JP2023082706A - 電子部品 - Google Patents
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Abstract
【課題】積層型キャパシタの下部と基板実装部との間の距離の増加、音響ノイズの増加および固着力の減少なしに高信頼性を確保できる電子部品を提供する。【解決手段】一実施例による電子部品は、フレーム端子のマウント部が実装部とキャパシタボディとの間に配置され、実装部から間隔をおいて配置される凹部を有する。【選択図】図1
Description
本発明は、電子部品に関し、より詳しくは、積層型セラミックキャパシタに関する。
電子部品は、小型化および高容量の実現が可能で様々な電子機器に用いられる。特に、高周波特性と耐熱性が良いというメリットにより、最新IT機器に必須に用いられる。
最近は、環境にやさしい自動車および電気自動車の急激な浮上により、自動車内の電力駆動システムが増加しており、このため、自動車に必要な積層型キャパシタのような電子部品の需要が増加している。
自動車用部品への使用のためには、高い水準の熱に耐える特性や、または電気的信頼性が要求されるので、電子部品の要求される性能も次第に高度化されている。
このため、限られた空間で高容量を実現できるか、または振動および変形に対する耐久性に優れた電子部品に対する要求が増加している。
しかし、既存の電子部品は、基板に直接実装するようになっていて、基板から発生する熱や変形が電子部品本体に直接伝達され、信頼性の確保に困難がある。これによって、電子部品の側面に金属フレームを接合して電子部品と基板との間の間隔を確保することによって、熱や変形を金属が吸収して電子部品を保護する方法が提案されている。
しかし、金属フレームに接合された電子部品は、ソルダ(solder)によって電子部品と金属フレームとが直接接触して、ソルダに含まれているフラックス(flux)成分が電子部品の外部電極に含まれるガラス成分を溶解させ、水分の侵入が起きてキャパシタボディにまで拡散して電子部品のIR劣化が発生し、高い水準の信頼性の確保が困難である。
また、金属フレームと電子部品との接合に用いられるソルダのフラックスのほか、金属フレームを基板に実装する時に用いられるソルダのフラックスによる電子部品の基板を向く側面も劣化する。
一実施例は、積層型キャパシタの下部と基板実装部との間の距離の増加、音響ノイズ(Acoustic Noise)の増加および固着力の減少なしに高信頼性を確保できる電子部品を提供することを目的とする。
一実施例による電子部品は、誘電体層と内部電極とを含むキャパシタボディ、およびキャパシタボディの一面に配置される外部電極を含む積層型キャパシタと、外部電極の外側に配置されるマウント部、およびマウント部の一端に配置される実装部を有するフレーム端子と、を含む。
マウント部は、実装部とキャパシタボディとの間に配置される凹部であって、実装部から間隔をおいて配置される凹部を有する。
凹部は、実装部と直接対向するキャパシタボディの他の一面と実装部との間に配置される。
凹部は、マウント部の積層型キャパシタに対向する面に位置することができる。
凹部の平均高さは、キャパシタボディの平均高さ対比4%~40%であってもよい。
電子部品は、外部電極とフレーム端子との間に配置される導電性接着部を含むことができる。
凹部は、マウント部の導電性接着部と接触する領域と実装部との間に沿って延びることができる。
凹部は、マウント部の導電性接着部と接触する領域と実装部との間を分割することができる。
凹部は、マウント部の導電性接着部と接触しない周縁領域では下方向へ傾く形状を有することができる。
凹部は、マウント部の表面が陥没した領域であってもよい。
凹部は、深さよりも幅がより広い形状を有することができる。
凹部の平均幅は、キャパシタボディの平均厚さ対比8%~40%であってもよい。
フレーム端子は、基材部と、基材部の表面に配置されるメッキ部とを含むことができる。
凹部は、メッキ部が除去された領域であってもよい。
メッキ部は、SnまたはSnを主成分として含む合金を含むことができる。
導電性接着部は、ソルダ(solder)または導電性樹脂ペーストを含むことができる。
他の実施例による電子部品は、誘電体層と内部電極とを含むキャパシタボディ、およびキャパシタボディの一面に配置される外部電極をそれぞれ含む第1積層型キャパシタおよび第2積層型キャパシタと、外部電極の外側に配置されるマウント部、およびマウント部の一端に配置される実装部を有するフレーム端子と、を含む。
マウント部は、実装部とキャパシタボディとの間に配置される凹部であって、実装部から間隔をおいて配置される凹部を有する。
凹部は、実装部から最も近くに位置するキャパシタボディの他の一面と実装部との間に配置される。
電子部品は、外部電極とフレーム端子との間に配置される導電性接着部を含むことができる。
マウント部は、導電性接着部と接触する領域との間に配置される凹部をさらに含むことができる。
マウント部は、実装部から最も遠く位置する導電性接着部と接触する領域上に配置される凹部をさらに含むことができる。
凹部は、マウント部の導電性接着部と接触する領域と実装部との間に沿って延びることができる。
凹部は、マウント部の導電性接着部と接触しない周縁領域では下方向へ傾く形状を有することができる。
凹部の平均幅は、キャパシタボディの平均厚さ対比8%~40%であってもよい。
フレーム端子は、基材部と、基材部の表面に配置されるメッキ部とを含むことができる。
凹部は、メッキ部が除去された領域であってもよい。
実施例による電子部品によれば、フレーム端子を基板に実装する時、フレーム端子の基板実装部上に乗り上がってくるソルダのフラックス成分をフレーム端子に拘束させ、流動を抑制させて、フラックスの拡散による積層型キャパシタの基板を向く側面のIR劣化を防止することができ、積層型キャパシタの下部と基板実装部との間の距離の増加、音響ノイズ(Acoustic Noise)の増加および固着力の減少なしに高信頼性を確保することができる。
