substrate 30 has a winding axis in the Z-axis direction, and connects a plurality of linear conductors wound in the opposite phase to the inductor conductor 200 in planes parallel to the X and Y axes. It is a spiral shape.
- the Z-axis direction is the thickness direction in FIGS. 1 (A) and 1 (B).
- current I flows from terminal electrode 710 to inductor conductor 200 and built-in inductor conductor 300.
- the first magnetic flux 250 is generated in the inductor conductor 200.
- a second magnetic flux 350 is generated in the built-in inductor conductor 300.
- the first magnetic flux 250 generated by the inductor conductor 200 is generated in the thickness direction inside the opening of the inductor conductor 200 in plan view. Further, a second magnetic flux 350 is generated in the thickness direction inside the opening of the built-in inductor conductor 300. The second magnetic flux 350 is generated in the direction opposite to the first magnetic flux 250 in the thickness direction. By this, the first magnetic flux 250 and the second magnetic flux 350 weaken each other.
- the inductor conductor 200 surface mounted electronic component 20
- the built-in inductor conductor 300 at positions where the first magnetic flux 250 and the second magnetic flux 350 weaken in the thickness direction, the first magnetic flux The 250 and the second magnetic flux 350 decrease, and the leakage flux of the entire module component 10 decreases.
- the opening of the inductor conductor 200 and the opening of the built-in inductor conductor 300 overlap. That is, the inductor conductor 200 and the built-in inductor conductor 300 overlap over substantially the entire circumference in plan view.
- the range in which the first magnetic flux 250 and the second magnetic flux 350 overlap in the reverse direction can be enlarged, and the magnetic flux suppression effect is improved.
- the opening of the inductor conductor 200 and the opening of the built-in inductor conductor 300 do not have to entirely overlap, and it is possible to obtain the effect of suppressing the magnetic flux if at least a part of them overlap.
- the power supply circuit 1 includes a control IC 90, an inductor conductor 200, a built-in inductor conductor 300, a voltage input terminal Vin, and a voltage output terminal Vout.
- the inductor conductor 200 and the built-in inductor conductor 300 are composed of module components 10.
- the inductor conductor 200 and the built-in inductor conductor 300 are connected in series.
- the inductor value L of the entire module component 10 is represented by L1 + L2. That is, the inductor value L is a value obtained by adding the built-in inductor conductor 300 to the inductor conductor 200, and the inductor value can be increased.
- the inductor value L as a whole of the module component 10 increases, the leakage flux of the first magnetic flux 250 and the leakage flux of the second magnetic flux 350 decrease because the first magnetic flux 250 and the second magnetic flux 350 weaken each other. Do. Therefore, the performance of the module component 10 is improved.
- the size of the power supply circuit 1 does not increase, the inductor value of the choke coil can be increased, and the leakage flux to the outside can also be suppressed.
- the entire circuit of the power supply circuit 1 described above may be packaged as one component such as the module component 10.
- the winding axes of the inductor conductor 200 and the built-in inductor conductor 300 are at the same position and in the same direction. Further, it is preferable that the inner diameter dimension and the outer diameter dimension of the inductor conductor 200 and the built-in inductor conductor 300 be the same. By this, the module component 10 of the further outstanding characteristic is realizable.
- FIG. 5A is a schematic side view of a module component 10A according to a second embodiment of the present invention.
- FIG. 5 (B) is a schematic side view enlarging a part of FIG. 5 (A).
- FIG. 6 is a perspective view showing the positional relationship of the inductor conductor 200A of the module component 10A according to the second embodiment of the present invention.
- FIG. 7 is a plan view seen from the top side showing the positional relationship of the inductor conductor 200A of the module component 10A according to the second embodiment of the present invention.
- FIG. 5A is a schematic side view of a module component 10A according to a second embodiment of the present invention.
- FIG. 5 (B) is a schematic side view enlarging a part of FIG. 5 (A).
- FIG. 6 is a perspective view showing the positional relationship of the inductor conductor 200A of the module component 10A according to the second embodiment of the present invention.
- FIG. 7 is a plan view seen from the
- FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of a power supply circuit 1A including a module component 10A according to a second embodiment of the present invention.
- a part of the reference numerals is omitted, and the dimensional relationship is appropriately changed.
- the module component 10A according to the second embodiment is different from the module component 10 according to the first embodiment.
- the present embodiment differs in that the shape of the inductor conductor 200A in the surface mount electronic component 20A, the built-in inductor conductor 301A, and the built-in inductor conductor 302A are provided.
- the other configuration of the module part 10A is the same as that of the module part 10, and the description of the same parts will be omitted.
- the surface mounted electronic component 20A is a mounted component of the present invention.
- the module component 10A includes a surface mount electronic component 20A, a substrate 30, a built-in inductor conductor 301A, a built-in inductor conductor 302A, a sealing resin 40, a magnetic shield layer 50, and a metal shield layer 60. .
- the surface mount electronic component 20A is an inductor that includes the inductor conductor 200A and has an inductor value L1.
- the inductor conductor 200A has a spiral shape in which a horizontal direction orthogonal to the thickness direction is a winding axis.
- the magnetic layer 31 includes a built-in inductor conductor 301A and a built-in inductor conductor 302A.
- the inductor value of the built-in inductor conductor 301A is L21
- the inductor value of the built-in inductor conductor 302A is L22.
- the built-in inductor conductor 301A and the built-in inductor conductor 302A are disposed at the opening of the inductor conductor 200A, and the built-in inductor conductor 301A has, for example, a wound shape with a thickness direction as a winding axis.
- the built-in inductor conductor 302A has, for example, a winding direction with a thickness direction as a winding axis.
- the built-in inductor conductor 301A and the built-in inductor conductor 302A respectively constitute an inductor.
- the inductor conductor 200A, the built-in inductor conductor 301A, and the built-in inductor conductor 302A are connected in series by internal electrodes (not shown). Therefore, the inductor value L of the entire module component 10 is L1 + (L21 + L22).
- the magnetic flux generated from the built-in inductor conductor 301A and the built-in inductor conductor 302A is reversed at any time, and the inductor conductor 200A is built-in
- the magnetic flux generated from the inductor conductor 301A is also reversed, and the magnetic flux generated from the inductor conductor 200A and the internal inductor conductor 302A is also reversed.
- FIG. 6 is a perspective view showing the positional relationship of the inductor conductor 200A in the module component 10A.
- the Z-axis direction is the thickness direction in FIGS. 5 (A) and 5 (B).
