JP2005011938A - 高周波用電子回路及び高周波用電子回路へのチップ型三端子コンデンサの実装構造 - Google Patents

高周波用電子回路及び高周波用電子回路へのチップ型三端子コンデンサの実装構造 Download PDF

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貴博 東
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Abstract

【課題】実装スペースの低減を図ることができ、電子部品の電源端子の数が多い場合であってもノイズ除去効果を確実に得ることができる高周波用電子回路を提供する。
【解決手段】実装基板2の上面または内部に形成された複数の電源層4,6,8と、実装基板2の電源層4,6,8とは異なる面に形成された共通グラウンド層3と、実装基板2外に配置された電源ライン9と、電源層4,6,8から電力が供給される電子部品としてのIC12とを有し、実装基板2の上面にチップ型三端子コンデンサ21,21A〜21C,24〜28が実装されており、各チップ型三端子コンデンサの入力電極及び出力電極が、電源層4,6,8及び電源ライン9で構成された電源供給用電流路に挿入されるように、電源層4,6または電源層6,8に電気的に接続されており、三端子コンデンサのグラウンド電極が共通グラウンド層3に電気的に接続されている、高周波用電子回路1。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波用電子回路及び高周波用電子回路へのチップ型三端子コンデンサの実装構造に関し、より詳細には、実装基板にICなどの高周波用電子部品と、バイパスコンデンサとしてのチップ型三端子コンデンサとが実装されている高周波用電子回路及び該高周波用電子回路へのチップ型三端子コンデンサの実装構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ICの電源回路に、バイパスコンデンサを接続した高周波用電子回路が種々提案されている。例えば、下記の特許文献1には、図11の電子回路におけるチップ型三端子コンデンサの実装構造が開示されている。
【0003】
図11に示すように、特許文献1に記載の実装構造101では、配線基板102上にデジタルIC103が実装されている。配線基板102内には、アースライン用グラウンド層104が形成されている。また、配線基板102の上面には、電源ライン用回路層105が形成されている。電源ライン用回路層105にデジタルIC103の一端が電気的に接続されている。
【0004】
配線基板102上には、バイパスコンデンサとしてのチップ型三端子コンデンサ106が表面実装されている。コンデンサ106の一端の電極106aが電源ライン用回路層105に接続されている。また、コンデンサ106の他端側の電極106bが、電源ライン用回路層107に電気的に接続されている。すなわち、電源ライン用回路層105,107間にコンデンサ106の電極106a,106bが接続され、電源ラインに直列にコンデンサ106が挿入されている。また、コンデンサ106のアース電位に接続される電極106cがビアホール電極108に接続されている。ビアホール電極108は、配線基板102内のグラウンド層104に電気的に接続されている。
【0005】
特許文献1に記載の実装構造101では、三端子コンデンサ106が上記のように接続されているため、バイパスコンデンサとしての十分な機能を発揮することができるとされている。
【0006】
他方、下記の特許文献2には、図12に示す模式的斜視図で示すプリント回路基板121が開示されている。プリント回路基板121は多層プリント回路基板により構成されている。プリント回路基板121の表層122上には、表層電源パターン123及び表層グラウンドパターン124が形成されている。表層電源パターン及び表層グラウンドパターンは、いずれも角環状の形状を有する。ここでは、表層電源パターン123の外側に、表層グラウンドパターン124が配置されている。そして、表層122においては、複数の二端子型コンデンサ125が配置されている。各コンデンサ125の一端の電極が表層電源パターン123に、他端の電極が表層グラウンドパターン124に電気的に接続されている。他方、プリント回路基板121の内部には、グラウンド電位に接続されるグラウンド層126と、電源ラインに接続される電源層127とが配置されている。図12では明瞭ではないが、表層グラウンドパターン124がグラウンド層126に図示しないビアホール電極により電気的に接続されている。また、表層電源パターン123は、図示しないビアホール電極により、電源層127に電気的に接続されている。
【0007】
特許文献2に記載のプリント回路基板では、実装密度を低下させることなく、不要電磁波の放射を抑制することができるとされている。
【0008】
【特許文献1】
特開2001−15885号公報
【特許文献2】
