JP2012094783A - 電子部品 - Google Patents
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Abstract
【課題】基板において発生する振動音の抑制効果を向上させつつ、振動音のばらつきを抑制することができる電子部品を提供する。
【解決手段】セラミックコンデンサ10は、セラミックコンデンサ素子11と、一対の接続端子12とを含み、セラミックコンデンサ素子11は、複数の誘電体層26と内部電極27とを有する誘電体素体21と、誘電体素体21の端面に設けられる一対の外部電極22とを有する。接続端子12は、外部電極22に接続される電極接続部41と、基板13に接続され、誘電体素体21と対向するように設けられる外部接続部42と、誘電体素体21の下面(側面24b)と外部接続部42との間に隙間を有するように電極接続部41と外部接続部42とを接続し、折り曲げられて形成される中間部43とを有し、中間部43と外部接続部42とにより形成される基板13からの角度のうち、基板13からの角度が小さい方の角度αを、60°未満とする。
【選択図】図1
【解決手段】セラミックコンデンサ10は、セラミックコンデンサ素子11と、一対の接続端子12とを含み、セラミックコンデンサ素子11は、複数の誘電体層26と内部電極27とを有する誘電体素体21と、誘電体素体21の端面に設けられる一対の外部電極22とを有する。接続端子12は、外部電極22に接続される電極接続部41と、基板13に接続され、誘電体素体21と対向するように設けられる外部接続部42と、誘電体素体21の下面(側面24b)と外部接続部42との間に隙間を有するように電極接続部41と外部接続部42とを接続し、折り曲げられて形成される中間部43とを有し、中間部43と外部接続部42とにより形成される基板13からの角度のうち、基板13からの角度が小さい方の角度αを、60°未満とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、回路基板に実装される電子部品に関し、特に積層型のセラミックコンデンサに好適なものである。
ノート型パーソナルコンピュータやPDA(Personal Digital Assistant)、携帯電話など各種携帯型の情報処理装置においては、電子部品として、コンデンサ、インダクタ、バリスタまたはこれらを複合した複合部品を回路基板に表面実装することにより、高密度に電子部品を搭載して回路基板全体の大きさの小型化が図られている。このような回路基板に搭載されるコンデンサとして、積層型のセラミックコンデンサが用いられている。
積層型のセラミックコンデンサは、誘電体と内部電極とが交互に積層されている。誘電体を形成するセラミック材料には、誘電率が比較的高いチタン酸バリウム等の強誘電体材料が一般的に用いられている。このような積層型のセラミックコンデンサに交流電圧を印加すると、誘電体を形成するセラミック材料は電歪現象を伴うので、電圧の変化に応じて各誘電体層の厚みが変化し、セラミックコンデンサのサイズが変化する。これにより、セラミックコンデンサは印加電圧の大きさに応じた機械的歪みを生じる。このため、セラミックコンデンサに交流電圧を印加すると、誘電体の電歪現象によりセラミックコンデンサが振動する。
この電歪現象によるセラミックコンデンサの振動は、セラミックコンデンサが実装されている基板に伝播する。この基板に伝わった振動により、基板が共鳴して振動が増幅され、基板において振動音(音鳴り)が発生する。すなわち、コンデンサの振動によって周囲の空気が振動して音が発生すると共に、基板に伝わった振動により基板も共鳴振動し、音が発生する。コンデンサの振動に起因して生じる音圧が大きくなることで振動音が可聴音として人間の耳に認識される。
また、セラミックコンデンサの振動は、誘電体の積層数が多く、電歪が大きいセラミック材料を用いている場合ほど、基板に伝わる振動が増幅され、基板の振動音が大きくなる傾向がある。特に、より大きな静電容量を得るため、複数のセラミックコンデンサを基板上に並列に接続した場合等には、複数のセラミックコンデンサが同じ周期で振動するため、基板に伝わる振動が増幅されるため、振動音がより発生し易くなる。
そこで、基板の振動音を低減するため、例えば、素体の両端に設けられた外部電極に導電接続された金属端子を設け、前記外部端子電極の前記基板との対向面側の端部を素体の中央部側に略U字形状に折り曲げ、金属端子を素体の底面よりも突出させ、回路基板と素体面との間に所定長さの間隙を形成した積層セラミックコンデンサが提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の積層セラミックコンデンサによれば、金属端子によって回路基板との間に間隙が形成されることで、素体に圧電効果による振動が発生した場合、振動は間隙内の空気によって空間に発散され、素体の振動が直接回路基板に伝播するのを抑制し、素体に起因して生じる振動音が発生するのを抑制している。
