JP2000124062A - 電子部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品本体上の端子電極に金属板からなる
端子部材を接合する構造において、接合材として、導電
性接着剤を用いた場合のＥＳＲが高くなる欠点と、半田
を用いた場合の高温で接合状態を維持できないという欠
点とをともに解消する。 【解決手段】 端子電極と端子部材９とを、導電性接着
剤１４および半田１５の双方によって接合する。これに
よって、導電性接着剤１４および半田１５のそれぞれの
欠点を、互いに他のものによって補えるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、端子電極に端子
部材が接合された構造を有する電子部品に関するもの
で、特に、端子電極と端子部材との接合構造の改良に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】たとえば積層セラミックコンデンサのよ
うな電子部品において、その電子部品本体の外表面上に
形成された端子電極に、たとえば金属板からなる導電性
の端子部材を接合した状態とされることがある。このよ
うな端子部材を備える電子部品を配線基板上に実装する
場合には、端子部材を配線基板へ半田付けするようされ
る。

【０００３】これは、電子部品を配線基板上に実装する
にあたって、電子部品本体上に形成された端子電極を、
直接、配線基板へ半田付けした状態とすると、温度変化
がもたらされる環境において、電子部品本体と配線基板
との間の熱膨張係数の差が原因となって、電子部品本体
の破壊等の機械的損傷が生じることを、端子部材の変形
によって防止しようとするためのものである。

【０００４】なお、上述のような問題は、電子部品本体
がセラミックをもって構成される場合、あるいは、配線
基板が熱放散性に優れたアルミニウムをもって構成され
る場合において、特に生じやすい。

【０００５】上述の端子部材を備える電子部品の製造に
おいて、端子部材を端子電極に接合するため、導電性接
着剤または半田のような導電性の接合材が用いられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、端子電
極と端子部材とが導電性接着剤によって接合される場
合、および半田によって接合される場合のいずれにおい
ても、以下のような解決されるべき問題がある。

【０００７】まず、導電性接着剤を用いる場合には、導
電性接着剤は、樹脂を含有するものであるので、高温で
の強度が低下し、また、電子部品の等価直列抵抗（ＥＳ
Ｒ）を高くしてしまうという問題を引き起こす。

【０００８】次に、半田が用いられる場合には、この端
子電極と端子部材とを接合している半田としては、後に
実施される端子部材を介しての配線基板上への半田付け
に耐える必要があるため、配線基板上への半田付けに使
用される半田の融点において接合状態を維持できるよう
な高い融点を有する高温半田が用いられなければならな
い。

【０００９】他方、半田の材質に関して、環境問題の点
から、Ｐｂ系半田の使用が制限されつつあり、そのた
め、たとえばＳｎ−Ａｇ系のような非Ｐｂ系半田が使用
されるようになってきている。

【００１０】非Ｐｂ系半田としては、Ｓｎ−Ａｇ系（共
晶点２２１℃）、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ系（融点１８３〜２
１２℃）、Ｓｎ−Ｚｎ系（融点１８６〜１８８℃）など
があるが、これらは、いずれも、既存の６０％Ｓｎ−４
０％Ｐｂ半田の共晶点１８３℃より、溶融温度が高くな
る。したがって、これらの非Ｐｂ系半田を配線基板上へ
の端子部材の半田付けに用いる場合には、端子電極と端
子部材との接合に用いる半田としては、たとえば２３０
℃以上の高温で接合状態を維持できるものでなければな
らないが、このような高温で接合状態を維持できる非Ｐ
ｂ系半田が実現されていないのが現状である。

【００１１】そこで、この発明の目的は、端子部材を備
える電子部品において、端子電極と端子部材との接合の
ために用いられる上述のような導電性接着剤および半田
の各々の欠点を解消しようとすることである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は、簡単に言え
ば、端子電極と端子部材との接合のために、導電性接着
剤と半田とを併用し、これら導電性接着剤および半田の
各々の欠点を互いに他のものによって補おうとするもの
である。

【００１３】すなわち、この発明は、外表面上に端子電
極が形成された、電子部品本体と、端子電極に電気的に
接続されるように接合される、導電性の端子部材とを備
える、電子部品に向けられるものであって、上述した技
術的課題を解決するため、端子電極と端子部材とが、導
電性接着剤および半田の双方によって接合されているこ
とを特徴としている。

