CN111952076B - 电子部件的安装构造体及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电子部件的安装构造体及其制造方法。电子部件的安装构造体具备电子部件和安装基板。电子部件具有层叠体、配置在层叠体的两端面的一对外部电极、和形成为覆盖层叠体的第1主面侧整个面的绝缘层。安装基板具有具备安装面的基板主体、和形成在安装面上的连接盘电极。电子部件的第1主面和安装基板的安装面对置,一对外部电极经由焊料安装于连接盘电极。电子部件的长度方向上的绝缘层的两端部至少在宽度方向的中央部的剖面中位于比层叠体的两端面更靠外侧。
Description
技术领域
本发明涉及电子部件的安装构造体及其制造方法,特别是,例如涉及安装于便携式电话、数字相机等的电子部件的安装构造体及其制造方法。
背景技术
以往的层叠陶瓷电容器在层叠体的两主面侧具备由陶瓷形成的外层部。而且,在层叠体的两端面配置有外部电极,使得覆盖外层部。在利用焊料将这样的层叠陶瓷电容器安装于安装基板的情况下,在伴随着对层叠陶瓷电容器的电压施加而基板挠曲时,存在产生以外部电极和焊料的接合部的端部为起点的裂缝的情况。
因此,用于应对这种挠曲裂缝的层叠陶瓷电容器已被日本特开平9-180957号公报公开。在该层叠陶瓷电容器中,在电介质陶瓷内呈层状埋设有内部电极,在两端形成有由基底电极、Ni镀敷层和含Sn镀敷层构成的端子电极(外部电极)。而且,该层叠型陶瓷电容器中,端子电极的与电介质陶瓷的接触端部的一部分被相对于焊料而润湿性低的电绝缘层覆盖。
可是,由于这样的层叠陶瓷电容器所具备的电绝缘层形成为覆盖端子电极和电介质陶瓷的接触端部的一部分,因此对于施加于层叠陶瓷电容器的应力、以及由该应力产生的裂缝的发展方向,难以确保充分的强度。
发明内容
故此,本发明的主要目的在于,提供一种能提高对于电子部件的机械强度的电子部件的安装构造体及其制造方法。
按照本发明的某个方式的电子部件的安装构造体具备电子部件和安装基板。电子部件具有层叠体、第1外部电极、第2外部电极、和绝缘层。层叠体具有被层叠的多个陶瓷层,并包括在层叠方向上相对的第1主面以及第2主面、在与层叠方向正交的宽度方向上相对的第1侧面以及第2侧面、和在与层叠方向以及宽度方向正交的长度方向上相对的第1端面以及第2端面。第1外部电极配置为覆盖第1端面,并且从第1端面延伸而覆盖第1主面、第2主面、第1侧面以及第2侧面。第2外部电极配置为覆盖第2端面,并且从第2端面延伸而覆盖第1主面、第2主面、第1侧面以及第2侧面。绝缘层形成为覆盖层叠体的第1主面、在第1主面侧露出的部分的第1外部电极、和在第1主面侧露出的部分的第2外部电极。安装基板具有包括安装面的基板主体、和形成在安装面上的连接盘电极。电子部件的第1主面和安装基板的安装面对置,第1外部电极以及第2外部电极经由焊料安装于连接盘电极。长度方向上的绝缘层的两端部至少在宽度方向的中央部的剖面中位于比层叠体的两端面更靠外侧。
根据本发明,可获得能提高对于电子部件的机械强度的电子部件的安装构造体及其制造方法。
本发明的上述以及其他目的、特征、方式以及优点根据与附图关联理解的与本发明有关的如下详细说明将变得明确。
附图说明
图1以及图2是用于本发明的第1实施方式涉及的电子部件的安装构造体的层叠陶瓷电容器的外观立体图。
图3是沿着图1中示出的III-III线的剖视图。
图4是图3所示的层叠陶瓷电容器的主要部分放大剖视图。
图5是沿着图1中示出的V-V线的剖视图。
图6是本发明的第1实施方式涉及的电子部件的安装构造体的主要部分立体图。
图7是沿着图6中示出的VII-VII线的剖视图。
图8A至图8C是示出将未设置绝缘层的层叠陶瓷电容器安装于安装基板的情况的各种图,图8A是层叠陶瓷电容器和设置于安装基板的连接盘电极的连接部的放大剖视图,图8B是示出在对安装于安装基板的层叠陶瓷电容器施加了电压的情况下对作用于层叠陶瓷电容器以及连接盘电极的应力进行了模拟的结果的图,图8C是示出相对于安装基板作用于垂直方向的应力的状态、和相对于安装基板作用于水平方向的应力的状态的图。
图9A至图9C是示出将绝缘层设置至配置在两主面以及两侧面的外部电极的中央部为止而成的层叠陶瓷电容器安装于安装基板的情况的各种图,图9A是层叠陶瓷电容器和设置于安装基板的连接盘电极的连接部的放大剖视图,图9B是示出在对安装于安装基板的层叠陶瓷电容器施加了电压的情况下对作用于层叠陶瓷电容器以及连接盘电极的应力分布进行了模拟的结果的图,图9C是示出相对于基板作用于垂直方向的应力的状态、和相对于安装基板作用于水平方向的应力的状态的图。
图10A至图10C是示出将图1所示的层叠陶瓷电容器安装于安装基板的情况的各种图,图10A是层叠陶瓷电容器和设置于安装基板的连接盘电极的连接部的放大剖视图,图10B是示出在对安装于安装基板的层叠陶瓷电容器施加了电压的情况下对作用于层叠陶瓷电容器以及连接盘电极的应力分布进行了模拟的结果的图,图10C是示出相对于基板作用于垂直方向的应力的状态、和相对于安装基板作用于水平方向的应力分布的状态的图。
