专利名称：两端电容器以及三端电容器的安装结构的制作方法
技术领域：
本发明是关于两端电容器以及三端电容器的安装结构。
为此，当需要实现很小的等效串联电感时，就需要在电路板30上安装很多电容，这就要求电路板30有很大的实装空间，这是导致高费用的主要原因之一。
在这里，本发明的目的是提供一种能够减小安装空间并降低费用，而且减小电容的等效串联电感的两端电容器和三端电容器的安装结构。
根据以上结构，分别流过两个两端电容器中的噪音电流(高频电流)的方向大致相反。这样，这些噪音电流各自所产生的磁场就相互抵消。结果，两个两端电容器所产生的电容的等效串联电感就能够被抑制到1/3以下。
另外，在本发明所属的两端电容器的安装结构中，接地侧导体布线设置在电路板的内部及其背面其中的最少一处，通过电路板的内部所设置的电气连接方式，第1导体布线以及第2导体布线中的一个与两端电容器的接地侧外部端子电气连接。接地侧导体布线配置成使得接地侧导体布线里所流过的噪音电流的方向与两端电容器里流过的噪音电流方向相反或者矢量和为零。电气连接的方式有导孔或者通孔等。
根据以上的结构，两端电容器中所分别流过的噪音电流的方向和反方向的噪音电流流过电路板的内部或者背面所设的接地侧导体布线。因此，这些噪音电流各自所产生的磁场相互抵消。结果使得两端电容器和电路板的总等效串联电感减小。
另外，本发明所属的三端电容器的安装结构，是把具有芯片主体、芯片主体内部设有的贯通电极、面对贯通电极而置的内部电极、分别设置在芯片主体的两个端面且与贯通电极电气连接的第1外部端子以及第2外部端子以及设置在陶瓷主体的侧面的与内部电极电气连接的第3外部端子的三端电容器安装在具有热侧导体布线和接地侧导体布线的电路板上的三端电容器的安装结构，“热侧导体布线”可以理解成“散热侧导体布线”。该三端电容器的第1外部端子以及第2外部端子与热侧导体布线电气连接。接地侧导体布线设置在电路板的内部以及背面其中的最少一处，其通过电路板内部所设的电路电气连接方式而与三端电容器的第3外部端子电路电气连接。三端电容器安装在电路板上的同时接地侧导体布线配置成使得接地侧导体布线里所流过的噪音电流的方向与三端电容器里所流过的噪音电流的方向相反。
或者，本发明所涉及的三端电容器的安装结构，其第3外部端子与接地侧导体布线电气连接，热侧导体布线设置在电路板的内部以及背面其中的最少一处，它通过电路板内部所设置的电气连接方式而与三端电容器的第1外部端子以及第2外部端子电气连接，三端电容器安装在电路板上的同时热侧导体布线的配置使得热侧导体布线里所流过的噪音电流的方向与三端电容器里所流过的噪音电流的方向互为相反。
根据以上结构，三端电容器中所流过的噪音电流的方向及其反方向的噪音电流流过电路板的内部或者背面所设置的接地侧导体布线或热侧导体布线。这样，这些噪音电流所产生的磁场就相互抵消。结果，三端电容器和电路板的总等效串联电感就减小了。
图2是
图1所示的电容的实装结构的截面图。
图3是示意插入损失特性的曲线图。
图4是第1实施形态的变形例的平面示意图。
图5是图4所示的电容的安装结构的截面图。
图6是本发明所属电容安装结构的第2实施形态的平面示意图。
图7是图6所示电容的安装结构的模式截面图。
图8是图6所示电容的安装结构的等效电路图。
图9是示意插入损失特性的曲线图。
图10是第2实施形态的变形例的模式截面图。
图11是第2实施形态的别的变形例的模式截面图。
图12是示意其它实施形态的平面图。
图13是示意其它实施形态的模式截面图。
图14是示意更多的其它实施形态的模式断面图。
图15是示意现有的电容安装结构的平面图。
图1所示是为高速集成电路的电源线滤去噪音电流所使用的两端电容器的安装结构的实施方式之一的平面图；图2所示为其截面图。在电路板30的表面用焊料等安装有积层型两端电容器1A、1B。
