<第1実施形態>
本発明の第1実施形態にかかるコイルモジュールについて説明する。
(コイルモジュールの概略構成)
図1および図2を参照してコイルモジュール1の概略構成について説明する。図1は本発明の第1実施形態にかかるコイルモジュールを示す部分断面図、図2はコイル電極を形成する各柱状導体の接続状態を説明するための下面図である。なお、以下の説明おいて参照される図1および図2を含む各図面では、説明を簡易なものとするために電極等の構成を模式的に描画したり、各柱状導体および各接続導体の一部を図示省略したりしているが、以下の説明においてはその詳細な説明は省略する。
図1および図2に示すように、コイルモジュール1は、コイルコア11と、コイルコア11の周囲に螺旋状に巻回されたコイル電極12とを有するコイル10を備えるモジュールであって、配線基板2と、配線基板2のコア基板20の一方主面20aの所定位置に配置されて実装されるコイル部品30と、コア基板20の他方主面20bに実装された回路部品3とを備えている。また、この実施形態では、コア基板20の他方主面20bに実装された回路部品3を被覆する樹脂層4が、エポキシ樹脂等の一般的なモールド用の樹脂により形成されてコア基板20の他方主面20bに設けられている。
なお、必要に応じて、チップインダクタ、チップコンデンサ、チップ抵抗等のチップ部品や、高周波フィルタ、高周波スイッチIC、RF−IC、FET等の電源用のスイッチング素子等の機能部品などの回路部品3がコア基板20の他方主面20bに本発明の「他の部品」として実装されることにより、種々の機能を備えるコイルモジュール1が形成される。また、この実施形態では、コイル10は、円環状のトロイダル型のコイルコア11を有している。
配線基板2は、コア基板20と、コア基板20の一方主面20aに積層された外部接続用の絶縁基板120とを備えている。
コア基板20は、一方主面20aに形成された外部接続用の複数のパッド電極21と、他方主面20bに形成された複数のパッド電極22とを備えている。他方主面20bに形成された各パッド電極22には各種の回路部品3がはんだ等の接合材を介して実装される。また、コア基板20には、コイル電極12の一部を成すライン状の複数の基板側配線電極パターン16およびビア導体16aが設けられている。そして、一方主面20aのパッド電極21と他方主面20bのパッド電極22とが、コア基板20の内部に形成された層間接続導体(ビア導体)や面内導体等の内部配線電極23により接続されている。
また、この実施形態では、パッド電極21は、内部配線電極23に接続されたビア導体の端面がコア基板20の一方主面20aに露出することにより形成されている。また、この実施形態では、コア基板20は多層樹脂基板により形成されており、コア基板20の内層に各基板側配線電極パターン16が形成されている。そして、コア基板20の内層に設けられた各基板側配線電極パターン16は、各基板側配線電極パターン16それぞれに接続された各ビア導体16aの端面がコア基板20の一方主面20aに露出することにより外部に引き出されている。
また、後述するように、コイル電極12を形成する各第1、第2の柱状導体13,14が、それぞれ、コア基板20の一方主面20aに露出するビア導体16aの端面にはんだ等の接合材を介して接続される。なお、基板側配線電極パターン16が、コア基板20のいずれか一方の主面に形成されて、基板側配線電極パターン16に、直接、各第1、第2の柱状導体13,14が接続されるようにしてもよい。
なお、この実施形態では、コア基板20は、多層樹脂基板により構成されているが、各種の電極が形成されたコア基板20は、一般的な多層樹脂基板形成プロセスにより形成することができるので、その詳細な説明は省略する。すなわち、パッド電極22や内部配線電極23を形成する面内導体、基板側配線電極パターン16は、フォトリソグラフィやレジスト膜を用いて金属箔(膜)がエッチング加工されることにより形成されたり、スクリーン印刷によりCuやAu、Ag等を含む導電性ペーストが印刷されることにより形成される。また、スクリーン印刷により形成されたパターンにめっきが施されていてもよい。
また、パッド電極21および内部配線電極23を形成するビア導体や、コイル電極12を形成するビア導体16aは、AgやCu、Au等を含む導電ペーストがビア孔に充填されたり、ビア孔にビアフィルめっきが施されたりすることにより形成される。また、コア基板20は、樹脂やポリマー材料などを用いた樹脂多層基板、プリント基板、LTCC、アルミナ系基板、ガラス基板、複合材料基板、単層基板、多層基板などで形成することができ、コイルモジュール1の使用目的に応じて、適宜最適な材質を選択してコア基板20を形成すればよい。
絶縁基板120は、図1および図2に示すように、平面視矩形状のコア基板20とほぼ同一の外形状を有する樹脂基板により形成されて、コア基板20の一方主面20aに積層されている。また、絶縁基板120は、その中央部分に開口120cが形成されることにより枠状に形成されている。また、絶縁基板120の開口120c(内周)の平面視形状は、外形状にほぼ相似する矩形状に形成されている。また、絶縁基板120のコア基板20と反対側の一面120aには、外部接続用の複数の第1端子電極121が格子状に配列されて形成されている。また、絶縁基板120のコア基板20に対向する他面120bには、内部接続用の複数の第2端子電極122が格子状に配列されて形成されている。
したがって、絶縁基板120がコア基板20の一方主面20aに積層されたときに、絶縁基板120の開口120cは、コア基板20の一方主面20aのほぼ中央の領域に対向する位置に配置される。また、絶縁基板120の枠状の他面120bは、コア基板20の一方主面20aの周縁部分に対向するように配置される。
また、絶縁基板120の内部に、各第1端子電極121と各第2端子電極122とを接続する接続導体123が設けられている。接続導体123は、詳細には図示省略するが、絶縁基板120の内部に形成されたビア導体や面内導体が組み合わされて形成される。ビア導体は、AgやCu、Au等を含む導電ペーストがビア孔に充填されたり、ビア孔にビアフィルめっきが施されたり、Cu等の棒(金属ピン)状の金属材料が配設されたりすることにより形成される。面内導体は、フォトリソグラフィやレジスト膜を用いて金属箔(膜)がエッチング加工されることにより形成されたり、スクリーン印刷によりCuやAu、Ag等を含む導電性ペーストが印刷されることにより形成される。また、スクリーン印刷により形成されたパターンにめっきが施されていてもよい。
また、この実施形態では、接続導体123は複数のビア導体のみにより構成されている。そして、図1に示すように、各ビア導体は、絶縁基板120の厚み方向に直線状に配置されて、絶縁基板120の一面120aに露出する各ビア導体の端面により第1端子電極121が形成され、絶縁基板120の他面120bに露出する各ビア導体の端面により第2端子電極122が形成されている。
なお、この実施形態では、絶縁基板120の両面120a,120bそれぞれが同一形状で同一面積に形成されているが、各第1端子電極121が形成される一面120aの面積が、各第2端子電極122が形成される他面120bの面積よりも広く形成されていてもよい。この場合には、接続導体123をビア導体および面内導体を組み合わせて形成することにより、第1端子電極121を形成する各ビア導体どうしの間隔(ギャップ)が、第2端子電極122を形成する各ビア導体どうしの間隔よりも大きくなるようにするとよい。このようにすると、隣接する第1端子電極121どうしの中心間の間隔が、隣接する第2端子電極122どうしの中心間の間隔よりも大きく形成される。
