Dc-dc 轉(zhuǎn)換器模塊的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種適合用于降低輻射電磁噪聲的DC?DC轉(zhuǎn)換器模塊。DC?DC轉(zhuǎn)換器模塊(1)具備：線圈(31)，其形成于多層基板(10)內(nèi)；以及開關(guān)IC芯片(32)，其安裝于多層基板(10)的一側(cè)主面，多層基板(10)具有：芯部磁性體層(12)，其層疊多個磁性體層而成；第一非磁性體層(14)及第二非磁性體層(15)，它們分別形成于芯部磁性體層(12)的一側(cè)主面以及另一側(cè)主面；以及表面磁性體層(16)，其形成于第一非磁性體層(14)的表面，開關(guān)IC芯片(32)安裝于表面磁性體層(16)，線圈(31)經(jīng)由第一非磁性體層(14)以及表面磁性體層(16)而與開關(guān)IC芯片(32)連接。
【專利說明】
DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊，特別是涉及用于降低從DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊輻射的電磁噪聲的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，公知有如下DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊:在多層基板內(nèi)形成有線圈，在上述多層基板的一側(cè)主面安裝有與上述線圈連接的開關(guān)IC芯片。線圈通常內(nèi)置于對多個磁性體層進(jìn)行層疊而構(gòu)成的層疊體，由于磁性體層(特別是陶瓷磁性體層)比較脆，因此磁性體難以單獨(dú)地作為模塊用的基板而使用。
[0003]與此相對，專利文獻(xiàn)I中公開有如下DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊:在對高透磁率的多個磁性體層進(jìn)行層疊而成的多層基板的一側(cè)主面以及另一側(cè)主面的各自的表層，形成有低透磁率的磁性體層或者非磁性體層。
[0004]上述這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于，通過在上述多層基板的兩側(cè)的表層形成與磁性體層相比通常熱膨脹系數(shù)較小的非磁性體層，能夠提高上述多層基板的機(jī)械強(qiáng)度。另外，其優(yōu)點(diǎn)還在于，能夠利用在各表層的上述低透磁率的磁性體層或者上述非磁性體層所設(shè)置的低電感的配線而構(gòu)成DC-DC轉(zhuǎn)換器電路。
[0005]專利文獻(xiàn)1:國際公開第2007/145189號
[0006]然而，近年來，開關(guān)IC芯片的開關(guān)頻率的高頻化得到發(fā)展，在專利文獻(xiàn)I所公開的DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊中，在降低輻射電磁噪聲這方面存有改善的余地。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]因此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有較高的基板強(qiáng)度、且降低了輻射電磁噪聲的DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的一個方式所涉及的DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊具備:線圈，其形成于多層基板內(nèi)；以及開關(guān)IC芯片，其安裝于上述多層基板的一側(cè)主面，其中，上述多層基板具有:芯部磁性體層，其層疊多個磁性體層而成;第一非磁性體層及第二非磁性體層，它們分別形成于上述芯部磁性體層的一側(cè)主面以及另一側(cè)主面；以及表面磁性體層，其形成于上述第一非磁性體層的表面，上述開關(guān)IC芯片安裝于上述表面磁性體層，上述線圈經(jīng)由上述第一非磁性體層以及上述表面磁性體層而與上述開關(guān)IC芯片連接。
[0009]根據(jù)上述這種結(jié)構(gòu)，在上述多層基板的內(nèi)部所產(chǎn)生的電磁噪聲被上述表面磁性體層屏蔽，從而降低了從上述多層基板輻射的電磁噪聲。
[0010]另外，上述DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊可以還具有金屬殼體，上述開關(guān)IC芯片可以配置于被上述表面磁性體層上的上述金屬殼體覆蓋的區(qū)域。
[0011]根據(jù)上述這種結(jié)構(gòu)，在上述開關(guān)IC芯片所產(chǎn)生的電磁噪聲被上述金屬殼體以及上述表面磁性體層屏蔽，因此降低了向上述DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊的外部輻射的電磁噪聲。為了提高上述金屬殼體的電磁噪聲的屏蔽效果，上述金屬殼體可以與接地件連接。
[0012]另外，在上述表面磁性體層中，可以僅形成有層間連接導(dǎo)體以及面內(nèi)配線導(dǎo)體中的層間連接導(dǎo)體。
[0013]根據(jù)上述這種結(jié)構(gòu)，在上述DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊中，能夠不使用因形成于上述表面磁性層而容易具有不必要的電感分量的面內(nèi)配線導(dǎo)體地構(gòu)成DC-DC轉(zhuǎn)換器電路。
