(57)【要約】【課題】ＥＳＬを低減できると共に実装面積を縮小して実装密度向上の要求に応じることができるコンデンサ実装構造を提供する。【解決手段】隣接する２個のコンデンサＣの電流ベクトルの成す角度が各々約９０度となり、且つ、各コンデンサＣの長さ方向一端面が隣接するコンデンサＣの内側側面に向き合うように配置することにより、４個のコンデンサＣをほぼ矩形の輪郭で密集配置する。これにより、隣接する２個のコンデンサＣ間それぞれに生じ得る相互インダクタンスを最小にして全体の等価直列インダクタンスを低減し、隣接する２個のコンデンサＣの間それぞれのデッドスペースを無くして実装面積を低減する。【選択図】  図４
2005050962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さ方向両端部に外部電極を有し直方体形状を成す４個またはそのＮ倍数個（Ｎは２以上の整数）のコンデンサと、４個またはそのＮ倍数個のコンデンサが並列接続された信号電極及びグランド電極とを備えるコンデンサ実装構造であって、
４個またはそのＮ倍数個のコンデンサのうち１／４個の第１コンデンサは所定向きで配置され、残りの１／４個の第２コンデンサは第１コンデンサと電流ベクトルが実質的に９０度を成すように配置され、残りの１／４個の第３コンデンサは第２コンデンサと電流ベクトルが実質的に９０度を成すように配置され、残りの１／４個の第４コンデンサは第３コンデンサと電流ベクトルが実質的に９０度を成すように配置されると共に、
第１コンデンサはその長さ方向の一端面を第４コンデンサの内側側面と実質的に平行に向き合うように配置され、第２コンデンサはその長さ方向の一端面を第１コンデンサの内側側面と実質的に平行に向き合うように配置され、第３コンデンサはその長さ方向の一端面を第２コンデンサの内側側面と実質的に平行に向き合うように配置され、第４コンデンサはその長さ方向の一端面を第３コンデンサの内側側面と実質的に平行に向き合うように配置されている、
ことを特徴とするコンデンサ実装構造。
【請求項２】
コンデンサの総数は４個である、
ことを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ実装構造。
【請求項３】
コンデンサの総数は８個であり、第１〜第４コンデンサはそれぞれ互いの電流ベクトルが実質的に平行な２個のコンデンサから成る、
ことを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ実装構造。
【請求項４】
４個またはそのＮ倍数個のコンデンサの実装状態の輪郭は実質的に矩形である、
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のコンデンサ実装構造。
【請求項５】
基板に請求項１〜４の何れか１項に記載のコンデンサ実装構造を複数並設して成る、
ことを特徴とするコンデンサ実装基板。
【請求項６】
複数のコンデンサ実装構造がＭ×Ｌ（Ｍ及びＬの一方は１以上の整数で他方は２以上の整数）配列でマトリクス状に並設されている、
ことを特徴とする請求項５に記載のコンデンサ実装基板。
【請求項７】
長さ方向両端部に外部電極を有し直方体形状を成す４個またはそのＮ倍数個（Ｎは２以上の整数）のコンデンサを並列接続可能な信号電極及びグランド電極の組み合わせを複数備えるコンデンサ実装用配線基板であって、
信号電極及びグランド電極は、４個またはそのＮ倍数個のコンデンサのうち１／４個の第１コンデンサが所定向きで配置され、残りの１／４個の第２コンデンサが第１コンデンサと電流ベクトルが実質的に９０度を成すように配置され、残りの１／４個の第３コンデンサが第２コンデンサと電流ベクトルが実質的に９０度を成すように配置され、残りの１／４個の第４コンデンサが第３コンデンサと電流ベクトルが実質的に９０度を成すように配置され得ると共に、第１コンデンサの長さ方向の一端面が第４コンデンサの内側側面と実質的に平行に向き合うように配置され、第２コンデンサの長さ方向の一端面が第１コンデンサの内側側面と実質的に平行に向き合うように配置され、第３コンデンサの長さ方向の一端面が第２コンデンサの内側側面と実質的に平行に向き合うように配置され、第４コンデンサの長さ方向の一端面が第３コンデンサの内側側面と実質的に平行に向き合うように配置され得る形態を有する、
ことを特徴とするコンデンサ実装用配線基板。
【請求項８】
信号電極及びグランド電極の組み合わせがＭ×Ｌ（Ｍ及びＬの一方は１以上の整数で他方は２以上の整数）配列でマトリクス状に並設されている、
ことを特徴とする請求項７に記載のコンデンサ実装基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、等価直列インダクタンスの低減に有用なコンデンサ実装構造と、このコンデンサ実装構造を複数並設して構成されたコンデンサ実装基板と、このコンデンサ実装基板を得るためのコンデンサ実装用配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１（Ａ）は積層セラミックコンデンサ（以下単にコンデンサと言う）の斜視図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）に示したコンデンサの縦断面図である。
【０００３】
同図に示したコンデンサＣは全体が直方体形状を成していて、その長さ寸法Ｌと幅寸法Ｗと高さ寸法Ｔは各々の基準値においてＬ＞Ｗ＝Ｔの関係にある。この種のコンデンサＣのサイズは０６０３，１００５等の呼び名で称されており、例えば０６０３と称されるコンデンサＣの長さ寸法の基準値は０．６ｍｍで幅寸法Ｗ及び高さ寸法Ｔの基準値は０．３ｍｍである。
【０００４】
