JP4122801B2 - セラミック電子部品 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、セラミック電子部品に関するもので、特に、自己発熱するセラミック電子部品本体を備え、かつ金属板からなる端子部材がセラミック電子部品に取り付けられた、セラミック電子部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器の小型化に伴い、そこで用いられる電子部品の小型化が進んでいる。電子部品の小型化を図る有効な方法として、電子部品をチップ化し、かつ表面実装可能な形態とする方法がある。しかしながら、サーミスタや中高圧用途に向けられる積層セラミックコンデンサのように、自己発熱の無視できないセラミック電子部品では、チップ化かつ表面実装化されると、これを実装する基板の温度が問題となり、そのため、チップ状のセラミック電子部品本体に別部材としての端子部材を取り付けた、いわゆるリードタイプのものが未だに主流となっている。リードタイプのセラミック電子部品では、セラミック電子部品本体に生じる熱が基板に伝達されることが、端子部材によって緩和されることができる。
【０００３】
端子部材が取り付けられたセラミック電子部品であっても、これを表面実装可能とするため、たとえば特開平１１−４０４５４号公報では、図１５に示すような構造が提案されている。
【０００４】
図１５に示したセラミック電子部品１は、２つのチップ状のセラミック電子部品本体２を備え、各セラミック電子部品本体２の両端部には、端子電極３が形成されている。セラミック電子部品本体２は、同じ向きに配向されながら上下に積み重ねられ、接着剤４により接合されている。
【０００５】
２つのセラミック電子部品本体２の各々の端子電極３には、端子部材５が共通して取り付けられている。端子部材５は、所定の折り返し部６において折り返された形態を有する金属板をもって構成される。
【０００６】
端子部材５は、その折り返し状態において外側に向く面を端子電極３に対向させながら、折り返し部６を介して一方側部分７において、各端子電極３にたとえば半田または導電性接着剤のような導電性接合８によって取り付けられている。端子部材５のこの一方側部分７は、その端部において、セラミック電子部品本体２の各端部を覆うように折り曲げられている。
【０００７】
端子部材５の、折り返し部６を介して他方側部分９は、１点鎖線で示した基板１０への取付け側となるもので、その端部は、基板１０に沿うように折り曲げられて接続端子部１１を構成している。
【０００８】
このセラミック電子部品１は、端子部材５を取り付けた構造を有するものであるが、この端子部材５の接続端子部１１が基板１０に沿うように延びているので、表面実装が可能である。特に、図１５に示したように、接続端子部１１が他方側部分９を内側に折り曲げて形成された場合、表面実装により適した形態となる。
【０００９】
また、図１５に示したセラミック電子部品１によれば、セラミック電子部品本体２での発熱は、端子部材５を通して基板１０に伝達される。このとき、端子部材５は、折り返された形態を有しているので、セラミック電子部品１全体としての寸法の増大をそれほど招くことなく、熱の伝わる経路を長くとることができる。そのため、端子部材５から十分に放熱させることができ、基板１０の温度上昇を抑えるのに有効である。
【００１０】
特に、図１５に示したように、端子部材５の折り返し部６を介しての一方側部分７と他方側部分９とが互いに接触しないようにされていると、上述した放熱効果をより高めることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１５に示したセラミック電子部品１では、端子部材５の寸法、表面積および材質等によって、基板１０の温度上昇に対する抑制効果がほぼ決まる。そのため、基板１０の温度上昇に対して十分な抑制効果を得ようとする場合には、端子部材５の寸法および表面積を単純には小さくすることができず、その結果、セラミック電子部品１の小型化を阻害するという問題に遭遇する。
【００１２】
そこで、この発明の目的は、上述のような問題を解決し得るセラミック電子部品を提供しようとすることである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明は、両端部に端子電極が形成され、端子電極が形成された２つの端面および端面間を連結する４つの側面を有する直方体形状をなす、チップ状のセラミック電子部品本体と、所定の折り返し部において折り返された形態を有する金属板をもって構成され、折り返し状態において外側に向く面を端子電極に対向させながら折り返し部を介して一方側部分が各端子電極に取り付けられ、折り返し部を介して他方側部分が基板への取付け側とされた、端子部材とを備える、セラミック電子部品に向けられるものであって、上述した技術的課題を解決するため、端子部材間であってセラミック電子部品本体より折り返し部により近い側に位置し、セラミック電子部品本体の１つの側面に対向する平面を有し、かつセラミック電子部品本体および前記端子部材に熱結合された、放熱体をさらに備えることを特徴としている。
【００１４】
