JPH09186048A - プリントコンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小型で容量の大きなプリントコンデンサを提供
する。 【解決手段】誘電体８ａ〜８ｃにより構成される構造体
の４つの層の面に第１〜第４の層１０，２０，３０，４
０が形成されている。各層にはそれぞれパターン形状が
櫛形の電源線側電極１１，２１，３１，４１および接地
線側電極１２，２２，３２，４２が互いの電極パターン
が交互に配置されるように対向して形成され、各層間に
おいて電源線側電極と接地線側電極が対向するように配
置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の電極層を有
する多層構造のプリントコンデンサーに関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来の多層構造のプリントコン
デンサーの概略構成を示す図で、（ａ）〜（ｄ）には第
１〜第４の層の構成を示してある。図７は、図６に示し
た第１〜第４の層からなるプリントコンデンサーのＢ−
Ｂ’断面である。

【０００３】図６および図７に示すように、プリントコ
ンデンサーは、積層されるプリント配線板基材８０ａ〜
８０ｃに所定の電極パターンを形成してなる第１〜第４
の層１００，２００，３００，４００を有する４層構造
になっている。

【０００４】第１の層１００は、プリント配線板基材８
０ａ表面に電極面積の異なる電源線側電極１１１および
接地線側電極１１２を形成した層である。電源線側電極
１１１の電極面積は接地線側電極１１２より十分に大き
なものとなっている。電源線側電極１１１の所定部には
スルーホール１１１ａ，１１１ｂが形成されており、接
地線電極１１２の所定部にはスルーホール１１２ａ，１
１２ｂが形成されている。この電源線側電極１１１と接
地線側電極１１２が形成されたプリント配線板基材８０
ａ表面には、ソルダーレジスト９０が全体に塗布されて
いる。

【０００５】第２の層２００は、プリント配線板基材８
０ｂ表面に電源線側電極２１１と接地線側電極２１２を
形成した層である。電源線側電極２１１の所定部にはス
ルーホール２１１ａ，２１１ｂが形成されており、接地
線電極２１２の所定部にはスルーホール２１２ａ，２１
２ｂが形成されている。この第２の層２００では、上記
第１の層１００とは反対に、接地線側電極２１２の電極
面積が電源線側電極２１１の電極面積より十分に大きな
ものとなっている。

【０００６】第３の層３００は、プリント配線板基材８
０ｂ裏面に電源線側電極３１１と接地線側電極３１２を
形成した層である。電源線側電極３１１の所定部にはス
ルーホール３１１ａ，３１１ｂが形成されており、接地
線電極３１２の所定部にはスルーホール３１２ａ，３１
２ｂが形成されている。この第３の層３００では、電源
線側電極３１１および接地線側電極３１２の電極面積
は、上記第１の層１００と同じものとなっている。すな
わち、第１の層１００と第３の層３００は、同じ構成と
なっている。

【０００７】第４の層４００は、プリント配線板基材８
０ｃ裏面（プリント配線板裏面）に電源線側電極４１１
と接地線側電極４１２を形成した層である。電源線側電
極２１１の所定部にはスルーホール４１１ａ，４１１ｂ
が形成されており、接地線電極４１２の所定部にはスル
ーホール４１２ａ，４１２ｂが形成されている。この第
４の層４００では、電源線側電極４１１および接地線側
電極４１２の電極面積は、上記第２の層２００と同じも
のとなっている。すなわち、第２の層２００と第４の層
４００は、同じ構成となっている。なお、電源線側電極
４１１と接地線側電極４１２が形成されたプリント配線
板基材８０ｃ裏面には、上述のプリント配線板基材８０
ａ表面と同様にソルダーレジスト９０が塗布されてい
る。

【０００８】第１の層１００のスルーホール１１１ａ，
１１１ｂ，１１２ａ，１１２ｂと第２の層２００のスル
ーホール２１１ａ，２１１ｂ，２１２ａ，２１２ｂとは
それぞれ対向する位置にあり、それぞれプリント配線板
基材８０ａを介して第１および第２の層間に直線的に形
成された導電線により電気的に接続されている。同様
に、第２の層２００のスルーホール２１１ａ，２１１
ｂ，２１２ａ，２１２ｂと第３の層３００のスルーホー
ル３１１ａ，３１１ｂ，３１２ａ，３１２ｂとはプリン
ト配線板基材８０ｂを介して電気的に接続され、第３の
層３００のスルーホール３１１ａ，３１１ｂ，３１２
ａ，３１２ｂと第４の層４００のスルーホール４１１
ａ，４１１ｂ，４１２ａ，４１２ｂとはプリント配線板
基材８０ｃを介して電気的に接続されている。