以下、添付した図面を参照して、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように本発明の実施例を詳しく説明する。図面にて本発明を明確に説明するために説明上不必要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一の参照符号を付した。また、添付した図面は本明細書に開示された実施例を容易に理解できるようにするためのものに過ぎず、添付した図面によって本明細書に開示された技術的な思想が制限されず、本発明の思想および技術範囲に含まれるあらゆる変更、均等物乃至代替物を含むことが理解されなければならない。
第1、第2などのように序数を含む用語は多様な構成要素を説明するのに使用できるが、前記構成要素は前記用語によって限定されない。前記用語は、1つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ使用される。
ある構成要素が他の構成要素に「連結されて」、「接続されて」、または「対向して」いると言及された時には、その他の構成要素に直接的に連結されていたり、接続されていたり、または対向していてもよいが、中間に他の構成要素が存在してもよいと理解されなければならない。これに対し、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結されて」、「直接接続されて」、または「直接対向して」いると言及された時には、中間に他の構成要素が存在しないことが理解されなければならない。
明細書全体において、「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであって、1つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加の可能性を予め排除しないことが理解されなければならない。したがって、ある部分がある構成要素を「含む」とすると時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに包含できることを意味する。
図1は、一実施例による電子部品を示す部分分解斜視図であり、図2は、図1のI-I’線に沿った電子部品の断面図であり、図3は、一実施例による電子部品において内部電極の積層構造を示す分離斜視図であり、図4は、図1の積層型キャパシタを示す斜視図である。
本実施例を明確に説明するために方向を定義すれば、図面に表示されたX、YおよびZはそれぞれ、キャパシタボディ110の長手方向、幅方向および厚さ方向を示す。ここで、厚さ方向は、誘電体層111が積層される積層方向と同じ概念で使用できる。X方向は、Z方向と略垂直な一方向を意味し、Y方向は、Z方向と略垂直な方向でかつ、X方向とも略垂直な方向と定義することができる。
図1~図4を参照すれば、本実施例による電子部品は、積層型キャパシタ100と、第1および第2フレーム端子310、320と、第1および第2導電性接着部510、520とを含む。
積層型キャパシタ100は、キャパシタボディ110と、キャパシタボディ110のX方向に対向する両端に配置される第1および第2外部電極131、132とを含む。
キャパシタボディ110は、複数の誘電体層111をZ方向に積層した後に焼成したものであって、複数の誘電体層111と、誘電体層111を挟んでZ方向に交互に配置される複数の第1および第2内部電極121、122とを含む。
そして、キャパシタボディ110のZ方向に両側には、必要な場合、所定厚さのカバー112、113が形成される。
この時、キャパシタボディ110の互いに隣接するそれぞれの誘電体層111は、互いに境界を確認できない程度に一体化される。
一例として、このようなキャパシタボディ110は、概ね六面体形状であってもよい。
本実施例では、説明の便宜のために、キャパシタボディ110においてZ方向に互いに対向する両面を第1および第2面、第1および第2面と連結され、X方向に互いに対向する両面を第3および第4面、第1および第2面と連結され第3および第4面と連結され、Y方向に互いに対向する両面を第5および第6面と定義することとする。一例として、下面である第1面が実装方向を向く面になってもよい。
一例として、誘電体層111は、高誘電率のセラミック材料を含むことができる。例えば、セラミック材料は、BaTiO3、CaTiO3、SrTiO3、またはCaZrO3などの成分を含む誘電体セラミックを含むことができる。また、これらの成分に、Mn化合物、Fe化合物、Cr化合物、Co化合物、Ni化合物などの補助成分をさらに含むことができる。例えば、BaTiO3系誘電体セラミックに、Ca、Zrなどが一部固溶した(Ba1-xCax)TiO3、Ba(Ti1-yCay)O3、(Ba1-xCax)(Ti1-yZry)O3またはBa(Ti1-yZry)O3などを含むことができる。
また、誘電体層111には、セラミック粉末と共に、セラミック添加剤、有機溶剤、可塑剤、結合剤および分散剤などがさらに添加される。セラミック添加剤は、例えば、遷移金属酸化物または遷移金属炭化物、希土類元素、マグネシウム(Mg)またはアルミニウム(Al)などが使用できる。
一例として、誘電体層111の平均厚さは、0.5μm~10μmであってもよい。
第1および第2内部電極121、122は、互いに異なる極性を有する電極であって、誘電体層111を挟んでZ方向に沿って互いに対向して交互に配置され、一端がキャパシタボディ110の第3および第4面を介してそれぞれ露出できる。
第1および第2内部電極121、122は、中間に配置された誘電体層111によって互いに電気的に絶縁される。
キャパシタボディ110の第3および第4面を介して交互に露出する第1および第2内部電極121、122の端部は、第1および第2外部電極131、132とそれぞれ接続されて電気的に連結可能である。
