JP3777856B2 - 面実装用電子部品 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般電子機器及び電源装置等に用いられる面実装用電子部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は従来の面実装用電子部品を示す断面図である。
【０００３】
図８において、１は誘電体基板、２は誘電体基板１の両主面に設けられた電極材、３は電極材２に接続されたリード端子、４は誘電体基板１，電極材２，リード端子３の一部を覆う外装材である。
【０００４】
リード端子３には外装材４の側面４ａから外部に突き出した外部端子形成部３ａが設けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８に示す様な構成の面実装コンデンサにおいて、更なる小型化を検討すると、電気的破壊強度とマイグレーションに問題が生じることが判った。
【０００６】
本発明は、前記従来の問題点を解決するもので、小型化しても十分な電気的破壊強度とマイグレーションの抑制を行うことができる面実装用電子部品を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は外装材から露出した部分を外部との接続端子とした面実装用電子部品であって、電極を基板の主面の略全面に形成するとともに、電極をマイグレーションを起こしにくい材料で構成し、基板の側面を基板の主面よりも粗面化した。
【０００８】
【発明の実施の形態】
請求項１に係る発明は、基板と、前記基板に設けられた一対の電極と、前記電極にそれ
ぞれ接合されるリード端子と、前記基板，前記電極及びリード端子の少なくとも一部を覆う外装材とを備え、前記リード端子における前記外装材から露出した部分を外部との接続端子とするとともに、前記リード端子と前記電極を接合材にて接合する面実装用電子部品であって、前記電極を基板の主面の略全面に形成するとともに、前記電極をマイグレーションを起こしにくい材料で構成し、前記基板の側面を前記基板の主面よりも粗面化した事によって、電子部品の小型化、薄型化が進み、基板が薄くなったとしても、マイグレーションの発生を防止でき、使用途中で容量などの特性が変化しにくくなる。しかも基板の主面の略全面に電極を形成するので、電気力線が基板の端部に集中することはなく、電気力線の分布を均一にすることができるので、電気的破壊強度を強くすることができる。更に、外装材と基板との接合強度を増すことができるので、外装材中に基板をしっかりと固定できるので、振動などによって、電極が基板から剥がれるなどの不良を低減でき、その結果耐電圧の低下を防止できる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１において、基板側にマイグレーションを起こしにくい材料で第１の電極を形成し、前記第１の電極の上に、接合材が付着しやすい材料で第２の電極を形成した事によって、第１の電極を構成する材料が接合材との密着性が悪い場合には有効であり、電極とリード端子の接合強度を大きくすることができ、製造途中などで、リード端子と電極が剥がれて、特性が劣化することはない。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１において、接合材が１９０℃以上で融解する事によって、電子部品をリフロー装置等の加熱装置の中を通しても、接合材が融解することはなく、安定したリード端子と電極の接合を行うことができる。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項２において、第１の電極をニッケル，亜鉛，パラジウム，金，アルミニウム，銅ニッケル合金の第１のグループから選ばれる少なくとも一つの材料か、あるいは、前記第１のグループから選ばれる少なくとも一つの材料と、前記第１のグループ以外の少なくとも一つを含んだ材料で構成し、第２の電極を金，銀，銅，白金，ニッケルの第２のグループから選ばれる少なくとも一つの材料か、あるいは、前記第２のグループから選ばれる少なくとも一つの材料と、前記第２のグループ以外の少なくとも一つを含んだ材料で構成した事によって、マイグレーションの抑制と、確実なリード端子と電極の接合を行うことができる。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項４において、第１の電極を亜鉛もしくは亜鉛合金で構成し、第２の電極を銅或いは銅合金で構成した事によって、低コストで、しかも工数が係らずに、マイグレーションの抑制と、確実なリード端子と電極の接合を行うことができる。請求項６に係る発明は、請求項１において、基板の一方の主面の面積を１とした場合に、前記一方の主面に形成される電極面積を０．９５以上とした事によって、基板内の電気力線の不分布をより確実に均一にすることができる。
【００１４】
請求項７に係る発明は、基板と、前記基板に設けられた一対の電極と、前記電極にそれぞれ接合されるリード端子と、前記基板，前記電極及びリード端子の少なくとも一部を覆う外装材とを備え、前記リード端子における前記外装材から露出した部分を外部との接続端子とするとともに、前記リード端子と前記電極を接合材にて接合する面実装用電子部品であって、前記電極を基板の主面の略全面に形成するとともに、前記電極をマイグレーションを起こしにくい材料で構成し、前記基板を円板状とし、前記円板の直径を２ｍｍ〜８ｍｍとし、厚さを０．３ｍｍ〜１．２ｍｍとした事によって、電子部品の小型化、薄型化が進み、基板が薄くなったとしても、マイグレーションの発生を防止でき、使用途中で容量などの特性が変化しにくくなる。しかも基板の主面の略全面に電極を形成するので、電気力線が基板の端部に集中することはなく、電気力線の分布を均一にすることができるので、電気的破壊強度を強くすることができる。更に、製造途中で基板の割れなどが発生せず、しかもコンデンサの小型化を行うことができる。
【００１５】
請求項８に係る発明は、基板と、前記基板に設けられた一対の電極と、前記電極にそれぞれ接合されるリード端子と、前記基板，前記電極及びリード端子の少なくとも一部を覆う外装材とを備え、前記リード端子における前記外装材から露出した部分を外部との接続端子とするとともに、前記リード端子と前記電極を接合材にて接合する面実装用電子部品であって、前記電極を基板の主面の略全面に形成するとともに、前記電極をマイグレーションを起こしにくい材料で構成し、前記基板側にマイグレーションを起こしにくい材料で第１の電極を形成し、前記第１の電極の上に、接合材が付着しやすい材料で第２の電極を形成し、前記第１の電極の厚みを１μｍ〜１０μｍとした事によって、電子部品の小型化、薄型化が進み、基板が薄くなったとしても、マイグレーションの発生を防止でき、使用途中で容量などの特性が変化しにくくなる。しかも基板の主面の略全面に電極を形成するので、電気力線が基板の端部に集中することはなく、電気力線の分布を均一にすることができるので、電気的破壊強度を強くすることができる。更に、第１の電極を構成する材料が接合材との密着性が悪い場合には有効であり、電極とリード端子の接合強度を大きくすることができ、製造途中などで、リード端子と電極が剥がれて、特性が劣化することはない。そして、基板との接合強度を強くすることができ、耐電圧を向上させることができるので、電気的破壊強度を向上させることができる。
【００１６】
