ノイズ対策電子部品の回路基板への実装構造
【課題】 実装箇所に応じたノイズ対策電子部品を複数用意する必要が無くなり、ノイズ対策の検討を容易迅速に行うことが可能なノイズ対策電子部品の実装構造を提供する。
【解決手段】 インダクタ１の実装する部品側面を底面にして第１の接続状態にすることで、第２のコイル４の他端の引出電極４ｆ１が第３の外部電極３ｃおよび短絡用配線パターン１３ａを介して他方の外部電極３ｂに接続される。このため、コイル４，５は、各一端が一方の外部電極３ａに共通接続され、各他端が他方の外部電極３ｂに共通接続されて、並列接続される。従って、インダクタ１の抵抗成分は小さくなる。一方、インダクタ１の実装する部品側面を異ならせて天面にし、第２の接続状態にすることで、第３の外部電極３ｃは電気的に浮き、第２のコイル４の他端も浮いた状態になる。このため、インダクタ１のインピーダンスは第１のコイル５が有するものとなって高くなる。
【解決手段】 インダクタ１の実装する部品側面を底面にして第１の接続状態にすることで、第２のコイル４の他端の引出電極４ｆ１が第３の外部電極３ｃおよび短絡用配線パターン１３ａを介して他方の外部電極３ｂに接続される。このため、コイル４，５は、各一端が一方の外部電極３ａに共通接続され、各他端が他方の外部電極３ｂに共通接続されて、並列接続される。従って、インダクタ１の抵抗成分は小さくなる。一方、インダクタ１の実装する部品側面を異ならせて天面にし、第２の接続状態にすることで、第３の外部電極３ｃは電気的に浮き、第２のコイル４の他端も浮いた状態になる。このため、インダクタ１のインピーダンスは第１のコイル５が有するものとなって高くなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の配線パターンと第２の配線パターンとの間に介挿されるノイズ対策電子部品の回路基板への実装構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォンに代表される高機能携帯端末の電源回路部などでは、複数チャネルのＤＣ−ＤＣコンバータＩＣ(Integrated Circuit)や、低消費電力機能などを搭載したＰＭＩＣ(Power Management Integrated Circuit)等が使用される。これらのＩＣでは低電圧・大電流による高速駆動化、低消費電力化が進んでいる。
【０００３】
これらのＩＣにおけるノイズ対策としては、例えば特許文献１に開示されるようなインダクタがノイズ対策電子部品として回路基板に実装される。このインダクタは、部品内部のコイルの軸方向に対向させて一対の入出力外部電極が設けられ、浮遊容量の小さな横巻きタイプに構成されている。このような電子部品が負荷の電源端子に繋がる電源ライン用配線パターンと給電回路に繋がる給電ライン用配線パターンとの間に介挿されて回路基板に実装されることで、電源回路部などに発生するノイズが低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１７５９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来のノイズ対策電子部品の回路基板への実装構造では、１素子のコイルがノイズ対策部品としての効果を発揮するが、使用する箇所、例えば、負荷ＩＣの電源ライン部等の状況に応じた使い分けが出来ない。電源ライン部では、インピーダンスの大きなノイズ対策部品を用いてノイズ低減効果を重視するノイズ対策重視箇所や、ノイズ対策部品の抵抗成分による電圧降下を極力抑えて高い電圧変換効率の求められる電源ＩＣ部等の電圧変換効率重視箇所がある。上記従来のノイズ対策電子部品の回路基板への実装構造では、前者のノイズ対策重視箇所に対応することは出来るが、後者の電圧変換効率重視箇所には対応することは出来ない。このため、従来、各実装箇所に応じたノイズ対策電子部品を複数用意する必要があり、ノイズ対策電子部品の検討を容易迅速に行うことが出来なかった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、
第１の配線パターンと第２の配線パターンとの間に介挿されるノイズ対策電子部品の回路基板への実装構造であって、
電子部品が、
一対の外部電極間に接続された第１のコイルと、一対の外部電極のうちの一方の外部電極に一端が接続され、部品側面に形成された第３の外部電極に他端が接続された第２のコイルとを部品内部に備え、
回路基板へ実装する部品側面を異ならせることで、
一対の外部電極のうちの一方の外部電極が第１の配線パターンまたは第２の配線パターンに接続され、一対の外部電極のうちの他方の外部電極が第２の配線パターンまたは第１の配線パターンに接続され、第３の外部電極が第２の配線パターンまたは第１の配線パターンに繋がる短絡用配線パターンを介して一対の外部電極のうちの他方の外部電極に接続された第１の接続状態と、
一対の外部電極のうちの一方の外部電極が第１の配線パターンまたは第２の配線パターンに接続され、一対の外部電極のうちの他方の外部電極が第２の配線パターンまたは第１の配線パターンに接続され、第３の外部電極がどこにも接続されずに電気的に浮いた第２の接続状態と
に変えられることを特徴とする。
【０００７】
本構成によれば、電子部品の回路基板へ実装する部品側面を異ならせて第１の接続状態にすることで、第２のコイルの他端が第３の外部電極および短絡用配線パターンを介して一対の外部電極のうちの他方の外部電極に接続される。このため、第１のコイルと第２のコイルは、各一端が一対の外部電極のうちの一方の外部電極に共通接続され、各他端が一対の外部電極のうちの他方の外部電極に共通接続されて、並列接続される。従って、第１の配線パターンと第２の配線パターンとの間に第１のコイルと第２のコイルが並列に介挿されてノイズ対策電子部品の抵抗成分が小さくなり、ノイズ対策電子部品の抵抗成分による電圧降下が極力抑えられて、高い電圧変換効率の求められる電圧変換効率重視箇所に適した接続状態が提供される。
【０００８】
一方、電子部品の回路基板へ実装する部品側面を異ならせて第２の接続状態にすることで、第３の外部電極はどこにも接続されずに電気的に浮き、第３の外部電極に接続されている第２のコイルの他端も電気的に浮いた状態になる。このため、ノイズ対策電子部品は、第１のコイルが第１の配線パターンと第２の配線パターンとの間に介挿され、第２のコイルが電気的に浮く。従って、ノイズ対策電子部品のインピーダンスは第１のコイルが有するものとなって第１の接続状態に比較して高くなり、ノイズ対策電子部品のインピーダンスによるノイズ除去効果が高められて、ノイズ低減効果を重視するノイズ対策重視箇所に適した接続状態が提供される。
【０００９】
この結果、各実装箇所に応じたノイズ対策電子部品を複数用意する必要が無くなり、ノイズ対策電子部品の検討を容易迅速に行うことが可能になる。
【００１０】
また、本発明は、第１の配線パターンが、回路基板に実装される負荷へ給電する給電回路に繋がる給電ライン用配線パターンであり、第２の配線パターンが、負荷の電源端子に繋がる電源ライン用配線パターンであることを特徴とする。
【００１１】
本構成によれば、電子部品の回路基板へ実装する部品側面を異ならせて第１の接続状態にすることで、電源ライン用配線パターンと給電ライン用配線パターンとの間に第１のコイルと第２のコイルが並列に介挿されて、ノイズ対策電子部品の抵抗成分は小さくなる。一方、電子部品の回路基板へ実装する部品側面を異ならせて第２の接続状態にすることで、電源ライン用配線パターンと給電ライン用配線パターンとの間に第１のコイルだけが介挿されて、ノイズ対策電子部品のインピーダンスは第１の接続状態に比較して高くなる。このため、負荷の電源ライン部の状況に応じたノイズ対策電子部品の使い分けが可能となり、負荷の電源ライン部におけるノイズ対策電子部品の検討を容易迅速に行うことが可能になる。
