JP2020205313A - 電子部品および電子回路モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】接合材による電極間ショートを抑制できる電子部品および電子回路モジュールの製造方法を提供すること。【解決手段】電子部品１０は、配線材に対向する実装面１１ａを有する部品本体１１と、部品本体１１の実装面１１ａに設けられ、接合材を介して配線材に接続される複数の外部電極１５、１６を備えている。部品本体１１の実装面１１ａには、外部電極１５、１６間に設けられ、接合材に対する濡れ性が部品本体１１および外部電極１５、１６よりも低い電気絶縁性のコーティング層１７が設けられている。【選択図】図４

Description

この明細書における開示は、電子部品および電子回路モジュールの製造方法に関する。

特許文献１は、電子部品を開示している。先行技術文献の記載内容は、この明細書における技術的要素の説明として、参照により援用される。

特開２０１３−２６３９２号公報

特許文献１は、配線材に対向する実装面を有する部品本体と、部品本体の実装面に設けられ、接合材を介して配線材に接続される複数の電極を備えた電子部品を提供する。特許文献１では、粘着プレートに固定した状態でスプレーコーティングし、コーティング層を備えた電子部品を得る。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、電子部品、および、電子部品を備えた電子回路モジュールにはさらなる改良が求められている。

開示されるひとつの目的は、接合材による電極間ショートを抑制できる電子部品および電子回路モジュールの製造方法を提供することにある。

ここに開示された電子部品は、
接合材（３０、１３０、２３０）を介して配線材（２０、２１）に接続される電子部品であって、
配線材に対向する実装面（１１ａ）を有する部品本体（１１）と、
部品本体の実装面に設けられ、接合材を介して配線材に接続される複数の電極（１５、１６）と、
実装面において電極間に設けられ、接合材に対する濡れ性が部品本体および電極よりも低い電気絶縁性のコーティング層（１７、１１７）と、
を備える。

開示された電子部品によると、部品本体の実装面において、電極間にコーティング層を設けたため、電極間において接合材が濡れ拡がるのを抑制することができる。これにより、接合材による電極間ショートを抑制することができる。

ここに開示された電子回路モジュールの製造方法は、
部品本体（１１）の実装面に複数の電極（１５、１６）が設けられ、実装面の電極間に、接合材である導電性ペースト（１３０）に対する濡れ性が部品本体および電極よりも低く、融点が導電性ペーストの硬化温度以下である電気絶縁性のコーティング層（１１７）が設けられた電子部品（１０）を準備し、
導電性ペーストを配線材（２０、２１）および電極の少なくとも一方に配置して、導電性ペーストを介して配線材上に電子部品を積層し、
加熱により、導電性ペーストを硬化させて電極と電子部品とを電気的に接続するとともに、コーティング層を溶融させて電子部品から落下させる。

開示された電子回路モジュールの製造方法によると、導電性ペーストを硬化させる際の加熱で、コーティング層が溶融し、電子部品から落下する。よって、加熱を行う前の状態で、電極間に導電性ペーストによるブリッジが生じていても、コーティング層の落下にともなって、ブリッジを除去することができる。これにより、接合材（導電性ペースト）による電極間ショートを抑制することができる。

ここに開示された電子回路モジュールの製造方法は、
部品本体（１１）の実装面に複数の電極（１５、１６）が設けられ、実装面の電極間に、接合材であるはんだ（２３０）に対する濡れ性が部品本体および電極よりも低く、融点がはんだのリフロー温度以下である電気絶縁性のコーティング層（１１７）が設けられた電子部品（１０）を準備し、
はんだを配線材（２０、２１）および電極の少なくとも一方に配置して、はんだを介して配線材上に電子部品を積層し、
加熱により、はんだをリフローさせて電極と電子部品とを電気的に接続するとともに、コーティング層を溶融させて電子部品から落下させる。

開示された電子回路モジュールの製造方法によると、はんだリフロー時の加熱で、コーティング層が溶融し、電子部品から落下する。よって、加熱を行う前の状態で、電極間にはんだブリッジが生じていても、コーティング層の落下にともなって、ブリッジを除去することができる。これにより、接合材（はんだ）による電極間ショートを抑制することができる。

