电子电路以及用于安装电子电路的方法与流程

本发明涉及电子电路以及用于安装电子电路的方法。

背景技术：

由于信号速度的增加和电源的电压的降低，电源中的噪声降低是重要的。特别地，在去耦合(decoupling)电路中，需要考虑到高频区域的阻抗特性，并且可能发生电容器之间和电源线与电容器之间的反谐振(并联谐振)，以在一些情况下成为问题。

ptl1公开一种使得能够在反谐振频率下减小电源阻抗的多层布线基板。在该多层布线基板中，多个去耦合电容器在电源与地之间彼此并联连接。多个去耦合电容器由通过包括具有预定电阻值的电压图案的布线图案连接的层压陶瓷电容器、以及通过不包括电阻图案的布线图案所连接的层压陶瓷电容器构成。

ptl2公开一种使得能够在反谐振频率下减小电源阻抗的多层布线基板。在多层布线基板中，彼此并联连接在电源与地之间的多个去耦合电容器由高等效串联电阻(esr)的电容器和低esr的电容器构成。

ptl3公开一种技术，其中，高esr的电容器元件和低esr的电容器元件并联并且以极性相反的方式插置在电源与地之间，并且在谐振频率下保持低阻抗时，在反谐振频率下的阻抗减小。

ptl4公开一种减小内部阻抗的去耦合电路。

[引用列表]

[专利文献]

[ptl1]日本特开专利公开号2012-164816。

[ptl2]日本特开专利公开号2012-164817。

[ptl3]国际公开号wo2012/108122

[ptl4]国际公开号wo2013/073591

技术实现要素：

[技术问题]

ptl1和ptl2涉及双端去耦合电容器的技术。在该技术中，布线图案的等效串联电阻使用电阻膏等来增加，以由此抑制电容器与电容器之间或电容器与布线基板之间的反谐振。然而，ptl1和ptl2未描述将该技术应用于三端子电容器。

ptl3也涉及抑制反谐振的技术，其中两个层压陶瓷电容器元件耦合以由此形成一个陶瓷烧结体。因此，未考虑到使用包括三端子电容器的现有电容器。

ptl4描述去耦合电路中的阻抗减小。然而，ptl4未描述将阻抗减小应用于包括三端子电容器的电路。

一般地，在连接到电源线或信号线的通道型结构(在稍后描述的图2中示意性地图示)中，三端子电容器例如用于电源分离器以去除噪声。三端子电容器具有较小的等效串联电阻(esr)和等效串联电感(esl)，并且对电源的阻抗减小来说是有益的。

然而，当安装三端子电容器和一般电容器9(在下文中，简单地提到的“一(该)电容器”指示双端子电容器)这两者时，在三端子电容器的电感特性与电容器的电容特性之间发生反谐振。因为电感特性在其水平轴指示频率的曲线图中示出向上斜度并且电容特性在同一曲线图中示出向下斜度，所以这两个特性导致反谐振。所导致的反谐振增加电源的阻抗，导致诸如电源噪声的增加和电磁干扰(emi)的降级的不利条件。

由于此原因，本发明的一个目标是抑制作为上述问题的由三端子电容器与电容器之间的反谐振所导致的高阻抗。

[问题的解决方案]

根据本发明的一个示例方面的电子电路包括：

电容器和三端子电容器，电容器和三端子电容器连接到电源和电路组件的电源端子，并且在电源与地之间彼此并联连接；以及

电阻器，所述电阻器被串联连接在三端子电容器和所述电容器中的至少一方的接地端子与地之间。

提供了用于安装电子电路的方法。所述方法包括：

将电容器和三端子电容器连接到电源和电路组件的电源端子，并且将电容器和三端子电容器在电源与地之间彼此并联连接；以及

将电阻器在三端子电容器和电容器中的至少一方的接地端子与所述地之间串联连接。

[发明的有益效果]

根据本发明，能够抑制由三端子电容器与电容器之间的反谐振所导致的高阻抗。

附图说明

图1是图示根据本发明的第一示例实施例的电子电路的配置的一个示例的电路图。

图2是示意性地图示三端子电容器的结构和等效电路的图。

图3是示意性地图示双端子电容器的结构和等效电路的图。

图4是在图1的电子电路中不使用电阻器的情况下的电子电路的电路图。

图5是图示在不使用电阻器的情况下的电子电路的阻抗特性的图。

图6是图示图1中所图示的电子电路的阻抗特性的图。

图7是图示印刷布线板的一个示例的图。

图8是图示根据第二示例实施例的印刷布线板的一个示例的图。

具体实施方式

<第一示例实施例>

参考附图详细地描述用于具体实现本发明的第一示例实施例。

图1是图示根据本发明的第一示例实施例的电子电路1的配置的一个示例的电路图。

电子电路1被配置成包括电路组件10、电容器20、三端子电容器30、电阻器40和电源50。电子电路1是将电源50提供给电路组件10并且抑制电路之间的噪声的影响的去耦合电路。