积层型两端电容器1A、1B在其由介电材料组成的长方体形状的陶瓷主体(芯片主体)的两个端面分别设置第1外部端子2a以及第2外部端子2b的同时，在陶瓷主体的内部还设置有多根内部电极。
电路板30是由介电材料组成的陶瓷基板，在其表面排布有与两端电容器1A、1B各自的第1外部端子2a、2a电气连接的热侧导体布线(第1导体布线)31以及与分别与第2外部端子2b、2b电气连接的接地侧导体布线(第2导体布线)G1、G2。导体布线31布置在接地侧导体布线G1、G2之间。两端电容器1A、1B相对于该热侧导体布线31大致左右对称而安装。
而且，在电路板30的内部也设置了接地侧导体布线G，通过电路板30上设置的通孔34a、34b而与接地侧导体布线G1、G2分别电气连接。接地侧导体布线G既可以用导体宽度比较狭小的线性形状也可以用大面积的平面的样式。在接地侧导体布线G上与通孔34a、34b大致等距离且平视看去大致在两端电容器1A和1B中间的位置处配置有共同通孔35。
在以上结构中，信号电流(直流电流)流过热侧导体布线31。另外，侵入热侧导体布线31的噪音电流(高频电流)则通过两端电容器1A、1B而流入接地端。也就是说，噪音电流的约一半流过两端电容器1A-接地侧导体布线G1-通孔34a-接地侧导体布线G(图2中的大体上左半部分)-共同通孔35，剩下的噪音电流则流过两端电容器1B-接地侧导体布线G2-通孔34b-接地侧导体布线G(在图2中的大体上右半部分)-共同通孔35。
在这里，由于两端电容器1A，1B相对于热侧导体布线31大致线对称地安装，两端电容器1A，1B中分别流过的噪音电流Ia，Ib大致相等且左右逆向而流。这样一来，由噪音电流Ia，Ib产生的磁场就相互抵消。其结果是这两个两端电容器1A，1B所产生的电容的等效串联电感能够被抑制到不仅是原来的一半，而是大约1/3以下。这样，就能够减少电路板30上所需安装的电容的数目。
图3所给出的是在噪音电流Ia，Ib在两个两端电容器1A，1B中相互逆向而流时的两个两端电容器1A，1B的插入损失特性(参照实线A1)。图3中，为了作为对比，也同时给出了一个两端电容器的插入损失特性(参照破折线A2)以及图15所示的从前的并列连接的两个两端电容器的插入损失特性(参照虚线A3)。
另外，在本第一实施形态中，安装有两端电容器1A，1B的电路板30具有多层结构，接地侧导体布线G1，G2，G3以及通孔34a，34b，35相对于热侧导体布线31大致呈线对称地排布。这样，两端电容器1A，1B中流过的噪音电流Ia，Ib各自产生的磁场与电路板30中接地侧导体布线G1，G2，G中所流过的噪音电流Ic，Id，Ie，If各自产生的磁场相互抵消。
也就是说，两端电容器1A中所流过的噪音电流Ia以及接地侧导体布线G1中所流过的噪音电流Ic分别产生的磁场的和与布置在电路板30的内部的接地侧导体布线G(图2中的大体上左半部分)中所流过的噪音电流Ie所产生的磁场相互抵消。同样，两端电容器1B中所流过的噪音电流Ib以及接地侧导体布线G2中所流过的噪音电流Id分别产生的磁场的和与接地侧导体布线G(图2中的大体上右半部分)中所流过的噪音电流If所产生的磁场相互抵消。其结果是减小了两端电容器1A，1B和电路板30的总的等效串联电感。
另外，如图4以及图5所示，也可以把接地侧导体布线G3(第一导体布线)排布到两个热侧导体布线(第二导体布线)38，39之间。在接地侧导体布线G3的中间部位配有共同通孔35。在电路板30内部所设的接地侧导体布线G上与共同通孔35大体上等距离且平视看去在两端电容器1A和1B的位置上分别配置有通孔34a、34b。分别侵入热侧导体布线38，39的噪音电流经过两端电容器1A，1B而合流为经过接地侧导体布线G3-共同通孔35的一支电流，经接地侧导体布线G后再分为两支分别流过通孔34a，34b。
