JP2892090B2 - 積層複合回路装置及び積層複合回路部品 - Google Patents

積層複合回路装置及び積層複合回路部品

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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、コイル層を含む積層複合回路部品及びこれ
と基板とを組合せた積層複合回路装置に関する。
<従来の技術> 従来、面実装型の積層複合回路装置は、実開昭63−31
547号公報の第5図に見られるように、積層複合回路部
品で発生する熱を、表面からの熱放射または縁部に設け
た接続端子を介して基板のランドへの熱伝導によって放
熱している。
<発明が解決しようとする課題> この種の積層複合回路装置及び積層複合回路部品の目
的の一つは、コイル、抵抗等の受動部品を組合せて高集
積化、高機能化を図ることである。高集積化すると特定
の回路素子の発熱が他の回路素子の温度特性に影響を与
え、積層複合回路部品としての温度特性が問題となり、
積層複合回路装置及び積層複合回路部品の小型化を阻
む。DC−DCコンバータのトランス部品として使用した場
合は特に顕著である。
実開昭63−31547号公報に見られる従来技術では、そ
の第5図に示すように、積層複合回路部品と基板との間
は、接続端子の厚みによる段差及び空洞が生じている。
このため、基板への熱伝導ができず、積層複合回路部品
の放熱特性も悪くなっている。
そこで、本発明の課題は、上述した従来の問題点を解
決し、特定の素子の発熱による温度特性変化を防止した
積層複合回路装置、及び、積層複合回路装置を構成する
のに適した小型、かつ、高集積度の積層複合回路部品を
提供することである。
<課題を解決するための手段> 上述した課題解決のため、本発明に係る積層複合回路
装置は、積層複合回路部品と、前記積層複合回路部品を
実装する基板とを有する。
前記積層複合回路部品は、積層受動複合体と、接続端
子とを有する。前記積層複合体は、コイル層と、コンデ
ンサ層とを含み、前記コイル層及びコンデンサ層は一面
側が互いに重ね合わされている。
前記コイル層は、磁性体中に埋設された一つまたは複
数のコイルを有する。前記コンデンサ層は、誘電体磁器
層の内部にコンデンサネットワークを有する。
前記接続端子は、前記積層受動複合体の縁部に設けら
れ、少なくとも一端部が、重ね合わせ面とは反対側の前
記コイル層の他面に設けられていて、前記他面との間に
段差を形成している。
前記基板と、前記コイル層の前記他面との間に前記段
差を埋める熱伝導体を有する。
また、本発明に係る積層複合回路部品は、積層受動複
合体と、接続端子とを有する。前記積層複合体は、コイ
ル層と、コンデンサ層とを含み、前記コイル層及びコン
デンサ層は一面側が互いに重ね合わされている。
前記コイル層は、磁性体中に埋設された一つまたは複
数のコイルを有する。前記コンデンサ層は、誘電体磁器
層の内部にコンデンサネットワークを有する。
前記接続端子は、前記積層受動複合体の縁部に設けら
れ、少なくとも一端部が、重ね合わせ面とは反対側の前
記コイル層の他面に設けられていて、前記他面との間に
段差を形成している。前記コイル層は、前記他面に前記
段差を埋める熱伝導体を有する。
<作用> 積層受動複合体のコイル層は、磁性体中に埋設された
一つまたは複数のコイルを有しており、鉄損及び銅損の
ため内部から発熱する。これらの熱の一部は、それぞれ
の素子の表面からの熱放射または縁部の接続端子を介し
て基板への熱伝導によって放出される。
接続端子は、積層受動複合体の縁部に設けられ、少な
くとも一端部が、重ね合わせ面とは反対側のコイル層の
他面に設けられていて、他面との間に段差を形成してい
る。熱伝導体は、この段差による空洞を埋めるように構
成してあるので、コイル層で発生した熱は、熱伝導体を
介して基板に熱伝導される。これによって、コイル層の
温度上昇が抑止される。
従って、積層複合回路部品からの放熱特性が改善さ