第1および第2内部電極121、122は、導電性金属を含み、例えば、Ni、Cu、Ag、Pd、またはAuなどの金属やこれらの合金、例えば、Ag-Pd合金を含むことができる。
一例として、第1および第2内部電極121、122は、誘電体層111に含まれるセラミック材料と同一組成系の誘電体粒子を含んでもよい。
一例として、第1および第2内部電極121、122の平均厚さは、0.1μm~2μmであってもよい。
上記の構成により、第1および第2外部電極131、132に所定の電圧を印加すると、互いに対向する第1および第2内部電極121、122の間に電荷が蓄積される。この時、積層型キャパシタ100の静電容量は、Z方向に沿って互いにオーバーラップされる第1および第2内部電極121、122のオーバーラップされた面積に比例する。
第1および第2外部電極131、132は、互いに異なる極性の電圧が提供され、第1および第2内部電極121、122の露出する部分とそれぞれ接続されて電気的に連結可能である。
第1および第2外部電極131、132は、キャパシタボディ110の第3および第4面にそれぞれ配置されて第1および第2内部電極121、122とそれぞれ接続される第1および第2接続部1311、1321と、キャパシタボディ110の第1および第2面と前記第3面および第4面との出会う角に配置される第1および第2バンド部1312、1322とをそれぞれ含むことができる。
第1および第2バンド部1312、1322は、第1および第2接続部1311、1321からキャパシタボディ110の第1および第2面の一部までそれぞれ延びることができる。第1および第2バンド部1312、1322は、第1および第2接続部1311、1321からキャパシタボディ110の第5および第6面の一部までそれぞれさらに延びることができる。
第1および第2外部電極131、132は、キャパシタボディ110と接触する第1および第2ベース電極と、第1および第2ベース電極をそれぞれ覆うように配置される第1および第2端子電極とをそれぞれ含むことができる。
第1および第2ベース電極は、銅(Cu)を含むことができる。また、第1および第2ベース電極は、銅(Cu)を主成分として含有し、ニッケル(Ni)、スズ(Sn)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、金(Au)、銀(Ag)、タングステン(W)、チタン(Ti)、鉛(Pb)、またはこれらの合金のうちの1つ以上の物質と、ガラスとを含む導電性ペーストを含むことができる。
一例として、第1および第2ベース電極の形成方法は、導電性金属およびガラスを含む導電性ペーストにキャパシタボディ110をディッピングして形成するか、導電性ペーストをキャパシタボディ110の表面にスクリーン印刷法またはグラビア印刷法などで印刷するか、導電性ペーストをキャパシタボディ110の表面に塗布するかまたは導電性ペーストを乾燥させた乾燥膜をキャパシタボディ110上に転写して形成することができる。
第1ベース電極および第2ベース電極を前述した導電性ペーストで形成することによって、十分な伝導性を維持しながらも、添加したガラスによって第1および第2外部電極131、132の緻密度を高めることによって、メッキ液および/または外部水分の浸透を効果的に抑制することができる。
一例として、第1ベース電極および第2ベース電極に含まれるガラス成分は、酸化物が混合された組成であってもよいし、ケイ素酸化物、ホウ素酸化物、アルミニウム酸化物、遷移金属酸化物、アルカリ金属酸化物およびアルカリ土類金属酸化物からなる群より選択された1つ以上であってもよい。遷移金属は、亜鉛(Zn)、チタン(Ti)、銅(Cu)、バナジウム(V)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)およびニッケル(Ni)からなる群より選択され、アルカリ金属は、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)およびカリウム(K)からなる群より選択され、アルカリ土類金属は、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)およびバリウム(Ba)からなる群より選択された1つ以上であってもよい。
一例として、第1および第2端子電極は、ニッケル(Ni)を主成分として含有することができ、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、スズ(Sn)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、金(Au)、銀(Ag)、タングステン(W)、チタン(Ti)または鉛(Pb)などの単独またはこれらの合金をさらに含むことができる。第1および第2端子電極は、積層型キャパシタ100の基板との実装性、構造的信頼性、外部に対する耐久度、耐熱性および等価直列抵抗値(Equivalent Series Resistance、ESR)を改善することができる。
一例として、第1および第2端子電極は、メッキによって形成される。第1および第2端子電極は、スパッタまたは電解メッキ(Electric Deposition)によって形成される。
積層型キャパシタ100は、第1および第2マウント部311、321の間に配置される。例えば、第1および第2マウント部311、321は、第1および第2外部電極131、132のX方向の外側にそれぞれ配置される。
第1フレーム端子310は、Z方向に延びる第1マウント部311と、第1マウント部311の下端からX方向に延びる第1実装部312とを含む。
第2フレーム端子320は、第1マウント部311に対向しZ方向に延びる第2マウント部321と、第2マウント部321の下端からX方向に延びる第2実装部322とを含む。
このような構造により、第1および第2フレーム端子310、320は、概ね「L」字形状を有することができ、第1および第2フレーム端子310、320の各端部がX方向に互いに対向するように配置される。