【００１４】この発明の好ましい実施形態では、端子電
極と端子部材とが互いに面対向する部分において、導電
性接着剤が中心部に、かつ半田がこの導電性接着剤を取
り囲むようにそれぞれ付与されたり、あるいは、導電性
接着剤が中央部に、かつ半田がこの導電性接着剤の両側
を挟むようにそれぞれ付与されたりする。

【００１５】また、これらの付与態様において、好まし
くは、導電性接着剤の付与面積は、導電性接着剤および
半田の各付与面積の合計に対して２／３以下とされる。

【００１６】また、半田が非Ｐｂ系半田であるとき、こ
の発明が特に有利に適用される。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１ないし図３は、この発明の一
実施形態による電子部品１を説明するためのもので、図
１は、電子部品１の全体の外観を示す正面図であり、図
２は、図１の線ＩＩ−ＩＩに沿う拡大断面図であり、図
３は、図１の部分ＩＩＩの拡大断面図である。

【００１８】電子部品１は、たとえば積層セラミックコ
ンデンサを構成する２つのチップ状の電子部品本体２を
備えている。電子部品本体２の外表面上、より特定的に
は相対向する２つの端面上には、端子電極３がそれぞれ
形成されている。

【００１９】端子電極３は、スパッタリング、蒸着、め
っき等の薄膜形成技術により形成されても、導電性ペー
ストを付与し、焼付ける厚膜形成技術により形成されて
も、さらには、厚膜形成技術により形成された厚膜上に
めっきを施すことによって形成されてもよい。

【００２０】この図示の実施形態では、図３に示すよう
に、端子電極３は、それぞれスパッタリングにより形成
された３層構造の薄膜電極とされ、たとえば、内層４は
Ｎｉ−Ｃｒで構成され、中間層５はＮｉ−Ｃｕで構成さ
れ、外層６はＡｇで構成される。

【００２１】図３には、電子部品本体２の内部に形成さ
れかつ端子電極３に電気的に接続される内部電極７が図
示されている。このような内部電極７は、積層状に複数
形成され、静電容量を形成するためのものである。

【００２２】図１に示すように、２つの電子部品本体２
は、互いに同じ姿勢で配向されながら、上下に積み重ね
られ、たとえば接着剤８によって互いに接合される。

【００２３】２つの電子部品本体２の各々の端子電極３
に共通に電気的に接続されるように、導電性の端子部材
９が接合される。端子部材９は、たとえば、全体として
逆Ｕ字状に折り曲げられた金属板をもって構成される。

【００２４】各端子部材９は、その外側の端部におい
て、下の電子部品本体２の下方に向く側面に対向する方
向へさらに折り曲げられ、ここに配線基板（図示せ
ず。）への接続のための接続端子部１０を与える。この
接続端子部１０には、たとえば膨出加工することによっ
て形成された凸部１１が設けられることが好ましい。凸
部１１は、下の電子部品本体２の下方に向く側面に向か
って突出し、接続端子部１０と下の電子部品本体２の下
方に向く側面との間に所定の間隔を確実に形成するよう
に作用する。

【００２５】また、この図示した実施形態では、図３に
示すように、端子部材９は、第１板材１２および第２板
材１３を貼り合わせたクラッド材から構成される。第１
板材１２は、逆Ｕ字状に折り曲げられた端子部材９の内
側に位置するもので、たとえばＦｅ−Ｃｒ合金のような
半田濡れ性の悪い材料から構成され、また、第２板材１
３は、端子部材９の外側に位置するもので、たとえばＣ
ｕのような半田濡れ性の良好な材料から構成されること
が好ましい。

【００２６】このような構成とすることによって、端子
部材９は、その逆Ｕ字状に折り曲げられた状態におい
て、端子電極３および配線基板にそれぞれ対向する面に
良好な半田濡れ性を与える一方、内側に向く面を半田濡
れ性に劣る面とする。したがって、端子部材９は、端子
電極３および配線基板の各々との間で良好な半田付けを
可能にするとともに、逆Ｕ字状に折り曲げられた部分の
内側への半田の回り込みを防止し、前述した温度変化に
よる電子部品本体２の破壊等を防止するための端子部材
９の変形が不所望にも阻害されないようにすることがで
きる。

【００２７】このような端子部材９と電子部品本体２上
の端子電極３とは、導電性接着材１４および半田１５の
双方によって接合される。この実施形態では、図２によ
く示されているように、端子電極３（図２では図示され
ない。）と端子部材９とが互いに面対向する部分におい
て、導電性接着剤１４が中心部に、かつ半田１５が導電
性接着剤１４を取り囲むように付与される。このような
導電性接着剤１４および半田１５の付与態様は、次のよ
うにすることによって容易に得ることができる。