また、金属端子を回路基板に接続する実装面からのはんだの濡れ上がりは同一の素体であっても異なるため、素体に起因して生じる振動音(音圧)にはばらつきが生じる。このはんだの濡れのばらつきを抑制する方法として、例えば、基板と接続される端子部材をU字状に折り曲げられた金属板で構成し、端子部材の折り曲げ状態において内側に向く面にはんだになじまない半田非親和面を形成し、同じく外側に向く面にはんだになじむ半田親和面を形成したセラミック電子部品が提案されている(例えば、特許文献2参照)。特許文献2に記載のセラミック電子部品によれば、基板に付与されるはんだは、内側に向く半田非親和面の作用により、端子部材の折り曲げにおける一方側部分と他方側部分との隙間に入り込むのを防止しつつ、外側に向く半田親和面になじみながら端子部材と基板との間での適正なはんだ付けを達成し、はんだの濡れ上がりを抑制している。
しかしながら、従来のはんだの濡れのばらつきを抑制する方法では、端子部材の一方側部分から他方側部分内側にはんだが入り込むのを防止し、端子部材と基板との間での適正なはんだ付けを達成しているが、はんだが外側から濡れ上がりを防止することはできないため、端子部材と基板との間での適正なはんだ付けのばらつきが十分抑制できず、基板で発生する振動音のばらつきを抑制することができない、という問題がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、基板において発生する振動音の抑制効果を向上させつつ、振動音のばらつきを抑制することができる電子部品を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明者らは電子部品について鋭意研究をした。その結果、素子と基板との間に位置する接続端子が前記基板と前記誘電体素体との間に隙間を有するように折り曲げて形成し、折り曲げられる接続端子と基板とにより形成される基板からの角度のうち、基板からの角度が小さい方の角度を、所定の範囲内となるようにすることで、素子で発生した振動が基板に伝播するのをよく抑制しつつ、複数の電子部品同士の間で、素子に起因して発生する振動音のばらつきを抑制することができ、基板における振動音の抑制効果を向上させることができることを見出した。本発明は、係る知見に基づいて完成されたものである。
本発明の電子部品は、複数の誘電体層と該誘電体層を介して設けられる内部電極とを有する誘電体素体と、該誘電体素体の端面に設けられる外部電極とを有する素子と、一対の接続端子とを含み、前記接続端子が、前記外部電極に接続される電極接続部と、基板に接続され、前記誘電体素体と対向するように設けられる外部接続部と、前記誘電体素体の下面と前記外部接続部との間に隙間を有するように前記電極接続部と前記外部接続部とを接続し、前記素子が設けられている方向又はその反対方向に折り曲げられて形成される中間部とを有し、前記中間部と前記外部接続部とにより形成される角度のうち小さい方の角度が、60°未満であることを特徴とする。
この構成によれば、接続端子を介して設けられるセラミックコンデンサ素子の基板からの高さを一定とした場合、接続端子が折り曲げられていない場合に比べ、接続端子を誘電体素体と接続するために用いられるはんだと接触する位置から接続端子を基板と接続するために用いられるはんだと接触する位置までの接続端子の全長の長さを長くできる。これにより、素子で発生した振動が基板に伝播するのを抑制することができるため、素子に起因して基板から発生する振動音を抑制する効果を向上させることができる。また、中間部と外部接続部とにより形成される基板からの角度を、上記範囲内とすることで、はんだの接続端子への濡れ上がりのばらつきを小さくできるため、接続端子と基板との間での適正なはんだ付けのばらつきを抑制し、基板で発生する振動音のばらつきを抑制することができる。よって、素子で発生した振動が基板に伝播されるのを効率よく抑制して基板から発生する振動音を抑制しつつ、基板で発生する振動音のばらつきを抑制する効果を向上させることができる。
本発明の好ましい態様として、前記中間部は、折り曲げた後、折り返して形成されることが好ましい。これにより、素子で発生した振動が基板に伝播されるのを更に抑制することができる。
本発明の好ましい態様として、前記接続端子は、前記外部接続部を前記素子が設けられている方向に設けることが好ましい。これにより、接続端子を基板に安定して接続することができる。
本発明によれば、基板において発生する振動音の抑制効果を向上させつつ、振動音のばらつきを抑制することができる、という効果を奏する。
以下、本発明を好適に実施するための形態(以下、実施形態という。)につき、詳細に説明する。尚、本発明は以下の実施形態および実施例に記載した内容により限定されるものではない。また、以下に記載した実施形態および実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。更に、以下に記載した実施形態および実施例で開示した構成要素は適宜組み合わせてもよいし、適宜選択して用いてもよい。
