CN110767455B - 层叠陶瓷电子部件及其制造方法和内置电子部件的电路板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够提高外部电极的连接可靠性的层叠陶瓷电子部件及其制造方法,以及收纳层叠陶瓷电子部件的内置电子部件的电路板。上述层叠陶瓷电子部件包括陶瓷主体和外部电极。上述陶瓷主体具有在一个轴向上层叠的内部电极,并形成有朝向上述一个轴向的主面。上述外部电极与上述内部电极连接,并具有:基底层,其包括形成于上述主面上的台阶部;和形成于上述基底层上的镀层。
Description
技术领域
本发明涉及层叠陶瓷电容器等层叠陶瓷电子部件及其制造方法、以及收纳层叠陶瓷电子部件的内置电子部件的电路板。
背景技术
以往,已知一种收纳有层叠陶瓷电容器等电子部件的内置电子部件的电路板。
例如在专利文献1中记载了一种电子部件内置布线板,其包括导体图案、电容器和在内部配置有电容器的电路板,其中所述电容器具有经由通孔(via hole)与导体图案连接的电极。电路板例如包括由固化的预浸料(pre-preg)、热固性树脂等构成的绝缘层。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-153767号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
上述构成的电子部件内置布线板中,在含有绝缘性材料的电路板与含有陶瓷的电容器中,热膨胀系数不同。因此,由于电子部件内置布线板发热和冷却,电路板与电容器以不同的比例膨胀和收缩。因而,电容器的电极与通孔之间被施加有应力,难以提高连接可靠性。
鉴于上文这样的情况,本发明的目的在于提供能够提高外部电极的连接可靠性的层叠陶瓷电子部件及其制造方法,以及收纳层叠陶瓷电子部件的内置电子部件的电路板。
用于解决技术问题的技术方案
为了达成上述目的,本发明的一个方式的层叠陶瓷电子部件包括陶瓷主体和外部电极。
上述陶瓷主体具有在一个轴向上层叠的内部电极,并形成有朝向上述一个轴向的主面。
上述外部电极与上述内部电极连接,并具有基底层和形成于上述基底层上的镀层,其中上述基底层包括形成于上述主面上的台阶部。
依照上述构成,镀层仿效基底层而形成,在外部电极的表面也能形成有因台阶部而产生的台阶。换言之,在将层叠陶瓷电子部件内置或安装在布线电路板的情况下,能够在外部电极与通孔、焊料等连接电极连接的界面处设置台阶。
由此,能够增大上述连接界面的面积。而且,外部电极与连接电极在一个轴向以外的方向上也接合在一起,因此,为了将它们的接合剥离还需要一个轴向以外的方向的力。
换言之,在将层叠陶瓷电子部件内置或安装到布线电路板的情况下,由于驱动时发热和冷却而在上述连接界面施加一个轴向的应力,但依照上述构成,能够提高外部电极相对于该应力的连接强度。因此,能够提高外部电极的连接可靠性。
具体而言,可以为上述台阶部沿上述一个轴向具有1μm以上15μm以下的高度尺寸。
进一步,也可以为上述台阶部沿上述一个轴向具有2μm以上5μm以下的高度尺寸。
由此,能够无碍于层叠陶瓷电子部件的小型化而有效地提高连接可靠性。
也可以为上述台阶部包括形成于上述主面上的多个台阶部。
由此,能够进一步增大外部电极与通孔、焊料等连接电极的连接面积。此外,为了使它们的连接界面断裂,需要与台阶面的朝向相应的多个方向的力,能够成为更难在连接界面断裂的结构。
本发明的另一方式的层叠陶瓷电子部件的制造方法包括制作具有在一个轴向上层叠的内部电极并形成有朝向上述一个轴向的主面的陶瓷主体的步骤。
形成与上述内部电极连接并包括形成于上述主面上的台阶部的基底层。
在上述基底层上形成镀层。
本发明的又一方式的内置电子部件的电路板包括层叠陶瓷电子部件、收纳层和布线层。
上述层叠陶瓷电子部件包括陶瓷主体和外部电极。
上述陶瓷主体具有在一个轴向上层叠的内部电极,并形成有朝向上述一个轴向的主面。
上述外部电极与上述内部电极连接,并具有基底层和形成于上述基底层上的镀层,其中上述基底层包括形成于上述主面上的台阶部。
上述收纳层收纳层叠陶瓷电子部件。
