JP6451689B2 - 高周波ノイズ対策回路 - Google Patents

高周波ノイズ対策回路 Download PDF

Info

Publication number
JP6451689B2
JP6451689B2 JP2016093253A JP2016093253A JP6451689B2 JP 6451689 B2 JP6451689 B2 JP 6451689B2 JP 2016093253 A JP2016093253 A JP 2016093253A JP 2016093253 A JP2016093253 A JP 2016093253A JP 6451689 B2 JP6451689 B2 JP 6451689B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wiring pattern
frequency noise
chip component
noise
ferrite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016093253A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017201667A (ja
Inventor
祐 石渡
祐 石渡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Priority to JP2016093253A priority Critical patent/JP6451689B2/ja
Priority to CN201710174101.4A priority patent/CN107347228B/zh
Priority to US15/480,421 priority patent/US10103112B2/en
Publication of JP2017201667A publication Critical patent/JP2017201667A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6451689B2 publication Critical patent/JP6451689B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/58Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
    • H01L23/64Impedance arrangements
    • H01L23/66High-frequency adaptations
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/58Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
    • H01L23/64Impedance arrangements
    • H01L23/645Inductive arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/29Terminals; Tapping arrangements for signal inductances
    • H01F27/292Surface mounted devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49838Geometry or layout
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L28/00Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L28/10Inductors
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0213Electrical arrangements not otherwise provided for
    • H05K1/0216Reduction of cross-talk, noise or electromagnetic interference
    • H05K1/023Reduction of cross-talk, noise or electromagnetic interference using auxiliary mounted passive components or auxiliary substances
    • H05K1/0233Filters, inductors or a magnetic substance
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/0006Printed inductances
    • H01F2017/008Electric or magnetic shielding of printed inductances
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/04Fixed inductances of the signal type  with magnetic core
    • H01F17/06Fixed inductances of the signal type  with magnetic core with core substantially closed in itself, e.g. toroid
    • H01F2017/065Core mounted around conductor to absorb noise, e.g. EMI filter
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2223/00Details relating to semiconductor or other solid state devices covered by the group H01L23/00
    • H01L2223/58Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for
    • H01L2223/64Impedance arrangements
    • H01L2223/66High-frequency adaptations
    • H01L2223/6605High-frequency electrical connections
    • H01L2223/6611Wire connections
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2223/00Details relating to semiconductor or other solid state devices covered by the group H01L23/00
    • H01L2223/58Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for
    • H01L2223/64Impedance arrangements
    • H01L2223/66High-frequency adaptations
    • H01L2223/6661High-frequency adaptations for passive devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16151Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/16227Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the bump connector connecting to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151Die mounting substrate
    • H01L2924/1517Multilayer substrate
    • H01L2924/15192Resurf arrangement of the internal vias
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/1901Structure
    • H01L2924/1904Component type
    • H01L2924/19042Component type being an inductor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/191Disposition
    • H01L2924/19101Disposition of discrete passive components
    • H01L2924/19105Disposition of discrete passive components in a side-by-side arrangement on a common die mounting substrate
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/18Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/181Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with surface mounted components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/08Magnetic details
    • H05K2201/083Magnetic materials
    • H05K2201/086Magnetic materials for inductive purposes, e.g. printed inductor with ferrite core
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007Types of components
    • H05K2201/1003Non-printed inductor
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10613Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
    • H05K2201/10621Components characterised by their electrical contacts
    • H05K2201/10636Leadless chip, e.g. chip capacitor or resistor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
  • Filters And Equalizers (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