在这里，由于两端电容器1A，1B相对于热侧导体布线G3大致呈线对称地相对安装，分别流过1A，1B中的噪音电流Ia，Ib大致相等且左右逆向而流。这样，由噪音电流Ia，Ib各自所产生的磁场就相互抵消。其结果是这两个两端电容器1A，1B所产生的电容的等价串联电感能够被抑制到大约1/3以下。
再有，两端电容器1A中流过的噪音电流Ia以及接地侧导体布线G3(图5中的大体上左半部分)中流过的噪音电流Ic分别产生的磁场的和与电路板30的内部形成的接地侧导体布线G(图5中的大体上左半部分)中流过的噪音电流Ie所产生的磁场相互抵消。同样，两端电容器1B中流过的噪音电流Ib以及接地侧导体布线G3(图5中的大体上右半部分)中流过的噪音电流Id分别产生的磁场的和与接地侧导体布线G(图5中的大体上右半部分)中所流过的噪音电流If所产生的磁场相互抵消。其结果是减小了两端电容器1A，1B和电路板30的总的等价串联电感。
图6是示意为除去噪音电流而使用的三端电容器的安装构造的一个实施形态的模式平面图。图7是其截面图。电路板30的表面用焊锡50等安装了积层型多层三端电容器11。
三端电容器11在其由电介质组成的长方体形状的陶瓷主体(芯片主体)12的两个端面分别设置第1外部端子13以及第2外部端子14的同时，在陶瓷主体12的内部还设置有内部电极17以及贯通电极16。各内部电极17与分别设置在陶瓷主体12的两侧面的第3外部端子15a，15b电气连接。贯通电极16与第1外部端子13以及第2外部端子14电气连接。
在电路板30的表面排布有与三端电容器11的第1外部端子13以及第2外部端子14分别电气连接的热侧连接面(热侧导体布线)40，41以及分别与第3外部端子15a，15b电气连接的接地侧连接面(接地侧导体布线)G4，G5。
在电路板30的内部，热侧导体布线(没有图示)和接地侧导体布线G通常在不同的层上积层。在电路板30的内部的热侧导体布线和接地侧导体布线G可以用比较狭小的线路形状也可以用大面积的平面形状。接地侧导体布线G通过电路板30上所设的通孔34a、34b而与接地侧连接面G4，G5电气连接。热侧导体布线通过电路板上所设的通孔34c、34d而与热侧连接面40，41电气连接。
通孔34a，34b最好以共同通孔35的位置为基准而配置在大致左右对称的位置。另外，三端电容器11的第3外部端子15a，15b也最好分别与通孔34a，34b有大致相等的距离。
信号电流(直流电流)流过三端电容器11的贯通电极16。另外，侵入贯通电极16的噪音电流(高频电流)则通过内部电极17而流经接地端。同时，大约一半的噪音电流流过三端电容器11的内部电极17(图7中的大体上左半部分)-第3外部端子15a-接地端连接面G4-通孔34a-接地端导体布线G(图7中的大体上左半部分)-共同通孔35。剩下的噪音电流则流过三端电容器11的内部电极17(图7中的大体上右半部分)-第3外部端子15b-接地端连接面G5-通孔34b-接地端导体布线G(图7中的大体上右半部分)-共同通孔35。31图8是三端电容器11安装构造的电气等效电路图。图8中，L1，L2分别是三端电容器11中向左右两个方向流动的噪音电流Ia，Ib所产生的磁场引起的等效串联电感。L3，L4分别是接地侧连接面G4，G5中所流动的噪音电流Ic，Id所产生的磁场引起的等效串联电感。L5a是由与接地侧导体布线G(大体上左半部分)的面对接地侧连接面G4的部分(三端电容器11的下方的左外侧部分)中流过的噪音电流Ie1所产生的磁场引起的等效串联电感。L5b是由与接地侧导体布线G(大体上左半部分)的不面对接地侧连接面G4的部分(三端电容器11的下方的左侧部分)中流过的噪音电流Ie2所产生的磁场引起的等效串联电感。L6a是由与接地侧导体布线G(大体上右半部分)的面对接地侧连接面G5的部分(三端电容器11的下方以外的右外侧部分)中流过的噪音电流If1所产生的磁场引起的等效串联电感。L6b是由与接地侧导体布线G(大体上右半部分)的不面对接地侧连接面G5的部分(三端电容器11的下方的右侧部分)中流过的噪音电流If2所产生的磁场引起的等效串联电感。