上述布线层具有:形成于上述收纳层上的绝缘层;形成于上述绝缘层上的导体层;和连接电极,其与上述外部电极和上述导体层连接,并以与上述台阶部在上述一个轴向上相对的方式形成于上述绝缘层。
在上述构成中,连接电极与台阶部在一个轴向上相对地形成,能够使它们的连接界面的面积增大。
此外,利用台阶部,将外部电极与连接电极经由台阶接合,因此,为了将它们的接合剥离还需要一个轴向以外的方向的力。由此,能够提高外部电极与连接电极相对于因内置电子部件的电路板的发热和冷却而施加的应力的连接强度。因而,能够提高层叠陶瓷电子部件与连接电极的连接可靠性。
也可以为上述台阶部包括面向上述连接电极形成的多个台阶部。
或者,也可以为上述连接电极包括面向上述台阶部形成的多个连接电极。
由此,能够进一步扩大外部电极与连接电极的连接面积,能够进一步提高连接强度。
发明效果
如上所述,依照本发明,能够提供可提高外部电极的连接可靠性的层叠陶瓷电子部件及其制造方法,以及收纳层叠陶瓷电子部件的内置电子部件的电路板。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的层叠陶瓷电容器的立体图。
图2是上述层叠陶瓷电容器的沿图1的A-A’线的剖视图。
图3是上述层叠陶瓷电容器的沿图1的B-B’线的剖视图。
图4是图2的放大图,是表示上述层叠陶瓷电容器的外部电极的结构的图。
图5是表示上述层叠陶瓷电容器的制造方法的流程图。
图6是表示上述层叠陶瓷电容器的制造过程的立体图。
图7是表示上述层叠陶瓷电容器的制造过程的剖视图。
图8是表示收纳有上述层叠陶瓷电容器的内置电子部件的电路板的剖视图。
图9是图8的放大图,是表示上述层叠陶瓷电容器与上述内置电子部件的电路板的连接电极的连接部分的图。
图10是表示上述内置电子部件的电路板的制造方法的流程图。
图11是表示上述内置电子部件的电路板的制造过程的剖视图。
图12是表示上述内置电子部件的电路板的制造过程的剖视图。
图13是表示上述内置电子部件的电路板的制造过程的剖视图。
图14是表示本实施方式的比较例的层叠陶瓷电容器的外部电极与连接电极的连接部分的图。
图15是本发明的第二实施方式的内置电子部件的电路板的剖视图。
图16是图15的放大图,是表示层叠陶瓷电容器与上述内置电子部件的电路板的连接电极的连接部分的图。
图17是表示上述内置电子部件的电路板的制造过程的剖视图。
图18是表示第二实施方式的变形例的内置电子部件的电路板的一部分的剖视图。
图19是表示本发明的第三实施方式的层叠陶瓷电容器的图,A是俯视图,B是剖视图。
附图标记说明
10、10B、10C……层叠陶瓷电容器(陶瓷电子部件)
11……陶瓷主体
12、13……内部电极
14、14B、14C……外部电极
18、18B……基底层
19、19B……镀层
20、20B、20C……台阶部。
具体实施方式
以下,参照附图,对本发明的实施方式进行说明。
在附图中,适当地示出了彼此正交的X轴、Y轴和Z轴。X轴、Y轴和Z轴在所有附图中是相同的。
I第一实施方式
1.层叠陶瓷电容器10的结构
图1~3是表示本发明的第一实施方式的层叠陶瓷电容器10的图。图1是层叠陶瓷电容器10的立体图。图2是层叠陶瓷电容器10的沿图1的A-A’线的剖视图。图3是层叠陶瓷电容器10的沿图1的B-B’线的剖视图。
层叠陶瓷电容器10具有陶瓷主体11和外部电极14。在本实施方式中,陶瓷主体11的X轴方向较长,整体构成为长方体形状。
陶瓷主体11典型地具有朝向X轴方向的2个端面11a、朝向Y轴方向的2个侧面11b和朝向Z轴方向的2个主面11c。在端面11a形成有外部电极14。连接陶瓷主体11的各面的棱部也可以被实施了倒角。
另外,陶瓷主体11的各面可以是曲面,陶瓷主体11整体上也可以是带圆角的形状。
陶瓷主体11具有电容形成部16和保护部17。电容形成部16具有多个陶瓷层15、多个第一内部电极12和多个第二内部电极13,并具有将它们层叠而成的结构。保护部17分别覆盖电容形成部16的朝向Z轴方向的主面11c的区域和朝向Y轴方向的侧面11b的整个区域。
在沿Z轴方向层叠的多个陶瓷层15之间,沿Z轴方向交替地配置着内部电极12、13。第一内部电极12被引出至一个端面11a,并与另一个端面11a隔开间隔。第二内部电极13与引出有第一内部电极12的端面11a隔开间隔,从另一个端面11a被引出。
