JP2009141217A - 貫通コンデンサの実装構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】ESLを低下させることが可能な、基板に対する貫通コンデンサの実装構造を提供する。
【解決手段】基板10には、電源側導体層13に接続される電源側ビアホール17と、接地側導体層14に接続される接地側ビアホール18とが行方向及び列方向において交互に並んでいる。貫通コンデンサC1,C2は、直方体状をした素体2と、一対の端面2a,2bに形成された端子電極3,4と、一対の端面2c,2dに形成された接地電極5,6とを有している。貫通コンデンサC1は基板10の実装面側から見たときに、第i1行目にあって1つの接地側ビアホール18を挟んで並ぶ電源側ビアホール17a,17bの間に配置され、貫通コンデンサC2は基板10の実装面側から見たときに、第i1行目と隣り合う第i2行目にあって1つの接地側ビアホール18を挟んで並ぶ電源側ビアホール17c,17dの間に配置されている。
【選択図】図2

Description

本発明は、基板に対して貫通コンデンサを実装してなる貫通コンデンサの実装構造に関する。
従来、この種の実装構造として、例えば特許文献1記載のものが知られている。特許文献1記載の実装構造では、積層基板は電源側のグリッド端子とグランド電極側のグリッド端子とを有しており、電源側のグリッド端子とグランド電極側のグリッド端子とは行方向及び列方向に交互に並んでいる。貫通コンデンサは一つのグランド電極側のグリッド端子の上に配されており、貫通コンデンサの各端子電極は、この一つのグリッド端子の周辺にある電源側のグリッド端子に半田付けされている。
特開2007−129046号公報
特許文献1記載の実装構造では2種類のグリッド端子を交互に並べた積層基板を用いることによりESLを低く抑えているが、これ以外にも、ESLを低下可能な実装構造が望まれている。
そこで、ESLを低下させることが可能な、基板に対する貫通コンデンサの実装構造を提供することを課題とする。
本発明は、基板の実装面に第1及び第2の貫通コンデンサを実装してなる貫通コンデンサの実装構造であって、基板は、互いに絶縁された第1及び第2の導体部を内部に有する絶縁基板であり、実装面から第1の導体部まで伸びる複数の第1のビアホールと、実装面から第2の導体部まで伸びる複数の第2のビアホールと、実装面に形成され第1のビアホールに接続された第1のランド電極と、実装面に形成され第1のランド電極と絶縁された状態で第2のビアホールに接続された第2のランド電極とを備え、第1及び第2のビアホールは実装面側から見ると、行列状に配置されると共に行方向及び列方向において交互に並び、第1及び第2の貫通コンデンサは、長手方向を有する素体と、長手方向に対向する素体の2つの第1の端面に配された2つの第1の端子電極と、長手方向と直交する前素体の第2の端面に配された第2の端子電極とをそれぞれ備え、第1の貫通コンデンサは実装面側から見ると、所定の行又は列に含まれる2つの第1のビアホールの間に配置され、第1の貫通コンデンサが備える一方の第1の端子電極は当該2つの第1のビアホールの一方側に位置して第1のランド電極に接続され、第1の貫通コンデンサが備える他方の第1の端子電極は当該2つの第1のビアホールの他方側に位置して第1のランド電極に接続され、第1の貫通コンデンサが備える第2の端子電極は第2のランド電極に接続され、第2の貫通コンデンサは実装面側から見ると、所定の行又は列に対して平行な行又は列に含まれる2つの第1のビアホールの間に、第2の貫通コンデンサの一部領域が第1の貫通コンデンサの一部領域と対向するように配置され、第2の貫通コンデンサが備える一方の第1の端子電極は当該2つの第1のビアホールの一方側に位置して第1のランド電極に接続され、第2の貫通コンデンサが備える他方の第1の端子電極は当該2つの第1のビアホールの他方側に位置して第1のランド電極に接続され、第2の貫通コンデンサが備える第2の端子電極は第2のランド電極に接続されることを特徴とする。