特開平11−261181号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1に記載の実装構造101では、上記のようにして実装された三端子型のコンデンサ106がバイパスコンデンサとしての十分な機能を発揮するとされている。しかしながら、IC103の各電源ピン毎に三端子型のコンデンサ106を接続しなければならなかった。そのため、電源ピンの数に応じた数の三端子型のコンデンサ106を実装しなければならなかった。従って、電源ピンの数が多いICが用いられているCPUやマイコンなどに適用した場合には、かなりの数の三端子型のコンデンサを実装しなければならなかった。従って、高周波用電子回路の実装スペースが大きくならざるを得ず、電子機器の小型化に対応することが困難であった。
【0010】
他方、特許文献2に記載のプリント回路基板121では、複数の二端子型のコンデンサ125が角環状の表層電源パターン123と表層グラウンドパターン124とにまたがるように配置されている。すなわち、単一のコンデンサでは半導体から流出するノイズが増加した場合ノイズを除去することが困難となるのに対し、複数のコンデンサ125を接続することにより、十分なノイズ除去機能を果たすことができる。しかしながら、近年、ICの大きさは益々小さくなってきている。従って、プリント回路基板121の表層とは反対側の面にICを実装した場合、ICの裏面側に配置されるコンデンサ125の数が制限せざるを得なくなる。すなわち、多くのコンデンサ125を配置することができず、また、二端子コンデンサ125を用いているため、十分なノイズ除去機能を果たすことが困難であった。
【0011】
本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、ICなどの高周波用電子部品から電源ラインに流出するノイズを効果的に除去することができ、しかも高周波用電子部品の小型化に対応することができる高周波用電子部品及び高周波用電子部品へのチップ型三端子コンデンサの実装構造を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る高周波用電子回路は、対向する第1,第2の主面を有する実装基板と、前記実装基板の第1,第2の主面または実装基板内の第1,第2の主面と平行な面のいずれかに形成された少なくとも1つの電源層と、前記実装基板の第1,第2の主面または実装基板内の第1,第2の主面と平行な面のいずれかに形成されており、かつ前記電源層とは異なる面に形成されたグラウンド層と、前記電源層に電気的に接続されており、前記電源層と共に電源供給用電流路を構成する電源ラインと、前記実装基板の第1または第2の主面に実装されており、複数の電源端子と、複数のグラウンド端子とを有し、該複数の電源端子が前記少なくとも1つの電源層に電気的に接続されており、前記複数のグラウンド端子が前記グラウンド層に電気的に接続されており、前記電源層から電力が供給される電子部品と、前記実装基板の第2または第1の主面に実装されており、入力電極、出力電極及びグラウンド電極を有するチップ型三端子コンデンサとを備え、該チップ型三端子コンデンサの入力電極及び出力電極が、前記電源層及び電源ラインで構成される電源供給用電流路に挿入されるように、前記電源ライン及び前記電源層、または一対の電源層に電気的に接続されており、前記グラウンド電極が前記グラウンド層に電気的に接続されており、前記チップ型三端子コンデンサが、グラウンド電位と電源供給用電流路との間に接続されたバイパスコンデンサとして用いられていることを特徴とする。
【0013】
本発明に係る高周波用電子回路へのチップ型三端子コンデンサの実装構造は、対向する第1,第2の主面を有する実装基板と、前記実装基板の第1,第2の主面または実装基板内の第1,第2の主面と平行な面のいずれかに形成された少なくとも1つの電源層と、前記実装基板の第1,第2の主面または実装基板の第1,第2の主面と平行な基板内の面のいずれかに形成されており、かつ前記電源層とは異なる面に形成されたグラウンド層と、前記電源層に電気的に接続されており、前記電源層と共に電源供給用電流路を構成する電源ラインと、前記実装基板の第1または第2の主面に、複数の電源端子と、複数のグラウンド端子とを有する電子部品が実装されるように構成されており、該電子部品の複数の電源端子が前記少なくとも1つの電源層に電気的に接続されており、前記複数のグラウンド端子が前記GND層に電気的に接続されるように構成されており、前記実装基板の第2または第1の主面に実装されており、入力電極、出力電極及びグラウンド電極を有するチップ型三端子コンデンサをさらに備え、該チップ型三端子コンデンサの入力電極及び出力電極が、前記電源層及び電源ラインで構成される電源供給用電流路に挿入されるように、前記電源ラインと前記電源層、または一対の電源層に電気的に接続されており、前記グラウンド電極が前記グラウンド層に電気的に接続されていることを特徴とする。
【0014】
