JP3680673B2 - Multilayer capacitors, wiring boards, decoupling circuits, and high-frequency circuits - Google Patents

Multilayer capacitors, wiring boards, decoupling circuits, and high-frequency circuits Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、積層コンデンサ、配線基板、デカップリング回路および高周波回路に関するもので、特に、高周波回路において有利に適用され得る積層コンデンサ、ならびに、この積層コンデンサを用いて構成される、配線基板、デカップリング回路および高周波回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来からある最も典型的な積層コンデンサは、たとえばセラミック誘電体からなり、積層される複数の誘電体層、ならびに複数のコンデンサユニットを形成するように特定の誘電体層を介して互いに対向しながら誘電体層の積層方向に交互に配置される複数対の第1および第2の内部電極を有する、コンデンサ本体を備えている。コンデンサ本体の第1および第2の端面には、それぞれ、第1および第2の外部端子電極が形成される。第1の内部電極は、コンデンサ本体の第1の端面上にまで延び、ここで第1の外部端子電極に電気的に接続され、また、第2の内部電極は、第2の端面上にまで延び、ここで第2の外部端子電極に電気的に接続される。
【0003】
この積層コンデンサにおいて、たとえば第2の外部端子電極から第1の外部端子電極へと流れる電流は、第2の外部端子電極から第2の内部電極へと流れ、この第2の内部電極から誘電体層を通って第1の内部電極に至り、次いで、この第1の内部電極内を通って第1の外部端子電極へと至る。
【0004】
コンデンサの等価回路は、コンデンサの容量をC、等価直列インダクタンス(ESL)をL、等価直列抵抗(ESR)と呼ばれる主に電極の抵抗をRとしたとき、直列にCLRが接続された回路で表わされる。
【0005】
この等価回路では、共振周波数(f0 )は、f0 =1/〔2π×(L×C)1/2 〕となり、共振周波数より高い周波数では、コンデンサとして機能しなくなる。言い換えると、LすなわちESL値が小さければ、共振周波数(f0 )は高くなり、より高周波で使用できることになる。なお、内部電極に銅を用いてESRを小さくすることなども考えられているが、マイクロ波領域で使うためには低ESL化が図られたコンデンサが必要となる。
【0006】
また、ワークステーションやパーソナルコンピュータ等のマイクロプロセッシングユニット(MPU)のMPUチップ(ベアチップ)に電源を供給する電源回路に接続されるデカップリングコンデンサとして用いられるコンデンサにおいても、低ESL化が求められている。
【0007】
図5は、上述したMPU1および電源部2に関する接続構成の一例を図解的に示すブロック図である。
【0008】
図5を参照して、MPU1は、MPUチップ3およびメモリ4を備える。電源部2は、MPUチップ3に電源を供給するためのもので、電源部2からMPUチップ3に至る電源回路には、デカップリングコンデンサ5が接続されている。また、MPUチップ3からメモリ4側には、信号回路が構成されている。
【0009】
上述したようなMPU1に関連して用いられるデカップリングコンデンサ5の場合でも、通常のデカップリングコンデンサと同様、ノイズ吸収や電源の変動に対する平滑化のために用いられるが、さらに、最近では、MPUチップ3において、その動作周波数が500MHzを超えて1GHzにまで達するものが計画されており、このようなMPUチップ3に関連して高速動作が要求される用途にあっては、クイックパワーサプライとしての機能(立ち上がり時等の電力が急に必要な時に、コンデンサに充電された電気量から数ナノ秒の間に電力を供給する機能)が必要である。
【0010】
より具体的に説明すると、あるMPUチップ(動作クロック周波数約500MHz)3では、DC約2.0Vが供給され、消費電力は約24W、すなわち12A位の電流が流れる設計になっている。その消費電力の低減化のために、MPU1が動作していない時はスリープモードとして、消費電力を1W以下にまで落とす仕様が採用されている。スリープモードからアクティブモードへの変換時、MPUチップ3には、その動作数クロックのうちにアクティブモードに必要な電力が供給される必要がある。動作周波数500MHzでは、スリープモードからアクティブモードへの変換時において、4〜7ナノ秒という時間の間に電力を供給する必要がある。
【0011】
しかし、上述の電力を供給することは、電源部2からでは間に合わないため、電源部2から電源を供給するまでの時間、MPUチップ3近傍に置くデカップリングコンデンサ5に充電されている電荷を放電することによってMPUチップ3に電源を供給することが行なわれる。
【0012】
このため、MPU1におけるデカップリングコンデンサ5にあっても、インダクタンス成分ができるだけ低いことが必要となってきており、このようにインダクタンス値の低いコンデンサの実現が望まれている。
【0013】
上述したような背景の下、低ESL化を図り得る積層コンデンサの構造が、たとえば、特開平11−204372号公報等において提案されている。
【0014】
上述の低ESL化は、主として、積層コンデンサにおいて流れる電流によって誘起される磁界の相殺によるもので、このような磁界の相殺が生じるようにするため、積層コンデンサにおいて流れる電流の方向を多様化することが行なわれている。そして、この電流の方向の多様化のため、コンデンサ本体の外表面上に形成される外部端子電極の数を増やすことによって、これに電気的に接続されるように引き出される内部電極の引き出し部分の数を増やすとともに、内部電極を流れる電流についての電流長を短くすることが行なわれている。
【0015】
図6には、前述した特開平11−204372号公報に記載された積層コンデンサ11が概略的に示されているとともに、このような積層コンデンサ11をデカップリングコンデンサとして用いているMPU12の断面構造が概略的に示されている。
【0016】
図6を参照して、積層コンデンサ11は、積層される複数の誘電体層13を含むコンデンサ本体14を備えている。このコンデンサ本体14の内部には、特定の誘電体層13を介して互いに対向する少なくとも1対の第1および第2の内部電極15および16が設けられる。
【0017】
また、コンデンサ本体14の、内部電極15および16と平行に延びる第1の主面17上には、第1および第2の外部端子電極18および19の双方が設けられている。第1の主面17に対向する第2の主面20上には、何らの外部端子電極も設けられていない。
【0018】
コンデンサ本体14の内部には、さらに、第2の内部電極16に対して電気的に絶縁された状態で第1の内部電極15と第1の外部端子電極18とを電気的に接続するように特定の誘電体層13を貫通する第1の貫通導体21、および第1の内部電極15に対して電気的に絶縁された状態で第2の内部電極16と第2の外部端子電極19とを電気的に接続するように特定の誘電体層13を貫通する第2の貫通導体22がそれぞれ設けられている。
【0019】
上述した第1および第2の貫通導体21および22は、それぞれ、複数設けられ、第1および第2の貫通導体21および22のそれぞれに個々に対応して、第1および第2の外部端子電極18および19もそれぞれ複数設けられている。
【0020】
このような積層コンデンサ11によれば、内部電極15および16を流れる電流について、電流長を短くできるとともに、種々の方向へ向けることができるので、内部電極15および16を流れる電流によって誘起される磁界を互いに相殺し、その結果、低ESL化を図ることができる。
【0021】
他方、MPU12は、下面側にキャビティ23が設けられた多層構造の配線基板24を備えている。配線基板24の上面には、MPUチップ25が表面実装されている。また、配線基板24のキャビティ23内には、デカップリングコンデンサとして機能する上述の積層コンデンサ11が収容されている。さらに、配線基板24は、マザーボード26上に表面実装されている。
【0022】
配線基板24の表面および内部には、概略的に図示されるように、MPU12において必要な配線導体が形成されていて、これら配線導体によって、図5に示すような接続が達成される。
【0023】
代表的なものについて説明すると、配線基板24の内部には、電源用ホット側電極27およびグラウンド電極28が形成されている。
【0024】
電源用ホット側電極27は、電源用ホット側ビアホール導体29を介して、積層コンデンサ11の第1の外部端子電極18に電気的に接続され、電源用ホット側ビアホール導体30を介して、MPUチップ25の特定の端子31に電気的に接続され、さらに、電源用ホット側ビアホール導体32を介して、マザーボード26に接続されるべきホット側導電ランド33に電気的に接続されている。
