特許 7575349 回路基板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-21

(45)【発行日】2024-10-29

(54)【発明の名称】回路基板

(51)【国際特許分類】

   H01F 27/06 20060101AFI20241022BHJP

   H01F 27/29 20060101ALI20241022BHJP

   H05K 1/18 20060101ALI20241022BHJP

   H05K 3/34 20060101ALI20241022BHJP

   H05K 1/02 20060101ALI20241022BHJP

【ＦＩ】

H01F27/06 103

H01F27/29 G

H05K1/18 F

H05K3/34 501D

H05K1/02 J

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021089780

(22)【出願日】2021-05-28

(65)【公開番号】P2022182298

(43)【公開日】2022-12-08

【審査請求日】2023-12-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115738

【弁理士】

【氏名又は名称】鷲頭 光宏

(74)【代理人】

【識別番号】100121681

【弁理士】

【氏名又は名称】緒方 和文

(72)【発明者】

【氏名】吉野 花子

(72)【発明者】

【氏名】東田 啓吾

(72)【発明者】

【氏名】渡部 汰一

【審査官】古河 雅輝

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－２０８４６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１０１５２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２６１４３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１２００８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１２５４８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｆ １７／００－２１／１２

Ｈ０１Ｆ ２７／００

Ｈ０１Ｆ ２７／０２

Ｈ０１Ｆ ２７／０６

Ｈ０１Ｆ ２７／０８

Ｈ０１Ｆ ２７／２３

Ｈ０１Ｆ ２７／２６

Ｈ０１Ｆ ２７／２８－２７／２９

Ｈ０１Ｆ ２７／３０

Ｈ０１Ｆ ２７／３２

Ｈ０１Ｆ ２７／３６

Ｈ０１Ｆ ２７／４２

Ｈ０１Ｆ ３８／４２

Ｈ０５Ｋ １／００－ １／０２

Ｈ０５Ｋ １／１８

Ｈ０５Ｋ ３／３２－ ３／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
前記基板に表面実装されたチップ型のコイル部品と、を備え、
前記基板は、第１及び第２の信号ラインと、前記第１及び第２の信号ラインにそれぞれ接続された第１及び第２のランドパターンと、いずれも他のパターンに接続されない独立したパターンであり、フローティング状態である第１及び第２のダミーランドパターンと、前記第１及び第２のランドパターン、並びに、前記第１及び第２のダミーランドパターンと重なるグランドパターンとを含み、
前記コイル部品は、第１の鍔部、第２の鍔部及び前記第１の鍔部と前記第２の鍔部の間に位置する巻芯部を含むドラム型コアと、前記第１の鍔部に設けられた第１の信号端子及び第１のダミー端子と、前記第２の鍔部に設けられた第２の信号端子及び第２のダミー端子と、前記巻芯部に巻回され、一端が前記第１の信号端子に接続され、他端が前記第２の信号端子に接続されたワイヤとを含み、
前記コイル部品は、前記第１及び第２の信号端子がそれぞれ前記第１及び第２のランドパターンに接続され、前記第１及び第２のダミー端子がそれぞれ前記第１及び第２のダミーランドパターンに接続されるよう、前記基板に搭載されており、
前記第１及び第２のダミー端子にはいかなるワイヤも継線されておらず、これにより、それぞれ前記第１及び第２のダミー端子に接続された前記第１及び第２のダミーランドパターンがフローティング状態となることを特徴とする回路基板。

