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WO2017183384A1 - 電源モジュールおよび電源装置 - Google Patents

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WO2017183384A1
WO2017183384A1 PCT/JP2017/011582 JP2017011582W WO2017183384A1 WO 2017183384 A1 WO2017183384 A1 WO 2017183384A1 JP 2017011582 W JP2017011582 W JP 2017011582W WO 2017183384 A1 WO2017183384 A1 WO 2017183384A1
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WO
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power supply
supply module
substrate
resin member
inductor
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PCT/JP2017/011582
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English (en)
French (fr)
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貴之 丹下
康弘 東出
武司 和気
宗丈 宮下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a power supply module, and more particularly to a power supply module including a substrate and a plurality of electronic components mounted on the substrate. Moreover, it is related with a power supply device provided with the power supply module and a mounting substrate.
  • Patent Document 1 a DC / DC converter module having a structure in which an electronic component such as an IC chip is directly mounted on the upper surface of a chip inductor is known.
  • An object of the present invention is to provide a power supply module that can further reduce the mounting area with a simple configuration, and a power supply device including the power supply module and a mounting board.
  • the power supply module of the present invention is A first outer surface, and a second outer surface adjacent to the first outer surface and perpendicular to the first outer surface, A substrate having a first surface and a side surface; A plurality of electronic components mounted on at least the first surface; A first resin member formed on the first surface and sealing the electronic component mounted on the first surface; A terminal electrode exposed at least on the first outer surface; With The substrate has the first surface orthogonal to the first outer surface, The first outer surface is formed over at least the side surface of the substrate and the first resin member, The area of the first outer surface is smaller than the area of the second outer surface.
  • the thickness of the first resin member is equal to or greater than the thickness necessary for sealing a plurality of electronic components mounted on the first surface. That is, the area of the first outer surface necessary for stable mounting is ensured. Therefore, with this configuration, it is possible to realize a power supply module that can be stably mounted with a small mounting area.
  • the substrate further includes a second surface facing the first surface and orthogonal to the first outer surface, and some of the plurality of electronic components are formed on the second surface. And a second resin member formed on the second surface and sealing the electronic component mounted on the second surface, wherein the first outer surface further includes the second resin member. Preferably it is formed.
  • an inductor mounted on the first surface or the second surface and sealed by the first resin member or the second resin member, and some of the plurality of electronic components Is preferably disposed at a position overlapping the inductor in plan view of the first surface or the second surface.
  • the inductor is a relatively large component. Therefore, with this configuration, the power supply module can be easily downsized.
  • the plurality of electronic components include an input capacitor connected to an input unit, an output capacitor connected to an output unit, and between the inductor and the input capacitor or the inductor and the A switching element connected to any one of the output capacitors and configured to switch a current flowing through the inductor, wherein the input capacitor and the output capacitor are either the first surface or the second surface.
  • the switch element may be mounted on a surface different from the surface on which the input capacitor and the output capacitor are mounted on the first surface or the second surface.
  • the plurality of electronic components include an input capacitor connected to an input unit, an output capacitor connected to an output unit, between the inductor and the input capacitor, and the inductor and the A switching element connected between the output capacitor and switching the current flowing through the inductor, wherein the input capacitor and the output capacitor are either one of the first surface and the second surface.
  • the switch element may be mounted on a surface different from the surface on which the input capacitor and the output capacitor are mounted on the first surface or the second surface.
  • the switch element is a position where at least a part of the switch element overlaps at least one of the input capacitor or the output capacitor in plan view of the first surface or the second surface. It is preferable to arrange
  • This configuration shortens the distance on the plane between the switch element and the input capacitor or output capacitor compared to the case where the switch element and the capacitor are arranged side by side on the same substrate. The wiring length between the two becomes shorter. Therefore, the loop inductance and conductor resistance of the power supply module are reduced, and the switching noise suppression effect by the input capacitor and the output capacitor is enhanced. Therefore, conduction noise from the power supply module to the conductor pattern formed on the substrate is reduced. Further, radiation noise from the power supply module to the outside is reduced. In addition, this configuration improves the power conversion efficiency of the power supply module.
  • a conductor formed on the substrate is provided, and the switch element is at least partially in plan view of the first surface or the second surface. It is preferable to be disposed at a position overlapping the conductor.
  • the conductor formed on the substrate functions as a shield that shields noise radiated from the switch element, so that noise radiated from the power supply module can be suppressed.
  • the terminal electrode is preferably formed from a part of the first outer surface to a part of the second outer surface.
  • the number of the terminal electrodes is plural, and the plurality of terminal electrodes are the first along the ridge between the first outer surface and the second outer surface. It may be arranged in the direction.
  • the power supply device of the present invention A mounting board; A plurality of power supply modules comprising: a first outer surface; and a second outer surface adjacent to the first outer surface and orthogonal to the first outer surface; With Each of the plurality of power supply modules is A substrate having a first surface and a second surface; A plurality of electronic components mounted on at least the first surface; A first resin member formed on the first surface and sealing the electronic component mounted on the first surface; A terminal electrode exposed at least on the first outer surface; With The substrate has the first surface orthogonal to the first outer surface, The first outer surface is formed over at least the side surface of the substrate and the first resin member, The area of the first outer surface is smaller than the area of the second outer surface, The plurality of power supply modules are arranged in a second direction orthogonal to a first direction along a ridge between the first outer surface and the second outer surface, mounted on the mounting board, and electrically connected in parallel to each other. It is characterized by being.
  • the wiring length (conductor resistance) for connecting a plurality of power supply modules to each other is compared with the case where a power supply module having a structure in which the first surface and the second surface of the substrate are parallel to the mounting surface is mounted on the mounting substrate. Therefore, a low-loss power supply device can be realized. Also, with this configuration, a plurality of power supply modules can be connected in parallel with each other by simple wiring. Therefore, it is not necessary to route complicated wiring to connect the plurality of power supply modules in parallel with each other, and the connection between the plurality of power supply modules is facilitated.
  • the plurality of power supply modules may be mounted on the mounting board via solder.
  • the present invention with a simple configuration, it is possible to realize a power supply module that can further reduce the mounting area, and a power supply device that includes the power supply and the mounting board.
  • FIG. 1A is a perspective view of the power supply module 101 according to the first embodiment
  • FIG. 1B is a perspective view of the power supply module 101 viewed from another viewpoint
  • 2A is a perspective view showing the internal structure of the power supply module 101
  • FIG. 2B is a front view of the power supply module 101
  • FIG. 3A is a left side view of the power supply module 101
  • FIG. 3B is a right side view of the power supply module 101.
  • FIG. 4 is a circuit diagram of the power supply module 101.
  • FIG. 5 is a front view of the power supply module 102 according to the second embodiment.
  • 6A is a left side view of the power supply module 102
  • FIG. 6B is a right side view of the power supply module 102.
  • FIG. 5 is a front view of the power supply module 102 according to the second embodiment
  • 6A is a left side view of the power supply module 102
  • FIG. 6B is a right side view of the power supply module 102.
  • FIG. 7 is a circuit diagram of the power supply module 102.
  • FIG. 8A is a front view of the power supply module 103 according to the third embodiment, and FIG. 8B is a left side view of the power supply module 103.
  • FIG. 9A is a circuit diagram of a power supply module 104A according to the fourth embodiment, and FIG. 9B is a circuit diagram of another power supply module 104B according to the fourth embodiment.
  • FIG. 10 is a plan view showing a main part of a power supply apparatus 201 according to the fifth embodiment including the power supply module of the present invention.
  • FIG. 11 is a plan view showing a main part of a power supply device 200 of a comparative example including the power supply module 100.
  • FIG. 1A is a perspective view of the power supply module 101 according to the first embodiment
  • FIG. 1B is a perspective view of the power supply module 101 viewed from another viewpoint
  • 2A is a perspective view showing the internal structure of the power supply module 101
  • FIG. 2B is a front view of the power supply module 101
  • FIG. 3A is a left side view of the power supply module 101
  • FIG. 3B is a right side view of the power supply module 101.
  • the first outer surface VS1 is hatched for easy understanding of the structure.
  • illustration of the first resin member 11 and the second resin member 12 is omitted for easy understanding of the structure.
  • FIGS. 2B, 3A, and 3B the first resin member 11 and the second resin member 12 are shown transparent for easy understanding of the structure.
  • the power supply module 101 is a step-down DC / DC converter module.
  • the power supply module 101 is a rectangular parallelepiped module including a first outer surface VS1, a second outer surface VS2, and a third outer surface VS3 that are parallel to the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the first outer surface VS1 is a mounting surface of the power supply module 101.
  • the second outer surface VS2 and the third outer surface VS3 are both adjacent to the first outer surface VS1 and orthogonal to the first outer surface VS1.
  • surface A and surface B are orthogonal is not limited to the case where surface A and surface B intersect with each other at an angle of 90 ° strictly, taking into account design and manufacturing deviations and the like. Including the case of being substantially orthogonal. The same applies to the following embodiments.
  • the power supply module 101 includes a substrate 1, an inductor 2, a control IC 3, two capacitors 21, switch elements 31, 32, a first resin member 11, a second resin member 12, and six terminal electrodes P1, P2, P3, P4. , P5, P6 and the like.
  • the substrate 1 is a flat plate having a rectangular planar shape, and has a first surface PS1, a second surface PS2 facing the first surface PS1, and a side surface SS1.
  • the first surface PS1 and the second surface PS2 of the substrate 1 are both surfaces parallel to the X-axis direction and the Z-axis direction.
  • the side surface SS1 is adjacent to both the first surface PS1 and the second surface PS2, and is orthogonal to the first surface PS1 and the second surface PS2.
  • the first surface PS1 and the second surface PS2 of the substrate 1 are orthogonal to the first outer surface VS1, and are parallel to the second outer surface VS2 and the third outer surface VS3.
  • the substrate 1 is a printed wiring board including a thermosetting resin such as an epoxy resin.
  • the control IC 3, the two capacitors 21, and the switch elements 31 and 32 are mounted (mounted) on the first surface PS 1 of the substrate 1, and the inductor 2 is mounted (mounted) on the second surface PS 2 of the substrate 1.
  • the control IC 3 is, for example, a microprocessor chip or an IC chip.
  • the two capacitors 21 are an input capacitor and an output capacitor, for example, a ceramic chip capacitor.
  • the switch elements 31 and 32 are, for example, FETs.
  • the inductor 2 is a chip inductor, for example.
  • the control IC 3, the two capacitors 21, and the switch elements 31 and 32 are mounted on the first surface PS1 of the substrate 1 via a conductive bonding material such as solder.
  • control IC 3 the two capacitors 21, the switch elements 31, 32, and the like correspond to “a plurality of electronic components mounted on the first surface” in the present invention.
  • the inductor 2 is mounted on substantially the entire second surface PS2 of the substrate 1. Therefore, all of the plurality of electronic components (the control IC 3, the capacitor 21, the switch elements 31, 32, etc.) are arranged on the inductor 2 in a plan view (viewed from the Y-axis direction) of the first surface PS1 or the second surface PS2. It is arranged at the overlapping position.
  • the inductor 2 is mounted on the second surface PS2 of the substrate 1 via a conductive bonding material such as solder.
  • the first resin member 11 is formed on the first surface PS1 of the substrate 1, and corresponds to the control IC 3 and the two capacitors 21 ("input capacitor” and “output capacitor” in the present invention) mounted on the first surface PS1. ) And the switch elements 31 and 32 are rectangular parallelepiped resin blocks. In other words, the control IC 3, the two capacitors 21, and the switch elements 31, 32 are embedded in the first resin member 11 formed on the first surface PS1 of the substrate 1.
  • the first resin member 11 is a thermosetting resin such as an epoxy resin.
  • the second resin member 12 is a rectangular parallelepiped resin block that is formed on the second surface PS2 of the substrate 1 and seals the inductor 2 mounted on the second surface PS2. In other words, the inductor 2 is embedded in the second resin member 12 formed on the second surface PS2 of the substrate 1.
