JP3116782B2 - Circuit board with inductive cancellation capacitor - Google Patents

Circuit board with inductive cancellation capacitor

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JP3116782B2
JP3116782B2 JP07239521A JP23952195A JP3116782B2 JP 3116782 B2 JP3116782 B2 JP 3116782B2 JP 07239521 A JP07239521 A JP 07239521A JP 23952195 A JP23952195 A JP 23952195A JP 3116782 B2 JP3116782 B2 JP 3116782B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は実効インダクタンス成分
を低減したコンデンサ、およびその実装構造を提供し、
特に電子部品を実装する回路基板やLSIの電源ノイズ
低減のための技術にかかわり、回路基盤やLSIに搭載
する電源ノイズ低減用コンデンサ(以下パスコンと呼
ぶ)の実効インピーダンスを小さくすることにより、パ
スコンの周波数特性を改善する誘導相殺コンデンサ搭載
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention provides a capacitor having a reduced effective inductance component and a mounting structure thereof.
In particular, in connection with technology for reducing power supply noise on circuit boards and LSIs on which electronic components are mounted, the effective impedance of power supply noise reduction capacitors (hereinafter referred to as decaps) mounted on circuit boards and LSIs is reduced, thereby reducing The present invention relates to a device equipped with an induction canceling capacitor for improving frequency characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】本発明の関連従来技術として、パスコン
の技術を中心に述べると、パスコンにはリード付きの挿
入タイプ、またはリードレスの表面実装タイプが用いら
れている。パスコンは電源ノイズの吸収を目的として基
板に搭載される。図9にパスコンを基板に搭載した図
を、図10にパスコンの等価回路を示す。従来の実装方
法では「実践ノイズ逓減技法」(Henry W. O
tt著 出口 博一訳 ジャテック出版)の311頁か
ら313頁に記載されているように、パスコンは、図1
0に示すようにコンデンサ12に直列にインダクタンス
11が存在する等価回路で示される。
2. Description of the Related Art As the prior art related to the present invention, focusing on the technology of decaps, an insertion type with leads or a leadless surface mount type is used for decaps. The decap is mounted on a board for the purpose of absorbing power supply noise. FIG. 9 shows a diagram in which a decap is mounted on a substrate, and FIG. 10 shows an equivalent circuit of the decap. In the conventional mounting method, a “practical noise reduction technique” (Henry W.O.
As described on pages 311 to 313 of J.T.
It is shown by an equivalent circuit in which the inductance 11 exists in series with the capacitor 12 as shown in FIG.

【0003】従って、パスコンのインピーダンス特性は
図11に示す純粋なコンデンサの周波数特性に比較し
て、図12に示すように高周波において高くなる。図1
2の低い周波数領域Aは等価回路図10の容量12が支
配的で、逆に高周波領域Bではインダクタンス11が支
配的といえる。領域Aと領域Bの境界の周波数は、イン
ダクタンス11の値をL、容量12の値をCとすると、
等価回路図10の直列共振周波数fr=1/2π√LC
となる。この式から、パスコンの周波数特性を改善する
には、Cを小さくするか、Lを小さくするかの二通りの
方法が考えられる。
Accordingly, the impedance characteristic of a decap is higher at a high frequency as shown in FIG. 12 than the frequency characteristic of a pure capacitor shown in FIG. FIG.
It can be said that the capacitance 12 in the equivalent circuit diagram 10 is dominant in the low frequency region A of 2 and the inductance 11 is dominant in the high frequency region B. Assuming that the value of the inductance 11 is L and the value of the capacitance 12 is C, the frequency at the boundary between the region A and the region B is as follows.
Series resonance frequency fr = 1 / 2π√LC in equivalent circuit diagram 10
Becomes From this equation, there are two ways to improve the frequency characteristics of the decap by reducing C or L.

【0004】Cを小さくする場合、frを2倍にするに
はCを4分の1にしなければならない。このため、Cを
小さくすると個々のコンデンサの周波数特性は改善され
るが、供給すべき電流に対してコンデンサの総容量が小
さくなる。このためパスコンのCを小さくした場合、パ
スコンの個数を増やすか、別個に容量の大きなパスコン
を並列に接続する必要があり、基板全体の部品点数が増
える。
When C is reduced, C must be reduced to 1/4 in order to double fr. For this reason, when C is reduced, the frequency characteristics of the individual capacitors are improved, but the total capacitance of the capacitors with respect to the current to be supplied is reduced. For this reason, when C of the decap is reduced, it is necessary to increase the number of decaps or separately connect decaps having a large capacity in parallel, which increases the number of components of the entire board.

【0005】これに対して、Lを小さくする場合、パス
コンの総容量を減らさずにパスコンの周波数特性を改善
できる。つまり、部品点数を増やさずにパスコンの周波
数特性を改善するにはパスコンのLを小さくするほうが
有利である。
On the other hand, when L is reduced, the frequency characteristics of the decap can be improved without reducing the total capacity of the decap. That is, in order to improve the frequency characteristics of the bypass capacitor without increasing the number of components, it is advantageous to reduce L of the bypass capacitor.

