JP2022549454A - キャパシタアセンブリ - Google Patents

キャパシタアセンブリ Download PDF

Info

Publication number
JP2022549454A
JP2022549454A JP2022518785A JP2022518785A JP2022549454A JP 2022549454 A JP2022549454 A JP 2022549454A JP 2022518785 A JP2022518785 A JP 2022518785A JP 2022518785 A JP2022518785 A JP 2022518785A JP 2022549454 A JP2022549454 A JP 2022549454A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
capacitor
capacitors
conductive trace
oblique angle
capacitor assembly
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022518785A
Other languages
English (en)
Inventor
ミシェル・アレクサンデル・ハーヘナール
ニレス・ヘンリキュス・フリヤセン
ルール・テン・ハーフェ
Original Assignee
プロドライヴ・テクノロジーズ・イノヴェーション・サービシーズ・ベーフェー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by プロドライヴ・テクノロジーズ・イノヴェーション・サービシーズ・ベーフェー filed Critical プロドライヴ・テクノロジーズ・イノヴェーション・サービシーズ・ベーフェー
Publication of JP2022549454A publication Critical patent/JP2022549454A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/38Multiple capacitors, i.e. structural combinations of fixed capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G2/00Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
    • H01G2/02Mountings
    • H01G2/06Mountings specially adapted for mounting on a printed-circuit support
    • H01G2/065Mountings specially adapted for mounting on a printed-circuit support for surface mounting, e.g. chip capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/40Structural combinations of fixed capacitors with other electric elements, the structure mainly consisting of a capacitor, e.g. RC combinations
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0296Conductive pattern lay-out details not covered by sub groups H05K1/02 - H05K1/0295
    • H05K1/0298Multilayer circuits
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/18Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/181Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with surface mounted components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341Surface mounted components
    • H05K3/3431Leadless components
    • H05K3/3442Leadless components having edge contacts, e.g. leadless chip capacitors, chip carriers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/018Dielectrics
    • H01G4/06Solid dielectrics
    • H01G4/08Inorganic dielectrics
    • H01G4/12Ceramic dielectrics
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/30Stacked capacitors
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09Shape and layout
    • H05K2201/09209Shape and layout details of conductors
    • H05K2201/09218Conductive traces
    • H05K2201/09227Layout details of a plurality of traces, e.g. escape layout for Ball Grid Array [BGA] mounting
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09Shape and layout
    • H05K2201/09209Shape and layout details of conductors
    • H05K2201/09218Conductive traces
    • H05K2201/09236Parallel layout
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007Types of components
    • H05K2201/10015Non-printed capacitor
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10431Details of mounted components
    • H05K2201/10507Involving several components
    • H05K2201/10522Adjacent components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10613Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
    • H05K2201/10621Components characterised by their electrical contacts
    • H05K2201/10636Leadless chip, e.g. chip capacitor or resistor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
  • Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)

Abstract

第1の導電性トレース(220)及び第2の導電性トレース(230)を含む印刷回路基板(200)、並びに、複数の表面実装キャパシタ要素(161~164)を含む第1の列のキャパシタ(151)を備えるキャパシタアセンブリ(20)。複数の表面実装キャパシタ要素の各々は、一対の外部電極(171、172)を含み、一対の一方(171)は、第1の導電性トレース(220)に取り付けられ、第1の接合部を規定し、他方(172)は、第2の接合部を規定する第2の導電性トレース(230)に取り付けられる。第1の接合部及び第2の接合部は、第1のキャパシタの長手方向軸(183)を規定する。第1の導電性トレース(220)は、第1のキャパシタの長手方向軸(183)に対して第1の斜角(α)を有する第1の電流の流れ方向(141)を有する。