  • the second resin member 12 is a thermosetting resin such as an epoxy resin.
  • the first outer surface VS1 of the power supply module 101 is formed across the side surface SS1, the first resin member 11, and the second resin member 12 of the substrate 1.
  • the second outer surface VS ⁇ b> 2 of the power supply module 101 is formed on the first resin member 11.
  • the area of the first outer surface VS1 is smaller than the area of the second outer surface VS2.
  • the power supply module 101 has a structure in which a plurality of electronic components mounted on the first surface PS1 of the substrate 1 are sealed in the first resin member 11. That is, the thickness of the first resin member 11 (the thickness of the first resin member 11 in the direction orthogonal to the first surface PS1 of the substrate 1 (Y-axis direction)) is a plurality of electronic components mounted on the first surface PS1. It is more than the thickness necessary for sealing.
  • the power supply module 101 has a structure in which the inductor 2 mounted on the second surface PS ⁇ b> 2 of the substrate 1 is sealed with the second resin member 12. That is, the thickness of the second resin member 12 (the thickness of the second resin member 12 in the Y-axis direction) is equal to or greater than the thickness necessary for sealing the inductor 2 mounted on the second surface PS2.
  • the width of the power supply module (the dimension of the power supply module in the Y-axis direction) is larger than that required for the above structure. That is, the area of the first outer surface VS1 necessary for stable mounting is ensured.
  • Terminal electrodes P1, P2, P3, P4, P5, and P6 are columnar electrodes for connection to external electrodes, and a part thereof is embedded in the first resin member 11 so as to be exposed at least on the first outer surface VS1.
  • the terminal electrodes P1, P2, P3, P4, P5, and P6 are mounted on the first surface PS1 of the substrate 1 and connected to a conductor pattern or the like formed on the substrate 1.
  • the terminal electrodes P1, P2, P3, P4, P5, and P6 are located on the first side of the substrate 1 (the lower side of the substrate 1 in FIG. 3A), and the first outer surface VS1 and the second outer surface. It is exposed to VS2. Further, as shown in FIG.
  • the terminal electrodes P1, P2, P3, P4, P5, and P6 are formed from a part of the first outer surface VS1 to a part of the second outer surface VS2, and the first outer surface VS1. And the second outer surface VS2 are arranged in a first direction (X-axis direction) along a ridge.
  • the terminal electrodes P1, P2, P3, P4, P5 and P6 are, for example, rectangular parallelepiped Cu blocks.
  • FIG. 4 is a circuit diagram of the power supply module 101.
  • the inductor 2, the two capacitors 21, and the switch elements 31 and 32 shown in FIG. 3A and FIG. 3B are respectively connected to the inductor L, the input capacitor Cin, the output capacitor Cout, and the switch element Q1. This is indicated by Q2.
  • the terminal electrode P1 is a voltage input unit that receives a DC voltage
  • the terminal electrode P2 is a ground
  • the terminal electrode P6 is a voltage output unit.
  • the inductor L and the switch element Q1 are connected between the terminal electrode P1 and the terminal electrode P6.
  • the switch elements Q1 and Q2 are elements that switch the current flowing through the inductor L.
  • the switch element Q1 is connected between the terminal electrode P1 and the inductor L, and the switch element Q2 is connected between the terminal electrode P2 (ground) and the inductor L.
  • the input capacitor Cin is connected between the terminal electrode P1 and the terminal electrode P2 (ground)
  • the output capacitor Cout is connected between the terminal electrode P6 and the ground
  • the control IC 3 is connected to the switch elements Q1 and Q2, respectively. Yes.
  • the drain of the switch element Q1 is connected to the terminal electrode P1
  • the source of the switch element Q1 is connected to the first end of the inductor L
  • the second end of the inductor L is connected to the terminal electrode P6.
  • the drain of the switch element Q2 is connected to the first end of the inductor L, and the source of the switch element Q2 is connected to the terminal electrode P2 (ground).
  • the first end of the input capacitor Cin is connected to the terminal electrode P1
  • the second end of the input capacitor Cin is connected to the terminal electrode P2 (ground)
  • the first end of the output capacitor Cout is connected to the terminal electrode P6.
  • the second end of Cout is connected to the terminal electrode P2 (ground).
  • the control IC 3 is connected to the gate and source of the switch elements Q1 and Q2, respectively.
  • the power supply module 101 constitutes a step-down DC / DC converter module.
  • the power module 101 according to this embodiment has the following effects.
  • a plurality of electronic components and an inductor 2 are mounted on the first surface PS1 and the second surface PS2 of the substrate 1, and the first outer surface VS1 in which the first surface PS1 and the second surface PS2 are mounting surfaces. It is a structure orthogonal to.
  • the area of the first outer surface VS1 is smaller than the area of the second outer surface VS2.
  • the power supply module 101 has a structure in which a plurality of electronic components mounted on the first surface PS1 of the substrate 1 are sealed with the first resin member 11, and the inductor 2 mounted on the second surface PS2 is the second.
  • the resin member 12 is sealed. That is, the thickness of the first resin member 11 in the Y-axis direction is equal to or greater than the thickness necessary for sealing a plurality of electronic components mounted on the first surface PS1, and the second resin member 12 in the Y-axis direction. The thickness is equal to or greater than the thickness necessary for sealing the inductor 2 mounted on the second surface PS2. That is, with this configuration, the area of the first outer surface VS1 necessary for stable mounting is ensured. Therefore, it is possible to realize a power supply module that can be stably mounted with a small mounting area (even if the first outer surface VS1 is orthogonal to the first surface PS1 and the second surface PS2 of the substrate 1).
  • the inductor and the plurality of electronic components are mounted on the first surface PS1 and the second surface PS2 of the substrate 1, respectively. Therefore, compared with the case where the inductor and the plurality of electronic components are mounted on one of the first surface PS1 and the second surface PS2 of the substrate 1, the size is small (particularly, the dimensions in the X-axis direction and the Z-axis direction are small). Can be realized.
  • the terminal electrodes P1, P2, P3, P4, P5, and P6 are formed from a part of the first outer surface VS1 to a part of the second outer surface VS2, and the first outer surface VS1 and the first outer surface VS1. 2 Exposed on the outer surface VS2.
  • the electronic components (the control IC 3, the capacitor 21, and the switch elements 31, 32) mounted on the first surface PS1 are sealed with the first resin member 11, and the inductor mounted on the second surface. 2 is sealed with the second resin member 12.
  • the entire power supply module is robust, and the durability of the power supply module itself with respect to mechanical strength, external force, and the like is increased.
  • heat generating components electronic components that generate heat during operation of the switch elements 31 and 32, the control IC 3 and the like (hereinafter referred to as “heat generating components”) are sealed with a resin member having higher thermal conductivity than air. . Therefore, heat generated from the heat generating component is dispersed through the resin member, so that heat dissipation is improved.
  • the heat generating component (switch elements 31, 32, etc.) is mounted on the first surface PS1, and the first resin member 11 on which the power module mounting surface (first outer surface VS1) is formed is formed. It is sealed.
  • the resin member is filled in the gap between the heat generating component and the mounting board, and the heat generating component contacts the mounting board through the resin member. Therefore, this configuration makes it easier to disperse the heat generated from the heat-generating component to the mounting substrate than when a power supply module having a structure in which the heat-generating component is not sealed by the resin member is mounted on the mounting substrate. Further increase.
  • substrate 1 can be shortened by forming the board
  • Second Embodiment an example of a power supply module in which electronic components other than the inductor are mounted on the second surface PS2 of the substrate 1 is shown.
  • FIG. 5 is a front view of the power supply module 102 according to the second embodiment.
  • 6A is a left side view of the power supply module 102
  • FIG. 6B is a right side view of the power supply module 102.
  • the first resin member 11 and the second resin member 12 are shown to be transparent in order to make the structure of the power supply module 102 easy to understand.
  • the positions of the switch elements 31 and 32 are indicated by broken lines for easy understanding of the structure
  • FIG. 6B the positions of the conductors 4 are indicated by broken lines for easy understanding of the structure. Is shown.
  • the power supply module 102 is that the power supply module according to the first embodiment is that some of the plurality of electronic components (control IC 3, two capacitors 21) are mounted on the second surface PS2 of the substrate 1. Different from the module 101.
  • the power supply module 102 is different from the power supply module 102 in that the power supply module 102 has a conductor 4 formed on the substrate 1.
  • Other configurations are substantially the same as those of the power supply module 101.
  • the conductor 4 is a U-shaped (C-shaped) conductor pattern formed inside the substrate 1.
  • the conductor 4 is a ground conductor formed inside the substrate 1, for example.
  • the control IC and the two capacitors 21 are mounted on the second surface PS2 of the substrate 1 and are sealed by the second resin member 12 formed on the second surface PS2 of the substrate 1.
  • the switch elements 31, 32 are different from the surface (second surface PS2) on which the capacitor 21 (input capacitor and output capacitor) is mounted (first surface PS2) of the first surface PS1 or the second surface PS2. It is mounted on the surface PS1).
  • these switch elements 31, 32 and the like correspond to “a plurality of electronic components mounted on the first surface” in the present invention.
  • the control IC 3 and the capacitor 21 correspond to “a plurality of electronic components respectively mounted on the second surface” in the present invention.
  • the switch elements 31 and 32 are arranged at positions where at least a part thereof overlaps the capacitor 21 (at least one of the input capacitor and the output capacitor) when viewed from the Y-axis direction. Is done. Further, as shown in FIG. 6B, the switch elements 31 and 32 are arranged at positions where at least a part thereof overlaps the conductor 4 when viewed from the Y-axis direction.
  • FIG. 7 is a circuit diagram of the power supply module 102. As shown in FIG. 7, in the power supply module 102, a loop Llp is configured by the input capacitor Cin and the switch elements Q1 and Q2.
  • the power supply module 102 has the following effects in addition to the effects described in the first embodiment.
  • the switch elements 31 and 32 when viewed from the Y-axis direction, are arranged at positions where at least a portion overlaps the capacitor 21 (at least one of the input capacitor and the output capacitor).
  • the distance on the plane (XZ plane) between the switch elements 31 and 32 and the input capacitor (or output capacitor) compared to the case where the switch elements 31 and 32 and the capacitor 21 are arranged side by side on the same substrate. Therefore, the wiring length between the switch elements 31 and 32 and the input capacitor (or output capacitor) is shortened (specifically, the sections D1 and D2 in FIG. 7 are shortened).
  • the inductance and conductor resistance of the loop Llp included in the power supply module 102 are reduced, and the switching noise suppression effect by the input capacitor (or output capacitor) is increased. Therefore, conduction noise from the power supply module to the conductor pattern or the like formed on the substrate 1 is reduced. Further, radiation noise from the power supply module to the outside is reduced. Furthermore, this configuration improves the power conversion efficiency of the power supply module. The improvement of the power conversion efficiency of the power supply module is particularly effective in operation at high frequencies.
  • the wiring length of the interlayer connection conductor or the like connecting the first surface PS1 and the second surface PS2 of the substrate 1 can be shortened, so that the conductor resistance can be further reduced.
  • the power conversion efficiency of the power supply module can be further improved.
  • the switch elements 31 and 32 are arranged at positions where at least a part thereof overlaps the conductor 4 when viewed from the Y-axis direction.
  • the conductor 4 formed on the substrate 1 functions as a shield that shields the noise radiated from the switch elements 31 and 32, so that the noise radiated from the power supply module can be suppressed.
  • the conductor 4 is formed inside the substrate 1 and the planar shape is a U-shaped (C-shaped) conductor pattern.
  • the conductor 4 may be formed on the first surface PS1 of the substrate 1 or may be formed on the second surface PS2 of the substrate 1.
  • the planar shape of the conductor 4 can be changed as appropriate within the scope of the effects and effects of the present invention, and may be, for example, a square, a rectangle, a polygon, a circle, an ellipse, an L shape, or a T shape.
  • the number of conductors 4 is not limited to one, and a plurality of conductors 4 may be formed on the substrate 1.