上述の放熱体は、たとえば、電気絶縁性材料からなる放熱板材をもって構成される。この電気絶縁材料としては、好ましくは、Ａｌ2 Ｏ3 、ＡｌＮ、Ｓｉ3 Ｏ4 およびＳｉＣから選ばれた１種が用いられる。また、放熱板材は、接着剤によってセラミック電子部品本体および端子部材に接合されることが好ましい。
【００１５】
放熱体は、金属からなる複数の放熱フィンを含むフィンアセンブリをもって構成されてもよい。上述の金属としては、アルミニウムまたはチタンが好適に用いられる。また、フィンアセンブリは、電気絶縁性接着剤によってセラミック電子部品本体および端子部材に接合されることが好ましい。
【００１６】
放熱体の、上述したセラミック電子部品本体の１つの側面に対向する平面は、これに対向するセラミック電子部品本体の側面と実質的に同じ寸法を有していることが好ましい。
【００１８】
この発明に係るセラミック電子部品において、端子部材の材質は、鉄、ステンレス鋼およびリン青銅から選ばれた１種であることが好ましい。
【００１９】
端子部材の折り返し部を介しての一方側部分と他方側部分とは、互いに接触しないようにされていることが好ましい。
【００２０】
端子部材の折り返し状態において内側に向く面には、半田になじまない半田非親和面が形成され、かつ端子部材の折り返し状態において外側に向く面には、半田になじむ半田親和面が形成されていることが好ましい。
【００２１】
端子部材には、穴またはスリットが設けられていてもよい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の第１の実施形態によるセラミック電子部品２１を示す正面図である。図２は、図１の部分Ａを拡大して断面で示す正面図である。
【００２３】
セラミック電子部品２１は、たとえば負特性サーミスタを構成するチップ状のセラミック電子部品本体２２を備えている。セラミック電子部品本体２２を構成するセラミック材料としては、たとえば、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｕ、ＣｒおよびＺｒのうちの少なくとも２種を含む化合物、またはＬａ系酸化物もしくはＣｏ系酸化物が用いられる。
【００２４】
セラミック電子部品本体２２の両端部には、端子電極２３が形成されている。端子電極２３は、導電成分として、たとえばＡｇまたはＡｇ−Ｐｄ合金などを含んでいる。端子電極２３は、導電性ペーストを付与し焼き付ける厚膜形成技術により形成されても、スパッタリング、蒸着、めっき等の薄膜形成技術により形成されても、さらには、厚膜形成技術により形成された厚膜上にめっきを施すことによって形成されてもよい。
【００２５】
セラミック電子部品２１は、また、端子部材２４を備えている。端子部材２４は、セラミック電子部品本体２２の端子電極２３の各々に取り付けられるもので、所定の折り返し部２５において折り返された形態を有する金属板をもって構成されている。
【００２６】
端子部材２４は、折り返し状態において外側に向く面を各端子電極２３に対向させながら、折り返し部２５を介して一方側部分２６において、各端子電極２３にたとえば半田または導電性接着剤のような導電性接合材２７によって取り付けられている。端子部材２４の一方側部分２６は、その端部において、セラミック電子部品本体２２の各端部を覆うように折り曲げられている。
【００２７】
端子部材２４の、折り返し部２５を介して他方側部分２８は、１点鎖線で示した基板２９への取付け側となるもので、その端部は、基板２９に沿うようにさらに折り曲げられて接続端子部３０を構成している。なお、図１において、接続端子部３０は、実線で示すように内側に折り曲げられて形成されることが好ましいが、破線で示すように外側に折り曲げられて形成されてもよい。
【００２８】
端子部材２４の折り返し部２５を介しての一方側部分２６と他方側部分２８とは、たとえば０．５ｍｍ程度の間隔をもって互いに接触しないようにされている。
【００２９】
端子部材２４の材質としては、たとえば、鉄、ステンレス鋼またはリン青銅のように熱伝導性の低いものを用いることが好ましい。
【００３０】
また、端子部材２４の折り返し状態において内側に向く面には、半田になじまない半田非親和面３１が形成され、同じく外側に向く面には、半田になじむ半田親和面３２が形成されている。
【００３１】
この実施形態では、図２に示すように、半田非親和面３１を与えるため、端子部材２４の表面に、たとえば、非導電性樹脂、ゴムまたは導電性樹脂のような樹脂を含む材料からなる半田非親和層３３が形成される。半田非親和面３１を与えるため、このような樹脂を含む半田非親和層３３の形成に代えて、端子部材２４を構成する金属板の表面を酸化するといった化学的処理を施して半田非親和層３３を形成しても、あるいは、半田非親和層３３を特に形成することなく、端子部材２４を構成する金属板の材質として、半田になじまないものを用いるようにしてもよい。
【００３２】
他方、半田親和面３２を与えるため、端子部材２４の表面には、半田、Ａｕ、ＡｇまたはＰｄなどのめっき等による半田親和層３４が形成される。なお、半田親和面３２を与えるため、このような半田親和層３４を特に形成することなく、端子部材２４を構成する金属板の材質として、半田付け性の良好なものを用い、この金属板の表面自身によって半田親和面３２を与えるようにしてもよい。
【００３３】