[0014]另外，上述表面磁性體層的厚度可以比上述第一非磁性體層的厚度小。
[0015]根據(jù)上述這種結(jié)構(gòu)，通常磁性體層的機(jī)械強(qiáng)度比非磁性體層的機(jī)械強(qiáng)度小，因此，通過將上述表面磁性體層設(shè)置為比上述第一非磁性體層薄，能夠抑制上述多層基板的整體的強(qiáng)度的降低。
[0016]另外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的一個方式所涉及的DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊的制造方法中，所述DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊具備:線圈，其形成于多層基板內(nèi)；以及開關(guān)IC芯片，其安裝于上述多層基板的一側(cè)主面，其中，上述多層基板具有:芯部磁性體層，其層疊多個磁性體層而成；第一非磁性體層及第二非磁性體層，它們分別形成于上述芯部磁性體層的一側(cè)主面以及另一側(cè)主面；以及表面磁性體層，其形成于上述第一非磁性體層的表面，上述制造方法包括如下工序:在用于構(gòu)成上述第二非磁性體層、上述芯部磁性體層中所包含的多個磁性體層、上述第一非磁性體層以及上述表面磁性體層的多個陶瓷印刷電路基板，對上述線圈以及用于形成DC-DC轉(zhuǎn)換器電路的導(dǎo)體進(jìn)行配置的工序；按上述多層基板中所包含的層的順序?qū)ε渲糜猩鲜鰧?dǎo)體的上述陶瓷印刷電路基板進(jìn)行層疊，由此制成未燒成的層疊體的工序;對上述未燒成的層疊體進(jìn)行燒成的工序；以及將上述開關(guān)IC芯片安裝于上述多層基板的上述表面磁性體層的工序。
[0017]根據(jù)上述這種制造方法，在上述多層基板的內(nèi)部所產(chǎn)生的電磁噪聲被上述表面磁性體層屏蔽，從而能夠制造出能夠降低從上述多層基板輻射的電磁噪聲的DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊。
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型的DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊，既能具有較高的基板強(qiáng)度、又能降低輻射電磁噪聲。
【附圖說明】
[0019]圖1是示意性地示出實(shí)施方式I所涉及的DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊的剖面構(gòu)造的一個例子的圖。
[0020]圖2是示出在構(gòu)成實(shí)施方式I所涉及的多層基板的主要的層所設(shè)置的導(dǎo)體的配置的一個例子的俯視圖。
[0021]圖3是示出實(shí)施方式I所涉及的DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊的外觀的一個例子的立體圖。
[0022]圖4是示出實(shí)施方式I所涉及的DC-DC轉(zhuǎn)換器電路的一個例子的電路圖。
[0023]圖5是示意性地示出實(shí)施方式2所涉及的DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊的剖面構(gòu)造的一個例子的圖。
[0024]圖6是示出實(shí)施方式2所涉及的DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊的外觀的一個例子的立體圖。
[0025]圖7是示意性地示出變形例所涉及的DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊的剖面構(gòu)造的一個例子的圖。
[0026]附圖標(biāo)記說明
[0027]1、2、3…DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊；10、10a、10b...多層基板；12、12a、12b...芯部磁性體層；14...第一非磁性體層;15...第二非磁性體層；16...表面磁性體層；17、18…表面電極；19...面內(nèi)配線導(dǎo)體;20、21...層間連接導(dǎo)體;22...金屬殼體;23..?爪；24...區(qū)域;25...空隙；31...線圈；32…開關(guān)IC芯片；33...片狀電容器；40、41…電磁噪聲；121?129、122a、124a、126a、128a...磁性體層;125b、141、142、151 ?153...非磁性體層。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下，利用附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。此外，以下說明的實(shí)施方式均示出概括性的例子或者具體的例子。以下的實(shí)施方式中示出的數(shù)值、形狀、材料、構(gòu)成要素、構(gòu)成要素的配置及連接方式、制造工序及制造工序的次序等為一個例子，其主旨并非對本實(shí)用新型進(jìn)行限定。在以下的實(shí)施方式的構(gòu)成要素中，作為任意的構(gòu)成要素而對獨(dú)立技術(shù)方案中未記載的構(gòu)成要素進(jìn)行說明。另外，附圖中示出的構(gòu)成要素的大小或者大小的比未必嚴(yán)格。
[0029](實(shí)施方式I)