また、この実施形態では、絶縁基板120は外部接用部品として構成されている。そして、絶縁基板120は、その他面120bに形成された各第2端子電極122が、コア基板20の一方主面20aの周縁部分に設けられた各パッド電極21にはんだ等の接合材を用いて接続されることにより、コア基板20の一方主面20aに該一方主面20aの中央部を囲むように実装される。また、絶縁基板120の一面120aに形成された各第1端子電極121が、はんだ等の接合材を用いてマザー基板等の外部基板に接続されることにより、コイルモジュール1が外部基板に実装される。これにより、コア基板20(回路部品3、コイル10)が各接続導体123および第1端子電極121を介して外部接続される。
なお、絶縁基板120は例えば次のようにして形成される。
すなわち、一括積層工法で絶縁基板120が形成される場合には、まず、それぞれビア導体や面内導体が形成された複数の絶縁層が準備される。そして、各絶縁層が積層され、積層圧着された後、樹脂が熱硬化されたり、セラミック材料が焼成されたりすることにより絶縁基板120が形成される。また、ビルドアップ工法で絶縁基板120が形成される場合には、まず、支持基板が準備され、支持基板の両面にプリプレグ等の接着層を介して導電層が形成される。そして、フォトリソグラフィやレジスト膜を用いた導電層のパターニングによる面内導体の形成およびビア孔形成によるビア導体の形成と、絶縁層の積層とが繰り返し実行されることにより、絶縁基板120が形成される。
なお、上記した製造方法以外にも、例えば、支持基板の所定位置に接続導体123を構成する複数の金属ピン等の棒状の金属部材を立設し、各金属部材を被覆するように樹脂層を形成した後に、樹脂層の上下面の樹脂を研削・研磨等して除去することにより棒状の金属部材の両端面を露出させることによって、絶縁基板120を形成することができる。また、絶縁基板120は、熱硬化性樹脂とガラスクロス等からなるプリント基板により形成されていてもよい。
コイル部品30は、コイルコア11が埋設された単層の樹脂絶縁層31を備え、この実施形態では、コイル部品30は、樹脂絶縁層31がコア基板20の一方主面20aに積層されることにより、コア基板20の一方主面20aに実装されている。また、樹脂絶縁層31には、それぞれコイル電極12の一部を成す、金属ピンにより形成された複数の第1の柱状導体13と、金属ピンにより形成された複数の第2の柱状導体14と、ライン状の複数の部品側配線電極パターン15とが設けられている。
なお、図1に示すように、この実施形態では、コイル部品30の樹脂絶縁層31のコア基板20の一方主面20aからの高さが、絶縁基板120のコア基板20の一方主面20aからの高さよりも低く形成されている。また、図1および図2に示すように、この実施形態では、コイル部品30は、枠状の絶縁基板120の内側である開口120c部分に配置されて、コア基板20の一方主面20aに実装されている。
樹脂絶縁層31は、熱硬化性のエポキシ樹脂等の一般的な樹脂封止(モールド)用の樹脂により形成されている。コイルコア11は、フェライトや鉄等の一般的にコイルコアとして採用される磁性材料により形成されている。なお、樹脂絶縁層31が、同一樹脂や異なる樹脂により複数層に形成されていてもよい。
各第1の柱状導体13それぞれは、樹脂絶縁層31に埋設され、コイル10の中心軸の方向にほぼ直交するように配置されて、コイルコア11の一側である外側にコイルコア11の外周面に沿って配列されている。なお、本発明におけるコイルの中心軸の方向とは、環状のコイルコア11内部に発生する磁束(磁界)の方向である。この実施形態においては円環状のコイルコア11を用いているが、その円周方向に回転するように磁束が発生している。また、各第1の柱状導体13それぞれの一端は、コア基板20と反対側の樹脂絶縁層31の一主面31aに露出し、他端は、樹脂絶縁層31の他主面31bに露出している。
各第2の柱状導体14それぞれは、樹脂絶縁層31に埋設され、コイル10の中心軸の方向にほぼ直交するように配置されて、コイルコア11の他側である内側にコイルコア11の内周面に沿って配列されている。また、各第2の柱状導体14それぞれの一端は、樹脂絶縁層31の一主面31aに露出し、他端は、樹脂絶縁層31の他主面31bに露出している。なお、各第1の柱状導体13および/または各第2の柱状導体14は、それぞれ、コイル10の中心軸の方向に交差して配置されていればよく、例えば、中心軸の方向に直交する方向に対して傾斜して配置されていてもよい。
各部品側配線電極パターン15それぞれは、樹脂絶縁層31の一主面31aに形成されて、樹脂絶縁層31の一主面31aに露出する各第1、第2の柱状導体13,14の一端に接続されている。そして、互いに対を成す第1の柱状導体13および第2の柱状導体14の一端どうしが、それぞれ、各部品側配線電極パターン15により接続されている。
また、各第1、第2の柱状導体13,14それぞれの樹脂絶縁層31の他主面31bに露出する他端が、はんだ等の接合材を用いて基板側配線電極パターン16にビア導体16aを介して次のようにして接続されている。すなわち、第1の柱状導体13の他端と、該第1の柱状導体13と互いに対を成す第2の柱状導体14の一方側(この実施形態では図2において反時計回り方向)に隣接する第2の柱状導体14の他端とが、それぞれビア導体16aを介して基板側配線電極パターン16により接続されている。このように、コイル部品30に設けられた各第1、第2の柱状導体13,14および部品側配線電極パターン15が、コア基板20に設けられた基板側配線電極パターン16(ビア導体16a)に接続されることにより、コイルコア11の周囲を螺旋状に巻回するコイル電極12が形成されている。
また、図示省略されているが、各第1、第2の柱状導体13,14のうち、基板側配線電極パターン16が接続されていない柱状導体13,14の他端は、コア基板20の一方主面20aに形成されたパッド電極21にはんだ等の接合材を用いて接続されることにより、内部配線電極23に接続されて、信号引出用の端子として使用される。すなわち、コイル電極12の一端が、コア基板20の内部配線電極23(第2端子電極122)を介して一の接続導体123に接続されて第1端子電極121に接続され、コイル電極12の他端が、コア基板20の内部配線電極23(第2端子電極122)を介して他の接続導体123に接続されて第1端子電極121に接続される。コイル部品30は、他の回路部品3に接続されて所定回路が構成された状態で、外部接続されるようにしてもよいし、コイル部品30は、他の回路部品3に接続されていない状態で外部接続されるようにしてもよい。
なお、各第1、第2の柱状導体13,14は、Cu、Au、Ag、Al、またはこれらの合金など、配線電極として一般的に採用される金属材料により形成される。また、CuめっきあるいはNiめっきが施されたピン状の部材により各第1、第2の柱状導体13,14が形成されていてもよい。なお、各第1、第2の柱状導体13,14の長さ方向の断面形状は、長方形状でもよいし、台形状でも構わない。
また、部品側配線電極パターン15は、フォトリソグラフィやレジスト膜を用いて金属箔(膜)がエッチング加工されることにより形成されたり、スクリーン印刷によりCuやAu、Agを含む導電性ペーストが印刷されることにより形成される。また、スクリーン印刷により形成されたパターンにめっきが施されていてもよい。また、各第1、第2の柱状導体13,14の対応する一端どうしを接続する方法は上記した例に限られるものではなく、例えば、ボンディングワイヤを第1の接続部材として、ワイヤボンディングプロセスにより各第1、第2の柱状導体13,14の対応する一端どうしがが接続されていてもよい。
