JP2009099766A

JP2009099766A - コイル部品及びその実装構造

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Publication number: JP2009099766A
Application number: JP2007269856A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Fukushima; 弘福嶋
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2007-10-17
Filing date: 2007-10-17
Publication date: 2009-05-07
Anticipated expiration: 2027-10-17
Also published as: JP4900186B2

Abstract

【課題】ほぼ完全に磁気シールドすることができるコイル部品及びその実装構造を提供する。
【解決手段】コイル部品１はコイル本体１１を内包した絶縁体１２とグランド用電極１３と外部電極１４−１，１４−２とを有する。グランド用電極１３は下面１２ｃだけを露出させて絶縁体１２を覆う。コイル本体１１の両端部１１ａ，１１ｂが外部電極１４−１，１４−２に接続されている。基板２はグランド電極層２１を表面２ａに有し、非グランド領域２３がグランド電極層２１内に形成されている。パッド２４−１，２４−２が、非グランド領域２３内に配設され、線路２２に接続されている。外部電極１４−１，１４−２とパッド２４−１，２４−２とが接続され、グランド用電極１３の端部１３ａがグランド電極層２１に接合され、半田３が接合部位に付着された状態で、コイル部品１が基板２の表面２ａに実装されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、不要磁気の影響を防止するための磁気シールド構造を備えたコイル部品及びその実装構造に関するものである。

従来この種のコイル部品としては、例えば、特許文献１に開示の技術がある。
図１２は、従来のコイル部品を示す斜視図である。
このコイル部品１００は、表面実装型のリードレスコイルであり、図１２に示すように、巻線又は積層等によるインダクタンス形成部（図示省略）をコイル外装剤１０２の内部に有し、コイル電極１０３をコイル外装剤１０２の外面に有している。そして、コイル電極１０３が設けられている部位以外のコイル外装材１０２の部位に、アース用のシールドケース電極１０４を有するシールドケース１０１を設けた構成になっている。このシールドケース１０１は、コイル電極１０３と接触しないように形状が設定され、シールドケース電極１０４は、使用回路上のアースに接続することができるようになっている。

実開平０３−００００１１号公報

しかし、上記した従来の技術は、次のような問題がある。
シールドケース１０１が、コイル電極１０３と接触しないようにしなければならないため、隙間１０５をシールドケース１０１とコイル電極１０３との間に設けなければならい。このため、インダクタンス形成部から放射された磁界が隙間１０５から漏れるおそれがあり、完全な磁気シールド構造を実現することは不可能であった。

この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、ほぼ完全に磁気シールドすることができるコイル部品及びその実装構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明に係るコイル部品は、巻線型又は積層型のコイル本体を内包した絶縁体と、絶縁体の下面の大半を露出させた状態で、この下面以外の上面及び側面の全てを覆ったグランド用電極と、絶縁体の下面の露出部分に島状に設けられ且つコイル本体の両端がそれぞれ接続された１対の外部電極とを備える構成とした。
かかる構成により、コイル部品を基板の表面に配して、その１対の外部電極を基板の線路に接続されたパッドに接続すると共に、グランド用電極を接地することができる。かかる状態で、基板の線路に信号や電源を流すと、この信号等がパッド及び外部電極を通じて、コイル本体に入，出力する。このとき、磁界が、コイル本体から発生し、絶縁体の上面及び側面から外部に放射されるおそれがある。しかし、この発明のコイル部品は、絶縁体の下面の大半を露出させた状態で、グランド用電極を絶縁体の下面以外の上面及び側面の全てを覆った構成をとっているので、絶縁体の上面及び側面から外部に放射しようとする磁界は、このグランド用電極によってシールドされる。

請求項２の発明は、請求項１に記載のコイル部品を、表面にグランド電極層を有する基板の表面に実装したコイル部品の実装構造であって、基板は、基板表面のグランド電極層内に設けられ且つコイル部品の下面の大きさ以下の大きさに設定された非グランド領域と、この非グランド領域内に配設された状態でこの非グランド領域の真下を通る線路に接続され且つコイル部品の１対の外部電極を接続可能な１対のパッドとを有し、コイル部品は、コイル部品の１対の外部電極が基板の１対のパッドに接続され且つグランド用電極の下面側の端部がグランド電極層上に接合された状態で、基板の表面に実装されている構成とした。
かかる構成により、信号や電源を、コイル部品が表面に実装された基板の線路に流すと、この信号等がパッド及び外部電極を通じて、コイル本体に入，出力し、コイル本体から発生した磁界が、絶縁体の上面，側面及び下面から外部に放射されるおそれがある。しかし、この発明のコイル部品の実装構造では、コイル部品の１対の外部電極が基板の１対のパッドに接続され且つグランド用電極の下面側の端部がグランド電極層上に接合された状態で、コイル部品が基板の表面に実装されているので、絶縁体の上面及び側面から外部に向かう磁界が、グランド用電極によってシールドされ、絶縁体の下面から非グランド領域を通って基板表面側に向かう磁界が、基板表面のグランド電極層によってシールドされる。