このコンデンサＣは、基準値がＬ＞Ｗ＝Ｔの関係を備える直方体形状のセラミックチップＣａと、セラミックチップＣａ内に高さ方向に間隔をおいて多数埋設されその長さ方向端縁をセラミックチップＣａの長さ方向両端面に交互に露出する内部電極Ｃｂと、セラミックチップＣａの長さ方向両端面及びその周囲を覆うようにそれぞれに設けられ内部電極Ｃｂの露出縁と導通する単層或いは複数層構造の外部電極Ｃｃとを備える。
【０００５】
前記のコンデンサＣは各種電子回路においてノイズ対策部品として重要な役割を果たしている。例えば、ＣＰＵ等のＬＳＩの周囲には、電源スイッチング等に依るノイズを除去して動作安定を図るために複数のバイパスコンデンサが実装されている。
【０００６】
ところで、前記のコンデンサＣは所定のキャパシタンスを有する部品として取り扱われているが、コンデンサの等価回路はキャパシタンスの他に等価直列インダクタンス（以下単にＥＳＬと言う）及び等価直列レジスタンス（ＥＳＲ）を有することから、その周波数特定は直列共振回路の周波数特性と同じになる。
【０００７】
つまり、図２に示すコンデンサ実装構造のように基板１１の信号電極１２に一方の外部電極Ｃｃが接続されグランド電極１３に他方の外部電極Ｃｃが接続されたコンデンサＣに破線矢印方向の電流が流れている状態を考えると、電流周波数が共振周波数よりも低い領域ではＥＳＬの影響を受け難いが、電流周波数が共振周波数よりも高い領域ではＥＳＬの影響を受け易いために周波数増加にほぼ比例してインピーダンスが増加してしまう。
【０００８】
この周波数特性を改善するには、キャパシタンスを小さくして共振周波数を高くするか、或いは、ＥＳＬを小さくする必要があるが、キャパシタンスを小さくするとインピーダンスが高くなって所期の目的であるノイズ除去を行えなくなることから、最近では複数のコンデンサの配置形態に工夫を施すことでＥＳＬを低減する方法が提案されている。
【０００９】
図３はその一例を示すコンデンサ実装構造であり、図中の２１は基板、２２は円形の信号電極、２３は信号電極２２の周囲に設けられた環状形のグランド電極、Ｃは計４個のコンデンサである。４個のコンデンサＣは十字状に配置されており、各コンデンサＣの一方の外部電極Ｃｃは信号電極２２に接続され他方の電極Ｃｃはグランド電極２３に接続されている。
【００１０】
このコンデンサ実装構造では、十字形に配置された各コンデンサＣに同じ方向（図中の破線矢印参照）の電流を流し、且つ、隣接する２個のコンデンサＣの電流ベクトルの成す角度を各々９０度とすることにより、隣接する２個のコンデンサＣ間それぞれで生じ得る相互インダクタンスを最小にして全体のＥＳＬを低減している。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００１−２３８４９号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
パソコンや携帯電話等の電子機器における機能及び能力向上と小型化の要求に伴い、内部の電子回路には依然として実装密度向上が強く求められている。また、ＣＰＵ等のＬＳＩのように多種多様な信号系を取り扱う電子回路の場合には、信号系に応じて多数のコンデンサを実装する必要性が生じている。
【００１３】
しかし、図３に示すコンデンサ実装構造では、グランド電極２３が環状形で４個のコンデンサＣが十字形に配置されているため、隣接する２個のコンデンサＣの間それぞれに扇形のデッドスペースが存在する。つまり、多くのコンデンサＣを実装するために図３に示すコンデンサ実装構造を複数並設する場合には同実装構造の数が増すに従ってデッドスペースが増すため、結果的に必要となる実装面積が増加して実装密度向上の要求を満足できなくなってしまう。
【００１４】
本発明は前記事情に鑑みて創作されたもので、その目的とするところは、ＥＳＬを低減できると共に実装面積を縮小して実装密度向上の要求に応じることができるコンデンサ実装構造と、このコンデンサ実装構造を複数並設して構成されたコンデンサ実装基板と、このコンデンサ実装基板を得るためのコンデンサ実装用配線基板を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係るコンデンサ実装構造は、長さ方向両端部に外部電極を有し直方体形状を成す４個またはそのＮ倍数個（Ｎは２以上の整数）のコンデンサと、４個またはそのＮ倍数個のコンデンサが並列接続された信号電極及びグランド電極とを備えるコンデンサ実装構造であって、４個またはそのＮ倍数個のコンデンサのうち１／４個の第１コンデンサは所定向きで配置され、残りの１／４個の第２コンデンサは第１コンデンサと電流ベクトルが実質的に９０度を成すように配置され、残りの１／４個の第３コンデンサは第２コンデンサと電流ベクトルが実質的に９０度を成すように配置され、残りの１／４個の第４コンデンサは第３コンデンサと電流ベクトルが実質的に９０度を成すように配置されると共に、第１コンデンサはその長さ方向の一端面を第４コンデンサの内側側面と実質的に平行に向き合うように配置され、第２コンデンサはその長さ方向の一端面を第１コンデンサの内側側面と実質的に平行に向き合うように配置され、第３コンデンサはその長さ方向の一端面を第２コンデンサの内側側面と実質的に平行に向き合うように配置され、第４コンデンサはその長さ方向の一端面を第３コンデンサの内側側面と実質的に平行に向き合うように配置されている、ことをその特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係るコンデンサ実装基板は、基板に前記のコンデンサ実装構造を複数並設して成る、ことをその特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明に係るコンデンサ実装用配線基板は、長さ方向両端部に外部電極を有し直方体形状を成す４個またはそのＮ倍数個（Ｎは２以上の整数