電圧変換モジュール
【課題】電圧変換用ＩＣを内蔵させた多層配線板上に、入力側コンデンサ、並びに出力側コンデンサ及びインダクタを配列してなる電圧変換モジュールにおいて、入力電圧に重畳されるノイズを低減して、安定した出力電圧を得る。
【解決手段】互いに離隔して順次に積層されてなる複数の配線パターン、これら複数の配線パターン間それぞれに位置する絶縁部材、及び前記複数の配線パターン間を電気的に接続する層間接続体を有し、電圧変換用ＩＣ１５が内蔵された多層配線板１０上において、第１のコンデンサ１６、第２のコンデンサ１７及びインダクタ１８を実装し、第１のコンデンサの入力部と記インダクタとの間に、第１のコンデンサにおける他方の電極部又は第２のコンデンサにおける電極部の一方を位置させ、他方の電極部又は電極部の一方を電気的にグランドに設定する。
【解決手段】互いに離隔して順次に積層されてなる複数の配線パターン、これら複数の配線パターン間それぞれに位置する絶縁部材、及び前記複数の配線パターン間を電気的に接続する層間接続体を有し、電圧変換用ＩＣ１５が内蔵された多層配線板１０上において、第１のコンデンサ１６、第２のコンデンサ１７及びインダクタ１８を実装し、第１のコンデンサの入力部と記インダクタとの間に、第１のコンデンサにおける他方の電極部又は第２のコンデンサにおける電極部の一方を位置させ、他方の電極部又は電極部の一方を電気的にグランドに設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報通信機器及び移動体通信機器で好適に利用することのできる電圧変換モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器の高性能化・小型化の流れの中、回路部品の高密度、高機能化が一層求められている。かかる観点より、回路部品を搭載したモジュールにおいても、高密度、高機能化への対応が要求されている。このような要求に応えるべく、現在では配線板を多層化することが盛んに行われている。
【０００３】
このような多層配線板においては、複数の配線パターンを互いに離隔するとともに略平行となるようにして配置し、前記配線パターン間に絶縁部材を配し、半導体部品などの電子部品は前記絶縁部材中に前記配線パターンの少なくとも１つに電気的に接続するようにして埋設するとともに、前記絶縁部材間を厚さ方向に貫通した層間接続体（ビア）を形成し、前記複数の配線パターンを互いに電気的に接続するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
一方、電圧変換用ＩＣは、この電圧変換用ＩＣを十分に駆動させるべく、入力側に第１のコンデンサを電圧変換用ＩＣに対して並列に配置し、出力側に平滑用インダクタを電圧変換用ＩＣに対して直列に接続配置し、平滑用インダクタのもう一方の端子をモジュールの出力端子に接続するとともに、第２のコンデンサを並列接続配置して使用する。第１のコンデンサは、２μＦ程度の容量を有し、主として電圧変換用ＩＣへの入力電圧安定化のために使用する。第２のコンデンサは、４μＦ程度の容量を有し、平滑用インダクタとともに、主として電圧変換用ＩＣからの出力電圧安定化のために使用する。
【０００５】
第１のコンデンサは、例えば１ｍｍ×０．５ｍｍの大きさを有し、第２のコンデンサは、例えば１．６ｍｍ×０．８ｍｍの大きさを有する。また、平滑用インダクタは、例えば２ｍｍ×１．２５ｍｍの大きさを有する。
【０００６】
したがって、上述のような電圧変換用ＩＣを電子部品として多層配線板中に内蔵させるに際しては、電圧変換用ＩＣとともに上述したコンデンサ及びインダクタをも内蔵させる必要があるが、上述のように、第１のコンデンサ、第２のコンデンサ及びインダクタは、サイズが比較的大きく、厚みもあるため、電圧変換用ＩＣ及びコンデンサ等の総てを多層配線板内に内蔵させるには困難であった。
【０００７】
そこで、特許文献２においては、多層配線板中には電圧変換用ＩＣのみを内蔵させ、第１のコンデンサ、第２のコンデンサ及びインダクタについては、多層配線板上に形成したコンデンサ内蔵層中に配置するような構成を採ることによって、半導体部品などの電子部品を内蔵させた場合と同様のモジュールを作製することが開示されている。
【０００８】
しかしながら、特許文献２においては、多層配線板上に形成された第１のコンデンサ、第２のコンデンサ及びインダクタの配列については何らの教示もされていない。したがって、第１のコンデンサ、第２のコンデンサ及びインダクタの配列状態に依存して入力電圧に大きなノイズが重畳されてしまい、安定した出力電圧を得ることができないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１９７８４９号
【特許文献２】特開２００３−１１５６６４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、電圧変換用ＩＣを内蔵させた多層配線板上に、入力側コンデンサ、並びに出力側コンデンサ及びインダクタを配列してなる電圧変換モジュールにおいて、入力側コンデンサ、並びに出力側コンデンサ及びインダクタの配列状態を最適化し、入力電圧に重畳されるノイズを低減して、安定した出力電圧を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成すべく、本発明は、
互いに離隔して順次に積層されてなる複数の配線パターン、これら複数の配線パターン間それぞれに位置する絶縁部材、及び前記複数の配線パターン間を電気的に接続する層間接続体を有する多層配線板と、
前記複数の配線パターンの、内側に位置する配線パターンの一つに実装された電圧変換を行うための電圧変換用ＩＣと、
前記多層配線板の主面上において実装され、前記複数の配線パターン及び前記層間接続体を介して、前記電圧変換用ＩＣと電気的に接続されてなる両端に電極部を有する、入力側の第１のコンデンサ及び出力側の第２のコンデンサと、
前記多層配線板の主面上において前記第２のコンデンサと電気的に直列に接続されてなる両端に電極部を有する、出力側のインダクタとを具え、
前記第１のコンデンサにおける一方の電極部は入力部を構成するとともに、前記インダクタの一方の電極部は出力部を構成し、
前記入力部と前記インダクタとの間には、前記第１のコンデンサにおける他方の電極部又は前記第２のコンデンサにおける電極部の一方が位置し、前記第１のコンデンサにおける他方の電極部又は前記第２のコンデンサにおける電極部の一方は電気的にグランドに設定されていることを特徴とする、電圧変換モジュールに関する。
【００１２】
一般に、電圧変換モジュールにおいては、インダクタにおいて大電流が流れるので、このインダクタからは大きな磁界が発生するようになる。したがって、電圧変換モジュールにおいて、その入力部をインダクタに近接して設置すると、電圧変換モジュールに入力させた入力電圧には、上記磁界に基づく高周波電流がノイズとして重畳されるようになるので、結果として出力電圧が安定しなくなる。
【００１３】
一方、本発明の電圧変換モジュールによれば、電圧変換用ＩＣを内蔵させた多層配線板上において、電圧変換用ＩＣに対して入力側に位置する第１のコンデンサ、並びに出力側に位置する第２のコンデンサ及びインダクタを、第１のコンデンサに設置された入力部と、この入力部に対する出力部を有するインダクタとの間に、第１のコンデンサの入力部を構成しない一方の電極部を配置し、その電位をグランド電位にするようにしている。また、第２のコンデンサにおける電極部の一方を配置し、その電位をグランド電位にするようにしている。
【００１４】
すなわち、電圧変換モジュールの入力部とインダクタとの間において、常にグランド電位の電極部を配置するようにしている。したがって、インダクタで発生した磁界に基づく高周波電流が電極部に流れるようになるので、磁界に基づく高周波電流が入力部における入力電圧に対してノイズとして重畳するのを十分に抑制することができるようになる。結果として、インダクタに設けられた出力部より安定した出力電圧を得ることができるようになる。
【００１５】
なお、上述した説明から明らかなように、本発明の電圧変換モジュールは、インダクタにおいては大電流が流れ、このインダクタからは大きな磁界が発生するようになり、電圧変換モジュールにおいて、その入力部をインダクタに近接して設置すると、電圧変換モジュールに入力させた入力電圧には上記磁界に基づく高周波電流がノイズとして重畳され、結果として出力電圧が安定しなくなる、という事実の発見に基づいてなされたものである。
