JP4532167B2 - チップコイルおよびチップコイルを実装した基板 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、小型の通信機器、電子機器等に用いるチップコイルおよびチップコイルを実装した基板に関するものである。

電子機器の小型、軽量化に伴い電子部品の小型化（チップ化）への要請が強まっている。各種通信機器に使用されるコイルも例外ではなく、これらの通信機器に搭載して使用するためのチップ電子部品としてのコイル、あるいはインダクタが開発されている。

チップ電子部品としてのチップインダクタは、例えば、特許文献１に開示されているように、その両端にフランジ状に突出した鍔部を有する、四角柱状の巻回胴部に導線を巻回してコイルを構成するもので、鍔部の端面の一部には、メッキが施された電極が形成されている。

特開平９−２１９３１８号公報

図２０は、従来のチップインダクタの構成の一例を示している。このチップインダクタ９６０は、コアの鍔部の周縁一面に電極９６５，９６７が形成され、その長手方向が、回路基板（不図示）上の信号線であるパターン９６１，９６３が走る方向と同じ方向となるように回路基板上へ実装される。すなわち、従来のチップインダクタは、その構造上、図２１に示すように、基板に実装された状態では、コイルの磁束９７１，９７３を妨げる位置に信号線９６１，９６３やランドパターンがある。

また、上述した従来のチップインダクタに対して、コアにおける磁束の集中分布に着目して電磁界シミュレーションを行った結果、図２２に示すように、コアの構成要素である鍔部９６２，９６４の○印で示す部分に磁束の集中が起きていることを確認した。すなわち、従来のチップインダクタは、図２０、および図２２から分かるように、コアにおける磁束の集中箇所に電極９６５，９６７が形成された構造を有する。

従来のインダクタは、上記のような構造をとる結果、インダクタとしての磁気損失が大きくなり、また、かかる構造がＱ値を低下させる原因となる、という問題がある。

また、従来のインダクタは、その電極の位置に起因して、インダクタを基板上に実装するための配線パターンが磁束を妨げるという問題もある。

本発明は、上述した課題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、磁気損失、感度特性やＱ値の低下等が少なく、各種の無線通信機器（例えば、ＲＦＩＤ）に搭載して無線通信用アンテナ等としての使用に適したチップコイルおよびその実装基板を提供することである。

また、本発明の目的は、回路基板上に実装したときに磁気損失やＱ値の低下等の少ない配線パターンの引き回しが可能なチップコイルおよびその実装基板を提供することである。

本発明に係るチップコイルは、胴部および該胴部の両端に配された鍔部を有するコア部と、上記胴部に形成されたコイル導体と、上記鍔部間に配された一対の外部電極と、上記鍔部にそれぞれ固定されるとともに上記コイル導体の端部と接続され、かつ、上記外部電極と接続した一対の導通部とを備え、上記導通部は上記胴部の幅よりも狭く、かつ、平面視したときに上記胴部と上記鍔部との境界において上記胴部の幅内に収まるように配置され、上記一対の導通部それぞれは、該導通部が固定された上記鍔部から他方の鍔部方向に延出されるとともに、その延出方向と直交する方向であって、それぞれ相対する方向に略直角に引き出されることにより上記外部電極と接続され、上記外部電極と上記導通部は一体のリードフレームとして構成されていることを特徴とする。

例えば、上記外部電極は、上記コア部の中心軸方向と略直交する軸線上に形成されていることを特徴とする。

本発明に係るチップコイルを実装した基板は、上記チップコイルは、胴部および該胴部の両端に配された鍔部を有するコア部と、上記胴部に形成されたコイル導体と、上記鍔部間に配された一対の外部電極と、上記鍔部にそれぞれ固定されるとともに上記コイル導体の端部と接続され、かつ、上記外部電極と接続した一対の導通部とを備え、上記導通部は上記胴部の幅よりも狭く、かつ、平面視したときに上記胴部と上記鍔部との境界において上記胴部の幅内に収まるように配置され、上記基板は、上記チップコイルの外部電極の位置に合わせて形成された、上記チップコイルを固定したランドパターンと、該ランドパターンより引き出された信号パターンを備え、上記ランドパターンと信号パターンは、上記チップコイルの鍔部と重ならないように形成されていることを特徴とする。

例えば、上記ランドパターンは、上記信号パターンとは接続されていないダミーパターンを含むことを特徴とする。また、例えば、上記信号パターンは、当該実装基板上の上記チップコイルの下面側より引き出されていることを特徴とする。