- the inductor conductor 200A (surface mounted electronic component 20A) has, for example, a plurality of lines wound in a plane parallel to the Y axis and the Z axis (plane parallel to the first major surface 33) with the winding axis in the X axis direction. It has a spiral shape in which the second conductors are connected.
- the built-in inductor conductor 301A and the built-in inductor conductor 302A have, for example, a spiral formed by connecting a plurality of linear conductors wound in a plane parallel to the X and Y axes with the winding axis in the Z axis direction. It is a shape.
- a current I flows from the terminal electrode 710 to the inductor conductor 200A, the built-in inductor conductor 301A, and the built-in inductor conductor 302A.
- a first magnetic flux 250A is generated in the inductor conductor 200A.
- a second magnetic flux 351A is generated in the built-in inductor conductor 301A, and a second magnetic flux 352A is generated in the built-in inductor conductor 302A.
- the second magnetic flux 351A is generated in the direction opposite to the first magnetic flux 250A in the thickness direction at the one end of the inductor conductor 200A where the first magnetic flux 250A is generated in the thickness direction.
- the first magnetic flux 250A and the second magnetic flux 351A weaken each other.
- the second magnetic flux 352A is generated in the direction opposite to the first magnetic flux 250A in the thickness direction.
- the first magnetic flux 250A and the second magnetic flux 352A weaken each other.
- the leakage flux is reduced by weakening the first magnetic flux 250A, the second magnetic flux 351A, and the second magnetic flux 352A, and the leakage flux of the entire module component 10A is reduced.
- the power supply circuit 1A includes a control IC 90, an inductor conductor 200A, a built-in inductor conductor 301A, a built-in inductor conductor 302A, a voltage input terminal Vin, and a voltage output terminal Vout.
- the built-in inductor conductor 301A, the built-in inductor conductor 302A, and the inductor conductor 200A are composed of the module component 10A.
- the inductor conductor 200A, the built-in inductor conductor 301A, and the built-in inductor conductor 302A are connected in series.
- the inductor value L of the entire module component 10A is represented by L1 + (L21 + L22). That is, the inductor value L as the module component 10A is a value obtained by adding the built-in inductor conductor 301A and the built-in inductor conductor 302A to the inductor conductor 200A, and the inductor value can be increased.
- the inductor value L of the module component 10A as a whole increases, the leakage flux as the module component 10A decreases. That is, the performance of the module component 10A is improved.
- the size of the power supply circuit 1A does not increase, the inductor value of the choke coil can be increased, and the leakage flux to the outside can also be suppressed.
- the nonmagnetic layer 32 of the substrate 30 is disposed between the inductor conductor 200A, the built-in inductor conductor 301A, and the built-in inductor conductor 302A to be connected, whereby the inductor conductor 200A, the built-in inductor conductor 301A, the built-in inductor conductor 301A, Magnetic saturation of the inductor conductor 302A can be suppressed. This improves the DC bias characteristics.
- the entire circuit of the power supply circuit 1A described above may be packaged as one component such as the module component 10A.
- FIG. 9A is a schematic side view of a module component 10B according to a third embodiment of the present invention.
- FIG. 9B is a schematic side view in which a part of FIG. 9A is enlarged.
- FIG. 10 is a perspective view showing the positional relationship of the inductor conductor 200 of the module component 10B according to the third embodiment of the present invention.
- FIG. 11 is a plan view seen from the top side showing the positional relationship of the inductor conductor 200 of the module component 10B according to the third embodiment of the present invention.
- a part of the reference numerals is omitted, and the dimensional relationship is appropriately changed.
- the module component 10B according to the third embodiment is different from the module component 10 according to the first embodiment in the third.
- the difference is that the inductor conductor 800 is provided.
- the other configuration of the module component 10B is the same as that of the module component 10, and the description of the same portions will be omitted.
- the module component 10B includes the surface mounted electronic component 20, the substrate 30, the built-in inductor conductor 300, the sealing resin 40, the magnetic shield layer 50, the metal shield layer 60, and the third inductor conductor 800. Prepare.
- the sealing resin 40 has a top surface 41 not in contact with the first major surface 33 of the substrate 30.
- the third inductor conductor 800 is formed on the top surface 41.
- the third inductor conductor 800 has a spiral shape including a linear conductor wound in a plan view of the top surface 41, that is, in a plane parallel to the X-axis direction and the Y-axis direction.
- the third inductor conductor 800 constitutes an inductor.
- a current I flows from the terminal electrode 710 to the inductor conductor 200 and the built-in inductor conductor 300.
- the first magnetic flux 250 is generated in the inductor conductor 200.
- a second magnetic flux 350 is generated in the built-in inductor conductor 300.
- the inductor conductor 200 (surface mounted electronic component 20) has a winding axis in the Z axis direction, and a plurality of lines wound in a plane parallel to the X axis direction and the Y axis direction It has a spiral shape in which the second conductors are connected.
- the built-in inductor conductor 300 in the substrate 30 has, for example, a spiral shape in which a winding axis is in the Z-axis direction and a plurality of linear conductors wound in a plane parallel to the X-axis direction are connected.
- the inductor conductor 200 surface mounted electronic component 20
- the built-in inductor at positions where the first magnetic flux 250 and the second magnetic flux 350 weaken in the thickness direction.
- the inductor conductor 200 and the built-in inductor conductor 300 are connected in series by internal electrodes (not shown).
- the third inductor conductor 800 is connected in series to the inductor conductor 200 and the built-in inductor conductor 300 to generate a third magnetic flux 850.
- a third magnetic flux 850 is generated in the thickness direction by the third inductor conductor 800 inside the opening of the third inductor conductor 800 in plan view. Further, inside the opening of the inductor conductor 200, a first magnetic flux 250 generated by the inductor conductor 200 is generated in the thickness direction. The third magnetic flux 850 is generated in the direction opposite to the first magnetic flux 250 in the thickness direction. By this, the third magnetic flux 850 and the first magnetic flux 250 weaken each other.
- the opening of the inductor conductor 200 and the aperture of the built-in inductor conductor 300 and the third The inductor conductors 800 overlap.
- the range in which the first magnetic flux 250 and the second magnetic flux 350 overlap in the reverse direction and the first magnetic flux 250 and the third magnetic flux 850 overlap in the reverse direction can be enlarged, and the magnetic flux suppression effect is improved.
- the opening of the inductor conductor 200 and the opening of the built-in inductor conductor 300 do not have to overlap at all, as long as at least a part of them overlap.