【００２８】すなわち、まず、たとえばディスペンサを
用いて、導電性接着剤１４が、端子部材９または端子電
極３の所定の領域上にスポット状に付与される。次い
で、この導電性接着剤１４を介して、端子部材９と端子
電極３とが対向する状態にされ、この状態で、導電性接
着剤１４が乾燥され硬化される。このようにして端子部
材９が電子部品本体２に対して仮固定された後、半田浸
漬法が適用され、半田１５が付与される。このとき、半
田１５は、それ自身の挙動によって、自然と導電性接着
剤１４を取り囲むように付与される。

【００２９】上述した導電性接着剤１４としては、たと
えば、エポキシ樹脂系、フェノール樹脂系、またはポリ
イミド系のものを用いることができる。

【００３０】また、半田１５としては、Ｐｂ系をも含め
て任意の材料系のものを用いることができるが、環境問
題の点で、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ系、または
Ｓｎ−Ｚｎ系等の非Ｐｂ系のものを用いるのが好まし
い。

【００３１】このように、この実施形態によれば、端子
電極３と端子部材９とを導電性接着剤１４および半田１
５の双方によって接合するようにしているので、導電性
接着剤１４が有する、ＥＳＲが高くなるという欠点およ
び高温で劣化するという欠点は、電気伝導性に優れかつ
高温での劣化のない半田１５によって補われ、また、半
田１５が有する、たとえば２３０℃以上の高温で端子部
材９が配線基板へ半田付けされるときに半田１５が溶融
または半溶融状態となって接合状態を維持できなくなる
という欠点は、このような温度では変形しない導電性接
着剤１４によって補われることができる。

【００３２】以上の図１ないし図３を参照して説明した
実施形態の効果を確認するため、以下のような実験を行
なった。

【００３３】電子部品本体２として、静電容量が５０μ
Ｆに設定され、熱膨張係数が８×１０^-6／℃の積層セラ
ミックコンデンサとなるものを用意した。また、端子電
極３として、スパッタリングにより、Ｎｉ７％Ｃｒから
なる厚み０．１μｍの内層４、Ｎｉ３０％Ｃｕからなる
厚み０．２μｍの中間層５、およびＡｇからなる厚み
０．６μｍの外層６からなる多層薄膜電極を形成した。

【００３４】他方、端子部材９として、厚み０．０５ｍ
ｍのＣｕからなる第１板材１２と厚み０．０５ｍｍのＦ
ｅ−Ｃｒ合金からなる第２板材１３とを貼り合わせたク
ラッド材を用いた。

【００３５】これら電子部品本体２の端子電極３と端子
部材９とを、次の４つの態様のいずれかで接合した。 （１）エポキシ系導電性接着剤を付与し、１５０℃で２
０分間乾燥硬化させることによって接合した（試料
１）。 （２）９６％Ｓｎ−４％Ａｇ半田を用いて、その２６０
℃の浴中に１０秒間浸漬することによって接合した（試
料２）。 （３）７％Ｓｎ−９０％Ｐｂ−３％Ａｇ半田を用いて、
その３５０℃の浴中に１０秒間浸漬することによって接
合した（試料３）。 （４）図２に示すように、エポキシ系導電性接着剤１４
と９６％Ｓｎ−４％Ａｇ半田１５とを用いて、まず、導
電性接着剤１４を付与し、１５０℃で２０分間乾燥硬化
させた後、半田１５の２６０℃の浴中に１０秒間浸漬す
ることによって接合した（試料４）。

【００３６】このようにして得られた各試料について、
以下の表１に示す項目の評価を行なった。

【００３７】

【表１】 「外観不良率」は、外観不良を、導電性接着剤または半
田のような導電性の接合材の部品表面へのにじみ出しま
たははみ出しの有無によって評価したもので、試料１に
おいて、このような外観不良が多数発生した。

【００３８】「ＥＳＲ」は、１ＭＨｚでの測定であり、
試料１において、他の試料より高い値を示した。

【００３９】「固着強度」は、端子部材の電子部品本体
への固着強度であって、これを「室温」で測定したもの
は、試料１〜４とも同じ値を示したが、「１５０℃」で
測定すると、試料１において、固着強度が大幅に低下し
た。他方、試料３および４においては、「１５０℃」で
の固着強度の低下がそれほど認められなかった。

