JP2000124063A - セラミック電子部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セラミックをもって構成される電子部品本体
上の端子電極に金属板からなる端子部材を半田によって
接合する構造において、温度変化による半田の亀裂を防
止するため、セラミックに近い熱膨張係数を有する金属
によって端子部材を構成したとき、このような金属の抵
抗率は一般的に高くなるため、セラミック電子部品のＥ
ＳＲが高くなってしまう。 【解決手段】 端子部材９を構成する金属板として、セ
ラミックと同等か、それに近い熱膨張係数を有する第１
の金属からなる層と抵抗率が低い第２の金属からなる層
とを含む少なくとも２層構造を有する、たとえばクラッ
ド材を用い、第１および第２の層１２および１３のいず
れか一方を第１の金属で構成し、いずれか他方を第２の
金属で構成する。

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、電子部品本体上
に形成された端子電極に端子部材が接合された構造を有
するセラミック電子部品に関するもので、特に、端子部
材の材質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
うなセラミック電子部品は、セラミックをもって構成さ
れる電子部品本体を備えている。このようなセラミック
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、導電性の金属板からなる端子部材を
接合した状態とされることがある。端子部材を備えるセ
ラミック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にされる。

【０００３】これは、セラミック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率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、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。アルミニウム配線基板の熱膨
張率が、セラミックをもって構成される電子部品本体の
熱膨張率に比べて、格段に大きいからである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した端子部材の端
子電極への接合には、通常、半田が用いられる。しかし
ながら、このように接合材として半田を用いた場合、前
述したような温度変化がもたらされる環境におかれたと
き、この半田に亀裂が入ることがある。その原因は、端
子部材と電子部品本体との間の熱膨張率の差にある。こ
の問題は、電子部品本体上の端子電極が乾式めっき等に
よる薄膜をもって形成される場合において、特に生じや
すい。

【０００６】上述したような半田の亀裂の問題を解決す
るためには、端子部材と電子部品本体との間の熱膨張率
の差をできるだけ小さくすることが有効である。言い換
えると、金属は概してセラミックより大きい熱膨張係数
を有しているが、端子部材を構成する金属として、セラ
ミックをもって構成される電子部品本体と同等か、これ
にできるだけ近い熱膨張係数を有するものを用いること
が有効である。

【０００７】そのため、端子部材を構成する金属とし
て、Ｆｅ−Ｎｉ系合金またはＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金を
用いることが考えられる。Ｆｅ−Ｎｉ系合金は、熱膨張
係数が小さく、また、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金は、これ
よりさらに熱膨張係数が小さいため、これらの合金から
なる端子部材の熱膨張率を電子部品本体の熱膨張率に近
づけることができ、したがって、端子部材と端子電極と
を接合する半田の亀裂を防止することができるようにな
る。

【０００８】しかしながら、上述のようなＦｅ−Ｎｉ系
合金やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金は、電気伝導率が比較的
低い、すなわち抵抗率が比較的高いため、端子部材の材
料として用いた場合、電子部品全体の等価直列抵抗（Ｅ
ＳＲ）を高くしてしまうという問題を引き起こす。特
に、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金は、Ｆｅ−Ｎｉ系合金に比
べて、抵抗率がより高いため、ＥＳＲの上昇の問題は深
刻である。

【０００９】このように、熱膨張係数の小さい金属は、
一般に、抵抗率が高くなる傾向があり、そのため、接合
材としての半田の亀裂を防止しながらも、ＥＳＲの上昇
を招かない端子部材を実現し得る、適当な金属材料がな
いのが現状である。

【００１０】なお、接合材として導電性接着剤を用いた
場合にも、程度の差こそあれ、端子部材と電子部品本体
との間の熱膨張率の差によって、亀裂等がもたらされる
ことがある。

【００１１】そこで、この発明の目的は、熱膨張率がセ
ラミックをもって構成される電子部品本体と同等か、こ
れに近いという性質と、抵抗率が低いという性質との双
方を満たし得る端子部材を備える、セラミック電子部品
を提供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、外表面上に
端子電極が形成され、かつセラミックをもって構成され
る、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、導電性の金属板からなる端子部材とを
備える、セラミック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、次のような構
成を備えることを特徴としている。

【００１３】すなわち、端子部材を構成する金属板は、
熱膨張係数が１×１０^-6／℃〜１．５×１０^-5／℃の範
囲内にある第１の金属からなる層と抵抗率が１０μΩ・
ｃｍ以下の第２の金属からなる層とを含む少なくとも２
層構造を有していることを特徴としている。

【００１４】この発明において、第１の金属からなる層
および第２の金属からなる層は、一実施態様では、それ
ぞれ、互いに貼り合わされた第１および第２の板材をも
って構成され、他の実施態様では、一方が板材をもって
構成され、他方がこの板材上に形成されるめっき膜をも
って構成される。