【００１２】
また、本発明は、
第３の外部電極が、電子部品の回路基板へ実装する部品側面を異ならせることで、回路基板の基板表面に対向する位置が変化し、
短絡用配線パターンが、第３の外部電極の基板表面に対向する一方の位置で第３の外部電極に接触し、第３の外部電極の基板表面に対向する他方の位置で第３の外部電極に接触しないパターン形状を有する
ことを特徴とする。
【００１３】
本構成によれば、電子部品の回路基板へ実装する部品側面を異ならせ、第３の外部電極が回路基板の基板表面に対向する位置を変化させることで、短絡用配線パターンと第３の外部電極との接触および非接触を変えて、第１の接続状態と第２の接続状態を容易迅速に切り替えることが出来る。
【００１４】
また、本発明は、
第３の外部電極が、電子部品の回路基板へ実装する部品側面を異ならせることで、回路基板の基板表面に対向する場合と対向しない場合とがあり、
短絡用配線パターンが、回路基板の基板表面に対向して電子部品が回路基板へ実装される場合に第３の外部電極に接触し、回路基板の基板表面に対向しないで電子部品が回路基板へ実装される場合に第３の外部電極に接触しないパターン形状を有する
ことを特徴とする。
【００１５】
本構成によれば、電子部品の回路基板へ実装する部品側面を異ならせ、第３の外部電極を回路基板の基板表面に対向させたり対向させないことで、短絡用配線パターンと第３の外部電極との接触および非接触を変えて、第１の接続状態と第２の接続状態を容易迅速に切り替えることが出来る。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、上記のように、実装箇所に応じたノイズ対策電子部品を複数用意する必要が無くなり、ノイズ対策電子部品の検討を容易迅速に行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態によるノイズ対策電子部品の回路基板への実装構造に用いられるインダクタの外観斜視図である。
【図２】図１に示すインダクタの内部に積層して構成されるグリーンシートの平面図である。
【図３】（ａ）は、図１に示すインダクタの底面が基板表面に対向して回路基板に実装される際の実装構造の斜視図、（ｂ）は、（ａ）に示す態様で実装された際の実装構造の等価回路図である。
【図４】（ａ）は、図１に示すインダクタの天面が基板表面に対向して回路基板に実装される際の実装構造の斜視図、（ｂ）は、（ａ）に示す態様で実装された際の実装構造の等価回路図である。
【図５】本発明の一実施の形態の効果を確認するシミュレーション解析に用いられる実装構造のモデルを示す図である。
【図６】本発明の一実施の形態の効果を確認するシミュレーション解析の結果を示すグラフである。
【図７】本発明の一実施の形態による実装構造において回路基板を多層に構成した変形例を示す斜視図である。
【図８】本発明の一実施の形態による実装構造において第３の外部電極および短絡用配線パターンの各形状を変えた変形例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明の一実施の形態によるノイズ対策電子部品の回路基板への実装構造について説明する。
【００１９】
図１は、本実施の形態の実装構造においてノイズ対策電子部品として使われるチップ・フェライト・ビーズ・インダクタ１の外観斜視図である。
【００２０】
インダクタ１は、磁性体２内に後述する第１および第２の２つのコイルを備えて構成されている。磁性体２は、略直方体状をしたフェライトからなり、長手方向の対向する両側面には一対の外部電極３ａ，３ｂが形成されている。各外部電極３ａ，３ｂは、図示するように、対向する両側面から磁性体２の胴部の天面、底面、右側面および左側面の４つの各側面に延びて設けられている。また、磁性体２の胴部の右側面には第３の外部電極３ｃが形成されている。この第３の外部電極３ｃは、図示するように、磁性体２の胴部の天面および低面に一部が延設されている。部品内部の第１のコイルは一対の外部電極３ａ，３ｂ間に接続され、部品内部の第２のコイルは、一対の外部電極３ａ，３ｂのうちの一方の外部電極３ａに一端が接続され、部品側面に形成された第３の外部電極３ｃに他端が接続されている。
【００２１】
図２（ａ）〜（ｌ）はインダクタ１の内部積層構造を示す分解平面図である。
【００２２】
上記の第２のコイルは、同図（ａ）〜（ｆ）に示す磁性体ベースのグリーンシート２ａが順に積層されて構成されている。これら各グリーンシート２ａ上には、導電性ペーストがスクリーン印刷法などによって印刷されることで、コイル導体４ａ〜４ｆが形成されている。第２のコイルの最下層となる同図（ａ）に示すグリーンシート２ａ上のコイル導体４ａには、引出部４ａ１が形成されている。この引出部４ａ１は、図１に示すように、一対の外部電極３ａ，３ｂのうちの一方の外部電極３ａに接続される。また、第２のコイルの最上層となる同図（ｆ）に示すグリーンシート２ａ上のコイル導体４ｆには、引出部４ｆ１が形成されている。この引出部４ｆ１は、図１に示すように、第３の外部電極３ｃに接続される。
【００２３】
また、上記の第１のコイルは、同図（ｇ）〜（ｌ）に示す磁性体ベースのグリーンシート２ａが順に積層されて構成されている。これら各グリーンシート２ａ上にも、導電性ペーストがスクリーン印刷法などによって印刷されることで、コイル導体５ａ〜５ｆが形成されている。第１のコイルの最下層となる同図（ｇ）に示すグリーンシート２ａ上のコイル導体５ａには、引出部５ａ１が形成されている。この引出部５ａ１は、図１に示すように、一対の外部電極３ａ，３ｂのうちの一方の外部電極３ａに接続される。また、第１のコイルの最上層となる同図（ｌ）に示すグリーンシート２ａ上のコイル導体５ｆには引出部５ｆ１が形成されている。この引出部５ｆ１は、図１に示すように、一対の外部電極３ａ，３ｂのうちの他方の外部電極３ｂに接続される。
【００２４】
同図（ａ）〜（ｌ）に示すグリーンシート２ａが積層され、全体がプレスされて各グリーンシート２ａが圧着されることで、各グリーンシート２ａ上のコイル導体４ａ〜４ｆおよび５ａ〜５ｆの各端部に設けられた点線で繋がるビアホール６どうしが層間接続される。その後、圧着されたグリーンシート２ａが所定の条件で焼成されて、磁性体２が焼成体として得られる。この磁性体２の所定位置に導電性ペーストが塗布されて焼き付けられることで、図１に示す各位置に外部電極３ａ〜３ｃが形成されて、インダクタ１が得られる。本実施形態のインダクタ１は、コイル導体４ａ〜４ｆがらせん状に繋がった第２のコイル４の上部に、コイル導体５ａ〜５ｆがらせん状に繋がった第１のコイル５が設けられる。しかし、これとは逆に、同図（ｇ）〜（ｌ）に示すグリーンシート２ａの上方に同図（ａ）〜（ｆ）に示すグリーンシート２ａを積層し、第１のコイル５の上部に第２のコイル４を設けるようにしてもよい。
【００２５】
ノイズ対策電子部品を構成する上記インダクタ１は、回路基板１１へ実装する部品側面を異ならせることで、第１のコイル５と第２のコイル４とが、図３に示す第１の接続状態と図４に示す第２の接続状態とに変えられる。なお、図３および図４において図１と同一部分には同一符号を付してその説明は省略する。
【００２６】
図３および図４に示すように、回路基板１１には、第１の配線パターン１２と第２の配線パターン１３とが形成されており、図示しない負荷ＩＣが実装される。本実施の形態では、第１の配線パターン１２は、負荷ＩＣへ給電する給電回路に繋がる給電ライン用配線パターンであり、第２の配線パターン１３は、負荷ＩＣの電源端子に繋がる電源ライン用配線パターンである。第２の配線パターン１３の端部には、Ｌ字状をした短絡用配線パターン１３ａが繋がっている。インダクタ１は、第１の配線パターン１２と第２の配線パターン１３との間に介挿される。
