JP2015046494A - チップ型電子部品 - Google Patents

Abstract

【課題】 外部電極の剥がれにくい電子部品本体を備えたチップ型電子部品を提供する。
【解決手段】 略直方体状の電子部品本体１と、電子部品本体１の対向する端部３に設けられている外部電極５とを有しており、電子部品本体１は側面１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに凹部７を有し、外部電極５の一部が凹部７を埋めている。電子部品本体１の端部３を覆うように設けられた外部電極５の一部が、電子部品本体１の側面（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの少なくとも１つ以上）に形成された凹部７に埋まるように形成されているために、外部電極５は凹部７に埋まった部分が食い込み部となり、これにより電子部品本体１から外部電極５が剥がれるのを抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、チップ型電子部品に関する。

近年、携帯電話などに代表される電子機器は、機能の向上とともに、ますます小型化が図られている。このような電子機器においては、例えば、特許文献１に示されているように、コンデンサ、インダクタ、抵抗体および半導体素子等の様々なチップ型電子部品が、電子機器内に装着された基板上に混載されて高密度に実装された構成となっている。

図４（ａ）は、従来のチップ型電子部品を示す外観斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のチップ型電子部品の外部電極が透くようにして、外部電極に覆われた電子部品本体の端部の表面を示した外観模式図である。

このような用途に適用されるチップ型電子部品としては、図４に示すように、略直方体状の電子部品本体１０１の対向する端部１０３に、該端部１０３を覆うように外部電極１０５が設けられた構造が一般的である。

ところで、チップ型電子部品は、電子機器の小型化に伴って、近年、ますます小型化が要求されてきており、チップ型電子部品のサイズ（見かけ上の体積）は外部電極１０５を含めた最長部分がすでに０．５ｍｍ以下にまで小さくなってきている。

そして、このように小型のチップ型電子部品では、外部電極１０５も薄く形成されていることから、外部電極１０５の電子部品本体１０１に対する接着力も弱いものとなっている。このためハンダなどの接合材を用いた実装の際に電子部品本体１０１から外部電極１０５が剥がれるという問題が起こっている。

特開２００３−３１８３１２号公報

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、外部電極の剥がれにくい電子部品本体を備えたチップ型電子部品を提供することを目的とする。

本発明のチップ型電子部品は、略直方体状の電子部品本体と、該電子部品本体の対向する端面に設けられている外部電極とを有するチップ型電子部品であって、前記電子部品本体は側面に凹部を有し、前記外部電極の一部が前記側面に延在し、延在した前記外部電極の一部が前記凹部に埋入されていることを特徴とする。

本発明によれば、外部電極を剥がれにくい電子部品本体を備えたチップ型電子部品を得ることができる。

（ａ）は、本発明のチップ型電子部品の一実施形態を示す外観斜視図である。（ｂ）は、（ａ）のチップ型電子部品の外部電極が透くようにしたものであり、電子部品本体の側面に凹部が形成されていることを示す外観模式図である。（ｃ）は、（ｂ）のＡ−Ａ線断面図である。 本発明のチップ型電子部品の他の実施形態を示すもので、電子部品本体の角部が丸みを帯びており、丸みを帯びた角部の表面に凹部が形成されていることを示す外観斜視図である。 （ａ）は、本実施形態のチップ型電子部品の他の態様を示すもので、電子部品本体１の内部に、間隔をおいて積層された複数の導体層を有する場合を模式的に示した外観図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 （ａ）は、従来のチップ型電子部品を示す外観斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のチップ型電子部品の外部電極が透くようにして、外部電極に覆われた電子部品本体の端部の表面を示した外観模式図である。

図１（ａ）は、本発明のチップ型電子部品の一実施形態を示す外観斜視図である。（ｂ）は、（ａ）のチップ型電子部品の外部電極が透くようにしたものであり、電子部品本体の側面に凹部が形成されていることを示す外観模式図である。（ｃ）は、（ｂ）のＡ−Ａ線断面図である。ここで、（ｃ）の断面は、（ｂ）の図面において一点鎖線で囲った位置の断面である。

本実施形態のチップ型電子部品は、略直方体状の電子部品本体１と、電子部品本体１の対向する端面３に設けられている外部電極５とを有している。ここで、電子部品本体１は、その側面（この場合、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの少なくとも１つ以上）に凹部７を有し、外部電極５の一部が側面１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに延在し、延在した外部電極５の一部が凹部７に埋入されている構成となっている。