請求項３の発明は、請求項２に記載のコイル部品の実装構造において、グランド用電極の下面側の端部とグランド電極層との接合部の全てに、隙間なく半田を付着した構成とする。
かかる構成により、グランド用電極の下面側の端部とグランド電極層との接合部の隙間から漏れようとする磁界を半田によってシールドすることができる。

請求項４の発明は、請求項２又は請求項３に記載のコイル部品の実装構造において、線路を、上記基板の内部に配設し、コイル部品の下面以上の広さを有するグランド電極層を、基板の裏面であって且つ非グランド領域の真裏に位置する部位に設けた構成とする。
かかる構成により、コイル部品の下面から非グランド領域を通って基板裏面に向かう磁界が、基板裏面に設けられたグランド電極層によってシールドされる。

請求項５の発明は、請求項４に記載のコイル部品の実装構造において、基板の表面のグランド電極層と裏面のグランド電極層とを接続する複数のスルーホールを所定間隔で設け、これら複数のスルーホールで、非グランド領域の周りを檻のように囲んだ構成とする。
かかる構成により、コイル部品の下面から基板内部に放射された磁界が、基板表面のグランド電極層と裏面のグランド電極層と非グランド領域の周りを檻のように囲んだ複数のスルーホールとによって、シールドされる。

以上詳しく説明したように、請求項１の発明に係るコイル部品によれば、絶縁体の上面及び側面から外部に放射しようとする磁界が、グランド用電極によってシールドされるので、コイル部品から基板表面側に放射する磁界がほぼ完全にシールドされ、他の電子回路への磁気干渉を防止することができるという優れた効果がある。

請求項２ないし請求項５の発明に係るコイル部品の実装構造によれば、コイル部品から基板の表面側に放射される磁界の全てを、コイル部品のグランド用電極と基板表面のグランド電極層によってほぼ完全にシールドすることができるという優れた効果がある。また、コイル部品にグランド用電極を設け、基板表面のグランド電極層を利用して、磁気シールドを図ることができる構成であるので、シールドケース等、特別なケースを用いて磁気シールドを図る一般のシールド構造よりも、低コストで磁気シールド構造を実現することができるという効果もある。
特に、請求項３の発明によれば、グランド用電極とグランド電極層との接合部の隙間から漏れようとする磁界を半田によって完全にシールドすることができるという効果がある。

さらに、請求項４の発明によれば、コイル部品から基板表面側に放射される磁界だけでなく、基板裏面側に放射される磁界をもシールドすることができるので、より高いシールド効果を得ることができる。
特に、請求項５の発明によれば、コイル部品の下面から放射された磁界が、基板表面のグランド電極層と裏面のグランド電極層とスルーホールとによって、シールドされるので、基板表面及び基板裏面側に放射される磁界だけでなく、基板内部を伝搬しようとする磁界をもシールドすることができ、磁気シールドのほぼ完全化を達成することができる。

以下、この発明の最良の形態について図面を参照して説明する。

図１は、この発明の第１実施例に係るコイル部品の実装構造を示す概略断面図であり、図２は、コイル部品を透過して示す概略斜視図であり、図３は、コイル部品の実装構造を示す分解斜視図である。

この実施例のコイル部品の実装構造は、図１に示すように、コイル部品１を、表面２ａにグランド電極層２１を有する基板２の表面２ａに実装したものである。なお、この実施例に適用されるのコイル部品１は、請求項１に係るコイル部品を具体的に実現したものである。

コイル部品１は、表面実装型のコイル部品であり、図２にも示すように、巻線型又は積層型のコイル本体１１を内包した絶縁体１２と、グランド用電極１３と、１対の外部電極１４−１，１４−２とで構成されている。

