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1. (WO2019049493) MODULE COMPONENT
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明 細 書

発明の名称 モジュール部品

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0005   0006  

課題を解決するための手段

0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013  

発明の効果

0014  

図面の簡単な説明

0015  

発明を実施するための形態

0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064  

符号の説明

0065  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7  

図面

1   2   3   4   5   6   7  

明 細 書

発明の名称 : モジュール部品

技術分野

[0001]
 本発明は、モジュール部品に関し、特に、外部へのノイズの放射を抑制するための磁性体を備えたモジュール部品に関する。

背景技術

[0002]
 基板に実装部品を実装したモジュール部品が知られている。
[0003]
 特許文献1には、フェライト粉末を樹脂に混合した複合フェライトで複数の実装部品を覆うことにより、実装部品から発せられるノイズを複合フェライトでシールドして外部に放射されることを抑制するように構成されたモジュール部品が記載されている。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 特開平8-186978号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0005]
 しかしながら、特許文献1に記載のモジュール部品では、複合フェライトにより実装部品から発せられるノイズをモジュール部品内に閉じ込める構成のため、実装部品から発せられるノイズが複合フェライトを介して他の実装部品に伝搬する場合がある。
[0006]
 本発明は、上記課題を解決するものであり、外部へのノイズの放射を抑制し、かつ、基板に実装された複数の実装部品間でのノイズ伝搬を抑制することができるモジュール部品を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0007]
 本発明のモジュール部品は、
 基板と、
 前記基板の一方主面に実装された複数の実装部品と、
 前記複数の実装部品それぞれのグランド電極と異なる電極の少なくとも一部を覆う非磁性体と、
 前記基板の一方主面、前記複数の実装部品、および、前記非磁性体を覆う磁性体と、
を備えることを特徴とする。
[0008]
 前記非磁性体は、前記複数の実装部品を個別に覆うように設けられていてもよい。
[0009]
 上記モジュール部品は、
 前記磁性体を覆う金属層をさらに備え、
 前記金属層はグランドと接続されていてもよい。
[0010]
 前記複数の実装部品それぞれのグランド電極は、前記磁性体によって覆われていてもよい。
[0011]
 前記非磁性体は、グランドと接続されている配線以外の配線も覆うように構成されていてもよい。
[0012]
 前記複数の実装部品には、前記グランド電極を含む複数の電極を有するICが含まれていてもよい。
[0013]
 前記複数の実装部品には、1つの前記グランド電極と、前記グランド電極とは異なる1つの電極とを有する電子部品が含まれており、
 前記グランド電極は前記磁性体によって覆われ、前記グランド電極とは異なる1つの電極は前記非磁性体によって覆われていてもよい。

発明の効果

[0014]
 本発明のモジュール部品によれば、基板の一方主面に実装されている複数の実装部品のうち、グランド電極と異なる電極の少なくとも一部が非磁性体で覆われているので、磁性体を介しての複数の実装部品間でのノイズ伝搬を抑制することができる。また、磁性体によって、基板の一方主面、複数の実装部品および非磁性体が覆われているので、モジュール部品外部へのノイズの放射を抑制することができる。したがって、ノイズが少なく、信頼性の高いモジュール部品を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0015]
[図1] 第1の実施形態におけるモジュール部品の上面模式図である。
[図2] 第1の実施形態におけるモジュール部品を、図1のII-II線で切断した場合の断面図である。
[図3] 図1および図2に示すモジュール部品の等価回路図である。
[図4] 基板上に、実装部品同士を接続する配線が配置されている場合の非磁性樹脂および磁性樹脂の配置関係を示す断面図である。
[図5] 第2の実施形態におけるモジュール部品の断面図である。
[図6] 第2の実施形態におけるモジュール部品の製造方法を説明するための図である。
[図7] 樹脂ポッティングによって、実装部品のグランド電極以外の部分に非磁性樹脂を形成する方法を説明するための図である。

