JP2015095490A - セラミック電子部品 - Google Patents
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Abstract
【課題】チップ部品で生じる振動が金属端子を介して実装基板に伝わることを防止し得るセラミック電子部品を提供する。
【解決手段】一対の端子電極２２、２４を有し略直方体形状であるチップ部品と、一対の金属端子部３０、４０と、を備え、前記端子電極は、前記チップ部品の端面から側面（２０ｃ、２０ｅ）の一部に回り込むように形成されており、前記金属端子部は、前記端面と略平行に延びる接続面を含み前記端子電極に接続する接続部３６と、前記接続面とは異なる方向に延びる連結面を含み前記接続部に接続する複数の連結部３７、４７と、前記連結面とは異なる方向であっていずれかの１つの前記側面に対して所定の間隔を空けて略平行に延びる実装部上面を含み前記連結部に接続する複数の実装部３８、４８と、を有する金属端子付きセラミック電子部品。
【選択図】図１
【解決手段】一対の端子電極２２、２４を有し略直方体形状であるチップ部品と、一対の金属端子部３０、４０と、を備え、前記端子電極は、前記チップ部品の端面から側面（２０ｃ、２０ｅ）の一部に回り込むように形成されており、前記金属端子部は、前記端面と略平行に延びる接続面を含み前記端子電極に接続する接続部３６と、前記接続面とは異なる方向に延びる連結面を含み前記接続部に接続する複数の連結部３７、４７と、前記連結面とは異なる方向であっていずれかの１つの前記側面に対して所定の間隔を空けて略平行に延びる実装部上面を含み前記連結部に接続する複数の実装部３８、４８と、を有する金属端子付きセラミック電子部品。
【選択図】図１
Description
本発明は、チップ部品とこれに取り付けられる金属端子を有する金属端子付きセラミック電子部品に関する。
セラミックコンデンサ等のセラミック電子部品としては、単体で直接基板等に面実装等する通常のチップ部品の他に、チップ部品に金属端子が取り付けられたものが提案されている。金属端子が取り付けられているセラミック電子部品は、実装後において、チップ部品が基板から受ける変形応力を緩和したり、チップ部品を衝撃等から保護する効果を有することが報告されており、耐久性及び信頼性等が要求される分野において使用されている。
従来のセラミック電子部品における金属端子部は、チップ部品の端面に平行な面から直角に折り返された実装部を有し、実装部を実装基板に対してはんだ付けして実装するものが提案されている（特許文献１等参照）。
しかしながら、チップ部品の端面に平行な面から直角に折り返された実装部を有する従来のセラミック電子部品では、チップ部品で生じる振動が金属端子を介して実装基板に伝わりやすく、いわゆる音鳴きを発生させるという問題を有している。
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、チップ部品で生じる振動が金属端子を介して実装基板に伝わることを防止し得るセラミック電子部品を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係るセラミック電子部品は、
一対の端子電極を有し略直方体形状であるチップ部品と、前記端子電極に対応して設けられる一対の金属端子部と、を備え、
前記端子電極は、前記チップ部品の端面から側面の一部に回り込むように形成されており、
前記金属端子部は、前記端面と略平行に延びる接続面を含み前記端子電極に接続する接続部と、前記接続面とは異なる方向に延びる連結面を含み前記接続部に接続する複数の連結部と、前記連結面とは異なる方向であっていずれかの１つの前記側面に対して所定の間隔を空けて略平行に延びる実装部上面を含み前記連結部に接続する複数の実装部と、を有することを特徴とする。
また、例えば、前記実装部上面は、当該実装部上面に向き合う前記側面に対して離間していても良い。
一対の端子電極を有し略直方体形状であるチップ部品と、前記端子電極に対応して設けられる一対の金属端子部と、を備え、
前記端子電極は、前記チップ部品の端面から側面の一部に回り込むように形成されており、
前記金属端子部は、前記端面と略平行に延びる接続面を含み前記端子電極に接続する接続部と、前記接続面とは異なる方向に延びる連結面を含み前記接続部に接続する複数の連結部と、前記連結面とは異なる方向であっていずれかの１つの前記側面に対して所定の間隔を空けて略平行に延びる実装部上面を含み前記連結部に接続する複数の実装部と、を有することを特徴とする。
また、例えば、前記実装部上面は、当該実装部上面に向き合う前記側面に対して離間していても良い。
本発明に係るセラミック電子部品における金属端子部は、チップ部品の端子電極に接続する接続部と実装部の間に連結部が存在し、実装部とチップ部品の間に所定の間隔が空けられているため、コンパクトでありながらチップ部品から実装部への振動の伝達経路を従来よりも長く確保することが可能であり、また、連結部を経て振動が伝搬する際に振動方向が分散されることにより、チップ部品から金属端子を介して実装基板に伝わる振動を抑制できる。したがって、このようなセラミック電子部品は、使用時における音鳴きを低減することができる。また、金属端子部が複数の連結部及び実装部を有することにより、金属端子部内の伝送路が分散されて短くなり、ＥＳＬを低減することが可能である。
また、例えば、前記接続部は、前記接続面に接続しており、前記チップ部品における前記側面を挟み込んで把持する少なくとも一対の嵌合アーム部を有しても良い。
また、例えば、一対の前記嵌合アーム部は、前記実装部上面に略平行な前記側面を挟み込んで把持しても良い。
また、例えば、一対の前記嵌合アーム部は、前記実装部上面に略平行な前記側面を挟み込んで把持しても良い。