本発明に係る高周波用電子回路へのチップ型三端子コンデンサの実装構造のある特定の局面では、第1,第2の電源層を有する複数の電源層が設けられており、第1の電源層の外周縁と環状のギャップを隔てて環状の第2の電源層が配置されており、前記チップ型三端子コンデンサの入力電極が第1の電源層または第2の電源層に、出力電極が第2の電源層または第1の電源層に電気的に接続されている。
【0015】
本発明に係る高周波用電子回路へのチップ型三端子コンデンサの実装構造の別の特定の局面では、第2の電源層の外周縁に、環状のギャップを隔てて配置された第3の電源層をさらに備え、第2,第3の電源層に入力電極及び出力電極がそれぞれ接続されるように、第2,第3の電源層間の環状ギャップに配置された少なくとも1つのチップ型三端子コンデンサがさらに備えられる。
【0016】
本発明に係る高周波用電子回路へのチップ型三端子コンデンサの実装構造の他の特定の局面では、前記環状ギャップの周方向において、複数のチップ型三端子コンデンサが配置されている。
【0017】
本発明に係る高周波用電子回路へのチップ型三端子コンデンサの実装構造のさらに他の特定の局面では、前記複数のチップ型三端子コンデンサが環状ギャップにおいて第1の電源層を介して対向する位置に配置されている。
【0018】
本発明に係る高周波用電子回路へのチップ型三端子コンデンサの実装構造のさらに別の特定の局面では、前記電源ラインと、前記電源層との間に前記チップ型三端子コンデンサが挿入されている。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【0020】
図1は、本発明の第1の実施形態に係る高周波用電子回路を説明するための模式的斜視図であり、図2はその正面断面図であり、図3は該高周波用電子回路で用いられているICの模式的平面図である。
【0021】
高周波用電子回路1では、多層プリント基板からなる実装基板2が用いられている。実装基板2は、セラミックスまたは合成樹脂あるいはそれらの混合材料などの絶縁性材料を用いて構成されており、実装基板2の中間高さ位置には、共通グラウンド層3が埋設されている。他方、実装基板2の上面には、中央に島状の第1の電源層4が配置されている。第1の電源層4は矩形の平面形状(プレーン状)を有する。もっとも、第1の電源層4は、円形や他の平面形状を有していてもよい。第1の電源層4の外周縁と所定のギャップを隔てて、環状の第1のグラウンド電極5が配置されている。
【0022】
第1のグラウンド電極5の周囲に環状のギャップを隔てて、第2の電源層6が配置されている。第2の電源層6もまた、角環状の形状を有している。第2の電源層6の外側には、環状のギャップを隔てて、環状の第2のグラウンド電極7が形成されている。第2のグラウンド電極7の周囲には、環状のギャップを隔てて、第3の電源層8が形成されている。上記第2,第3の電源層6,8及び第1,第2のグラウンド電極5,7は、角環状に形成されているが、円環状の形状を有していてもよい。
【0023】
本実施形態の高周波用電子回路では、上記第3の電源層8が、電源ライン9に電気的に接続されている。なお、電源ライン9は、実装基板2の外部に配置された基板10の表面に設けられているように図示されている。もっとも、基板10は、実装基板2と一体に形成されていてもよい。その場合に、実装基板2が二点鎖線Aで示すように延長され、上面の一部において図示の電源ライン9が配置されていればよい。また、基板10においても、中間高さ位置に、グラウンド層11が設けられている。グラウンド層11は、上述した共通グラウンド層3に連ねられている。
【0024】
電源ライン9及びグラウンド層11は図示しない電源に接続されている。
他方、実装基板2の下面には、IC12が実装されている。高周波用電子回路1は、IC12と、IC12を電源に接続する回路とを備える。この電源に接続する回路が実装基板2により構成されている。図3に略図的平面図で示すように、IC12の上面12a上には、多数の電源端子13及びグラウンド電位に接続されるグラウンド端子14が配置されている。この電源端子13及びグラウンド端子14を用いて、図2に示すように、IC12が実装基板2に実装基板2の下面側から表面実装されている。
【0025】
図2では、IC12が実装基板2に実装されている構造の一部が模式的正面断面図で示されている。すなわち、IC12の電源端子13に、半田バンプ15を用いて実装基板2に設けられた電極ランド16が接合されている。同様に、グラウンド端子14には、半田バンプ17を用いて、実装基板2の下面に設けられた電極ランド18が電気的に接続されている。
【0026】
電極ランド16は、ビアホール電極19の下端に接続されている。ビアホール電極19は、実装基板2を貫いており、実装基板2の上面に形成されたいずれかの電源層に接続されている。図2では、ビアホール電極19の上端は、第1の電源層4に電気的に接続されている。他方、電極ランド18は、ビアホール電極20の下端に接続されている。ビアホール電極20の上端は、実装基板2内に配置された共通グラウンド層3に電気的に接続されている。このように、IC12のグラウンド端子は、ビアホール電極20を介して共通グラウンド層3に電気的に接続されている。他方、IC12の電源端子13は、ビアホール電極19により、実装基板2の上面に形成されたいずれかの電源層に電気的に接続されている。