[0030]實(shí)施方式I所涉及的DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊是通過在內(nèi)部形成有線圈的多層基板的一側(cè)主面安裝與上述線圈連接的開關(guān)IC芯片而構(gòu)成的DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊，在上述多層基板的上述一側(cè)主面的表層形成有表面磁性體層。
[0031]圖1是示意性地示出DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊I的剖面構(gòu)造的一個例子的圖。以下，為了實(shí)現(xiàn)簡明化，以相同的圖案來表示同一種類的構(gòu)成要素并適當(dāng)?shù)厥÷云涓綀D標(biāo)記，另外，有時在同一附圖中示出嚴(yán)格而言處于其它剖面的構(gòu)成要素進(jìn)行說明。
[0032]如圖1所示，DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊I構(gòu)成為:在多層基板10內(nèi)形成有線圈31，在多層基板10的一側(cè)主面安裝有開關(guān)IC芯片32以及片狀電容器(chip condenser)33。
[0033]多層基板10具有:芯部磁性體層12;第一非磁性體層14和第二非磁性體層15，它們分別形成于芯部磁性體層12的一側(cè)主面以及另一側(cè)主面；以及表面磁性體層16，其形成于第一非磁性體層14的表面。表面磁性體層16以及第二非磁性體層15分別形成為多層基板10的上述一側(cè)主面的表層以及上述另一側(cè)主面的表層，并在多層基板10露出。
[0034]在圖1的例子中，第二非磁性體層15構(gòu)成為層疊有非磁性體層151?153，芯部磁性體層12構(gòu)成為層疊有磁性體層121?129，第一非磁性體層14構(gòu)成為層疊有非磁性體層141?142。
[0035]此處，表面磁性體層16的厚度a可以比第一非磁性體層14的厚度b薄。
[0036]在多層基板10設(shè)置有包括線圈31在內(nèi)的、用于形成DC-DC轉(zhuǎn)換器電路的各種導(dǎo)體。上述導(dǎo)體中包括用于將DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊I安裝于印刷配線基板等主基板的表面電極17、用于將開關(guān)IC芯片32、片狀電容器33安裝于多層基板10的表面電極18、沿著各磁性體層、各非磁性體層的主面而形成的面內(nèi)配線導(dǎo)體19、以及在各磁性體層、各非磁性體層的厚度方向上形成的層間連接導(dǎo)體20。
[0037]第一非磁性體層14以及第二非磁性體層15例如由低透磁率或者非磁性的陶瓷構(gòu)成。芯部磁性體層12的各層以及表面磁性體層16例如由透磁率比第一非磁性體層14以及第二非磁性體層15的透磁率大的磁性陶瓷構(gòu)成。
[0038]對于磁性陶瓷例如采用磁性鐵氧體陶瓷。具體而言，能夠使用以氧化鐵為主成分且含有鋅、鎳以及銅中的至少一種以上的鐵氧體。另外，對于非磁性的陶瓷，例如能夠采用以非磁性鐵氧體陶瓷、氧化鋁為主成分的氧化鋁陶瓷。
[0039]對于表面電極17、18、面內(nèi)配線導(dǎo)體19以及層間連接導(dǎo)體20例如能夠采用以銀為主成分的金屬或者合金?？梢詫Ρ砻骐姌O17、18實(shí)施基于例如鎳、鈀或者金的鍍覆。
[0040]構(gòu)成多層基板10的各層的磁性鐵氧體陶瓷與非磁性鐵氧體陶瓷為所謂的LTCC陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramics)，多層基板10的燒成溫度為銀的恪點(diǎn)以下，能夠?qū)y用于上述導(dǎo)體。利用電阻率低的銀構(gòu)成面內(nèi)配線導(dǎo)體19以及層間連接導(dǎo)體20，從而能夠形成損失少且電力效率等電路特性優(yōu)異的DC-DC轉(zhuǎn)換器電路。特別地，通過將銀用于上述導(dǎo)體，例如能夠在大氣等氧化性氣氛下對多層基板10進(jìn)行燒成。
[0041]圖2是示出在構(gòu)成多層基板10的層所設(shè)置的導(dǎo)體的配置的一個例子的俯視圖。在圖2中，按層疊的順序，示出了非磁性體層151?153(構(gòu)成第二非磁性體層15)、磁性體層121?129(構(gòu)成芯部磁性體層12)、非磁性體層141?142(構(gòu)成第一非磁性體層14)以及表面磁性體層16中的導(dǎo)體的配置。
[0042]在非磁性體層151的背面?zhèn)龋鳛楸砻骐姌O17而設(shè)置有接地端子PCND、輸入端子Ριη、輸出端子Pmjt以及使能(enab I e)端子Pen。上述這些端子分別經(jīng)由軟釬料等導(dǎo)電性接合材料而與主基板的對應(yīng)的端子連接。
[0043]在表面磁性體層16的表面?zhèn)龋鳛楸砻骐姌O18而設(shè)置有接地端子GND、輸入端子Vin、輸出端子Lo、反饋端子FB、使能端子EN以及片狀電容器連接端子Ca、Cb。上述這些端子分別經(jīng)由軟釬料等導(dǎo)電性接合材料而與開關(guān)IC芯片32的對應(yīng)的端子或者片狀電容器33的對應(yīng)的端子連接。
[0044]在非磁性體層152形成有布設(shè)用的面內(nèi)配線導(dǎo)體a、面內(nèi)配線導(dǎo)體b、面內(nèi)配線導(dǎo)體c以及面內(nèi)配線導(dǎo)體d。面內(nèi)配線導(dǎo)體a?d在層疊后的多層基板10中位于非磁性體層152與非磁性體層153的界面。
