(57)【要約】      （修正有）【課題】所定の出力電力定格の場合、パッケージの外側又は他の部品と隣接して実装されるインダクタを有する電源モジュールに比べ、より小型で、より効率的で、より信頼性が高く、より低温で稼働でき、所定のサイズの場合、パッケージの外側又は他の部品と隣接して実装されるインダクタを有する電源モジュールよりも高い出力電力定格を有する電源モジュールを提供する。【解決手段】電源モジュール50は、モールドパッケージ20と、パッケージ上に配置された電源用部品（コントローラ14、ＭＯＳＦＥＴ16）と、パッケージ内で電源用部品上に配置されたインダクタ52からなる。【選択図】図３Ｂ
2015122507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
基板の上に配置され、パッケージ材料で形成されたパッケージと、
前記パッケージ内に配置されて前記基板に接続する電源用部品と、
前記パッケージ内で、かつ前記電源用部品上に前記電源用部品と間隔を有して配置されて前記基板に接続するインダクタとを有し、
前記パッケージ材料の一部は、前記インダクタと前記電源用部品との間の前記間隔に配置されることを特徴とする電源モジュール。
【請求項２】
前記パッケージ材料はエポキシ樹脂を含む請求項１記載の電源モジュール。
【請求項３】
前記電源用部品の１つがコントローラからなる請求項１記載の電源モジュール。
【請求項４】
前記電源用部品の１つがトランジスタからなる請求項１記載の電源モジュール。
【請求項５】
前記電源用部品の１つが抵抗器からなる請求項１記載の電源モジュール。
【請求項６】
前記電源用部品の１つがコンデンサからなる請求項１記載の電源モジュール。
【請求項７】
前記インダクタは、前記基板に接続されて前記電源用部品上で前記インダクタを支持するリード線を含む請求項１記載の電源モジュール。
【請求項８】
前記電源用部品上に配置された別のインダクタを更に含む請求項１記載の電源モジュール。
【請求項９】
前記電源用部品及び前記インダクタは、前記基板に実装される請求項１記載の電源モジュール。
【請求項１０】
前記基板は、プリント回路基板を含み、
前記電源用部品及び前記インダクタは、前記プリント回路基板に実装される請求項１記載の電源モジュール。
【請求項１１】
前記基板は、ＢＴ基板を含み、
前記電源用部品及び前記インダクタは、前記ＢＴ基板に実装される請求項１記載の電源モジュール。
【請求項１２】
前記基板は、リードフレームを含み、
前記電源用部品及び前記インダクタは、前記リードフレームに実装される請求項１記載の電源モジュール。
【請求項１３】
前記基板は、リードフレームと、プリント回路基板とを含み、
前記電源用部品のうち１つは前記リードフレームに実装され、
前記電源用部品のうち他の１つは前記プリント回路基板に実装される請求項１記載の電源モジュール。
【請求項１４】
前記基板は、リードフレームと、プリント回路基板とを含み、
前記電源用部品のうち１つは前記リードフレームに実装され、
前記電源用部品のうち他の１つは前記プリント回路基板に実装され、
前記インダクタは前記リードフレームに実装される請求項１記載の電源モジュール。
【請求項１５】
前記基板は、リードフレームと、プリント回路基板とを含み、
前記電源用部品の１つは前記リードフレームに実装され、
前記電源用部品のもう１つは前記プリント回路基板に実装され、
前記インダクタは前記プリント回路基板に実装される請求項１記載の電源モジュール。
【請求項１６】
前記基板は、リードフレームと、前記リードフレームに実装されるプリント回路基板とを含み、
前記電源用部品の１つは前記リードフレームに取り付けられ、
前記電源用部品の他の１つは前記プリント回路基板に実装される請求項１記載の電源モジュール。
【請求項１７】
パッケージ材料で形成されたパッケージと、
パッケージの下に配置された基板と、
前記パッケージ内に配置されて前記基板に接続する電源用部品と、
前記パッケージ内で前記電源用部品上に配置されて前記基板に接続するインダクタと、
電源出力ノードとからなる電源モジュールと、
前記電源出力ノードに接続された装置と
前記インダクタと前記電源用部品との間には、一部の前記パッケージ材料が配置される空間が形成されることを特徴とするシステム。