- the opening of the inductor conductor 200 and the third inductor conductor 800 do not have to overlap at all, as long as at least a part of them overlap.
- the inductor value L is a value obtained by adding the built-in inductor conductor 300 to the inductor conductor 200, and the inductor value can be increased.
- the inductor value L as a whole of the module component 10B increases, the leakage flux of the module component 10B decreases. That is, the performance of the module component 10B is improved.
- FIG. 12A is a schematic side view of a module component 10C according to a fourth embodiment of the present invention.
- FIG. 12B is a schematic side view in which a part of FIG. 12A is enlarged.
- a part of the reference numerals is omitted, and the dimensional relationship is appropriately changed.
- the module component 10C according to the fourth embodiment includes the inner layer ground conductor 750 with respect to the module component 10 according to the first embodiment. It differs in point.
- the other configuration of the module component 10C is the same as that of the module component 10, and the description of the same portions will be omitted.
- the module component 10C includes the surface mount electronic component 20, the substrate 30, the built-in inductor conductor 300, the sealing resin 40, the magnetic shield layer 50, the metal shield layer 60, and the inner layer ground conductor 750. .
- the inner layer ground conductor 750 is formed between the built-in inductor conductor 300 and the second major surface 34 of the substrate 30.
- the inner layer ground conductor 750 is connected to the ground electrode 720 using an internal electrode (not shown). Further, depending on the circuit configuration, the inner layer ground conductor 750 is connected to the built-in inductor conductor 300 using an internal electrode (not shown).
- the inner layer ground conductor 750 overlaps the inductor conductor 200 and the built-in inductor conductor 300 in plan view. By this, the inner layer ground conductor 750 can suppress the noise generated from the inductor conductor 200 and the built-in inductor conductor 300 from being radiated to the second main surface 34 side of the substrate 30.
- the inductor conductor and the built-in inductor conductor are connected in series, but may be connected in parallel.
- an aspect having one mounted component (mounted type inductor) and a built-in inductor conductor corresponding thereto is shown.
- it may be a module component that has a plurality of mounted inductors and a plurality of built-in inductor conductors for each of them, each of which is arranged to cancel the magnetic flux.
- a plurality of inductors having the above-described conductor configuration may be arrayed and packaged as one component.
- the plurality of inductors may be connected in series between the pair of terminal electrodes, or may be separately provided with the pair of terminal electrodes.
- the inductor value in the entire module component can be further increased.
- one module component can be used for a plurality of external circuits, or can be used for increasing the inductance by series connection.