内部电极12、13典型地以镍(Ni)作为主要成分构成,作为层叠陶瓷电容器10的内部电极发挥作用。此外,除了镍以外,内部电极12、13也可以将铜(Cu)、银(Ag)、钯(Pd)等作为主要成分。
陶瓷层15由电介质陶瓷形成。为了增大电容形成部16的容量,陶瓷层15由高介电常数的电介质陶瓷形成。
作为上述高介电常数的电介质陶瓷,使用钛酸钡(BaTiO3)系材料的多晶体,换言之,使用含有钡(Ba)和钛(Ti)的钙钛矿结构的多晶体。由此,可得到大容量的层叠陶瓷电容器10。
另外,陶瓷层15也可以由钛酸锶(SrTiO3)系、钛酸钙(CaTiO3)系、钛酸镁(MgTiO3)系、锆酸钙(CaZrO3)系、钛酸锆酸钙(Ca(Zr,Ti)O3)系、锆酸钡(BaZrO3)系、氧化钛(TiO2)系等形成。
保护部17也由电介质陶瓷形成。形成保护部17的材料只要是绝缘性陶瓷即可,而通过使用与陶瓷层15同样的电介质陶瓷,能够抑制陶瓷主体11中的内部应力。
保护部17覆盖电容形成部16中的除了端面11a以外的面。保护部17主要保护电容形成部16的周围,具有确保内部电极12、13的绝缘性的作用。
以下,将保护部17的主面11c侧的区域称为覆盖区域,将侧面11b侧的区域称为侧边缘区域。
外部电极14覆盖端面11a,向主面11c和侧面11b延伸。一个外部电极14在一个端面11a与第一内部电极12连接,另一个外部电极14在另一个端面11a与第二内部电极13连接。
外部电极14具有多层结构。以下,对详细的结构进行说明。
2.外部电极14的详细的结构
图4是图2的放大图,是表示外部电极14的结构的图。
外部电极14包括形成于陶瓷主体11的表面的基底层18和形成于基底层18上的镀层19。
基底层18能够采用以金属或合金为主要成分的导电性膏糊的烧制膜。基底层18的材料例如优选镍(Ni),但也可以是铜(Cu)、银(Ag)等金属材料,或者也可以是含有合金和/或添加物的复合材料。
基底层18包含形成于主面11c上的台阶部20。台阶部20是基底层18中在Z轴方向上与基部21高度不同的部分,与基部21所成的角θ为60度以上135度以下。在图4的例子中,台阶部20与基部21所成的角θ为大约90度。
台阶部20沿Z轴方向具有例如1μm以上15μm以下的高度尺寸h,更优选2μm以上5μm以下的高度尺寸h。台阶部20的高度尺寸h是从基部21起至在Z轴方向上最突出的部分为止的沿Z轴方向的尺寸。
镀层19能够采用以铜、镍、锡(Sn)、铂(Pt)、钯(Pd)、金(Ag)等为主要成分的金属或合金的镀膜。镀层19既可以为单层结构也可以是多层结构,在为后者的情况下,各层的材料既可以相同也可以不同。
镀层19形成为从基底层18的表面起的厚度尺寸大致均匀的,仿效基底层18的形状而形成。镀层19的从基底层18表面起的厚度尺寸为例如1~15μm。
依照上述结构,在镀层19也形成有因台阶部20的形状而产生的台阶。镀层19的表面、即外部电极14的表面在主面11c上包括高台阶表面22、低台阶表面23、和连接高台阶表面22与低台阶表面23的立起面24。
立起面24是与台阶部20对应地形成于镀层19的表面的面。立起面24覆盖台阶部20,是与低台阶表面23所成的角为60度以上135度以下的范围的面。
通过在外部电极14的表面形成立起面24,能够如后文所述的那样,提高外部电极14与布线板上的布线相连接的情况下的连接可靠性。
3.层叠陶瓷电容器10的制造方法
图5是表示层叠陶瓷电容器10的制造方法的流程图。图6和图7是表示层叠陶瓷电容器10的制造过程的图。以下,基于图5并适当参照图6和图7,对层叠陶瓷电容器10的制造方法进行说明。
3.1步骤S11:制作陶瓷主体11
在步骤S11中,准备用于形成电容形成部16的第一陶瓷片S1及第二陶瓷片S2和用于形成保护部17的覆盖区域的第三陶瓷片S3。然后,如图6所示,将这些陶瓷片S1、S2、S3层叠并烧制,从而制成陶瓷主体11。
陶瓷片S1、S2、S3作为以电介质陶瓷为主要成分的未烧制的电介质生片而构成。
