JP2006295076A - セラミック製チップ型電子部品とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 コンデンサ素子２，３等の素子を備えたセラミック製チップ体４の側面に，前記素子に対する外部電極５，６，７，８を形成して成る電子部品において，プリント基板に対して半田付け実装できる状態のもとで，前記チップ体４に外部からの衝撃又は熱膨張差によって割れ又は欠けが発生することを低減する。
【解決手段】 前記チップ体における側面のうち前記外部電極の箇所に，この外部電極を覆い隠すようにした導電性弾性樹脂膜９を，当該導電性弾性樹脂膜が前記チップ体における実装表面の一部にまで延びるように形成し，この導電性弾性樹脂膜の表面に，半田付け用の金属メッキ膜１０を形成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は，例えば，積層セラミックコンデンサ又はチップ抵抗器等のように，セラミック製のチップ体に構成した電子部品と，その製造方法とに関するものである。

一般に，積層セラミックコンデンサは，表面に内部電極を形成して成るセラミックグリーンシートの多数枚を積層したのち焼結することによって，少なくとも一つのコンデンサ素子を内蔵するセラミックのチップ体に構成し，このチップ体の側面に，そのコンデンサ素子の両端に対する一対の外部電極を，例えば，銅等による薄い金属膜としてスパッタリング等にて形成するか，或いは，銅等の金属ペーストの塗布にて形成するという構成にしていることは周知の通りである。

この構成の積層セラミックコンデンサは，これをプリント基板等に対して半田付けにて実装した状態で，これに外部からの衝撃を受けると，前記セラミックのチップ体に割れ又は欠けが発生するおそれが大きいし，プリント基板等との間における熱膨張差によっても，前記チップ体に割れ又は欠けが発生するおそれが大きい。

そこで，先行技術としての特許文献１は，前記チップ体における表面のうち前記プリント基板側に対する実装表面に，導電性弾性樹脂膜を，前記各外部電極に接続するように形成して，前記チップ体に外部から受けた衝撃又は熱膨張差を，当該チップ体のうちプリント基板側の実装表面に形成した前記導電性弾性樹脂膜における弾性にて緩衝及び吸収することによって，前記チップ体に割れ又は欠けが発生するのを回避することを提案している。

また，別の先行技術としての特許文献２は，前記各外部電極の表面に、導電性弾性樹脂膜を，前記外部電極と同じ幅寸法にして形成することによって，当該チップ体に対する外部からの衝撃又は熱膨張差を，前記導電性弾性樹脂膜における弾性によって緩衝及び吸収することを提案している。
特開２００３−７５６７号公報 特開２００４−２９６９３６号公報

しかし，前記特許文献１は，チップ体に外部から受けた衝撃又は熱膨張差を，当該チップ体のうちプリント基板側の表面に形成した前記導電性弾性樹脂膜における弾性にて緩衝及び吸収するものであるが，前記チップ体は，その側面の各外部電極をプリント基板に半田付けすることによって，プリント基板に対して実装されており，換言すると，前記各外部電極にまで盛り上がった半田フレットを介してプリント基板に結合された形態になることにより，このチップ体における実装表面の導電性弾性樹脂膜における弾性による緩衝及び吸収が，前記チップ体とプリント基板とを結合する半田フレットにて減殺されることになるから，前記チップ体における割れ又は欠けの発生防止を十分に達成することができないという問題があった。

また，前記特許文献２においては，前記各外部電極の左右両側が，その表面における導電性弾性樹脂膜の左右両側に露出していることにより，プリント基板に対して半田付けにて実装したとき，半田フレットが，前記露出する部分にまで盛り上がり，この半田フレットを介して外部電極，つまり，チップ体がプリント基板に対して結合された形態になるから，前記特許文献１の場合と同様に，前記チップ体における割れ又は欠け発生防止を十分に達成することができないという問題があるばかりか，前記導電性弾性樹脂膜は，前記外部電極の表面にのみ形成されていて，チップ体に対する接着力が低いことにより，この導電性弾性樹脂膜がチップ体に外部から受けた衝撃又は熱膨張差によって剥離するおそれが大きいという問題があった。