本発明によれば、コイルの電極やランドパターンによるコイルの磁気損失を少なくし、Ｑ値の低下を抑制できる。

また、本発明によれば、コイルの磁束を妨げずに実装基板上での配線パターンの形成が容易になる。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る実施の形態例を詳細に説明する。
［第１の実施の形態例］
最初に、本発明の第１の実施の形態例に係るチップコイルの構造、その製造工程等を説明する。図１は、第１の実施の形態例に係るチップコイルの内部構造の一例を示す斜視図であり、図２は、図１に示すチップコイルの裏面側の構造を示す斜視図である。また、図３は、第１の実施の形態例に係るチップコイルの正面図であり、図４は、第１の実施の形態例に係るチップコイルの製造工程を示している。

図１は、本実施の形態例に係るチップコイルの内部構造を部分的に透視して示している。図１に示すように、チップコイル１０は、後述する所定の厚さを有する基台１と、その基台１上に搭載されたコア２とを有し、コア２は、その中心部分を構成するコア胴部４と、コア胴部４の両端それぞれに配された鍔部５，６からなる。基台１は、例えば、アルミナを主成分とする無機材料や樹脂基板等のコイルから出る磁束に影響を与えない材料等を用いて作製される。

なお、本実施の形態例に係るチップコイルを、短距離無線通信等の無線アンテナとして用いる場合は、基台１の材料がアンテナの感度やＱ値に影響を与えることになる。そのため、それらの特性の低下を回避できる材料を選択することが重要になる。また、コア２は、透磁率の高い磁性材料、例えば、フェライトにより構成されている。

コア胴部４には、チップコイル１０のインダクタンス値が所望の値となるように、所定の回数だけ導線１１が巻き回されている。この導線１１は、樹脂で絶縁された被覆銅線（例えば、ポリウレタン被覆銅線やポリイミド被覆銅線）からなる。

基台１の長手方向（中心軸方向）のほぼ中央部に、対向した一対の電極１５，１６が形成されている。これらの電極１５，１６は、様々な使用環境、例えば、機械的な振動の多い環境である車載用に適用できるよう、図２に示すように基台１の一部に食い込ませるように配されている。その結果、電極１５，１６の基台１との接合強度を一定以上に保持できる。

また、上述した導線１１の両端部（図３に示す導線端部３１，３２）は、それぞれが電極１５，１６に接続されている。なお、電極１５，１６は、例えば、銅（Ｃｕ）等からなり、その表面には、ニッケル（Ｎｉ）メッキやはんだメッキが施されていて、その長さは、磁束への影響を少なくするため、コア胴部４よりも短く設定され、コアの鍔部５，６の間（内側）に配置されている。

本実施の形態例に係るチップコイルでは、その基台１の厚さｔ（図３に示す、コア（鍔部５および鍔部６の底面）と回路基板の表面との距離）と、回路パターンによる磁束およびＱ値への影響とを考慮する必要がある。そこで、本実施の形態例に係るチップコイルは、電極１５，１６を基台１の中央部に配することで、後述するように電極そのものと回路パターンによる磁束への影響を低減している。

本実施の形態例に係るチップコイルの場合、基台１の厚さｔに関しては、例えば、図３に示すようにｔ＝０．３ｍｍ以上であることが望ましい。また、基台１の厚さｔが０．３ｍｍよりも小さい場合は、回路パターンの影響が特に大きくなり、ｔ＝０．３ｍｍ以上において、Ｑ特性への影響が少なくなる。

一方、ｔ＝１．０ｍｍ以上の厚みがあれば、Ｑ特性への影響にそれほどの変化はない。これらより、チップコイルの電気的特性のみならず、基板上への実装部品としての低背化をも考慮した場合、基台１の厚さｔは、０．３〜１．０ｍｍの範囲にあることが望ましいといえる。このことは、基台１の厚さｔを変えることで、回路パターンによる磁束、およびＱ値への影響に対する調整が可能であることを意味している。

次に、第１の実施の形態例に係るチップコイルの製造工程を説明する。まず、図４に示す最初の製造工程（図４（ａ））において、上述したように、アルミナ等の無機材料や樹脂基板等のコイルから出る磁束に影響しない材料からなり、所定の厚さを有する基台１の略中央両端部分に一対の電極１５，１６を固定する。続く図４（ｂ）に示す工程では、フェライトからなるコア胴部４に、絶縁材料で被覆された銅線である導線１１を、所望のインダクタンス値に合わせた回数、巻き回す。