【００１６】
したがって、本発明は、上述した電圧変換モジュールの具体的な構成の他、上述した事実の発見をも含むものである。
【００１７】
また、本発明においては、電圧変換用ＩＣを、電圧変換モジュールを構成する多層配線板中に内蔵させるようにしているので、当該多層配線板、すなわち電圧変換モジュールを小型化することができる。なお、上述したコンデンサやインダクタは、その大きさが比較的大きく、これを多層配線板中に内蔵させてしまうと逆に多層配線板を大型化し、電圧変換モジュールを大型化してしまう。
【００１８】
本発明の一例においては、第１のコンデンサ、第２のコンデンサ及びインダクタは、多層配線板上において、それぞれの両端に位置する前記電極部間で規定される長さ方向において互いに平行となるように並列に配置され、入力部とインダクタとの間には、第２のコンデンサにおける前記電極部の一方が位置し、この電極部の一方が電気的にグランドに設定されるようにすることができる。
【００１９】
また、本発明の他の例では、第１のコンデンサの入力部を構成する前記一方の電極は、第２のコンデンサの、電気的にグランドに設定された電極部の一方と相対向するようにすることができる。この場合、電圧変換モジュールの入力部と出力部とを最も離隔して配置することができるので、入力部における入力電圧（による電場及び磁場）と出力部における出力電圧（による電場及び磁場）との干渉を抑制することができ、これによって、出力部からの出力電圧をより安定化させることができる。
【００２０】
さらに、本発明のその他の例では、第１のコンデンサ及び第２のコンデンサは、多層配線板上において、それぞれの両端に位置する電極部間で規定される長さ方向において互いに平行となるように並列に配置されるとともに、インダクタの、両端に位置する電極部間で規定される長さ方向に対して垂直となるように配置され、入力部とインダクタとの間には、第１のコンデンサにおける電極部の他方が位置し、この他方の電極部が電気的にグランドに設定されるようにすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上、本発明によれば、電圧変換用ＩＣを内蔵させた多層配線板上に、入力側コンデンサ、並びに出力側コンデンサ及びインダクタを配列してなる電圧変換モジュールにおいて、入力側コンデンサ、並びに出力側コンデンサ及びインダクタの配列状態を最適化し、入力電圧に重畳されるノイズを低減して、安定した出力電圧を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１の実施形態の電圧変換モジュールを示す一部断面構成図である。
【図２】図１に示す電圧変換モジュールの上平面図である。
【図３】第２の実施形態の電圧変換モジュールを示す上平面図である。
【図４】第３の実施形態の電圧変換モジュールを示す一部断面構成図である。
【図５】図４に示す電圧変換モジュールの上平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の具体的特徴について、発明を実施するための形態に基づいて説明する。
【００２４】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の電圧変換モジュールを示す一部断面構成図であり、図２は、図１に示す電圧変換モジュールの上平面図である。図１及び図２から明らかなように、図１においては、電圧変換モジュールの多層配線板の部分についてのみ断面で示している。
【００２５】
図１に示す電圧変換モジュール１０は、下側から順に第１の配線パターン１１１、第２の配線パターン１１２、第３の配線パターン１１３、第４の配線パターン１１４、第５の配線パターン１１５、第６の配線パターン１１６、及び第７の配線パターン１１７を有している。
【００２６】
また、第１の配線パターン１１１から第７の配線パターン１１７における隣接する配線パターン間には、第１の絶縁部材１２１から第６の絶縁部材１２６がそれぞれ介在している。
【００２７】
具体的には、第１の配線パターン１１１及び第２の配線パターン１１２間には第１の絶縁部材１２１が存在し、第２の配線パターン１１２及び第３の配線パターン１１３間には第２の絶縁部材１２２が存在し、第３の配線パターン１１３及び第４の配線パターン１１４間には第３の絶縁部材１２３が存在している。さらに、第４の配線パターン１１４及び第５の配線パターン１１５間には第４の絶縁部材１２４が存在し、第５の配線パターン１１５及び第６の配線パターン１１６間には第５の絶縁部材１２５が存在し、第６の配線パターン１１６及び第７の配線パターン１１７間には第６の絶縁部材１２６が存在している。
【００２８】
さらに、第１の配線パターン１１１から第７の配線パターン１１７における隣接する配線パターン間は、第１の層間接続体１３１から第６の層間接続体１３６によって互いに電気的に接続されている。
【００２９】
第１の配線パターン１１１から第７の配線パターン１１７、第１の絶縁部材１２１から第６の絶縁部材１２６、及び第１の層間接続体１３１から第６の層間接続体１３６は、多層配線板を構成する。
【００３０】
なお、第１の配線パターン１１１上には、この配線パターン１１１の一部が露出するようにしてレジスト層１９１が形成されており、第７の配線パターン１１７上には、この配線パターン１１７の一部が露出するようにしてレジスト層１９２が形成されている。
【００３１】
図１においては、第１の絶縁部材１２１から第６の絶縁部材１２６を識別可能として記載しているが、実際には互いに融着しているので、これら絶縁部材の識別は困難である。本実施形態では、本発明の特徴を明確にすべく、便宜上、これら絶縁部材を識別可能として記載している。
【００３２】
また、図１に示す電圧変換モジュール１０、すなわちこれを構成する多層配線板は、本実施形態では７層としているが、必要に応じて任意の数とすることができる。
【００３３】
図１に示す電圧変換モジュール１０においては、第２の配線パターン１１２が部品実装配線層として機能し、この配線パターン１１２上に電圧変換用ＩＣ１５がはんだボール１５Ａを介して電気的及び機械的に接続、実装されている。
【００３４】
なお、本実施形態では、電圧変換用ＩＣ１５を第２の配線パターン１１２上に実装しているが、第１の配線パターン１１１〜第７の配線パターン１１７のいずれに実装してもよい。また、電圧変換用ＩＣ１５を上下反転させて所定の配線パターンに実装するようにすることもできる。
【００３５】
また、第７の配線パターン１１７も部品実装配線層として機能し、この第７の配線パターン１１７上、すなわち上記多層配線板の主面上には、第１のコンデンサ１６、第２のコンデンサ１７及びインダクタ１８が互いに隣接するようにして実装されている。この際、第１のコンデンサ１６の両端に位置する電極部１６１，１６２間で規定される長さ方向、第２のコンデンサ１７の両端に位置する電極部１７１，１７２間で規定される長さ方向、インダクタ１８の両端に位置する電極部１８１，１８２間で規定される長さ方向が、互いに平行となるように並列配置される。
【００３６】
第１のコンデンサ１６は、本実施形態の電圧変換モジュール１０において、電圧変換用ＩＣ１５に対して入力側に位置する。第２のコンデンサ１７及びインダクタ１８は、電圧変換用ＩＣ１５に対して出力側に位置する。
【００３７】
第１のコンデンサ１６の電極部１６２は、図１に示す電圧変換モジュール１０における入力部を構成し、電極部１６１の電位はグランドに設定されている。また、第１のコンデンサ１６の入力部を構成する電極部１６２と対向する第２のコンデンサ１７の電極部１７２はグランドに設定されている。さらに、インダクタ１８の電極部１８１は、電圧変換モジュール１０における出力部を構成している。
【００３８】
なお、第２のコンデンサ１７の電極部１７１とインダクタ１８の出力部を構成する電極部１８１とは、電気的良導体、例えばＡｕ，Ａｇ,Ｃｕなどからなる配線パターン１９によって電気的に接続されている。
【００３９】
また、第１のコンデンサ１６及びインダクタ１８は、第７の配線パターン１１７と図示しないはんだ材などを介して電気的に接続されている。
【００４０】
さらに、電圧変換用ＩＣ１５は、第２の配線パターン１１２及び第１の層間接続体１３１〜第６の層間接続体１３６を介して、残りの配線パターン、すなわち、第１の配線パターン１１１、及び第３の配線パターン１１３〜第７の配線パターン１１７と電気的に接続されている。また、第１のコンデンサ１６及びインダクタ１８は、第７の配線パターン１１７及び第１の層間接続体１３１〜第６の層間接続体１３６を介して、残りの配線パターン、すなわち、第１の配線パターン１１１〜第６の配線パターン１１６と電気的に接続されている。