【００４０】「変形」は、２３０℃でリフローを行なっ
たときの電子部品本体の端子部材からのずれの有無を評
価したもので、試料２において、そのような変形が認め
られた。

【００４１】「容量変化率不良率」は、各試料に係る電
子部品を、端子部材を介してアルミニウム基板上に実装
した状態で、−５５℃（３０分）〜２５℃（３分）〜１
２５℃（３０分）の熱衝撃サイクルを２００サイクル加
え、容量変化率が２０％以上のものを不良として評価し
たもので、試料２において、高い不良率が認められた。

【００４２】以上のことから、この発明の実施例に相当
する試料４によれば、表１に示した各評価項目のいずれ
についても、優れた結果を示すことがわかる。

【００４３】図４は、この発明の他の実施形態を説明す
るための図２に相当する図である。図４において、図２
に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付
し、重複する説明は省略する。

【００４４】図４に示した実施形態では、端子電極３
（図４では図示されない。）と端子部材９とが互いに面
対向する部分において、導電性接着剤１４が中央部に、
かつ半田１５が導電性接着剤１４の両側を挟むように付
与されている。このような付与態様は、次のようにして
容易に得ることができる。

【００４５】すなわち、まず、たとえばディスペンサを
用いたり、印刷塗布により、導電性接着剤１４を帯状の
所定の領域に付与し、次いで、この導電性接着剤１４に
よって電子部品本体２と端子部材９とを仮固定した後、
半田浸漬を行ない、半田１５を付与するようにすれば、
図４に示すような態様で導電性接着剤１４および半田１
５を付与することができる。

【００４６】図５および図６は、この発明のさらに他の
実施形態を説明するためのもので、図５は、電子部品１
ａを示す正面図であり、図６は、図５の部分ＶＩの拡大
断面図である。図５および図６は、前述した図１および
図３にそれぞれ相当する図であって、図５および図６に
おいて、図１および図３に示す要素に相当する要素には
同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

【００４７】図５および図６に示した実施形態は、端子
部材９ａの形態が前述した端子部材９の形態と異なって
いる。すなわち、端子部材９ａは、全体としてＬ字状に
折り曲げられた金属板からなり、この折り曲げの一方側
に接続端子部１０ａが与えられ、接続端子部１０ａは電
子部品本体２から離れる方向へ延びている。

【００４８】端子部材９ａは、種々の材質をもって構成
することができるが、この実施形態では、図６に示すよ
うに、たとえば、銅からなる板材１６をもって構成さ
れ、その外側に向く面上には、Ｓｎからなる第１めっき
膜１７およびその上に半田からなる第２めっき膜１８が
形成される。

【００４９】図５および図６に示した実施形態における
他の構成は、図１ないし図３を参照して説明した実施形
態の場合と実質的に同様である。

【００５０】特に、端子電極３と端子部材９ａとの接合
について説明すると、この実施形態の場合も、導電性接
着剤１４と半田１５との双方によって、端子電極３と端
子部材９ａとが接合される。

【００５１】したがって、図５および図６に示した実施
形態によっても、前述の図１ないし図３に示した実施形
態と実質的に同様の効果が奏される。この効果を確認す
るため、この実施形態についても、以下のような実験を
行なった。

【００５２】前述した実験例で用いたのと同様の積層セ
ラミックコンデンサを構成する電子部品本体を用意し、
端子電極３として、Ａｇからなる焼付けによる厚膜の内
層４を形成するとともに、Ｎｉからなるめっきによる中
間層５を形成し、さらにＳｎからなるめっきによる外層
６を形成した。

【００５３】他方、端子部材９ａとして、厚み０．１ｍ
ｍの銅からなる板材１６上に、Ｎｉからなる第１めっき
膜１７および半田からなる第２めっき膜１８を形成した
ものを用意した。

【００５４】次いで、端子部材９ａと電子部品本体２の
端子電極３とを接合するため、前述した実験例１の場合
と同様の４つの方法（１）〜（４）を採用し、試料１１
〜１４をそれぞれ得た。

【００５５】このようにして得られた試料１１〜１４の
それぞれについて、表１に示したのと同様の評価を行な
った。その結果が、以下の表２に示されている。

【００５６】

【表２】 表２からわかるように、前述した表１と実質的に同様の
傾向を有する評価結果が得られている。特に、この発明
の実施例に相当する試料１４によれば、表２に示した各
評価項目について優れた結果がもたらされている。