[0045]同樣在非磁性體層141形成有布設(shè)用的面內(nèi)配線導(dǎo)體A、面內(nèi)配線導(dǎo)體B、面內(nèi)配線導(dǎo)體C以及面內(nèi)配線導(dǎo)體D。面內(nèi)配線導(dǎo)體A?D在層疊后的多層基板10中位于非磁性體層141與非磁性體層142的界面。
[0046]在磁性體層121?128分別構(gòu)成有用于構(gòu)成線圈31的環(huán)狀的面內(nèi)配線導(dǎo)體Wl?W8。
[0047]面內(nèi)配線導(dǎo)體Wl的一端Wla經(jīng)由在磁性體層122?129、非磁性體層141?142以及表面磁性體層16設(shè)置的層間連接導(dǎo)體而與輸出端子Lo連接。
[0048]面內(nèi)配線導(dǎo)體Wl的另一端Wlb經(jīng)由在磁性體層122設(shè)置的層間連接導(dǎo)體而與面內(nèi)配線導(dǎo)體W2的一端W2a連接。
[0049]面內(nèi)配線導(dǎo)體W2的另一端W2b經(jīng)由在磁性體層123設(shè)置的層間連接導(dǎo)體而與面內(nèi)配線導(dǎo)體W3的一端W3a連接。
[0050]面內(nèi)配線導(dǎo)體W3的另一端W3b經(jīng)由在磁性體層124設(shè)置的層間連接導(dǎo)體而與面內(nèi)配線導(dǎo)體W4的一端W4a連接。
[0051 ]面內(nèi)配線導(dǎo)體W4的另一端W4b經(jīng)由在磁性體層125設(shè)置的層間連接導(dǎo)體而與面內(nèi)配線導(dǎo)體W5的一端W5a連接。
[0052]面內(nèi)配線導(dǎo)體W5的另一端W5b經(jīng)由在磁性體層126設(shè)置的層間連接導(dǎo)體而與面內(nèi)配線導(dǎo)體W6的一端W6a連接。
[0053]面內(nèi)配線導(dǎo)體W6的另一端W6b經(jīng)由在磁性體層127設(shè)置的層間連接導(dǎo)體而與面內(nèi)配線導(dǎo)體W7的一端W7a連接。
[0054]面內(nèi)配線導(dǎo)體W7的另一端W7b經(jīng)由在磁性體層128設(shè)置的層間連接導(dǎo)體而與面內(nèi)配線導(dǎo)體W8的一端W8a連接。
[0055]面內(nèi)配線導(dǎo)體W8的另一端W8b經(jīng)由在磁性體層129、非磁性體層141?142以及表面磁性體層16分別設(shè)置的層間連接導(dǎo)體和在非磁性體層141設(shè)置的面內(nèi)配線導(dǎo)體C而與反饋端子FB連接。另外，面內(nèi)配線導(dǎo)體W8的另一端WSb經(jīng)由在磁性體層121?128以及非磁性體層151?153分別設(shè)置的層間連接導(dǎo)體和在非磁性體層152設(shè)置的面內(nèi)配線導(dǎo)體c而與輸出端子P?t連接。
[0056]接地端子GND經(jīng)由在表面磁性體層16、非磁性體層141?142、磁性體層121?129以及非磁性體層151?153分別設(shè)置的層間連接導(dǎo)體、在非磁性體層141設(shè)置的面內(nèi)配線導(dǎo)體A以及在非磁性體層152設(shè)置的面內(nèi)配線導(dǎo)體a而與接地端子Pcnd連接。另外，接地端子GND經(jīng)由在表面磁性體層16以及非磁性體層142分別設(shè)置的層間連接導(dǎo)體和在非磁性體層141設(shè)置的面內(nèi)配線導(dǎo)體A而與片狀電容器33用的端子Ca連接。
[0057 ] 輸入端子V i η經(jīng)由在表面磁性體層16、非磁性體層141?142、磁性體層121?129以及非磁性體層151?153分別設(shè)置的層間連接導(dǎo)體、在非磁性體層141設(shè)置的面內(nèi)配線導(dǎo)體B以及在非磁性體層152設(shè)置的面內(nèi)配線導(dǎo)體b而與輸入端子Pin連接。另外，輸入端子Vin經(jīng)由在表面磁性體層16以及非磁性體層142分別設(shè)置的層間連接導(dǎo)體和在非磁性體層141設(shè)置的面內(nèi)配線導(dǎo)體B而與片狀電容器33用的端子Cb連接。
[0058]使能端子EN經(jīng)由在表面磁性體層16、非磁性體層141?142、磁性體層121?129以及非磁性體層151?153分別設(shè)置的層間連接導(dǎo)體、在非磁性體層141設(shè)置的面內(nèi)配線導(dǎo)體D以及在非磁性體層152設(shè)置的面內(nèi)配線導(dǎo)體d而與使能端子Pen連接。
[0059]這樣，在表面磁性體層16僅形成有用于對開關(guān)IC芯片32和片狀電容器33進(jìn)行安裝的端子電極、以及與各端子電極連接的層間連接導(dǎo)體，并未設(shè)置用于布設(shè)的面內(nèi)配線導(dǎo)體。
[0060]此外，構(gòu)成多層基板10的各層中的導(dǎo)體的配置不限定于圖2的例子。例如，能夠進(jìn)行將面內(nèi)配線導(dǎo)體19配置于相鄰的層的對置的主面等的適當(dāng)?shù)淖兏?br>[0061]例如在形成這些導(dǎo)體的預(yù)定位置使配置有導(dǎo)電膠的非磁性或者磁性的多個陶瓷印刷電路基板重疊而實(shí)現(xiàn)一體化，并對其統(tǒng)一進(jìn)行燒成，由此形成多層基板10。
[0062]圖3是示出DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊I的外觀的一個例子的立體圖。