また、コイルコア11の外側に配列される各第1の柱状導体13が、コイルコア11の内側に配列される各第2の柱状導体14よりも大径に形成されていてもよい。高インダクタンス化を図るためにコイル10の巻き数を増大したい場合に、環状のコイルコア11の内側における各第2の柱状導体14の配置スペースが限られているので、各第2の柱状導体14を小径化してその横断面積を小さくすることで、コイル10の巻き数を増すことができる。また、小径化することにより各第2の柱状導体14の抵抗値が増大してコイル特性が劣化するおそれがあるが、配置スペースに余裕があるコイルコア11の外側に配列される各第1の柱状導体13を各第2の柱状導体14よりも大径化することにより、コイル電極12全体の抵抗値が増大するのを抑制することができる。
また、第1の柱状導体13と第2の柱状導体14との径を異ならせた場合において、両配線電極パターン15,16が、径の異なる第1の柱状導体13と第2の柱状導体14との間のインピーダンスを整合させるように形成されていてもよい。例えば、両配線電極パターン15,16が大径の第1の柱状導体13から小径の第2の柱状導体14に向けて細くなるようにテーパー状に形成されることにより、両柱状導体13,14間のインピーダンスを整合することができる。
以上のように、この実施形態においては、両柱状導体13,14および部品側配線電極パターン15が本発明の「部品側コイル電極」として構成され、部品側配線電極パターン15が本発明の「第1の接続部材」として構成されている。また、基板側配線電極パターン16が、本発明の「基板側コイル電極」、「第2の接続部材」として構成されている。
(コイルモジュールの製造方法)
図3を参照してコイルモジュール1の製造方法の一例について説明する。図3は図1のコイルモジュールの製造方法の一例を示す部分断面図であって、(a)はコア基板に柱状導体が実装されてコイルコアが配置された状態を示す図、(b)はコイル部品の樹脂絶縁層が形成された状態を示す図、(c)はコイル部品が完成した状態を示す図である、(d)はコア基板の一方主面に外部接続用の絶縁基板が積層された状態を示す図である。
まず、図3(a)に示すように、両主面20a,20bそれぞれの所定位置に各パッド電極21,22が形成され、内部配線電極23と、基板側配線電極パターン16およびビア導体16aとが設けられたコア基板20が準備される。次に、絶縁基板120が配置されるコア基板20の一方主面20aの周縁部に、樹脂により枠(ダム)部材Dが形成される。これにより、枠部材Dによりコイル部品30の樹脂絶縁層31を形成するためのキャビティDaがコア基板20の一方主面20a上に形成される。続いて、枠部材Dにより形成されるキャビティDa内において、各第1、第2の柱状導体13,14それぞれの他端が、コア基板20の一方主面20aに露出する各ビア導体16aの端面にはんだ等の接合材を用いて接続される。
なお、両柱状導体13,14それぞれがビア導体16aを介して基板側配線電極パターン16に接続されることにより、第1の柱状導体13の他端と、該第1の柱状導体13と互いに対を成す第2の柱状導体14の一方側に隣接する第2の柱状導体14の他端とがそれぞれ基板側配線電極パターン16により接続される。また、図示省略されているが、基板側配線電極パターン16に接続されない信号引出用の各第1、第2の柱状導体13,14の他端がそれぞれパッド電極21に接続される。
次に、図3(a)に示すように、外側の各第1の柱状導体13と、内側の各第2の柱状導体14とに挟まれたコア基板20の一方主面20a上の円環状の領域にコイルコア11が配置される。したがって、各第1の柱状導体13それぞれがコイル10の中心軸の方向にほぼ直交するように配置されてコイルコア11の外側に外周面に沿って配列され、各第2の柱状導体14それぞれがコイル10の中心軸の方向にほぼ直交するよう配置されてコイルコア11の内側に内周面に沿って配列されるので、各第1の柱状導体13と各第2の柱状導体14とがコイルコア11を挟んで対向するように配置される。
続いて、図3(b)に示すように、コイルコア11と各第1、第2の柱状導体13,14が、エポキシ樹脂等の一般的な熱硬化性のモールド用の樹脂を用いて樹脂封止されて樹脂絶縁層31が形成される。続いて、同図に示すように、各第1、第2の柱状導体13,14それぞれの一端が露出するように樹脂絶縁層31の一主面31aの樹脂が枠部材Dと一緒に研磨または研削されることにより除去される。
次に、図3(c)に示すように、対となる第1、第2の柱状導体13,14の樹脂絶縁層31の一主面31aに露出する一端どうしを接続するように複数の部品側配線電極パターン15が形成される。また、同図に示すように、枠部材Dが除去される。
続いて、図3(d)に示すように、絶縁基板120に埋設された接続導体123の各第2端子電極122とコア基板20のパッド電極21とがはんだ等の接合材により接続されることによって、コア基板20の一方主面20a上の枠部材Dが除去された位置に絶縁基板120が実装される。そして、図1に示すように、コア基板20の他方主面20bに所定の回路部品3が実装され、各回路部品3を被覆する樹脂層4が形成されることによりコイルモジュール1が完成する。
なお、樹脂絶縁層31の一主面31aの樹脂を除去する工程において、各第1、第2の柱状導体13,14それぞれの一端が樹脂絶縁層31の一主面31aから若干突出して露出するように、樹脂絶縁層31の一主面31aの樹脂が除去されてもよい。また、例えば、各第1、第2の柱状導体13,14よりも軟らかく、樹脂絶縁層31よりも硬い材質の研磨剤で樹脂絶縁層31の一主面31aを研磨することにより、各第1、第2の柱状導体13,14の一端を樹脂絶縁層31から突出するように露出させることができる。
(変形例)
図4を参照してコイルモジュールの変形例について説明する。図4はコイルモジュールの絶縁基板の変形例を示す下面図である。
図4に示す変形例が図2に示すコイルモジュール1と異なるのは、絶縁基板120の開口120c(内周)の平面視形状が円形状に形成されており、コイル部品30(樹脂絶縁層31)が平面視円形状に形成されている点である。その他の構成は図1のコイルモジュール1と同様であるため、同一符号を引用することによりその構成の説明は省略する。
以上のように、この実施形態では、配線電極(パッド電極21,22、内部配線電極23、基板側配線電極パターン16、ビア導体16a)が設けられたコア基板20の一方主面20aにコイルコア11が埋設された単層の樹脂絶縁層31が積層されて、コイル部品30がコア基板20の一方主面20aに実装されている。また、コア基板20の配線電極は、コイルコア11の周囲に螺旋状に巻回されてコイル10を形成するコイル電極12の一部を成す基板側配線電極パターン16やビア導体16aを含み、樹脂絶縁層31にはコイル電極12の残りの一部を成す第1、第2の柱状導体13,14および部品側配線電極パターン15が設けられている。そして、コア基板20の基板側配線電極パターン16に、樹脂絶縁層31の第1、第2の柱状導体13,14および部品側配線電極パターン15が接続されてコイル電極12が形成されている。