）のコンデンサを並列接続可能な信号電極及びグランド電極の組み合わせを複数備えるコンデンサ実装用配線基板であって、信号電極及びグランド電極は、４個またはそのＮ倍数個のコンデンサのうち１／４個の第１コンデンサが所定向きで配置され、残りの１／４個の第２コンデンサが第１コンデンサと電流ベクトルが実質的に９０度を成すように配置され、残りの１／４個の第３コンデンサが第２コンデンサと電流ベクトルが実質的に９０度を成すように配置され、残りの１／４個の第４コンデンサが第３コンデンサと電流ベクトルが実質的に９０度を成すように配置され得ると共に、第１コンデンサの長さ方向の一端面が第４コンデンサの内側側面と実質的に平行に向き合うように配置され、第２コンデンサの長さ方向の一端面が第１コンデンサの内側側面と実質的に平行に向き合うように配置され、第３コンデンサの長さ方向の一端面が第２コンデンサの内側側面と実質的に平行に向き合うように配置され、第４コンデンサの長さ方向の一端面が第３コンデンサの内側側面と実質的に平行に向き合うように配置され得る形態を有する、ことをその特徴とする。
【００１８】
本発明の前記目的とそれ以外の目的と、構成特徴と、作用効果は、以下の説明と添付図面によって明らかとなる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を説明するが、説明中の「約」，「ほぼ」及び「概ね」の用語は製造上の公差及び誤差を考慮したものであり、請求範囲において「実質的」の用語を用いた理由もこれと同じである。
【００２０】
図４は本発明を適用したコンデンサ実装構造の一例を示す表面図、図５は図４のａ−ａ線断面図、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は図４に示したコンデンサ実装構造における表面信号電極及び表面グランド電極を示す図と裏面信号電極及び裏面グランド電極を示す図であり、図中の３１は基板、３２は表面信号電極、３３ａ〜３３ｄは表面グランド電極、３４，３５ａ〜３５ｄはスルーホール、３６は裏面信号電極、３７は裏面グランド電極である。尚、同図に示したコンデンサＣは図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示したものと同じであるため同一符号を引用してその説明を省略する。
【００２１】
基板３１はセラミックス，プラスチック等の絶縁材料から成り、所定厚さを有している。
【００２２】
表面信号電極３２は、図６（Ａ）に示すように、金属等の導電材料から略十字状に形成されていて、中心部分から外方に延びる４個の分岐電極３２ａ〜３２ｄを約９０度間隔で有している。各分岐電極３２ａ〜３２ｄは所定幅を有する矩形状を成し、表面信号電極３２の中心Ｐ１から外側縁までの距離はほぼ等しい。また、各分岐電極３２ａ〜３２ｄの幅方向中心線ＳＬ１〜ＳＬ４は、表面信号電極３２の中心Ｐ１と交差しておらず、中心Ｐ１から右側に同じ距離だけ平行にシフトしている。
【００２３】
各表面グランド電極３３ａ〜３３ｄは、図６（Ａ）に示すように、金属等の導電材料から所定幅及び所定長さを有する矩形状に形成されている。各表面グランド電極３３ａ〜３３ｄの中心Ｐ２〜Ｐ５から表面信号電極３２の中心Ｐ１までの距離はほぼ等しい。また、表面グランド電極３３ａの幅方向中心線ＳＬ５は分岐電極３２ａの幅方向中心線ＳＬ１と平行で、表面グランド電極３３ｂの幅方向中心線ＳＬ６は分岐電極３２ｂの幅方向中心線ＳＬ２と平行で、表面グランド電極３３ｃの幅方向中心線ＳＬ７は分岐電極３２ｃの幅方向中心線ＳＬ３と平行で、表面グランド電極３３ｄの幅方向中心線ＳＬ８は分岐電極３２ｄの幅方向中心線ＳＬ４と平行である。さらに、分岐電極３２ａの外側縁と表面グランド電極３３ａの長さ方向外側辺及び表面グランド電極３３ｂの幅方向外側辺とはほぼ同一直線上にあり、分岐電極３２ｂの外側縁と表面グランド電極３３ｂの長さ方向外側辺及び表面グランド電極３３ｃの幅方向外側辺とはほぼ同一直線上にあり、分岐電極３２ｃの外側縁と表面グランド電極３３ｃの長さ方向外側辺及び表面グランド電極３３ｄの幅方向外側辺とはほぼ同一直線上にあり、分岐電極３２ｄの外側縁と表面グランド電極３３ｄの長さ方向外側辺及び表面グランド電極３３ａの幅方向外側辺とはほぼ同一直線上にある。さらに、表面グランド電極３３ａと分岐電極３２ａとの距離と、表面グランド電極３３ｂと分岐電極３２ｂとの距離と、表面グランド電極３３ｃと分岐電極３２ｃとの距離と、表面グランド電極３３ｄと分岐電極３２ｄとの距離はほぼ等しく、また、表面グランド電極３３ａと分岐電極３２ｄとの距離と、表面グランド電極３３ｂと分岐電極３２ａとの距離と、表面グランド電極３３ｃと分岐電極３２ｂとの距離と、表面グランド電極３３ｄと分岐電極３２ｃとの距離はほぼ等しい。
【００２４】
スルーホール３４は金属等の導電材料から円柱状に形成されていて、基板３１における表面信号電極３２の中心Ｐ１の真下部分に貫通して設けられている。スルーホール３５ａ〜３５ｄは金属等の導電材料から円柱状に形成されていて、基板３１における各表面グランド電極３３ａ〜３３ｄの中心Ｐ２〜Ｐ５の真下部分に貫通して設けられている。尚、スルーホール３４，３５ａ〜３５ｄは必ずしも円柱状である必要はなく、貫通孔の内壁に金属膜を形成して構成された円筒状のものであっても構わないし、その位置も中心Ｐ１〜Ｐ５の真下部分からずれていてもよい。
【００２５】
裏面信号電極３６は、図６（Ｂ）に示すように、金属等の導電材料から矩形状に形成されていて、裏面側から見てその中心Ｐ６が表面信号電極３２の中心Ｐ１とほぼ一致するように設けられている。この裏面信号電極３６はスルーホール３４を介して表面信号電極３２と導通している。
【００２６】