图11是用于本发明的第2实施方式涉及的电子部件的安装构造体的层叠陶瓷电容器的外观立体图。
图12是沿着图11中示出的XII-XII线的剖视图。
图13是沿着图11中示出的XIII-XIII线的剖视图。
图14是本发明的第2实施方式涉及的电子部件的安装构造体的主要部分立体图。
图15是沿着图14中示出的XV-XV线的剖视图。
图16是用于本发明的参考例涉及的电子部件的安装构造体的层叠陶瓷电容器的外观立体图。
图17是沿着图16所示的XVII-XVII线的剖视图。
图18是沿着图16所示的XVIII-XVIII线的剖视图。
图19是本发明的参考例涉及的电子部件的安装构造体的主要部分立体图。
图20是沿着图19中示出的XX-XX线的剖视图。
具体实施方式
对本发明的第1实施方式涉及的电子部件的安装构造体进行说明。
本发明主要涉及电子部件的安装构造体,但在以下所示的用于实施发明的方式中,首先,对于用于第1实施方式涉及的电子部件的安装构造体的作为电子部件的层叠陶瓷电容器的一例及其制造方法,以下参照图1至图5进行说明。
图1以及图2是用于本发明的第1实施方式涉及的电子部件的安装构造体的层叠陶瓷电容器的外观立体图。图3是沿着图1中示出的III-III线的剖视图。图4是图3所示的层叠陶瓷电容器的主要部分放大剖视图。图5是沿着图1中示出的V-V线的剖视图。
例如像图1至图5所示,层叠陶瓷电容器10具备例如长方体状的层叠体12。层叠体12具有被层叠的多个陶瓷层14和多个内部电极层16。进而,层叠体12具有在层叠方向x上相对的第1主面12a以及第2主面12b、在与层叠方向x正交的宽度方向y上相对的第1侧面12c以及第2侧面12d、和在与层叠方向x以及宽度方向y正交的长度方向z上相对的第1端面12e以及第2端面12f。在该层叠体12,优选在角部以及棱线部带有圆角。另外,角部是指层叠体的相邻的三个面相交的部分,棱线部是指层叠体的相邻的两个面相交的部分。
作为层叠体12的陶瓷层14的电介质材料,例如,能够使用包含BaTiO3、CaTiO3、SrTiO3、Pb、Fe铁氧体珠、或者CaZrO3等成分的电介质陶瓷。此外,也可以使用在这些成分中以比主成分少的含量范围添加了例如Mn化合物、Fe化合物、Cr化合物、Co化合物、Ni化合物等化合物之后的材料。此外,陶瓷层14的层叠方向x的尺寸例如优选为0.3μm以上且5.0μm以下。
另外,在层叠体12使用了压电体陶瓷的情况下,电子部件作为陶瓷压电元件而发挥功能。作为压电陶瓷材料的具体例,例如,可列举PZT(锆钛酸铅)系陶瓷材料等。
此外,在层叠体12使用了半导体陶瓷的情况下,电子部件作为热敏电阻元件而发挥功能。作为半导体陶瓷材料的具体例,例如,可列举尖晶石系陶瓷材料等。
此外,在层叠体12使用了磁性体陶瓷的情况下,电子部件作为电感器元件而发挥功能。此外,在作为电感器元件而发挥功能的情况下,内部电极层16成为线圈状的导体。作为磁性体陶瓷材料的具体例,例如,可列举铁氧体陶瓷材料等。
层叠体12包括:由多片陶瓷层14构成的外层部15a、以及由单个或多片陶瓷层14和配置在它们之上的多片内部电极层16构成的内层部15b。外层部15a位于层叠体12的第1主面12a侧以及第2主面12b侧,是位于第1主面12a与最靠近第1主面12a的内部电极16之间的多片陶瓷层14、以及位于第2主面12b与最靠近第2主面12b的内部电极16之间的多片陶瓷层14的集合体。而且,被两外层部15a夹着的区域为内层部15b。另外,外层部15a的厚度优选为10μm以上且300μm以下。
另外,层叠体12的尺寸是:层叠方向x的尺寸为100μm以上且550μm以下,长度方向z的尺寸为400μm以上且1250μm以下,宽度方向y的尺寸为200μm以上且550μm以下。关于陶瓷层14的层叠片数,也包含外层部15a在内,例如优选为100片以上且1400片以下。
例如像图3以及图5所示,层叠体12作为多个内部电极层16具有例如大致矩形状的多个第I内部电极层16a以及多个第2内部电极层16b。多个第1内部电极层16a以及多个第2内部电极层16b埋设为沿着层叠体12的层叠方向x而等间隔地交替配置。
在第1内部电极层16a的一端侧,具有引出到层叠体12的第1端面12e的引出电极部18a。在第2内部电极层16b的一端侧,具有引出到层叠体12的第2端面12f的引出电极部18b。具体地,第1内部电极层16a的一端侧的引出电极部18a在层叠体12的第1端面12e露出。此外,第2内部电极层16b的一端侧的引出电极部18b在层叠体12的第2端面12f露出。