れ、発熱による温度特性変化を防止した積層複合回路装
置を提供できると共に、更に小型化または高集積化した
積層複合回路装置を提供できる。
また、熱伝導体は、コイル層の他面と基板との間に生
ずる空洞を埋め、熱伝導をさせるものであるから、熱伝
導体を積層複合回路部品側に設けても、基板側に設けて
も同様の操作効果を有する積層複合回路装置が得られ
る。
更に、積層受動複合体に段差を埋める熱伝導体を設け
た混成積層複合部品においては、積層複合回路部品を基
板に実装した場合に、基板と、積層受動複合体に含まれ
るコイル層の他面との間に形成される空洞が埋められ
る。
従って、コイル層からの放熱特性が改善され、発熱に
よる温度特性変化を防止した積層複合回路装置を提供で
きると共に、更に小型化または高集積化した積層複合回
路部品を提供できる。
熱伝導体の全体を金属層を構成するのが理想である
が、表面を金属層で構成することによっても、基板への
熱伝導及びコイル層または基板への熱拡散ができる。
<実施例> 第1図は本発明に係る第1の実施例である積層複合回
路装置の実装状態を示す断面図、第2図は実装された積
層複合回路部品の積層構造を示す断面図である。本実施
例はDC−DCコンバータに用いられるトランス及びコンデ
ンサを複合した積層複合回路装置の例である。図におい
て、1はコイル層、2はコンデンサ層である。コイル層
1及びコンデンサ層2は積層受動複合体を構成してい
る。5は接続端子、6は熱伝導体、8は基板である。
コイル層1は、フェライト等の磁性体10の内部にN個
のコイルを埋設した構造となっている。本実施例では、
コイル11〜14を埋設した構造となっている。コイル11〜
14の巻回数、個数及び接続関係は要求される回路構成に
応じて任意に選定される。例えば、コイル11とコイル13
を直列に接続してトランスの1次側コイルとし、コイル
12とコイル14を直列に接続してトランスの2次側コイル
とするようにである。コイル11〜14は接続端子5の何れ
かに接続されて外部に引出される。
コンデンサ層2は、誘電体磁器20の内部にN個のコン
デンサネットワークを埋設した構造となっている。本実
施例では、コンデンサネットワーク21、22を埋設した構
造となっている。コンデンサネットワーク21、22は、誘
電体磁器層を介して電極を対向させて形成されたコンデ
ンサを、所要のコンデンサ回路を構成するように接続す
ることによって構成されている。コンデンサネットワー
ク21、22のそれぞれの回路構成は、用途に応じて任意に
選択される。これらのコンデンサネットワーク21、22は
接続端子5の何れかに接続されて外部に引出される。
接続端子5は、積層受動複合体の各層間の接続及び外
部との接続のため、積層受動複合体の縁部に一方の面か
ら他方の面に亙って設けられており、積層受動複合体の
コイル層1との間に、厚み分の段差G1を生じている。接
続端子5の端子数は回路構成に応じて決定される。
熱伝導体6は、段差G1により、基板8と積層受動複合
体のコイル層1との間に形成される空洞を埋めるもので
あり、金属等の電気的な導体材料、シリコン・コンパウ
ンド等の熱伝導性の良い樹脂材料等が用いられている。
基板8は誘電体磁器またはガラスエポキシ等の材料基
板の上に導体で形成されたランド81及び82、導体部83及
び回路パターン(図示せず)を有している。
本実施例ではコイル11〜14が多く発熱するので、コイ
ル層1は基板8に接する側に設けられている。
コイル11〜14はトランスを形成するので、鉄損及び銅
損により発熱する。この熱は、接続端子5及び半田7を
介して基板8のランド81、82への熱伝導またはコイル層
1の表面からの熱放射によって放出される。
更に、熱伝導体6が基板8の導体部83と接触している
ので、コイル層1で発生した熱は熱伝導体6を介して導
体部83へ熱伝導される。特に、積層複合回路部品が集積
化されて表面積が小さくなり、熱放射による放熱は期待
できなくなった場合でも、熱伝導体6による放熱によっ
て温度上昇を防止できるため、集積度を上げることが可
能になる。
この場合、基板8へ多くの熱伝導をさせるため、導体