【0025】
また、グラウンド電極28は、グラウンド用ビアホール導体34を介して、積層コンデンサ11の第2の外部端子電極19に電気的に接続され、グラウンド用ビアホール導体35を介して、MPUチップ25の特定の端子36に電気的に接続され、さらに、グラウンド用ビアホール導体37を介して、マザーボード26に接続されるべきグラウンド側導電ランド38に電気的に接続されている。
【0026】
なお、図6において、図5に示したメモリ4に相当するメモリの図示は省略されている。
【0027】
【発明が解決しようとする課題】
積層コンデンサ11は、図6に示すように、第1および第2の外部端子電極18および19の双方をコンデンサ本体14の第1の主面17上に位置させている。そのため、たとえばグラウンド電位を有する配線導体に着目すると、積層コンデンサ11の第2の外部端子電極19は、配線基板24内において、グラウンド用ビアホール導体34、グラウンド電極28およびグラウンド用ビアホール導体37を経由してからグラウンド用導電ランド38に接続されることになる。
【0028】
したがって、これらグラウンド用ビアホール導体34および37ならびにグラウンド電極28によって与えられるグラウンドラインが比較的長くなり、このようなグラウンドラインに関連して発生するインダクタンス成分が大きくなり、低ESL化が図られた積層コンデンサ11を用いた効果が減殺されてしまう。また、比較的長いグラウンドラインは、インピーダンスの増加も招く。
【0029】
また、上述したようなグラウンドラインの引き回しは、配線基板24内での配線を複雑にしてしまうという問題もある。
【0030】
そこで、この発明の目的は、上述のような問題を解決し得る、積層コンデンサ、ならびにこのような積層コンデンサを用いて構成される、配線基板、デカップリング回路および高周波回路を提供しようとすることである。
【0031】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る積層コンデンサは、マイクロプロセッシングユニットに備えるMPUチップが搭載され、MPUチップのための電源を供給するための電源用ホット側配線導体とグラウンド配線導体とを備える、配線基板に実装され、MPUチップのための電源回路に接続されるデカップリングコンデンサとして使用される、積層コンデンサであって、積層される複数の誘電体層を含むコンデンサ本体を備えている。
【0032】
このコンデンサ本体の内部には、特定の誘電体層を介して互いに対向する少なくとも1対の第1および第2の内部電極が設けられる。
【0033】
さらに、コンデンサ本体の内部には、第2の内部電極に対して電気的に絶縁されかつ第1の内部電極に電気的に接続された状態で、特定の誘電体層を貫通する複数の第1の貫通導体、および、第1の内部電極に対して電気的に絶縁されかつ第2の内部電極に電気的に接続された状態で、特定の誘電体層を貫通する複数の第2の貫通導体がそれぞれ設けられる。これら第1および第2の貫通導体は、内部電極を流れる電流によって誘起される磁界を互いに相殺するように配置される。
【0034】
また、複数の第1の貫通導体にそれぞれ電気的に接続された状態で、個々の第1の貫通導体にそれぞれ対応する複数の第1の外部端子電極が、コンデンサ本体の、内部電極と平行に延びる第1の主面上にのみ設けられる。第1の外部端子電極は、配線基板の電源用ホット側配線導体に電気的に接続されるように用いられる。
【0035】
また、複数の第2の貫通導体にそれぞれ電気的に接続された状態で、個々の第2の貫通導体にそれぞれ対応する複数の第2の外部端子電極が、コンデンサ本体の、第1の主面に対向する第2の主面上にのみ設けられる。第2の外部端子電極は、配線基板を実装するマザーボード上のグラウンド側導電ランドに直接接続されるように用いられる。
そして、第1の貫通導体は、コンデンサ本体の第1の主面には届くが、第2の主面には届かないように延び、第2の貫通導体は、コンデンサ本体の第2の主面には届くが、第1の主面には届かないように延びている。
【0036】
このように、この発明に係る積層コンデンサは、簡単に言えば、第1の内部電極に接続される複数の第1の貫通導体のそれぞれに個々に対応して設けられる複数の第1の外部端子電極と、第2の内部電極に接続される複数の第2の貫通導体のそれぞれに個々に対応して設けられる複数の第2の外部端子電極とを備え、第1の外部端子電極がコンデンサ本体の第1の主面上に設けられ、第2の外部端子電極が第2の主面上に設けられることを特徴としている。
【0037】
上述した第1および第2の外部端子電極には、半田バンプが形成されていることが好ましい。
【0039】
この発明は、また、上述したような積層コンデンサが実装された、配線基板にも向けられる。
【0040】
上述したように、この発明が配線基板に向けられる場合、その具体的な一実施態様では、この配線基板には、MPUに備えるMPUチップが搭載され、また、配線基板は、MPUチップのための電源を供給するための電源用ホット側配線導体とグラウンド配線導体とを備え、コンデンサ本体の第1の主面が配線基板側に向けられかつ第2の主面が外方に向けられた姿勢で、積層コンデンサが実装され、この実装状態において、第1の外部端子電極が、電源用ホット側配線導体に電気的に接続される。このとき、第2の外部端子電極は、外方に向いており、グラウンド接続のために供され、この配線基板をたとえばマザーボード上に実装したとき、マザーボード上のグラウンド側導電ランドに電気的に接続され得る状態となっている。
【0041】
上述した第1の外部端子電極と電源用ホット側配線導体とは、好ましくは、バンプを介して接続される。
【0042】
また、好ましくは、MPUチップは、この配線基板の第1の基板面上に搭載され、配線基板には、第1の基板面とは逆の第2の基板面に沿って開口を位置させているキャビティが設けられる。積層コンデンサは、その第2の主面をキャビティの開口側に向けた状態でキャビティ内に収容され、第2の主面と第2の基板面とは、同一面上に位置し、第2の基板面上には、グラウンド配線導体に電気的に接続されるグラウンド側導電ランドが形成される。このような構成を採用することによって、積層コンデンサに設けられる第2の外部端子電極と配線基板に設けられるグラウンド側導電ランドとは、互いに同じ側であって同一面上に位置されることになる。
【0043】
上述した構成において、第2の外部端子電極およびグラウンド側導電ランドには、半田バンプが形成されることが好ましい。
【0044】
この発明は、さらに、上述したような積層コンデンサを備える、デカップリング回路にも向けられる。
【0045】
さらに、この発明は、上述したような積層コンデンサを備える、高周波回路にも向けられる。
【0046】
【発明の実施の形態】
図1ないし図3は、この発明の一実施形態による積層コンデンサ41を示している。ここで、図1および図2は、積層コンデンサ41の内部構造を示す平面図であり、図1と図2とは互いに異なる断面を示している。また、図3は、図1および図2に示した線III−IIIに沿う断面図である。
【0047】
積層コンデンサ41は、積層される複数の誘電体層42を含むコンデンサ本体43を備えている。誘電体層42は、たとえばセラミック誘電体から構成される。
【0048】
コンデンサ本体43の内部には、特定の誘電体層42を介して互いに対向する少なくとも1対の第1および第2の内部電極44および45が設けられている。この実施形態では、複数対の第1および第2の内部電極44および45が設けられている。
【0049】
コンデンサ本体43の内部には、さらに、第2の内部電極45に対して電気的に絶縁されかつ第1の内部電極44に電気的に接続された状態で、特定の誘電体層42を貫通する複数の第1の貫通導体46が設けられている。また、第1の内部電極44に対して電気的に絶縁されかつ第2の内部電極45に電気的に接続された状態で、特定の誘電体層42を貫通する複数の第2の貫通導体47が設けられている。
【0050】
また、コンデンサ本体43の、内部電極44および45と平行に延びる第1の主面48上には、複数の第1の貫通導体46にそれぞれ電気的に接続された状態で、個々の第1の貫通導体46にそれぞれ対応する複数の第1の外部端子電極49が設けられる。ここで、第1の貫通導体46は、コンデンサ本体43の第1の主面48には届くが、第1の主面48に対向する第2の主面50には届かないように延びていて、コンデンサ本体43において非貫通状態である。
【0051】
また、コンデンサ本体43の、第1の主面48に対向する第2の主面50上には、複数の第2の貫通導体47にそれぞれ電気的に接続された状態で、個々の第2の貫通導体47にそれぞれ対応する複数の第2の外部端子電極51が設けられる。ここで、第2の貫通導体47は、コンデンサ本体43の第2の主面50には届くが、第1の主面48には届かないように延びていて、コンデンサ本体43において非貫通状態である。
【0052】
