JP2020188144A - 電子部品の実装構造体及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、主として、電子部品の実装構造体に関するものであるが、以下に示す発明を実施するための形態では、まず、第1の実施の形態に係る電子部品の実装構造体に用いられる電子部品としての積層セラミックコンデンサの一例およびその製造方法について、図1ないし図5を参照しながら、以下、説明する。
また、積層体12に、半導体セラミックを用いた場合、電子部品は、サーミスタ素子として機能する。半導体セラミック材料の具体例としては、たとえば、スピネル系セラミック材料などが挙げられる。
また、積層体12に、磁性体セラミックを用いた場合、電子部品は、インダクタ素子として機能する。また、インダクタ素子として機能する場合は、内部電極層16は、コイル状の導体となる。磁性体セラミック材料の具体例としては、たとえば、フェライトセラミック材料などが挙げられる。
第1の内部電極層16aの一端側には、積層体12の第1の端面12eに引き出された引出電極部18aを有する。第2の内部電極層16bの一端側には、積層体12の第2の端面12fに引き出された引出電極部18bを有する。具体的には、第1の内部電極層16aの一端側の引出電極部18aは、積層体12の第1の端面12eに露出している。また、第2の内部電極層16bの一端側の引出電極部18bは、積層体12の第2の端面12fに露出している。
積層体12の第1の端面12e側には、第1の外部電極22aが形成される。第1の外部電極22aは、積層体12の第1の端面12eを覆い、第1の端面12eから延伸して第1の主面12a、第2の主面12b、第1の側面12cおよび第2の側面12dの一部分を覆うように形成される。この場合、第1の外部電極22aは、第1の内部電極層16aの引出電極部18aと電気的に接続される。
積層体12の第2の端面12f側には、第2の外部電極22bが形成される。第2の外部電極22bは、積層体12の第2の端面12fを覆い、第2の端面12fから延伸して第1の主面12a、第2の主面12b、第1の側面12cおよび第2の側面12dの一部分を覆うように形成される。この場合、第2の外部電極22bは、第2の内部電極層16bの引出電極部18bと電気的に接続される。
樹脂層を焼き付け層の上に形成する場合、樹脂層は、たとえば導電性粒子と熱硬化性樹脂とを含む樹脂層であってもよい。樹脂層のうちの最も厚い部分の厚みは、5μm以上、50μm以下であることが好ましい。
めっき層26aおよび26bは、複数層によって形成されてもよい。好ましくは、焼付け層上に形成されたNiめっき層と、Niめっき層上に形成されたSnめっき層の2層構造である。Niめっき層は、下地電極層24aおよび24bが積層セラミックコンデンサ10を実装する際のはんだによって侵食されることを防止するために用いられ、Snめっき層は、積層セラミックコンデンサ10を実装する際の半田の濡れ性を向上させて、容易に実装することができるようにするために用いられる。めっき層一層あたりの厚みは、0.1μm以上、5.0μm以下であることが好ましい。
このように、積層体12の第1の主面12a側に露出する第1の外部電極22aおよび第2の外部電極22bを含む、第1の主面12a全面に絶縁層40が形成されることで、第1の外部電極22aおよび第2の外部電極22bの間におけるイオンマイグレーションによるショートを抑制することができる。
絶縁層40の積層体12の幅方向yの中央部の断面における充填率は90%以上であることが好ましい。絶縁層40の充填率が90%以上であると、積層セラミックコンデンサ10の機械的強度を向上させることができる。
図8(b)に示すように、主面側に位置する外部電極22bと半田110との境界(e寸端部と同一箇所)における積層体12に対して応力が集中している。
また、図9(b)に示すように、主面側に位置する外部電極22bと半田110との境界における積層体12に対して応力が集中している。図9(b)に示すように、積層体12に対して集中する応力の位置が、外部電極22bにより覆われている部分であるので、e寸端部における応力は、図8(b)に示すe寸端部の応力よりも低下していることがわかる。
さらに、図10(b)に示すように、主面側に位置する外部電極22bと半田110との境界における積層体12に対して応力が集中している。すなわち、図10(b)に示すように、積層体12に対して集中する応力の位置が、外部電極22bにより覆われている部分であるので、e寸端部における応力は、図8(b)および図9(b)に示すe寸端部の応力よりもさらに低下していることがわかる。
図8(c)、図9(c)および図10(c)によれば、実装基板に対して垂直方向に差作用する応力A1と実装基板に対して水平方向に作用する応力A2がみられる。そして、図8(c)、図9(c)、図10(c)と順にみると、垂直方向に作用する応力A1の位置が、主面側に位置する外部電極22bと半田110との境界の位置の違いに追従するように、移動していることがわかる。