[0063]如圖3所示，DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊I構(gòu)成為在多層基板10的表面磁性體層16安裝有開關(guān)IC芯片32以及片狀電容器33AC-DC轉(zhuǎn)換器模塊I經(jīng)由設(shè)置于第二非磁性體層15的未圖示的表面電極17，接受輸入直流電力并將其轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的輸出直流電力而向外部電路供給。
[0064]圖4是示出利用了DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊I的DC-DC轉(zhuǎn)換器電路的一個例子的電路圖。
[0065]在DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊I中，線圈31、開關(guān)IC芯片32以及片狀電容器33被形成于多層基板10的導(dǎo)體連接，由此形成圖4所示的DC-DC轉(zhuǎn)換器電路。換句話說，該DC-DC轉(zhuǎn)換器電路具備開關(guān)1C、電感器L1、輸入側(cè)的平滑用電容器Cl以及輸出側(cè)的平滑用電容器C2。其中，開關(guān)1C、電感器LI以及輸入側(cè)的平滑用電容器Cl實(shí)現(xiàn)了一體化后的復(fù)合部件是DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊I。此外，還可以進(jìn)一步使平滑用電容器C2與DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊I實(shí)現(xiàn)一體化。開關(guān)IC是用于對開關(guān)方式的轉(zhuǎn)換器電路的開關(guān)進(jìn)行控制的1C，在內(nèi)部例如具有MOS型FET等的開關(guān)元件。
[0066]在該DC-DC轉(zhuǎn)換器電路中，輸入電壓施加于開關(guān)IC的端子Vin，從開關(guān)IC的端子Lo經(jīng)由電感器LI將輸出電壓輸出。
[0067]電容器Cl的一端連接于端子Pin與端子Vin之間的輸入電壓用電源線，電容器Cl的另一端連接于接地端子P?。電容器C2的一端連接于端子Pciut與端子Pl之間的輸出電壓用電源線，電容器C2的另一端連接于接地端子PCND。
[0068]開關(guān)IC的反饋端子FB連接于電感器LI與端子Pciut之間的輸出電壓用電源線，開關(guān)IC的接地端子GND連接于接地端子PCND，開關(guān)IC的使能端子EN連接于使能端子PEN。
[0069]該DC-DC轉(zhuǎn)換器電路以規(guī)定的頻率對內(nèi)置于開關(guān)IC的開關(guān)元件進(jìn)行開關(guān)操作，并利用電感器LI與電容器C2使供給至端子Pin的輸入電壓變得平滑，由此將所需的輸出電壓輸出。另外，開關(guān)IC基于輸入反饋端子FB的輸出電壓，例如進(jìn)行將開關(guān)頻率設(shè)為恒定且能夠改變脈沖寬度的PWM(Pulse Width Modulat1n)控制，由此進(jìn)行控制以便使得輸出電壓穩(wěn)定為設(shè)定電壓。
[0070]接下來，對DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊I的制造方法進(jìn)行說明。
[0071]首先，準(zhǔn)備構(gòu)成多層基板10的各層的陶瓷印刷電路基板。具體而言，對含有磁性體陶瓷粉末的糊劑進(jìn)行片狀(sheet)成型，由此準(zhǔn)備磁性體層用陶瓷印刷電路基板，對含有非磁性體陶瓷粉末的糊劑進(jìn)行片狀成型，由此準(zhǔn)備非磁性體層用陶瓷印刷電路基板。
[0072]接下來，在規(guī)定的陶瓷印刷電路基板中，例如，根據(jù)圖2所示的配置而在特定的位置形成貫通孔，將導(dǎo)電膠填充于上述貫通孔內(nèi)而形成層間連接導(dǎo)體(通孔導(dǎo)體)，并且在主面上的特定位置印刷導(dǎo)電膠而形成面內(nèi)配線導(dǎo)體圖案、表面電極圖案。上述貫通孔例如通過激光加工而形成，上述面內(nèi)配線導(dǎo)體圖案、表面電極圖案，例如能夠通過對含有Ag粉末的導(dǎo)電膠的網(wǎng)版印刷而形成。
[0073]接下來，使配置有導(dǎo)電膠的上述多個陶瓷印刷電路基板對位并對其進(jìn)行層疊、壓接，在實(shí)現(xiàn)了一體化而成為未燒成的層疊體之后，統(tǒng)一進(jìn)行燒成。通過該燒成，各印刷電路基板中的磁性體陶瓷粉末、非磁性體陶瓷粉末實(shí)現(xiàn)了燒結(jié)，并且導(dǎo)電膠中的Ag粉末實(shí)現(xiàn)了執(zhí)?士
[0074]接下來，對在燒成后的層疊體的表面磁性體層16露出的表面電極18以及在第二非磁性體層15露出的表面電極17實(shí)施鍍覆。具體而言，通過無電解鍍覆而形成鎳/金的鍍覆膜。然后，通過回流焊等而將開關(guān)IC芯片32以及片狀電容器33安裝于表面電極18。
[0075]如上，制成了在表面磁性體層16安裝有開關(guān)IC芯片32以及片狀電容器33的DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊I。制成后的DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊I經(jīng)由下表面?zhèn)鹊谋砻骐姌O17而安裝于印刷配線板等主基板。
[0076]此外，根據(jù)上述的制造方法，可以在制成多個DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊I的集合體之后使每一個DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊I實(shí)現(xiàn)單片化。