本発明の実施形態に係る電子部品であるセラミックコンデンサの好適な一実施形態を図1、2に示す。図1は、本発明の実施形態に係るセラミックコンデンサの斜視図であり、図2は、図1中のA−A断面図である。図1、2に示すように、セラミックコンデンサ10は、セラミックコンデンサ素子11と一対の接続端子12とを含む。尚、本実施形態では、図1中のセラミックコンデンサ素子11の長さ方向をX、幅方向をY、厚さ方向をZとする。
セラミックコンデンサ10は、回路基板(以下、「基板」という。)13上に搭載されている。セラミックコンデンサ10は、1つのセラミックコンデンサ素子11により構成されているが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、セラミックコンデンサ10は、セラミックコンデンサ素子11を複数積層して組み合わせてもよい。
基板13は、例えば、ノート型パーソナルコンピュータ、PDAや携帯電話等の小型の処理装置に用いられる。この基板13のセラミックコンデンサ10が実装される表面には、基板電極14A、14Bが設けられている。基板電極14A、14Bからは配線15A、15Bが延びている。一対の接続端子12は、はんだ16によって基板電極14A、14Bに各々はんだ付けされる。
セラミックコンデンサ素子11は、誘電体素体21と、誘電体素体21の両端部に各々形成された一対の端子電極(外部電極)22とを有する。セラミックコンデンサ素子11は、積層型のセラミックコンデンサであり、両端部ならびに上面と下面と両側面とを含む四方側面を有する略直方体形状に形成される。
本実施形態において、「略直方体形状」とは、立方体形状や直方体形状のみならず、誘電体素体21のように、直方体の稜線部分に面取りが施されて、稜部がR形状となっている形状を含むことはいうまでもない。誘電体素体21はR形状とすることによって、誘電体素体21の稜部における破損の発生を抑制することができる。すなわち、誘電体素体21は、実質的に立方体形状又は直方体形状を有していればよい。
誘電体素体21は、互いに対向する端面23aおよび端面23b(以下、まとめて「端面23」という場合がある。)と、端面23に垂直で互いに対向する側面24aおよび側面24b(以下、まとめて「側面24」という場合がある。また、側面24a、側面24bは、各々、「上面」、「下面」という場合がある。)と、端面23に垂直で互いに対向する側面25aおよび側面25b(以下、まとめて「側面25」という場合がある。)とを有する。側面24と側面25とは互いに垂直である。
誘電体素体21は、複数の誘電体層26と、複数(例えば100層程度)の内部電極27とを有している。誘電体素体21は、複数の誘電体層26と複数の内部電極27とを交互に積層して形成されている。誘電体素体21は、セラミックグリーンシート(未焼成セラミックシート)を複数枚積層し、セラミックグリーンシートの間に内部電極27となる所定パターンの導電性ペーストを含む積層体を加熱圧着して一体化して、切断し、脱脂し、焼成することにより得られる略直方体状の焼結体である。誘電体層26と内部電極27との積層方向は、セラミックコンデンサ素子11の厚さ方向Zである。誘電体素体21は、両端部ならびに上面と下面と両側面とを含む四方側面を有する直方体形状に形成されており、誘電体素体21は、その大きさを、例えば、長さ方向L、幅方向Y、厚さ方向Zにそれぞれほぼ3.2mm、2.5mm、2.5mmとして形成される。なお、説明の都合上、図2では、誘電体層26および内部電極27の積層数を視認できる程度の数としているが、所望の電気特性に応じて、誘電体層26および内部電極27の積層数を適宜変更してもよい。積層数は、例えば、誘電体層26および内部電極27を、各々数十層としてもよく、100層から500層程度としてもよい。また、実際の誘電体素体21は、誘電体層26の層間を視認できない程度に一体化されていてもよい。
誘電体層26は、セラミックグリーンシートを焼成して得られるものである。誘電体層26を構成する誘電体材料は、特に限定されるものではなく、例えば、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム(BaTiO3)などが挙げられる。誘電体層26は、これら誘電体材料を1種又は2種類以上を複数混合して用いるようにしてもよい。誘電体層26は、高い誘電率の有する観点から、特に、誘電率の高い強誘電体材料としてBaTiO3で構成されることが好ましい。誘電体層26としてチタン酸バリウムなどを主成分として用いて構成された誘電体素体21は、誘電体としての機能を有し、電界が加えられると歪みが生じる。このため、セラミックコンデンサ素子11は、交流電圧が印加されると、交流電圧の大きさに応じた機械的歪みを生じ、この機械的歪みが振動となって基板13に伝播することで、基板13が振動し、この振動が可聴周波数帯域である場合、基板13の振動が、振動音として現れることになる。