本発明は，これらの問題を解消した電子部品とその製造方法とを提供することを技術的課題とするものである。

この技術的課題を達成するため本発明の電子部品は，請求項１に記載したように，
「素子を備えて成るセラミック製チップ体の側面に，前記素子に対する外部電極を形成して成る電子部品において，
前記チップ体における側面のうち前記外部電極の箇所に，この外部電極を覆い隠すように外部電極よりも幅広にした導電性弾性樹脂膜を，当該導電性弾性樹脂膜が前記チップ体における実装表面の一部にまで延びるように形成し，この導電性弾性樹脂膜の表面に，半田付け用の金属メッキ膜を形成する。」
ことを特徴としている。

また，本発明の電子部品は，請求項２に記載したように，
「前記請求項１の記載において，前記外部電極における幅寸法を，前記導電性弾性樹脂膜における幅寸法の０．６倍以下にする。」
ことを特徴としている。

次に，本発明の製造方法は，請求項３に記載したように，
「素子を備えたセラミック製チップ体の側面に，前記素子に対する外部電極を形成する工程，
前記チップ体における側面のうち前記外部電極の箇所に，この外部電極を覆い隠すように外部電極よりも幅広にした導電性弾性樹脂膜を，当該導電性弾性樹脂膜が前記チップ体における実装表面の一部にまで延びるように形成する工程，
前記導電性弾性樹脂膜の表面に，半田付け用の金属メッキ膜を形成する工程，
を備えている。」
ことを特徴としている。

前記請求項１のように構成することにより，プリント基板に対して半田付けにて実装したとき，そのチップ体における実装表面と前記プリント基板との間に導電性弾性樹脂膜が挟まれた状態のもとで，この導電性弾性樹脂膜の表面における金属メッキ膜において，プリント基板に対して半田付けされる。

つまり，プリント基板とチップ体との間，及び半田付けによる半田フレットとチップ体との間の両方にわたって，前記導電性弾性樹脂膜が介在することにより，前記半田フレットが，外部からの衝撃又は熱膨張差を前記導電性弾性樹脂膜によって緩衝及び吸収することの妨げになることがない。

従って，前記チップ体に対する外部からの衝撃又は熱膨張差を，前記導電性弾性樹脂膜における弾性によって確実に緩衝及び吸収することができるから，前記チップ体に，割れ又は欠けが発生することを，前記両先行技術の場合よりも大幅に低減できるのであり、しかも、前記導電性弾性樹脂膜は，外部電極よりも幅広であることにより，外部電極の表面と，チップ体の表面との両方に跨がって形成されていて，チップ体に対する接着力が，前記特許文献２の場合よりも遥かに高いから，当該導電性弾性樹脂膜に外部からの衝撃又は熱膨張差によって剥離が発生することを確実に低減できる。

一方，請求項２に記載した構成にすることにより，前記導電性弾性樹脂膜のチップ体に対する接着強度を，確実に確保することができるから，当該導電性弾性樹脂膜に剥離が発生することを更に低減できる。

また，本発明の製造方法によると，前記した効果を有する電子部品を製造することができる。

以下，本発明の実施の形態を，図１，図２及び図３の図面について説明する。

これらの図において，符号１は，二つのコンデンサ素子２，３を内蔵する積層セラミックコンデンサを示す。

この積層セラミックコンデンサ１は，前記両コンデンサ素子２，３を構成する内部電極を形成したセラミックグリーンシートの多数枚を積層したのち焼結して成るチップ体４を備えている。

前記チップ体４における左右両側面４ａ，４ｂのうち一方の側面４ａには，前記一方のコンデンサ素子２における各内部電極の一端に電気的に接続する外部電極５と，前記他方のコンデンサ要素３における各内部電極の一端に電気的に接続する外部電極６とが，例えば，銅等の金属のスパッタリング，或いは，銅等の金属ペーストの塗布等の適宜手段にて，これら両外部電極５，６がチップ体４における上面４ｃ及び下面４ｄの一部にまで延びるように形成されている。

また，前記チップ体４における左右両側面４ａ，４ｂのうち他方の側面４ｂには，前記一方のコンデンサ素子２における各内部電極の他端に電気的に接続する外部電極７と，前記他方のコンデンサ素子３における各内部電極の他端に電気的に接続する外部電極８とが，同じく，例えば，銅等の金属によるスパッタリングか，或いは，銅等の金属ペーストの塗布等の適宜手段にて，これら両外部電極７，８がチップ体４における上面４ｃ及び下面４ｄの一部にまで延びるように形成されている。