このようなセラミック電子部品は、嵌合アーム部がチップ部品の側面を挟み込んで把持することによって金属端子部とチップ部品とが固定されているため、当該セラミック電子部品を実装する際に接合部分に伝わる熱により、金属端子部とチップ部品の固定が外れてしまうおそれがない。さらに、従来技術とは異なり、金属端子部とチップ部品の接合に高温はんだ等を使用する必要がないため、環境負荷のある材質の使用を抑制することができる。なお、嵌合アーム部におけるチップ部品に対向する面であるアーム内面には、チップ部品に係合する内側凸部が形成されていることが好ましい。
また、例えば、本発明に係るセラミック電子部品は、前記実装部上面に略平行な面に沿って配列される複数の前記チップ部品を有しても良い。
複数のチップ部品を実装部上面に平行な面に沿って配列することにより、低背で静電容量の大きいセラミック電子部品を実現できる。また、金属端子部において、接続部内の多方向へ電流方向が分散され伝送路が短くなるため、このようなセラミック電子部品によれば、低ＥＳＬを実現することができる。
また、例えば、前記接続部は、前記接続面に接続しており１つの前記チップ部品の前記側面を挟み込んで把持する一対の第１嵌合アーム部と、前記第１嵌合アーム部に対して所定の間隔を空けて前記接続面に接続しており他の１つの前記チップ部品の前記側面を挟み込んで把持する一対の第２嵌合アーム部と、を有しても良い。
所定の間隔を空けて接続面に接続する第１嵌合アーム部及び第２嵌合アーム部を有することにより、各嵌合アーム部がそれぞれのチップ部品を独立に把持することが可能である。したがってこのようなセラミック電子部品は、把持するチップ部品間に寸法ばらつきがある場合でも、第１及び第２嵌合アーム部が各チップ部品を確実に把持することができる。
また、例えば、前記連結面は、前記実装部上面と平行である前記側面に隣接する他の前記側面に対して所定の間隔を空けて配置されていても良い。
また、例えば、複数の前記連結部には、前記側面のうち前記実装部上面と垂直な１つの側面と向き合う連結面を含む１つの連結部と、前記側面のうち前記実装部上面と垂直な他の１つの側面と向き合う連結面を含む他の１つの連結部と、が含まれても良い。
また、例えば、複数の前記連結部には、前記側面のうち前記実装部上面と垂直な１つの側面と向き合う連結面を含む１つの連結部と、前記側面のうち前記実装部上面と垂直な他の１つの側面と向き合う連結面を含む他の１つの連結部と、が含まれても良い。
連結面とチップ部品の側面との間に所定の間隔を空けることにより、チップ部品に寸法ばらつきが生じる場合であっても、チップ部品に金属端子部を安定して取り付けることができる。また、チップ部品からの振動の伝達を抑制して、音鳴きを抑制することが可能である。さらに、実装部とチップ部品の下方側面との間隔も大きくなるため、実装部とチップ部品の間に跨がって実装時のはんだが付着して音鳴きが悪化する問題を防止できる。
また、例えば、複数の前記実装部は、前記連結部との接続部分から前記チップ部品に対向する側へ向かって延びていても良い。
また、例えば、複数の前記実装部は、１つの前記側面と向き合う連結面を含む連結部に接続する１つの実装部と、他の１つの前記側面と向き合う連結面を含む連結部に接続する他の１つの実装部と、が含まれ、１つの前記実装部と他の１つの前記実装部とは、互いに近接する方向へ延びていても良い。
また、例えば、複数の前記実装部は、１つの前記側面と向き合う連結面を含む連結部に接続する１つの実装部と、他の１つの前記側面と向き合う連結面を含む連結部に接続する他の１つの実装部と、が含まれ、１つの前記実装部と他の１つの前記実装部とは、互いに近接する方向へ延びていても良い。
このようなセラミック電子部品は、実装部がチップ部品の下方に延びる形状であるため、実装に要する面積を低減し、高密度実装を実現できる。
また、例えば、前記チップ部品は、前記実装部上面に対して略平行な積層方向を有する積層チップ部品であっても良い。
また、例えば、前記チップ部品の素体は、誘電体層と内部電極層とからなる積層体であってもよい。
また、例えば、前記チップ部品の素体は、誘電体層と内部電極層とからなる積層体であってもよい。
本発明に係るセラミック電子部品は、積層数が増加した場合に伝送路が長くなる問題を低減し、ＥＳＬを抑制することができる。
また、例えば、前記チップ部品の前記端面と前記金属端子部の前記接続面とは、非導電性接着剤で接合されていても良い。
非導電性接着剤を使用することにより、金属フィラー等の導電性成分を含む導電性接着剤に比べて、高い接着性を得ることができるため、チップ部品と金属端子部との固着強度を高めることができる。
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態に係るセラミックコンデンサ１０を示す概略斜視図である。セラミックコンデンサ１０は、第１端子電極２２及び第２端子電極２４からなる一対の端子電極２２、２４を有する３つのチップコンデンサ２０と、チップコンデンサ２０の端子電極２２、２４に対応して備えられる一対の金属端子部３０、４０とを有する。なお、各実施形態の説明では、チップコンデンサ２０に金属端子部３０、４０が取り付けられたセラミックコンデンサを例に説明を行うが、本発明のセラミック電子部品としてはこれに限られず、コンデンサ以外のチップ部品に金属端子部３０、４０が取り付けられたものであっても良い。なお、セラミックコンデンサ１０の説明においては、図１〜図６に示すように、チップコンデンサ２０の第１側面２０ｃと第２側面２０ｄとを接続する方向をＸ軸方向とし、第１端面２０ａと第２端面２０ｂとを接続する方向をＹ軸方向とし、第３側面２０ｅと第４側面２０ｆを接続する方向をＺ軸方向として説明を行う。
