JP2010245381A - Block type composite electronic component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多数個のチップ型電子部品を束ねて得た電子部品集束群の外部端子に共通の金属板を接合してなるブロック型電子部品に関するものである。 The present invention relates to a block type electronic component formed by bonding a common metal plate to an external terminal of an electronic component focusing group obtained by bundling a large number of chip type electronic components.
図7に示すように、従来から一つの誘電体ブロック51の中に、所定間隔をおいて面状に埋設した複数個の内部電極群52を、それらの一端部が交互に誘電体ブロック51の両端面に露出させるとともに、露出したそれらの内部電極群52の端部に一対の外部電極板53a、53bを共通に接合した構造のブロック型電子部品54が知られている(特開2003−124059号公報)。
As shown in FIG. 7, conventionally, a plurality of
この公知技術に係るブロック型電子部品54は、直列等価抵抗(ESR)及び直列等価インダクタンス(ESL)を小さくでき、かつ高静電容量化を図ることができるのみならず、それが実装される電子回路基板に対して内部電極群当たりの実装面積を小さくできるという効果を発揮している。
The block-type
近年、ハイブリッド自動車や電気自動車の電源装置用平滑回路に組み込まれるブロック型電子部品54では、充放電電流容量をより向上させる要求があり、また、携帯電話やデジタルカメラに使用される積層コンデンサでは、前記の要求に加えて小型化が要求されている。
In recent years, in the block type
しかしながら、前記公知のブロック型電子部品54を前記用途に適用しようと試みてみると、次のような問題がある。まず、前記公知技術に係るブロック型電子部品54を製造してみると、その製造過程におけるハンドリング時に前記誘電体ブロック51の欠けや割れが発生し易くなるという問題がある。次に、前記ブロック型電子部品を電子回路基板に実装して使用するときに、内部電極52の反復発熱により前記誘電体ブロック51が熱膨張して変形し、ひいては破壊し、外部電極板53a、53bが誘電体ブロック51の変形に追従できないという問題がある。
However, when trying to apply the known block-type
そこで、本発明者は、前記の問題を解消し得るブロック型電子部品を提案すべく、鋭意、検討したところ、小型のチップ型積層電子部品を多数個束ねた電子部品集束群を使用するとともに、それを構成するチップ型積層電子部品を特定の接着材で接合し、さらに前記金属板をチップ型積層電子部品の構成要素であるセラミックの熱膨張と特定の物理的関係を有する金属板を外部電極に接合して外部端子にすればよいという事実を見いだし、本発明を完成した。 Therefore, the inventor diligently studied to propose a block-type electronic component that can solve the above-described problems, and uses an electronic component focusing group in which a large number of small chip-type multilayer electronic components are bundled. A chip-type multilayer electronic component constituting the same is bonded with a specific adhesive, and the metal plate is connected to a ceramic plate which is a component of the chip-type multilayer electronic component and a metal plate having a specific physical relationship with an external electrode. The present invention has been completed by finding the fact that it should be bonded to the external terminal.
従って、本発明の課題は、ブロック型電子部品の製造過程でその構成要素であるセラミックチップの欠けや割れが発生させることないとともに、例えば、電気自動車などの電子回路基板に実装後、周囲温度の変化や部品本体の発熱による温度変化においても前記電子部品集束群の変形を増大させることがなく、仮に電子部品集束群が変形しても、前記外部端子が電子部品集束群の変形に追従できる構造のブロック型電子部品を取得することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to prevent chipping or cracking of the ceramic chip as a component in the manufacturing process of a block type electronic component, and for example, after mounting on an electronic circuit board such as an electric vehicle, A structure in which the external terminal can follow the deformation of the electronic component focusing group even if the electronic component focusing group is deformed without increasing the deformation of the electronic component focusing group even in the case of a change or temperature change due to heat generation of the component body It is to acquire the block type electronic component.