第1フレーム端子310は、母材からなる第1基材部310bと、第1基材部310bが積層型キャパシタ100の第1外部電極131に対向する面上に位置する第1内側メッキ部310aと、第1内側メッキ部310aと反対面に位置する第1外側メッキ部310cとを含む。
同様に、第2フレーム端子320は、母材からなる第2基材部320bと、第2基材部320bが積層型キャパシタ100の第2外部電極132に対向する面上に位置する第2内側メッキ部320aと、第2内側メッキ部320aと反対面に位置する第2外側メッキ部320cとを含む。
第1および第2フレーム端子310、320の第1および第2基材部310b、320bは、Ni、Fe、Cu、Ag、Cr、またはこれらの合金を含む母材からなる。例えば、第1および第2基材部310b、320bは、Fe-42Ni合金またはFe-18Cr合金であってもよい。一例として、第1および第2基材部310b、320bの平均厚さは、0.05mm~0.5mmであってもよい。
第1内側メッキ部310aと第1外側メッキ部310cはそれぞれ、下層メッキ部と上層メッキ部を含むことができる。同様に、第2内側メッキ部320aと第2外側メッキ部320cはそれぞれ、下層メッキ部と上層メッキ部を含むことができる。
下層メッキ部は、第1および第2基材部310b、320b上に位置し、上層メッキ部は、下層メッキ部上に位置することができる。下層メッキ部および上層メッキ部それぞれは、複数のメッキ部を含んでもよい。
下層メッキ部は、Ni、Fe、Cu、Ag、Cr、またはこれらの合金を含むことができ、上層メッキ部は、Sn、Ag、Au、またはこれらの合金を含むことができる。例えば、上層メッキ部がSnまたはSnを主成分として含む合金を含む場合、第1および第2フレーム端子310、320のソルダ濡れ性を向上させることができ、第1および第2凹部313、323とのソルダ濡れ性の差をさらに増大させることができる。つまり、第1および第2フレーム端子310、320と積層型キャパシタ100とをソルダによって接合する時、ソルダを濡れ性の良い第1および第2内側メッキ部310a、320a部分にソルダを移動させることによって、積層型キャパシタ100にソルダが拡散するのを防止することができる。
また、下層メッキ部が高融点のNi、Fe、Cr、またはこれらの合金を含む場合、第1および第2フレーム端子310、320の耐熱性も向上させることができる。
一例として、下層メッキ部の平均厚さは、0.2μm~5.0μmであってもよく、上層メッキ部の平均厚さは、1.0μm~5.0μmであってもよい。
積層型キャパシタ100の第1および第2外部電極131、132は、第1および第2フレーム端子310、320とそれぞれ電気的に連結される。このために、電子部品は、第1および第2導電性接着部510、520を含む。
第1導電性接着部510は、第1外部電極131と第1フレーム端子310との間に配置され、第2導電性接着部520は、第2外部電極132と第2フレーム端子320との間に配置される。
一例として、第1および第2導電性接着部510、520は、ソルダ(solder)や導電性樹脂ペーストなどの導電性接着剤を含むことができる。ソルダは、Sn-Sb系、Sn-Ag-Cu系、Sn-Cu系、またはSn-Bi系などのソルダを用いることができ、例えば、Sn-Sb系ソルダの場合、Sbの含有率が5%以上15%以下であってもよい。
一方、第1および第2フレーム端子310、320を基板に実装する時も、ソルダ(solder)や導電性樹脂ペーストなどの導電性接着剤を用いる。この時、第1および第2フレーム端子310、320を基板に実装する時、第1および第2フレーム端子310、320の第1および第2マウント部311、321を乗り上げてくるソルダのフラックスによって積層型キャパシタ100の基板を向く側面、例えば、第1面を含む第3~第6面も劣化しうる。
このため、第1マウント部311は、第1実装部312とキャパシタボディ110との間に配置される第1凹部313を有し、第2マウント部321は、第2実装部322とキャパシタボディ110との間に配置される第2凹部323を有する。一例として、第1凹部313は、第1実装部312と直接対向するキャパシタボディ110の他の一面と第1実装部312との間に配置され、第2凹部323は、第2実装部322と直接対向するキャパシタボディ110の他の一面と第2実装部322との間に配置される。
ここで、キャパシタボディ110の他の一面は、例えば、キャパシタボディ110の第1面であってもよい。また、電子部品が複数の積層型キャパシタ100を含む場合、キャパシタボディ110の他の一面は、第1および第2実装部312、322から最も近くに位置するキャパシタボディ110の他の一面であってもよい。
第1および第2凹部313、323は、第1および第2フレーム端子310、320の基板実装部上に乗り上がってくるソルダのフラックス成分を第1および第2凹部313、323に拘束させ、流動を抑制させて、フラックスの拡散による積層型キャパシタ100の基板を向く側面のIR劣化を防止することができる。
第1および第2凹部313、323は、第1および第2マウント部311、321の積層型キャパシタ100に対向する面に位置することができる。あるいは、第1および第2凹部313、323は、第1および第2マウント部311、321の積層型キャパシタ100に対向する面の反対面にも位置することができる。
第1および第2凹部313、323は、第1および第2実装部312、322から一定の間隔をおいて配置される。一例として、第1および第2凹部313、323が第1および第2実装部312、322と連結されるか、第1および第2凹部313、323が第1および第2実装部312、322と第1および第2導電性接着部510、520との間の面積全体に位置する場合、固着力が低下して、リフロー(reflow)時、チップの脱落が発生しうる。これに対し、第1および第2凹部313、323は、第1および第2実装部312、322から一定の間隔をおいて配置されることによって、十分な固着力を確保することができる。
