JPH098427A - コンデンサ内蔵プリント基板 - Google Patents

コンデンサ内蔵プリント基板

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JPH098427A
JPH098427A JP7151463A JP15146395A JPH098427A JP H098427 A JPH098427 A JP H098427A JP 7151463 A JP7151463 A JP 7151463A JP 15146395 A JP15146395 A JP 15146395A JP H098427 A JPH098427 A JP H098427A
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JP
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capacitor
conductor
printed circuit
circuit board
plated
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JP7151463A
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Koji Hirai
宏治 平井
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    • 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
    • H05K1/16Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor

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  • Printing Elements For Providing Electric Connections Between Printed Circuits (AREA)
  • Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 別体部品を取り付ける必要がなく基板面の占
有面積の少ないコンデンサ内蔵プリント基板を提供す
る。 【構成】 11はプリント基板、12、13は導体線、
14はコンデンサ上部電極、15はコンデンサ下部電
極、16はメッキスルーホールあるいは柱状導体であ
る。2層のプリント基板11の両面の対向位置に、それ
ぞれ導体線12、13と接続されるコンデンサ上部電極
14とコンデンサ下部電極15とが導体で形成され、両
電極14、15からそれぞれの電極とは接続しかつ対向
する電極とは接続しない複数のメッキスルーホールある
いは柱状導体16が、対向する電極に向けて互いに隣接
しかつ接触しない状態で基板内に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンデンサ内蔵プリン
ト基板に関し、特に基板中のメッキスルーホールあるい
は柱状導体と該スルーホールあるいは柱状導体と接続す
る電極によって構成されるコンデンサ内蔵プリント基板
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来用いられていたこの種のプリント基
板の回路に使用されるコンデンサとしては、一般に図
6、図7および図8にて示す構成のものが採用されてい
た。
【0003】図6は、チップコンデンサを用いたプリン
ト基板の模式的斜視図であり、符号61で示されるもの
はプリント基板、62、63は導体線、64はハンダラ
ンド、66はチップコンデンサである。プリント基板6
1の所定の位置に導体線62、63と接続する一対のハ
ンダランド64を設け、チップコンデンサ66のリード
をハンダランド64にハンダ付けしてコンデンサ回路と
した。
【0004】図7は櫛形導体パターンをコンデンサとし
たプリント基板の模式的斜視図であり、符号71で示さ
れるものはプリント基板、72、73は導体線、76は
櫛形コンデンサである。プリント基板71の表面に導体
線72、73のそれぞれと接続し櫛の歯の部分が交互に
対向するように櫛形の導体を形成してコンデンサ回路と
した。
【0005】図8は異なる層の対向する導体をコンデン
サとしたプリント基板の模式的斜視図であり、符号81
で示されるものはプリント基板、82、83は導体線、
84はコンデンサ上部電極、85はコンデンサ下部電
極、86は誘電体である。プリント基板81の両面にそ
れぞれ導体線82、83と接続されるコンデンサ上部電
極84とコンデンサ下部電極85を導体で形成し、プリ
ント基板81内部の誘電体86を隔てて対向させること
