JP2019004080A - 電子部品、電子装置、及び電子部品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】絶縁体部へのクラックの発生を抑制すること。
【解決手段】直方体形状の絶縁体部１０と、絶縁体部１０の内部に設けられたコイル素子３２と、絶縁体部１０の下面１４に設けられ、コイル素子３２に電気的に接続された下面電極４０と、下面電極４０を覆うと共に、絶縁体部１０の下面１４における端６４が下面電極４０の端４２から離れて下面電極４０に重なって設けられためっき層６２と、下面電極４０とめっき層６２との間に配置されて下面電極４０を覆って設けられ、めっき層６２よりも高融点金属で構成され且つ半田濡れ性の低いめっき層６０と、を備える電子部品。
【選択図】図１
【解決手段】直方体形状の絶縁体部１０と、絶縁体部１０の内部に設けられたコイル素子３２と、絶縁体部１０の下面１４に設けられ、コイル素子３２に電気的に接続された下面電極４０と、下面電極４０を覆うと共に、絶縁体部１０の下面１４における端６４が下面電極４０の端４２から離れて下面電極４０に重なって設けられためっき層６２と、下面電極４０とめっき層６２との間に配置されて下面電極４０を覆って設けられ、めっき層６２よりも高融点金属で構成され且つ半田濡れ性の低いめっき層６０と、を備える電子部品。
【選択図】図１
Description
本発明は、電子部品、電子装置、及び電子部品の製造方法に関する。
直方体形状の絶縁体部の内部に電子素子を備え、電子素子に電気的に接続された電極を絶縁体部の表面に備える電子部品が知られている（例えば、特許文献１）。また、電極を覆ってめっき層を設ける構成も知られている（例えば、特許文献２、３）。なお、特許文献３では、底面電極の面積が大きくなると実装強度が高くなるとの記載から明らかなように、めっき層は底面電極全面を覆っている。
絶縁体部の表面に、絶縁体部の内部に設けられた電子素子に電気的に接続された金属層が設けられた電子部品では、金属層を回路基板に接合した場合に、絶縁体部にクラックが発生することがある。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、絶縁体部のクラックの発生を抑制することを目的とする。
本発明は、直方体形状の絶縁体部と、前記絶縁体部の内部に設けられた電子素子と、前記絶縁体部の第１面に設けられ、前記電子素子に電気的に接続された第１金属層と、前記第１金属層を覆うと共に、前記絶縁体部の前記第１面における端が前記第１金属層の端から離れて前記第１金属層に重なって設けられた第２金属層と、前記第１金属層と前記第２金属層との間に配置されて前記第１金属層を覆って設けられ、前記第２金属層よりも高融点金属で構成され且つ半田濡れ性の低い第３金属層と、を備える電子部品である。
上記構成において、前記第３金属層は、前記第１金属層全体を覆っている構成とすることができる。
本発明は、直方体形状の絶縁体部と、前記絶縁体部の内部に設けられた電子素子と、前記絶縁体部の第１面に設けられ、前記電子素子に電気的に接続された第１金属層と、前記第１金属層を覆うと共に、前記絶縁体部の前記第１面における端が前記第１金属層の端から離れて前記第１金属層に重なって設けられ、前記第１金属層よりも低融点金属で構成され且つ半田濡れ性が高い第２金属層と、を備える電子部品である。
上記構成において、前記第２金属層の前記端は、前記第１金属層の前記端から３μｍ以上離れて設けられている構成とすることができる。
上記構成において、前記絶縁体部の前記第１面に前記第１金属層の前記端を覆って設けられ、前記第２金属層よりも半田濡れ性が低い絶縁層を備え、前記第２金属層の前記端は前記絶縁層を介して前記第１金属層に重なっている構成とすることができる。
上記構成において、前記絶縁体部の前記第１面に１対の前記第１金属層が離間して設けられていて、前記絶縁層は前記１対の第１金属層の一方から他方にかけて延在している構成とすることができる。
上記構成において、前記第１金属層の前記端は前記絶縁体部の前記第１面を平面視したときに曲線形状をしている構成とすることができる。
上記構成において、前記絶縁体部の第２面に設けられ、前記電子素子に電気的に接続された第４金属層を備え、前記第２金属層は前記第１金属層と前記第４金属層を覆って設けられ、前記絶縁体部の前記第２面における前記第２金属層の端は前記第４金属層の端から離れて前記第４金属層に重なって設けられている構成とすることができる。
上記構成において、前記第２金属層は錫めっき層である構成とすることができる。
上記構成において、前記電子素子は、コイル素子またはコンデンサ素子である構成とすることができる。
本発明は、上記記載の電子部品と、前記電子部品の前記第２金属層が半田によって接合された回路基板と、を備える電子装置である。
本発明は、直方体形状の絶縁体部の内部に電子素子を形成する工程と、前記絶縁体部の面に前記電子素子に電気的に接続された第１金属層を形成する工程と、前記絶縁体部の前記面に前記第１金属層の端を覆う絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層をマスクに、前記第１金属層を覆い、前記第１金属層よりも低融点金属で構成され且つ半田濡れ性が高い第２金属層を形成する工程と、を備える電子部品の製造方法である。