【請求項2】

前記第１及び第２のランドパターンは、前記第１及び第２のダミーランドパターンよりも有効面積が小さいことを特徴とする請求項１に記載の回路基板。

【請求項3】

前記第１及び第２のランドパターンの外形サイズは、前記第１及び第２のダミーランドパターンの外形サイズと同じであり、前記第１及び第２のランドパターンに設けられた切り欠きによって有効面積が縮小されていることを特徴とする請求項２に記載の回路基板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は回路基板に関し、特に、基板上にチップ型のコイル部品が表面実装された構造を有する回路基板に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、基板に実装されたコイル部品の一対の端子電極を信号ラインに接続し、別の一対の端子電極をグランドパターンに接続した構造が開示されている。かかる構造により、コイル部品がＬＣ複合型部品として機能し、挿入損失が低減するとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００８－１４０９０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載された実装構造では、信号ラインとグランドの間のキャパシタンスが増加することから、高周波領域におけるインピーダンスが低下するという問題があった。

【0005】

したがって、本発明は、基板上にチップ型のコイル部品が表面実装された構造を有する回路基板において、高周波領域におけるインピーダンスの低下を抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明による回路基板は、基板と、基板に表面実装されたチップ型のコイル部品とを備え、基板は、第１及び第２の信号ラインと、第１及び第２の信号ラインにそれぞれ接続された第１及び第２のランドパターンと、フローティング状態である第１及び第２のダミーランドパターンとを含み、コイル部品は、第１の鍔部、第２の鍔部及び第１の鍔部と第２の鍔部の間に位置する巻芯部を含むドラム型コアと、第１の鍔部に設けられた第１の信号端子及び第１のダミー端子と、第２の鍔部に設けられた第２の信号端子及び第２のダミー端子と、巻芯部に巻回され、一端が第１の信号端子に接続され、他端が第２の信号端子に接続されたワイヤとを含み、コイル部品は、第１及び第２の信号端子がそれぞれ第１及び第２のランドパターンに接続され、第１及び第２のダミー端子がそれぞれ第１及び第２のダミーランドパターンに接続されるよう、基板に搭載されていることを特徴とする。

【0007】

本発明によれば、ダミーランドパターンがフローティング状態とされていることから、ランドパターンとダミーランドパターンを短絡した場合と比べ、ランドパターンとグランドの間のキャパシタンスが低減する。これにより、高周波領域におけるインピーダンスの低下を抑制することが可能となる。しかも、ダミーランドパターンはダミー端子に接続されていることから、基板に対するコイル部品の実装強度も確保される。

【0008】

本発明において、第１及び第２のダミーランドパターンは、いずれも他のパターンに接続されない独立したパターンであっても構わない。これによれば、ダミーランドパターンに起因するノイズの発生を防止することができる。

【0009】

本発明において、第１及び第２のランドパターンは、第１及び第２のダミーランドパターンよりも有効面積が小さくても構わない。これによれば、ランドパターンとグランドの間のキャパシタンスをより低減することが可能となる。この場合、第１及び第２のランドパターンの外形サイズは、第１及び第２のダミーランドパターンの外形サイズと同じであり、第１及び第２のランドパターンに設けられた切り欠きによって有効面積が縮小されていても構わない。これによれば、ハンダによるランドパターンと信号端子の接続強度を十分に確保することが可能となる。

【発明の効果】

【0010】

このように、本発明によれば、基板上にチップ型のコイル部品が表面実装された構造を有する回路基板において、高周波領域におけるインピーダンスの低下を抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本発明の好ましい実施形態による回路基板１の外観を示す略分解斜視図である。

【図2】図２は、コイル部品２０の外観を示す略斜視図である。

【図3】図３は、回路基板１の略断面図である。

【図4】図４は、基板１０に実装された状態におけるコイル部品２０の等価回路である。

【図5】図５は、実施形態の効果を説明するためのグラフであり、実線は基板１０に実装された状態におけるコイル部品２０の特性を示し、破線はランドパターンＰ１とダミーランドパターンＤＰ１を一体化し、ランドパターンＰ２とダミーランドパターンＤＰ２を一体化した場合の特性を示している。

【図6】図６は、第１の変形例による基板１０上のパターン形状を示す略平面図である。

【図7】図７は、第２の変形例による基板１０上のパターン形状を示す略平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。