上述のように、端子部材２４の折り返し状態において外側に向く面に半田親和面３２が形成されているので、導電性接合材２７として半田が用いられる場合、端子部材２４と端子電極２３とを良好に半田付けすることができ、また、このセラミック電子部品２１を基板２９上に実装するときに付与される半田（図示せず。）は、この半田親和面３２と基板２９とを良好に接続するように回り込み、信頼性の高い電気的接続状態を達成する。
【００３４】
他方、端子部材２４の折り曲げ状態において内側に向く面には、半田非親和面３１が形成されているので、上述の半田は、端子部材２４の折り返し部２５を介して一方側部分２６と他方側部分２８との間の隙間には回り込まず、それゆえ、この半田によるブリッジが形成されることを確実に防止することができる。
【００３５】
セラミック電子部品２１は、図１に示すように、セラミック電子部品本体２２および端子部材２４に熱結合された放熱体としての放熱板材３５を備えている。放熱板材３５は、電気絶縁性材料からなり、この電気絶縁性材料としては、好ましくは、Ａｌ2 Ｏ3 、ＡｌＮ、Ｓｉ3 Ｏ4 またはＳｉＣのような熱伝導性の良好なものが用いられる。
【００３６】
放熱板材３５は、この実施形態では、セラミック電子部品本体２２に対しては接着剤３６によって接合され、端子部材２４に対しては、接着剤３７によって接着されている。その結果、放熱板材３５は、接着剤３６を介して、セラミック電子部品本体２２に熱結合され、接着剤３７を介して、端子部材２４に熱結合されている。このような構造を得るため、放熱板材３５の側面に接着剤３６を付与するとともに、放熱板材３５の両端面に接着剤３７を付与した状態としながら、放熱板材３５をセラミック電子部品本体２２上であって端子部材２４間に位置するように配置すればよい。接着剤３６および３７としては、たとえばエポキシ系接着剤が好適に用いられる。
【００３８】
また、セラミック電子部品本体２２と放熱板材３５との位置関係は、図１に示すように、放熱板材３５が、セラミック電子部品本体２２より折り返し部２５により近い側に位置するようにされる。
【００３９】
放熱板材３５がセラミック電子部品本体２２に熱結合される場合、放熱板材３５とセラミック電子部品本体２２とは、互いに面を介して対向していることが好ましい。より具体的には、セラミック電子部品本体２２が、端子電極２３を形成した２つの端面およびこれら端面間を連結する４つの側面を有する直方体形状をなしているとき、放熱板材３５は、端子部材２４間に位置しかつセラミック電子部品本体２２の１つの側面３８に対向する平面３９を有していることが好ましい。さらに、この場合において、放熱板材３５の平面３９は、これに対向するセラミック電子部品本体２２の側面３８と実質的に同じ寸法を有していることがより好ましい。
【００４０】
以上説明した第１の実施形態によるセラミック電子部品２１によれば、放熱板材３５がセラミック電子部品本体２２および端子部材２４と熱結合されているため、良好な熱放散性を得ることができ、したがって、セラミック電子部品本体２２における自己発熱によって端子部材２４を介して基板２９に伝わる熱を抑えることができる。
【００４１】
図３は、この発明の第２の実施形態によるセラミック電子部品４１を示す、図１に相当する図である。図３において、図１に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４２】
図３に示したセラミック電子部品４１では、放熱体として、金属からなる複数の放熱フィン４２を含むフィンアセンブリ４３が用いられることを特徴としている。放熱フィン４２を構成する金属としては、たとえばアルミニウムまたはチタンのような熱伝導性の良好なものが用いられることが好ましい。
【００４３】
フィンアセンブリ４３は、電気絶縁性接着剤４４によってセラミック電子部品本体２２および端子部材２４に接合されている。これによって、フィンアセンブリ４３は、セラミック電子部品本体２２および端子部材２４の双方に熱結合される。電気絶縁性接着剤４４としては、たとえばエポキシ系接着剤が好適に用いられる。
【００４４】
フィンアセンブリ４３の場合においても、図１に示した放熱板材３５の場合と同様、端子部材２４間に位置しかつセラミック電子部品本体２２の１つの側面３８に対向する平面４５を有していることが好ましく、さらに好ましくは、この平面４５は、側面３８と実質的に同じ寸法を有するようにされる。
【００４５】
以上説明した第２の実施形態によるセラミック電子部品４１によれば、フィンアセンブリ４３がセラミック電子部品本体２２および端子部材２４と熱結合されているため、良好な熱放散性を得ることができ、したがって、セラミック電子部品本体２２における自己発熱によって端子部材２４を介して基板２９に伝わる熱を抑えることができる。
【００４７】
図３に示したフィンアセンブリ４３は、縦方向に延びる多数の放熱フィン４２を備えるものであったが、その形態は任意に変更することができる。フィンアセンブリのいくつかの変形例について、以下に図４ないし図６を参照して説明する。
【００４８】
図４に示したフィンアセンブリ４３ａは、横方向に延びる多数の放熱フィン４２ａを備えている。
【００４９】
図５に示したフィンアセンブリ４３ｂは、縦方向に延びる多数の放熱フィン４２ｂを形成するように、ジグザグ状に屈曲された形状の部分を備えている。
【００５０】
図６に示したフィンアセンブリ４３ｃは、貫通孔４６を設けることによって形成された多数の放熱フィン４２ｃを備えている。