- I Current L, L1, L2, L21, L22: Inductor value Vin: Voltage input terminal Vout: Voltage output terminal 1, 1A: Power supply circuit 10, 10A, 10B, 10C: Module component 20, 20A: Surface mounted electronic component 30 ... Substrate 31 ... Magnetic material layer 32 ... Nonmagnetic material layer 33 ... First main surface 34 ... Second main surface 40 ... Sealing resin 41 ... Top surface 50 ... Magnetic shield layer 60 ... Metal shield layer 200, 200 A ...
- Inductor conductor 210 component mounting land conductor 250, 250A: first magnetic flux 300, 301A, 302A, built-in inductor conductor 350, 351A, 352A, second magnetic flux 710, terminal electrode 720, ground electrode 750, inner layer ground conductor 800, third inductor Conductor 850 ... third magnetic flux
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
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- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
Abstract
第1インダクタ導体(200)を備える実装部品(20)と、第2インダクタ導体(300)が内蔵された、第1主面(33)を有する基板と、を備える。実装部品(20)は、第1主面(33)に実装されている。第1インダクタ導体(200)と、第2インダクタ導体(300)とは接続されており、実装部品(20)と基板(30)とは、第1インダクタ導体(200)による第1磁束(250)と、第2インダクタ導体(300)による第2磁束(350)とが、弱め合う位置に配置されていることを特徴とする。
Description
この発明は、モジュール部品と、モジュール部品を用いた電源回路に関する。
従来のモジュール部品において、特許文献1に示すような基板にインダクタ部品を搭載した構成、特許文献2に示すような基板内にインダクタ導体を形成した構成が開示されている。
通常、インダクタ値を増加させるためには、特許文献1に記載の構造では、サイズの大きなインダクタ部品を搭載する必要がある。また、特許文献2に記載の構造では、基板に内蔵されているインダクタ導体の巻き数を増やす必要がある。
しかしながら、特許文献1に記載の構造を用いた場合、インダクタ部品のサイズを大きくすると、モジュール部品全体としてのサイズが大きくなってしまう。また、特許文献2に記載の構造を用いた場合、インダクタ導体の巻き数が多くなるとモジュール部品全体としての厚みが大きくなってしまう。
また、インダクタ値を大きくした場合、インダクタ部品やインダクタ導体等のインダクタから発生するノイズが大きくなる。
したがって、本発明の目的は、モジュール部品のサイズを大きくすることなく、インダクタ値を増加させ、インダクタ導体から発生するノイズを抑制することである。
この発明のモジュール部品は、第1インダクタ導体を備える実装部品と、第2インダクタ導体が内蔵された、第1主面を有する基板と、を備える。実装部品は、第1主面に実装されている。第1インダクタ導体と、第2インダクタ導体とは接続されており、実装部品と基板とは、第1インダクタ導体による第1磁束と、第2インダクタ導体による第2磁束とが、弱め合う位置に配置されていることを特徴とする。
この構成では、第1インダクタ導体と第2インダクタ導体が接続されることにより、インダクタ値は増加する。また、第1磁束と、第2磁束とが弱めあう位置に配置されることにより、それぞれの磁束から発生する磁束の漏れは抑制される。
また、この発明のモジュール部品における、第1インダクタ導体と、第2インダクタ導体は、それぞれに巻回軸を有する巻回形であり、第1インダクタ導体の巻回軸と、第2インダクタ導体の巻回軸とは、第1主面に略直交していることが好ましい。
この構成では、部品の厚み方向に平行な巻回軸を有する実装部品に対して、前述の構成が実現される。
また、この発明のモジュール部品における、第1インダクタ導体の開口と第2インダクタ導体の開口とは、第1主面側から見て、少なくとも一部が重なっていることが好ましい。
この構成では、第1インダクタ導体による第1磁束と、第2インダクタ導体による第2磁束とを効率的に弱め合うことができる。
また、この発明のモジュール部品における、第1インダクタ導体と第2インダクタ導体は、それぞれに巻回軸を有する巻回形であり、第1インダクタ導体の巻回軸は、第1主面に略平行であり、第2インダクタ導体の巻回軸は、第1主面に略直交していることが好ましい。
この構成では、部品の厚み方向に直交する巻回軸を有する実装部品に対して、前述の構成が実現される。
また、この発明のモジュール部品における、第1主面側から見て、第2インダクタ導体の開口は、第1インダクタ導体の端部の開口に対して、少なくとも一部が重なっていることが好ましい。
この構成では、第1インダクタ導体による第1磁束と、第2インダクタ導体による第2磁束とを、効率的に弱め合うことができる。
また、この発明のモジュール部品における、実装部品の天面側に第3インダクタ導体を備え、当該第3インダクタ導体は、第1インダクタ導体による第1磁束と第3インダクタ導体による第3磁束とが、弱め合う位置に配置されていることが好ましい。
この構成では、第1インダクタ導体による第1磁束のうち、実装部品の天面側へ発生する第1磁束と、第3インダクタ導体による第3磁束とが弱めあう。
また、この発明のモジュール部品における、第3インダクタ導体は、樹脂カバー層の天面に配置されていることが好ましい。
この構成では、第3インダクタ導体を所望の位置に形成しやすい。
また、この発明のモジュール部品は、実装部品を覆う樹脂カバー層と、当該樹脂カバー層を覆い、ノイズを遮断するシールド層とを備えることが好ましい。
この構成では、実装部品が樹脂カバー層によって、保護されるため、信頼性が向上する。また、シールド層で覆われることにより、実装部品から発生するノイズが抑制される。
また、この発明のモジュール部品における基板は、磁性体層と、非磁性体層と、を有する、多層構造からなり、非磁性体層は、実装部品と前記磁性体層との間に配置されていることが好ましい。
この構成では、非磁性体層によって、インダクタ導体の磁気飽和が抑制され、直流重畳特性が改善する。
また、この発明のモジュール部品における、基板は、第1主面と対向する第2主面を有し、当該第2主面と、第2インダクタ導体の間にグランドパターンを有することが好ましい。
この構成では、基板の第2主面側から漏れるノイズが抑制される。
また、この発明のモジュール部品における、第1インダクタ導体と第2インダクタ導体とは、直列に接続されていることが好ましい。
この構成では、モジュール部品全体におけるインダクタ値が増加する。
また、この発明のモジュール部品は、第1インダクタ導体と第2インダクタ導体との組を複数備え、複数のインダクタ導体の組は、直列接続されていることが好ましい。
この構成では、モジュール部品全体におけるインダクタ値がさらに増加する。
また、この発明のモジュール部品は、第1インダクタ導体と第2インダクタ導体との組を複数備え、複数のインダクタ導体の組は、個別に配列配置されていることが好ましい。
この構成では、1つのモジュール部品を複数の外部回路用として利用したり、直列接続によるインダクタンスの増加に利用したりすることが可能になる。
