本发明专利技术提供具有安装面积小、功率变换效率上升、可谋求功耗降低的薄型化电感器的超薄型化的超小型功率变换装置，其中：线圈导体（４，５）的平面形状是直线状，磁性绝缘基板（１）的第一主面上形成线圈导体（４），第二主面上形成线圈导体（５），各导体（４、５）通过在贯通孔上形成的连接导体（３）电连接且螺线管状地形成。在该薄型化电感器上取磁性绝缘基板的垂直于Ｘ－Ｘ线的方向的长度为Ｌ，取作为对向的连接导体（３）间的距离的线圈导体长度为ｄ时，使ｄ≥Ｌ／２的关系成立地决定ｄ，可提高薄型化的电感器的电感值，也可实现直流叠加特性的改善，其结果，通过用该电感器，可以制作超薄型化的超小型功率变换装置。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是涉及由在半导体基板上形成的半导体集成电路(以下记作IC)和线圈或电容器、电阻等无源部件构成的DC-DC变换器等的超小型功率变换装置。
技术介绍
近年来，电子信息设备、尤其是便携型的各种电子信息设备的普及是显著的。这些电子信息设备多以电池作为电源，内藏DC-DC变换器等的功率变换装置。通常该功率变换装置是将开关元件、整流元件、控制用IC等的有源元件和线圈、变压器、电容器、电阻等无源元件的各个零部件用在陶瓷基板或塑料等印刷基板等上而构成为混合型组件。图13是DC-DC变换器电路构成图。图中外边线的虚线部分50是DC-DC变换器的电路。DC-DC变换器由输入电容器Ci、输出电容器Co、调整用电阻RT、电容器CT、薄膜电感器Lo以及电源用IC构成。输入直流的输入电压Vi，使电源用IC(在图中仅为电源IC)的MOSFET进行开关，输出直流的规定输出电压vo。薄膜电感器Lo和输出电容器Co是用于输出直流电压的滤波电路。在该电路，一旦薄型化的电感器Lo的直流电阻变大，则在该部分上的电压降变大，输出电压Vo变低。即，DC-DC变换器的变换效率变小。伴随着包含前述便携用的各种电子信息设备的小型轻量的希望，它强烈要求内藏的功率变换设备小型化。混合型电源组件的小型化通过MCM(多芯片组件)技术或叠层陶瓷部件等技术获得进步。可是，由于在同一基板上并排安装一个个部件，限制了电源组件安装面积的缩小化。尤其是由于电感器或变压器等的磁感应部件与集成电路相比体积异常大，成为谋求电子设备小型化方面最大制约。考虑2个方向，作为对这些磁感应部件小型化的今后方向，即，作为芯片部件应当尽可能作小，通过面安装使电源全体变小的方向和在硅基板上由薄膜形成的方向。近年来，根据磁感应部件小型化要求，也有通过使用半导体技术，在半导体基板上搭载薄型的微磁性元件(线圈、变压器)例子的报告。此外，专利技术者研究这样的平面型薄膜磁感应部件(参照专利文献1)。这是在装入有开关元件或控制电路等半导体装置的半导体基板表面上，利用薄膜技术形成通过把薄膜线圈夹在磁性薄膜和铁氧体薄板之间形式的平面型的薄膜磁感应元件(薄膜电感器)的。据此，使磁感应元件薄型化以及削减安装面积成为可能。可是，存在所谓单个芯片部件数多或者安装面积大的问题。为了解决这个问题，专利技术者研究已公开的超小型功率变换装置(参照专利文献2)。在该超小型功率变换装置中使用的平面型薄膜磁感应元件在螺旋状(盘形蚊香状)的线圈导体间隙充填混入有带磁性微粒子的树脂，在上面、下面夹持作为磁性绝缘基板的铁氧体基板而形成。专利文献1特开2001-196542号公报。专利文献2特开2002-233140号公报的图1。可是，在该方法，由于线圈导体的电感大体与螺旋的匝数成比例，所以为了确保大的电感，必须增加螺旋匝数。如果增加螺旋匝数而不增加安装面积，则有必要减小线圈导体的截面积。即为了得到高的电感，必须减小线圈导体的截面积，增长导体线长。可是，如果减小线圈导体的截面积，增长导体线长，则线圈导体的直流电阻增大，在该线圈导体上的电压降变大，超小型功率变换装置的变换效率降低。由于直流电阻增大，所以功耗也增大。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供具有安装面积小、功率变换效率上升、可以谋求降低功耗的薄型化的电感器(薄膜磁感应元件)的超薄型化的超小型功率变换装置。为了达到前述目的，在具有形成有半导体集成电路的半导体基板和薄膜磁感应元件和电容器的超小型功率变换装置，其结构具有薄膜磁感应元件，薄膜磁感应元件是由磁性绝缘基板，和将在该磁性绝缘基板的第一主面上形成的第一导体和在前述磁性绝缘基板的第二主面上形成的第二导体和在贯通前述磁性绝缘基板的贯通孔形成的连接导体加以连接而形成的螺线管状线圈导体构成，将相对于螺线管状线圈产生的磁场而处于垂直方向的磁性绝缘基板的长度L和线圈导体长度d之间的关系取d≥L/2。