絶縁体１２は、例えば、フェライト等の磁性体材料で形成された直方体状の部材であり、両端部１１ａ，１１ｂを除いて、コイル本体１１を完全に包含している。

グランド用電極１３は、図１に示すように、絶縁体１２の上面１２ａと４つの側面１２ｂとを完全に覆った状態で、絶縁体１２の外面に設けられている。これにより、絶縁体１２の下面１２ｃだけが外部に露出した状態になっている。

１対の外部電極１４−１，１４−２は、図３に示すように、このような絶縁体１２の下面１２ｃに島状に設けられている。
具体的には、図１に示すように、外部電極１４−１，１４−２は、絶縁体１２の下面１２ｃとほぼ面一になるように、絶縁体１２の下面１２ｃに埋め込まれており、下面１２ｃから露出したコイル本体１１の両端部１１ａ，１１ｂが、これら外部電極１４−１，１４−２にそれぞれ接続されている。

一方、基板２は、グランド電極層２１を表面２ａに有し、内部に線路２２を有している。
具体的には、図３に示すように、グランド電極層２１が、基板２の表面２ａ全面に形成され、非グランド領域２３がグランド電極層２１内に形成されている。そして、電源や信号を流す線路２２が基板２内に形成され、非グランド領域２３の真下を通っている。

非グランド領域２３は、コイル部品１の下面１２ｃに対応した長方形状を成し、その大きさは、当該下面１２ｃの大きさ以下の大きさに設定されている。
そして、このような非グランド領域２３の内側には、１対のパッド２４−１，２４−２が配設されている。

パッド２４−１，２４−２は、コイル部品１の１対の外部電極１４−１，１４−２を接続するための部材である。
具体的には、パッド２４−１，２４−２は、外部電極１４−１，１４−２とほぼ同じ間隔で非グランド領域２３内に配設され、非グランド領域２３の真下を通る線路２２，２２にスルーホール２２ａ，２２ａを介して接続されている。

コイル部品１は、基板２の非グランド領域２３上に位置させ、下面１２ｃを下側にして、外部電極１４−１，１４−２とパッド２４−１，２４−２とを接合させることで、コイル部品１が基板２の表面２ａ上に実装される。
具体的には、図１に示すように、外部電極１４−１，１４−２とパッド２４−１，２４−２とが接続され、グランド用電極１３の下面側の端部１３ａがグランド電極層２１上に接合されている。そして、半田３がかかる接合部に沿って付着され、接合部に発生する可能性のある微少な隙間が半田３によって覆われるようにしている。

次に、この実施例のコイル部品の実装構造が示す作用及び効果について説明する。
図４は、この実施例のコイル部品の実装構造が示す作用及び効果を説明するための模式的断面図である。なお、磁界の方向を理解し易くするため、コイル部品１と基板２との内部のハッチングは除いた。
図４に示すように、信号Ｓを、基板２内部の線路２２に流すと、この信号Ｓは、パッド２４−１，２４−２及びコイル部品１の外部電極１４−１，１４−２を通じて、コイル本体１１を入力した後、外部電極１４−１，１４−２及びパッド２４−１，２４−２を通じて線路２２側に出力される。
このとき、信号Ｓが、コイル本体１１を流れるので、磁界がコイル本体１１から発生し、この磁界がコイル部品１や基板２を通じて、外部に放射されるおそれがある。
しかし、この実施例では、上記したように、コイル部品１のグランド用電極１３の下面側の端部１３ａがグランド電極層２１上に隙間なく接合され、しかも、この接合部が半田３で覆われているので、コイル部品１内部の磁界が、少なくとも基板２の表面側（図４の上方側）に漏れることはない。
すなわち、コイル本体１１から絶縁体１２の上面１２ａや側面１２ｂ側に向かう磁界Ｈ１は、グランド用電極１３によってシールドされる。そして、グランド用電極１３とグランド電極層２１との接合部に向かう磁界Ｈ２は、隙間がほとんどない接合部と半田３とによってシールドされる。さらに、基板２の非グランド領域２３を通り抜けて基板２内部から表面２ａ側に向かう磁界Ｈ３は、グランド電極層２１によってシールドされる。

このように、この実施例のコイル部品の実装構造によれば、コイル本体１１から放射される磁界Ｈ１〜Ｈ３が、グランド用電極１３と、グランド用電極１３とグランド電極層２１との接合部及び半田３と、グランド電極層２１とによってシールドされるので、基板２の表面２ａ側に実装された他の電子回路への磁気干渉を防止することができる。