Description

本発明は、印刷回路基板上に配置されたキャパシタのアセンブリ、特に表面実装キャパシタのアセンブリに関する。特に、本発明は、共振タンク(LC)回路で使用するためのキャパシタアセンブリに関する。
共振誘導電力伝達は、誘導結合された共振回路又はインダクタ及びキャパシタを含むタンク回路によって実現することができる。電気エネルギーの非接触伝達に使用されるなど、高電力が伝達される用途では、単一のキャパシタとして共同で機能する複数の表面実装キャパシタを印刷回路基板(PCB)に配置することが有益な場合がある。これらの複数のキャパシタには(大量の)電力が流れるため、キャパシタを接続する導電性トレースを流れる電流密度が均一であることが重要である。
これらの複数のキャパシタが、それぞれ電流及び/又は電圧要件の観点からスケーリングするために、PCB上に並列及び/又は直列に配置することができることが知られている(図1を参照)。そのようなキャパシタアセンブリ10は、典型的には、平行に接続され、平行に整列された表面実装キャパシタ161、162の列151、152、153、154を含む。これらの列151、152、153、154は、導電性トレース112、122、123によって直列に結合されている。キャパシタアセンブリ10は、導電性トレース112、122、123と並列に走り、電流がキャパシタアセンブリ10を通って主方向14に流れることを可能にするように配置されたソース接合部11及びシンク接合部13をさらに備える。
このような構成を使用することの1つの欠点は、キャパシタアセンブリの電流と電圧の定格が、PCBのサイズや形状などの形状因子に影響を与えることである。
本発明の目的は、上記の欠点を克服するキャパシタアセンブリを提供することである。本発明の目的は、特に形状因子及び/又は電流密度の均一性に関して、PCB設計を最適化することを可能にするキャパシタアセンブリを提供することである。本発明の目的は、困難な、例えば、不規則な幾何学的制約を有する空間にキャパシタを取り付けることを可能にするキャパシタアセンブリを提供することである。
したがって、本発明の第1の態様によれば、添付の特許請求の範囲に記載されているようなキャパシタアセンブリが提供される。
本発明の第2の態様によれば、添付の特許請求の範囲に記載されるような電気回路が提供される。本発明による電気回路は、インダクタに結合されて共振タンク回路を形成する、本明細書に記載の1つ又は複数のキャパシタアセンブリを含む。
キャパシタアセンブリは、複数の表面実装キャパシタ要素で形成され、印刷回路基板上に配置された第1の列のキャパシタを含む。表面実装キャパシタ要素の各々は、一対の外部電極を含み、それぞれのキャパシタ要素は、一対の外部電極の間に取り付けられている。一対の外部電極は、PCBの第1の導電性トレース及び第2の導電性トレースにそれぞれ取り付けられ、表面実装キャパシタ要素の各々の第1の接合部及び第2の接合部をそれぞれ規定する。第1の接合部及び第2の接合部は、第1のキャパシタの長手方向軸を規定する。キャパシタの第1の列のキャパシタ要素は、平行なキャパシタの長手方向軸を有する。
キャパシタアセンブリは、有利には、複数の表面実装キャパシタ要素から形成され、印刷回路基板上に配置された第2の列のキャパシタをさらに備える。第2の列のキャパシタの表面実装キャパシタ要素の各々は、一対の外部電極を含み、それぞれのキャパシタ要素は、一対の外部電極の間に取り付けられている。一対の外部電極は、PCBの第2の導電性トレース及び第3の導電性トレースにそれぞれ取り付けられ、第2の列のキャパシタの表面実装キャパシタ要素の各々の第3の接合部及び第4の接合部をそれぞれ規定する。第3の接合部及び第4の接合部は、第2のキャパシタの長手方向軸を規定する。したがって、第2の列のキャパシタは、第1の列のキャパシタと電気的に直列に配置される。
本発明によれば、第1の列のキャパシタは、第1の導電性トレースにおける第1の主電流経路及び第2の導電性トレースにおける第2の主電流経路の何れか又は両方に関して斜めに配置される。換言すれば、第1の導電性トレースを通る電流は、有利には、第1のキャパシタの長手方向軸に対して第1の斜角に向けられた第1の(主な)電流の流れ方向を有する。有利には、第2の導電性トレースを流れる電流は、第1のキャパシタの長手方向軸に対して第2の斜角に向けられた第2の(主な)電流の流れ方向を有する。有利には、第2の列のキャパシタ列は、第2の(主な)電流の流れの方向に対して斜めの方向に配置されている。第2の(主な)電流の流れの方向は、有利には、第2のキャパシタの長手方向軸に対して第3の斜角で方向付けられる。
第1の斜角及び第3の斜角は、有利には、等しい絶対値を有する。第1の斜角及び第3の斜角は、同じ符号(センス)又は反対の符号(センス)を有することができる。第1、第2及び第3の斜角のうちの1つ又は複数の有利な絶対値は、20°から70°であり、有利には30°から60°である。