内部電極27は、一端が誘電体素体21の端面23a、23bの何れかから露出し、一方の外部電極22に接続され、他端は開放端になっており、他方の外部電極22とは絶縁されている。対向する一対の外部電極22に各々接続している内部電極27同士が誘電体層26を介して交互に対向し、所定間隔を持って複数積層されている。
内部電極27を構成する材料としては、積層型のセラミック電子部品の内部電極として通常用いられる導電性材料であれば用いることができ、例えば、Pd、Ag、Niを主成分とする導電性材料を含んだものなどが用いられる。
外部電極22は、誘電体素体21の端面23a、23bと、側面24、25の端面23a、23b側の一部を覆うように設けられている。外部電極22は、誘電体素体21の端面23a、23bで内部電極27と接続している。外部電極22は、電子部品の外部電極として通常用いられる導電性材料であれば用いることができ、例えば、Cuを主成分として含有するものが用いられる。外部電極22は、Cu粉末を含有する導電性ペーストを誘電体素体21の端面23a、23bに塗布して焼き付けることによって形成されている。外部電極22を構成する金属成分としては、Cu以外に、Ag、Pd、Ni、Snなどを導電性材料として含んでもよい。また、外部電極22は、複数の金属電極層で構成されていてもよく、例えば、Cuを主成分とした下地電極に、Niめっき層、Snめっき層を形成するようにしてもよい。
セラミックコンデンサ10は、セラミックコンデンサ素子11の一対の外部電極22に電圧が印加されることで、セラミックコンデンサ素子11に電荷が蓄積される。
接続端子12は、基板電極14A、14Bと一対の外部電極22とをそれぞれ接続するように一対設けられている。接続端子12は、一対の外部電極22とはんだ28ではんだ付けにより接続されている。
接続端子12を形成するために用いられる金属板としては、例えば、鉄、ニッケル、アルミニウム、銅などの金属や、これら金属を含む合金、例えばニッケル合金、銅合金やステンレス鋼などの鉄系合金が挙げられるが、特にこれに限定されるものではない。
本実施形態では、接続端子12は、金属部材で構成され、電極接続部41と、外部接続部42と、中間部43とを有する。具体的には、電極接続部41は、セラミックコンデンサ素子11の長さ方向Xに誘電体素体21の端面23a、23b側で外部電極22と接続している。外部接続部42は、誘電体素体21の下面と対向するように基板電極14A、14Bに設けられ、基板電極14A、14Bとはんだ16により接続されている。中間部43は、誘電体素体21の下面(側面24b)と基板13との間に隙間を有するように電極接続部41と外部接続部42との間に設けられている。また、中間部43は、セラミックコンデンサ素子11の設けられている方向と反対方向に折り曲げた後、セラミックコンデンサ素子11が設けられている方向に折り返して形成されている。
セラミックコンデンサ素子11の一対の外部電極22に電圧が印加されることで、誘電体素体21に振動が発生するが、誘電体素体21で発生した振動が基板13に伝達するのを抑制するためには、接続端子12において誘電体素体21で発生した振動が基板13に伝達するのを抑制する必要がある。接続端子12において誘電体素体21で発生した振動が基板13に伝達するのを抑制するためには、接続端子12のばね定数Kを小さくする必要がある。
図3は、接続端子の寸法を示す説明図である。図3に示す接続端子は、従来から用いられている一般的な接続端子である。図3中、接続端子31の厚さをt、幅をb、基板32の基板電極33から接続端子31とセラミックコンデンサ素子11の外部電極22とを接続するはんだ28の基板面34側までの距離(接続端子取付長さ)をLとする。このとき、接続端子31のばね定数Kは、下記式(1)で表すことができる。下記式(1)中のEは、接続端子31のヤング率である。
接続端子31のばね定数Kが小さいほど、誘電体素体21の電歪に起因して発生する振動が基板32に伝達されるのを抑制し、振動音の発生を抑制する効果を高くすることができる。接続端子31は、セラミックコンデンサ素子11の外部電極22と基板32の基板電極33とを電気的に接続するものであるため、導電性が必要である。導電性を有する材料としては金属材料があるが、金属材料は一般にヤング率が高い。このため、板状の金属材料を折り曲げて成型する際には、接続端子31のばね定数Kが極力小さくなるように接続端子31となる金属板を折り曲げて成型する必要がある。