【００１５】上述した第１の金属としては、たとえば、
Ｆｅ、Ｎｉ、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ系合金、ま
たはＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金が有利に用いられる。

【００１６】また、第２の金属としては、Ｃｕ、Ａｇ、
Ａｌ、またはこれら少なくとも１種を含む合金が有利に
用いられる。

【００１７】また、この発明は、端子部材が端子電極に
半田付けされることによって接合されるとき、特に有利
に適用される。

【００１８】上述のように、接合材として半田が用いら
れる場合、好ましくは、端子部材を構成する金属板は、
逆Ｕ字状に折り曲げられた形状を有し、その外側に向く
面が、半田濡れ性の良好な面とされ、その内側に向く面
が、半田濡れ性の悪い面とされる。

【００１９】上述の好ましい実施態様において、第１の
金属からなる層が外側に向く面を与え、かつ第２の金属
からなる層が内側に向く面を与える場合には、第１の金
属としては、Ｆｅ、Ｎｉ、またはＦｅ−Ｎｉ系合金が有
利に用いられ、第２の金属としては、ＡｌまたはＡｌ合
金が有利に用いられる。

【００２０】他方、第１の金属からなる層が内側に向く
面を与え、かつ第２の金属からなる層が外側に向く面を
与える場合には、第１の金属としては、Ｆｅ−Ｃｒ系合
金またはＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金が有利に用いられ、第
２の金属としては、Ｃｕ、Ａｇ、またはこれら少なくと
も１種を含む合金が有利に用いられる。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１および図２は、この発明の一
実施形態によるセラミック電子部品１を説明するための
もので、図１は、セラミック電子部品１の全体の外観を
示す正面図であり、図２は、図１の部分ＩＩの拡大断面
図である。

【００２２】セラミック電子部品１は、セラミックをも
って構成される、たとえば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は、たとえば積層セ
ラミックコンデンサを構成するものである。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
部上には、端子電極３がそれぞれ形成されている。

【００２３】端子電極３は、スパッタリング、蒸着、湿
式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。

【００２４】この図示の実施形態では、図２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。

【００２５】また、図２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。

【００２６】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。

【００２７】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、導電性の金属板か
らなる端子部材９が接合される。端子部材９は、この実
施形態では、全体として逆Ｕ字状に折り曲げられた形態
をなしており、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を形成している。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。

【００２８】端子部材９を構成する金属板は、図２に示
すように、第１の層１２と第２の層１３とを含む少なく
とも２層構造を有している。これら第１および第２の層
１２および１３は、クラッド材のように、それぞれ、互
いに貼り合わされ、各々がたとえば０．０１ｍｍ〜０．
１ｍｍ程度の厚みを有する、第１および第２の金属板材
をもって構成されても、あるいは、一方が金属板材をも
って構成され、他方がこの金属板材上に形成されるめっ
き膜をもって構成されてもよい。

【００２９】第１および第２の層１２および１３は、互
いに異なる金属から構成される。第１の金属は、熱膨張
係数が１×１０^-6／℃〜１．５×１０^-5／℃の範囲内に
あるもので、第２の金属は、抵抗率が１０μΩ・ｃｍ以
下のものであり、これら第１および第２の金属のいずれ
か一方によって第１の層１２が構成され、いずれか他方
によって第２の層１３が構成される。

【００３０】なお、第１および第２の金属のいずれをも
って第１および第２の層１２および１３の各々を構成す
るかについては、後述するように、第１および第２の金
属が有する半田濡れ性と第１および第２の層１２および
１３に要求される半田濡れ性とを考慮して決定するのが
好ましい。

【００３１】上述した第１の金属としては、たとえば、
Ｆｅ、Ｎｉ、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ系合金、ま
たはＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金が有利に用いられる。

【００３２】他方、第２の金属としては、たとえば、Ｃ
ｕ、Ａｇ、Ａｌ、またはこれらの少なくとも１種を含む
合金が有利に用いられる。

【００３３】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、たとえば半田１４によって接合され
る。

【００３４】上述のような半田１４による良好な接合を
可能にするためには、逆Ｕ字状に折り曲げられた端子部
材９の外側に位置する第２の層１３を構成する金属が良
好な半田濡れ性を有していることが必要である。この点
で、第２の層１３が、前述したような熱膨張係数の比較
的小さい第１の金属から構成される場合には、第１の金
属として、たとえば、Ｆｅ、Ｎｉ、またはＦｅ−Ｎｉ系
合金を用いることが好ましく、電気伝導性に優れた第２
の金属から構成される場合には、第２の金属として、た
とえば、ＣｕまたはＡｇを用いることが好ましい。