【００２７】
図３（ａ）に示すように、回路基板１１へ実装するインダクタ１の部品側面を底面とすることで、第１のコイル５と第２のコイル４とは同図（ｂ）に示す第１の接続状態になる。すなわち、一対の外部電極３ａ，３ｂのうちの一方の外部電極３ａが第１の配線パターン１２に接続され、一対の外部電極３ａ，３ｂのうちの他方の外部電極３ｂが第２の配線パターン１３に接続される。また、第３の外部電極３ｃが、第２の配線パターン１３に繋がる短絡用配線パターン１３ａを介して、一対の外部電極３ａ，３ｂのうちの他方の外部電極３ｂに接続される。
【００２８】
一方、図４（ａ）に示すように、インダクタ１の実装向きを反転させて、回路基板１１へ実装するインダクタ１の部品側面を天面とすることで、第１のコイル５と第２のコイル４とは同図（ｂ）に示す第２の接続状態になる。この第２の接続状態でも、第１の接続状態と同様、一対の外部電極３ａ，３ｂのうちの一方の外部電極３ａが第１の配線パターン１２に接続され、一対の外部電極３ａ，３ｂのうちの他方の外部電極３ｂが第２の配線パターン１３に接続される。しかし、第３の外部電極３ｃがどこにも接続されずに電気的に浮いた状態になる。
【００２９】
すなわち、本実施の形態では、第３の外部電極３ｃは、インダクタ１の回路基板１１へ実装する部品側面を図３（ａ）に示す底面と図４（ａ）に示す天面とに異ならせることで、回路基板１１の基板表面に対向する位置が変化する。また、短絡用配線パターン１３ａは、第３の外部電極３ｃの基板表面に対向する図３（ａ）に示す一方の位置で第３の外部電極３ｃに接触し、第３の外部電極３ｃの基板表面に対向する図４（ａ）に示す他方の位置で第３の外部電極に接触しないＬ字状のパターン形状を有する。
【００３０】
このような本実施の形態によるノイズ対策電子部品の回路基板１１への実装構造によれば、インダクタ１の回路基板１１へ実装する部品側面を図３（ａ）に示すように底面にして同図（ｂ）に示す第１の接続状態にすることで、第２のコイル４の他端の引出電極４ｆ１が第３の外部電極３ｃおよび短絡用配線パターン１３ａを介して一対の外部電極３ａ，３ｂのうちの他方の外部電極３ｂに接続される。このため、第１のコイル５と第２のコイル４は、各一端が一対の外部電極３ａ，３ｂのうちの一方の外部電極３ａに共通接続され、各他端が一対の外部電極３ａ，３ｂのうちの他方の外部電極３ｂに共通接続されて、並列接続される。従って、第１の配線パターン１２と第２の配線パターン１３との間に第１のコイル５と第２のコイル４が並列に介挿されてインダクタ１の抵抗成分が小さくなり、インダクタ１の抵抗成分による電圧降下が極力抑えられて、高い電圧変換効率の求められる電圧変換効率重視箇所に適した接続状態が提供される。
【００３１】
一方、インダクタ１の回路基板１１へ実装する部品側面を異ならせて図４（ａ）に示すように天面にし、第２の接続状態にすることで、第３の外部電極３ｃはどこにも接続されずに電気的に浮き、第３の外部電極３ｃに接続されている第２のコイル４の他端も電気的に浮いた状態になる。このため、インダクタ１は、第１のコイル５が第１の配線パターン１２と第２の配線パターン１３との間に介挿され、第２のコイル４が電気的に浮く。従って、インダクタ１のインピーダンスは第１のコイル５が有するものとなって上述した第１の接続状態に比較して高くなり、インダクタ１のインピーダンスによるノイズ除去効果が高められて、ノイズ低減効果を重視するノイズ対策重視箇所に適した接続状態が提供される。
【００３２】
すなわち、本実施の形態によれば、インダクタ１の回路基板１１へ実装する部品側面を異ならせ、第３の外部電極３ｃが回路基板１１の基板表面に対向する位置を変化させることで、短絡用配線パターン１３ａと第３の外部電極３ｃとの接触および非接触を変えて、第１の接続状態と第２の接続状態を容易迅速に切り替えることが出来る。
【００３３】
この結果、本実施の形態によるノイズ対策電子部品の回路基板１１への実装構造によれば、各実装箇所に応じたインダクタ１を複数用意する必要が無くなり、電子部品を実装する回路基板１１における配線パターンの設計により、第２のコイル４の他端を外部電極３ｂに接続および非接続することが出来、ノイズ対策電子部品の検討を容易迅速に行うことが可能になる。
【００３４】
また、本実施の形態によるノイズ対策電子部品の回路基板１１への実装構造によれば、インダクタ１の回路基板１１へ実装する部品側面を底面にして図３に示す第１の接続状態にすることで、第２の配線パターン１３である電源ライン用配線パターンと第１の配線パターン１２である給電ライン用配線パターンとの間に、第１のコイル５と第２のコイル４が並列に介挿されて、インダクタ１の抵抗成分は小さくなる。一方、インダクタ１の回路基板１１へ実装する部品側面を異ならせて天面にし、図４に示す第２の接続状態にすることで、電源ライン用配線パターンと給電ライン用配線パターンとの間に第１のコイル５だけが介挿されて、インダクタ１のインピーダンスは第１の接続状態に比較して高くなる。このため、負荷ＩＣの電源ライン部の状況に応じたインダクタ１の使い分けが可能となり、負荷ＩＣの電源ライン部におけるノイズ対策電子部品の検討を容易迅速に行うことが可能になる。
【００３５】
例えば、ＩＣの定格電圧が１２[Ｖ]で、給電回路からＩＣへの供給電圧が０．５[Ｖ]低下してしまう場合には、定格電圧に対する供給電圧の低下割合が低いため、図４に示すインピーダンスが高くなる第２の接続状態にしてインダクタ１を回路基板１１へ実装する。これにより、インダクタ１のインピーダンスによるノイズ除去効果が高められる。一方、ＩＣの定格電圧が３[Ｖ]で、給電回路からＩＣへの供給電圧が０．５[Ｖ]低下してしまう場合には、定格電圧に対する供給電圧の低下割合が高いため、図３に示すインピーダンスが低くなる第１の接続状態にしてインダクタ１を回路基板１１へ実装する。これにより、インダクタ１の抵抗成分による電圧降下が極力抑えられて、高い電圧変換効率を期待できる。
【００３６】
また、ノイズ対策電子部品の試作段階で、回路基板１１の配線パターンを変えること無く、回路基板１１へ実装する電子部品の部品側面を異ならせるだけで、電子部品の持つインピーダンスを容易迅速に変えることが出来る。このため、回路基板１１へ実装するＩＣの種類に応じたランド設計をする必要がなくなり、ノイズ対策電子部品の検討を容易迅速に行うことが可能になる。
【００３７】
上述したインダクタ１の回路基板１１への実装構造により奏される効果を確認するため、３次元電磁界シミュレーションにより、インダクタ１の電源インピーダンスを解析した。
【００３８】
このシミュレーションでは、インダクタ１を第１の接続状態に実装した図５の斜視図に示す実装構造Ａ、および、インダクタ１を第２の接続状態に実装した実装構造Ｂを、モデルとして解析した。なお、図５において、図３と同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は省略する。
【００３９】
このモデルでは、図５に示すように、解析用に第１および第２の２つのポート２１および２２が設けられている。第１のポート２１は、負荷ＩＣの電源端子に接続される第２の配線パターン１３およびグランド端子間の回路と見立てられている。この第１のポート２１による回路インピーダンスは５０[Ω]と見立てている。また、第２のポート２２は、給電回路につながる第１の配線パターン１２およびグランド間の回路と見立てられている。このようなモデルを用いて、第１のポート２１から給電回路側を見込んだインピーダンス（電源インピーダンス）を解析し、本実施の形態による実装構造のノイズ対策効果を確認した。
【００４０】