【００４１】
したがって、電圧変換用ＩＣ１５は、第１のコンデンサ１６及びインダクタ１８とも電気的に接続されることになり、図１に示す電圧変換モジュール１０は、電圧変換素子として機能するようになる。
【００４２】
電圧変換モジュール１０においては、インダクタ１８において大電流が流れるので、このインダクタ１８からは大きな磁界が発生するようになる。したがって、電圧変換モジュール１０において、第１のコンデンサ１６の電極部１６２からなる入力部をインダクタ１８に近接して設置すると、電圧変換モジュール１０に入力させた入力電圧には、上記磁界に基づく高周波電流がノイズとして重畳され、結果として、インダクタ１８の電極部１８１から構成される出力部からの出力電圧が安定しなくなる。
【００４３】
しかしながら、本実施形態の電圧変換モジュール１０によれば、電圧変換用ＩＣ１５を内蔵させた多層配線板上において、電圧変換用ＩＣ１５に対して入力側に位置する第１のコンデンサ１６、並びに出力側に位置する第２のコンデンサ１７及びインダクタ１８を、第１のコンデンサ１６に設置された入力部（電極部１６２）と、この入力部に対する出力部（電極部１８１）を有するインダクタ１８との間に、第２のコンデンサ１７におけるグランド電位の電極部１７２を配置するようにしている。
【００４４】
すなわち、電圧変換モジュール１０の入力部とインダクタ１８との間において、常にグランド電位の電極部１７２を配置するようにしている。したがって、インダクタ１８で発生した磁界に基づく高周波電流がグランド電位の電極部１７２に流れるようになるので、磁界に基づく高周波電流が入力部における入力電圧に対してノイズとして重畳するのを十分に抑制することができるようになる。結果として、インダクタ１８に設けられた出力部（電極部１８１）より安定した出力電圧を得ることができるようになる。
【００４５】
また、本実施形態の電圧変換モジュール１０においては、第１のコンデンサ１６の入力部を構成する電極部１６２を、第２のコンデンサ１７のグランド電位の電極部１７２と対向するようにして配置している。この場合、電圧変換モジュール１０において、入力部及び出力部が最も離隔して配置されるようになるので、入力部における入力電圧（による電場及び磁場）と出力部における出力電圧（による電場及び磁場）との干渉を抑制することができ、これによって、出力部からの出力電圧をより安定化させることができる。
【００４６】
なお、本実施形態では、第２のコンデンサ１７とインダクタ１８とを配線層１９で電気的に接続しているが、多層配線板内に形成された配線パターン及び層間接続体を介して接続することもできる。
【００４７】
第１のコンデンサ１６の容量は、入力電圧安定化の観点から、例えば２μＦ以上とすることができ、コストや大きさから１０μＦ以下とすることが好ましい。
【００４８】
一方、第２のコンデンサ１７は、インダクタ１８と共に、電圧変換用ＩＣ１５、すなわち電子変換モジュール１０からの出力電圧を安定化させるという観点から、その容量は４μＦ以上が好ましく、コストや大きさから１０μＦ以下であることが好ましい。
【００４９】
なお、多層配線板の最下層、すなわち上記主面と相対向する裏面上に位置する配線パターン、すなわち第１の配線パターン１１１は端子層として機能させることができる。これによって、図１に示す電圧変換モジュール１０を外部回路や外部機器と簡易に接続することができ、これら外部回路や外部機器に対して電圧変換機能を付加せしめることができる。
【００５０】
本実施形態の電圧変換モジュール１０は、多層配線板を、Ｂ２ｉｔ（ビースクエアイット）等を用いた汎用の部品内蔵配線板の手法に基づいて製造した後、得られた多層配線板の最上層に位置する配線パターンと電気的に接続するようにして、第１のコンデンサ１６、第２のコンデンサ１７、及びインダクタ１８を実装することによって得ることができる。
【００５１】
また、本実施形態においては、電圧変換用ＩＣ１５を、電圧変換モジュール１０を構成する多層配線板中に内蔵させるようにしているので、当該多層配線板、すなわち電圧変換モジュール１０を小型化することができる。
【００５２】
（第２の実施形態）
図３は、本実施形態の電圧変換モジュールの一例を示す上平面図である。なお、第１の実施形態に関する図１及び図２に示す構成要素と同一あるいは類似の構成要素に関しては、同一の参照数字を用いて表している。
【００５３】
図３に示すように、本実施形態の電圧変換モジュール２０は、電圧変換用ＩＣ１５が、多層配線板内において、この多層配線板上に実装された第１のコンデンサ１６の直下に位置するようにしている。この場合、電圧変換用ＩＣ１５と第１のコンデンサ１６とを接続する配線の長さを短くすることができるので、前記配線のインダクタンス値や抵抗値を低減することができ、電圧変換用ＩＣ１５の雑音除去をより効果的に行うことができる。
【００５４】
なお、その他の特徴及び構成については第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００５５】
但し、第１の実施形態と同じように、電圧変換用ＩＣ１５を内蔵させた多層配線板上において、電圧変換用ＩＣ１５に対して入力側に位置する第１のコンデンサ１６、並びに出力側に位置する第２のコンデンサ１７及びインダクタ１８を、第１のコンデンサ１６に設置された入力部（電極部１６２）と、この入力部に対する出力部（電極部１８１）を有するインダクタ１８との間に、第２のコンデンサ１７におけるグランド電位の電極部１７２を配置するようにしている。
【００５６】
したがって、インダクタ１８で発生した磁界に基づく高周波電流がグランド電位の電極部１７２に流れるようになり、高周波電流が入力部における入力電圧に対してノイズとして重畳するのを十分に抑制することができるようになって、インダクタ１８に設けられた出力部（電極部１８１）より安定した出力電圧を得ることができるという本来的な作用効果を奏するようになる。
【００５７】
また、電圧変換用ＩＣ１５を、電圧変換モジュール１０を構成する多層配線板中に内蔵させるようにしているので、当該多層配線板、すなわち電圧変換モジュール１０を小型化することができる。
【００５８】
（第３の実施形態）
図４は、本実施形態の電圧変換モジュールの一例を示す一部断面構成図であり、図５は、図４に示す電圧変換モジュールの上平面図である。図４及び図５から明らかなように、図４においては、電圧変換モジュールの多層配線板の部分についてのみ断面で示している。なお、第１の実施形態に関する図１及び図２に示す構成要素と同一あるいは類似の構成要素に関しては、同一の参照数字を用いて表している。
【００５９】
図４に示す電圧変換モジュール３０は、図１に示す電圧変換モジュール１０と同様に、下側から順に第１の配線パターン１１１、第２の配線パターン１１２、第３の配線パターン１１３、第４の配線パターン１１４、第５の配線パターン１１５、第６の配線パターン１１６、及び第７の配線パターン１１７を有している。また、第１の配線パターン１１１から第７の配線パターン１１７における隣接する配線パターン間には、第１の絶縁部材１２１から第６の絶縁部材１２６がそれぞれ介在している。
【００６０】
第１の配線パターン１１１から第７の配線パターン１１７における隣接する配線パターン間は、第１の層間接続体１３１から第６の層間接続体１３６によって互いに電気的に接続されている。したがって、第１の配線パターン１１１から第７の配線パターン１１７、第１の絶縁部材１２１から第６の絶縁部材１２６、及び第１の層間接続体１３１から第６の層間接続体１３６は、多層配線板を構成する。
【００６１】
なお、第１の配線パターン１１１上には、この配線パターン１１１が露出するようにしてレジスト層１９１が形成されており、第７の配線パターン１１７上には、この配線パターン１１７が露出するようにしてレジスト層１９２が形成されている。
【００６２】
また、図１に示す電圧変換モジュール１０と同様に、第２の配線パターン１１２が部品実装配線層として機能し、この配線パターン１１２上に電圧変換用ＩＣ１５がはんだボール１５Ａを介して電気的及び機械的に接続、実装されている。
【００６３】