本発明は、直方体形状の絶縁体部の内部に電子素子を形成する工程と、前記絶縁体部の面に前記電子素子に電気的に接続された第１金属層を形成する工程と、前記絶縁体部の前記面に前記第１金属層の端を覆う絶縁層を形成する工程と、前記第１金属層を覆う第３金属層を形成する工程と、前記絶縁層をマスクに、前記第３金属層を覆い、前記第３金属層よりも低融点金属で構成され且つ半田濡れ性が高い第２金属層を形成する工程と、を備える電子部品の製造方法である。
上記構成において、前記絶縁層を形成する工程は、前記第２金属層の形成において前記第２金属層の端が前記第１金属層の前記端から３μｍ以上離れて形成されるように前記第１金属層の前記端を覆う前記絶縁層を形成する構成とすることができる。
本発明によれば、絶縁体部のクラックの発生を抑制することができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
図１（ａ）は、実施例１に係るコイル部品１００の断面図、図１（ｂ）は、コイル部品１００の上面図、図１（ｃ）は、コイル部品１００の下面図である。図１（ａ）から図１（ｃ）のように、実施例１のコイル部品１００は、絶縁体部１０、コイル素子３２、第１金属層（下面電極４０）、第３金属層（めっき層６０）、及び第２金属層（めっき層６２）を備える。第１金属層は、必ずしも絶縁体部の下面のみにあるわけではないが通常の部品と回路基板の接合は部品の下面であることが多いから、以下の説明では下面電極４０と記載する。同様に第２金属層、第３金属層についても、必ずしもめっきによって形成された層ではなく、塗布やスパッタ等でも形成できるが、めっきによる形成が一般的であることから、以下の説明では各々めっき層６２、めっき層６０と記載する。
絶縁体部１０は、上面１２と、下面１４と、１対の端面１６と、１対の側面１８と、を有し、Ｘ軸方向に幅方向、Ｙ軸方向に長さ方向、Ｚ軸方向に高さ方向の各辺を有する直方体形状をしている。下面１４は実装面であり、上面１２は下面１４に対向する面である。端面１６は上面１２及び下面１４の１対の辺（例えば短辺）に接続された面であり、側面１８は上面１２及び下面１４の１対の辺（例えば長辺）に接続された面である。絶縁体部１０は、例えばガラスを主成分とした絶縁材料又はフェライトなどの磁性体材料で形成されている。絶縁体部１０は、例えば幅寸法が０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍ、長さ寸法が０．１ｍｍ〜０．６ｍｍ、高さ寸法が０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍである。なお、絶縁体部１０は、完全な直方体形状に限られず、例えば各頂点が丸みを帯びている場合、各稜（各面の境界部のこと）が丸みを帯びている場合、又は各面が曲面を有している場合などでもよい。
コイル素子３２は、絶縁体部１０の内部に設けられている。コイル素子３２は、絶縁体部１０の内部に設けられた導体３０がスパイラル状に繋がることで形成されている。コイル素子３２は、所定の周回単位を有すると共に周回単位によって規定される面と略直交するコイル軸を有する。導体３０は、例えば銅、アルミニウム、ニッケル、銀、白金、又はパラジウムなどの金属材料、又はこれらを含む合金金属材料で形成されている。
下面電極４０は、絶縁体部１０の下面１４に端面１６側に寄って設けられている。絶縁体部１０に下面電極４０に接する外部電極５０が設けられている。ここで、図２（ａ）及び図２（ｂ）を用いて、外部電極５０について説明する。図２（ａ）及び図２（ｂ）は、外部電極５０を説明する斜視図である。図２（ａ）は、絶縁体部１０の上面１２側から見た斜視図、図２（ｂ）は、下面１４側から見た斜視図である。図２（ａ）及び図２（ｂ）のように、外部電極５０は、絶縁体部１０の上面１２に設けられた上部５２と、下面１４に設けられて下面電極４０に接する下部５４と、端面１６に設けられた端部５６と、側面１８に設けられた側部５８と、を含む。
図１（ａ）から図１（ｃ）のように、外部電極５０は絶縁体部１０の内部に設けられた引出導体３４を介して導体３０に接続されている。したがって、下面電極４０及び外部電極５０はコイル素子３２に電気的に接続されている。引出導体３４は、例えば導体３０と同じ材料で形成されている。下面電極４０及び外部電極５０は、例えば銅、アルミニウム、ニッケル、銀、白金、又はパラジウムなどの金属材料、又はこれらを含む合金金属材料で形成されている。下面電極４０と外部電極５０は、同じ金属材料で形成されていてもよいし、異なる金属材料で形成されていてもよい。
下面電極４０の端４２と絶縁体部１０の下面１４のうちの下面電極４０が設けられていない領域とを覆う絶縁層７０が設けられている。絶縁層７０は、１対の下面電極４０の一方から他方にかけて絶縁体部１０の下面１４を覆って延在している。絶縁層７０は、例えばガラスを主成分とした絶縁材料やフェライトなどの磁性体材料や樹脂材料で形成されていて、めっき層６２よりも半田濡れ性が低い。絶縁層７０は、絶縁体部１０と同じ材料で形成されていてもよいし、異なる材料で形成されていてもよい。
めっき層６０は、下面電極４０及び外部電極５０を覆って設けられている。めっき層６０は、絶縁体部１０の下面１４における端６８が絶縁層７０の端７２に接していて、下面電極４０の端４２近傍には設けられていない。めっき層６２は、めっき層６０を覆って設けられている。めっき層６０は、めっき層６２よりも高融点金属で構成され且つ半田濡れ性が低い。めっき層６０は例えばニッケルめっき層であり、めっき層６２は例えば錫めっき層である。めっき層６０は、めっき層６２の表面に接合する半田に下面電極４０及び外部電極５０が拡散することを抑制するために設けられている。