【０００９】上述のプリントコンデンサは、電源線側電
極（第１の層１００および第３の層３００）とこれに対
向する接地線側電極（第２の層２００および第４の層４
００）が交互に配置された構成となっており、これによ
りコンデンサ機能を得ている。

【００１０】ところで、一般に、コンデンサの容量Ｃ
は、 Ｃ＝ ε₀ ・ε_r ・（Ｓ／ｄ） で近似される。ここで、ε₀ は真空の誘電率、ε_r は電
極の間の物質の比誘電率、Ｓは対向する電極の面積、ｄ
は電極間の距離を表す。上記式から、電極間の距離ｄを
小さく、電極間の面積を大きくすることにより、より大
きな容量Ｃを得ることができる。よって、上述のような
構成のプリントコンデンサでは、広い面積の電極パター
ンを層間で対向させることにより、大きな容量のコンデ
ンサを実現している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来のプリントコンデンサには、以下のような問題があ
る。

【００１２】より小型で容量の大きなコンデンサを実現
するためには、少ない占有面積の中で対向する電極の面
積をいかに広くするか、また電極間の距離ｄをいかに小
さくするかが問題となる。従来のプリントコンデンサに
おいては、電極間の距離ｄはプリント配線板基材の厚さ
により決まることから、一般に電極間の距離ｄは大きな
ものとなる。したがって、電極間の面積を大きくするこ
とにより容量の増大を図っても、電極間の距離ｄが大き
いため、結果的には容量が小さくなってしまうという問
題点がある。

【００１３】本発明の目的は、上記問題を解決し、小型
で容量の大きなプリントコンデンサを提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明のプリントコンデ
ンサは、１つまたは複数の基材により構成される構造体
の少なくとも２つの層の面のそれぞれにパターン形状が
櫛形の第１および第２の電極が形成され、前記第１およ
び第２の電極は、各層の面内方向において互いの電極パ
ターンが交互に配置されるように対向して形成され、か
つ、各層間において対向するように配置されていること
を特徴とする。ここでいう層の面内方向において互いの
電極パターンが交互に配置されるとは、各電極の櫛の歯
の部分が交互に入り交じった配置をいう。

【００１５】上記の場合、前記基材が樹脂を含む複合体
からなるプリント配線板であってもよい。

【００１６】さらに、前記基材がセラミック基板であっ
てもよい。

【００１７】さらに、前記構造体がチップ型に構成され
ていてもよい。

【００１８】＜作用＞多層構造のプリントコンデンサの
容量は、各層間において対向する電極の面積とそれら電
極間の距離（すなわち、層の間隔）によって決まる。従
来のプリントコンデンサは、各層間において対向する電
極の面積を大きくすることによってより大きな容量を得
られるような構成となっているが、層の間隔が大きくな
ると容量が減少する。

【００１９】本発明のプリントコンデンサでは、第１の
電極と第２の電極は層の面内方向において対向し、か
つ、各層間において対向するように配置されているの
で、各層間において対向する第１の電極と第２の電極よ
って得られる容量（以下、「層間の容量」という）、お
よび層の面内方向において対向する第１の電極と第２の
電極によって得られる容量（以下、「面内方向の容量」
という）の２つの容量が得られる。「層間の容量」は電
極層間の距離が大きくなると減少してしまうが、「面内
方向の容量」は層の間隔が大きくなっても減少すること
はない。したがって、本発明では、従来のものと比べて
層間において対向する第１の電極と第２の電極の電極面
積が減少するため、「層間の容量」は小さくなるもの
の、「面内方向の容量」が得られるので、電極層の間隔
がある程度大きなものにおいては、従来のものより大き
な容量が得られることになる。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
面を参照して説明する。

【００２１】図１は、本発明の第１の実施例のプリント
コンデンサの概略構成を説明するための図で、（ａ）〜
（ｄ）に第１〜第４の層の構成をそれぞれ示してある。
図２は、図１に示した第１〜第４の層からなるプリント
コンデンサーのＡ−Ａ’断面である。