例如像图3以及图5所示,层叠体12在陶瓷层14的内层部15b中包括第1内部电极层16a和第2内部电极层16b对置的对置电极部20a。此外,层叠体12包括形成在对置电极部20a的宽度方向y的一端与第1侧面12c之间以及对置电极部20a的宽度方向y的另一端与第2侧面12d之间的层叠体12的侧部(以下称为“W间隙”)20b。进而,层叠体12包括形成在第1内部电极层16a的与引出电极部18a相反侧的端部与第2端面12f之间以及第2内部电极层16b的与引出电极部18b相反侧的端部与第1端面12e之间的层叠体12的端部(以下称为“L间隙”)20c。在此,层叠体12的端部的L间隙20c的长度优选为20μm以上且40μm以下。此外,层叠体12的侧部的W间隙20b的长度优选为15μm以上且20μm以下。
例如像图3以及图5所示,在层叠体12内,在各对置电极部20a中第1内部电极层16a和第2内部电极层16b隔着陶瓷层14对置,由此形成了静电电容。因而,在连接了第1内部电极层16a的第1外部电极22a与连接了第2内部电极层16b的第2外部电极22b之间,能够获得静电电容。因此,这样的构造的层叠陶瓷电子部件作为电容器而发挥功能。
内部电极层16例如含有Ni、Cu、Ag等金属。内部电极层16可以进一步包含与陶瓷层14所包含的陶瓷为同一组成系的电介质粒子。内部电极层16的厚度优选为0.1μm以上且3.0μm以下。
在层叠体12的第1端面12e侧以及第2端面12f侧形成外部电极22。外部电极22具有第1外部电极22a以及第2外部电极22b。
在层叠体12的第1端面12e侧形成第1外部电极22a。第1外部电极22a形成为覆盖层叠体12的第1端面12e,并从第1端面12e延伸而覆盖第1主面12a、第2主面12b、第1侧面12c以及第2侧面12d的一部分。在该情况下,第1外部电极22a与第1内部电极层16a的引出电极部18a电连接。
在层叠体12的第2端面12f侧形成第2外部电极22b。第2外部电极22b形成为覆盖层叠体12的第2端面12f,并从第2端面12f延伸而覆盖第1主面12a、第2主面12b、第1侧面12c以及第2侧面12d的一部分。在该情况下,第2外部电极22b与第2内部电极层16b的引出电极部18b电连接。
如图3所示,第1外部电极22a从层叠体12侧起依次具有基底电极层24a以及镀敷层26a。同样地,第2外部电极22b从层叠体12侧起依次具有基底电极层24b以及镀敷层26b。
基底电极层24a以及24b分别包括从烧附层、树脂层、薄膜层等选出的至少一个。烧附层例如包括包含Si的玻璃和作为金属的Cu。作为烧附层的金属,例如包含从Cu、Ni、Ag、Pd、Ag-Pd合金、Au等选出的至少一种。烧附层是将包含玻璃以及金属的导电性膏涂敷于层叠体12并进行烧附而得到的层,可以是与内部电极层16同时烧成而得到的层,此外,也可以是在烧成了电介质层14以及内部电极层16之后进行烧附而得到的层。此外,烧附层可以为多层。烧附层之中的最厚的部分的厚度优选为10μm以上且50μm以下。
树脂层可以形成在烧附层上,此外,也可以不形成烧附层而直接形成在层叠体12上。进而,树脂层也可以是多层。
在将树脂层形成在烧附层上的情况下,树脂层例如可以是包含导电性粒子和热固化性树脂的树脂层。树脂层之中的最厚的部分的厚度优选为5μm以上且50μm以下。
薄膜层通过溅射法或者蒸镀法等薄膜形成法来形成,是沉积了金属粒子的1μm以下的层。
作为镀敷层26a以及26b,例如,可使用从Cu、Ni、Sn、Ag、Pd、Ag-Pd合金、Au等选出的至少一种。
镀敷层26a以及26b也可以由多层形成。优选的是形成在烧附层上的Ni镀敷层和形成在Ni镀敷层上的Sn镀敷层的两层构造。Ni镀敷层用于防止基底电极层24a以及24b被安装层叠陶瓷电容器10时的焊料侵蚀,Sn镀敷层用于提高安装层叠陶瓷电容器10时的焊料的润湿性,使得能够容易地安装。镀敷层每一层的厚度优选为0.1μm以上且5.0μm以下。
此外,在外部电极22由镀敷层形成的情况下,外部电极22具有直接设置在层叠体12上并与内部电极层16直接连接的镀敷层。在该情况下,作为前处理,也可以在层叠体12上设置触媒。此外,镀敷层优选包括第1镀敷层、和设置在第1镀敷层上的第2镀敷层。第1镀敷层以及第2镀敷层例如优选包括从由Cu、Ni、Sn、Pb、Au、Ag、Pd、Bi以及Zn构成的组选出的一种金属或者包含该金属的合金的镀敷。例如,在作为内部电极使用Ni的情况下,作为第1镀敷层,优选使用与Ni接合性良好的Cu。此外,作为第2镀敷层,优选使用焊料润湿性良好的Sn、Au,作为第1镀敷层,优选使用具有阻焊性能的Ni。
第2镀敷层根据需要而形成,外部电极22也可以由第1镀敷层形成。第2镀敷层可以设置为镀敷层的最外层,也可以在第2镀敷层上设置其他镀敷层。各镀敷层每一层的厚度优选为1μm以上且10μm以下。此外,优选在镀敷层中不包含玻璃。进而,镀敷层的每单位体积的金属比例例如优选为99体积%以上。此外,镀敷层是沿着厚度方向进行了晶粒生长而得到的层,成为柱状。
在包括在层叠体12的第1主面12a侧露出的第1外部电极22a以及第2外部电极22b在内的、第1主面12a整个面,形成有绝缘层40。