本実施形態のチップ型電子部品によれば、電子部品本体１の端面３を覆うように設けられた外部電極５の一部が、電子部品本体１の側面１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに延在し、延在した外部電極５の一部が凹部７に埋入されるように形成されているために、外部電極５は凹部７に埋まった部分がアンカーとなり、これにより電子部品本体１から外部電極５が剥がれるのを抑制することができる。

ここで、電子部品本体１の形状が略直方体状とは、２つずつ平行な３組の平面によって囲まれた平行六面体だけではなく、隣接した平面によって形成される稜線の部分（以下、稜線部９という）や角部１１が丸みを帯びている形状や、平面がやや湾曲している構造をも含む意味である。

また、側面（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）とは、電子部品本体１において端面３に隣接する４つの面のことをいうが、この場合、側面（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）や端面３によって形成される電子部品本体１の稜線や角の頂点を除く湾曲（または、丸く）した部分までの領域を含むものとする。

また、凹部７とは、電子部品本体１の表面から凹んだ部分のことを言い、その形状としては、例えば、井戸型の形状だけではなく、円錐状や角錐状になったもの、あるいは溝状、さらには、凹部７の底が起伏に富んでいる形状も含む意味である。この場合、埋入する外部電極５の一部によるアンカー効果を高めるという点で、凹部７の電子部品本体１の表面からの深さは３μｍ以上、最長径は５μｍ以上であることが好ましい。また、凹部７の淵は滑らかだけに限らず、不定形状や鋸状であっても良い。さらには、本実施形態のチップ型電子部品における凹部７としては、電子部品本体１に硬いものが衝突して形成されるような、いわゆる、欠けも含む意味である。

そして、本実施形態のチップ型電子部品では、凹部７が電子部品本体１の稜線部９に形成されていることが望ましい。

ここで、稜線部９とは、略直方体状の電子部品本体１において、２つの側面（例えば、１ａ、１ｂ）が隣接して形成されている稜線の角が取れて湾曲面となった部分をいう。電子部品本体１の稜線部９に凹部７が形成されていると、電子部品本体１の端面３や側面１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに比較して外部電極５の厚みが薄くなるとされている稜線部９においても、凹部７の底面に接した面積の分だけ、電子部品本体１に対する外部電極５の接触面積を増やすことができ、これにより電子部品本体１と外部電極５との接着力を向上させることができる。

この場合、凹部７は稜線部９から電子部品本体１の側面１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの平面部に及ぶように形成されていることが望ましい。凹部７が電子部品本体１の稜線部９にとどまらず、側面１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの平面部にまで及ぶような形状であると、凹部７の形状が広がった分だけ、凹部７に埋設される外部電極５の体積を増やすことができ、これにより電子部品本体１と外部電極５との接着力をさらに向上させることができる。この場合、凹部７は、その長手方向が対向する外部電極５の方向に対して垂直となるように向いていることが望ましい。凹部７の長手方向が対向する外部電極５の方向に対して垂直となるような方向であると、凹部７が電子部品本体１の側面１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄにおいてボルトのねじ（この場合、ねじの谷）のように取り巻く形状となるために、外部電極５が端面３の方向に剥がれにくくなるからである。

図２は、本発明のチップ型電子部品の他の実施形態を示すもので、電子部品本体１の角部１１が丸みを帯びており、丸みを帯びた角部１１の表面に凹部７が形成されていることを示す外観斜視図である。

本発明のチップ型電子部品の他の態様として、図２に示したチップ型電子部品を挙げることができる。このチップ型電子部品では、電子部品本体１の角部１１が丸みを帯びおり、その角部１１に凹部７を有し、外部電極５の一部が角部１１に延在し、延在した外部電極５の一部が凹部７に埋入されている。

ここで、角部１１とは、略直方体状の電子部品本体１において、２つの側面（例えば、１ａ、１ｂ）と端面（例えば、端面３ａ）とが隣接して形成されている角が取れて湾曲面となった部分をいう。

図２に示すように、電子部品本体１の角部１１が丸みを帯びている場合には、電子部品本体１の長手方向の中央部側から端面３側にかけて緩やかに湾曲し、外部電極５の形成される電子部品本体１の端面３付近の部位が、いわゆる先細り状となっていることが多い。このため外部電極５が抜けやすかったり、剥がれやすかったりするが、本実施形態のチップ型電子部品では、丸みを帯びた角部１１に凹部７が形成されていることから、この凹部７に外部電極５の一部が埋入されている。これにより電子部品本体１の端面３や角部１１を含む部位を覆うように設けられている外部電極５の接着力を保ち、剥がれ難くすることができる。