【００５１】
図７は、セラミック電子部品の熱放散性を評価するために実施した実験結果を示すもので、電流値に対する基板温度の変化を示す図である。
【００５２】
この実験例では、比較例として、図１５に示した構成を有するセラミック電子部品１を採用し、実施例１として、図１に示した構成を有するセラミック電子部品２１を採用し、実施例２として、図３に示した構成を有するセラミック電子部品４１を採用した。
【００５３】
これら比較例ならびに実施例１および２において、セラミック電子部品本体２および２２として、平面寸法が３．２ｍｍ×１．６ｍｍでありかつ厚みが１．０ｍｍの負特性サーミスタを用いた。ここで、比較例では、２５℃での抵抗値が１６Ωの２つの負特性サーミスタを用い、図１５に示すように並列接続されたとき、全体としての抵抗値が８Ωとなるようにした。他方、実施例１および２では、２５℃での抵抗値が８Ωの負特性サーミスタを１つずつ用いた。
【００５４】
また、実施例１では、放熱板材３５として、Ａｌ2 Ｏ3 からなるものを用い、実施例２では、アルミニウムからなる放熱フィン４２を備えるフィンアセンブリ４３を用いた。
【００５５】
その他の条件については、比較例ならびに実施例１および２の各々について同一とした。
【００５６】
図７からわかるように、実施例１および２によれば、比較例に比べて、基板温度の上昇が抑えられていて、良好な熱放散性が得られている。それゆえ、同じ電流値の下で、基板温度を同じにするには、比較例に比べて、実施例１および２の方が負特性サーミスタすなわちセラミック電子部品本体の寸法を小さくできることがわかる。
【００５７】
図８は、この発明の参考例としてのセラミック電子部品５１を示す正面図である。図９は、図８の部分Ａを拡大して断面で示す正面図である。
【００５８】
セラミック電子部品５１は、たとえばサーミスタを構成するチップ状のセラミック電子部品本体５２を備えている。セラミック電子部品本体５２を構成するセラミック材料としては、たとえば、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｕ、ＣｒおよびＺｒのうちの少なくとも２種を含む化合物、またはＬａ系酸化物もしくはＣｏ系酸化物が用いられる。
【００５９】
セラミック電子部品本体５２の両端部には、端子電極５３が形成されている。端子電極５３に含まれる導電成分としては、たとえば、ＡｇまたはＡｇ−Ｐｄ合金等が用いられる。端子電極５３は、導電性ペーストを付与し焼き付ける厚膜形成技術により形成されても、スパッタリング、蒸着、めっき等の薄膜形成技術により形成されても、さらには、厚膜形成技術により形成された厚膜上にめっきを施すことによって形成されてもよい。
【００６０】
上述したセラミック電子部品本体５２の端子電極５３の各々には、端子部材５４が取り付けられている。端子部材５４は、所定の折り返し部５５において折り返された形態を有する金属板をもって構成される。端子部材５４は、折り返し状態において外側に向く面を各端子電極５３に対向させながら、折り返し部５５を介して一方側部分５６において、各端子電極５３にたとえば半田または導電性接着剤のような導電性接合材５７によって取り付けられている。端子部材５４の一方側部分５６は、その端部において、セラミック電子部品本体５２の各端部を覆うように折り曲げられている。
【００６１】
端子部材５４の、折り返し部５５を介して他方側部分５８は、１点鎖線で示した基板５９への取付け側となるもので、その端部は、基板５９に沿うようにさらに折り曲げられて接続端子部６０を構成している。なお、接続端子部６０は、図８に示すように、内側に折り曲げられて形成されることが好ましいが、外側に折り曲げられて形成されてもよい。
【００６２】
端子部材５４の折り返し部５５を介しての一方側部分５６と他方側部分５８とは、たとえば０．５ｍｍ程度の間隔をもって互いに接触しないようにされている。
【００６３】
また、端子部材５４の材質としては、鉄、ステンレス鋼またはリン青銅のような熱伝導性の低いものが用いられることが好ましい。
【００６４】
図９に示すように、端子部材５４の折り返し状態において内側に向く面には、半田になじまない半田非親和面６１が形成され、他方、同じく外側に向く面には、半田になじむ半田親和面６２が形成されている。
【００６５】
この参考例では、半田非親和面６１は、端子部材５４を構成する金属板の表面に、たとえば、非導電性樹脂、ゴムまたは導電性樹脂のような樹脂を含む材料からなる半田非親和層６３を形成することによって与えられている。なお、半田非親和面６１を与えるため、このような樹脂を含む半田非親和層６３の形成に代えて、端子部材５４の表面を酸化するといった化学的処理を施すことによって半田非親和層６３を形成しても、あるいは、端子部材５４を構成する金属板として、半田付け性の悪いものを用い、この金属板自身の表面によって半田非親和面６１を与えるようにしてもよい。
【００６６】
他方、半田親和面６２は、端子部材５４を構成する金属板の表面に、たとえば、半田、Ａｕ、ＡｇまたはＰｄのような半田付け性の良好な金属をめっきすることによって形成された半田親和層６４によって与えられている。なお、半田親和面６２を与えるため、端子部材５４を構成する金属板として、半田付け性の良好な金属からなるものを用い、この金属板自身の表面によって半田親和面６２を与えるようにしてもよい。