請求項９に係る発明は、基板と、前記基板に設けられた一対の電極と、前記電極にそれぞれ接合されるリード端子と、前記基板，前記電極及びリード端子の少なくとも一部を覆う外装材とを備え、前記リード端子における前記外装材から露出した部分を外部との接続端子とするとともに、前記リード端子と前記電極を接合材にて接合する面実装用電子部品であって、前記電極を基板の主面の略全面に形成するとともに、前記電極をマイグレーションを起こしにくい材料で構成し、前記基板側にマイグレーションを起こしにくい材料で第１の電極を形成し、前記第１の電極の上に、接合材が付着しやすい材料で第２の電極を形成し、前記第２の電極の厚みを１μｍ〜２０μｍとした事によって、電子部品の小型化、薄型化が進み、基板が薄くなったとしても、マイグレーションの発生を防止でき、使用途中で容量などの特性が変化しにくくなる。しかも基板の主面の略全面に電極を形成するので、電気力線が基板の端部に集中することはなく、電気力線の分布を均一にすることができるので、電気的破壊強度を強くすることができる。更に、第１の電極を構成する材料が接合材との密着性が悪い場合には有効であり、電極とリード端子の接合強度を大きくすることができ、製造途中などで、リード端子と電極が剥がれて、特性が劣化することはない。そして、水分が第１の電極や基板に到達するのを阻害することができ、耐電圧が向上するとともに、コスト的に有利になる。
【００１７】
請求項１０に係る発明は、請求項１において、電極の端部を基板の側面よりも基板の中心部側に設けた事によって、電極端部の放電を防止でき、耐電圧を向上させることができるので、電気的破壊強度を向上させることができる。
【００１８】
請求項１１に係る発明は、基板と、前記基板に設けられた一対の電極と、前記電極にそれぞれ接合されるリード端子と、前記基板，前記電極及びリード端子の少なくとも一部を覆う外装材とを備え、前記リード端子における前記外装材から露出した部分を外部との接続端子とするとともに、前記リード端子と前記電極を接合材にて接合する面実装用電子部品であって、前記電極を基板の主面の略全面に形成するとともに、前記電極をマイグレーションを起こしにくい材料で構成し、前記電極の端部を基板の側面よりも基板の中心部側に設けると共に、前記電極の端部形状を曲面とした事によって、電子部品の小型化、薄型化が進み、基板が薄くなったとしても、マイグレーションの発生を防止でき、使用途中で容量などの特性が変化しにくくなる。しかも基板の主面の略全面に電極を形成するので、電気力線が基板の端部に集中することはなく、電気力線の分布を均一にすることができるので、電気的破壊強度を強くすることができる。更に、電極の端部を基板の側面よりも基板の中心部側に設けた事によって、電極端部の放電を防止でき、耐電圧を向上させることができるので、電気的破壊強度を向上させることができる。そして、更に放電防止を向上させることができ、しかも、外装材の充填によって発生する応力によって、電極が剥がれることを防止でき、容量のばらつきなどを低減できる。
【００１９】
請求項１２に係る発明は、請求項１において、リード端子は、電極と接合される接合部と、前記接合部に接続され、前記電極から立ち上がる段差部と、前記段差部から前記電極に略平行に延びる水平部と、前記水平部から前記電極に対して略垂直に延びる前記垂直部と、前記垂直部に延設された外部端子形成部によって構成されている事によって、基板とリード端子の間に隙間を設けることができ、しかもその隙間に外装材を設けたので、耐電圧を向上させることができる。
【００２０】
請求項１３記載の発明は、請求項２において、第１の電極はペーストを塗布して焼き付けによって形成し、第２の電極はメッキ法によって形成することで、基板がエッチング等で損傷を受けることはなく、耐電圧を向上させることができる。
【００２１】
図１は本発明の一実施の形態における面実装用電子部品を示す断面図である。
【００２２】
図１において、５は誘電体材料で構成された基板、６，７は基板５状に形成され、亜鉛又は、亜鉛を含む材料で構成された電極、８，９は電極６，７上にそれぞれ形成され、銅或いは銅を含む材料で構成された電極、１０，１１はそれぞれ電極８，９に接続されたリード端子、１２は基板５，電極６，７，８，９及びリード端子１０，１１の一部を覆う外装材である。
【００２３】
以下各部において詳細に説明する。
【００２４】
基板５は誘電体材料等で構成され、具体的な材料としては、チタン酸バリウム，チタン酸ストロンチウムの少なくとも一つを主成分とし、その他に炭酸カルシウムや酸化シリコン等が添加された材料が好適に用いられる。この様な材料は、非常に誘電率が大きく、高容量を得ることができ、しかも損失が少なく、加工性も良い。
【００２５】
基板５は円板状に構成されており、その直径は２ｍｍ〜８ｍｍ（好ましくは４ｍｍ〜７ｍｍ）で構成され、厚さは０．３ｍｍ〜１．２ｍｍ（好ましくは０．５ｍｍ〜１ｍｍ）で構成される。直径が２ｍｍ以下であると十分な容量を得ることはできず、直径が８ｍｍ以上であると小型化が行いにくい。基板５の厚さが０．３ｍｍ以下であると加工しにくい上に割れやすく生産性が向上せず、１．２ｍｍ以上であると、小型化を行いにくい。なお、本実施の形態では、基板５形状を円板状としたが、楕円形状としてもよく、楕円形状とすることで、基板５の主面の広さを広くすることができ、容量を大きくすることができる。なお、基板５形状を方形板状等の角部が存在する形状を使用しても良い。
【００２６】
また、基板５の中央部を端部よりも厚くする事によって、基板５の機械的強度を向上させたり、また逆に基板５の端部を中央部よりも厚くすることで、容量を大きくしたりすることができ、これらの構成は、使用する容量や状況によって、適宜選択する。
【００２７】
基板５の製造方法としては、以下の様な方法が好適に用いられる。
【００２８】
まず、上記誘電体材料を所定量秤量し、その原料を窯業的方法で。混合、乾燥し、その乾燥したものにポリビニルアルコール等の結合材を用いて造粒した後、その造粒物を例えば直径６ｍｍ、厚み１ｍｍの円板状に焼く１０００Ｋｇ／ｃｍ2の圧力で成形して、その成形体を例えば帯域中で１３００℃〜１４００℃で焼成して、直径５ｍｍ，厚み０．８ｍｍの基板５を作製する。
【００２９】
また、基板５の構成材料としては、誘電体材料に限らず、所定の電圧以上の電圧を加えることによって導電性を示す材料等を用いることができる。また、基板５としては、基板中に１乃至複数の隔絶された導電層を設けたいわゆる積層型基板を用いても良い。
【００３０】
次に電極６，７について詳細に説明する。
【００３１】
電極６，７は基板５の主面５ａ，５ｂにそれぞれ設けられ、電極６，７は亜鉛或いは亜鉛に所望の添加物が添加されたものによって構成されており、しかも基板５のほぼ全面に設けられている。この時、電極６の形成面積は基板５の主面５ａの面積を１とした場合に、０．９５以上（好ましくは０．９８以上）形成することが好ましい。この関係は、電極６の形成面積と、基板５の主面５ｂの関係においても同様である。この様に基板５の主面５ａ，５ｂと電極５の形成面積の関係を上述の様に構成することで、電気力線の基板５内での分布をほぼ均一化することができ、電気的破壊強度を向上させる事ができる。
【００３２】
また、電極６，７の膜厚は、１μｍ〜１０μｍとする事が好ましい。電極６，７の膜厚が１μｍ以下であると、基板５との密着強度が低下してしまい、１０μｍ以上であると、電極６，７自体の応力が強くなり、これも基板５との密着強度が弱くなる。
【００３３】
また、電極６，７は亜鉛或いは亜鉛合金をペースト状にしたものを基板５の主面５ａ，５ｂにそれぞれ印刷などの手法によって、塗布し、そのペーストを例えば、大気中で５５０℃〜６５０℃、約７分間〜１３分間の間で焼き付けることによって、形成される。この様に電極６，７を焼き付けで行うことによって、従来の様に基板５の表面をエッチング加工しなくてもよいので、基板５を薄くしても特性の劣化を抑制できる。
【００３４】