裏面グランド電極３７は、図６（Ｂ）に示すように、金属等の導電材料から矩形枠状に形成されている。裏面グランド電極３７の幅は各表面グランド電極３３ａ〜３３ｄの幅とほぼ一致しており、裏面側から見たときの裏面グランド電極３７の外縁は各表面グランド電極３３ａ〜３３ｄの幅方向外側辺とほぼ一致し、裏面グランド電極３７の内縁は各表面グランド電極３３ａ〜３３ｄの幅方向内側辺とほぼ一致している。この裏面グランド電極３７は４個のスルーホール３５ａ〜３５ｄを介して表面グランド電極３３ａ〜３３ｄと導通している。
【００２７】
前記の表面信号電極３２の分岐電極３２ａ〜３２ｄと表面グランド電極３３ａ〜３３ｄには４個のコンデンサＣが半田付け等により実装されている。詳しくは、４個のコンデンサＣのうち１個のコンデンサＣは一方の外部電極Ｃｃを分岐電極３２ａに接続され他方の外部電極Ｃｃを表面グランド電極３３ａに接続され、他の１個のコンデンサＣは一方の外部電極Ｃｃを分岐電極３２ｂに接続され他方の外部電極Ｃｃを表面グランド電極３３ｂに接続され、さらに他の１個のコンデンサＣは一方の外部電極Ｃｃを分岐電極３２ｃに接続され他方の外部電極Ｃｃを表面グランド電極３３ｃに接続され、さらに他の１個のコンデンサＣは一方の外部電極Ｃｃを分岐電極３２ｄに接続され他方の外部電極Ｃｃを表面グランド電極３３ｄに接続されている。つまり、実装後の４個のコンデンサＣは並列接続された状態となるため各々に流れる電流の向きは図４に破線矢印で示すようになる。
【００２８】
より詳細には、実装後の４個のコンデンサＣのうち、図中左上のコンデンサＣと左下のコンデンサＣの電流ベクトルの成す角度は約９０度であり、図中左下のコンデンサＣと右下のコンデンサＣの電流ベクトルの成す角度は約９０度であり、図中右下のコンデンサＣと右上のコンデンサＣの電流ベクトルの成す角度は約９０度であり、図中右上のコンデンサＣと左上のコンデンサＣの電流ベクトルの成す角度は約９０度である。また、図中左上のコンデンサＣの長さ方向の右端面は図中右上のコンデンサＣの内側側面の外側部分に微小間隔をおいてほぼ平行に向き合い、図中左下のコンデンサＣの長さ方向の上端面は図中左上のコンデンサＣの内側側面の外側部分に微小間隔をおいてほぼ平行に向き合い、図中右下のコンデンサＣの長さ方向の左端面は図中左下のコンデンサＣの内側側面の外側部分に微小間隔をおいてほぼ平行に向き合い、図中右上のコンデンサＣの長さ方向の下端面は図中右下のコンデンサＣの内側側面の外側部分に微小間隔をおいてほぼ平行に向き合っている。
【００２９】
前述のコンデンサ実装構造にあっては、隣接する２個のコンデンサＣの電流ベクトルの成す角度を各々約９０度（理想的には９０度）とすることにより、隣接する２個のコンデンサＣ間それぞれに生じ得る相互インダクタンスを最小にして全体の等価直列インダクタンス（以下単にＥＳＬと言う）を低減することができる。
【００３０】
また、前述のコンデンサ実装構造にあっては、表面信号電極３２の各分岐電極３２ａ〜３２ｄが各コンデンサＣに極めて近い位置に、しかも、各分岐電極３２ａ〜３２ｄの幅方向中心線ＳＬ１〜ＳＬ４が各コンデンサＣの電流ベクトルとほぼ平行な向きで存在しており、この各分岐電極３２ａ〜３２ｄは各コンデンサＣに電流が流れたときに生じる磁束を妨げてインダクタンスを減少させる役目を果たしていることから全体のＥＳＬをより一層低減することができる。勿論、各コンデンサＣの内側側面と向き合うように位置する隣接コンデンサＣの一方の外部電極Ｃｃも前記同様のインダクタンス減少作用を生じ得る。
【００３１】
図７は、図２，図３及び図４それぞれに示したコンデンサ実装構造における周波数［ＭＨｚ］とＥＳＬ［ｐＨ］との関係を表すグラフであり、図中のＤ１は図２に示したコンデンサ実装構造のＥＳＬ変動を示し、Ｄ２は図３に示したコンデンサ実装構造のＥＳＬ変動を示し、Ｄ３は図４に示したコンデンサ実装構造のＥＳＬ変動を示す。ここでのデータ計測に使用したコンデンサＣは０６０３タイプのものであり、図２に示したコンデンサ実装構造ではコンデンサＣとしてキャパシタンスが０．１μＦのものを使用し、図３及び図４に示した実装構造のコンデンサＣとして合成キャパシタンスが０．１μＦとなるものを使用した。
【００３２】
同図から分かるように、図４に示したコンデンサ実装構造では、図２及び図３に示したコンデンサ実装構造に比べ、計測した周波数範囲全体においてＥＳＬが低減されている。因みに、周波数が１０３  ＭＨｚ（１ＧＨｚ）のときのＥＳＬは、図２に示したコンデンサ実装構造で約４００ｐＨ、図３に示したコンデンサ実装構造で約７５ｐＨ、図４に示したコンデンサ実装構造で約５０ｐＨであり、図４に示したコンデンサ実装構造によれば図３に示したコンデンサ実装構造に比べ約３３％のＥＳＬ低減が実現できている。
【００３３】
また、前述のコンデンサ実装構造にあっては、隣接する２個のコンデンサＣの間それぞれに図１５に示したコンデンサ実装構造のような扇形のデッドスペースが存在しない。また、４個のコンデンサＣをほぼ矩形の輪郭で密集配置することができるので、その実装面積は概ね［コンデンサＣの長さ＋コンデンサＣの幅＋α（コンデンサ間の微小隙間）］２  となる。
【００３４】
具体的には、０６０３タイプのコンデンサＣを用いて図３に示したコンデンサ実装構造を構成した場合の実装面積の最小値は約１．８ｍｍ２  であり、同タイプのコンデンサＣを用いて図４に示したコンデンサ実装構造を構成した場合の実装面積の最小値は約０．９ｍｍ２  であり、図４に示したコンデンサ実装構造によれば図３に示したコンデンサ実装構造に比べ約５０％の実装面積低減が実現できている。
【００３５】
依って、多くのコンデンサＣを実装するに際して図４に示すコンデンサ実装構造を複数並設すれば、同実装構造の数が増すに従ってデッドスペースが増加することを抑制して、結果的に必要となる実装面積を低減して実装密度向上の要求を満足することができる。
【００３６】