なお、本実施形態では、電圧変換用ＩＣ１５を第２の配線パターン１１２上に実装しているが、第１の配線パターン１１１〜第７の配線パターン１１７のいずれに実装してもよい。また、電圧変換用ＩＣ１５を上下反転させて所定の配線パターンに実装するようにすることもできる。
【００６４】
また、第７の配線パターン１１７も部品実装配線層として機能し、この第７の配線パターン１１７上、すなわち上記多層配線板の主面上には、第１のコンデンサ１６、第２のコンデンサ１７及びインダクタ１８が互いに隣接するようにして実装されている。この際、第１のコンデンサ１６の両端に位置する電極部１６１，１６２間で規定される長さ方向及び第２のコンデンサ１７の両端に位置する電極部１７１，１７２間で規定される長さ方向は、互いに平行となるように並列に配置されるとともに、インダクタ１８の、両端に位置する電極部１８１，１８２間で規定される長さ方向に対して垂直となるように配置される。
【００６５】
第１のコンデンサ１６は、本実施形態の電圧変換モジュール３０において、電圧変換用ＩＣ１５に対して入力側に位置する。第２のコンデンサ１７及びインダクタ１８は、電圧変換用ＩＣ１５に対して出力側に位置する。
【００６６】
第１のコンデンサ１６の電極部１６２は、図５に示す電圧変換モジュール３０における入力部を構成し、電極部１６１の電位はグランドに設定されている。また、第１のコンデンサ１６の入力部を構成する電極部１６２と対向する第２のコンデンサ１７の電極部１７２はグランドに設定されている。さらに、インダクタ１８の電極部１８１は、電圧変換モジュール３０における出力部を構成している。
【００６７】
なお、第２のコンデンサ１７の電極部１７１とインダクタ１８の出力部を構成する電極部１８１とは、電気的良導体、例えばＡｕ，Ａｇ, Ｃｕなどからなる配線パターン１９によって電気的に接続されている。
【００６８】
また、第１のコンデンサ１６及びインダクタ１８は、第７の配線パターン１１７と図示しないはんだ材などを介して電気的に接続されている。
【００６９】
さらに、電圧変換用ＩＣ１５は、第２の配線パターン１１２及び第１の層間接続体１３１〜第６の層間接続体１３６を介して、残りの配線パターン、すなわち、第１の配線パターン１１１、及び第３の配線パターン１１３〜第７の配線パターン１１７と電気的に接続されている。また、第１のコンデンサ１６及びインダクタ１８は、第７の配線パターン１１７及び第１の層間接続体１３１〜第６の層間接続体１３６を介して、残りの配線パターン、すなわち、第１の配線パターン１１１〜第６の配線パターン１１６と電気的に接続されている。
【００７０】
したがって、電圧変換用ＩＣ１５は、第１のコンデンサ１６及びインダクタ１８とも電気的に接続されることになり、図５に示す電圧変換モジュール３０は、電圧変換素子として機能するようになる。
【００７１】
電圧変換モジュール３０においては、インダクタ１８において大電流が流れるので、このインダクタ１８からは大きな磁界が発生するようになる。したがって、電圧変換モジュール３０において、第１のコンデンサ１６の電極部１６２からなる入力部をインダクタ１８に近接して設置すると、電圧変換モジュール３０に入力させた入力電圧には上記磁界に基づく高周波電流が重畳され、結果として、インダクタ１８の電極部１８１から構成される出力部からの出力電圧が安定しなくなる。
【００７２】
しかしながら、本実施形態の電圧変換モジュール３０によれば、電圧変換用ＩＣ１５を内蔵させた多層配線板上において、電圧変換用ＩＣ１５に対して入力側に位置する第１のコンデンサ１６、並びに出力側に位置する第２のコンデンサ１７及びインダクタ１８を、第１のコンデンサ１６に設置された入力部（電極部１６２）と、この入力部に対する出力部（電極部１８１）を有するインダクタ１８との間に、第１のコンデンサ１６におけるグランド電位の電極部１６１を配置するようにしている。
【００７３】
すなわち、電圧変換モジュール３０の入力部とインダクタ１８との間において、常にグランド電位の電極部１６１を配置するようにしている。したがって、インダクタ１８で発生した磁界に基づく高周波電流がグランド電位の電極部１６１に流れるようになるので、磁界に基づく高周波電流が入力部における入力電圧に対してノイズとして重畳するのを十分に抑制することができるようになる。結果として、インダクタ１８に設けられた出力部（電極部１８１）より安定した出力電圧を得ることができるようになる。
【００７４】
なお、本実施形態では、第２のコンデンサ１７とインダクタ１８とを配線層１９で電気的に接続しているが、多層配線板内に形成された配線パターン及び層間接続体を介して接続することもできる。
【００７５】
なお、その他の特徴及び構成については第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００７６】
以上、本発明を上記具体例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記具体例に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいて、あらゆる変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１０、２０、３０ 電圧変換モジュール
１１１〜１１７ 配線パターン
１２１〜１２６ 絶縁部材
１３１〜１３６ 層間接続体
１５ 電圧変換用ＩＣ
１６ 第１のコンデンサ
１７ 第２のコンデンサ
１８ インダクタ
１９ 配線層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報通信機器及び移動体通信機器で好適に利用することのできる電圧変換モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器の高性能化・小型化の流れの中、回路部品の高密度、高機能化が一層求められている。かかる観点より、回路部品を搭載したモジュールにおいても、高密度、高機能化への対応が要求されている。このような要求に応えるべく、現在では配線板を多層化することが盛んに行われている。
【０００３】
このような多層配線板においては、複数の配線パターンを互いに離隔するとともに略平行となるようにして配置し、前記配線パターン間に絶縁部材を配し、半導体部品などの電子部品は前記絶縁部材中に前記配線パターンの少なくとも１つに電気的に接続するようにして埋設するとともに、前記絶縁部材間を厚さ方向に貫通した層間接続体（ビア）を形成し、前記複数の配線パターンを互いに電気的に接続するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
一方、電圧変換用ＩＣは、この電圧変換用ＩＣを十分に駆動させるべく、入力側に第１のコンデンサを電圧変換用ＩＣに対して並列に配置し、出力側に平滑用インダクタを電圧変換用ＩＣに対して直列に接続配置し、平滑用インダクタのもう一方の端子をモジュールの出力端子に接続するとともに、第２のコンデンサを並列接続配置して使用する。第１のコンデンサは、２μＦ程度の容量を有し、主として電圧変換用ＩＣへの入力電圧安定化のために使用する。第２のコンデンサは、４μＦ程度の容量を有し、平滑用インダクタとともに、主として電圧変換用ＩＣからの出力電圧安定化のために使用する。
【０００５】
第１のコンデンサは、例えば１ｍｍ×０．５ｍｍの大きさを有し、第２のコンデンサは、例えば１．６ｍｍ×０．８ｍｍの大きさを有する。また、平滑用インダクタは、例えば２ｍｍ×１．２５ｍｍの大きさを有する。
【０００６】
したがって、上述のような電圧変換用ＩＣを電子部品として多層配線板中に内蔵させるに際しては、電圧変換用ＩＣとともに上述したコンデンサ及びインダクタをも内蔵させる必要があるが、上述のように、第１のコンデンサ、第２のコンデンサ及びインダクタは、サイズが比較的大きく、厚みもあるため、電圧変換用ＩＣ及びコンデンサ等の総てを多層配線板内に内蔵させるには困難であった。
【０００７】
そこで、特許文献２においては、多層配線板中には電圧変換用ＩＣのみを内蔵させ、第１のコンデンサ、第２のコンデンサ及びインダクタについては、多層配線板上に形成したコンデンサ内蔵層中に配置するような構成を採ることによって、半導体部品などの電子部品を内蔵させた場合と同様のモジュールを作製することが開示されている。
【０００８】
しかしながら、特許文献２においては、多層配線板上に形成された第１のコンデンサ、第２のコンデンサ及びインダクタの配列については何らの教示もされていない。したがって、第１のコンデンサ、第２のコンデンサ及びインダクタの配列状態に依存して入力電圧に大きなノイズが重畳されてしまい、安定した出力電圧を得ることができないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１９７８４９号
