| 【発明の名称】 |
チョークコイル実装基板及びその製造方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】石浜 和治
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| 【要約】 |
【課題】チョークコイルを実装した基板全体を薄くできると共に、チョークコイルの電極と回路基板との半田付けの状態を容易に検査する。
【解決手段】基板１には、幅Ｌの開口部７が形成され、前記開口部７の両端に半田材料からなる半田ランド３が設けられている。チョークコイル４は、巻線部４３の一端に設けられたＬよりも大きい幅Ｗ１のフランジ部４１と、巻線部の他端に設けられたフランジ部４２とを有する。そして、フランジ部４２の側方には、巻線部４３に巻かれた巻線４ａと接続されている電極４ｂ、４ｃが設けられている。チョークコイル４を基板１に実装する場合、巻線部４３を開口部７に挿入し、フランジ部４１の両端を開口部７の端部に係止し、かつ電極４ｂ、４ｃが半田ランド３に接した状態でリフロ加工する。これにより、半田ランド３から半田の這い上がりが形成されて、チョークコイル４が基板１に固定される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】幅Ｌの開口部が形成され、前記開口部の両端に半田材料が付されている基板と、巻線部の一端に設けられたＬよりも大きい幅Ｗ１の第１のフランジ部と、前記巻線部の他端に設けられた第２のフランジ部とを有し、前記第１のフランジ部の側方に前記巻線部に巻かれた巻線と接続された電極が設けられているチョークコイルと、を備え、前記チョークコイルは、前記巻線部を前記開口部に挿入し、前記第１のフランジ部の両端を前記開口部の端部に係止し、かつ前記電極が前記半田材料に接した状態でリフロ加工する工程を経ることによって前記基板に固定されていることを特徴とするチョークコイル実装基板。
【請求項２】前記開口部は、長さをＤ１とする閉領域からなり、前記第２のフランジ部の幅Ｗ２はＬよりも、長さＤはＤ１よりもそれぞれ小さく、前記チョークコイルは、前記第２のフランジ部から前記開口部に挿入することによって、前記リフロ加工する工程における状態とされることを特徴とする請求項１に記載のチョークコイル実装基板。
【請求項３】前記開口部は、前記基板の端部に形成されて一端を開放領域としており、前記第２のフランジ部の幅Ｗ２はＬよりも大きく、前記巻線部の幅はＬよりも小さく、前記チョークコイルは、前記巻線部を前記開口部にスライド挿入することによって、前記リフロ加工する工程における状態とされることを特徴とする請求項１に記載のチョークコイル実装基板。
【請求項４】前記基板は、前記チョークコイル以外の電子部品が片方の面のみに実装され、前記電子部品が実装された面の反対面側の前記開口部のうちの少なくとも前記両端が前記第１のフランジ部の幅Ｗ１よりも大きい幅でザグリ加工されており、前記半田材料は前記ザグリ加工された面に付されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のチョークコイル実装基板。
【請求項５】幅Ｌの開口部が形成され、前記開口部の両端に半田材料が付されている基板を準備するステップと、前記半田材料に半田ペーストを塗布するステップと、前記半田ペーストの塗布後、巻線部の一端に設けられたＬよりも大きい幅Ｗ１の第１のフランジ部と、前記巻線部の他端に設けられた第２のフランジ部とを有し、前記第１のフランジ部の側方に前記巻線部に巻かれた巻線と接続された電極が設けられているチョークコイルを、前記巻線部が前記開口部に挿入され、前記第１のフランジ部の両端が前記開口部の端部に係止され、かつ前記電極が前記半田材料に接した状態となるように前記基板に搭載するステップと、前記半田材料をリフロ加工して半田の這い上がりを形成し、前記チョークコイルを前記基板に固定するステップと、を含むことを特徴とするチョークコイル実装基板の製造方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、チョークコイル実装基板及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子回路基板に実装されるチョークコイルは、一般に、図７に示すように、コイル巻回部の両端にフランジ部２３、２４を有するコアと、巻線２６とからなり、一方のフランジ部２３の側面には、巻線２６と接続された電極２ａが設けられている。そして、このチョークコイルは、図７に示すように、基板２１に載置された状態で、電極２ａを半田付けすることによって基板に固定されていた。
【０００３】しかしながら、チョークコイルは、一般に他の電子部品よりも厚いため、このような実装方法では、電子部品を実装した基板全体が厚くなるという問題点があった。