この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。

第１実施形態に係る電子部品の平面図である。 図１をII方向から見た側面図である。 図２の領域IIIを拡大した図である。 図１のIV-IV線に沿う断面図である。 電子回路モジュールの平面図である。 図５のVI-VI線に沿う断面図である。 変形例を示す平面図である。 第２実施形態に係る電子部品の断面図である。 変形例を示す断面図である。 第３実施形態に係る電子部品を示す断面図である。 電子回路モジュールの製造方法を示す断面図である。 電子回路モジュールの製造方法を示す断面図である。 電子回路モジュールの断面図である。 変形例を示す断面図である。 その他変形例を示す図である。

以下、図面に基づいて複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび／または構造的に対応する部分および／または関連付けられる部分には同一の参照符号、または十の位と一の位が同じ参照符号が付される場合がある。対応する部分および／または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。

（第１実施形態）
先ず、図１〜図４に基づき、電子部品について説明する。

＜電子部品＞
図１〜図４に示すように、電子部品１０は、部品本体１１と、外部電極１５、１６と、コーティング層１７を備えている。電子部品１０は、積層セラミックコンデンサである。以下において、積層方向をＺ方向と示す。Ｚ方向に直交し、外部電極１５、１６の並び方向をＸ方向と示す。Ｚ方向及びＸ方向の両方向に直交する方向を、Ｙ方向と示す。

部品本体１１は、電子部品１０の本体部である。図１および図２に示すように、部品本体１１は、略直方体状をなしている。部品本体１１は、Ｘ方向を長手方向、Ｙ方向を短手方向としている。部品本体１１は、Ｚ方向において実装面１１ａおよび裏面１１ｂを有している。実装面１１ａは、部品本体１１の表面のうち、配線材に対向する面である。裏面１１ｂは、Ｚ方向において実装面１１ａとは反対の面である。図２および図４に示すように、部品本体１１は、実装面１１ａおよび裏面１１ｂ以外に、側面１１ｃおよび端面１１ｄを有している。側面１１ｃはＹ方向の端の面であり、端面１１ｄはＸ方向の端の面である。

図４に示すように、部品本体１１は、誘電体層１２と、内部電極１３、１４を有している。誘電体層１２は、たとえば、チタン酸バリウムなどの高誘電セラミックを材料としている。内部電極１３、１４は、Ｃｕなどの金属を含む導体層である。誘電体層１２と内部電極１３、１４とは、交互に積層されている。内部電極１３と内部電極１４とは、誘電体層１２を介してＺ方向に交互に配置されている。内部電極１３はＸ方向において外部電極１５側に延設され、内部電極１４は外部電極１６側に延設されている。

外部電極１５は端面１１ｄのひとつに設けられ、外部電極１６は端面の他のひとつに設けられている。外部電極１５、１６は、対応する端面１１ｄだけでなく、実装面１１ａ、裏面１１ｂ、および側面１１ｃにわたって形成されている。よって、外部電極１５、１６は、実装面１１ａに設けられている。外部電極１５に内部電極１３が電気的に接続され、外部電極１６に内部電極１４が電気的に接続されている。外部電極１５、１６は、その表面に、接合材との濡れ性向上、接合性向上などを目的としためっき膜を有している。

コーティング層１７は、部品本体１１および外部電極１５、１６よりも、接合材に対する濡れ性の低い材料を用いて形成されている。材料として、たとえばポリイミド、ポリアミドなどの樹脂を用いることができる。コーティング層１７は、電気絶縁性の材料を用いて形成された膜である。コーティング層１７は、外部電極１５、１６から露出する部品本体１１の表面のうち、少なくとも実装面１１ａにおいて外部電極１５、１６間に設けられている。本実施形態では、コーティング層１７は、実装面１１ａの露出部分の全域と、側面１１ｃの一部領域とに、一体的に設けられている。コーティング層１７は、両側面１１ｃにおいて、実装面１１ａとの境界からＺ方向に所定の高さまで設けられている。

図３に示すように、部品本体１１の表面、具体的には実装面１１ａ、裏面１１ｂ、および側面１１ｃと、外部電極１５、１６との間には、高さｔ１の段差が存在する。高さｔ１は、たとえば５μｍ程度である。コーティング層１７の厚みｔ２は、高さｔ１未満とされている。これによれば、電子部品１０を配線材に実装する際に、コーティング層１７が配線材に接触し、位置ずれ等が生じるのを防ぐことができる。