図４（ｃ）に示す工程では、上記の工程で製作された基台１とコアを接着し、導線１１の両端部（図４（ｃ）では、一方の端部１１ａのみを示す）それぞれを電極１５，１６と接続し、固定する。そして、図４（ｄ）に示す工程において、コイル本体の上部を、例えば、エポキシ系樹脂等の樹脂モールド８で被覆したり、あるいは、樹脂製のキャップを被せて内部に樹脂を充填等させる。これにより、コイルの機械的な振動や湿度等に対する耐性を向上させている。

図５は、本実施の形態例に係るチップコイルを基板上に実装したときの様子（透視斜視図）を示している。図５に示すように、基台１の略中央部に配した電極１５，１６が、基板（不図示）上の信号パターン（信号ライン）４１，４３の先端部に形成されたランドパターンにはんだ付けすることで、チップコイル１０が基板上に固定されることになる。上述したように、図５に示すチップコイルは、コイル全体が樹脂モールド８で被覆されている。

次に、本実施の形態例に係るチップコイルにおける回路パターンによる磁束等への影響について説明する。上述したように、本実施の形態例に係るチップコイル１０の電極１５，１６は、その基台１の略中央部に配されているため、図５に示すように、チップコイル１０が回路基板上に実装された状態では、その回路基板上の信号線４１，４３が、チップコイル１０の中央部に対してほぼ垂直に到来する。

このことは、図６に示すように、チップコイル１０の磁束５１，５３の通過経路、つまり、コア胴部４に巻き回されたコイル面を通過して、コイルの外部（自由空間）に達し、再びコイル面に戻る磁束経路が、その途中において遮断、あるいは分断等されないことを意味している。よって、本実施の形態例に係るチップコイルの場合、磁束５１，５３へ影響を与える位置に電極１５，１６やランドパターン５５がないので、コイル１０の磁気損失が小さくなり、また、Ｑ値を低下させる原因にもならない。

［第２の実施の形態例］
以下、本発明に係る第２の実施の形態例を詳細に説明する。図７は、第２の実施の形態例に係るチップコイル全体の構造を示す透視図である。第２の実施の形態例に係るチップコイルは、後述する工程を経て製造されるものであり、図７に示す内部構造を有している。すなわち、コア胴部１０４の両側に配置された鍔部１０５，１０６の上面に、コイル導体１１１を構成する導線の端部１１１ａ，１１１ｂ（図８参照）それぞれが内部電極１２３，１２４（図８参照）に固定されることで、これらの端部１１１ａ，１１１ｂと導通部１２５ａ，１２６ａがそれぞれ接続される。これらの導通部１２５ａ，１２６ａは、コア導体１０４の長手方向中央に向けて引き出されており、外部電極１２５ｂ，１２５ｃ，１２６ｂ，１２６ｃは、外装１０９より突出して、外装１０９の表面形状に沿って折り曲げられている。すなわち、第２の実施の形態例に係るチップコイルは、図２０に示す従来のチップコイルのように、コイルの長手方向両端部分に電極が形成される構造をとらず、チップコイル１００の長手方向中央に向かって電極の位置がずれた構成を有する。

また、本実施の形態例に係るチップコイルの外部電極１２５ｂ，１２５ｃ，１２６ｂ，１２６ｃは、後述するように、外装１０９より突出した部分（図８（ｆ）に示す、折り曲げた部分）が外装樹脂に固定されていない構造を有する。そのため、チップコイル１００を基板上に実装した後、基板に外力が加わってたわんだ場合でも、そのたわみに対応して外部電極１２５ｂ，１２５ｃ，１２６ｂ，１２６ｃが弾力性を発揮する。その結果、基板たわみを原因とする、電極と基板上のパターンとの断線状態（はんだクラック）を抑止することができる。

次に、第２の実施の形態例に係るチップコイルの製造工程、およびその構造を詳細に説明する。図８は、本実施の形態例に係るチップコイルの製造工程を示している。図８の（ａ）に示す工程では、チップコイルのコア１０２へ基板１２１，１２２を固定する。これらの基板１２１，１２２は、セラミック製の絶縁基板であり、それらの表面には、銅（Ｃｕ）の金属薄膜が形成され、それらが内部電極１２３，１２４を構成している。