絶縁体部１０の下面１４におけるめっき層６２の端６４は、下面電極４０の端４２から離れていて、下面電極４０に重なっている。めっき層６２の端６４と下面電極４０の端４２との間隔Ｘは、例えば３μｍ以上となっている。また、めっき層６２は絶縁層７０の端７２を覆って形成されている。すなわち、絶縁層７０の端７２は下面電極４０とめっき層６２との間に挟まれていて、めっき層６２の端６４は絶縁層７０を介して下面電極４０に重なっている。
図３、図４（ａ）から図４（ｃ）、図５（ａ）、及び図５（ｂ）は、実施例１に係るコイル部品１００の製造方法を示す図である。コイル部品１００は、絶縁性材料からなるグリーンシートを積層する工程を含んで形成される。グリーンシートは、絶縁体部１０を構成する絶縁層の前駆体であり、例えばガラスなどを主原料とする絶縁性材料スラリーをドクターブレード法などによりフィルム上に塗布することで形成される。なお、絶縁性材料として、ガラスを主成分とした材料の他、フェライトなどを用いた磁性体を用いてもよい。グリーンシートの厚みは特に限定はなく、例えば５μｍ〜６０μｍであり、一例として２０μｍである。
図３のように、複数のグリーンシートＧ１〜Ｇ９を準備する。グリーンシートＧ１の表面に印刷法（例えばスクリーン印刷法）を用いて導電性材料を印刷することで下面電極４０を形成する。次いで、グリーンシートＧ１の表面に印刷法を用いて絶縁材料を印刷することで下面電極４０の一方から他方にかけてグリーンシートＧ１の表面を覆って延在する絶縁層７０を形成する。絶縁層７０は、例えば後述するめっき層６２の形成においてめっき層６２の端６４が下面電極４０の端４２から３μｍ以上離れて形成されるように、下面電極４０の端４２を覆って形成する。
グリーンシートＧ４、Ｇ５の所定の位置にレーザ加工などによってスルーホールを形成する。次いで、グリーンシートＧ４〜Ｇ６に印刷法を用いて導電性材料を印刷することで導体３０、引出導体３４、及びビアホール導体３６の前駆体を形成する。これらは焼成されることで導体３０、引出導体３４、及びビアホール導体３６となる。
グリーンシートＧ１〜Ｇ９を所定の順序で積層し、積層方向に圧力を加えてグリーンシートＧ１〜Ｇ９を圧着する。そして、圧着したグリーンシートＧ１〜Ｇ９をチップ単位に切断した後、所定温度（例えば７００℃〜９００℃程度）にて焼成を行って、絶縁体部１０を形成する。
図４（ａ）のように、絶縁体部１０の一方の端面１６側を電極ペースト９０に浸して電極ペースト９０を塗布した後、塗布した電極ペースト９０を乾燥させる。図４（ｂ）のように、絶縁体部１０の他方の端面１６側を電極ペースト９０に浸して電極ペースト９０を塗布した後、塗布した電極ペースト９０を乾燥させる。その後、所定温度（例えば５００℃〜７００℃）で焼付けを行う。これにより、図４（ｃ）のように、絶縁体部１０に下面電極４０に接する外部電極５０が形成される。外部電極５０は引出導体３４を介して導体３０に接続される。したがって、下面電極４０及び外部電極５０はコイル素子３２に電気的に接続される。
図５（ａ）のように、バレル９２内に絶縁体部１０を投入し、バレルめっき法を用いて絶縁体部１０にめっき処理を施す。これにより、図５（ｂ）のように、下面電極４０及び外部電極５０を覆うめっき層６０と、めっき層６０を覆うめっき層６２が形成される。めっき層６０は、絶縁層７０をマスクとしためっき処理によって形成されるため、端６８が絶縁層７０の端７２に接して形成される。めっき層６２も絶縁層７０をマスクとしためっき処理によって形成されるが、めっき層６２はめっき層６０を覆って形成されるため、端６４は絶縁層７０に重なって形成される。また、上述したように、絶縁層７０はめっき層６２の端６４が下面電極４０の端４２から３μｍ以上離れて形成されるように下面電極４０の端４２を覆って形成されるため、めっき層６２の端６４と下面電極４０の端４２との間隔Ｘは３μｍ以上となる。
図６は、比較例１に係るコイル部品１０００の断面図である。図６のように、比較例１のコイル部品１０００では、絶縁体部１０の表面に設けられた外部電極５０によって下面電極４０が形成されている。めっき層６０は、外部電極５０全体を覆って形成されている。すなわち、下面電極４０の端４２はめっき層６０で覆われている。めっき層６２は、めっき層６０全体を覆って形成されている。したがって、めっき層６２の端６４は下面電極４０の端４２近傍で絶縁体部１０の下面１４に位置している。
比較例１のコイル部品１０００を回路基板に実装するためにめっき層６２を回路基板に半田接合すると、半田は絶縁体部１０の下面１４におけるめっき層６２全体にわたって濡れ広がる。実装後において、コイル部品１０００は回路基板の湾曲などによって応力を受けることがあるが、この応力は回路基板に半田接合しているめっき層６２の端６４近傍に集中し易い。めっき層６２の端６４は下面電極４０の端４２近傍で絶縁体部１０の下面１４に位置して形成されていることから、下面電極４０の端４２近傍で絶縁体部１０にクラック９４が発生することがある。