発明を実施するための形態

[0016]
 以下に本発明の実施形態を示して、本発明の特徴とするところをさらに具体的に説明する。
[0017]
 <第1の実施形態>
 図1は、第1の実施形態におけるモジュール部品100の上面模式図である。図2は、モジュール部品100を、図1のII-II線で切断した場合の断面図である。また、図3は、図1および図2に示すモジュール部品100の等価回路図である。
[0018]
 第1の実施形態におけるモジュール部品100は、基板10と、複数の実装部品20と、非磁性体である非磁性樹脂30と、磁性体である磁性樹脂40とを備える。ここでは、モジュール部品100がDC-DCコンバータを構成するモジュール部品であるものとして説明する。
[0019]
 複数の実装部品20は、基板10の一方主面に実装されている。実装部品20はそれぞれ電子部品であって、例えば、IC(集積回路)、コンデンサ、インダクタ、トランジスタなどが含まれる。ここでは、実装部品20として、IC21、入力側コンデンサ22、出力側コンデンサ23、および、インダクタ24が基板10に実装されているものとして説明する。なお、図1および図2では、実装部品20に接続されている配線は省略している。
[0020]
 複数の実装部品20はそれぞれ、グランドと接続されるグランド電極と、グランド電極以外の電極の少なくとも1つ備える。なお、端子と電極は機能的に同じものとしてとらえることができるため、実装部品20に設けられているものが一般的に「端子」と呼ばれるような場合であっても、本明細書では、「電極」として説明する。
[0021]
 なお、グランド電極以外の電極とは、例えば入力電極や出力電極、制御電極などである。
[0022]
 IC21は、第1の端子電極21a、第2の端子電極21b、および、第3の端子電極21cの3つの電極を備える。第1の端子電極21aは、グランド電極である。第2の端子電極21bおよび第3の端子電極21cは、グランド電極とは異なる電極である。
[0023]
 入力側コンデンサ22は、第1の外部電極22aおよび第2の外部電極22bを備える。第1の外部電極22aはグランド電極であり、第2の外部電極22bは、グランド電極と異なる電極である。
[0024]
 出力側コンデンサ23は、第3の外部電極23aおよび第4の外部電極23bを備える。第3の外部電極23aはグランド電極であり、第4の外部電極23bは、グランド電極と異なる電極である。
[0025]
 インダクタ24は、第5の外部電極24aおよび第6の外部電極24bを備える。インダクタ24は、グランドとは直接接続されていないため、グランド電極は備えていない。
[0026]
 非磁性樹脂30は、複数の実装部品20それぞれの電極のうち、グランド電極と異なる電極の少なくとも一部を覆うように設けられている。ただし、複数の実装部品20間におけるノイズ干渉を効果的に抑制するため、非磁性樹脂30は、複数の実装部品20それぞれの電極のうち、グランド電極と異なる電極の全体を覆うように設けられていることが好ましい。
[0027]
 非磁性樹脂30としては、例えば、磁性樹脂40に含まれるフェライト粉よりも低透磁率であるフェライト粉を含むエポキシ樹脂、非磁性のフェライト粉を含むエポキシ樹脂、またはフェライト粉等の磁性体粉末を含まないエポキシ樹脂を用いることができる。すなわち、本願発明における「非磁性体」とは、完全な非磁性体だけを意味するものではなく、磁性体(磁性樹脂40)よりも低透磁率となるような材料も含む概念である。
[0028]
 ここで、底面に電極パッドを備えたLGA(Land Grid Array)パッケージ品のように、基板10に実装された状態では、表面に電極が露出しない実装部品も存在する。基板10にそのような実装部品が実装されている場合には、その実装部品を覆うように非磁性樹脂30を設ける。この構成であっても、表面に電極が露出しない実装部品から発生したノイズが他の実装部品に干渉することを抑制することができる。
[0029]
 すなわち、非磁性樹脂30は、複数の実装部品20それぞれについて、グランド電極以外の部分を覆うように設けられていてもよい。
[0030]
 図1および図2に示す例では、非磁性樹脂30は、IC21のグランド電極である第1の端子電極21a以外の部分、すなわち、第2の端子電極21bおよび第3の端子電極21cと、IC21の本体部分の略全体とを覆うように設けられている。
[0031]
 また、非磁性樹脂30は、入力側コンデンサ22の第2の外部電極22b、および、出力側コンデンサ23の第4の外部電極23bをそれぞれ個別に覆うように設けられている。
[0032]
 上述したように、インダクタ24は、グランドとは直接接続されていないため、グランド電極は備えていない。本実施形態では、非磁性樹脂30は、インダクタ24の第5の外部電極24aおよび第6の外部電極24bを含む全体を覆うように設けられている。