【００６７】
上述のように、端子部材５４の折り返し状態において内側に向く面には、半田非親和面６１が形成されているので、導電性接合材５７として半田が用いられる場合、この半田は、端子部材５４の折り返し部５５を介しての一方側部分５６と他方側部分５８との間の隙間には回り込まず、それゆえ、この半田によるブリッジが形成されることを防止することができる。
【００６８】
他方、端子部材５４の折り返し状態において外側に向く面には、半田親和面６２が形成されているので、導電性接合材５７として半田が用いられる場合、端子部材５４と端子電極５３との間で良好な半田付けを達成することができる。また、このセラミック電子部品５１を基板５９上に実装するときに付与される半田 （図示せず。）は、この半田親和面６２と基板５９とを良好に接続するように回り込み、信頼性の高い電気的接続状態を達成することができる。
【００６９】
セラミック電子部品５１は、放熱体として、セラミック電子部品本体５２および／または端子部材５４の一部を覆うように形成される電気絶縁性樹脂からなる放熱厚膜６５を備えている。この参考例では、放熱厚膜６５は、セラミック電子部品本体５２および端子部材５４の双方の各一部を覆うように形成されている。放熱厚膜６５を構成する電気絶縁性樹脂としては、たとえばシリコーンゴムが有利に用いられる。
【００７０】
上述した放熱厚膜６５は、セラミック電子部品本体５２および端子部材５４の各一部を端子部材５４の折り返し部５５側から未硬化の電気絶縁性樹脂中にディップし、次いでこの電気絶縁性樹脂を焼き付けることによって形成されることができる。
【００７１】
上述した電気絶縁性樹脂中へのディップにおいて、端子部材５４の折り返し状態において内側に向く面に電気絶縁性樹脂が付与されることを防止するため、この内側に向く面には、図９に示すように、未硬化の電気絶縁性樹脂をはじく性質のある樹脂はじきコート６６が施されていることが好ましい。この樹脂はじきコート６６は、たとえばフッ素樹脂によって与えられる。
【００７２】
以上説明した参考例としてのセラミック電子部品５１によれば、放熱厚膜６５がセラミック電子部品本体５２および端子部材５４と熱結合されているため、良好な熱放散性を得ることができ、したがって、セラミック電子部品本体５２における自己発熱によって端子部材５４を介して基板５９に伝わる熱を抑えることができる。
【００７３】
図１０は、図７に相当する図である。すなわち、図１０は、セラミック電子部品の熱放散性を評価するために実施した実験結果を示すもので、電流値に対する基板温度の変化を示す図である。
【００７４】
この実験例において、比較例としては、図７に示した比較例と同様、図１５に示した構成を有するセラミック電子部品１を採用し、実施例としては、図８に示した構成を有するセラミック電子部品５１を採用した。
【００７５】
また、セラミック電子部品本体２および５２としては、図７に示した実験例の場合と同様、平面寸法が３．２ｍｍ×１．６ｍｍでありかつ厚みが１．０ｍｍの負特性サーミスタを用いた。
【００７６】
また、比較例では、負特性サーミスタとして、２５℃での抵抗値が１６Ωのものを２つ用い、これら並列接続されたものの抵抗値が８Ωとなるようにした。他方、実施例では、負特性サーミスタとして、２５℃での抵抗値が８Ωのものを用いた。
【００７７】
さらに、実施例では、放熱厚膜６５をシリコーンゴムから構成した。
【００７８】
その他の条件については、比較例と実施例とで同一とした。
【００７９】
図１０からわかるように、実施例によれば、比較例に比べて、基板温度の上昇が抑えられ、良好な熱放散性を示している。それゆえ、同じ電流値の下で基板温度を同じにするには、比較例に比べて、実施例の方が負特性サーミスタすなわちセラミック電子部品本体の寸法を小さくできることがわかる。
【００８０】
以上、この発明を図示した実施形態に関連して説明したが、この発明の範囲内において、その他、種々の変形例が可能である。
【００８１】
たとえば、端子部材２４および５４に関して、図１１ないし図１４にそれぞれ示すような変形例が採用されてもよい。図１１ないし図１４は、それぞれ、端子部材を、たとえば図１の左側から示した図に相当する。
【００８２】
図１１に示した端子部材７１では、円形の穴７２が設けられている。
【００８３】
図１２に示した端子部材７３では、矩形の穴７４が設けられている。
【００８４】
図１３に示した端子部材７５では、縦方向に延びる複数のスリット７６が設けられている。
【００８５】
図１４に示した端子部材７７では、横方向に延びる複数のスリット７８が設けられている。
【００８６】
これら端子部材７１、７３、７５および７７にそれぞれ設けられた穴７２および７４ならびにスリット７６および７８は、熱が基板に伝わるのを抑制するためのものである。穴７２および７４ならびにスリット７６および７８の大きさおよび分布状態については、端子部材７１、７３、７５および７７の各々において必要とされる機械的強度を考慮して決定される。
【００８７】
このように、端子部材に設けられる穴またはスリットとしては、図１１ないし図１４に示した形態以外の形態であってもよい。
【００８８】
また、図示した実施形態では、１つのセラミック電子部品２１、４１および５１の各々において、それぞれ、１つのセラミック電子部品本体２２および５２を備えるものであったが、複数のセラミック電子部品本体を備えるものであってもよい。
