[發明專利]DC-DC 變換器模塊以及多層基板

有效

• 申請號: 201180042371.0
• 申請日: 2011-08-31
• 公開（公告）號: CN103098359A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 樋江井智慶
• 申請（專利權）人: 株式會社村田制作所
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 舒艷君;李洋

技術領域

本發明涉及將DC-DC變換器設置在多層基板而模塊化后所成的DC-DC變換器模塊以及多層基板。

背景技術

線性調節器方式或開關調節器方式的超小型調節器模塊被用于便攜設備等的電源電路。線性調節器方式的模塊使電壓變動成分全部轉換為熱，所以電壓的轉換效率低，而對于開關調節器方式的模塊而言，由于存在開關噪聲等，噪聲特性差。因此，期待使電壓轉換效率高且噪聲特性優異的DC-DC變換器小型化，而能夠被利用于便攜設備等的電源電路。

以DC-DC變換器的小型化為目的，往往在內部包含磁性體的多層基板上構成DC-DC變換器（例如參照專利文獻1、2）。

圖1是對DC-DC變換器模塊的公知構成進行說明的圖。DC-DC變換器模塊101具備磁性體基板102、轉換IC103以及電容器部件104。在磁性體基板102的下表面形成有輸入輸出端子（未圖示）以及接地端子GND，在上表面搭載有轉換IC103和電容器部件104，在基板內部設置有繞組106。

專利文獻1:日本特開2006-42538號公報

專利文獻2:日本專利第4325747號公報

在現有構成的DC-DC變換器模塊中，與安裝了該模塊的基板的接地電位連接的接地端子和搭載于該模塊的轉換IC之間的布線部也通過磁性體基板，因此該布線的阻抗變高，轉換IC的接地端口的電位容易高于實際的接地電位。

并且，流過鋸狀、脈沖狀電流的繞組-轉換IC間的布線部接近轉換IC的接地端口，因此存在兩者耦合而傳遞噪聲，接地端口的電位較大地變動而變換器輸出的噪聲電平非常大的情況。

發明內容

于是，本發明目的在于提供比現有的噪聲特性好的DC-DC-變換器模塊以及在那樣的DC-DC-變換器模塊中利用的多層基板。

本發明的DC-DC變換器模塊具備多層基板、轉換IC以及繞組。多層基板構成為：在基板層疊方向的第一面設置有部件搭載電極，在基板層疊方向的第二面設置有輸入端子、輸出端子以及接地端子。轉換IC具備經由部件搭載電極分別與輸入端子和輸出端子連接的輸入電極和輸出電極、以及經由部件搭載電極與接地端子連接的接地電極，并且對被輸入的電壓進行轉換而輸出。繞組以基板層疊方向為軸呈螺旋狀地設置在多層基板的內部，并且在第一面側的端部與輸入端子或輸出端子連接，在第二面側的端部與轉換IC的輸入電極或輸出電極連接。

在該構成中，轉換IC的輸入電極或輸出電極與繞組的第二面側的端部連接，因此繞組-轉換IC間的布線部在多層基板的第二面側與接地端子接近，兩者之間會直接耦合。由此，作為針對噪聲的共同阻抗發揮作用的轉換IC-接地端子間的布線阻抗的影響被抑制，在該布線部中傳輸的噪聲電平低，從而能夠抑制變換器輸出的噪聲電平。

在上述DC-DC變換器模塊中，如果在繞組的形成層與第一面之間設置大部分由與接地端子連接的接地電極形成的屏蔽層，則能夠進一步抑制變換器輸出的噪聲電平。

在上述DC-DC變換器模塊中，如果多層基板具備磁性體層，則能夠減小繞組尺寸和模塊尺寸。此時，轉換IC-接地端子間的布線阻抗也變大，因此由抑制共同阻抗的影響而產生的噪聲改善的效果會更明顯。

上述DC-DC變換器模塊還可以具備搭載于部件搭載電極的電容器，電容器的第一端與繞組的第一面側的端部連接，電容器的第二端與接地端子連接。

此外，本發明的多層基板構成為：在基板層疊方向的第一面設置有搭載了轉換IC的輸入電極、輸出電極以及接地電極的部件搭載電極；在基板層疊方向的第二面設置有輸入端子、輸出端子以及接地端子，在基板內部以基板層疊方向為軸呈螺旋狀地設置有繞組。并且，構成為將繞組的第二面側的端部連接于與轉換IC的輸入電極或輸出電極連接的部件搭載電極。

根據本發明，由于轉換IC的輸入電極或輸出電極與繞組的第二面側的端部連接，因此繞組-轉換IC間的布線部與多層基板的第二面的接地端子接近，兩者之間直接耦合。由此，能夠抑制作為針對噪聲的共同阻抗發揮作用的轉換IC-接地端子間的布線阻抗的影響，降低沿著該布線部傳輸的噪聲電平，從而能夠抑制變換器輸出的噪聲電平。

附圖說明

圖1是現有構成的DC-DC變換器模塊的剖面示意圖。

圖2A是第1實施方式的DC-DC變換器模塊的電路圖。

圖2B是第1實施方式的DC-DC變換器模塊的俯視圖。

圖2C是第1實施方式的DC-DC變換器模塊的示意剖面圖。

圖2D是基于比較試驗對噪聲特性進行說明的圖。