Description

本発明は、高周波ノイズ対策回路に関する。
近年、例えば、スマートフォンに代表される携帯端末などの電子機器では、高性能化、多機能化に伴い、低電圧・大電流による高速駆動化が進んでいる。高速駆動化に伴い、ICなどの電子部品では、スイッチング素子による高速のスイッチングなどにより高周波ノイズが発生する。ノイズは電子機器の動作に悪影響を及ぼすので、ノイズ対策が必要となる。
例えば、特許文献1には、プリント基板上に敷設されたプリントパターンと、このプリントパターンの近傍に貼り付けられた磁性体とを備えるインダクタンス素子であって、磁性体の一部を切削してプリントパターンのインダクタンスを減じる方向に調整することで、インダクタンスを連続的に精度良く調整できることが開示されている。特許文献1には、このインダクタンス素子を電子回路に用いることで、調整精度の良いローパスフィルタが得られることが開示されている。
また、特許文献2には、フェライトシートの内部に導体を配設した積層型ビーズチップインダクタが開示されている。また、高周波ノイズ対策としては、積層コイル形状の高周波用インダクタを用いた対策もある。
特開平10−163027号公報 実願昭59−152876号(実開昭61−66911号)のマイクロフィルム
ところで、特許文献1に開示のインダクタンス素子では、インダクタンスを微調整するために、磁性体をプリント基板に貼り付ける必要がある。このようなノイズ対策部品を基板に貼り付ける場合、例えば、人が手で貼り付けたりしなければならない。そのため、基板への実装性が低下する。
また、特許文献2に開示の積層型ビーズチップインダクタでは、フェライトの内部に導体でパターンが形成されている。このような内部にパターンが設けられた部品でノイズ対策を行う場合、部品の内部のパターンと外部電極との間やパターン間で浮遊容量が発生し、この浮遊容量によりノイズに対する高周波特性が低下する。そのため、高周波数帯(例えば、10GHz以上の周波数帯)のノイズの伝導を抑制できないおそれがある。
また、上述した高周波インダクタを用いて高周波のノイズ対策を行う場合、ノイズの伝導を抑制することはできるが、インダクタでノイズを反射してしまうおそれがある。この反射されたノイズは、二次的に放射され、周辺の部品に対して悪影響を及ぼす。
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、実装性に優れ、高周波ノイズの伝導及び反射を抑制することが可能な高周波ノイズ対策回路を提供することを目的とする。
本発明に係る高周波ノイズ対策回路は、集積回路が電気的に接続された配線パターンを有する配線基板と、配線基板の実装面に設けられた一対のランドと、直方体形状の磁性体からなる本体部と本体部の両端部に設けられた一対の外部電極とを有するチップ部品と、を備え、一対の外部電極は、一対のランドに接続され、本体部は、実装面に対して垂直な方向から見た場合に配線パターン上に配置されることを特徴とする。
本発明に係る高周波ノイズ対策回路では、配線パターンにノイズ(電流)が流れると配線パターンの周囲に磁界が発生するが、その配線パターン上に磁性体からなるチップ部品(本体部)が配置されているので、この磁性体により磁界エネルギを吸収することができる。これにより、配線パターンでのノイズの伝導を抑制することができると共に、チップ部品でのノイズの反射を抑制することができる。特に、チップ部品では、磁性体からなる本体部の内部に導体パターンが形成されていないので、外部電極との間に浮遊容量が発生しない。そのため、本発明に係る高周波ノイズ対策回路では、ノイズに対する高周波特性(例えば、透過特性、反射特性)が優れており、高周波数帯でのノイズの伝導及び反射を抑制することができる。また、本発明に係る高周波ノイズ対策回路では、配線基板の実装面に一対のランドが設けられ、チップ部品に一対の外部電極が設けられているので、このチップ部品を配線基板に実装されている他のチップ部品を実装するための実装機を用いて実装することができる。このように、本発明に係る高周波ノイズ対策回路によれば、実装性に優れ、高周波ノイズの伝導及び反射を抑制することが可能となる。
本発明に係る高周波ノイズ対策回路では、磁性体は、フェライトであることが好ましい。フェライトを用いることで、高周波ノイズによって発生する磁界エネルギの吸収率が高い。
本発明に係る高周波ノイズ対策回路では、フェライトは、六方晶フェライトであることが好ましい。この六方晶フェライトは、高周波帯において透磁率が下がることがない。そのため、この六方晶フェライトを用いることで、他のフェライトと比べてノイズの吸収量が多くなり、高い周波数のノイズも吸収することができる。
本発明に係る高周波ノイズ対策回路では、配線パターンは実装面に設けられ、本体部は配線パターンの一部を覆う箇所に配置されることが好ましい。このように構成することで、配線パターンの直近に配置されるチップ部品の本体部(磁性体)により、配線パターンを伝導する高周波ノイズによって発生する磁界エネルギを効率良く吸収することができる。