図８は図４に示したコンデンサ実装構造を複数並設する際に用いられるコンデンサ実装用配線基板の表面図、図９は図８の裏面図である。
【００３７】
このコンデンサ実装用配線基板４１には、表面に図６（Ａ）に示した表面信号電極３２と４個の表面グランド電極３３ａ〜３３ｄとから成る単位表面電極ＰＡ１が５×５配列でマトリクス状に２５個形成され、裏面に図６（Ｂ）に示した裏面信号電極３６と裏面グランド電極３７とから成る単位裏面電極ＰＡ２が単位表面電極ＰＡ１に対応した配列で２５個形成され、単位表面電極ＰＡ１と単位裏面電極ＰＡ２の接続を行うスルーホール３４，３５ａ〜３５ｄが２５組形成されている。単位表面電極ＰＡ１の相互間隙間はコンデンサＣを実装したときに各々に実装されたコンデンサＣが干渉しない最小限の隙間に管理されており、例えばコンデンサＣとして０６０３タイプのものを使用する場合の前記相互間隙間は約０．１５ｍｍに管理されている。
【００３８】
図８及び図９に示したコンデンサ実装用配線基板４１は、周知の配線基板形成法により適宜作成することができる。例えば、アルミナ等の誘電体材料から成る所定サイズの基板の表面と裏面にフォトエッチング法により銅製の単位表面電極ＰＡ１と単位裏面電極ＰＡ２を５×５配列でマトリクス状に形成し、次いで、スルーホール形成位置にレーザ加工やドリル加工等の手法によって貫通孔を形成しその内壁に銅メッキ等を施してスルーホール３４，３５ａ〜３５ｄを形成し、次いで、単位表面電極ＰＡ１と単位裏面電極ＰＡ２の露出面に金メッキ等を施し、その上に半田ペーストを印刷し、必要に応じて半田レジストを基板１の表面と裏面に形成することで作成できる。
【００３９】
図１０は図８及び図９に示したコンデンサ実装用配線基板４１の表面に必要数のコンデンサＣを実装して得たコンデンサ実装基板の表面図である。
【００４０】
このコンデンサ実装基板４２は、前記のコンデンサ実装用基板４１の各単位表面電極ＰＡ１に４個のコンデンサＣをそれぞれ搭載し、これをリフロー炉に投入して各コンデンサＣを半田付けすることにより作成することができる。ここでは５×５配列の単位表面電極ＰＡ１それぞれに４個のコンデンサＣを実装しているのでコンデンサＣの総実装数は１００個となるが、単位表面電極ＰＡ１それ自体が持つデッドスペースが小さく、しかも、隣接する単位表面電極ＰＡ１の相互間隙間を極力小さくすることができるので、１００個のコンデンサＣを実装するのに必要な面積を低減して実装密度向上に大きく貢献することができる。
【００４１】
図１０に示したコンデンサ実装基板４２は、図１１（Ａ）に示すように、その裏面に設けられた５×５配列の単位裏面電極ＰＡ２をこれに対応してメイン基板ＭＳの表面または裏面に形成された電極群（図示省略）に接続することでメイン基板ＭＳに装着することができる。また、図１１（Ｂ）に示すように、その裏面に設けられた５×５配列の単位裏面電極ＰＡ２をこれに対応してＬＳＩパッケージＰＣの裏面に形成された電極群（図示省略）に接続することでＬＳＩパッケージＰＣに装着することもできる。
【００４２】
因みに、図８に示したものと同じ単位表面電極ＰＡ１の配列とスルーホール及び単位裏面電極ＰＡ２の代わりとなる引出電極を形成しておけば、メイン基板ＭＳの表面または裏面に直接コンデンサＣを実装することも可能である。また、図８に示したものと同じ単位表面電極ＰＡ１の配列とスルーホール及び単位裏面電極ＰＡ２の代わりとなる引出電極を形成しておけば、ＬＳＩパッケージＰＣの裏面に直接コンデンサＣを実装することも可能である。
【００４３】
また、図８及び図９には単位表面電極ＰＡ１と単位裏面電極ＰＡ２を５×５配列で計２５個形成したものを示したが、単位表面電極ＰＡ１及び単位裏面電極ＰＡ２の配列個数は基板４１の大きさや使用するコンデンサＣのサイズに応じて任意に変更可能であることは言うまでもない。
【００４４】
図１２は本発明を適用したコンデンサ実装構造の他の例を示す表面図、図１３は図１２のｂ−ｂ線断面図、図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）は図１２に示したコンデンサ実装構造における表面信号電極及び表面グランド電極を示す図と裏面信号電極及び裏面グランド電極を示す図であり、図中の５１は図中の５１は基板、５２は表面信号電極、５３ａ〜５３ｄは表面グランド電極、５４，５５ａ〜５５ｄはスルーホール、５６は裏面信号電極、５７は裏面グランド電極である。尚、同図に示したコンデンサＣは図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示したものと同じであるため同一符号を引用してその説明を省略する。
【００４５】
基板５１はセラミックス，プラスチック等の絶縁材料から成り、所定厚さを有している。
【００４６】
表面信号電極５２は、図１４（Ａ）に示すように、金属等の導電材料から略十字状に形成されていて、中心部分から外方に延びる４個の分岐電極５２ａ〜５２ｄを約９０度間隔で有している。各分岐電極５２ａ〜５２ｄは所定幅を有する矩形状を成し、表面信号電極５２の中心Ｐ１１から外側縁までの距離はほぼ等しい。また、各分岐電極５２ａ〜５２ｄの幅方向中心線ＳＬ１１〜ＳＬ１４は、表面信号電極５２の中心Ｐ１１と交差しておらず、中心Ｐ１１から左側に同じ距離だけ平行にシフトしている。
【００４７】