【請求項１８】
前記装置は、集積回路からなる請求項１７記載のシステム。
【請求項１９】
前記集積回路は、プロセッサからなる請求項１８記載のシステム。
【請求項２０】
前記集積回路は、メモリからなる請求項１８記載のシステム。
【請求項２１】
電源用部品を基板に接続する工程と、
前記電源用部品の上方に前記電源用部品と間隔を有するようにインダクタを前記基板に接続する工程と、
前記インダクタ、前記電源用部品及び前記基板上にパッケージを形成する工程からなり、
前記インダクタは、前記電源用部品との間の間隔によって前記電源用部品と離間される電源モジュールの製造方法。
【請求項２２】
前記電源用部品を接続する工程は、前記部品を基板に実装する工程からなる請求項２１記載の電源モジュールの製造方法。
【請求項２３】
前記電源用部品を接続する工程は、前記部品を基板に実装する工程を含み、
前記インダクタを接続する工程は、前記部品上で前記インダクタを前記基板に実装する工程を含む請求項２１記載の電源モジュールの製造方法。
【請求項２４】
前記パッケージを形成する工程は、前記インダクタと前記電源用部品をパッケージング材で囲む工程からなる請求項２１記載の電源モジュールの製造方法。
【請求項２５】
前記インダクタを接続する工程は、前記電源用部材の上に位置するように複数のインダクタを前記基板上に接続する工程からなり、
前記パッケージを形成する工程は、前記インダクタと前記部品の上に前記パッケージを形成する工程からなる請求項２１記載の電源モジュールの製造方法。
【請求項２６】
パッケージと、
前記パッケージ内に配置された電源用部品と、
前記パッケージ内で、前記電源用部品によって支持されずに前記電源用部品上に配置されたインダクタとを有し、
前記インダクタは、前記電源用部品との間に間隔を有して配置され、
前記パッケージの一部が前記インダクタと前記電源用部品との間の間隔を満たして前記インダクタと前記電源用部品とを離間することを特徴とする電源モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１０年３月１６日に出願された同時係属中の米国特許仮出願第６１／３１４，５３６号の利益を主張するものであり、本出願は、２０１０年６月２９日に出願された同時係属中の米国特許仮出願第６１／３５９，７８０号の利益もまた主張するものであり、前述の全ての出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる出願である、２０１１年２月２５日に出願された、発明の名称が「２面以上の側面に沿って電磁波干渉（ＥＭＩ）シールド、冷却機能、又はシールド及び冷却機能を備えた電源モジュール」である米国特許出願第１３／０３５，７９２号に関連するものである。
【発明の概要】
【０００３】
電源モジュールの実施形態は、パッケージと、前記パッケージ内に配置された電源用部品と、前記パッケージ内で前記電源用部品上に配置されたインダクタを含む。例えば、所定の出力電力定格の場合、かかる電源モジュールは、パッケージの外側に、又は、他の部品と隣接して実装されるインダクタを有する電源モジュールに比べて、より小型で、より効率的で、より信頼性が高く、より低温で動作できる。そして、所定のサイズの場合、かかるモジュールは、パッケージの外側に、又は、他の部品と隣接して実装されるインダクタを有するモジュールよりも高い出力電力定格を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】図１は、他の部品と隣接して実装されるインダクタを有する電源モジュールの切欠き側面図である。
【図２】図２は、モジュールパッケージ上に実装されるインダクタを有する電源モジュールの切欠き側面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、モジュールパッケージ内部で他のモジュール部品上に実装されるインダクタを有する電源モジュールの一実施形態の切欠き平面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、モジュールパッケージ内部で他のモジュール部品上に実装されるインダクタを有する電源モジュールの一実施形態の切欠き側面図である。