この実施形態では、各々複数の第1および第2の内部電極44および45が設けられ、第1および第2の内部電極44および45の各間に形成される静電容量が、第1および第2の貫通導体46および47によって並列接続され、このように並列接続された静電容量が、第1および第2の外部端子電極49および51の間に取り出される。
【0053】
上述した第1の貫通導体46と第2の貫通導体47とは、内部電極44および45を流れる電流によって誘起される磁界を互いに相殺するように配置されている。すなわち、この実施形態では、第1および第2の貫通導体46および47は、互いに隣り合うように配置され、内部電極44および45の各々を流れる電流に関して、その方向を多様化するとともに、電流長を短くし、それによって、低ESL化を図っている。
【0054】
また、この実施形態では、第1および第2の外部端子電極49および51は、それぞれ、導電パッド52および53ならびにそれらの上に形成される半田バンプ54および55を備えている。
【0055】
導電パッド52および53は、たとえば、Cr/Ni/Cu蒸着膜から構成され、また、前述した内部電極44および45ならびに貫通導体46および47は、たとえば、Niを含む導電性ペーストの焼付けによって形成される。
【0056】
図4は、図6に相当する図であって、上述したような実施形態による積層コンデンサ41をデカップリングコンデンサとして用いているMPU61を示している。
【0057】
図4を参照して、MPU61は、配線基板62を備え、この配線基板62の上面側である第1の基板面63上には、MPUチップ(ベアチップ)64が表面実装されている。
【0058】
また、配線基板62の下面側である第2の基板面65側にはキャビティ66が設けられている。キャビティ66は、その開口を第2の基板面65に沿って位置させている。
【0059】
前述した積層コンデンサ41は、そのコンデンサ本体43の第2の主面50をキャビティ66の開口側に向けた状態でキャビティ66内に収容されている。このとき、コンデンサ本体43の第2の主面50と配線基板62の第2の基板面65とは、同一面上に位置している。
【0060】
また、このような配線基板62は、マザーボード67上に表面実装されている。
【0061】
配線基板62の表面および内部には、概略的に図示されるように、MPU61において必要な配線導体が形成されていて、これら配線導体によって、図5に示すような接続が達成される。
【0062】
代表的なものについて説明すると、配線導体62の内部には、電源用ホット側電極68およびグラウンド電極69が形成されている。
【0063】
電源用ホット側電極68は、電源用ホット側ビアホール導体70を介して、積層コンデンサ41の第1の外部端子電極49に電気的に接続され、電源用ホット側ビアホール導体71を介して、MPUチップ64の特定の端子72に電気的に接続され、さらに、電源用ホット側ビアホール導体73を介して、マザーボード67に接続されるべきホット側導電ランド74に電気的に接続されている。
【0064】
上述したホット側の接続部分に関して、図4では詳細には図示しないが、電源用ホット側ビアホール導体70と第1の外部端子電極49との接続、および電源用ホット側ビアホール導体71と端子72との接続には、バンプを介しての接続が適用され、また、ホット側導電ランド74には、半田バンプが形成される。
【0065】
他方、グラウンド電極69は、グラウンド用ビアホール導体75を介して、MPUチップ64の特定の端子76に電気的に接続され、さらに、グラウンド用ビアホール導体77を介して、マザーボード67に接続されるべきグラウンド側導電ランド78に電気的に接続されている。
【0066】
上述したグラウンド側の接続部分に関して、図4では詳細には図示しないが、グラウンド用ビアホール導体75と端子76との接続には、バンプを介しての接続が適用され、また、グラウンド側導電ランド78には、半田バンプが形成される。
【0067】
この実施形態における特徴的構成として、積層コンデンサ41の第2の外部端子電極51は、配線基板62内のグラウンド電極69には接続されず、マザーボード67に直接接続される。この第2の外部端子電極51には、前述したように、半田バンプ55(図3参照)が形成されていて、このような半田バンプ55を介して、マザーボード67に接続される。
【0068】
このようにして、この実施形態によれば、積層コンデンサ41におけるグラウンド側となる第2の外部端子電極51は、直接、マザーボード67に接続されるので、積層コンデンサ41に関するグラウンドラインを比較的短くすることができ、そのため、インダクタンス成分やインピーダンス成分の低減を図ることができ、高周波化に十分対応することが可能になる。また、配線基板62における配線も簡略化することができる。
【0069】
なお、図4において、図5に示したメモリ4に相当するメモリの図示は省略されている。
【0070】
【発明の効果】
以上のように、この発明に係る積層コンデンサによれば、互いに対向する第1および第2の内部電極のそれぞれを複数の第1および第2の貫通導体によって接続し、コンデンサ本体の外表面上には、複数の第1の貫通導体にそれぞれ電気的に接続された状態で、個々の第1の貫通導体にそれぞれ対応する複数の第1の外部端子電極を設け、かつ、複数の第2の貫通導体にそれぞれ電気的に接続された状態で、個々の第2の貫通導体にそれぞれ対応する複数の第2の外部端子電極が設けられた構成とし、それによって、積層コンデンサの低ESL化を図るとともに、第1および第2の貫通導体がともにコンデンサ本体において非貫通状態であり、第1の外部端子電極がコンデンサ本体の第1の主面上のみに、また、第2の外部端子電極がコンデンサ本体の第2の主面上のみに、というように、第1および第2の外部端子電極が互いに異なる主面上に設けられているので、この積層コンデンサが配線基板上に実装されたとき、次のような効果が奏される。
【0071】
すなわち、積層コンデンサが、第1の主面を配線基板側に向けて実装されたとき、第1の外部端子電極が配線基板側の電源用ホット側配線導体と電気的に接続されるが、第2の主面上の第2の外部端子電極については、これらを外方へ向けることができる。したがって、コンデンサ本体の第2の主面を、マザーボード側に向けた状態で、この積層コンデンサが実装された配線基板をマザーボード上に実装したとき、第2の外部端子電極をマザーボード上のグラウンド側導電ランドに直接接続した状態を得ることができる。そのため、積層コンデンサに関連するグラウンドラインを短くすることができ、それに応じて、インダクタンス成分およびインピーダンス成分の増大を防止でき、高周波化に十分に対応できるようになるとともに、前述したような積層コンデンサ自身の低ESL化の効果が減殺されることを防止することができる。また、配線基板には、積層コンデンサに対するグラウンド接続のための配線導体が不要となるので、配線基板内における配線をより簡略化することができる。
【0072】
このようなことから、この発明に係る積層コンデンサは、たとえば、高周波回路におけるバイパスコンデンサやデカップリングコンデンサとして有利に用いることができる。また、MPUに備えるMPUチップ等と組み合わされて使用されるデカップリングコンデンサにあっては、クイックパワーサプライとしての機能が要求されるが、この発明に係る積層コンデンサは、それ自身、ESLが低く、また、インダクタンス成分をあまり生じさせない状態での配線基板への実装状態を可能とするので、このようなデカップリングコンデンサとしての用途に向けられても、高速動作に十分対応することができる。
【0073】
上述したように、MPUに備えるMPUチップのための電源回路に接続されるデカップリングコンデンサとして、この発明に係る積層コンデンサが使用される場合、MPUチップが搭載された配線基板側に第1の主面が向けられかつ第2の主面が外方に向けられた姿勢で、積層コンデンサが実装されるが、このとき、MPUチップが、配線基板の第1の基板面上に搭載され、この配線基板には、第1の基板面とは逆の第2の基板面に沿って開口を位置させているキャビティが設けられ、積層コンデンサは、第2の主面をキャビティの開口側に向けた状態でキャビティ内に収容され、第2の主面と第2の基板面とが、同一面上に位置し、第2の基板面上に、配線基板内のグラウンド配線導体に電気的に接続されるグラウンド側導電ランドを形成するようにすれば、マザーボードに対するグラウンド接続を達成するための第2の外部端子電極およびグラウンド側導電ランドとマザーボード側のグラウンド側導電ランドとの接続を一挙にかつ能率的に行なうことができる。
【0074】
また、この発明に係る積層コンデンサにおいて、第1および第2の外部端子電極に半田バンプを形成したり、この発明に係る配線基板において、グラウンド側導電ランドに半田バンプを形成したりすると、高密度実装を可能とするとともに、接続における寄生インダクタンスの発生を抑えることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態による積層コンデンサ41の内部構造を、第1の内部電極44が通る断面をもって示す平面図である。