【０００４】そこで、チョークコイルを含む電子部品を実装した基板全体を薄型化する技術として、実開平７−１４６１８号公報に記載された電磁装置（チョークコイル）の実装構造がある。
【０００５】図８は、この電磁装置の実装構造を示す断面図である。図示するように、この実装構造は、コイル巻回部の軸方向両端に互いに異なる大きさの径をもつフランジ部３３、３４を有するコアとコイル（巻線）３６とからなる電磁装置３１と、フランジ部３３、３４の中間の径を有する開口３８を備える回路基板３７とからなる。
【０００６】電磁装置３１の実装状態においては、大径のフランジ部３３が開口３８の周端の回路基板３７に係止され、小径のフランジ部３４が開口３８を介して回路基板３７の裏面に突出する。これにより、実装状態の電磁装置３１のうち、回路基板３７から突出する部分の厚さが小さくなり、電子部品を実装した基板全体を薄くすることが可能となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記電磁装置３１の実装構造では、コイル３６と接続されている電極がフランジ部３３のフランジ部３４との対向面に設けなければならない。すなわち、電磁装置３１には、図７に示すような汎用のチョークコイルを用いることができなかった。また、このような位置に電極があるために、電極を回路基板３７に半田付けしたときに、半田付けの状態を目視によって検査するのが困難であり、検査工程に手間がかかっていた。
【０００８】本発明は、上記従来例の問題点を解消するためになされたものであり、チョークコイルを実装した基板全体を薄くできると共に、チョークコイルの電極と回路基板との半田付けの状態を容易に検査することができ、しかも汎用のチョークコイルを用いることができるチョークコイル実装基板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明の第１の観点にかかるチョークコイル実装基板は、幅Ｌの開口部が形成され、前記開口部の両端に半田材料が付されている基板と、巻線部の一端に設けられたＬよりも大きい幅Ｗ１の第１のフランジ部と、前記巻線部の他端に設けられた第２のフランジ部とを有し、前記第１のフランジ部の側方に前記巻線部に巻かれた巻線と接続された電極が設けられているチョークコイルと、を備え、前記チョークコイルは、前記巻線部を前記開口部に挿入し、前記第１のフランジ部の両端を前記開口部の端部に係止し、かつ前記電極が前記半田材料に接した状態でリフロ加工する工程を経ることによって前記基板に固定されていることを特徴とする。
【００１０】上記チョークコイル実装基板では、チョークコイルを基板に実装した時に、他の部品の厚さが比較的薄くても、基板全体としての厚さが最大でもチョークコイルの厚さとしかならないため、基板全体を薄く形成することができる。しかも、チョークコイルには汎用のものを用いることができる。さらに、半田はチョークコイルのフランジ部の側面にある電極の側方に這い上がり形成されるため、半田付けの状態を目視によって確認することも容易となる。
【００１１】上記チョークコイル実装基板において、前記開口部は、例えば、長さをＤ１とする閉領域からなるものとすることができる。この場合、前記第２のフランジ部の幅Ｗ２はＬよりも、長さＤはＤ１よりもそれぞれ小さくする必要がある。そして、前記チョークコイルは、前記第２のフランジ部から前記開口部に挿入することによって、前記リフロ加工する工程における状態とされればよい。
【００１２】上記チョークコイル実装基板において、前記開口部は、前記基板の端部に形成されて一端を開放領域としているものであってもよい。この場合、前記第２のフランジ部の幅Ｗ２はＬよりも大きくてもよいが、前記巻線部の幅はＬよりも小さくする必要がある。そして、前記チョークコイルは、前記巻線部を前記開口部にスライド挿入することによって、前記リフロ加工する工程における状態とされればよい。
【００１３】上記チョークコイル実装基板において、前記基板は、前記チョークコイル以外の電子部品が片方の面のみに実装されるものであってもよい。この場合、前記基板は、前記電子部品が実装された面の反対面側の前記開口部のうちの少なくとも前記両端が前記第１のフランジ部の幅Ｗ１よりも大きい幅でザグリ加工され、前記半田材料は前記ザグリ加工された面に付されていることを好適とする。