[0033]
 本実施形態では、図1に示すように、非磁性樹脂30は、複数の実装部品20それぞれに対して個別に設けられている。すなわち、非磁性樹脂30は、IC21、入力側コンデンサ22、出力側コンデンサ23、および、インダクタ24の対象部分をそれぞれ個別に覆うように設けられている。
[0034]
 基板10の一方主面に、グランドと接続されている配線以外の配線が配置されている場合、非磁性樹脂30は、そのような配線も覆うように設けられていることが好ましい。
[0035]
 図4は、基板10の一方主面に、実装部品20同士を接続する配線25が配置されている場合の非磁性樹脂30および磁性樹脂40の配置関係を示す断面図である。配線25は、グランドとは接続されていない。この場合、非磁性樹脂30は、複数の実装部品20それぞれの電極のうち、グランド電極と異なる電極の少なくとも一部と、配線25とを覆うように設けられている。
[0036]
 磁性樹脂40は、基板10の一方主面、複数の実装部品20、および、非磁性樹脂30を覆うように設けられている。ただし、基板10の一方主面の全てが磁性樹脂40によって覆われている必要はない。磁性樹脂40は、少なくとも、基板10上の、複数の実装部品20が実装されている領域を覆うように設けられていればよい。
[0037]
 磁性樹脂40は、非磁性樹脂30よりも透磁率が大きい樹脂であって、例えば、フェライト粉をエポキシ樹脂に混合したものを用いることができる。
[0038]
 上述したように、非磁性樹脂30は、複数の実装部品20それぞれの電極のうち、グランド電極と異なる電極の少なくとも一部を覆うように設けられている。このため、磁性樹脂40は、複数の実装部品20それぞれの電極のうち、グランド電極を覆っている。図1および図2に示す例では、磁性樹脂40は、IC21のグランド電極である第1の端子電極21a、入力側コンデンサ22のグランド電極である第1の外部電極22a、および、出力側コンデンサ23のグランド電極である第3の外部電極23aを覆うように設けられている。
[0039]
 複数の実装部品20それぞれのグランド電極を磁性樹脂40で覆うことにより、複数の実装部品20から発せられるノイズがグランドに入力されやすくなり、モジュール部品100の外部へのノイズの放射を効果的に抑制することができる。
[0040]
 本実施形態におけるモジュール部品100では、基板10の一方主面、複数の実装部品20、および、非磁性樹脂30を覆うように磁性樹脂40が設けられているので、複数の実装部品20から発せられるノイズがモジュール部品100の外部に放射されることを抑制することができる。
[0041]
 言い換えると、モジュール部品100では、磁性樹脂40によりモジュール部品100内にノイズを閉じ込めるようにしており、ノイズが外部に放射されることを抑制している。
[0042]
 本実施形態におけるモジュール部品100では、モジュール部品100内に閉じ込めたノイズが複数の実装部品20のほかの部品に干渉しないよう、複数の実装部品20それぞれの電極のうち、グランド電極と異なる電極の少なくとも一部を覆うように、非磁性樹脂30が設けられている。これにより、ノイズは磁性樹脂内に多く伝搬するため、実装部品20から発せられるノイズが磁性樹脂40を介して他の実装部品20に伝搬することを抑制することができる。
[0043]
 また、非磁性樹脂30は、複数の実装部品20それぞれのグランド電極と異なる電極の少なくとも一部を個別に覆うように設けられている。これにより、隣接あるいは近傍に配置された電極間に磁性樹脂40が配置されるため、ノイズが磁性樹脂40に集中し、隣接あるいは近傍に配置されたグランド電極と異なる電極の間でノイズ干渉が生じることをより効果的に抑制することができる。
[0044]
 また、複数の実装部品20それぞれのグランド電極は、磁性樹脂40によって覆われているので、複数の実装部品20から発せられるノイズがグランドに入力されやすくなり、モジュール部品100の外部、または他の実装部品20へのノイズの放射を効果的に抑制することができる。
[0045]
 また、基板10の一方主面に配線が設けられている場合において、非磁性樹脂30は、グランドと接続されている配線以外の配線も覆うように構成されているので、実装部品20から発せられるノイズが配線に入力されることを抑制することができる。これにより、配線を介して他の実装部品20にノイズが伝搬することを抑制することができる。
[0046]
 <第2の実施形態>
 図5は、第2の実施形態におけるモジュール部品100Aの断面図である。第2の実施形態におけるモジュール部品100Aは、第1の実施形態におけるモジュール部品100の構成に加えて、磁性樹脂40を覆う金属層50をさらに備える。金属層50は、モジュール部品の外側を覆う金属シールドとして機能する。