また、この発明のモジュール部品における、第1インダクタ導体の第1インダクタ値は、第2インダクタ導体の第2インダクタ値の約10倍以上であることが好ましい。
この構成では、特性の優れる第1インダクタ導体を主要なインダクタとして利用しながら、第1インダクタ導体の漏れ磁束を抑制する補助的な役割で第2インダクタ導体を利用でき、モジュール部品としての特性は向上する。
また、この発明の電源回路は、モジュール部品を備え、第1インダクタ導体と第2インダクタ導体とをチョークコイルとして利用する。
この構成では、インダクタ値が増加し、漏れ磁束が抑制された優れた特性のチョークコイルを備える電源回路を実現できる。
この発明によれば、インダクタ導体から発生するノイズを抑制し、かつ、モジュール部品のサイズを大きくすることなく、インダクタ値を増加させる構造を提供できる。
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係るモジュール部品について、図を参照して説明する。図1(A)は、本発明の第1の実施形態に係るモジュール部品10の側面概要図である。図1(B)は、図1(A)の一部を拡大した側面概要図である。図2は、本発明の第1の実施形態に係るモジュール部品10のインダクタ導体200の位置関係を示す斜視図である。図3は、本発明の第1の実施形態に係るモジュール部品10のインダクタ導体200の位置関係を示す天面側から見た平面図である。図4は、本発明の第1の実施形態に係るモジュール部品10を含む電源回路1の等価回路図である。なお、各図では、構成を見やすくするため、一部の符合を省略し、寸法関係を適宜変更している。
本発明の第1の実施形態に係るモジュール部品について、図を参照して説明する。図1(A)は、本発明の第1の実施形態に係るモジュール部品10の側面概要図である。図1(B)は、図1(A)の一部を拡大した側面概要図である。図2は、本発明の第1の実施形態に係るモジュール部品10のインダクタ導体200の位置関係を示す斜視図である。図3は、本発明の第1の実施形態に係るモジュール部品10のインダクタ導体200の位置関係を示す天面側から見た平面図である。図4は、本発明の第1の実施形態に係るモジュール部品10を含む電源回路1の等価回路図である。なお、各図では、構成を見やすくするため、一部の符合を省略し、寸法関係を適宜変更している。
図1(A)に示すように、モジュール部品10は、表面実装電子部品20、基板30、内蔵インダクタ導体300、封止樹脂40、磁性シールド層50、金属シールド層60を備える。表面実装電子部品20は、本発明の実装部品である。
基板30は、平面視して矩形、すなわち、直方体形状である。言い換えれば、基板30は、互いに対向する第1主面33、第2主面34を備え、さらに、当該第1主面33と第2主面34とを連接させる側面を有する。
基板30は、多層構造であり、厚み方向に磁性体層31、非磁性体層32の順に積層されている。基板30は、磁性体層31側に第2主面34を有し、非磁性体層32側に第1主面33を有する。
部品実装用ランド導体210は、基板30の第1主面33に形成されている。表面実装電子部品20は、部品実装用ランド導体210に実装されている。
基板30の第2主面34には、外部接続用の端子電極710、グランド電極720が形成されている。端子電極710、グランド電極720は、基板30内に形成された電極パターン(図示を省略)を介して所定の回路パターンで内蔵インダクタ導体300、部品実装用ランド導体210に接続されている。
封止樹脂40は、基板30の第1主面33側に形成されている。封止樹脂40は、表面実装電子部品20を覆っている。
磁性シールド層50は、基板30の第1主面33側に形成されている。さらに、磁性シールド層50は、封止樹脂40を覆っている。
金属シールド層60は、基板30の第1主面33側に形成されている。金属シールド層60は、磁性シールド層50を覆っている。
表面実装電子部品20から発生する外部への高周波ノイズは、金属シールド層60で遮蔽できる。低周波ノイズは、磁性シールド層50で遮蔽できる。
表面実装電子部品20は、インダクタ導体200を備え、インダクタ値L1を有するインダクタである。インダクタ導体200は、本発明の第1インダクタ導体である。例えば、インダクタ導体200は、厚み方向を巻回軸とし、巻回させた形状である。
磁性体層31は、内蔵インダクタ導体300を備え、インダクタ値L2を有する。内蔵インダクタ導体300は、本発明の第2インダクタ導体であり、インダクタを構成する。例えば、内蔵インダクタ導体300は、インダクタ導体200と同様に、厚み方向を巻回軸とし、巻回させた形状である。
なお、インダクタ導体200のインダクタ値L1は、内蔵インダクタ導体300のインダクタ値L2の約10倍程度である。
インダクタ導体200と、内蔵インダクタ導体300とは、図示しない内部電極で直列接続されている。したがって、モジュール部品10全体としてのインダクタ値Lは、L1+L2となる。
直列接続されたインダクタ導体200と、内蔵インダクタ導体300は、交流電圧を印加した場合、任意の時点において、発生する磁束が逆向きになるように巻回されている。
より具体的には、図2に示すように、インダクタ導体200(表面実装電子部品20)は、例えば、巻回軸をZ軸方向とし、X軸とY軸に平行な平面(第1主面33に平行な平面)において巻回する複数の線状導体を繋いだスパイラル形状である。一方、基板30における、内蔵インダクタ導体300は、巻回軸をZ軸方向とし、X軸とY軸に平行な平面においてインダクタ導体200と逆相になるよう巻回する複数の線状導体を繋いだスパイラル形状である。なお、Z軸方向が、図1(A)、図1(B)における厚み方向である。
この構成において、インダクタ導体200と、内蔵インダクタ導体300に対し、端子電極710から電流Iを流す。この場合、図1(B)に示すように、インダクタ導体200には、第1磁束250が発生する。内蔵インダクタ導体300には、第2磁束350が発生する。
より具体的には、平面視において、インダクタ導体200の開口の内側には、インダクタ導体200による第1磁束250が厚み方向に発生する。また、内蔵インダクタ導体300の開口の内側には、第2磁束350が厚み方向に発生する。そして、第2磁束350は、厚み方向において第1磁束250とは逆方向に発生する。このことによって、第1磁束250と、第2磁束350とは、弱め合う。
このように、第1磁束250と、第2磁束350とが、厚み方向において弱め合う位置にインダクタ導体200(表面実装電子部品20)と、内蔵インダクタ導体300とを配置することによって、第1磁束250と、第2磁束350とは減少し、モジュール部品10全体の漏れ磁束は減少する。
より具体的なインダクタ導体200と内蔵インダクタ導体300の位置関係としては、図3に示すように、インダクタ導体200の開口と、内蔵インダクタ導体300の開口は、重なっている。すなわち、平面視した略全周に亘って、インダクタ導体200と、内蔵インダクタ導体300とは、重なっている。
これにより、第1磁束250と第2磁束350とが、逆方向で重なり合う範囲を大きくでき、磁束の抑制効果は向上する。なお、インダクタ導体200の開口と、内蔵インダクタ導体300の開口とは、全てが重なっている必要はなく、少なくとも一部が重なっていれば、磁束の抑制効果を得ることは可能である。
このようなモジュール部品10は、図4に示すような電源回路1のチョークコイルに適用される。図4の等価回路図に示すように、電源回路1は、制御IC90、インダクタ導体200、内蔵インダクタ導体300、電圧入力端子Vin、および、電圧出力端子Voutを備える。インダクタ導体200と、内蔵インダクタ導体300とは、モジュール部品10から構成される。インダクタ導体200と内蔵インダクタ導体300とは、直列接続されている。上述したとおり、モジュール部品10全体としてのインダクタ値Lは、L1+L2で表される。すなわち、インダクタ値Lは、インダクタ導体200に、内蔵インダクタ導体300を加えた値となり、インダクタ値を増加させることができる。