一方、実施例１によれば、図１（ａ）のように、めっき層６２の端６４は、下面電極４０の端４２から離れて下面電極４０に重なって設けられている。めっき層６２の端６４はめっき層６２よりも半田濡れ性が低い絶縁層７０に接しているため、半田はめっき層６２から絶縁層７０に向かって広がらず、その結果、応力はめっき層６２の端６４近傍に集中する。しかし、めっき層６２の端６４は下面電極４０に重なって設けられているため、応力は絶縁体部１０よりも硬度が小さく且つ展延性が高い下面電極４０で吸収されるようになり、絶縁体部１０への影響が抑制される。したがって、絶縁体部１０に比較例１のクラック９４のようなクラックが発生することを抑制できる。
また、実施例１によれば、図１（ａ）のように、めっき層６２の端６４は絶縁層７０を介して下面電極４０に重なっている。めっき層６２の端６４が絶縁層７０に重なっていることで、めっき層６２に印加された応力を絶縁層７０に分散させることができる。このため、絶縁体部１０にクラックが発生することを抑制できる。また、絶縁層７０は下面電極４０の一方から他方にかけて絶縁体部１０の下面１４を覆って延在しているため、絶縁層７０に分散した応力が絶縁体部１０の一部に集中することが抑制される。したがって、この点からも、絶縁体部１０にクラックが発生することを抑制できる。
めっき層６２の端６４は、下面電極４０の端４２から３μｍ以上離れていることが好ましい。このことを、発明者が行った実験に基づいて説明する。発明者は、めっき層６２の端６４と下面電極４０の端４２との間隔Ｘの長さを変えた複数の試料を作製して、たわみ試験を行った。たわみ試験は、試料を実装基板の上面に半田を用いて実装し、実装基板の下面から力を加えて実装基板をたわませ、そのときに試料にクラックが発生するか否かを試験することで行った。たわみ試験を行った試料の大きさは、幅が０．２ｍｍ、長さが０．４ｍｍ、高さが０．２ｍｍである。また、絶縁体部１０はガラスを主成分とした絶縁材料で形成し、下面電極４０は銀を主成分とする金属材料で形成し、めっき層６０はニッケルめっき層とし、めっき層６２は錫めっき層とした。
表１は、実装基板のたわみ量を３ｍｍにした場合での試験結果を示している。なお、表１において、間隔Ｘが正の場合は、図１（ａ）のように、下面電極４０の端４２がめっき層６２の端６４よりも突き出ている場合であり、間隔Ｘが負の場合は、反対に、めっき層６２の端６４が下面電極４０の端４２よりも突き出ている場合である。
表１のように、めっき層６２の端６４と下面電極４０の端４２との間隔Ｘが−１０μｍの場合では３０チップ中１７チップで絶縁体部１０にクラック９４が発生した。間隔Ｘが−５μｍの場合では３０チップ中１５チップでクラック９４が発生し、間隔Ｘが０μｍの場合では３０チップ中５チップでクラック９４が発生し、間隔Ｘが２μｍの場合では３０チップ中１チップでクラック９４が発生した。一方、間隔Ｘが３μｍ、５μｍ、１０μｍ、１５μｍでは、３０チップ全てで絶縁体部１０にクラックが発生しなかった。
間隔Ｘが３μｍ、５μｍ、１０μｍ、１５μｍのときにクラックが発生しなかったのは上述した理由によるものと考えられる。すなわち、めっき層６２の端６４が下面電極４０に重なって位置しているため、めっき層６２の端６４にたわみによる応力が集中しても、この応力は絶縁体部１０よりも硬度が小さく且つ展延性が高い下面電極４０で吸収されて絶縁体部１０への影響が抑えられる。これにより、絶縁体部１０にクラックが発生することが抑制されたものと考えられる。また、間隔Ｘが２μｍのときにクラック９４が発生したのは、めっき層６２の端６４が下面電極４０の端４２近傍に位置するため、めっき層６２の端６４に集中した応力が下面電極４０の端４２まで影響を及ぼし、その結果、絶縁体部１０にクラック９４が発生したものと考えられる。なお、試料の大きさや、各構成部の材料及び厚さなどを変えた場合でも同様の結果が得られると考えられる。また、絶縁体部１０と下面電極４０の硬度は、例えばビッカース硬度やマクロビッカース硬度で測定することができ、また、その他の測定法で測定することもできる。
この実験結果から、絶縁体部１０にクラックが発生することを効果的に抑制する点から、めっき層６２の端６４が下面電極４０の端４２から３μｍ以上離れて設けられることが好ましい。
絶縁体部１０にクラックが発生することを抑制する点からは、めっき層６２の端６４と下面電極４０の端４２との間隔Ｘは、５μｍ以上の場合が好ましく、１０μｍ以上の場合がより好ましく、１５μｍ以上の場合がさらに好ましい。一方、めっき層６２が回路基板に接合する接合面積が小さくなることを抑制する点からは、めっき層６２の端６４と下面電極４０の端４２との間隔Ｘは、１５μｍ以下の場合が好ましく、１０μｍ以下の場合がより好ましく、５μｍ以下の場合がさらに好ましい。
また、実施例１によれば、図３及び図４（ａ）から図４（ｃ）で説明したように、絶縁体部１０の内部にコイル素子３２を形成し、絶縁体部１０の下面１４にコイル素子３２に電気的に接続された下面電極４０を形成する。絶縁体部１０の下面１４に下面電極４０の端４２を覆う絶縁層７０を形成する。図５（ａ）及び図５（ｂ）で説明したように、絶縁層７０をマスクに、下面電極４０を覆うめっき層６０と、めっき層６０を覆うめっき層６２と、を形成する。このような製造方法で形成されたコイル部品１００は、めっき層６２に応力が印加されて端６４近傍に応力が集中した場合でも、この応力は下面電極４０で吸収されるようになるため、絶縁体部１０にクラックが発生することを抑制できる。