更に、電極６，７を焼き付けで形成すると、電極６，７の表面に酸化物が形成されるので、好ましくは電極６，７を作製した後に、エッチング処理を施して、酸化物を取り除くことが好ましい。この様にエッチング処理を施して、電極６，７の表面粗さを２μｍ〜８μｍとする事によって、電極６，７上に形成される電極８，９の密着強度を向上させ、しかも電極８，９の膜特性を良好にすることができる。
【００３５】
なお、電極６，７の構成材料としては、ニッケル，亜鉛，パラジウム，金，アルミニウム，銅ニッケル合金の第１のグループから選ばれる少なくとも一つの材料か、あるいは、前記第１のグループから選ばれる少なくとも一つの材料と、前記第１のグループ以外の少なくとも一つを含んだ材料で構成する事もできる。
【００３６】
この様に電極６，７はマイグレーションを起こしにくい、すなわち、電圧を印可することによって、基板５中を移動しにくい材料で構成することが良い。
【００３７】
次に電極８，９について詳細に説明する。
【００３８】
電極８，９は、銅，ニッケルかもしくはそれら金属材料に所定の元素を添加したものが用いられる。特にコスト面などを考慮すると銅あるいは銅合金で構成することが好ましい。電極８，９は電極６，７上に好ましくはメッキ法で形成される。この時に電極８，９の形成面積は、電極６，７と同様に、主面５ａ，５ｂを１としたときに、０．９５以上（好ましくは０．９８以上）形成することが好ましい。また、電極８，９の膜厚は、１μｍ以上とすることが好ましい。膜厚が１μｍより薄いと、絶縁抵抗が劣化する。なお、コスト面や生産時間等を考慮すると、電極８，９の膜厚は２０μｍ以下とする事が好ましい。
【００３９】
また、電極８，９は金，銀，銅，白金，ニッケルの第２のグループから選ばれる少なくとも一つの材料か、あるいは、前記第２のグループから選ばれる少なくとも一つの材料と、前記第２のグループ以外の少なくとも一つを含んだ材料で構成することが好ましい。すなわち、半田や鉛フリー半田（ＳｎにＡｇ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｂｉ，Ｉｎの少なくとも一つを含んだ接合材）との接合性が良い材料で構成することがよい。
【００４０】
電極８，９は電極６，７を形成した基板５を銅メッキ液などのメッキ液に数分間浸漬する事によって、形成される。
【００４１】
本実施の形態では、電極６，７を主面にのみ形成し、その上にメッキなどの手法によって、電極８，９を形成したが、亜鉛で構成された導電膜を焼き付けなどによって基板５の全面に形成し、その後に、導電膜の上にメッキ法等の手法によって、銅などで構成された導電膜を積層しその後に、基板５の側面５ｃをセンタレス研磨機などで、研磨することによって、導電膜を取り除き、電極６，７，８，９を形成するようにしても良い。なお、このとき、研磨条件などを調整することによって、側面５ｃを粗面化（主面５ａ，５ｂよりも祖面化する）する事によって、外装材１２との密着強度を向上させることで、機械的強度を向上させることもできる。
【００４２】
次に、リード端子１０，１１について詳細に説明する。
【００４３】
リード端子１０，１１は薄板状となっており、その構成材料としては、Ｆｅ−Ｎｉ合金やＦｅ−Ｃｕ合金などによって構成されている。また、リード端子１０，１１には接合性を良くするために表面に半田などの接合層を形成することもできる。また、リード端子１０，１１は厚さが０．０７ｍｍ〜０．１２ｍｍで、幅が２．０ｍｍ〜３．０ｍｍ程度のものが取り扱いや強度及び作業性の面で有利になる。
【００４４】
リード端子１０，１１には、それぞれ電極８，９と接合する接合部１０ａ，１１ａと、その接合部１０ａ，１１ａに接続され、電極８，９から立ち上がる段差部１０ｂ，１１ｂと、段差部１０ｂ，１１ｂから電極８，９に略平行に延びる水平部１０ｃ，１１ｃと、水平部１０ｃ，１１ｃから電極８，９に対して略垂直に延びる垂直部１０ｄ，１１ｄと、垂直部１０ｄ，１１ｄに延設された外部端子形成部１０ｅ，１１ｅによって構成されている。図２にリード端子１０の構造を示す。リード端子１１の構造はリード端子１０とほぼ同じであるので、図示はしない。この様なリード端子とする事によって、電極６，７，８，９とリード端子１０，１１間の距離を離すことによって、耐電圧を向上させ、しかもリード端子１０，１１と基板５の間に隙間を設けることができるので、この隙間に外装材１２を充填できるので、耐候性を向上させることができ、しかもリード端子１０，１１を数カ所曲げている事によって、リード端子１０，１１に沿って進入してきた水分などは、電極６，７，８，９に到達しにくくなるので、耐湿性を向上させることができる。
【００４５】
リード端子１０，１１は基板５の主面５ａ，５ｂにそれぞれ形成された電極８，９に半田や導電性接着剤によって、接合される（図３参照）。
【００４６】
リード端子１０，１１と電極を接合する接合材としては、半田，鉛フリー半田，クリーム半田等の導電性接合材が用いられ、好ましくは、融点が１９０℃以上好ましくは２５０℃以上であることが好ましい。この様に高温で融解する接合材を用いることで、リフロー装置などで、加熱された（１８０℃程度）としても、接合材が融解してリード端子１０，１１と電極が離れたり、或いは隙間が生じることはほとんどない。
【００４７】
次に外装材１２について説明する。
【００４８】
外装材１２としては、耐湿性に優れたエポキシ樹脂などが好適に用いられる。
【００４９】
上述の様に、リード端子１０，１１を取り付けた基板５を、１５０℃〜１９０℃の範囲に余熱したトランスファーモールド成型用金型内に固定し、その金型中に外形３０ｍｍ、厚さ１５ｍｍのタブレット状のエポキシ樹脂を１００Ｋｇ／ｃｍ2の圧力でプランジャーによって約１２０秒間圧入する事によって、図１に示すような略直方体状の外装材１２を形成する。
【００５０】
外装材１２を形成した後に、外装材１２から突出した外部端子形成部１０ｅ，１１ｅを外装材１２の側面及び底面に沿って屈曲させ、図１に示すような面実装用電子部品を得る。
【００５１】
また、外装材１２の回路基板などとの対向面（以下底面と略す）には、図１に示すように帯状の突出部１２ａ，１２ｂが設けられている。なお、突出部１２ａ，１２ｂは好ましくは接触せず、しかも図１の紙面に垂直な方向に延びるように形成されている。この突出部１２ａ，１２ｂを形成することで、電子部品の座りが良くなると共に、外部端子形成部１０ｅ，１１ｅ間の外装材１２の表面における距離を長くできる等の理由により、絶縁性を向上させることができる。
【００５２】
以上の様に構成された面実装用電子部品について従来の構成について、その効果の違いについて、説明する。
【００５３】
まず、サンプルとして、図１，２，３に示す本実施の形態の面実装用電子部品を１０個作製し、また、従来の技術のサンプルとして、図８に示す様に、基板の主面の一部のみに銀電極を形成し、他の構成は本実施の形態と同じものにしたものを１０個作製した。
【００５４】
これらサンプルについて、０Ｖから徐々に交流電圧を上げていき、コンデンサが破壊したときの交流電圧を測定した結果を（表１）に示す。
【００５５】
【表１】
【００５６】
（表１）から判るように、従来製品であれば、交流電圧が３．２ＫＶ〜３．７ＫＶでコンデンサが破壊しているのに対して、本実施の形態では、交流電圧が５．０ＫＶ〜７．０ＫＶでコンデンサが破壊している。この様に、本実施の形態によれば、耐電圧が非常に向上していることが判る。
【００５７】
次に、電極材料を変化させて、寿命試験（温度６０℃，湿度９５％ＲＨ，交流電圧２５０Ｖ）を行った。上記環境下で、所定時間でどの程度絶縁抵抗値が変化するかを調べた。その結果を（表２）に示す。
【００５８】
【表２】
【００５９】