【0006】Lを小さくする方法には2通りある。一つ
は電流を必要とする部品とパスコンの距離を短くし、電
流の流れる経路の長さを短くする方法であり、もう一つ
の方法は電流によって生じる磁束を打ち消す方法であ
る。前者では個々の部品の形状を小さくしたり、部品間
隔を狭くすることが一般的である。
There are two ways to reduce L. One is a method of shortening the distance between a component requiring a current and a decap, and the length of a path through which a current flows, and the other is a method of canceling a magnetic flux generated by the current. In the former case, it is common to reduce the shape of each component or to reduce the interval between components.

【0007】特にパスコンにおけるLは部品のリードと
搭載パッドの引き出し線が大部分であるので、リードレ
スの表面実装タイプを使用したり、搭載パッドを短くし
たり、搭載パッドの中にスルーホールを設ける方法が考
案されている。また、特開平2−202049号公報に
示されるように、パスコンをLSIのパッケージの内部
に搭載したりするものもある。
In particular, since L in decaps is mostly composed of component leads and lead lines of mounting pads, a leadless surface mount type is used, the mounting pads are shortened, and through holes are formed in the mounting pads. A method of providing it has been devised. In addition, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-202049, there is a type in which a bypass capacitor is mounted inside an LSI package.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】最近のディジタル機器
や通信機器の動作周波数は益々高まり、ICやLSI等
の部品の動作時に流れる電流の周波数が高くなったた
め、これらの部品と電源やアースとの間の配線長を短く
するため多層基板(Mnlti-layer PCB(Printed Circuit B
oard),Multi-layer PWC(Printed Wired Board)等)の構
造をとり、電源層(power supply layer)やグラウンド層
(ground layer)と部品間をスルーホールで結合すること
が多用されている。しかし、このようにしてリードレス
部品や搭載パッドの引き出しリードを極力短くしてイン
ダクタンスを小さくしても、尚パスコンのインピーダン
スが充分に小さくならず、電源ノイズが増大したり、更
には電源ノイズに起因して基板より放射する電磁妨害波
が増大するようになった。そして電源ノイズを低減する
ために、個々の容量を小さくしパスコンの周波数特性を
改善するとともに、数を増やさざるを得なくなった。こ
のため、回路基板に占めるパスコンの面積が大きくな
り、回路基板の実装効率が低下してきた。
The operating frequency of recent digital equipment and communication equipment has been increasing, and the frequency of current flowing during the operation of components such as ICs and LSIs has been increasing. In order to shorten the wiring length between them, a multilayer board (Mnlti-layer PCB (Printed Circuit B
oard), Multi-layer PWC (Printed Wired Board) etc., power supply layer and ground layer
(ground layer) and parts are often connected by through holes. However, even if the leadless lead of the leadless component or mounting pad is made as short as possible and the inductance is reduced in this way, the impedance of the decap does not become sufficiently small, and the power supply noise increases, and furthermore, the power supply noise is reduced. As a result, electromagnetic interference emitted from the substrate has increased. In order to reduce the power supply noise, the individual capacitors were reduced to improve the frequency characteristics of the decaps, and the number had to be increased. For this reason, the area of the bypass capacitor occupying the circuit board has increased, and the mounting efficiency of the circuit board has been reduced.

【0009】本発明の目的はこのような問題を解決して
実効インダクタンス成分を低減したコンデンサおよびコ
ンデンサの実装構造を提供することにある。さらにま
た、このようなコンデンサまたはコンデンサの実装によ
ってパスコンの実効インダクタンスを小さくし、容量を
小さくせずに、パスコンの周波数特性を改善する実装方
法を利用した回路基板やLSIパッケージを提供するこ
とにある。
An object of the present invention is to provide a capacitor and a mounting structure of the capacitor in which the effective inductance component is reduced by solving such a problem. It is still another object of the present invention to provide a circuit board or an LSI package using a mounting method that improves the frequency characteristics of the decap by reducing the effective inductance of the decap by reducing the effective inductance of the decap by mounting such a capacitor or the capacitor. .

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のコンデンサを搭載した装置は、コンデンサ
と、該コンデンサに流れる電流を供給する導体と、該コ
ンデンサおよび導体のうちの少くも1部と近接して設け
た電流経路とを有し、該電流経路に流れる電流が上記コ
ンデンサおよび導体に流れる電流と逆相になるよう流す
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an apparatus equipped with a capacitor according to the present invention comprises a capacitor, a conductor for supplying a current flowing through the capacitor, and at least one of the capacitor and the conductor. And a current path provided in close proximity to the portion, wherein the current flowing in the current path flows in the opposite phase to the current flowing in the capacitor and the conductor.