这里，在图7中，三端电容器11中的向左流动的噪音电流Ia和向右流动的噪音电流Ib各自产生的磁场的一部分(换言之，等效串联电感L1的一部分和L2的一部分)相互抵消(在这一点上与现有的三端电容器一样)。另外，流经接地侧连接面G4的噪音电流Ic、和流经接地侧导体布线G中的面对接地侧连接面G4的部分的噪音电流Ie1各自产生的磁场(换言之，等效串联电感L3和L5a)相互抵消。还有，上述噪音电流Ia的剩余部分和流经接地侧导体布线G中的不面对接地侧连接面G4的部分的噪音电流Ie2各自产生的磁场(换言之，等效串联电感L1的剩余部分和L5b)相互抵消。
同样，流经接地侧连接面G5的噪音电流Id和流经接地侧导体布线G中的面对接地侧连接面G5的部分的噪音电流If1各自产生的磁场(换言之，等效串联电感L4和L6a)相互抵消。还有，上述噪音电流Ib的剩余部分和流经接地侧导体布线G中的不面对接地侧连接面G5的部分的噪音电流If2各自产生的磁场(换言之，等效串联电感L2的剩余部分和L6b)相互抵消。再有，上述噪音电流Ie2的剩余部分与上述噪音电流If2的剩余部分各自所产生的磁场(换言之，等效串联电感L5b的剩余部分和L6b的剩余部分)也相互抵消。
其结果，三端电容器器11与电路板30的总等效串联电感比现有的能够减小到约二分之一以下。
图9给出了本第2实施方式的三端电容器11的插入损失特性(参照实线A4)。为了便于比较，也同时给出了现有的三端电容器的安装结构的插入损失特性(参照虚线A5)。
此外，三端电容器可以像图10所示那样在同一层相对设置内部电极17a、17b，也可以像图11所示那样交互设置内部电极17a、17b。这些三端电容器11A、11B和上述三端电容器11一样也具有同样的作用效果。
另外，如图11所示，也可以采用以下这样的安装结构将与接地侧连接的第3外部端子作为使电容器的中央主体部位弯曲而形成的周围形状的第3外部端子15，通过接地侧连接面51而和位于第3外部端子15下面的中央部位的共用通孔35电气连接。
因此，三端电容器11B中向左流动的噪音电流Ia和向右流动的噪音电流Ib各自产生的磁场的一部分相互抵消(在这一点上与现有的三端电容器一样)。另外，上述噪音电流Ia的剩余部分和流经接地侧连接面51中的大体上左半部分的噪音电流Ih各自产生的磁场相互抵消。同样，上述噪音电流Ib的剩余部分和流经接地侧连接面51中的大体上右半部分的噪音电流Ii各自产生的磁场相互抵消。再有，上述噪音电流Ih的剩余部分与上述噪音电流Ii的剩余部分各自所产生的磁场相互抵消。其结果就能够减小三端电容器11B与电路板30的总的等效串联电感。
还有，在上述第1实施方式里安装3个以上两端电容器的场合，最好采用噪音电流方向的矢量和为零的安装方式。例如，如图12所示，在安装3个两端电容器1A-1C的场合，最好是采用相互间隔120度呈放射状的配置。在图12里，符号55是热侧导体布线、G6-G8分别是接地侧导体布线。
还有，图13给出的是热侧接地连接面56和接地侧连接面G9、G10通过通孔58、59而与设置在电路板30内部的不同层的大面积热侧导体平面57和接地侧导体平面G电气连接。通孔59a、59b穿过设置在热侧导体平面57的大直径孔穴57a而防止了与热侧导体平面57发生短路现象。
还有，图14所示的是为除去噪音电流而使用的三端电容器安装结构的其他实施方式的模式断面图。在电路板30的表面用焊锡等安装了积层型三端电容器11。三端电容器11与上述第2实施形态所作的说明一样，其详细说明加以省略。在电路板30的表面排布有与三端电容器11的第1外部端子13以及第2外部端子14分别电气连接的热侧连接面71、72、与第3外部端子15a、15b分别电气连接的接地侧连接面G12(图中没有给出与第3外部端子15b电气连接的接地侧连接面)。