【特許文献２】特開２００３−１１５６６４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、電圧変換用ＩＣを内蔵させた多層配線板上に、入力側コンデンサ、並びに出力側コンデンサ及びインダクタを配列してなる電圧変換モジュールにおいて、入力側コンデンサ、並びに出力側コンデンサ及びインダクタの配列状態を最適化し、入力電圧に重畳されるノイズを低減して、安定した出力電圧を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成すべく、本発明は、
互いに離隔して順次に積層されてなる複数の配線パターン、これら複数の配線パターン間それぞれに位置する絶縁部材、及び前記複数の配線パターン間を電気的に接続する層間接続体を有する多層配線板と、
前記複数の配線パターンの、内側に位置する配線パターンの一つに実装された電圧変換を行うための電圧変換用ＩＣと、
前記多層配線板の主面上において実装され、前記複数の配線パターン及び前記層間接続体を介して、前記電圧変換用ＩＣと電気的に接続されてなる両端に電極部を有する、入力側の第１のコンデンサ及び出力側の第２のコンデンサと、
前記多層配線板の主面上において前記第２のコンデンサと電気的に直列に接続されてなる両端に電極部を有する、出力側のインダクタとを具え、
前記第１のコンデンサにおける一方の電極部は入力部を構成するとともに、前記インダクタの一方の電極部は出力部を構成し、
前記入力部と前記インダクタとの間には、前記第１のコンデンサにおける他方の電極部又は前記第２のコンデンサにおける電極部の一方が位置し、前記第１のコンデンサにおける他方の電極部又は前記第２のコンデンサにおける電極部の一方は電気的にグランドに設定されていることを特徴とする、電圧変換モジュールに関する。
【００１２】
一般に、電圧変換モジュールにおいては、インダクタにおいて大電流が流れるので、このインダクタからは大きな磁界が発生するようになる。したがって、電圧変換モジュールにおいて、その入力部をインダクタに近接して設置すると、電圧変換モジュールに入力させた入力電圧には、上記磁界に基づく高周波電流がノイズとして重畳されるようになるので、結果として出力電圧が安定しなくなる。
【００１３】
一方、本発明の電圧変換モジュールによれば、電圧変換用ＩＣを内蔵させた多層配線板上において、電圧変換用ＩＣに対して入力側に位置する第１のコンデンサ、並びに出力側に位置する第２のコンデンサ及びインダクタを、第１のコンデンサに設置された入力部と、この入力部に対する出力部を有するインダクタとの間に、第１のコンデンサの入力部を構成しない一方の電極部を配置し、その電位をグランド電位にするようにしている。また、第２のコンデンサにおける電極部の一方を配置し、その電位をグランド電位にするようにしている。
【００１４】
すなわち、電圧変換モジュールの入力部とインダクタとの間において、常にグランド電位の電極部を配置するようにしている。したがって、インダクタで発生した磁界に基づく高周波電流が電極部に流れるようになるので、磁界に基づく高周波電流が入力部における入力電圧に対してノイズとして重畳するのを十分に抑制することができるようになる。結果として、インダクタに設けられた出力部より安定した出力電圧を得ることができるようになる。
【００１５】
なお、上述した説明から明らかなように、本発明の電圧変換モジュールは、インダクタにおいては大電流が流れ、このインダクタからは大きな磁界が発生するようになり、電圧変換モジュールにおいて、その入力部をインダクタに近接して設置すると、電圧変換モジュールに入力させた入力電圧には上記磁界に基づく高周波電流がノイズとして重畳され、結果として出力電圧が安定しなくなる、という事実の発見に基づいてなされたものである。
【００１６】
したがって、本発明は、上述した電圧変換モジュールの具体的な構成の他、上述した事実の発見をも含むものである。
【００１７】
また、本発明においては、電圧変換用ＩＣを、電圧変換モジュールを構成する多層配線板中に内蔵させるようにしているので、当該多層配線板、すなわち電圧変換モジュールを小型化することができる。なお、上述したコンデンサやインダクタは、その大きさが比較的大きく、これを多層配線板中に内蔵させてしまうと逆に多層配線板を大型化し、電圧変換モジュールを大型化してしまう。
【００１８】
本発明の一例においては、第１のコンデンサ、第２のコンデンサ及びインダクタは、多層配線板上において、それぞれの両端に位置する前記電極部間で規定される長さ方向において互いに平行となるように並列に配置され、入力部とインダクタとの間には、第２のコンデンサにおける前記電極部の一方が位置し、この電極部の一方が電気的にグランドに設定されるようにすることができる。
【００１９】
また、本発明の他の例では、第１のコンデンサの入力部を構成する前記一方の電極は、第２のコンデンサの、電気的にグランドに設定された電極部の一方と相対向するようにすることができる。この場合、電圧変換モジュールの入力部と出力部とを最も離隔して配置することができるので、入力部における入力電圧（による電場及び磁場）と出力部における出力電圧（による電場及び磁場）との干渉を抑制することができ、これによって、出力部からの出力電圧をより安定化させることができる。
【００２０】
さらに、本発明のその他の例では、第１のコンデンサ及び第２のコンデンサは、多層配線板上において、それぞれの両端に位置する電極部間で規定される長さ方向において互いに平行となるように並列に配置されるとともに、インダクタの、両端に位置する電極部間で規定される長さ方向に対して垂直となるように配置され、入力部とインダクタとの間には、第１のコンデンサにおける電極部の他方が位置し、この他方の電極部が電気的にグランドに設定されるようにすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上、本発明によれば、電圧変換用ＩＣを内蔵させた多層配線板上に、入力側コンデンサ、並びに出力側コンデンサ及びインダクタを配列してなる電圧変換モジュールにおいて、入力側コンデンサ、並びに出力側コンデンサ及びインダクタの配列状態を最適化し、入力電圧に重畳されるノイズを低減して、安定した出力電圧を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１の実施形態の電圧変換モジュールを示す一部断面構成図である。
【図２】図１に示す電圧変換モジュールの上平面図である。
【図３】第２の実施形態の電圧変換モジュールを示す上平面図である。
【図４】第３の実施形態の電圧変換モジュールを示す一部断面構成図である。
【図５】図４に示す電圧変換モジュールの上平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の具体的特徴について、発明を実施するための形態に基づいて説明する。
【００２４】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の電圧変換モジュールを示す一部断面構成図であり、図２は、図１に示す電圧変換モジュールの上平面図である。図１及び図２から明らかなように、図１においては、電圧変換モジュールの多層配線板の部分についてのみ断面で示している。
【００２５】
図１に示す電圧変換モジュール１０は、下側から順に第１の配線パターン１１１、第２の配線パターン１１２、第３の配線パターン１１３、第４の配線パターン１１４、第５の配線パターン１１５、第６の配線パターン１１６、及び第７の配線パターン１１７を有している。
【００２６】
また、第１の配線パターン１１１から第７の配線パターン１１７における隣接する配線パターン間には、第１の絶縁部材１２１から第６の絶縁部材１２６がそれぞれ介在している。
【００２７】
具体的には、第１の配線パターン１１１及び第２の配線パターン１１２間には第１の絶縁部材１２１が存在し、第２の配線パターン１１２及び第３の配線パターン１１３間には第２の絶縁部材１２２が存在し、第３の配線パターン１１３及び第４の配線パターン１１４間には第３の絶縁部材１２３が存在している。さらに、第４の配線パターン１１４及び第５の配線パターン１１５間には第４の絶縁部材１２４が存在し、第５の配線パターン１１５及び第６の配線パターン１１６間には第５の絶縁部材１２５が存在し、第６の配線パターン１１６及び第７の配線パターン１１７間には第６の絶縁部材１２６が存在している。