【図４】図４は、モジュールパッケージ内部で他のモジュール部品上に実装されるインダクタを有する電源モジュールの別の実施形態の切欠き平面図である。
【図５】図５は、図３Ａ〜図４の電源モジュールに使用できるインダクタの一実施形態の側面図である。
【図６】図６は、図３Ａ〜図４の電源モジュールのうちの１つを内蔵するシステムの一実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
添付の図面を参照し、１つ以上の実施形態を説明する。全体を通じて類似の要素は類似の参照符号を用いて説明される。以下の詳細な説明において、説明目的で、１つ以上の実施形態の完全な理解を提供するために、多くの具体的な詳細事項が記載される。しかしながら、１つ以上の実施形態は、これらの具体的な詳細事項によらずに実施可能であることは明白であろう。なお、１つ以上の実施形態の説明を容易にするため、周知の構成及び装置をブロック図の形式で示す。
【０００６】
図１は、集積回路又は他の装置（図１には図示せず）に電力を供給するために使用することができ、モジュールを実装するプリント回路基板（図１には図示せず）に電源の個別部品を実装する必要がある場合にその数が少なくなるように、電源用部品の大部分又は全てを含んでもよい、スイッチング電源モジュール１０の切欠き側面図である。したがって、このようなモジュールでは、モジュール１０を内蔵するシステムのレイアウト面積、組立の複雑性、部品数及びコストを低減することができる。
【０００７】
電源モジュール１０は、基板１２、基板に実装されるコントローラ１４、基板に実装されるＭＯＳＦＥＴトランジスタ１６、基板に実装される１つ以上のインダクタ１８、及び、少なくとも基板の一部、コントローラ、トランジスタ及びインダクタを囲むパッケージ２０を備えている。
【０００８】
基板１２は、プリント回路基板、リードフレーム、ＢＴ基板、又は、その他適用可能な基板であってもよい。
【０００９】
コントローラ１４は、あらゆる適切な電源コントローラ、又は、電源制御に適応した又は電源制御をプログラムされた他のコントローラであってもよい。コントローラ１４の下部のリード線又はパッド（図示せず）は、コントローラと基板１２の導電性パッドを電気的に接続する。または、コントローラ１４は、ワイヤ２２で基板１２の導電性パッドにワイヤボンディングした最上部のリード線又はパッドを含んでもよい。また、コントローラ１４は、下部のパッド／リード線及び最上部のパッド／リード線の双方を含んでもよい。コントローラ１４は、ダイ（die）形状であってもよく、また、モジュールパッケージ２０とは別のパッケージによって少なくとも部分的に囲まれていてもよい。更に、コントローラ１４は基板１２と接触していてもよく、又は、基板を介してコントローラの冷却を促進するため、コントローラから基板への熱伝導を容易にするように、コントローラと基板との間に熱伝導性物質（例えば、熱伝導性グリース）を設けてもよい。
【００１０】
トランジスタ１６は、電源の１相以上を駆動するハイサイド及びローサイド・スイッチング・トランジスタを含んでもよい。例えば、モジュール１０は、ハイサイド・トランジスタとローサイド・トランジスタの２つのトランジスタ１６を各相ごとに含んでもよい。トランジスタ１６は、ダイ形状であってもよく、また、モジュールパッケージ２０とは別の１つ以上のパッケージによって少なくとも部分的に（個別で、グループで、又は一括して）囲まれていてもよい。トランジスタ１６は基板１２と接触してもよく、又は、トランジスタの冷却を促進するために、トランジスタから基板への熱伝導を容易にするように、コントローラと基板との間に熱伝導性物質を設けてもよい。トランジスタ１６は、基板１２のパッドに電気的に接触するために底部にパッドを有してもよく、又は、トランジスタは、ワイヤ２２で基板１２のパッドにワイヤボンディングされたパッドを最上部に有してもよい。そしてまた、トランジスタ１６は、下部のパッド／リード線及び最上部のパッド／リード線の両方を含んでもよい。
【００１１】