【００８９】
また、この発明は、図示した実施形態のように、サーミスタを構成するセラミック電子部品本体を備えるセラミック電子部品に限らず、たとえば、中高圧用途の積層セラミックコンデンサのように、自己発熱の無視できないセラミック電子部品本体を備えるセラミック電子部品であれば、どのようなセラミック電子部品に対しても適用することができる。
【００９０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、セラミック電子部品本体およびそれに取り付けられる端子部材に熱結合された、放熱体を備えているので、セラミック電子部品本体の自己発熱によって生じる熱が基板へと伝わることを抑えることができ、基板の不所望な温度上昇を抑えることができる。
【００９１】
また、上述のように、放熱体によって、熱放散性が高められるので、基板温度を同じにする場合には、セラミック電子部品本体からの自己発熱がより大きくなっても許容され、したがって、セラミック電子部品本体の寸法を小さくすることができ、ひいては、セラミック電子部品全体としても、寸法を小さくすることができる。
【００９２】
放熱体として、電気絶縁性材料からなる放熱板材が用いられる場合、または金属からなる複数の放熱フィンを含むフィンアセンブリが用いられる場合には、これら放熱板材またはフィンアセンブリは、チップ状のセラミック電子部品本体と同様の方法で取り扱うことができ、したがって、セラミック電子部品の組立工程が複雑になることを避けることができる。
【００９３】
上述した放熱板材を構成する電気絶縁性材料が、Ａｌ2 Ｏ3 、ＡｌＮ、Ｓｉ3 Ｏ4 およびＳｉＣから選ばれた１種が用いられると、これら電気絶縁性材料の熱伝導性が比較的高いため、より高い熱放散性を実現することができる。
【００９４】
また、フィンアセンブリに備える放熱フィンを構成する金属として、アルミニウムまたはチタンが用いられると、これら金属の熱伝導性が比較的高いため、より高い熱放散性を実現することができる。
【００９５】
また、この発明によれば、放熱体が、端子部材間に位置しかつセラミック電子部品本体の１つの側面に対向する平面を有していて、セラミック電子部品本体から放熱体へ効率的に熱が伝達されるので、放熱体が有する熱放散性をより効果的に機能させることができる。
【００９６】
上述の場合において、放熱体の前記平面が、これに対向するセラミック電子部品本体の側面と実質的に同じ寸法を有していると、放熱体による放熱効果を最大限に発揮させながら、放熱体の寸法のために、セラミック電子部品の寸法が増大することを防止することができる。
【０１００】
端子部材の材質として、鉄、ステンレス鋼およびリン青銅から選ばれた１種が用いられると、これら金属の熱伝導性が比較的低いため、セラミック電子部品本体から基板に伝えられる熱を抑制するのにより効果的である。
【０１０１】
また、端子部材の折り返し部を介しての一方側部分と他方側部分とが互いに接触しないようにされていると、セラミック電子部品本体から基板へと至る熱の経路を長くとることができ、したがって、基板へと伝わる熱をより低減することができる。
【０１０２】
端子部材の折り返し状態において内側に向く面には、半田になじまない半田非親和面が形成され、かつ端子部材の折り返し状態において外側に向く面には、半田になじむ半田親和面が形成されていると、端子部材とセラミック電子部品本体上の端子電極との半田付けおよび端子部材と基板との半田付けを高い信頼性をもって達成することができるとともに、端子部材の折り返し部を介しての一方側部分と他方側部分との隙間に半田が入り込むことを確実に防止し、これらの間で半田ブリッジが形成されることを防止することができる。したがって、端子部材が折り返された形態を有していることによる熱伝達を抑制する効果が、半田ブリッジによって阻害されることを防止することができる。
【０１０３】
端子部材に、穴またはスリットが設けられていると、端子部材から基板に伝わる熱をより抑制することができ、このことも、基板温度の上昇を抑制するのに効果的に作用する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態によるセラミック電子部品２１の外観を示す正面図である。
【図２】図１の部分Ａを拡大して断面で示す正面図である。
【図３】この発明の第２の実施形態によるセラミック電子部品４１の外観を示す正面図である。
【図４】図３に示したフィンアセンブリ４３の第１の変形例としてのフィンアセンブリ４３ａを示す正面図である。
【図５】図３に示したフィンアセンブリ４３の第２の変形例としてのフィンアセンブリ４３ｂを示す正面図である。
【図６】図３に示したフィンアセンブリ４３の第３の変形例としてのフィンアセンブリ４３ｃを示す正面図である。
【図７】図１に示したセラミック電子部品２１（実施例１）、図３に示したセラミック電子部品４１（実施例２）および図１５に示したセラミック電子部品１（比較例）の熱放散性を評価するために実施した実験結果を示すもので、電流値に対する基板温度の変化を示す図である。
【図８】 この発明の参考例としてのセラミック電子部品５１の外観を示す正面図である。
【図９】図８の部分Ａを拡大して断面で示す正面図である。