  • some of the plurality of electronic components are arranged at positions overlapping the inductor 2 when viewed from the Y-axis direction. Can be easily downsized.
  • the switch elements 31 and 32 are mounted on the first surface PS1 of the substrate 1, but the switch elements may be incorporated in other electronic components such as the control IC 3.
  • the electronic component in which the switch element is incorporated is disposed at a position overlapping the capacitor 21 (at least one of the input capacitor and the output capacitor) when viewed from the Y-axis direction.
  • the electronic component in which the switch element is incorporated is disposed at a position overlapping the conductor 4 formed on the substrate 1 when viewed from the Y-axis direction.
  • Third Embodiment an example of a power supply module in which a plurality of electronic components are mounted only on the first surface of the substrate is shown.
  • FIG. 8A is a front view of the power supply module 103 according to the third embodiment
  • FIG. 8B is a left side view of the power supply module 103.
  • the first resin member 11 is shown transparent in order to make the structure of the power supply module 103 easier to understand.
  • the power supply module 103 has a first point that all of the plurality of electronic components (control IC 3, capacitor 21, switch elements 31, 32, etc.) are mounted only on the first surface PS1 of the substrate 1. Different from the power supply module 101 according to the embodiment.
  • the power supply module 103 is different from the power supply module 101 in that the second resin member is not formed on the second surface PS of the substrate 1. Other configurations are substantially the same as those of the power supply module 101.
  • an inductor 2 On the first surface PS1 of the substrate 1, an inductor 2, a control IC 3, a capacitor 21 (input capacitor and output capacitor), and switch elements 31 and 32 are mounted.
  • the inductor 2, the control IC 3, the capacitor 21 (input capacitor and output capacitor) and the switch elements 31, 32 are embedded in the first resin member 11 formed on the first surface PS1 of the substrate 1.
  • the first outer surface VS1 of the power supply module 103 is formed over the side surface SS1 of the substrate 1 and the first resin member 11. As shown in FIG. The second outer surface VS ⁇ b> 2 of the power supply module 103 is formed on the first resin member 11.
  • the inductor 2 and the plurality of electronic components are all mounted on the first surface PS1 of the substrate 1 and sealed by the first resin member 11. It may be a configuration.
  • the inductor 2 is mounted on the second surface PS2 of the substrate 1 and sealed with the second resin member.
  • the configuration is limited to this configuration. It is not a thing.
  • the inductor 2 may be mounted on the first surface PS ⁇ b> 1 of the substrate 1 and sealed with the first resin member 11.
  • FIG. 9A is a circuit diagram of a power supply module 104A according to the fourth embodiment
  • FIG. 9B is a circuit diagram of another power supply module 104B according to the fourth embodiment.
  • the inductor L and the switch element Q2 are connected between the terminal electrode P1 and the terminal electrode P6.
  • the switch element Q2 is connected between the terminal electrode P6 and the inductor L, and the switch element Q1 is connected between the terminal electrode P2 (ground) and the inductor L.
  • the input capacitor Cin is connected between the terminal electrode P1 and the terminal electrode P2 (ground)
  • the output capacitor Cout is connected between the terminal electrode P2 and the terminal electrode P2 (ground)
  • the control IC 3 includes the switch elements Q1, Q2. Are connected to each.
  • the first end of the inductor L is connected to the terminal electrode P1
  • the source of the switch element Q2 is connected to the second end of the inductor L
  • the drain of the switch element Q2 is connected to the terminal electrode P6.
  • the drain of the switch element Q1 is connected to the second end of the inductor L, and the source of the switch element Q1 is connected to the terminal electrode P2 (ground).
  • the first end of the input capacitor Cin is connected to the terminal electrode P1
  • the second end of the input capacitor Cin is connected to the terminal electrode P2 (ground)
  • the first end of the output capacitor Cout is connected to the terminal electrode P6.
  • the second end of Cout is connected to the terminal electrode P2 (ground).
  • the control IC 3 is connected to the gate and source of the switch elements Q1 and Q2, respectively.
  • the power supply module 104A constitutes a step-up DC / DC converter module.
  • the switch element Q1 and the switch element Q2 are connected between the terminal electrode P1 and the terminal electrode P6.
  • the inductor L is connected between the switch elements Q1, Q2 and the terminal electrode P2 (ground).
  • the drain of the switch element Q1 is connected to the terminal electrode P1
  • the source of the switch element Q1 is connected to the first end of the inductor L
  • the drain of the switch element Q2 is connected to the first end of the inductor L.
  • the second end of the inductor L is connected to the terminal electrode P2 (ground), and the source of the switch element Q2 is connected to the terminal electrode P6.
  • the control IC 3 is connected to the gate and source of the switch elements Q1 and Q2, respectively.
  • the power supply module 104B constitutes a step-up / step-down DC / DC converter module.
  • the power supply module of the present invention may constitute not only a step-down DC / DC converter module but also a step-up DC / DC converter module and a step-up / step-down DC / DC converter module. Further, the power supply module of the present invention is not limited to a DC / DC converter module, and may constitute an AC / DC converter module or a DC / AC converter module.
  • FIG. 10 is a plan view showing a main part of a power supply device 201 according to the fifth embodiment including the power supply module of the present invention.
  • the terminal electrodes Vin, Vout, GND1, GND2, Para, ON / OFF, PWGOOD, Trim, and Sense are indicated by broken lines for easy understanding of the structure.
  • the conductor patterns CP1, CP2, CP3, CP4, and CL1 are shown as dot patterns for easy understanding of the structure.
  • the power supply device 201 includes a mounting substrate 5 and three power supply modules 101A.
  • the power supply module 101A is substantially the same as the power supply module 101 described in the first embodiment.
  • the power supply module 101A is different from the power supply module 101 according to the first embodiment in that it includes nine terminal electrodes Vin, Vout, GND1, GND2, Para, ON / OFF, PWGOOD, Trim, and Sense.
  • the terminal electrodes Vin, GND1, Para, PWGOOD, ON / OFF, Vout, GND2 are formed on a part of the first outer surface (mounting surface), and in the first direction along the ridge between the first outer surface and the second outer surface ( Are sequentially arranged in the X-axis direction).
  • the terminal electrodes Trim and Sense are formed on a part of the first outer surface (mounting surface), and are sequentially arranged in the first direction (X-axis direction) along the ridge between the first outer surface and the second outer surface. .
  • the conductor patterns CP1, CP2, CP3, CP4 and CL1 are formed on the mounting substrate 5.
  • Five conductor patterns CP 1, CP 2, CP 3, CP 4 and CL 1 are formed on the surface of the mounting substrate 5. All of the five conductor patterns CP1, CP2, CP3, CP4, and CL1 are linear conductor patterns extending in the Y-axis direction, and are arranged in the X-axis direction.
  • Conductor patterns CP1, CP2, CP3, and CP4 are conductor patterns for power supply wiring, and a large current flows therethrough. Therefore, the conductor patterns CP1, CP2, CP3, and CP4 have a larger line width than the conductor pattern CL1.
  • the conductor pattern CL1 is a conductor pattern for signal wiring.
  • the three power supply modules 101 are mounted on the mounting board 5.
  • the power supply module 101 is mounted on the mounting substrate 5 via a conductive bonding material such as solder.
  • the three power supply modules 101 are arranged in a second direction (Y-axis direction) orthogonal to the first direction (X-axis direction) along the edge of the first outer surface and the second outer surface. Are electrically connected in parallel with each other.
  • the terminal electrodes Vin of the three power supply modules 101 are respectively connected in parallel via the conductor pattern CP1, and the terminal electrodes GND1 of the three power supply modules 101 are respectively connected in parallel via the conductor pattern CP2.
  • the terminal electrodes Vout of the three power supply modules 101 are connected in parallel via the conductor pattern CP3, and the terminal electrodes GND2 of the three power supply modules 101 are connected in parallel via the conductor pattern CP4.
  • the terminal electrodes Para of the three power supply modules 101 are connected in parallel through the conductor pattern CL1.
  • FIG. 11 is a plan view showing a main part of a power supply device 200 of a comparative example provided with the power supply module 100.
  • terminal electrodes Vin, Vout, GND1, GND2, Para, ON / OFF, PWGOOD, Trim, and Sense are indicated by broken lines for easy understanding of the structure.
  • the conductor patterns CP1, CP2, CP3, CP4, and CL1 are shown as dot patterns for easy understanding of the structure.
  • the power supply device 200 of the comparative example includes a mounting substrate 5A and three power supply modules 100.
  • the power supply module 100 is a power supply module in which a first surface and a second surface on which a plurality of electronic components and inductors are mounted are parallel to a mounting surface in a structure including a substrate having a first surface and a second surface.
  • the nine terminal electrodes Vin, Vout, GND1, GND2, Para, ON / OFF, PWGOOD, Trim, Sense of the power supply module 100 are the nine terminal electrodes Vin, Vout, GND1, GND2, Para, ON / OFF of the power supply module 101A. , PWGOOD, Trim, and Sense.
  • the conductor patterns CP1A, CP2A, CP3A, CP4A, CL1A and three interlayer connection conductors V1 are formed on the mounting substrate 5A.
  • the conductor patterns CP1A, CP2A, CP4A, CL1 are formed on the surface of the mounting substrate 5A.
  • the conductor pattern CP3A and the three interlayer connection conductors V1 are formed inside the mounting substrate 5A.
  • the conductor pattern CP3A is a conductor pattern formed inside the mounting substrate 3A in relation to other wiring, and is routed to the surface of the mounting substrate 5A via the interlayer connection conductor V1.
  • the conductor patterns CP1A, CP2A, CP3A, CP4A, and CL1A are linear conductor patterns that extend in the Y-axis direction, and are arranged in the X-axis direction. As shown in FIG. 11, the three power supply modules 100 are arranged in the second direction (Y-axis direction), mounted on the mounting substrate 5A, and electrically connected in parallel to each other.
  • the terminal electrodes Vin of the three power supply modules 100 are connected in parallel via the conductor pattern CP1A, and the terminal electrodes GND1 of the three power supply modules 100 are connected in parallel via the conductor pattern CP2A.
  • the terminal electrodes Vout of the three power supply modules 100 are connected in parallel through the conductor pattern CP3A and the three interlayer connection conductors V1, respectively.
  • the terminal electrodes GND2 of the three power supply modules 100 are connected in parallel through the conductor pattern CP4A, respectively.
  • the terminal electrodes Para of the three power supply modules 100 are connected in parallel via the conductor pattern CL1A.
  • the power supply device 201 has the following effects.
  • the power supply device 201 has a structure in which three power supply modules 101 are arranged in the second direction (Y-axis direction). Therefore, compared with the case where a power supply module having a structure in which the first surface and the second surface of the substrate are parallel to the mounting surface is mounted on the mounting substrate, the wiring length for connecting a plurality of power supply modules (high conductor resistance) The conductor pattern can be shortened (see the wiring distance G1 in FIG. 10 and the wiring distance G2 in FIG. 11). Therefore, compared with the case where the power supply module having a structure in which the first surface and the second surface of the substrate are parallel to the mounting surface is mounted on the mounting substrate, the power supply device 201 with low loss can be realized.
  • the plurality of power supply modules 101A can be connected in parallel to each other by the linear conductor patterns CP1, CP2, CP3, CP4, and CL1. That is, in the present embodiment, the plurality of power supply modules 101A can be connected in parallel to each other by simple wiring. Therefore, according to the present embodiment, it is not necessary to route complicated wiring (for example, the conductor pattern CP3A in FIG. 11) in order to connect the plurality of power supply modules in parallel with each other, and it is easy to connect the plurality of power supply modules. Become.
  • the plurality of power supply modules 101A are connected to each other by the conductor patterns CP1, CP2, CP3, CP4, and CL1 extending linearly. That is, since the plurality of power supply modules 101A can be connected in parallel with each other at the shortest distance, the low-loss power supply device 201 can be realized. Further, since the plurality of power supply modules are connected in parallel with each other at the shortest distance, unstable operation of the power supply device due to external noise is suppressed. Furthermore, by connecting a plurality of power supply modules in parallel with each other at the shortest distance, variation in load current between the power supply modules 101A due to the difference in wiring length can be reduced, and the operation stability of the power supply apparatus is improved.