【００５７】以上、この発明を図示した実施形態に関連
して説明したが、この発明の範囲内において、その他、
種々の変形例が可能である。

【００５８】たとえば、端子電極３と端子部材９または
９ａとの接合のための導電性接着剤１４および半田１５
の付与態様は、図２または図４に示すような態様に限ら
ず、その他、任意に変更することができる。

【００５９】また、図示の電子部品１または１ａは、２
つの電子部品本体２を備えていたが、電子部品本体の数
は任意に変更でき、３つ以上であっても、単に１つであ
ってもよい。

【００６０】また、電子部品本体２は、積層セラミック
コンデンサを構成するものであったが、他の機能を有す
るセラミック電子部品、あるいはセラミックを含まない
電子部品のための電子部品本体を構成するものであって
もよい。

【００６１】また、図示の電子部品本体２は、相対向す
る２つの端面上に端子電極３を形成するものであった
が、さらに、中間部等の他の外表面部分に端子電極を形
成するものでもよい。

【００６２】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、電子
部品本体上の端子電極とこれに電気的に接続される端子
部材との接合にあたり、導電性接着剤と半田との組み合
わせが用いられるので、接合材としての導電性接着剤お
よび半田のそれぞれの欠点を、互いに他のものによって
補うことができる。すなわち、導電性接着剤による接合
の場合に遭遇する、ＥＳＲの増大および高温での劣化の
欠点は、半田によって補われ、他方、半田による接合の
場合に遭遇する、高温での溶融または半溶融のための強
度不足を導電性接着剤によって補うことができる。した
がって、端子電極と端子部材との間で良好な電気的接続
が可能になるとともに、端子部材を配線基板上へ半田付
けする場合に及ぼされる熱にも十分耐え得る接合状態を
実現することができる。

【００６３】端子電極と端子部材とが互いに面対向する
部分において、導電性接着剤が中心部に、かつ半田が導
電性接着剤を取り囲むように付与されたり、あるいは、
導電性接着剤が中央部に、かつ半田が導電性接着剤の両
側を挟むように付与されたりするようにすれば、まず、
導電性接着剤を付与し、これをもって端子部材を端子電
極に仮固定し、次いで、半田を半田浸漬法により付与す
る方法を採用することができ、この方法によって、端子
電極と端子部材との接合を能率的に行なうことができ
る。

【００６４】特に、上述したように、導電性接着剤が中
心部に、かつ半田が導電性接着剤を取り囲むように付与
されると、導電性接着剤のはみ出し等による外観不良を
生じにくくすることができる。

【００６５】また、この発明において、半田として非Ｐ
ｂ系半田を用いると、Ｐｂによる環境問題を引き起こさ
ないようにすることができる。また、非Ｐｂ系半田の場
合、材料の選択範囲が限られるため、端子電極と端子部
材との接合のための半田の融点を、端子部材を配線基板
上へ半田付けするための半田の融点より十分高くするこ
とが困難な場合があるので、この発明のように半田とと
もに導電性接着剤を併用する構成は、このような非Ｐｂ
系半田を用いる場合に特に有効となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態による電子部品１を示す
正面図である。

【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩに沿う拡大断面図である。

【図３】図１の部分ＩＩＩの拡大断面図である。

【図４】この発明の他の実施形態を説明するための図２
に相当する図である。

【図５】この発明のさらに他の実施形態による電子部品
１ａを示す正面図である。

【図６】図５の部分ＶＩの拡大断面図である。

【符号の説明】

１，１ａ 電子部品 ２ 電子部品本体 ３ 端子電極 ９，９ａ 端子部材 １４ 導電性接着剤 １５ 半田

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外表面上に端子電極が形成された、電子
   部品本体と、 前記端子電極に電気的に接続されるように接合される、
   導電性の端子部材とを備え、 前記端子電極と前記端子部材とが、導電性接着剤および
   半田の双方によって接合されている、電子部品。
2. 【請求項２】 前記端子電極と前記端子部材とが互いに
   面対向する部分において、前記導電性接着剤が中心部
   に、かつ前記半田が前記導電性接着剤を取り囲むように
   それぞれ付与されている、請求項１に記載の電子部品。
3. 【請求項３】 前記端子電極と前記端子部材とが互いに
   面対向する部分において、前記導電性接着剤が中央部
   に、かつ前記半田が前記導電性接着剤の両側を挟むよう
   にそれぞれ付与されている、請求項１に記載の電子部
   品。
4. 【請求項４】 前記半田は非Ｐｂ系半田である、請求項
   １ないし３のいずれかに記載の電子部品。