【００２８】
さらに、第１の配線パターン１１１から第７の配線パターン１１７における隣接する配線パターン間は、第１の層間接続体１３１から第６の層間接続体１３６によって互いに電気的に接続されている。
【００２９】
第１の配線パターン１１１から第７の配線パターン１１７、第１の絶縁部材１２１から第６の絶縁部材１２６、及び第１の層間接続体１３１から第６の層間接続体１３６は、多層配線板を構成する。
【００３０】
なお、第１の配線パターン１１１上には、この配線パターン１１１の一部が露出するようにしてレジスト層１９１が形成されており、第７の配線パターン１１７上には、この配線パターン１１７の一部が露出するようにしてレジスト層１９２が形成されている。
【００３１】
図１においては、第１の絶縁部材１２１から第６の絶縁部材１２６を識別可能として記載しているが、実際には互いに融着しているので、これら絶縁部材の識別は困難である。本実施形態では、本発明の特徴を明確にすべく、便宜上、これら絶縁部材を識別可能として記載している。
【００３２】
また、図１に示す電圧変換モジュール１０、すなわちこれを構成する多層配線板は、本実施形態では７層としているが、必要に応じて任意の数とすることができる。
【００３３】
図１に示す電圧変換モジュール１０においては、第２の配線パターン１１２が部品実装配線層として機能し、この配線パターン１１２上に電圧変換用ＩＣ１５がはんだボール１５Ａを介して電気的及び機械的に接続、実装されている。
【００３４】
なお、本実施形態では、電圧変換用ＩＣ１５を第２の配線パターン１１２上に実装しているが、第１の配線パターン１１１〜第７の配線パターン１１７のいずれに実装してもよい。また、電圧変換用ＩＣ１５を上下反転させて所定の配線パターンに実装するようにすることもできる。
【００３５】
また、第７の配線パターン１１７も部品実装配線層として機能し、この第７の配線パターン１１７上、すなわち上記多層配線板の主面上には、第１のコンデンサ１６、第２のコンデンサ１７及びインダクタ１８が互いに隣接するようにして実装されている。この際、第１のコンデンサ１６の両端に位置する電極部１６１，１６２間で規定される長さ方向、第２のコンデンサ１７の両端に位置する電極部１７１，１７２間で規定される長さ方向、インダクタ１８の両端に位置する電極部１８１，１８２間で規定される長さ方向が、互いに平行となるように並列配置される。
【００３６】
第１のコンデンサ１６は、本実施形態の電圧変換モジュール１０において、電圧変換用ＩＣ１５に対して入力側に位置する。第２のコンデンサ１７及びインダクタ１８は、電圧変換用ＩＣ１５に対して出力側に位置する。
【００３７】
第１のコンデンサ１６の電極部１６２は、図１に示す電圧変換モジュール１０における入力部を構成し、電極部１６１の電位はグランドに設定されている。また、第１のコンデンサ１６の入力部を構成する電極部１６２と対向する第２のコンデンサ１７の電極部１７２はグランドに設定されている。さらに、インダクタ１８の電極部１８１は、電圧変換モジュール１０における出力部を構成している。
【００３８】
なお、第２のコンデンサ１７の電極部１７１とインダクタ１８の出力部を構成する電極部１８１とは、電気的良導体、例えばＡｕ，Ａｇ,Ｃｕなどからなる配線パターン１９によって電気的に接続されている。
【００３９】
また、第１のコンデンサ１６及びインダクタ１８は、第７の配線パターン１１７と図示しないはんだ材などを介して電気的に接続されている。
【００４０】
さらに、電圧変換用ＩＣ１５は、第２の配線パターン１１２及び第１の層間接続体１３１〜第６の層間接続体１３６を介して、残りの配線パターン、すなわち、第１の配線パターン１１１、及び第３の配線パターン１１３〜第７の配線パターン１１７と電気的に接続されている。また、第１のコンデンサ１６及びインダクタ１８は、第７の配線パターン１１７及び第１の層間接続体１３１〜第６の層間接続体１３６を介して、残りの配線パターン、すなわち、第１の配線パターン１１１〜第６の配線パターン１１６と電気的に接続されている。
【００４１】
したがって、電圧変換用ＩＣ１５は、第１のコンデンサ１６及びインダクタ１８とも電気的に接続されることになり、図１に示す電圧変換モジュール１０は、電圧変換素子として機能するようになる。
【００４２】
電圧変換モジュール１０においては、インダクタ１８において大電流が流れるので、このインダクタ１８からは大きな磁界が発生するようになる。したがって、電圧変換モジュール１０において、第１のコンデンサ１６の電極部１６２からなる入力部をインダクタ１８に近接して設置すると、電圧変換モジュール１０に入力させた入力電圧には、上記磁界に基づく高周波電流がノイズとして重畳され、結果として、インダクタ１８の電極部１８１から構成される出力部からの出力電圧が安定しなくなる。
【００４３】
しかしながら、本実施形態の電圧変換モジュール１０によれば、電圧変換用ＩＣ１５を内蔵させた多層配線板上において、電圧変換用ＩＣ１５に対して入力側に位置する第１のコンデンサ１６、並びに出力側に位置する第２のコンデンサ１７及びインダクタ１８を、第１のコンデンサ１６に設置された入力部（電極部１６２）と、この入力部に対する出力部（電極部１８１）を有するインダクタ１８との間に、第２のコンデンサ１７におけるグランド電位の電極部１７２を配置するようにしている。
【００４４】
すなわち、電圧変換モジュール１０の入力部とインダクタ１８との間において、常にグランド電位の電極部１７２を配置するようにしている。したがって、インダクタ１８で発生した磁界に基づく高周波電流がグランド電位の電極部１７２に流れるようになるので、磁界に基づく高周波電流が入力部における入力電圧に対してノイズとして重畳するのを十分に抑制することができるようになる。結果として、インダクタ１８に設けられた出力部（電極部１８１）より安定した出力電圧を得ることができるようになる。
【００４５】
また、本実施形態の電圧変換モジュール１０においては、第１のコンデンサ１６の入力部を構成する電極部１６２を、第２のコンデンサ１７のグランド電位の電極部１７２と対向するようにして配置している。この場合、電圧変換モジュール１０において、入力部及び出力部が最も離隔して配置されるようになるので、入力部における入力電圧（による電場及び磁場）と出力部における出力電圧（による電場及び磁場）との干渉を抑制することができ、これによって、出力部からの出力電圧をより安定化させることができる。
【００４６】
なお、本実施形態では、第２のコンデンサ１７とインダクタ１８とを配線層１９で電気的に接続しているが、多層配線板内に形成された配線パターン及び層間接続体を介して接続することもできる。
【００４７】
第１のコンデンサ１６の容量は、入力電圧安定化の観点から、例えば２μＦ以上とすることができ、コストや大きさから１０μＦ以下とすることが好ましい。
【００４８】
一方、第２のコンデンサ１７は、インダクタ１８と共に、電圧変換用ＩＣ１５、すなわち電子変換モジュール１０からの出力電圧を安定化させるという観点から、その容量は４μＦ以上が好ましく、コストや大きさから１０μＦ以下であることが好ましい。
【００４９】
なお、多層配線板の最下層、すなわち上記主面と相対向する裏面上に位置する配線パターン、すなわち第１の配線パターン１１１は端子層として機能させることができる。これによって、図１に示す電圧変換モジュール１０を外部回路や外部機器と簡易に接続することができ、これら外部回路や外部機器に対して電圧変換機能を付加せしめることができる。
【００５０】
本実施形態の電圧変換モジュール１０は、多層配線板を、Ｂ２ｉｔ（ビースクエアイット）等を用いた汎用の部品内蔵配線板の手法に基づいて製造した後、得られた多層配線板の最上層に位置する配線パターンと電気的に接続するようにして、第１のコンデンサ１６、第２のコンデンサ１７、及びインダクタ１８を実装することによって得ることができる。
【００５１】
また、本実施形態においては、電圧変換用ＩＣ１５を、電圧変換モジュール１０を構成する多層配線板中に内蔵させるようにしているので、当該多層配線板、すなわち電圧変換モジュール１０を小型化することができる。
【００５２】
（第２の実施形態）
図３は、本実施形態の電圧変換モジュールの一例を示す上平面図である。なお、第１の実施形態に関する図１及び図２に示す構成要素と同一あるいは類似の構成要素に関しては、同一の参照数字を用いて表している。