各表面グランド電極５３ａ〜５３ｄは、図１４（Ａ）に示すように、金属等の導電材料から所定幅及び所定長さを有する矩形状に形成されている。各表面グランド電極５３ａ〜５３ｄの中心Ｐ１２〜Ｐ１５から表面信号電極５２の中心Ｐ１１までの距離はほぼ等しい。また、表面グランド電極５３ａの幅方向中心線ＳＬ１５は分岐電極５２ａの幅方向中心線ＳＬ１１と平行で、表面グランド電極５３ｂの幅方向中心線ＳＬ１６は分岐電極５２ｂの幅方向中心線ＳＬ１２と平行で、表面グランド電極５３ｃの幅方向中心線ＳＬ１７は分岐電極５２ｃの幅方向中心線ＳＬ１３と平行で、表面グランド電極５３ｄの幅方向中心線ＳＬ１８は分岐電極５２ｄの幅方向中心線ＳＬ１４と平行である。さらに、分岐電極５２ａの外側縁と表面グランド電極５３ａの長さ方向外側辺及び表面グランド電極５３ｂの幅方向外側辺とはほぼ同一直線上にあり、分岐電極５２ｂの外側縁と表面グランド電極５３ｂの長さ方向外側辺及び表面グランド電極５３ｃの幅方向外側辺とはほぼ同一直線上にあり、分岐電極５２ｃの外側縁と表面グランド電極５３ｃの長さ方向外側辺及び表面グランド電極５３ｄの幅方向外側辺とはほぼ同一直線上にあり、分岐電極５２ｄの外側縁と表面グランド電極５３ｄの長さ方向外側辺及び表面グランド電極５３ａの幅方向外側辺とはほぼ同一直線上にある。さらに、表面グランド電極５３ａと分岐電極５２ａとの距離と、表面グランド電極５３ｂと分岐電極５２ｂとの距離と、表面グランド電極５３ｃと分岐電極５２ｃとの距離と、表面グランド電極５３ｄと分岐電極５２ｄとの距離はほぼ等しく、また、表面グランド電極５３ａと分岐電極５２ｄとの距離と、表面グランド電極５３ｂと分岐電極５２ａとの距離と、表面グランド電極５３ｃと分岐電極５２ｂとの距離と、表面グランド電極５３ｄと分岐電極５２ｃとの距離はほぼ等しい。
【００４８】
スルーホール５４は金属等の導電材料から円柱状に形成されていて、基板５１における表面信号電極５２の中心Ｐ１１の真下部分に貫通して設けられている。スルーホール５５ａ〜５５ｄは金属等の導電材料から円柱状に形成されていて、基板５１における各表面グランド電極５３ａ〜５３ｄの中心Ｐ１２〜Ｐ１５の真下部分に貫通して設けられている。尚、スルーホール５４，５５ａ〜５５ｄは必ずしも円柱状である必要はなく、貫通孔の内壁に金属膜を形成して構成された円筒状のものであっても構わないし、その位置も中心Ｐ１１〜Ｐ１５の真下部分からずれていてもよい。
【００４９】
裏面信号電極５６は、図１４（Ｂ）に示すように、金属等の導電材料から矩形状に形成されていて、裏面側から見てその中心Ｐ１６が表面信号電極５２の中心Ｐ１１とほぼ一致するように設けられている。この裏面信号電極５６はスルーホール５４を介して表面信号電極５２と導通している。
【００５０】
裏面グランド電極５７は、図１４（Ｂ）に示すように、金属等の導電材料から矩形枠状に形成されている。裏面グランド電極５７の幅は各表面グランド電極５３ａ〜５３ｄの幅とほぼ一致しており、裏面側から見たときの裏面グランド電極５７の外縁は各表面グランド電極５３ａ〜５３ｄの幅方向外側辺とほぼ一致し、裏面グランド電極５７の内縁は各表面グランド電極５３ａ〜５３ｄの幅方向内側辺とほぼ一致している。この裏面グランド電極５７は４個のスルーホール５５ａ〜５５ｄを介して表面グランド電極５３ａ〜５３ｄと導通している。
【００５１】
前記の表面信号電極５２の分岐電極５２ａ〜５２ｄと表面グランド電極５３ａ〜５３ｄには８個のコンデンサＣが半田付け等により実装されている。詳しくは、８個のコンデンサＣのうち２個のコンデンサＣは互いがほぼ平行な状態で一方の外部電極Ｃｃを分岐電極５２ａに接続され他方の外部電極Ｃｃを表面グランド電極５３ａに接続され、他の２個のコンデンサＣは互いがほぼ平行な状態で一方の外部電極Ｃｃを分岐電極５２ｂに接続され他方の外部電極Ｃｃを表面グランド電極５３ｂに接続され、さらに他の２個のコンデンサＣは互いがほぼ平行な状態で一方の外部電極Ｃｃを分岐電極５２ｃに接続され他方の外部電極Ｃｃを表面グランド電極５３ｃに接続され、さらに他の２個のコンデンサＣは互いがほぼ平行な状態で一方の外部電極Ｃｃを分岐電極５２ｄに接続され他方の外部電極Ｃｃを表面グランド電極５３ｄに接続されている。つまり、実装後の８個のコンデンサＣは並列接続された状態となるため各々に流れる電流の向きは図１２に破線矢印で示すにようになる。
【００５２】
より詳細には、実装後の８個のコンデンサＣのうち、図中左上の２個のコンデンサＣと左下の２個のコンデンサＣの電流ベクトルの成す角度は約９０度であり、図中左下の２個のコンデンサＣと右下の２個のコンデンサＣの電流ベクトルの成す角度は約９０度であり、図中右下の２個のコンデンサＣと右上の２個のコンデンサＣの電流ベクトルの成す角度は約９０度であり、図中右上の２個のコンデンサＣと左上の２個のコンデンサＣの電流ベクトルの成す角度は約９０度である。また、図中左上の２個のコンデンサＣの長さ方向の右端面は図中右上の２個のコンデンサＣの内側側面の外側部分に微小間隔をおいてほぼ平行に向き合い、図中左下の２個のコンデンサＣの長さ方向の上端面は図中左上の２個のコンデンサＣの内側側面の外側部分に微小間隔をおいてほぼ平行に向き合い、図中右下の２個のコンデンサＣの長さ方向の左端面は図中左下の２個のコンデンサＣの内側側面の外側部分に微小間隔をおいてほぼ平行に向き合い、図中右上の２個のコンデンサＣの長さ方向の下端面は図中右下の２個のコンデンサＣの内側側面の外側部分に微小間隔をおいてほぼ平行に向き合っている。
【００５３】
前述のコンデンサ実装構造にあっては、隣接する２組のコンデンサＣの電流ベクトルの成す角度を各々約９０度（理想的には９０度）とすることにより、隣接する２組のコンデンサＣ間それぞれに生じ得る相互インダクタンスを最小にして全体の等価直列インダクタンス（以下単にＥＳＬと言う）を低減することができる。
【００５４】
また、前述のコンデンサ実装構造にあっては、表面信号電極５２の各分岐電極５２ａ〜５２ｄが各コンデンサＣの対に極めて近い位置に、しかも、各分岐電極３２ａ〜３２ｄの幅方向中心線ＳＬ１〜ＳＬ４が各コンデンサＣの対の電流ベクトルとほぼ平行な向きで存在しており、この各分岐電極３２ａ〜３２ｄは各コンデンサＣの対に電流が流れたときに生じる磁束を妨げてインダクタンスを減少させる役目を果たしていることから全体のＥＳＬをより一層低減することができる。勿論、各コンデンサＣの対の内側側面と向き合うように位置する隣接コンデンサＣの対の一方の外部電極Ｃｃも前記同様のインダクタンス減少作用を生じ得る。