【図2】図1に示した積層コンデンサ41の内部構造を、第2の内部電極45が通る断面をもって示す平面図である。
【図3】図1および図2に示した線III−IIIに沿う、積層コンデンサ41の断面図である。
【図4】図1ないし図3に示した積層コンデンサ41をデカップリングコンデンサとして用いている、MPU61の構造例を図解的に示す断面図である。
【図5】この発明にとって興味あるMPU1および電源部2に関する接続構成を図解的に示すブロック図である。
【図6】図4に相当する図であって、従来の積層コンデンサ11をデカップリングコンデンサとして用いている、MPU12の構造例を図解的に示す断面図である。
【符号の説明】
1,61 MPU
2 電源部
3,64 MPUチップ
5 デカップリングコンデンサ
41 積層コンデンサ
42 誘電体層
43 コンデンサ本体
44 第1の内部電極
45 第2の内部電極
46 第1の貫通導体
47 第2の貫通導体
48 第1の主面
49 第1の外部端子電極
50 第2の主面
51 第2の外部端子電極
54,55 半田バンプ
62 配線基板
63 第1の基板面
65 第2の基板面
66 キャビティ
67 マザーボード
68 電源用ホット側電極
69 グラウンド電極
70,71,73 電源用ホット側ビアホール導体
75,77 グラウンド用ビアホール導体
78 グラウンド側導電ランド
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multilayer capacitor, a wiring board, a decoupling circuit, and a high-frequency circuit, and in particular, a multilayer capacitor that can be advantageously applied in a high-frequency circuit, and a wiring board and a decoupling that are configured using the multilayer capacitor. The present invention relates to a circuit and a high frequency circuit.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the most typical multilayer capacitor is made of, for example, a ceramic dielectric, and a plurality of dielectric layers to be laminated as well as a dielectric while facing each other through a specific dielectric layer to form a plurality of capacitor units. A capacitor body having a plurality of pairs of first and second internal electrodes arranged alternately in the stacking direction of the body layers is provided. First and second external terminal electrodes are formed on the first and second end faces of the capacitor body, respectively. The first internal electrode extends to the first end surface of the capacitor body, and is electrically connected to the first external terminal electrode, and the second internal electrode extends to the second end surface. Extending and here electrically connected to the second external terminal electrode.
[0003]
In this multilayer capacitor, for example, a current flowing from the second external terminal electrode to the first external terminal electrode flows from the second external terminal electrode to the second internal electrode, and from the second internal electrode to the dielectric The first internal electrode passes through the layer, and then passes through the first internal electrode to the first external terminal electrode.
[0004]
An equivalent circuit of a capacitor is represented by a circuit in which CLR is connected in series, where the capacitance of the capacitor is C, the equivalent series inductance (ESL) is L, and the resistance of the electrode is mainly called the equivalent series resistance (ESR). It is.
[0005]
In this equivalent circuit, the resonance frequency (f0) Is f0= 1 / [2π × (L × C)1/2Thus, it does not function as a capacitor at a frequency higher than the resonance frequency. In other words, if L, that is, the ESL value is small, the resonance frequency (f0) Becomes higher and can be used at higher frequencies. Although it has been considered to use copper for the internal electrode to reduce the ESR, a capacitor with a low ESL is required for use in the microwave region.
[0006]
Also, a capacitor used as a decoupling capacitor connected to a power supply circuit that supplies power to an MPU chip (bare chip) of a microprocessing unit (MPU) such as a workstation or a personal computer is required to have low ESL. .
[0007]
FIG. 5 is a block diagram schematically illustrating an example of a connection configuration related to the MPU 1 and the power supply unit 2 described above.
[0008]
Referring to FIG. 5, MPU 1 includes MPU chip 3 and memory 4. The power supply unit 2 supplies power to the MPU chip 3, and a decoupling capacitor 5 is connected to a power supply circuit from the power supply unit 2 to the MPU chip 3. A signal circuit is configured from the MPU chip 3 to the memory 4 side.