  • the power supply device 201 since the power supply device 201 according to the present embodiment uses the power supply module 101A that can be stably mounted, the power supply device 201 can be mounted on the mounting substrate 5 in the reflow process. Therefore, the number of processes is shortened compared with the flow process, and the power supply module 101A can be easily mounted on the mounting substrate 5.
  • the power supply module 101A since a plurality of electronic components and inductors are sealed with a resin member (first resin member or second resin member), a plurality of electronic components (or the substrate 1) (or even at a high temperature during reflow) The connection part of the inductor) by solder or the like is protected.
  • the resin member (first resin member or second resin member) and the substrate 1 are bonded by bonding between the resins, Electronic parts and inductors do not fall off, and after cooling, the joined state of the joined part by solder or the like returns to normal.
  • the present invention is not limited to this configuration.
  • the number of power supply modules can be changed as appropriate.
  • planar shape of the substrate 1 is rectangular has been described, but the present invention is not limited to this configuration.
  • the planar shape of the substrate 1 can be changed as appropriate within the scope of the function and effect of the present invention, and may be, for example, circular, elliptical, polygonal, L-shaped, T-shaped, Y-shaped, or the like.
  • the rectangular parallelepiped power supply module is shown, but the present invention is not limited to this configuration.
  • the shape of the power supply module can be changed as appropriate within the range where the functions and effects of the present invention are achieved.
  • the surface other than the mounting surface (first outer surface VS1) of the power supply module is not limited to a flat surface, and may be a curved surface or the like.
  • the power supply module including the control IC 3, the capacitor 21 (input capacitor and output capacitor), the switch elements 31 and 32, and the inductor 2 is shown.
  • the power supply module includes other electronic components. It does not have to be provided.
  • the plurality of electronic components may include, for example, a power inductor, a choke coil, a transformer, and the like.
  • the number, type, arrangement, and the like of the plurality of electronic components provided in the power supply module can be changed as appropriate within the scope of the operations and effects of the present invention.
  • the plurality of electronic components may be mounted on any one of the first surface PS1 and the second surface PS2 of the substrate 1.
  • the switch elements 31 and 32 are different from the surface on which the capacitor 21 (input capacitor and output capacitor) is mounted on the first surface PS1 or the second surface PS2. It is preferable to be mounted.
  • terminal electrodes P1, P2, P3, P4, P5, and P6 are formed from a part of the first outer surface VS1 to a part of the second outer surface VS2, and the first outer surface VS1 and
  • the configuration example exposed to the second outer surface VS2 has been described, it is not limited to this.
  • the terminal electrode only needs to be exposed to at least the first outer surface VS1.
  • the six terminal electrodes P1, P2, P3, P4, P5, and P6 are arranged in the first direction (X-axis direction) along the ridge between the first outer surface VS1 and the second outer surface VS2.
  • the present invention is not limited to this configuration.
  • the terminal electrode is not limited to a rectangular parallelepiped metal block, and may be an elliptical column shape, a polygonal column shape, or the like.
  • Control IC 4 Conductor 5, 5A ... Mounting substrate 11 ... First resin member 12 . Second resin member 21 ... Capacitor (input capacitor and output capacitor) 31, 32 ... Switch elements 100, 101, 102, 103 ... Power supply modules 200, 201 ... Power supply device

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

電源モジュール（１０１）は、第１外面（ＶＳ１）と、第１外面（ＶＳ１）に隣接し、第１外面（ＶＳ１）に直交する第２外面（ＶＳ２）とを備える。電源モジュール（１０１）は、第１面（ＰＳ１）と側面（ＳＳ１）とを有する基板（１）、少なくとも第１面（ＰＳ１）に搭載される複数の電子部品（制御（ＩＣ３）、コンデンサ（２１）、スイッチ素子（３１，３２）等）、第１面（ＰＳ１）に形成される第１樹脂部材（１１）、少なくとも第１外面（ＶＳ１）に露出する端子電極（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６）を備える。第１樹脂部材（１１）は、第１面（ＰＳ１）に搭載される電子部品を封止する。基板（１）は、第１面（ＰＳ１）が第１外面（ＶＳ１）に直交し、第１外面（ＶＳ１）は、少なくとも基板（１）の側面（ＳＳ１）および第１樹脂部材（１１）にわたって形成され、第１外面（ＶＳ１）の面積は、第２外面（ＶＳ２）の面積よりも小さい。

Description

電源モジュールおよび電源装置
　本発明は、電源モジュールに関し、特に基板と基板に実装される複数の電子部品とを備える電源モジュールに関する。また、その電源モジュールと実装基板とを備える電源装置に関する。
　従来、チップインダクタの上面にＩＣチップ等の電子部品を直接搭載する構造のＤＣ／ＤＣコンバータモジュールが知られている（特許文献１）。
　上記ＤＣ／ＤＣコンバータモジュールでは、チップインダクタの上面に複数の電子部品を搭載するため、小型化できる。
特開２０１０－２８７６８４号公報
　しかし、近年の電子機器の小型化に伴い、実装基板に実装されるディスクリート部品やパッケージモジュール等の高密度化・高集積化が要求されるが、特許文献１に示す構造のモジュールでは、実装面積が大きくなってしまうという問題がある。
　本発明の目的は、簡素な構成により、実装面積をさらに低減可能な電源モジュール、およびその電源モジュールと実装基板とを備える電源装置を提供することにある。
（１）本発明の電源モジュールは、
　第１外面と、前記第１外面に隣接し、前記第１外面に直交する第２外面と、を備えるものであって、
　第１面および側面を有する基板と、
　少なくとも前記第１面に搭載される複数の電子部品と、
　前記第１面に形成され、前記第１面に搭載される前記電子部品を封止する第１樹脂部材と、
　少なくとも前記第１外面に露出する端子電極と、
　を備え、
　前記基板は、前記第１面が前記第１外面に直交し、
　前記第１外面は、少なくとも前記基板の前記側面および前記第１樹脂部材にわたって形成され、
　前記第１外面の面積は、前記第２外面の面積よりも小さいことを特徴とする。
　この構成により、第２外面を実装面とする場合（すなわち、基板の第１面が実装面に平行である構造の場合）に比べて、小さな実装面積の電源モジュールを実現できる。
　また、この構成では、基板１の第１面に搭載される複数の電子部品を第１樹脂部材に封止する構造である。すなわち、第１樹脂部材の厚みは、第１面に搭載される複数の電子部品を封止するために必要な厚み以上である。つまり、安定して実装するために必要な第１外面の面積は確保される。したがって、この構成により、小さな実装面積でありながらも、安定して実装可能な電源モジュールを実現できる。
（２）上記（１）において、前記基板は、前記第１面に対向し、前記第１外面に直交する第２面をさらに有し、前記複数の電子部品のいくつかは、前記第２面に搭載され、前記第２面に形成され、前記第２面に搭載される前記電子部品を封止する第２樹脂部材をさらに備え、前記第１外面は、前記第２樹脂部材をさらに含んで形成されることが好ましい。この構成により、基板の第１面および第２面のいずれか一方の面に複数の電子部品を搭載する場合に比べて、小型の電源モジュールを実現できる。