鍔部１０５，１０６の上面部分のうち、コア胴部１０４側の端部には、上記の基板１２１，１２２の大きさに合わせた凹部１３１，１３２が設けられている。そして、基板１２１，１２２は、凹部１３１，１３２それぞれに接着剤等で固定される。

なお、鍔部１０５，１０６の上面における内部電極１２３，１２４の固定位置は、図２２等に示す磁束の集中箇所を避けた位置であればよく、例えば、図示は省略するが、鍔部１０５，１０６上面の中央部分に設けてもよい。チップコイルを平面視した場合において、内部電極（金属薄膜）１２３，１２４の幅は、コア胴部１０４の幅よりも小さく、内部電極の取り付け位置は、コア１０２におけるコア胴部１０４の幅内に収まるように配置されている（詳細は、図９を参照して説明する）。

また、金属薄膜を直接、鍔部１０５，１０６に形成しないのは、透磁率の高い磁性材料、例えば、フェライトにより構成されているコア１０２と、金属薄膜とに熱収縮率の違いがあり、それが原因となって金属薄膜がコア１０２より剥がれるのを防止するためである。また、コア１０２に内部電極１２３，１２４を形成したのは、コイル導体１１１となる導線の端部を固定できる箇所をコア１０２に設けることで、チップコイルを量産する上での便宜を図るためである。

図８（ｂ）に示す工程では、コア１０２のコア胴部１０４に、チップコイルのインダクタンス値が所望の値となるように、所定の回数だけ導線を巻き回して、コイル導体１１１を構成する。そして、その導線の端部１１１ａ，１１１ｂそれぞれを、内部電極１２３，１２４に接合する。導線として、例えば、ポリウレタンで被覆された銅線（ポリウレタン性被覆線）、あるいはポリイミド性被覆線を使用する。また、内部電極１２３，１２４への端部１１１ａ，１１１ｂの接合は、例えば、金属拡散による接合、導電性接着剤による接合、あるいは溶接による接合によって行う。

次の工程では、リードフレーム１１５，１１６を固定する。ここでは、Ｔ字型の形状を有するリードフレーム１１５の導通部１２５ａを、図８の（ｃ）に示すように、コイル導体１１１の端部１１１ａと内部電極１２３上において接続固定する。また、リードフレーム１１６の導通部１２６ａを、コイル導体１１１の端部１１１ｂと内部電極１２４上において接続固定する。上述したように、導通部１２５ａ，１２６ａは、その幅がコア胴部１０４の幅よりも小さいため、コア胴部１０４の幅内に収まるように配置できる。

リードフレーム１１５，１１６としては、例えば、無酸素銅（Ｈ、または（１／２）Ｈ）にメッキを施したものを使用する。また、リードフレーム１１５，１１６の内部電極１２３，１２４への固定は、例えば、金属拡散による接合、溶接、はんだ接合、あるいは導電性接着剤による接合という方法をとる。内部電極１２３，１２４は、リードフレーム１１５，１１６の固定と、上述した導線の端部１１１ａ，１１１ｂの接合とを行えるだけの領域（面積）を確保でき、一定の接合強度を維持できれば、その形状は、図示したような矩形に限定されず、例えば、円形や楕円形等であってもよい。

図８の（ｄ）に示す工程では、リードフレーム１１５，１１６が固定されたコア１０２全体に対して、リードフレーム１１５，１１６の一部がチップコイルの短手方向の両側に突出して外部電極１２５ｂ，１２５ｃ，１２６ｂ，１２６ｃが形成されるように樹脂１０８で被覆する。樹脂１０８として、例えば、ゴム弾性系のシリコン樹脂でチップコイル全体を封止する。こうすることで、コア１０２への応力の緩和やコア１０２への衝撃を緩和して、機械的な振動や湿度等に対する耐性を向上させることができる。なお、封止に使用する樹脂８は、低応力のエポキシ系樹脂であってもよい。

次の工程で、外装を形成する。すなわち、図８の（ｅ）に示すように、例えば、エポキシ系樹脂で封止することで、外装１０９を形成する。そして、続く図８の（ｆ）に示す工程において、リードフレーム１１５，１１６の外部電極１２５ｂ，１２５ｃ，１２６ｂ，１２６ｃを折り曲げて、チップコイルの電極を形成する。