図６に示すグラフは、電源インピーダンスのシミュレーション解析結果を示し、横軸は周波数[ＭＨｚ]、縦軸はインピーダンス[Ω]を示す。また、実線で示す特性線３１は、インダクタ１を図３に示す第１の接続状態にした実装構造Ａのモデルにおける電源インピーダンスのシミュレーション解析結果、点線で示す特性線３２は、インダクタ１を図４に示す第２の接続状態にした実装構造Ｂのモデルにおける電源インピーダンスのシミュレーション解析結果を表す。
【００４１】
同グラフに示されるように、特性線３１で表される実装構造Ａのモデルは特性線３２で表される実装構造Ｂのモデルに比べて電源インピーダンスがほぼ半分程度低くなっている。このことから、実装構造Ａは、インダクタ１の抵抗成分による電圧降下が極力抑えられて、高い電圧変換効率の求められる電圧変換効率重視箇所に適しており、負荷ＩＣの安定動作が期待できることが理解される。
【００４２】
なお、上記の実施の形態では、一対の外部電極３ａ，３ｂのうちの一方の外部電極３ａが第１の配線パターン１２、他方の外部電極３ｂが第２の配線パターン１３に接続され、第３の外部電極３ｃが、第２の配線パターン１３に繋がる短絡用配線パターン１３ａを介して他方の外部電極３ｂに接続される構成について説明した。しかし、短絡用配線パターン１３ａを第２の配線パターン１３に設けずに第１の配線パターン１２の端部に設け、一対の外部電極３ａ，３ｂのうちの一方の外部電極３ａが第２の配線パターン１３、他方の外部電極３ｂが第１の配線パターン１２に接続され、第３の外部電極３ｃが、第１の配線パターン１２に繋がる短絡用配線パターンを介して他方の外部電極３ｂに接続されるように構成してもよい。
【００４３】
また、上記の実施の形態では、インダクタ１のコイル４，５が磁性体２内に形成される場合について説明した。しかし、コイル４，５を誘電体内に形成したり、また、空芯としてもよい。
【００４４】
また、上記の実施の形態では、第２の配線パターン１３に繋がる短絡用配線パターン１３ａを１枚の回路基板１１に形成した場合について説明した。しかし、図７に示すように、短絡用配線パターン１３ａ１を別の回路基板１１ａに形成し、ビアホール４１を介して第２の配線パターン１３と短絡用配線パターン１３ａ１とを層間接続し、第３の外部電極３ｃがビアホール４１に接触するように構成してもよい。なお、同図において図３と同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は省略する。
【００４５】
また、上記の実施の形態では、インダクタ１の回路基板１１へ実装する部品側面を異ならせ、第３の外部電極３ｃが回路基板１１の基板表面に対向する位置を変化させることで、短絡用配線パターン１３ａと第３の外部電極３ｃとの接触および非接触を変えた。しかし、図８の斜視図に示すように、インダクタ１の回路基板１１へ実装する部品側面を異ならせ、第３の外部電極３ｃ１を回路基板１１の基板表面に対向させたり対向させないことで、短絡用配線パターン１３ａ２と第３の外部電極３ｃ１との接触および非接触を変えるように構成してもよい。なお、同図において図３と同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は省略する。
【００４６】
この構成では、第３の外部電極３ｃ１がインダクタ１の天面にのみ形成される。そして、一対の外部電極３ａ，３ｂ間が距離ｘに設定され、第３の外部電極３ｃ１が外部電極３ｂとの間の図示する距離がｙに設定される。従って、インダクタ１の回路基板１１へ実装する部品側面を底面と天面とに異ならせることで、第３の外部電極３ｃ１は回路基板１１の基板表面に対向する場合と対向しない場合とがある。また、短絡用配線パターン１３ａ２は、第２の配線パターン１３の端部に図示するように直線状に形成されるパターン形状を有する。インダクタ１の向きを同図に図示する状態から反転させ、回路基板１１の基板表面に対向してインダクタ１の天面を回路基板１１へ実装する場合、短絡用配線パターン１３ａ２は第３の外部電極３ｃ１に接触する。また、図示するように、回路基板１１の基板表面に天面を対向させないで、インダクタ１を回路基板１１へ実装する場合、短絡用配線パターン１３ａ２は第３の外部電極３ｃ１に接触しない。
【００４７】
このような各構成によっても、インダクタ１の回路基板１１へ実装する部品側面を異ならせることで、短絡用配線パターン１３ａ，１３ａ１，１３ａ２と第３の外部電極３ｃ，３ｃ１との接触および非接触を変えて、第１の接続状態と第２の接続状態を容易迅速に切り替えることが出来、上記の実施形態と同様な作用効果が奏される。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
上記の実施の形態によるノイズ対策電子部品の回路基板１１への実装構造は、負荷ＩＣの電源ライン部におけるノイズ対策に用いた場合について説明した。しかし、本発明は、電源ライン部に限定される必要は無く、回路基板１１の他の箇所のノイズ対策にも同様に適用することが出来る。そして、その場合においても、上記の実施形態と同様な作用効果が奏される。
【符号の説明】
【００４９】
１…インダクタ（ノイズ対策電子部品）
２…磁性体
３ａ、３ｂ…一対の外部電極
３ｃ、３ｃ１…第３の外部電極
４…第２のコイル
５…第１のコイル
４ａ〜４ｆ、５ａ〜５ｆ…コイル導体
４ａ１、４ｆ１、５ａ１、５ｆ１…引出電極
６、４１…ビアホール
１１、１１ａ…回路基板
１２…第１の配線パターン（給電ライン用配線パターン）
１３…第２の配線パターン（電源ライン用配線パターン）
１３ａ、１３ａ１、１３ａ２…短絡用配線パターン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の配線パターンと第２の配線パターンとの間に介挿されるノイズ対策電子部品の回路基板への実装構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォンに代表される高機能携帯端末の電源回路部などでは、複数チャネルのＤＣ−ＤＣコンバータＩＣ(Integrated Circuit)や、低消費電力機能などを搭載したＰＭＩＣ(Power Management Integrated Circuit)等が使用される。これらのＩＣでは低電圧・大電流による高速駆動化、低消費電力化が進んでいる。
【０００３】
これらのＩＣにおけるノイズ対策としては、例えば特許文献１に開示されるようなインダクタがノイズ対策電子部品として回路基板に実装される。このインダクタは、部品内部のコイルの軸方向に対向させて一対の入出力外部電極が設けられ、浮遊容量の小さな横巻きタイプに構成されている。このような電子部品が負荷の電源端子に繋がる電源ライン用配線パターンと給電回路に繋がる給電ライン用配線パターンとの間に介挿されて回路基板に実装されることで、電源回路部などに発生するノイズが低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１７５９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来のノイズ対策電子部品の回路基板への実装構造では、１素子のコイルがノイズ対策部品としての効果を発揮するが、使用する箇所、例えば、負荷ＩＣの電源ライン部等の状況に応じた使い分けが出来ない。電源ライン部では、インピーダンスの大きなノイズ対策部品を用いてノイズ低減効果を重視するノイズ対策重視箇所や、ノイズ対策部品の抵抗成分による電圧降下を極力抑えて高い電圧変換効率の求められる電源ＩＣ部等の電圧変換効率重視箇所がある。上記従来のノイズ対策電子部品の回路基板への実装構造では、前者のノイズ対策重視箇所に対応することは出来るが、後者の電圧変換効率重視箇所には対応することは出来ない。このため、従来、各実装箇所に応じたノイズ対策電子部品を複数用意する必要があり、ノイズ対策電子部品の検討を容易迅速に行うことが出来なかった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、