第2の接合部及び第3の接合部は、第2の導電性トレースの両端に有利に配置される。第2の(主な)電流の流れの方向は、第2の接合部及び第3の接合部にある、対応するキャパシタ要素の外部電極間の直線として定義することができる。一般に、(主な)電流の流れの方向は、導電性トレースの両端に配置された電気接合部間で定義することができ、例えば、連続するキャパシタ列の接合部、又は一方の端にあるキャパシタアセンブリのソース接合部又はシンク接合部と、もう一方の端にあるソース接合部又はシンク接合部に面するキャパシタ列の接合部との間で定義することができる。
有利には、第1又は第2の電流の流れの方向などの(主な)電流の流れの方向は、それぞれの導電性トレースの中心線に平行であり得る。この中心線は、導電性トレースの長手方向軸に沿って伸びている。導電性トレースは、横方向に長手方向に延びる縁部を有することができ、中心線は、横方向に長手方向に延びる縁部の一方又は両方に平行にすることができる。第1及び第2の(主な)電流の流れの方向は、有利には平行である。
有利には、(主な)電流の流れの方向は、PCBの軸に平行にすることができる。PCBの軸は、PCBの縁部に平行にすることができる。
上記の概念を拡張することができ、第1の列のキャパシタ及び任意に第2の列のキャパシタと電気的に並列に、1つ又は複数の追加の列のキャパシタを同じPCB上に提供することができる。1つ又は複数の追加の列のキャパシタは、それぞれ第1及び第2の列のキャパシタと同じ方法でPCB上に有利に配置され、すなわち、1つ又は複数の追加の列のキャパシタは、キャパシタの長手方向軸、及び、第1の列のキャパシタ及び第2の列のキャパシタとそれぞれ同じ角度又は逆角度(同じ絶対値、反対の符号)で配向されたそれぞれの第1、第2及び任意に第3の導電性トレースを有する。
あるいは、又はさらに、1つ又は複数の追加の列のキャパシタを、第1の列及び第2の列のキャパシタと電気的に直列に同じPCB上に配置することができる。1つ又は複数の追加の列のキャパシタは、第1又は第2の列のキャパシタと同じ方法で配置することができ、すなわち、1つ又は複数の追加の列のキャパシタに接続された導電性トレースは、第1及び第2の斜角と同じ角度又は逆の角度に向けられたキャパシタの1つ又は複数の追加の列のキャパシタの長手方向軸に対して電流の流れの方向を持つことができる。有利には、連続する列のキャパシタを結合する導電性トレースは、平行な電流の流れ方向を有するように配置される。
有利には、第1及び第2の列のキャパシタ、並びに、1つ又は複数の追加の列のキャパシタは、電気的に直列に結合されたキャパシタ構成の繰り返しシーケンスを形成する。キャパシタ構成は、例えば、第1列のキャパシタ、第2列のキャパシタ、第1導電性トレース、第2導電性トレース及び第3導電性トレースによって形成される。複数のこのキャパシタ構成をPCB上に連続して配置し、キャパシタ構成の繰り返しシーケンスを形成することができる。例えば、シーケンスのある位置にあるキャパシタ構成の第1の導電性トレースは、シーケンスの前の位置にあるキャパシタ構成の第3の導電性トレースによって形成される。
例えば、有利にはPCBの導電性トレースを通して電流密度の均一性に大きな影響を与えることなく、異なる長さと幅の比率をもたらす幅に対する長さを交換することによってアセンブリの形状因子を変更することができるので、キャパシタの列が主電流経路に対して斜めの向きに配置されている本発明によるキャパシタアセンブリは、上記の欠点の解決策を提供する。代替的又は追加的に、それは、表面実装キャパシタのタイプを選択する際の設計自由の手段を提供し得る。
本発明の態様は、添付の図面を参照してより詳細に説明され、ここで、同じ参照番号は同じ特徴を示す。
従来技術による表面実装キャパシタの構成を表す。 一列の表面実装キャパシタ及びPCBのそれぞれの導電性トレースから形成された、本発明によるキャパシタアセンブリの第1の実施形態を表す。 本発明によるキャパシタアセンブリの実施形態を表しており、第2の列のキャパシタは、図2のキャパシタの列と直列に配置されている。 本発明によるキャパシタアセンブリの実施形態を表しており、第2の列のキャパシタは、図2のキャパシタの列と直列に配置されている。 図2のアセンブリが繰り返しパターンとして使用される、本発明によるキャパシタアセンブリのさらなる実施形態を表す。 図2の2つのアセンブリが逆平行に配置され、繰り返しパターンとして使用される、本発明によるキャパシタアセンブリの別の実施形態を表す。 図4Bのアセンブリが、並列接続されたキャパシタ列の繰り返しパターンとして使用され、図3Aのアセンブリが、ヘリンボーンパターンを得るために直列に接続されたキャパシタ列として使用される、本発明によるキャパシタアセンブリのさらに別の実施形態を表す。 共振タンク回路が本発明のキャパシタアセンブリを含む、共振タンク回路を含む電気エネルギーの誘導伝達のスキームを表す。 本発明で使用され得る表面実装キャパシタ要素の断面を表す。