本発明に係る実装構造によれば、積層基板には、第1の導体層につながる第1のビアホールと第2の導体層につながる第2のビアホールとが行方向及び列方向において交互に配列されている。そのため、隣り合うビアホールに互いに逆向きの電流を流すことができるので、積層基板のESLを低く抑えることができる。
第1の貫通コンデンサは所定の行又は列に含まれる2つの第1のビアホールの間に配置され、第2の貫通コンデンサは所定の行又は列と平行な行又は列に含まれる2つの第1のビアホールの間に配置される。しかも、第1の貫通コンデンサと第2の貫通コンデンサとは一部領域が互いに対向するように配置される。したがって、第1の貫通コンデンサと第2の貫通コンデンサとは実装面側から見ると、一部領域が対向しつつ略平行に並んだ状態となっている。第1の貫通コンデンサでは、第1の端子電極は第1のランド電極に接続され、第2の端子電極は第2のランド電極に接続される。第2の貫通コンデンサもまた、第1の端子電極は第1のランド電極に接続され、第2の端子電極は第2のランド電極に接続される。したがって、第1及び第2の貫通コンデンサでは共に、例えば第1の端子電極から第2の端子電極に向かって電流が流れることとなる。共に第1の端子電極から第2の端子電極に向かって電流が流れるうえに、一部領域が対向しつつ略平行に並んだ状態の第1及び第2の貫通コンデンサでは、かかる一部領域に流れる電流の向きが互いに逆となるので、電流に起因して発生する磁界が一部相殺される。その結果、貫通コンデンサのESLを低下させることができる。
このように本発明に係る実装構造では、基板だけでなく貫通コンデンサの実装位置に工夫を施すことによって、低ESLを実現可能としている。
好ましくは、第1の貫通コンデンサの素体のうち一方の第1の端面と第2の端子電極の形成部分との間の領域が、第2の貫通コンデンサの素体のうち一方の第1の端面と第2の端子電極の形成部分との間の領域に対向し、第1の貫通コンデンサの素体のうち他方の第1の端面と第2の端子電極の形成部分との間の領域が、第2の貫通コンデンサの素体のうち他方の第1の端面と第2の端子電極の形成部分との間の領域に対向しない。
この場合、第1及び第2の貫通コンデンサにおいて、電流が互いに逆向きに流れる領域同士が対向することとなる。したがって、電流に起因して発生する磁界をより効果的に相殺できるので、貫通コンデンサによるESLをいっそう低下させることができる。
好ましくは、間に第2の貫通コンデンサが配置される2つの第1のビアホールを含む行又は列は、所定の行又は列と隣り合う。
この場合、第1の貫通コンデンサと第2の貫通コンデンサとの距離がより近くなるため、電流に起因して発生する磁界をより確実に相殺することができる。したがって、貫通コンデンサのESLをより確実に低下させることができる。
本発明は、基板の実装面に第1及び第2の貫通コンデンサを実装してなる貫通コンデンサの実装構造であって、第1及び第2の貫通コンデンサは略平行且つ一部領域が互いに対向するように配置され、第1の貫通コンデンサの一部領域と第2の貫通コンデンサの一部領域とでは、電流が逆向きに流れることを特徴とする。
本発明によれば、略平行に並ぶ第1及び第2の貫通コンデンサは一部領域が互いに対向しており、当該一部領域に流れる電流の向きは第1の貫通コンデンサと第2の貫通コンデンサとで逆となる。よって第1及び第2の貫通コンデンサでは、電流に起因して発生する磁界が一部相殺される。その結果、第1及び第2の貫通コンデンサのESLを低下させることができ、ESLの低い実装構造を実現できる。
本発明によれば、ESLを低下させることが可能な、基板に対する貫通コンデンサの実装構造を提供することができる。
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
図1(a)は貫通コンデンサの斜視図であり、図1(b)は貫通コンデンサの上面図である。図2は第1の実施形態に係る貫通コンデンサの実装構造を示す上面図である。図3は図2のIII−III線での断面図である。なお図2では、図面を見易くするために、貫通コンデンサと基板との半田付け部分について記載を省略している。