【００３５】なお、端子部材９の逆Ｕ字状に折り曲げら
れた状態で外側に位置する第２の層１３が、半田濡れ性
の悪い、たとえば、Ｆｅ−Ｃｒ系合金またはＦｅ−Ｎｉ
−Ｃｏ系合金のような第１の金属、あるいは、Ａｌまた
はＡｌ合金のような第２の金属によって構成されたとし
ても、この第２の層１３上に、半田濡れ性の良好な金属
からなる層を貼り合わせまたはめっき等によって形成し
て、半田１４による接合を良好なものとするようにして
もよい。

【００３６】上述のように、逆Ｕ字状に折り曲げられた
端子部材９の外側に位置する第２の層１３が良好な半田
濡れ性を有していると、端子電極３との間での半田１４
による良好な接合状態を実現するだけでなく、また、端
子部材９の配線基板への半田付けに際しても良好な接合
状態を実現することができる。

【００３７】なお、逆Ｕ字状に折り曲げられた端子部材
９の外側に位置する第２の層１３が上述のように良好な
半田濡れ性を有する金属から構成されているとしても、
さらに、第２の層１３上に半田濡れ性に優れた半田また
は錫のような金属のめっきを施すなどして、より良好な
半田濡れ性を与えるようにしてもよい。

【００３８】他方、端子部材９の逆Ｕ字状に折り曲げら
れた状態における内側に位置する第１の層１２は、半田
濡れ性の悪い表面を与えることが好ましい。これによっ
て、端子部材９の逆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でき、その結果、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
ことができるからである。

【００３９】このような要望を満たすためには、第１の
層１２が、前述した熱膨張係数の比較的大きい第１の金
属で構成される場合には、第１の金属として、たとえ
ば、Ｆｅ−Ｃｒ系合金またはＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金を
用いることが好ましく、電気伝導性に優れた第２の金属
で構成される場合には、第２の金属として、たとえば、
ＡｌまたはＡｌ合金を用いることが好ましい。

【００４０】なお、第１の層１２に良好な半田濡れ性を
与える金属が用いられたとしても、この第１の層１２上
に、半田濡れ性の悪い材料、たとえば樹脂の層を形成し
たり、酸化膜を形成するような表面処理を施して、半田
濡れ性の悪い面を与えるようにしてもよい。

【００４１】このように、端子部材９を構成する金属板
の第１および第２の層１２および１３のいずれか一方
が、セラミックと同等か、これに近い熱膨張係数を有す
る第１の金属から構成されるので、温度変化によって、
半田１４に亀裂が生じることを防止することができると
ともに、第１および第２の層１２および１３のいずれか
他方が抵抗率の低い第２の金属から構成されるので、セ
ラミック電子部品１のＥＳＲを小さくすることができ
る。

【００４２】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。

【００４３】たとえば、図示のセラミック電子部品１
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。

【００４４】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のための電子部品本体を構成する
ものであってもよい。

【００４５】また、図示の電子部品本体２は、相対向す
る２つの端部上に端子電極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。

【００４６】また、図示の実施形態では、端子部材９を
端子電極３に接合するため、半田１４が用いられたが、
半田以外のたとえば導電性接着剤が用いられてもよい。

【００４７】また、端子部材９の厚み、より特定的に
は、第１および第２の層１２および１３の各厚みは、接
合材としての半田１４の亀裂を防止し得るような熱膨張
挙動を端子部材９に与える機能、および求められるＥＳ
Ｒの程度等に応じて、種々に変更することができる。

【００４８】また、端子部材９は、図示の実施形態で
は、逆Ｕ字状に折り曲げられた形状とされたが、単なる
１重の形状等、他の形状にされてもよい。

【００４９】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、セラ
ミックをもって構成される電子部品本体上の端子電極に
電気的に接続されるように接合される端子部材を構成す
る導電性の金属板が、第１の金属からなる層と第２の金
属からなる層とを含む少なくとも２層構造とされ、第１
の金属として、熱膨張係数が１×１０^-6／℃〜１．５×
１０^-5／℃の範囲内にあるものが用いられることによっ
て、セラミックと同等か、これに近い熱膨張率を与える
ようにされるとともに、第２の金属として、抵抗率が１
０μΩ・ｃｍ以下のものが用いられることによって、電
気伝導性が高められるので、端子部材と電子部品本体と
の間での熱膨張率の差が原因となって、これらを互いに
接合する半田のような接合材に亀裂等が生じることを防
止できるとともに、セラミック電子部品のＥＳＲを低く
抑えることができる。

【００５０】端子部材と端子電極との接合のために半田
が用いられる場合には、半田は、導電性接着剤より亀裂
が生じやすいので、この発明に係る特徴的構成が特に有
効となる。