１つ以上のインダクタ１８は、電源位相インダクタ、及び任意のフィルタインダクタを含んでもよい。インダクタ１８は、１つ以上のインダクタモジュールを形成するため、モジュールパッケージ２０とは別の１つ以上のパッケージによって少なくとも部分的に（個別に、グループで、又は一括して）囲まれていてもよく、又は、インダクタはパッケージされなくともよい。リード線２４及び２６は、銅やアルミなどの適用可能な導電性の材料からなり、インダクタを低温に保つため、インダクタ１８と基板１２の伝導性パッドを電気的及び熱的に接続する。更に、熱伝導性材料を、インダクタ１８と基板１２の間の空間２８に配置してもよい。
【００１２】
パッケージ２０は、エポキシ樹脂などのあらゆる適用可能な材料から形成することができ、コントローラ１４、トランジスタ１６及びインダクタ１８を完全に被覆してもよく、基板１２を完全に被覆してもよく、又は、基板の一部、例えば、コントローラ、トランジスタ及びインダクタ、場合によっては他のモジュール部品との外部電気接続を可能にするパッド又はリード線を有する基板の底部を露出したままにしてもよい。更に、パッケージ２０は、モジュール内に隙間がわずかになる又は無くなるように、ほぼ全ての非占有の空間（例えば、コントローラ１４、トランジスタ１６、インダクタ１８及び場合によっては他の電源用部品によって占有されていないパッケージの境界内の空間）を充填するように充実であってもよい。
【００１３】
しかし、モジュール１０では、そのレイアウトが比較的非効率的であり、パッケージ２０内に相当量の非占有の空間（例えば、コントローラ１４とトランジスタ１６の上）があるため、所定の出力電力定格では、サイズが比較的大きくなる場合があるという問題がある。更に、非効率的レイアウトにより、内部部品からパッケージ外への熱伝導が比較的悪くなり、これにより、比較的「高温」中でモジュール１０が動作する可能性がある。
【００１４】
モジュール１０には、所定のモジュールのサイズの場合、インダクタ１８が比較的小さくなるという別の問題もある。上述のように、モジュール１０の比較的非効率的な配置により、インダクタ１８が利用できる空間が限定される。より小型のインダクタ１８では、電源のスイッチング周波数が高くなり、このため、スイッチでの電力損失が増大する可能性がある。更に、より小型のインダクタ１８は、比較的高抵抗の比較的厚さが薄い巻き線を有することがあり、これにより、インダクタを介してＩ２Ｒ損失が増大する可能性がある。結果として、より小型のインダクタ１８は、モジュール１０の全体的な電力変換効率を減少させ、熱出力を増大させる可能性がある。そして、より小型のインダクタ１８では、モジュール１０により発生する安定化出力電圧に重畳したリップル振幅が比較的大きくなる可能性もある。
【００１５】
図２は、集積回路又は他の装置（図２には図示せず）に電力を供給するために使用でき、図１のモジュール１０同様、モジュールを実装するプリント回路基板（図２には図示せず）に電源の個別部品を実装する必要がある場合にその数が少なくなるように、電源用部品の大部分又は全てを含んでもよい、スイッチング電源モジュール３０の切欠き側面図である。
【００１６】
図１のモジュール１０と同様に、電源モジュール３０は、基板１２、コントローラ１４、ＭＯＳＦＥＴトランジスタ１６、及び、少なくとも基板の一部、コントローラ及びトランジスタを囲むパッケージ２０を備えている。しかし、モジュール１０とは異なり、モジュール３０は、コントローラ１４、トランジスタ１６及びパッケージ２０上に実装される１つ以上のインダクタ３２を備えている。
【００１７】
各インダクタ３２は、パッケージ２０（モジュール本体ともいう）により支持され、そして、基板１２の各端部に実装され、それぞれ溶接又ははんだ継ぎ手３８及び４０によってインダクタのそれぞれの側面に装着される導電性リード線３４及び３６を備えている。そして、図１のインダクタ１８のように、インダクタ３２は、モジュールパッケージ２０とは別の１つ以上のパッケージにより少なくとも部分的に（個別に、グループで、又は一括で）囲まれてもよく、又は、パッケージされなくともよい。
【００１８】
更に、熱伝導性材料４２（例えば、接着剤又はグリース）は、インダクタをパッケージに装着するため、又は、インダクタとパッケージの間の熱伝導を促進するため、インダクタ３２とパッケージ２０との間に配置されてもよい。
【００１９】