【0011】電源ノイズ低減用コンデンサを搭載した回
路基板の場合は、前記電源ノイズ低減用コンデンサの近
傍に該電源ノイズ低減用コンデンサと逆相の電流を流す
手段を設けた。
In the case of a circuit board on which a power supply noise reducing capacitor is mounted, a means is provided near the power supply noise reducing capacitor for flowing a current having a phase opposite to that of the power supply noise reducing capacitor.

【0012】逆相の電流を流す手段を実現する方式syst
emとしては、コンデンサに近接して導体を配置すること
により、コンデンサに流れる電流によって近接導体に誘
起電流を生じさせる方式、電流の往路と復路を隣接させ
る方式、同じコンデンサを逆向きに搭載する方式等が挙
げられる。
A system for realizing a means for flowing a current of opposite phase syst
As em, a method in which a conductor is placed close to a capacitor to generate an induced current in a nearby conductor by the current flowing in the capacitor, a method in which the forward and return paths of the current are adjacent, and a method in which the same capacitor is mounted in the opposite direction And the like.

【0013】[0013]

【作用】このような構成により、本発明は以下のような
機能作用を有する。
With such a configuration, the present invention has the following functions and functions.

【0014】本発明では磁束を打ち消すことにより、イ
ンダクタンスを小さくする方法を採用した。図13、図
14に本発明の原理を示す。図13に示すように電流i
が流れるとその周りに磁束Φが生じる。iが時間的に変
化する場合、このiの時間的変化di/dtによってd
Φ/dtが生じる。このdΦ/dtによってiを打ち消
す逆向きの起電力Vが生じる。このとき、インダクタン
スLはV=Ldi/dtで定義される。
The present invention employs a method of reducing inductance by canceling out magnetic flux. 13 and 14 illustrate the principle of the present invention. As shown in FIG.
, A magnetic flux Φ is generated around it. When i changes with time, d changes with the time change di / dt of i.
Φ / dt occurs. This dΦ / dt generates an electromotive force V in the opposite direction to cancel i. At this time, the inductance L is defined by V = Ldi / dt.

【0015】これに対して、図14のように電流i1に
近接して電流i2=−i1を流すと、i2によって生じる
Φ2によって、i1とi2の近傍ではΦ1+Φ2=0なの
で、dΦ/dt=d(Φ1+Φ2)/dt=0となり、逆
起電力Vを生じない。
On the other hand, when a current i2 = -i1 flows close to the current i1 as shown in FIG. 14, Φ1 + Φ2 = 0 near i1 and i2 due to Φ2 generated by i2, so that dΦ / dt = d (Φ1 + Φ2) / dt = 0, and no back electromotive force V is generated.

【0016】実際には、i1とi2の間ではΦは打ち消さ
ないため、V=0にはならないが、i1のみ流れる場合
より逆起電力Vは小さくなる。したがって、コンデンサ
に近接して逆向きの電流を流すことにより、コンデンサ
の見掛け上のL、実効インダクタンスを小さくできる。
Actually, since Φ is not canceled between i1 and i2, V does not become zero, but the back electromotive force V becomes smaller than when only i1 flows. Therefore, by flowing a reverse current close to the capacitor, the apparent L and effective inductance of the capacitor can be reduced.

【0017】本発明によれば、パスコンの数を増やすこ
となく回路基板の電源ノイズを低減できる。
According to the present invention, power supply noise of the circuit board can be reduced without increasing the number of decaps.

【0018】[0018]

【実施例】以下電源ノイズを低減するコンデンサおよび
その実装構造に適用した実施例を中心に具体的に図面を
用いて詳細に説明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment applied to a capacitor for reducing power supply noise and its mounting structure.

【0019】図1は本発明の第1の実施例を示す図であ
り、図2はその横断面図である。
FIG. 1 is a view showing a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross sectional view thereof.

【0020】図1,2において、1は基板6に実装され
た電源ノイズ低減用のコンデンサ、2は基板6に設けら
れるコンデンサ1を搭載するための搭載パッド、3は基
板6に設けられる導電性の引出線、4は基板6に設けら
れたスルーホールである。
In FIGS. 1 and 2, reference numeral 1 denotes a power supply noise reduction capacitor mounted on the substrate 6, 2 denotes a mounting pad for mounting the capacitor 1 provided on the substrate 6, and 3 denotes a conductive pad provided on the substrate 6. 4 are through holes provided in the substrate 6.

【0021】本例では、コンデンサ1はリードレスの表
面実装タイプのコンデンサを用いているが、リード付き
の挿入タイプのコンデンサであっても問題はない。
In this embodiment, the capacitor 1 is a leadless surface mount type capacitor, but there is no problem even if it is an insertion type capacitor with leads.