次に、この発明の第２実施例について説明する。
図５は、この発明の第２実施例に係るコイル部品の実装構造を示す概略断面図であり、図６は、グランド用電極の端部を折り曲げない場合の実装構造を示す概略断面図であり、図７は、この実施例に適用されるコイル部品の斜視図である。

この実施例は、外部電極１４−１，１４−２の絶縁体下面１２ｃへの形成状態が、上記第１実施例と異なる。
すなわち、図１に示したように、第１実施例では、コイル部品１の外部電極１４−１，１４−２を絶縁体１２の下面１２ｃに埋め込んで、外部電極１４−１，１４−２と下面１２ｃとがほぼ面一になるように設定したが、この実施例で適用されるコイル部品１では、図５に示すように、外部電極１４−１，１４−２を絶縁体１２の下面１２ｃに埋め込まず、平坦の下面１２ｃ上に形成した。
このように、外部電極１４−１，１４−２を平坦な下面１２ｃに形成すると、図６に示すように、微少な隙間Ｇが生じるおそれがある。
しかし、外部電極１４−１，１４−２の厚さは、例えば、１０μｍであり、非常に薄い。このため、コイル部品１を基板２側に押圧することで、隙間Ｇはほとんど生じないと考えられる。しかも、半田３でグランド用電極１３とグランド電極層２１との接合部を覆っているので、隙間Ｇが生じたとしても、半田３によって覆われることとなる。

この実施例では、万が一、製造誤差や半田付け不良等が生じた場合においても、隙間の発生を可能な限り防止すべく、図７に示すように、グランド用電極１３の端部１３ａを下面１２ｃ側に折り曲げた。
これにより、図５に示すように、グランド用電極１３の端部１３ａがグランド電極層２１上に完全に当接し、図６に示すような隙間Ｇは生じない。したがって、製造誤差や半田付け不良等が生じた場合においても、隙間が生じる可能性が非常に低くなる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第１実施例と同様であるので、その記載は省略する。

次に、この発明の第３実施例について説明する。
図８は、この発明の第３実施例に係るコイル部品の実装構造を示す概略断面図である。なお、磁界の方向を理解し易くするため、コイル部品１と基板２との内部のハッチングは除いた。
この実施例は、基板２の裏面にも、グランド電極層を設けた点が、上記第１及び第２実施例と異なる。

すなわち、図８に示すように、グランド電極層２５を基板２の裏面２ｂに設けた。
具体的には、グランド電極層２５の大きさを、コイル部品１の下面１２ｃよりも若干大きく設定した。そして、グランド電極層２５を基板２の非グランド領域２３の真裏に位置する部位に設けた。

これにより、コイル部品１のコイル本体１１で生じ、非グランド領域２３を抜けて、基板２の裏面２ｂ側に向かう磁界Ｈ４が、裏面２ｂに設けられたグランド電極層２５によってシールドされる。この結果、上記第１及び第２実施例の実装構造よりも高いシールド効果を得ることができる。

なお、この実施例では、グランド電極層２５の大きさを、コイル部品１の下面１２ｃよりも若干大きく設定して、基板２の非グランド領域２３の真裏に配置したが、グランド電極層２５は、コイル部品１の下面１２ｃ以上の広さならば、その機能を発揮する。したがって、図９に示すように、グランド電極層２５を基板２の裏面２ｂ全面に設けることもできる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第１及び第２実施例と同様であるので、その記載は省略する。

次に、この発明の第４実施例について説明する。
図１０は、この発明の第４実施例に係るコイル部品の実装構造を示す概略断面図であり、図１１は、基板２の平面図である。なお、図１０において、磁界の方向を理解し易くするため、コイル部品１と基板２との内部のハッチングは除いた。
この実施例は、複数のスルーホールを設けた点が、上記第３実施例と異なる。
具体的には、図１０に示すように、複数のスルーホール２６を基板２の表面２ａのグランド電極層２１と裏面２ｂのグランド電極層２５との間に接続した。このとき、スルーホール２６は、ほぼ半田３の下側に半田３に沿って形成され、且つその間隔は、一定の間隔に設定されている。
これにより、図１１に示すように、複数のスルーホール２６が、非グランド領域２３を下側から檻のように囲み、図１０に示すように、グランド電極層２５とスルーホール２６とによる室が、非グランド領域２３の下側に画成された状態になる。