【0027】
図2に示す構造では、島状の第1の電源層4と、その外側に形成された第1のグラウンド電極5と、さらにその外側に形成された第2の電源層6とに、チップ型の三端子コンデンサ21が接続されている。すなわち、三端子コンデンサ21は、コンデンサ本体21aと、電極21b,21c,21dとを有する。コンデンサ本体21aの両端に形成された電極21b,21dが、第1の電源層4及び第2の電源層6に接続されている。そして、三端子コンデンサ21のアース電位に接続される電極21cが第1のグラウンド層5に電気的に接続されている。第1のグラウンド層5は、実装基板2内に設けられたビアホール電極22の上端に電気的に接続されている。ビアホール電極22の下端は共通グラウンド層3に電気的に接続されている。
【0028】
図2では、第1の電源層4、第1のグラウンド電極5及び第2の電源層6に接続される三端子コンデンサ21を示したが、図1に示されている他の3個の三端子コンデンサ21A〜21Cも同様に接続されている。また、図1において、コンデンサ21,21A〜21Cよりも外側に配置されたコンデンサ24A〜24Dは、一端の電極が第2の電源層6に、他端の電極が第3の電源層8に接続されており、各コンデンサ24A〜24Dの中央のアース電位に接続される電極は、第2のグラウンド電極7に電気的に接続されている。そして、第2のグラウンド電極7は、ビアホール電極(図示せず)を介して共通グラウンド層3に電気的に接続されている。
【0029】
従って、高周波用電子回路1では、図示しない電源のホット側端子と、IC12の電源端子13との間に、電源端子13−実装基板2に設けられたビアホール電極−実装基板2の電源層−電源ライン9からなる電源供給用電流路と、グラウンド側電流路として、IC12のグラウンド端子14−ビアホール電極−共通グラウンド層3−グラウンド層11からなる電流路とが構成されている。そして、各三端子コンデンサ21,21A〜21C,24A〜24Dは、上記電源供給用電流路において直列に挿入されており、かつアース電位に接続される電極が上記共通グラウンド層3に電気的に接続されている。従って、複数のチップ型三端子コンデンサ21,21A〜21C,24A〜24DをIC12の電源回路において、バイパスコンデンサとして十分に機能させることができ、IC12からのノイズの電源への混入を効果的に抑制することができる。
【0030】
すなわち、高周波用電子回路1では、電源からの給電が、実装基板2に設けられた第1〜第3の電源層4,6,8の任意の点から供給され得る。従って、第1〜第3の電源層4〜8のいずれかの部分にIC12の電源端子13を接続することにより、実装基板の任意の位置から給電を行うことができる。そして、IC12から流れ出た電流は三端子コンデンサ21,21A〜21C及び24A〜24Dに流れることになる。三端子コンデンサ21,21A〜21C及び24A〜24Dにより、上記のように高周波ノイズが確実に除去される。そして、三端子コンデンサで除去された電流が電源ラインに戻る。
【0031】
なお、本実施形態では、中央に配置された島状の第1の電源層4及び共通グラウンド層3がある程度の面積を有するように島状または実装基板2の中間高さ位置においてほぼ全面に形成されている。従って、電源層やグラウンド層に発生する不要電圧を抑制することができる。すなわち、電源層やグラウンド層に発生する不要電圧は、電源層やグラウンド層にインダクタンス成分があることにより、L×di/dt=V(但し、Lはインダクタンス、iは電流、tは時間、Vは電圧)に基づき発生するため、インダクタンスLを小さくすることが望ましい。インダクタンスLを小さくするために、上記のようにグラウンド層及び電源層4の面積が大きくされている。
【0032】
しかも、上記のように、IC12の上面に多数の電源端子13及びグラウンド端子14が設けられているが、本実施形態の実装基板2では、上記中間高さ位置に共通グラウンド層3が設けられており、かつ実装基板2の上面においては、第1〜第3の電源層4,6,8が設けられており、第1,第2の電源層4,6間または第2,第3の電源層6,8間にそれぞれコンデンサ21,21A〜21Cまたはコンデンサ24A〜24Dが接続されている。よって、ICの電源端子13及びグラウンド端子14の数が多い場合であっても、上記第1〜第3の電源層4,6,8間に所望とする数のコンデンサを容易に実装することができる。従って、ノイズを確実に除去することができる。
【0033】
高周波用電子回路1では、内側に配置された三端子コンデンサ21,21A〜21Cが、ICの中央付近の電源端子近くに実装されるため、電圧変動を小さくすることができるという効果も奏される。
【0034】