図2は、複数の表面実装キャパシタを含むキャパシタアセンブリ20を示しており、そのうちの最初の4つは、161~164の番号が付けられ、これらは、並列に配置されて第1の列151のキャパシタを形成する。第1の列151のキャパシタは、一方の側でソース接合部11を形成する導電性材料のトレース220に結合され、もう一方の側でシンク接合部13を形成する導電性材料のトレース230に結合される。
キャパシタ161~164は、有利には、長方形又は実質的に長方形の平行六面体キャパシタ要素であり、PCB200に取り付けられている。各キャパシタ要素161~164は、一対の外部電極171、172の間の所定の方向に沿って交互に層状にされた誘電体層及び内部電極層を含む多層体を含む。キャパシタ要素161~164は、互いに近く又は隣接して配置され、PCB200の主表面に平行又は実質的に平行な方向に沿って配置されている。PCB200に対向する各キャパシタ要素161~164の主表面は、好ましくは、一対の短辺182及び一対の長辺181を含む長方形又は実質的に長方形の形状を有する。
図7を参照すると、多層体70は、所定の方向に沿って交互に層状になっている誘電体層71及び内部電極層72を含む。誘電体層は、好ましくは、例えば、主成分としてチタン酸バリウムを含むセラミック材料から形成される。あるいは、他の適切な高誘電率セラミック材料、例えば、CaTiO、SrTiO等を主成分とするものを誘電体層の材料として選択することができる。誘電体層は、セラミックシートの原料となるセラミック粉末の二次成分として、Mn化合物、Mg化合物、Si化合物、Co化合物、Ni化合物、希土類化合物等を含むことができる。内部電極層は、Ni、Cu、Ag、Pd、Ag-Pd合金、Auなどの金属材料から形成することができる。あるいは、他の導電性材料を内部電極層の材料として選択することができる。
誘電体層71の材料が、主成分としてチタン酸バリウムを含む前述のセラミック材料に限定されず、誘電体層の材料として別の高誘電率セラミック材料を選択することができることに留意されたい。
一対の外部電極171、172は、多層体70の両端部分の外面を覆うように、所定の方向に互いに距離を置いて設けられている。したがって、多層体70は、一対の外部電極171、172の間に挿入される。一対の外部電極は、導電性フィルムを含むことができる。一対の外部電極は、例えば、焼結金属層及びめっき層を含む層状フィルムを含むことができる。焼結金属層は、Cu、Ni、Ag、Pd、Ag-Pd合金、Auなどのペーストを焼き付けることによって形成される。めっき層は、例えば、Niめっき層と、Niめっき層を覆うSnめっき層とで構成されている。めっき層は、代わりに、Cuめっき層、Auめっき層などであり得る。さらに、一対の外部電極は、例えば、めっき層のみから形成され得る。
さらに、導電性樹脂ペーストを一対の外部電極に使用することもできる。導電性樹脂ペーストに含まれる樹脂成分は、多層体で発生する振動を吸収する効果があるため、一対の外部電極に導電性樹脂ペーストを使用することで、多層体から外部に伝わる振動を効果的に減衰させることができ、それは、ノイズを低減するのに役立つ。
一対の外部電極171、172が配置される方向は、キャパシタ要素161~164の長さ方向Lとして定義される。多層体において誘電体層と内部電極層が重なる方向を、Lに垂直な厚さ方向Tとして定義し、長さ方向Lと厚さ方向Tの両方に垂直又は実質的に垂直な方向を幅方向として定義することができる。したがって、キャパシタ要素161から164は、有利には、長さ方向Lに続く外寸が最大寸法である、長く、狭い、長方形又は実質的に長方形の平行六面体形状を有する。キャパシタの長手方向軸183は、長さ方向Lに平行な軸として定義することができる。構造上、長手方向軸183は、幅方向及び厚さ方向Tに垂直である。
再び図2を参照すると、キャパシタ要素161~164は、PCB200上に提供される導電性トレースパターンを介して電気的に並列に接続されている。したがって、キャパシタの長手方向軸183は、ソース接合部11とシンク接合部13との間に延在し、これらによって定義され得る。長手方向軸183は、キャパシタ要素161~164の長辺181に平行に延びる。
第1の電流経路141は、第1の導電性トレース220に対して定義され得、第2の電流経路142は、第2の導電性トレース230に対して定義され得る。電流経路141、142は、アセンブリ20が使用されているときに、それぞれの導電性トレースを通る電流の流れの方向を決定する。有利には、電流経路141及び142は直線であり、例えば、それぞれの導電性トレース220、230の反対側に設けられた電気接合部の間に配向されている。