本実施形態では、図1、2に示すように、接続端子12は、中間部43をセラミックコンデンサ素子11が設けられている方向とは反対方向に折り曲げた後、セラミックコンデンサ素子11が設けられている方向に折り返して形成されている。接続端子12の上記式(1)の長さLは、電極接続部41がはんだ28と接触する下端28aから外部接続部42または中間部43のはんだ16との接触部分までの接続端子12の全長の長さとなる。中間部43を折り曲げた後、折り返して形成することで、接続端子12を介して設けられるセラミックコンデンサ素子11の基板13からの高さを一定とした場合、接続端子12の上記式(1)の長さLを図3に示すような接続端子31の上記式(1)の長さLよりも大きくすることができ、接続端子12のばね定数Kを小さくできる。このため、誘電体素体21で発生した振動がセラミックコンデンサ素子11から基板13に伝播される際、接続端子12において誘電体素体21で発生した振動を吸収することで、誘電体素体21で発生した振動が基板13に伝播するのを抑制することができる。誘電体素体21で発生した振動が基板13に伝播されるのを抑制することで、基板13で発生する振動音を抑制することができる。なお、振動音の大きさは、例えば後述する集音マイクを介して測定される音圧から求められる。
接続端子12は、中間部43と外部接続部42とにより形成される角度のうち外部接続部42が設けられている側とは反対側で中間部43と基板13との間の角度αを、60°未満とし、好ましくは30°以下とし、更に好ましくは10°以下とする。中間部43と外部接続部42とにより形成される角度αを、上記範囲内とすることで、はんだ16の接続端子12への濡れ上がりのばらつきを小さくできるため、接続端子12の上記式(1)の長さLのばらつきを小さくできる。これにより、接続端子12のばね定数Kのばらつきを小さくできるため、誘電体素体21で発生した振動が基板13に伝播するばらつきを小さくすることができる。
よって、接続端子12の基板13とのなす角度αを上記範囲内とすることで、誘電体素体21で発生した振動が基板13に伝播するのを抑制しつつ、誘電体素体21で発生した振動が基板13に伝播するばらつきを小さくすることで、基板13で発生する振動音の抑制効果を向上させることができる。
中間部43は、セラミックコンデンサ素子11が設けられている方向と反対方向に折り曲げた後、セラミックコンデンサ素子11が設けられている方向に折り返して形成されているが、本実施形態は、これに限定されるものではなく、図4に示すように、セラミックコンデンサ素子11が設けられている方向と反対方向に折り曲げたまま外部接続部42と接続するようにしてもよい。また、中間部43は、セラミックコンデンサ素子11が設けられている方向に折り曲げた後、外部接続部42と接続するようにしてもよい。
中間部43は、セラミックコンデンサ素子11が設けられている方向と反対方向に折り曲げた後、セラミックコンデンサ素子11が設けられている方向に折り返して形成されているが、本実施形態は、これに限定されるものではなく、中間部43の一部を折り曲げて上記式(1)の長さLよりも大きくし、接続端子12のばね定数Kを小さくできればよいため、図5に示すように、中間部43は、セラミックコンデンサ素子11が設けられている方向に折り曲げた後、セラミックコンデンサ素子11が設けられている方向と反対方向に折り返して形成するようにしてもよい。
接続端子12は、外部接続部42を中間部43からセラミックコンデンサ素子11が設けられている方向に設けているため、接続端子12は、セラミックコンデンサ素子11を基板13に安定して設けることができる。また、接続端子12は外部接続部42をセラミックコンデンサ素子11の設けられている側に設ける場合に限定されるものではなく、外部接続部42が基板電極14A、14Bとはんだ16を介して接続されていればよいため、図6に示すように、接続端子12は誘電体素体21が設けられている側とは反対側に外部接続部42を設けるようにしてもよい。
セラミックコンデンサ素子11の外部電極22と接続端子12の電極接続部41との間は、はんだ28ではんだ付けにより接続されているが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、導電性接着剤などを用いて外部電極22と接続端子12の電極接続部41とを接続するようにしてもよい。はんだ28または導電性接着剤により外部電極22と接続端子12との間を接続することで、外部電極22と接続端子12との間の導電性を確保しつつ安定して接続できる。このため、セラミックコンデンサ素子11の外部電極22と接続端子12の電極接続部41との間を、はんだ28または導電性接着剤で接続してもセラミックコンデンサ素子11で発生した振動を接続端子12で吸収する際の妨げとならず、外部電極22と接続端子12との接続を維持しつつ、接続端子12で振動が基板13に伝播するのを安定して抑制することができる。