また、図３で説明したように、絶縁層７０を形成する際には、めっき層６２の端６４が下面電極４０の端４２から３μｍ以上離れて形成されるように下面電極４０の端４２を覆う絶縁層７０を形成することが好ましい。これにより、表１で説明したように、絶縁体部１０にクラックが発生することを効果的に抑制できる。
図７（ａ）から図７（ｃ）は、実施例１の変形例１に係るコイル部品１１０から変形例３に係るコイル部品１３０の下面図である。図７（ａ）の変形例１のコイル部品１１０のように、絶縁体部１０の下面１４に設けられた絶縁層７０は、１対の下面電極４０の一方から他方にかけて延在してなく途中で途切れていてもよい。図７（ｂ）の変形例２のコイル部品１２０及び図７（ｃ）の変形例３のコイル部品１３０のように、下面電極４０の端４２の形状は、絶縁体部１０の下面１４を平面視したときに、直線形状である場合に限らず曲線形状である場合でもよい。下面電極４０の端４２が曲線形状をしている場合は、直線形状をしている場合に比べて長くなるため、応力が分散し易くなる。下面電極４０の端４２が曲線形状をしている場合、最も突き出た先端部分に応力が集中し易くなるため、めっき層６２の端６４と下面電極４０の端４２との間隔Ｘは、下面電極４０の最も突き出た先端部分とそれに対応するめっき層６２の端６４との間隔となる。
図８（ａ）は、実施例２に係るコイル部品２００の断面図、図８（ｂ）は、コイル部品２００の上面図、図８（ｃ）は、コイル部品２００の下面図である。図８（ａ）から図８（ｃ）のように、実施例２のコイル部品２００では、絶縁体部１０の下面１４に絶縁層７０が設けられていない。下面電極４０は、めっき層６２よりも高融点金属で構成され且つ半田濡れ性が低く、例えばニッケルで形成されている。言い換えると、めっき層６２は、下面電極４０よりも低融点金属で構成され且つ半田濡れ性が高い。その他の構成は、実施例１と同じであるため説明を省略する。
図９（ａ）及び図９（ｂ）は、実施例２に係るコイル部品２００の製造方法を示す図である。まず、実施例１の図３、図４（ａ）から図４（ｃ）、図５（ａ）、及び図５（ｂ）で説明した製造工程を実施する。これにより、図９（ａ）のように、絶縁体部１０の下面１４において、下面電極４０の端４２を覆う絶縁層７０が形成されると共に、絶縁層７０の外側にめっき層６２が形成される。図９（ｂ）のように、絶縁層７０を剥離する。これにより、実施例２のコイル部品２００が形成される。
実施例２によれば、下面電極４０の端４２はめっき層６０で覆われてなく、下面電極４０はめっき層６２よりも高融点金属で構成され且つ半田濡れ性が低くなっている。下面電極４０の半田濡れ性がめっき層６２よりも低いことで、めっき層６２が半田接合された場合でも、半田はめっき層６２から下面電極４０に向かって濡れ広がり難い。したがって、めっき層６２に応力が印加された場合には、応力は下面電極４０に重なって設けられためっき層６２の端６４近傍に集中するようになる。このため、めっき層６２の端６４に集中した応力は下面電極４０で吸収されるようになり、絶縁体部１０にクラックが発生することを抑制できる。また、コイル部品２００を回路基板に実装した場合、絶縁体部１０がめっき層６０の厚さ分だけ回路基板から離間されるので、絶縁体部１０の下面１４への洗浄性が向上し、半田フラッシュによるモールド樹脂へのクラックの発生を抑制できる。また、絶縁体部１０の下面１４側にモールド樹脂が入り込み易くなる。
なお、実施例２では、下面電極４０がニッケルで形成されている場合を例に示したが、めっき層６２よりも高融点金属で構成され且つ半田濡れ性が低ければ、その他の金属で形成されている場合でもよい。
図１０（ａ）は、実施例３に係るコイル部品３００の断面図、図１０（ｂ）は、コイル部品３００の上面図、図１０（ｃ）は、コイル部品３００の下面図である。図１０（ａ）から図１０（ｃ）のように、実施例３のコイル部品３００では、絶縁体部１０の下面１４に絶縁層７０が設けられてなく、めっき層６０は下面電極４０の端４２を含む全体を覆っている。その他の構成は実施例１と同じであるため説明を省略する。
図１１、図１２（ａ）から図１２（ｃ）、図１３（ａ）、及び図１３（ｂ）は、実施例３に係るコイル部品３００の製造方法を示す図である。図１１のように、複数のグリーンシートＧ１〜Ｇ９を準備する。実施例１の図３と異なる点は、グリーンシートＧ１の表面に下面電極４０を形成するだけで、絶縁層７０は形成していない点である。この点以外は、実施例１の図３で説明した処理と同じ処理を行う。
次いで、実施例１の図４（ａ）及び図４（ｂ）で説明した処理を行い、図１２（ａ）のように、絶縁体部１０に下面電極４０に接する外部電極５０を形成する。次いで、実施例１の図５（ａ）で説明したバレルめっき法を用いて絶縁体部１０にめっき処理を施し、図１２（ｂ）のように、下面電極４０及び外部電極５０を覆うめっき層６０を形成する。次いで、図１２（ｃ）のように、絶縁体部１０の下面１４に、下面電極４０の端４２を覆うようにめっき層６０を覆う絶縁層９６を塗布によって形成する。絶縁層９６は、例えばレジスト膜である。絶縁層９６は、例えば後述するめっき層６２の形成においてめっき層６２の端６４が下面電極４０の端４２から３μｍ以上離れて形成されるように、めっき層６０を覆って形成される。