（３）上記（２）において、前記第１面または前記第２面に搭載され、前記第１樹脂部材または前記第２樹脂部材に封止されるインダクタを備え、前記複数の電子部品のいくつかは、前記第１面または前記第２面を平面視して、前記インダクタに重なる位置に配置されることが好ましい。電源モジュールにおいて、インダクタは比較的サイズの大きな部品である。したがって、この構成により、電源モジュールを容易に小型化できる。
（４）上記（３）において、前記複数の電子部品は、入力部に接続された入力コンデンサと、出力部に接続された出力コンデンサと、前記インダクタと前記入力コンデンサとの間または前記インダクタと前記出力コンデンサとの間のいずれかに接続され、前記インダクタに流れる電流をスイッチングするスイッチ素子と、を含み、前記入力コンデンサおよび前記出力コンデンサは、前記第１面または前記第２面のうちいずれか一方の面に搭載され、前記スイッチ素子は、前記第１面または前記第２面のうち前記入力コンデンサおよび前記出力コンデンサが搭載された面とは異なる面に搭載されていてもよい。
（５）上記（３）において、前記複数の電子部品は、入力部に接続された入力コンデンサと、出力部に接続された出力コンデンサと、前記インダクタと前記入力コンデンサとの間および前記インダクタと前記出力コンデンサとの間にそれぞれ接続され、前記インダクタに流れる電流をスイッチングするスイッチ素子と、を含み、前記入力コンデンサおよび前記出力コンデンサは、前記第１面または前記第２面のうちいずれか一方の面に搭載され、前記スイッチ素子は、前記第１面または前記第２面のうち前記入力コンデンサおよび前記出力コンデンサが搭載された面とは異なる面に搭載されていてもよい。
（６）上記（４）または（５）において、前記スイッチ素子は、前記第１面または前記第２面を平面視して、少なくとも一部が前記入力コンデンサまたは前記出力コンデンサの少なくとも一方に重なる位置に配置されることが好ましい。この構成により、スイッチ素子とコンデンサとを同一基板上に並べて配置した場合と比べて、スイッチ素子と入力コンデンサまたは出力コンデンサとの平面上での距離が短くなるため、スイッチ素子と入力コンデンサまたは出力コンデンサとの間の配線長は短くなる。そのため、電源モジュールが有するループのインダクタンスおよび導体抵抗は小さくなり、入力コンデンサおよび出力コンデンサによるスイッチングノイズ抑制効果が高まる。したがって、電源モジュールから基板に形成される導体パターン等への伝導ノイズが低減される。また、電源モジュールから外部への輻射ノイズが低減される。また、この構成により、電源モジュールの電力変換効率が向上する。
（７）上記（４）から（６）のいずれかにおいて、前記基板に形成される導体を備え、前記スイッチ素子は、前記第１面または前記第２面を平面視して、少なくとも一部が前記導体に重なる位置に配置されることが好ましい。この構成では、基板に形成される導体が、スイッチ素子から放射されるノイズを遮蔽するシールドとして機能するため、電源モジュールから放射されるノイズを抑制できる。
（８）上記（１）から（７）のいずれかにおいて、前記端子電極は、前記第１外面の一部から前記第２外面の一部にわたって形成されることが好ましい。この構成により、第１外面だけでなく第２外面も実装面として利用可能となるため、実装先のスペースに合わせて実装面を選択可能な電源モジュールを実現できる。
（９）上記（１）から（８）のいずれかにおいて、前記端子電極の数は複数であり、複数の前記端子電極は、前記第１外面と前記第２外面との稜に沿った第１方向に配列されていてもよい。
（１０）本発明の電源装置は、
　実装基板と、
　第１外面と、前記第１外面に隣接し、前記第１外面に直交する第２外面と、を備える複数の電源モジュールと、
　を備え、
　前記複数の電源モジュールのそれぞれは、
　　第１面および第２面を有する基板と、
　　少なくとも前記第１面に搭載される複数の電子部品と、
　　前記第１面に形成され、前記第１面に搭載される前記電子部品を封止する第１樹脂部材と、
　　少なくとも前記第１外面に露出する端子電極と、
　　を備え、
　　前記基板は、前記第１面が前記第１外面に直交し、
　　前記第１外面は、少なくとも前記基板の前記側面および前記第１樹脂部材にわたって形成され、
　　前記第１外面の面積は、前記第２外面の面積よりも小さく、
　前記複数の電源モジュールは、前記第１外面と前記第２外面との稜に沿う第１方向に対して直交する第２方向に配列されて前記実装基板に実装され、電気的に互いに並列に接続されることを特徴とする。
　この構成により、基板の第１面および第２面が実装面に平行である構造の電源モジュールを実装基板に実装する場合に比べて、複数の電源モジュール同士を接続するための配線長（導体抵抗の高い導体パターン）を短くできるため、低損失の電源装置を実現できる。また、この構成により、単純な配線によって複数の電源モジュールを互いに並列に接続できる。したがって、複数の電源モジュールを互いに並列に接続するために複雑な配線を引き回す必要はなく、複数の電源モジュール同士の接続が容易となる。
　この構成では、複数の電源モジュールを最短距離で互いに並列に接続できるため、外来ノイズによる電源装置の不安定動作が抑制される。さらに、複数の電源モジュールを最短距離で互いに並列に接続することにより、配線長の違いによる各電源モジュール１０１間の負荷電流のばらつきを少なくでき、電源装置の動作安定性が向上する。
（１１）上記（１０）において、前記複数の電源モジュールは、はんだを介して前記実装基板に実装されていてもよい。
　本発明によれば、簡素な構成により、実装面積をさらに低減可能な電源モジュール、およびその電源と実装基板とを備える電源装置を実現できる。
図１（Ａ）は第１の実施形態に係る電源モジュール１０１の斜視図であり、図１（Ｂ）は電源モジュール１０１を別の視点から視た斜視図である。 図２（Ａ）は、電源モジュール１０１の内部構造を示す斜視図であり、図２（Ｂ）は電源モジュール１０１の正面図である。 図３（Ａ）は電源モジュール１０１の左側面図であり、図３（Ｂ）は電源モジュール１０１の右側面図である。 図４は電源モジュール１０１の回路図である。 図５は第２の実施形態に係る電源モジュール１０２の正面図である。 図６（Ａ）は電源モジュール１０２の左側面図であり、図６（Ｂ）は電源モジュール１０２の右側面図である。 図７は電源モジュール１０２の回路図である。 図８（Ａ）は第３の実施形態に係る電源モジュール１０３の正面図であり、図８（Ｂ）は電源モジュール１０３の左側面図である。 図９（Ａ）は第４の実施形態に係る電源モジュール１０４Ａの回路図であり、図９（Ｂ）は第４の実施形態に係る別の電源モジュール１０４Ｂの回路図である。 図１０は、本発明の電源モジュールを備える第５の実施形態に係る電源装置２０１の主要部分を示した平面図である。 図１１は、電源モジュール１００を備える比較例の電源装置２００の主要部分を示した平面図である。
　以降、図を参照して幾つかの具体的な例を挙げて、本発明を実施するための複数の形態を示す。各図中には同一箇所に同一符号を付している。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態を分けて示すが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能である。第２の実施形態以降では第１の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。
　《第１の実施形態》
　図１（Ａ）は第１の実施形態に係る電源モジュール１０１の斜視図であり、図１（Ｂ）は電源モジュール１０１を別の視点から視た斜視図である。図２（Ａ）は、電源モジュール１０１の内部構造を示す斜視図であり、図２（Ｂ）は電源モジュール１０１の正面図である。図３（Ａ）は電源モジュール１０１の左側面図であり、図３（Ｂ）は電源モジュール１０１の右側面図である。
　図１（Ｂ）では、構造を分かりやすくするため、第１外面ＶＳ１をハッチングして図示している。図２（Ａ）では、構造を分かりやすくするため、第１樹脂部材１１および第２樹脂部材１２の図示が省略されている。また、図２（Ｂ）、図３（Ａ）および図３（Ｂ）では、構造を分かりやすくするため、第１樹脂部材１１および第２樹脂部材１２を透明化して示している。
　本実施形態では、電源モジュール１０１が降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータモジュールである例を示す。電源モジュール１０１は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に平行な第１外面ＶＳ１と、第２外面ＶＳ２と第３外面ＶＳ３とを備える直方体状のモジュールである。本実施形態では、この第１外面ＶＳ１が電源モジュール１０１の実装面である。第２外面ＶＳ２および第３外面ＶＳ３は、ともに第１外面ＶＳ１に隣接し、第１外面ＶＳ１に直交している。
　なお、本明細書において「面Ａと面Ｂが直交する」とは、面Ａと面Ｂが厳密に９０°の角度をもって交差する場合に限られず、設計上や製造上のずれ等を考慮して、実質的に直交する場合を含む。このことは以降の各実施形態でも同様である。
　また、電源モジュール１０１は、基板１、インダクタ２、制御ＩＣ３、２つのコンデンサ２１、スイッチ素子３１，３２、第１樹脂部材１１、第２樹脂部材１２および６つの端子電極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６等を備える。
　基板１は平面形状が矩形の平板であり、第１面ＰＳ１、第１面ＰＳ１に対向する第２面ＰＳ２および側面ＳＳ１を有する。基板１の第１面ＰＳ１および第２面ＰＳ２は、いずれもＸ軸方向およびＺ軸方向に平行な面である。側面ＳＳ１は、第１面ＰＳ１および第２面ＰＳ２のいずれにも隣接し、第１面ＰＳ１および第２面ＰＳ２に直交する。図２（Ｂ）に示すように、基板１の第１面ＰＳ１および第２面ＰＳ２は第１外面ＶＳ１に直交し、第２外面ＶＳ２および第３外面ＶＳ３に平行である。基板１は例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含むプリント配線板である。
　基板１の第１面ＰＳ１には、制御ＩＣ３、２つのコンデンサ２１およびスイッチ素子３１，３２が搭載（実装）されており、基板１の第２面ＰＳ２には、インダクタ２が搭載（実装）されている。制御ＩＣ３は例えばマイクロプロセッサチップやＩＣチップである。２つのコンデンサ２１は入力コンデンサおよび出力コンデンサであり、例えばセラミックチップコンデンサである。スイッチ素子３１，３２は例えばＦＥＴである。インダクタ２は例えばチップインダクタである。制御ＩＣ３、２つのコンデンサ２１およびスイッチ素子３１，３２は、例えばはんだ等の導電性接合材を介して基板１の第１面ＰＳ１に実装される。
　本実施形態では、これら制御ＩＣ３、２つのコンデンサ２１およびスイッチ素子３１，３２等が、本発明における「第１面に搭載される複数の電子部品」に相当する。
　図３（Ｂ）に示すように、インダクタ２は基板１の第２面ＰＳ２の略全面に搭載される。そのため、複数の電子部品（制御ＩＣ３、コンデンサ２１およびスイッチ素子３１，３２等）の全てが、第１面ＰＳ１または第２面ＰＳ２を平面視して（Ｙ軸方向から視て）、インダクタ２に重なる位置に配置される。インダクタ２は、例えばはんだ等の導電性接合材を介して基板１の第２面ＰＳ２に実装される。
　第１樹脂部材１１は、基板１の第１面ＰＳ１上に形成され、第１面ＰＳ１に搭載された制御ＩＣ３、２つのコンデンサ２１（本発明における「入力コンデンサ」および「出力コンデンサ」に相当する）およびスイッチ素子３１，３２を封止する直方体状の樹脂ブロックである。言い換えると、制御ＩＣ３、２つのコンデンサ２１およびスイッチ素子３１，３２は、基板１の第１面ＰＳ１上に形成される第１樹脂部材１１に埋設されている。第１樹脂部材１１は例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂である。
　第２樹脂部材１２は、基板１の第２面ＰＳ２上に形成され、第２面ＰＳ２に搭載されたインダクタ２を封止する直方体状の樹脂ブロックである。言い換えると、インダクタ２は、基板１の第２面ＰＳ２上に形成される第２樹脂部材１２に埋設されている。第２樹脂部材１２は例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂である。
　図１（Ｂ）および図２（Ｂ）に示すように、電源モジュール１０１の第１外面ＶＳ１は、基板１の側面ＳＳ１、第１樹脂部材１１および第２樹脂部材１２にわたって形成されている。また、電源モジュール１０１の第２外面ＶＳ２は第１樹脂部材１１に形成されている。図１（Ｂ）等に示すように、第１外面ＶＳ１の面積は、第２外面ＶＳ２の面積よりも小さい。
　本実施形態に係る電源モジュール１０１は、基板１の第１面ＰＳ１に搭載される複数の電子部品を第１樹脂部材１１に封止する構造である。すなわち、第１樹脂部材１１の厚み（基板１の第１面ＰＳ１に直交する方向（Ｙ軸方向）における第１樹脂部材１１の厚み）は、第１面ＰＳ１に搭載される複数の電子部品を封止するために必要な厚み以上である。また、電源モジュール１０１は、基板１の第２面ＰＳ２に搭載されるインダクタ２を第２樹脂部材１２に封止する構造である。すなわち、第２樹脂部材１２の厚み（Ｙ軸方向における第２樹脂部材１２の厚み）は、第２面ＰＳ２に搭載されるインダクタ２を封止するために必要な厚み以上である。