本発明によれば、少なくとも第1の電流経路141、好ましくは第2の電流経路142もまた、長手方向軸183に対してそれぞれ斜角α、βで配置される。角度α、βは、有利には、それぞれ第1及び第2の電流経路141、142の(主)電流方向と、長手方向軸183と一致するキャパシタ要素161~164を通る電流方向との間の方向変化を表す。角度α及びβは、有利には等しい大きさを有し、反対の符号を有し得る。
結果として、図1に示される従来技術とは異なり、電流経路141及び142が、(主)電流経路141、142に対するキャパシタ要素161~164の傾斜した配向によって引き起こされる距離Dだけオフセットされることが理解される。さらに、1つ又は複数の角度α、βを適合させることにより、キャパシタアセンブリ20の形状係数を変更して、より短いがいくらか広いアセンブリを得ることができ、アセンブリを所望のセットアップ、例えば、共振タンク回路の所望のセットアップにより容易に組み込むことができる。
図2のパターンを1回又は複数回繰り返して、より大きなキャパシタアセンブリを得ることができる。図3Aを参照すると、第2の列251のキャパシタは、第1の列151と電気的に直列に配置されている。第2の列251は、有利には、同数のキャパシタ要素161を有し、これは、第1の列151と同じタイプであり得る。第2の列251のキャパシタ要素の外部電極171は、第2の導電性トレース230と電気接合部を形成する。第2の列251のキャパシタ要素の外部電極172は、第3の導電性トレース240とのさらなる電気接合部を形成する。
電流経路142は、第2の導電性トレース230の対向する接合部の間、すなわち、第1の列151のキャパシタ要素の外部電極172と第2の列251のキャパシタ要素の外部電極171との間の直線として定義される。第2の列251のキャパシタ要素のキャパシタ長手方向軸184は、有利には、電流経路142に対してスキュー配向を有する。電流経路142とキャパシタの長手方向軸184との間の角度γは、角度αと等しい絶対値を有することができるが、有する必要はない。同様に、導電性トレース240の電流経路143とキャパシタの長手方向軸184との間の角度δは、角度βと等しい絶対値を有することができるが、有する必要はない。図3Aの場合、角度α及びγは、角度β及びδと同様に、反対の符号を有する。そうすることにより、電流経路141と電流経路143との間のオフセットは、非常に小さく又はゼロにされるが、キャパシタアセンブリ30の形状因子は、必要に応じて適合させることができる。
図3Bは、一方では角度α及びγ、他方では角度β及びδが等しい符号を有し、場合によっては等しい大きさを有する例を示している。このようにして、キャパシタ列は、円形又は円のような構成を形成できるため、キャパシタアセンブリを電気回路に埋め込む際の設計の自由度が高まる。
図4Aを参照すると、キャパシタアセンブリ40は、複数のアセンブリ20を並置することによって得られる。キャパシタ列151は、有利には、電気的に並列に接続され、導電性トレース220は、共通のソーストレース41に接続され、導電性トレース230は、共通のシンクトレース43に接続される。キャパシタアセンブリ40内の異なるアセンブリ20のキャパシタ列151が、それぞれ同じ斜角α、βで導電性トレース220、230に対して有利に傾斜していることに留意するのが便利である。
あるいは、図4Bを参照すると、図2の2つのパターンを逆平行に配置して、互いに対して鏡面対称を形成することができる。キャパシタアセンブリ20’は、キャパシタアセンブリ20に対して鏡面対称である。そのようにして得られたキャパシタアセンブリ45は、さらに大きなアセンブリを得るために、直列結合、並列結合又は両方の組み合わせの何れかとして、複数回繰り返すことができるパターンとして使用することができる。導電性トレース220及び220’は、電気的に並列であり、同じソーストレース41によって給電され、有利には、導電的に結合されて、単一の一体型の導電性トレースを形成する。導電性トレース230及び230’は、電気的に並列であり、同じシンクトレース43に給電することができる。
図4Bの構成では、導電性トレース220’を通る主電流経路とキャパシタ要素の長手方向軸183との間のスキュー角α’、及び、スキュー角αは、反対のセンスであり、有利には等しい大きさである。角度α、α’、及びβ(及びアセンブリ20’の対応するもの)の有利な大きさは、20°から70°であり、有利には30°から60°である。