第1および第2凹部313、323は、第1および第2実装部312、322から0.1mm~1.0mm離れ、例えば、0.5mm~1.0mm、または0.8mm~1.0mm離れることができる。
また、第1および第2凹部313、323の平均高さは、キャパシタボディ110の平均高さ対比4%~40%であり、例えば、20%~40%、32%~40%、または4%~32%であってもよい。ここで、第1および第2凹部313、323の平均高さは、第1および第2実装部312、322から第1および第2凹部313、323の最下端までのZ方向の平均距離であり、キャパシタボディ110の平均高さは、第1および第2実装部312、322から最下端に位置するキャパシタボディ110の最下端までのZ方向の平均距離である。ここで、第1および第2凹部313、323の平均高さは、例えば、Y方向に沿って所定間隔で位置する任意の3個、5個、または10個の位置で測定された第1および第2凹部313、323の高さ値の算術平均値であってもよく、キャパシタボディ110の平均高さは、例えば、Y方向に沿って所定間隔で位置する任意の3個、5個、または10個の位置で測定されたキャパシタボディ110の高さ値の算術平均値であってもよい。
第1および第2凹部313、323の平均高さがキャパシタボディ110の平均高さ対比4%未満の場合、基板のソルダリング接合時、第1および第2フレーム端子310、320の内側にソルダフラックスの拡散によって信頼性が低下し、40%を超える場合、キャパシタボディ110の下部と基板実装部との間の距離を増加させて積層型キャパシタ100の高さが増加し、固着力が低下しうる。
第1凹部313は、第1導電性接着部510と接触する領域と第1実装部312との間に沿って延びる。第2凹部323は、第2導電性接着部520と接触する領域と第2実装部322との間に沿って延びる。
一例として、第1凹部313は、第1マウント部311のY方向に対向する両末端を横切って、第1導電性接着部510と接触する領域と第1実装部312との間を完全に分割することができ、第2凹部323は、第2マウント部321のY方向に対向する両末端を横切って、第2導電性接着部520と接触する領域と第2実装部322との間を完全に分割することができる。
これによって、基板実装部上に乗り上がってくるソルダのフラックス成分を第1および第2凹部313、323に確実に拘束させて、積層型キャパシタ100に拡散するのを防止することができる。
図5は、図1の第2凹部323の多様な形状を示す図である。図5は、図1における第2マウント部321をX方向から眺めた図である。第1凹部313も、図5に示された第2凹部323のような多様な形状を有することができる。
図5Aのように、第2凹部323は、第2マウント部321のY方向に対向する両末端を横切るストライプ形状を有することができる。
図5Bのように、第2凹部323は、第2導電性接着部520と接触する中間領域では第2導電性接着部520と接触する領域と第2実装部322との間に沿って延び、第2導電性接着部520が位置しない周縁領域では、下方向へ傾く形状を有することができる。一例として、第2凹部323が延びる方向はY方向であり、傾く下方向はZ方向であってもよい。また、第2凹部323が下方向へ傾く角度は斜めの角度であってもよい。
第2凹部323が第2マウント部321の周縁領域から下方向へ傾く形状を有する場合、積層型キャパシタ100と基板との間をソルダリングする時、第2凹部323にソルダフラックスが第2フレーム端子320を乗り上げてきても第2マウント部321の外郭に流れ落ちるように誘導することができる。
第1および第2凹部313、323は、第1および第2マウント部311、321の表面が陥没した領域である。一例として、第1および第2凹部313、323は、深さよりも幅がより広い形状を有することができる。第1および第2凹部313、323の深さはX方向の長さであり、第1および第2凹部313、323の幅はZ方向の長さと定義することができる。
一例として、第1および第2凹部313、323の平均幅は、200μm~500μm、または200μm~1000μmであってもよい。
また、第1および第2凹部313、323の平均幅は、キャパシタボディ110の平均厚さ対比8%~40%、または8%~20%であってもよい。
ここで、第1および第2凹部313、323の平均幅は、例えば、Y方向に沿って所定間隔で位置する任意の3個、5個、または10個の位置で測定された第1および第2凹部313、323の幅値の算術平均値であってもよく、キャパシタボディ110の平均厚さは、例えば、Y方向に沿って所定間隔で位置する任意の3個、5個、または10個の位置で測定されたキャパシタボディ110の厚さ値の算術平均値であってもよい。
第1および第2凹部313、323の平均幅の比率が8%~40%の場合、フラックスの拡散による積層型キャパシタ100のキャパシタボディ110および第1および第2外部電極131、132に発生する欠陥を防止し、ソルダに含まれるフラックス成分によるIRの劣化が生じないようにできるだけでなく、積層型キャパシタ100と第1および第2フレーム端子310、320との接合面積を確保して、積層型キャパシタ100と第1および第2フレーム端子310、320との固着力を確保することができる。
一例として、第1および第2凹部313、323はそれぞれ、第1および第2フレーム端子310、320の基材部310b、320bの平滑な表面の一部分を除去して形成されるか、第1および第2フレーム端子310、320がそれぞれ第1および第2内側メッキ部310a、320aまたは第1および第2外側メッキ部310c、320cを含む場合、第1および第2内側メッキ部310a、320aまたは第1および第2外側メッキ部310c、320cの上部メッキ部を除去して下部メッキ部が露出した部分であるか、上部メッキ部および下部メッキ部を除去して基材部310b、320bが露出した部分であってもよい。例えば、第1および第2フレーム端子310、320の一部の平滑な表面を有する第1および第2内側メッキ部310a、320aを除去し、第1および第2基材部310b、320bを露出させることによって、積層型キャパシタ100付近のフラックスを第1および第2凹部313、323に拘束し、流動を抑制する。