接続端子12の電極接続部41と外部接続部42と中間部43との幅は、各々全て同じ幅A1であり、外部電極22の幅Wと対応しているが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、接続端子12がセラミックコンデンサ10を保持しつつ、接続端子12とセラミックコンデンサ素子11との接続を維持し、誘電体素体21で発生した振動が基板13に伝播するのを抑制する効果が得られる範囲内であれば、電極接続部41と外部接続部42と中間部43との各々の幅は異なるようにしてもよい。また、接続端子12がセラミックコンデンサ10を保持しつつ、セラミックコンデンサ素子11で発生した振動が基板13に伝播するのを十分抑制できる範囲内であれば、電極接続部41の幅A1は、外部電極22の幅Wよりより広くても良いし、狭くしてもよい。
接続端子12の厚さA2は、50μm以上150μm以下であることが好ましく、80μm以上120μm以下であることがより好ましい。接続端子12の厚さA2を50μm以上とすることで、接続端子12がセラミックコンデンサ10を保持するのに十分な強度を保つことができる。また、接続端子12の厚さA2を150μm以下とすることで、セラミックコンデンサ素子11で発生した振動が基板13に伝播するのを十分抑制できる。
このように、本実施形態に係るセラミックコンデンサ10によれば、接続端子12の中間部43を折り曲げ、中間部43と基板13との間の角度αを上記範囲内とすることで、接続端子12により誘電体素体21で発生した振動が基板13に伝播するのを抑制しつつ、振動が基板13に伝播するばらつきを小さくすることで、誘電体素体21に起因して発生する振動音を効率よく抑制し、誘電体素体21に起因して発生する振動音の抑制効果を向上させることができる。
また、複数のセラミックコンデンサ10を基板13に搭載した際、複数のセラミックコンデンサ10が同じ周期で振動することで基板13に伝わる振動が増幅されるため、振動音が共鳴することにより基板13から発生する振動音の大きさも増大するが、本実施形態に係るセラミックコンデンサ10によれば、接続端子12によりセラミックコンデンサ10で発生した振動が基板13に伝播するのを抑制できるため、複数のセラミックコンデンサ10を基板13に搭載しても、複数のセラミックコンデンサ10の振動が共鳴することにより基板13から発生する振動音の大きさが増大するのを抑制することができる。
以上、本実施形態では、セラミック電子部品の一例として積層型のセラミックコンデンサに適用した場合について説明したが、本発明に係るセラミック電子部品は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明に係るセラミック電子部品は、セラミック素体を有するセラミック電子部品であれば、例えば圧電振動子、インダクタ、バリスタ、サーミスタ等の電子部品にも適用可能である。
本実施形態に係る発明の内容を実施例および比較例を用いて以下に詳細に説明するが、本実施形態に係る発明は以下の実施例に限定されるものではない。
<実施例1〜5、比較例1〜4>
[セラミックコンデンサの作製]
セラミックコンデンサ素子は、図1中、長さ方向Xにおける長さが、3.2mmであり、幅方向Yにおける長さが、2.5mmであり、厚さ方向Zにおける長さが、2.0mmである。接続端子の材料としては、Fe−42Ni合金の板材を用い、この接続端子の表面にNiめっき、Snめっきを施し、Niめっき層、Snめっき層を形成し、めっき後の接続端子の厚さを0.1mm程度とした。実施例1〜5および比較例1〜4で用いられる接続端子を設けたセラミックコンデンサは、図1に示すセラミックコンデンサ10のように、セラミックコンデンサ素子11の長さ方向Xであって誘電体素体21の両側面23a、23bに外部電極22と接続するように接続端子12を一対設けたものである。図7に示すように、接続端子12は、折り曲げに関わる金属板の長さを1mmとし、その中央部を頂点として基板13に対して所定の角度となるように接続端子12を折り曲げ、はんだ16ではんだ付けされる接続端子12の中間部43の折曲げ部43a、43bの長さを各々0.5mmとした。実施例1〜5および比較例1〜4で用いられる接続端子の基板とのなす角度αを表1に示す。
[セラミックコンデンサの作製]
セラミックコンデンサ素子は、図1中、長さ方向Xにおける長さが、3.2mmであり、幅方向Yにおける長さが、2.5mmであり、厚さ方向Zにおける長さが、2.0mmである。接続端子の材料としては、Fe−42Ni合金の板材を用い、この接続端子の表面にNiめっき、Snめっきを施し、Niめっき層、Snめっき層を形成し、めっき後の接続端子の厚さを0.1mm程度とした。実施例1〜5および比較例1〜4で用いられる接続端子を設けたセラミックコンデンサは、図1に示すセラミックコンデンサ10のように、セラミックコンデンサ素子11の長さ方向Xであって誘電体素体21の両側面23a、23bに外部電極22と接続するように接続端子12を一対設けたものである。図7に示すように、接続端子12は、折り曲げに関わる金属板の長さを1mmとし、その中央部を頂点として基板13に対して所定の角度となるように接続端子12を折り曲げ、はんだ16ではんだ付けされる接続端子12の中間部43の折曲げ部43a、43bの長さを各々0.5mmとした。実施例1〜5および比較例1〜4で用いられる接続端子の基板とのなす角度αを表1に示す。