电路组件10例如是集成电路(ic)、大规模集成(lsi)等。

电容器20例如是用于去耦合的层压陶瓷电容器芯片等，并且是包括两个外部输出端子的双端结构。安装在电路组件10与三端子电容器30之间的电容器20的数目在图1的示例中是一个，但是可以是多个。

三端子电容器30例如是三端层压陶瓷电容器芯片。三端子电容器30使用稍后描述的图2来详细地描述。本示例实施例的特征在于：三端子电容器30的接地端子(在下文中被称为gnd端子)不直接地连接到地，而是经由电阻器40连接到地。

例如，电阻器40是电阻组件的芯片。

在图1中的电子电路1中，三端子电容器30经由电阻器40连接到地。然而，在电子电路1中，电容器10可以经由电阻器40连接到地。换句话说，电阻器40可以串联连接在接地端子与下述中至少一个的地之间：三端子电容器30和电容器10，例如，具有较大电容的一个。

尽管如此，引用如下情况作为示例来做出以下描述：其中三端子电容器30如图1所示经由电阻器40连接到地。

图2是示意性地图示三端子电容器30的结构和等效电路的图。

如图2中所图示，三端子电容器30是包括两个电源端子300和301以及一个或两个gnd端子302的结构。图2图示gnd端子302的数目是两个的情况。因此，特别是在诸如图2的芯片结构的情况下，三端子电容器30常常包括其总数目为四个的外部端子，并且这种情况在以下描述中作为一个示例来引用。电路符号303通过使用电路符号来表示三端子电容器30。

表示三端子电容器30的等效电路的rlc电路304在图2中的下侧中图示。三端子电容器30的特征在于在接地侧上的阻抗较小，并且可以减小esl。

附带地，在对三端子电容器30的电路配置进行描述之前，首先使用图3来描述诸如电容器20等的双端子电容器305的等效电路。

图3是示意性地图示双端子电容器305的结构和等效电路的图。

如图3中所图示，双端子电容器305是包括电源端子306和gnd端子307的结构。电路符号308通过使用电路符号来表示双端子电容器305。

表示双端子电容器305的等效电路的rlc电路309在图3中的下侧中图示。如附图中所图示，双端子电容器305可由rlc串联电路来表示。图3中的下部图中的符号r(电阻)和l(电感)指示物理寄生电阻和电感，并且分别被称为等效串联电阻(esr)和等效串联电感(esl)。

接下来，三端子电容器30的等效电路由图2的rlc电路304来表示。如由图3的rlc电路309所表示的，esr和esl也存在于三端子电容器30中。三端子电容器30包括两个gnd端子，并且由于此原因，具有比常见双端子电容器的r值和l值小的r值和l值。可以按照与在图3中所图示的双端子电容器305中相同的方式，通过rlc串联电路来表示三端子电容器30。

附带地，假定电容是c，并且等效串联电感是l，在电容特性变得占优势的低频区域与电感特性变得占优势的高频区域之间，电容器特性一般地在谐振频率f＝1/{2π√(lc)}有边界。

一般地，当具有不同电容的电容器并联连接时，因为谐振频率的差异，在特性曲线的交点，此电路的特性变得与电容器中的一个的电感l与电容器中的另一个的电容c的并联连接的特性等效。组合阻抗由组合阻抗＝jωl/(1-ω2lc)给出。(其中j是虚数，并且ω＝2πf)。然后，在谐振频率f，阻抗变大。这被称为反谐振。

为了避免此反谐振，如以上所描述的图1中所图示，在电子电路1中，三端子电容器30的gnd端子不直接地连接到地，而是经由电阻器40连接到地。

图4是在图1的电子电路1中不使用电阻器40的比较示例的电子电路2的电路图。

电子电路2由电路组件10、电容器20、三端子电容器30和电源50构成。

在介绍根据本示例实施例的电子电路1的特性之前，通过以下图5来介绍图4的电子电路2的特性。

图5是图示不使用电阻器40的比较示例中的电子电路2的阻抗特性的图。在图5中，相对于水平轴中的频率，三端子电容器30、电容器20以及其中组合这些的电路的阻抗的值用垂直轴指示。每个轴由对数来表达。在图5中，单点点划线指示电容器20的阻抗特性。在图5中，虚线指示三端子电容器30的阻抗特性。实线指示组合电路的阻抗特性。

图5指示当三端子电容器30和电容器20如图4中所图示的那样安装时，电源50的阻抗因三端子电容器30的电感特性(向上斜度)与电容器20的电容特性(向下斜度)之间的反谐振而增加。这导致不利的条件，诸如电源噪声的增加和emi的降级。

与此对比，图6是图示根据本发明的示例实施例的电子电路1的阻抗特性的图。图6图示电子电路1在与图5相同的方式下的特性，假定三端子电容器30的电容是1μf，电容器20的电容是0.01μf，并且电阻器40的值是200mω。