図2から図4Bのパターンは、複数のキャパシタ列151、151’を電気的に直列及び/又は並列に配置しなければならない場合、繰り返すことができる。その結果、図5に示すように、キャパシタ列のハニカム/ダイアモンド/シェブロン/ヘリンボーンパターンを含むキャパシタアセンブリ50を得ることができる。アセンブリ50のパターンは、図4Bの複数のキャパシタアセンブリ45を互いに電気的に並列に並べて第1のアレイ51を形成することによって得ることができる。次に、追加のキャパシタアセンブリ45が連続するアレイ52~54に配置され、その結果、1つのアレイの導電性トレース230が、連続するアレイの導電性トレース220に接続される。連続するアレイ51~54内のキャパシタアセンブリ45は、任意の適切な方法で配置することができる。それらは、1つのアレイから連続するアレイに同じように繰り返すことができ、それらは、千鳥状に配置することも、連続するアレイ間でミラーリングすることもできる。これにより、キャパシタレイアウトの繰り返しパターンが有利に得ることができる。あるいは、アセンブリ50のパターンは、図3Aのキャパシタ構成30のパターンを繰り返すことによって得ることができる。その場合、キャパシタ列151及び251並びに導電性トレース220~240は、鏡面対称に2つずつ配置され、結果として生じるパターンが繰り返される。図5に示すように、2つの連続するアレイを接続する導電性トレース220、220’及び230、230’は、2つのグループに並べて配置されている。並んだ導電性トレースは、有利に導電的に結合されている。
スキュー角α、βは同じである必要はなく、直列に接続されたキャパシタ列間で変化する可能性があることに注意するのが便利である。これにより、本発明によるキャパシタアセンブリが、電気回路内の利用可能なスペースにさらによく適合することができる。
上記の例のキャパシタ要素の異なる列が、同じ数の表面実装キャパシタ要素を有することができるが、有する必要がないことに注意するのが便利である。キャパシタの列にあるキャパシタ要素の数は、特に制限されておらず、一般に定格電流に依存する。キャパシタの列は、少なくとも2つ、好ましくは少なくとも4つ、又はさらに多くの表面実装キャパシタ要素を含むことができる。直列に接続された列の数は、アセンブリの定格電圧に関連する。並列に接続されている列の数は、アセンブリの定格電流に関連する。
導電性トレース220、230、及び場合によってはソース及びシンクトレース31、41及び33、43を、多層PCBの金属層としてPCB200に統合することができる。
本発明によるキャパシタアセンブリの可能な用途は、タンク回路とも呼ばれるLC回路のC構成要素としてのものである。特に、キャパシタアセンブリは、電気エネルギーの誘導伝達のために構成されたインダクタを含む共振タンク回路のキャパシタ構成要素として使用することができる。
図6を参照すると、電気エネルギーの誘導伝達のためのシステム60は、電力送信側と電力受信側とを含む。システム60が、電力の双方向伝達のために動作可能であることができることに留意することは便利であろう。送信側では、システム60は、誘導電力伝達コイル62を含む共振タンク回路61と、本発明によるキャパシタアセンブリとを備え、これは、上記のキャパシタアセンブリのいずれか1つ、例えばアセンブリ50であり得る。キャパシタアセンブリ50は、電気的に直列に(図6に示されるように)又はコイル62と並列に配置することができる。さらに、例えば、コイル62の電気回路に対称性を作り出すために、そのようなキャパシタアセンブリの2つ以上をコイル62に接続することができる。共振タンク回路61は、RF周波数電力をタンク回路61に供給するためにインバータ63に接続されている。インバータ63は、次に、電源64に接続することができる。電力受信側は、送信側の共振タンク回路61と同様であり得る共振タンク回路65を備えることができる。タンク回路65は、電力を伝達するためにコイル62に誘導結合されるように構成された誘導電力伝達コイル66を備える。タンク回路65はさらに、1つ又は複数のキャパシタアセンブリ、有利には、本発明による1つ又は複数のキャパシタアセンブリ、例えば、キャパシタアセンブリ50を備える。タンク回路65は、負荷68に整流された電力を供給するように構成された整流器67にさらに結合される。
20 キャパシタアセンブリ
30 キャパシタアセンブリ
31 キャパシタアセンブリ
40 キャパシタアセンブリ
45 キャパシタアセンブリ
50 キャパシタアセンブリ
61 電気回路
62 インダクタ
65 電気回路
66 インダクタ
141 第1の電流の流れ方向
142 第2の電流の流れ方向
151 第1の列
151’ 第3の列
161 表面実装キャパシタ要素
162 表面実装キャパシタ要素
163 表面実装キャパシタ要素
164 表面実装キャパシタ要素
171 外部電極
172 外部電極
183 第1のキャパシタの長手方向軸
184 第2のキャパシタの長手方向軸
200 印刷回路基板
220 第1の導電性トレース
220’ 第4の導電性トレース
230 第2の導電性トレース
230’ 第5の導電性トレース
240 第3の導電性トレース
251 第2の列