（表２）から判るように銀ペーストで電極を形成した場合には、マイグレーションが発生し、１０００時間でコンデンサが破壊した。銅及びニッケルメッキによって、電極を形成した場合には、メッキ液によって基板がエッチングされ２０００時間後には約一桁絶縁抵抗が低下している。また、銅ペーストを焼き付けて電極を形成した場合には、還元雰囲気中で焼き付けなければならないので、そのために基板に悪影響が出て、２０００時間後にはやはり約一桁絶縁抵抗が低下している。しかしながら、本実施の形態である亜鉛ペーストで焼き付けを行った電極上に銅メッキにて電極を形成する構成では、マイグレーションもなく、しかもエッチングの影響もほとんどないので、絶縁抵抗値は２０００時間を経過しても一桁の変化もない。
【００６０】
次に、本実施の形態において、電極６，７の厚さを一定にして、電極８，９の厚さを変化させたときの寿命試験（温度６０℃，湿度９５％ＲＨ，交流電圧２５０Ｖ）を行った。上記環境下で、所定時間でどの程度絶縁抵抗値が変化するかを調べた。その結果を（表３）に示す。
【００６１】
【表３】
【００６２】
（表３）から判るように、電極８，９の膜厚が１．０μｍ以下であると、２０００時間後の絶縁抵抗が一桁変化しているのに対して、１．０μｍより大きいと２０００時間後の絶縁抵抗は一桁変化していない。これは、電極８，９の厚みが薄いと、水分が電極８，９を透過して、電極６，７や基板５まで達してしまい、絶縁性が阻害されるためであると考えられる。従って、耐湿性を向上させるためには電極８，９のそれぞれの膜厚は１μｍより大きいことが好ましい。
【００６３】
次に、本実施の形態において、電極８，９の厚さを一定にして、電極６，７の厚さを変化させたときの寿命試験（温度６０℃，湿度９５％ＲＨ，交流電圧２５０Ｖ）を行った。上記環境下で、所定時間でどの程度容量値が変化するかを調べた。その結果を（表４）に示す。
【００６４】
【表４】
【００６５】
（表４）から判るように、電極６，７の厚さが３μｍ〜１０μｍにおいては、２０００時間後の容量変化は１０％台であるが、１５μｍになると、２０％台になっている。これは、前述したように、電極６，７によって生じる応力によって、基板５との接合強度が低下し、電極６，７の基板からの浮き等が発生することが原因であると考えられる。
【００６６】
次に、電極６，８の端部形状について説明する。なお、電極７，９については同様の形状であるので、説明は省略する。
【００６７】
図４に示すように、電極６，８の端部が側面５ｃと同一平面か或いは側面５ｃから飛び出した形状となっていると、電極６，８で放電などが発生してしまうことがある。従来の技術の様に、電極が基板の主面の一部しか形成されていない場合には、この様な問題は生じないが、本実施の形態の様な構成では発生することがある。従って、図５に示すように、側面５ｃよりも電極６，８の端部が内側になるように構成される事が好ましく、更に好ましくは、電極６，８の端部が曲面上となっていることが好ましい。この様な電極端部形状は、少なくとも一部に存在するだけで十分に効果を得ることができ、全周に渡って形成すると、非常に耐電圧の高いコンデンサを得ることができる。
【００６８】
また、耐電圧を向上させる方法としては、図６の様に外部端子形成部１０ｅ，１１ｅをそれぞれ、外装材１２の底部沿って曲げるのではなく、外方向に曲げることが有効である。すなわち、外部端子形成部１０ｅ，１１ｅを導出部１０ｆ，１１ｆと外装材の底部方向に延在させる延在部１０ｇ，１１ｇと、外装材１２側と反対側に延び、回路基板などの電極パターンと接合する取付部１０ｈ，１１ｈで構成する。この様な構成によって、露出したリード端子１０，１１間を広くとる事ができるので、耐電圧を向上させることができる。
【００６９】
また、回路基板などの電極パターンとの接合強度を向上させるために、取付部１０ｈ，１１ｈに切欠部１０ｉ，１１ｉを設けることで、半田などとの接触面積等を増やすことができるので、接合強度を向上させることができる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明は外装材から露出した部分を外部との接続端子とした面実装用電子部品であって、電極を基板の主面の略全面に形成するとともに、電極をマイグレーションを起こしにくい材料で構成した事によって、コンデンサが小型化されても、電気力線が基板の端部に集中することはなく、電気力線の分布を均一にすることができるので、電気的破壊強度を強くすることができ、しかもマイグレーションの発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における面実装用電子部品を示す断面図
【図２】本発明の一実施の形態における面実装用電子部品のリード端子を示す斜視図
【図３】本発明の一実施の形態における面実装用電子部品の製造途中を示す側面図
【図４】本発明の一実施の形態における面実装用電子部品の基板の部分拡大断面図
【図５】本発明の一実施の形態における面実装用電子部品の基板の部分拡大断面図
【図６】本発明の一実施の形態における面実装用電子部品を示す側面図
【図７】本発明の一実施の形態における面実装用電子部品を示す平面図
【図８】従来の面実装用電子部品を示す断面図
【符号の説明】
５ 基板
５ａ，５ｂ 主面
５ｃ 側面
６，７，８，９ 電極
１０，１１ リード端子
１０ａ，１０ｂ 接合部
１０ｂ，１１ｂ 段差部
１０ｃ，１１ｃ 水平部
１０ｄ，１１ｄ 垂直部
１０ｅ，１１ｅ 外部端子形成部
１２ 外装材
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般電子機器及び電源装置等に用いられる面実装用電子部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は従来の面実装用電子部品を示す断面図である。
【０００３】
図８において、１は誘電体基板、２は誘電体基板１の両主面に設けられた電極材、３は電極材２に接続されたリード端子、４は誘電体基板１，電極材２，リード端子３の一部を覆う外装材である。
【０００４】
リード端子３には外装材４の側面４ａから外部に突き出した外部端子形成部３ａが設けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８に示す様な構成の面実装コンデンサにおいて、更なる小型化を検討すると、電気的破壊強度とマイグレーションに問題が生じることが判った。
【０００６】
本発明は、前記従来の問題点を解決するもので、小型化しても十分な電気的破壊強度とマイグレーションの抑制を行うことができる面実装用電子部品を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は外装材から露出した部分を外部との接続端子とした面実装用電子部品であって、電極を基板の主面の略全面に形成するとともに、電極をマイグレーションを起こしにくい材料で構成し、基板の側面を基板の主面よりも粗面化した。
【０００８】
【発明の実施の形態】
請求項１に係る発明は、基板と、前記基板に設けられた一対の電極と、前記電極にそれ