図９は、本実施の形態例に係るチップコイルにおける電極の配置を説明するための図である。上述した電磁界シミュレーションにより、チップコイルにおける磁束の集中箇所が判明した。磁束の集中箇所とは、図９において○印を付した部分であり、コア胴部１０４と鍔部１０５，１０６からなるコア１０２の両端の角部４箇所と、コア胴部１０４の両端部分の角付近４箇所とが主な集中箇所である。

本実施の形態例に係るチップコイルでは、このような磁束の集中箇所を避けるため、図９に示すように、電極としてＴ字状のリードフレーム１１５，１１６を用い、これらの電極を磁束の集中箇所と重ならないように配置した。リードフレーム１１５，１１６は、それぞれの両端部を外部電極１２５ｂ，１２５ｃ，１２６ｂ，１２６ｃとした帯状部分と、その帯状部分の略中間部位において帯状部分と垂直に延出した導通部１２５ａ，１２６ａとからなる、Ｔ字型の形状を有する。

導通部１２５ａ，１２６ａは、上述した方法で鍔部１０５，１０６それぞれに固定され、コア１０２の中央方向に向かって引き伸ばされており、外部電極１２５ｂ，１２５ｃ，１２６ｂ，１２６ｃは、コア胴部１０４の側方へ突出するように引き回されている。図９から分かるように、導通部１２５ａ，１２６ａの幅はコア胴部１０４の幅よりも狭くなっており、コア胴部１０４の幅内に収まるように配置することで、コア１０２を平面視したとき、リードフレーム１１５，１１６は、磁束の集中箇所とは重ならない構成になっている。

［第３の実施の形態例］
次に、本発明に係る第３の実施の形態例について説明する。図１０は、第３の実施の形態例に係るチップコイルの構造を示している。この第３の実施の形態例に係るチップコイルは、上述した第１の実施の形態例に係るチップコイルの電極と同様の構造の電極を、第２の実施の形態例に係るチップコイルと同様の工程で製造したチップコイルの例である。

図１０（ａ）は、第３の実施の形態例に係るチップコイルの電極としてのリードフレームの外形形状（平面図）を示しており、図１０（ｂ）は、そのリードフレームを折り曲げて形成した電極の外観斜視図である。また、図１０（ｃ）は、チップコイル全体の平面図、そして、図１０（ｄ）は、チップコイルをその長手方向から見たときの側面図である。上述したように、チップコイルにおける磁束の集中箇所が判明しているため、電極形状やその配置箇所は、それら磁束の集中箇所を回避できればよいことになる。

第３の実施の形態例では、図１０（ａ）に示す形状を有するリードフレーム２１５，２１６を用意し、その端部２２５ａ，２２６ａを、上述した図７や図８に示すチップコイルと同様、チップコイルのコアに形成した内部電極に固定する。そして、コイル全体を封止用の樹脂で被覆した後、外装２０９を形成し、チップコイルの電極（外部電極）を形成すべくリードフレーム２１５，２１６を折り曲げる。

本実施の形態例に係るチップコイルにおいて、リードフレーム２１５，２１６を、例えば、図１０（ａ）に示す点線に沿って折り曲げることで、図１０（ｂ）に示す外観形状を有する外部電極が形成される。その結果、チップコイルは、それを長手方向から見たとき、図１０（ｄ）に示すように、それぞれの電極がコの字に曲げられた形状となって、コア上において互いに対向した位置に配された状態となる（図１０（ｃ）参照）。

[チップコイルの実装配線パターン]
次に、上述したチップコイルを基板に実装するためのランドパターン等について説明する。図１１は、図１、図１０等に示す、上記第１の実施の形態例に係るチップコイルや第３の実施の形態例に係るチップコイルを実装するためのランドパターンの一例を示している。図５を参照して説明したように、基板上に配された信号パターン（信号ライン）４１，４３それぞれの先端部に、図１１に示すような矩形のランドパターン２５１，２５３を設ける。これらのランドパターン２５１，２５３は、チップコイル１０の電極１５，１６に合わせて、互いに対向する位置に配置され、それらの電極をはんだ付けするのに十分な面積を有している。

図１１に示すように、信号パターン４１，４３とランドパターン２５１，２５３とが、チップコイル１０のコアの鍔部５，６と重ならない位置に配されている。すなわち、図２２等に示すようなコアにおける磁束の集中個所を避け、同時に磁束を妨げる位置には導体を設けないようにすることで、チップコイルとして良好なインダクタンスやＱ値の実現が可能となる。