【図１０】図８に示したセラミック電子部品５１（実施例）および図１５に示したセラミック電子部品１（比較例）の熱放散性を評価するために実施した実験結果を示すもので、電流値に対する基板温度の変化を示す図である。
【図１１】この発明に係るセラミック電子部品に備える端子部材の第１の変形例を示す、図１の左側から示した図に相当する図である。
【図１２】この発明に係るセラミック電子部品に備える端子部材の第２の変形例を示す、図１の左側から示した図に相当する図である。
【図１３】この発明に係るセラミック電子部品に備える端子部材の第３の変形例を示す、図１の左側から示した図に相当する図である。
【図１４】この発明に係るセラミック電子部品に備える端子部材の第４の変形例を示す、図１の左側から示した図に相当する図である。
【図１５】この発明にとって興味ある従来のセラミック電子部品１の外観を示す正面図である。
【符号の説明】
２１，４１，５１ セラミック電子部品
２２，５２ セラミック電子部品本体
２３，５３ 端子電極
２４，５４，７１，７３，７５，７７ 端子部材
２５，５５ 折り返し部
２６，５６ 一方側部分
２７，５７ 導電性接合材
２８，５８ 他方側部分
２９，５９ 基板
３０，６０ 接続端子部
３１，６１ 半田非親和面
３２，６２ 半田親和面
３５ 放熱板材
３６，３７ 接着剤
３８ 側面
３９，４５ 平面
４２，４２ａ，４２ｂ，４２ｃ 放熱フィン
４３，４３ａ，４３ｂ，４３ｃ フィンアセンブリ
４４ 電気絶縁性接着剤
６５ 放熱厚膜
６６ 樹脂はじきコート
７２，７４ 穴
７６，７８ スリット
【発明の属する技術分野】
この発明は、セラミック電子部品に関するもので、特に、自己発熱するセラミック電子部品本体を備え、かつ金属板からなる端子部材がセラミック電子部品に取り付けられた、セラミック電子部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器の小型化に伴い、そこで用いられる電子部品の小型化が進んでいる。電子部品の小型化を図る有効な方法として、電子部品をチップ化し、かつ表面実装可能な形態とする方法がある。しかしながら、サーミスタや中高圧用途に向けられる積層セラミックコンデンサのように、自己発熱の無視できないセラミック電子部品では、チップ化かつ表面実装化されると、これを実装する基板の温度が問題となり、そのため、チップ状のセラミック電子部品本体に別部材としての端子部材を取り付けた、いわゆるリードタイプのものが未だに主流となっている。リードタイプのセラミック電子部品では、セラミック電子部品本体に生じる熱が基板に伝達されることが、端子部材によって緩和されることができる。
【０００３】
端子部材が取り付けられたセラミック電子部品であっても、これを表面実装可能とするため、たとえば特開平１１−４０４５４号公報では、図１５に示すような構造が提案されている。
【０００４】
図１５に示したセラミック電子部品１は、２つのチップ状のセラミック電子部品本体２を備え、各セラミック電子部品本体２の両端部には、端子電極３が形成されている。セラミック電子部品本体２は、同じ向きに配向されながら上下に積み重ねられ、接着剤４により接合されている。
【０００５】
２つのセラミック電子部品本体２の各々の端子電極３には、端子部材５が共通して取り付けられている。端子部材５は、所定の折り返し部６において折り返された形態を有する金属板をもって構成される。
【０００６】
端子部材５は、その折り返し状態において外側に向く面を端子電極３に対向させながら、折り返し部６を介して一方側部分７において、各端子電極３にたとえば半田または導電性接着剤のような導電性接合８によって取り付けられている。端子部材５のこの一方側部分７は、その端部において、セラミック電子部品本体２の各端部を覆うように折り曲げられている。
【０００７】
端子部材５の、折り返し部６を介して他方側部分９は、１点鎖線で示した基板１０への取付け側となるもので、その端部は、基板１０に沿うように折り曲げられて接続端子部１１を構成している。
【０００８】
このセラミック電子部品１は、端子部材５を取り付けた構造を有するものであるが、この端子部材５の接続端子部１１が基板１０に沿うように延びているので、表面実装が可能である。特に、図１５に示したように、接続端子部１１が他方側部分９を内側に折り曲げて形成された場合、表面実装により適した形態となる。
【０００９】
また、図１５に示したセラミック電子部品１によれば、セラミック電子部品本体２での発熱は、端子部材５を通して基板１０に伝達される。このとき、端子部材５は、折り返された形態を有しているので、セラミック電子部品１全体としての寸法の増大をそれほど招くことなく、熱の伝わる経路を長くとることができる。そのため、端子部材５から十分に放熱させることができ、基板１０の温度上昇を抑えるのに有効である。
【００１０】
特に、図１５に示したように、端子部材５の折り返し部６を介しての一方側部分７と他方側部分９とが互いに接触しないようにされていると、上述した放熱効果をより高めることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１５に示したセラミック電子部品１では、端子部材５の寸法、表面積および材質等によって、基板１０の温度上昇に対する抑制効果がほぼ決まる。そのため、基板１０の温度上昇に対して十分な抑制効果を得ようとする場合には、端子部材５の寸法および表面積を単純には小さくすることができず、その結果、セラミック電子部品１の小型化を阻害するという問題に遭遇する。