ぞれ接合されるリード端子と、前記基板，前記電極及びリード端子の少なくとも一部を覆う外装材とを備え、前記リード端子における前記外装材から露出した部分を外部との接続端子とするとともに、前記リード端子と前記電極を接合材にて接合する面実装用電子部品であって、前記電極を基板の主面の略全面に形成するとともに、前記電極をマイグレーションを起こしにくい材料で構成し、前記基板の側面を前記基板の主面よりも粗面化した事によって、電子部品の小型化、薄型化が進み、基板が薄くなったとしても、マイグレーションの発生を防止でき、使用途中で容量などの特性が変化しにくくなる。しかも基板の主面の略全面に電極を形成するので、電気力線が基板の端部に集中することはなく、電気力線の分布を均一にすることができるので、電気的破壊強度を強くすることができる。更に、外装材と基板との接合強度を増すことができるので、外装材中に基板をしっかりと固定できるので、振動などによって、電極が基板から剥がれるなどの不良を低減でき、その結果耐電圧の低下を防止できる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１において、基板側にマイグレーションを起こしにくい材料で第１の電極を形成し、前記第１の電極の上に、接合材が付着しやすい材料で第２の電極を形成した事によって、第１の電極を構成する材料が接合材との密着性が悪い場合には有効であり、電極とリード端子の接合強度を大きくすることができ、製造途中などで、リード端子と電極が剥がれて、特性が劣化することはない。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１において、接合材が１９０℃以上で融解する事によって、電子部品をリフロー装置等の加熱装置の中を通しても、接合材が融解することはなく、安定したリード端子と電極の接合を行うことができる。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項２において、第１の電極をニッケル，亜鉛，パラジウム，金，アルミニウム，銅ニッケル合金の第１のグループから選ばれる少なくとも一つの材料か、あるいは、前記第１のグループから選ばれる少なくとも一つの材料と、前記第１のグループ以外の少なくとも一つを含んだ材料で構成し、第２の電極を金，銀，銅，白金，ニッケルの第２のグループから選ばれる少なくとも一つの材料か、あるいは、前記第２のグループから選ばれる少なくとも一つの材料と、前記第２のグループ以外の少なくとも一つを含んだ材料で構成した事によって、マイグレーションの抑制と、確実なリード端子と電極の接合を行うことができる。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項４において、第１の電極を亜鉛もしくは亜鉛合金で構成し、第２の電極を銅或いは銅合金で構成した事によって、低コストで、しかも工数が係らずに、マイグレーションの抑制と、確実なリード端子と電極の接合を行うことができる。請求項６に係る発明は、請求項１において、基板の一方の主面の面積を１とした場合に、前記一方の主面に形成される電極面積を０．９５以上とした事によって、基板内の電気力線の不分布をより確実に均一にすることができる。
【００１４】
請求項７に係る発明は、基板と、前記基板に設けられた一対の電極と、前記電極にそれぞれ接合されるリード端子と、前記基板，前記電極及びリード端子の少なくとも一部を覆う外装材とを備え、前記リード端子における前記外装材から露出した部分を外部との接続端子とするとともに、前記リード端子と前記電極を接合材にて接合する面実装用電子部品であって、前記電極を基板の主面の略全面に形成するとともに、前記電極をマイグレーションを起こしにくい材料で構成し、前記基板を円板状とし、前記円板の直径を２ｍｍ〜８ｍｍとし、厚さを０．３ｍｍ〜１．２ｍｍとした事によって、電子部品の小型化、薄型化が進み、基板が薄くなったとしても、マイグレーションの発生を防止でき、使用途中で容量などの特性が変化しにくくなる。しかも基板の主面の略全面に電極を形成するので、電気力線が基板の端部に集中することはなく、電気力線の分布を均一にすることができるので、電気的破壊強度を強くすることができる。更に、製造途中で基板の割れなどが発生せず、しかもコンデンサの小型化を行うことができる。
【００１５】
請求項８に係る発明は、基板と、前記基板に設けられた一対の電極と、前記電極にそれぞれ接合されるリード端子と、前記基板，前記電極及びリード端子の少なくとも一部を覆う外装材とを備え、前記リード端子における前記外装材から露出した部分を外部との接続端子とするとともに、前記リード端子と前記電極を接合材にて接合する面実装用電子部品であって、前記電極を基板の主面の略全面に形成するとともに、前記電極をマイグレーションを起こしにくい材料で構成し、前記基板側にマイグレーションを起こしにくい材料で第１の電極を形成し、前記第１の電極の上に、接合材が付着しやすい材料で第２の電極を形成し、前記第１の電極の厚みを１μｍ〜１０μｍとした事によって、電子部品の小型化、薄型化が進み、基板が薄くなったとしても、マイグレーションの発生を防止でき、使用途中で容量などの特性が変化しにくくなる。しかも基板の主面の略全面に電極を形成するので、電気力線が基板の端部に集中することはなく、電気力線の分布を均一にすることができるので、電気的破壊強度を強くすることができる。更に、第１の電極を構成する材料が接合材との密着性が悪い場合には有効であり、電極とリード端子の接合強度を大きくすることができ、製造途中などで、リード端子と電極が剥がれて、特性が劣化することはない。そして、基板との接合強度を強くすることができ、耐電圧を向上させることができるので、電気的破壊強度を向上させることができる。
【００１６】
請求項９に係る発明は、基板と、前記基板に設けられた一対の電極と、前記電極にそれぞれ接合されるリード端子と、前記基板，前記電極及びリード端子の少なくとも一部を覆う外装材とを備え、前記リード端子における前記外装材から露出した部分を外部との接続端子とするとともに、前記リード端子と前記電極を接合材にて接合する面実装用電子部品であって、前記電極を基板の主面の略全面に形成するとともに、前記電極をマイグレーションを起こしにくい材料で構成し、前記基板側にマイグレーションを起こしにくい材料で第１の電極を形成し、前記第１の電極の上に、接合材が付着しやすい材料で第２の電極を形成し、前記第２の電極の厚みを１μｍ〜２０μｍとした事によって、電子部品の小型化、薄型化が進み、基板が薄くなったとしても、マイグレーションの発生を防止でき、使用途中で容量などの特性が変化しにくくなる。しかも基板の主面の略全面に電極を形成するので、電気力線が基板の端部に集中することはなく、電気力線の分布を均一にすることができるので、電気的破壊強度を強くすることができる。更に、第１の電極を構成する材料が接合材との密着性が悪い場合には有効であり、電極とリード端子の接合強度を大きくすることができ、製造途中などで、リード端子と電極が剥がれて、特性が劣化することはない。そして、水分が第１の電極や基板に到達するのを阻害することができ、耐電圧が向上するとともに、コスト的に有利になる。
【００１７】
請求項１０に係る発明は、請求項１において、電極の端部を基板の側面よりも基板の中心部側に設けた事によって、電極端部の放電を防止でき、耐電圧を向上させることができるので、電気的破壊強度を向上させることができる。
【００１８】
請求項１１に係る発明は、基板と、前記基板に設けられた一対の電極と、前記電極にそれぞれ接合されるリード端子と、前記基板，前記電極及びリード端子の少なくとも一部を覆う外装材とを備え、前記リード端子における前記外装材から露出した部分を外部との接続端子とするとともに、前記リード端子と前記電極を接合材にて接合する面実装用電子部品であって、前記電極を基板の主面の略全面に形成するとともに、前記電極をマイグレーションを起こしにくい材料で構成し、前記電極の端部を基板の側面よりも基板の中心部側に設けると共に、前記電極の端部形状を曲面とした事によって、電子部品の小型化、薄型化が進み、基板が薄くなったとしても、マイグレーションの発生を防止でき、使用途中で容量などの特性が変化しにくくなる。しかも基板の主面の略全面に電極を形成するので、電気力線が基板の端部に集中することはなく、電気力線の分布を均一にすることができるので、電気的破壊強度を強くすることができる。更に、電極の端部を基板の側面よりも基板の中心部側に設けた事によって、電極端部の放電を防止でき、耐電圧を向上させることができるので、電気的破壊強度を向上させることができる。そして、更に放電防止を向上させることができ、しかも、外装材の充填によって発生する応力によって、電極が剥がれることを防止でき、容量のばらつきなどを低減できる。