在第一陶瓷片S1形成有与第一内部电极12对应的未烧制的第一内部电极12u,在第二陶瓷片S2形成有与第二内部电极13对应的未烧制的第二内部电极13u。在陶瓷片S1、S2中,设置有在内部电极12u、13u的Y轴方向周缘没有形成内部电极12u、13u的、与保护部17的侧边缘区域对应的区域。在第三陶瓷片S3没有形成内部电极。
在图6所示的未烧制的陶瓷主体11u中,陶瓷片S1、S2被交替地层叠,在其Z轴方向的上下表面层叠有与覆盖区域对应的第三陶瓷片S3。通过将陶瓷片S1、S2、S3压接来使未烧制的陶瓷主体11u一体化。另外,陶瓷片S1、S2、S3的片数不限于图6示出的例子。
另外,上文中对相当于1个陶瓷主体11的未烧制的陶瓷主体11u进行了说明,但实际中,会形成以尚未被单片化的大张的片而构成的层叠片,然后按每个陶瓷主体11u进行单片化。
通过对未烧制的陶瓷主体11u进行烧制而制成图1~3所示的陶瓷主体11。
烧制温度能够基于陶瓷主体11u的烧制温度来决定。例如,在使用钛酸钡系材料作为电介质陶瓷的情况下,能够将烧制温度设为1000~1300℃左右。此外,烧制例如能够在还原气氛下或低氧分压气氛下进行。
3.2步骤S12:形成基底层
在步骤S12中,在陶瓷主体11的端面11a和主面11c上涂敷导电性膏糊,并通过烧制来形成外部电极14的基底层18。
导电性膏糊含有例如金属材料和有机粘合剂等,以在主面11c上形成台阶部20的方式进行涂敷。作为金属材料,可以举出镍(Ni),不过也可以含有铜(Cu)和银(Ag)等其他金属材料,也可以是合金。此外,导电性膏糊也可以含有上述以外的添加物。
作为基底层18的形成方法,首先,如图7A所示,在主面11c的X轴方向周缘部(端面11a侧的区域)形成第一基底层18a。第一基底层18a构成图4的基部21。
然后,如图7B所示,以覆盖第一基底层18a的一部分和端面11a的方式,形成第二基底层18b。
由此,沿第二基底层18b的第一基底层18a上的端部,形成台阶部20。
作为第一基底层18a的涂敷方法,例如可以举出印刷法。由此,能够以高位置精度在主面11c上的X轴方向周缘部形成第一基底层18a。
作为第二基底层18b的涂敷方法,例如可以举出浸染法和印刷法等。
在例如以浸染法形成第二基底层18b的情况下,将形成有第一基底层18a的陶瓷主体11的X轴方向端部浸渍于填充有电极材料的浸染槽内,并吊起。此时,能够通过将从端面11a至第一基底层18a的一部分浸渍于浸染槽内来形成台阶部20。
在适用浸染法的情况下,能够通过调整导电性膏糊的粘度来调整台阶部20的Z轴方向的高度尺寸h。具体而言,有随着导电性膏糊的粘度增大而台阶部20的高度尺寸h变小并且随着导电性膏糊的粘度变小而台阶部20的高度尺寸h变大的倾向。能够将导电性膏糊的粘度设为50~500ps的范围。通过浸染法,能够高精度地形成台阶部20,并且能够同时进行在端面11a上的导电性膏糊的涂敷。
或者,也可以通过印刷法来形成第二基底层18b。由此,即使在层叠陶瓷电容器10为小型的情况下,也能够以高位置精度形成台阶部20。
第一基底层18a和第二基底层18b的烧制既可以分别进行,也可以同时进行。
例如,可以在主面11c上涂敷第一基底层18a并进行烧制,然后涂敷第二基底层18b并进行烧制。在该情况下,第一基底层18a也可以形成于未烧制的陶瓷主体11u上,与陶瓷主体11u的烧制同时进行烧制。
或者,也可以在主面11c上涂敷第一基底层18a,并进一步在未烧制的第一基底层18a上涂敷第二基底层18b,然后同时对第一基底层18a和第二基底层18b进行烧制。
3.3步骤S13:形成镀层19
在步骤S13中,在基底层18上,通过例如电解电镀来形成镀层19。将具有台阶部20的基底层18作为基底而形成镀层19,由此能够仿效基底层18的凹凸而形成凹凸。由此,如图4所示,能够形成:形成于第一基底层18a和第二基底层18b的多层结构之上的高台阶表面22;仅形成于第一基底层18a这一单层之上的低台阶表面23;和覆盖作为第二基底层18b的端部的台阶部20的立起面24。
作为一例,镀层19可以具有包括铜、镍、锡的三层镀膜,但不限于此,也可以是单层结构或双层结构,还可以是更多层的结构。
通过如上方式,能够制造图1~3所示的层叠陶瓷电容器10。
层叠陶瓷电容器10能够被收纳于例如如下文那样的内置电子部件的电路板100。