他の部品（例えば、コントローラ１４及びトランジスタ１６）の上にインダクタ３２を実装することにより、モジュール３０のレイアウト効率を高め、所定のモジュールのサイズに対しインダクタを大きく（又は、所定のインダクタのサイズに対しモジュールを小さく）できるかもしれないが、パッケージ２０の外部にインダクタを配置することで、モジュールの組み立ての複雑さとコストが増大し、モジュールを使用できる用途の数が限定され、モジュールの信頼性を低下させる可能性がある。例えば、パッケージ２０の外部にインダクタ３２を配置することで、インダクタを振動させる可能性がある。かかる振動は可聴のハム音を発生させ、モジュール３０の「静音」利用に適当でない可能性がある。更に、このような振動は、時間とともに、例えば、１つ以上の溶接継ぎ手３８及び４０を破壊し、モジュール３０の誤動作の原因となり得る。また、パッケージ２０の外部にインダクタ３２を配置すると、用途によってはモジュール３０の高さが高すぎる場合がある。
【００２０】
図３Ａ及び図３Ｂは、図１〜図２のモジュール１０及び３０に関して上記に述べた問題の一部又は全てを克服し得る電源モジュール５０の一実施形態の、それぞれ切欠き平面図と側面図である。モジュール１０及び３０同様、モジュール５０は、集積回路又は他の装置（図３Ａ〜図３Ｂには図示せず）に電力を供給するために使用でき、モジュール５０を実装するプリント回路基板又はその他の基板（図３Ａ〜図３Ｂには図示せず）に電源の個別部品を実装する必要がある場合にはその数が少なくなるように、電源用部品の大部分又は全てを含んでもよい。
【００２１】
図１及び図２のモジュール１０及び３０同様、電源モジュール５０は、基板１２、コントローラ１４、ＭＯＳＦＥＴトランジスタ１６、及び、少なくとも基板の一部、コントローラ及びトランジスタを囲むパッケージ２０を備えている。しかし、モジュール１０及び３０とは異なり、モジュール５０は、コントローラ１４及びトランジスタ１６の上（及び、場合により図３Ａ〜図３Ｂには示さない他のモジュール部品の上）に実装され、パッケージ２０内に配置される、ブリッジインダクタ（図３Ａに示す２つのインダクタ）と称されることもある１つ以上のインダクタ５２を備えている。
【００２２】
各インダクタ５２は、基板１２の各端部に実装されるリード線５４及び５６を備えている。図１〜図２のインダクタ１８及び３２のように、インダクタ５２は、モジュールパッケージ２０とは別の１つ以上のパッケージにより少なくとも部分的に（個別に、グループで、又は一括して）囲まれてもよく、又は、パッケージされなくともよい。リード線５４及び５６は、コントローラ１４及びトランジスタ１６上で各インダクタ５２を支持し、各インダクタを基板１２のそれぞれのパッドに電気的に接続する。リード線５４及び５６は、従来の方法でインダクタに装着してもよく、又は、インダクタを形成する１つ以上の巻き線の延長であってもよい。リード線５４及び５６は、低抵抗材料（例えば、銅）からなり、その抵抗を更に低減するため比較的幅広く形成してもよい。例えば、リード線５４及び５６は、銅からなる比較的剛性のフラットリボン型リード線であってもよい。
【００２３】
図２に関して上記に述べたように、他の部品（例えば、コントローラ１４及びトランジスタ１６）の上にインダクタ５２を実装することによって、モジュール５０の配置効率を高め、所定のモジュールのサイズに対しインダクタを大きくすることができる。例えば、所定の電力出力の場合、他のモジュール部品上にインダクタ５２を実装することで、モジュール５０の設置面積をモジュール１０の設置面積の約５０％まで減少できる可能性がある。更に、所定のモジュールのサイズの場合、インダクタ５２を大きくすることで、モジュール５０の効率と出力電力定格を増大させ、また、出力リップル電圧の増幅を低減できる場合がある。図２に関して上記に述べたように、インダクタを大きくすることで、スイッチング周波数を低減してスイッチング損失を低減でき、また、インダクタの巻線抵抗を低減してＩ２Ｒ損失を低減できるため、モジュール５０の効率及び電力定格を増大させることができる。これらと同様の理由で、インダクタを大きくすることで、所定の負荷電流においてモジュール５０から発生する熱を低減し、これにより、モジュールが所定の放熱定格でより高い負荷電流を供給できるようにする。
【００２４】