　したがって、電源モジュールの幅（電源モジュールのＹ軸方向における寸法）は上記構造に必要な大きさ以上となる。つまり、安定して実装するために必要な第１外面ＶＳ１の面積は確保される。
　端子電極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６は外部電極との接続用の柱状電極であり、一部が少なくとも第１外面ＶＳ１に露出するように第１樹脂部材１１に埋設されている。端子電極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６は基板１の第１面ＰＳ１に実装され、基板１に形成される導体パターン等に接続される。本実施形態では、端子電極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６は基板１の第１辺（図３（Ａ）における基板１の下辺）側に位置し、第１外面ＶＳ１および第２外面ＶＳ２に露出している。また、端子電極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６は、図１（Ｂ）に示すように、第１外面ＶＳ１の一部から第２外面ＶＳ２の一部にわたって形成され、第１外面ＶＳ１と第２外面ＶＳ２との稜に沿った第１方向（Ｘ軸方向）に配列されている。端子電極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６は例えば直方体状のＣｕ製ブロックである。
　図４は電源モジュール１０１の回路図である。図４では、図３（Ａ）および図３（Ｂ）等で示したインダクタ２、２つのコンデンサ２１およびスイッチ素子３１，３２を、それぞれインダクタＬ、入力コンデンサＣｉｎ、出力コンデンサＣｏｕｔおよびスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２で表している。また、図４では、端子電極Ｐ１はＤＣ電圧を受ける電圧入力部であり、端子電極Ｐ２はグランドであり、端子電極Ｐ６は電圧出力部である。
　インダクタＬおよびスイッチ素子Ｑ１は、端子電極Ｐ１と、端子電極Ｐ６との間に接続されている。スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２はインダクタＬに流れる電流をスイッチングする素子である。スイッチ素子Ｑ１は、端子電極Ｐ１とインダクタＬとの間に接続され、スイッチ素子Ｑ２は端子電極Ｐ２（グランド）とインダクタＬとの間に接続されている。入力コンデンサＣｉｎは端子電極Ｐ１と端子電極Ｐ２（グランド）との間に接続され、出力コンデンサＣｏｕｔは端子電極Ｐ６とグランドとの間に接続され、制御ＩＣ３はスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２にそれぞれ接続されている。
　具体的には、スイッチ素子Ｑ１のドレインは端子電極Ｐ１に接続され、スイッチ素子Ｑ１のソースはインダクタＬの第１端に接続され、インダクタＬの第２端は端子電極Ｐ６に接続される。また、スイッチ素子Ｑ２のドレインは、インダクタＬの第１端に接続され、スイッチ素子Ｑ２のソースは端子電極Ｐ２（グランド）に接続される。入力コンデンサＣｉｎの第１端は端子電極Ｐ１に接続され、入力コンデンサＣｉｎの第２端は端子電極Ｐ２（グランド）に接続され、出力コンデンサＣｏｕｔの第１端は端子電極Ｐ６に接続され、出力コンデンサＣｏｕｔの第２端は端子電極Ｐ２（グランド）に接続される。制御ＩＣ３は、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２のゲート・ソースにそれぞれ接続される。
　このように、電源モジュール１０１は降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータモジュールを構成する。
　本実施形態に係る電源モジュール１０１によれば、次のような効果を奏する。
（ａ）電源モジュール１０１では、基板１の第１面ＰＳ１および第２面ＰＳ２に複数の電子部品およびインダクタ２が搭載され、第１面ＰＳ１および第２面ＰＳ２が実装面である第１外面ＶＳ１に直交する構造である。また、電源モジュール１０１では、第１外面ＶＳ１の面積が第２外面ＶＳ２の面積よりも小さい。この構成により、第２外面ＶＳ２を実装面とする場合（すなわち、基板１の第１面ＰＳ１および第２面ＰＳ２が実装面に平行である構造の場合）に比べて、小さな実装面積の電源モジュールを実現できる。
（ｂ）電源モジュール１０１は、基板１の第１面ＰＳ１に搭載される複数の電子部品を第１樹脂部材１１に封止する構造であり、第２面ＰＳ２に搭載されるインダクタ２を第２樹脂部材１２に封止する構造である。すなわち、第１樹脂部材１１のＹ軸方向における厚みは、第１面ＰＳ１に搭載される複数の電子部品を封止するために必要な厚み以上であり、第２樹脂部材１２のＹ軸方向における厚みは、第２面ＰＳ２に搭載されるインダクタ２を封止するために必要な厚み以上である。つまり、この構成により、安定して実装するために必要な第１外面ＶＳ１の面積は確保される。したがって、小さな実装面積でありながらも（第１外面ＶＳ１が基板１の第１面ＰＳ１および第２面ＰＳ２に直交する構造であっても）、安定して実装可能な電源モジュールを実現できる。
（ｃ）また、本実施形態では、インダクタおよび複数の電子部品が、基板１の第１面ＰＳ１および第２面ＰＳ２にそれぞれ搭載される構造である。そのため、基板１の第１面ＰＳ１および第２面ＰＳ２のいずれか一方の面にインダクタおよび複数の電子部品を搭載する場合に比べて、小型（特にＸ軸方向およびＺ軸方向における寸法の小さな）の電源モジュールを実現できる。
（ｄ）また、本実施形態では、端子電極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６が、第１外面ＶＳ１の一部から第２外面ＶＳ２の一部にわたって形成され、第１外面ＶＳ１および第２外面ＶＳ２に露出する。この構成により、第１外面ＶＳ１だけでなく第２外面ＶＳ２も実装面として利用可能となるため、実装先のスペースに合わせて実装面を選択可能な電源モジュールを実現できる。
（ｅ）また、本実施形態では、複数の電子部品（制御ＩＣ３、コンデンサ２１およびスイッチ素子３１，３２等）の全てが、Ｙ軸方向から視て、インダクタ２に重なる位置に配置される。電源モジュールにおいて、インダクタ２は比較的サイズの大きな部品である。したがって、この構成により、電源モジュール容易に小型化できる。なお、複数の電子部品の全てが、Ｙ軸方向から視て、インダクタ２に重なっている必要はない。後に示すように（「第２の実施形態」を参照。）、複数の電子部品のうちいくつかが、Ｙ軸方向から視て、インダクタ２に重なっていれば、上記のような作用・効果を奏する。
（ｆ）本実施形態では、第１面ＰＳ１に搭載される電子部品（制御ＩＣ３、コンデンサ２１およびスイッチ素子３１，３２）が第１樹脂部材１１で封止され、第２面に搭載されるインダクタ２が第２樹脂部材１２で封止される。この構成では、電子部品やインダクタ２が樹脂部材で保護されるので、電源モジュール全体が堅牢となり、電源モジュール自体の機械的強度や外力等に対する耐久性が高まる。また、この構成により、はんだ付けだけで電子部品を基板１に搭載した場合に比べて、基板１に対する電子部品等の実装強度を高めることができ、電子部品等と基板との電気的な接続信頼性が向上する。
　また、この構成では、基板１に搭載される電子部品が樹脂部材によって封止されるため、部品強度の低い電子部品や半導体ベアチップ部品（ＩＣ）等も基板１にフェイスダウンで直接搭載できる。そのため、リードフレームやワイヤボンディングの必要が無く、モジュール内でのサイズは小さい。したがって、このようなベアチップ部品を使用することにより、電源モジュール自体の小型化を図ることができる。
（ｇ）本実施形態では、スイッチ素子３１，３２や制御ＩＣ３等の動作時に発熱する電子部品（以下、「発熱部品」）が、空気よりも熱伝導性の高い樹脂部材で封止されている。したがって、発熱部品から発生する熱が樹脂部材を介して分散されるため、放熱性が高まる。
（ｈ）また、本実施形態では、発熱部品（スイッチ素子３１，３２等）が第１面ＰＳ１に搭載され、電源モジュールの実装面（第１外面ＶＳ１）が形成される第１樹脂部材１１に封止されている。この構成の電源モジュールを実装基板に実装した場合、発熱部品と実装基板との間隙に樹脂部材が充填され、発熱部品が樹脂部材を介して実装基板に接する。したがって、この構成により、発熱部品が樹脂部材に封止されていない構造の電源モジュールを実装基板に実装した場合に比べて、発熱部品から発生した熱を実装基板へ分散しやすくなり、放熱性がさらに高まる。
（ｉ）基板１の第１面ＰＳ１および第２面ＰＳ２を樹脂部材で封止しない構造の電源モジュールの場合、電子部品を搭載するために基板１自体の強度を確保する必要があり、基板１を薄く形成することは困難である。一方、本実施形態では、基板１の第１面ＰＳ１および第２面ＰＳ２を樹脂部材で封止しているため、基板１を薄く形成したとしても、電子部品を搭載するための基板１の強度は確保され、基板１自体の反り等も抑制される。したがって、この構成により、薄く形成した基板１を容易に利用することができるため、小型（特にＹ軸方向における厚みが薄い）の電源モジュールを実現できる。
　なお、基板１を薄く形成することで、基板１の第１面ＰＳ１と第２面ＰＳ２とを接続する層間接続導体等の配線長を短くできるため、電源モジュール全体の導体抵抗を低減できる。したがって、低損失の電源モジュールを実現できる。
　《第２の実施形態》
　第２の実施形態では、基板１の第２面ＰＳ２にインダクタ以外にも電子部品が搭載された電源モジュールの例を示す。
　図５は第２の実施形態に係る電源モジュール１０２の正面図である。図６（Ａ）は電源モジュール１０２の左側面図であり、図６（Ｂ）は電源モジュール１０２の右側面図である。図５、図６（Ａ）および図６（Ｂ）では、電源モジュール１０２の構造を分かりやすくするため、第１樹脂部材１１および第２樹脂部材１２を透明化して示している。また、図６（Ａ）では、構造を分かりやすくするため、スイッチ素子３１，３２の位置を破線で示しており、図６（Ｂ）では、構造を分かりやすくするため、導体４の位置を破線で示している。
　本実施形態に係る電源モジュール１０２は、複数の電子部品のいくつか（制御ＩＣ３、２つのコンデンサ２１）が基板１の第２面ＰＳ２に搭載されている点が、第１の実施形態に係る電源モジュール１０１と異なる。また、電源モジュール１０２は、基板１に形成される導体４を有する点が、電源モジュール１０２と異なる。その他の構成については、実質的に電源モジュール１０１と同じである。
　導体４は、基板１の内部に形成された平面形状がＵ字状（Ｃ字状）の導体パターンである。導体４は例えば基板１の内部に形成されるグランド導体である。
　制御ＩＣ、２つのコンデンサ２１（入力コンデンサおよび出力コンデンサ）は、基板１の第２面ＰＳ２に搭載され、基板１の第２面ＰＳ２上に形成される第２樹脂部材１２に封止されている。本実施形態では、スイッチ素子３１，３２が、第１面ＰＳ１または第２面ＰＳ２のうちコンデンサ２１（入力コンデンサおよび出力コンデンサ）が搭載された面（第２面ＰＳ２）とは異なる面（第１面ＰＳ１）に搭載されている。
　本実施形態では、これらスイッチ素子３１，３２等が、本発明における「第１面に搭載される複数の電子部品」に相当する。また、本実施形態では、これら制御ＩＣ３、コンデンサ２１（入力コンデンサおよび出力コンデンサ）が、本発明における「第２面にそれぞれ搭載される複数の電子部品」に相当する。
　図６（Ａ）に示すように、本実施形態に係るスイッチ素子３１，３２は、Ｙ軸方向から視て、少なくとも一部がコンデンサ２１（入力コンデンサまたは出力コンデンサの少なくとも一方）に重なる位置に配置される。また、図６（Ｂ）に示すように、スイッチ素子３１，３２は、Ｙ軸方向から視て、少なくとも一部が導体４に重なる位置に配置される。
　図７は電源モジュール１０２の回路図である。図７に示すように、電源モジュール１０２では、入力コンデンサＣｉｎおよびスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２によってループＬｌｐを構成する。
　本実施形態に係る電源モジュール１０２によれば、第１の実施形態で述べた効果以外に、次のような効果を奏する。
（ｊ）本実施形態では、Ｙ軸方向から視て、スイッチ素子３１，３２は、少なくとも一部がコンデンサ２１（入力コンデンサまたは出力コンデンサの少なくとも一方）に重なる位置に配置される。この構成により、スイッチ素子３１，３２とコンデンサ２１とを同一基板上に並べて配置した場合と比べて、スイッチ素子３１，３２と入力コンデンサ（または出力コンデンサ）との平面（ＸＺ平面）上での距離が短くなるため、スイッチ素子３１，３２と入力コンデンサ（または出力コンデンサ）との間の配線長は短くなる（具体的には、図７における区間Ｄ１，Ｄ２が短くなる）。そのため、電源モジュール１０２が有するループＬｌｐのインダクタンスおよび導体抵抗は小さくなり、入力コンデンサ（または出力コンデンサ）によるスイッチングノイズ抑制効果が高まる。したがって、電源モジュールから基板１に形成される導体パターン等への伝導ノイズが低減される。また、電源モジュールから外部への輻射ノイズが低減される。さらに、この構成により、電源モジュールの電力変換効率が向上する。なお、上記電源モジュールの電力変換効率の向上については、特に高周波での動作において効果が高まる。