本発明に係る高周波ノイズ対策回路では、配線基板は多層配線基板であり、配線パターンは配線基板の内部に設けられ、本体部は内部に設けられた配線パターン上に配置されることが好ましい。このように構成することで、チップ部品の本体部(磁性体)により基板内部の配線パターンを伝導する高周波ノイズによって発生する磁界エネルギを吸収することができ、基板内部の配線パターンでの高周波ノイズの伝導及び反射を抑制することができる。
本発明に係る高周波ノイズ対策回路では、ランドは、配線パターンに接続されていないことが好ましい。このようにすることで、配線パターンを伝導する高周波ノイズによって発生する磁界がランド(金属物)で遮られないので、チップ部品での磁界エネルギの吸収率が高い。
本発明によれば、実装性に優れ、高周波ノイズの伝導及び反射を抑制することが可能となる。
実施形態に係る高周波ノイズ対策回路の構成を示す平面図である。 図1のII−II線に沿った断面図である。 配線パターンを伝導するノイズに対する透過特性の比較例を示す図である。 配線パターンを伝導するノイズに対する反射特性の比較例を示す図である。 実施形態に係るチップ部品の他の配置例を示す図であり、(a)が平面図であり、(b)が図5(a)のIII−III線に沿った断面図である。 実施形態に係る配線パターンが配線基板の内部に配置される場合の構成を示す図であり、(a)が平面図であり、(b)が図6(a)のIV−IV線に沿った断面図である。
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。また、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
図1及び図2を参照して、実施形態に係る高周波ノイズ対策回路1について説明する。図1は、実施形態に係る高周波ノイズ対策回路1の構成を示す平面図である。図2は、図1のII−II線に沿った断面図である。
高周波ノイズ対策回路1は、高周波数帯のノイズ(高周波ノイズ)の伝導及び反射を抑制する回路である。実施形態では、この抑制対象のノイズの高周波数帯は、10GHz以上の周波数帯である。高周波ノイズ対策回路1は、配線基板10に構成される。配線基板10の実装面10a(上面又は下面)には、IC11(特許請求の範囲に記載の集積回路に相当)、チップ部品20などの電子部品が表面実装されている。配線基板10の実装面10aには、配線パターン30が設けられている。配線基板10は、例えば、多層配線基板である。なお、図1、図2には配線基板10に実装されたIC11とチップ部品20のみを示しているが、配線基板10に実装された各種チップ部品などの他の電子部品については図示を省略している。また、図1、図2には配線基板10に設けられた配線パターン30のみを示しているが、配線基板10に設けられたグランドパターンなどの他のパターンについては図示を省略している。
IC11は、実装面10aに実装されている。IC11は、配線パターン30に電気的に接続されている。IC11は、例えば、CPU、ベースバンドIC、PMIC(パワーマネージメントIC(電源を作るIC))、メモリである。IC11では、例えば、スイッチング素子で高速スイッチングを行うことで、高周波数帯のノイズを発生する。したがって、IC11が接続される配線パターン30には、IC11で発生した高周波数帯のノイズ(電流)が流れる。
チップ部品20は、実装面10aに実装されている。チップ部品20は、高周波ノイズ対策部品であり、配線基板10において実装面10に対して垂直な方向から見た場合(平面視した場合)に高周波ノイズの伝導経路(配線パターン30)上に配置されている。チップ部品20は、本体部21と、一対の外部電極22,23と、を有している。チップ部品20は、配線基板10に実装される他のチップ部品と同様の略直方体形状である。チップ部品20のサイズは、配線基板10に実装される他のチップ部品と同様のサイズを有しており、例えば、1.0mm×0.5mm×0.5mmである。
本体部21は、直方体形状である。本体部21は、フェライト材料で形成されている。フェライトは、酸化鉄を主成分とし、磁性を示すセラミックスであり、磁性体の一種である。フェライトとしては、例えば、MnZn系のフェライト、NiZn系のフェライトがある。本体部21に用いるファライトの種類により、対策対象のノイズを吸収できるように周波数帯を調整することができる。また、本体部21のサイズを大きくすることで、高周波ノイズの吸収量を多くすることができる。