により、容量結合によってコンデンサ回路とした。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの従来
の方法には次のような問題点があった。即ち、図6に示
すチップコンデンサを用いる方法では、コンデンサを別
体で取り付けるための部品費用と取付費用が必要とな
る。
【0007】また図7の櫛形コンデンサや図8の対向電
極をプリント基板上に形成する方法では別体部品やその
取付費用は必要ないが、プリント基板面でのコンデンサ
部分の占有面積が広くなり、基板面の有効利用に支障を
きたすこととなる。
【0008】本発明の目的は、別体部品を取り付ける必
要がなく基板面の占有面積の少ないコンデンサ内蔵プリ
ント基板を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のコンデンサ内蔵
プリント基板は、基板における異なる層の近接した導体
部分のそれぞれから、導体部分とは接続し、かつ対向す
る導体部分とは接続しない複数のメッキスルーホールあ
るいは柱状導体が、対向する導体部分に向けて互いに隣
接しかつ接触しない状態で基板内に形成され、コンデン
サを構成している。
【0010】前記導体部分の一方が部品取付用のランド
部分であってもよく、プリント基板が多層基板であり、
前記導体部分が対向するVcc層とGND層とであって
もよい。 また、対向する導体部分に挟まれた基板部分
が比誘電率の高い材質で構成されていてもよく、所望の
コンデンサ容量が得られるように、内蔵コンデンサのメ
ッキスルーホールあるいは柱状導体の深さ、直径、数、
メッキスルーホールあるいは柱状導体間の間隔及び前記
導体部分に挟まれた基板部分の比誘電率が設定されてい
てもよい。
【0011】
【作用】本発明のコンデンサ内蔵プリント基板は、基板
における異なる層の近接した導体部分から、それぞれの
導体部分とは接続し、かつ対向する導体部分とは接続し
ない複数のメッキスルーホールあるいは柱状導体が、基
板内を対向する導体部分に向けて互いに隣接しかつ接触
しない状態で形成され、コンデンサが構成されているの
で、メッキスルーホールあるいは柱状導体の円柱の側面
積が電極の面積となり、隣接する他の電極と接続するメ
ッキスルーホールあるいは柱状導体との距離が電極間隔
となる。従って従来例のプリント基板の両面に形成され
た対向する電極の容量結合のみに依存するコンデンサに
比べ、このメッキスルーホールあるいは柱状導体の円柱
の側面積に電極片面のスルーホールあるいは柱状導体数
を乗じた面積だけ電極の面積は増加し、対向するスルー
ホールあるいは柱状導体間の間隔を小さくすることで電
極間隔を小さくできるので、少ない電極面積で大きい容
量のコンデンサが構成できる。
【0012】導体部分の一方が部品取付用のランド部分
である場合には、ハンダランドに取付けられる部品とし
てインダクタンスを用いれば、この基板内に形成された
コンデンサと組合わさってLCフィルタを構成すること
が可能となる。
【0013】プリント基板が多層基板であり、前記導体
部分が対向するVcc層とGND層である場合には、V
cc層とGND層との間に形成されたコンデンサはバイ
パスコンデンサとしての機能を持っており、Vccのラ
インインピーダンスを下げ、ノイズを減らす働きをす
る。
【0014】また、対向する導体部分に挟まれた基板部
分が比誘電率の高い材質で構成されている場合には、さ
らにコンデンサ容量を増加させることが可能となる。
【0015】さらに、内蔵コンデンサのメッキスルーホ
ールあるいは柱状導体の深さ、直径、数、メッキスルー
ホールあるいは柱状導体間の間隔及び前記導体部分に挟
まれた基板部分の比誘電率を調整することによって所望
のコンデンサ容量が得られる。
【0016】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は本発明の第1の実施例のメッキスル
ーホールあるいは柱状導体を持つ電極により構成された
コンデンサを内蔵するプリント基板の模式的斜視図であ
り、図2は図1の電極とメッキスルーホールあるいは柱
状導体の関係を示す模式的断面図である。図中符号11
で示されるものはプリント基板であり、12、13は導
体線、14はコンデンサ上部電極、15はコンデンサ下
部電極、16はメッキスルーホールあるいは柱状導体で
ある。
【0017】本実施例では、2層のプリント基板11の
両面の対向位置に、それぞれ導体線12、13と接続さ
れるコンデンサ上部電極14とコンデンサ下部電極15
とが導体で形成され、両電極14、15からそれぞれの
電極とは接続しかつ対向する電極とは接続しない複数の
メッキスルーホールあるいは柱状導体16が、対向する
電極に向けて互いに隣接しかつ接触しない状態で基板内
に形成されている。
【0018】コンデンサの容量は、その電極間の比誘電
率と電極の面積に比例し、その電極間の距離に反比例
し、次の式で表される。
