JP2001044046A - コイル部品及びコイル部品搭載混成集積回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 渦電流損の少ないコイル部品及び電源回路等
の変換効率の高いコイル部品搭載混成集積回路装置を提
供する。 【構成】 コイル部品３０は、巻芯部２２（破線）とそ
の両端に延設された鍔２３、２４からなるフェライト磁
芯２５の前記鍔に端子電極２６ａ〜２６ｄを直付けした
磁芯横置型のコイル部品であって、特に前記フェライト
磁芯２５の巻芯部２２の巻芯幅Ｗ２の延長上内の領域Ｍ
２にある鍔２３、２４の上面１５、下面１６、側面１７
の各領域の３／４以上の面積が電極で覆われていない領
域Ｒとなっており、渦電流損が抑えられる構成であり、
これを搭載した電源回路等のコイル部品搭載混成集積回
路装置では変換効率の向上が実現される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低背化に適する面
実装タイプで磁芯横置型のコイル部品（電源トランス、
チョークコイル等）の電極構造及びそのコイル部品を搭
載した混成集積回路装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年における携帯情報端末等の電子機器
の軽薄短小化に伴い、図６の斜視図に示されるようなＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ等の電源回路ブロックを典型とする
コンデンサ、トランジスタ、ＩＣチップやコイル部品
（符号１０）、等の各電子部品を一つのプリント基板１
１に高密度に面実装した混成集積回路装置２０（所謂、
ハイブリッドＩＣまたは回路／機能モジュールとも称す
る。）が多用されている。

【０００３】上記混成集積回路装置２０の個々の電子部
品においては当然ながら小型化・低背化が求められてお
り、比較的高さ寸法が大きいコイル部品１０（トラン
ス、チョークコイル等）は低背化の要請が強く、図７の
斜視図に示されるような磁芯横置型のコイル部品１０が
考案されるに至っている。

【０００４】図７から判るように、この磁芯横置型のコ
イル部品１０は、偏平柱状の巻芯部（破線で示される）
２と、該巻芯部２の長さ方向の両端に巻芯部２と一体に
各々延設された鍔３、４と、を有するフェライト磁芯５
と、前記フェライト磁芯５の前記鍔３、４の両端に直付
けされた端子電極６ａ、６ｂ・・と、前記フェライト磁
芯５の巻芯部２に捲回されるとともに両端部が各々前記
鍔３、４の端子電極６ａ、６ｂ・・に熱圧着等によって
導電固着された絶縁被覆導線（ポリウレタン被覆導線や
ポリエステル被覆導線等）からなる巻線８と、を備える
構造である。

【０００５】なお、面実装タイプのコイル部品には上記
磁芯横置型の他に磁芯縦置型が従来よりあるが、低背化
や高周波特性の点で磁芯横置型に一歩譲り、今後は磁芯
横置型が主流になると考えられる。

【０００６】上記磁芯横置型のコイル部品１０における
各鍔３、４の両端に直付けされた端子電極６ａ、６ｂ及
び６ｃ、６ｄは少なくとも当該鍔の上面、下面、側面の
一つに形成されているが、その端子電極６ａ、６ｂ間、
６ｃ、６ｄ間の間隔Ｄ１は図５の巻線を省略したコイル
部品１０の平面図から判るようにプリント基板への実装
の容易性を高めるため非常に狭いものとなっている。そ
の間隔Ｄ１はフェライト磁芯５の巻芯部２の巻芯幅Ｗ１
の１／２以下である。換言すれば、鍔３、４の端子電極
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄは鍔３、４の少なくとも上面、
下面、側面における巻芯部２の巻芯幅延長上内の領域Ｍ
１に延びていて其処に電極形成領域Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、
Ｐ４を占めているのである（例えば鍔３または鍔４の上
面において、Ｐ１＋Ｐ２＞Ｍ１／２、Ｐ３＋Ｐ４＞Ｍ１
／２）。