【0013】

図１は、本発明の好ましい実施形態による回路基板１の外観を示す略分解斜視図である。

【0014】

図１に示すように、本実施形態による回路基板１は、基板１０と、基板１０に設けられた部品搭載領域Ａに表面実装されたチップ型のコイル部品２０とを備えている。基板１０の表面には、信号ラインＳ１，Ｓ２と、信号ラインＳ１，Ｓ２にそれぞれ接続されたランドパターンＰ１，Ｐ２と、ダミーランドパターンＤＰ１，ＤＰ２が設けられている。ランドパターンＰ１，Ｐ２及びダミーランドパターンＤＰ１，ＤＰ２は、いずれも部品搭載領域Ａに位置する。ダミーランドパターンＤＰ１，ＤＰ２は、いずれも他のパターンに接続されない独立したパターンであり、電気的にフローティング状態である。図１に示す例では、ランドパターンＰ１とダミーランドパターンＤＰ２が互いに向かい合う位置に配置され、ランドパターンＰ２とダミーランドパターンＤＰ１が互いに向かい合う位置に配置されている。換言すれば、ランドパターンＰ１，Ｐ２が互いに対角の位置に配置され、ダミーランドパターンＤＰ１，ＤＰ２が互いに対角の位置に配置されている。

【0015】

図２は、コイル部品２０の外観を示す略斜視図である。

【0016】

図２に示すように、コイル部品２０は、鍔部３１，３２及び巻芯部３３を有するドラム型コア３０と、鍔部３１，３２に固定された板状コア４０と、鍔部３１に設けられた信号端子Ｅ１及びダミー端子ＤＥ１と、鍔部３２に設けられた信号端子Ｅ２及びダミー端子ＤＥ２と、巻芯部３３に巻回されたワイヤＷとを有している。ワイヤＷは、銅などの良導体を芯材とする被覆導線である。

【0017】

ドラム型コア３０は、フェライトなどの高透磁率材料からなるドラム型のブロックであり、鍔部３１，３２とこれらの間に設けられた巻芯部３３が一体化された構造を有している。板状コア４０もフェライトなどの高透磁率材料からなる板状のブロックである。ドラム型コア３０と板状コア４０は、接着剤などを介して互いに固定されている。そして、ワイヤＷの一端は信号端子Ｅ１に継線され、ワイヤＷの他端は信号端子Ｅ２に継線される。ダミー端子ＤＥ１，ＤＥ２にはいかなるワイヤも継線されない。信号端子Ｅ１，Ｅ２及びダミー端子ＤＥ１，ＤＥ２は、ドラム型コア３０に焼き付けられた銀ペーストなどからなるものであっても構わないし、ドラム型コア３０に接着された端子金具からなるものであっても構わない。

【0018】

そして、コイル部品２０は、信号端子Ｅ１，Ｅ２がそれぞれランドパターンＰ１，Ｐ２に接続され、ダミー端子ＤＥ１，ＤＥ２がそれぞれダミーランドパターンＤＰ１，ＤＰ２に接続されるよう、基板１０に搭載される。信号端子Ｅ１，Ｅ２及びダミー端子ＤＥ１，ＤＥ２とランドパターンＰ１，Ｐ２及びダミーランドパターンＤＰ１，ＤＰ２の接続は、断面図である図３に示すようにハンダ５０を介して行われる。

【0019】

図３に示すように、基板１０の内部には、ランドパターンＰ１，Ｐ２及びダミーランドパターンＤＰ１，ＤＰ２と重なる位置にグランドパターンＧが存在している。このため、ランドパターンＰ１，Ｐ２及びダミーランドパターンＤＰ１，ＤＰ２とグランドパターンＧとの間には、浮遊容量が生じることになる。