【0019】C=εrS/d 但し、C:コンデンサ容量 εr:比誘電率 S:電極の面積 d:電極間隔 従って従来例のプリント基板の両面に形成された対向す
る電極の容量結合のみに依存するコンデンサに比べ、こ
のメッキスルーホールあるいは柱状導体16の円柱の側
面積に電極片面のスルーホールあるいは柱状導体数を乗
じた面積だけ電極の面積は増加し、対向するスルーホー
ルあるいは柱状導体16間の間隔を小さくすることで電
極間隔dを小さくできる。さらにプリント基板11の対
向するコンデンサ上部、下部電極14、15間に比誘電
率の高い誘電体材料を使用すればさらにコンデンサ容量
を増加させることが可能となる。
【0020】即ち、従来例の対向両面電極のみのコンデ
ンサに比べはるかに少ない面積の電極で同じ容量のコン
デンサを形成でき、コンデンサ容量は基板上での電極面
積一定の場合、メッキスルーホールあるいは柱状導体1
6の数、直径、深さ、メッキスルーホールあるいは柱状
導体の分布密度、またメッキスルーホールあるいは柱状
導体が形成されている基板の比誘電率によって調整可能
である。
【0021】図3は本発明の第2の実施例の部品取付の
ためのハンダランドと対向面のグラウンド面に形成した
メッキスルーホールあるいは柱状導体で構成されたコン
デンサ回路を内蔵するプリント基板の模式的斜視図であ
る。符号31で示されるものはプリント基板であり、3
2、33は導体線、34はハンダランド、35はハンダ
ランド兼コンデンサ電極、36はグラウンド兼コンデン
サ電極、37はメッキスルーホールあるいは柱状導体で
ある。
【0022】本実施例では、第1の実施例ではプリント
基板の両面のコンデンサ電極に接続して形成されたメッ
キスルーホールあるいは柱状導体37が、部品取付のた
めに形成されたハンダランド35とハンダランド35と
対向するグラウンド36とを利用して形成されている。
即ち、導体線31に接続するハンダランド35を片方の
電極とし、反対面のグラウンド36を他の電極としてそ
れに接続して形成された複数のメッキスルーホールある
いは柱状導体37が、それぞれの対向する電極とは接続
しない状態で、対向する電極に向けて互いに隣接しかつ
接触しない状態で基板内に形成されている。
【0023】この時、ハンダランド34、35に取付け
られる部品としてインダクタンスを用いれば、この基板
内に形成されたコンデンサと組合わさってLCフィルタ
を構成することが可能である。
【0024】図4は本発明の第3の実施例の2層目と3
層目の間に形成したメッキスルーホールあるいは柱状導
体で構成されたコンデンサ回路を内蔵する4層のプリン
ト基板の2層面から見た模式的上面図であり、図5は図
4のメッキスルーホールあるいは柱状導体を横断する模
式的断面図である。符号44で示されるものは信号層
(1層目)であり、45は信号層(4層目)46はVc
c層(2層目)、47はGND層(3層目)、48はメ
ッキスルーホールあるいは柱状導体(2層目Vcc
層)、49はメッキスルーホールあるいは柱状導体(3
層目GND層)、50は誘電体、51は基板(絶縁体)
である。
【0025】本実施例は両面に信号層44、45を有
し、2層目にVcc層、3層目にGND層が形成された
4層基板の例で、第1の実施例ではプリント基板の両面
のコンデンサ電極に接続して形成したメッキスルーホー
ルあるいは柱状導体が、それぞれ2層目のVcc層と3
層目のGND層とを利用して形成されている。即ち、2
層目のVcc層46を片方の電極とし、3層目のGND
層47を他の電極としてそれらの電極に接続して形成さ
れた複数のメッキスルーホールあるいは柱状導体48、
49が、それぞれの対向する電極とは接続しない状態
で、対向する電極に向けて互いに隣接しかつ接触しない
状態で基板の誘電体50内に形成されている。
【0026】この2層目のVcc層と3層目のGND層
との間に形成されたコンデンサはバイパスコンデンサと
しての機能を持っており、Vccのラインインピーダン
スを下げ、ノイズを減らす働きをするものである。この
時2層と3層間の基板材料に比誘電率の高い材質を使用
することにより、前述のようにさらにコンデンサ容量を
大きくすることが可能である。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明のコンデンサ
内蔵プリント基板では、コンデンサを基板中に形成する
ことにより別体のコンデンサが不要で、コンデンサを別
体で取り付けるための部品費用と取付費用が不要となり
コストダウンを図ることができるという効果がある。
【0028】また、メッキスルーホールあるいは柱状導
体を基板中のコンデンサ電極に付加することによって電
極面積を広く取れ、さらに電極間隔を基板の厚みに無関
係に狭くすることができるので、容量の大きなコンデン
サを小さい基板上の占有面積で形成できるという効果が
ある。