一例として、第1および第2フレーム端子310、320の基材部310b、320b、第1および第2内側メッキ部310a、320a、または第1および第2外側メッキ部310c、320cを除去する方法は、切削、または研磨のような機械的除去、レーザトリミングによる除去、水酸化ナトリウムのようなメッキ剥離剤による化学的除去などを利用することができる。あるいは、第1および第2フレーム端子310、320の第1および第2基材部310b、320bに第1および第2凹部313、323を形成するための部分にレジストを塗布した後、第1および第2内側メッキ部310a、320aまたは第1および第2外側メッキ部310c、320cを形成した後、レジストを除去する方法も利用可能である。
図6は、他の実施例による電子部品を示す部分分解斜視図であり、図7は、図6のII-II’線に沿った電子部品の断面図である。
本実施例による電子部品は、上記の電子部品と類似しているので、重複する説明は省略し、差異点を中心に説明する。
図1および図2では、1つの積層型キャパシタ100を含む場合を示すのに対し、図6および図7では、複数の積層型キャパシタ100、100’を含む場合を示す。
一例として、第1および第2積層型キャパシタ100、100’は、Z方向に配列される。この時、第1積層型キャパシタ100の第1面と第2積層型キャパシタ100’の第2面とが対向するように配置される。
あるいは、第1および第2積層型キャパシタ100、100’は、X方向に一列配置されてもよく、Y方向に平行に配置されてもよい。また、積層型キャパシタは、3つ以上がZ方向に積層されてもよい。
第1積層型キャパシタ100と第2積層型キャパシタ100’は、互いに一定の間隔をおいて配置される。例えば、第1積層型キャパシタ100と第2積層型キャパシタ100’との間の間隔は、Z方向に0.1mm~1.0mmであってもよい。
最下部に位置する積層型キャパシタ100’は、第1および第2フレーム端子310、320の第1および第2実装部312、322からZ方向に所定距離離れて配置される。
第1および第2積層型キャパシタ100、100’は、第1および第2フレーム端子310、320の間に配置される。
これによって、電子部品は、第1および第2積層型キャパシタ100、100’と第1および第2フレーム端子310、320との間にそれぞれ配置される複数の第1および第2導電性接着部510、510’、520、520’を含む。
複数の第1および第2導電性接着部510、510’、520、520’も、第1および第2積層型キャパシタ100、100’と対応する位置にZ方向に配列され、互いに一定の間隔をおいて配置される。
この時、第1マウント部311は、第1実装部312とキャパシタボディ110’との間に配置される第1凹部313を有し、第2マウント部321は、第2実装部322とキャパシタボディ110’との間に配置される第2凹部323を有する。第1凹部313は、第1実装部312から最も近くに位置するキャパシタボディ110’の他の一面と第1実装部312との間に配置され、第2凹部323は、第2実装部322から最も近くに位置するキャパシタボディ110’の他の一面と第2実装部322との間に配置される。ここで、キャパシタボディ110’の他の一面は、例えば、キャパシタボディ110’の第1面であってもよい。
第1および第2凹部313、323は、第1および第2マウント部311、321の積層型キャパシタ100に対向する面に位置することができ、第1および第2凹部313、323は、第1および第2実装部312、322から一定の間隔をおいて配置される。
第1マウント部311は、複数の第1導電性接着部510、510’と接触する領域との間に配置される第3凹部314をさらに含むことができる。同様に、第2マウント部321は、複数の第2導電性接着部520、520’と接触する領域との間に配置される第4凹部324をさらに含むことができる。
第1マウント部311は、第1実装部312から最も遠く位置する第1導電性接着部510と接触する領域上に配置される第5凹部315をさらに含むことができる。同様に、第2マウント部321は、第2実装部322から最も遠く位置する第2導電性接着部520と接触する領域上に配置される第6凹部325をさらに含むことができる。
一例として、第5凹部315は、Z方向に最も上に位置する第1導電性接着部510と接触する領域上に配置され、第6凹部325は、Z方向に最も上に位置する第2導電性接着部520と接触する領域上に配置される。ここで、第1導電性接着部510または第2導電性接着部520と接触する領域上はZ方向により高い位置を意味する。
第3~第6凹部314、324、315、325は、第1および第2マウント部311、321の第1および第2積層型キャパシタ100、100’に対向する面に位置することができる。あるいは、第3~第6凹部314、324、315、325は、第1および第2積層型キャパシタ100、100’に対向する面の反対面にも位置することができる。
第3凹部314は、複数の第1導電性接着部510、510’と接触する領域との間に沿って延びて、複数の第1導電性接着部510、510’と接触する領域との間を分割することができる。同様に、第4凹部324は、複数の第2導電性接着部520、520’と接触する領域との間に沿って延びて、複数の第2導電性接着部520、520’と接触する領域との間を分割することができる。
