JP2008147539A

JP2008147539A - 電子部品

Info

Publication number: JP2008147539A
Application number: JP2006335405A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Nakayama; 英明中山; Mikio Taoka; 幹夫田岡; Seiichi Nishimura; 誠一西村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-12-13
Filing date: 2006-12-13
Publication date: 2008-06-26

Abstract

【課題】製品の長手方向を軸として回転する力を発生しにくくしたことにより、実装性が安定した電子部品を提供するもの。
【解決手段】樹脂よりなる保護部５２と、この保護部５２内に形成したコイル配線部５３と、保護部５２の両端部および両端面に外部電極部５４と、この外部電極部５４上に形成しためっき電極部５５とを備え実装面５６と平行方向において、保護部５２の幅寸法は外部電極部５４の幅寸法よりも大きく、保護部５２の幅寸法はめっき電極部５５の幅寸法よりも小さくした。
【選択図】図１２

Description

本発明は各種電子機器に使用される電子部品に関するものである。

従来の電子部品においては、図２１に示す如く、素体１の両方の端部２間になる中間部３の表面に螺旋状コイル部４を形成し、この螺旋状コイル部４を端部２の表面に形成した電極部５に接続することにより電子部品を構成するものであった。

そして、中間部３の表面に形成した螺旋状コイル部４を図２２に示す如く外装部６によって覆うことで、図２１に示す螺旋状コイル部４を保護し、図２２に示す外装部６の外径を端部２の外径よりも小さな寸法とする形態としていた。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては例えば特許文献１が知られている。
特開平１０−２７０２７９号公報

従来の電子部品においては、図２３に示す如く、外装部６の外径を端部２の外径よりも小さな寸法とすることによって製品の実装基板７上における安定性を確保していた。

しかし、実装用はんだ８、９の量が大幅に不平衡な状態となった場合や、端部２の角部１０にできるＲが大きくなり過ぎた場合などにおいては、はんだ濡れによって発生する引っ張り力であるｆにより、ｂ点を支点とする回転力ｍが電子部品を回転させやすくすることとなる。これを簡単な数式とすると以下の如く示すことができる。

実際の引っ張り力ｆは電極５側面全てに加わるが、ここでは簡略化したうえで、例えば電極５側面中央のａ点に、ａ点と実装基板７上の回転の支点であるｂ点とを結ぶ直線の直角方向に加わると仮定する。

そして、
ｈ＝ａ点の実装基板７からの高さ
φ＝ａ点とｂ点とを結ぶ直線と、ａ点を通る実装基板７に対する垂線との角度
ｒ＝ｂ点と、ａ点を通る実装基板７に対する垂線との距離
として、引っ張り力ｆはａ点とｂ点とを結ぶ直線と直角方向に働いているとすると、
引っ張り力ｆによる回転力は
ｍ＝（ｈ／ｃｏｓφ）×ｆ
として示される。

実際には、実装用はんだ８に作用する重力やフィレット形状を考慮すると、この引っ張り力ｆ’はａ点とｂ点とを結ぶ直線に対して、より小さな角度で働いている。よってｒの値が大きくなるにつれｆ’と、ａ点とｂ点とを結ぶ直線とのなす角度は９０°に近づき、
つまり、ｒの値が大きくなるにつれｍの値が大きくなることとなる。

そして、この回転力ｍによって正確な実装を損ねる恐れがあるため、それを防止するための構造が必要とされるという課題点があった。

そこで本発明は、製品の長手方向を軸として回転する力を発生しにくくしたことにより、実装性が安定した電子部品を提供するものである。

そしてこの目的を達成するために、樹脂よりなる保護部と、この保護部内に形成したコイル配線部と、前記保護部の両端部および両端面に設けた外部電極部と、この外部電極部上に形成しためっき電極部とを備え前記保護部の幅寸法は、その実装面と平行方向において、前記電極部の幅寸法よりも大きく、前記保護部の幅寸法は前記めっき電極部の幅寸法よりも小さいことを特徴としたものである。