特に、本体部21に用いるフェライトは、六方晶フェライトが好ましい。六方晶フェライトは、フェライトを構成する分子の粒の並び方を六方晶型結晶構造に変えてフェライト材料として生成されている。六方晶フェライトは、高周波帯において透磁率が下がることがない。そのため、この六方晶フェライトを用いることにより、他の構造のフェライトを用いた場合と比べてノイズの吸収量が多くなり、高い周波数のノイズも吸収することができる。
一対の外部電極22,23は、本体部21に設けられている。一方の外部電極22は、本体部21の長手方向において対向する一方の端部に設けられている(少なくとも端面であり、側面の一部や主面の一部に設けられてもよい)。外部電極23は、本体部21の長手方向において対向する他方の端部に設けられている。外部電極22,23は、例えば、Cu電極と、Cu電極を覆うように形成されたメッキ層(例えば、ニッケルメッキ層とこのニッケルメッキ層を覆うスズメッキ層)と、を有している。
配線パターン30は、配線基板10の実装面10aに設けられている。配線パターン30は、例えば、電源パターン、信号パターンである。配線パターン30は、例えば、銅箔などからなるプリント配線パターンである。配線パターン30には、IC11が電気的に接続されている。配線パターン30には、ランド40,41が設けられている。
ランド40,41は、配線基板10の実装面10aに設けられ、配線基板10にチップ部品20を実装するためのランドである。ランド40,41は、IC11に近い箇所に配置されるのと好ましい。ランド40,41は、配線パターン30の所定の各箇所に配置される。ランド40とランド41との間隔は、チップ部品20の外部電極22と外部電極23との間隔に基づいて決められる。ランド40,41の形状や大きさは、外部電極22,23の形状や大きさなどに基づいて決められる。
チップ部品20の一方の外部電極22は、一方のランド40にはんだ付けなどで接合され、接続される。また、チップ部品20の他方の外部電極23は、他方のランド41にはんだ付けなどで接合され、接続される。これにより、チップ部品20は、配線基板10に実装される。チップ部品20を実装する場合、配線基板10に実装される他のチップ部品と同じ実装機が用いられる。配線基板10に実装されたチップ部品20(本体部21)は、配線パターン30の一部を覆うように配置されている。チップ部品20の長手方向は、配線パターン30の方向と略並行である。
この配線基板10に実装されたチップ部品20の作用について説明する。IC11で高周波ノイズが発生すると、この高周波ノイズ(電流)が配線パターン30を流れる。配線パターン30に高周波ノイズ(電流)が流れると、配線パターン30の周りに磁界(磁束)が発生する。この配線パターン30上にはフェライトからなるチップ部品20(本体部21)が配置されているので、フェライトにより磁界エネルギが吸収される。これにより、配線パターン30におけるチップ部品20の下流側への高周波ノイズの伝導が抑制される。また、高周波ノイズのチップ部品20での反射が抑制される。なお、チップ部品20(本体部21)が配線パターン30を覆っている部分が多いほど、磁界エネルギを多く吸収することができる。
特に、チップ部品20の本体部21の内部には、導体のパターン(例えば、コイルパターン)が形成されていない。そのため、チップ部品20では、外部電極22,23との間に浮遊容量が発生しない。その結果、チップ部品20は、ノイズに対する高周波帯域での特性(透過特性、反射特性)が優れている。これにより、チップ部品20では、10GHz以上の高い周波数帯のノイズの伝導を抑制することができると共に、ノイズの反射を抑制することができる。
図3及び図4を参照して、配線パターンを伝導するノイズに対する周波数特性(透過特性、反射特性)の比較例を説明する。この比較例では、ノイズ対策部品として実施形態に係るチップ部品20を用いた場合と、従来のノイズ対策部品を用いた場合と、ノイズ対策部品を用いない場合とを比較する。従来のノイズ対策部品としては、2種類のチップフェライトビーズ(フェライトビーズインダクタをチップ形状にしたもの)と高周波用のチップインダクタである。透過や反射の周波数特性は、例えば、ネットワークアナライザを用いて測定される。
まず、図3を参照して、配線パターンを伝導するノイズに対する透過特性の比較例を説明する。図3は、配線パターンを伝導するノイズに対する透過特性の比較例を示す図である。図3では、横軸が周波数(10MHz以上)であり、縦軸がS21(透過係数)である。このS21(透過係数)は、ノイズ対策部品の入力端から出力端へのノイズ(電流)の透過特性を示し、値が小さいほどノイズが透過し難いことを示す。図3では、破線(刻み幅が大)P1で示すグラフが一方のチップフェライトビーズを用いた場合の透過特性を示しており、破線(刻み幅が小)P2で示すグラフが他方のチップフェライトビーズを用いた場合の透過特性を示しており、一点鎖線P3で示すグラフが高周波用のチップインダクタを用いた場合の透過特性を示しており、二点鎖線P4で示すグラフがノイズ対策部品を用いていない場合の透過特性を示しており、実線P5で示すグラフが実施形態に係るチップ部品20を用いた場合の透過特性を示している。