このように、コイル電極12の一部を成す基板側配線電極パターン16がコア基板20に設けられているので、コイルコア11が埋設された樹脂絶縁層31の小型化および低背化を図ることができる。したがって、図16に示すように、その内部にコイルの完成品が内蔵されたコイル部品500が配線基板に実装された従来のコイルモジュールと比較すると、コイルモジュール1の小型化および低背化を図ることができる。また、コイル電極12の一部を成す基板側配線電極パターン16がコア基板20に設けられているので、一般的な熱硬化性のモールド用樹脂により樹脂絶縁層31が形成されていても、コイル10で発生した熱を基板側配線電極パターン16からコア基板20(配線基板2)に効率よく伝熱することができる。また、隣接して配置されている絶縁基板にも放熱することが可能となる。したがって、低コストでコイルモジュール1の放熱性の向上を図ることができる。また、コイル部品の樹脂絶縁層の表面に設けられた外部接続用の端子のみがはんだ等の接合材を用いて配線基板に電気的に接続された従来の構成と比較すると、コイル電極12の一部を成す基板側配線電極パターン16(ビア導体16a)がコア基板20(配線基板2)に設けられているので、配線基板2のコア基板20とコイル部品30との接続強度の向上を図ることができる。
また、コイル電極12を形成する全ての第1、第2の柱状導体13,14それぞれの他端がコア基板20の配線電極に接続されている。したがって、各第1、第2の柱状導体13,14のうち、任意の柱状導体をコイル電極12の入出力端子として、コア基板20の配線電極を介して、絶縁基板120の接続導体123に接続することができる。具体的には、コイル電極12の一端が、コア基板20の配線電極を介して一の接続導体123に接続され、コイル電極12の他端が、コア基板20の配線電極を介して他の接続導体123に接続されている。したがって、コイル電極12の一端に接続された一の接続導体123の一端と、コイル電極12の他端に接続された他の接続導体123の一端とにより形成される第1端子電極121によってコイル10の入出力端子が形成された実用的な構成のコイルモジュール1を提供することができる。また、各第1、第2の柱状導体13,14のうち、さらに、任意の柱状導体をコイル電極12の引出端子としてコア基板20の配線電極を介して絶縁基板120の接続導体123に接続することにより、コイル電極12の任意の位置から信号を引き出すことができる。
また、配線基板2は、コア基板20の一方主面20aに積層された絶縁基板120を備え、絶縁基板120のコア基板20と反対側の一面120aに外部接続用の複数の第1端子電極121が設けられ、絶縁基板120のコア基板20に対向する他面120bに内部接続用の複数の第2端子電極122が設けられている。また、各第1端子電極121と各第2端子電極122とが、絶縁基板120に設けられた接続導体123により接続されている。また、絶縁基板120の他面120bに設けられた各第2端子電極122がコア基板20の一方主面20aの各パッド電極21に接続されている。そして、絶縁基板120の一面120aに設けられた各第1端子電極121がマザー基板等の外部基板にはんだ等の接合材を用いて接続される。したがって、外部接続用の配線電極(第1、第2端子電極121,122、接続導体123)が設けられた絶縁基板120をコア基板20の一方主面20aに積層(実装)するだけでコイルモジュール1の外部接続端子を各第1端子電極121により簡単に形成することができる。
また、特にパワー(電源)系のモジュールに搭載される従来の表面実装型のコイル部品は、一般的に、カスタマイズされた製品(カスタム品)である場合が多い。したがって、コイル部品を製造するために専用の金型等を形成する必要があり、製造コストの増大を招いている。しかしながら、上記したコイルモジュール1では、コイル部品30には、コイル電極12の一部を成す部品側コイル電極(第1、第2の柱状導体13,14、部品側配線電極パターン15)が設けられて、コイル電極12の全てが設けられていないので、コイルの完成品を備える図16に示す従来のコイル部品500と比較すると、製造工程を簡略化してコイル部品30の低コスト化を図ることができる。また、配線基板2のコア基板20には、従来の構成と異なり、コイル電極12の残りの一部を成す基板側コイル電極(基板側配線電極パターン16、ビア導体16a)が設けられている。そのため、一般的な基板形成技術を用いてコア基板20を形成する際に、基板側コイル電極を他の配線電極(パッド電極21,22、内部配線電極23)と一緒に形成することができる。したがって、基板側コイル電極を形成するための特別な工程が不要であるので、コア基板20の製造コストが増大するのを抑制することができる。
また、従来のように、一般的な配線電極パターン形成技術により、コイルコア11を埋設する樹脂絶縁層31の両主面31a,31bに配線電極パターンが形成される構成と比較すると、コイル電極12の一部を成す基板側配線電極パターン16を一般的な基板形成技術を用いてコア基板20に非常に安価に形成することができる。したがって、コア基板20にコイル部品30を配置することにより、部品側コイル電極と基板側コイル電極とを接続してコイル電極12を形成し、これによって、コイル10を備えるコイルモジュール1を安価に製造することができる。
また、基板側配線電極パターン16およびビア導体16aがコア基板20の内層に形成されることにより、コイルコア11が埋設された樹脂絶縁層31の主面にコイル電極を成す配線電極パターンが形成された図16に示す従来のコイル部品500の構成と比較すると、コイルコア11と基板側配線電極パターン16との距離を広げることができる。したがって、コイルコア11に対するコイル電極12からの応力を緩和することができるので、コイル特性の向上を図ることができる。また、基板側配線電極パターン16をコア基板20の内層に形成することにより、従来の構成よりも、さらなる低背化を図ることが可能となる。
また、コイル部品30の樹脂絶縁層31のコア基板20の一方主面20aからの高さが、絶縁基板120のコア基板の一方主面20aからの高さよりも低く形成されているので、絶縁基板120の一面120aに外部接続端子として形成された各第1端子電極121がマザー基板等の外部基板に接続されてコイルモジュール1が外部基板に実装される際に、コイル部品30の樹脂絶縁層31が邪魔にならず絶縁基板120の一面120aを外部基板に密着させることができる。したがって、コイルモジュール1と外部基板との接続強度の向上を図ることができる。また、コイルモジュール1が外部基板に実装される際に、コイル部品30の樹脂絶縁層31が外部基板に接触するおそれがないので、コイル部品30の樹脂絶縁層31の一主面31aに絶縁のための保護層を設ける必要がない。したがって、コイルモジュール1に搭載されるコイル部品30の低背化を図ることができる。
また、複数の第1の柱状導体13が、コイル10の中心軸の方向に交差するように配置されてコイルコア11の一側である外側に配列されて樹脂絶縁層31に埋設されている。また、複数の第2の柱状導体14が、コイル10の中心軸の方向に交差するように配置されてコイルコア11の他側である内側に複数の第1の柱状導体13とコイルコア11を挟むように配列されて樹脂絶縁層31に埋設されている。また、各第1の柱状導体13および各第2の柱状導体14それぞれの一端が、基板側配線電極パターン16が形成されたコア基板20と反対側の樹脂絶縁層31の一主面31aに露出し、それぞれの他端が、樹脂絶縁層31の他主面31bに露出している。
そして、互いに対を成す第1の柱状導体13および第2の柱状導体14の一端どうしが、それぞれ、樹脂絶縁層31の一主面31aに形成された複数の部品側配線電極パターン15により接続されて、部品側コイル電極が形成されている。したがって、第1の柱状導体13の他端と、該第1の柱状導体13と互いに対を成す第2の柱状導体14の一方側に隣接する第2の柱状導体14の他端とが、それぞれ、コア基板20に基板側コイル電極として形成された基板側配線電極パターン16によりビア導体6aを介して接続されることによって、コイル電極12が形成された実用的な構成のコイルモジュール1を提供することができる。