本発明によれば、製品の長手方向を軸として回転する力を発生しにくくしたことにより、実装性が安定した電子部品の提供を可能とするものである。

以下、本発明の一実施形態における電子部品の製造方法を図を用いて説明する。図１から図５は本発明の一実施形態における断面図である。

第１の工程である部品形成工程は最初に、図１に示す如く、シリコン基板１１の上にレジスト樹脂１２を塗布し、その次に図２に示す如く、紫外線１３をマスク１４の上方から照射し、非照射部レジスト樹脂１５を現像により除去し、照射部レジスト樹脂１６を残して熱硬化させ、図３に示す如くシリコン基板１１の上に樹脂保護部１７を形成する。

その次に、図４に示す如くシリコン基板１１および樹脂保護部１７の上にスパッタ膜１８を形成し、さらにスパッタ膜１８の上に電解Ｃｕめっき層１９を形成する。ここでスパッタ膜１８は、Ｃｕスパッタのみの一層により構成するもの、或いは下側にＴｉスパッタと上側にＣｕスパッタとの二層から構成するものの、どちらであっても構わない。

その次に、電解Ｃｕめっき層１９を切削もしくは研磨することにより、図５に示す如く、樹脂保護部１７と電解Ｃｕめっき層１９とを同一面に形成し、その上側に絶縁層２０を形成する。

ここでは、樹脂保護部１７と電解Ｃｕめっき層１９とからなる導体層２１を一層だけ形成したが、絶縁層２０に接続ビア（図示せず）を設け、以上の工程を繰り返すことにより複数の導体層２１を形成し、複数の導体層２１を有しシリコン基板１１上に面状に形成した複数の電子部品４２を構成することが可能である。

以上の工程により図６の上面図に示す如く、面状に形成した複数の電子部品４２において、第１の電子部品２２の外部電極部２３の端面部２４は隣接する第２の電子部品２５の保護部２６の側面に接触させ、第１の電子部品２２の外部電極部２３の端部側面２７は略正方形のダミー保護部２８の一辺に接触させている。

また、ダミー保護部２８の４つの頂点部２９は、第１の電子部品２２と、第２の電子部品２５と、第３の電子部品３０と、第４の電子部品３１との、それぞれにおける保護部３２、２６、３３、３４の側面と外部電極部２３、３５、３６、３７との境界部３８、３９、４０、４１の保護部３２、２６、３３、３４側に接続している。

またここでは、保護部３２、２６、３３、３４の内部にはコイル配線部８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄが外部電極部２３、３５、３６、３７とに接続、配置している。

そして、第１の電子部品２２と、第２の電子部品２５と、第３の電子部品３０と、第４の電子部品３１をはじめとして全ての電子部品は巴状に連続配置して形成している。

その次に第２の工程である剥離工程は、図７の断面図に示す如く、シリコン基板１１とシリコン基板１１の上に面状に形成した複数の電子部品４２との接触面４３に、フッ化水素酸を浸透させ、図８に示す如く、シリコン基板１１とシリコン基板１１の上に面状に形成した複数の電子部品４２とを剥離させる。

このとき、剥離をより効率的に行うために、図７に示す如く、各電子部品の外部電極部４４の間に位置するダミー保護部２８に貫通孔４５を設け、貫通孔４５からもフッ化水素酸を浸透させることも可能である。

この貫通孔の形成方法としては、図１から図５により説明したものと同じ方法により、図９に示す如くシリコン基板１１の上に面状に複数の電子部品４２を形成し、その後、外部電極部４４をはじめとして必要な導体部分にマスク４６を施し、マスク４６から露出した貫通孔導体部４７をエッチングにより除去することにより設けるものである。

その次に第３の工程である個片化工程は、図１０に示す如く、面状に形成した複数の電子部品４２とダミー球５１とを個片化用バレル４８へ投入し、この個片化用バレル４８を回転させることにより、図１１に示す如く、個々の電子部品４９とダミー保護部５０とに分離させるものである。

その次に第４の工程であるめっき工程は、外部電極部４４に実装性を向上させるためのＳｎをはじめとする金属を電気めっきなどにより、めっきを行うものである。

そして、以上の製造方法により製造した電子部品４９は図１２に示す如く、樹脂よりなる保護部５２と、この保護部５２内に形成したコイル配線部５３と、保護部５２の両端部および両端面に外部電極部５４と、この外部電極部５４上に形成しためっき電極部５５とを備えている。ここで、実装面５６と平行方向において、保護部５２の幅寸法Ｗ０は外部電極部５４の幅寸法Ｗ１よりも大きく、これに加え、めっき電極部５５の幅寸法Ｗ２よりも小さいものである。