第１の配線パターンと第２の配線パターンとの間に介挿されるノイズ対策電子部品の回路基板への実装構造であって、
電子部品が、
一対の外部電極間に接続された第１のコイルと、一対の外部電極のうちの一方の外部電極に一端が接続され、部品側面に形成された第３の外部電極に他端が接続された第２のコイルとを部品内部に備え、
回路基板へ実装する部品側面を異ならせることで、
一対の外部電極のうちの一方の外部電極が第１の配線パターンまたは第２の配線パターンに接続され、一対の外部電極のうちの他方の外部電極が第２の配線パターンまたは第１の配線パターンに接続され、第３の外部電極が第２の配線パターンまたは第１の配線パターンに繋がる短絡用配線パターンを介して一対の外部電極のうちの他方の外部電極に接続された第１の接続状態と、
一対の外部電極のうちの一方の外部電極が第１の配線パターンまたは第２の配線パターンに接続され、一対の外部電極のうちの他方の外部電極が第２の配線パターンまたは第１の配線パターンに接続され、第３の外部電極がどこにも接続されずに電気的に浮いた第２の接続状態と
に変えられることを特徴とする。
【０００７】
本構成によれば、電子部品の回路基板へ実装する部品側面を異ならせて第１の接続状態にすることで、第２のコイルの他端が第３の外部電極および短絡用配線パターンを介して一対の外部電極のうちの他方の外部電極に接続される。このため、第１のコイルと第２のコイルは、各一端が一対の外部電極のうちの一方の外部電極に共通接続され、各他端が一対の外部電極のうちの他方の外部電極に共通接続されて、並列接続される。従って、第１の配線パターンと第２の配線パターンとの間に第１のコイルと第２のコイルが並列に介挿されてノイズ対策電子部品の抵抗成分が小さくなり、ノイズ対策電子部品の抵抗成分による電圧降下が極力抑えられて、高い電圧変換効率の求められる電圧変換効率重視箇所に適した接続状態が提供される。
【０００８】
一方、電子部品の回路基板へ実装する部品側面を異ならせて第２の接続状態にすることで、第３の外部電極はどこにも接続されずに電気的に浮き、第３の外部電極に接続されている第２のコイルの他端も電気的に浮いた状態になる。このため、ノイズ対策電子部品は、第１のコイルが第１の配線パターンと第２の配線パターンとの間に介挿され、第２のコイルが電気的に浮く。従って、ノイズ対策電子部品のインピーダンスは第１のコイルが有するものとなって第１の接続状態に比較して高くなり、ノイズ対策電子部品のインピーダンスによるノイズ除去効果が高められて、ノイズ低減効果を重視するノイズ対策重視箇所に適した接続状態が提供される。
【０００９】
この結果、各実装箇所に応じたノイズ対策電子部品を複数用意する必要が無くなり、ノイズ対策電子部品の検討を容易迅速に行うことが可能になる。
【００１０】
また、本発明は、第１の配線パターンが、回路基板に実装される負荷へ給電する給電回路に繋がる給電ライン用配線パターンであり、第２の配線パターンが、負荷の電源端子に繋がる電源ライン用配線パターンであることを特徴とする。
【００１１】
本構成によれば、電子部品の回路基板へ実装する部品側面を異ならせて第１の接続状態にすることで、電源ライン用配線パターンと給電ライン用配線パターンとの間に第１のコイルと第２のコイルが並列に介挿されて、ノイズ対策電子部品の抵抗成分は小さくなる。一方、電子部品の回路基板へ実装する部品側面を異ならせて第２の接続状態にすることで、電源ライン用配線パターンと給電ライン用配線パターンとの間に第１のコイルだけが介挿されて、ノイズ対策電子部品のインピーダンスは第１の接続状態に比較して高くなる。このため、負荷の電源ライン部の状況に応じたノイズ対策電子部品の使い分けが可能となり、負荷の電源ライン部におけるノイズ対策電子部品の検討を容易迅速に行うことが可能になる。
【００１２】
また、本発明は、
第３の外部電極が、電子部品の回路基板へ実装する部品側面を異ならせることで、回路基板の基板表面に対向する位置が変化し、
短絡用配線パターンが、第３の外部電極の基板表面に対向する一方の位置で第３の外部電極に接触し、第３の外部電極の基板表面に対向する他方の位置で第３の外部電極に接触しないパターン形状を有する
ことを特徴とする。
【００１３】
本構成によれば、電子部品の回路基板へ実装する部品側面を異ならせ、第３の外部電極が回路基板の基板表面に対向する位置を変化させることで、短絡用配線パターンと第３の外部電極との接触および非接触を変えて、第１の接続状態と第２の接続状態を容易迅速に切り替えることが出来る。
【００１４】
また、本発明は、
第３の外部電極が、電子部品の回路基板へ実装する部品側面を異ならせることで、回路基板の基板表面に対向する場合と対向しない場合とがあり、
短絡用配線パターンが、回路基板の基板表面に対向して電子部品が回路基板へ実装される場合に第３の外部電極に接触し、回路基板の基板表面に対向しないで電子部品が回路基板へ実装される場合に第３の外部電極に接触しないパターン形状を有する
ことを特徴とする。
【００１５】
本構成によれば、電子部品の回路基板へ実装する部品側面を異ならせ、第３の外部電極を回路基板の基板表面に対向させたり対向させないことで、短絡用配線パターンと第３の外部電極との接触および非接触を変えて、第１の接続状態と第２の接続状態を容易迅速に切り替えることが出来る。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、上記のように、実装箇所に応じたノイズ対策電子部品を複数用意する必要が無くなり、ノイズ対策電子部品の検討を容易迅速に行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態によるノイズ対策電子部品の回路基板への実装構造に用いられるインダクタの外観斜視図である。
【図２】図１に示すインダクタの内部に積層して構成されるグリーンシートの平面図である。
【図３】（ａ）は、図１に示すインダクタの底面が基板表面に対向して回路基板に実装される際の実装構造の斜視図、（ｂ）は、（ａ）に示す態様で実装された際の実装構造の等価回路図である。
【図４】（ａ）は、図１に示すインダクタの天面が基板表面に対向して回路基板に実装される際の実装構造の斜視図、（ｂ）は、（ａ）に示す態様で実装された際の実装構造の等価回路図である。
【図５】本発明の一実施の形態の効果を確認するシミュレーション解析に用いられる実装構造のモデルを示す図である。
【図６】本発明の一実施の形態の効果を確認するシミュレーション解析の結果を示すグラフである。
【図７】本発明の一実施の形態による実装構造において回路基板を多層に構成した変形例を示す斜視図である。
【図８】本発明の一実施の形態による実装構造において第３の外部電極および短絡用配線パターンの各形状を変えた変形例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明の一実施の形態によるノイズ対策電子部品の回路基板への実装構造について説明する。
【００１９】
図１は、本実施の形態の実装構造においてノイズ対策電子部品として使われるチップ・フェライト・ビーズ・インダクタ１の外観斜視図である。
【００２０】
インダクタ１は、磁性体２内に後述する第１および第２の２つのコイルを備えて構成されている。磁性体２は、略直方体状をしたフェライトからなり、長手方向の対向する両側面には一対の外部電極３ａ，３ｂが形成されている。各外部電極３ａ，３ｂは、図示するように、対向する両側面から磁性体２の胴部の天面、底面、右側面および左側面の４つの各側面に延びて設けられている。また、磁性体２の胴部の右側面には第３の外部電極３ｃが形成されている。この第３の外部電極３ｃは、図示するように、磁性体２の胴部の天面および低面に一部が延設されている。部品内部の第１のコイルは一対の外部電極３ａ，３ｂ間に接続され、部品内部の第２のコイルは、一対の外部電極３ａ，３ｂのうちの一方の外部電極３ａに一端が接続され、部品側面に形成された第３の外部電極３ｃに他端が接続されている。