各チップフェライトビーズを用いた場合、透過特性P1,P2で示すように、10GHz以上の周波数帯では小さいS21が得られず、10GHz以上の高周波ノイズを透過し易い。高周波用のチップインダクタを用いた場合、透過特性P3で示すように、10GHz以上の周波数帯では小さいS21が得られず、10GHz以上の高周波ノイズを透過し易い。実施形態に係るチップ部品20を用いた場合、透過特性P5で示すように、10GHz以上の周波数帯ではS21が小さくなっており、10GHz以上の高周波ノイズを透過し難い(10GHz以上の高周波数帯のノイズに対して透過特性が優れている)。なお、ノイズ対策部品を用いていない場合、10GHz以上の周波数帯でS21が小さくなっているが、実施形態に係るチップ部品20を用いた場合よりはS21が大きく、実施形態に係るチップ部品20よりも10GHz以上の高周波数帯での透過特性が劣る。
次に、図4を参照して、配線パターンを伝導するノイズに対する反射特性の比較例を説明する。図4は、配線パターンを伝導するノイズに対する反射特性の比較例を示す図である。図4では、横軸が周波数(10MHz以上)であり、縦軸がS11(反射係数)である。このS11(反射係数)は、ノイズ対策部品の入力端でのノイズ(電流)の反射特性を示し、値が小さいほどノイズが反射し難いことを示す。図4では、破線(刻み幅が大)R1で示すグラフが一方のチップフェライトビーズを用いた場合の反射特性を示しており、破線(刻み幅が小)R2で示すグラフが他方のチップフェライトビーズを用いた場合の反射特性を示しており、一点鎖線R3で示すグラフが高周波用のチップインダクタを用いた場合の反射特性を示しており、二点鎖線R4で示すグラフがノイズ対策部品を用いていない場合の反射特性を示しており、実線R5で示すグラフがチップ部品20を用いた場合の反射特性を示している。
各チップフェライトビーズを用いた場合、反射特性R1,R2で示すように、S11が大きく、ノイズを反射する。高周波用のチップインダクタを用いた場合、反射特性R3で示すように、10GHz以上の周波数帯では小さいS11が得られず、10GHz以上の高周波ノイズを反射し易い。実施形態に係るチップ部品20を用いた場合、反射特性R5で示すように、10GHz以上の周波数帯ではS11が小さくなっており、10GHz以上の高周波ノイズを反射し難い(10GHz以上の高周波数帯のノイズに対して反射特性が優れている)。なお、ノイズ対策部品を用いていない場合、10GHz以上の周波数帯でS11が小さくなっているが、実施形態に係るチップ部品20を用いた場合よりはS11が大きく、実施形態に係るチップ部品20よりも10GHz以上の高周波数帯での反射特性が劣る。
この透過特性及び反射特性からも判るように、実施形態に係るチップ部品20を用いた場合、10GHz以上の高周波ノイズを透過し難くかつ反射し難い。そのため、配線パターン30におけるチップ部品20の下流側への高周波ノイズの伝導を抑制することができる。また、チップ部品20で高周波ノイズが上流側に反射され難いので、高周波ノイズが二次的に放射されるのも抑制することができる。
なお、実施形態に係るチップ部品20を用いた場合、透過特性P5、反射特性R5の各例で示すように、10GHz以上の周波数帯においてS21、S11が非常に低くなっている各周波数がある。この各周波数は、チップ部品20に用いるフェライトの種類などにより調整可能である。
実施形態に係る高周波ノイズ対策回路1によれば、フェライトからなるチップ部品20(本体部21)を実装面10aに対して垂直な方向から見た場合に配線パターン30上に配置させることで、配線パターン30での高周波ノイズの伝導及び反射を抑制することができる。なお、チップ部品20は、フェライトからなる本体部21内に導体パターンが形成されていないので、外部電極22,23との間に浮遊容量が発生せず、ノイズに対する高周波数帯での特性(透過特性、反射特性)が優れている。
実施形態に係る高周波ノイズ対策回路1によれば、実装面10aに一対のランド40,41が設けられ、チップ部品20に一対の外部電極22,23が設けられているので、このチップ部品20を配線基板10に実装されている他のチップ部品を実装するための実装機を用いて実装でき、実装性に優れている。これにより、高周波ノイズ対策部品としてチップ部品20を実装する場合、実装に要する時間やコストなどを抑えることができる。
実施形態に係る高周波ノイズ対策回路1によれば、チップ部品20の本体部21にフェライトを用いているので、チップ部品での磁界エネルギの吸収率が高い。また、実施形態に係る高周波ノイズ対策回路1によれば、チップ部品20の本体部21に六方晶フェライトを用いた場合、より高い周波数帯の高周波ノイズを吸収することができる。