[0077]接下來，對DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊I的效果進(jìn)行說明。
[0078]在DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊I中，如圖1所示，線圈31經(jīng)由第一非磁性體層14以及表面磁性體層16而與開關(guān)IC芯片32連接。換句話說，由至少包括在第一非磁性體層14以及表面磁性體層16形成的層間連接導(dǎo)體20的配線將開關(guān)IC芯片32與線圈31電連接。DC-DC轉(zhuǎn)換器電路的開關(guān)頻率中的高頻的電流在該配線中流動，因此該配線有可能成為電磁噪聲40的產(chǎn)生源。
[0079]與此相對，在DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊I中，在供多層基板10的開關(guān)IC芯片32安裝的一側(cè)主面的表層形成有表面磁性體層16，因此包括電磁噪聲40在內(nèi)的、在多層基板10的內(nèi)部所產(chǎn)生的電磁噪聲被表面磁性體層16屏蔽。其結(jié)果，能夠降低從多層基板10輻射的電磁噪聲。
[0080]此外，表面磁性體層16可以在多層基板10的上述一側(cè)主面的整個面形成，也可以僅形成于局部區(qū)域。
[0081]例如，可以僅在多層基板10的上述一側(cè)主面中的、俯視時與開關(guān)IC芯片32重疊的區(qū)域形成表面磁性體層16。在該情況下，特別是對于包括電磁噪聲40在內(nèi)的、在與開關(guān)IC芯片32直接連接的配線所產(chǎn)生的電磁噪聲，能夠獲得降低從多層基板10輻射的強(qiáng)度的效果。
[0082]另外，在將表面磁性體層16形成于多層基板10的上述一側(cè)主面的整個面的情況下，不僅對于在與開關(guān)IC芯片32直接連接的配線所產(chǎn)生的電磁噪聲，對于在多層基板10的內(nèi)部所產(chǎn)生的所謂的電磁噪聲，也能夠獲得降低從多層基板10輻射的強(qiáng)度的效果。
[0083]另外，在DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊I中，如圖1、圖2所示，在表面磁性體層16僅形成有層間連接導(dǎo)體20以及面內(nèi)配線導(dǎo)體19中的層間連接導(dǎo)體20、21。通常，形成于磁性體層的配線與形成于非磁性體層的配線相比，容易具有更大的電感分量。因此，在DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊I中，不使用形成于表面磁性體層16的面內(nèi)配線導(dǎo)體，例如使用形成于第一非磁性體層14的面內(nèi)配線導(dǎo)體19對DC-DC轉(zhuǎn)換器電路的配線進(jìn)行布設(shè)，從而能夠降低配線所具有的不必要的電感分量。
[0084]另外，在DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊I中，如圖1所示，表面磁性體層16的厚度a可以比第一非磁性體層14的厚度b薄。通常，磁性體層的機(jī)械強(qiáng)度比非磁性體層的機(jī)械強(qiáng)度小。因此，通過將機(jī)械強(qiáng)度較小的表面磁性體層16設(shè)置為比機(jī)械強(qiáng)度較大的第二非磁性體層15薄，能夠抑制多層基板10的整體的機(jī)械強(qiáng)度的降低。
[0085]此外，上述這種厚度的限定為了獲得多層基板10的整體的機(jī)械強(qiáng)度而有用，但并非必須如此限定。即，只要多層基板10的機(jī)械強(qiáng)度處于允許范圍內(nèi)，也可以將表面磁性體層16設(shè)置為較厚。根據(jù)更厚的表面磁性體層16，不僅降低電磁噪聲的輻射的效果得到提高，由于層間連接導(dǎo)體20所貫通的表面磁性體層16作為鐵氧體磁珠(ferrite bead)而發(fā)揮功能，從而還能夠獲得抑制電磁噪聲的傳導(dǎo)的效果。另外，表面磁性體層16可以設(shè)置有多層。
[0086](實(shí)施方式2)
[0087]在實(shí)施方式2中，對如下DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊進(jìn)行了說明:其不僅對于在多層基板10的內(nèi)部所產(chǎn)生的電磁噪聲具有屏蔽效果，對于在安裝于多層基板10的部件中所產(chǎn)生的電磁噪聲也具有屏蔽效果。
[0088]圖5是示意性地示出實(shí)施方式2所涉及的DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊2的剖面構(gòu)造的一個例子的圖。
[0089]如圖5所示，DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊2構(gòu)成為對于DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊I追加有金屬殼體22，從而變更為多層基板10a。
[0090]金屬殼體22例如可以由含有銀、銅、鐵以及鋁中的至少一種以上的金屬或者合金的薄板構(gòu)成。
[0091]對于多層基板1a追加有層間連接導(dǎo)體21，對磁性體層122a、124a、126a、128a的面內(nèi)配線導(dǎo)體19的配置進(jìn)行了變更。