【００２２】図１および図２に示すように、本実施例の
プリントコンデンサーは、プリント配線板基材である誘
電体８ａ〜８ｃに所定の電極パターンを形成してなる第
１〜第４の層１０，２０，３０，４０を有する４層構造
になっている。誘電体８ａ〜８ｃはガラス繊維とエポキ
シ樹脂の複合材料からなる。

【００２３】第１の層１０は、誘電体８ａ表面に電源線
と接続される電源線側電極１１および接地線と接続され
る接地線側電極１２を形成した層である。電源線側電極
１１および接地線側電極１２のパターン形状は櫛形とな
っており、これら電極は互いの櫛の歯の部分が交互に入
り交じるように設けられている。電源線側電極１１の所
定部にはスルーホール１１ａ，１１ｂが形成されてお
り、接地線電極１１２の所定部にはスルーホール１２
ａ，１２ｂが形成されている。この電源線側電極１１と
接地線側電極１２が形成された誘電体８ａ表面には、ソ
ルダーレジスト９が全体に塗布されている。

【００２４】第２の層２０は、誘電体８ｂ表面に、上記
第１の層１０と同様に、パターン形状が櫛型の電源線側
電極２１および接地線側電極２２を形成した層である。
電源線側電極２１および接地線側電極２２は、それぞれ
櫛の歯の部分が上記第１の層１０に形成された接地線側
電極１２および電源線側電極１１のそれと対向するよう
に設けられている。電源線側電極２１の所定部にはスル
ーホール２１ａ，２１ｂが形成されており、接地線電極
２２の所定部にはスルーホール２２ａ，２２ｂが形成さ
れている。

【００２５】第３の層３０は、誘電体８ｂ裏面に電源線
側電極３１および接地線側電極３２を形成した層で、こ
れら電極のパターン形状は上記第１の層１０と同じもの
となっている。すなわち、第１の層１０と第３の層３０
は同じ構成となっており、電源線側電極３１および接地
線側電極３２は、それぞれ櫛の歯の部分が上記第２の層
２０に形成された接地線側電極２２および電源線側電極
２１のそれと対向するようになっている。電源線側電極
３１１の所定部にはスルーホール３１ａ，３１ｂが形成
されており、接地線電極３１２の所定部にはスルーホー
ル３２ａ，３２ｂが形成されている。

【００２６】第４の層４０は、誘電体８ｃ裏面（プリン
ト配線板裏面）に電源線側電極４１と接地線側電極４２
を形成した層で、これら電極のパターン形状は上記第２
の層２０と同じものとなっている。すなわち、第２の層
２０と第４の層４０は同じ構成となっており、電源線側
電極４１および接地線側電極４２は、それぞれ櫛の歯の
部分が上記第３の層３０に形成された接地線側電極３２
および電源線側電極３１のそれと対向するようになって
いる。電源線側電極４１の所定部にはスルーホール４１
ａ，４１ｂが形成されており、接地線電極４２の所定部
にはスルーホール４２ａ，４２ｂが形成されている。な
お、電源線側電極４１と接地線側電極４２が形成された
誘電体８ｃ裏面には、上述の誘電体８ａ表面と同様にソ
ルダーレジスト９が塗布されている。

【００２７】第１の層１０のスルーホール１１ａ，１１
ｂ，１２ａ，１２ｂと第２の層２０のスルーホール２１
ａ，２１ｂ，２１ａ，２１ｂとはそれぞれ対向する位置
にあり、誘電体８ａを介して第１および第２の層間に直
線的に形成された導電線により電気的に接続されてい
る。同様に、第２の層２０のスルーホール２１ａ，２１
ｂ，２２ａ，２２ｂと第３の層３０のスルーホール３１
ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂとは誘電体８ｂを介して電
気的に接続され、第３の層３０のスルーホール３１ａ，
３１ｂ，３２ａ，３２ｂと第４の層４０のスルーホール
４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂとは誘電体８ｃを介し
て電気的に接続されている。

【００２８】上述のような第１〜第４の層１０，２０，
３０，４０を構成する場合、通常は、まず誘電体８ｂの
表面と裏面にそれぞれ第２の層２０と第３の層３０とな
る電極を形成し、これを挟むように、片面に金属電極が
一様に形成された誘電体８ａ，８ｃをはり合わせ、ドリ
ルでスルーホール用の穴を開けた後にスルーホールの穴
内を含めて基材全体に銅メッキを施し、銅メッキにより
厚みが増した金属電極の不要な部分をエッチングで取り
除き、所定のパターン形状に形成するといった方法がと
られる。なお、表面と裏面に第１の層１０と第２の層２
０となる電極が形成された誘電体８ａと、表面と裏面に
第３の層３０と第４の層４０となる電極が形成された誘
電体８ｃとを、誘電体８ｂを挟むように積層してもよ
い。