また、コイル10はトロイダル型のコイルコア11を有し、各第1の柱状導体13はコイルコア11の一側である外側に外周面に沿って配列され、各第2の柱状導体14はコイルコア11の他側である内側に内周面に沿って配列されている。したがって、コイル10で発生する磁束が主に環状のコイルコア11を通過する閉磁路構造となるので、漏れ磁束の少ないコイルモジュール1を提供することができる。
また、接続導体32と、コイル10の中心軸の方向に交差する方向におけるコイル電極12の配線を形成する各第1、第2の柱状導体13,14それぞれが金属ピンにより形成されている。そのため、各金属ピンの長さを長くするだけで、柱状導体方向におけるコイル電極12の配線長を容易に長くすることができる。したがって、柱状導体方向におけるコイルコア11の厚みを容易に厚くすることができる。
また、各第1、第2の柱状導体13,14それぞれが金属ピンにより形成されているので、柱状導体方向におけるコイル電極12の配線を形成するために、スルーホール導体やビア導体のように複数の貫通孔をプリント基板やプリプレグ等のコア基板に形成したりしなくても、各金属ピンを配列するだけで柱状導体方向におけるコイル電極12の配線を形成することができる。また、スルーホール導体やビア導体のように、各金属ピンにより形成された柱状導体方向におけるコイル電極12の配線の太さが変化するおそれがない。したがって、コイルコア11の厚みが厚くインダクタンス特性の優れたコイル10を備え、コイル電極12の狭ピッチ化を図ることができるコイルモジュール1を提供することができる。また、樹脂絶縁層31の各第1、第2の柱状導体13,14を、樹脂絶縁層31に金属ピンを埋設するだけで簡単に形成することができる。
また、絶縁基板120が、その外形としてコア基板20と平面視で同一の枠状を成している。したがって、その外形がコア基板20と同一の枠状を成す絶縁基板120の内側の空間においてコア基板20の一方主面20aに各種の部品を実装することができる実用的な構成のコイルモジュール1を提供することができる。なお、絶縁基板120の外形がコア基板20の外形と平面視で同一であるとの上記した記載は、コア基板20の外形と絶縁基板120の外形とが厳密に同一であることを必ずしも意味するものではなく、両基板20,120それぞれの外形が多少異なる場合も同一形状に含むことを意味している。すなわち、コア基板20および絶縁基板120それぞれが平面視で実質的にほぼ同一の外形を有していればよい。また、外部接続端子として機能する絶縁基板120の一面120aの各第1端子電極121が、コア基板20(配線基板2)の端縁に沿ってその周縁部に配置される。そのため、コイルモジュールは、外部接続端子を形成するための絶縁基板120が配置されたコア基板20の外周部分において他の基板等に外部接続される。したがって、コイルモジュール1が外部基板に実装された際に、コイルモジュール1(第1端子電極121)と外部基板との接続位置の配置バランスがよいので、コイルモジュール1と外部基板との接続性の向上を図ることができる。
また、コイル部品30が、枠状の絶縁基板120の内側に配置されてコア基板20の一方主面20aに実装されている。したがって、枠状の絶縁基板120の内側にコイル部品30が配置されることにより、絶縁基板120の内側のスペースを有効利用することができる。
また、本実施形態により示されるように、配線基板2に設けられてコイル電極12に接続される配線電極の構成を適宜設定変更することにより、コイル電極12において入出端子または出力端子となる部分を選択的に決定することができる。すなわち、配線基板2側の配線電極の設計によって、コイル電極12を形成する各第1、第2の柱状導体13,14および基板側配線電極パターン16の何れかを選択的に入出力(IN、OUT)端子とすることができる。したがって、従来のコイル部品が配線基板に実装されて成るコイルモジュールと比べて、コイル電極12の設計の自由度が向上する。
また、各種の回路部品3がパッド電極22(配線電極)に接続されてコア基板20に設けられている。チップインダクタ、チップコンデンサ、チップ抵抗などのチップ部品や、高周波フィルタ、高周波スイッチIC、RF−IC、FET等の電源用のスイッチング素子などの機能部品が、回路部品3としてコア基板20の他方主面20bに実装されることにより、種々の機能を備える実用的な構成のコイルモジュール1を提供することができる。なお、上記した実施形態では、回路部品3はコア基板20の他方主面20bのみに実装されているが、必要とされるコイルモジュール1の構成に応じて、回路部品3がコア基板20の一方主面20aに実装されて樹脂絶縁層31に埋設されていてもよいし、コア基板20に回路部品3が内蔵されていてもよい。
<第2実施形態>
本発明の第2実施形態にかかるコイルモジュールについて図5を参照して説明する。図5は本発明の第2実施形態にかかるコイルモジュールを示す部分断面図である。
この実施形態のコイルモジュール1aが、図1のコイルモジュール1と異なるのは、図5に示すように、部品側コイル電極を成すホッチキス針状の複数の金属ピン17が、コイルコア11を跨ぐように配置されてコイルコア11の周方向に沿って配列され、樹脂絶縁層31に埋設されることによりコイル部品130が形成されている点である。以下の説明においては、上記した第1実施形態と異なる点を中心に説明を行い、その他の構成については上記した第1実施形態と同様であるため、同一符号を引用することによりその構成の説明は省略する。
図5に示すように、複数の金属ピン17がコイルコア11を跨ぐように配置されてコアの周方向に配列されている。そして、コイルコア11の外周面に沿って配置される複数の金属ピン17の一方の足により、コイル10の中心軸の方向にほぼ直交するように配置されてコイルコア11の一側である外側に外周面に沿って配列された複数の第1の柱状導体17aが形成される。また、コイルコア11の内周面に沿って配置される複数の金属ピン17の他方の足により、コイル10の中心軸の方向にほぼ直交するように配置されてコイルコア11の他側である内側に複数の第1の柱状導体17aとコイルコア11を挟むように内周面に沿って配列された複数の第2の柱状導体17bが形成される。
また、金属ピン17の両足の一端どうしを接続する橋絡部により、互いに対を成す第1の柱状導体17aおよび第2の柱状導体17bの一端どうしを樹脂絶縁層31内においてそれぞれ接続する複数の第1の接続部材17cが形成されている。以上のように、この実施形態では、第1の接続部材17cと、当該第1の接続部材17cにより一端どうしが接続される第1の柱状導体17aおよび第2の柱状導体17bの対とは、同一の金属材料により金属ピン17として一体形成されている。
また、両柱状導体17a,17bそれぞれの他端を成す金属ピン17の両端は、コア基板20に対向する樹脂絶縁層31の他主面31bに露出している。そして、第1の柱状導体17aの他端と、該第1の柱状導体17aを成す金属ピン17の一方側に隣接する金属ピン17により形成される第2の柱状導体17bの他端とが、それぞれ、コア基板20に形成された複数の第2の接続部材(基板側配線電極パターン16、ビア導体16a)により接続されて、コイル電極12が形成されている。すなわち、上記した第1実施形態と同様に、第1の柱状導体17aの他端と、該第1の柱状導体17aと互いに対を成す第2の柱状導体17bの一方側に隣接する第2の柱状導体17bの他端とが、それぞれ、第2の接続部材により接続されている。
(コイルモジュールの製造方法)