上記の一実施形態における電子部品について、以下その作用および効果を説明する。

本発明の一実施形態においては図１０に示す如く、面状に形成した複数の電子部品４２とダミー球５１とを個片化用バレル４８へ投入し、この個片化用バレル４８を回転させるものである。

このとき、個片化用バレル４８の内部においては、面状に形成した複数の電子部品４２とダミー球５１とは個片化用バレル４８の回転によりランダムな衝撃を受けることとなる。

ここで使用するダミー球５１としては、酸化アルミニウム製の球体、もしくはジルコニア製の球体などが適している。

よって切断などによる場合などに比較して分離部位近傍に集中して応力が加わるものではなく、個片化工程において図１１に示す個々の電子部品４９が受ける衝撃力は、個片化工程の時間内での累積では全方向にほぼ均一になる。

このことから、電子部品４９内部における導体部の断線部を防止することが可能となるものである。

そして、電子部品４９が受ける衝撃力を小さくしても、十分に個片化を進行させることができる配列が図６に示す如く、巴状に連続配置したものである。

この配置により、ダミー保護部２８を分散して配置するのではなく、集中配置させることにより１箇所あたりのダミー部の面積（体積）を大きくすることができる。そしてその結果、ダミー保護部２８あるいは第１の電子部品２２、第２の電子部品２５、第３の電子部品３０、第４の電子部品３１に加わる衝撃力が小さくても、ダミー保護部２８と外部電極部２３、３５、３６、３７との接触部分に大きなモーメントを得ることが可能となり、個片化の促進がより容易となる。

例えば配置の方法としては図１３に示す如く、複数の電子部品５７は全て同一方向に並べて形成することも可能である。

この場合、第１の電子部品５８の両端の外部電極部５９側面と第２の電子部品６０の両端の外部電極部６１側面との間にダミー保護部６２を、第１の電子部品５８の中間部にある保護部６３側面と第２の電子部品６０の中間部にある保護部６４側面との間にダミー導体部６５を設ける。

また、第３の電子部品６６の外部電極部６７の端面と第１の電子部品５８の外部電極部５９の端面との間にダミー保護部６８を、第４の電子部品６９の外部電極部７０の端面と第２の電子部品６０の外部電極部６１の端面との間にダミー保護部６８を設ける。

この配置の場合も、製造方法としては先述のものと同様であり、パターンが異なるだけである。

そして、複数の電子部品５７を図１０に示す個片化用バレル４８へダミー球５１と共に投入して個片化を行う。

そこで図１４に示す如く個片化の過程における、第１の電子部品５８の外部電極部５９側面にダミー保護部６２が、あるいは第１の電子部品５８の中間部にある保護部６３側面にダミー導体部６５が付着したままとなった場合を仮定する。

その場合、ダミー保護部６２およびダミー導体部６５の幅ｄ１は電子部品５８の寸法に比較して小さな寸法であるため、これらに衝撃を加えても外部電極部５９側面とダミー保護部６２との接触部分や保護部６３側面のダミー導体部６５との接触部分には大きなモーメントを得難いものとなる。

これに対して、先に述べた図６に示す複数の電子部品４２の配置を行なった場合は、図１５に示す如く個片化の過程における、第１の電子部品２２の外部電極部２３側面にダミー保護部２８が付着したままとなった場合、ダミー保護部２８の幅ｄ２は電子部品２２の寸法に比較して異形度合いが大きな寸法であるため、大きなモーメントを得ることが可能となる。

つまり、図１４に示す外部電極部５９側面とダミー保護部６２との接触部分や保護部６３側面のダミー導体部６５との接触部分の面積をそれぞれＳ１、Ｓ２、そしてそこで加わるモーメントをＭ１、Ｍ２とし、図１５に示す外部電極部２３側面とダミー保護部２８との接触部分の面積をＳ３、そしてそこに加わるモーメントをＭ３とした場合、単位面積当りに加わるモーメントは
Ｍ３／Ｓ３＞Ｍ１／Ｓ１
Ｍ３／Ｓ３＞Ｍ２／Ｓ２
の関係を満たすこととなる。

