JP6669312B2 - モジュール部品および電源回路 - Google Patents

モジュール部品および電源回路 Download PDF

Info

Publication number
JP6669312B2
JP6669312B2 JP2019528415A JP2019528415A JP6669312B2 JP 6669312 B2 JP6669312 B2 JP 6669312B2 JP 2019528415 A JP2019528415 A JP 2019528415A JP 2019528415 A JP2019528415 A JP 2019528415A JP 6669312 B2 JP6669312 B2 JP 6669312B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inductor conductor
inductor
conductor
module component
magnetic flux
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
JP2019528415A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2019008967A1 (ja
Inventor
貴紀 土屋
貴紀 土屋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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 Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Publication of JPWO2019008967A1 publication Critical patent/JPWO2019008967A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6669312B2 publication Critical patent/JP6669312B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/36Electric or magnetic shields or screens
    • H01F27/361Electric or magnetic shields or screens made of combinations of electrically conductive material and ferromagnetic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/38Auxiliary core members; Auxiliary coils or windings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/0006Printed inductances
    • H01F17/0013Printed inductances with stacked layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/02Casings
    • H01F27/022Encapsulation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/06Mounting, supporting or suspending transformers, reactors or choke coils not being of the signal type
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/29Terminals; Tapping arrangements for signal inductances
    • H01F27/292Surface mounted devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/36Electric or magnetic shields or screens
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/40Structural association with built-in electric component, e.g. fuse
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/0006Printed inductances
    • H01F2017/004Printed inductances with the coil helically wound around an axis without a core

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

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。
特開2016−70848号公報 特開2012−65408号公報
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。
図1(A)本発明の第1の実施形態に係るモジュール部品10の側面概要図であり、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。 図5(A)本発明の第2の実施形態に係るモジュール部品10Aの側面概要図であり、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。 図9(A)本発明の第3の実施形態に係るモジュール部品10Bの側面概要図であり、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。 図12(A)本発明の第4の実施形態に係るモジュール部品10Cの側面概要図であり、図12(B)は図12(A)の一部を拡大した側面概要図である。
(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。
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。
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に垂直な平面)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。
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軸方向と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。
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。
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

Claims (7)

  1. 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、
    記第2インダクタ導体の巻回軸は、前記第1主面に略直交しており、
    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、
    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、それぞれが逆向きとなるように、接続され
    平面視において、前記第1インダクタ導体の一方端、および他方端の開口のそれぞれに対して、前記第2インダクタ導体の開口が重なるように配置されている、
    モジュール部品。
  2. 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に記載のモジュール部品。
  3. 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または請求項2に記載のモジュール部品。
  4. 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3のいずれかに記載のモジュール部品。
  5. 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、請求項に記載のモジュール部品。
  6. 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、請求項に記載のモジュール部品。
  7. 請求項1乃至請求項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。
JP2019528415A 2017-07-03 2018-06-01 モジュール部品および電源回路 Active JP6669312B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017130099 2017-07-03
JP2017130099 2017-07-03
PCT/JP2018/021237 WO2019008967A1 (ja) 2017-07-03 2018-06-01 モジュール部品および電源回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2019008967A1 JPWO2019008967A1 (ja) 2019-11-14
JP6669312B2 true JP6669312B2 (ja) 2020-03-18

Family

ID=64950886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019528415A Active JP6669312B2 (ja) 2017-07-03 2018-06-01 モジュール部品および電源回路

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20200020479A1 (ja)
JP (1) JP6669312B2 (ja)
WO (1) WO2019008967A1 (ja)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5117732U (ja) * 1974-07-26 1976-02-09
JPS6360592A (ja) * 1986-09-01 1988-03-16 株式会社村田製作所 コイル内蔵セラミツク多層基板
JP4202902B2 (ja) * 2003-12-24 2008-12-24 太陽誘電株式会社 積層基板、複数種類の積層基板の設計方法、及び同時焼結積層基板
JP5262523B2 (ja) * 2008-09-29 2013-08-14 株式会社デンソー 電子回路装置
JP2013192312A (ja) * 2012-03-13 2013-09-26 Murata Mfg Co Ltd Dc−dcコンバータモジュールおよび多層基板
JP6107998B1 (ja) * 2016-03-23 2017-04-05 Tdk株式会社 電子回路パッケージ

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2019008967A1 (ja) 2019-11-14
WO2019008967A1 (ja) 2019-01-10
US20200020479A1 (en) 2020-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7929320B2 (en) Inductor built-in wiring board having shield function
JP5339398B2 (ja) 積層インダクタ
WO2018159290A1 (ja) 薄膜シールド層付き電子部品
CA2740622A1 (en) Inductive and capacitive components integration structure
JP6919194B2 (ja) コイル部品及びこれを備える回路基板
JP2017123365A (ja) コイル部品及びこれを備える回路基板
JP2016006816A (ja) トランスおよび多層基板
WO2010137083A1 (ja) 配線基板、フィルタデバイスおよび携帯機器
JP2006238310A (ja) Lc複合部品及びこれを用いたノイズ抑制回路
US10497510B2 (en) Electronic component
US11024571B2 (en) Coil built-in multilayer substrate and power supply module
JP6669312B2 (ja) モジュール部品および電源回路
KR101690262B1 (ko) 트랜스포머 및 이를 포함하는 전원 공급 장치
JP6369666B1 (ja) アンテナ装置および電子機器
JP6485553B2 (ja) インダクタ及びdc−dcコンバータ
JP6344540B2 (ja) 電力変換モジュール
JP2017201667A (ja) 高周波ノイズ対策回路
JP2020021885A (ja) トランス
JP6083143B2 (ja) チップインダクタ内蔵配線基板
JP6664661B2 (ja) 電子回路装置
US20210257142A1 (en) Coil component and circuit board having the same
JP2002164235A (ja) リーケージトランス、電源装置および照明器具
JP6211238B1 (ja) チョークコイル
JP2022077573A (ja) 複合電子部品
JP2021009954A (ja) 電子装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190710

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190710

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20190710

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20190730

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190806

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191002

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191029

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191225

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200128

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200210

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6669312

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150