貫通コンデンサ(第1の貫通コンデンサ)C1及び貫通コンデンサ(第2の貫通コンデンサ)C2は3端子貫通コンデンサと呼ばれるものであって、図1(a)に示されるように、直方体状をした素体2と、2つの端子電極(第1の端子電極)3,4と、2つの接地電極(第2の端子電極)5,6とを備えてそれぞれ構成されている。
2つの端子電極3,4は、素体2における長手方向に対向する一対の端面(第1の端面)2a,2bを覆うようにそれぞれ形成されている。端子電極(一方の第1の端子電極)3は端面2aに形成され、端子電極(他方の第1の端子電極)4は端面2bに形成されている。端子電極3,4は多層化されており、素体2に接する内側の層には、例えばCu、Ni、Ag−Pdなどが用いられ、外側の層には、例えばNi−Snなどのめっきが施されている。
2つの接地電極5,6は、素体2において、端面2a,2bと直交する一対の端面(第2の端面)2c,2dの略中央部分にそれぞれ形成され、互いに対向している。接地電極5は端面2c側に形成され、接地電極6は端面2d側に形成されている。接地電極5,6は、端子電極3,4と同様の材料によって多層化されている。また、接地電極5,6は、素体2の表面において、端子電極3,4とは電気的に絶縁されている。
図1(b)に矢印で示されるように、貫通コンデンサC1,C2では、端子電極3,4から接地電極5,6に向かって電流が流れる。
基板10は絶縁基板であって、図3に示されるように、第1の絶縁体層11と、第2の絶縁体層12と、電源側導体層(第1の導体部)13と、接地側導体層(第2の導体部)14とが積層されている。これらの層は、貫通コンデンサC1,C2が実装される実装面から、第1の絶縁体層11、接地側導体層14、第2の絶縁体層12、電源側導体層13の順で積層されている。
基板10は、電源側ビアホール(第1のビアホール)17と接地側ビアホール(第2のビアホール)18とを備えている。電源側ビアホール17は、実装面から第1及び第2の絶縁体層11,12を貫通して電源側導体層13まで伸びている。接地側ビアホール18は、実装面から第1の絶縁体層11を貫通して接地側導体層14まで伸びている。
図2に示されるように、基板10を実装面側から見ると、電源側ビアホール17及び接地側ビアホール18は行列状に形成されている。電源側ビアホール17及び接地側ビアホール18は、行方向および列方向のいずれにおいても交互に並んでいる。電源側ビアホール17とこれに隣り合う接地側ビアホール18との間の距離は、貫通コンデンサC1,C2の長手方向の長さの略半分である。したがって、一つの接地側ビアホール18を挟んで並ぶ電源側ビアホール17,17間の距離は、貫通コンデンサC1,C2の長手方向の長さと略同一となる。
基板10は、電源側ランド電極(第1のランド電極)15及び接地側ランド電極(第2のランド電極)16を更に備えている。電源側ランド電極15及び接地側ランド電極16は、基板10の実装面に位置している。
より具体的には、電源側ランド電極15は、電源側ビアホール17の開口を囲むように第1の絶縁体層11の主面上に形成されている。電源側ランド電極15は島状に複数存在し、一つの電源側ランド電極15は一つの電源側ビアホール17と対応している。各電源側ランド電極15は、対応する電源側ビアホール17を介して電源側導体層13に接続される。
接地側ランド電極16は、接地側ビアホール18の開口を囲むように第1の絶縁体層11の主面上に形成されている。より具体的には、接地側ランド電極16は第1の絶縁体層11の主面にのうち、電源側ランド電極15の形成領域を除いた部分を覆っている。島状の電源側ランド電極15と接地側ランド電極16との間には間隙が設けられ、この間隙から第1の絶縁体層11が露出している。これにより、電源側ランド電極15と接地側ランド電極16とは絶縁された状態となっている。接地側ランド電極16は、複数の接地側ビアホール18を介して接地側導体層14に接続される。