【0020】

図４は、基板１０に実装された状態におけるコイル部品２０の等価回路である。

【0021】

図４に示すように、コイル部品２０は、インダクタンス成分Ｌｓ、キャパシタンス成分Ｃｐ及び抵抗成分Ｒｐが並列接続された等価回路によって表すことができる。これに加え、コイル部品２０が基板１０に実装された状態においては、ランドパターンＰ１，Ｐ２とグランドパターンＧとの間に生じる浮遊容量成分Ｃｐａｄが追加される。しかしながら、ランドパターンＰ１とダミーランドパターンＤＰ１は分離しており、ランドパターンＰ２とダミーランドパターンＤＰ２は分離していることから、ダミーランドパターンＤＰ１，ＤＰ２に生じる浮遊容量は浮遊容量成分Ｃｐａｄに含まれることがない。これにより、浮遊容量成分Ｃｐａｄが低減されることから、高周波領域におけるインピーダンスの低下が抑制される。一方、ダミー端子ＤＥ１，ＤＥ２とダミーランドパターンＤＰ１，ＤＰ２は、ハンダ５０を介して接続されていることから、コイル部品２０の実装強度も十分に確保される。

【0022】

図５は、本実施形態の効果を説明するためのグラフであり、実線は基板１０に実装された状態におけるコイル部品２０の特性を示し、破線はランドパターンＰ１とダミーランドパターンＤＰ１を一体化し、ランドパターンＰ２とダミーランドパターンＤＰ２を一体化した場合の特性を示している。図５に示すように、低周波領域においては、本実施形態による回路基板１と比較例による回路基板のインピーダンスにほとんど差は無いが、高周波領域では本実施形態による回路基板１の方が高いインピーダンスが得られていることが分かる。

【0023】

図６は、第１の変形例による基板１０上のパターン形状を示す略平面図である。

【0024】

図６に示す第１の変形例では、ランドパターンＰ１とランドパターンＰ２が互いに向かい合う位置に配置され、ダミーランドパターンＤＰ１とダミーランドパターンＤＰ２が互いに向かい合う位置に配置されている点において、上記実施形態におけるパターン形状と相違している。この場合、基板１０に実装するコイル部品２０についても、ワイヤＷの継線位置を変更する必要がある。具体的には、信号端子Ｅ１とダミー端子ＤＥ１の位置を図２とは逆に配置すればよい。第１の変形例が例示するように、ランドパターンＰ１，Ｐ２及びダミーランドパターンＤＰ１，ＤＰ２のレイアウトについては特に限定されるものではない。

【0025】

図７は、第２の変形例による基板１０上のパターン形状を示す略平面図である。

【0026】

図７に示す第２の変形例では、ランドパターンＰ１，Ｐ２にスリット状の切り欠きが複数設けられている。外形サイズについては、ランドパターンＰ１，Ｐ２とダミーランドパターンＤＰ１，ＤＰ２は同じであるが、ランドパターンＰ１，Ｐ２にスリット状の切り欠きが設けられていることから、これによってダミーランドパターンＤＰ１，ＤＰ２よりも有効面積が縮小されている。ここで、有効面積とは導体パターンが存在する部分の面積を意味する。このように、ランドパターンＰ１，Ｐ２の有効面積を縮小することにより、グランドパターンＧとの間に生じる浮遊容量成分Ｃｐａｄがより低減することから、高周波領域におけるインピーダンスがより改善する。しかも、外形サイズについては維持されていることから、ハンダ５０による接続強度が確保される。

【0027】

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

【符号の説明】

【0028】

１ 回路基板
１０ 基板
２０ コイル部品
３０ ドラム型コア
３１，３２ 鍔部
３３ 巻芯部
４０ 板状コア
５０ ハンダ
Ａ 部品搭載領域
ＤＥ１，ＤＥ２ ダミー端子
ＤＰ１，ＤＰ２ ダミーランドパターン
Ｅ１，Ｅ２ 信号端子
Ｇ グランドパターン
Ｐ１，Ｐ２ ランドパターン
Ｓ１，Ｓ２ 信号ライン
Ｗ ワイヤ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】