【０００７】一方、混成集積回路装置２０に使用される
プリント基板１１には、アルミナ基板やガラスエポキシ
基板等種々のものがあるが、その一方主面（基板表面）
に電極ランド１４及び配線パターン１２を設けて前記磁
芯横置タイプのコイル部品１０及びその他のチップ部品
を半田リフロー等によって搭載（面実装）する。上記配
線パターン１２等の導体パターンの導体材料はアルミニ
ウム、ないし銅箔、銀箔、金箔、銀−パラジウム等であ
る。そして、上記のような混成集積回路装置２０では、
図５に示されるように電極ランド１４の間隔Ｌ１はコイ
ル部品１０の端子電極６ａと６ｂ、６ｃと６ｄの各間隔
に合わせて狭くなっており巻芯部２の巻芯幅Ｗ１より狭
く、巻芯部２の直下の領域に電極ランド１４の一部が入
っている構造となっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記混成集積回路装置
２０において、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の電源回路ブロ
ックを例に採れば、電源としての変換効率の向上が至上
課題であり、該変換効率の向上にコイル部品の電極構造
と実装構造が大きく影響することが本発明者の研究によ
って解明されてきた。

【０００９】即ち、コイル部品１０の巻線８の周りに発
生する磁束はフェライト磁芯５の巻芯部２の中を通って
鍔３、４から大部分が放射されているが、鍔３、４にあ
る端子電極６ａ・・（金属導体）がこの磁束の磁路に存
在すると端子電極に渦電流が発生して渦電流損が生じて
変換効率が低下するのである。またプリント基板１１の
電極ランド１４の存在も変換効率に少なからず影響する
ことが判った。コイル部品１０の単体としての特性上の
変化は小さくとも、混成集積回路装置２０の構成要素と
して実装された場合には結果としての変換効率に大きく
影響しているといえる。

【００１０】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、磁芯横置型のコイル部品１０の鍔３、４に形成
された端子電極６ａ・・の構造を見直して渦電流損を小
さくし、延いてはこのコイル部品１０を搭載した混成集
積回路装置２０の特性（電源回路における変換効率等）
を向上させることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、 （１）巻芯部とその両端に延設された鍔からなるフェラ
イト磁芯の前記鍔に端子電極を直付けした磁芯横置型の
コイル部品において、前記フェライト磁芯の巻芯部の巻
芯幅延長上内にある鍔の上面、下面、側面の各領域の３
／４以上の面積が電極で覆われていない領域であること
を特徴とするコイル部品を提供する。

【００１２】（２）また、上記（１）に記載のコイル部
品の各鍔の両端の端子電極と各々導電接続されるプリン
ト基板側の電極ランドの間隔が前記コイル部品における
フェライト磁芯の巻芯部の幅寸法の３／４以上離間され
るとともにプリント基板に搭載されたコイル部品の巻芯
部の直下に電極ランドが無いことを特徴とするコイル部
品搭載混成集積回路装置を提供する。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明に係るコイル部品及び該コ
イル部品を搭載したコイル部品搭載混成集積回路装置の
実施の形態を図面に基いて説明する。なお、従来の技術
で説明したコイル部品１０と混成集積回路装置２０と同
等部材は同符号にて示すこととする。また、本発明の対
象とする混成集積回路装置の回路ブロックは磁芯横置タ
イプのコイル部品を搭載しているもの全てが含まれ、Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータ、パワーアンプ等その適用に制限は
無い。また、搭載されるコイル部品は低背な磁芯横置タ
イプであれば、その品種は任意であって、トランス、チ
ョークコイル、フィルタ等が含まれる。

【００１４】図１は本発明に係るコイル部品の斜視図で
ある。図２は本発明に係るコイル部品（巻線を省略）と
実装した混成集積回路装置のプリント基板の電極ランド
との関係を示す平面図である。図３は本発明に係るコイ
ル部品の鍔の側面と端子電極との領域関係を説明する側
面図である。図４は本発明に係る図１のコイル部品
（ａ）及び他の実施の形態３例（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）
を示す一部斜視図である。

【００１５】先ず、本発明に係るコイル部品３０は、図
１に示されるように巻芯部２２（破線で示す）とその両
端に延設された鍔２３、２４からなるフェライト磁芯２
５の前記鍔２３、２４に端子電極２６ａ、２６ｂ、２６
ｃ、２６ｄを直付けした磁芯横置型（フェライト磁芯の
巻軸が搭載するプリント基板に対して水平）のコイル部
品であって、特に前記フェライト磁芯２５の巻芯部２２
の巻芯幅Ｗ２の延長上内の領域Ｍ２にある鍔２３、２４
の上面１５、下面１６の各領域の３／４以上の面積が電
極で覆われていない領域Ｒであることを特徴とする。