電源側ランド電極15及び接地側ランド電極16が形成された基板10の実装面に、先述した貫通コンデンサC1,C2が搭載される。貫通コンデンサC1は実装面側から見ると、所定の行に含まれる2つの電源側ビアホール17の間に配置されている。より具体的には、貫通コンデンサC1は実装面側から見ると、第i1行目に属し1つの接地側ビアホール18を挟んで並ぶ電源側ビアホール17a,17bの間に配置されている。貫通コンデンサC1の端子電極3は電源側ビアホール17b側に位置しており、電源側ビアホール17bに対応した電源側ランド電極15に半田付けされる。貫通コンデンサC1の端子電極4は電源側ビアホール17a側に位置しており、電源側ビアホール17aに対応した電源側ランド電極15に半田付けされる。貫通コンデンサC1の接地電極5,6は、直下にある接地側ランド電極16に半田付けされる。これにより、貫通コンデンサC1の端子電極3は電源側ランド電極15と電源側ビアホール17bとを介して電源側導体層13に電気的に接続され、貫通コンデンサC1の端子電極4は電源側ランド電極15と電源側ビアホール17aとを介して電源側導体層13に電気的に接続され、貫通コンデンサC1の接地電極5,6は接地側ランド電極16といずれかの接地側ビアホール18とを介して接地側導体層14に電気的に接続されることとなる。なお図示されていないが、貫通コンデンサC1の下には1つの接地側ビアホール18が位置している。
貫通コンデンサC2は実装面側から見ると、第i1行と隣り合う第i2行に含まれる2つの電源側ビアホール17の間に配置されている。より具体的には、貫通コンデンサC1は実装面側から見ると、第i2行目に属し1つの接地側ビアホール18を挟んで並ぶ電源側ビアホール17c,17dの間に配置されている。電源側ビアホール17cは、電源側ビアホール17a,17bと斜め方向に隣り合うものであって、電源側ビアホール17a,17bの間に位置する接地側ビアホール18と同じ列に属している。電源側ビアホール17dは、電源側ビアホール17bと斜め方向に隣り合っている。貫通コンデンサC2の端子電極3は電源側ビアホール17d側に位置しており、電源側ビアホール17dに対応した電源側ランド電極15に半田付けされる。貫通コンデンサC2の端子電極4は電源側ビアホール17c側に位置しており、電源側ビアホール17cに対応した電源側ランド電極15に半田付けされる。貫通コンデンサC2の接地電極5,6は、直下にある接地側ランド電極16に半田付けされる。これにより、貫通コンデンサC2の端子電極3は電源側ランド電極15と電源側ビアホール17dとを介して電源側導体層13に電気的に接続され、貫通コンデンサC2の端子電極4は電源側ランド電極15と電源側ビアホール17cとを介して電源側導体層13に電気的に接続され、貫通コンデンサC2の接地電極5,6は電源側ランド電極15といずれかの接地側ビアホール18とを介して接地側導体層14に電気的に接続されることとなる。なお図示されていないが、貫通コンデンサC1の下には1つの接地側ビアホール18が位置している。
上述のように実装された貫通コンデンサC1,C2は、一部領域が互いに対向することになる。より具体的には、貫通コンデンサC1の素体2のうち端子電極3と接地電極5,6との間にある領域と、貫通コンデンサC2の素体2のうち端子電極4と接地電極5,6との間にある領域とが対向する。一方で、貫通コンデンサC1の素体2のうち端子電極4と接地電極5,6との間にある領域と、貫通コンデンサC2の素体2のうち端子電極3と接地電極5,6との間にある領域とは対向しない。すなわち、貫通コンデンサC1,C2は、貫通コンデンサC1の端子電極3と接地電極5,6との間にある領域と、貫通コンデンサC2の端子電極4と接地電極5,6との間にある領域とが互いに対向しつつ略平行となるように配置されている。
このような構成を有する本実施形態の実装構造によれば、貫通コンデンサC1,C2が実装される基板10には、電源側導体層13につながる電源側ビアホール17と接地側導体層14につながる接地側ビアホール18とが行方向及び列方向において交互に配列されている。互いに逆向きに電流が流れる電源側ビアホール17と接地側ビアホール18とが隣り合うこととなるので、基板10のESLを低く抑えることができる。