[0009]
Even in the case of the decoupling capacitor 5 used in connection with the MPU 1 as described above, like the normal decoupling capacitor, it is used for noise absorption and smoothing against fluctuations in the power source. 3, the operating frequency of which exceeds 500 MHz and reaches 1 GHz is planned, and in applications where high-speed operation is required in connection with such MPU chip 3, the function as a quick power supply (A function for supplying electric power within a few nanoseconds from the amount of electricity charged in the capacitor when electric power at the time of rising or the like is suddenly required).
[0010]
More specifically, a certain MPU chip (operation clock frequency about 500 MHz) 3 is designed to supply about 2.0 V DC and consume about 24 W, that is, a current of about 12 A flows. In order to reduce the power consumption, a specification is adopted in which the power consumption is reduced to 1 W or less as a sleep mode when the MPU 1 is not operating. At the time of conversion from the sleep mode to the active mode, the MPU chip 3 needs to be supplied with power necessary for the active mode within the operation number of clocks. At an operating frequency of 500 MHz, it is necessary to supply power during a time period of 4 to 7 nanoseconds when converting from the sleep mode to the active mode.
[0011]
However, since it is not possible to supply the above-mentioned power from the power supply unit 2, the electric charge charged in the decoupling capacitor 5 placed in the vicinity of the MPU chip 3 is discharged until the power supply from the power supply unit 2 is supplied. By doing so, power is supplied to the MPU chip 3.
[0012]
For this reason, even in the decoupling capacitor 5 in the MPU 1, it is necessary that the inductance component be as low as possible. Thus, it is desired to realize a capacitor having a low inductance value.
[0013]
Under the background described above, a multilayer capacitor structure capable of reducing the ESL is proposed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-204372.
[0014]
The above-mentioned low ESL is mainly due to cancellation of the magnetic field induced by the current flowing in the multilayer capacitor, and in order to cause such cancellation of the magnetic field, the direction of the current flowing in the multilayer capacitor is diversified. Has been done. And in order to diversify the direction of this current, by increasing the number of external terminal electrodes formed on the outer surface of the capacitor body, the lead portion of the internal electrode that is drawn out so as to be electrically connected to this is increased. In addition to increasing the number, the current length of the current flowing through the internal electrode is shortened.
[0015]
FIG. 6 schematically shows the multilayer capacitor 11 described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-204372, and shows a sectional structure of an MPU 12 using such a multilayer capacitor 11 as a decoupling capacitor. It is shown schematically.
[0016]
Referring to FIG. 6, the multilayer capacitor 11 includes a capacitor body 14 including a plurality of dielectric layers 13 to be stacked. In the capacitor body 14, at least a pair of first and second internal electrodes 15 and 16 that are opposed to each other with a specific dielectric layer 13 interposed therebetween are provided.
[0017]
Further, both the first and second external terminal electrodes 18 and 19 are provided on the first main surface 17 of the capacitor body 14 extending in parallel with the internal electrodes 15 and 16. No external terminal electrode is provided on the second main surface 20 facing the first main surface 17.
[0018]
The capacitor body 14 is further electrically connected to the first internal electrode 15 and the first external terminal electrode 18 while being electrically insulated from the second internal electrode 16. The second internal electrode 16 and the second external terminal electrode 19 are electrically insulated from the first through conductor 21 that penetrates the specific dielectric layer 13 and the first internal electrode 15. Second through conductors 22 that penetrate through the specific dielectric layer 13 are provided so as to be electrically connected.
[0019]
A plurality of the first and second through conductors 21 and 22 described above are provided, and the first and second external terminal electrodes respectively correspond to the first and second through conductors 21 and 22, respectively. A plurality of 18 and 19 are also provided.
[0020]
According to such a multilayer capacitor 11, the current flowing through the internal electrodes 15 and 16 can be shortened and directed in various directions, so that the magnetic field induced by the current flowing through the internal electrodes 15 and 16 can be reduced. As a result, and as a result, low ESL can be achieved.
[0021]
On the other hand, the MPU 12 includes a multilayer wiring board 24 in which a cavity 23 is provided on the lower surface side. An MPU chip 25 is surface-mounted on the upper surface of the wiring board 24. In addition, the above-described multilayer capacitor 11 that functions as a decoupling capacitor is accommodated in the cavity 23 of the wiring board 24. Further, the wiring board 24 is surface-mounted on the mother board 26.
[0022]
As schematically illustrated, wiring conductors necessary for the MPU 12 are formed on the surface and the inside of the wiring board 24, and the connection shown in FIG. 5 is achieved by these wiring conductors.
[0023]
A typical one will be described. Inside the wiring substrate 24, a hot-side electrode 27 for power supply and a ground electrode 28 are formed.
[0024]
The power hot electrode 27 is electrically connected to the first external terminal electrode 18 of the multilayer capacitor 11 via the power hot via hole conductor 29, and is connected to the MPU chip via the power hot via hole conductor 30. It is electrically connected to 25 specific terminals 31 and further electrically connected to a hot-side conductive land 33 to be connected to the mother board 26 via a hot-side via-hole conductor 32 for power supply.
[0025]
The ground electrode 28 is electrically connected to the second external terminal electrode 19 of the multilayer capacitor 11 via the ground via-hole conductor 34, and a specific terminal of the MPU chip 25 is connected via the ground via-hole conductor 35. 36 and is further electrically connected to a ground-side conductive land 38 to be connected to the mother board 26 via a ground via-hole conductor 37.
[0026]
In FIG. 6, a memory corresponding to the memory 4 shown in FIG. 5 is not shown.
[0027]
[Problems to be solved by the invention]
In the multilayer capacitor 11, both the first and second external terminal electrodes 18 and 19 are positioned on the first main surface 17 of the capacitor body 14 as shown in FIG. 6. Therefore, for example, when paying attention to the wiring conductor having the ground potential, the second external terminal electrode 19 of the multilayer capacitor 11 passes through the ground via-hole conductor 34, the ground electrode 28, and the ground via-hole conductor 37 in the wiring substrate 24. After that, it is connected to the ground conductive land 38.
[0028]
Therefore, the ground lines provided by the ground via-hole conductors 34 and 37 and the ground electrode 28 are relatively long, the inductance component generated in association with such a ground line is increased, and the ESL is reduced. The effect using the capacitor 11 will be reduced. A relatively long ground line also causes an increase in impedance.
[0029]
Further, the routing of the ground line as described above has a problem that the wiring in the wiring board 24 becomes complicated.
[0030]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a multilayer capacitor and a wiring board, a decoupling circuit, and a high-frequency circuit configured using such a multilayer capacitor, which can solve the above-described problems. is there.
[0031]
[Means for Solving the Problems]
  The multilayer capacitor according to the present invention isAn MPU chip provided in the microprocessing unit is mounted, and is mounted on a wiring board including a hot-side wiring conductor for power supply and a ground wiring conductor for supplying power for the MPU chip, and is used as a power circuit for the MPU chip. A multilayer capacitor used as a decoupling capacitor to be connected,A capacitor body including a plurality of laminated dielectric layers is provided.
[0032]
In the capacitor body, at least a pair of first and second internal electrodes facing each other through a specific dielectric layer is provided.
[0033]
Further, the capacitor main body includes a plurality of first electrodes penetrating the specific dielectric layer in a state of being electrically insulated from the second internal electrode and electrically connected to the first internal electrode. And a plurality of second through conductors that penetrate the specific dielectric layer while being electrically insulated from the first internal electrode and electrically connected to the second internal electrode Are provided respectively. These first and second through conductors are arranged to cancel each other out of the magnetic field induced by the current flowing through the internal electrode.