実施形態に係る高周波ノイズ対策回路1によれば、高周波ノイズが伝導する配線パターン30が配線基板10の実装面10aに設けられ、チップ部品20の本体部21がその実装面10aの配線パターン30の一部を覆う箇所に配置されているので、配線パターン30の直近に配置されたチップ部品20により高周波ノイズで発生する磁界エネルギを効率良く吸収することができる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態ではチップ部品20の本体部21をフェライトを用いて形成したが、フェライト以外の磁性体も適用することができる。
上記実施形態では高周波ノイズが伝導する配線パターン30に一対のランド40,41が一体で設けられる構成としたが、一対のランド40,41が配線パターン30に接続されていない構成としてもよい。このように構成した場合でも、チップ部品20の本体部21のフェライトにより、高周波ノイズによって発生する磁界エネルギを吸収でき、高周波ノイズの伝導及び反射を抑制することができる。
上記実施形態では配線パターン30上に高周波ノイズ対策部品であるチップ部品20を1個設ける構成としたが、チップ部品20を複数個設けてもよい。このように、チップ部品20を複数個設けることで、フェライトで配線パターン30を覆っている部分が多くなり、磁界エネルギをより多く吸収することができる。
上記実施形態では高周波ノイズが伝導する配線パターン30の方向に対して並行に高周波ノイズ対策部品であるチップ部品20を配置する構成としたが、配線パターン30の方向に対してチップ部品20(長手方向)を交差するように配置してもよい。例えば、図5を参照して、チップ部品20の他の方向での配置の一例を説明する。図5は、実施形態に係るチップ部品20の他の配置例を示す図であり、(a)が平面図であり、(b)が図5(a)のIII−III線に沿った断面図である。この図5に示す高周波ノイズ対策回路2では、配線基板10の実装面10aに一対のランド42,43が設けられ、この一対のランド42,43が配線パターン30を挟んで配置されている。チップ部品20の一方の外部電極22は、一方のランド42に接続される。また、チップ部品20の他方の外部電極23は、他方のランド43に接続される。これにより、チップ部品20は、配線基板10に実装され、配線パターン30に対して交差(略直交)するように配置される。この高周波ノイズ対策回路2の場合、配線パターン30を伝導する高周波ノイズによって発生する磁界(磁束)がランド42,43(金属物)で遮られないので、チップ部品20での磁界エネルギの吸収率が高い。
上記実施形態では高周波ノイズが伝導する配線パターン30が配線基板10の実装面10a(基板表面)に設けられ、チップ部品20が実装面10aに実装される構成としたが、基板内部に配線パターンが設けられている場合でも適用できる。例えば、図6を参照して、配線基板12の内部に配線パターン31が設けられている場合の一例を説明する。図6は、実施形態に係る配線パターン31が配線基板12の内部に配置される場合の構成を示す図であり、(a)が平面図であり、(b)が図6(a)のIV−IV線に沿った断面図である。
この高周波ノイズ対策回路3の場合、高周波ノイズが伝導する配線パターン31が配線基板12(多層配線基板)の内部に設けられている。IC11は、絶縁層12bを厚み方向に貫通するように形成された層間貫通ビア32を介して、配線パターン31に電気的に接続されている。ランド44,45は、配線基板12の実装面12aに設けられ、実装面12aに対して垂直な方向において配線パターン31の上方に配置されている。ランド44、45は、配線パターン31との間に絶縁層12bのみが存在し、配線パターン31との間に金属物(例えば、グランドパターン)がない箇所に配置されている。チップ部品20の一方の外部電極22は、一方のランド44に接続される。また、チップ部品20の他方の外部電極23は、他方のランド45に接続される。
これにより、チップ部品20は、配線基板12に実装され、絶縁層12bを介して配線パターン31の上方かつ配線パターン31に並行に配置される。この高周波ノイズ対策回路3の場合、チップ部品20の本体部21(フェライト)により基板内部の配線パターン31を伝導する高周波ノイズによって発生する磁界エネルギを吸収でき、基板内部の配線パターン31での高周波ノイズの伝導及び反射を抑制することができる。但し、チップ部品20(本体部21)が、配線パターン31を中心に発生している磁界内に存在する場合である。なお、図6に示す例では、基板内部の配線パターン31に並行にチップ部品20を配置させたが、配線パターン31に交差するようにチップ部品20を配置させてもよい。
1,2,3 高周波ノイズ対策回路
10,12 配線基板
10a,12a 実装面
11 IC(集積回路)
20 チップ部品
21 本体部
22,23 外部電極
30,31 配線パターン
40,41,42,43,44,45 ランド