図6を参照してコイルモジュール1aの製造方法の一例について説明する。図6は図5のコイルモジュールの製造方法の一例を示す部分断面図であって、(a)コア基板にコイルコアが配置されて各柱状導体が実装された状態を示す図、(b)はコア基板の一方主面に外部接続用の絶縁基板が積層された状態を示す図、(c)は樹脂絶縁層が形成されてコイル部品が完成した状態を示す図である。
まず、図6(a)に示すように、両主面20a,20bそれぞれの所定位置に各パッド電極21,22が形成され、内部配線電極23と、基板側配線電極パターン16およびビア導体16aとが設けられたコア基板20が準備される。次に、コア基板20の一方主面20a上に環状に設定された所定の領域に環状のコイルコア11が配置される。続いて、複数の金属ピン17がコイルコア11を跨ぐように配置されてコアの周方向に配列される。そして、各柱状導体17a,17bそれぞれの他端が、配線基板2の一方主面20aに露出する各ビア導体16aの端面にはんだ等の接合材を用いて接続されることによって、コイル電極12が形成される。
なお、両柱状導体17a,17bそれぞれがビア導体16aを介して基板側配線電極パターン16に接続されることにより、第1の柱状導体17aの他端と、該第1の柱状導体17aと互いに対を成す第2の柱状導体17bの一方側に隣接する第2の柱状導体17bの他端とがそれぞれ基板側配線電極パターン16により接続される。また、図示省略されているが、基板側配線電極パターン16に接続されない信号引出用の各柱状導体17a,17bの他端がそれぞれパッド電極21に接続される。
続いて、図6(b)に示すように、絶縁基板120に埋設された接続導体123の各第2端子電極122とコア基板20のパッド電極21とがはんだ等の接合材により接続されることによって、コア基板20の一方主面20aに絶縁基板120が実装される。次に、図6(c)に示すように、絶縁基板120の開口120cにより形成されるキャビティにエポキシ樹脂等の一般的な熱硬化性のモールド用の樹脂が充填されることにより、コイルコア11と金属ピン17を封止する樹脂絶縁層31が形成される。そして、上記した第1実施形態と同様に、図1に示すように、コア基板20の他方主面20bに所定の回路部品3が実装され、各回路部品3を被覆する樹脂層4が形成されることによりコイルモジュール1aが完成する。
以上のように、この実施形態では、複数の第1の柱状導体17aが、コイル10の中心軸の方向にほぼ直交するように配置されてコイルコア11の一側である外側に外周面に沿って配列されて樹脂絶縁層31に埋設されている。また、複数の第2の柱状導体17bが、コイル10の中心軸の方向にほぼ直交するように配置されてコイルコア11の他側である内側に内周面に沿って複数の第1の柱状導体17aとコイルコア11を挟むように配列されて樹脂絶縁層31に埋設されている。さらに、基板側コイル電極が形成されたコア基板20の反対側において、互いに対を成す第1の柱状導体17aおよび第2の柱状導体17bの一端どうしが、それぞれ、樹脂絶縁層31内において複数の第1の接続部材17cにより接続されている。また、本実施形態では、第1の柱状導体17aと、第2の柱状導体17bと、第1の柱状導体17a、第2の柱状導体17bの各対それぞれの一端どうしを接続する第1の接続部材17cとが、同一の金属材料により金属ピン17として一体形成されることによって、部品側コイル電極が形成されている。
さらに、各第1の柱状導体17aおよび各第2の柱状導体17bそれぞれの他端が、基板側コイル電極が形成されたコア基板20に対向する樹脂絶縁層31の他主面31bに露出している。そして、第1の柱状導体17aの他端と、該第1の柱状導体17aと互いに対を成す第2の柱状導体17bの一方側に隣接する第2の柱状導体17bの他端とが、それぞれ、コア基板20に形成された基板側コイル電極が有する複数の第2の接続部材(基板側配線電極パターン16、ビア導体16a)により接続されることによってコイル電極12が形成されている。したがって、同一の金属材料により一体形成されたホッチキス針状の金属ピン17をコイルコア11を跨ぐように配置するだけで部品側コイル電極を形成することができるので、製造工程を簡略化してコイル部品130のさらなる低コスト化を図ることができる。さらに、コイル部品130を製造する際に、第1、第2の柱状導体17a,17bと、第1の接続部材17cとの間の位置ずれ考慮する必要がないので、部品側コイル電極のさらなる狭ピッチ化を図ることができる。
<第3実施形態>
本発明の第3実施形態にかかるコイルモジュールについて図7を参照して説明する。図7は本発明の第3実施形態にかかるコイルモジュールを示す部分断面図、図8はコイル電極を形成する各柱状導体の接続状態を説明するための下面図である。
この実施形態のコイルモジュール1bが、図1のコイルモジュール1と異なるのは、図7および図8に示すようにコイル部品230の構成が異なる点である。以下の説明においては、上記した第1実施形態と異なる点を中心に説明し、その他の構成については上記した第1実施形態と同様であるため、同一符号を引用することによりその構成の説明は省略する。
図7および図8に示すように、コイル10の中心軸の方向に交差するように配置されてコイルコア11の一側である外側にコイルコア11の外周面に沿って配列された複数の第3の柱状導体113(本発明の「基板側コイル電極」に相当)が、絶縁基板120の開口120cに沿って配列されて絶縁基板120に埋設されている。また、コイル10の中心軸の方向に交差するように配置されてコイルコア11の他側である内側に各第3の柱状導体113とともにコイルコア11を挟むようにコイルコア11の内周面に沿って配列された複数の第4の柱状導体114(本発明の「部品側コイル電極」に相当)が、コイル部品230の樹脂絶縁層31に埋設されている。
また、各第3の柱状導体113それぞれは、絶縁基板120の一面120aに一端が露出し、絶縁基板120の他面120bに他端が露出する金属ピンにより形成されている。また、各第4の柱状導体114それぞれは、樹脂絶縁層31の一主面31aに一端が露出し、樹脂絶縁層31の他主面31bに他端が露出する金属ピンにより形成されている。
また、樹脂絶縁層31の一主面31aに、複数のライン状の部品側配線電極パターン115(本発明の「第4の接続部材」「部品側コイル電極」に相当)が放射状に配置されて形成されている。また、各部品側配線電極パターン115それぞれの外側の端部が絶縁基板120の一面120aに延出するように形成されることにより、互いに対を成す第3の柱状導体113および第4の柱状導体114の一端どうしがコイル部品230の樹脂絶縁層31の一主面31a側(絶縁基板120の一面120a側)において部品側配線電極パターン115により接続されている。
そして、第3の柱状導体113の他端と、該第3の柱状導体113と互いに対を成す第4の柱状導体114の一方側に隣接する第4の柱状導体114の他端とが、それぞれ、コア基板20においてビア導体16aを介して基板側配線電極パターン16により接続されることによって、コイル電極12が形成されている。このように、この実施形態では、基板側配線電極パターン16が本発明の「第3の接続部材」として構成されている。なお、本実施形態では、ビア導体16aを介して接続されているが、ビア導体16aを介さずに、直接、第3の柱状導体113の他端と、第4の柱状導体114の他端とが、それぞれ基板側配線電極パターン16に接続されるように構成してもよい。
なお、樹脂絶縁層31の一主面31aおよび絶縁基板120の一面120aに、部品側配線電極パターン115を被覆する樹脂保護層がさらに設けられていてもよい。