また、第1,第2の電源層4、6間の環状ギャップ及び第2,第3の電源層6,8間の環状ギャップに沿って適宜の数の三端子コンデンサを配置すればよいため、IC12の電源端子毎に三端子コンデンサを電気的に接続するといった煩雑な接続作業を必要としない。
【0035】
加えて、IC12の実装面の上方の領域の全てを有効に利用して多数の三端子コンデンサ21,21A〜21C,24A〜24Dを配置することができる。よって、実装スペースの低減を図ることもできる。すなわち、図12に示した特許文献2に記載の構成では、二端子型のコンデンサを環状に配置した構造であるため、中央に利用されない領域が設けられるため、実装スペースの低減が困難であった。これに対して、本実施形態では、IC12の上方の領域の中央領域に電源層4が配置され、コンデンサ21A〜21Cが設けられている。言い換えれば、IC12の上方の領域の中央領域をも利用してコンデンサが配置され得る。従って、実装スペースの低減を図ることができる。加えて、三端子コンデンサ21,21A〜21C,24A〜24Cを用いているため、二端子コンデンサを用いた特許文献2に記載のプリント回路基板に比べて、ノイズの除去をより確実に行うことができる。
【0036】
図4は、本実施形態の実装基板2を用いた高周波用電子回路の等価回路を示す図である。図4から明らかなように、本実施形態の高周波用電子回路では、実装基板2において構成される回路網25に、三端子コンデンサによる、抵抗Rと容量Cとが並列に接続された回路部分26がグラウンド電位との間に接続されることになる。
【0037】
図5(a)及び(b)は、第1の実施形態の高周波用電子回路の変形例を示す図であり、図5(a)は模式的斜視図、(b)は実装基板内に配置された電極パターンを示す模式的斜視図である
図1に示した高周波用電子回路1では、実装基板2の上面に第1〜第3の電源層4,6,8が配置されており、共通グラウンド層3が実装基板2の中間高さ位置に形成されていた。これに対して、図5に示す高周波用電子回路31では、実装基板32の上面に共通グラウンド層33が形成されている。そして、実装基板32内に第1〜第3の電源層34,36,38が形成されている。このように、環状ギャップを隔てて配置される複数の電源層は、実装基板32内に配置されてもよい。
【0038】
ここでは、各三端子コンデンサ21,21A〜21C,24A〜24Dの中央のアース電位に接続される電極が、実装基板32の上面に形成された共通グラウンド層33に電気的に接続されている。そして、コンデンサ21を例にとると、コンデンサ21の両端の電極21b,21dは、ビアホール電極(図示せず)を介して、第1の電源層34及び第2の電源層36にそれぞれ電気的に接続されている。他のコンデンサ21A〜21C,24A〜24Dも同様に接続されている。
【0039】
また、基板10においては、上面にグラウンド層11が配置されており、内部に電源ライン9が配置されている。
高周波用電子回路31から明らかなように、本発明においては、第1〜第3の電源層34,36,38を実装基板32内に配置し、共通グラウンド層33を実装基板32の上面に配置してもよく、この場合においても、第1の実施形態の高周波用電子回路31と同様に、多数の三端子コンデンサ21,21A〜21C,24A〜24Dを用いて、電源ラインへのノイズの混入を確実に抑制することができる。
【0040】
図6は、本発明の第2の実施形態に係る高周波用電子回路を示す斜視図である。高周波用電子回路41では、実装基板42の上面において、第1の電源層43と、グラウンド層44のみが形成されていることを除いては、第1の実施形態の実装基板2と同様に構成されている。従って、同一部分については、同一の参照番号を付することにより、その説明を省略する。
【0041】
ここでは、1個のチップ型三端子コンデンサ45のみが実装基板42に実装されている。三端子コンデンサ45の一端の電極45aが電源層43に接続されており、他端の電極45cが電源ライン9に電気的に接続されている。そして、中央のアース電位に接続される電極45bは、グラウンド層44に接続されている。グラウンド層44は、第1の実施形態のグラウンド層5,7と同様に、図示しないビアホール電極により、内蔵されている共通グラウンド層3に電気的に接続されている。
【0042】
高周波用電子回路41のように、本発明においては、1個の三端子コンデンサ45のみが実装基板42上に実装されてもよい。この場合においても、電源層43よりも外側の電源ライン9側へのノイズの流出をコンデンサ45により抑制することができる。すなわち、1個のコンデンサ45のみを用いることにより、多数の電源端子を有するIC12からの電源ライン9側へのノイズの混入を防止することができる。
【0043】
第2の実施形態の高周波用電子回路41から明らかなように、本発明においては、実装基板上に実装される三端子コンデンサの数は特に限定されない。要求されるノイズ除去性能に応じて、1または2以上の三端子コンデンサを実装基板上に配置すればよい。
【0044】
次に、図7〜図9を参照して、複数のコンデンサを配置する場合の配置方法の変形例につき説明する。