図１は、本発明の第１実施形態に係るセラミックコンデンサ１０を示す概略斜視図である。セラミックコンデンサ１０は、第１端子電極２２及び第２端子電極２４からなる一対の端子電極２２、２４を有する３つのチップコンデンサ２０と、チップコンデンサ２０の端子電極２２、２４に対応して備えられる一対の金属端子部３０、４０とを有する。なお、各実施形態の説明では、チップコンデンサ２０に金属端子部３０、４０が取り付けられたセラミックコンデンサを例に説明を行うが、本発明のセラミック電子部品としてはこれに限られず、コンデンサ以外のチップ部品に金属端子部３０、４０が取り付けられたものであっても良い。なお、セラミックコンデンサ１０の説明においては、図１〜図６に示すように、チップコンデンサ２０の第１側面２０ｃと第２側面２０ｄとを接続する方向をＸ軸方向とし、第１端面２０ａと第２端面２０ｂとを接続する方向をＹ軸方向とし、第３側面２０ｅと第４側面２０ｆを接続する方向をＺ軸方向として説明を行う。
図６は、図１に示すセラミックコンデンサ１０の断面図であり、特にチップコンデンサ２０の内部構造が模式的に示されている。チップコンデンサ２０は、コンデンサ素体２６と、第１端子電極２２と第２端子電極２４とを有する。コンデンサ素体２６は、セラミック層としての誘電体層２８と、内部電極層２７とを有し、誘電体層２８と内部電極層２７とが交互に積層してある。
内部電極層２７は、第１端子電極２２に接続しているものと、第２端子電極２４に接続しているものとがあり、第１端子電極２２に接続する内部電極層２７と、第２端子電極２４に接続している内部電極層２７とが、誘電体層２８を挟んで交互に積層されている。
誘電体層２８の材質は、特に限定されず、たとえばチタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウムまたはこれらの混合物などの誘電体材料で構成される。各誘電体層２８の厚みは、特に限定されないが、数μｍ〜数百μｍのものが一般的である。本実施形態では、好ましくは１．０〜５．０μｍである。また、誘電体層は、コンデンサの静電容量を大きくできるチタン酸バリウムを主成分とすることが好ましい。
内部電極層２７に含有される導電体材料は特に限定されないが、誘電体層２８の構成材料が耐還元性を有する場合には、比較的安価な卑金属を用いることができる。卑金属としては、ＮｉまたはＮｉ合金が好ましい。Ｎｉ合金としては、Ｍｎ、Ｃｒ、ＣｏおよびＡｌから選択される１種以上の元素とＮｉとの合金が好ましく、合金中のＮｉ含有量は９５重量％以上であることが好ましい。なお、ＮｉまたはＮｉ合金中には、Ｐ等の各種微量成分が０．１重量％程度以下含まれていてもよい。また、内部電極層２７は、市販の電極用ペーストを使用して形成してもよい。内部電極層２７の厚みは用途等に応じて適宜決定すればよい。
端子電極２２、２４の材質も特に限定されず、通常、銅や銅合金、ニッケルやニッケル合金などが用いられるが、銀や銀とパラジウムの合金なども使用することができる。端子電極２２、２４の厚みも特に限定されないが、通常１０〜５０μｍ程度である。なお、端子電極２２、２４の表面には、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｎ等から選ばれる少なくとも１種の金属被膜が形成されていても良い。
チップコンデンサ２０の形状やサイズは、目的や用途に応じて適宜決定すればよい。チップコンデンサ２０が直方体形状の場合は、通常、縦（０．６〜５．６ｍｍ、好ましくは３．２〜５．６ｍｍ）×横（０．３〜５．０ｍｍ、好ましくは１．６〜５．０ｍｍ）×厚み（０．１〜１．９ｍｍ、好ましくは１．６〜５．６ｍｍ）程度である。
図１に示すように、セラミックコンデンサ１０は、３つのチップコンデンサ２０を有している。３つのチップコンデンサ２０は、ほぼ同一の形状を有している。ただし、セラミックコンデンサ１０が有するチップコンデンサ２０の数は、１つ、２つ又は４つ以上であっても良く、複数のチップコンデンサ２０を有する場合は、互いに大きさや形状が異なっていてもかまわない。
チップコンデンサ２０は、第１端面２０ａ、第２端面２０ｂ、第１側面２０ｃ、第２側面２０ｄ、第３側面２０ｅ、第４側面２０ｆの６つの面から構成される略直方体形状である。図５及び図６に示すように、第１端面２０ａは、金属端子部３０の接続部内面３６ａに向き合っており、第２端面２０ｂは、第１端面２０ａと平行であって、金属端子部４０の接続部内面４６ａに向き合っている。
チップコンデンサ２０は、互いに対向する第１端面２０ａ及び第２端面２０ｂを有している。また、第１端面２０ａ及び第２端面２０ｂは略長方形であり、チップコンデンサ２０は、第１及び第２の端面２０ａ、２０ｂの長辺を連結するように伸びかつ互いに対向する第１及び第２側面２０ｃ、２０ｄと、第１及び第２端面２０ａ、２０ｂの短辺を連結するように伸びかつ互いに対向する第３及び第４側面２０ｅ、２０ｆと、を有している。そして、端面２０ａ、２０ｂの長手方向はＺ軸方向（実装部３８に垂直な方向）、端面２０ａ、２０ｂの短手方向が実装部３８と平行（Ｘ軸方向）になるよう配置される。
そして、本実施形態では、チップコンデンサ２０内部の内部電極層２７と誘電体層２８とが、第１側面２０ｃと第２側面２０ｄの対向方向に交互に積層されている（図６参照）。また、内部電極層と誘電体層とが、実装部や（回路基板の）実装面に対して略垂直となるように配置される。
そして、本実施形態では、チップコンデンサ２０内部の内部電極層２７と誘電体層２８とが、第１側面２０ｃと第２側面２０ｄの対向方向に交互に積層されている（図６参照）。また、内部電極層と誘電体層とが、実装部や（回路基板の）実装面に対して略垂直となるように配置される。
チップコンデンサ２０の４つの側面２０ｃ〜２０ｆのうち、第１側面２０ｃと第２側面２０ｄは、金属端子部３０の実装部３８及び金属端子部４０の実装部４８に対して略垂直に配置される。これに対して、第３側面２０ｅと第４側面２０ｆは、金属端子部３０の実装部３８及び金属端子部４０の実装部４８と略平行に配置される。また、第３側面２０ｅは、下方の実装部３８、４８とは反対方向を向く上方側面であり、第４側面２０ｆは、実装部３８、４８と向き合う下方側面である。
図１及び図５に示すように、チップコンデンサ２０の第１端子電極２２は、第１端面２０ａから側面２０ｃ〜２０ｆの一部に回り込むように形成されている。したがって、第１端子電極２２は、第１端面２０ａに配置される部分と、第１側面２０ｃ〜第４側面２０ｆに配置される部分とを有する（図１〜図５参照）。