Claims (18)

  1. 第1の導電性トレース(220)及び第2の導電性トレース(230)を含む印刷回路基板(200)と、
    複数の表面実装キャパシタ要素(161~164)を含む第1の列(151)のキャパシタであって、前記複数の表面実装キャパシタ要素の各々が、一対の外部電極(171、172)を備える、第1の列(151)のキャパシタと、
    を備え、
    前記複数のキャパシタ要素(161~164)の各々のうち、前記一対の外部電極の一方(171)が、前記第1の導電性トレース(220)に取り付けられ、第1の接合部を規定し、前記一対の外部電極の他方(172)が、第2の導電性トレース(230)に取り付けられ、第2の接合部を規定し、
    前記第1の接合部及び前記第2の接合部が、第1のキャパシタの長手方向軸(183)を規定し、
    前記第1の導電性トレース(220)が、前記第1のキャパシタの長手方向軸(183)に対して第1の斜角(α)を有する第1の電流の流れ方向(141)を有することを特徴とする、キャパシタアセンブリ(20、30、31、40、45、50)。
  2. 前記第2の導電性トレース(230)が、前記第1のキャパシタの長手方向軸(183)に対して第2の斜角(β)を有する第2の電流の流れ方向(142)を有する、請求項1に記載のキャパシタアセンブリ。
  3. 前記第1の列(151)のキャパシタと直列に接続された第2の列(251)のキャパシタを備え、
    前記印刷回路基板(200)が、第3の導電性トレース(240)を含み、
    前記第2の列のキャパシタが、複数の表面実装キャパシタ要素(161~164)を含み、前記第2の列のキャパシタの複数の表面実装キャパシタ要素の各々が、一対の外部電極(171~172)を含み、
    前記第2の列のキャパシタの複数のキャパシタ要素の各々のうち、前記一対の外部電極の一方(171)が、前記第2の導電性トレース(230)に取り付けられ、第3の接合部を規定し、前記一対の外部電極の他方(172)が、前記第3の導電性トレース(240)に取り付けられ、第4の接合部を規定し、
    前記第3の接合部及び前記第4の接合部が、第2のキャパシタの長手方向軸(184)を規定し、
    前記第2の導電性トレース(230)が、前記第2のキャパシタの長手方向軸(184)に対して第3の斜角(γ)を有する第2の電流の流れ方向(142)を有する、請求項1又は2に記載のキャパシタアセンブリ(30、31)。
  4. 前記第1の斜角(α)と前記第3の斜角(γ)が反対の符号を有する、請求項3に記載のキャパシタアセンブリ。
  5. 前記第2の導電性トレース(230)が、前記第1のキャパシタの長手方向軸(183)に対して第2の斜角(β)を有する第2の電流の流れ方向(142)を有し、前記第3の導電性トレース(240)が、前記第2のキャパシタの長手方向軸(184)に対して第4の斜角(δ)を有する第3の電流の流れ方向(143)を有し、前記第1の斜角(α)と前記第2の斜角(β)が反対の符号を有し、前記第3の斜角(γ)と前記第4の斜角(δ)が反対の符号を有する、請求項3又は4に記載のキャパシタアセンブリ。
  6. 前記第1の斜角(α)、任意に前記第2の斜角(β)、前記第3の斜角(γ)、及び任意に前記第4の斜角(δ)が等しい絶対値を有する、請求項3から5の何れか一項に記載のキャパシタアセンブリ。
  7. 第3の列のキャパシタ(151’)を含み、
    前記印刷回路基板(200)が、第4の導電性トレース(220’)及び第5の導電性トレース(230’)を含み、
    前記第3の列のキャパシタ(151’)が、複数の表面実装キャパシタ要素(161~164)を含み、前記第3の列のキャパシタの複数の表面実装キャパシタ要素の各々が、一対の外部電極(171、172)を含み、
    前記第3の列のキャパシタの複数のキャパシタ要素の各々のうち、前記一対の外部電極の一方(171)が、前記第4の導電性トレース(220’)に取り付けられ、第5の接合部を規定し、前記対の外部電極の他方(172)が、前記第5の導電性トレース(230’)に取り付けられ、第6の接合部を規定し、
    前記第5の接合部及び前記第6の接合部が、第3のキャパシタの長手方向軸を規定し、
    前記第4の導電性トレース(220’)が、前記第3のキャパシタの長手方向軸に対して第4の斜角(α’)を有する第4の電流の流れ方向を有する、請求項1から6の何れか一項に記載のキャパシタアセンブリ(45)。
  8. 前記第3の列のキャパシタ(151’)が、前記第1の列のキャパシタ(151)と電気的に平行に配置されている、請求項7に記載のキャパシタアセンブリ。
  9. 前記第1の列(151)のキャパシタ、前記第2の列(251)のキャパシタ、前記第1の導電性トレース(220)、前記第2の導電性トレース(230)及び前記第3の導電性トレース(240)が、キャパシタ構成を形成し、前記キャパシタアセンブリが、前記印刷回路基板(200)上に電気的に並列に配置された複数の前記キャパシタ構成を含む、請求項3から6の何れか一項に記載のキャパシタアセンブリ。
  10. 前記複数のキャパシタ構成の第1の斜角(α)、任意に前記第2の斜角(β)、前記第3の斜角(γ)、及び任意に前記第4の斜角(δ)のそれぞれのものが、等しい絶対値を有する、請求項9に記載のキャパシタアセンブリ。
  11. 並置されたキャパシタ構成の前記第1の斜角(α、α’)、前記第2の斜角(β、β’)、前記第3の斜角及び前記第4の斜角のそれぞれのものが、交互の符号を有する、請求項9又は10に記載のキャパシタアセンブリ。
  12. 並置されたキャパシタ構成が、交互に導電的に結合されたそれぞれの第1(220、220’)、第2及び第3の導電性トレースを有する、請求項11に記載のキャパシタアセンブリ。
  13. 異なる列(151、151、251)のキャパシタが、同数の表面実装キャパシタを含む、請求項3から12の何れか一項に記載のキャパシタアセンブリ。
  14. 連続する列(151、152)のキャパシタを結合する導電性トレース(230)内の電流の流れ方向(142)が、前記それぞれの導電性トレースの両端に配置された接合部の対応する外部電極間の直線として規定される、請求項1から13の何れか一項に記載のキャパシタアセンブリ。
  15. 前記第1の斜角(α)、任意に前記第2の斜角(β)、任意に前記第3の斜角(γ)及び/又は任意に前記第4の斜角(α’)の絶対値が、20°から70°であり、有利には30°から60°である、請求項1から14の何れか一項に記載のキャパシタアセンブリ。
  16. 前記第1(220)、第2(230)、及び任意に前記第3(240)、第4(220’)及び第5(230’)の導電性トレースが、前記印刷回路基板(200)の1つ又は複数の層に配置されている、請求項1から15の何れか一項に記載のキャパシタアセンブリ。
  17. 電源及び請求項1から16の何れか一項に記載のキャパシタアセンブリを備える電気回路であって、前記電源から放出されるかなりの量の電力が動作中に前記キャパシタアセンブリを通って流れるように構成されるように、前記キャパシタアセンブリが前記電源に接続されている、電気回路。
  18. インダクタ(62、66)及び請求項1から16の何れか一項に記載の少なくとも1つのキャパシタアセンブリを備える電気回路(61、65)であって、前記インダクタ及び前記少なくとも1つのキャパシタアセンブリがLC回路を形成する、電気回路。
JP2022518785A 2019-09-24 2020-09-23 キャパシタアセンブリ Pending JP2022549454A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2023889A NL2023889B1 (en) 2019-09-24 2019-09-24 Capacitor assembly
NL2023889 2019-09-24
PCT/EP2020/076586 WO2021058577A1 (en) 2019-09-24 2020-09-23 Capacitor assembly