【００１４】上記目的を達成するため、本発明の第２の観点にかかるチョークコイル実装基板の製造方法は、幅Ｌの開口部が形成され、前記開口部の両端に半田材料が付されている基板を準備するステップと、前記半田材料に半田ペーストを塗布するステップと、前記半田ペーストの塗布後、巻線部の一端に設けられたＬよりも大きい幅Ｗ１の第１のフランジ部と、前記巻線部の他端に設けられた第２のフランジ部とを有し、前記第１のフランジ部の側方に前記巻線部に巻かれた巻線と接続された電極が設けられているチョークコイルを、前記巻線部が前記開口部に挿入され、前記第１のフランジ部の両端が前記開口部の端部に係止され、かつ前記電極が前記半田材料に接した状態となるように前記基板に搭載するステップと、前記半田材料をリフロ加工して半田の這い上がりを形成し、前記チョークコイルを前記基板に固定するステップと、を含むことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１６】［第１の実施の形態］図１は、この実施の形態にかかるチョークコイルその他の電子部品を実装した実装基板の構造を示す平面図である。図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ線断面の一部を示す図、図２（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ線断面の一部を示す図である。
【００１７】これらの図に示すように、基板１は、例えば、ガラスエポキシ基板からなり、その一部にチョークコイル４を実装するための開口部７が設けられている。基板１の両面には、チョークコイル４やその他のチップ部品５が実装されている。チョークコイル４は、開口部７の部分に実装されている。
【００１８】開口部７は、実装すべきチョークコイル４に合わせてその大きさが決められており、図３に示すように、幅（図の上下方向）がＬ、長さ（図の左右方向）がＤ１に設定されている。開口部７の両端には、チョークコイル４の電極とプリント配線とを接続し、また、チョークコイル４を機械的に基板１に固定するための半田材料からなる半田ランド３が設けられている。半田ランド３は、図１に示すように、チョークコイル４を実装したときは後述するリフロ加工によって這い上がり整形されて半田３’となる。
【００１９】チョークコイル４は、汎用のチョークコイルであり、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、巻線４ａに軸方向両端に設けられたフランジ部４１、４２と巻線部４３とからなるコアと、巻線４ａと、フランジ部４１の両端に設けられ、巻線４ａと接続されている電極４ｂ、４ｃとを備える。
【００２０】チョークコイル４の大きさについて説明すると、フランジ部４１の幅がＷ１、フランジ部４２の幅がＷ２、フランジ部４１、４２の長さがＤに設定されている。また、フランジ部４１の高さはＴ１、巻線部４３の高さはＴ２、フランジ部４２の高さはＴ３であり、チョークコイル４全体としての高さは、Ｔとなっている。
【００２１】基板１の厚さは、図２（ａ）に示すように、Ｔ４に設定されている。また、チップ部品５を両面に実装したときの、実装されたチップ部品５を含めた基板１の最大厚さ（基板全体の厚さ）は、図２（ｂ）に示すように、Ｘ１に設定されている。
【００２２】以上示した各寸法について、数式１に示すような関係がある。
【数１】
Ｗ１＞Ｌ＞Ｗ２Ｄ１＞ＤＴ４＞Ｔ２Ｘ１≧Ｔ【００２３】以下、図１の実装基板の製造方法について、図５（ａ）及び図５（ｂ）を参照して、説明する。まず、開口部７が形成され、開口部７の両端に半田ランド３が付された基板１を用意し、半田ランド３及び他の部品用の半田ランド（図示せず）と同一部分を開口したマスクを用いて、半田ランド３上に半田ペースト（図示せず）を塗布する。
【００２４】次に、半田ランド３が付された面を上に向けて、半田ペーストの塗布を終了した基板１を電子部品の自動搭載機（図示せず）にセットする。
【００２５】次に、チョークコイル４を、通常とは逆向きのフランジ部４１が上を向くように保持し、フランジ部４２から開口部７に挿入する。このとき、電極４ｂ、４ｃが半田ランド３と接するような向きとなるように、チョークコイル４を挿入するときの向きを設定し、フランジ部４１を開口部７の両端に係止させる。また、他のチップ部品５もこのとき基板１上に搭載される（以上、図５（ａ））。
【００２６】次に、このような状態で、チョークコイル４及びチップ部品５が搭載された基板１にある半田ランド３の半田材料にリフロ加工を施す。これにより、半田材料が電極４ｂ、４ｃの側面に這い上がり、チョークコイル４が基板１に固定される（以上、図５（ｂ））。
【００２７】以上説明したように、この実施の形態の実装基板は、基板全体の厚さＸ１をチョークコイル４の厚さＴ以下に抑えることができるので、基板全体を薄く形成することができる。
【００２８】また、基板１上でチョークコイル４が実装される位置となる開口部７の側方に半田ランド３を設け、リフロ加工によって半田３’を這い上がり形成することによって、巻線４ａと接続された電極４ｂ、４ｃがフランジ部４１の側方にある汎用のチョークコイル４を用いることができる。しかも、チョークコイル４の側方に半田付けされるため、半田付けの状態を目視によって容易に確認することができる。
【００２９】［第２の実施の形態］上記の第１の実施の形態では、チップ部品５が基板１の両面に実装される両面実装の場合を例として説明したが、この実施の形態では、片面実装の場合を例として説明する。