前述磁性绝缘基板可以是铁氧体基板。也可以用绝缘膜或使具有磁性微粒子分散的树脂覆盖前述线圈导体表面。作成具有在前述薄膜磁感应元件的前述磁绝基板的第一主面以及第二主面上经贯通孔电连接的电极的构成。前述半导体基板作成与前述薄膜磁感应元件的前述磁性绝缘基板上形成的前述电极电连接的构成。与前述半导体基板电连接的前述电极作成从前述磁性绝缘基板的外周端离开而配置在内侧表面的构成。作成覆盖与前述半导体基板对向的前述磁性绝缘基板的外周部表面直接接触的保护膜的构成。前述保护膜也可以是抗蚀剂保护膜。作成覆盖与前述半导体基板一部分以及相对于该半导体基板而对向的前述磁性绝缘基板的外周部的表面直接接触的接合材料的构成。前述接合材料也可以是底层填料。附图说明图1是本专利技术的实施例1的超小型功率变换装置主要部分构成图，(a)是作为薄膜磁感应元件的电感器主要部分截面图，(b)是从(a)的上部透视的主要部分俯视图。图2是超小型功率变换装置主要部分截面图。图3是用于说明图1的电感器的直流叠加特性的图。图4是图1的电感器的制造方法，从(a)到(h)是按工序示出的主要部分的工序截面图。图5是本专利技术实施例2的超小型功率变换装置主要部分截面图。图6是示出图5的电感器的直流电流叠加特性的图。图7是本专利技术的实施例3的超小型功率变换装置用的电感器，同图(a)是局部俯视图，同图(b)是在(a)的X-X线剖开的局部剖面图。图8是本专利技术的实施例4的超小型功率变换装置用的电感器，是与图7(b)相当的局部截面图。图9是本专利技术的实施例5的超小型功率变换装置用的电感器，是与图7(b)相当的局部截面图。图10是本专利技术的实施例6的超小型功率变换装置，是与图2相当的局部截面图。图11是在本专利技术的实施例7的超小型功率变换装置，是与图10相当的局部截面图。图12是本专利技术的实施例8的超小型功率变换装置，是与图10相当的局部截面图。图13是DC-DC变换器的电路构成图。符号说明1磁性绝缘基板(铁氧体基板ferrite substrate)，2、3连接导体，4、5线圈导体，6a、6b电极，11IC芯片，16保护膜，16a开口部，17柱状凸起，18底层填料，19磁性树脂，d线圈导体长度，L磁性绝缘基板长度。具体实施例方式(实施例1)图1以及图2是本专利技术实施例1的超小型功率变换装置主要部分结构图，图1(a)是作为薄膜磁感应元件的电感器的主要部分截面图，图1(b)是从图1(a)的上部透视的主要部分俯视图，图2是超小型功率变换装置的主要部分截面图。此外，图1(a)是在图1(b)的X-X线剖开的主要部分截面图，图2是用与图1(b)的Y-Y线相当的线剖开的超小型功率变换装置的主要部分截面图。在这些图上不仅示出电感器的线圈图案，而且也同时示出用于电连接的电极6a、6b(该电极也起着用于与IC芯片或电容器等连接的外部连接端子的作用。)图2涉及在后述的图4(h)的虚线剖开之后完成的超小型功率变换装置，是用与图1的Y-Y线相当的线剖开的主要部分截面图。如图1(b)所示，线圈导体4、5的平面形状是直线状，这些在铁氧体基板那样的磁性绝缘基板1的第一主面上形成线圈导体4，在第二主面上形成线圈导体5，各自的导体4、5通过在贯通孔形成的连接导体3电连接，螺线管状地形成。如图2所示地，通过在上述的磁性绝缘基板1的单侧(上侧)配置电源用IC等的IC芯片1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超小型功率变换装置，具有：形成半导体集成电路的半导体基板、薄膜磁感应元件和电容器，其特征为， 具有薄膜磁感应元件，该元件包括： 磁性绝缘基板，和 将在该磁性绝缘基板的第一主面上形成的第一导体、在所述磁性绝缘基板的第二主面上形成的第二导体、和在贯通所述磁性绝缘基板的贯通孔上形成的连接导体分别加以连接而构成的螺线管状线圈导体， 将相对于螺线管状线圈产生的磁场而处于垂直方向的磁性绝缘基板的长度Ｌ和线圈导体长度ｄ之间的关系取ｄ≥Ｌ／２。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：江户雅晴，林善智，
申请(专利权)人：富士电机电子设备技术株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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