【００２９】上述のように構成される本実施例のプリン
トコンデンサでは、例えば第１の層１０と第２の層２０
との間で以下のような容量が得られる。

【００３０】（１）第１の層１０の電源線側電極１１と
これに対向する第２の層２０の接地線側電極２２との間
で得られる容量、（２）第１の層１０の接地線側電極１
２とこれに対向する第２の層２０の電源線側電極２１と
の間で得られる容量、（３）第１の層１０の面内方向に
おける電源線側電極１１と接地線側電極１２との間で得
られる容量、（４）第２の層２０の面内方向における電
源線側電極２１と接地線側電極２２との間で得られる容
量 上述のような容量は第１〜第４の層の各層間とそれぞれ
の層の面内方向において得られる。したがって、本実施
例のプリントコンデンサでは、上述した従来のプリント
コンデンサ（図６，図７参照）と比べて、各層間で対向
する電極の面積が櫛形のパターン形状として隙間ができ
た分だけ容量が減少するが、各層の面内方向において容
量が得られるため、層間距離がある程度大きなものにお
いては、本実施例のようなパターン形状が櫛形のものの
ほうがより大きな容量が得られることになる。

【００３１】一般に、プリント基板は２層構造とした場
合に各層の厚さが１．６ｍｍ、４層構造とした場合には
０．４〜０．５ｍｍとなり、これらの場合には本実施例
のようなパターン形状が櫛形のもののほうがより大きな
容量が得られる。なお、層の数が多くなると、その分層
の厚さは薄くなるので、場合によっては従来のような形
状パターンが一様な電極の方が、得られる容量が大きく
なることもある。本実施例のような構成のプリントコン
デンサでは、 ｈ／ｓ＜ｔ／ｈ の条件を満たす場合において特に有効である。ここで、
ｗはパターン幅（電極の櫛の歯に当たる部分の幅）、ｓ
はパターン間隔（面内方向における電源線側電極と接地
線電極の間隔）、ｔはパターンの導体厚、ｈは層間にお
ける電極間隔である。実験的には、ｗ＝０．１ｍｍ、ｓ
＝０．１ｍｍ、ｔ＝０．０５ｍｍ、ｈ＝０．５ｍｍの条
件で、同じ占有面積で従来のものより大きな容量を得ら
れている。

【００３２】なお、上述したプリントコンデンサでは、
誘電体８ａ〜８ｃはガラス繊維とエポキシ樹脂の複合材
料からなっているが、これに限定されるものではなく、
例えばアルミナセラミックであってもよい。この場合、
樹脂と比較してセラミックのの方が比誘電率が大きいの
で、電極サイズが同じ大きさのもの場合、より大きな容
量が得られる。

【００３３】図３に、誘電体としてアルミナセラミック
を用いたプリントコンデンサを示す。なお、このアルミ
ナセラミックからなる誘電体を用いたプリントコンデン
サの場合は、ガラス材料からなるソルダーレジスト９’
が用いられる。

【００３４】＜他の実施例＞図４は、本発明のプリント
コンデンサの第２の実施例であるチップコンデンサの概
略構成を説明するための図で、（ａ）〜（ｄ）は第１〜
第４の層の構成を示す図である。図５は、図４に示した
第１〜第４の層からなる積層形コンデンサの斜視図であ
る。

【００３５】本実施例のプリントコンデンサはチップコ
ンデンサであって、その構成は図４に示すように、セラ
ミック等の誘電体１８ａ〜１８ｃに所定の電極パターン
を形成してなる第１〜第４の層５０，６０，７０，８０
を有する４層構造になっている。

【００３６】第１〜第４の層５０，６０，７０，８０
は、前述した第１の実施例のプリントコンデンサにおけ
る第１〜第４の層１０，２０，３０，４０と同様、櫛形
のパターン形状の電源線側電極５１，６１，７１，８１
および接地線側電極５１，６２，７２，８２が形成され
た層である。各層の電源線側電極５１，６１，７１，８
１はそれぞれハンダ接合部１９ａで電気的に接続されて
おり、接地線側電極５２，６２，７２，８２はハンダ接
合部１９ｂで電気的に接続されている。