＜電子回路モジュール＞
上記した電子部品１０は、接合材を介して配線材に接続され、電子回路モジュールを構成する。電子部品１０と配線材によって回路が構成される。図５および図６に示す電子回路モジュール４０は、配線材として、リード２０、２１を備えている。電子部品１０は、接合材３０を介してリード２０、２１に接続されている。接合材３０は、Ａｇペーストなどの導電性ペーストやはんだである。外部電極１５は、接合材３０を介してリード２０に接続されている。外部電極１６は、接合材３０を介してリード２１に接続されている。電子部品１０は、リード２０、２１を架橋している。

電子回路モジュール４０は、図５および図６に示す電子部品１０およびリード２０、２１以外にも、回路構成部品を備えてもよい。電子部品１０を封止する封止樹脂体を備えてもよい。

＜第１実施形態のまとめ＞
部品本体の実装面に複数の電極が設けられた電子部品では、接合材の塗布量が多いと、接合材による電極間ショートが生じる虞がある。また、繊維などの異物が電極間を跨いでいると、接合材が異物をつたわり、接合材による電極間ショートが生じる虞がある。また、配線材に対する電子部品の実装位置（マウント位置）のずれにより接合材が押されて、接合材による電極間ショートが生じる虞がある。なお、接合材が導電性ペーストの場合、導電性ペーストが硬化（焼結）するまで、電極間ショートが生じる虞がある。はんだの場合、リフロー後に固化するまで、電極間ショートが生じる虞がある。

これに対し、本実施形態によると、部品本体１１の実装面１１ａにおいて、外部電極１５、１６間に、コーティング層１７を設けている。このコーティング層１７は、接合材３０に対する濡れ性が部品本体１１および外部電極１５、１６よりも低い。よって、コーティング層１７の表面を、接合材３０が濡れ拡がり難い。すなわち、外部電極１５、１６間に接合材３０によるブリッジが形成され難い。この結果、実装面１１ａにコーティング層１７を備えない構成に較べて、接合材３０による外部電極１５、１６間のショートを抑制することができる。本実施形態では、側面１１ｃの一部にも、実装面１１ａと一体的にコーティング層１７を設けるため、側面１１ｃを通じて接合材３０が濡れ拡がるのを抑制することができる。

なお、コーティング層１７は、少なくとも実装面１１ａにおいて外部電極１５、１６の間に設けられれば良い。側面１１ｃには設けず、実装面１１ａの露出部分の全域のみに設けてもよい。実装面１１ａ、裏面１１ｂ、および側面１１ｃの露出部分の全域に設けてもよい。図７の変形例の示すように、実装面１１ａの露出部分の全域ではなく、一部のみに設けてもよい。図７では、コーティング層１７が、実装面１１ａの露出部分の中央領域に設けられている。コーティング層１７は、実装面１１ａをＹ方向に横切っている。コーティング層１７により、実装面１１ａの露出部分のうち、コーティング層１７に覆われていない部分が二分されている。

（第２実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例であり、先行実施形態の記載を援用できる。

図８に示すように、この実施形態では、電子部品１０のコーティング層１７が凸部１７ａを有している。コーティング層１７において、凸部１７ａは、凸部１７ａの周囲部分に対して突出している。凸部１７ａは、外部電極１５、１６の間に設けられている。凸部１７ａは、たとえば実装面１１ａをＹ方向に横切っている。

＜第２実施形態のまとめ＞
この実施形態によると、コーティング層１７の凸部１７ａが壁となり、Ｘ方向において外部電極１５、１６の一方の側から他方の側へ接合材３０が移動し難い。よって、先行実施形態に記載の濡れ拡がりを抑制する効果と相俟って、接合材３０による外部電極１５、１６間のショートを効果的に抑制することができる。

なお、図９に示す変形例のように、コーティング層１７に、接合材３０を収容する凹部１７ｂを設けてもよい。凹部１７ｂは、コーティング層１７を貫通する貫通部でもよいし、未貫通の凹みでも良い。また、コーティング層１７に、凸部１７ａおよび凹部１７ｂを設けてもよい。

（第３実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例であり、先行実施形態の記載を援用できる。

図１０に示すように、この実施形態では、接合材として導電性ペースト１３０を用いる。電子部品１０のコーティング層１１７は、融点が、室温（たとえば２０℃）よりも高く、導電性ペースト１３０の硬化温度よりも低い絶縁材料を用いて形成されている。硬化温度は、焼成温度と称されることがある。具体的には、導電性ペースト１３０としてＡｇペーストを用いる。また、コーティング層１１７の材料として、ワセリンや蝋材（ワックス）などを用いる。それ以外の構成は、先行実施形態と同じである。