4.内置电子部件的电路板100的结构
图8是表示本实施方式的内置电子部件的电路板100的剖视图。
内置电子部件的电路板100包括:收纳层110,其构成为能够收纳层叠陶瓷电容器10;和布线层120,其形成于收纳层110上。
收纳层110包括芯材111和能够收纳层叠陶瓷电容器10的空腔112。
芯材111具有提高内置电子部件的电路板100的刚性,保护层叠陶瓷电容器10的作用。
芯材111是例如由热固性树脂、热塑性树脂、预浸料等构成的基板,可利用加强材料(填充物)、其他添加物来调整特性。作为一例,芯材111由添加了玻璃纤维等填充物的玻璃环氧系树脂构成。
芯材111的沿Z轴方向的厚度尺寸、形状没有特别限定。芯材111例如具有能够收纳层叠陶瓷电容器10的厚度尺寸,典型地构成为大致矩形的形状。
在图8中,将芯材111的朝向Z轴方向上方的面作为第一芯主面111a,将朝向Z轴方向下方的面作为第二芯主面111b。
空腔112以能够收纳层叠陶瓷电容器10的大小形成。空腔112在图8中构成为贯通芯材111的孔,但也可以构成为具有底部的凹部。
在空腔112中,在其与层叠陶瓷电容器10的间隙中填充有填充材料113。填充材料113例如含有绝缘性树脂,且含有后文所述的绝缘层121的材料的一部分、接合材料等。利用填充材料113,层叠陶瓷电容器10能够以与空腔112隔着间隙的方式固定,得到充分的保护。
布线层120具有形成于收纳层110上的绝缘层121、形成于绝缘层121上的导体层122和形成于绝缘层121的连接电极123,具有绝缘层121和导体层122在Z轴方向上层叠的构成。
在图8所示的例子中,在芯材111的第一芯主面111a和第二芯主面111b这两面分别设置有布线层120。
绝缘层121例如由绝缘性的树脂材料构成。作为绝缘层121的材料,能够适当使用热固性树脂、热塑性树脂、预浸料等,作为一例,能够使用添加了玻璃纤维作为加强材料的玻璃环氧树脂。
在本实施方式中,绝缘层121包括:芯材111的第一芯主面111a上的第一绝缘层121a和芯材111的第二芯主面111b上的第二绝缘层121b。将第一绝缘层121a和第二绝缘层121b统称为绝缘层121。
导体层122由金属材料和/或导电性膏糊等构成,典型而言,由绘制有图案的铜箔构成。此外,虽未图示,但也可以以覆盖导体层122的至少一部分的方式,形成阻焊膜(solder resist)、绝缘性薄膜等表层绝缘层。
连接电极123作为形成于绝缘层121的层间连接用的通孔而构成。
图9是图8的放大图,是表示外部电极14与连接电极123的连接结构的图。
连接电极123与外部电极14和导体层122连接,与台阶部20在Z轴方向上相对设置。连接电极123的外部电极14侧的端面即连接面124具有与外部电极14的表面的凹凸对应的凹凸形状。由此,能够如后文所述,提高连接电极123与外部电极14的连接可靠性。
5.内置电子部件的电路板100的制造方法
图10是表示内置电子部件的电路板100的制造方法的流程图。图11~图13是表示内置电子部件的电路板100的制造过程的图。以下,根据图10并适当参照图11~图13,对内置电子部件的电路板100的制造方法进行说明。
5.1步骤S21:收纳层110的制作
在步骤S21中,制作收纳有层叠陶瓷电容器10的收纳层110。步骤S21的收纳层110制作工序包括芯材111的制作工序(步骤S21-1)和层叠陶瓷电容器10(电子部件)的收纳工序(步骤S21-2)。
在步骤S21-1中,如图11A所示,准备构成芯材111的基板114。作为一例,基板114为固化状态的玻璃环氧基板。也可以在基板114预先形成贯通孔和/或布线等。
另外,在图11和图12中,芯材111被配置为第一芯主面111a朝向Z轴方向下方、第二芯主面111b朝向Z轴方向上方的状态。
接下来,如图11B所示,在基板114形成收纳层叠陶瓷电容器10的空腔112。例如利用激光等在Z轴方向上贯通基板114来形成空腔112。
由此,制成形成有空腔112的芯材111。
在步骤S21-2中,如图11C所示,在芯材111的第一芯主面111a设置例如含有PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)的载体层115。通过例如层压加工将载体层115与芯材111接合。