Claims (5)

  1. 集積回路が電気的に接続された配線パターンを有する配線基板と、
    前記配線基板の実装面に設けられた一対のランドと、
    直方体形状の磁性体からなる本体部と前記本体部の両端部に設けられた一対の外部電極とを有するチップ部品と、
    を備え、
    前記一対のランドそれぞれは、前記配線パターンに接続され、
    前記一対の外部電極は、前記一対のランドに接続され、
    前記チップ部品は、前記実装面に対して垂直な方向から見た場合に前記配線パターン上に、かつ、前記配線パターンと略並行に配置されることを特徴とする高周波ノイズ対策回路。
  2. 前記磁性体は、フェライトであることを特徴とする請求項1に記載の高周波ノイズ対策回路。
  3. 前記フェライトは、六方晶フェライトであることを特徴とする請求項2に記載の高周波ノイズ対策回路。
  4. 前記配線パターンは、前記実装面に設けられ、
    前記チップ部品は、前記配線パターンの一部を覆う箇所に配置されることを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか一項に記載の高周波ノイズ対策回路。
  5. 前記配線基板は、多層配線基板であり、
    前記配線パターンは、前記配線基板の内部に設けられ、
    前記チップ部品は、前記内部に設けられた前記配線パターン上に配置されることを特徴とする請求項1〜請求項4の何れか一項に記載の高周波ノイズ対策回路。
JP2016093253A 2016-05-06 2016-05-06 高周波ノイズ対策回路 Active JP6451689B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016093253A JP6451689B2 (ja) 2016-05-06 2016-05-06 高周波ノイズ対策回路
CN201710174101.4A CN107347228B (zh) 2016-05-06 2017-03-22 高频噪声应对电路基板
US15/480,421 US10103112B2 (en) 2016-05-06 2017-04-06 Circuit board with measure against high frequency noise