【0022】表面実装タイプのコンデンサ1は搭載パッ
ド2に半田で接続してある。コンデンサ1の一方の電極
は図1及び図2(a)に示すように搭載パッド2、引出
線3、スルーホール4aを介して電源層7と接続させ、
他方の電極は同様に搭載パッド2、引出線3、スルーホ
ール4bを介してグランド層8と接続させる。以下説明
の都合上コンデンサ1と搭載パッド2と引出線3とスル
ーホール4をパスコン構成部と呼ぶことにする。
The surface mount type capacitor 1 is connected to the mounting pad 2 by soldering. One electrode of the capacitor 1 is connected to the power supply layer 7 through the mounting pad 2, the lead 3, and the through hole 4a as shown in FIGS. 1 and 2 (a).
Similarly, the other electrode is connected to the ground layer 8 via the mounting pad 2, the lead 3, and the through hole 4b. For convenience of description, the capacitor 1, the mounting pad 2, the lead wire 3, and the through hole 4 will be referred to as a decap component.

【0023】このパスコン構成部のすぐ横に配線5をパ
スコン構成部と平行して配線する。図1及び図2(b)
に示すように配線5はスルーホール4bを介して両端を
グランド層7に接続する。このとき、配線5の長さはパ
スコン構成部のスルーホール4aとスルーホール4bの
間隔dと同じ長さとするか極端に差のないようにするこ
とが望ましい。間隔dによりパスコン構成部の自己イン
ダクタンスが決まる。間隔dがあまり大きいとインダク
タンスが大きくなりすぎるので、5mm位を最大とする
べきである。配線5には、パスコン構成部に電流が流れ
ることによりパスコン構成部に流れる電流と逆向きの電
流が誘起される。
The wiring 5 is wired immediately next to the decap component and in parallel with the decap component. 1 and 2 (b)
As shown in FIG. 7, both ends of the wiring 5 are connected to the ground layer 7 through the through holes 4b. At this time, it is desirable that the length of the wiring 5 be the same as the distance d between the through hole 4a and the through hole 4b of the decap unit, or that the length be extremely small. The distance d determines the self-inductance of the decap component. If the distance d is too large, the inductance becomes too large, so the maximum should be about 5 mm. The current flowing through the decoupling component is induced in the wiring 5 in a direction opposite to the current flowing through the decoupling component.

【0024】配線5の太さはパスコン構成部の引出線3
と同程度の太さが望ましく、更に太い場合でも引出線3
の2〜4倍程度の太さである必要がある。配線5のイン
ピーダンスをパスコン構成部のインピーダンスとあわせ
ることが重要であり、そのパスコン構成部のインピーダ
ンスは引出線3によって決まるためである。そして配線
5の太さを制限するのは、配線5があまりに太いと配線
とグランド層との結合が強まりすぎてパスコンの周波数
特性の改善効果が得られなくなるためである。
The thickness of the wiring 5 is determined by the length of the lead 3
It is desirable that the thickness is approximately the same as
It is necessary to have a thickness of about 2 to 4 times. It is important to match the impedance of the wiring 5 with the impedance of the decap component, and the impedance of the decap component is determined by the lead 3. The reason why the thickness of the wiring 5 is limited is that if the wiring 5 is too thick, the coupling between the wiring and the ground layer becomes too strong, and the effect of improving the frequency characteristics of the decap cannot be obtained.

【0025】配線5はパスコン構成部になるべく近い位
置に付設するのが望ましい。基板の配線の基準等で最小
導体間隔が規定されているのでその最小導体間隔で規定
される距離であることが望まれる。0.15mm程度で
あることが多い。それより離れた場合でも効果はある
が、100MHz(メガヘルツ)程度の周波数の場合ク
ロストーク係数の計算の結果から0.3mm程度までが
望ましい。更に高い周波数を考慮しなければならない場
合、この値は周波数に反比例して小さくしなければなら
ない。
The wiring 5 is desirably provided as close as possible to the decoupling component. Since the minimum conductor spacing is defined by the wiring standard of the board, it is desirable that the distance be defined by the minimum conductor spacing. It is often about 0.15 mm. Even if the distance is longer than that, the effect is obtained. However, in the case of a frequency of about 100 MHz (megahertz), it is desirable to be about 0.3 mm from the calculation result of the crosstalk coefficient. If higher frequencies have to be considered, this value must be reduced in inverse proportion to the frequency.

【0026】本実施例によれば、パスコンに流れる電流
の逆相の電流を流すのに新たに部品を追加する必要がな
く、基板のパターン設計のみでパスコンの周波数特性の
改善を図ることができる。なお、配線5の両端をグラン
ド層7ではなく電源層8に接続しても同様の効果が得ら
れる。
According to this embodiment, it is not necessary to add a new component to flow a current in the opposite phase to the current flowing through the decap, and the frequency characteristic of the decap can be improved only by designing the pattern of the substrate. . Note that the same effect can be obtained by connecting both ends of the wiring 5 to the power supply layer 8 instead of the ground layer 7.

【0027】次に図3を用いて本発明の第2の実施例を
説明する。図3において、図1と同じものには同じ番号
を付している。スルーホール4のうちスルーホール4a
は電源層7と接続するスルーホールを、スルーホール4
bはグランド層8と接続するスルーホールを示している
(図4以降において同じ)。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. Through-hole 4a of through-hole 4
Indicates a through hole connected to the power supply layer 7 and a through hole 4
b indicates a through hole connected to the ground layer 8 (the same applies to FIG. 4 and subsequent figures).