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022549454A true JP2022549454A (ja) 2022-11-25

Family

ID=68425232

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022518785A Pending JP2022549454A (ja) 2019-09-24 2020-09-23 キャパシタアセンブリ

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11968784B2 (ja)
EP (1) EP4035193B1 (ja)
JP (1) JP2022549454A (ja)
CN (1) CN114424310A (ja)
NL (1) NL2023889B1 (ja)
WO (1) WO2021058577A1 (ja)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4724147B2 (ja) * 2007-04-26 2011-07-13 レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド 積層セラミック・コンデンサおよびその実装構造
KR20150136865A (ko) * 2014-05-28 2015-12-08 삼성전기주식회사 회로기판 및 회로기판 제조방법
EP3300462B1 (en) * 2016-09-21 2019-12-11 Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Capacitor dc-link arrangement
US10826173B2 (en) * 2019-01-18 2020-11-03 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Aperture feed network with common mode rejection
US20200288570A1 (en) * 2019-03-04 2020-09-10 OSI Electronics, Inc. Circuit Board with Improved Thermal, Moisture Resistance, and Electrical Properties

Also Published As

Publication number Publication date
EP4035193B1 (en) 2023-11-01
WO2021058577A1 (en) 2021-04-01
NL2023889B1 (en) 2021-05-25
EP4035193A1 (en) 2022-08-03
US20220377899A1 (en) 2022-11-24
CN114424310A (zh) 2022-04-29
EP4035193C0 (en) 2023-11-01
US11968784B2 (en) 2024-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7999650B2 (en) Coil device
US8334746B2 (en) Electronic component
US6429763B1 (en) Apparatus and method for PCB winding planar magnetic devices
US7453344B2 (en) Multilayer coil component
US7675733B2 (en) Multilayer capacitor
US6590486B2 (en) Multilayer inductor
JP6500992B2 (ja) コイル内蔵部品
US20180254139A1 (en) Coil-incorporated component
JP2012164770A (ja) コイル内蔵基板およびそれを備えたdc−dcコンバータモジュール
US10264676B2 (en) Passive element array and printed wiring board
GB2531352A (en) Embedded magnetic component transformer device
JP2022549454A (ja) キャパシタアセンブリ
CN112740343B (zh) 平衡对称线圈
JP5686225B2 (ja) 積層基板
US10020107B1 (en) Hybrid inductor
KR101625971B1 (ko) 플렉시블 인덕터 및 그 제조방법
JP6308293B2 (ja) 高周波モジュール
WO2019053954A1 (ja) 積層コンデンサおよび回路モジュール
WO2017188063A1 (ja) コイルアレイおよびdc-dcコンバータモジュール
JP2006032769A (ja) 多層基板

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230908

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240119

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240311