【００１９】
請求項１２に係る発明は、請求項１において、リード端子は、電極と接合される接合部と、前記接合部に接続され、前記電極から立ち上がる段差部と、前記段差部から前記電極に略平行に延びる水平部と、前記水平部から前記電極に対して略垂直に延びる前記垂直部と、前記垂直部に延設された外部端子形成部によって構成されている事によって、基板とリード端子の間に隙間を設けることができ、しかもその隙間に外装材を設けたので、耐電圧を向上させることができる。
【００２０】
請求項１３記載の発明は、請求項２において、第１の電極はペーストを塗布して焼き付けによって形成し、第２の電極はメッキ法によって形成することで、基板がエッチング等で損傷を受けることはなく、耐電圧を向上させることができる。
【００２１】
図１は本発明の一実施の形態における面実装用電子部品を示す断面図である。
【００２２】
図１において、５は誘電体材料で構成された基板、６，７は基板５状に形成され、亜鉛又は、亜鉛を含む材料で構成された電極、８，９は電極６，７上にそれぞれ形成され、銅或いは銅を含む材料で構成された電極、１０，１１はそれぞれ電極８，９に接続されたリード端子、１２は基板５，電極６，７，８，９及びリード端子１０，１１の一部を覆う外装材である。
【００２３】
以下各部において詳細に説明する。
【００２４】
基板５は誘電体材料等で構成され、具体的な材料としては、チタン酸バリウム，チタン酸ストロンチウムの少なくとも一つを主成分とし、その他に炭酸カルシウムや酸化シリコン等が添加された材料が好適に用いられる。この様な材料は、非常に誘電率が大きく、高容量を得ることができ、しかも損失が少なく、加工性も良い。
【００２５】
基板５は円板状に構成されており、その直径は２ｍｍ〜８ｍｍ（好ましくは４ｍｍ〜７ｍｍ）で構成され、厚さは０．３ｍｍ〜１．２ｍｍ（好ましくは０．５ｍｍ〜１ｍｍ）で構成される。直径が２ｍｍ以下であると十分な容量を得ることはできず、直径が８ｍｍ以上であると小型化が行いにくい。基板５の厚さが０．３ｍｍ以下であると加工しにくい上に割れやすく生産性が向上せず、１．２ｍｍ以上であると、小型化を行いにくい。なお、本実施の形態では、基板５形状を円板状としたが、楕円形状としてもよく、楕円形状とすることで、基板５の主面の広さを広くすることができ、容量を大きくすることができる。なお、基板５形状を方形板状等の角部が存在する形状を使用しても良い。
【００２６】
また、基板５の中央部を端部よりも厚くする事によって、基板５の機械的強度を向上させたり、また逆に基板５の端部を中央部よりも厚くすることで、容量を大きくしたりすることができ、これらの構成は、使用する容量や状況によって、適宜選択する。
【００２７】
基板５の製造方法としては、以下の様な方法が好適に用いられる。
【００２８】
まず、上記誘電体材料を所定量秤量し、その原料を窯業的方法で。混合、乾燥し、その乾燥したものにポリビニルアルコール等の結合材を用いて造粒した後、その造粒物を例えば直径６ｍｍ、厚み１ｍｍの円板状に焼く１０００Ｋｇ／ｃｍ2の圧力で成形して、その成形体を例えば帯域中で１３００℃〜１４００℃で焼成して、直径５ｍｍ，厚み０．８ｍｍの基板５を作製する。
【００２９】
また、基板５の構成材料としては、誘電体材料に限らず、所定の電圧以上の電圧を加えることによって導電性を示す材料等を用いることができる。また、基板５としては、基板中に１乃至複数の隔絶された導電層を設けたいわゆる積層型基板を用いても良い。
【００３０】
次に電極６，７について詳細に説明する。
【００３１】
電極６，７は基板５の主面５ａ，５ｂにそれぞれ設けられ、電極６，７は亜鉛或いは亜鉛に所望の添加物が添加されたものによって構成されており、しかも基板５のほぼ全面に設けられている。この時、電極６の形成面積は基板５の主面５ａの面積を１とした場合に、０．９５以上（好ましくは０．９８以上）形成することが好ましい。この関係は、電極６の形成面積と、基板５の主面５ｂの関係においても同様である。この様に基板５の主面５ａ，５ｂと電極５の形成面積の関係を上述の様に構成することで、電気力線の基板５内での分布をほぼ均一化することができ、電気的破壊強度を向上させる事ができる。
【００３２】
また、電極６，７の膜厚は、１μｍ〜１０μｍとする事が好ましい。電極６，７の膜厚が１μｍ以下であると、基板５との密着強度が低下してしまい、１０μｍ以上であると、電極６，７自体の応力が強くなり、これも基板５との密着強度が弱くなる。
【００３３】
また、電極６，７は亜鉛或いは亜鉛合金をペースト状にしたものを基板５の主面５ａ，５ｂにそれぞれ印刷などの手法によって、塗布し、そのペーストを例えば、大気中で５５０℃〜６５０℃、約７分間〜１３分間の間で焼き付けることによって、形成される。この様に電極６，７を焼き付けで行うことによって、従来の様に基板５の表面をエッチング加工しなくてもよいので、基板５を薄くしても特性の劣化を抑制できる。
【００３４】
更に、電極６，７を焼き付けで形成すると、電極６，７の表面に酸化物が形成されるので、好ましくは電極６，７を作製した後に、エッチング処理を施して、酸化物を取り除くことが好ましい。この様にエッチング処理を施して、電極６，７の表面粗さを２μｍ〜８μｍとする事によって、電極６，７上に形成される電極８，９の密着強度を向上させ、しかも電極８，９の膜特性を良好にすることができる。
【００３５】
なお、電極６，７の構成材料としては、ニッケル，亜鉛，パラジウム，金，アルミニウム，銅ニッケル合金の第１のグループから選ばれる少なくとも一つの材料か、あるいは、前記第１のグループから選ばれる少なくとも一つの材料と、前記第１のグループ以外の少なくとも一つを含んだ材料で構成する事もできる。
【００３６】
この様に電極６，７はマイグレーションを起こしにくい、すなわち、電圧を印可することによって、基板５中を移動しにくい材料で構成することが良い。
【００３７】
次に電極８，９について詳細に説明する。
【００３８】
電極８，９は、銅，ニッケルかもしくはそれら金属材料に所定の元素を添加したものが用いられる。特にコスト面などを考慮すると銅あるいは銅合金で構成することが好ましい。電極８，９は電極６，７上に好ましくはメッキ法で形成される。この時に電極８，９の形成面積は、電極６，７と同様に、主面５ａ，５ｂを１としたときに、０．９５以上（好ましくは０．９８以上）形成することが好ましい。また、電極８，９の膜厚は、１μｍ以上とすることが好ましい。膜厚が１μｍより薄いと、絶縁抵抗が劣化する。なお、コスト面や生産時間等を考慮すると、電極８，９の膜厚は２０μｍ以下とする事が好ましい。
【００３９】
また、電極８，９は金，銀，銅，白金，ニッケルの第２のグループから選ばれる少なくとも一つの材料か、あるいは、前記第２のグループから選ばれる少なくとも一つの材料と、前記第２のグループ以外の少なくとも一つを含んだ材料で構成することが好ましい。すなわち、半田や鉛フリー半田（ＳｎにＡｇ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｂｉ，Ｉｎの少なくとも一つを含んだ接合材）との接合性が良い材料で構成することがよい。
【００４０】
電極８，９は電極６，７を形成した基板５を銅メッキ液などのメッキ液に数分間浸漬する事によって、形成される。
【００４１】
本実施の形態では、電極６，７を主面にのみ形成し、その上にメッキなどの手法によって、電極８，９を形成したが、亜鉛で構成された導電膜を焼き付けなどによって基板５の全面に形成し、その後に、導電膜の上にメッキ法等の手法によって、銅などで構成された導電膜を積層しその後に、基板５の側面５ｃをセンタレス研磨機などで、研磨することによって、導電膜を取り除き、電極６，７，８，９を形成するようにしても良い。なお、このとき、研磨条件などを調整することによって、側面５ｃを粗面化（主面５ａ，５ｂよりも祖面化する）する事によって、外装材１２との密着強度を向上させることで、機械的強度を向上させることもできる。