【００５３】
図３に示すように、本実施形態の電圧変換モジュール２０は、電圧変換用ＩＣ１５が、多層配線板内において、この多層配線板上に実装された第１のコンデンサ１６の直下に位置するようにしている。この場合、電圧変換用ＩＣ１５と第１のコンデンサ１６とを接続する配線の長さを短くすることができるので、前記配線のインダクタンス値や抵抗値を低減することができ、電圧変換用ＩＣ１５の雑音除去をより効果的に行うことができる。
【００５４】
なお、その他の特徴及び構成については第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００５５】
但し、第１の実施形態と同じように、電圧変換用ＩＣ１５を内蔵させた多層配線板上において、電圧変換用ＩＣ１５に対して入力側に位置する第１のコンデンサ１６、並びに出力側に位置する第２のコンデンサ１７及びインダクタ１８を、第１のコンデンサ１６に設置された入力部（電極部１６２）と、この入力部に対する出力部（電極部１８１）を有するインダクタ１８との間に、第２のコンデンサ１７におけるグランド電位の電極部１７２を配置するようにしている。
【００５６】
したがって、インダクタ１８で発生した磁界に基づく高周波電流がグランド電位の電極部１７２に流れるようになり、高周波電流が入力部における入力電圧に対してノイズとして重畳するのを十分に抑制することができるようになって、インダクタ１８に設けられた出力部（電極部１８１）より安定した出力電圧を得ることができるという本来的な作用効果を奏するようになる。
【００５７】
また、電圧変換用ＩＣ１５を、電圧変換モジュール１０を構成する多層配線板中に内蔵させるようにしているので、当該多層配線板、すなわち電圧変換モジュール１０を小型化することができる。
【００５８】
（第３の実施形態）
図４は、本実施形態の電圧変換モジュールの一例を示す一部断面構成図であり、図５は、図４に示す電圧変換モジュールの上平面図である。図４及び図５から明らかなように、図４においては、電圧変換モジュールの多層配線板の部分についてのみ断面で示している。なお、第１の実施形態に関する図１及び図２に示す構成要素と同一あるいは類似の構成要素に関しては、同一の参照数字を用いて表している。
【００５９】
図４に示す電圧変換モジュール３０は、図１に示す電圧変換モジュール１０と同様に、下側から順に第１の配線パターン１１１、第２の配線パターン１１２、第３の配線パターン１１３、第４の配線パターン１１４、第５の配線パターン１１５、第６の配線パターン１１６、及び第７の配線パターン１１７を有している。また、第１の配線パターン１１１から第７の配線パターン１１７における隣接する配線パターン間には、第１の絶縁部材１２１から第６の絶縁部材１２６がそれぞれ介在している。
【００６０】
第１の配線パターン１１１から第７の配線パターン１１７における隣接する配線パターン間は、第１の層間接続体１３１から第６の層間接続体１３６によって互いに電気的に接続されている。したがって、第１の配線パターン１１１から第７の配線パターン１１７、第１の絶縁部材１２１から第６の絶縁部材１２６、及び第１の層間接続体１３１から第６の層間接続体１３６は、多層配線板を構成する。
【００６１】
なお、第１の配線パターン１１１上には、この配線パターン１１１が露出するようにしてレジスト層１９１が形成されており、第７の配線パターン１１７上には、この配線パターン１１７が露出するようにしてレジスト層１９２が形成されている。
【００６２】
また、図１に示す電圧変換モジュール１０と同様に、第２の配線パターン１１２が部品実装配線層として機能し、この配線パターン１１２上に電圧変換用ＩＣ１５がはんだボール１５Ａを介して電気的及び機械的に接続、実装されている。
【００６３】
なお、本実施形態では、電圧変換用ＩＣ１５を第２の配線パターン１１２上に実装しているが、第１の配線パターン１１１〜第７の配線パターン１１７のいずれに実装してもよい。また、電圧変換用ＩＣ１５を上下反転させて所定の配線パターンに実装するようにすることもできる。
【００６４】
また、第７の配線パターン１１７も部品実装配線層として機能し、この第７の配線パターン１１７上、すなわち上記多層配線板の主面上には、第１のコンデンサ１６、第２のコンデンサ１７及びインダクタ１８が互いに隣接するようにして実装されている。この際、第１のコンデンサ１６の両端に位置する電極部１６１，１６２間で規定される長さ方向及び第２のコンデンサ１７の両端に位置する電極部１７１，１７２間で規定される長さ方向は、互いに平行となるように並列に配置されるとともに、インダクタ１８の、両端に位置する電極部１８１，１８２間で規定される長さ方向に対して垂直となるように配置される。
【００６５】
第１のコンデンサ１６は、本実施形態の電圧変換モジュール３０において、電圧変換用ＩＣ１５に対して入力側に位置する。第２のコンデンサ１７及びインダクタ１８は、電圧変換用ＩＣ１５に対して出力側に位置する。
【００６６】
第１のコンデンサ１６の電極部１６２は、図５に示す電圧変換モジュール３０における入力部を構成し、電極部１６１の電位はグランドに設定されている。また、第１のコンデンサ１６の入力部を構成する電極部１６２と対向する第２のコンデンサ１７の電極部１７２はグランドに設定されている。さらに、インダクタ１８の電極部１８１は、電圧変換モジュール３０における出力部を構成している。
【００６７】
なお、第２のコンデンサ１７の電極部１７１とインダクタ１８の出力部を構成する電極部１８１とは、電気的良導体、例えばＡｕ，Ａｇ, Ｃｕなどからなる配線パターン１９によって電気的に接続されている。
【００６８】
また、第１のコンデンサ１６及びインダクタ１８は、第７の配線パターン１１７と図示しないはんだ材などを介して電気的に接続されている。
【００６９】
さらに、電圧変換用ＩＣ１５は、第２の配線パターン１１２及び第１の層間接続体１３１〜第６の層間接続体１３６を介して、残りの配線パターン、すなわち、第１の配線パターン１１１、及び第３の配線パターン１１３〜第７の配線パターン１１７と電気的に接続されている。また、第１のコンデンサ１６及びインダクタ１８は、第７の配線パターン１１７及び第１の層間接続体１３１〜第６の層間接続体１３６を介して、残りの配線パターン、すなわち、第１の配線パターン１１１〜第６の配線パターン１１６と電気的に接続されている。
【００７０】
したがって、電圧変換用ＩＣ１５は、第１のコンデンサ１６及びインダクタ１８とも電気的に接続されることになり、図５に示す電圧変換モジュール３０は、電圧変換素子として機能するようになる。
【００７１】
電圧変換モジュール３０においては、インダクタ１８において大電流が流れるので、このインダクタ１８からは大きな磁界が発生するようになる。したがって、電圧変換モジュール３０において、第１のコンデンサ１６の電極部１６２からなる入力部をインダクタ１８に近接して設置すると、電圧変換モジュール３０に入力させた入力電圧には上記磁界に基づく高周波電流が重畳され、結果として、インダクタ１８の電極部１８１から構成される出力部からの出力電圧が安定しなくなる。
【００７２】
しかしながら、本実施形態の電圧変換モジュール３０によれば、電圧変換用ＩＣ１５を内蔵させた多層配線板上において、電圧変換用ＩＣ１５に対して入力側に位置する第１のコンデンサ１６、並びに出力側に位置する第２のコンデンサ１７及びインダクタ１８を、第１のコンデンサ１６に設置された入力部（電極部１６２）と、この入力部に対する出力部（電極部１８１）を有するインダクタ１８との間に、第１のコンデンサ１６におけるグランド電位の電極部１６１を配置するようにしている。
【００７３】
すなわち、電圧変換モジュール３０の入力部とインダクタ１８との間において、常にグランド電位の電極部１６１を配置するようにしている。したがって、インダクタ１８で発生した磁界に基づく高周波電流がグランド電位の電極部１６１に流れるようになるので、磁界に基づく高周波電流が入力部における入力電圧に対してノイズとして重畳するのを十分に抑制することができるようになる。結果として、インダクタ１８に設けられた出力部（電極部１８１）より安定した出力電圧を得ることができるようになる。
【００７４】
なお、本実施形態では、第２のコンデンサ１７とインダクタ１８とを配線層１９で電気的に接続しているが、多層配線板内に形成された配線パターン及び層間接続体を介して接続することもできる。