【００２１】
図２（ａ）〜（ｌ）はインダクタ１の内部積層構造を示す分解平面図である。
【００２２】
上記の第２のコイルは、同図（ａ）〜（ｆ）に示す磁性体ベースのグリーンシート２ａが順に積層されて構成されている。これら各グリーンシート２ａ上には、導電性ペーストがスクリーン印刷法などによって印刷されることで、コイル導体４ａ〜４ｆが形成されている。第２のコイルの最下層となる同図（ａ）に示すグリーンシート２ａ上のコイル導体４ａには、引出部４ａ１が形成されている。この引出部４ａ１は、図１に示すように、一対の外部電極３ａ，３ｂのうちの一方の外部電極３ａに接続される。また、第２のコイルの最上層となる同図（ｆ）に示すグリーンシート２ａ上のコイル導体４ｆには、引出部４ｆ１が形成されている。この引出部４ｆ１は、図１に示すように、第３の外部電極３ｃに接続される。
【００２３】
また、上記の第１のコイルは、同図（ｇ）〜（ｌ）に示す磁性体ベースのグリーンシート２ａが順に積層されて構成されている。これら各グリーンシート２ａ上にも、導電性ペーストがスクリーン印刷法などによって印刷されることで、コイル導体５ａ〜５ｆが形成されている。第１のコイルの最下層となる同図（ｇ）に示すグリーンシート２ａ上のコイル導体５ａには、引出部５ａ１が形成されている。この引出部５ａ１は、図１に示すように、一対の外部電極３ａ，３ｂのうちの一方の外部電極３ａに接続される。また、第１のコイルの最上層となる同図（ｌ）に示すグリーンシート２ａ上のコイル導体５ｆには引出部５ｆ１が形成されている。この引出部５ｆ１は、図１に示すように、一対の外部電極３ａ，３ｂのうちの他方の外部電極３ｂに接続される。
【００２４】
同図（ａ）〜（ｌ）に示すグリーンシート２ａが積層され、全体がプレスされて各グリーンシート２ａが圧着されることで、各グリーンシート２ａ上のコイル導体４ａ〜４ｆおよび５ａ〜５ｆの各端部に設けられた点線で繋がるビアホール６どうしが層間接続される。その後、圧着されたグリーンシート２ａが所定の条件で焼成されて、磁性体２が焼成体として得られる。この磁性体２の所定位置に導電性ペーストが塗布されて焼き付けられることで、図１に示す各位置に外部電極３ａ〜３ｃが形成されて、インダクタ１が得られる。本実施形態のインダクタ１は、コイル導体４ａ〜４ｆがらせん状に繋がった第２のコイル４の上部に、コイル導体５ａ〜５ｆがらせん状に繋がった第１のコイル５が設けられる。しかし、これとは逆に、同図（ｇ）〜（ｌ）に示すグリーンシート２ａの上方に同図（ａ）〜（ｆ）に示すグリーンシート２ａを積層し、第１のコイル５の上部に第２のコイル４を設けるようにしてもよい。
【００２５】
ノイズ対策電子部品を構成する上記インダクタ１は、回路基板１１へ実装する部品側面を異ならせることで、第１のコイル５と第２のコイル４とが、図３に示す第１の接続状態と図４に示す第２の接続状態とに変えられる。なお、図３および図４において図１と同一部分には同一符号を付してその説明は省略する。
【００２６】
図３および図４に示すように、回路基板１１には、第１の配線パターン１２と第２の配線パターン１３とが形成されており、図示しない負荷ＩＣが実装される。本実施の形態では、第１の配線パターン１２は、負荷ＩＣへ給電する給電回路に繋がる給電ライン用配線パターンであり、第２の配線パターン１３は、負荷ＩＣの電源端子に繋がる電源ライン用配線パターンである。第２の配線パターン１３の端部には、Ｌ字状をした短絡用配線パターン１３ａが繋がっている。インダクタ１は、第１の配線パターン１２と第２の配線パターン１３との間に介挿される。
【００２７】
図３（ａ）に示すように、回路基板１１へ実装するインダクタ１の部品側面を底面とすることで、第１のコイル５と第２のコイル４とは同図（ｂ）に示す第１の接続状態になる。すなわち、一対の外部電極３ａ，３ｂのうちの一方の外部電極３ａが第１の配線パターン１２に接続され、一対の外部電極３ａ，３ｂのうちの他方の外部電極３ｂが第２の配線パターン１３に接続される。また、第３の外部電極３ｃが、第２の配線パターン１３に繋がる短絡用配線パターン１３ａを介して、一対の外部電極３ａ，３ｂのうちの他方の外部電極３ｂに接続される。
【００２８】
一方、図４（ａ）に示すように、インダクタ１の実装向きを反転させて、回路基板１１へ実装するインダクタ１の部品側面を天面とすることで、第１のコイル５と第２のコイル４とは同図（ｂ）に示す第２の接続状態になる。この第２の接続状態でも、第１の接続状態と同様、一対の外部電極３ａ，３ｂのうちの一方の外部電極３ａが第１の配線パターン１２に接続され、一対の外部電極３ａ，３ｂのうちの他方の外部電極３ｂが第２の配線パターン１３に接続される。しかし、第３の外部電極３ｃがどこにも接続されずに電気的に浮いた状態になる。
【００２９】
すなわち、本実施の形態では、第３の外部電極３ｃは、インダクタ１の回路基板１１へ実装する部品側面を図３（ａ）に示す底面と図４（ａ）に示す天面とに異ならせることで、回路基板１１の基板表面に対向する位置が変化する。また、短絡用配線パターン１３ａは、第３の外部電極３ｃの基板表面に対向する図３（ａ）に示す一方の位置で第３の外部電極３ｃに接触し、第３の外部電極３ｃの基板表面に対向する図４（ａ）に示す他方の位置で第３の外部電極に接触しないＬ字状のパターン形状を有する。
【００３０】
このような本実施の形態によるノイズ対策電子部品の回路基板１１への実装構造によれば、インダクタ１の回路基板１１へ実装する部品側面を図３（ａ）に示すように底面にして同図（ｂ）に示す第１の接続状態にすることで、第２のコイル４の他端の引出電極４ｆ１が第３の外部電極３ｃおよび短絡用配線パターン１３ａを介して一対の外部電極３ａ，３ｂのうちの他方の外部電極３ｂに接続される。このため、第１のコイル５と第２のコイル４は、各一端が一対の外部電極３ａ，３ｂのうちの一方の外部電極３ａに共通接続され、各他端が一対の外部電極３ａ，３ｂのうちの他方の外部電極３ｂに共通接続されて、並列接続される。従って、第１の配線パターン１２と第２の配線パターン１３との間に第１のコイル５と第２のコイル４が並列に介挿されてインダクタ１の抵抗成分が小さくなり、インダクタ１の抵抗成分による電圧降下が極力抑えられて、高い電圧変換効率の求められる電圧変換効率重視箇所に適した接続状態が提供される。
【００３１】
一方、インダクタ１の回路基板１１へ実装する部品側面を異ならせて図４（ａ）に示すように天面にし、第２の接続状態にすることで、第３の外部電極３ｃはどこにも接続されずに電気的に浮き、第３の外部電極３ｃに接続されている第２のコイル４の他端も電気的に浮いた状態になる。このため、インダクタ１は、第１のコイル５が第１の配線パターン１２と第２の配線パターン１３との間に介挿され、第２のコイル４が電気的に浮く。従って、インダクタ１のインピーダンスは第１のコイル５が有するものとなって上述した第１の接続状態に比較して高くなり、インダクタ１のインピーダンスによるノイズ除去効果が高められて、ノイズ低減効果を重視するノイズ対策重視箇所に適した接続状態が提供される。
【００３２】
すなわち、本実施の形態によれば、インダクタ１の回路基板１１へ実装する部品側面を異ならせ、第３の外部電極３ｃが回路基板１１の基板表面に対向する位置を変化させることで、短絡用配線パターン１３ａと第３の外部電極３ｃとの接触および非接触を変えて、第１の接続状態と第２の接続状態を容易迅速に切り替えることが出来る。
【００３３】