(1)最初に、誘電体シートおよび内部電極用の導電性ペーストが準備される。誘電体シートや内部電極用の導電性ペーストには、バインダおよび溶剤が含まれるが、公知の有機バインダや有機溶剤を用いることができる。
(2)次に、誘電体シート上に、たとえば、スクリーン印刷やグラビア印刷などにより、所定のパターンで内部電極用の導電性ペーストが印刷され、それにより内部電極パターンが形成される。
(3)さらに、内部電極パターンが形成されていない外層用の誘電体シートが所定枚数積層され、その上に内部電極が形成された誘電体シートが順次積層され、その上に外層用の誘電体シートが所定枚数積層されて、積層シートが作製される。
(5)次に、積層ブロックが所定のサイズにカットされ、積層チップが切り出される。このとき、バレル研磨などにより、積層チップの角部および稜線部に丸みがつけられてもよい。
(6)さらに、積層チップを焼成することにより、積層体12が作製される。このときの焼成温度は、誘電体や内部電極の材料にもよるが、900℃以上1300℃以下であることが好ましい。
(8)さらに、必要に応じて、外部電極用の導電性ペーストの焼付け層の表面に、めっきが施される。
(7)すなわち、得られた積層体12の両端面にめっき処理を施し、内部電極の露出部の上に、下地めっき膜を形成する。めっき処理を行うにあたっては、電解めっき、無電解めっきのどちらを採用してもよいが、無電解めっきはめっき析出速度を向上させるために、触媒などによる前処理が必要となり、工程が複雑化するというデメリットがある。したがって、通常は、電解めっきを採用することが好ましい。めっき工法としては、バレルめっきを用いることが好ましい。
なお、表面導体を形成する場合は、あらかじめ最外層のセラミックグリーンシート上に表面導体パターンを印刷して、セラミック素体と同時焼成してもよく、また、焼成後のセラミック素体の主面上に表面導体を印刷してから焼き付けてもよい。
(8)それから、必要に応じて、外部電極用のめっき電極の表面にめっき層を形成する。
次に、この積層セラミックコンデンサ本体に対して、絶縁層40を付与する絶縁層付与工程が実施される。
それから、上記絶縁材料の物性に応じて、熱硬化もしくは乾燥させることによって、絶縁層40が積層セラミックコンデンサ本体に固着される。
まず、この発明の第2の実施の形態に係る電子部品の実装構造体に用いられる積層セラミックコンデンサの一例ついて、図11ないし図13を参照しながら、以下、説明する。また、電子部品としての積層セラミックコンデンサの実装構造体の一例について、図14および図15を参照しながら、以下、説明する。
また、図14は、この発明の第2の実施の形態に係る電子部品の一例としての積層セラミックコンデンサの実装構造体の一例を示す要部斜視図である。図15は、図14に示す積層セラミックコンデンサの実装構造体の線XV−XVにおける断面図である。
すなわち、樹脂層が、第2の主面12b側全面にも絶縁層42が形成されているので、実装時の第2の主面12b側における耐衝撃を向上させることができる。また、このような構成により、樹脂封止時における第2の主面側のショートを抑制することができる。さらに、積層セラミックコンデンサ10Aの実装面の方向の選別が容易になる。
また、図14に示す積層セラミックコンデンサの実装構造体100Aは、図6に示す積層セラミックコンデンサの実装構造体100と同様の効果を奏する。
まず、この発明の参考例に係る電子部品の実装構造体に用いられる積層セラミックコンデンサの一例ついて、図16ないし図18を参照しながら、以下、説明する。また、電子部品としての積層セラミックコンデンサの実装構造体の一例について、図19および図20を参照しながら、以下、説明する。
また、図19は、この発明の参考例に係る電子部品の一例としての積層セラミックコンデンサの実装構造体の一例を示す要部斜視図である。図20は、図19に示す積層セラミックコンデンサの実装構造体の線XX−XXにおける断面図である。
また、図19に示す積層セラミックコンデンサの実装構造体の製造方法についても、絶縁層の形成する場所が相違する以外は、図6に示す積層セラミックコンデンサ10の実装構造体の製造方法と同一である。
12 積層体
12a 第1の主面
12b 第2の主面
12c 第1の側面
12d 第2の側面
12e 第1の端面
12f 第2の端面
14 セラミック層
15a 外層部
15b 内層部
16 内部電極層
16a 第1の内部電極層
16b 第2の内部電極層
18a、18b 引出電極部
20a 対向電極部
20b Wギャップ
20c Lギャップ
22 外部電極
22a 第1の外部電極
22b 第2の外部電極
24a、24b 下地電極層
26a、26b めっき層
40 第1の主面側に形成された絶縁層
42 第2の主面側に形成された絶縁層
100、100A、500 積層セラミックコンデンサの実装構造体