＜電子回路モジュールの製造方法＞
次に、図１０〜図１２に基づき、上記した電子部品１０および導電性ペースト１３０を用いた電子回路モジュール４０の製造方法について説明する。

先ず、図１０に示すように、コーティング層１１７を備えた電子部品１０を準備する。コーティング層１１７は、実装面１１ａにおいて、外部電極１５、１６の間に設けられている。

次いで、電子部品１０と配線材であるリード２０、２１とを積層する。導電性ペースト１３０を、外部電極１５、１６およびリード２０、２１の少なくとも一方に配置した状態で積層する。ここでは、リード２０、２１の電子部品搭載位置に、導電性ペースト１３０を塗布する。そして、電子部品１０をコレット５０にて吸着し、リード２０、２１に対して位置決めする。そして、コレット５０を下方に操作し、図１１に示すように、導電性ペースト１３０上に電子部品１０を配置する。導電性ペースト１３０を介して、リード２０、２１上に電子部品１０を積層する。積層したら、コレット５０による吸着を開放する。

この実施形態では、導電性ペースト１３０の塗布量が多い場合を例示している。コーティング層１１７は、部品本体１１および外部電極１５、１６に較べて導電性ペースト１３０に対する濡れ性が低い。しかしながら、電子部品１０の配置によってコーティング層１１７上に押される導電性ペースト１３０の量が多いため、ブリッジ１３０ａが生じる。以下では、便宜上、ブリッジをなす導電性ペーストについても、符号１３０ａを付与する。

次いで、導電性ペースト１３０を硬化させる加熱処理を行う。たとえばＡｇペーストの場合、たとえば１５５℃で、６０分保持する。本実施形態では、導電性ペースト１３０が硬化する前に、コーティング層１１７が溶融し、部品本体１１から落下する。このとき、図１２に示すように、コーティング層１１７とともに、ブリッジをなしている導電性ペースト１３０ａも一緒に落下する。Ｚ方向の平面視において、コーティング層１１７の直下には、リード２０、２１が存在していない。コーティング層１１７は、リード２０、２１に接触することなく、リード２０、２１の間の領域（空隙）を通して落下する。コーティング層１１７の落下後も加熱を継続することで、導電性ペースト１３０が硬化する。すなわち、導電性ペースト１３０を構成する金属が焼結する。

以上により、図１３に示す電子回路モジュール４０を得ることができる。得られる電子回路モジュール４０は、先行実施形態とは異なる。電子回路モジュール４０において、電子部品１０は、コーティング層１１７を備えていない。

＜第３実施形態のまとめ＞
この実施形態によると、導電性ペースト１３０に対する濡れ性が低いコーティング層１１７を設けるため、導電性ペースト１３０がコーティング層１１７側に濡れ拡がり難い。塗布量が多いことなどにより、仮に導電性ペースト１３０のブリッジ１３０ａが生じたとしても、導電性ペースト１３０を硬化させる加熱を利用し、硬化前に、ブリッジをなしている導電性ペースト１３０ａを除去することができる。したがって、導電性ペースト１３０による外部電極１５、１６の間のショートを、より効果的に抑制することができる。

コーティング層１１７としては、導電性ペースト１３０の硬化温度よりも低い融点の材料を用いるのが好ましい。導電性ペースト１３０が硬化を開始する前に、コーティング層１１７を溶融させて部品本体１１から落下させることができる。

接合材として導電性ペースト１３０の例を示したが、これに限定されない。図１４に示す変形例のように、はんだ２３０にも適用することができる。図１４は、図１２に対応している。はんだ２３０を用いる場合、コーティング層２１７は、融点が室温以上、はんだ２３０のリフロー温度以下である絶縁材料を用いて形成される。よって、仮にはんだ２３０のブリッジ２３０ａが生じたとしても、はんだ２３０をリフローさせる加熱を利用し、リフローによってはんだ２３０が固化する前に、ブリッジをなしているはんだ２３０ａを除去することができる。

（他の実施形態）
この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば開示は、実施形態において示された部品および／又は要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／又は要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／又は要素の置き換え、又は組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

明細書および図面等における開示は、請求の範囲の記載によって限定されない。明細書および図面等における開示は、請求の範囲に記載された技術的思想を包含し、さらに請求の範囲に記載された技術的思想より多様で広範な技術的思想に及んでいる。よって、請求の範囲の記載に拘束されることなく、明細書および図面等の開示から、多様な技術的思想を抽出することができる。