【００４２】
次に、リード端子１０，１１について詳細に説明する。
【００４３】
リード端子１０，１１は薄板状となっており、その構成材料としては、Ｆｅ−Ｎｉ合金やＦｅ−Ｃｕ合金などによって構成されている。また、リード端子１０，１１には接合性を良くするために表面に半田などの接合層を形成することもできる。また、リード端子１０，１１は厚さが０．０７ｍｍ〜０．１２ｍｍで、幅が２．０ｍｍ〜３．０ｍｍ程度のものが取り扱いや強度及び作業性の面で有利になる。
【００４４】
リード端子１０，１１には、それぞれ電極８，９と接合する接合部１０ａ，１１ａと、その接合部１０ａ，１１ａに接続され、電極８，９から立ち上がる段差部１０ｂ，１１ｂと、段差部１０ｂ，１１ｂから電極８，９に略平行に延びる水平部１０ｃ，１１ｃと、水平部１０ｃ，１１ｃから電極８，９に対して略垂直に延びる垂直部１０ｄ，１１ｄと、垂直部１０ｄ，１１ｄに延設された外部端子形成部１０ｅ，１１ｅによって構成されている。図２にリード端子１０の構造を示す。リード端子１１の構造はリード端子１０とほぼ同じであるので、図示はしない。この様なリード端子とする事によって、電極６，７，８，９とリード端子１０，１１間の距離を離すことによって、耐電圧を向上させ、しかもリード端子１０，１１と基板５の間に隙間を設けることができるので、この隙間に外装材１２を充填できるので、耐候性を向上させることができ、しかもリード端子１０，１１を数カ所曲げている事によって、リード端子１０，１１に沿って進入してきた水分などは、電極６，７，８，９に到達しにくくなるので、耐湿性を向上させることができる。
【００４５】
リード端子１０，１１は基板５の主面５ａ，５ｂにそれぞれ形成された電極８，９に半田や導電性接着剤によって、接合される（図３参照）。
【００４６】
リード端子１０，１１と電極を接合する接合材としては、半田，鉛フリー半田，クリーム半田等の導電性接合材が用いられ、好ましくは、融点が１９０℃以上好ましくは２５０℃以上であることが好ましい。この様に高温で融解する接合材を用いることで、リフロー装置などで、加熱された（１８０℃程度）としても、接合材が融解してリード端子１０，１１と電極が離れたり、或いは隙間が生じることはほとんどない。
【００４７】
次に外装材１２について説明する。
【００４８】
外装材１２としては、耐湿性に優れたエポキシ樹脂などが好適に用いられる。
【００４９】
上述の様に、リード端子１０，１１を取り付けた基板５を、１５０℃〜１９０℃の範囲に余熱したトランスファーモールド成型用金型内に固定し、その金型中に外形３０ｍｍ、厚さ１５ｍｍのタブレット状のエポキシ樹脂を１００Ｋｇ／ｃｍ2の圧力でプランジャーによって約１２０秒間圧入する事によって、図１に示すような略直方体状の外装材１２を形成する。
【００５０】
外装材１２を形成した後に、外装材１２から突出した外部端子形成部１０ｅ，１１ｅを外装材１２の側面及び底面に沿って屈曲させ、図１に示すような面実装用電子部品を得る。
【００５１】
また、外装材１２の回路基板などとの対向面（以下底面と略す）には、図１に示すように帯状の突出部１２ａ，１２ｂが設けられている。なお、突出部１２ａ，１２ｂは好ましくは接触せず、しかも図１の紙面に垂直な方向に延びるように形成されている。この突出部１２ａ，１２ｂを形成することで、電子部品の座りが良くなると共に、外部端子形成部１０ｅ，１１ｅ間の外装材１２の表面における距離を長くできる等の理由により、絶縁性を向上させることができる。
【００５２】
以上の様に構成された面実装用電子部品について従来の構成について、その効果の違いについて、説明する。
【００５３】
まず、サンプルとして、図１，２，３に示す本実施の形態の面実装用電子部品を１０個作製し、また、従来の技術のサンプルとして、図８に示す様に、基板の主面の一部のみに銀電極を形成し、他の構成は本実施の形態と同じものにしたものを１０個作製した。
【００５４】
これらサンプルについて、０Ｖから徐々に交流電圧を上げていき、コンデンサが破壊したときの交流電圧を測定した結果を（表１）に示す。
【００５５】
【表１】
（表１）から判るように、従来製品であれば、交流電圧が３．２ＫＶ〜３．７ＫＶでコンデンサが破壊しているのに対して、本実施の形態では、交流電圧が５．０ＫＶ〜７．０ＫＶでコンデンサが破壊している。この様に、本実施の形態によれば、耐電圧が非常に向上していることが判る。
【００５７】
次に、電極材料を変化させて、寿命試験（温度６０℃，湿度９５％ＲＨ，交流電圧２５０Ｖ）を行った。上記環境下で、所定時間でどの程度絶縁抵抗値が変化するかを調べた。その結果を（表２）に示す。
【００５８】
【表２】
（表２）から判るように銀ペーストで電極を形成した場合には、マイグレーションが発生し、１０００時間でコンデンサが破壊した。銅及びニッケルメッキによって、電極を形成した場合には、メッキ液によって基板がエッチングされ２０００時間後には約一桁絶縁抵抗が低下している。また、銅ペーストを焼き付けて電極を形成した場合には、還元雰囲気中で焼き付けなければならないので、そのために基板に悪影響が出て、２０００時間後にはやはり約一桁絶縁抵抗が低下している。しかしながら、本実施の形態である亜鉛ペーストで焼き付けを行った電極上に銅メッキにて電極を形成する構成では、マイグレーションもなく、しかもエッチングの影響もほとんどないので、絶縁抵抗値は２０００時間を経過しても一桁の変化もない。
【００６０】
次に、本実施の形態において、電極６，７の厚さを一定にして、電極８，９の厚さを変化させたときの寿命試験（温度６０℃，湿度９５％ＲＨ，交流電圧２５０Ｖ）を行った。上記環境下で、所定時間でどの程度絶縁抵抗値が変化するかを調べた。その結果を（表３）に示す。
【００６１】
【表３】
（表３）から判るように、電極８，９の膜厚が１．０μｍ以下であると、２０００時間後の絶縁抵抗が一桁変化しているのに対して、１．０μｍより大きいと２０００時間後の絶縁抵抗は一桁変化していない。これは、電極８，９の厚みが薄いと、水分が電極８，９を透過して、電極６，７や基板５まで達してしまい、絶縁性が阻害されるためであると考えられる。従って、耐湿性を向上させるためには電極８，９のそれぞれの膜厚は１μｍより大きいことが好ましい。
【００６３】
次に、本実施の形態において、電極８，９の厚さを一定にして、電極６，７の厚さを変化させたときの寿命試験（温度６０℃，湿度９５％ＲＨ，交流電圧２５０Ｖ）を行った。上記環境下で、所定時間でどの程度容量値が変化するかを調べた。その結果を（表４）に示す。
【００６４】
【表４】
（表４）から判るように、電極６，７の厚さが３μｍ〜１０μｍにおいては、２０００時間後の容量変化は１０％台であるが、１５μｍになると、２０％台になっている。これは、前述したように、電極６，７によって生じる応力によって、基板５との接合強度が低下し、電極６，７の基板からの浮き等が発生することが原因であると考えられる。
【００６６】
次に、電極６，８の端部形状について説明する。なお、電極７，９については同様の形状であるので、説明は省略する。
【００６７】
図４に示すように、電極６，８の端部が側面５ｃと同一平面か或いは側面５ｃから飛び出した形状となっていると、電極６，８で放電などが発生してしまうことがある。従来の技術の様に、電極が基板の主面の一部しか形成されていない場合には、この様な問題は生じないが、本実施の形態の様な構成では発生することがある。従って、図５に示すように、側面５ｃよりも電極６，８の端部が内側になるように構成される事が好ましく、更に好ましくは、電極６，８の端部が曲面上となっていることが好ましい。この様な電極端部形状は、少なくとも一部に存在するだけで十分に効果を得ることができ、全周に渡って形成すると、非常に耐電圧の高いコンデンサを得ることができる。