【0028】図3に示すように本実施例では、パスコン
構造部の一方の引出線3をコンデンサ1の側方にコンデ
ンサ1と平行になるように配線し、他方のスルーホール
4aのすぐ横にスルーホール4bを設け内層に接続す
る。本実施例ではグランド層8と接続するスルーホール
4b側の引出線3を前述の構成としたが、電源層7に接
続するスルーホール4a側の引出線3の方を前述の構成
としてもよい。本実施例によれば、コンデンサ1に流れ
る電流の逆相の電流を流すのに新たに部品を追加する必
要がなく、基板のパターン設計のみでパスコンの周波数
特性の改善が図れる。図1に示す第1の実施例と比較し
て、スルーホールの数が少なく、配線効率を下げること
がないという効果もある。
As shown in FIG. 3, in this embodiment, one of the lead-out lines 3 of the decap capacitor structure is wired to the side of the capacitor 1 so as to be parallel to the capacitor 1, and the lead-out line 3 is placed immediately next to the other through hole 4a. A through hole 4b is provided and connected to the inner layer. In the present embodiment, the lead wire 3 on the through hole 4b side connected to the ground layer 8 has the above-described configuration. However, the lead wire 3 on the through hole 4a side connected to the power supply layer 7 may have the above configuration. According to the present embodiment, it is not necessary to add a new component to flow a current having the opposite phase to the current flowing through the capacitor 1, and the frequency characteristic of the decap can be improved only by the pattern design of the substrate. Compared with the first embodiment shown in FIG. 1, there is an effect that the number of through holes is small and the wiring efficiency is not reduced.

【0029】図4は本発明の第3の実施例を示す図であ
る。本例においては引出線3を搭載パッド2からコンデ
ンサ1に対して横方向に引き出して、2つの引出線3を
近接して配線し、それぞれスルーホール4a,4bと接
続したものである。本例によれば、引出線3を流れる電
流は逆相の電流対9(図4中に矢印で示す)となる。本
実施例によれば、パスコンに流れる電流の逆相の電流を
流すのに新たに部品を追加する必要がなく、基板のパタ
ーン設計のみでパスコンの周波数特性改善が図れる。コ
ンデンサ部分を流れる電流を打ち消す電流がないため、
第1の実施例や第2の実施例に比較して周波数特性改善
の効果は劣るが、実装面積は小さくすることができ、基
板の実装効率を向上できる。
FIG. 4 is a diagram showing a third embodiment of the present invention. In this example, the lead wire 3 is drawn out of the mounting pad 2 in the lateral direction with respect to the capacitor 1, two lead wires 3 are arranged close to each other, and connected to the through holes 4a and 4b, respectively. According to the present example, the current flowing through the lead wire 3 is a current pair 9 of opposite phase (indicated by an arrow in FIG. 4). According to this embodiment, it is not necessary to add a new component to flow a current having a phase opposite to that of the current flowing through the decap, and the frequency characteristic of the decap can be improved only by designing the pattern of the substrate. Since there is no current to cancel the current flowing through the capacitor part,
Although the effect of improving the frequency characteristics is inferior to those of the first and second embodiments, the mounting area can be reduced, and the mounting efficiency of the substrate can be improved.

【0030】図5は本発明の第4の実施例を示す。この
実施例では図1に示す第1の実施例の配線5に代り、同
じパスコンを平行に実装する。互いに対角の位置にある
スルーホール4aは電源層に接続し、残る2個のスルー
ホール4bはグランド層に接続する。これにより、この
二つのコンデンサ1は平行で電気的には逆向きに実装さ
れることになる。コンデンサのサイズが数mm以下であ
れば、周波数が1GHz以下の電源ノイズの波長に比較
して充分小さいので、二つのコンデンサを流れる電流は
位相が同じで流れる向きが逆になり、お互いの磁束を打
ち消しあう効果を生じる。
FIG. 5 shows a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, the same decaps are mounted in parallel instead of the wiring 5 of the first embodiment shown in FIG. The through holes 4a at diagonal positions are connected to the power supply layer, and the remaining two through holes 4b are connected to the ground layer. As a result, the two capacitors 1 are mounted in parallel and electrically opposite directions. If the size of the capacitor is several mm or less, the current flowing through the two capacitors will have the same phase and the direction of the current will be reversed because the frequency is sufficiently small compared to the wavelength of the power supply noise of 1 GHz or less. This produces a canceling effect.

【0031】次に図6、図7、図8を用いて本発明の第
5の実施例を説明する。図6は本実施例で用いるコンデ
ンサを示す図、図8は図6に示すコンデンサを搭載した
基板を示す図、図7は本実施例で用いるコンデンサの他
の例を示す図である。図6、図7に示すコンデンサを複
合コンデンサと呼ぶこととする。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a diagram showing a capacitor used in the present embodiment, FIG. 8 is a diagram showing a substrate on which the capacitor shown in FIG. 6 is mounted, and FIG. 7 is a diagram showing another example of the capacitor used in the present embodiment. The capacitors shown in FIGS. 6 and 7 are called composite capacitors.