この結果、本実施の形態によるノイズ対策電子部品の回路基板１１への実装構造によれば、各実装箇所に応じたインダクタ１を複数用意する必要が無くなり、電子部品を実装する回路基板１１における配線パターンの設計により、第２のコイル４の他端を外部電極３ｂに接続および非接続することが出来、ノイズ対策電子部品の検討を容易迅速に行うことが可能になる。
【００３４】
また、本実施の形態によるノイズ対策電子部品の回路基板１１への実装構造によれば、インダクタ１の回路基板１１へ実装する部品側面を底面にして図３に示す第１の接続状態にすることで、第２の配線パターン１３である電源ライン用配線パターンと第１の配線パターン１２である給電ライン用配線パターンとの間に、第１のコイル５と第２のコイル４が並列に介挿されて、インダクタ１の抵抗成分は小さくなる。一方、インダクタ１の回路基板１１へ実装する部品側面を異ならせて天面にし、図４に示す第２の接続状態にすることで、電源ライン用配線パターンと給電ライン用配線パターンとの間に第１のコイル５だけが介挿されて、インダクタ１のインピーダンスは第１の接続状態に比較して高くなる。このため、負荷ＩＣの電源ライン部の状況に応じたインダクタ１の使い分けが可能となり、負荷ＩＣの電源ライン部におけるノイズ対策電子部品の検討を容易迅速に行うことが可能になる。
【００３５】
例えば、ＩＣの定格電圧が１２[Ｖ]で、給電回路からＩＣへの供給電圧が０．５[Ｖ]低下してしまう場合には、定格電圧に対する供給電圧の低下割合が低いため、図４に示すインピーダンスが高くなる第２の接続状態にしてインダクタ１を回路基板１１へ実装する。これにより、インダクタ１のインピーダンスによるノイズ除去効果が高められる。一方、ＩＣの定格電圧が３[Ｖ]で、給電回路からＩＣへの供給電圧が０．５[Ｖ]低下してしまう場合には、定格電圧に対する供給電圧の低下割合が高いため、図３に示すインピーダンスが低くなる第１の接続状態にしてインダクタ１を回路基板１１へ実装する。これにより、インダクタ１の抵抗成分による電圧降下が極力抑えられて、高い電圧変換効率を期待できる。
【００３６】
また、ノイズ対策電子部品の試作段階で、回路基板１１の配線パターンを変えること無く、回路基板１１へ実装する電子部品の部品側面を異ならせるだけで、電子部品の持つインピーダンスを容易迅速に変えることが出来る。このため、回路基板１１へ実装するＩＣの種類に応じたランド設計をする必要がなくなり、ノイズ対策電子部品の検討を容易迅速に行うことが可能になる。
【００３７】
上述したインダクタ１の回路基板１１への実装構造により奏される効果を確認するため、３次元電磁界シミュレーションにより、インダクタ１の電源インピーダンスを解析した。
【００３８】
このシミュレーションでは、インダクタ１を第１の接続状態に実装した図５の斜視図に示す実装構造Ａ、および、インダクタ１を第２の接続状態に実装した実装構造Ｂを、モデルとして解析した。なお、図５において、図３と同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は省略する。
【００３９】
このモデルでは、図５に示すように、解析用に第１および第２の２つのポート２１および２２が設けられている。第１のポート２１は、負荷ＩＣの電源端子に接続される第２の配線パターン１３およびグランド端子間の回路と見立てられている。この第１のポート２１による回路インピーダンスは５０[Ω]と見立てている。また、第２のポート２２は、給電回路につながる第１の配線パターン１２およびグランド間の回路と見立てられている。このようなモデルを用いて、第１のポート２１から給電回路側を見込んだインピーダンス（電源インピーダンス）を解析し、本実施の形態による実装構造のノイズ対策効果を確認した。
【００４０】
図６に示すグラフは、電源インピーダンスのシミュレーション解析結果を示し、横軸は周波数[ＭＨｚ]、縦軸はインピーダンス[Ω]を示す。また、実線で示す特性線３１は、インダクタ１を図３に示す第１の接続状態にした実装構造Ａのモデルにおける電源インピーダンスのシミュレーション解析結果、点線で示す特性線３２は、インダクタ１を図４に示す第２の接続状態にした実装構造Ｂのモデルにおける電源インピーダンスのシミュレーション解析結果を表す。
【００４１】
同グラフに示されるように、特性線３１で表される実装構造Ａのモデルは特性線３２で表される実装構造Ｂのモデルに比べて電源インピーダンスがほぼ半分程度低くなっている。このことから、実装構造Ａは、インダクタ１の抵抗成分による電圧降下が極力抑えられて、高い電圧変換効率の求められる電圧変換効率重視箇所に適しており、負荷ＩＣの安定動作が期待できることが理解される。
【００４２】
なお、上記の実施の形態では、一対の外部電極３ａ，３ｂのうちの一方の外部電極３ａが第１の配線パターン１２、他方の外部電極３ｂが第２の配線パターン１３に接続され、第３の外部電極３ｃが、第２の配線パターン１３に繋がる短絡用配線パターン１３ａを介して他方の外部電極３ｂに接続される構成について説明した。しかし、短絡用配線パターン１３ａを第２の配線パターン１３に設けずに第１の配線パターン１２の端部に設け、一対の外部電極３ａ，３ｂのうちの一方の外部電極３ａが第２の配線パターン１３、他方の外部電極３ｂが第１の配線パターン１２に接続され、第３の外部電極３ｃが、第１の配線パターン１２に繋がる短絡用配線パターンを介して他方の外部電極３ｂに接続されるように構成してもよい。
【００４３】
また、上記の実施の形態では、インダクタ１のコイル４，５が磁性体２内に形成される場合について説明した。しかし、コイル４，５を誘電体内に形成したり、また、空芯としてもよい。
【００４４】
また、上記の実施の形態では、第２の配線パターン１３に繋がる短絡用配線パターン１３ａを１枚の回路基板１１に形成した場合について説明した。しかし、図７に示すように、短絡用配線パターン１３ａ１を別の回路基板１１ａに形成し、ビアホール４１を介して第２の配線パターン１３と短絡用配線パターン１３ａ１とを層間接続し、第３の外部電極３ｃがビアホール４１に接触するように構成してもよい。なお、同図において図３と同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は省略する。
【００４５】
また、上記の実施の形態では、インダクタ１の回路基板１１へ実装する部品側面を異ならせ、第３の外部電極３ｃが回路基板１１の基板表面に対向する位置を変化させることで、短絡用配線パターン１３ａと第３の外部電極３ｃとの接触および非接触を変えた。しかし、図８の斜視図に示すように、インダクタ１の回路基板１１へ実装する部品側面を異ならせ、第３の外部電極３ｃ１を回路基板１１の基板表面に対向させたり対向させないことで、短絡用配線パターン１３ａ２と第３の外部電極３ｃ１との接触および非接触を変えるように構成してもよい。なお、同図において図３と同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は省略する。
【００４６】
この構成では、第３の外部電極３ｃ１がインダクタ１の天面にのみ形成される。そして、一対の外部電極３ａ，３ｂ間が距離ｘに設定され、第３の外部電極３ｃ１が外部電極３ｂとの間の図示する距離がｙに設定される。従って、インダクタ１の回路基板１１へ実装する部品側面を底面と天面とに異ならせることで、第３の外部電極３ｃ１は回路基板１１の基板表面に対向する場合と対向しない場合とがある。また、短絡用配線パターン１３ａ２は、第２の配線パターン１３の端部に図示するように直線状に形成されるパターン形状を有する。インダクタ１の向きを同図に図示する状態から反転させ、回路基板１１の基板表面に対向してインダクタ１の天面を回路基板１１へ実装する場合、短絡用配線パターン１３ａ２は第３の外部電極３ｃ１に接触する。また、図示するように、回路基板１１の基板表面に天面を対向させないで、インダクタ１を回路基板１１へ実装する場合、短絡用配線パターン１３ａ２は第３の外部電極３ｃ１に接触しない。