接下来,如图12A所示,在空腔112配置层叠陶瓷电容器10。由此,层叠陶瓷电容器10以接合在载体层115上的状态被收纳于空腔112内。
5.2步骤S22:布线层120的形成
在步骤S22中,在收纳层110上形成布线层120。步骤S22的布线层120的形成工序包括:第二绝缘层121b的形成工序(步骤S22-1)、第一绝缘层121a的形成工序(步骤S22-2)、连接电极123的形成工序(步骤S22-3)和导体层122的形成工序(步骤S22-4)。
在步骤S22-1中,如图12B所示,在芯材111的第二芯主面111b上形成第二绝缘层121b。第二绝缘层121b由例如尚未固化的玻璃环氧系树脂构成,通过真空层压加工等而层叠在芯材111的第二芯主面111b上。通过在层叠时进行加热,构成第二绝缘层121b的树脂溶解而与第二芯主面111b接合,并且填充到空腔112与层叠陶瓷电容器10之间的间隙。由此,形成第二绝缘层121b并形成填充材料113的至少一部分。
接下来,在步骤S22-2中,如图13A所示,在除去了载体层115的芯材111的第一芯主面111a上形成第一绝缘层121a。第一绝缘层121a也由例如尚未固化的玻璃环氧系树脂构成。通过该树脂溶解而同时形成第一绝缘层121a和填充材料113。
另外,在图13中,从图12的状态使芯材111在Z轴方向反转,成为第一芯主面111a朝向Z轴方向上方,第二芯主面111b朝向Z轴方向下方的状态。
在步骤S22-3中,在与台阶部20在Z轴方向上相对的位置形成有连接电极123。
如图13B所示,首先,在绝缘层121形成通孔125。通孔125例如由激光形成。由此,外部电极14的包括立起面24在内的台阶露出。通孔125例如既可以形成于第一绝缘层121a和第二绝缘层121b这两层,也可以仅形成于一者。
然后,在通孔125内埋入导体,形成连接电极123。连接电极123是通过例如电解电镀法,将包括外部电极14的立起面24在内的区域作为基底来形成的。由此,如图8和图9所示,在外部电极14的台阶部20上形成具有与台阶部20对应的形状的连接面124的连接电极123。
在步骤S22-4中,通过例如半加成法(semi-additive method)、减去法(subtractive method)等形成导体层122。在适用半加成法的情况下,例如,通过用绘制了图案的抗镀敷剂覆盖第一绝缘层121a和第二绝缘层121b这两面,并对没有覆盖抗镀敷剂的部分选择性地进行电解电镀,来形成导体层122。
步骤S22-3的连接电极123的导体的埋入和步骤S22-4的导体层122的形成也可以同时进行。
通过如上方式,制成图8所示的内置电子部件的电路板100。
6.内置电子部件的电路板100的作用效果
在驱动内置电子部件的电路板100时,由于安装和内置的电子部件而反复发热和冷却。如上所述,因为芯材111和绝缘层121由绝缘性树脂构成,所以具有与层叠陶瓷电容器10不同的热膨胀系数。因此,在层叠陶瓷电容器10的外部电极14与连接电极132之间施加有因热膨胀率的差异而产生的Z轴方向上的应力(参照图9和图14的中空箭头)。尤其是,在导体层122安装有半导体芯片等发热部件的情况下,发热量变大,因此,施加的应力变大。
图14是本实施方式的比较例的内置电子部件的电路板的示意性放大剖视图,是表示与图9对应的部分的图。
在图14所示的比较例中,层叠陶瓷电容器10A的外部电极14A不具有台阶部。相应地,连接电极123A的连接面124A也由朝向Z轴方向的大致平坦的面构成。
使连接电极123A的连接面124A与外部电极14A分离所需的力F’仅为与Z轴方向大致平行的方向。因而,在施加有Z轴方向的应力的情况下,容易发生断裂、导通不良,无法充分确保连接面124A的连接强度。
另一方面,在本实施方式中,如图9所示,连接电极123的连接面124具有因台阶部20而产生的台阶。由此,为了使连接电极123与外部电极14完全分离,除了用于使高台阶表面22和低台阶表面23分离的与Z轴方向平行的力F1之外,还需要用于使立起面24分离的力F2。力F2为与立起面24正交的方向(例如X轴方向)且与Z轴方向交叉的方向。由此,即使被施加了Z轴方向的应力,也容易维持立起面24与连接面124相互接触的状态,能够抑制断裂、导通不良。因而,能够提高外部电极14与连接面124的连接强度,提高可靠性。