なお、先細り状とは、電子部品本体１の端面３の面積が外部電極５間の中央部における端面３と平行な断面３ｂの面積よりも小さくなっているものである。

また、上述した構成は、外部電極５の厚みをそれほど厚くすることができない小型のチップ型電子部品に有用であり、この場合のサイズとしては、長さが０．２〜０．８ｍｍ、
幅が０．１〜０．４ｍｍ、厚みが０．１〜０．４ｍｍであるものに適している。この場合、外部電極５の厚みが５０μｍ以下であり、また、電子部品本体１の表面粗さ（Ｒａ）が２μｍ以下であるようなものに適している。

図３（ａ）は、本実施形態のチップ型電子部品の他の態様を示すもので、電子部品本体１の内部に、間隔をおいて積層された複数の導体層を有する場合を模式的に示した外観図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

また、本実施形態のチップ型電子部品は、電子部品本体１の内部に間隔をおいて積層された複数の導体層１３を有するようなチップ型電子部品にも適用することが可能であり、上記したチップ型電子部品と同様の効果が得られる。

次に、本実施形態のチップ型電子部品の製造方法について説明する。

まず、セラミック粉末を含むグリーンシートの積層体を作製し、所定の温度で焼成することにより電子部品本体１となる焼結体を得る。この場合、積層体としては、グリーンシートを用いる代わりにセラミック粉末の顆粒をプレス成型したものでも良い。

次に、ボールミルに焼結体を入れ、これに、セラミックボールおよびセラミック粉末をメディアとして用いて湿式のバレル研磨を行う。この場合、メディアとしては、直径が１〜３ｍｍのジルコニア系ボールと、平均粒子径が２〜１０μｍのセラミック粉末（例えば、アルミナ粉末）を用いるのが良い。また、溶媒には水を用いるのが良い。

本実施形態のチップ型電子部品は、焼成により得られた焼結体に上記のような構成のメディアを用いた湿式のバレル研磨を行うことによって得ることができる。この場合、粒子径の小さい材料としてアルミナ粉末を用い、粒子径の大きい材料としてアルミナ粉末よりも硬度の低いジルコニア系ボールを用いることにより、焼結体に大きな破壊を発生させることなく、焼結体の表面を研磨しつつ、側面に部分的に凹部７を形成することができる。なお、バレル研磨を粒子径の大きいセラミックボール（例えば、直径が５ｍｍのアルミナボール）だけで行う場合には、焼結体の研磨の速度が速く、また、焼結体が破壊されやすい。このため、粒子径の大きいセラミックボール（例えば、直径が５ｍｍのアルミナボール）だけで行う場合には、焼結体が破壊しないような条件でバレル研磨を行うことから、焼結体に凹部が形成されない。

凹部７の最長径は、例えば、走査型電子顕微鏡観察によって得られた写真から求める。凹部７の深さはチップ型電子部品の断面の走査型電子顕微鏡観察による解析やレーザを用いた変位計により求める。

この後、バレル研磨を施した焼結体（電子部品本体１に対応）の端面３を含む部位（以下、端部という場合がある。）に外部電極ペーストを塗布し、所定の温度で焼き付けを行うことによって本実施形態のチップ型電子部品を得る。このとき、電子部品本体１の側面１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに形成された凹部７に外部電極５の一部が入り込みアンカーの状態となる。

以下、具体的に、チップ型電子部品を作製し、外部電極の接着力の評価を行った。まず、チタン酸バリウム粉末を主成分として含むグリーンシートを用いて、長さ（Ｌ）が０．５５ｍｍ、幅（ｗ）および厚み（ｔ）が０．２６ｍｍのサイズの焼結体を作製した。次に、作製した焼結体にバレル研磨を行った。次に、バレル研磨後の焼結体（電子部品本体に対応）の対向する端部に銅を主成分とする外部電極ペーストを塗布し、７００〜８００℃の温度にて焼き付け処理を行うことによって、最大厚み（電子部品本体の表面からの厚み
）が２０μｍの外部電極を有するチップ型電子部品を作製した。