電子部品１０として、積層セラミックコンデンサの例を示したが、これに限定されない。部品本体１１の実装面１１ａに複数の外部電極１５、１６が設けられた構成の電子部品であれば、適用が可能である。たとえば図１５に示すように、ＱＦＮパッケージ構造の電子部品１０にも適用が可能である。図１５において、外部電極１５、１６はそれぞれ複数設けられている。コーティング層１７は、実装面１１ａにおいて外部電極１５、１６の間に設けられている。コーティング層１７は、隣り合う外部電極１５の間、および、隣り合う外部電極１６の間にも設けられている。

配線材として、リード２０、２１の例を示したが、これに限定されない。たとえば図示しないプリント基板にも適用することができる。第３実施形態に示した構成にプリント基板を適用する場合、プリント基板において部品本体１１（コーティング層）の直下に貫通孔を設けるとよい。これにより、コーティング層とともに落下した接合材によって、基板上でショート等が発生するのを抑制することができる。なお、貫通孔に代えて、配線とは電気的に分離された未貫通の収容孔を設けてもよい。

１０…電子部品、１１…部品本体、１１ａ…実装面、１１ｂ…裏面、１１ｃ…側面、１１ｄ…端面、１２…誘電体層、１３、１４…内部電極、１５、１６…外部電極、１７、１１７、２１７…コーティング層、１７ａ…凸部、１７ｂ…凹部、２０、２１…リード、３０…接合材、１３０、１３０ａ…導電性ペースト、２３０、２３０ａ…はんだ、４０…電子回路モジュール、５０…コレット

Claims (7)

1. 接合材（３０、１３０、２３０）を介して配線材（２０、２１）に接続される電子部品であって、
   前記配線材に対向する実装面（１１ａ）を有する部品本体（１１）と、
   前記部品本体の前記実装面に設けられ、前記接合材を介して前記配線材に接続される複数の電極（１５、１６）と、
   前記実装面において前記電極間に設けられ、前記接合材に対する濡れ性が前記部品本体および前記電極よりも低い電気絶縁性のコーティング層（１７、１１７）と、
   を備える電子部品。
2. 前記接合材は、導電性ペーストであり、
   前記コーティング層の融点が、前記導電性ペーストの硬化温度以下とされている請求項１に記載の電子部品。
3. 前記接合材は、はんだであり、
   前記コーティング層の融点が、前記はんだのリフロー温度以下とされている請求項１に記載の電子部品。
4. 前記コーティング層は、凸部（１７ａ）および凹部（１７ｂ）の少なくとも一方を有する請求項１〜３いずれか１項に記載の電子部品。
5. 前記電極と、前記電極間の前記実装面との間に段差があり、
   前記コーティング層の厚みが、前記段差未満とされている請求項１〜４いずれか１項に記載の電子部品。
6. 部品本体（１１）の実装面に複数の電極（１５、１６）が設けられ、前記実装面の前記電極間に、接合材である導電性ペースト（１３０）に対する濡れ性が前記部品本体および前記電極よりも低く、融点が前記導電性ペーストの硬化温度以下である電気絶縁性のコーティング層（１１７）が設けられた電子部品（１０）を準備し、
   前記導電性ペーストを配線材（２０、２１）および前記電極の少なくとも一方に配置して、前記導電性ペーストを介して前記配線材上に前記電子部品を積層し、
   加熱により、前記導電性ペーストを硬化させて前記電極と前記電子部品とを電気的に接続するとともに、前記コーティング層を溶融させて前記電子部品から落下させる、
   電子回路モジュールの製造方法。
7. 部品本体（１１）の実装面に複数の電極（１５、１６）が設けられ、前記実装面の前記電極間に、接合材であるはんだ（２３０）に対する濡れ性が前記部品本体および前記電極よりも低く、融点が前記はんだのリフロー温度以下である電気絶縁性のコーティング層（１１７）が設けられた電子部品（１０）を準備し、
   前記はんだを配線材（２０、２１）および前記電極の少なくとも一方に配置して、前記はんだを介して前記配線材上に前記電子部品を積層し、
   加熱により、前記はんだをリフローさせて前記電極と前記電子部品とを電気的に接続するとともに、前記コーティング層を溶融させて前記電子部品から落下させる、
   電子回路モジュールの製造方法。

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