また、チップコンデンサ２０の第２端子電極２４は、第２端面２０ｂから側面２０ｃ〜２０ｆの他の一部（第１端子電極２２が回り込んでいる部分とは異なる部分）に回り込むように形成されている。したがって、第２端子電極２４は、第２端面２０ｂに配置される部分と、第１側面２０ｃ〜第４側面２０ｆに配置される部分を有する（図１から図５参照）。また、第１側面２０ｃ〜第４側面２０ｆにおいて、第１端子電極２２と第２端子電極２４とは所定の距離を隔てて形成されている。
図１に示すように、金属端子部３０、４０は、チップコンデンサ２０の第１及び第２端子電極２２、２４に対応して、チップコンデンサ２０の両端部に備えられる。３つのチップコンデンサ２０は、実装部上面３８ａに略平行な面に沿ってＸ軸方向に配列された状態で、金属端子部３０、４０によって保持されている。
金属端子部３０は、チップコンデンサ２０の第１端面２０ａと略平行に延びる接続部内面３６ａを有し第１端子電極２２に接続する接続部３６と、接続部内面３６ａとは異なる方向であって第１又は第２側面２０ｃ、２０ｄと略平行に延びる連結部内面３７ａを有し接続部３６に接続する複数の連結部３７と、連結部内面３７ａとは異なる方向であって第４側面２０ｆに対して所定の間隔を開けて略平行に延びる実装部上面３８ａを有し連結部３７に接続する複数の実装部３８とを有する。また、金属端子部４０は、チップコンデンサ２０の第２端面２０ｂと略平行に延びる接続部内面４６ａを有し第２端子電極２４に接続する接続部４６と、接続部内面４６ａとは異なる方向であって第１又は第２側面２０ｃ、２０ｄと略平行に延びる連結部内面４７ａを有し接続部４６に接続する複数の連結部４７と、連結部内面４７ａとは異なる方向であって第４側面２０ｆに対して所定の間隔を開けて略平行に延びる実装部上面４８ａを有し連結部４７に接続する複数の実装部４８とを有する。なお、金属端子部４０は、チップコンデンサ２０を挟んで金属端子部３０と対称に配置されているが、形状自体については金属端子部３０と同様であるため、金属端子部４０の詳細構造の説明は省略する。
接続部３６の接続部内面３６ａは、チップコンデンサ２０の第１端面２０ａに向き合っており、接続部内面３６ａには、第１端面２０ａに向かって突出して第１端面２０ａと接触する突出部が形成されている（形状については、図５の金属端子部４０における突出部４６ａａを参照）。突出部は、接続部内面３６ａと第１端面２０ａとの接触面積を減少させ、チップコンデンサ２０の振動を金属端子部３０に伝わり難くする効果を奏する。
金属端子部３０の接続部３６は、接続部内面３６ａに接続しておりＸ軸正方向側に配置されたチップコンデンサ２０の第３側面２０ｅ及び第４側面２０ｆを挟み込んで把持する一対の第１嵌合アーム部３１と、第１嵌合アーム部３１に対して所定の間隔を空けて接続部内面３６ａに接続しておりＸ軸方向中央部に配置されたチップコンデンサ２０の第３側面２０ｅ及び第４側面２０ｆを挟み込んで把持する一対の第２嵌合アーム部３３と、第２嵌合アーム部３３に対して所定の間隔を空けて接続部内面３６ａに接続しておりＸ軸負方向側に配置されたチップコンデンサ２０の第３側面２０ｅ及び第４側面２０ｆを挟み込んで把持する一対の第３嵌合アーム部３５と、を有する。
各嵌合アーム部３１、３３、３５は、チップコンデンサ２０の上方側面である第３側面２０ｅ及び下方側面である第４側面２０ｆに向き合っており、特に第３側面２０ｅ及び第４側面２０ｆのうち、第１端子電極２２が側面２０ｅ、２０ｆに回り込んでいる領域に接触している。また、嵌合アーム部３１、３３、３５におけるチップコンデンサ２０側の面であるアーム内面には、チップコンデンサ２０に向かって突出する複数の内側凸部が形成されており（形状については、図５の金属端子部４０における内側凸部４１ａａ、４３ａａ、４５ａａを参照）、複数の内側凸部のうち少なくとも一部は、第１端子電極２２に係合している。内側凸部は、金属端子部４０が第１端子電極２２から外れてしまうことを防止すると伴に、第１端子電極２２と嵌合アーム部３１、３３、３５との導通を確実に確保することができる。なお、アーム内面とは反対側の面であるアーム外面には、アーム内面の凹凸形状を反転させた凹凸形状が形成されており、このような凹凸は、金属端子部３０の放熱特性を向上させ、チップコンデンサ２０の温度上昇を抑制することができる。
このように、金属端子部３０とチップコンデンサ２０とは、嵌合アーム部３１、３３、３５の把持力によって接合されているが、これに加えて、チップコンデンサ２０の第１端面２０ａと金属端子部３０の接続部内面３６ａとは、接着剤で接合されていても良い。その場合、接続部内面３６ａの接合部分には、例えば金属被膜を除去するなどの表面処理が行われることにより、金属被膜が形成されている他の部分（例えば実装部下面３８ｂ）と比較して、接着剤に対する接合性が高い領域が形成されていることが好ましい。また、接着剤としては、特に限定されないが、チップコンデンサ２０と金属端子部３０との固着強度を高めるために、非導電性接着剤であることが好ましい。一般的に、接着剤に導電性を付与するために添加される導電性フィラーや導電性金属粒子等の導電性成分は、接着力の向上には寄与しない。そのため、導電性フィラーや導電性金属粒子等の導電性成分を含んでいない樹脂等によって構成される非導電性接着剤を使用することにより、導電性成分を含む導電性接着剤に比べて高い接着性を得ることができる。非導電性接着剤としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂などを用いることができる。
金属端子部３０は、２つの連結部３７を有しており、一方の連結部３７は接続部３６のＸ軸正方向端部に接続しており、他方の連結部３７は接続部３６のＸ軸負方向端部に接続している。したがって、２つの連結部３７が、チップコンデンサ２０の配列方向であるＸ軸方向の両側から、３つのチップコンデンサ２０を中間に挟んだ状態で配置されている。連結部３７の連結部内面３７ａは、実装部上面３８ａと平行である第４側面２０ｆに隣接する第１側面２０ｃ又は第２側面２０ｄに対して所定の間隔を開けて配置されている。また、連結部内面３７ａのＺ軸正方向の端部は、接続部内面３６ａのＺ軸正方向の端部と同じ高さであり、連結部内面３７ａのＺ軸負方向の端部は、接続部内面３６ａのＺ軸負方向の端部より下方であるため、連結部内面３７ａは、接続部内面３６ａよりＺ軸方向に拡張されている。これにより、連結部内面３７ａによって接続部内面３６ａの変形を防止する効果が、接続部内面３６ａ全体に及ぶ。ただし、接続部内面３６ａの強度が確保されていれば、連結部内面３７ａのＺ軸正方向の端部は、接続部内面３６ａのＺ軸正方向の端部より低くてもかまわない。
金属端子部３０は、２つの実装部３８を有しており、一方の実装部３８は接続部３６のＸ軸正方向端部に接続する連結部３７に接続しており、他方の実装部３８は接続部３６のＸ軸負方向端部に接続する連結部３７に接続している。２つの実装部３８は、チップコンデンサ２０の下方側面である第４側面２０ｆから同じ距離にあり、２つの実装部下面３８ｂは同一の平面上に位置する。実装部３８は、セラミックコンデンサ１０を基板等に実装する際、はんだ等によって基板に接合される部分であり、セラミックコンデンサ１０は、Ｚ軸負方向側を向く実装部下面３８ｂが実装対象である基板に向き合うように、実装基板に設置される。２つの実装部３８は、連結部３７との接続部分からチップコンデンサ２０に向き合う側へ、Ｘ軸方向の両端部から互いに接近する側へ向かって延びており、実装部３８の先端はチップコンデンサ２０の下方に位置する。なお、実装部３８におけるチップコンデンサ２０側の表面である実装部上面３８ａは、チップコンデンサ２０を基板に実装する際に使用されるはんだの過度な回り込みを防止する観点から、実装部下面３８ｂより、はんだに対する濡れ性が低いことが好ましい。
金属端子部３０において、接続部３６は第１端面２０ａと接続されており、接続部３６の両端部において、一方の連結部３７と他方の連結部３７とにそれぞれ接続されている。一方（Ｘ軸負方向側）の連結部３７は接続部３６の接続部内面３６ａから略９０度折り曲げられており、第１側面２０ｃと平行かつ離間するように配置される。他方（Ｘ軸正方向側）の連結部３７は接続部３６の接続部内面３６ａから略９０度折り曲げられており、第２側面２０ｄと平行かつ離間するように配置される。
そして、一方（Ｘ軸負方向側）の実装部３８は一方の連結部３７から（接続部内面３６ａと連結部３７とが折り返される方向とは異なる方向に）略９０度折り曲げられており、第４側面２０ｆと平行かつ離間されるように配置される。他方（Ｘ軸正方向側）の実装部３８は他方の連結部３７から（接続部内面３６ａと連結部３７とが折り返される方向とは異なる方向に）略９０度折り曲げられており、第４側面２０ｆと平行に離間されるように配置される。そして、一方の実装部３８と他方の実装部３８とは、それぞれの連結部３７の端部から、互いに向き合う方向に伸びている。
本実施形態においては、接続部内面３６ａと連結部内面３７ａ、連結部内面３７ａと実装部上面３８ａ、実装部上面３８ａと接続部内面３６ａとが、それぞれ９０度異なる方向を向いている。すなわち、接続部内面と、一方の連結部内面と、一方の実装部上面とが、それぞれ９０度異なる方向を向いている。また、接続内面と、他方の連結部内面と、他方の実装部上面とが、それぞれ９０度異なる方向を向いている。したがって、チップコンデンサ２０における電歪振動方向を分散させ、緩和することができる。また、接続部３６から一方の連結部３７を介して一方の実装部３８を流れる電流経路と、接続部３６から他方の連結部３７を介して他方の実装部３８を流れる電流経路とに分散でき、なおかつ伝送路が短くなるので、低ＥＳＬ、低ＥＳＲとできる。
なお、本実施形態では３つのチップコンデンサ２０を有するセラミックコンデンサ１０を例示しており、外側に形成される一方（Ｘ軸負方向側）のチップコンデンサ２０の第１側面２０ｃ側に一方の連結部３７が、外側に形成される他方（Ｘ軸正方向側）のチップコンデンサ２０の第２側面２０ｄ側に他方の連結部３７が形成されているが、チップコンデンサ２０が１つであってもよい。
また、本実施形態においては、実装面に対して平行に複数のチップコンデンサ２０が配置されることから、実装面に対して垂直に複数のチップコンデンサ２０が配置される場合に比べて、伝送路が短くなり低ＥＳＬとできる。また、内部電極層２７は実装面に対して垂直に配置されることから、実装面に対して平行に配置される場合に比べて、積層数の増加に伴い伝送路が長くなることを抑制でき、低ＥＳＬとできる。
金属端子部４０の接続部４６、連結部４７、実装部４８、実装部４８に備えられる実装部上面４８ａ及び実装部下面４８ｂ並びに接続部４６に備えられる第１嵌合アーム部４１、第２嵌合アーム部４３及び第３嵌合アーム部４５についても、金属端子部３０と同様の構成である。金属端子部３０、４０の材質は、導電性を有する金属材料であれば特に限定されず、例えば鉄、ニッケル、銅、銀等若しくはこれらを含む合金を用いることができる。特に、金属端子部３０、４０の材質をりん青銅とすることが、金属端子部３０、４０の比抵抗を抑制し、セラミックコンデンサ１０のＥＳＲを低減する観点から好ましい。
以下に、セラミックコンデンサ１０の製造方法について説明する。
積層セラミックチップコンデンサ２０の製造方法
積層セラミックチップコンデンサ２０の製造では、まず、焼成後に内部電極層２７となる電極パターンが形成されたグリーンシート（焼成後に誘電体層２８となる）を積層して積層体を作製したのち、得られた積層体を加圧・焼成することによりコンデンサ素体２６を得る。さらに、コンデンサ素体２６に第１端子電極２２及び第２端子電極２４を、端子電極用塗料焼き付け及びめっき等により形成することにより、チップコンデンサ２０を得る。積層体の原料となるグリーンシート用塗料や内部電極層用塗料、端子電極の原料並びに積層体及び電極の焼成条件等は特に限定されず、公知の製造方法等を参照して決定することができる。本実施形態においては、誘電体材料としてチタン酸バリウムを主成分とするセラミックグリーンシートを用いた。また、端子電極は、Ｃｕペーストを浸漬、焼付処理することで焼付層を形成し、さらに、Ｎｉめっき、Ｓｎめっき処理を行なうことで、Ｃｕ焼付層／Ｎｉめっき層／Ｓｎめっき層を形成した。