[0047]
 金属層50は、例えば、アルミニウムや銅により構成されている。金属層50は、グランドに接続されており、かつ、非磁性樹脂30とは接していない。
[0048]
 第2の実施形態におけるモジュール部品100Aによれば、磁性樹脂40を覆う金属層50を備えるので、高周波ノイズを効果的に抑制することができる。
[0049]
 また、金属層50は、グランドに接続されており、かつ、非磁性樹脂30とは接していないので、金属層50からグランドへと伝わるノイズが非磁性樹脂30を介して実装部品20に伝搬することを防ぐことができる。
[0050]
 <モジュール部品の製造方法>
 図6を参照しながら、第2の実施形態におけるモジュール部品100Aの製造方法について説明する。
[0051]
 工程1では、基板10の一方主面に複数の実装部品20、すなわち、IC21、入力側コンデンサ22、出力側コンデンサ23、および、インダクタ24を実装する。基板10の種類に特に制約はなく、例えば、樹脂基板やセラミック基板などを用いることができる。
[0052]
 工程2では、複数の実装部品20それぞれのグランド電極と異なる電極の少なくとも一部を覆うように、非磁性樹脂30を設ける。
[0053]
 非磁性樹脂30は、例えば樹脂ポッティングにより形成する。ここでは、樹脂ポッティングによって、1つの実装部品20のグランド電極以外の部分に非磁性樹脂30を形成する方法について説明する。
[0054]
 図7に示すように、実装部品20の周囲を取り囲むように、樹脂ポッティングのための全体仕切り61を設けるとともに、実装部品20のグランド電極が非磁性樹脂30で覆われることを防ぐために、平面形状がコ字状の部分仕切り62を設ける。なお、図7では、基板10の一部のみを示している。
[0055]
 なお、グランド電極は、実装部品20の側面であって、部分仕切り62と接している位置に設けられており、図7には示されていない。また、図7では、理解を容易にするために、全体仕切り61が透明なものとして示している。
[0056]
 続いて、全体仕切り61で囲まれている領域内に、非磁性樹脂を注入する。このとき、部分仕切り62で囲まれている領域内には、非磁性樹脂が注入されないようにする。そして、注入した非磁性樹脂を硬化させる。これにより、非磁性樹脂30が形成される。非磁性樹脂30が形成されると、全体仕切り61および部分仕切り62を取り除く。
[0057]
 工程3では、基板10の一方主面、複数の実装部品20および非磁性樹脂30を覆うように、磁性樹脂40を設ける。磁性樹脂40は、例えば、上記工程2における非磁性樹脂30の形成と同様に、樹脂ポッティングにより形成することができる。
[0058]
 なお、工程2における非磁性樹脂の硬化と、工程3における磁性樹脂の硬化を同時に行うようにしてもよい。
[0059]
 工程4では、磁性樹脂40の表面に金属層50を形成する。金属層50は、スパッタリング法により形成してもよいし、磁性樹脂40に金属ケースをかぶせることによって形成してもよい。
[0060]
 上記工程1~工程4の工程により、第2の実施形態におけるモジュール部品100Aを製造することができる。なお、第1の実施形態におけるモジュール部品100を製造する場合には、上記工程4は不要となる。
[0061]
 本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。例えば、上述した実施形態では、モジュール部品100はDC-DCコンバータに用いられる部品として説明したが、DC-DCコンバータに用いられる部品に限定されることはない。すなわち、基板10に実装される実装部品20の種類、数、配置位置などが上記実施形態で説明したものに限定されることはない。
[0062]
 上記実施形態では、図1に示すように、実装部品20の少なくとも一部をそれぞれ個別に覆うように非磁性樹脂30が設けられているが、例えば、隣り合う実装部品20間の配置位置が近い場合には、それらの実装部品20の対象部分をまとめて覆うように非磁性樹脂30を設けるようにしてもよい。また、基板10に実装されている全ての実装部品20の対象部分をまとめて覆うように非磁性樹脂30を設け、グランド電極とその周辺だけが非磁性樹脂30から露出するようにしてもよい。
[0063]
 複数の実装部品20それぞれの電極のうち、グランド電極と異なる電極の少なくとも一部を覆うように設けられている非磁性体が非磁性樹脂に限定されることはない。非磁性体は、例えば空気であってもよい。
[0064]
 また、基板10の一方主面、複数の実装部品20、および、非磁性体を覆う磁性体が磁性樹脂に限定されることもない。