図7は、本発明の第3の実施形態に係る高周波用電子回路を示す模式的斜視図である。ここでは、実装基板52の上面に、島状の第1の電源層53と、第1のグラウンド電極54と、第2の電源層55とが配置されている。第1のグラウンド電極54及び第2の電源層55は、それぞれ、角環状のギャップを隔てて、第1の電源層53及び第1のグラウンド電極54の外側に形成されている。そして、第1の電源層53と第2の電源層55との間に、2個の三端子コンデンサ56,57が実装されている。その他の構成については、第1の実施形態の高周波用電子回路1と同様であるため、同一部分については、同一の参照番号を付することによりその説明を省略する。
【0045】
高周波用電子回路51のように、第1の電源層53と第2の電源層55との間の角環状のギャップにおいて、2個のコンデンサ56,57を配置してもよい。もっとも、第3の実施形態の高周波用電子回路51では、2個のコンデンサ56,57が、角環状のギャップ領域中の同じ辺において並設されている。
【0046】
図8は、第3の実施形態の高周波用電子回路の変形例を示す図である。この変形例の高周波用電子回路51Aでは、2個のコンデンサ56,57は、上述した角環状のギャップにおいて、第1の電源層53を介して対向する位置に配置されている。高周波用電子回路51Aの他の構成は、高周波用電子回路51と同様である。
【0047】
図9は、図6に示した高周波用電子回路41、図7に示した高周波用電子回路51及び図8に示した高周波用電子回路51Aの中央の島状の電源層と電源ラインとの間の挿入損失特性を示す図である。図9において、実線が高周波用電子回路41の特性を、破線が高周波用電子回路51の特性を、一点鎖線が高周波用電子回路51Aの特性を示す。
【0048】
図9から明らかなように、高周波用電子回路51Aでは、高周波用電子回路51及び高周波用電子回路41に比べて、ノイズが反共振点よりもより高周波数側に移動されることがわかる。このノイズは、電源層とグラウンド層との間の静電容量による共振に基づくノイズである。すなわち、本発明においては、好ましくは、複数の電源層間の環状のギャップにおいて複数の三端子コンデンサを配置するにあたり、中央の第1の電源層を介して対向する位置に複数の三端子コンデンサを配置することが好ましい。それによって、電源層とグラウンド層との間に発生する静電容量によるノイズを高周波側に移動させることができ、ノイズ減衰量自体を大きくすることができる。
【0049】
なお、前述した第1の実施形態の高周波用電子回路1では、高周波用電子回路51Aと同様に、中央の電源層4を介して対向する位置に複数のコンデンサが配置されているため、高周波用電子回路51Aと同様に、優れたノイズ除去効果を発揮する。すなわち、図1に示した高周波用電子回路1では、コンデンサ21と、コンデンサ21Bが対向配置されており、コンデンサ21A,21Cが対向配置されており、コンデンサ24A,24Cが対向配置されており、コンデンサ24B,24Dが対向配置されている。
【0050】
もっとも、複数のコンデンサを実装基板上に実装するにあたっての複数のコンデンサの配置構造は、必ずしも上述してきた実施例及び変形例に限定されるものではない。図10は、本発明の第4の実施形態に係る高周波用電子回路を示す模式的斜視図である。第4の実施形態の高周波用電子回路61では、第1の実施形態の実装基板2と同様に構成された実装基板2が用いられている。異なるところは、2個の三端子コンデンサ62,63が実装されていることにある。高周波用電子回路61では、内側に配置された三端子コンデンサ62が、第1の電源層4と第2の電源層6との間に接続されており、外側に配置されたコンデンサ63が第2の電源層6と第3の電源層8との間に接続されている。このように、実装基板2において、内側の環状ギャップにおいて1個のコンデンサ62のみを配置し、外側の環状ギャップにおいて1個のコンデンサ63のみを配置してもよい。
【0051】
この場合においても、第1の実施形態と同様に、三端子コンデンサ62,63がバイパスコンデンサとして十分に機能し、ノイズを効果的に除去することができるとともに、ICの中央付近の電源端子近くに三端子コンデンサ62が配置されることにより、電圧変動を小さくすることができる。
【0052】
【発明の効果】
本発明に係る高周波用電子回路では、実装基板の第1,第2の主面または実装基板内の第1,第2の主面と平行な面のいずれかに少なくとも1つの電源層が、第1,第2の主面または実装基板内の第1,第2の主面と平行な面のいずれかに形成されており、かつ上記電源層とは異なる面に形成されたグラウンド層とを有し、実装基板の第1または第2の主面にICなどの電子部品が実装され、第2または第1の主面にチップ型三端子コンデンサが実装されており、該チップ型三端子コンデンサが、実装基板に設けられた複数の電源層間、あるいは電源ラインと電源層との間に接続されており、かつ三端子コンデンサのグラウンド電極がグラウンド層に接続されている。従って、チップ型三端子コンデンサが、グラウンド電位と電源供給用電流路との間に接続されたバイパスコンデンサとして十分に機能する。従って、チップ型三端子コンデンサを用いて、ICなどの電子部品からの電源へのノイズの混入を確実に防止することができる。