即,该层叠陶瓷电容器10遍及第1外部电极22a的表面之中的层叠体12的第1主面12a侧的表面、位于第1外部电极22a和第2外部电极22b之间的第1主面12a、和第2外部电极22b的表面之中的层叠体12的第1主面12a侧的表面而形成有绝缘层40。而且,层叠陶瓷电容器10的长度方向z上的绝缘层40的两端部40a、40b至少在宽度方向y的中央部的剖面中,在从宽度方向y观察的情况下,位于比层叠体12的两端面12e、12f更靠外侧(即,从层叠体12的两端面12e、12f沿着层叠体12的长度方向z分别远离的一侧)。
这样,通过在包括在层叠体12的第1主面12a侧露出的第1外部电极22a以及第2外部电极22b在内的、第1主面12a整个面形成绝缘层40,从而能够抑制第1外部电极22a和第2外部电极22b之间的离子迁移所引起的短路。
绝缘层40能够由陶瓷形成。在绝缘层40由陶瓷形成的情况下,可使用从Al2O3、PZT、SiC、MgO等选出的至少一种。若绝缘层40由陶瓷形成,则能够使该层叠陶瓷电容器10对应力的机械强度进一步提高。此外,在绝缘层40由陶瓷形成的情况下,在对包含于陶瓷层14的陶瓷的粒径和包含于绝缘层40的陶瓷的粒径进行比较时,包含于绝缘层40的陶瓷的粒径更小。
此外,在绝缘层40由树脂形成的情况下,能够包含环氧树脂、硅酮树脂、氟树脂、酚醛树脂、尿素树脂、蜜胺树脂、不饱和聚酯树脂、钛酸钡、氧化铝、二氧化硅、氧化钇、氧化锆的任意一种以上。在该情况下,被用作印刷基板的阻焊剂的使用了金属氧化物的热固化性环氧树脂、硅酮树脂、氟系树脂、酚醛系树脂、蜜胺树脂、钛酸钡、氧化铝、二氧化硅等适合使用。
绝缘层40能够直接赋予给镀敷层26a、26b以及第1主面12a。绝缘层40的厚度例如优选形成为5μm以下。通过设为5μm以下,从而能够相对于安装基板稳定地安装层叠陶瓷电容器10。关于该绝缘层40的厚度,在宽度方向y的中央部的剖面的中心,通过SEM放大至10000倍,将两外部电极22a、22b的长度方向z的中央部和层叠体12的中央部这3点的平均值测定为厚度。
另外,层叠体12和绝缘层40能够通过使用能量分散型X射线分光法(EDX)来判别其边界线。此外,在层叠体12的陶瓷层14和绝缘层40的成分相同的情况下,能够通过使用聚焦离子束扫描电子显微镜(FIB-SEM)等进行观测来判别。此时,能够观察出层叠体12的陶瓷层14与绝缘层40相比空隙率更高。
绝缘层40在层叠体12的宽度方向y的中央部的剖面处的填充率优选为90%以上。若绝缘层40的填充率为90%以上,则能够使层叠陶瓷电容器10的机械强度提高。
绝缘层40的填充率如以下所示那样计算。即,对层叠陶瓷电容器10进行研磨,使层叠陶瓷电容器10露出宽度方向y的中央部的层叠体12的包含长度方向z以及层叠方向x的剖面(以下称为“LT剖面”)。然后,对于其LT剖面,通过聚焦离子束扫描电子显微镜(FIB-SEM)测定空隙的量而求出。更详细地,通过对给定的视野中的图像进行图像处理,从而分为空隙部和除此以外的区域,计算该视野中的空隙部以外的区域相对于图像整体的比例,由此计算填充率。
在将层叠陶瓷电容器10的层叠方向x的尺寸设为T,将绝缘层40的端面处的层叠方向x的尺寸设为t0时,优选t0/T≤0.1。通过满足该条件,从而能够使层叠陶瓷电容器10相对于安装基板的安装性提高。
其次,关于上述的层叠陶瓷电容器的安装构造100,特别是,例如参照图6以及图7来详细地说明。图6是本发明的第1实施方式涉及的电子部件的安装构造体的主要部分立体图。图7是沿着图6中示出的VII-VII线的剖视图。
例如像图6以及图7所示,该层叠陶瓷电容器的安装构造100包括层叠陶瓷电容器10和安装基板102。安装基板102包括基板主体104。基板主体104例如由玻璃环氧等树脂、或者玻璃陶瓷等陶瓷形成。基板主体104例如能够由被层叠的多个绝缘体层形成。在基板主体104的一个主面具有安装面106。在安装面106配设有例如俯视呈矩形形状的连接盘电极108。层叠陶瓷电容器10例如通过经由焊料110连接固定该层叠陶瓷电容器10的第1外部电极22a以及第2外部电极22b和连接盘电极108而被安装。在该情况下,位于层叠体12的第1主面12a侧的第1外部电极22a以及第2外部电极22b和连接盘电极108被安装。
此外,如图7所示,层叠陶瓷电容器的安装构造体100在层叠陶瓷电容器10的安装面侧,在配置于在层叠体12的第1主面12a侧的表面露出的第1外部电极22a以及第2外部电极22b的绝缘层40与连接盘电极108之间,具有未配置焊料110的空间。
在此,在图8A~8C至图10A~10C中,说明在对安装于安装基板的层叠陶瓷电容器施加了电压的情况下对作用于层叠陶瓷电容器以及连接盘电极的应力进行了模拟的结果。
图8A至图8C是示出将未设置绝缘层的层叠陶瓷电容器安装于安装基板的情况的各种图,图8A是层叠陶瓷电容器和设置于安装基板的连接盘电极的连接部的放大剖视图,图8B是示出在对安装于安装基板的层叠陶瓷电容器施加了电压的情况下对作用于层叠陶瓷电容器以及连接盘电极的应力进行了模拟的结果的图,图8C是示出相对于安装基板作用于垂直方向的应力的状态、和相对于安装基板作用于水平方向的应力的状态的图。