[0092]可以形成為:層間連接導(dǎo)體21在俯視時設(shè)置于多層基板10的外周部，多層基板10的側(cè)壁的一部分被切除以便使得層間連接導(dǎo)體21露出。與層間連接導(dǎo)體20相同，對于層間連接導(dǎo)體21能夠使用以銀為主成分的金屬或者合金。
[0093]另外，雖省略圖不，但在磁性體層122a、124a、126a、128a分別配置的面內(nèi)配線導(dǎo)體W2、W4、W6、W8的環(huán)狀的直徑被擴(kuò)大至與在磁性體層121、123、125、127分別配置的面內(nèi)配線導(dǎo)體Wl、W3、W5、W7的環(huán)狀的直徑大致相同的大小。換句話說，構(gòu)成線圈31的面內(nèi)配線導(dǎo)體Wl?W8的形狀被統(tǒng)一為大致相同的直徑。
[0094]DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊2的其他構(gòu)成要素與DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊I的構(gòu)成要素相同，因此標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記并省略其說明。
[0095]圖6是示出DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊2的外觀的一個例子的立體圖。
[0096]如圖6所示，在DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊2中，開關(guān)IC芯片32配置于被表面磁性體層16上的金屬殼體22覆蓋的區(qū)域24。在區(qū)域24還可以配置片狀電容器33。
[0097]根據(jù)如上構(gòu)成的DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊2，除了通過DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊I所獲得的效果之夕卜，還能夠獲得如下效果。
[0098]在DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊2中，在配置于區(qū)域24的部件所產(chǎn)生的電磁噪聲41被金屬殼體22以及表面磁性體層16屏蔽。其結(jié)果，能夠降低輻射至DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊2的外部的電磁噪聲。
[0099]通過使金屬殼體22相對于DC-DC轉(zhuǎn)換器電路絕緣也能夠獲得將電磁噪聲41屏蔽的效果，但通過將金屬殼體22與DC-DC轉(zhuǎn)換器電路的接地電位連接還能夠獲得更大的屏蔽效果。例如，如圖6所示，可以使層間連接導(dǎo)體21在多層基板1a的側(cè)壁露出，使金屬殼體22的爪23與層間連接導(dǎo)體21電連接，經(jīng)由層間連接導(dǎo)體21而使金屬殼體22與接地電位連接。
[0100]在被表面磁性體層16上的金屬殼體22覆蓋的區(qū)域24可以對安裝于多層基板10的一側(cè)主面的所有部件進(jìn)行配置，也可以僅對至少包括開關(guān)IC芯片32的一部分部件進(jìn)行配置。
[0101]雖省略圖示，但例如可以僅在多層基板10的上述一側(cè)主面中的、俯視時與開關(guān)IC芯片32重疊的區(qū)域形成表面磁性體層16，并將金屬殼體22設(shè)置于表面磁性體層16的對應(yīng)位置。而且，可以將開關(guān)IC芯片32配置于被金屬殼體22以及表面磁性體層16包圍的空間，片狀電容器33可以配置于該空間外。
[0102]根據(jù)上述這種結(jié)構(gòu)，對于在開關(guān)IC芯片32所產(chǎn)生的電磁噪聲41，能夠特別有效地降低從DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊2輻射的強(qiáng)度。
[0103](變形例)
[0104]以上雖然對本實(shí)用新型的實(shí)施方式所涉及的DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊進(jìn)行了說明，但本實(shí)用新型不限定于上述各實(shí)施方式。只要未脫離本實(shí)用新型的主旨，針對本實(shí)施方式實(shí)施本領(lǐng)域技術(shù)人員所想到的各種變形之后的方式、將不同的實(shí)施方式中的構(gòu)成要素組合而構(gòu)建的方式也包含于本實(shí)用新型的一個或者多個方式的范圍內(nèi)。
[0105]例如，對上述實(shí)施方式實(shí)施如下變形后的方式也能夠包含于本實(shí)用新型。
[0106]圖7是示意性地示出變形例所涉及的DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊3的剖面構(gòu)造的一個例子的圖，如圖7所示，DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊2的多層基板1a置換為多層基板1b而構(gòu)成DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊3。多層基板1b與多層基板1a相比，在層疊為芯部磁性體層12b的多個層中的一層由非磁性體層125b構(gòu)成這一點(diǎn)、以及在構(gòu)成線圈31的面內(nèi)配線導(dǎo)體19之間在層疊方向上形成有空隙25這一點(diǎn)上不同。DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊3的其他構(gòu)成要素與DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊2的構(gòu)成要素相同，因此標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記并省略其說明。