【0053】
また、特許文献1に記載の先行技術では、ICの電源端子毎に三端子コンデンサを接続しなければならなかったのに対し、本発明では、上記実装基板に設けられた電源層と電源ラインまたは複数の電源層間に接続されるため、電子部品の電源端子の数の如何にかかわらず、所望とするノイズ除去機能を有する数のコンデンサを実装すればよいだけである。従って、三端子コンデンサの実装数を低減することができ、かつ実装作業を簡略化することができる。
【0054】
また、三端子コンデンサの実装位置についても、上記複数の電源層間または電源層と電源ライン間において適宜設定することができる。
さらに、ICなどの電子部品の電源端子が複数ある場合には、各電源端子を実装基板に設けられたビアホール電極などを用いて、上記電源層の任意の点で接続することができる。
【0055】
従って、電源端子の数の多いCPUやマイコンなどに用いられるICに対して好適な高周波用電子回路及び高周波用電子回路へのチップ型三端子コンデンサの実装構造を提供することができる。
【0056】
本発明に係る高周波用電子回路へのチップ型三端子コンデンサの実装構造において、第1の電源層の外周縁と環状のギャップを隔てて環状の第2の電源層が配置されており、チップ型三端子コンデンサの入力電極が第1の電源層または第2の電源層に、出力電極が第2の電源層または第1の電源層に電気的に接続されている場合には、該環状のギャップの周囲の任意の位置にチップ型三端子コンデンサを実装すればよいため、チップ型三端子コンデンサの実装を容易に行うことができる。
【0057】
第2の電源層の外周縁に環状のギャップを隔てて配置された第3の電源層がさらに備えられており、第2,第3の電源層に入力電極及び出力電極がそれぞれ接続されるように、第2,第3の電源層間の環状ギャップに配置された少なくとも1つのチップ型三端子コンデンサをさらに備える場合には、より多くのチップ型三端子コンデンサを用いてノイズを効果的に除去することができる。
【0058】
また、環状ギャップの周方向において、複数のチップ型三端子コンデンサが配置されている構造においては、複数のチップ型三端子コンデンサを適宜配置することにより、所望とするノイズ除去効果を得ることができる。特に、複数のチップ型三端子コンデンサが環状ギャップにおいて第1の電源層を介して対向する位置に配置されている場合には、グラウンド層と電源層との間の静電容量に基づく共振を高周波側に移動させることができ、より一層優れたノイズ除去効果を得ることができる。
【0059】
また、中央に配置されたチップ型三端子コンデンサがICなどの電子部品の中央付近に配置された電源端子に近接されるため、それによって電源電圧の変動を抑制することも可能となる。
【0060】
電源ラインと電源層との間にチップ型三端子コンデンサが挿入されている構造では、該チップ型三端子コンデンサにおいて電源ライン側へのノイズの混入を電源ラインの直近において抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る高周波用電子回路を示す模式的斜視図。
【図2】第1の実施形態の高周波用電子回路の要部を示す模式的正面断面図。
【図3】第1の実施形態で用いられるICの模式的平面図。
【図4】第1の実施形態の高周波用電子回路の実装基板及び三端子コンデンサの等価回路を示す図。
【図5】(a)及び(b)は、第1の実施形態の変形例に係る高周波用電子回路の模式的斜視図及び実装基板に内蔵されている電源層の形状を示す模式的斜視図。
【図6】本発明の第2の実施形態に係る高周波用電子回路を示す模式的斜視図。
【図7】本発明の第3の実施形態に係る高周波用電子回路を示す模式的斜視図。
【図8】第3の実施形態の高周波用電子回路の変形例を示す模式的斜視図。
【図9】第2の実施形態、第3の実施形態及び図8に示した変形例の各高周波用電子回路の中央の電源層と電源ラインとの間の挿入損失特性を示す図。
【図10】本発明の第4の実施形態に係る高周波用電子回路を示す模式的斜視図。
【図11】従来の高周波用電子回路の一例を示す部分切欠正面断面図。
【図12】従来のノイズ除去機能を有するプリント回路基板を示す模式的斜視図。
【符号の説明】
1…高周波用電子回路
2…実装基板
3…共通グラウンド層
4…第1の電源層
5…第1のグラウンド電極
6…第2の電源層
7…第2のグラウンド電極
8…第3の電源層
9…電源ライン
10…基板部分
11…グラウンド層
12…電子部品としてのIC
12a…上面
13…電源端子
14…グラウンド端子
15,17…半田バンプ
16,18…電極ランド
19,20…ビアホール電極
21…三端子コンデンサ
21a…コンデンサ本体
21b,21d…入出力電極
21c…グラウンド電極
21A〜21C,24A〜24D…三端子コンデンサ
31…高周波用電子回路