積層セラミックチップコンデンサ２０の製造では、まず、焼成後に内部電極層２７となる電極パターンが形成されたグリーンシート（焼成後に誘電体層２８となる）を積層して積層体を作製したのち、得られた積層体を加圧・焼成することによりコンデンサ素体２６を得る。さらに、コンデンサ素体２６に第１端子電極２２及び第２端子電極２４を、端子電極用塗料焼き付け及びめっき等により形成することにより、チップコンデンサ２０を得る。積層体の原料となるグリーンシート用塗料や内部電極層用塗料、端子電極の原料並びに積層体及び電極の焼成条件等は特に限定されず、公知の製造方法等を参照して決定することができる。本実施形態においては、誘電体材料としてチタン酸バリウムを主成分とするセラミックグリーンシートを用いた。また、端子電極は、Ｃｕペーストを浸漬、焼付処理することで焼付層を形成し、さらに、Ｎｉめっき、Ｓｎめっき処理を行なうことで、Ｃｕ焼付層／Ｎｉめっき層／Ｓｎめっき層を形成した。
金属端子部３０、４０の製造方法
金属端子部３０の製造では、まず、平板状の金属板材を準備する。金属板材の材質は、導電性を有する金属材料であれば特に限定されず、例えば鉄、ニッケル、銅、銀等若しくはこれらを含む合金を用いることができる。次に、金属板材を機械加工することにより、嵌合アーム部３１、３３、３５、接続部３６、連結部３７及び実装部３８等の形状を形成する。たとえば、平板状の板材を９０度折り曲げて接続部内面３６ａと連結部内面３７ａに相当する面を形成し、さらに連結部内面３７ａに相当する面から９０度折り曲げた別の面を形成することにより、実装部上面３８ａに相当する面を形成することができる。また、嵌合アーム部３１、３３、３５に相当する部分に、内側凸部に相当する凹凸形状を、サンドブラストやケミカルエッチングのような粗面化処理やプレス加工等により形成することができる。
金属端子部３０の製造では、まず、平板状の金属板材を準備する。金属板材の材質は、導電性を有する金属材料であれば特に限定されず、例えば鉄、ニッケル、銅、銀等若しくはこれらを含む合金を用いることができる。次に、金属板材を機械加工することにより、嵌合アーム部３１、３３、３５、接続部３６、連結部３７及び実装部３８等の形状を形成する。たとえば、平板状の板材を９０度折り曲げて接続部内面３６ａと連結部内面３７ａに相当する面を形成し、さらに連結部内面３７ａに相当する面から９０度折り曲げた別の面を形成することにより、実装部上面３８ａに相当する面を形成することができる。また、嵌合アーム部３１、３３、３５に相当する部分に、内側凸部に相当する凹凸形状を、サンドブラストやケミカルエッチングのような粗面化処理やプレス加工等により形成することができる。
次に、機械加工により形成された中間部材の表面に、めっきによる金属被膜を形成することにより、金属端子部３０を得る。めっきに用いる材料としては、特に限定されないが、例えばＮｉ、Ｓｎ、Ｃｕ等が挙げられる。また、めっき処理の際、実装部３８の実装部上面３８ａ及び接続部内面３６ａにおける接着剤付着予定部分にレジスト処理を施すことにより、実装部上面３８ａ及び接続部内面３６ａの一部にめっきが付着することを防止する。これにより、実装部上面３８ａと実装部下面３８ｂのはんだに対する濡れ性に差異を発生させることができ、また、接続部内面３６ａの接着剤に対する接合性を、金属被膜が施された他の部分より高くすることができる。なお、中間部材全体にめっき処理を施して金属被膜を形成した後、実装部上面３８ａ及び接続部内面３６ａに形成された金属被膜のみをレーザー剥離等で除去しても、同様の差異を発生させることができる。
金属端子部４０の製造方法も、金属端子部３０と同様である。
金属端子部４０の製造方法も、金属端子部３０と同様である。
セラミックコンデンサ１０の組み立て
上述のようにして得られたチップコンデンサ２０を３つ準備し、図５に示すように配列して保持した状態で、第１端子電極２２と第２端子電極２４に、それぞれ金属端子部３０、４０を取り付け、セラミックコンデンサ１０を得る。チップコンデンサ２０への取り付けを行う前に、各金属端子部３０、４０の接続部内面３６ａ、４６ａにおける金属被膜が形成されていない部分には、接着剤を予め塗布しておく。金属端子部３０、４０の各嵌合アーム部の先端は、互いに離間するように湾曲しているので、チップコンデンサ２０の各端面２０ａ、２０ｂと、金属端子部３０、４０の接続部内面３６ａ、４６ａとを互いに近づけていくだけで、端子電極２２、２４を、一対の嵌合アーム部３１、３３、３５、４１、４３、４５の間にはめ込むことができる。なお、金属端子部３０、４０における連結部３７、４７は、チップコンデンサ２０を挟み込む際に接続部内面３６ａ、３６ａが変形することを防止できるため、接続部の両側に連結部３７が接続されている金属端子部３０、４０は、チップコンデンサ２０を確実に把持することができる。
上述のようにして得られたチップコンデンサ２０を３つ準備し、図５に示すように配列して保持した状態で、第１端子電極２２と第２端子電極２４に、それぞれ金属端子部３０、４０を取り付け、セラミックコンデンサ１０を得る。チップコンデンサ２０への取り付けを行う前に、各金属端子部３０、４０の接続部内面３６ａ、４６ａにおける金属被膜が形成されていない部分には、接着剤を予め塗布しておく。金属端子部３０、４０の各嵌合アーム部の先端は、互いに離間するように湾曲しているので、チップコンデンサ２０の各端面２０ａ、２０ｂと、金属端子部３０、４０の接続部内面３６ａ、４６ａとを互いに近づけていくだけで、端子電極２２、２４を、一対の嵌合アーム部３１、３３、３５、４１、４３、４５の間にはめ込むことができる。なお、金属端子部３０、４０における連結部３７、４７は、チップコンデンサ２０を挟み込む際に接続部内面３６ａ、３６ａが変形することを防止できるため、接続部の両側に連結部３７が接続されている金属端子部３０、４０は、チップコンデンサ２０を確実に把持することができる。