図１２および図１３は、図７に示す上記第２の実施の形態例に係るチップコイルを実装するためのランドパターンの一例である。図１２に示す例では、チップコイル１００の４個の外部電極１２５ｂ，１２５ｃ，１２６ｂ，１２６ｃそれぞれの位置に合わせて、４個の矩形のランドパターン３１５，３１１，３１７，３１３を設ける。これらのランドパターンは、チップコイル１００の外部電極それぞれをはんだ付けするのに十分な面積を有しているとともに、ランドパターン３１５，３１３については、それらを先端部とする信号パターン（信号ライン）３０１，３０３が配されている。

同様に、図１３に示す例においても、チップコイル１００の４個の外部電極１２５ｂ，１２５ｃ，１２６ｂ，１２６ｃそれぞれの位置に合わせた４個の矩形のランドパターン３６５，３６１，３６７，３６３を設け、ランドパターン３６５，３６３には、それらを先端部とする信号パターン（信号ライン）３５１，３５３が配されている。また、これらのランドパターンも、チップコイルの外部電極それぞれをはんだ付けするのに十分な面積を有していることは、図１２に示す例と同じである。

このように、図１２および図１３に示す例においても、コアからの磁束を妨げる位置に導体を設けないようにするため、ランドパターンとそれにつながる信号パターンが、チップコイルのコアの鍔部１０５，１０６と重ならない位置に配されている。よって、これらのランドパターンとした場合も、コアにおける磁束の集中個所を避けて、チップコイルとして良好なインダクタンスやＱ値の実現ができる。

なお、図１２および図１３に示す例において、ランドパターン３１１，３１７，３６１，３６７は、信号パターンの接続がないダミーパターンであり、実装基板上にチップコイルを固定するために形成されたランドパターンである。これらのパターンの存在により、チップコイルを基板上に、より強固かつ安定に固定できるため、振動等の多い環境において回路パターン（ランドパターン）とチップコイルとの接合強度を確保できる。

次に、サンプルを用いて測定して得られた実測値を参照しながら、チップコアからの磁束を妨げる位置に導体を設けた場合と、それを避けた位置に導体を設けた場合との差異を、定性的に比較して説明する。

ここでは、磁束を妨げる位置を避けて導体を設けた例として、図７に示す構造のチップコイルを、図１２に示すパターンを配した基板上に実装した例（以降において、“実施例”という）を使用し、一方、コアにおける磁束の集中個所と重なるように導体パターンを設けた例として、図１４および図１５に示す例を使用した。より具体的には、図１４は、基板上の信号パターン４０１，４０３が、チップコイル１００のコアの鍔部にかかる例（“比較例１”という）であり、図１５に示す例では、ランドパターン４２１，４２３そのものが、チップコイル１００のコアの鍔部全体にかかっている（これを“比較例２”という）。

図１６は、実施例と比較例１，２とについて、そのインダクタンス値を比較して示すグラフであり、図１７は、同じく実施例と比較例１，２とについて、そのＱ値を比較して示すグラフである。いずれにおいても、横軸は周波数[ｋＨｚ]である。この実施例では、上述したように図１２に示すパターン構造の基板上に、チップサイズが７．０×３．０×３．０［ｍｍ］のチップコイルを配した。このチップコイルは、１２５ｋＨｚで７．２ｍＨの値を示すコイルであり、測定器Ａｇｉｌｅｎｔ４２９４Ａと測定治具１６１９３Ａを用いて測定した。

図１６および図１７に示す例では、測定器Ａｇｉｌｅｎｔ４２９４Ａを用いて、信号レベルを５００ｍＶ、測定周波数範囲を１ｋＨｚ〜１１０ＭＨｚとして測定した。図１６に示すインダクタンス値については、例えば、周波数１２５ｋＨｚにおいて、実施例は７．７２４５ｍＨ、比較例１は７．６５４８ｍＨ、比較例２は７．４９６ｍＨであって、チップコイルのコアの鍔部にかからない配線パターンとすることで、微差ではあるがインダクタンスの改善がみられた。

一方、Ｑ値については、図１７に示すように、周波数１２５ｋＨｚにおいて、実施例は４７．０２、比較例１は３３．７７、比較例２は１８．７８であり、実施例と比較例とに顕著な差がみられ、図１２に示す配線パターンとすることで、実施例について非常に良好なＱ値特性が得られた。