102 実装基板
104 基板本体
106 実装面
108 ランド電極
110 半田
Claims (13)
- 積層された複数のセラミック層を有し、積層方向に相対する第1の主面および第2の主面と、前記積層方向に直交する幅方向に相対する第1の側面および第2の側面と、前記積層方向および前記幅方向に直交する長さ方向に相対する第1の端面および第2の端面と、を有する積層体と、
前記第1の端面を覆い、前記第1の端面から延伸して前記第1の主面、前記第2の主面、前記第1の側面および前記第2の側面を覆って配置された第1の外部電極と、
前記第2の端面を覆い、前記第2の端面から延伸して前記第1の主面、前記第2の主面、前記第1の側面および前記第2の側面を覆って配置された第2の外部電極と、を有し、
前記積層体の前記第1の主面および前記第1の主面側に露出する前記第1の外部電極および前記第2の外部電極を覆うように絶縁層が形成された電子部品と、
実装面を有する基板本体と前記実装面上に形成されたランド電極とを備えた実装基板とを備え、
前記電子部品の前記第1の主面と前記実装基板の前記実装面とは対向しており、
前記電子部品の前記第1の外部電極および前記第2の外部電極は、半田を介して前記ランド電極に実装され、
前記電子部品の前記長さ方向における前記絶縁層の端部は、少なくとも前記幅方向の中央部の断面において、前記幅方向から見たときに、前記積層体の両端面から前記積層体の前記長さ方向に沿って離れる方向に位置している、電子部品の実装構造体。 - 前記絶縁層は、前記電子部品の前記第1の主面側の全体を覆うことを特徴とする、請求項1に記載の電子部品の実装構造体。
- 前記絶縁層は、前記電子部品の前記第1の側面および前記第2の側面には形成されないことを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の電子部品の実装構造体。
- 前記絶縁層は、セラミックにより形成されることを特徴とする、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の電子部品の実装構造体。
- 前記絶縁層を形成するセラミックの粒径は、前記積層体のセラミック層に含まれるセラミックの粒径よりも小さいことを特徴とする、請求項4に記載の電子部品の実装構造体。
- 前記セラミックは、Al2O3、PZT、SiC、SiO2、またはMgOにより形成されることを特徴とする、請求項4または請求項5に記載の電子部品の実装構造体。
- 前記絶縁層の厚みは、5.0μm以下であることを特徴とする、請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の電子部品の実装構造体。
- 前記絶縁層は、前記積層体の前記第2の主面および前記第2の主面側に露出する前記第1の外部電極および前記第2の外部電極を覆うように形成されることを特徴とする、請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の電子部品の実装構造体。
- 前記絶縁層は、前記積層体の前記幅方向の中央部の断面における充填率が90%以上であることを特徴とする、請求項1ないし請求項8のいずれかに記載の電子部品の実装構造体。
- 前記絶縁層と前記ランド電極との間には前記半田と前記絶縁層とが接触されていない空間を有することを特徴とする、請求項1ないし請求項9のいずれかに記載の電子部品の実装構造体。
- 積層された複数のセラミック層を有し、積層方向に相対する第1の主面および第2の主面と、前記積層方向に直交する幅方向に相対する第1の側面および第2の側面と、前記積層方向および前記幅方向に直交する長さ方向に相対する第1の端面および第2の端面と、を有する積層体を製造する工程と、
前記積層体の前記第1の端面を覆い、前記第1の端面から延伸して前記第1の主面、前記第2の主面、前記第1の側面および前記第2の側面を覆って配置された第1の外部電極と、前記第2の端面を覆い、前記第2の端面から延伸して前記第1の主面、前記第2の主面、前記第1の側面および前記第2の側面を覆って配置された第2の外部電極とを形成する工程と、
前記積層体の前記第1の主面および前記第1の主面側に露出する前記第1の外部電極および前記第2の外部電極を覆うように絶縁層を形成する工程と、
を含む、電子部品を製造する工程と、
前記電子部品の前記第1の主面側を実装基板と対向させるように、前記電子部品を実装する工程と、
を備える電子部品の実装構造体の製造方法。 - 前記絶縁層を形成する工程は、セラミック粒子を溶射する工程を含むことを特徴とする、請求項11に記載の電子部品の実装構造体の製造方法。
- 前記セラミック粒子を溶射する工程は、エアロゾルデポジション法(AD法)によって行われることを特徴とする、請求項12に記載の電子部品の実装構造体の製造方法。
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