[評価]
(振動音の大きさ(音圧)の測定)
各セラミックコンデンサを基板に搭載して交流電圧を印加した際に、基板から発生する振動音の大きさ(音圧)を測定した。図8は、音圧の測定を行なう際に用いた試験装置の構成を簡略に示す図である。図8に示すように、試験装置50は、無響箱51と、集音マイク(商品名:MI−1233、小野測器社製)52と、電源装置53と、FFTアナライザ(商品名:DS2100、小野測器社製)54とを備えている。そして、測定対象となるセラミックコンデンサ55は、基板56に設置された状態で、無響箱51内に設置される。セラミックコンデンサ55を設置した基板56は、その両端に正負一対の電極がそれぞれ設けられる。
(振動音の大きさ(音圧)の測定)
各セラミックコンデンサを基板に搭載して交流電圧を印加した際に、基板から発生する振動音の大きさ(音圧)を測定した。図8は、音圧の測定を行なう際に用いた試験装置の構成を簡略に示す図である。図8に示すように、試験装置50は、無響箱51と、集音マイク(商品名:MI−1233、小野測器社製)52と、電源装置53と、FFTアナライザ(商品名:DS2100、小野測器社製)54とを備えている。そして、測定対象となるセラミックコンデンサ55は、基板56に設置された状態で、無響箱51内に設置される。セラミックコンデンサ55を設置した基板56は、その両端に正負一対の電極がそれぞれ設けられる。
無響箱51は、箱状に形成され、その内壁に吸音材57が設けられている。吸音材57は、グラスウール等を用いており、その表面を波型等に形成することで、音波の接触面積を拡大させ、吸音効果を高めている。
電源装置53は、一対の配線58を介して、基板56の正負一対の電極にそれぞれ接続されており、基板56は、配線58に吊り下げられた状態で、セラミックコンデンサ55が無響箱51内の底面に対向するように、無響箱51の中央部分に配置される。電源装置53は、セラミックコンデンサ55へ向けて、周波数を1kHz〜10kHzとし、DCバイアス20Vとして、3Vp−pの交流電圧を印加した。
集音マイク52は、無響箱51内の底面に設けられ、無響箱51の中央部分に設置されたセラミックコンデンサ55と所定距離を保つようにして配置される。FFTアナライザ54は、集音マイク52により集音された振動音の大きさ(音圧)を解析した。
試験装置50において、電源装置53が基板56へ向けて所定の交流電圧を印加すると、セラミックコンデンサ55で振動が発生し、セラミックコンデンサ55の振動が基板56に伝達され、基板56から振動音が発生する。この振動音を、集音マイク52を用いて集音し、集音した振動音を、FFTアナライザ54で解析することで、基板56から発生する振動音の大きさ(音圧)を測定した。なお、音圧の測定は各々30個行い、周波数は、3kHzで行った。
実施例1〜5および比較例1〜4の各セラミックコンデンサを設置した基板から発生した音圧の測定結果を表1に示す。尚、図1に示すセラミックコンデンサ10のように、セラミックコンデンサ素子11の長さ方向Xであって誘電体素体21の両側面23a、23bに外部電極22と接続するように実施例1〜5および比較例1〜4で用いられる接続端子を1対設けたセラミックコンデンサでは、図3に示すような比較例1のセラミックコンデンサを用いた場合に発生した音圧を基準とした。音圧は、比較例1のセラミックコンデンサを用いた場合に生じた振動音の音圧より低くし、標準偏差を1.0以下にできれば、音圧の抑制効果が良好であると共に、音圧の抑制効果のばらつきが小さく、良好であると判断した。
表1に示すように、比較例1のように、折り曲げていない金属板を接続端子として用いた場合、実施例1〜5や比較例2〜4に比べて、音圧は高く、標準偏差は大きかった。これは、折り曲げていない金属板を接続端子として用いた場合、折り曲げている接続端子に比べて音圧の抑制効果は不十分であるためであると考えられる。また、はんだの濡れ上がりにばらつきが大きいため、はんだの接続端子への濡れ上がり距離にばらつきが発生し、振動音の抑制にばらつきが発生するためと考えられる。また、比較例1のように金属板を折り曲げていない接続端子を用いた場合に比べ、比較例2〜4のように折り曲げ角度αが60°、70°、80°程度の金属板を接続端子として用いた場合では、音圧の抑制効果は不十分であり、振動音の抑制のばらつきも大きく、振動音の抑制が不充分であったことが確認された。これは、金属板において振動音を十分吸収できない上、振動音の吸収効果にばらつきがあるためであると考えられる。
これに対し、実施例1〜5では、何れも比較例1のように折り曲げていない金属板を用いた場合や比較例2〜4のように60°以上折り曲げた金属板を用いた場合に比べ、音圧も50dB以下に抑制でき、標準偏差も1.0以下であり、振動音を抑制しつつ、その抑制効果のばらつきが小さいことが確認された。これは、金属板の折り曲げ角度αが小さいほど、上記式(1)のヤング率Eを小さくでき、接続端子12のばね定数Kを小さくすることで、接続端子が、セラミックコンデンサ素子で発生した振動が基板に伝播するばらつきを小さくして抑制したことによるものと考えられる。これにより、セラミックコンデンサ素子で発生した振動が基板に伝播するのをばらつきを小さくして抑制する効果が得られる。