絶縁層９６を形成した後、実施例１の図５（ａ）で説明したバレルめっき法を用いて絶縁体部１０にめっき処理を施し、図１３（ａ）のように、めっき層６０を覆うめっき層６２を形成する。次いで、図１３（ｂ）のように、絶縁層９６を剥離する。めっき層６２の形成においてマスクとして用いた絶縁層９６は、めっき層６２の端６４が下面電極４０の端４２から３μｍ以上離れて形成されるようにめっき層６０を覆って形成されているため、図１０（ａ）のように、めっき層６２の端６４と下面電極４０の端４２との間隔Ｘは３μｍ以上となる。
実施例３によれば、めっき層６０は下面電極４０の端４２を含む全体を覆って設けられている。めっき層６０はめっき層６２よりも高融点金属で構成され且つ半田濡れ性が低いため、めっき層６２が半田接合された場合でも、半田はめっき層６２からめっき層６０に向かって濡れ広がり難い。したがって、実施例２と同様に、絶縁体部１０にクラックが発生することを抑制できる。
また、実施例３によれば、図１１及び図１２（ａ）で説明したように、絶縁体部１０の内部にコイル素子３２を形成し、絶縁体部１０の下面１４にコイル素子３２に電気的に接続された下面電極４０を形成する。図１２（ｂ）で説明したように、下面電極４０を覆うめっき層６０を形成する。図１２（ｃ）で説明したように、絶縁体部１０の下面１４に下面電極４０の端４２を覆うようにめっき層６０を覆う絶縁層９６を形成する。図１３（ａ）で説明したように、絶縁層９６をマスクに、めっき層６０を覆うめっき層６２を形成する。このような製造方法で形成されたコイル部品３００は、絶縁体部１０にクラックが発生することを抑制できる。また、絶縁層９６をマスクとしてめっき層６２を形成するため、めっき層６２の端６４が直線状に形成され易く、回路基板に実装するときのセルフアライメント効果が大きくなる。また、１対のめっき層６２の端６４の長さを同程度に調整し易いため、マンハッタン現象を抑制することができる。
また、図１２（ｃ）で説明したように、絶縁層９６を形成する際には、めっき層６２の端６４が下面電極４０の端４２から３μｍ以上離れて形成されるようにめっき層６０を覆う絶縁層９６を形成することが好ましい。これにより、表１で説明したように、絶縁体部１０にクラックが発生することを効果的に抑制できる。
なお、めっき層６０はニッケルめっき層である場合に限られず、めっき層６２よりも高融点金属で構成され且つ半田濡れ性が低ければ、その他の金属めっき層であってもよく、めっきによらない金属層であってもよい。
図１４（ａ）は、実施例４に係るコイル部品４００の断面図、図１４（ｂ）は、コイル部品４００の上面図、図１４（ｃ）は、コイル部品４００の下面図である。図１４（ａ）から図１４（ｃ）のように、実施例４のコイル部品４００では、絶縁体部１０の上面１２に外部電極５０に接した上面電極４４（第４金属層）が設けられている。絶縁層７４が、絶縁体部１０の上面１２に設けられていて、上面電極４４の端４６を覆っている。めっき層６０は、下面電極４０、上面電極４４、及び外部電極５０を覆って設けられている。めっき層６２は、上面電極４４を覆って設けられていて、絶縁体部１０の上面１２における端６６が上面電極４４に重なって設けられている。例えば、めっき層６２の端６６と上面電極４４の端４６との間隔Ｙは３μｍ以上となっている。その他の構成は実施例１と同じであるため説明を省略する。
図１５は、実施例４に係るコイル部品４００の製造方法を示す図である。図１５のように、複数のグリーンシートＧ１〜Ｇ９を準備する。実施例１の図３と異なる点は、グリーンシートＧ９の表面に、印刷法によって、上面電極４４と上面電極４４の端４６を覆う絶縁層７４とを形成する点である。例えば、絶縁層７４は、例えば後述するめっき層６２の形成においてめっき層６２の端６６が上面電極４４の端４６から３μｍ以上離れて形成されるように、上面電極４４の端４６を覆って形成される。この点以外は、実施例１の図３で説明した処理と同じ処理を行う。
次いで、実施例１の図４（ａ）及び図４（ｂ）で説明した処理を行い、絶縁体部１０に下面電極４０及び上面電極４４に接する外部電極５０を形成する。次いで、実施例１の図５（ａ）で説明したバレルめっき法を用いて絶縁体部１０にめっき処理を施し、めっき層６０とめっき層６２を形成する。これにより、図１４（ａ）から図１４（ｃ）のように、絶縁体部１０の下面１４におけるめっき層６２の端６４は下面電極４０に重なって設けられ、絶縁体部１０の上面１２における端６６は上面電極４４に重なって設けられる。例えば、めっき層６２の端６４が下面電極４０の端４２から３μｍ以上離れて形成され、端６６が上面電極４４の端４６から３μｍ以上離れて形成される。
実施例４によれば、絶縁体部１０の上面１２にコイル素子３２に電気的に接続された上面電極４４が設けられている。めっき層６２は、下面電極４０と上面電極４４を覆って設けられている。めっき層６２は、端６４が下面電極４０に重なって設けられ且つ端６６が上面電極４４に重なって設けられている。これにより、絶縁体部１０の下面１４側を回路基板に実装する場合に限らず、上面１２側を回路基板に実装する場合でも、絶縁体部１０にクラックが発生することを抑制できる。
絶縁体部１０にクラックが発生することを効果的に抑制するために、めっき層６２の端６６は、上面電極４４の端４６から３μｍ以上離れて設けられることが好ましい。