部83はできるだけ広くとることが望ましい。これによっ
て、コイル層1の温度上昇が少なくなり、コイル11〜14
及びコンデンサネットワーク21、22への温度影響が少な
くなる。また、放熱特性は悪くなるが、基盤8に導体部
83を設けない場合、その分を熱伝導体6で隙間を補って
やれば基板8へ熱伝導ができる。
これによって、積層複合回路部品の放熱特性が改善さ
れ、温度上昇による特性変化を防止した積層複合回路装
置を提供できると共に、更に小型化または高集積化した
積層複合回路装置を提供できる。
第3図は、第1図に示すコイル11〜14のコイルの巻方
の1例を示す図である。
コイル導体111、112は、巻軸方向Oに変位する螺旋状
となっていて、各巻軸が互いの巻径面内に位置するよう
に配置されている。
また、コイル導体111の巻方向a1とコイル導体112の巻
方向b1とは、同一の巻軸方向Oで見て、互いに逆になっ
ている。即ち、巻軸方向Oで見て、コイル導体111の巻
方向a1は時計方向であり、コイル導体112の巻方向b1は
反時計方向である。
コイル導体111、112は、コイル電流により同一方向の
磁界を生じるように、接続部113によって互いに接続さ
れている。コイル導体111の巻方向とコイル導体112の巻
方向とは、互いに逆になっているので、コイル111の終
端部と、コイル導体112始端部とを接続部113によって互
いに接続した場合、コイル導体111、112により、電流方
向が同一のコイルが形成され、同一方向の磁界を生じ
る。従って、同一のコイル長に対して倍の巻回数のコイ
ルが得られ、集積度も倍にできる。このようにコイルの
集積度を上げた場合、コイル層1の発熱も増加するの
で、本発明は更に効果的となる。
第4図は本発明の第2の実施例に係る混成積層型回路
装置の好適な実装状態を示す断面図である。第1図と同
一参照符号は同一性のある構成部品を示す。これは、熱
伝導体6を基板8側に設けた実施例である。本実施例で
は、誘電体磁器基板上に厚膜印刷により形成している
が、蒸着、スパッタ、メッキ等で形成してもよい。更
に、エポキシ基板上に金属の薄板を接着剤で接着しても
よい。この基板8に積層複合回路部品を実装すると第1
の実施例と同様の実装状態になるので、同様の効果が得
られる。
第5図は第3の実施例に係る積層複合回路装置の部品
として好適な積層複合回路部品の断面図である。第1図
と同一参照符号は同一性のある構成部品を示す。これ
は、第1の実施例における熱伝導体6を積層受動複合体
のコイル層1の一方の面に設けたものである。本実施例
では、熱伝導体6を電気的導体の厚膜印刷により形成し
ているが、蒸着、スパッタ、メッキ等で形成してもよ
い。更に、金属の薄板を接着剤で接着してもよい。
本実施例の積層複合回路部品を基板8に実装すれば、
第1の実施例と同様の状態になるので、同一の効果が得
られる。
また、上下の面を含む積層受動複合体の外周を電気的
な導体で覆うように熱伝導体6を形成してもよい。第5
図は断面を示しているので図示されていないが、接続端
子5を有しない側面にも熱伝導体6が形成されている。
これによって、コンデンサ層2から基板8への熱伝導
と積層受動複合体の上面及び側面からの熱放射が加わる
ので、加熱特性が更に向上する。また、コイル層1はコ
イルが磁性体中に埋設されているので、コイル層1自身
が磁気シールド効果を有するが、更に、熱伝導体6を電
気的な導体にしたことによる磁気シールド効果も有する
ようになる。従って、放熱特性が優れ、かつ、磁気シー
ルド効果を持たせた、積層複合回路装置の部品として好
適な積層複合回路部品を提供できる。
更に、図示はしないが、積層受動複合体のコイル層1
を構成する磁性体に突起部を設け、熱伝導体6の代りと
してもよい。接続端子5と積層受動複合体とが形成する
段差G1が小さいときは有効である。
上記の各実施例において、熱伝導体6の全体を金属層
で構成するのが理想であるが、表面を金属層で構成する
ことによっても、基板8への熱伝導及びコイル層1また
は基板8への熱拡散ができるので効果的である。