貫通コンデンサC1,C2は、略平行かつ、貫通コンデンサC1の端子電極3と接地電極5,6との間にある領域と、貫通コンデンサC2の端子電極4と接地電極5,6との間にある領域とが互いに対向するように配置されている。貫通コンデンサC1,C2では、端子電極3から接地電極5,6に向かって電流が流れる。貫通コンデンサC1の端子電極3は電源側ビアホール17b側に位置するため、貫通コンデンサC1における端子電極3と接地電極5,6との間の領域では、電源側ビアホール17bから電源側ビアホール17aに向かう方向に電流が流れる。貫通コンデンサC2の端子電極4は電源側ビアホール17c側に位置するため、貫通コンデンサC2における端子電極4と接地電極5,6との間の領域では、電源側ビアホール17cから電源側ビアホール17dに向かう方向に電流が流れる。したがって、貫通コンデンサC1,C2では、貫通コンデンサC1の端子電極3と接地電極5,6との間にある領域と、貫通コンデンサC2の端子電極4と接地電極5,6との間にある領域とにおいて、電流が互いに逆向きに流れることとなる。これによって、電流に起因して発生する磁界が一部相殺されるため、貫通コンデンサC1,C2のESLが低くなる。
したがって本実施形態に係る実装構造によれば、基板10だけでなく貫通コンデンサC1,C2のESLをも低くできるので、実装構造の更なる低ESL化を実現することが可能となる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨が逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、上記実施形態では、貫通コンデンサC1は第i1行目にあって1つの接地側ビアホール18を挟んで並ぶ電源側ビアホール17a,17bの間に配置され、貫通コンデンサC2は第i1行と隣り合う第i2行目にあって1つの接地側ビアホール18を挟んで並ぶ電源側ビアホール17c,17dの間に配置されるとした。これを、貫通コンデンサC1は第k1列目にあって1つの接地側ビアホール18を挟んで並ぶ電源側ビアホール17,17の間に配置され、貫通コンデンサC2は第k1列と隣り合う第k2列目にあって1つの接地側ビアホール18を挟んで並ぶ電源側ビアホール17,17の間に配置されるとしてもよい。すなわち、行方向ではなく、列方向に並ぶ電源側ビアホール17,17の間に貫通コンデンサC1,C2を配するとしてもよい。
また、電源側ビアホール17a,17bが属する行と、電源側ビアホール17c,17dが属する行とは隣り合うとしたが、隣り合っていなくてもよい。ただし、隣り合うとしたほうが、貫通コンデンサC1と貫通コンデンサC2との距離がより近くなるため、電流に起因して発生する磁界をより確実に相殺することができ、貫通コンデンサによるESLをより確実に低下させることが可能となる。
また、貫通コンデンサC1,C2は、貫通コンデンサC1の端子電極3と接地電極5,6との間にある領域と、貫通コンデンサC2の端子電極4と接地電極5,6との間にある領域とが互いに対向するように配置されているとしたが、これに限られない。例えば、貫通コンデンサC1,C2は、より狭い領域(例えば貫通コンデンサC1の端子電極3付近の領域と貫通コンデンサC2の端子電極4付近の領域のみ)が互いに対向するように配置されているとしても、より広い領域(例えば貫通コンデンサC1の端子電極4付近を除く領域と貫通コンデンサC2の端子電極3付近を除く領域)が互いに対向するように配置されているとしてもよい。これらの場合にも、貫通コンデンサC1,C2では、少なくとも一部において電流が互いに逆向きに流れることとなり、電流に起因して発生する磁界が一部相殺されてESLが低くなる。ただし、電流に起因して発生する磁界をより効果的に相殺するという観点からすれば、本実施形態のように、貫通コンデンサC1の端子電極3と接地電極5,6との間にある領域と、貫通コンデンサC2の端子電極4と接地電極5,6との間にある領域が互いに対向しているとすることが好ましい。
第1の実施形態に係る貫通コンデンサの斜視図である。 第1の実施形態に係る貫通コンデンサの上面図である。 図2のIII−III線での断面図である。
符号の説明