更に、パッケージ２０内部にインダクタ５２を配置することで、モジュールの組み立ての複雑さとコストを低減し、モジュールを使用できる用途の数を増大し、モジュールの信頼性を増大させることができる。例えば、パッケージ２０内部にインダクタ５２を配置することで、モジュール５０の組立コストを低減することができる。更に、パッケージ２０の内部にインダクタ５２を配置することでインダクタの振動を低減又は除去することができ、インダクタの接続の信頼性を増大し、モジュール５０を「静音」利用することが可能となる。また、パッケージ２０の内部にインダクタ５２を配置することでモジュール５０の高さを低くし、これにより、隙間が少ない用途に適応可能なモジュールとなる。例えば、モジュール５０の一実施形態では、およその寸法で（幅×長さ×高さ）を１７ミリメートル（ｍｍ）×１７ｍｍ×７．５ｍｍとしてもよく、更に一般的には、およそ４ｍｍ×４ｍｍ×２ｍｍから２５ｍｍ×２５ｍｍ×１０ｍｍの範囲の寸法としてもよい。
【００２５】
更に、特に、インダクタがモジュール動作時において最も高温の部品となりうることから、パッケージ２０の一面（ここでは上面）近くにモジュール５０を実装することで、モジュール５０の冷却を促進することができる。
【００２６】
更に図３Ａ〜図３Ｂを参照し、モジュール５０の製造方法の一実施形態を説明する。
【００２７】
まず、コントローラ１４、トランジスタ１６及びモジュール５０の他のあらゆる部品を基板１２に取り付け、部品の底部パッドを基板の対応するパッドにはんだ付けする。
【００２８】
次に、部品の上部パッドがあれば、上部パッドを基板の対応するパッドにワイヤボンディングする。
【００２９】
その後、インダクタ５２のリード線５４及び５６を成形し、インダクタを、例えば、リード線を基板の対応するパッドにはんだ付けして、基板１２に実装する。
【００３０】
次に、例えば、エポキシ樹脂の射出成形により、パッケージ２０を形成する。
【００３１】
その後、モジュール５０のリード線（図３Ａ〜図３Ｂには図示せず）を成形する。モジュールは検査後、顧客へと出荷される。
【００３２】
更に図３Ａ〜図３Ｂを参照し、電源モジュール５０の別の実施形態を考察する。例えば、図１〜図２のモジュール１０及び３０に関して上記に説明した実施形態は、モジュール５０に適用可能である。更に、コントローラ１４、トランジスタ１６、インダクタ５２及び他の部品は、モジュール５０に組み立てる前に、（例えば、パッケージ２０の形成に用いたものと同様の材料で）パッケージしてもよく、パッケージしなくてもよい。更に、パッケージ２０は、インダクタ５２を部分的に被覆するだけでも良い。例えば、インダクタ５２を、パッケージ２０の上部を越えるように延ばしてもよい。また、ＭＯＳＦＥＴトランジスタとして説明をするが、トランジスタ１６はバイポーラでも、ＩＧＢＪＴでも、その他適切なタイプのトランジスタでもよく、又は、ダイオードを一部のトランジスタ（例えば、ローサイド・トランジスタ）の代わりに、又は、追加で使用してもよい。更に、図３Ａには２つのインダクタ５２が示されているが、モジュール５０は２つを超える又は２つより少ないインダクタを含んでもよい。更に、モジュール５０は、コントローラ１４、トランジスタ１６及びインダクタ５２の他に、１つ以上のフィルタコンデンサ、フィードバック回路、補償回路及び信号値設定回路などの部品を含んでもよい。また、モジュール５０は、コントローラ１４、トランジスタ１６及びインダクタ５２のうちのいずれか１つ以上を省いてもよい。更に、モジュールの冷却を促進するため、モジュール５０の１つ以上の面（例えば、上面）にヒートシンクを装着してもよい。更に、基板１２で内側に屈曲して図示されているが、リード線５４及び５６のうち１つ又は両方が外側に又は側面側に屈曲してもよく、又は、全く屈曲しなくともよい。また、各インダクタ５２は、２つを超える又は２より少ないリード線５４及び５６を有してもよい。更に、インダクタ５２は、インダクタ同士が同一である必要はなく、共通のコア又は各コアの周囲に巻き付けてもよく、一括して又は別々に（パッケージ２０を形成する前に）パッケージしてもよく、また、磁気的に結合してもよく、磁気的に結合しなくともよい。更に、モジュール５０は、他の部品上にインダクタ５２を支持するために、リード線５４及び５６とは別の実装部を含んでもよい。
【００３３】