【００３０】図６は、この実施の形態にかかる実装基板の構造を示す断面図である。この実施の形態では、チョークコイル４以外のチップ部品５は、基板９の片面（図６の下面）のみに実装される。基板９の反対面（図６の上面）には、チョークコイル４を搭載するためのザグリ加工部１０が設けられている。そして、ザグリ加工部に続いて、開口部１１が設けられている。なお、チョークコイル４は、第１の実施の形態で説明したものと同一のものである。
【００３１】ザグリ加工部１０の幅は、フランジ部４１の幅Ｗ１に１mmを加えた程度である。ザグリ加工部１０の両端には、チョークコイル４の電極４ｂ、４ｃの基板９への固定に用いられる半田材料からなる半田ランドが設けられ、リフロ加工工程を経ることによって、半田３’となる。
【００３２】ザグリ加工部１０の深さＹは、基板９の厚さ、強度、或いはフランジ部４１の厚さＴ１に従って設定されるが、基板９に十分な強度が得られる場合には、Ｙ≧Ｔ１とするのを好適とする。チョークコイル４を実装したときの基板全体の厚さをＸ２とすると、Ｘ２≧Ｔとすることができる。また、開口部１１の幅をＬとすると、Ｌ＞Ｗ２となる関係がある。
【００３３】この実施の形態にかかる実装基板を製造する場合は、まず、チップ部品５を基板９の片面に搭載した後、基板９の上下の向きを変えてからチョークコイル４をザグリ加工部１０が設けられた面の側から、第１の実施の形態と同様にして挿入して搭載する。或いは、その逆に、チョークコイル４、チップ部品５の順で基板９上に搭載する。そして、第１の実施の形態と同様のリフロ加工によって半田の這い上がりを形成してチョークコイル４を基板９に固定する。
【００３４】以上説明したように、この実施の形態では、ザグリ加工部１０を設けることによって基板９の片面からのチョークコイル４の突出を抑えることができるので、特に基板９が比較的厚い場合や、基板９の片面に実装されるチップ部品５に比較的厚いものがある場合に、基板全体の厚さを薄くすることが可能となる。
【００３５】［実施の形態の変形］上記の第１の実施の形態では、チョークコイル４の厚さＴ２は、基板全体の厚さＴ４を越えないものとしていたが、チョークコイル４が比較的厚く、他のチップ部品５が比較的薄く、チョークコイル４の厚さＴ２が基板全体の厚さＴ４を越える場合であっても、基板全体の厚さが薄くなるという効果は得られる。
【００３６】上記の第１、第２の実施の形態では、チョークコイル４のコア両端に設けられたフランジ部４１、４２の幅Ｗ１、Ｗ２と、開口部７の幅Ｌとの間には、Ｗ１＞Ｌ＞Ｗ２とする関係があった。しかしながら、本発明において、フランジ部の少なくとも一方の幅が開口部７の幅Ｌよりも大きければ、フランジ部の幅と開口部の幅との関係は任意である。
【００３７】例えば、開口部を基板の端部に設け、その一端を開放することによって、チョークコイルの両方のフランジ部の幅が開口部の幅よりも大きくても、巻線部が開口部よりも狭ければ、チョークコイルを基板の側方からスライド挿入することで該チョークコイルを基板に実装することが可能となる。
【００３８】上記の第１、第２の実施の形態では、基板１、９として、ガラスエポキシ基板を例に挙げたが、セラミック基板や金属ペース基板等の高熱伝導基板を基板１、９に適用することもできる。また、チョークコイル４の基板１、９への仮付けのため、半田ランド３に半田ペーストを塗布していたが、機械的な圧接によってチョークコイル４を基板１、９に仮付けしてもよい。また、半田材料のリフロ加工の工程を基板１、９の表裏２回に分けて行うこともできる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、チョークコイルを実装した基板全体を薄くすることができると共に、チョークコイルとして汎用のものを用いることができる。しかも、チョークコイルの基板への半田付けの状態を目視によって容易に確認することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４２３７
【氏名又は名称】日本電気株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）２月２４日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】古溝 聡 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２４３２６９ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）９月７日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−４２２６５ |
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