接着剤が熱硬化性接着剤である場合は、チップコンデンサ２０に第１及び第２金属端子部３０、４０を取り付けた後、所定温度での加熱処理を行って接着剤を硬化させる。なお、必要に応じて、端子電極２２、２４と、これに係合している嵌合アーム部３１、３３、３５、４１、４３、４５の内側凸部とを、いずれか又は双方の表面に形成された金属メッキを溶解させることにより、溶着させても良い。これにより、端子電極２２、２４と金属端子部３０、４０との電気的接合性が向上するとともに、チップコンデンサ２０と金属端子部３０、４０との物理的な結合を補強することができる。
このように、金属端子部３０、４０は、接続部３６と実装部３８の間に連結部３７を有し、さらに実装部３８とチップコンデンサ２０の間に所定の間隔が空けられているため、コンパクトでありながらチップコンデンサ２０から実装部３８への振動の伝達経路を従来よりも長く確保することが可能であり、また、連結部３７を経て振動が伝搬する際に振動方向が分散されることにより、チップコンデンサ２０から金属端子３０、４０を介して実装基板に伝わる振動を抑制できる。したがって、このようなセラミックコンデンサ１０は、使用時における音鳴きを低減することができる。また、金属端子部３０、４０が複数の連結部３７、４７及び実装部３８、４８を有することにより、金属端子部３０、４０内の伝送路が分散されて短くなり、ＥＳＬを低減することが可能である。
また、セラミックコンデンサ１０では、金属端子部３０、４０が、嵌合アーム部３１、３３、３５、４１、４３、４５を有し、チップコンデンサ２０の側面２０ｅ、２０ｆを挟み込んで把持する。そのため、セラミックコンデンサ１０は、容易に組み立てることができる。また、セラミックコンデンサ１０は、高温環境や温度変化の大きい環境で使用された場合でも、はんだ等を接合材料とする従来技術とは異なり、接合材料と金属端子部３０、４０との熱膨張率の違いにより、チップコンデンサ２０と金属端子部３０、４０との接合が解除されてしまう恐れがない。また、各嵌合アーム部３１、３３、３５、４１、４３、４５は、所定の間隔を空けて接続部内面３６ａ、４６ａに接続しており、各嵌合アーム部がそれぞれのチップ部品を独立に把持するため、たとえ把持する３つのチップコンデンサ２０間に寸法ばらつきがある場合でも、各チップコンデンサ２０を確実に把持できる。
さらに、セラミックコンデンサ１０では、連結部内面３７ａ、４７ａと第１側面２０ｃ又は第２側面２０ｄとの間に所定の間隔が形成されているため、チップコンデンサ２０に寸法ばらつきが生じる場合であっても、チップコンデンサ２０に金属端子部３０、４０を安定して取り付けることができる。また、このような隙間が形成されたセラミックコンデンサ１０は、チップコンデンサ２０からの振動の伝達を抑制して、音鳴きを抑制することが可能である。連結部内面３７ａ、４７ａと第１側面２０ｃ又は第２側面２０ｄとの間隔を広くすることにより、実装部上面３９ａが第４側面２０ｆに向き合う領域を小さくし、又は実装部上面３８ａと第４側面２０ｆの位置をＸ軸方向にずらして向き合わない状態とすることができる。これにより、実装部上面３８ａ、４８ａとチップコンデンサ２０の端子電極２２、２４又はチップコンデンサ２０の下方に位置する嵌合アーム部との間に跨がってはんだが付着することを防ぎ、音鳴きの悪化を防止できる。
また、セラミックコンデンサ１０では、嵌合アーム部３１、３３、３５、４１、４３、４５を介してチップコンデンサ２０と金属端子部３０、４０との導通が確保されるため、はんだや接着材を使って金属端子部とチップ部品を接合する従来技術とは異なり金属端子部３０、４０とチップコンデンサ２０の接合に高温はんだ等を使用する必要がないため、環境負荷のある材質の使用を抑制することができる。また、アーム内面に複数の内側凸部４１ａａ、４３ａａ、４５ａａが形成されていることにより、チップコンデンサ２０における端子電極２２，２４の形状が製造ばらつきを有する場合にも、嵌合アーム部３１、３３、３５、４１、４３、４５は、チップコンデンサ２０を把持する力を好適に発揮することが可能であり、また、少なくとも１つの内側凸部４１ａａ、４３ａａ、４５ａａと端子電極２２、２４とを確実に係合させて導通を確保することが可能である。
また、実装部３８の先端は、セラミックコンデンサ１０の中央側に延びているため、実装部３８の先端がセラミックコンデンサ１０の外側に延びる形状に比べて実装に要する面積を低減し、高密度実装を実現できる。例えば、実装基板上に多数のセラミックコンデンサ１０をマトリックス状に配列し、各セラミックコンデンサ１０の実装部３８、４８を電気的に接続することにより、実装基板の限られたスペースに高容量又は高耐圧のコンデンサを形成することが可能である。また、セラミックコンデンサ１０は、積層方向を実装部上面３８ａ、４８ａに略平行な方向とすることにより、積層数が増加した場合にセラミックコンデンサ１０の高さが高くなることを防止して低背化を実現するとともに、伝送路が長くなる問題を抑制して低ＥＳＬを実現できる。
また、チップコンデンサ２０の端面２０ａ、２０ｂと金属端子部３０、４０の接続部３６、４６とを接着剤で接合したセラミックコンデンサ１０は、外部からの変形力や衝撃に対して、電気的にも構造的にも好適な信頼性を有する。
その他の実施形態
上述の実施形態で説明したセラミックコンデンサ１０は、本発明の一実施形態にすぎず、様々な改変が可能であることは言うまでもない。例えば、金属端子部の接続部は、嵌合アーム部に代えて、導電性接着剤等を介して端子電極２２、２４に接続されていても良い。また、セラミックコンデンサ１０に把持されるチップコンデンサ２０は、平面方向（Ｘ軸及びＹ軸方向）ではなく高さ方向（Ｚ軸方向）に配列されても良く、また、平面方向及び高さ方向に、２次元又は３次元的に配列されても良い。また、金属端子部３０、４０が有する連結部３７、４７及び実装部３８、４８は複数であれば特に限定されず、各金属端子部３０、４０が３以上の連結部３７、４７又は実装部３８、４８を有しても良い。