よって以上のことから、一面あたりの複数の電子部品４２の取り数を多くし、かつ個片化が小さな衝撃で可能となる点から有効であることとなる。

さらに、この個片化の方法によれば電子部品４２に応力が加わり難くなるだけでなく、切断には適さない寸法の小さな製品の個片化にも対応が可能となるものである。

よって、外部電極部２３、３５、３６、３７のうち何れかどうしが繋がることとはならない状態としている。仮に、外部電極部２３、３５、３６、３７のうち何れかどうしが繋がる場合は個片化が困難となるため、ダミー保護部２８の寸法を規定するのが望ましい。その関係としては、ダミー保護部２８近傍の拡大したものである図１６に示す如く、外部電極部２３、３５、３６、３７の端部側面側の電子部品長手方向寸法Ｗ１、ダミー保護部２８の一辺の長さをＷ２とすると
Ｗ１＜Ｗ２
の条件を満たす必要がある。

また、より安定した個片化を行うための配置として図１７に示す如く、第１の電子部品２２を構成する一部である外部電極部２３と保護部３２との境界部３８において、外部電極部２３の端部側面を保護部３２側へ楔状に侵入させる延伸部７２を設けるのがよい。この場合、仮にパターン形成時に延伸部７２やコーナー部７１にダレが生じても、Ｗ４の値は変動しにくくなる。よって、個片化工程においてダミー保護部２８の分離をより安定して行うことができる。

ここでは、第１の電子部品２２を構成する一部である外部電極部２３と保護部３２とについて述べたが、当然ながら第２の電子部品２５と、第３の電子部品３０と、第４の電子部品３１とにおける外部電極部３５、３６、３７と保護部２６、３３、３４との境界部３９、４０、４１においても、外部電極部３５、３６、３７の端部側面を保護部２６、３３、３４側へ楔状に侵入させる延伸部７３、７４、７５を設ける。

そして、この楔状の延伸部７２、７３、７４、７５は外部電極部２３、３５、３６、３７の端部側面である外側へ向かうテーパー部７６、７７、７８、７９となっている。よって、これらは保護部３２、２６、３３、３４内のコイル部（図示せず）と近接しない方向へ延伸部７２、７３、７４、７５が延伸しているので、コイル部（図示せず）の電気特性への影響を及ぼし難いこととなる。

そして、以上の製造方法により製造した電子部品は図１２に示す如く、保護部５２の幅寸法Ｗ０は外部電極部５４の幅寸法Ｗ１よりも大きく、これに加え、めっき電極部５５の幅寸法Ｗ２よりも小さくしたものである。

これにより、図１８に示す如く実装面５６に実装を行う際、実装前の段階においては、保護部５２の幅寸法Ｗ０＜めっき電極部５５の幅寸法Ｗ２となっているが、実装時に熱が印加される状態においては、めっき電極部５５が図１９に示す如く実装用はんだ８１とともに溶融するため、実装用はんだ８１により加わる力は外部電極部５４へのものとなる。

ここで、実装用はんだ８１の溶融によって外部電極部５４に加わる引っ張り力Ｆは、従来例との比較を容易にするため、外部電極部５４側面中央のＡ点に実装基板５６と水平方向より下向きに加わると仮定する。また、電子部品４９を回転させようとする力の支点である保護部５２の実装基板５６との接触点をＢ点とする。そして、
ｈ＝Ａ点の実装基板５６からの高さ
φ＝Ａ点とＢ点とを結ぶ直線と、Ａ点を通る実装基板５６に対する垂線との角度
ｒ＝Ｂ点と、Ａ点を通る実装基板５６に対する垂線との距離
（ｈ、φ、ｒは従来例との比較のため同一の値であるとして考えている）
θ＝Ａ点とＢ点とを結ぶ直線と、引っ張り力Ｆとの角度
とすると、
Ａ点に働くＢ点を支点とする回転力
Ｍ＝Ｆ×ｃｏｓ（９０°−θ）×（ｈ／ｃｏｓφ）
として示すことができる。