かかる構成により、コイル部品１のコイル本体１１で生じ、非グランド領域２３を抜けて、基板２の裏面２ｂ側に向かう磁界Ｈ４はグランド電極層２５によってシールドされ、非グランド領域２３を抜けて、基板２の内部を伝わろうとする磁界Ｈ５は、檻状の複数のスルーホール２６によってシールドされる。この結果、磁気シールドのほぼ完全化を達成することができる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第３実施例と同様であるので、その記載は省略する。

なお、この発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内において種々の変形や変更が可能である。
例えば、上記各実施例では、半田３を、コイル部品１のグランド用電極１３と基板２のグランド電極層２１との接合部に付着させた例を示したが、半田３を当該接合部に付着させない構造の実装構造を、この発明の範囲から除外する意ではない。
また、上記各実施例では、線路２２が基板２の内部に設けられた例を示したが、線路２２は、非グランド領域２３の真下を通っておれば良く、基板２の裏面２ｂに設けても良いことは勿論である。

この発明の第１実施例に係るコイル部品の実装構造を示す概略断面図である。コイル部品を透過して示す概略斜視図である。コイル部品の実装構造を示す分解斜視図である。第１実施例のコイル部品の実装構造が示す作用及び効果を説明するための模式的断面図である。この発明の第２実施例に係るコイル部品の実装構造を示す概略断面図である。グランド用電極の端部を折り曲げない場合の実装構造を示す概略断面図である。第２実施例に適用されるコイル部品の斜視図である。この発明の第３実施例に係るコイル部品の実装構造を示す概略断面図である。第３実施例の一変形例を示す概略断面図である。この発明の第４実施例に係るコイル部品の実装構造を示す概略断面図である。基板の平面図である。従来のコイル部品を示す斜視図である。

符号の説明

１…コイル部品、２…基板、２ａ…表面、２ｂ…裏面、３…半田、１１…コイル本体、１１ａ，１１ｂ，１３ａ…端部、１２…絶縁体、１２ａ…上面、１２ｂ…側面、１２ｃ…下面、１３…グランド用電極、１４−１，１４−２…外部電極、２１，２５…グランド電極層、２２ａ，２６…スルーホール、２３…非グランド領域、２４−１，２４−２…パッド、Ｇ…隙間、Ｈ１〜Ｈ５…磁界、Ｓ…信号。

Claims

巻線型又は積層型のコイル本体を内包した絶縁体と、
上記絶縁体の下面の大半を露出させた状態で、この下面以外の上面及び側面の全てを覆ったグランド用電極と、
上記絶縁体の上記下面の露出部分に島状に設けられ且つ上記コイル本体の両端がそれぞれ接続された１対の外部電極と
を備えることを特徴とするコイル部品。
請求項１に記載のコイル部品を、表面にグランド電極層を有する基板の当該表面に実装したコイル部品の実装構造であって、
上記基板は、基板表面の上記グランド電極層内に設けられ且つコイル部品の上記下面の大きさ以下の大きさに設定された非グランド領域と、この非グランド領域内に配設された状態でこの非グランド領域の真下を通る線路に接続され且つ上記コイル部品の１対の外部電極を接続可能な１対のパッドとを有し、
上記コイル部品は、上記コイル部品の１対の外部電極が上記基板の１対のパッドに接続され且つ上記グランド用電極の上記下面側の端部が上記グランド電極層上に接合された状態で、基板の表面に実装されている、
ことを特徴とするコイル部品の実装構造。
請求項２に記載のコイル部品の実装構造において、
上記グランド用電極の上記下面側の端部と上記グランド電極層との接合部の全てに、隙間なく半田を付着した、
ことを特徴とするコイル部品の実装構造。
請求項２又は請求項３に記載のコイル部品の実装構造において、
上記線路を、上記基板の内部に配設し、
上記コイル部品の上記下面以上の広さを有するグランド電極層を、上記基板の裏面であって且つ上記非グランド領域の真裏に位置する部位に設けた、
ことを特徴とするコイル部品の実装構造。
請求項４に記載のコイル部品の実装構造において、
上記基板の表面のグランド電極層と裏面のグランド電極層とを接続する複数のスルーホールを所定間隔で設け、これら複数のスルーホールで、上記非グランド領域の周りを檻のように囲んだ、
ことを特徴とするコイル部品の実装構造。