此外,由于近年来电子部件小型化的倾向,层叠陶瓷电容器10和与之连接的连接电极(通孔)123的直径也有缩小的倾向。
依照本实施方式,能够利用台阶部20,来增大连接电极123与外部电极14的连接面积相对于连接电极123的直径的比例。由此,能够提高外部电极14与连接电极123的连接强度,能够提供小型且可靠性高的内置电子部件的电路板100。
II第二实施方式
图15是本发明的第二实施方式的内置电子部件的电路板的剖视图。图16是图15的放大图。
如这些图所示,内置电子部件的电路板100B包括层叠陶瓷电容器10B、收纳层110和布线层120B。布线层120B具有绝缘层121、导体层122和连接电极123B。对于与第一实施方式相同的结构,标注相同的附图标记并省略说明。
层叠陶瓷电容器10B包括外部电极14B和陶瓷主体11。外部电极14B中台阶部20B的结构与第一实施方式的外部电极14不同。
基底层18B包括形成于主面11c上的多个台阶部20B。与第一实施方式同样,多个台阶部20B与基部所成的角度为60~135度。相应地,镀层19B也包括多个立起面24B。例如在镀层19B的表面形成有:低台阶表面23B;形成于低台阶表面23B的X轴方向两端部的多个立起面24B;和分别与立起面24B连接的多个高台阶表面22B。立起面24B是与台阶部20B对应地形成于镀层19B的表面的面。立起面24B覆盖台阶部20B,是与低台阶表面23B所成的角度为60~135度的范围的面。
面向1个连接电极123B,形成有多个台阶部20B。在图16所示的例子中,面向1个连接电极123B形成有2个台阶部20B。2个台阶部20B例如以夹着基部21B而在X轴方向上彼此相对的方式配置。
例如台阶部20B(基底层18B)通过将导电性膏糊印刷多次而形成。
具体而言,首先,与第一实施方式的图7A同样,通过印刷法,使用导电性膏糊在主面11c的X轴方向周缘部形成第一基底层18a。
接着,如图17所示,通过印刷法,使用导电性膏糊在第一基底层18a上形成第二基底层18c。第二基底层18c形成于第一基底层18a的除了基部21以外的部分。由此,能够容易地形成多个台阶部20B。
另外,虽然省略图示,但是在形成第二基底层18c的同时或之后,在端面11a也涂敷导电性膏糊来形成基底层18B。
在图15和图16所示的内置电子部件的电路板100B中,对于连接电极123B形成有多个立起面24B,因此,为了将连接电极123B与外部电极14B剥离,需要更复杂的方向的力。由此,能够提高外部电极14B与连接电极123B之间的连接强度,提高对在Z轴方向上施加的应力的耐受性。因而,能够进一步提高外部电极14B与连接电极123B的连接可靠性。
图18是表示本实施方式的变形例的连接电极123B与外部电极14B的结构的放大剖视图。
如该图所示,外部电极14B也可以具有多个(例如3个以上)台阶部20B和立起面24B。各个台阶部20B和立起面24B的结构与第一实施方式和第二实施方式中说明的结构相同。由此,能够更进一步提高外部电极14B与连接电极123B的连接可靠性。
III第三实施方式
图19是表示本发明的第三实施方式的层叠陶瓷电容器10C的图,A是俯视图,B是剖视图。
如该图所示,层叠陶瓷电容器10C的陶瓷主体11C在Y轴方向上较长,台阶部20C和立起面24C在Y轴方向上延伸。
在收纳层叠陶瓷电容器10C的内置电子部件的电路板(未图示)中,面向1个台阶部20C,能够形成多个连接电极123C。在图19所示的例子中,沿Y轴方向排列并配置有多个连接电极123C。由此,即使在层叠陶瓷电容器10C为小型的而无法充分确保连接电极123C的直径的情况下,也能够使外部电极与连接电极123C的连接面积增加。因而,能够提高外部电极14C与连接电极123C的连接强度,提供小型且耐热性高的内置电子部件的电路板。