【００５１】また、この発明において、端子部材を構成
する第１の金属からなる層および第２の金属からなる層
は、それぞれ、互いに貼り合わされた第１および第２の
板材をもって構成される場合と、一方が板材をもって構
成され、他方がこの板材上に形成されるめっき膜をもっ
て構成される場合とがあるが、特に、前者の場合には、
第１および第２の金属のそれぞれの機能を効果的に発揮
させるための必要な層の厚みを容易に与えることができ
る。

【００５２】また、この発明において、第１の金属とし
て、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ系合
金、およびＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金からなる群から選ば
れたものを用い、また、第２の金属として、Ｃｕ、Ａ
ｇ、Ａｌ、およびこれら少なくとも１種を含む合金から
なる群から選ばれた１種を用いるようにすれば、第１お
よび第２の金属のいずれについても、半田濡れ性の良好
なものとそうでないものとを所望に応じて選び出すこと
ができるので、端子部材の形状等に応じて、端子部材の
特定の面を半田濡れ性の良好な面としたり、半田濡れ性
の悪い面としたりすることが容易になる。

【００５３】端子部材と端子電極との接合のため、前述
のように、半田が用いられる場合であって、端子部材を
構成する金属板が、逆Ｕ字状に折り曲げられた形状を有
し、その外側に向く面が、半田濡れ性の良好な面とさ
れ、その内側に向く面が、半田濡れ性の悪い面とされる
と、端子電極との間での半田による良好な接合状態を実
現するだけでなく、端子部材の配線基板への半田付けに
際しても良好な接合状態を実現することができ、また、
温度変化による電子部品本体の破壊等を防止するための
端子部材の変形の程度がより大きくなって、電子部品本
体の破壊等の防止機能が高められるとともに、端子部材
の逆Ｕ字状に折り曲げられた部分の内側への半田の回り
込みを防止できるので、電子部品本体の破壊等の防止機
能が不所望にも阻害されないようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態によるセラミック電子部
品１の外観を示す正面図である。

【図２】図１の部分ＩＩの拡大断面図である。

【符号の説明】

１ セラミック電子部品 ２ 電子部品本体 ３ 端子電極 ９ 端子部材 １２ 第１の層 １３ 第２の層 １４ 半田

Claims (9)

【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、かつセ
   ラミックをもって構成される、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、
   導電性の金属板からなる端子部材とを備え、 前記端子部材を構成する金属板は、熱膨張係数が１×１
   ０^-6／℃〜１．５×１０^-5／℃の範囲内にある第１の金
   属からなる層と抵抗率が１０μΩ・ｃｍ以下の第２の金
   属からなる層とを含む少なくとも２層構造を有する、セ
   ラミック電子部品。
2. 【請求項２】 前記第１の金属からなる層および前記第
   ２の金属からなる層は、それぞれ、互いに貼り合わされ
   た第１および第２の板材をもって構成される、請求項１
   に記載のセラミック電子部品。
3. 【請求項３】 前記第１の金属からなる層および前記第
   ２の金属からなる層は、一方が板材をもって構成され、
   他方が前記板材上に形成されるめっき膜をもって構成さ
   れる、請求項１に記載のセラミック電子部品。
4. 【請求項４】 前記第１の金属は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｆｅ−
   Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ系合金、およびＦｅ−Ｎｉ−Ｃ
   ｏ系合金からなる群から選ばれた１種である、請求項１
   ないし３のいずれかに記載のセラミック電子部品。
5. 【請求項５】 前記第２の金属は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、
   およびこれら少なくとも１種を含む合金からなる群から
   選ばれた１種である、請求項１ないし４のいずれかに記
   載のセラミック電子部品。
6. 【請求項６】 前記端子部材は、前記端子電極に半田付
   けされることによって接合される、請求項１ないし５の
   いずれかに記載のセラミック電子部品。
7. 【請求項７】 前記端子部材を構成する金属板は、逆Ｕ
   字状に折り曲げられた形状を有し、その外側に向く面
   は、半田濡れ性の良好な面とされ、その内側に向く面
   は、半田濡れ性の悪い面とされる、請求項６に記載のセ
   ラミック電子部品。
8. 【請求項８】 前記第１の金属からなる層が前記外側に
   向く面を与え、かつ前記第２の金属からなる層が前記内
   側に向く面を与え、前記第１の金属は、Ｆｅ、Ｎｉ、お
   よびＦｅ−Ｎｉ系合金からなる群から選ばれた１種であ
   り、前記第２の金属は、ＡｌまたはＡｌ合金である、請
   求項７に記載のセラミック電子部品。
9. 【請求項９】 前記第１の金属からなる層が前記内側に
   向く面を与え、かつ前記第２の金属からなる層が前記外
   側に向く面を与え、前記第１の金属は、Ｆｅ−Ｃｒ系合
   金またはＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金であり、前記第２の金
   属は、Ｃｕ、Ａｇ、およびこれら少なくとも１種を含む
   合金からなる群から選ばれた１種である、請求項７に記
   載のセラミック電子部品。