[0034]
  Also, DoubleA plurality of first external terminal electrodes respectively corresponding to the individual first through conductors are electrically connected to the number of first through conductors.Only on the first main surface of the capacitor body extending parallel to the internal electrodesProvided. The first external terminal electrode is used so as to be electrically connected to the hot-side wiring conductor for power supply of the wiring board.
[0035]
  The plurality of second external terminal electrodes respectively corresponding to the respective second through conductors are electrically connected to the plurality of second through conductors, respectively, on the first main surface of the capacitor body. Is provided only on the second main surface opposite to. The second external terminal electrode is used so as to be directly connected to the ground side conductive land on the mother board on which the wiring board is mounted.
  The first through conductor extends so as to reach the first main surface of the capacitor main body but does not reach the second main surface, and the second through conductor extends to the second main surface of the capacitor main body. However, it extends so as not to reach the first main surface.
[0036]
As described above, the multilayer capacitor according to the present invention can be simply described. The plurality of first external terminals provided corresponding to each of the plurality of first through conductors connected to the first internal electrode. And a plurality of second external terminal electrodes provided corresponding to each of the plurality of second through conductors connected to the second internal electrode, wherein the first external terminal electrode is a capacitor body. The second external terminal electrode is provided on the first main surface, and the second external terminal electrode is provided on the second main surface.
[0037]
It is preferable that solder bumps are formed on the first and second external terminal electrodes described above.
[0039]
The present invention is also directed to a wiring board on which the multilayer capacitor as described above is mounted.
[0040]
As described above, when the present invention is directed to a wiring board, in one specific embodiment thereof, the MPU chip provided in the MPU is mounted on the wiring board, and the wiring board is used for the MPU chip. A power supply hot-side wiring conductor for supplying power and a ground wiring conductor are provided, and the first main surface of the capacitor body is directed to the wiring board side and the second main surface is directed outward. The multilayer capacitor is mounted, and in this mounted state, the first external terminal electrode is electrically connected to the hot-side wiring conductor for power supply. At this time, the second external terminal electrode faces outward and is provided for ground connection. When this wiring board is mounted on a motherboard, for example, it is electrically connected to the ground side conductive land on the motherboard. It is in a state that can be done.
[0041]
The first external terminal electrode and the hot-side wiring conductor for power supply described above are preferably connected via bumps.
[0042]
Preferably, the MPU chip is mounted on the first board surface of the wiring board, and an opening is positioned on the wiring board along the second board surface opposite to the first board surface. A cavity is provided. The multilayer capacitor is accommodated in the cavity with its second main surface facing the opening side of the cavity, and the second main surface and the second substrate surface are located on the same plane, A ground side conductive land electrically connected to the ground wiring conductor is formed on the substrate surface. By adopting such a configuration, the second external terminal electrode provided in the multilayer capacitor and the ground-side conductive land provided in the wiring board are located on the same side and on the same plane. .
[0043]
In the configuration described above, it is preferable that solder bumps are formed on the second external terminal electrode and the ground-side conductive land.
[0044]
The present invention is further directed to a decoupling circuit including the multilayer capacitor as described above.
[0045]
Furthermore, the present invention is also directed to a high frequency circuit including the multilayer capacitor as described above.
[0046]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 to 3 show a multilayer capacitor 41 according to an embodiment of the present invention. Here, FIGS. 1 and 2 are plan views showing the internal structure of the multilayer capacitor 41, and FIGS. 1 and 2 show different cross sections. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III shown in FIGS. 1 and 2.
[0047]
The multilayer capacitor 41 includes a capacitor body 43 including a plurality of dielectric layers 42 to be stacked. The dielectric layer 42 is made of, for example, a ceramic dielectric.
[0048]
Inside the capacitor main body 43, at least one pair of first and second internal electrodes 44 and 45 facing each other via a specific dielectric layer 42 are provided. In this embodiment, a plurality of pairs of first and second internal electrodes 44 and 45 are provided.
[0049]
The capacitor main body 43 further penetrates the specific dielectric layer 42 in a state of being electrically insulated from the second internal electrode 45 and electrically connected to the first internal electrode 44. A plurality of first through conductors 46 are provided. In addition, a plurality of second through conductors 47 penetrating the specific dielectric layer 42 in a state of being electrically insulated from the first internal electrode 44 and electrically connected to the second internal electrode 45. Is provided.
[0050]
  In addition, on the first main surface 48 of the capacitor main body 43 extending in parallel with the internal electrodes 44 and 45, each of the first main conductors 48 is electrically connected to the plurality of first through conductors 46. A plurality of first external terminal electrodes 49 respectively corresponding to the through conductors 46 are provided.Here, the first through conductor 46 reaches the first main surface 48 of the capacitor body 43, but extends so as not to reach the second main surface 50 facing the first main surface 48. The capacitor body 43 is in a non-penetrating state.
[0051]
  In addition, on the second main surface 50 of the capacitor main body 43 that faces the first main surface 48, each of the second main surfaces 50 is electrically connected to the plurality of second through conductors 47. A plurality of second external terminal electrodes 51 respectively corresponding to the through conductors 47 are provided.Here, the second through conductor 47 reaches the second main surface 50 of the capacitor main body 43 but extends so as not to reach the first main surface 48. is there.
[0052]
In this embodiment, a plurality of first and second internal electrodes 44 and 45 are provided, and the capacitance formed between each of the first and second internal electrodes 44 and 45 is the first and second internal electrodes 44 and 45. The two through conductors 46 and 47 are connected in parallel, and the capacitance thus connected in parallel is taken out between the first and second external terminal electrodes 49 and 51.
[0053]
The first through conductor 46 and the second through conductor 47 described above are arranged so as to cancel each other out of the magnetic fields induced by the currents flowing through the internal electrodes 44 and 45. That is, in this embodiment, the first and second through conductors 46 and 47 are arranged so as to be adjacent to each other, and the directions of the currents flowing through the internal electrodes 44 and 45 are diversified and the current length To shorten the ESL.
[0054]
In this embodiment, the first and second external terminal electrodes 49 and 51 include conductive pads 52 and 53 and solder bumps 54 and 55 formed thereon, respectively.
[0055]
The conductive pads 52 and 53 are made of, for example, a Cr / Ni / Cu deposited film, and the internal electrodes 44 and 45 and the through conductors 46 and 47 are formed by baking of a conductive paste containing Ni, for example. The
[0056]
FIG. 4 is a diagram corresponding to FIG. 6 and shows an MPU 61 using the multilayer capacitor 41 according to the embodiment as described above as a decoupling capacitor.
[0057]
Referring to FIG. 4, MPU 61 includes a wiring board 62, and an MPU chip (bare chip) 64 is surface-mounted on first board surface 63 that is the upper surface side of wiring board 62.
[0058]
A cavity 66 is provided on the second substrate surface 65 side which is the lower surface side of the wiring substrate 62. The cavity 66 has an opening located along the second substrate surface 65.
[0059]
The multilayer capacitor 41 described above is accommodated in the cavity 66 with the second main surface 50 of the capacitor main body 43 facing the opening side of the cavity 66. At this time, the second main surface 50 of the capacitor body 43 and the second substrate surface 65 of the wiring substrate 62 are located on the same plane.