したがって、モジュール部品10全体としてのインダクタ値Lは増加するが、第1磁束250の漏れ磁束と、第2磁束350の漏れ磁束は、第1磁束250と第2磁束350が互いに弱め合うことにより減少する。そのため、モジュール部品10の性能は向上する。
すなわち、電源回路1のサイズは、大きくならず、チョークコイルのインダクタ値は大きくでき、外部への漏れ磁束も抑制できる。
さらに、接続されるインダクタ導体200と内蔵インダクタ導体300との間に、基板30の非磁性体層32が配置されていることによって、インダクタ導体200と、内蔵インダクタ導体300の磁気飽和を抑制できる。このことによって、直流重畳特性は、改善される。
なお、上述の電源回路1の全体回路は、モジュール部品10のような1つの部品として、パッケージ化されたものであってもよい。
なお、インダクタ導体200と、内蔵インダクタ導体300の巻回軸は、同じ位置かつ同じ向きであることが好ましい。また、インダクタ導体200と、内蔵インダクタ導体300の内径寸法、外径寸法が同じであることが好ましい。このことによって、さらに優れた特性のモジュール部品10を実現できる。
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態に係るモジュール部品について、図を参照して説明する。図5(A)は、本発明の第2の実施形態に係るモジュール部品10Aの側面概要図である。図5(B)は、図5(A)の一部を拡大した側面概要図である。図6は、本発明の第2の実施形態に係るモジュール部品10Aのインダクタ導体200Aの位置関係を示す斜視図である。図7は、本発明の第2の実施形態に係るモジュール部品10Aのインダクタ導体200Aの位置関係を示す天面側から見た平面図である。図8は、本発明の第2の実施形態に係るモジュール部品10Aを含む電源回路1Aの等価回路図である。なお、各図では、構成を見やすくするため、一部の符合を省略し、寸法関係を適宜変更している。
本発明の第2の実施形態に係るモジュール部品について、図を参照して説明する。図5(A)は、本発明の第2の実施形態に係るモジュール部品10Aの側面概要図である。図5(B)は、図5(A)の一部を拡大した側面概要図である。図6は、本発明の第2の実施形態に係るモジュール部品10Aのインダクタ導体200Aの位置関係を示す斜視図である。図7は、本発明の第2の実施形態に係るモジュール部品10Aのインダクタ導体200Aの位置関係を示す天面側から見た平面図である。図8は、本発明の第2の実施形態に係るモジュール部品10Aを含む電源回路1Aの等価回路図である。なお、各図では、構成を見やすくするため、一部の符合を省略し、寸法関係を適宜変更している。
図5(A)、図5(B)、図6、図7、図8に示すように、第2の実施形態に係るモジュール部品10Aは、第1の実施形態に係るモジュール部品10に対して、表面実装電子部品20Aにおけるインダクタ導体200Aの形状、内蔵インダクタ導体301A、内蔵インダクタ導体302Aを備えている点において異なる。モジュール部品10Aの他の構成は、モジュール部品10と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。表面実装電子部品20Aは、本発明の実装部品である。
図5(A)に示すように、モジュール部品10Aは、表面実装電子部品20A、基板30、内蔵インダクタ導体301A、内蔵インダクタ導体302A、封止樹脂40、磁性シールド層50、金属シールド層60を備える。
表面実装電子部品20Aは、インダクタ導体200Aを備え、インダクタ値L1を有するインダクタである。例えば、インダクタ導体200Aは、厚み方向に直交する水平方向を巻回軸とするスパイラル形状である。
磁性体層31は、内蔵インダクタ導体301A、内蔵インダクタ導体302Aを備える。なお、内蔵インダクタ導体301Aのインダクタ値はL21であり、内蔵インダクタ導体302Aのインダクタ値はL22である。
内蔵インダクタ導体301A、内蔵インダクタ導体302Aはインダクタ導体200Aの開口に配置され、内蔵インダクタ導体301Aは、例えば、厚み方向を巻回軸とし、巻回させた形状である。一方、内蔵インダクタ導体302Aは、例えば、厚み方向を巻回軸とし、巻回させた形状である。内蔵インダクタ導体301A、内蔵インダクタ導体302Aはそれぞれインダクタを構成する。
インダクタ導体200Aと内蔵インダクタ導体301A、内蔵インダクタ導体302Aとは、図示しない内部電極で直列接続されている。したがって、モジュール部品10全体としてのインダクタ値Lは、L1+(L21+L22)となる。
インダクタ導体200Aと内蔵インダクタ導体301A、内蔵インダクタ導体302Aは、交流電圧を印加した場合、任意の時点において、内蔵インダクタ導体301A、内蔵インダクタ導体302Aから発生する磁束が逆向きとなり、インダクタ導体200Aと内蔵インダクタ導体301Aから発生する磁束も逆向きとなり、インダクタ導体200Aと内蔵インダクタ導体302Aから発生する磁束も逆向きとなるよう構成されている。
図6に、モジュール部品10Aにおけるインダクタ導体200Aの位置関係を斜視図で示す。Z軸方向が、図5(A)、図5(B)における厚み方向である。インダクタ導体200A(表面実装電子部品20A)は、例えば、巻回軸をX軸方向とし、Y軸とZ軸に平行な平面(第1主面33に平行な平面)において巻回する複数の線状導体を繋いだスパイラル形状である。一方、基板30における、内蔵インダクタ導体301A、内蔵インダクタ導体302Aは、例えば、巻回軸をZ軸方向とし、X軸とY軸に平行な平面において巻回する複数の線状導体を繋いだスパイラル形状である。
より具体的な、インダクタ導体200Aと、内蔵インダクタ導体301A、内蔵インダクタ導体302Aとの位置関係を説明する。平面視して、インダクタ導体200Aの一方端の開口と、内蔵インダクタ導体301Aの開口は重なり合う。またインダクタ導体200Aの他方端の開口と、内蔵インダクタ導体302Aの開口は、重なり合う。このことによって、第1磁束250Aと、第2磁束351A、第2磁束352Aとが、逆方向で重なり合う範囲が実現される。
図5(B)に示すように、インダクタ導体200Aと、内蔵インダクタ導体301A、内蔵インダクタ導体302Aに対し、端子電極710から電流Iを流す。インダクタ導体200Aには、第1磁束250Aが発生する。内蔵インダクタ導体301Aには、第2磁束351Aが発生し、内蔵インダクタ導体302Aには、第2磁束352Aが発生する。
第1磁束250Aが厚み方向に発生するインダクタ導体200Aの一方端の箇所において、第2磁束351Aは、厚み方向において、第1磁束250Aと逆方向に発生する。このことによって、第1磁束250Aと、第2磁束351Aとは、弱め合う。
同様に、第1磁束250Aが厚み方向に発生するインダクタ導体200Aの他方端の箇所において、第2磁束352Aは、厚み方向において、第1磁束250Aと逆方向に発生する。このことによって、第1磁束250Aと、第2磁束352Aとは、弱め合う。
したがって、第1磁束250Aと、第2磁束351A、第2磁束352Aとが互いに弱め合うことにより漏れ磁束は減少し、モジュール部品10A全体の漏れ磁束は減少する。