以上のように、この実施形態では、コイル10を形成するトロイダル型のコイルコア11が埋設された樹脂絶縁層31を備えるコイル部品230が、コア基板20の一方主面20aに実装されている。また、金属ピンにより形成された複数の第3の柱状導体113が、コイル10の中心軸の方向に交差するように配置されコイルコア11の一側である外側にコイルコア11の外周面に沿って配列されて、基板側コイル電極としてコア基板20の一方主面20aに積層された絶縁基板120に埋設されている。また、第3の柱状導体113の一端が、絶縁基板120の一面120aに露出し、他端が、絶縁基板120の他面120bに露出している。
また、金属ピンにより形成された複数の第4の柱状導体114が、コイル10の中心軸の方向に交差するように配置されコイルコア11の他側である内側に複数の第3の柱状導体113とともにコイルコア11を挟むようにコイルコア11の内周面に沿って配列されて、部品側コイル電極としてコイル部品230の樹脂絶縁層31に埋設されている。また、第4の柱状導体114の一端が、樹脂絶縁層31の一主面31aに露出し、他端が、樹脂絶縁層31の他主面31bに露出している。
また、互いに対を成す第3の柱状導体113および第4の柱状導体114の一端どうしがそれぞれ樹脂絶縁層31の一主面31a側(絶縁基板120の一面120a側)において、部品側コイル電極として樹脂絶縁層31の一主面31aに形成された複数の部品側配線電極パターン115により接続される。そして、第3の柱状導体113の他端と、該第3の柱状導体113と互いに対を成す第4の柱状導体114の一方側に隣接する第4の柱状導体114の他端とが、それぞれ、コア基板20においてビア導体16aを介して基板側配線電極パターン16により接続されてコイル電極12が形成されることによって、実用的な構成のコイルモジュール1bを提供することができる。
<第4実施形態>
本発明の第4実施形態にかかるコイルモジュールについて図9および図10を参照して説明する。図9は本発明の第4実施形態にかかるコイルモジュールを示す部分断面図、図10はコイル電極を形成する各柱状導体の接続状態を説明するための平面図である。
この実施形態のコイルモジュール1が、図1のコイルモジュール1と異なるのは、図9に示すように、コア基板20の一方主面20aの絶縁基板120の開口102cに囲まれた領域に回路部品3が実装され、コア基板20の他方主面20bにコイル部品30が実装されている点である。また、図10に示すように、この実施形態のコイル部品30は、矩形枠状の平面視形状を備えるコイルコア111を備えている。以下の説明においては、上記した第1実施形態と異なる点を中心に説明し、その他の構成については上記した第1実施形態と同様であるため、同一符号を引用することによりその構成の説明は省略する。
この実施形態では、図9に示すように、コア基板20の他方主面20b側に基板側コイル電極(基板側配線電極パターン16、ビア導体16a)が形成されている。そして、基板側配線電極パターン16に接続された、コア基板20の他方主面20bに露出する各ビア導体16aの端面に、コイル部品30の樹脂絶縁層31のコア基板20に対向する一主面31aから露出する各第1、第2の柱状導体13,14の一端が接続される。これにより、互いに対を成す第1の柱状導体13および第2の柱状導体14の一端どうしが、それぞれ、ビア導体16aを介して基板側配線電極パターン16により接続される。
また、各第1、第2の柱状導体13,14の他端が露出するコイル部品30の樹脂絶縁層31の他主面31bに部品側コイル電極(部品側配線電極パターン15)が形成されている。そして、第1の柱状導体13の他端と、該第1の柱状導体13と互いに対を成す第2の柱状導体14の一方側に隣接する第2の柱状導体14の他端とが、それぞれ、部品側配線電極パターン15により接続されることによって、コイル電極12が形成されている。
なお、この実施形態においては矩形枠状のコイルコア111を用いているが、円環状のコイルコア11を備えるコイル10と同様に、その周方向に回転するように磁束が発生している。
また、上記したように、コア基板20の一方主面20aの絶縁基板120の開口102cに対向する位置に複数のパッド電極21が形成されている。そして、各パッド電極21に、各種の回路部品3がはんだ等の接合材を用いて接続されている。
また、この実施形態のコイルモジュール1は、例えば次のようにして製造される。すなわち、図3および図6を参照して説明した製造方法において、コア基板20の一方主面20aに、コイル部品30に代わりに回路部品3が絶縁基板120と一緒に実装されて、樹脂層4が形成される。そして、最後にコア基板20の他方主面20bにコイル部品30が実装される。このようにすると、次のような効果を奏することができる。すなわち、図3および図6に示す工程では、コイルコア11を被覆する樹脂絶縁層31が熱硬化された後、コア基板20の他方主面20bに形成された樹脂層4が熱硬化される際に、樹脂絶縁層31は再度加熱される。しかしながら、図9に示すコイルモジュール1では、コア基板20の一方主面20aに樹脂層4が先に形成されるようにすることで、コイルコア111を被覆する樹脂絶縁層31は熱硬化される際に1回だけ加熱される。したがって、樹脂絶縁層31が加熱される際に応力がコイル10に加わるのを抑制することができるので、コイル10の特性が劣化するのを抑制することができる。
(変形例)
図11を参照してコイルモジュールが備えるコイルの変形例について説明する。図11は図9のコイルモジュールが備えるコイルの変形例を示す平面図である。
図11に示すコイルモジュール1が備えるコイル10が図9に示すコイル10と異なるのは、コイル10が、平面視円環状のコイルコア11を備える点である。その他の構成は図9および図10のコイルモジュール1と同様であるため、同一符号を引用することによりその構成の説明は省略する。
なお、上記した各実施形態と同様に、コア基板20の他方主面20bにパッド電極22が形成されて、コイル部品30と一緒に各パッド電極22に各種の回路部品3がさらに実装されていてもよい。また、この場合に、回路部品3が、コイル部品30のコイルコア11,111の内側に配置されていてもよい。
<第5実施形態>
本発明の第5実施形態にかかるコイルモジュールについて図12および図13を参照して説明する。図12は本発明の第5実施形態にかかるコイルモジュールを示す部分断面図、図13はコイル電極を形成する各柱状導体の接続状態を説明するため下面図である。
この実施形態のコイルモジュール1cが、図1に示すコイルモジュール1と異なるのは、図12および図13に示すように、外部接続用の絶縁基板220が角柱状に形成され、平面視矩形枠状のトロイダル型のコイルコア111が埋設された樹脂絶縁層131が平面視で環状に形成されて、絶縁基板220が、環状の樹脂絶縁層131の内側に配置されている点である。以下の説明においては、上記した第1実施形態と異なる点を中心に説明し、その他の構成については上記した第1実施形態と同様であるため、同一符号を引用することによりその構成の説明は省略する。
コイル部品30の樹脂絶縁層131は、図12および図13に示すように、平面視矩形状のコア基板20とほぼ同一の外形状を有し、その中央部分に開口131cが形成されることにより、樹脂絶縁層131は枠状に形成されている。そして、コイル部品30がコア基板20の一方主面20aに実装されることにより、樹脂絶縁層131はコア基板20の一方主面20aの周縁部に積層される。また、樹脂絶縁層131の開口131c(内周)の平面視形状は、外形状にほぼ相似する矩形状に形成されている。