【００６８】
また、耐電圧を向上させる方法としては、図６の様に外部端子形成部１０ｅ，１１ｅをそれぞれ、外装材１２の底部沿って曲げるのではなく、外方向に曲げることが有効である。すなわち、外部端子形成部１０ｅ，１１ｅを導出部１０ｆ，１１ｆと外装材の底部方向に延在させる延在部１０ｇ，１１ｇと、外装材１２側と反対側に延び、回路基板などの電極パターンと接合する取付部１０ｈ，１１ｈで構成する。この様な構成によって、露出したリード端子１０，１１間を広くとる事ができるので、耐電圧を向上させることができる。
【００６９】
また、回路基板などの電極パターンとの接合強度を向上させるために、取付部１０ｈ，１１ｈに切欠部１０ｉ，１１ｉを設けることで、半田などとの接触面積等を増やすことができるので、接合強度を向上させることができる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明は外装材から露出した部分を外部との接続端子とした面実装用電子部品であって、電極を基板の主面の略全面に形成するとともに、電極をマイグレーションを起こしにくい材料で構成した事によって、コンデンサが小型化されても、電気力線が基板の端部に集中することはなく、電気力線の分布を均一にすることができるので、電気的破壊強度を強くすることができ、しかもマイグレーションの発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における面実装用電子部品を示す断面図
【図２】本発明の一実施の形態における面実装用電子部品のリード端子を示す斜視図
【図３】本発明の一実施の形態における面実装用電子部品の製造途中を示す側面図
【図４】本発明の一実施の形態における面実装用電子部品の基板の部分拡大断面図
【図５】本発明の一実施の形態における面実装用電子部品の基板の部分拡大断面図
【図６】本発明の一実施の形態における面実装用電子部品を示す側面図
【図７】本発明の一実施の形態における面実装用電子部品を示す平面図
【図８】従来の面実装用電子部品を示す断面図
【符号の説明】
５ 基板
５ａ，５ｂ 主面
５ｃ 側面
６，７，８，９ 電極
１０，１１ リード端子
１０ａ，１０ｂ 接合部
１０ｂ，１１ｂ 段差部
１０ｃ，１１ｃ 水平部
１０ｄ，１１ｄ 垂直部
１０ｅ，１１ｅ 外部端子形成部
１２ 外装材
Claims (13)
- 基板と、前記基板に設けられた一対の電極と、前記電極にそれぞれ接合されるリード端子と、前記基板，前記電極及びリード端子の少なくとも一部を覆う外装材とを備え、前記リード端子における前記外装材から露出した部分を外部との接続端子とするとともに、前記リード端子と前記電極を接合材にて接合する面実装用電子部品であって、前記電極を基板の主面の略全面に形成するとともに、前記電極をマイグレーションを起こしにくい材料で構成し、前記基板の側面を前記基板の主面よりも粗面化した事を特徴とする面実装用電子部品。
- 基板側にマイグレーションを起こしにくい材料で第１の電極を形成し、前記第１の電極の上に、接合材が付着しやすい材料で第２の電極を形成した事を特徴とする請求項１記載の面実装用電子部品。
- 接合材が１９０℃以上で融解する事を特徴とする請求項１記載の面実装用電子部品。
- 第１の電極をニッケル，亜鉛，パラジウム，金，アルミニウム，銅ニッケル合金の第１のグループから選ばれる少なくとも一つの材料か、あるいは、前記第１のグループから選ばれる少なくとも一つの材料と、前記第１のグループ以外の少なくとも一つを含んだ材料で構成し、第２の電極を金，銀，銅，白金，ニッケルの第２のグループから選ばれる少なくとも一つの材料か、あるいは、前記第２のグループから選ばれる少なくとも一つの材料と、前記第２のグループ以外の少なくとも一つを含んだ材料で構成した事を特徴とする請求項２記載の面実装用電子部品。
- 第１の電極を亜鉛もしくは亜鉛合金で構成し、第２の電極を銅或いは銅合金で構成した事を特徴とする請求項４記載の面実装用電子部品。
- 基板の一方の主面の面積を１とした場合に、前記一方の主面に形成される電極面積を０．９５以上とした事を特徴とする請求項１記載の面実装用電子部品。
- 基板と、前記基板に設けられた一対の電極と、前記電極にそれぞれ接合されるリード端子と、前記基板，前記電極及びリード端子の少なくとも一部を覆う外装材とを備え、前記リード端子における前記外装材から露出した部分を外部との接続端子とするとともに、前記リード端子と前記電極を接合材にて接合する面実装用電子部品であって、前記電極を基板の主面の略全面に形成するとともに、前記電極をマイグレーションを起こしにくい材料で構成し、前記基板を円板状とし、前記円板の直径を２ｍｍ〜８ｍｍとし、厚さを０．３ｍｍ〜１．２ｍｍとした事を特徴とする面実装用電子部品。
- 基板と、前記基板に設けられた一対の電極と、前記電極にそれぞれ接合されるリード端子と、前記基板，前記電極及びリード端子の少なくとも一部を覆う外装材とを備え、前記リード端子における前記外装材から露出した部分を外部との接続端子とするとともに、前記リード端子と前記電極を接合材にて接合する面実装用電子部品であって、前記電極を基板の主面の略全面に形成するとともに、前記電極をマイグレーションを起こしにくい材料で構成し、前記基板側にマイグレーションを起こしにくい材料で第１の電極を形成し、前記第１の電極の上に、接合材が付着しやすい材料で第２の電極を形成し、前記第１の電極の厚みを１μｍ〜１０μｍとした事を特徴とする面実装用電子部品。
- 基板と、前記基板に設けられた一対の電極と、前記電極にそれぞれ接合されるリード端子と、前記基板，前記電極及びリード端子の少なくとも一部を覆う外装材とを備え、前記リード端子における前記外装材から露出した部分を外部との接続端子とするとともに、前記リード端子と前記電極を接合材にて接合する面実装用電子部品であって、前記電極を基板の主面の略全面に形成するとともに、前記電極をマイグレーションを起こしにくい材料で構成し、前記基板側にマイグレーションを起こしにくい材料で第１の電極を形成し、前記第１の電極の上に、接合材が付着しやすい材料で第２の電極を形成し、前記第２の電極の厚みを１μｍ〜２０μｍとした事を特徴とする面実装用電子部品。
- 電極の端部を基板の側面よりも基板の中心部側に設けた事を特徴とする請求項１記載の面実装用電子部品。
- 基板と、前記基板に設けられた一対の電極と、前記電極にそれぞれ接 合されるリード端子と、前記基板，前記電極及びリード端子の少なくとも一部を覆う外装材とを備え、前記リード端子における前記外装材から露出した部分を外部との接続端子とするとともに、前記リード端子と前記電極を接合材にて接合する面実装用電子部品であって、前記電極を基板の主面の略全面に形成するとともに、前記電極をマイグレーションを起こしにくい材料で構成し、前記電極の端部を基板の側面よりも基板の中心部側に設けると共に、前記電極の端部形状を曲面とした事を特徴とする面実装用電子部品。
- リード端子は、電極と接合される接合部と、前記接合部に接続され、前記電極から立ち上がる段差部と、前記段差部から前記電極に略平行に延びる水平部と、前記水平部から前記電極に対して略垂直に延びる前記垂直部と、前記垂直部に延設された外部端子形成部によって構成されている事を特徴とする請求項１記載の面実装用電子部品。
- 第１の電極はペーストを塗布して焼き付けによって形成し、第２の電極はメッキ法によって形成することを特徴とする請求項２記載の面実装用電子部品。
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