そして，前記チップ体４における一方の側面４ａのうち前記各外部電極５，６の部分，及び，前記チップ体４における他方の側面４ｂのうち前記各外部電極７，８の部分の各々には，適宜の弾性を有する合成樹脂に銀等の金属粉末を混合することによって導電性を付与して成る導電性弾性樹脂による膜，つまり，導電性弾性樹脂膜９を，当該導電性弾性樹脂膜９にて前記各外部電極５，６，７，８の各々を覆い隠し，且つ，当該導電性弾性樹脂膜９がチップ体４における上面４ｃ及び下面４ｄの一部にまで延びるように，前記外部電極よりも幅広にして形成する。

この場合，前記各外部電極５，６，７，８における幅寸法Ｗ１は，前記導電性弾性樹脂膜９における幅寸法Ｗ２の０．６以下に構成している。

更に，前記各導電性弾性樹脂膜９の表面における全体に，例えば，下地としてのニッケルメッキ膜と，錫メッキ膜又は半田メッキ膜等から成る半田付け用の金属メッキ膜１０を形成している。

この構成による積層セラミックコンデンサ１を，図２に示すように，プリント基板１１に対して半田付けにて実装したとき，各外部電極５，６，７，８の各々を覆い隠す導電性弾性樹脂膜９の表面における金属メッキ膜１０の表面にまで半田フレット１２が盛り上がることになるが，この金属メッキ膜１０と，前記チップ体４との間には，前記導電性弾性樹脂膜９が介在していることになる。

つまり，前記チップ体４における各側面４ａ，４ｂのうち前記各外部電極５，６，７，８の部分に，この外部電極を覆い隠すように外部電極よりも幅広にした導電性弾性樹脂膜９を，当該導電性弾性樹脂膜が前記チップ体４における上面４ｃ又は下面４ｄのうち一方の実装表面の一部にまで延びるように形成したことにより，半田付け実装したときに，前記各外部電極５，６，７，８が，プリント基板１１に対して半田フレットにて結合されることを回避できる。

これに加えて，前記チップ体４と，前記プリント基板１１との間にも，当該チップ体４における上面４ｃ及び下面４ｄのうち一方の実装表面にまで延びる前記導電性弾性樹脂膜９が介在していることにより，前記チップ体４に対する外部からの衝撃又はプリント基板１０との間の熱膨張差を，前記導電性弾性樹脂膜９における弾性によって確実に緩衝及び吸収することができるから，前記チップ体９に，外部からの衝撃又は熱膨張差によって割れ又は欠けが発生することを大幅に低減できる。

更に，前記導電性弾性樹脂膜９は，各外部電極５，６，７，８よりも幅広であることにより，外部電極の表面と，チップ体４の表面との両方に跨がって形成されていることにより，換言すると，この導電性弾性樹脂膜９のうち前記外部電極よりはみ出す部分は，高い接着力を得ることができるチップ体４の表面に対して形成されていることにより，この導電性弾性樹脂膜９における前記チップ体４に対する接着力は，前記特許文献２のように，当該導電性弾性樹脂膜９を外部電極の表面のみに形成する場合よりも遥かに高いのである。

なお，前記各導電性弾性樹脂膜９は，その導電性弾性樹脂をペーストの状態でスクリーン印刷等にて塗布し，次いで，乾燥又は硬化処理することによって形成される。

この各導電性弾性樹脂膜９の表面には，当該表面に対する前記金属メッキ膜１０の接着力を向上を図ることのために，当該導電性弾性樹脂膜９における金属粉末を表面に露出するようにする表面加工，例えば，バレル研磨又はサンドブラスト等の研磨加工が施されている。

また，前記金属メッキ膜１０は，前記導電性弾性樹脂膜９を形成したあとの工程において，バレルメッキ等の電解メッキ処理によって形成するか、或いは，無電解メッキ処理によって形成する。