此外,通过面向一个台阶部20C形成多个连接电极123C,能够不使台阶部20C的结构复杂化而使作为内置电子部件的电路板整体的外部电极14C与连接电极123C(布线)的连接面积增大。
IV其他实施方式
以上,对本发明的各实施方式进行了说明,但本发明当然不仅限于上述实施方式,能够在不脱离本发明的宗旨的范围内进行各种变更。例如关于本发明的实施方式可以为将各实施方式组合而成的实施方式。
内置电子部件的电路板的结构不限于上述内容,例如,也可以根据需要,在绝缘层与收纳层之间配置接合层等其他绝缘层。
在上述各实施方式中,给出了将层叠陶瓷电容器收纳于内置电子部件的电路板的例子,但层叠陶瓷电容器也可以安装在例如布线电路板上。在该情况下,能够利用焊锡等将外部电极与电路板上的布线层在Z轴方向(一个轴向)上连接,因此能够利用台阶部来提高连接强度,提高连接可靠性。
此外,在上述实施方式中,作为陶瓷电子部件的一例,对层叠陶瓷电容器进行了说明,但本发明能够适用于内部电极交替地配置的所有层叠陶瓷电子部件。作为这样的层叠陶瓷电子部件,例如可以举出压电元件等。
Claims (8)
1.一种层叠陶瓷电子部件,其可被收纳在内置电子部件的电路板中,所述内置电子部件的电路板具有形成为通孔的连接电极,所述层叠陶瓷电子部件的特征在于,包括:
陶瓷主体,其具有在一个轴向层叠的内部电极,并形成有朝向所述一个轴向的主面;和
外部电极,其与所述内部电极连接,并具有基底层和形成于所述基底层上的镀层,其中所述基底层包括形成于所述主面上的台阶部,
所述镀层的表面在所述主面上包括高台阶表面、低台阶表面、和连接高台阶表面与低台阶表面的立起面,
所述连接电极包括与所述外部电极连接的连接面,所述连接面具有与所述镀层的表面的凹凸对应的凹凸形状,
所述镀层的表面的所述高台阶表面、所述低台阶表面和所述立起面能够与所述连接面连接。
2.如权利要求1所述的层叠陶瓷电子部件,其特征在于:
所述台阶部沿所述一个轴向具有1μm以上15μm以下的高度尺寸。
3.如权利要求2所述的层叠陶瓷电子部件,其特征在于:
所述台阶部沿所述一个轴向具有2μm以上5μm以下的高度尺寸。
4.如权利要求1~3中任一项所述的层叠陶瓷电子部件,其特征在于:
所述台阶部包括形成于所述主面上的多个台阶部。
5.一种层叠陶瓷电子部件的制造方法,所述层叠陶瓷电子部件可被收纳在内置电子部件的电路板中,所述内置电子部件的电路板具有形成为通孔的连接电极,所述制造方法的特征在于:
制作具有在一个轴向上层叠的内部电极并形成有朝向所述一个轴向的主面的陶瓷主体,
形成与所述内部电极连接并包括形成于所述主面上的台阶部的基底层,
在所述基底层上形成镀层,
所述镀层的表面在所述主面上包括高台阶表面、低台阶表面、和连接高台阶表面与低台阶表面的立起面,
所述连接电极包括与具有所述基底层和所述镀层的外部电极连接的连接面,所述连接面具有与所述镀层的表面的凹凸对应的凹凸形状,
所述镀层的表面的所述高台阶表面、所述低台阶表面和所述立起面能够与所述连接面连接。
6.一种内置电子部件的电路板,其特征在于,包括:
层叠陶瓷电子部件,其包括:陶瓷主体,其具有在一个轴向上层叠的内部电极,并形成有朝向所述一个轴向的主面;和外部电极,其与所述内部电极连接并具有基底层和形成于所述基底层上的镀层,其中所述基底层包括形成于所述主面上的台阶部;
收纳层,其收纳有所述层叠陶瓷电子部件;和
布线层,其具有:形成于所述收纳层上的绝缘层;形成于所述绝缘层上的导体层;和连接电极,其与所述外部电极和所述导体层连接,并以与所述台阶部在所述一个轴向上相对的方式形成于所述绝缘层,
所述镀层的表面在所述主面上包括高台阶表面、低台阶表面、和连接高台阶表面与低台阶表面的立起面,
所述连接电极包括与所述外部电极连接的连接面,所述连接面具有与所述镀层的表面的凹凸对应的凹凸形状,
所述镀层的表面的所述高台阶表面、所述低台阶表面和所述立起面能够与所述连接面连接。
7.如权利要求6所述的内置电子部件的电路板,其特征在于:
所述台阶部包括面向所述连接电极形成的多个台阶部。
8.如权利要求6或7所述的内置电子部件的电路板,其特征在于:
所述连接电极包括面向所述台阶部形成的多个连接电极。
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