このようなモジュール部品10Aは、図8に示すような電源回路1Aのチョークコイルに適用される。図8の等価回路図にも示すように、電源回路1Aは、制御IC90、インダクタ導体200A、内蔵インダクタ導体301A、内蔵インダクタ導体302A、電圧入力端子Vin、および、電圧出力端子Voutを備える。内蔵インダクタ導体301A、内蔵インダクタ導体302Aと、インダクタ導体200Aとは、モジュール部品10Aから構成される。インダクタ導体200Aと、内蔵インダクタ導体301Aと、内蔵インダクタ導体302Aとは、直列接続されている。したがって、上述したとおり、モジュール部品10A全体としてのインダクタ値Lは、L1+(L21+L22)で表される。すなわち、モジュール部品10Aとしてのインダクタ値Lは、インダクタ導体200Aに、内蔵インダクタ導体301A、内蔵インダクタ導体302Aを加えた値となり、インダクタ値を増加させることができる。
したがって、モジュール部品10A全体としてのインダクタ値Lは増加するが、モジュール部品10Aとしての漏れ磁束が減少する。すなわち、モジュール部品10Aの性能は向上する。
すなわち、電源回路1Aのサイズは、大きくならず、チョークコイルのインダクタ値は大きくでき、外部への漏れ磁束も抑制できる。
さらに、接続されるインダクタ導体200Aと内蔵インダクタ導体301A、内蔵インダクタ導体302Aとの間に、基板30の非磁性体層32が配置されていることによって、インダクタ導体200Aと、内蔵インダクタ導体301A、内蔵インダクタ導体302Aの磁気飽和を抑制できる。このことによって、直流重畳特性は、改善される。
なお、上述の電源回路1Aの全体回路は、モジュール部品10Aのような1つの部品として、パッケージ化されたものであってもよい。
(第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態に係るモジュール部品ついて、図を参照して説明する。図9(A)は、本発明の第3の実施形態に係るモジュール部品10Bの側面概要図である。図9(B)は、図9(A)の一部を拡大した側面概要図である。図10は、本発明の第3の実施形態に係るモジュール部品10Bのインダクタ導体200の位置関係を示す斜視図である。図11は、本発明の第3の実施形態に係るモジュール部品10Bのインダクタ導体200の位置関係を示す天面側から見た平面図である。なお、各図では、構成を見やすくするため、一部の符合を省略し、寸法関係を適宜変更している。
本発明の第3の実施形態に係るモジュール部品ついて、図を参照して説明する。図9(A)は、本発明の第3の実施形態に係るモジュール部品10Bの側面概要図である。図9(B)は、図9(A)の一部を拡大した側面概要図である。図10は、本発明の第3の実施形態に係るモジュール部品10Bのインダクタ導体200の位置関係を示す斜視図である。図11は、本発明の第3の実施形態に係るモジュール部品10Bのインダクタ導体200の位置関係を示す天面側から見た平面図である。なお、各図では、構成を見やすくするため、一部の符合を省略し、寸法関係を適宜変更している。
図9(A)、図9(B)、図10、図11に示すように、第3の実施形態に係るモジュール部品10Bは、第1の実施形態に係るモジュール部品10に対して、第3インダクタ導体800を備えている点において異なる。モジュール部品10Bの他の構成は、モジュール部品10と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
図9(A)に示すように、モジュール部品10Bは、表面実装電子部品20、基板30、内蔵インダクタ導体300、封止樹脂40、磁性シールド層50、金属シールド層60、第3インダクタ導体800を備える。
封止樹脂40は、基板30の第1主面33と当接していない天面41を有する。天面41には、第3インダクタ導体800が形成されている。第3インダクタ導体800は、天面41を平面視して、すなわち、X軸方向およびY軸方向に平行な面内において、巻回する線状導体からなる螺旋状である。第3インダクタ導体800は、インダクタを構成する。
図9(B)に示すように、インダクタ導体200と、内蔵インダクタ導体300に対し、端子電極710から電流Iを流す。インダクタ導体200には、第1磁束250が発生する。内蔵インダクタ導体300には、第2磁束350が発生する。
また、図10に示すように、インダクタ導体200(表面実装電子部品20)は、例えば、巻回軸をZ軸方向とし、X軸方向およびY軸方向に平行な平面において巻回する複数の線状導体を繋げたスパイラル形状である。
基板30における、内蔵インダクタ導体300は、例えば、巻回軸をZ軸方向とし、X軸方向に平行な平面において巻回する複数の線状導体を繋げたスパイラル形状である。
ここで第1の実施形態のモジュール部品10と同様に、第1磁束250と、第2磁束350とが、厚み方向において弱め合う位置に、インダクタ導体200(表面実装電子部品20)と、内蔵インダクタ導体300とを配置することによって、第1磁束250と、第2磁束350とは、弱め合う。
上述のとおり、インダクタ導体200と内蔵インダクタ導体300とは図示しない内部電極で直列接続されている。第3インダクタ導体800は、インダクタ導体200と内蔵インダクタ導体300とに直列に接続され、第3磁束850を発生する。
平面視において、第3インダクタ導体800の開口の内側には、第3インダクタ導体800による第3磁束850が厚み方向に発生する。また、インダクタ導体200の開口の内側には、インダクタ導体200による第1磁束250が厚み方向に発生する。そして、第3磁束850は、厚み方向において第1磁束250とは逆方向に発生する。このことによって、第3磁束850と、第1磁束250とは、弱め合う。
さらに、より具体的な、インダクタ導体200と内蔵インダクタ導体300と第3インダクタ導体800との位置関係としては、図11に示すように、インダクタ導体200の開口と内蔵インダクタ導体300の開口と第3インダクタ導体800は重なっている。これにより、第1磁束250と第2磁束350とが逆方向で重なり、第1磁束250と第3磁束850とが逆方向で重なり合う範囲を大きくでき、磁束の抑制効果は向上する。
なお、インダクタ導体200の開口と、内蔵インダクタ導体300の開口とは、全てが重なっている必要はなく、少なくとも一部が重なっていればよい。同様に、インダクタ導体200の開口と、第3インダクタ導体800とも、全てが重なっている必要はなく、少なくとも一部が重なっていればよい。
このような構成であっても、インダクタ値Lは、インダクタ導体200に、内蔵インダクタ導体300を加えた値となり、インダクタ値を増加させることができる。
したがって、モジュール部品10B全体としてのインダクタ値Lは増加するが、モジュール部品10Bの漏れ磁束は減少する。すなわち、モジュール部品10Bの性能は向上する。
(第4の実施形態)
本発明の第4の実施形態に係るモジュール部品について、図を参照して説明する。図12(A)は、本発明の第4の実施形態に係るモジュール部品10Cの側面概要図である。図12(B)は、図12(A)の一部を拡大した側面概要図である。なお、各図では、構成を見やすくするため、一部の符合を省略し、寸法関係を適宜変更している。
本発明の第4の実施形態に係るモジュール部品について、図を参照して説明する。図12(A)は、本発明の第4の実施形態に係るモジュール部品10Cの側面概要図である。図12(B)は、図12(A)の一部を拡大した側面概要図である。なお、各図では、構成を見やすくするため、一部の符合を省略し、寸法関係を適宜変更している。
図12(A)、図12(B)に示すように、第4の実施形態に係るモジュール部品10Cは、第1の実施形態に係るモジュール部品10に対して、内層グランド導体750を備えている点において異なる。モジュール部品10Cの他の構成は、モジュール部品10と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