图6指示将电阻器40连接到三端子电容器30消除自谐振，并且导致相对于频率的阻抗值的波动变得比在图5中更小。换句话说，其指示了在电子电路1中电阻特性变得占优势。其指示了在“三端子电容器+电阻特性”的曲线(虚线)与图6中的“电容特性”的曲线(单点点划线)之间的交点，电子电路1不在lc谐振中，并且演示rc电路的行为，使得阻抗的增加消失。

因为等效电路等于电阻器40连接到三端子电容器30的情况的等效电路，所以当电阻器40连接到电容器20时，或者当电阻器40连接到三端子电容器30和电容器20中的每一个时，也可获得与图6中所图示的特性的有益效果相同的有益效果。

图7是图示安装有电子电路1的印刷布线板3的一个示例的图。所图示的印刷布线板3处于电子电路1被安装在布线基板上的状态下。在图7中，电子电路1的安装组件被安装在印刷布线板3的表面侧，并且通过虚线来描绘。因此，图7也是图示印刷布线板3的安装表面的平面图。图7中的阴影部分指示布线图案，并且构成电子电路1的一部分。印刷布线板3指示安装有一个电容器20的情况。然而，电容器的数目可以是两个或更多个。在这种情况下，假定也可以预期相同的有益效果。

例如，电路组件10是诸如小外形封装(sop)的安装形式。电路组件10包括电源端子11和gnd端子12。电源端子11和gnd端子10分别连接到电源布线60和gnd通孔13。

电容器20连接到电容器焊盘21。在gnd侧的电容器焊盘21连接到gnd通孔22。

三端子电容器30连接到三端子电容器焊盘31。电源侧上的三端子电容器焊盘31连接到电源通孔32和电源布线60。gnd侧上的三端子电容器焊盘31连接到电阻器焊盘41。

电阻器40连接到电阻器焊盘41和gnd通孔42。

根据本示例实施例的电子电路1展示如下面所描述的有益效果。

有益效果是能够抑制由三端子电容器30与电容器20之间的反谐振导致的高阻抗。

此原因是在电子电路1中，彼此并联连接的电容器20和三端子电容器30中的至少一个的gnd端子经由电阻器40接地而不是直接地连接到地。

<第二示例实施例>

接下来，参考附图详细地描述用于具体实现本发明的第二示例实施例。

图8是图示安装有根据第二示例实施例的电子电路的印刷布线板4的一个示例的图。图8是图示像图7中所图示的印刷布线板3一样的印刷布线板4的安装表面的平面图。如下所述，印刷布线板4在电子电路的布线配置方面与图7中所图示的印刷布线板3不同。在印刷布线板4中，安装有连接到电路组件70的电容器80和电容器81。然而，电容器的数目可以是一个或者两个或更多个。在这种情况下，假定在印刷布线板4中也可以预期与第一示例实施例中相同的有益效果。

例如，电路组件70是诸如球栅阵列(bga)的安装形式。

电源布线71经由多个通孔72连接到电路组件70。

电容器80和电容器81经由电源通孔82连接到电源布线71。电容器80和电容器81分别连接到gnd通孔83和gnd通孔110。

三端子电容器90的电源侧焊盘连接到电源通孔91和电源通孔82。三端子电容器90的gnd侧焊盘经由电阻器100连接到gnd通孔110。

因为包括电阻器100的连接焊盘等的其余部分与在第一示例实施例的图7中相同，所以省略描述。

附带地，在图8中，例如，从三端子电容器90到电路组件70的电源布线71是与包括用于安装三端子电容器90的焊盘的布线层不同的布线层。电源布线71经由电源的通孔72连接到电路组件70(诸如bga)。

因此，在印刷布线板4中，使用不同的布线层使得能够高效地使用安装空间。

根据本示例实施例的印刷布线板4展示在下面所描述的有益效果。

有益效果在于，除可获得上述第一示例实施例的有益效果之外，还使得能够实现安装空间的高效使用。此原因是通过使用与包括用于安装三端子电容器90的焊盘的布线层不同的布线层，从三端子电容器90到电路组件70的电源布线71经由电源的通孔72连接到电路组件70。

引用上述示例实施例作为模型示例，在上面对本发明进行了描述。然而，本发明不限于上述示例实施例。换句话说，可在本发明的范围内将本发明应用于可由本领域的技术人员所理解的各种模式。

本申请基于于2014年12月10日提交的日本专利申请no.2014-249930要求优先权，其整个公开内容并入本文中。

[附图标记列表]

1电子电路

2电子电路

3印刷布线板

4印刷布线板

10电路组件

11电源端子

12gnd端子

13gnd通孔

20电容器

21电容器焊盘

22gnd通孔

30三端子电容器

300电源端子

301电源端子

302gnd端子

303电路符号

304rlc电路

305双端子电容器

306电源端子

307gnd端子

308电路符号

309rlc电路

31三端子电容器焊盘

32电源通孔

40电阻器

41电阻器焊盘

42gnd通孔

50电源

60电源布线

70电路组件

71电源布线

72通孔

80电容器

81电容器

82电源通孔

83gnd通孔

90三端子电容器

91电源通孔

100电阻器

110gnd通孔