【0032】まず、図6に示す複合コンデンサを説明す
る。通常のコンデンサは絶縁体(誘電体)の両端に電極
を接続する構造となっている。複合コンデンサは、絶縁
体(誘電体)10bの両端に電極10aを取り付けてコ
ンデンサを形成し、このコンデンサを分離用の絶縁体1
0cを挟んで接合する。絶縁体10bはセラミック等の
誘電率の高い材料を用いる。絶縁体10cの誘電率は絶
縁体10bに比較して充分低い値とし、絶縁体10cを
通して高周波電流が流れないようにしている。
First, the composite capacitor shown in FIG. 6 will be described. Ordinary capacitors have a structure in which electrodes are connected to both ends of an insulator (dielectric). The composite capacitor is formed by attaching electrodes 10a to both ends of an insulator (dielectric) 10b to form a capacitor.
0c is bonded. As the insulator 10b, a material having a high dielectric constant such as ceramic is used. The dielectric constant of the insulator 10c is set to a value sufficiently lower than that of the insulator 10b so that a high-frequency current does not flow through the insulator 10c.

【0033】3個以上の複合コンデンサを接合する場合
にも2個の場合と同様に絶縁体10cを各々のコンデン
サの間に挟んで接合する。また、絶縁体10bにタンタ
ルのような極性を有する絶縁体を用いる場合、絶縁体1
0bの極性が交互に反転するように配置して接合する。
この複合コンデンサにより、2以上のコンデンサを接合
して一部品とし、それぞれのコンデンサの電極10a間
に高周波電圧を印加した場合でも、電流の流れる経路は
絶縁体10bの中に制限することができ、他方のコンデ
ンサには流れない。
When three or more composite capacitors are joined, the insulator 10c is sandwiched between the capacitors as in the case of two. When an insulator having a polarity such as tantalum is used for the insulator 10b, the insulator 1
It is arranged and joined so that the polarity of 0b is alternately inverted.
With this composite capacitor, even when two or more capacitors are joined into one component and a high-frequency voltage is applied between the electrodes 10a of each capacitor, the path of current flow can be limited within the insulator 10b. It does not flow to the other capacitor.

【0034】次に図7に示す他の複合コンデンサの例を
説明する。図6に示す複合コンデンサが2つのコンデン
サを横に並べて接合しているのに対して、本例ではコン
デンサを上下に重ねて接合することを特徴としている。
本例ではクランク型の形状をした絶縁体10bに電極1
0aを取り付け1つのコンデンサを形成する。このコン
デンサと左右逆の形状のコンデンサを作成し、それぞれ
のコンデンサを絶縁体10cを挟んで接合し、1つの部
品としての複合コンデンサとする。この複合コンデンサ
は、コンデンサを流れる主な電流は、コンデンサの中心
部分を流れる。従って、本例によれば、図6に示す複合
コンデンサに比べ、各々のコンデンサを流れる電流間の
距離を近くすることができる。また、実装面積の割りに
各コンデンサに逆相に流れる電流の距離を長くとること
ができる。これに対して図6に示す複合コンデンサは形
状が単純で形成が容易である。
Next, an example of another composite capacitor shown in FIG. 7 will be described. While the composite capacitor shown in FIG. 6 has two capacitors arranged side by side and joined, the present embodiment is characterized in that the capacitors are overlapped and joined up and down.
In this example, the electrode 1 is provided on an insulator 10b having a crank shape.
0a to form one capacitor. A capacitor having a shape opposite to that of this capacitor is formed, and the capacitors are joined together with an insulator 10c interposed therebetween to form a composite capacitor as one component. In this composite capacitor, the main current flowing through the capacitor flows through the central portion of the capacitor. Therefore, according to this example, the distance between the currents flowing through the respective capacitors can be made shorter than in the composite capacitor shown in FIG. Further, the distance of the current flowing in the opposite phase to each capacitor can be made longer than the mounting area. On the other hand, the composite capacitor shown in FIG. 6 has a simple shape and is easy to form.

【0035】複合コンデンサの場合、個別のコンデンサ
に比較して、コンデンサどうしの間隔が狭くでき、逆相
になる電流が重なり合う距離が長く(結合が強く)なる
という効果が得られる。
In the case of a composite capacitor, the effect is obtained that the distance between the capacitors can be made narrower and the current overlapping in opposite phase becomes longer (coupling becomes stronger) as compared with individual capacitors.