符号の説明

[0065]
10  基板
20  実装部品
21  IC
21a 第1の端子電極(グランド電極)
21b 第2の端子電極
21c 第3の端子電極
22  入力側コンデンサ
22a 第1の外部電極(グランド電極)
22b 第2の外部電極
23  出力側コンデンサ
23a 第3の外部電極(グランド電極)
23b 第4の外部電極
24  インダクタ
24a 第5の外部電極
24b 第6の外部電極
30  非磁性樹脂
40  磁性樹脂
50  金属層
61  全体仕切り
62  部分仕切り
100 第1の実施形態におけるモジュール部品
100A 第2の実施形態におけるモジュール部品

請求の範囲

[請求項1]
 基板と、
 前記基板の一方主面に実装された複数の実装部品と、
 前記複数の実装部品それぞれのグランド電極と異なる電極の少なくとも一部を覆う非磁性体と、
 前記基板の一方主面、前記複数の実装部品、および、前記非磁性体を覆う磁性体と、
を備えることを特徴とするモジュール部品。
[請求項2]
 前記非磁性体は、前記複数の実装部品を個別に覆うように設けられていることを特徴とする請求項1に記載のモジュール部品。
[請求項3]
 前記磁性体を覆う金属層をさらに備え、
 前記金属層はグランドと接続されていることを特徴とする請求項1または2に記載のモジュール部品。
[請求項4]
 前記複数の実装部品それぞれのグランド電極は、前記磁性体によって覆われていることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載のモジュール部品。
[請求項5]
 前記非磁性体は、グランドと接続されている配線以外の配線も覆うように構成されていることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載のモジュール部品。
[請求項6]
 前記複数の実装部品には、前記グランド電極を含む複数の電極を有するICが含まれていることを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載のモジュール部品。
[請求項7]
 前記複数の実装部品には、1つの前記グランド電極と、前記グランド電極とは異なる1つの電極とを有する電子部品が含まれており、
 前記グランド電極は前記磁性体によって覆われ、前記グランド電極とは異なる1つの電極は前記非磁性体によって覆われていることを特徴とする請求項1~6のいずれかに記載のモジュール部品。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]