本発明は前記の課題を解決するために、セラミックの層と内部電極の層が交互に積層されている複数個のチップ型積層電子部品を厚み方向及び/又は幅方向に束ねるとともに、束ねられたチップ型積層電子部品からなる少なくとも一つの電子部品集束群の外部電極における同じ側の端面に金属板を接合するという手段を採用する。この手段を採用することにより、本発明に係るブロック型電子部品は、独立した比較的小型のセラミックの中に、内部電極が交互にその端部をずらして積層されたチップ型積層電子部品が複数個束ねられた少なくとも一つの電子部品集束群から構成される。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention bundles a plurality of chip-type multilayer electronic components in which ceramic layers and internal electrode layers are alternately laminated in the thickness direction and / or the width direction, and is bundled. A means is adopted in which a metal plate is joined to the end face on the same side of the external electrode of at least one electronic component focusing group composed of chip-type laminated electronic components. By adopting this means, the block-type electronic component according to the present invention has a plurality of chip-type multilayer electronic components in which internal electrodes are alternately laminated in an independent relatively small ceramic with their end portions shifted. It is composed of at least one electronic component focusing group that is bundled.
その結果、従来技術において一つの大型のセラミックブロックと異なり、ブロック型電子部品の製造過程でその構成要素であるセラミックチップが小型であるため、それに外部負荷がかかっても、欠けや割れが発生にくくなる。なお、本発明において、チップ型積層電子部品とは、セラミックの層と内部電極の層が交互に積層されているチップ単位の電子部品を意味し、ブロック型電子部品とは、複数個の前記チップ型積層電子部品が煉瓦ブロックのように束ねられて一つの大きなブロックを構成している電子部品の集束体を意味である。 As a result, unlike a large ceramic block in the prior art, the ceramic chip that is a component of the block-type electronic component manufacturing process is small, so even if an external load is applied to it, chipping and cracking are unlikely to occur. Become. In the present invention, the chip-type laminated electronic component means an electronic component in a chip unit in which ceramic layers and internal electrode layers are alternately laminated, and the block-type electronic component means a plurality of the chips. It means a converging body of electronic components in which a mold laminated electronic component is bundled like a brick block to constitute one large block.
本発明は、さらに前記の課題をより効果的に解決するため、複数個のチップ型積層電子部品を機械的に変形及び/又は熱的に変形可能な接着材、好ましくは、シリコン系樹脂で接合するという手段を採用する。この手段を採用することにより、ブロック型電子部品を構成するチップ型積層電子部品のそれぞれに熱的負荷がかかって熱変形しても、又はチップ型積層電子部品が機械的に変位しても、前記接着材がそれらを吸収するという作用が発揮される。 In order to solve the above-mentioned problem more effectively, the present invention joins a plurality of chip-type laminated electronic components with an adhesive that can be mechanically deformed and / or thermally deformed, preferably with a silicon-based resin. Adopt the means to do. By adopting this means, even if each chip-type multilayer electronic component constituting the block-type electronic component is subjected to thermal load and thermally deformed, or even if the chip-type multilayer electronic component is mechanically displaced, The adhesive material absorbs them.
本発明においては、ブロック型電子部品における多数個の内部電極が接合する金属板が従来技術と同様に使用されるが、本発明においては、その金属板をチップ型積層電子部品がそれぞれ有する外部電極を介して接合するという手段を採用するとともに、その金属導体としてその熱膨張が前記セラミックの熱膨張係数とほぼ同じ金属を使用する。この手段を採用することにより、チップ型積層電子部品の外部電極は、金属接合体を介して前記金属導体と誘電体に接着し、かつそれらに挟まれる。その結果、外部電極が熱負荷を受けて膨張しようとしても、その膨張は前記金属導体と誘電体に抑制される。 In the present invention, a metal plate to which a large number of internal electrodes in a block type electronic component are joined is used in the same manner as in the prior art, but in the present invention, external electrodes each of which has a metal plate in a chip type multilayer electronic component. In this case, a metal having the same thermal expansion coefficient as that of the ceramic is used as the metal conductor. By adopting this means, the external electrode of the chip-type multilayer electronic component is bonded to and sandwiched between the metal conductor and the dielectric via the metal joined body. As a result, even if the external electrode attempts to expand under a heat load, the expansion is suppressed by the metal conductor and the dielectric.