[0060]
Such a wiring board 62 is surface-mounted on a mother board 67.
[0061]
As schematically illustrated, wiring conductors necessary for the MPU 61 are formed on the surface and inside of the wiring board 62, and the connection shown in FIG. 5 is achieved by these wiring conductors.
[0062]
A typical one will be described. Inside the wiring conductor 62, a hot-side electrode 68 for power supply and a ground electrode 69 are formed.
[0063]
The power hot electrode 68 is electrically connected to the first external terminal electrode 49 of the multilayer capacitor 41 via the power hot via hole conductor 70, and is connected to the MPU chip via the power hot via hole conductor 71. The hot-side conductive lands 74 to be connected to the mother board 67 are electrically connected to the specific terminals 72 of the 64 via the hot-side via-hole conductors 73 for power supply.
[0064]
Although not shown in detail in FIG. 4, the hot-side connection portion described above is connected to the hot-side via-hole conductor 70 for power supply and the first external terminal electrode 49, and the hot-side via-hole conductor 71 for power supply and the terminal 72. In this connection, a connection via a bump is applied, and a solder bump is formed on the hot-side conductive land 74.
[0065]
On the other hand, the ground electrode 69 is electrically connected to a specific terminal 76 of the MPU chip 64 through the ground via-hole conductor 75 and further connected to the mother board 67 through the ground via-hole conductor 77. The side conductive land 78 is electrically connected.
[0066]
Although not shown in detail in FIG. 4, the connection portion on the ground side described above is connected to the ground via-hole conductor 75 and the terminal 76 through a bump, and the ground-side conductive land 78 is connected. A solder bump is formed.
[0067]
As a characteristic configuration in this embodiment, the second external terminal electrode 51 of the multilayer capacitor 41 is not connected to the ground electrode 69 in the wiring board 62 but directly connected to the mother board 67. As described above, the solder bump 55 (see FIG. 3) is formed on the second external terminal electrode 51, and is connected to the mother board 67 via the solder bump 55.
[0068]
Thus, according to this embodiment, since the second external terminal electrode 51 on the ground side in the multilayer capacitor 41 is directly connected to the motherboard 67, the ground line related to the multilayer capacitor 41 is made relatively short. Therefore, the inductance component and the impedance component can be reduced, and it is possible to sufficiently cope with the high frequency. Also, the wiring on the wiring board 62 can be simplified.
[0069]
In FIG. 4, a memory corresponding to the memory 4 shown in FIG. 5 is not shown.
[0070]
【The invention's effect】
  As described above, according to the multilayer capacitor in accordance with the present invention, the first and second internal electrodes facing each other are connected by the plurality of first and second through conductors on the outer surface of the capacitor body. Is provided with a plurality of first external terminal electrodes respectively corresponding to the respective first through conductors in a state of being electrically connected to the plurality of first through conductors, and a plurality of second through conductors A plurality of second external terminal electrodes respectively corresponding to the respective second through conductors are provided in a state of being electrically connected to the conductors, thereby reducing the ESL of the multilayer capacitor. ,Both the first and second through conductors are non-penetrating in the capacitor body,The first external terminal electrode is on the first main surface of the capacitor body.onlyIn addition, the second external terminal electrode is on the second main surface of the capacitor body.onlyIn addition, since the first and second external terminal electrodes are provided on different main surfaces, the following effects are exhibited when this multilayer capacitor is mounted on a wiring board. .
[0071]
  That is, when the multilayer capacitor is mounted with the first main surface facing the wiring board side, the first external terminal electrode is on the wiring board side.Hot side for power supplyAlthough electrically connected to the wiring conductor, the second external terminal electrodes on the second main surface can be directed outward. Therefore, the second main surface of the capacitor body, MaWhen the wiring board on which the multilayer capacitor is mounted is mounted on the mother board in the state facing the board side, it is possible to obtain a state in which the second external terminal electrode is directly connected to the ground side conductive land on the mother board. Therefore, the ground line related to the multilayer capacitor can be shortened, and accordingly, the increase of the inductance component and the impedance component can be prevented, and it becomes possible to sufficiently cope with the high frequency, and the multilayer capacitor itself as described above. It is possible to prevent the effects of lowering ESL from being diminished. In addition, since the wiring board does not require a wiring conductor for ground connection to the multilayer capacitor, wiring in the wiring board can be further simplified.
[0072]
For this reason, the multilayer capacitor according to the present invention can be advantageously used as, for example, a bypass capacitor or a decoupling capacitor in a high frequency circuit. In addition, in a decoupling capacitor used in combination with an MPU chip or the like provided in an MPU, a function as a quick power supply is required, but the multilayer capacitor according to the present invention itself has a low ESL, In addition, since it can be mounted on a wiring board in a state where an inductance component is not generated so much, it can sufficiently cope with a high-speed operation even if it is used for such a decoupling capacitor.
[0073]
  As described above, when the multilayer capacitor according to the present invention is used as the decoupling capacitor connected to the power supply circuit for the MPU chip included in the MPU, the first main circuit is provided on the wiring board side on which the MPU chip is mounted. The multilayer capacitor is mounted in such a posture that the surface is directed and the second main surface is directed outward. At this time, the MPU chip is mounted on the first substrate surface of the wiring substrate. The substrate is provided with a cavity in which an opening is positioned along a second substrate surface opposite to the first substrate surface, and the multilayer capacitor is in a state where the second main surface faces the opening side of the cavity. The second main surface and the second substrate surface are located on the same surface, and are electrically connected to the ground wiring conductor in the wiring substrate on the second substrate surface. Form ground side conductive land If in so that, MaThe second external terminal electrode and ground side conductive land for achieving ground connection to the board can be connected to the ground side conductive land on the motherboard side at once and efficiently.
[0074]
Further, in the multilayer capacitor according to the present invention, when solder bumps are formed on the first and second external terminal electrodes, or when solder bumps are formed on the ground side conductive land in the wiring board according to the present invention, high density is obtained. In addition to enabling mounting, it is possible to suppress the occurrence of parasitic inductance in the connection.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an internal structure of a multilayer capacitor 41 according to an embodiment of the present invention, with a cross section through which a first internal electrode 44 passes.
2 is a plan view showing the internal structure of the multilayer capacitor 41 shown in FIG. 1 with a cross section through which a second internal electrode 45 passes.
3 is a cross-sectional view of the multilayer capacitor 41, taken along line III-III shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
4 is a cross-sectional view schematically showing a structure example of an MPU 61 using the multilayer capacitor 41 shown in FIGS. 1 to 3 as a decoupling capacitor. FIG.
FIG. 5 is a block diagram schematically showing a connection configuration related to the MPU 1 and the power supply unit 2 that are of interest to the present invention.
6 is a view corresponding to FIG. 4 and is a cross-sectional view schematically showing an example of the structure of an MPU 12 using a conventional multilayer capacitor 11 as a decoupling capacitor. FIG.