図12(A)に示すように、モジュール部品10Cは、表面実装電子部品20、基板30、内蔵インダクタ導体300、封止樹脂40、磁性シールド層50、金属シールド層60、内層グランド導体750を備える。
内層グランド導体750は、内蔵インダクタ導体300と、基板30における第2主面34との間に形成されている。内層グランド導体750は、グランド電極720に内部電極(図示を省略)を用いて、接続されている。また、回路構成によっては、内層グランド導体750は、内蔵インダクタ導体300に、内部電極(図示を省略)を用いて接続されている。
内層グランド導体750は、平面視において、インダクタ導体200と内蔵インダクタ導体300に重なっている。このことによって、内層グランド導体750は、インダクタ導体200と内蔵インダクタ導体300から発生するノイズが基板30の第2主面34側に放射することを抑制できる。
なお、上述の各実施形態において、インダクタ導体と、内蔵インダクタ導体とは、直列接続となる態様を示したが、並列接続であってもよい。
また、上述の各実施形態において、基板に磁性体基板を用いる態様を示したが、誘電体基板であってもよい。
また、上述の各実施形態において、非磁性体層を第1主面側に形成する態様を示したが、第2主面側にも形成してもよい。この場合、モジュール部品を焼成する際の反りを防ぐことができる。
なお、上述の各実施形態では、1つの実装部品(実装型インダクタ)と、これに対応する内蔵インダクタ導体とを有する態様を示した。しかしながら、複数の実装型インダクタと、それぞれに対する複数の内蔵インダクタ導体を有し、それぞれに磁束を打ち消すよう配置されたモジュール部品としてもよい。
すなわち、上述の導体の構成からなる複数のインダクタが配列され、1つの部品として、パッケージ化されたものであってもよい。この場合、複数のインダクタは一対の端子電極間に直列接続された構成であってもよく、個別に一対の端子電極を備える構成であってもよい。
直列接続の場合には、モジュール部品全体におけるインダクタ値がさらに増加させることができる。また、個別に接続する場合には、1つのモジュール部品を複数の外部回路用として利用したり、直列接続によるインダクタンスの増加に利用したりすることが可能になる。
I…電流
L、L1、L2、L21、L22…インダクタ値
Vin…電圧入力端子
Vout…電圧出力端子
1、1A…電源回路
10、10A、10B、10C…モジュール部品
20、20A…表面実装電子部品
30…基板
31…磁性体層
32…非磁性体層
33…第1主面
34…第2主面
40…封止樹脂
41…天面
50…磁性シールド層
60…金属シールド層
200、200A…インダクタ導体
210…部品実装用ランド導体
250、250A…第1磁束
300、301A、302A…内蔵インダクタ導体
350、351A、352A…第2磁束
710…端子電極
720…グランド電極
750…内層グランド導体
800…第3インダクタ導体
850…第3磁束
L、L1、L2、L21、L22…インダクタ値
Vin…電圧入力端子
Vout…電圧出力端子
1、1A…電源回路
10、10A、10B、10C…モジュール部品
20、20A…表面実装電子部品
30…基板
31…磁性体層
32…非磁性体層
33…第1主面
34…第2主面
40…封止樹脂
41…天面
50…磁性シールド層
60…金属シールド層
200、200A…インダクタ導体
210…部品実装用ランド導体
250、250A…第1磁束
300、301A、302A…内蔵インダクタ導体
350、351A、352A…第2磁束
710…端子電極
720…グランド電極
750…内層グランド導体
800…第3インダクタ導体
850…第3磁束
Claims (15)
- 第1インダクタ導体を備える実装部品と、
第2インダクタ導体が内蔵された、第1主面を有する基板と、
を備え、
前記実装部品は、前記第1主面に実装され、
前記第1インダクタ導体と、前記第2インダクタ導体と、は接続されており、
前記実装部品と、基板とは、前記第1インダクタ導体による第1磁束と、前記第2インダクタ導体による第2磁束とが、弱め合う位置に配置されている、
モジュール部品。 - 前記第1インダクタ導体と、前記第2インダクタ導体は、
それぞれに巻回軸を有する、巻回形であり、
前記第1インダクタ導体の巻回軸と、前記第2インダクタ導体の巻回軸とは、前記第1主面に略直交している、
請求項1に記載のモジュール部品。 - 前記第1インダクタ導体の開口と、前記第2インダクタ導体の開口と、は、
前記第1主面側から見て、少なくとも一部が重なっている、
請求項1または請求項2に記載のモジュール部品。 - 前記第1インダクタ導体と、前記第2インダクタ導体は、
それぞれに巻回軸を有する、巻回形であり、
前記第1インダクタ導体の巻回軸は、前記第1主面に略平行であり、
前記第2インダクタ導体の巻回軸は、前記第1主面に略直交している、
請求項1に記載のモジュール部品。 - 前記第1主面側から見て、
前記第2インダクタ導体の開口は、前記第1インダクタ導体の端部の開口に対して、少なくとも一部が重なっている、
請求項4に記載のモジュール部品。 - 前記実装部品の天面側に第3インダクタ導体を備え、
前記第3インダクタ導体は、
前記第1インダクタ導体による第1磁束と、前記第3インダクタ導体による第3磁束とが、弱め合う位置に配置されている、
請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のモジュール部品。 - 前記第3インダクタ導体は、
前記実装部品を覆う樹脂カバー層の天面に配置されている、請求項6に記載のモジュール部品。 - 前記実装部品を覆う、樹脂カバー層と、
前記樹脂カバー層を覆い、ノイズを遮断するシールド層と、を備えている、
請求項1乃至請求項7のいずれかに記載のモジュール部品。 - 前記基板は、
磁性体層と、非磁性体層と、を有する、多層構造からなり、
前記非磁性体層は、前記実装部品と、前記磁性体層との間に配置されている、
請求項1乃至請求項8のいずれかに記載のモジュール部品。 - 前記基板は、前記第1主面と対向する第2主面を有し、
前記第2主面と、前記第2インダクタ導体の間にグランドパターンを有する、
請求項1乃至請求項9のいずれかに記載のモジュール部品。 - 前記第1インダクタ導体と、前記第2インダクタ導体と、は、
直列に接続されている、請求項1乃至請求項10のいずれかに記載のモジュール部品。 - 前記第1インダクタ導体と前記第2インダクタ導体との組を複数備え、
前記複数のインダクタ導体の組は、
直列接続されている、請求項11に記載のモジュール部品。 - 前記第1インダクタ導体と前記第2インダクタ導体との組を複数備え、
前記複数のインダクタ導体の組は、
個別に配列配置されている、請求項11に記載のモジュール部品。 - 前記第1インダクタ導体の第1インダクタ値は、
前記第2インダクタ導体の第2インダクタ値の約10倍である、
請求項1乃至請求項13のいずれかに記載のモジュール部品。 - 請求項1乃至請求項14のいずれかに記載のモジュール部品を備え、
前記第1インダクタ導体と前記第2インダクタ導体とをチョークコイルとして利用する、電源回路。
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- 2018-06-01 WO PCT/JP2018/021237 patent/WO2019008967A1/ja active Application Filing
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2019
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