1．前言
近年，以智能手机为代表的小型移动设备中除电话功能外，还增加了数码相机、游戏、浏览网页、音乐播放等多项功能，可以设想今后还将会搭载越来越多的功能。此外，LTE等高速数据通信功能今后也将普及，视屏等大容量数据的转换也会不断增加。（请参照图1）
随着采用高速化的CPU以及LTE通信导致耗电量不断增加，由于电池容量的提高，搭载了电子元器件的主板体积出现减小的倾向。
另外，伴随着高性能化，安装在主板上的电子元器件数目也有不断增加的趋势。
特别是处理大容量数据的被称为应用处理器的IC电源中，平均一个IC使用了大约数十个MLCC(Multi-Layer Ceramic Capacitor)。
在上述背景及智能手机技术趋势下，IC电源所使用的MLCC要求具有以下特点。

・小型、大容量 
・低阻抗

图1：智能手机的未来

 
2．利用低ESL电容器减少贴装面积
作为IC电源用的MLCC来说如果正确使用于小型大容量的低ESL电容器中的话，可以减少图2中MLCC的1/2的使用量，同时也大幅度减少了MLCC所占据的使用面积。

图2：利用低ESL电容器减少贴装面积

 
3．低ESL电容器的种类及优势
图3为所示的是IC/LSI的电源线与所使用的MLCC的连接方式。
IC/LSI开关速度的高速化使IC/LSI本身很容易变成噪声源，为了解决这种高频噪声和抑制电源电压波动，如图3所示，很多MLCC将被当做旁路电容来使用。
在图3中，从IC/LSI的HOT端子开始，途径MLCC，直至IC/LSI的GND端子，电流回路所产生的阻抗我们在此称为回路阻抗。IC/LSI的HOT-GND之间所产生的电源电压波动依赖于此回路阻抗的大小。为此，为了控制电源电压波动，首先需要降低回路阻抗。此时，MLCC的阻抗就成为回路阻抗的一部分。
为减小回路阻抗，通常需要将多个MLCC并列连接，根据并联效果减小总阻抗。此次所使用的MLCC其构造及等效回路如图3右下角所示，虽为电容器，等效串联电阻：ESR，等效串联电感：也有ESL，而这其中的ESL是增大高频回路电感的主要原因。
本次所介绍的低ESL电容器如后面所述，是为降低ESL而制成的MLCC的一种。通过将低ESR电容器作为旁路电容器来使用从而减小回路阻抗。此外，MLCC被ESR电容器替换后可以减少并联使用数目，从而大幅减少数量以及贴装面积。

图3：IC/LSI电源线与MLCC的链接

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接着就低ESL电容器的构造及优势进行说明。低ESL电容器有2种，即长宽逆转电容器和3端子电容器。
长宽逆转电容器的结构如图4中间部分所示。与一般型号的电容器的L纵向、W宽度方向相反，在纵向方向有外部电极。
通常情况下MLCC的ESL随着电流流动距离长度的加长而增加，宽幅增大时减小，因此在长宽逆转电容器的构造中通过缩短电流距离、增大走线宽度来实现低ESL。
接下来就3端子电容器的构造进行说明（图4最下方）。在3端子电容器内部电极构造中，HOT贯通电极与GND贯通电极相互交替叠加。因此，当电流朝绕行方向流动时，电流距离缩短，走线幅度增长，从而实现了低ESL。此外，3端子电容器的电流流动路线由4条构成，通过并列效果，更进一步实现了低ESL。还有，电流沿着GND方向、画面的上下方向流动。通过电流产生的相互电感可进一步获得低ESL效果。

图4：低ESL电容器的种类及优势

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图5为普通的MLCC与低ESL电容器的长宽逆转电容器、3端子电容器的频率-阻抗特性比较。不论种类，其静电容量都为1uF，因此，共振点以下的频带内其几乎显现出相同的特性，但共振点以上的频带内由于ESL的不同而显现出很大差异。
如图5所示，长宽逆转电容器的ESL为普通MLCC的1/3，3端子电容器的ESL为普通MLCC1/10左右。但需要注意的是这是电容器本身的性能比较，然而实际情况下，是贴装在主板上使用，所以除电容器的ESL以外，还要考虑主板和组合的电感成分。

图5：不同种类的阻抗频率特性

该资料由： 明辉技术部 提供