【００７５】
なお、その他の特徴及び構成については第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００７６】
以上、本発明を上記具体例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記具体例に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいて、あらゆる変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１０、２０、３０ 電圧変換モジュール
１１１〜１１７ 配線パターン
１２１〜１２６ 絶縁部材
１３１〜１３６ 層間接続体
１５ 電圧変換用ＩＣ
１６ 第１のコンデンサ
１７ 第２のコンデンサ
１８ インダクタ
１９ 配線層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに離隔して順次に積層されてなる複数の配線パターン、これら複数の配線パターン間それぞれに位置する絶縁部材、及び前記複数の配線パターン間を電気的に接続する層間接続体を有する多層配線板と、
前記複数の配線パターンの、内側に位置する配線パターンの一つに実装された電圧変換を行うための電圧変換用ＩＣと、
前記多層配線板の主面上において実装され、前記複数の配線パターン及び前記層間接続体を介して、前記電圧変換用ＩＣと電気的に接続されてなる両端に電極部を有する、入力側の第１のコンデンサ及び出力側の第２のコンデンサと、
前記多層配線板の主面上において前記第２のコンデンサと電気的に直列に接続されてなる両端に電極部を有する、出力側のインダクタとを具え、
前記第１のコンデンサにおける一方の電極部は入力部を構成するとともに、前記インダクタの一方の電極部は出力部を構成し、
前記入力部と前記インダクタとの間には、前記第１のコンデンサにおける他方の電極部又は前記第２のコンデンサにおける電極部の一方が位置し、前記第１のコンデンサにおける他方の電極部又は前記第２のコンデンサにおける電極部の一方は電気的にグランドに設定されていることを特徴とする、電圧変換モジュール。
【請求項２】
前記第１のコンデンサ、前記第２のコンデンサ及び前記インダクタは、前記多層配線板上において、それぞれの両端に位置する前記電極部間で規定される長さ方向において互いに平行となるように並列に配置され、前記入力部と前記インダクタとの間には、前記第２のコンデンサにおける前記電極部の一方が位置し、この電極部の一方が電気的にグランドに設定されていることを特徴とする、請求項１に記載の電圧変換モジュール。
【請求項３】
前記第１のコンデンサの前記入力部を構成する前記一方の電極は、前記第２のコンデンサの、電気的にグランドに設定された前記電極部の一方と相対向することを特徴とする、請求項２に記載の電圧変換モジュール。
【請求項４】
前記第１のコンデンサ及び前記第２のコンデンサは、前記多層配線板上において、それぞれの両端に位置する前記電極部間で規定される長さ方向において互いに平行となるように並列に配置されるとともに、前記インダクタの、両端に位置する前記電極部間で規定される長さ方向に対して垂直となるように配置され、
前記入力部と前記インダクタとの間には、前記第１のコンデンサにおける前記電極部の他方が位置し、この他方の電極部が電気的にグランドに設定されていることを特徴とする、請求項１に記載の電圧変換モジュール。
【請求項５】
前記電圧変換用ＩＣは、前記第１のコンデンサの直下に位置することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一に記載の電圧変換モジュール。
【請求項６】
前記第１のコンデンサの容量は２μＦ以上であり、前記第１のコンデンサは前記電圧変換用ＩＣの入力電圧安定化用のコンデンサとして機能することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一に記載の電圧変換モジュール。
【請求項７】
前記第２のコンデンサの容量は４μＦ以上であり、前記第２のコンデンサは前記電圧変換用ＩＣの出力電圧安定化用のコンデンサとして機能することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一に記載の電圧変換モジュール。
【請求項１】
互いに離隔して順次に積層されてなる複数の配線パターン、これら複数の配線パターン間それぞれに位置する絶縁部材、及び前記複数の配線パターン間を電気的に接続する層間接続体を有する多層配線板と、
前記複数の配線パターンの、内側に位置する配線パターンの一つに実装された電圧変換を行うための電圧変換用ＩＣと、
前記多層配線板の主面上において実装され、前記複数の配線パターン及び前記層間接続体を介して、前記電圧変換用ＩＣと電気的に接続されてなる両端に電極部を有する、入力側の第１のコンデンサ及び出力側の第２のコンデンサと、
前記多層配線板の主面上において前記第２のコンデンサと電気的に直列に接続されてなる両端に電極部を有する、出力側のインダクタとを具え、
前記第１のコンデンサにおける一方の電極部は入力部を構成するとともに、前記インダクタの一方の電極部は出力部を構成し、
前記入力部と前記インダクタとの間には、前記第１のコンデンサにおける他方の電極部又は前記第２のコンデンサにおける電極部の一方が位置し、前記第１のコンデンサにおける他方の電極部又は前記第２のコンデンサにおける電極部の一方は電気的にグランドに設定されていることを特徴とする、電圧変換モジュール。
【請求項２】
前記第１のコンデンサ、前記第２のコンデンサ及び前記インダクタは、前記多層配線板上において、それぞれの両端に位置する前記電極部間で規定される長さ方向において互いに平行となるように並列に配置され、前記入力部と前記インダクタとの間には、前記第２のコンデンサにおける前記電極部の一方が位置し、この電極部の一方が電気的にグランドに設定されていることを特徴とする、請求項１に記載の電圧変換モジュール。
【請求項３】
前記第１のコンデンサの前記入力部を構成する前記一方の電極は、前記第２のコンデンサの、電気的にグランドに設定された前記電極部の一方と相対向することを特徴とする、請求項２に記載の電圧変換モジュール。
【請求項４】
前記第１のコンデンサ及び前記第２のコンデンサは、前記多層配線板上において、それぞれの両端に位置する前記電極部間で規定される長さ方向において互いに平行となるように並列に配置されるとともに、前記インダクタの、両端に位置する前記電極部間で規定される長さ方向に対して垂直となるように配置され、
前記入力部と前記インダクタとの間には、前記第１のコンデンサにおける前記電極部の他方が位置し、この他方の電極部が電気的にグランドに設定されていることを特徴とする、請求項１に記載の電圧変換モジュール。
【請求項５】
前記電圧変換用ＩＣは、前記第１のコンデンサの直下に位置することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一に記載の電圧変換モジュール。
【請求項６】
前記第１のコンデンサの容量は２μＦ以上であり、前記第１のコンデンサは前記電圧変換用ＩＣの入力電圧安定化用のコンデンサとして機能することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一に記載の電圧変換モジュール。
【請求項７】
前記第２のコンデンサの容量は４μＦ以上であり、前記第２のコンデンサは前記電圧変換用ＩＣの出力電圧安定化用のコンデンサとして機能することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一に記載の電圧変換モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−９４８１６（Ｐ２０１２−９４８１６Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６８４６３（Ｐ２０１１−１６８４６３）
【出願日】平成２３年８月１日（２０１１．８．１）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１日（２０１１．８．１）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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