【0036】図8は図6に示す複合コンデンサをが基板
に実装された状態を示す図である。10は複合コンデン
サ、2は接続パッド、3は引出線、4a,4bはスルー
ホールである。対角の位置にある二つの接続パッド2は
引出線3とスルーホール4aを介して基板内層の電源層
7に接続され、残る対角の位置にある二つの接続パッド
2は引出線3とスルーホール4bを介して基板内層のグ
ランド層8に接続する。複合コンデンサ10は複合コン
デンサを構成する個々のコンデンサの両端に電源とグラ
ンドが接続されるように搭載する。これにより、複合コ
ンデンサ10を形成する個々のコンデンサには交互に逆
向きに電圧が印加される。
FIG. 8 is a view showing a state where the composite capacitor shown in FIG. 6 is mounted on a substrate. 10 is a composite capacitor, 2 is a connection pad, 3 is a lead wire, and 4a and 4b are through holes. The two connection pads 2 at the diagonal positions are connected to the power supply layer 7 in the substrate via the lead 3 and the through hole 4a, and the two connection pads 2 at the remaining diagonal positions are connected to the lead 3 and the through-hole. It is connected to the ground layer 8 in the substrate through the hole 4b. The composite capacitor 10 is mounted such that a power supply and a ground are connected to both ends of each capacitor constituting the composite capacitor. Thus, voltages are alternately applied to the individual capacitors forming the composite capacitor 10 in opposite directions.

【0037】図16と図17に基板に他の部品とともに
パスコンを搭載した図を示す。
FIGS. 16 and 17 show diagrams in which a bypass capacitor is mounted on a substrate together with other components.

【0038】図1に示すように、IC14の電源ピ
ン、GNDピン(グランドピン)と本発明によるパスコ
ン構成部13aで形成する電流ループ16の面積が最小
になるように、IC14の極近傍に本発明によるパスコ
ン構成部13bを実現するのが望ましい。LSI15の
電源ピン、GNDピンと本発明によるパスコン構成部1
3bで形成する電流ループの面積が最小になるように、
LSI15の極近傍に本発明によるパスコン構成部13
bを実現する。 基板両面に部品を搭載する場合は、I
C14やLSI15の真裏に実装し、電源電流のループ
面積を最小になるようにする。
As shown in FIG. 17 , the power supply pin and the GND pin (ground pin) of the IC 14 and the current loop 16 formed by the decap component 13a according to the present invention are minimized so that the area of the current loop 16 is minimized. It is desirable to realize the decap unit 13b according to the present invention. Power supply pin and GND pin of LSI 15 and decapsulation unit 1 according to the present invention
3b so that the area of the current loop formed by 3b is minimized.
The decapsulation unit 13 according to the present invention is located very close to the LSI 15.
b is realized. When mounting components on both sides of the board, use I
It is mounted directly behind the C14 or the LSI 15 so as to minimize the loop area of the power supply current.

【0039】また、図1に示すように、IC14やL
SI15の搭載位置より離れていても広く基板が空いて
いる場所や基板の端に本発明によるパスコン構成部13
cを実現したり、外部の基板とのインタフェースとなる
ケーブル/コネクタの近くに本発明のパスコン構成部1
3dを実現するようにすれば、基板全体に生じる電源ノ
イズを低減したり、電源ノイズがケーブルに伝わること
を抑止でき、電磁妨害波を低減できる。
Further, as shown in FIG. 1 6, IC 14 and L
Even if it is far from the mounting position of the SI 15, the decoupling component 13 according to the present invention is provided in a place where the board is widely vacant or at an end of the board.
c of the present invention near the cable / connector for realizing the interface c and interfacing with an external board.
By realizing 3d, power supply noise generated on the entire board can be reduced, power supply noise can be suppressed from being transmitted to the cable, and electromagnetic interference can be reduced.

【0040】図18は本発明の実装構造をLSIパッケ
ージに利用した場合の見取り図であるが上記回路基板の
場合と同様である。
FIG. 18 is a perspective view in the case where the mounting structure of the present invention is used for an LSI package, and is similar to the case of the circuit board.

【0041】LSiチップ22は基板19上に搭載さ
れ、ワイヤーボンディング21で基板19の配線と接続
されている。配線は基板端まで引き出され、外部接続用
リード20と接続されている。電源ノイズ低減用コンデ
ンサは基板19上に、できるかぎりLSiチップ22の
近くに搭載する。図18はハイブリッドICを例として
いるが、多層構造をもったPGA(Pin Grid Array)や
BGA(Pin Ball Array)などのLSiパッケージ内部に
も同様に電源ノイズ低減用コンデンサを搭載し、電源ノ
イズを低減することができる。
The LSi chip 22 is mounted on the substrate 19 and connected to the wiring on the substrate 19 by wire bonding 21. The wiring is drawn out to the end of the substrate and connected to the external connection lead 20. The power supply noise reduction capacitor is mounted on the substrate 19 as close to the LSi chip 22 as possible. FIG. 18 shows a hybrid IC as an example, but a power supply noise reduction capacitor is similarly mounted inside an LSi package such as a PGA (Pin Grid Array) or BGA (Pin Ball Array) having a multilayer structure to reduce power supply noise. Can be reduced.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上、電源ノイズを低減する場合につい
て詳述したが、本発明の適用対象は既述のようにコンデ
ンサの実効インダクタンス成分を低減する必要のあるコ
ンデンサ搭載装置全般に適用出来るものであることはい
うまでもない。
As described above, the case where the power supply noise is reduced has been described in detail. However, the present invention can be applied to any capacitor mounting apparatus which needs to reduce the effective inductance component of the capacitor as described above. Needless to say, there is.