[Explanation of symbols]
1,61 MPU
2 Power supply
3,64 MPU chip
5 Decoupling capacitor
41 multilayer capacitors
42 Dielectric layer
43 Capacitor body
44 first internal electrode
45 Second internal electrode
46 First through conductor
47 Second through conductor
48 First main surface
49 First external terminal electrode
50 Second main surface
51 Second external terminal electrode
54,55 Solder bump
62 Wiring board
63 First substrate surface
65 Second substrate surface
66 cavity
67 Motherboard
68 Hot-side electrode for power supply
69 Ground electrode
70, 71, 73 Hot side via hole conductor for power supply
75,77 Ground via-hole conductor
78 Ground side conductive land

Claims (9)

マイクロプロセッシングユニットに備えるMPUチップが搭載され、前記MPUチップのための電源を供給するための電源用ホット側配線導体とグラウンド配線導体とを備える、配線基板に実装され、前記MPUチップのための電源回路に接続されるデカップリングコンデンサとして使用される、積層コンデンサであって、
積層される複数の誘電体層を含むコンデンサ本体を備え、
前記コンデンサ本体の内部には、特定の前記誘電体層を介して互いに対向する少なくとも1対の第1および第2の内部電極が設けられ、
前記コンデンサ本体の内部には、さらに、前記第2の内部電極に対して電気的に絶縁されかつ前記第1の内部電極に電気的に接続された状態で、特定の前記誘電体層を貫通する複数の第1の貫通導体、および、前記第1の内部電極に対して電気的に絶縁されかつ前記第2の内部電極に電気的に接続された状態で、特定の前記誘電体層を貫通する複数の第2の貫通導体がそれぞれ設けられ、
前記第1および第2の貫通導体は、前記内部電極を流れる電流によって誘起される磁界を互いに相殺するように配置され、
複数の前記第1の貫通導体にそれぞれ電気的に接続された状態で、個々の前記第1の貫通導体にそれぞれ対応する複数の第1の外部端子電極が、前記コンデンサ本体の、前記内部電極と平行に延びる第1の主面上にのみ設けられ、前記第1の外部端子電極は、前記配線基板の前記電源用ホット側配線導体に電気的に接続されるように用いられ、
複数の前記第2の貫通導体にそれぞれ電気的に接続された状態で、個々の前記第2の貫通導体にそれぞれ対応する複数の第2の外部端子電極が、前記コンデンサ本体の、前記第1の主面に対向する第2の主面上にのみ設けられ、前記第2の外部端子電極は、前記配線基板を実装するマザーボード上のグラウンド側導電ランドに直接接続されるように用いられ
前記第1の貫通導体は、前記コンデンサ本体の前記第1の主面には届くが、前記第2の主面には届かないように延び、前記第2の貫通導体は、前記コンデンサ本体の前記第2の主面には届くが、前記第1の主面には届かないように延びている、
積層コンデンサ。
A power supply for the MPU chip mounted on a wiring board, mounted with a power hot-side wiring conductor for supplying power for the MPU chip and a ground wiring conductor, mounted with an MPU chip for the microprocessing unit A multilayer capacitor used as a decoupling capacitor connected to a circuit,
A capacitor body including a plurality of dielectric layers to be laminated,
Inside the capacitor body, at least one pair of first and second internal electrodes facing each other through the specific dielectric layer is provided,
The capacitor body further penetrates the specific dielectric layer while being electrically insulated from the second internal electrode and electrically connected to the first internal electrode. A plurality of first through conductors and a specific dielectric layer are penetrated while being electrically insulated from the first internal electrode and electrically connected to the second internal electrode A plurality of second through conductors are respectively provided;
The first and second through conductors are arranged to cancel each other out of a magnetic field induced by a current flowing through the internal electrode;
A plurality of first external terminal electrodes respectively corresponding to each of the first through conductors in a state of being electrically connected to the plurality of first through conductors, and the internal electrodes of the capacitor body Provided only on the first main surface extending in parallel, the first external terminal electrode is used to be electrically connected to the power supply hot side wiring conductor of the wiring board,
A plurality of second external terminal electrodes respectively corresponding to each of the second through conductors are electrically connected to the plurality of second through conductors, respectively. Provided only on the second main surface opposite to the main surface, the second external terminal electrode is used so as to be directly connected to a ground side conductive land on a mother board on which the wiring board is mounted ,
The first through conductor extends so as to reach the first main surface of the capacitor body but does not reach the second main surface, and the second through conductor extends to the capacitor body. It reaches the second main surface but extends so as not to reach the first main surface.
Multilayer capacitor.
前記第1および第2の外部端子電極には、半田バンプが形成されている、請求項1に記載の積層コンデンサ。  The multilayer capacitor according to claim 1, wherein solder bumps are formed on the first and second external terminal electrodes. 請求項1または2に記載の積層コンデンサが実装された、配線基板。  A wiring board on which the multilayer capacitor according to claim 1 is mounted. マイクロプロセッシングユニットに備えるMPUチップが搭載され、前記MPUチップのための電源を供給するための電源用ホット側配線導体とグラウンド配線導体とを備える、配線基板であって、
前記第1の主面が当該配線基板側に向けられかつ前記第2の主面が外方に向けられた姿勢で、前記積層コンデンサが実装され、この実装状態において、前記第1の外部端子電極は、前記電源用ホット側配線導体に電気的に接続されている、請求項3に記載の配線基板。
An MPU chip provided in a microprocessing unit is mounted, and includes a power supply hot-side wiring conductor and a ground wiring conductor for supplying power for the MPU chip,
The multilayer capacitor is mounted in a posture in which the first main surface is directed to the wiring board side and the second main surface is directed outward. In this mounted state, the first external terminal electrode The wiring board according to claim 3, wherein the wiring board is electrically connected to the hot-side wiring conductor for power supply.
前記第1の外部端子電極と前記電源用ホット側配線導体とは、バンプを介して接続されている、請求項4に記載の配線基板。  The wiring board according to claim 4, wherein the first external terminal electrode and the hot-side wiring conductor for power supply are connected via a bump. 前記MPUチップは、当該配線基板の第1の基板面上に搭載され、当該配線基板には、前記第1の基板面とは逆の第2の基板面に沿って開口を位置させているキャビティが設けられ、前記積層コンデンサは、前記第2の主面を前記キャビティの開口側に向けた状態で前記キャビティ内に収容され、前記第2の主面と前記第2の基板面とは、同一面上に位置し、前記第2の基板面上には、前記グラウンド配線導体に電気的に接続されるグラウンド側導電ランドが形成されている、請求項4または5に記載の配線基板。  The MPU chip is mounted on a first substrate surface of the wiring board, and the wiring board has a cavity in which an opening is positioned along a second substrate surface opposite to the first substrate surface. The multilayer capacitor is housed in the cavity with the second main surface facing the opening side of the cavity, and the second main surface and the second substrate surface are the same. 6. The wiring board according to claim 4, wherein a ground side conductive land that is located on a surface and is electrically connected to the ground wiring conductor is formed on the second substrate surface. 7. 前記第2の外部端子電極および前記グラウンド側導電ランドには、半田バンプが形成されている、請求項6に記載の配線基板。  The wiring board according to claim 6, wherein solder bumps are formed on the second external terminal electrodes and the ground-side conductive lands. 請求項1または2に記載の積層コンデンサを備える、デカップリング回路。  A decoupling circuit comprising the multilayer capacitor according to claim 1. 請求項1または2に記載の積層コンデンサを備える、高周波回路。  A high frequency circuit comprising the multilayer capacitor according to claim 1.
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