各試料はバレル研磨の条件を変更したものとした。試料のＮｏ．１は、メディアに直径が２ｍｍのジルコニア系ボールと平均粒子径が７μｍのアルミナ粉末を用いたもの。Ｎｏ．２は、Ｎｏ．１の条件からアルミナ粉末だけ除いたもの。Ｎｏ．３は、Ｎｏ．１の条件に対してジルコニア系ボールの代わりに同じ直径のアルミナボールを用いたもの。試料Ｎｏ．４は、Ｎｏ．１の条件に対して、ジルコニア系ボールを除いたものとした。これらの試料のバレル研磨時の水の量はメディアが一部水面から浮き出る程度とした。

次に、Ｎｏ．１に対して、水の量を１．２倍（Ｎｏ．５）、１．５倍（Ｎｏ．６）としてバレル研磨を行った試料を作製した。

試料のＮｏ．１については、図１に示すような形態で電子部品本体の側面に凹部が形成されていた。Ｎｏ．２については、クラックなどの破壊の見られない試料を選別して用いたがいずれの試料にも凹部は形成されていなかった。Ｎｏ．３についても、クラックなどの破壊の見られない試料を選別して用いたがいずれの試料にも凹部は形成されていなかった。Ｎｏ．４については、バレル研磨が不十分であり、この場合も電子部品本体の側面に凹部は見られなかった。なお、凹部は深さが３μｍ以上あるものとしたが、Ｎｏ．２〜４の試料に形成された凹部はいずれも深さが１μｍ以内であった。Ｎｏ．５では、凹部が主に電子部品本体の稜線部に形成されていた。Ｎｏ．６では、電子部品本体の角部が丸みを帯び、凹部は主に丸みを帯びた角部の表面に形成されていた。これらの試料について、凹部が外部電極に覆われた電子部品本体の側面、稜線部および角部のうちのいずれかの部位に形成されたものについては、外部電極を研磨により除去して露出した電子部品本体の端部を観察することによって、凹部の有無やサイズを評価した。

外部電極の接着力は、作製したチップ型電子部品の外部電極に０．８ｍｍのはんだ引き綱線を２３０℃のホットプレート上で共晶クリームはんだを用いて接着し、この綱線を１０ｍｍ／分の速度で引っ張ることによって接合強度を測定し、評価した。この場合、平均の接合強度が２．０ｋｇｆ以上を示した試料を合格とし、平均の接合強度が２．０ｋｇｆよりも低い試料を不合格とした。試料数はそれぞれ２０個とした。

外部電極の接合強度を評価した結果、平均の接合強度がＮｏ．１は２．３ｋｇｆ、Ｎｏ．５は２．１ｋｇｆおよびＮｏ．６は２．０ｋｇｆであったが、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３およびＮｏ．４の試料については、接合強度がいずれも１．４ｋｇｆ、１．５ｋｇｆおよび１．８ｋｇｆであり、いずれも２．０ｋｇｆよりも低いものであった。

また、電子部品本体の内部に間隔をおいて積層された複数の導体層を有している試料を作製し、評価したが、バレル研磨の条件に対する外部電極の接合強度は導体層を有しない試料と同様の傾向を示した。なお、外部電極の接合強度は内部の導体層との接合のために、導体層を有しない試料よりもいずれも約１０％高いものであった。

１、１０１・・・・・・・・電子部品本体
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ・・側面
３・・・・・・・・・・・・端面
１０３・・・・・・・・・・端部
５、１０５・・・・・・・・外部電極
７・・・・・・・・・・・・凹部
９・・・・・・・・・・・・稜線部
１１・・・・・・・・・・・角部

Claims (4)

1. 略直方体状の電子部品本体と、該電子部品本体の対向する端面に設けられている外部電極とを有するチップ型電子部品であって、前記電子部品本体は側面に凹部を有し、前記外部電極の一部が前記側面に延在し、延在した前記外部電極の一部が前記凹部に埋入されていることを特徴とするチップ型電子部品。
2. 前記凹部が前記電子部品本体の稜線部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のチップ型電子部品。
3. 略直方体状の電子部品本体と、該電子部品本体の対向する端面に設けられている外部電極とを有するチップ型電子部品であって、前記電子部品本体は、角部が丸みを帯びているとともに、該角部に凹部を有し、前記外部電極の一部が前記角部に延在し、延在した前記外部電極の一部が前記凹部に埋入されていることを特徴とするチップ型電子部品。
4. 前記電子部品本体は、内部に間隔をおいて積層された複数の導体層を有していることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれかに記載のチップ型電子部品。