第5凹部315は、Z方向に最も上に位置する第1導電性接着部510と接触する領域と第1マウント部311の上端との間に沿って延びて、第1導電性接着部510と接触する領域と第1マウント部311の上端との間を分割することができる。同様に、第6凹部325は、Z方向に最も上に位置する第2導電性接着部520’と接触する領域と第2マウント部321の上端との間に沿って延びて、第2導電性接着部520と接触する領域と第2マウント部321の上端との間を分割することができる。
図8は、図6の第2、第4および第6凹部323、324、325の多様な形状を示す図である。図8は、図6における第2マウント部321をX方向から眺めた図である。第1、第3および第5凹部313、314、315も、図8に示された第2、第4および第6凹部323、324、325のような多様な形状を有することができる。
図8Aのように、電子部品が複数の第2導電性接着部520、520’を含む場合にも、第2マウント部321は、Z方向の最下端に位置する第2導電性接着部520’と接触する領域と第2実装部322との間に第2凹部323のみを含むことができる。
図8Bのように、電子部品が複数の第2導電性接着部520、520’を含む場合、第2マウント部321は、第2凹部323と共に、複数の第2導電性接着部520、520’と接触する領域との間に配置される第4凹部324をさらに含むことができる。
図8Cのように、電子部品が複数の第2導電性接着部520、520’を含む場合、第2マウント部321は、第2凹部323および第4凹部324と共に、Z方向に最も上に位置する第2導電性接着部520と接触する領域上に配置される第6凹部325をさらに含むことができる。
一方、図8A~図8Cに示されているように、第2、第4および第6凹部323、324、325は、第2マウント部321のY方向に対向する両末端を横切るストライプ形状を有することができる。
あるいは、図8Dのように、第2、第4および第6凹部323、324、325は、複数の第2導電性接着部520、520’と接触する中間領域では複数の第2導電性接着部520、520’と接触する領域に沿って延び、複数の第2導電性接着部520、520’と接触しない領域である周縁領域では下方向へ傾く形状を有することができる。一例として、第2、第4および第6凹部323、324、325が延びる方向はY方向であり、傾く下方向はZ方向であってもよい。また、第2、第4および第6凹部323、324、325が下方向へ傾く角度は斜めの角度であってもよい。
第2、第4および第6凹部323、324、325が第2マウント部321の周縁領域から下方向へ傾く形状を有する場合、積層型キャパシタ100と基板との間をソルダリングする時、第2、第4および第6凹部323、324、325にソルダフラックスが第2フレーム端子320を乗り上げてきても第2マウント部321の外郭に流れ落ちるように誘導することができる。
一例として、第3~第6凹部314、324、315、325は、第1および第2マウント部311、321の表面が陥没した領域である。一例として、第3~第6凹部314、324、315、325は、深さよりも幅がより広い形状を有することができる。
以下、発明の具体的な実施例を提示する。ただし、下記記載の実施例は発明を具体的に例示または説明するためのものに過ぎず、これによって発明の範囲が制限されてはならない。
[実験例:電子部品の性能試験]
図6に示されているように、2つの積層型キャパシタ(L×W×T=3.2mm×2.5mm×2.5mm)を含み、第1および第2フレーム端子の表面に第1~第6凹部を形成して電子部品を製造しかつ、下記表1に表示されたように、第1および第2凹部の幅(Z方向)を調節して実施例1~実施例4の電子部品を製造する。
図6に示されているように、2つの積層型キャパシタ(L×W×T=3.2mm×2.5mm×2.5mm)を含み、第1および第2フレーム端子の表面に第1~第6凹部を形成して電子部品を製造しかつ、下記表1に表示されたように、第1および第2凹部の幅(Z方向)を調節して実施例1~実施例4の電子部品を製造する。
図6にてフレーム端子の表面に第1~第6凹部を形成しない電子部品を比較例1の電子部品として製造する。
表1にて、凹部の幅比率(%)は、キャパシタボディの平均厚さ(Z方向)に対する凹部の平均幅(Z方向)の長さ比率を示し、凹部の高さ比率(%)は、実装部から最下端に位置するキャパシタボディの最下端までの平均距離(Z方向)に対する実装部から凹部の最下端までの平均距離(Z方向)を示す。
製造された実施例1~実施例4および比較例1による電子部品に対してフラックス残留物(flux residue)の有無の確認、耐湿負荷試験および固着力試験を進行させて、その結果も表1に示す。使用された積層型キャパシタの大きさはL×W×T=3.2mm×2.5mm×2.5mmであり、各数量は10個である。
フラックス残留物の有無の確認は、積層型キャパシタの下部と基板実装部との間の凹部のフラックス残留物の有無をそれぞれのサンプルに関してデジタル顕微鏡で観察する。サンプルを正立させ、第1および第2積層型キャパシタの側面と直交する方向で観察する。その時、観察側の180度対向する側に光源を配置する。第1および第2積層型キャパシタのベース電極層が第1および第2積層型キャパシタの断面から周面または側面側に延びている距離を形成する部分より内側にフラックスが滲んでいるサンプルをNGと判断する。
耐湿負荷試験は、温度85℃、湿度85%の環境下、第1および第2積層型キャパシタに定格電圧120%DC電圧を印加し、IRを測定して、初期値対比2000時間後のIR値が30%以下(logで0.5桁数)となったサンプルをNGと判断する。
固着力試験は、製造された電子部品をそれぞれアルミナ基板にSnAgCu系ソルダを用いてリフロー方法で実装する。サンプルに対して、第1および第2積層型キャパシタの側面Lサイズ1/2、Wサイズ1/2の位置を側面と直交する方向から荷重を加えた後、サンプルが基板から離脱するまでの最大荷重を固着力として測定する。
表1を参照すれば、積層型キャパシタの下部と基板実装部との間に位置する凹部がフレーム端子を接続する時に用いるソルダに含まれているフラックス成分が積層型キャパシタに滲み始めるのを防止可能であることを確認することができる。