　また、上述したように基板１を薄く形成することで、基板１の第１面ＰＳ１と第２面ＰＳ２とを接続する層間接続導体等の配線長を短くできるため、導体抵抗をさらに小さくでき、電源モジュールの電力変換効率をさらに向上させることができる。
（ｋ）本実施形態では、スイッチ素子３１，３２が、Ｙ軸方向から視て、少なくとも一部が導体４に重なる位置に配置される。この構成では、基板１に形成された導体４が、スイッチ素子３１，３２から放射されるノイズを遮蔽するシールドとして機能するため、電源モジュールから放射されるノイズを抑制できる。本実施形態では、特にスイッチ素子３１，３２が搭載された基板１の第１面ＰＳ１とは反対側である電源モジュールの第３外面ＶＳ３側へのノイズの放射を抑制できる。
　なお、本実施形態では、導体４が基板１の内部に形成され、平面形状がＵ字状（Ｃ字状）の導体パターンである例を示したが、この構成に限定されるものではない。導体４は基板１の第１面ＰＳ１に形成されていてもよいし、基板１の第２面ＰＳ２に形成されていてもよい。また、導体４の平面形状についても、本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能であり、例えば正方形・矩形・多角形・円形・楕円形・Ｌ字形・Ｔ字形等であってもよい。さらに、導体４は１つに限らず、基板１に複数個形成されていてもよい。
　なお、本実施形態で示したように、複数の電子部品のうちいくつか（スイッチ素子３１，３２等）が、Ｙ軸方向から視て、インダクタ２に重なる位置に配置されることにより、電源モジュールを容易に小型化できる。
　本実施形態では、スイッチ素子３１，３２が、基板１の第１面ＰＳ１に搭載される例を示したが、スイッチ素子が制御ＩＣ３等の他の電子部品内に組み込まれていてもよい。この場合には、スイッチ素子が組み込まれた上記電子部品が、Ｙ軸方向から視て、コンデンサ２１（入力コンデンサまたは出力コンデンサの少なくとも一方）に重なる位置に配置されることが好ましい。また、この場合には、スイッチ素子が組み込まれた上記電子部品が、Ｙ軸方向から視て、基板１に形成された導体４に重なる位置に配置されることが好ましい。
　《第３の実施形態》
　第３の実施形態では、基板の第１面にのみ複数の電子部品が搭載される電源モジュールの例を示す。
　図８（Ａ）は第３の実施形態に係る電源モジュール１０３の正面図であり、図８（Ｂ）は電源モジュール１０３の左側面図である。図８（Ａ）および図８（Ｂ）では、電源モジュール１０３の構造を分かりやすくするため、第１樹脂部材１１を透明化して示している。
　本実施形態に係る電源モジュール１０３は、複数の電子部品の全て（制御ＩＣ３、コンデンサ２１およびスイッチ素子３１，３２等）が基板１の第１面ＰＳ１のみに搭載されている点が、第１の実施形態に係る電源モジュール１０１と異なる。また、電源モジュール１０３は、基板１の第２面ＰＳ上に第２樹脂部材が形成されていない点が、電源モジュール１０１と異なる。その他の構成については、実質的に電源モジュール１０１と同じである。
　基板１の第１面ＰＳ１には、インダクタ２、制御ＩＣ３、コンデンサ２１（入力コンデンサおよび出力コンデンサ）およびスイッチ素子３１，３２が搭載されている。
　インダクタ２、制御ＩＣ３、コンデンサ２１（入力コンデンサおよび出力コンデンサ）およびスイッチ素子３１，３２は、基板１の第１面ＰＳ１上に形成される第１樹脂部材１１に埋設されている。
　図８（Ａ）および図８（Ｂ）に示すように、電源モジュール１０３の第１外面ＶＳ１は、基板１の側面ＳＳ１および第１樹脂部材１１にわたって形成されている。また、電源モジュール１０３の第２外面ＶＳ２は第１樹脂部材１１に形成されている。
　このように、インダクタ２および複数の電子部品（制御ＩＣ３、コンデンサ２１およびスイッチ素子３１，３２等）の全てが、基板１の第１面ＰＳ１に搭載され、第１樹脂部材１１に封止される構成であってもよい。
　第１・第２の実施形態に係る電源モジュールでは、インダクタ２が、基板１の第２面ＰＳ２に搭載され、第２樹脂部材に封止される例を示したが、この構成に限定されるものではない。本実施形態で示したように、インダクタ２は、基板１の第１面ＰＳ１に搭載され、第１樹脂部材１１に封止されていてもよい。
　《第４の実施形態》
　第４の実施形態では、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータモジュール以外の電源モジュールの例を示す。
　図９（Ａ）は第４の実施形態に係る電源モジュール１０４Ａの回路図であり、図９（Ｂ）は第４の実施形態に係る別の電源モジュール１０４Ｂの回路図である。
　電源モジュール１０４Ａでは、図９（Ａ）に示すように、インダクタＬおよびスイッチ素子Ｑ２は，端子電極Ｐ１と端子電極Ｐ６との間に接続されている。スイッチ素子Ｑ２は、端子電極Ｐ６とインダクタＬとの間に接続され、スイッチ素子Ｑ１は端子電極Ｐ２（グランド）とインダクタＬとの間に接続されている。入力コンデンサＣｉｎは端子電極Ｐ１と端子電極Ｐ２（グランド）との間に接続され、出力コンデンサＣｏｕｔは端子電極Ｐ２と端子電極Ｐ２（グランド）との間に接続され、制御ＩＣ３はスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２にそれぞれ接続されている。
　具体的には、インダクタＬの第１端は端子電極Ｐ１に接続され、スイッチ素子Ｑ２のソースはインダクタＬの第２端に接続され、スイッチ素子Ｑ２のドレインは端子電極Ｐ６に接続される。また、スイッチ素子Ｑ１のドレインは、インダクタＬの第２端に接続され、スイッチ素子Ｑ１のソースは端子電極Ｐ２（グランド）に接続される。入力コンデンサＣｉｎの第１端は端子電極Ｐ１に接続され、入力コンデンサＣｉｎの第２端は端子電極Ｐ２（グランド）に接続され、出力コンデンサＣｏｕｔの第１端は端子電極Ｐ６に接続され、出力コンデンサＣｏｕｔの第２端は端子電極Ｐ２（グランド）に接続される。制御ＩＣ３は、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２のゲート・ソースにそれぞれ接続される。
　このように、電源モジュール１０４Ａは昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータモジュールを構成する。
　次に、電源モジュール１０４Ｂでは、図９（Ｂ）に示すように、スイッチ素子Ｑ１およびスイッチ素子Ｑ２は、端子電極Ｐ１と端子電極Ｐ６との間に接続されている。インダクタＬはスイッチ素子Ｑ１，Ｑ２と端子電極Ｐ２（グランド）との間に接続されている。
　具体的には、スイッチ素子Ｑ１のドレインは端子電極Ｐ１に接続され、スイッチ素子Ｑ１のソースがインダクタＬの第１端に接続され、スイッチ素子Ｑ２のドレインがインダクタＬの第１端に接続される。インダクタＬの第２端は端子電極Ｐ２（グランド）に接続され、スイッチ素子Ｑ２のソースが端子電極Ｐ６に接続される。制御ＩＣ３は、スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２のゲート・ソースにそれぞれ接続される。
　このように、電源モジュール１０４Ｂは昇降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータモジュールを構成する。
　本実施形態で示したように、本発明の電源モジュールは、降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータモジュールだけでなく、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータモジュールや昇降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータモジュールを構成してもよい。また、本発明の電源モジュールは、ＤＣ／ＤＣコンバータモジュールのみに限定されず、ＡＣ／ＤＣコンバータモジュールやＤＣ／ＡＣコンバータモジュールを構成してもよい。
　《第５の実施形態》
　第５の実施形態では３つの電源モジュール１０１を備える電源装置について示す。
　図１０は、本発明の電源モジュールを備える第５の実施形態に係る電源装置２０１の主要部分を示した平面図である。図１０では、構造を分かりやすくするため、端子電極Ｖｉｎ，Ｖｏｕｔ，ＧＮＤ１，ＧＮＤ２，Ｐａｒａ，ＯＮ／ＯＦＦ，ＰＷＧＯＯＤ，Ｔｒｉｍ，Ｓｅｎｓｅを破線で示している。また、図１０では、構造を分かりやすくするために、導体パターンＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰ３，ＣＰ４，ＣＬ１をドットパターンにより示している。
　本実施形態に係る電源装置２０１は、実装基板５および３つの電源モジュール１０１Ａを備える。電源モジュール１０１Ａは第１の実施形態で説明した電源モジュール１０１と実質的に同じものである。電源モジュール１０１Ａは、９つの端子電極Ｖｉｎ，Ｖｏｕｔ，ＧＮＤ１，ＧＮＤ２，Ｐａｒａ，ＯＮ／ＯＦＦ，ＰＷＧＯＯＤ，Ｔｒｉｍ，Ｓｅｎｓｅを備える点で、第１の実施形態に係る電源モジュール１０１と異なる。端子電極Ｖｉｎ，ＧＮＤ１，Ｐａｒａ，ＰＷＧＯＯＤ，ＯＮ／ＯＦＦ，Ｖｏｕｔ，ＧＮＤ２は、第１外面（実装面）の一部に形成され、第１外面と第２外面との稜に沿った第１方向（Ｘ軸方向）に順次配列されている。また、端子電極Ｔｒｉｍ，Ｓｅｎｓｅは、第１外面（実装面）の一部に形成され、第１外面と第２外面との稜に沿った第１方向（Ｘ軸方向）に順次配列されている。
　実装基板５には、５つの導体パターンＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰ３，ＣＰ４，ＣＬ１が形成されている。５つの導体パターンＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰ３，ＣＰ４，ＣＬ１は実装基板５の表面に形成されている。５つの導体パターンＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰ３，ＣＰ４，ＣＬ１は、いずれもＹ軸方向に延伸する線状の導体パターンであり、Ｘ軸方向に配列されている。導体パターンＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰ３，ＣＰ４は電源配線用の導体パターンであり、大電流が流れる。そのため、導体パターンＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰ３，ＣＰ４は、導体パターンＣＬ１に比べて線幅が太い。導体パターンＣＬ１は信号配線用の導体パターンである。
　３つの電源モジュール１０１は実装基板５に実装される。電源モジュール１０１は、例えばはんだ等の導電性接合材を介して実装基板５に実装される。
　３つの電源モジュール１０１は、図１０に示すように、第１外面と第２外面との稜に沿う第１方向（Ｘ軸方向）に対して直交する第２方向（Ｙ軸方向）に配列され、電気的に互いに並列に接続される。
　具体的には、３つの電源モジュール１０１の端子電極Ｖｉｎは、導体パターンＣＰ１を介してそれぞれ並列に接続され、３つの電源モジュール１０１の端子電極ＧＮＤ１は、導体パターンＣＰ２を介してそれぞれ並列に接続される。３つの電源モジュール１０１の端子電極Ｖｏｕｔは、導体パターンＣＰ３を介してそれぞれ並列に接続され、３つの電源モジュール１０１の端子電極ＧＮＤ２は、導体パターンＣＰ４を介してそれぞれ並列に接続される。また、３つの電源モジュール１０１の端子電極Ｐａｒａは、導体パターンＣＬ１を介してそれぞれ並列に接続される。
　図１１は、電源モジュール１００を備える比較例の電源装置２００の主要部分を示した平面図である。図１１では、構造を分かりやすくするため、端子電極Ｖｉｎ，Ｖｏｕｔ，ＧＮＤ１，ＧＮＤ２，Ｐａｒａ，ＯＮ／ＯＦＦ，ＰＷＧＯＯＤ，Ｔｒｉｍ，Ｓｅｎｓｅを破線で示している。また、図１１では、構造を分かりやすくするために、導体パターンＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰ３，ＣＰ４，ＣＬ１をドットパターンにより示している。
　比較例の電源装置２００は、実装基板５Ａおよび３つの電源モジュール１００を備える。電源モジュール１００は、第１面および第２面を有する基板を備える構造において、複数の電子部品およびインダクタが搭載される第１面および第２面が実装面に平行である電源モジュールである。電源モジュール１００の９つの端子電極Ｖｉｎ，Ｖｏｕｔ，ＧＮＤ１，ＧＮＤ２，Ｐａｒａ，ＯＮ／ＯＦＦ，ＰＷＧＯＯＤ，Ｔｒｉｍ，Ｓｅｎｓｅは、電源モジュール１０１Ａの９つの端子電極Ｖｉｎ，Ｖｏｕｔ，ＧＮＤ１，ＧＮＤ２，Ｐａｒａ，ＯＮ／ＯＦＦ，ＰＷＧＯＯＤ，Ｔｒｉｍ，Ｓｅｎｓｅにそれぞれ対応する端子電極である。