2…素体、2a,2b…端面(第1の端面)、2c,2d…端面(第2の端面)、3,4…端子電極(第1の端子電極)、5,6…接地電極(第2の端子電極)、10…基板、11,12…絶縁体層、13…電源側導体層(第1の導体部)、14…接地側導体層(第2の導体部)、15…電源側ランド電極(第1のランド電極)、16…接地側ランド電極(第2のランド電極)、17,17a,17b,17c,17d…電源側ビアホール(第1のビアホール)、18…接地側ビアホール(第2のビアホール)、C1…貫通コンデンサ(第1の貫通コンデンサ)、C2…貫通コンデンサ(第2の貫通コンデンサ)。

Claims (4)

  1. 基板の実装面に第1及び第2の貫通コンデンサを実装してなる貫通コンデンサの実装構造であって、
    前記基板は、互いに絶縁された第1及び第2の導体部を内部に有する絶縁基板であり、前記実装面から前記第1の導体部まで伸びる複数の第1のビアホールと、前記実装面から前記第2の導体部まで伸びる複数の第2のビアホールと、前記実装面に形成され前記第1のビアホールに接続された第1のランド電極と、前記実装面に形成され前記第1のランド電極と絶縁された状態で前記第2のビアホールに接続された第2のランド電極とを備え、前記第1及び第2のビアホールは前記実装面側から見ると、行列状に配置されると共に行方向及び列方向において交互に並び、
    前記第1及び第2の貫通コンデンサは、長手方向を有する素体と、前記長手方向に対向する前記素体の2つの第1の端面に配された2つの第1の端子電極と、前記長手方向と直交する前素体の第2の端面に配された第2の端子電極とをそれぞれ備え、
    前記第1の貫通コンデンサは前記実装面側から見ると、所定の行又は列に含まれる2つの前記第1のビアホールの間に配置され、前記第1の貫通コンデンサが備える一方の前記第1の端子電極は当該2つの第1のビアホールの一方側に位置して前記第1のランド電極に接続され、前記第1の貫通コンデンサが備える他方の前記第1の端子電極は当該2つの第1のビアホールの他方側に位置して前記第1のランド電極に接続され、前記第1の貫通コンデンサが備える前記第2の端子電極は前記第2のランド電極に接続され、
    前記第2の貫通コンデンサは前記実装面側から見ると、前記所定の行又は列に対して平行な行又は列に含まれる2つの前記第1のビアホールの間に、前記第2の貫通コンデンサの一部領域が前記第1の貫通コンデンサの一部領域と対向するように配置され、前記第2の貫通コンデンサが備える一方の前記第1の端子電極は当該2つの第1のビアホールの一方側に位置して前記第1のランド電極に接続され、前記第2の貫通コンデンサが備える他方の前記第1の端子電極は当該2つの第1のビアホールの他方側に位置して前記第1のランド電極に接続され、前記第2の貫通コンデンサが備える前記第2の端子電極は前記第2のランド電極に接続されることを特徴とする貫通コンデンサの実装構造。
  2. 前記第1の貫通コンデンサの前記素体のうち一方の前記第1の端面と前記第2の端子電極の形成部分との間の領域が、前記第2の貫通コンデンサの前記素体のうち一方の前記第1の端面と前記第2の端子電極の形成部分との間の領域に対向し、
    前記第1の貫通コンデンサの前記素体のうち他方の前記第1の端面と前記第2の端子電極の形成部分との間の領域が、前記第2の貫通コンデンサの前記素体のうち他方の前記第1の端面と前記第2の端子電極の形成部分との間の領域に対向しないことを特徴とする請求項1記載の貫通コンデンサの実装構造。
  3. 間に前記第2の貫通コンデンサが配置される2つの前記第1のビアホールを含む行又は列は、前記所定の行又は列と隣り合うことを特徴とする請求項1又は2記載の貫通コンデンサの実装構造。
  4. 基板の実装面に第1及び第2の貫通コンデンサを実装してなる貫通コンデンサの実装構造であって、
    前記第1及び第2の貫通コンデンサは略平行且つ一部領域が互いに対向するように配置され、前記第1の貫通コンデンサの前記一部領域と前記第2の貫通コンデンサの前記一部領域とでは、電流が逆向きに流れることを特徴とする貫通コンデンサの実装構造。
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