【００５５】
図１５は図３に示したコンデンサ実装構造の理念を利用して８個のコンデンサＣを放射状に配置した比較例を示すもので、放射状に配置された各コンデンサＣに同じ方向（図中の破線矢印参照）の電流を流し、且つ、隣接するコンデンサＣの電流ベクトルの成す角度を４５度としてある。
【００５６】
図１２及び図１５に示した実装構造のコンデンサＣとして０６０３タイプで且つ合成キャパシタンスが０．１μＦとなるものを使用した状態では、図７に示したグラフにＤ２，Ｄ３で示したものと同様に、図１２に示したコンデンサ実装構造では、図１５に示したコンデンサ実装構造に比べ、計測した周波数範囲全体においてＥＳＬが低減される。
【００５７】
また、前述のコンデンサ実装構造にあっては、隣接する２組のコンデンサＣの間それぞれに図１５に示したコンデンサ実装構造のような扇形のデッドスペースが存在しない。また、８個のコンデンサＣをほぼ矩形の輪郭で密集配置することができるので、その実装面積は概ね［コンデンサＣの長さ＋｛コンデンサＣの幅×２｝＋α（コンデンサ間の微小隙間）］２  となる。
【００５８】
具体的には、０６０３タイプのコンデンサＣを用いて図１５に示したコンデンサ実装構造を構成した場合の実装面積の最小値は約３．０ｍｍ２  であり、同タイプのコンデンサＣを用いて図１２に示したコンデンサ実装構造を構成した場合の実装面積の最小値は約２．３ｍｍ２  であり、図１２に示したコンデンサ実装構造によれば図１５に示したコンデンサ実装構造に比べ約２３％の実装面積低減が実現できている。
【００５９】
依って、多くのコンデンサＣを実装するに際して図１２に示すコンデンサ実装構造を複数並設すれば、同実装構造の数が増すに従ってデッドスペースが増加することを抑制して、結果的に必要となる実装面積を低減して実装密度向上の要求を満足することができる。
【００６０】
さらに、前記コンデンサ実装構造の電極パターンを基板に所定配列で形成してこれにコンデンサＣを実装すれば、前記コンデンサ実装構造を複数並設して構成されたコンデンサ実装基板を得ることができる。
【００６１】
図１６は本発明を適用したコンデンサ実装構造のさらに他の例を示す表面図、図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）は図１６に示したコンデンサ実装構造における表面信号電極及び表面グランド電極を示す図と裏面信号電極及び裏面グランド電極を示す図である。
【００６２】
このコンデンサ実装構造が図４に示したコンデンサ実装構造と異なるところは、４個のコンデンサＣをその長さ方向の一端面が隣接するコンデンサＣの内側側面の中央部分と微小間隔をおいてほぼ平行に向き合って実装できるように、表面グランド電極６３ａ〜６３ｄの位置を外方に若干ずらすと共に、この表面グランド電極６３ａ〜６３ｄの位置に合わせて表面信号電極６２の各分岐電極６２ａ〜６２ｄの位置を左側に平行にシフトした点にある。スルーホール６４，６３ａ〜６３ｄと裏面信号電極６４と裏面グランド電極６７の構成は図４に示したコンデンサ実装構造と実質的に同じである。
【００６３】
このコンデンサ実装構造にあっては、表面グランド電極６３ａ〜６３ｄの位置を外方に若干ずらした関係から実装面積がその分増加するが、同実装面積は図３に示したコンデンサ実装構造を構成した場合の実装面積よりは小さくなる。依って、多くのコンデンサＣを実装するに際して図１６に示すコンデンサ実装構造を複数並設すれば、同実装構造の数が増すに従ってデッドスペースが増加することを抑制して、結果的に必要となる実装面積を低減して実装密度向上の要求を満足することができる。他は図４に示したコンデンサ実装構造と同様の作用効果を得ることができる。また、前記コンデンサ実装構造の電極パターンを基板に所定配列で形成してこれにコンデンサＣを実装すれば、前記コンデンサ実装構造を複数並設して構成されたコンデンサ実装基板を得ることができる。
【００６４】
図１８は本発明を適用したコンデンサ実装構造のさらに他の例を示す表面図、図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）は図１８に示したコンデンサ実装構造における表面信号電極及び表面グランド電極を示す図と裏面信号電極及び裏面グランド電極を示す図である。
【００６５】
このコンデンサ実装構造が図４に示したコンデンサ実装構造と異なるところは、４個のコンデンサＣをその長さ方向の一端面が隣接するコンデンサＣの内側側面の内側部分と微小間隔をおいてほぼ平行に向き合って実装できるように、表面グランド電極７３ａ〜７３ｄの位置を外方に若干ずらすと共に、この表面グランド電極７３ａ〜７３ｄの位置に合わせて表面信号電極７２として矩形状のものを採用した点にある。スルーホール７４，７３ａ〜７３ｄと裏面信号電極７４と裏面グランド電極７７の構成は図４に示したコンデンサ実装構造と実質的に同じである。
【００６６】
このコンデンサ実装構造にあっては、表面グランド電極７３ａ〜７３ｄの位置を外方に若干ずらした関係から実装面積がその分増加するが、同実装面積は図３に示したコンデンサ実装構造を構成した場合の実装面積よりは小さくなる。依って、多くのコンデンサＣを実装するに際して図１８に示すコンデンサ実装構造を複数並設すれば、同実装構造の数が増すに従ってデッドスペースが増加することを抑制して、結果的に必要となる実装面積を低減して実装密度向上の要求を満足することができる。他は図４に示したコンデンサ実装構造と同様の作用効果を得ることができる。また、前記コンデンサ実装構造の電極パターンを基板に所定配列で形成してこれにコンデンサＣを実装すれば、前記コンデンサ実装構造を複数並設して構成されたコンデンサ実装基板を得ることができる。