在电路板30的内部，导体宽度比较窄小的线路状的热侧导体布线73、74和大面积的平面状的接地侧导体布线G通常在不同层积层。接地侧导体布线G通过设置在电路板30的通孔85而与接地侧连接面G12电气连接。连接在热侧导体布线73、74的另外的端的通孔83、84由于穿过设置在接地侧导体布线G的大直径孔穴77而防止了其与接地侧导体布线G短路现象的发生。
通孔81、83和82、84最好排布在以通孔85的位置为基准并且大致左右对称的位置。还有，三端电容器11的第1外部端子13和第2外部端子14最好处于分别与通孔81、82大致等距离的位置。
通过第2外部端子14而侵入贯通电极16的噪音电流(高频电流)流过电路板30的通孔83-热侧导体布线73-通孔81-热侧连接面71-第2外部端子14-贯通电极16-内部电极17-第3外部端子15a，15b-通孔85-接地侧导体布线G。同时，通过第1外部端子13而侵入贯通电极16的噪音电流(高频电流)流过电路板30的通孔84-热侧导体布线74-通孔82-热侧连接面72-第1外部端子13-贯通电极16-内部电极17-第3外部端子15a，15b-通孔85-接地侧导体布线G。
在这里，图14中，三端电容器11中向右边流动的噪音电流Ia与向左边流动的噪音电流Ib各自所产生的磁场的一部分相互抵消(这与现有的三端电容器相同)。还有，热侧连接面71中流过的噪音电流Ic与热侧导体布线73中面对热侧连接面71的部分中流过的噪音电流Ie1各自所产生的磁场相互抵消。另外，前述噪音电流Ia的剩余部分与热侧导体布线73中不面对热侧连接面71的部分中流过的噪音电流Ie2各自所产生的磁场也相互抵消。
同样，热侧连接面72中所流过的噪音电流Id与热侧导体布线74的面对热侧连接面72的部分中流过的噪音电流If1各自所产生的磁场相互抵消。另外，前述噪音电流Ib的剩余部分与热侧导体布线74的不面对热侧连接面72的部分中流过的噪音电流If2各自所产生的磁场也相互抵消。还有，前述噪音电流Ie2的剩余部分与前述噪音电流If2的剩余部分所产生的磁场相互抵消。
结果就能够减小三端电容器11和电路板30的总等效串联电感。另外，图14中的热侧导体布线的结构与前述第1-第2实施形态的接地端导体布线的构造具有相吻合的结构的三端电容器也可以。
另外，电路板的内部所设置的电气连接方式除通孔外(孔内四周涂上导电胶)，也可以是导孔(孔的内部填充导电胶)。
通过以上说明可以清楚地知道，在本发明中，由于假定了电容中所流过的噪音电流与电路板的接地端导体布线中所流过的噪音电流相互逆向流动，它们的噪音电流所各自产生的磁场相互抵消。其结果是，减小了安装空间并且降低了费用，同时，该安装结构也使得电容和电路板的等效串联电感得到减小。
权利要求
1.把具有芯片主体和分别安装在芯片主体的两端面的第1外部端子以及第2外部端子的最少两个两端电容器安装到具有第1导体布线和将该第1导体布线置于其间的最少两个第2导体布线的电路板上的两端电容器的安装结构，其特征在于两个两端电容器相对而安装，使得前述第一导体布线最少与两个两端电容器的相应的第1外部端子电气连接，上述两个第2导体布线之中的一个与上述两个两端电容器的一边的两端电容器的第2外部端子电气连接，剩下的一个第2导体布线与另一边的两端电容器的第2外部端子电气连接，导致以下效果相对于第1导体布线，两个两端电容器里所流过的噪音电流逆向而流或者矢量和为零。