なお、絶縁体部１０の側面１８に外部電極５０によって形成された側面電極に対しても、絶縁体部１０の側面１８におけるめっき層６２の端を側面電極に重なるように設けてもよく、この場合、側面電極の端から３μｍ以上離れて設けることが好ましい。これにより、側面１８側を回路基板に実装する場合でも、絶縁体部１０にクラックが発生することを抑制できる。すなわち、絶縁体部１０の上面１２、下面１４、端面１６、及び側面１８の少なくとも１つの面において、めっき層６２の端をこの面に設けられた電極に重なるように設けてもよく、電極の端から３μｍ以上離れて設けるようにすることが好ましい。
図１６（ａ）は、実施例５に係るコイル部品５００の断面図、図１６（ｂ）は、コイル部品５００の上面図、図１６（ｃ）は、コイル部品５００の下面図である。図１６（ａ）から図１６（ｃ）のように、実施例５のコイル部品５００では、絶縁体部１０に外部電極５０が設けられていない。導体３０は、絶縁体部１０を高さ方向（Ｚ軸方向）に延在する引出導体３４を介して下面電極４０に接続されている。その他の構成は実施例１と同じであるため説明を省略する。
図１７は、実施例５に係るコイル部品５００の製造方法を示す図である。図１７のように、複数のグリーンシートＧ１〜Ｇ９を準備する。実施例１の図３と異なる点は、グリーンシートＧ２〜Ｇ５にスルーホール導体である引出導体３４を形成する点である。この点以外は、実施例１の図３で説明した処理と同じ処理を行う。次いで、実施例１の図５（ａ）で説明したバレルめっき法を用いて絶縁体部１０にめっき処理を施し、めっき層６０とめっき層６２を形成する。
実施例５のように、絶縁体部１０の下面１４にのみ下面電極４０が設けられ、その他の面には電極が設けられていない場合でもよい。
図１８は、実施例６に係るコイル部品６００の断面図である。図１８のように、実施例６のコイル部品６００では、めっき層６０が設けられてなく、めっき層６２は下面電極４０に接して設けられている。下面電極４０は、めっき層６２よりも高融点金属で構成され且つ半田濡れ性が低く、例えばニッケルで形成されている。その他の構成は実施例５と同じであるため説明を省略する。
実施例６のコイル部品６００は、実施例５のコイル部品５００の製造方法においてめっき層６０を形成しない点以外は同じ処理によって形成できる。すなわち、図１７で説明した方法と同じ方法によって、絶縁体部１０の内部にコイル素子３２を形成し、絶縁体部１０の下面１４にコイル素子３２に電気的に接続された下面電極４０を形成する。絶縁体部１０の下面１４に下面電極４０の端４２を覆う絶縁層７０を形成する。そして、図５（ａ）で説明したバレルめっき法を用いて、絶縁層７０をマスクに、下面電極４０を覆うめっき層６２を形成する。
実施例１から実施例５では、下面電極４０とめっき層６２の間に、下面電極４０を覆ってめっき層６２よりも高融点金属で構成され且つ半田濡れ性の低いめっき層６０が設けられ、めっき層６２はめっき層６０を介して下面電極４０を覆っている場合を例に示した。しかしながら、実施例６のように、下面電極４０がめっき層６２よりも高融点金属で構成され且つ半田濡れ性が低い（すなわち、めっき層６２が下面電極４０よりも低融点金属で構成され且つ半田濡れ性が高い）場合には、めっき層６０が設けられてなく、めっき層６２は下面電極４０を直接覆っていてもよい。なお、実施例６において、絶縁層７０が設けられていない場合でもよい。
図１９は、実施例７に係るコイル部品７００の断面図である。図１９のように、実施例７のコイル部品７００では、絶縁体部１０の表面に設けられた外部電極５０によって下面電極４０が形成されている。その他の構成は実施例１と同じであるため説明を省略する。
実施例１のように外部電極５０とは別に下面電極４０が設けられていてもよいし、実施例７のように外部電極５０によって下面電極４０が形成されていてもよい。
図２０は、実施例８に係るコンデンサ部品８００の断面図である。図２０のように、実施例８のコンデンサ部品８００では、絶縁体部１０の内部に設けられた導体３０によってコンデンサ素子３８が形成されている。コンデンサ部品８００では、絶縁体部１０は、例えばチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ３）、又はチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）などで形成されている。導体３０は、例えば銅、銀、ニッケル、又はパラジウムなどの金属材料で形成されている。その他の構成は実施例１と同じであるため説明を省略する。
実施例１のように絶縁体部１０の内部にコイル素子３２が形成されていてもよいし、実施例７のようにコンデンサ素子３８が形成されていてもよい。また、絶縁体部１０の内部にその他の素子、例えばサーミスタ素子やバリスタ素子などが形成されていてもよい。サーミスタ素子及びバリスタ素子は、一例としてコンデンサ素子３８と同様の内部電極構造を取ることができる。
図２１は、実施例９に係る電子装置９００の断面図である。図２１のように、実施例９の電子装置９００は、回路基板８０の上面に設けられた電極８２に、実施例１のコイル部品１００のめっき層６２が半田８４によって接合されている。これにより、コイル部品１００が回路基板８０に実装されている。
実施例９によれば、回路基板８０の電極８２にコイル部品１００のめっき層６２が半田８４によって接合されている。このため、めっき層６２に応力が掛かることがあるが、実施例１で説明したように、めっき層６２に応力が掛かった場合でも絶縁体部１０にクラックが発生することを抑制できる。