【0029】メッキスルーホールあるいは柱状導体を、
部品取付のために形成されたハンダランドとハンダラン
ドと対向するグラウンドとを利用して形成しているプリ
ント基板のコンデンサでは、ハンダランドに取付けらる
部品としてインダクタンスを用いれば、この基板内に形
成されたコンデンサと組合わさって容易にLCフィルタ
を構成することが可能である。
【0030】さらに両面に信号層を有し、2層目にVc
c層、3層目にGND層が形成された4層基板で、メッ
キスルーホールあるいは柱状導体を、それぞれ2層目の
Vcc層と3層目のGND層とを利用して形成している
プリント基板のコンデンサは、バイパスコンデンサとし
ての機能を持っており、Vccのラインインピーダンス
を下げ、ノイズを減らす働きを持たせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例のメッキスルーホールあ
るいは柱状導体を持つ電極により構成されたコンデンサ
を内蔵するプリント基板の模式的斜視図である。
【図2】図1の電極とメッキスルーホールあるいは柱状
導体の関係を示す模式的断面図である。
【図3】本発明の第2の実施例の部品取付のためのハン
ダランドと対向面のグラウンド面に形成したメッキスル
ーホールあるいは柱状導体で構成されたコンデンサ回路
を内蔵するプリント基板の模式的斜視図である。
【図4】本発明の第3の実施例の2層目と3層目の間に
形成したメッキスルーホールあるいは柱状導体で構成さ
れたコンデンサ回路を内蔵する4層のプリント基板の2
層面から見た模式的上面図である。
【図5】図4のメッキスルーホールあるいは柱状導体を
横断する模式的断面図である。
【図6】従来例のチップコンデンサを用いたプリント基
板の模式的斜視図である。
【図7】従来例の櫛形導体パターンをコンデンサとした
プリント基板の模式的斜視図である。
【図8】従来例の異なる層の対向する導体をコンデンサ
としたプリント基板の模式的斜視図である。
【符号の説明】
11、31、61、71、81 プリント基板 12、13、32、33、62、63、72、73、8
2、83 導体線 14 コンデンサ上部電極 15 コンデンサ下部電極 16 メッキスルーホールあるいは柱状導体 34、64 ハンダランド 35 ハンダランド兼コンデンサ電極 36 グラウンド兼コンデンサ電極 37 メッキスルーホールあるいは柱状導体 44 信号層(1層目) 45 信号層(4層目) 46 Vcc層(2層目) 47 GND層(3層目) 48 メッキスルーホールあるいは柱状導体(2層目
Vcc層) 49 メッキスルーホールあるいは柱状導体(3層目
GND層) 50 誘電体 51 基板(絶縁体) 66 チップコンデンサ 76 櫛形コンデンサ 84 コンデンサ上部電極 85 コンデンサ下部電極 86 誘電体

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板における異なる層の近接した導体部
    分のそれぞれから、前記導体部分とは接続し、かつ対向
    する導体部分とは接続しない複数のメッキスルーホール
    あるいは柱状導体が、対向する導体部分に向けて互いに
    隣接しかつ接触しない状態で前記基板内に形成され、コ
    ンデンサを構成していることを特徴とするコンデンサ内
    蔵プリント基板。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のコンデンサ内蔵プリント
    基板において、 前記導体部分の一方が部品取付用のランド部分であるこ
    とを特徴とするコンデンサ内蔵プリント基板。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のコンデンサ内蔵プリント
    基板において、 前記プリント基板が多層基板であり、前記導体部分が対
    向するVcc層とGND層とであることを特徴とするコ
    ンデンサ内蔵プリント基板。
  4. 【請求項4】 請求項1から請求項3のいずれか1項に
    記載のコンデンサ内蔵プリント基板において、 対向する前記導体部分に挟まれた基板部分が、比誘電率
    の高い材質で構成されていることを特徴とするコンデン
    サ内蔵プリント基板。
  5. 【請求項5】 請求項1から請求項4のいずれか1項に
    記載のコンデンサ内蔵プリント基板において、 所望のコンデンサ容量が得られるように、前記内蔵コン
    デンサのメッキスルーホールあるいは柱状導体の深さ、
    直径、数、メッキスルーホールあるいは柱状導体間の間
    隔及び前記導体部分に挟まれた基板部分の比誘電率が設
    定されていることを特徴とするコンデンサ内蔵プリント
    基板。
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