【００６７】
図２０は本発明を適用したコンデンサ実装構造のさらに他の例を示す表面図、図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）は図２０に示したコンデンサ実装構造における表面信号電極及び表面グランド電極を示す図と裏面信号電極及び裏面グランド電極を示す図である。
【００６８】
このコンデンサ実装構造が図４に示したコンデンサ実装構造と異なるところは、４個のコンデンサＣをその長さ方向の一端面が隣接するコンデンサＣの内側側面の内側部分と微小間隔をおいてほぼ平行に向き合って実装できるように、表面グランド電極８３として環状形のものを採用すると共に、その内側に円形の表面信号電極８２を配置した点と、基板８１の裏面側に表面信号電極８２よりも外径が小さな円形の裏面信号電極８６を設けてスルーホール８４を介して表面信号電極８２と接続した点と、基板８１の裏面側に表面グランド電極８３とほぼ同一形状の裏面グランド電極８７を設けて４個のスルーホール８５を介して表面グランド電極８３と接続した点にある。
【００６９】
このコンデンサ実装構造にあっては、表面グランド電極８３として円形のものを使用した関係から実装面積が若干増加するが、同実装面積は図３に示したコンデンサ実装構造を構成した場合の実装面積よりは小さくなる。依って、多くのコンデンサＣを実装するに際して図２０に示すコンデンサ実装構造を複数並設すれば、同実装構造の数が増すに従ってデッドスペースが増加することを抑制して、結果的に必要となる実装面積を低減して実装密度向上の要求を満足することができる。他は図４に示したコンデンサ実装構造と同様の作用効果を得ることができる。また、前記コンデンサ実装構造の電極パターンを基板に所定配列で形成してこれにコンデンサＣを実装すれば、前記コンデンサ実装構造を複数並設して構成されたコンデンサ実装基板を得ることができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、ＥＳＬを低減できると共に実装面積を縮小して実装密度向上の要求に応じることができるコンデンサ実装構造と、このコンデンサ実装構造を複数並設して構成されたコンデンサ実装基板と、このコンデンサ実装基板を得るためのコンデンサ実装用配線基板を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】積層セラミックコンデンサの斜視図とその縦断面図
【図２】１個のコンデンサを基板に実装して構成されたコンデンサ実装構造を示す図
【図３】４個のコンデンサを基板に十字状に実装して構成されたコンデンサ実装構造を示す図
【図４】本発明を適用したコンデンサ実装構造の一例を示す表面図
【図５】図４のａ−ａ線断面図
【図６】図４に示したコンデンサ実装構造における表面信号電極及び表面グランド電極を示す図と、裏面信号電極及び裏面グランド電極を示す図
【図７】図２，図３及び図４それぞれに示したコンデンサ実装構造における周波数とＥＳＬとの関係を表すグラフ
【図８】図４に示したコンデンサ実装構造を複数並設する際に用いられるコンデンサ実装用配線基板の表面図
【図９】図８の裏面図
【図１０】図８及び図９に示したコンデンサ実装用配線基板の表面に必要数のコンデンサを実装して得たコンデンサ実装基板の表面図
【図１１】図１０に示したコンデンサ実装基板の活用例を示す図
【図１２】本発明を適用したコンデンサ実装構造の他の例を示す表面図
【図１３】図１２のｂ−ｂ線断面図
【図１４】図１２に示したコンデンサ実装構造における表面信号電極及び表面グランド電極を示す図と、裏面信号電極及び裏面グランド電極を示す図
【図１５】図３に示したコンデンサ実装構造の理念を利用して８個のコンデンサＣを放射状に配置した比較例を示す図
【図１６】本発明を適用したコンデンサ実装構造のさらに他の例を示す表面図
【図１７】図１６に示したコンデンサ実装構造における表面信号電極及び表面グランド電極を示す図と、裏面信号電極及び裏面グランド電極を示す図
【図１８】本発明を適用したコンデンサ実装構造のさらに他の例を示す表面図
【図１９】図１８に示したコンデンサ実装構造における表面信号電極及び表面グランド電極を示す図と、裏面信号電極及び裏面グランド電極を示す図
【図２０】本発明を適用したコンデンサ実装構造のさらに他の例を示す表面図
【図２１】図２０に示したコンデンサ実装構造における表面信号電極及び表面グランド電極を示す図と、裏面信号電極及び裏面グランド電極を示す図
【符号の説明】
Ｃ…コンデンサ、Ｃｃ…外部電極、３１…基板、３２…表面信号電極、３２ａ〜３２ｄ…分岐電極、３３ａ〜３３ｄ…表面グランド電極、３４，３５ａ〜３５ｄ…スルーホール、３６…裏面信号電極、３７…裏面グランド電極、４１…コンデンサ実装用配線基板、４２…コンデンサ実装基板、５１…基板、５２…表面信号電極、５２ａ〜５２ｄ…分岐電極、５３ａ〜５３ｄ…表面グランド電極、５４，５５ａ〜５５ｄ…スルーホール、５６…裏面信号電極、５７…裏面グランド電極、６１…基板、６２…表面信号電極、６２ａ〜６２ｄ…分岐電極、６３ａ〜６３ｄ…表面グランド電極、６４，６５ａ〜６５ｄ…スルーホール、６６…裏面信号電極、６７…裏面グランド電極、７１…基板、７２…表面信号電極、７３ａ〜７３ｄ…表面グランド電極、７４，７５ａ〜７５ｄ…スルーホール、７６…裏面信号電極、７７…裏面グランド電極、８１…基板、８２…表面信号電極、８３…表面グランド電極、８４，８５…スルーホール、８６…裏面信号電極、８７…裏面グランド電極。
【図１】
2005050962.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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