次に，本発明者が，前記導電性弾性樹脂膜９における弾性率と，割れ又は欠けの発生率との関係を求める実験を行った結果は，図４の通りであった。

すなわち，図４に示すように，横軸を，前記積層セラミックコンデンサ１をプリント基板に半田付け実装し，これを高さ１ｍから繰り返して落下する回数とし，縦軸を，割れの発生率（％）とした場合において，前記導電性弾性樹脂膜９における弾性率を１７．０ＧＰａ（ギガパスカル）に比較的固くしたしたときには，割れの発生率は曲線Ａ１の通りであったが，その弾性率を９．１ＧＰａと柔らかくしたときには，割れの発生率は曲線Ａ２のように可成り低くなり，その弾性率を６．１ＧＰａと更に柔らかくしたときには，割れの発生率は曲線Ａ３のように更に低くなるのであった。

また，前記各外部電極５，６，７，８における幅寸法Ｗ１は，その抵抗値を小さくすることのためには，可及的に大きく（広く）すべきであるが，前記実験によると，この幅寸法Ｗ１を，前記導電性弾性樹脂膜９における幅寸法Ｗ２の０．６倍を超えて大きくしたときには，前記導電性弾性樹脂膜９のチップ体２に対する接着面積が減少して，十分な接着力が低下することになるから，前記した高さ１ｍから繰り返して落下するという実験において，当該導電性弾性樹脂膜９がチップ体２から剥離することの発生率が急激に高くなるのであり，このことから，前記前記各外部電極５，６，７，８における幅寸法Ｗ１は，前記導電性弾性樹脂膜９における幅寸法Ｗ２の０．６倍以下にすべきであることが判った。

一方，前記導電性弾性樹脂膜９における幅寸法Ｗ２は，前記両コンデンサ素子２，３における外部電極５，６，７，８のうち一方の側面４ａにおけるピッチ間隔Ｐ，及び他方の側面４ｂにおけるピッチ間隔Ｐは予め決められていることにより，プリント基板等に対して半田付け実装の際に，当該導電性弾性樹脂膜９の各々における金属メッキ膜１０の相互間に，半田ブリッジが発生しないような寸法に設定することが必要である。

なお，前記実施の形態は，二つのコンデンサ素子を備えて成る積層セラミックコンデンサに適用した場合であったが，本発明は，これに限らず，一つ又は三つ以上のコンデンサ素子を内蔵して成る積層セラミックコンデンサに適用することができるほか，一つ又は複数個の抵抗膜を備えたチップ抵抗器とか，又はチップインダクタ，或いはチップＬＥＤ等のように，セラミック製のチップ体を使用した電子部品についても適用できることはいうまでもない。

本発明の実施の形態による積層セラミックコンデンサを示す斜視図である。 図１のII−II視拡大断面図である。 図１のIII −III 視拡大平断面図である。 落下回数と割れ発生率との関係を示す図である。

符号の説明

１ 積層セラミックコンデンサ
２，３ コンデンサ素子
４ チップ体
４ａ，４ｂ チップ体の側面
４ｃ チップ体の上面
４ｄ チップ体の下面
５，６，７，８ 外部電極
９ 導電性弾性樹脂膜
１０ 金属メッキ膜

Claims (3)

1. 素子を備えて成るセラミック製チップ体の側面に，前記素子に対する外部電極を形成して成る電子部品において，
   前記チップ体における側面のうち前記外部電極の箇所に，この外部電極を覆い隠すように外部電極よりも幅広にした導電性弾性樹脂膜を，当該導電性弾性樹脂膜が前記チップ体における実装表面の一部にまで延びるように形成し，この導電性弾性樹脂膜の表面に，半田付け用の金属メッキ膜を形成することを特徴とするセラミック製チップ型電子部品。
2. 前記請求項１の記載において，前記外部電極における幅寸法を，前記導電性弾性樹脂膜における幅寸法の０．６倍以下にすることを特徴とするセラミック製チップ型電子部品。
3. 素子を備えたセラミック製チップ体の側面に，前記素子に対する外部電極を形成する工程，
   前記チップ体における側面のうち前記外部電極の箇所に，この外部電極を覆い隠すように外部電極よりも幅広にした導電性弾性樹脂膜を，当該導電性弾性樹脂膜が前記チップ体における実装表面の一部にまで延びるように形成する工程，
   前記導電性弾性樹脂膜の表面に，半田付け用の金属メッキ膜を形成する工程，
   を備えていることを特徴とするセラミック製チップ型電子部品の製造方法。

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