<発明の効果> 以上述べたように、本発明によれば、次のような効果
が得られる。
(a)コイル層からの放熱が促進され、積層複合回路部
品の温度上昇が少なくなるので、発熱による温度特性変
化を防止した積層複合回路装置を提供できる。
(b)積層複合回路部品の温度上昇が少なくなるので、
更に小型化または高集積化した積層複合回路部品の使用
が可能となり、結果として、更に小型、かつ、高機能化
した積層複合回路装置が提供できる。
(c)積層複合回路部品に熱伝導体を設けたので、放熱
特性及び実装性が優れ、積層複合回路装置を構成するの
に適した積層複合回路部品を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る第1の実施例である積層複合回路
装置の実装状態を示す断面図、第2図は実装された積層
複合回路部品の積層構造を示す断面図、第3図は第1図
に示すコイルの巻方の1例を示す図、第4図は本発明に
係る第2の実施例である積層複合回路装置の実装状態を
示す断面図、第5図は第3の実施例に係る積層複合回路
装置の部品として好適な積層複合回路部品の断面図であ
る。 1……コイル層、2……コンデンサ層 5……接続端子、6……熱伝導体 8……基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05K 1/18 H01G 4/40 H01F 17/00 H01F 27/00

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】積層複合回路部品と、前記積層複合回路部
    品を実装する基板とを有する積層複合回路装置であっ
    て、 前記積層複合回路部品は、積層受動複合体と、接続端子
    とを有しており、 前記積層複合体は、コイル層と、コンデンサ層とを含
    み、前記コイル層及びコンデンサ層は一面側が互いに重
    ね合わされており、 前記コイル層は、磁性体中に埋設された一つまたは複数
    のコイルを有しており、 前記コンデンサ層は、誘電体磁器層の内部にコンデンサ
    ネットワークを有しており、 前記接続端子は、前記積層受動複合体の縁部に設けら
    れ、少なくとも一端部が、重ね合わせ面とは反対側の前
    記コイル層の他面に設けられていて、前記他面との間に
    段差を形成しており、 前記基板と、前記コイル層の前記他面との間に前記段差
    を埋める熱伝導体を有すること を特徴とする積層複合回路装置。
  2. 【請求項2】前記熱伝導体は、前記重ね合わせ面とは反
    対側の前記コンデンサ層の他面に設けられていることを
    特徴とする請求項1に記載の積層複合回路装置。
  3. 【請求項3】前記熱伝導体は、前記基板側に設けたこと
    を特徴とする請求項1に記載の積層複合回路装置。
  4. 【請求項4】前記熱伝導体は、金属層を含むことを特徴
    とする請求項1、2または3に記載の積層複合回路装
    置。
  5. 【請求項5】積層受動複合体と、接続端子とを有する積
    層複合回路部品であって、 前記積層複合体は、コイル層と、コンデンサ層とを含
    み、前記コイル層及びコンデンサ層は一面側が互いに重
    ね合わされており、 前記コイル層は、磁性体中に埋設された一つまたは複数
    のコイルを有しており、 前記コンデンサ層は、誘電体磁器層の内部にコンデンサ
    ネットワークを有しており、 前記接続端子は、前記積層受動複合体の縁部に設けら
    れ、少なくとも一端部が、重ね合わせ面とは反対側の前
    記コイル層の他面に設けられていて、前記他面との間に
    段差を形成しており、 前記コイル層は、前記他面に前記段差を埋める熱伝導体
    を有すること を特徴とする積層複合回路部品。
  6. 【請求項6】前記熱伝導体は、金属層を含むことを特徴
    とする請求項5に記載の積層複合回路部品。
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