上述の実施形態で説明したセラミックコンデンサ１０は、本発明の一実施形態にすぎず、様々な改変が可能であることは言うまでもない。例えば、金属端子部の接続部は、嵌合アーム部に代えて、導電性接着剤等を介して端子電極２２、２４に接続されていても良い。また、セラミックコンデンサ１０に把持されるチップコンデンサ２０は、平面方向（Ｘ軸及びＹ軸方向）ではなく高さ方向（Ｚ軸方向）に配列されても良く、また、平面方向及び高さ方向に、２次元又は３次元的に配列されても良い。また、金属端子部３０、４０が有する連結部３７、４７及び実装部３８、４８は複数であれば特に限定されず、各金属端子部３０、４０が３以上の連結部３７、４７又は実装部３８、４８を有しても良い。
１０…セラミックコンデンサ
２０…チップコンデンサ
２０ａ…第１端面
２０ｂ…第２端面
２０ｃ…第１側面
２０ｄ…第２側面
２０ｅ…第３側面
２０ｆ…第４側面
２２…第１端子電極
２４…第２端子電極
３０、４０…金属端子部
３１、３３、３５、４１、４３、４５…嵌合アーム部
３６、４６…接続部
３６ａ、４６ａ…接続部内面
３７，４７…連結部
３７ａ、４７ａ…連結部内面
３８、４８…実装部
３８ａ、４８ａ…実装部上面
３８ｂ…実装部下面
２０…チップコンデンサ
２０ａ…第１端面
２０ｂ…第２端面
２０ｃ…第１側面
２０ｄ…第２側面
２０ｅ…第３側面
２０ｆ…第４側面
２２…第１端子電極
２４…第２端子電極
３０、４０…金属端子部
３１、３３、３５、４１、４３、４５…嵌合アーム部
３６、４６…接続部
３６ａ、４６ａ…接続部内面
３７，４７…連結部
３７ａ、４７ａ…連結部内面
３８、４８…実装部
３８ａ、４８ａ…実装部上面
３８ｂ…実装部下面
Claims (13)
- 一対の端子電極を有し略直方体形状であるチップ部品と、前記端子電極に対応して設けられる一対の金属端子部と、を備え、
前記端子電極は、前記チップ部品の端面から側面の一部に回り込むように形成されており、
前記金属端子部は、前記端面と略平行に延びる接続面を含み前記端子電極に接続する接続部と、前記接続面とは異なる方向に延びる連結面を含み前記接続部に接続する複数の連結部と、前記連結面とは異なる方向であっていずれかの１つの前記側面に対して所定の間隔を空けて略平行に延びる実装部上面を含み前記連結部に接続する複数の実装部と、を有することを特徴とする金属端子付きセラミック電子部品。 - 前記実装部上面は、当該実装部上面に向き合う前記側面に対して離間していることを特徴とする請求項１に記載の金属端子付きセラミック電子部品。
- 前記接続部は、前記接続面に接続しており、前記チップ部品における前記側面を挟み込んで把持する少なくとも一対の嵌合アーム部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の金属端子付きセラミック電子部品。
- 一対の前記嵌合アーム部は、前記実装部上面に略平行な前記側面を挟み込んで把持することを特徴とする請求項３に記載の金属端子付きセラミック電子部品。
- 前記実装部上面に略平行な面に沿って配列される複数の前記チップ部品を有することを特徴とする請求項１に記載の金属端子付きセラミック電子部品。
- 前記接続部は、前記接続面に接続しており１つの前記チップ部品の前記側面を挟み込んで把持する一対の第１嵌合アーム部と、前記第１嵌合アーム部に対して所定の間隔を空けて前記接続面に接続しており他の１つの前記チップ部品の前記側面を挟み込んで把持する一対の第２嵌合アーム部と、を有することを特徴とする請求項５に記載の金属端子付きセラミック電子部品。
- 前記連結面は、前記実装部上面と平行である前記側面に隣接する他の前記側面に対して所定の間隔を空けて配置されていることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれかに記載の金属端子付きセラミック電子部品。
- 複数の前記連結部には、前記側面のうち前記実装部上面と垂直な１つの側面と向き合う連結面を含む１つの連結部と、前記側面のうち前記実装部上面と垂直な他の１つの側面と向き合う連結面を含む他の１つの連結部と、が含まれることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれかに記載の金属端子付きセラミック電子部品。
- 複数の前記実装部は、前記連結部との接続部分から前記チップ部品に対向する側へ向かって延びていることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれかに記載の金属端子付きセラミック電子部品。
- 複数の前記実装部は、１つの前記側面と向き合う連結面を含む連結部に接続する１つの実装部と、他の１つの前記側面と向き合う連結面を含む連結部に接続する他の１つの実装部と、が含まれ、１つの前記実装部と他の１つの前記実装部とは、互いに近接する方向へ延びていることを特徴とする請求項８に記載の金属端子付きセラミック電子部品。
- 前記チップ部品は、前記実装部上面に対して略平行な積層方向を有する積層チップ部品であることを特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれかに記載の金属端子付きセラミック電子部品。
- 前記チップ部品の前記端面と前記金属端子部の前記接続面とは、非導電性接着剤で接合されていることを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれかに記載の金属端子付きセラミック電子部品。
- 前記チップ部品は、誘電体層と内部電極層とからなる積層セラミックコンデンサであることを特徴とする請求項１から請求項１２までのいずれかに記載の金属端子付きセラミック電子部品。
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