【００４７】
このような各構成によっても、インダクタ１の回路基板１１へ実装する部品側面を異ならせることで、短絡用配線パターン１３ａ，１３ａ１，１３ａ２と第３の外部電極３ｃ，３ｃ１との接触および非接触を変えて、第１の接続状態と第２の接続状態を容易迅速に切り替えることが出来、上記の実施形態と同様な作用効果が奏される。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
上記の実施の形態によるノイズ対策電子部品の回路基板１１への実装構造は、負荷ＩＣの電源ライン部におけるノイズ対策に用いた場合について説明した。しかし、本発明は、電源ライン部に限定される必要は無く、回路基板１１の他の箇所のノイズ対策にも同様に適用することが出来る。そして、その場合においても、上記の実施形態と同様な作用効果が奏される。
【符号の説明】
【００４９】
１…インダクタ（ノイズ対策電子部品）
２…磁性体
３ａ、３ｂ…一対の外部電極
３ｃ、３ｃ１…第３の外部電極
４…第２のコイル
５…第１のコイル
４ａ〜４ｆ、５ａ〜５ｆ…コイル導体
４ａ１、４ｆ１、５ａ１、５ｆ１…引出電極
６、４１…ビアホール
１１、１１ａ…回路基板
１２…第１の配線パターン（給電ライン用配線パターン）
１３…第２の配線パターン（電源ライン用配線パターン）
１３ａ、１３ａ１、１３ａ２…短絡用配線パターン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の配線パターンと第２の配線パターンとの間に介挿されるノイズ対策電子部品の回路基板への実装構造であって、
前記電子部品は、
一対の外部電極間に接続された第１のコイルと、一対の前記外部電極のうちの一方の前記外部電極に一端が接続され、部品側面に形成された第３の外部電極に他端が接続された第２のコイルとを部品内部に備え、
回路基板へ実装する部品側面を異ならせることで、
一対の前記外部電極のうちの一方の前記外部電極が第１の前記配線パターンまたは第２の前記配線パターンに接続され、一対の前記外部電極のうちの他方の前記外部電極が第２の前記配線パターンまたは第１の前記配線パターンに接続され、第３の前記外部電極が第２の前記配線パターンまたは第１の前記配線パターンに繋がる短絡用配線パターンを介して一対の前記外部電極のうちの他方の前記外部電極に接続された第１の接続状態と、
一対の前記外部電極のうちの一方の前記外部電極が第１の前記配線パターンまたは第２の前記配線パターンに接続され、一対の前記外部電極のうちの他方の前記外部電極が第２の前記配線パターンまたは第１の前記配線パターンに接続され、第３の前記外部電極がどこにも接続されずに電気的に浮いた第２の接続状態と
に変えられることを特徴とするノイズ対策電子部品の回路基板への実装構造。
【請求項２】
第１の前記配線パターンは、回路基板に実装される負荷へ給電する給電回路に繋がる給電ライン用配線パターンであり、第２の前記配線パターンは、前記負荷の電源端子に繋がる電源ライン用配線パターンであることを特徴とする請求項１に記載のノイズ対策電子部品の回路基板への実装構造。
【請求項３】
第３の前記外部電極は、前記電子部品の回路基板へ実装する部品側面を異ならせることで、回路基板の基板表面に対向する位置が変化し、
前記短絡用配線パターンは、第３の前記外部電極の前記基板表面に対向する一方の位置で第３の前記外部電極に接触し、第３の前記外部電極の前記基板表面に対向する他方の位置で第３の前記外部電極に接触しないパターン形状を有する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のノイズ対策電子部品の回路基板への実装構造。
【請求項４】
第３の前記外部電極は、前記電子部品の回路基板へ実装する部品側面を異ならせることで、回路基板の基板表面に対向する場合と対向しない場合とがあり、
前記短絡用配線パターンは、回路基板の基板表面に対向して前記電子部品が回路基板へ実装される場合に第３の前記外部電極に接触し、回路基板の基板表面に対向しないで前記電子部品が回路基板へ実装される場合に第３の前記外部電極に接触しないパターン形状を有する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のノイズ対策電子部品の回路基板への実装構造。
【請求項１】
第１の配線パターンと第２の配線パターンとの間に介挿されるノイズ対策電子部品の回路基板への実装構造であって、
前記電子部品は、
一対の外部電極間に接続された第１のコイルと、一対の前記外部電極のうちの一方の前記外部電極に一端が接続され、部品側面に形成された第３の外部電極に他端が接続された第２のコイルとを部品内部に備え、
回路基板へ実装する部品側面を異ならせることで、
一対の前記外部電極のうちの一方の前記外部電極が第１の前記配線パターンまたは第２の前記配線パターンに接続され、一対の前記外部電極のうちの他方の前記外部電極が第２の前記配線パターンまたは第１の前記配線パターンに接続され、第３の前記外部電極が第２の前記配線パターンまたは第１の前記配線パターンに繋がる短絡用配線パターンを介して一対の前記外部電極のうちの他方の前記外部電極に接続された第１の接続状態と、
一対の前記外部電極のうちの一方の前記外部電極が第１の前記配線パターンまたは第２の前記配線パターンに接続され、一対の前記外部電極のうちの他方の前記外部電極が第２の前記配線パターンまたは第１の前記配線パターンに接続され、第３の前記外部電極がどこにも接続されずに電気的に浮いた第２の接続状態と
に変えられることを特徴とするノイズ対策電子部品の回路基板への実装構造。
【請求項２】
第１の前記配線パターンは、回路基板に実装される負荷へ給電する給電回路に繋がる給電ライン用配線パターンであり、第２の前記配線パターンは、前記負荷の電源端子に繋がる電源ライン用配線パターンであることを特徴とする請求項１に記載のノイズ対策電子部品の回路基板への実装構造。
【請求項３】
第３の前記外部電極は、前記電子部品の回路基板へ実装する部品側面を異ならせることで、回路基板の基板表面に対向する位置が変化し、
前記短絡用配線パターンは、第３の前記外部電極の前記基板表面に対向する一方の位置で第３の前記外部電極に接触し、第３の前記外部電極の前記基板表面に対向する他方の位置で第３の前記外部電極に接触しないパターン形状を有する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のノイズ対策電子部品の回路基板への実装構造。
【請求項４】
第３の前記外部電極は、前記電子部品の回路基板へ実装する部品側面を異ならせることで、回路基板の基板表面に対向する場合と対向しない場合とがあり、
前記短絡用配線パターンは、回路基板の基板表面に対向して前記電子部品が回路基板へ実装される場合に第３の前記外部電極に接触し、回路基板の基板表面に対向しないで前記電子部品が回路基板へ実装される場合に第３の前記外部電極に接触しないパターン形状を有する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のノイズ対策電子部品の回路基板への実装構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−１１５０５３（Ｐ２０１３−１１５０５３Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５６７１３（Ｐ２０１１−２５６７１３）
【出願日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
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