【００３７】上述のように構成されるチップコンデンサ
においても、前述した第１の実施例のプリントコンデン
サと同様、面内方向において電源線側電極と接地線側電
極との間で容量が得られるので、層間距離がある程度大
きなものにおいては、本実施例のように櫛形のパターン
形状とすることにより、より大きな容量が得られること
になる。大きな容量が得られる条件としては、本実施例
においても、前述した第１の実施例のプリントコンデン
サと同様、 ｈ／ｓ＜ｔ／ｈ となるようにすることが望ましい。

【００３８】なお、上述のような第１〜第４の層５０，
６０，７０，８０を構成する場合、通常は、表面と裏面
に第１の層５０および第２の層６０となる電極が形成さ
れた誘電体１８ａと、表面と裏面に第３の層３０および
第４の層４０となる電極が形成された誘電体１８ｃと
を、誘電体１８ｂを挟むよう積層する。

【００３９】以上説明した各実施例のプリントコンデン
サは、複数の基材により構成される構造体の４つの層の
面のそれぞれにパターン形状が櫛形の第１および第２の
電極を形成したものとなっているが、本発明はこれに限
定されるものではなく、例えば１つの基材の表面と裏面
にそれぞれ電極を形成したものであってもよい。この場
合においても、容量の大きなプリントコンデンサを提供
することができる。

【００４０】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような効果を奏する。

【００４１】請求項１に記載のものにおいては、電極層
間において得られる容量に加えて、面内方向においても
容量が得られるので、従来のものより大きな容量が得ら
れるという効果がある。さらには、コンデンサの小型化
を図ることができるという効果がある。

【００４２】請求項２に記載のものにおいては、上記各
効果を奏するプリントコンデンサをプリント配線基板に
形成することができるという効果がある。

【００４３】請求項３に記載のものにおいては、上記各
効果を奏するセラミックコンデンサを提供することがで
きるという効果がある。

【００４４】請求項４に記載のものにおいては、上記各
効果を奏するチップ型コンデンサを提供することができ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプリントコンデンサの第１の実施例の
概略構成を説明するための図で、（ａ）〜（ｄ）は第１
〜第４の層の構成を示す図である。

【図２】図１に示した第１〜第４の層からなるプリント
コンデンサーのＡ−Ａ’断面である。

【図３】誘電体としてアルミナセラミックを用いたプリ
ントコンデンサ

【図４】本発明のプリントコンデンサの第２の実施例で
あるチップコンデンサの概略構成を説明するための図
で、（ａ）〜（ｄ）は第１〜第４の層の構成を示す図で
ある。

【図５】図４に示した第１〜第４の層からなるチップコ
ンデンサの斜視図である。

【図６】従来のプリントコンデンサーの概略構成を示す
図で、（ａ）〜（ｄ）は第１〜第４の層の構成を示す図
である。

【図７】図６に示した第１〜第４の層からなる従来のプ
リントコンデンサーのＢ−Ｂ’断面である。

【符号の説明】

８ａ〜８ｃ，１８ａ〜１８ｃ 誘電体 ９，９’ ソルダーレジスト １０，５０ 第１の層 １１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１ 電
源線側電極 １２，２２，３２，４２，５２，６２，７２，８２ 接
地線側電極 １１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，２１ａ，２１ｂ，２
２ａ，２２ｂ，３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，４１
ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ，５１ａ，５１ｂ，５２
ａ，５２ｂ，６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，７１
ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂ，８１ａ，８１ｂ，８２
ａ，８２ｂ スルーホール １９ａ，１９ｂ ハンダ接合部 ２０，６０ 第２の層 ３０，７０ 第３の層 ４０，８０ 第４の層

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １つまたは複数の基材により構成される
   構造体の少なくとも２つの層の面のそれぞれにパターン
   形状が櫛形の第１および第２の電極が形成され、前記第
   １および第２の電極は、各層の面内方向において互いの
   電極パターンが交互に配置されるように対向して形成さ
   れ、かつ、各層間において対向するように配置されてい
   ることを特徴とするプリントコンデンサ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のプリントコンデンサに
   おいて、 前記基材が樹脂を含む複合体からなるプリント配線板で
   あることを特徴とするプリントコンデンサ。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のプリントコンデンサに
   おいて、 前記基材がセラミック基板であることを特徴とするプリ
   ントコンデンサ。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項３に記載のプリン
   トコンデンサにおいて、 前記構造体がチップ型に構成されていることを特徴とす
   るプリントコンデンサ。