【0043】上述のパスコンの場合も、電源ノイズ低減
用コンデンサ(パスコン)の周波数特性を改善すること
ができ、電源ノイズを低減することができるので電源ノ
イズに起因して生じる回路誤動作や電磁妨害波を、パ
コンの個数を増やすことなく低減することができる等の
効果がある。
Also in the case of the above-mentioned decap, the frequency characteristics of the power-supply-noise reducing capacitor (pass-con) can be improved and the power-supply noise can be reduced, so that a circuit malfunction or electromagnetic interference caused by the power-supply noise can be achieved. and the effect of such can be reduced without increasing the number of paths <br/> Con.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例の横断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of the first embodiment of the present invention.

【図3】第2の実施例を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment.

【図4】第3の実施例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a third embodiment.

【図5】第4の実施例を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a fourth embodiment.

【図6】複合パスコンの1例を示す図。FIG. 6 is a diagram showing an example of a composite bypass capacitor.

【図7】複合パスコンの他の例を示す図。FIG. 7 is a diagram showing another example of a composite decapacitor.

【図8】第5の実施例を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a fifth embodiment.

【図9】従来のパスコンを示す図。FIG. 9 is a diagram showing a conventional decap.

【図10】パスコンの等価回路を示す図。FIG. 10 is a diagram showing an equivalent circuit of a bypass capacitor.

【図11】純粋なコンデンサの周波数特性を示す図。FIG. 11 is a diagram showing frequency characteristics of a pure capacitor.

【図12】パスコンの周波数特性を示す図。FIG. 12 is a diagram illustrating frequency characteristics of decaps.

【図13】電流の周りに生じる磁束を示す図。FIG. 13 is a diagram showing a magnetic flux generated around a current.

【図14】逆向きの電流の周りに生じる磁束を示す図。FIG. 14 is a diagram showing a magnetic flux generated around a reverse current.

【図15】第1の実施例における電流の流れを示す図。FIG. 15 is a diagram showing a current flow in the first embodiment.

【図16】基板に搭載される他の部品との関係を示す
図。
FIG. 16 is a diagram showing a relationship with other components mounted on a substrate.

【図17】基板に搭載される他の部品との関係を示す他
の図。
FIG. 17 is another view showing the relationship with other components mounted on the board.

【図18】本発明を適用したLSIパッケージの拡大見
取り図。
FIG. 18 is an enlarged plan view of an LSI package to which the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…コンデンサ,2…接続パッド,3…引き出し線,4
a,4b…スルーホール,5…配線,6…基板,7…電
源層,8…グランド層,9…逆相の電流対,10…複合
コンデンサ,10a…電極,10b…絶縁体(コンデン
サを形成、高誘電率),10c…絶縁体(コンデンサの
分離用、低誘電率),11…インダクタンス,12…容
量,13a〜d…本発明によるパスコン,14…IC,
15…LSI,16…電流ループ,17…コネクタ,1
8…ケーブル。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Capacitor, 2 ... Connection pad, 3 ... Lead wire, 4
a, 4b: through hole, 5: wiring, 6: substrate, 7: power layer, 8: ground layer, 9: current pair of opposite phase, 10: composite capacitor, 10a: electrode, 10b: insulator (forming capacitor) , High dielectric constant), 10c ... insulator (for separating capacitors, low dielectric constant), 11 ... inductance, 12 ... capacitance, 13a-d ... decaps according to the present invention, 14 ... IC,
15 LSI, 16 current loop, 17 connector, 1
8. Cable.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−61610(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05K 9/00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-6-61610 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H05K 9/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】(1) 集積回路を搭載する回路基板において、In a circuit board on which an integrated circuit is mounted, 電源ノイズ低減用に前記回路基板上に実装されるコンデA capacitor mounted on the circuit board to reduce power supply noise
ンサーと、And 該コンデンサの近傍に設けられ、前記コンデンサーに流It is provided in the vicinity of the condenser, and flows to the condenser.
れる電流と逆相の電流を流すための前記コンデンサと平And the capacitor for flowing a current having a phase opposite to that of the
行に配設され両端をグランドまたは電源層と接続した導Conductors connected to the ground or power layer at both ends
体とを備えたことを特徴とする回路基板。A circuit board comprising a body.
【請求項2】(2) 前記導体の長さは前記コンデンサーが実装The length of the conductor is mounted by the capacitor
される2つのスルーホール間の距離と略同等の距離で前At a distance approximately equal to the distance between the two through holes
記グランドまたは電源層と接続する請求項1の回路基2. The circuit board according to claim 1, wherein the circuit board is connected to a ground or a power supply layer.
板。Board.
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