なお、本発明においては、前記金属導体として、常温から400℃の温度範囲で3〜10ppm/℃の熱膨張係数を有している金属、好ましくは、鉄を主成分として含むニッケルとの合金、さらに好ましくは約58重量%の鉄と約42重量%のニッケルを含む合金を使用する。また、他の金属導体として、鉄を主成分として含むニッケル及びコバルトとの合金、好ましくは、約54重量%の鉄、約29重量%の ニッケル及び約19重量%のコバルトを含む合金を使用する。 In the present invention, as the metal conductor, a metal having a thermal expansion coefficient of 3 to 10 ppm / ° C. in a temperature range from room temperature to 400 ° C., preferably an alloy with nickel containing iron as a main component, More preferably, an alloy containing about 58% iron and about 42% nickel by weight is used. As another metal conductor, an alloy with nickel and cobalt containing iron as a main component, preferably an alloy containing about 54 wt% iron, about 29 wt% nickel and about 19 wt% cobalt is used. .
また、本発明においては、ブロック型電子部品を複数種のチップ型積層電子部品の集束体から構成することもできる。この場合、チップ型積層電子部品を構成するセラミックとして誘電体と半導体のそれぞれからなる電子部品を使用することができる。 In the present invention, the block-type electronic component can also be constituted by a converging body of a plurality of types of chip-type laminated electronic components. In this case, an electronic component made of a dielectric and a semiconductor can be used as the ceramic constituting the chip-type laminated electronic component.
本発明は、ブロック型電子部品の製造過程でその構成要素であるセラミックチップの欠けや割れが発生させることがないとともに、周囲温度の変化や部品本体の発熱による温度変化においても前記電子部品集束群の変形を増大させることがなく、仮に電子部品集束群が変形しても、前記外部端子が電子部品集束群の変形に追従できる構造のブロック型電子部品を提供できるという優れた効果を発揮する。 The present invention does not cause chipping or cracking of a ceramic chip as a component in the manufacturing process of a block type electronic component, and the electronic component focusing group can be used even in a change in ambient temperature or a temperature change due to heat generation of a component body. Therefore, even if the electronic component focusing group is deformed, it is possible to provide a block type electronic component having a structure in which the external terminal can follow the deformation of the electronic component focusing group.
次に、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について説明する。図1に示すように、本発明に係るブロック型電子部品を構成するチップ型積層電子部品1は、誘電体又は半導体からなるセラミックの層2と内部電極3の層が交互に積層されているチップ体4からなり、そのチップ体4の両端部に内部電極3の端部が交互に外方に露出しているとともに、外方に露出している内部電極3の端部に対して、チップ体4の両端部にそれぞれ形成した外部電極5a、5bに通電可能になっている。
Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a chip-type laminated
次にこのような構造のチップ型積層電子部品1を使用して、本発明の第一実施態様に係るブロック型電子部品11の製造方法について説明すると、図2及び図3に示すように、複数個のチップ型積層電子部品1を、接着材Bを介して、矢印Xに示す長さ方向及びYに示す幅方向に煉瓦ブロックの壁のように束ねて、隣接するチップ型積層電子部品1同士を接合する。すると、束ねられたチップ型積層電子部品1のそれぞれから外部電子5a、5bが露出した構造の一つの電子部品集束群Aが形成される。なお、接着材Bとしては、ブロック型電子部品11が電子回路基板に実装され、熱負荷、ひいては機械的負荷を受けたとき、ブロック型電子部品11の変形に追従可能なシリコン系樹脂からなるものが選択される。
Next, a manufacturing method of the block-type
続いて、前記電子部品集束群Aの両側面に露出した外部電子5a、5bのそれぞれに1枚の金属板6a,6bを接合する。金属板6a,6bとしては、前記同様にブロック型電子部品11が電子回路基板に実装され、熱負荷を受けたとき、チップ型積層電子部品1を構成するセラミックの熱膨張係数とほぼ同じ程度の熱膨張係数を有する金属板、好ましくは、常温から400℃の温度範囲で3〜10ppm/℃の熱膨張係数を有している金属板が使用される。具体的にはこのような金属として、鉄を主成分として含むニッケルとの合金、好ましくは、約58重量%の鉄と約42重量%のニッケルを含む合金、又は鉄を主成分として含むニッケル及びコバルトとの合金、好ましくは、約54重量%の鉄、約29重量%のニッケル及び約19重量%のコバルトを含む合金が使用される。
Subsequently, one