図４は、図１〜図２のモジュール１０及び３０に関して上記に述べた問題の全てを克服し得る電源モジュール６０の一実施形態の切欠き平面図である。モジュール１０、３０及び５０同様、モジュール６０は、モジュール６０を実装するプリント回路基板又は他の基板（図４には図示せず）に電源の個別部品を実装する必要がある場合にその数が少なくなるように、電源用部品の大部分又は全てを含んでもよい。
【００３４】
モジュール６０は、リードフレーム６４とリードフレームが実装されるプリント回路基板６６を備えた基板６２と、コントローラ１４、ＭＯＳＦＥＴトランジスタ１６、１つ以上のインダクタ６８（ここでは２つのインダクタを破線で示す）、及び、少なくとも基板の一部、コントローラ、トランジスタ及びインダクタを囲むパッケージ２０を備えている。
【００３５】
リードフレーム６４は適応可能なリードフレームであればいずれでもよく、金属などの適切な導電性材料のいずれかからなる。
【００３６】
プリント回路基板６６は、リードフレーム６４の一部の上に配置されて基板６２を形成する。基板のこの構造は、一部の部品（例えば、発熱量が比較的少ない接続部が多い部品）の回路基板上への実装と、他の部品（例えば、接続は少ないが発する熱量が比較的大きい部品）のリードフレームへの直接の実装を可能とし、熱伝導を改善する。プリント回路基板６６は、従来の方法でリードフレーム６４に実装されてもよく、熱伝導を改善するため、熱伝導性材料（例えば、熱グリース）を回路基板とリードフレームの間に配置してもよい。
【００３７】
コントローラ１４は、極めて多数の接続パッドを有してもよいが、発熱量が比較的少ないものとし、プリント回路基板６６に実装される。
【００３８】
トランジスタ１６は、比較的少数の接続パッドを有してもよいが、発する熱量が比較的大きいものとし、リードフレーム６４に直接実装され、トランジスタからモジュール６０の外部への熱の伝達を促進する。一実施形態においては、２つのハイサイド・トランジスタと２つのローサイド・トランジスタの４つのトランジスタ１６がある。一実施形態においては、ローサイド・トランジスタは、ハイサイド・トランジスタよりも大きい。定常状態運転では、ハイサイド・トランジスタが伝導するよりもローサイド・トランジスタが伝導する平均相電流の方が高いからである。すなわち、ローサイド・トランジスタは、通常、各スイッチング周期においてハイサイド・トランジスタよりも長くオンである。
【００３９】
各インダクタ６８は、図３Ａ〜図３Ｂのインダクタ５２と同様であってもよく、プリント回路基板６６、コントローラ１４、トランジスタ１６及び場合によってモジュール６０の他の部品（図示せず）上で、リードフレーム６４に実装される。
【００４０】
モジュール６０は、図３Ａ〜図３Ｂのモジュール５０に関して上記に述べた改善点と同様の改善点を１つ以上提供することができ、モジュール６０は、モジュール５０で上記に説明したものと同様の方法に、プリント回路基板６６をリードフレーム６４に実装する工程を追加して製造することができる。
【００４１】
更に、図４を参照し、電源モジュール６０の別の実施形態を考察する。例えば、図１〜図３Ｂのモジュール１０、３０及び５０に関して上記に説明した実施形態は、モジュール６０に適用可能である。更に、リードフレーム６４の一部の上に配置して図示されているが、プリント回路基板６６はリードフレーム全体の上に配置してもよい。更に、リードフレーム６４に実装されるものとして説明された部品（例えば、トランジスタ１６）は、代わりに、プリント回路基板６６に実装してもよく、プリント回路基板に実装されるものとして説明した部品（例えば、コントローラ１４）は、代わりに、リードフレームに実装してもよい。また、プリント回路基板６６は省略し、全ての部品をリードフレーム６４に直接実装してもよく、又は、リードフレームを省き、全ての部品をプリント回路基板に直接実装してもよい。
【００４２】
図５は、インダクタ５２及び６８に代えて、又は、それらに追加して、図３Ａ〜図４の電源モジュール５０及び６０において使用できるインダクタ７０の一実施形態の切欠き平面図である。
【００４３】