【００１６】即ち、図２において鍔２３の上面１５に形
成された端子電極２６ａ，２６ｂの電極形成領域Ｐｕの
内で領域Ｍ２内の面積（Ｒ＋ｐ１＋ｐ２）に入っている
部分ｐ１、ｐ２について、３（ｐ１＋ｐ２）＜Ｒの関係
が設定されるように端子電極２６ａ、２６ｂが形成され
ているのである。端子電極２６ｃ、２６ｄについても同
様に、３（ｐ３＋ｐ４）＜Ｒの関係が設定されている。

【００１７】端的に言えば、鍔２３、２４の両端側の少
なくとも上面１５、下面１６の一部に形成された端子電
極２６ａ〜２６ｄの電極形成領域Ｐｕについて可及的に
間隔を大きく取り、巻芯部２２の巻芯幅Ｗ２の延長上内
の領域Ｍ２に架かっている電極部分の面積ｐ１〜ｐ４を
少なくしている。

【００１８】次に本発明の応用例として、図３の（ａ）
は鍔２３の側面１７における上記関係を示している。即
ち、端子電極２６ａ、２６ｂは鍔２３の側面１７に電極
形成領域Ｐｕ（ダブルハッチ部分＋ハッチ部分）を形成
しているが、その一部分ｐ１、ｐ２（ダブルハッチ部
分）と端子電極２６ａ、２６ｂの間隔領域である電極で
覆われていない領域Ｒとの関係が、３（ｐ３＋ｐ４）＜
Ｒとなっている。

【００１９】上記のように鍔２３、２４における電極で
覆われていない領域Ｒを大きく取って、電極形成領域Ｐ
ｕの間隔を大きく空けることで最も磁束密度が高くなっ
ている巻芯部２２と鍔２３、２４との境界領域での磁束
への端子電極２６ａ〜２６ｄの影響を小さくし、渦電流
の発生が抑えられるのである。この点、上記巻芯部２２
の巻芯幅Ｗ２の延長上内の領域Ｍ２における３／４以上
の面積が電極で覆われていない領域Ｒであるという条件
は、従来のコイル部品搭載混成集積回路装置２０に比べ
て有効な変換効率の向上を実現するために必要と考えら
れる目安となる数値である。

【００２０】勿論、端子電極２６ａ〜２６ｄの電極形成
領域Ｐｕが小さくなることで、混成集積回路装置２０の
プリント基板１１へのコイル部品３０の実装は精度を要
求されることになるが、最近の実装技術の進歩は高精度
実装を可能にしているので本発明の実施の妨げとはなら
ない。

【００２１】次に、上記条件を演繹すれば、図３の
（ｂ）のように、巻芯部２２に対して鍔２３を長く伸ば
すことにより、端子電極２６ａ、２６ｂの電極形成領域
Ｐｕの間隔Ｄ２を巻芯部２２の巻芯幅Ｗ２よりも大きく
取ることができる。このようにフェライト磁芯を設計す
ればコイル部品の外形寸法は増大するが、渦電流損を一
層抑えられ変換効率は向上するであろう（なお、この場
合もｐ３、ｐ４がゼロとなるので前記条件は満たしてい
る。）。この観点から実装密度の向上と特性向上との兼
ね合いで決まる前述の条件は意義がある。

【００２２】次に、図４の（ａ）は図１に示されたコイ
ル部品３０の端子電極２６ａ、２６ｂを示しており、鍔
２３の上面１５、下面１６、側面１７、１８の各４面に
電極形成領域Ｐｕ１〜Ｐｕ４がある場合であるが、鍔２
３の形状を変えずに可及的に渦電流損を小さくするに
は、図４の（ｂ）のコイル部品４０のように上面１５及
び側面１７の電極形成領域が無く、側面１８の電極形成
領域Ｐｕ４と下面１６の電極形成領域Ｐｕ２のみからな
る端子電極とすると一層効果的であろう。

【００２３】本発明者の実験によれば、電源回路の混成
集積回路装置に上記コイル部品４０を搭載した場合に
は、従来品に比して５％の変換効率の向上が実現されて
いる。

【００２４】また、同様に図４の（ｃ）に示されるコイ
ル部品５０は鍔の上面１５の電極形成領域が無く下面１
６と側面１７、１８に電極形成領域を設けた場合であ
り、図４の（ｄ）に示されるコイル部品６０は鍔の側面
１８（巻軸と平行な鍔の側面）のみに電極形成領域を設
けたものであって、端子電極の渦電流損を最も抑えるも
のとなっている。なお、上記何れのコイル部品も前述の
条件を満たしており、また、前述の端子電極の形成は厚
膜法、薄膜法に限らず、金属片の嵌着、接着等でもよ
い。