以上説明したように、本実施の形態例によれば、チップコイルのコア部が搭載された基台の略中央部に一対の電極を形成し、チップコイルが回路基板上に搭載されたときに、コア部からの磁束へ影響を与える位置には、これらの電極やランドパターンがない構成とすることで、外部電極やランドパターンによるコイルの磁気損失をなくし、Ｑ値の低下を防止できる。

すなわち、本実施の形態例によれば、チップコイルのコア部のうち磁束が集中する箇所を避けてチップコイルの電極を配置することで、電極やランドパターンによるコイルの磁気損失をなくし、感度の低下やＱ値の低下を防止することができる。また、このような電極配置に対応させて、当該チップコイルを実装する基板上のランドパターンや信号パターンを、例えばコイルの磁束経路を遮断あるいは分断しないように配することで、ランドパターンや信号パターンによる磁気損失や感度の低下、Ｑ値の低下をも防止できる。

さらに、ランドパターンが磁束を妨げることがないため、ランドパターンより引き出される伝送パターンの形成が容易になり、同時に、伝送パターンを含めた配線をチップコイルの周囲を回す必要がないので、パターン形成のための面積を小さくすることができる。このことは、基板上における部品の実装密度の向上につながる。

さらには、外部電極の端部がチップコイルの外装樹脂に固定されない構造とすることで、チップコイルが実装された基板がたわんでも、基板上のパターンと電極との断線が抑制され、それらの接合強度を確保しながら電気的な接続を維持できる。従って、通信機器等としての信頼性が向上する。

また、基板上にチップコイルを固定するためのダミーパターンを設け、そのパターンにコイルの電極をはんだ付けできるようにすることで、コイルと基板との接合強度を確保することができる。さらに、チップコイルに少なくとも４個の外部電極を配し、そのいずれにもコイル導体を導通させることで、基板上において様々な伝送パターンに対応可能となる。

なお、本発明は、上述した実施の形態例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。例えば、上記各実施の形態例において、図１に示す導線１１や、図７に示すコイル導体１１１について、コイルパターンが形成されたグリーンシートを積層して形成したものや、コア胴部４，１０４の表面に厚膜または薄膜の金属被膜を形成したものであってもよい。

また、第２の実施の形態例に係るチップコイルにおけるリードフレームについて、例えば、図１８に示す形状となるようにリードフレーム５３５，５３６を折り曲げ、上述した実施の形態例と同様、磁束が集中する箇所を避けた位置にそれらを配するようにしてもよい。その際、リードフレーム５３５，５３６の導通部５３５ａ，５３６ａそれぞれが、導線の端部が接合されている内部電極（金属薄膜）上にくるようにし、リードフレーム５３５，５３６が互いに対向するように位置合わせして、固定する。

図１９は、この変形例に係るチップコイル５２０の外観斜視図である。このチップコイル５２０は、図１８に示すリードフレーム５３５，５３６の一部をチップコイル５２０の短手方向の両側に突出させて、外部電極５３５ｂ，５３５ｃ，５３６ｂ，５３６ｃを形成し、樹脂として、例えば、ゴム弾性系のシリコン樹脂等で全体を封止し、さらに、その外周をエポキシ樹脂等で覆った構造を有する。すなわち、図１９に示すチップコイル５２０は、リードフレーム５３５，５３６の一部がチップ本体の上部から突出し、それらがチップの側壁に沿ってそのまま下部へ延び、底面に向けて折り曲げられた構造の電極を有する。

チップコイル５２０の外部電極５３５ｂ，５３５ｃ，５３６ｂ，５３６ｃは、チップ本体の外部において外装樹脂に固定されていない。そのため、チップコイルを基板上の実装した後、基板に外力が加わってたわんだ場合でも、外部電極の有する弾力性により、それらの電極と基板上のパターンとの断線状態を抑止することができる。