インダクタ７０は、（モジュール５０及び６０のパッケージ２０とは別の）パッケージ７２を有し、インダクタ巻き線の延長であって、それぞれ２つの屈曲部７８及び８０を有するリード線７４及び７６を有する。例えば、屈曲部７８及び８０の角度は約３０〜９０°とすることができる。更に、図示しないが、インダクタ７０の実装安定性を高めるため、リード線７４及び７６の底部を約９０°の角度で曲げてもよい。更に、リード線７４及び７６の２本のみを示すが、インダクタ７０は、インダクタの実装安定性を高め、リード抵抗を低減する等の目的で、２本より多いリード線（例えば、４本のリード線）を有してもよい。
【００４４】
更に図５を参照し、インダクタ７０の別の実施形態を考察する。例えば、図１〜図４のインダクタ１８、３２、５２及び６８に関して上記に説明した実施形態は、モジュール７０に適用可能である。
【００４５】
図６は、図３Ａ〜図４の１つ以上の実施形態の電源モジュール５０及び６０を内蔵するシステムの一実施形態の概略図である。しかし、説明の目的で、システム９０は、図３Ａ〜図３Ｂの実施形態のモジュール５０を内蔵し、モジュール５０はバック変換器を含むものとして説明する。
【００４６】
モジュール５０に加えて、システム９０は、モジュールから安定化電圧Voutを受ける負荷９２と、フィルタコンデンサ（Ｃ）９４を備えている。負荷９２の例として、プロセッサやメモリといった集積回路が挙げられる。
【００４７】
更に、モジュール５０は、相電流センサ９６とフィードバック回路９８を含んでもよい。センサ９６と回路９８を構成する部品は、インダクタ５２の下の基板１２（図３Ｂ）に実装することができる。
【００４８】
動作においては、コントローラ１４は電流センサ９６及びフィードバック回路９８に応答してトランジスタ１６を制御し、入力電圧Vinから安定化電圧Voutを生成するように、入力電圧Vin及び基準電圧（例えば、接地）を位相インダクタ５２に交互に接続する。電流センサ９６は、コントローラ１４が位相の（各相は、各高低一対のトランジスタ１６と、各位相インダクタ５２を含む）の負荷電流を相殺することを可能とし、また、コントローラが負荷９２への過電流（例えば、負荷が短絡した場合）を検知し制限できるようにする。
【００４９】
更に、図６を参照し、システム９０の別の実施形態を考察する。例えば、図１〜図５に関して上記に説明した実施形態は、システム９０に適用可能である。更に、バック変換器として説明するが、モジュール５０は、バックブーストコンバータなどのその他あらゆるタイプの電源を含んでもよい。更に、モジュール５０は、位相インダクタ５２と負荷９２の間に接続されたフィルタインダクタなどの追加の部品を含んでもよい。また、モジュール５０の外部のものとして説明されたが、フィルタコンデンサ９４はモジュールの一部であってもよい。
【００５０】
上述により、説明の目的で本明細書では特定の実施形態について説明したが、本開示の精神および範囲を逸脱することなく種々の変更が可能であることがわかるであろう。更に、特記はしていないが、特定の実施形態で代替策が開示されている部分においては、この代替案もまた別の実施形態に適用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１０・・・スイッチング電源モジュール、１２・・・基板、１４・・・コントローラ、１６・・・ＭＯＳＦＥＴトランジスタ、１８・・・インダクタ、２０・・・パッケージ、２２・・・ワイヤ、２４・・・リード線、２６・・・リード線、２８・・・空間、３０・・・スイッチング電源モジュール、３２・・・インダクタ、３４・・・導電性リード線、３６・・・導電性リード線、３８・・・溶接又ははんだ継ぎ手、４０・・・溶接又ははんだ継ぎ手、４２・・・熱伝導性材料、５０・・・モジュール、５２・・・インダクタ、５４・・・リード線、５６・・・リード線、６０・・・モジュール、６２・・・基板、６４・・・リードフレーム、６６・・・プリント回路基板、６８・・・インダクタ、７０・・・インダクタ、７２・・・パッケージ、７４・・・リード線、７６・・・リード線、７８・・・屈曲部、８０・・・屈曲部、９０・・・システム、９２・・・負荷、９４・・・フィルタコンデンサ（Ｃ）、９６・・・相電流センサ、９８・・・フィードバック回路
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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