图9A至图9C是示出将绝缘层设置至配置在两主面以及两侧面的外部电极的中央部为止而成的层叠陶瓷电容器安装于安装基板的情况的各种图,图9A是层叠陶瓷电容器和设置于安装基板的连接盘电极的连接部的放大剖视图,图9B是示出在对安装于安装基板的层叠陶瓷电容器施加了电压的情况下对作用于层叠陶瓷电容器以及连接盘电极的应力分布进行了模拟的结果的图,图9C是示出相对于基板作用于垂直方向的应力的状态、和相对于安装基板作用于水平方向的应力的状态的图。
图10A至图10C是示出将图1所示的层叠陶瓷电容器安装于安装基板的情况的各种图,图10A是层叠陶瓷电容器和设置于安装基板的连接盘电极的连接部的放大剖视图,图10B是示出在对安装于安装基板的层叠陶瓷电容器施加了电压的情况下对作用于层叠陶瓷电容器以及连接盘电极的应力分布进行了模拟的结果的图,图10C是示出相对于基板作用于垂直方向的应力的状态、和相对于安装基板作用于水平方向的应力分布的状态的图。
首先,说明在对层叠陶瓷电容器施加了电压的情况下对作用于层叠陶瓷电容器以及连接盘电极的应力分布进行了模拟的结果。
如图8B所示,应力集中在位于主面侧的外部电极22b和焊料110的边界(与e寸端部(e-dimension end)同一部位)处的层叠体12。
此外,如图9B所示,应力集中在位于主面侧的外部电极22b和焊料110的边界处的层叠体12。如图9B所示,集中在层叠体12的应力的位置是被外部电极22b覆盖的部分,因此可知e寸端部处的应力比图8B所示的e寸端部的应力有所下降。
进而,如图10B所示,应力集中在位于主面侧的外部电极22b和焊料110的边界处的层叠体12。即,如图10B所示,集中在层叠体12的应力的位置是被外部电极22b覆盖的部分,因此可知e寸端部处的应力比图8B以及图9B所示的e寸端部的应力进一步下降。
其次,说明相对于基板作用于垂直方向的应力的状态、和相对于安装基板作用于水平方向的应力的状态。
根据图8C、图9C以及图10C,可观察到相对于安装基板作用于垂直方向的应力A1和相对于安装基板作用于水平方向的应力A2。而且,若依次观察图8C、图9C、图10C,则可知作用于垂直方向的应力A1的位置移动,使得追踪位于主面侧的外部电极22b和焊料110的边界的位置的差异。
在图6所示的层叠陶瓷电容器的安装构造体100中,层叠陶瓷电容器10如参照图1至图5说明的那样,在包括在层叠体12的第1主面12a侧露出的第1外部电极22a以及第2外部电极22b在内的、第1主面12a整个面形成有绝缘层40,层叠陶瓷电容器10的长度方向z上的绝缘层40的两端部至少在宽度方向y的中央部的剖面中位于比层叠体12的两端面更靠外侧,因此能够使该层叠陶瓷电容器10对应力的机械强度提高。
在图6所示的层叠陶瓷电容器的安装构造体100中,在层叠陶瓷电容器10的安装面侧,在配置于在层叠体12的第1主面12a侧的表面露出的第1外部电极22a以及第2外部电极22b的绝缘层40与连接盘电极108之间,具有焊料110和绝缘层40不接触的空间。因此,由此,对层叠陶瓷电容器10施加电压时的应力的位置成为被外部电极22b覆盖的部分,因此能够抑制在层叠陶瓷电容器10和连接盘电极108的连接部产生裂缝,能够使层叠陶瓷电容器10和连接盘电极108的连接的可靠性提高。
其次,对该层叠陶瓷电容器的安装构造体的制造工序的一例进行说明。首先,对层叠陶瓷电容器的制造工序的一例进行说明。
(1)首先,准备电介质片以及内部电极用的导电性膏。在电介质片、内部电极用的导电性膏中包含粘合剂以及溶剂,能够使用公知的有机粘合剂、有机溶剂。
(2)其次,在电介质片上,例如通过丝网印刷、凹版印刷等,以给定的图案印刷内部电极用的导电性膏,由此形成内部电极图案。
(3)进而,层叠给定片数的未形成内部电极图案的外层用的电介质片,在其上依次层叠形成了内部电极的电介质片,在其上层叠给定片数的外层用的电介质片,从而制作层叠片。
(4)通过等静压压制等方法在层叠方向上压制所获得的层叠片,从而制作层叠块。
(5)其次,将层叠块切割为给定的尺寸,切出层叠芯片。此时,也可以通过滚筒研磨等,使层叠芯片的角部以及棱线部带有圆角。
(6)进而,对层叠芯片进行烧成,从而制作层叠体12。此时的烧成温度虽然也取决于电介质、内部电极的材料,但优选为900℃以上且1300℃以下。
(7)在所获得的层叠体12的两端面涂敷外部电极用的导电性膏,并进行烧附,从而形成外部电极的烧附层。此时的烧附温度优选为700℃以上且900℃以下。
(8)进而,根据需要,在外部电极用的导电性膏的烧附层的表面实施镀敷。
也可以不设置烧附层而在层叠体的表面直接形成镀敷电极。在该情况下,取代上述(7)以及(8)的工序而实施以下的(7’)以及(8’)的工序。
(7’)在所获得的层叠体12的两端面实施镀敷处理,在内部电极的露出部上形成基底镀敷膜。在进行镀敷处理时,可以采用电解镀敷、无电解镀敷的任一种镀覆,但无电解镀敷为了使镀敷析出速度提高而需要基于触媒等的前处理,具有工序复杂化的缺点。因此,通常优选采用电解镀敷。作为镀敷工法,优选使用滚筒镀敷。