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016093253A JP6451689B2 (ja) 2016-05-06 2016-05-06 高周波ノイズ対策回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017201667A JP2017201667A (ja) 2017-11-09
JP6451689B2 true JP6451689B2 (ja) 2019-01-16

Family

ID=60244185

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016093253A Active JP6451689B2 (ja) 2016-05-06 2016-05-06 高周波ノイズ対策回路

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10103112B2 (ja)
JP (1) JP6451689B2 (ja)
CN (1) CN107347228B (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11136985B2 (en) * 2018-08-31 2021-10-05 Baker Hughes, A Ge Company, Llc High frequency AC noise suppression within transformers
WO2021117393A1 (ja) 2019-12-13 2021-06-17 株式会社村田製作所 回路装置、およびフィルタ回路

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0314023Y2 (ja) 1984-10-09 1991-03-28
JPH0567896A (ja) * 1991-09-09 1993-03-19 Canon Inc フイルタ装置
JPH09331185A (ja) * 1996-06-10 1997-12-22 Murata Mfg Co Ltd ノイズ対策した電子部品
JPH10163027A (ja) 1996-12-03 1998-06-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd インダクタンス素子とこれを用いた電子回路
KR100562490B1 (ko) * 2000-04-28 2006-03-21 티디케이가부시기가이샤 자성 페라이트 분말, 자성 페라이트 소결체, 적층형페라이트 부품 및 적층형 페라이트 부품의 제조방법
JP2003115691A (ja) * 2001-10-04 2003-04-18 Tdk Corp フィルム状emiフィルタ
JP4524454B2 (ja) * 2004-11-19 2010-08-18 ルネサスエレクトロニクス株式会社 電子装置およびその製造方法
US7145217B2 (en) * 2005-01-25 2006-12-05 Kyocera Corporation Chip-type noise filter, manufacturing method thereof, and semiconductor package
JP2010171290A (ja) * 2009-01-26 2010-08-05 Tdk Corp 電子回路モジュール
JP2010219210A (ja) * 2009-03-16 2010-09-30 Renesas Electronics Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2013115053A (ja) * 2011-11-24 2013-06-10 Murata Mfg Co Ltd ノイズ対策電子部品の回路基板への実装構造

Also Published As

Publication number Publication date
US10103112B2 (en) 2018-10-16
CN107347228A (zh) 2017-11-14
US20170323861A1 (en) 2017-11-09
JP2017201667A (ja) 2017-11-09
CN107347228B (zh) 2020-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7929320B2 (en) Inductor built-in wiring board having shield function
US9697946B2 (en) Electronic component
WO2018159290A1 (ja) 薄膜シールド層付き電子部品
JP2017201761A (ja) 高周波ノイズ対策回路
US10879142B2 (en) Electronic component
US9401242B2 (en) Composite electronic component and composite electronic component manufacturing method
US9099764B2 (en) Electronic circuit and electronic device
WO2010137083A1 (ja) 配線基板、フィルタデバイスおよび携帯機器
JP2017123365A (ja) コイル部品及びこれを備える回路基板
JP6451689B2 (ja) 高周波ノイズ対策回路
JP2005167468A (ja) 電子装置および半導体装置
JP2012238797A (ja) 多層回路モジュール
JP2014528167A (ja) 振動傾向を低減する回路配置
JP4671333B2 (ja) 多層プリント回路基板と電子機器
JP6015813B2 (ja) 多層回路モジュール
JP2010272585A (ja) フリップチップ実装構造
JP3111672U (ja) 高周波電子部品
EP1893011B1 (en) Semiconductor circuit board and semiconductor circuit
JP2006279603A (ja) 弾性表面波装置
JP6395638B2 (ja) 無線装置
JP6343871B2 (ja) 部品実装多層配線基板
JP6669312B2 (ja) モジュール部品および電源回路
JP6584569B1 (ja) プリント基板
JP5736949B2 (ja) 高周波回路モジュール
JP2018107221A (ja) 多層回路基板

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20171208

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180806

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180814

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181012

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20181113

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20181126

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6451689

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150