よって、セラミックコンデンサは、接続端子12の折り曲げ角度αを上記範囲内とすることで、誘電体素体21で発生した振動が基板13に伝播するのを抑制しつつ、複数のセラミックコンデンサを回路基板13に搭載した際、各々のセラミックコンデンサの誘電体素体21から発生する振動が接続端子12で基板13に伝播するのを安定して抑制することができることが判明した。
以上より、本実施形態に係る電子部品をセラミックコンデンサとして回路基板に搭載すれば、誘電体素体から基板に伝達される振動を抑制できると共に、複数のセラミックコンデンサを回路基板に搭載した際に複数のセラミックコンデンサの誘電体素体から発生する振動音の大きさのばらつきを小さくして均一に低減できる。また、複数のセラミックコンデンサを回路基板に搭載した際に複数のセラミックコンデンサの振動が共鳴することにより回路基板から発生する振動音の大きさも低減することが可能となる。したがって、本実施形態に係る電子部品は、回路基板に搭載される積層型のセラミックコンデンサとして用いる場合において有用であり、特に、セラミックコンデンサがノート型パーソナルコンピュータ、PDA、携帯電話等の各種情報処理装置等の回路基板に搭載されるセラミックコンデンサとして好適に用いることができる。
以上のように、本発明に係る電子部品は、回路基板に実装される積層型のセラミックコンデンサとして用いる場合において有用であり、ノート型パーソナルコンピュータ、PDA、携帯電話等の各種情報処理装置等の回路基板に用いるのに適している。
10 セラミックコンデンサ
11 セラミックコンデンサ素子
12 接続端子
13 回路基板(基板)
14A、14B 基板電極
15A、15B 配線
16、28 はんだ
21 誘電体素体
22 外部電極(端子電極)
24、25 側面
26 誘電体層
27 内部電極
41 電極接続部
42 外部接続部
43 中間部
α 角度
11 セラミックコンデンサ素子
12 接続端子
13 回路基板(基板)
14A、14B 基板電極
15A、15B 配線
16、28 はんだ
21 誘電体素体
22 外部電極(端子電極)
24、25 側面
26 誘電体層
27 内部電極
41 電極接続部
42 外部接続部
43 中間部
α 角度
Claims (3)
- 複数の誘電体層と該誘電体層を介して設けられる内部電極とを有する誘電体素体と、該誘電体素体の端面に設けられる外部電極とを有する素子と、一対の接続端子とを含み、
前記接続端子が、前記外部電極に接続される電極接続部と、基板に接続され、前記誘電体素体と対向するように設けられる外部接続部と、前記誘電体素体の下面と前記外部接続部との間に隙間を有するように前記電極接続部と前記外部接続部とを接続し、前記素子が設けられている方向又はその反対方向に折り曲げられて形成される中間部とを有し、
前記中間部と前記外部接続部とにより形成される角度のうち小さい方の角度が、60°未満であることを特徴とする電子部品。 - 前記中間部は、折り曲げた後、折り返して形成される請求項1に記載の電子部品。
- 前記接続端子は、前記外部接続部を前記素子が設けられている方向に設ける請求項1または2に記載の電子部品。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012212861A (ja) * | 2011-03-18 | 2012-11-01 | Murata Mfg Co Ltd | 積層セラミックコンデンサ |
CN104979097A (zh) * | 2014-04-14 | 2015-10-14 | 三星电机株式会社 | 多层陶瓷电容器及用来安装该多层陶瓷电容器的板 |
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-
2010
- 2010-10-28 JP JP2010242838A patent/JP2012094783A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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RD05 | Notification of revocation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425 Effective date: 20130614 |
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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