另外,在形成表面导体的情况下,可以预先在最外层的陶瓷生片上印刷表面导体图案,并与陶瓷坯体同时烧成,此外,也可以在烧成后的陶瓷坯体的主面上印刷表面导体之后进行烧附。
(8’)然后,根据需要,在外部电极用的镀敷电极的表面形成镀敷层。
通过以上的工序,制造层叠陶瓷电容器主体。
其次,对该层叠陶瓷电容器主体实施赋予绝缘层40的绝缘层赋予工序。
在绝缘层40由陶瓷形成的情况下,例如通过气溶胶沉积法(AD法)来形成。即,对于绝缘层40,在气溶胶产生器的内部混合载气和绝缘膜的原料,作为气溶胶从气溶胶产生器送出到配管,朝向设置于其前端的喷嘴引导。从该喷嘴朝向层叠陶瓷电容器主体的第1主面侧喷镀气溶胶。其结果,绝缘层40的原料的微粒子碰撞到层叠陶瓷电容器主体的第1主面侧而粉碎,形成绝缘层40。另外,作为绝缘层40的形成方法,除了AD法以外,还可以使用冷喷法等喷镀法、CVD(化学气相蒸镀)等。
此外,在绝缘层由树脂形成的情况下,作为其形成的方法,能够通过使用喷雾装置或使用浸渍装置等来形成。或者,也可以通过粘附来形成绝缘层。
然后,根据上述绝缘材料的物性使其热固化或干燥,从而绝缘层40粘固于层叠陶瓷电容器主体。
如以上那样,制造层叠陶瓷电容器10。
接下来,将所制造的层叠陶瓷电容器10配置为使其第1主面12a侧与设置了连接盘电极108的安装基板102对置,将层叠陶瓷电容器10安装于基板。
根据该实施方式涉及的层叠陶瓷电容器的安装构造体的制造方法,层叠陶瓷电容器10如参照图1至图5说明的那样,在包括在层叠体12的第1主面12a侧露出的第1外部电极22a以及第2外部电极22b在内的、第1主面12a整个面形成有绝缘层40,层叠陶瓷电容器10的长度方向z上的绝缘层40的两端部至少在宽度方向y的中央部的剖面中位于比层叠体12的两端面更靠外侧,因此能够制造能够使该层叠陶瓷电容器10对应力的机械强度提高的层叠陶瓷电容器的安装构造体100。
此外,根据该实施方式涉及的层叠陶瓷电容器的安装构造体的制造方法,在由陶瓷形成绝缘层40的工序中,通过气溶胶沉积法(AD法)来形成,从而位于外部电极22的最外层的镀敷层之中的Sn镀敷层不易熔化,能够以薄膜形成,除此之外,能够形成致密性得到提高的绝缘层40。
其次,对本发明的第2实施方式涉及的电子部件的安装构造体进行说明。
首先,关于用于本发明的第2实施方式涉及的电子部件的安装构造体的层叠陶瓷电容器的一例,以下参照图11至图13进行说明。
此外,关于作为电子部件的层叠陶瓷电容器的安装构造体的一例,以下参照图14以及图15进行说明。
图11是用于本发明的第2实施方式涉及的电子部件的安装构造体的层叠陶瓷电容器的外观立体图。图12是沿着图11中示出的XII-XII线的剖视图。图13是沿着图11中示出的XIII-XIII线的剖视图。
此外,图14是本发明的第2实施方式涉及的电子部件的安装构造体的主要部分立体图。图15是沿着图14中示出的XV-XV线的剖视图。
图11所示的层叠陶瓷电容器10A与图1至图5所示的层叠陶瓷电容器10相比,特别是,在绝缘层分别不仅形成于层叠体12的第1主面12a侧还形成于第2主面12b侧这一点不同,除了这一点以外,具有与使用图1至图5说明的层叠陶瓷电容器10同样的结构。因此,对于与图1至图5所示的层叠陶瓷电容器10相同的部分标注相同的附图标记,并省略其说明。
层叠陶瓷电容器10A在层叠体12的第1主面12a侧的整个面形成有绝缘层40,此外,在层叠体12的第2主面12b侧的整个面形成有绝缘层42。
即,在该层叠陶瓷电容器10A中,如图11至图13所示,遍及第1外部电极22a的表面之中的层叠体12的第1主面12a侧的表面、位于第1外部电极22a和第2外部电极22b之间的第1主面12a、和第2外部电极22b的表面之中的层叠体12的第1主面12a侧的表面而形成有绝缘层40。而且,层叠陶瓷电容器10A的长度方向z上的绝缘层40的两端部40a、40b至少在宽度方向y的中央部的剖面中,在从宽度方向y观察的情况下,位于比层叠体12的两端面12e、12f更靠外侧(即,从层叠体12的两端面12e、12f沿着层叠体12的长度方向z分别远离的一侧)。
此外,遍及第1外部电极22a的表面之中的层叠体12的第2主面12b侧的表面、位于第1外部电极22a和第2外部电极22b之间的第2主面12b、和第2外部电极22b的表面之中的层叠体12的第2主面12b侧的表面而形成有绝缘层42。而且,层叠陶瓷电容器10A的长度方向z上的绝缘层42的两端部42a、42b至少在宽度方向y的中央部的剖面上,在从宽度方向y观察的情况下,位于比层叠体12的两端面12e、12f更靠外侧(即,从层叠体12的两端面12e、12f沿着层叠体12的长度方向z分别远离的一侧)。
根据图11所示的层叠陶瓷电容器10A,发挥与图1所示的层叠陶瓷电容器10同样的效果,并且发挥如下的效果。