なお、実施例９では、回路基板８０上に実施例１のコイル部品１００が実装される場合を例に示したが、実施例２から実施例７のコイル部品が実装されてもよいし、実施例８のコンデンサ部品が実装されてもよい。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
１０ 絶縁体部
１２ 上面
１４ 下面
１６ 端面
１８ 側面
３０ 導体
３２ コイル素子
３４ 引出導体
３６ ビアホール導体
３８ コンデンサ素子
４０ 下面電極
４２ 端
４４ 上面電極
４６ 端
５０ 外部電極
６０ めっき層
６２ めっき層
６４ 端
６６ 端
７０ 絶縁層
７２ 端
７４ 絶縁層
８０ 回路基板
８２ 電極
８４ 半田
９０ 電極ペースト
９２ バレル
９４ クラック
９６ 絶縁層
１００〜７００ コイル部品
８００ コンデンサ部品
９００ 電子装置
１２ 上面
１４ 下面
１６ 端面
１８ 側面
３０ 導体
３２ コイル素子
３４ 引出導体
３６ ビアホール導体
３８ コンデンサ素子
４０ 下面電極
４２ 端
４４ 上面電極
４６ 端
５０ 外部電極
６０ めっき層
６２ めっき層
６４ 端
６６ 端
７０ 絶縁層
７２ 端
７４ 絶縁層
８０ 回路基板
８２ 電極
８４ 半田
９０ 電極ペースト
９２ バレル
９４ クラック
９６ 絶縁層
１００〜７００ コイル部品
８００ コンデンサ部品
９００ 電子装置
Claims (14)
- 直方体形状の絶縁体部と、
前記絶縁体部の内部に設けられた電子素子と、
前記絶縁体部の第１面に設けられ、前記電子素子に電気的に接続された第１金属層と、
前記第１金属層を覆うと共に、前記絶縁体部の前記第１面における端が前記第１金属層の端から離れて前記第１金属層に重なって設けられた第２金属層と、
前記第１金属層と前記第２金属層との間に配置されて前記第１金属層を覆って設けられ、前記第２金属層よりも高融点金属で構成され且つ半田濡れ性の低い第３金属層と、を備える電子部品。 - 直方体形状の絶縁体部と、
前記絶縁体部の内部に設けられた電子素子と、
前記絶縁体部の第１面に設けられ、前記電子素子に電気的に接続された第１金属層と、
前記第１金属層を覆うと共に、前記絶縁体部の前記第１面における端が前記第１金属層の端から離れて前記第１金属層に重なって設けられ、前記第１金属層よりも低融点金属で構成され且つ半田濡れ性が高い第２金属層と、を備える電子部品。 - 前記第２金属層の前記端は、前記第１金属層の前記端から３μｍ以上離れて設けられている、請求項１または２記載の電子部品。
- 前記絶縁体部の前記第１面に前記第１金属層の前記端を覆って設けられ、前記第２金属層よりも半田濡れ性が低い絶縁層を備え、
前記第２金属層の前記端は前記絶縁層を介して前記第１金属層に重なっている、請求項１から３のいずれか一項記載の電子部品。 - 前記絶縁体部の前記第１面に１対の前記第１金属層が離間して設けられていて、
前記絶縁層は前記１対の第１金属層の一方から他方にかけて延在している、請求項４記載の電子部品。 - 前記第３金属層は、前記第１金属層全体を覆っている、請求項１記載の電子部品。
- 前記第１金属層の前記端は前記絶縁体部の前記第１面を平面視したときに曲線形状をしている、請求項１から６のいずれか一項記載の電子部品。
- 前記絶縁体部の第２面に設けられ、前記電子素子に電気的に接続された第４金属層を備え、
前記第２金属層は前記第１金属層と前記第４金属層を覆って設けられ、
前記絶縁体部の前記第２面における前記第２金属層の端は前記第４金属層の端から離れて前記第４金属層に重なって設けられている、請求項１から７のいずれか一項記載の電子部品。 - 前記第２金属層は錫めっき層である、請求項１から８のいずれか一項記載の電子部品。
- 前記電子素子は、コイル素子またはコンデンサ素子である、請求項１から９のいずれか一項記載の電子部品。
- 請求項１から１０のいずれか一項記載の電子部品と、
前記電子部品の前記第２金属層が半田によって接合された回路基板と、を備える電子装置。 - 直方体形状の絶縁体部の内部に電子素子を形成する工程と、
前記絶縁体部の面に前記電子素子に電気的に接続された第１金属層を形成する工程と、
前記絶縁体部の前記面に前記第１金属層の端を覆う絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層をマスクに、前記第１金属層を覆い、前記第１金属層よりも低融点金属で構成され且つ半田濡れ性が高い第２金属層を形成する工程と、を備える電子部品の製造方法。 - 直方体形状の絶縁体部の内部に電子素子を形成する工程と、
前記絶縁体部の面に前記電子素子に電気的に接続された第１金属層を形成する工程と、
前記絶縁体部の前記面に前記第１金属層の端を覆う絶縁層を形成する工程と、
前記第１金属層を覆う第３金属層を形成する工程と、
前記絶縁層をマスクに、前記第３金属層を覆い、前記第３金属層よりも低融点金属で構成され且つ半田濡れ性が高い第２金属層を形成する工程と、を備える電子部品の製造方法。 - 前記絶縁層を形成する工程は、前記第２金属層の形成において前記第２金属層の端が前記第１金属層の前記端から３μｍ以上離れて形成されるように前記第１金属層の前記端を覆う前記絶縁層を形成する、請求項１２または１３記載の電子部品の製造方法。
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