　実装基板５Ａには、５つの導体パターンＣＰ１Ａ，ＣＰ２Ａ，ＣＰ３Ａ，ＣＰ４Ａ，ＣＬ１Ａおよび３つの層間接続導体Ｖ１が形成されている。導体パターンＣＰ１Ａ，ＣＰ２Ａ，ＣＰ４Ａ，ＣＬ１は実装基板５Ａの表面に形成されている。導体パターンＣＰ３Ａおよび３つの層間接続導体Ｖ１は実装基板５Ａの内部に形成されている。導体パターンＣＰ３Ａは、他の配線との関係により実装基板３Ａの内部に形成された導体パターンであり、層間接続導体Ｖ１を介して実装基板５Ａの表面に引き回される。
　導体パターンＣＰ１Ａ，ＣＰ２Ａ，ＣＰ３Ａ，ＣＰ４Ａ，ＣＬ１Ａは、Ｙ軸方向に延伸する線状の導体パターンであり、Ｘ軸方向に配列されている。３つの電源モジュール１００は、図１１に示すように、第２方向（Ｙ軸方向）に配列されて実装基板５Ａに実装され、電気的に互いに並列に接続される。
　具体的には、３つの電源モジュール１００の端子電極Ｖｉｎは、導体パターンＣＰ１Ａを介してそれぞれ並列に接続され、３つの電源モジュール１００の端子電極ＧＮＤ１は、導体パターンＣＰ２Ａを介してそれぞれ並列に接続される。３つの電源モジュール１００の端子電極Ｖｏｕｔは、導体パターンＣＰ３Ａおよび３つの層間接続導体Ｖ１を介してそれぞれ並列に接続され、３つの電源モジュール１００の端子電極ＧＮＤ２は、導体パターンＣＰ４Ａを介してそれぞれ並列に接続される。また、３つの電源モジュール１００の端子電極Ｐａｒａは、導体パターンＣＬ１Ａを介してそれぞれ並列に接続される。
　本実施形態に係る電源装置２０１によれば、次のような効果を奏する。
　本実施形態に係る電源装置２０１では、３つの電源モジュール１０１が第２方向（Ｙ軸方向）に配列される構造である。そのため、基板の第１面および第２面が実装面に平行である構造の電源モジュールを実装基板に実装する場合に比べて、複数の電源モジュール同士を接続するための配線長（導体抵抗の高い導体パターン）を短くできる（図１０中の配線距離Ｇ１および図１１中の配線距離Ｇ２を参照）。したがって、基板の第１面および第２面が実装面に平行である構造の電源モジュールを実装基板に実装する場合に比べて、低損失の電源装置２０１を実現できる。
　また、本実施形態に係る電源装置２０１では、線状の導体パターンＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰ３，ＣＰ４，ＣＬ１によって、複数の電源モジュール１０１Ａが互いに並列に接続できる。すなわち、本実施形態では、単純な配線によって複数の電源モジュール１０１Ａを互いに並列に接続できる。したがって、本実施形態によれば、複数の電源モジュールを互いに並列に接続するために複雑な配線（例えば、図１１における導体パターンＣＰ３Ａ）を引き回す必要はなく、複数の電源モジュール同士の接続が容易となる。
　また、本実施形態によれば、線状に延伸する導体パターンＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰ３，ＣＰ４，ＣＬ１によって、複数の電源モジュール１０１Ａが互いに接続される。すなわち、複数の電源モジュール１０１Ａを最短距離で互いに並列に接続できるため、低損失の電源装置２０１を実現できる。また、複数の電源モジュールが最短距離で互いに並列に接続されるため、外来ノイズによる電源装置の不安定動作が抑制される。さらに、複数の電源モジュールを最短距離で互いに並列に接続することにより、配線長の違いによる各電源モジュール１０１Ａ間の負荷電流のばらつきを少なくでき、電源装置の動作安定性が向上する。
　また、本実施形態に係る電源装置２０１では、安定して実装可能な電源モジュール１０１Ａを用いるため、リフロー工程で実装基板５への実装が可能となる。したがって、フロー工程に比べて工程数が短縮され、電源モジュール１０１Ａの実装基板５に対する実装が容易となる。また、電源モジュール１０１Ａでは、複数の電子部品やインダクタが樹脂部材（第１樹脂部材または第２樹脂部材）で封止されるため、リフロー時の高温下でも、基板１に対する複数の電子部品（またはインダクタ）のはんだ等による接続部は保護される。また、はんだ等による接合部がリフロー時の高温下で一旦溶融する場合でも、樹脂部材（第１樹脂部材または第２樹脂部材）と基板１とは樹脂同士の接合により接着しており、複数の電子部品やインダクタが脱落せず、冷却後、はんだ等による接合部の接合状態は正常に戻る。
　なお、本実施形態では、３つの電源モジュール１０１Ａを備える電源装置２０１の例を示したが、この構成に限定されるものではない。電源モジュールの個数は適宜変更可能である。
　《その他の実施形態》
　以上に示した各実施形態では、基板１の平面形状が矩形である例を示したが、この構成に限定されるものではない。基板１の平面形状は本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能であり、例えば円形、楕円形、多角形、Ｌ字形、Ｔ字形、Ｙ字形等であってもよい。また、以上に示した第１・第２・第３の各実施形態では、直方体状の電源モジュールを示したが、この構成に限定されるものではない。電源モジュールの形状は本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能である。また、電源モジュールの実装面（第１外面ＶＳ１）以外の面は、平面に限定されるものではなく、曲面等であってもよい。
　以上に示した各実施形態では、制御ＩＣ３、コンデンサ２１（入力コンデンサおよび出力コンデンサ）、スイッチ素子３１，３２、インダクタ２を備える電源モジュールを示したが、電源モジュールがこれ以外の電子部品を備えていてもよいし、必ずしも備えていなくてもよい。複数の電子部品には、例えばパワーインダクタやチョークコイル、トランス等が含まれていてもよい。
　また、電源モジュールが備える複数の電子部品の個数・種類・配置等は、本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能である。また、複数の電子部品は、基板１の第１面ＰＳ１および第２面ＰＳ２のいずれの面に搭載されていてもよい。但し、スイッチ素子３１，３２は、第２の実施形態で示したように、第１面ＰＳ１または第２面ＰＳ２のうちコンデンサ２１（入力コンデンサおよび出力コンデンサ）が搭載された面とは異なる面に搭載されることが好ましい。
　以上に示した各実施形態では、６つの端子電極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６が、第１外面ＶＳ１の一部から第２外面ＶＳ２の一部にわたって形成され、第１外面ＶＳ１および第２外面ＶＳ２に露出する構成例について示したが、これに限定されるものではない。端子電極は、少なくとも第１外面ＶＳ１に露出していればよい。
　また、以上に示した各実施形態では、６つの端子電極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６が、第１外面ＶＳ１と第２外面ＶＳ２との稜に沿った第１方向（Ｘ軸方向）に配列される例を示したが、この構成に限定されるものではない。端子電極の個数・配置等については、本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能である。また、端子電極は直方体状の金属製ブロックに限定されず、楕円柱状や多角柱状等であってもよい。
　最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。
Ｃｉｎ…入力コンデンサ
Ｃｏｕｔ…出力コンデンサ
Ｌ…インダクタ
Ｑ１，Ｑ２…スイッチ素子
Ｄ１，Ｄ２…区間
Ｌｌｐ…ループ
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｖｉｎ，Ｖｏｕｔ，ＧＮＤ１，ＧＮＤ２，ＯＮ／ＯＦＦ，Ｔｒｉｍ，Ｓｅｎｓｅ，ＰＷＧＯＯＤ，Ｐａｒａ…端子電極
ＰＳ１…基板の第１面
ＰＳ２…基板の第２面
ＶＳ１…第１外面
ＶＳ２…第２外面
ＶＳ３…第３外面
ＣＰ１，ＣＰ１Ａ，ＣＰ２，ＣＰ２Ａ，ＣＰ３，ＣＰ３Ａ，ＣＰ４，ＣＰ４Ａ，ＣＬ１，ＣＬ１Ａ…導体パターン
Ｇ１，Ｇ２…配線距離
１…基板
２…インダクタ
３…制御ＩＣ
４…導体
５，５Ａ…実装基板
１１…第１樹脂部材
１２…第２樹脂部材
２１…コンデンサ（入力コンデンサおよび出力コンデンサ）
３１，３２…スイッチ素子
１００，１０１，１０２，１０３…電源モジュール
２００，２０１…電源装置

Claims (11)

  1. 　第１外面と、前記第１外面に隣接し、前記第１外面に直交する第２外面と、を備える電源モジュールであって、
    　第１面および側面を有する基板と、
    　少なくとも前記第１面に搭載される複数の電子部品と、
    　前記第１面に形成され、前記第１面に搭載される前記電子部品を封止する第１樹脂部材と、
    　少なくとも前記第１外面に露出する端子電極と、
    　を備え、
    　前記基板は、前記第１面が前記第１外面に直交し、
    　前記第１外面は、少なくとも前記基板の前記側面および前記第１樹脂部材にわたって形成され、
    　前記第１外面の面積は、前記第２外面の面積よりも小さい、電源モジュール。
  2. 　前記基板は、前記第１面に対向し、前記第１外面に直交する第２面をさらに有し、
    　前記複数の電子部品のいくつかは、前記第２面に搭載され、
    　前記第２面に形成され、前記第２面に搭載される前記電子部品を封止する第２樹脂部材をさらに備え、
    　前記第１外面は、前記第２樹脂部材をさらに含んで形成される、請求項１に記載の電源モジュール。
  3. 　前記第１面または前記第２面に搭載され、前記第１樹脂部材または前記第２樹脂部材に封止されるインダクタを備え、
    　前記複数の電子部品のいくつかは、前記第１面または前記第２面を平面視して、前記インダクタに重なる位置に配置される、請求項２に記載の電源モジュール。
  4. 　前記複数の電子部品は、入力部に接続された入力コンデンサと、出力部に接続された出力コンデンサと、前記インダクタと前記入力コンデンサとの間または前記インダクタと前記出力コンデンサとの間のいずれかに接続され、前記インダクタに流れる電流をスイッチングするスイッチ素子と、を含み、
    　前記入力コンデンサおよび前記出力コンデンサは、前記第１面または前記第２面のうちいずれか一方の面に搭載され、
    　前記スイッチ素子は、前記第１面または前記第２面のうち前記入力コンデンサおよび前記出力コンデンサが搭載された面とは異なる面に搭載される、請求項３に記載の電源モジュール。
  5. 　前記複数の電子部品は、入力部に接続された入力コンデンサと、出力部に接続された出力コンデンサと、前記インダクタと前記入力コンデンサとの間および前記インダクタと前記出力コンデンサとの間にそれぞれ接続され、前記インダクタに流れる電流をスイッチングするスイッチ素子と、を含み、
    　前記入力コンデンサおよび前記出力コンデンサは、前記第１面または前記第２面のうちいずれか一方の面に搭載され、
    　前記スイッチ素子は、前記第１面または前記第２面のうち前記入力コンデンサおよび前記出力コンデンサが搭載された面とは異なる面に搭載される、請求項３に記載の電源モジュール。
  6. 　前記スイッチ素子は、前記第１面または前記第２面を平面視して、少なくとも一部が前記入力コンデンサまたは前記出力コンデンサの少なくとも一方に重なる位置に配置される、請求項４または５に記載の電源モジュール。
  7. 　前記基板に形成される導体を備え、
    　前記スイッチ素子は、前記第１面または前記第２面を平面視して、少なくとも一部が前記導体に重なる位置に配置される、請求項４から６のいずれかに記載の電源モジュール。
  8. 　前記端子電極は、前記第１外面の一部から前記第２外面の一部にわたって形成される、請求項１から７のいずれかに記載の電源モジュール。
  9. 　前記端子電極の数は複数であり、
    　複数の前記端子電極は、前記第１外面と前記第２外面との稜に沿った第１方向に配列される、請求項１から８のいずれかに記載の電源モジュール。
  10. 　実装基板と、
    　第１外面と、前記第１外面に隣接し、前記第１外面に直交する第２外面と、を備える複数の電源モジュールと、
    　を備え、
    　前記複数の電源モジュールのそれぞれは、
    　　第１面および側面を有する基板と、
    　　少なくとも前記第１面に搭載される複数の電子部品と、
    　　前記第１面に形成され、前記第１面に搭載される前記電子部品を封止する第１樹脂部材と、
    　　少なくとも前記第１外面に露出する端子電極と、
    　　を備え、
    　　前記基板は、前記第１面が前記第１外面に直交し、
    　　前記第１外面は、少なくとも前記基板の前記側面および前記第１樹脂部材にわたって形成され、
    　　前記第１外面の面積は、前記第２外面の面積よりも小さく、
    　前記複数の電源モジュールは、前記第１外面と前記第２外面との稜に沿う第１方向に対して直交する第２方向に配列されて前記実装基板に実装され、電気的に互いに並列に接続される、電源装置。
  11. 　前記複数の電源モジュールは、はんだを介して前記実装基板に実装される、請求項１０に記載の電源装置。
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