【００２５】次に、既述の通り電源回路ブロック等のコ
イル部品搭載混成集積回路装置において、プリント基板
の電極ランドがコイル部品の渦電流損の原因になってい
るので、本発明に係るコイル部品３０、４０、５０、６
０を搭載した場合に、従前のプリント基板１１の電極ラ
ンド１４のままでは変換効率の向上という目的は達成さ
れない。

【００２６】そこで、図２に示されるように本発明のコ
イル部品３０等の各鍔２３、２４の両端の端子電極２６
ａ〜２６ｄと各々導電接続されるプリント基板側の電極
ランド３４・・の間隔Ｌ２が前記コイル部品３０におけ
るフェライト磁芯２５の巻芯部２２の幅寸法Ｗ２の３／
４以上離間されるとともにプリント基板に搭載されたコ
イル部品３０の巻芯部２２の直下に電極ランド３４が無
いように基板設計したものを使用する。上記構成のコイ
ル部品搭載混成集積回路装置では電極ランド３４、３４
の間隔Ｌ２が従来よりも空けて配設されているので（図
５比較参照）、磁束による電極ランド３４での渦電流の
発生が抑えられ、結果としてコイル部品搭載混成集積回
路装置の効率向上が実現される。

【００２７】

【発明の効果】本発明に係るコイル部品及びコイル部品
搭載混成集積回路装置は、上記のように構成されている
ため、 （１）鍔に端子電極を直付けした磁芯横置型のコイル部
品の端子電極の渦電流が抑えられて渦電流損が小さくな
る。 （２）プリント基板における電極ランドの間隔を離すこ
とでコイル部品搭載混成集積回路装置におけるコイル部
品の電極ランドにおける渦電流損が抑えられて効率向上
（変換効率等）が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るコイル部品の斜視図である。

【図２】本発明に係るコイル部品（巻線を省略）と実装
した混成集積回路装置のプリント基板の電極ランドとの
関係を示す平面図である。

【図３】本発明に係るコイル部品の鍔の側面と端子電極
との領域関係を説明する側面図である。

【図４】本発明に係る図１のコイル部品（ａ）及び他の
実施の形態３例（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）を示す一部斜視
図である。

【図５】従来の混成集積回路装置のプリント基板におけ
る電極ランドと実装された従来のコイル部品との関係を
説明する平面図である。

【図６】コイル部品搭載混成集積回路装置の斜視図であ
る。

【図７】従来の磁芯横置型コイル部品の斜視図である。

【符号の説明】

２、２２ 巻芯部 ３、４、２３、２４、 鍔 ５、２５ フェライト磁芯 ６ａ〜６ｄ、２６ａ〜２６ｄ 端子電極 ８ 巻線 ９ 巻線部 １０、３０、４０、５０、６０ コイル部品 １１ プリント基板 １２ 配線パターン １４、３４ 電極ランド １５ 上面 １６ 下面 １７、１８ 側面 ２０ 混成集積回路装置 Ｄ１、Ｄ２ 端子電極間の間隔 Ｗ１、Ｗ２ 巻芯幅 Ｍ１、Ｍ２ 巻芯部の巻芯幅延長上内の領域 Ｐ１〜Ｐ４、Ｐｕ 電極形成領域 Ｒ 電極で覆われていない領域 ｐ１〜ｐ４ 領域Ｍ２に架かっている電極部分 Ｌ１、Ｌ２ 電極ランドの間隔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｋ 1/18 Ｈ０１Ｆ 31/00 Ｆ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 巻芯部とその両端に延設された鍔からな
   るフェライト磁芯の前記鍔に端子電極を直付けした磁芯
   横置型のコイル部品において、前記フェライト磁芯の巻
   芯部の巻芯幅延長上内にある鍔の上面、下面の各領域の
   ３／４以上の面積が電極で覆われていない領域であるこ
   とを特徴とするコイル部品。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のコイル部品の各鍔の両
   端の端子電極と各々導電接続されるプリント基板側の電
   極ランドの間隔が前記コイル部品におけるフェライト磁
   芯の巻芯部の幅寸法の３／４以上離間されるとともにプ
   リント基板に搭載されたコイル部品の巻芯部の直下に電
   極ランドが無いことを特徴とするコイル部品搭載混成集
   積回路装置。