これによって、最下端に位置する積層型キャパシタで発生する欠陥を防止することができ、ソルダに含まれるフラックス成分によるIRの劣化が生じないようにできる。
また、フレーム端子の凹部の平均幅(Z方向)がキャパシタボディの平均厚さ(Z方向)対比8%~40%の場合、フラックス残留物を抑制できるだけでなく、積層型キャパシタと実装基板との固着力を十分に確保可能であることを確認することができる。
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲と発明の説明および添付した図面の範囲内で多様に変形して実施することが可能であり、これも本発明の範囲に属することは当然である。
100、100’:積層型キャパシタ
110、110’:キャパシタボディ
111:誘電体層
112、113:カバー
121、122:第1および第2内部電極
131、131’:第1外部電極
132、132’:第2外部電極
1311、1321:接続部
1312、1322:バンド部
310、320:第1および第2フレーム端子
311、321:第1および第2マウント部
312、322:第1および第2実装部
310a、320a:第1および第2内側メッキ部
310b、320b:第1および第2基材部
310c、320c:第1および第2外側メッキ部
313、314、315:第1、第3および第5凹部
323、324、325:第2、第4および第6凹部
510、510’:第1導電性接着部
520、520’:第2導電性接着部
110、110’:キャパシタボディ
111:誘電体層
112、113:カバー
121、122:第1および第2内部電極
131、131’:第1外部電極
132、132’:第2外部電極
1311、1321:接続部
1312、1322:バンド部
310、320:第1および第2フレーム端子
311、321:第1および第2マウント部
312、322:第1および第2実装部
310a、320a:第1および第2内側メッキ部
310b、320b:第1および第2基材部
310c、320c:第1および第2外側メッキ部
313、314、315:第1、第3および第5凹部
323、324、325:第2、第4および第6凹部
510、510’:第1導電性接着部
520、520’:第2導電性接着部
Claims (20)
- 誘電体層と内部電極とを含むキャパシタボディ、および前記キャパシタボディの一面に配置される外部電極を含む積層型キャパシタと、
前記外部電極の外側に配置されるマウント部、および前記マウント部の一端に配置される実装部を有するフレーム端子と、
を含み、
前記マウント部は、前記実装部と前記キャパシタボディとの間に配置される凹部であって、前記実装部から間隔をおいて配置される凹部を有する、
電子部品。 - 前記凹部は、前記マウント部の前記積層型キャパシタに対向する面に位置する、請求項1に記載の電子部品。
- 前記凹部の平均高さは、前記キャパシタボディの平均高さ対比4%~40%である、請求項1に記載の電子部品。
- 前記電子部品は、前記外部電極と前記フレーム端子との間に配置される導電性接着部を含む、請求項1に記載の電子部品。
- 前記凹部は、前記マウント部の前記導電性接着部と接触する領域と前記実装部との間に沿って延びる、請求項4に記載の電子部品。
- 前記凹部は、前記導電性接着部と接触する領域と前記実装部との間を分割する、請求項5に記載の電子部品。
- 前記凹部は、前記マウント部の前記導電性接着部と接触しない周縁領域では下方向へ傾く形状を有する、請求項4に記載の電子部品。
- 前記凹部は、前記マウント部の表面が陥没した領域である、請求項1に記載の電子部品。
- 前記凹部は、深さよりも幅がより広い形状を有する、請求項1に記載の電子部品。
- 前記凹部の平均幅は、前記キャパシタボディの平均厚さ対比8%~40%である、請求項9に記載の電子部品。
- 前記フレーム端子は、基材部と、前記基材部の表面に配置されるメッキ部とを含み、
前記凹部は、前記メッキ部が除去された領域である、請求項1に記載の電子部品。 - 前記メッキ部は、SnまたはSnを主成分として含む合金を含む、請求項11に記載の電子部品。
- 前記導電性接着部は、ソルダ(solder)または導電性樹脂ペーストを含む、請求項4に記載の電子部品。
- 誘電体層と内部電極とを含むキャパシタボディ、および前記キャパシタボディの一面に配置される外部電極をそれぞれ含む第1積層型キャパシタおよび第2積層型キャパシタと、
前記外部電極の外側に配置されるマウント部、および前記マウント部の一端に配置される実装部を有するフレーム端子と、
を含み、
前記マウント部は、前記実装部と前記キャパシタボディとの間に配置される凹部であって、前記実装部から間隔をおいて配置される凹部を有する、
電子部品。 - 前記電子部品は、前記外部電極と前記フレーム端子との間に配置される導電性接着部を含む、請求項14に記載の電子部品。
- 前記マウント部は、前記導電性接着部と接触する領域との間に配置される凹部をさらに含む、請求項15に記載の電子部品。
- 前記マウント部は、前記実装部から最も遠く位置する導電性接着部と接触する領域上に配置される凹部をさらに含む、請求項15に記載の電子部品。
- 前記凹部は、前記マウント部の前記導電性接着部と接触する領域と前記実装部との間に沿って延び、且つ前記マウント部の前記導電性接着部と接触しない周縁領域では下方向へ傾く形状を有する、請求項16または17に記載の電子部品。
- 前記凹部の平均幅は、前記キャパシタボディの平均厚さ対比8%~40%である、請求項16または17に記載の電子部品。
- 前記フレーム端子は、基材部と、前記基材部の表面に配置されるメッキ部とを含み、
前記凹部は、前記メッキ部が除去された領域である、請求項16または17に記載の電子部品。
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