32…実装基板
33…共通グラウンド層
34…第1の電源層
36…第2の電源層
38…第3の電源層
41…高周波用電子回路
42…実装基板
43…電源層
44…グラウンド層
45…三端子コンデンサ
45a,45c…入出力電極
45b…グラウンド電極
51…高周波用電子回路
51A…高周波用電子回路
52…実装基板
53…第1の電源層
54…第1のグラウンド電極
55…第2のグラウンド電極
56,57…三端子コンデンサ
61…高周波用電子回路
62,63…三端子コンデンサ

Claims (7)

  1. 対向する第1,第2の主面を有する実装基板と、
    前記実装基板の第1,第2の主面または実装基板内の第1,第2の主面と平行な面のいずれかに形成された少なくとも1つの電源層と、
    前記実装基板の第1,第2の主面または実装基板内の第1,第2の主面と平行な面のいずれかに形成されており、かつ前記電源層とは異なる面に形成されたグラウンド層と、
    前記電源層に電気的に接続されており、前記電源層と共に電源供給用電流路を構成する電源ラインと、
    前記実装基板の第1または第2の主面に実装されており、複数の電源端子と、複数のグラウンド端子とを有し、該複数の電源端子が前記少なくとも1つの電源層に電気的に接続されており、前記複数のグラウンド端子が前記グラウンド層に電気的に接続されており、前記電源層から電力が供給される電子部品と、
    前記実装基板の第2または第1の主面に実装されており、入力電極、出力電極及びグラウンド電極を有するチップ型三端子コンデンサとを備え、該チップ型三端子コンデンサの入力電極及び出力電極が、前記電源層及び電源ラインで構成される電源供給用電流路に挿入されるように、前記電源ライン及び前記電源層、または一対の電源層に電気的に接続されており、前記グラウンド電極が前記グラウンド層に電気的に接続されており、
    前記チップ型三端子コンデンサが、グラウンド電位と電源供給用電流路との間に接続されたバイパスコンデンサとして用いられていることを特徴とする、高周波用電子回路。
  2. 対向する第1,第2の主面を有する実装基板と、
    前記実装基板の第1,第2の主面または実装基板内の第1,第2の主面と平行な面のいずれかに形成された少なくとも1つの電源層と、
    前記実装基板の第1,第2の主面または実装基板の第1,第2の主面と平行な基板内の面のいずれかに形成されており、かつ前記電源層とは異なる面に形成されたグラウンド層と、
    前記電源層に電気的に接続されており、前記電源層と共に電源供給用電流路を構成する電源ラインと、
    前記実装基板の第1または第2の主面に、複数の電源端子と、複数のグラウンド端子とを有する電子部品が実装されるように構成されており、該電子部品の複数の電源端子が前記少なくとも1つの電源層に電気的に接続されており、前記複数のグラウンド端子が前記GND層に電気的に接続されるように構成されており、
    前記実装基板の第2または第1の主面に実装されており、入力電極、出力電極及びグラウンド電極を有するチップ型三端子コンデンサをさらに備え、該チップ型三端子コンデンサの入力電極及び出力電極が、前記電源層及び電源ラインで構成される電源供給用電流路に挿入されるように、前記電源ラインと前記電源層、または一対の電源層に電気的に接続されており、前記グラウンド電極が前記グラウンド層に電気的に接続されていることを特徴とする、高周波用電子回路へのチップ型三端子コンデンサの実装構造。
  3. 第1,第2の電源層を有する複数の電源層が設けられており、第1の電源層の外周縁と環状のギャップを隔てて環状の第2の電源層が配置されており、前記チップ型三端子コンデンサの入力電極が第1の電源層または第2の電源層に、出力電極が第2の電源層または第1の電源層に電気的に接続されている、請求項2に記載の高周波用電子回路へのチップ型三端子コンデンサの実装構造。
  4. 第2の電源層の外周縁に、環状のギャップを隔てて配置された第3の電源層をさらに備え、第2,第3の電源層に入力電極及び出力電極がそれぞれ接続されるように、第2,第3の電源層間の環状ギャップに配置された少なくとも1つのチップ型三端子コンデンサをさらに備える、請求項3に記載の高周波用電子回路へのチップ型三端子コンデンサの実装構造。
  5. 前記環状ギャップの周方向において、複数のチップ型三端子コンデンサが配置されている、請求項3または4に記載の高周波用電子回路へのチップ型三端子コンデンサの実装構造。
  6. 前記複数のチップ型三端子コンデンサが環状ギャップにおいて第1の電源層を介して対向する位置に配置されている、請求項5に記載の高周波用電子回路へのチップ型三端子コンデンサの実装構造。
  7. 前記電源ラインと、前記電源層との間に前記チップ型三端子コンデンサが挿入されている、請求項2〜6のいずれかに記載の高周波用電子回路へのチップ型三端子コンデンサの実装構造。
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