これは従来例に比較して、Ａ点とＢ点との間の距離は同じであってもθの角度が小さくなることでＦが回転力として作用しにくいこととなる。つまり、引っ張り力Ｆは下向きであればあるほど、回転力として作用しにくいこととなる。

また、Ａ点はＢ点よりも製品の中心側に存在することから、Ｍは水平方向よりも上向きに作用することとなり回転は非常に起こり難い状態となる。そして、保護部の幅Ｗ０と外部電極部の幅Ｗ１の寸法差の１／２の値であるｒが大きいほどＡ点とＢ点との間の距離は長くなるものの、Ｍは一段と水平方向よりも上向きに作用することとなり、回転は非常に起こり難い状態となり実装時の安定性確保に有効である。

よって、実装用はんだ８１の量が大幅に不平衡な状態であっても、実装時の安定性は確保しやすいものとなる。

また、保護部５２のＢ点に曲率が存在しても、保護部の幅Ｗ０と外部電極部の幅Ｗ１の寸法差の１／２の値であるｒよりもその曲率が小さければ、Ａ点はＢ点よりも製品の中心側に存在することから、先に述べた場合と同様にＭ水平方向よりも上向きに作用することとなり回転は非常に起こり難い状態となる。

また、これらは先述の製造方法における図１で示したとおり、シリコン基板１１の上にレジスト樹脂１２を塗布することおよび導体層を形成することにより、保護部５２およびめっき電極部５５の底面である実装面５６側を平面にしていることにより、可能としているものである。

ここで、図２０に示す如く、実際の製品状態においては外部電極部５４の底面側および上面側にもめっきが施されることから、実装前の状態においては保護部５２の底面側は実装面５６からめっき電極部５５のめっき厚相当の高さｈが浮き上がったものとなっている。

しかしながら、浮き上がりに相当するめっき厚は、このめっきがはんだで組成されていることから実装時の加熱により溶融して厚みが無くなるため、実装前の浮き上がりは解消され問題はない。

また図４、図５においては、説明の簡略化のため、底面には樹脂保護部１７と導体である電解Ｃｕめっき層１９を混在させたものとしたが、実装性の確保のためには底面を樹脂保護部１７のみによる層としても当然ながら構わないものである。

以上の一実施形態においてはコイルパターンのインダクタを図示したが、対向する電極パターンを形成してキャパシタを形成しても同様の製造方法において対応が可能である。

あるいは、インダクタとキャパシタとを組み合わせて複合部品としても当然ながら対応は可能である。

本発明の電子部品は、実装用基板への優れた実装安定性を得る効果を有し、各種電子機器において有用である。

本発明の一実施形態における電子部品の第１例の製造工程断面図同第２例の製造工程断面図同第３例の製造工程断面図同第４例の製造工程断面図同第５例の製造工程断面図同個片化工程前の製品上面図同第６例の製造工程断面図同第７例の製造工程断面図同第８例の製造工程断面図同個片化工程の斜視図同個片化工程後の斜視図同めっき工程後の斜視図本発明の別実施形態における電子部品の個片化工程前における製品上面図同個片化工程における製品斜視図本発明の一実施形態における電子部品の同個片化工程における製品斜視図同個片化工程前における第１例の製品拡大上面図同個片化工程前における第２例の製品拡大上面図同実装前の正面図同実装時の正面図同実装前の側面図従来の電子部品における第１例の斜視図同第２例の斜視図同実装時の正面図

符号の説明

５２保護部
５３コイル配線部
５４外部電極部
５５めっき電極部
５６実装面

Claims

樹脂よりなる保護部と、
この保護部内に形成したコイル配線部と、
前記保護部の両端部および両端面に設けた外部電極部と、
この外部電極部上に形成しためっき電極部とを備え
前記保護部の幅寸法は、その実装面と平行方向において、前記外部電極部の幅寸法よりも大きく、
前記保護部の幅寸法は前記めっき電極部の幅寸法よりも小さい
電子部品。
保護部底面と保護部側面との境界部に形成する各部の曲率は、
外部電極部側面と保護部側面との段差寸法よりも小さい
請求項１に記載の電子部品。