[0107]例如在形成導(dǎo)體以及空隙的預(yù)定位置分別使配置有導(dǎo)電膠以及熱消失性膠的非磁性或者磁性的多個陶瓷印刷電路基板重疊而實(shí)現(xiàn)一體化，并統(tǒng)一進(jìn)行燒成而形成多層基板 10b。
[0108]根據(jù)如上構(gòu)成的DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊3，除了通過DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊1、2中所獲得的效果之外，還能夠獲得如下效果。
[0109]通過形成非磁性體層125b而使線圈31的直流重疊特性得到改善。另外，通過形成空隙25，在燒成時施加于多層基板1b的應(yīng)力得到緩和，因多層基板1b的變形而引起的破損、線圈31的特性變動得到抑制。
[0110]如以上說明，根據(jù)本實(shí)用新型所涉及的DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊，由于在多層基板10、10a、1b的一側(cè)主面的表層形成有表面磁性體層16，因此在多層基板10、10a、1b的內(nèi)部所產(chǎn)生的電磁噪聲被表面磁性體層16屏蔽，其結(jié)果，能夠降低從DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊1、2、3福射的電磁噪聲的強(qiáng)度。另外，在DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊2、3中，福射的電磁噪聲因金屬殼體22而進(jìn)一步降低。
[0111]另外，表面磁性體層未必需要設(shè)置于多層基板的整個面。在DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊中，由于來自將開關(guān)IC芯片與線圈連接的配線的輻射電磁噪聲大多成為最大的噪聲源，因此可以利用磁性體層局部地將該部分覆蓋。
[0112]此外，在本實(shí)用新型中，對于多層基板的各層的厚度、形狀、金屬殼體的厚度、形狀、導(dǎo)體以及空隙的位置、大小等各種尺寸值并未進(jìn)行特別的限定。另外，對于構(gòu)成多層基板的各層的陶瓷材料的成分以及成分的配比、透磁率等物性值、多層基板內(nèi)的導(dǎo)體、金屬殼體中所使用的材料的成分以及成分的配比、導(dǎo)電率等物性值也未進(jìn)行特別的限定。這些數(shù)值根據(jù)DC-DC轉(zhuǎn)換器電路的額定輸出、開關(guān)頻率等各種電特性的需要而適當(dāng)?shù)貨Q定。
[0113]另外，本實(shí)用新型的DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊不限定于僅具有作為DC-DC轉(zhuǎn)換器的功能的模塊。例如，可以具有DSP(Digital Signal Processor)功能等其他功能。
[0114]工業(yè)上的可利用性
[0115]本實(shí)用新型作為超小型的DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊，能夠廣泛利用于便攜式信息終端、數(shù)碼照相機(jī)等電子設(shè)備。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊，具備:線圈，其形成于多層基板內(nèi)；以及開關(guān)IC芯片，其安裝于所述多層基板的一側(cè)主面， 所述DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊的特征在于， 所述多層基板具有:芯部磁性體層，其層疊多個磁性體層而成;第一非磁性體層及第二非磁性體層，它們分別形成于所述芯部磁性體層的一側(cè)主面以及另一側(cè)主面；以及表面磁性體層，其形成于所述第一非磁性體層的表面， 所述開關(guān)IC芯片安裝于所述表面磁性體層， 所述線圈經(jīng)由所述第一非磁性體層及所述表面磁性體層而與所述開關(guān)IC芯片連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊，其特征在于， 還具有金屬殼體，所述開關(guān)IC芯片配置于被所述表面磁性體層上的由所述金屬殼體覆蓋的區(qū)域。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊，其特征在于， 在所述表面磁性體層中，僅形成有層間連接導(dǎo)體以及面內(nèi)配線導(dǎo)體中的層間連接導(dǎo)體。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊，其特征在于， 所述表面磁性體層的厚度比所述第二非磁性體層的厚度小。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊，其特征在于， 所述表面磁性體層的厚度比所述第二非磁性體層的厚度小。
【文檔編號】H02M1/44GK205509852SQ201620175799
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月8日
【發(fā)明人】飯島光郎, 飯島光一郎
【申請人】株式會社村田制作所