即,由于还在第2主面12b侧整个面形成有绝缘层42,因此能够使安装时的第2主面12b侧的耐冲击提高。此外,根据这样的结构,能够抑制树脂密封时的第2主面侧的短路。进而,层叠陶瓷电容器10A的安装面的方向的挑选变得容易。
此外,例如像图14以及图15所示,该层叠陶瓷电容器的安装构造100A包括层叠陶瓷电容器10A和安装基板102。安装基板102包括基板主体104。基板主体104例如由玻璃环氧等树脂、或者玻璃陶瓷等陶瓷形成。基板主体104例如能够由被层叠的多个绝缘体层形成。在基板主体104的一个主面具有安装面106。在安装面106配设有例如俯视呈矩形形状的连接盘电极108。层叠陶瓷电容器10A例如通过经由焊料110连接固定该层叠陶瓷电容器10A的第1外部电极22a以及第2外部电极22b和连接盘电极108而被安装。在该情况下,位于层叠体12的第1主面12a侧的第1外部电极22a以及第2外部电极22b和连接盘电极108被安装。
此外,图14所示的层叠陶瓷电容器的安装构造体100A发挥与图6所示的层叠陶瓷电容器的安装构造体100同样的效果。
其次,对本发明的参考例涉及的电子部件的安装构造体进行说明。
首先,关于用于本发明的参考例涉及的电子部件的安装构造体的层叠陶瓷电容器的一例,以下参照图16至图18进行说明。此外,关于作为电子部件的层叠陶瓷电容器的安装构造体的一例,以下参照图19以及图20进行说明。
图16是用于本发明的参考例涉及的电子部件的安装构造体的层叠陶瓷电容器的外观立体图。图17是沿着图16所示的XVII-XVII线的剖视图。图18是沿着图16所示的XVIII-XVIII线的剖视图。
此外,图19是本发明的参考例涉及的电子部件的安装构造体的主要部分立体图。图20是沿着图19中所示的XX-XX线的剖视图。
图16所示的层叠陶瓷电容器50与图1至图5所示的层叠陶瓷电容器10相比,特别是,在绝缘层分别不形成于层叠体12的第1主面12a侧而仅形成于第2主面12b侧这一点不同,除了这一点以外,具有与使用图1至图5说明的层叠陶瓷电容器10同样的结构。因此,对于与图1至图5所示的层叠陶瓷电容器10相同的部分标注相同的附图标记,并省略其说明。
此外,关于图19所示的层叠陶瓷电容器的安装构造体的制造方法,也除了绝缘层形成的场所不同以外,与图6所示的层叠陶瓷电容器10的安装构造体的制造方法相同。
在芯片状电子部件中,通过在芯片状元件的端面涂敷外部电极并进行烧附,从而形成有外部电极。在将这样的芯片状电子部件安装于基板等安装基板的情况下,例如,在配设于安装基板上的连接盘电极涂敷焊料糊剂,经由焊料糊剂连接了连接盘电极和芯片状电子部件的外部电极。在该情况下,通过将芯片状电子部件装配在安装基板上并进行回流焊,从而将芯片状电子部件安装于安装基板上的连接盘电极。
然而,在这样的芯片状电子部件的安装构造体中,通常由于焊料糊剂的表面张力而芯片状电子部件会自立,但根据安装条件,存在如下担忧,即,在配设于安装基板的安装面的连接盘电极上,在回流焊时焊料糊剂熔化从而芯片状电子部件倾斜。此时,芯片状电子部件的外部电极的角部有时与相邻的芯片状电子部件的外部电极接触。因而,在这样的以往的芯片状电子部件的安装构造体中,有可能在芯片状电子部件间发生短路等故障。
在图16所示的层叠陶瓷电容器50中,能够提供一种能防止如上述那样的短路等故障的电子部件的安装构造体500及其制造方法。
图16所示的层叠陶瓷电容器50在包括在层叠体12的第2主面12b侧露出的第1外部电极22a以及第2外部电极22b在内的、第2主面12b整个面形成有绝缘层42。
即,该层叠陶瓷电容器50遍及第1外部电极22a的表面之中的层叠体12的第2主面12b侧的表面、位于第1外部电极22a和第2外部电极22b之间的第2主面12b、和第2外部电极22b的表面之中的层叠体12的第2主面12b侧的表面而形成有绝缘层42。而且,层叠陶瓷电容器50的长度方向z上的绝缘层42的两端部42a、42b至少在宽度方向y的中央部的剖面中,在从宽度方向y观察的情况下,位于比层叠体12的两端面12e、12f更靠外侧(即,从层叠体12的两端面12e、12f沿着层叠体12的长度方向z分别远离的一侧)。因此,在包括在层叠体12的第1主面12a侧露出的第1外部电极22a以及第2外部电极22b在内的、第1主面12a整个面未形成绝缘层。
根据图16所示的层叠陶瓷电容器50,由于在包括在层叠体12的第2主面12b侧露出的第1外部电极22a以及第2外部电极22b在内的、第2主面12b整个面形成有绝缘层42,因此能够使安装时的上表面的耐冲击提高。此外,能够防止树脂密封时的上表面的短路等。
此外,例如像图19以及图20所示,该层叠陶瓷电容器的安装构造500包括层叠陶瓷电容器50和安装基板102。安装基板102包括基板主体104。基板主体104例如由玻璃环氧等树脂、或者玻璃陶瓷等陶瓷形成。基板主体104例如能够由被层叠的多个绝缘体层形成。在基板主体104的一个主面具有安装面106。在安装面106配设有例如俯视呈矩形形状的连接盘电极108。层叠陶瓷电容器50例如通过经由焊料110连接固定该层叠陶瓷电容器50的第1外部电极22a以及第2外部电极22b和连接盘电极108而被安装。在该情况下,位于层叠体12的第1主面12a侧的第1外部电极22a以及第2外部电极22b和连接盘电极108被安装。