また、前記金属板6a,6bとしては、前記外部電極5a,5bと電気回路基板に設置可能かつ電子回路とを通電可能な形状・構造を有していればいかなるものも使用できるが、好ましくは、電子回路基板に立設可能な立脚7、又は図4に示すように座脚8を有するものが使用される。
As the
このような工程を経ると、本発明に係るブロック型電子部品11は、セラミックの層2と内部電極3の層が交互に積層されている複数個のチップ型積層電子部品1からなり、それらの電子部品1がその厚み方向及び幅方向に束ねられた構造を有している。そして、束ねられたチップ型積層電子部品1からなる一つの電子部品集束群Aの外部電極5a,5bにおける同じ側の端面に金属板6a,6bを接合された構造を有するに至る。
After such a process, the block type
このブロック型電子部品11が図示していない電子回路基板に実装され、その周囲温度の変化や電子回路基板の発熱に伴い、ブロック型電子部品11自体が温度変化を起こした場合、それを構成する各チップ型積層電子部品1が熱的に及び/又は機械的に変形又は変位すると、それらの間にある接着材Bがそれらの変形又は変位を吸収する。このとき外部電極5a,5bも変形しようとするが、それらが接合されている金属板6a,6bの熱膨張係数がチップ型積層電子部品1を構成しているセラミックのそれとほぼ同じであるから、それらに拘束されて外部電極5a,5b、ひいてはブロック型電子部品11の破損も抑制される。
When this block type
本発明は、その根本的技術思想を踏襲し発明の効果を著しく損なわない限度において、前記実施形態の一部分を変更して、例えば、次のように実施できる。
(1)図5に示すように、ブロック型電子部品11を縦向きに束ねて得た電子部品収束群AをX,Y,Zの三次元方向に重ねることができる。この態様において、上下面に金属板6a,6bを屈曲形成できる。
(2)図6に示すように、ブロック型電子部品11を縦向きに束ねて得た電子部品収束群AをX,Zの二次元方向に重ねることができる。
The present invention can be implemented as follows, for example, by changing a part of the above-described embodiment within the limits that follow the fundamental technical idea and do not significantly impair the effects of the invention.
(1) As shown in FIG. 5, the electronic component convergence group A obtained by bundling the block-type
(2) As shown in FIG. 6, the electronic component convergence group A obtained by bundling the block-type
(3)さらに図示していないが、前記セラミックとして、誘電体と半導体の2種を選択して、2種のチップ型積層電子部品を形成し、それらを束ねてブロック型電子部品を形成することができる。この場合、半導体として酸化亜鉛系バリスタ材料を使用することにより、一つのブロック型電子部品の中にチップ型積層コンデンサとチップ型積層バリスタの複数種のチップ型積層電子部品を組み込むことができる。 (3) Although not shown in the drawing, as the ceramic, two types of dielectric and semiconductor are selected, two types of chip-type laminated electronic components are formed, and they are bundled to form a block-type electronic component. Can do. In this case, by using a zinc oxide varistor material as a semiconductor, a plurality of types of chip-type multilayer electronic components such as a chip-type multilayer capacitor and a chip-type multilayer varistor can be incorporated into one block-type electronic component.
本発明は、電子回路基板に実装したとき発熱を伴う、大型のセラミック体の中に複数種の電子部品を構成する要素群を埋設したブロック型電子部品又は小型のセラミック体の中に複数種の電子部品を構成する要素群を集積して埋設したブロック型電子部品の分野に広く利用できる。 The present invention is a block-type electronic component in which element groups constituting a plurality of types of electronic components are embedded in a large ceramic body that generates heat when mounted on an electronic circuit board, or a plurality of types in a small ceramic body. The present invention can be widely used in the field of block-type electronic components in which element groups constituting electronic components are integrated and embedded.
1:チップ型積層電子部品
2:層
3:内部電極
4:チップ体
5a,5b:外部電極、
6a,6b:金属板
7:立脚
8:座脚
11:ブロック型電子部品
A:電子部品集束群
B:接着材
X,Y,Z:矢印。
1: chip-type laminated electronic component 2: layer 3: internal electrode 4:
6a, 6b: Metal plate 7: Standing leg 8: Seat leg 11: Block type electronic component A: Electronic component focusing group B: Adhesives X, Y, Z: Arrows.
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