2.权利要求1中所记载的两端电容器的安装结构，其特征在于接地侧导体布线设置在上述电路板的内部及其背面中的最少一处，通过上述电路板的内部所设置的电气连接方式，第1导体布线以及第2导体布线的其中之一与上述两端电容器的接地侧外部端子电气连接，上述接地侧导体布线配置成使得接地侧导体布线里所流过的噪音电流的方向与上述两端电容器里流过的噪音电流方向相反或者矢量和为零，电气连接的方式有导孔或者通孔等。
3.把具有芯片主体、在芯片主体内部设有的贯通电极、面对贯通电极而置的内部电极、分别设置在上述芯片主体的两个端面并且与贯通电极电气连接的第1外部端子以及第2外部端子以及设置在芯片主体的侧面的与内部电极电气连接的第3外部端子的三端电容器安装在具有热侧导体布线和接地侧导体布线的电路板上的三端电容器的安装结构，其特征在于前述三端电容器的上述第1外部端子和第2外部端子与热侧导体布线连接，前述接地侧导体布线设置在上述电路板的内部以及背面中的最少一处，通过电路板内部所设置的电气连接方式与上述三端电容器的第3外部端子电气连接，前述三端电容器安装在电路板上的同时上述接地侧导体布线的配置使得上述接地侧导体布线里所流过的噪音电流的方向与上述三端电容器里所流过的噪音电流的方向互为相反。
4.把具有芯片主体、在芯片主体内部设有的贯通电极、面对贯通电极而置的内部电极、分别设置在上述芯片主体的两个端面并且与贯通电极电气连接的第1外部端子以及第2外部端子以及设置在芯片主体的侧面的与内部电极电气连接的第3外部端子的三端电容器安装在具有热侧导体布线和接地侧导体布线的电路板上的三端电容器的安装结构，其特征在于前述第3外部端子与接地侧导体布线相电气连接，上述热侧导体布线设置在电路板的内部以及背面的至少任何一方，通过电路板内部所设置的电气连接方式与三端电容器的第1外部端子以及第2外部端子相电气连接，为了热侧导体布线里所流过的噪音电流的方向与三端电容器里所流过的噪音电流的方向互为相反而将三端电容器安装在电路板上并配置上述热侧导体布线。
5.把具有芯片主体、在芯片主体内部设有的贯通电极、面对贯通电极而设置的内部电极、分别设置在上述芯片主体的两个端面并且与贯通电极电气连接的第1外部端子以及第2外部端子以及设置在芯片主体的侧面的与内部电极电气连接的第3外部端子的三端电容器安装在具有至少两个接地侧连接面和热侧导体布线的电路板上的三端电容器的安装结构，其特征在于该三端电容器被配置在至少两个接地侧连接面的中间，上述至少两个接地侧连接面通过第3外部端子与上述3端电容器电气连接，上述接地侧导体布线与上述至少两个接地侧连接面相邻接并电气连接，为了使上述接地侧导体布线里所流过的噪音电流的方向与三端电容器里所流过的噪音电流的方向相反而在上述接地侧导体布线的大体上中央的部位设置了电路板中的导电通孔，上述导电通孔与上述接地侧导体布线电气连接。
6.根据请求项5里所记载的三端电容器的安装结构，其特征在于前述导电性通孔直接安装在前述电容的下面，使得前述最少两个接地侧连接面里流过的噪音电流所产生的磁场与前述接地侧导体布线里所流过的噪音电流所产生的磁场相互抵消。
全文摘要
本发明提供了一种两端电容器以及三端电容器的安装结构，提供安装空间小且费用低，同时电容的等效串联电感小的电容安装结构。在电路板30的表面上排布有与两端电容器1A、1B各自的第1外部端子2a、2a电气连接的热侧导体布线(第1导体布线)31以及与分别与第2外部端子2b、2b电气连接的接地侧导体布线(第2导体布线)G1、G2。两端电容器1A、1B相对于该热侧导体布线31大致左右对称而安装。电路板30的内部也设有接地侧导体布线G，通过电路板30里所设的通孔34a，34b而分别与接地侧导体布线G1，G2相互电气连接。在接地侧导体布线G上与通孔34a，34b大致等距离的位置配置有共同通孔35。
文档编号H01G4/35GK1447358SQ0310752
公开日2003年10月8日 申请日期2003年3月26日 优先权日2002年3月26日
发明者东贵博, 山本秀俊 申请人:株式会社村田制作所