根据图19所示的层叠陶瓷电容器的安装构造体500,由于安装于安装基板102的层叠陶瓷电容器50在包括在层叠体12的第2主面12b侧露出的第1外部电极22a以及第2外部电极22b在内的、第2主面12b整个面形成有绝缘层42,因此在将该层叠陶瓷电容器50装配于安装基板102并进行了回流焊的情况下,即使假设相邻配置的层叠陶瓷电容器移动而发生位置偏离,该第1外部电极以及第2外部电极之中的至少任一者接触,也能够通过将绝缘层42介于它们之间来防止短路等故障。
对本发明的实施方式进行了说明,但应认为本次公开的实施方式在所有方面均为例示而非限制性的内容。本发明的范围由权利要求书示出,意图包括与权利要求书等同的意思以及范围内的所有变更。
Claims (11)
1.一种电子部件的安装构造体,具备电子部件和安装基板,
所述电子部件具有:
层叠体,具有被层叠的多个陶瓷层,并包括在层叠方向上相对的第1主面以及第2主面、在与所述层叠方向正交的宽度方向上相对的第1侧面以及第2侧面、和在与所述层叠方向以及所述宽度方向正交的长度方向上相对的第1端面以及第2端面;
第1外部电极,配置为覆盖所述第1端面,并且从所述第1端面延伸而覆盖所述第1主面、所述第2主面、所述第1侧面以及所述第2侧面各自的一部分;
第2外部电极,配置为覆盖所述第2端面,并且从所述第2端面延伸而覆盖所述第1主面、所述第2主面、所述第1侧面以及所述第2侧面各自的一部分;和
绝缘层,形成为覆盖所述层叠体的所述第1主面、在所述第1主面侧露出的部分的所述第1外部电极、和在所述第1主面侧露出的部分的所述第2外部电极,
所述安装基板具有:
基板主体,包括安装面;和
连接盘电极,形成在所述安装面上,
所述电子部件的所述第1主面和所述安装基板的所述安装面对置,
所述第1外部电极以及所述第2外部电极经由焊料安装于所述连接盘电极,
所述长度方向上的所述绝缘层的两端部至少在所述宽度方向的中央部的剖面中位于比所述层叠体的两端面更靠外侧,
所述绝缘层由陶瓷形成,
所述层叠体的所述宽度方向的中央部的剖面处的所述绝缘层的填充率为90%以上。
2.根据权利要求1所述的电子部件的安装构造体,其中,
所述绝缘层覆盖所述电子部件的所述第1主面侧的整体。
3.根据权利要求1或2所述的电子部件的安装构造体,其中,
所述绝缘层未形成在所述电子部件的所述第1侧面以及所述第2侧面。
4.根据权利要求1所述的电子部件的安装构造体,其中,
形成所述绝缘层的陶瓷的粒径小于所述层叠体的陶瓷层中包含的陶瓷的粒径。
5.根据权利要求1所述的电子部件的安装构造体,其中,
形成所述绝缘层的陶瓷由Al2O3、PZT、SiC、SiO2、或MgO形成。
6.根据权利要求1或2所述的电子部件的安装构造体,其中,
所述绝缘层的厚度为5.0μm以下。
7.根据权利要求1或2所述的电子部件的安装构造体,其中,
所述绝缘层形成为还覆盖所述层叠体的所述第2主面、在所述第2主面侧露出的部分的所述第1外部电极、和在所述第2主面侧露出的部分的所述第2外部电极。
8.根据权利要求1或2所述的电子部件的安装构造体,其中,
在所述绝缘层与所述连接盘电极之间,设置有所述焊料和所述绝缘层不接触的空间。
9.一种基于权利要求1~8中任一项所述的电子部件的安装构造体的制造方法,具备:
制造电子部件的工序;和
安装所述电子部件的工序,
所述制造电子部件的工序包括:
制造层叠体的工序,所述层叠体具有被层叠的多个陶瓷层,并包括在层叠方向上相对的第1主面以及第2主面、在与所述层叠方向正交的宽度方向上相对的第1侧面以及第2侧面、和在与所述层叠方向以及所述宽度方向正交的长度方向上相对的第1端面以及第2端面;
形成第1外部电极和第2外部电极的工序,所述第1外部电极配置为覆盖所述第1端面,并且从所述第1端面延伸而覆盖所述第1主面、所述第2主面、所述第1侧面以及所述第2侧面,所述第2外部电极配置为覆盖所述第2端面,并且从所述第2端面延伸而覆盖所述第1主面、所述第2主面、所述第1侧面以及所述第2侧面;和
形成绝缘层的工序,将所述绝缘层形成为覆盖所述层叠体的所述第1主面、在所述第1主面侧露出的部分的所述第1外部电极、和在所述第1主面侧露出的部分的所述第2外部电极,
在安装所述电子部件的工序中,安装所述电子部件使得所述电子部件的所述第1主面侧与安装基板对置。
10.根据权利要求9所述的电子部件的安装构造体的制造方法,其中,
形成所述绝缘层的工序包括喷镀陶瓷粒子的工序。
11.根据权利要求10所述的电子部件的安装构造体的制造方法,其中,
喷镀所述陶瓷粒子的工序通过气溶胶沉积法即AD法来进行。
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