また、樹脂絶縁層131には矩形枠状の平面視形状を備える環状のコイルコア111が埋設されており、上記した第1実施形態と同様に、樹脂絶縁層131には、それぞれコイル電極12の一部を成す、金属ピンにより形成された複数の第1の柱状導体13と、金属ピンにより形成された複数の第2の柱状導体14と、ライン状の複数の部品側配線電極パターン15とが設けられている。
各第1の柱状導体13それぞれは、樹脂絶縁層131に埋設され、コイル10の中心軸の方向にほぼ直交するように配置されて、コイルコア111の一側である外側にコイルコア111の外周面に沿って配列されている。また、各第1の柱状導体13それぞれの一端は、コア基板20と反対側の樹脂絶縁層131の一主面131aに露出し、他端は、樹脂絶縁層131の他主面131bに露出している。
各第2の柱状導体14それぞれは、樹脂絶縁層131に埋設され、コイル10の中心軸の方向にほぼ直交するように配置されて、コイルコア111の他側である内側にコイルコア111の内周面に沿って配列されている。また、各第2の柱状導体14それぞれの一端は、樹脂絶縁層131の一主面131aに露出し、他端は、樹脂絶縁層131の他主面131bに露出している。
各部品側配線電極パターン15それぞれは、樹脂絶縁層131の一主面131aに形成されて、樹脂絶縁層131の一主面131aに露出する各第1、第2の柱状導体13,14の一端に接続されている。そして、互いに対を成す第1の柱状導体13および第2の柱状導体14の一端どうしが、それぞれ、各部品側配線電極パターン15により接続されている。
また、各第1、第2の柱状導体13,14それぞれの樹脂絶縁層131の他主面131bに露出する他端が、はんだ等の接合材を用いて基板側配線電極パターン16にビア導体16aを介して次のようにして接続されている。すなわち、第1の柱状導体13の他端と、該第1の柱状導体13と互いに対を成す第2の柱状導体14の一方側(この実施形態では図2において反時計回り方向)に隣接する第2の柱状導体14の他端とが、それぞれビア導体16aを介して基板側配線電極パターン16により接続されている。このように、コイル部品30に設けられた各第1、第2の柱状導体13,14および部品側配線電極パターン15が、コア基板20の一方主面20aに設けられた基板側配線電極パターン16やビア導体16aに接続されることにより、コイルコア111の周囲を螺旋状に巻回するコイル電極12が形成されている。
絶縁基板220は、図12および図13に示すように角柱状に形成され、環状の樹脂絶縁層131の内側に配置されて、コア基板20の一方主面20aの樹脂絶縁層131の開口131cに囲まれた領域に実装されている。また、絶縁基板220のコア基板20と反対側の一面220aには、外部接続用の複数の第1端子電極121が格子状に配列されて形成されている。また、絶縁基板220のコア基板20に対向する他面220bには、内部接続用の複数の第2端子電極122が格子状に配列されて形成されている。そして、上記した第1実施形態と同様に、絶縁基板220の内部に、各第1端子電極121と各第2端子電極122とを接続する接続導体123が設けられている。
また、この実施形態では、上記した第1実施形態と同様に、接続導体123は複数のビア導体のみにより構成されている。そして、図12に示すように、各ビア導体は、絶縁基板220の厚み方向に直線状に配置されて、絶縁基板220の一面220aに露出する各ビア導体の端面により第1端子電極121が形成され、絶縁基板220の他面220bに露出する各ビア導体の端面により第2端子電極122が形成されている。
また、この実施形態では、上記した第1実施形態と同様に、絶縁基板220は外部接用部品として構成されている。そして、絶縁基板220は、その他面220bに形成された各第2端子電極122が、コア基板20の一方主面20aの中央部分に設けられた各パッド電極21にはんだ等の接合材を用いて接続されることにより、コア基板20の一方主面20aの中央部に実装される。また、絶縁基板220の一面220aに形成された各第1端子電極121が、はんだ等の接合材を用いてマザー基板等の外部基板に接続されることにより、コイルモジュール1cが外部基板に実装される。これにより、コア基板20(回路部品3、コイル10)が各接続導体123および第1端子電極121を介して外部接続される。
なお、図12に示すように、上記した第1実施形態と同様に、この実施形態では、コイル部品30の樹脂絶縁層131のコア基板20の一方主面20aからの高さが、絶縁基板220のコア基板20の一方主面20aからの高さよりも低く形成されている。
(変形例)
図14を参照してコイルモジュールが備えるコイルの変形例について説明する。図14は図12のコイルモジュールが備えるコイルの変形例を示す下面図である。
図14に示すコイルモジュール1cが備えるコイル10が図12に示すコイル10と異なるのは、コイル10が、円環状のコイルコア11を備える点である。また、絶縁基板220が円柱状に形成されると共に、樹脂絶縁層131の開口131cが平面視円形状に形成されて、樹脂絶縁層131の内側に円柱状の絶縁基板220が配置されている。その他の構成は図12および図13のコイルモジュール1cと同様であるため、同一符号を引用することによりその構成の説明は省略する。
以上のように、この実施形態では、トロイダル型のコイルコア11,111が埋設された樹脂絶縁層131が平面視で環状に形成されている。そして、コア基板20の一方主面20a上において、外部接続用の配線電極が設けられた絶縁基板220が環状の樹脂絶縁層131の内側に配置されている。したがって、コイルモジュール1c内における各部品の配置スペースが有効に効率よく利用されているので、コイルモジュール1cが大面積化するのを抑制することができる。
なお、本発明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上記したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、上記した構成をどのように組み合わせてもよい。例えば、上記した実施形態では、環状のトロイダル型のコイルコア11,111を例に挙げて説明を行ったが、コイルコアの形状としてはトロイダル型に限定されるものではない。例えば、図15(a)に示す直線状のコイルコア211や、図15(b)に示す略C字状のコイルコア311など、種々の形状のコイルコアを採用することができる。また、コイルモジュールが備えるコイルにより、コモンモードノイズフィルタやチョークコイル、トランスなどの種々の機能を備えるコイルを構成することができる。なお、図15はコイルコアの変形例を示す図であって、樹脂絶縁層31内におけるコイルコア211,311と、第1、第2の柱状導体13,14との配置関係を示す図であり、(a)は直線状のコイルコアを示す図、(b)は略C字状のコイルコアを示す図である。
また、各第1〜第4の柱状導体が、例えば、樹脂絶縁層31,131に形成された貫通孔内にめっきが施されたり導電性ペーストが充填されることにより形成されたビア導体やスルーホール導体により形成されていてもよい。
また、上記した第5実施形態のように、外部接続用の部品として柱状に形成された複数の絶縁基板220が、コア基板20の一方主面20aに実装されていてもよい。例えば、外部接続端子を形成する絶縁基板220が、コア基板20の一方主面20aの各隅部それぞれに1個ずつ配置されることによって、コア基板20の一方主面20aの中央部にコイル部品や回路部品を配置することができる。
そして、コイルコアと、その周囲に螺旋状に巻回されたコイル電極とを有するコイルを備えるコイルモジュールに本発明を広く適用することができる。