本発明の第１の実施の形態例に係るチップコイルの内部構造の一例を示す斜視図である。 第１の実施の形態例に係るチップコイルの裏面側の構造を示す斜視図である。 第１の実施の形態例に係るチップコイルの正面図である。 第１の実施の形態例に係るチップコイルの製造工程を示す図である。 第１の実施の形態例に係るチップコイルを基板上に実装したときの様子を示す図である。 第１の実施の形態例に係るチップコイルにおける磁束の通過経路等を示す図である。 本発明の第２の実施の形態例に係るチップコイルの構造を示す透視図である。 第２の実施の形態例に係るチップコイルの製造工程を示す図である。 第２の実施の形態例に係るチップコイルの電極配置を説明するための図である。 本発明の第３の実施の形態例に係るチップコイルの構造を示す図である。 実施の形態例に係るチップコイルを実装するためのランドパターンの一例を示す図である。 実施の形態例に係るチップコイルを実装するためのランドパターンの他の例を示す図である。 実施の形態例に係るチップコイルを実装するためのランドパターンの他の例を示す図である。 コアにおける磁束の集中個所と重なるように導体パターンを設けた例を示す図である。 コアにおける磁束の集中個所と重なるように導体パターンを設けた他の例を示す図である。 実施例と比較例１，２のインダクタンス値を比較して示す図である。 実施例と比較例１，２のＱ値を比較して示す図である。 変形例に係るチップコイルのリードフレーム形状を示す図である。 変形例に係るチップコイルの外観斜視図である。 従来のチップインダクタの基板実装時の様子を示す図である。 従来のチップインダクタにおける磁束の通過経路等を示す図である。 電磁界シミュレーションによるチップインダクタにおける磁束の集中箇所を示す図である。

符号の説明

１ 基台
２，１０２ コア
４，１０４ コア胴部
５，６，１０５，１０６ 鍔部
８ 樹脂モールド
１０，１００ チップコイル
１１，１１１ 導線（コイル導体）
１５，１６ 電極
２１〜２４ 金属部
３１，３２，１１１ａ，１１１ｂ 導線端部
４１，４３，３０１，３０３，４０１，４０３ 信号パターン（信号ライン）
５１，５３ 磁束
５５，２５１，２５３，３１５，３１１，３１７，３１３，３６５，３６１，３６７，３６３，４２１，４２３ ランドパターン
１０９ 外装
１１５，１１６，１３５，１３６，２１５，２１６ リードフレーム
１２１，１２２ 基板
１２３，１２４ 内部電極
１２５ｂ，１２５ｃ，１２６ｂ，１２６ｃ，１３５ｂ，１３５ｃ，１３６ｂ，１３６ｃ 外部電極
１３１，１３２ 凹部

Claims (5)

1. 胴部および該胴部の両端に配された鍔部を有するコア部と、
   前記胴部に形成されたコイル導体と、
   前記鍔部間に配された一対の外部電極と、
   前記鍔部にそれぞれ固定されるとともに前記コイル導体の端部と接続され、かつ、前記外部電極と接続した一対の導通部とを備え、
   前記導通部は前記胴部の幅よりも狭く、かつ、平面視したときに前記胴部と前記鍔部との境界において前記胴部の幅内に収まるように配置され、
   前記一対の導通部それぞれは、該導通部が固定された前記鍔部から他方の鍔部方向に延出されるとともに、その延出方向と直交する方向であって、それぞれ相対する方向に略直角に引き出されることにより前記外部電極と接続され、
   前記外部電極と前記導通部は一体のリードフレームとして構成されていることを特徴とするチップコイル。
2. 前記外部電極は、前記コア部の中心軸方向と略直交する軸線上に形成されていることを特徴とする請求項１記載のチップコイル。
3. チップコイルを実装した基板であって、
   前記チップコイルは、胴部および該胴部の両端に配された鍔部を有するコア部と、前記胴部に形成されたコイル導体と、前記鍔部間に配された一対の外部電極と、前記鍔部にそれぞれ固定されるとともに前記コイル導体の端部と接続され、かつ、前記外部電極と接続した一対の導通部とを備え、前記導通部は前記胴部の幅よりも狭く、かつ、平面視したときに前記胴部と前記鍔部との境界において前記胴部の幅内に収まるように配置され、
   前記基板は、前記チップコイルの外部電極の位置に合わせて形成された、前記チップコイルを固定したランドパターンと、該ランドパターンより引き出された信号パターンを備え、
   前記ランドパターンと信号パターンは、前記チップコイルの鍔部と重ならないように形成されていることを特徴とするチップコイルを実装した基板。
4. 前記ランドパターンは、前記信号パターンとは接続されていないダミーパターンを含むことを特徴とする請求項３記載のチップコイルを実装した基板。
5. 前記信号パターンは、当該実装基板上の前記チップコイルの下面側より引き出されていることを特徴とする請求項３記載のチップコイルを実装した基板。

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