【００１２】
そこで、この発明の目的は、上述のような問題を解決し得るセラミック電子部品を提供しようとすることである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明は、両端部に端子電極が形成され、端子電極が形成された２つの端面および端面間を連結する４つの側面を有する直方体形状をなす、チップ状のセラミック電子部品本体と、所定の折り返し部において折り返された形態を有する金属板をもって構成され、折り返し状態において外側に向く面を端子電極に対向させながら折り返し部を介して一方側部分が各端子電極に取り付けられ、折り返し部を介して他方側部分が基板への取付け側とされた、端子部材とを備える、セラミック電子部品に向けられるものであって、上述した技術的課題を解決するため、端子部材間であってセラミック電子部品本体より折り返し部により近い側に位置し、セラミック電子部品本体の１つの側面に対向する平面を有し、かつセラミック電子部品本体および前記端子部材に熱結合された、放熱体をさらに備えることを特徴としている。
【００１４】
上述の放熱体は、たとえば、電気絶縁性材料からなる放熱板材をもって構成される。この電気絶縁材料としては、好ましくは、Ａｌ2 Ｏ3 、ＡｌＮ、Ｓｉ3 Ｏ4 およびＳｉＣから選ばれた１種が用いられる。また、放熱板材は、接着剤によってセラミック電子部品本体および端子部材に接合されることが好ましい。
【００１５】
放熱体は、金属からなる複数の放熱フィンを含むフィンアセンブリをもって構成されてもよい。上述の金属としては、アルミニウムまたはチタンが好適に用いられる。また、フィンアセンブリは、電気絶縁性接着剤によってセラミック電子部品本体および端子部材に接合されることが好ましい。
【００１６】
放熱体の、上述したセラミック電子部品本体の１つの側面に対向する平面は、これに対向するセラミック電子部品本体の側面と実質的に同じ寸法を有していることが好ましい。
【００１８】
この発明に係るセラミック電子部品において、端子部材の材質は、鉄、ステンレス鋼およびリン青銅から選ばれた１種であることが好ましい。
【００１９】
端子部材の折り返し部を介しての一方側部分と他方側部分とは、互いに接触しないようにされていることが好ましい。
【００２０】
端子部材の折り返し状態において内側に向く面には、半田になじまない半田非親和面が形成され、かつ端子部材の折り返し状態において外側に向く面には、半田になじむ半田親和面が形成されていることが好ましい。
【００２１】
端子部材には、穴またはスリットが設けられていてもよい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の第１の実施形態によるセラミック電子部品２１を示す正面図である。図２は、図１の部分Ａを拡大して断面で示す正面図である。
【００２３】
セラミック電子部品２１は、たとえば負特性サーミスタを構成するチップ状のセラミック電子部品本体２２を備えている。セラミック電子部品本体２２を構成するセラミック材料としては、たとえば、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｕ、ＣｒおよびＺｒのうちの少なくとも２種を含む化合物、またはＬａ系酸化物もしくはＣｏ系酸化物が用いられる。
【００２４】
セラミック電子部品本体２２の両端部には、端子電極２３が形成されている。端子電極２３は、導電成分として、たとえばＡｇまたはＡｇ−Ｐｄ合金などを含んでいる。端子電極２３は、導電性ペーストを付与し焼き付ける厚膜形成技術により形成されても、スパッタリング、蒸着、めっき等の薄膜形成技術により形成されても、さらには、厚膜形成技術により形成された厚膜上にめっきを施すことによって形成されてもよい。
【００２５】
セラミック電子部品２１は、また、端子部材２４を備えている。端子部材２４は、セラミック電子部品本体２２の端子電極２３の各々に取り付けられるもので、所定の折り返し部２５において折り返された形態を有する金属板をもって構成されている。
【００２６】
端子部材２４は、折り返し状態において外側に向く面を各端子電極２３に対向させながら、折り返し部２５を介して一方側部分２６において、各端子電極２３にたとえば半田または導電性接着剤のような導電性接合材２７によって取り付けられている。端子部材２４の一方側部分２６は、その端部において、セラミック電子部品本体２２の各端部を覆うように折り曲げられている。
【００２７】
端子部材２４の、折り返し部２５を介して他方側部分２８は、１点鎖線で示した基板２９への取付け側となるもので、その端部は、基板２９に沿うようにさらに折り曲げられて接続端子部３０を構成している。なお、図１において、接続端子部３０は、実線で示すように内側に折り曲げられて形成されることが好ましいが、破線で示すように外側に折り曲げられて形成されてもよい。
【００２８】
端子部材２４の折り返し部２５を介しての一方側部分２６と他方側部分２８とは、たとえば０．５ｍｍ程度の間隔をもって互いに接触しないようにされている。
【００２９】
端子部材２４の材質としては、たとえば、鉄、ステンレス鋼またはリン青銅のように熱伝導性の低いものを用いることが好ましい。
【００３０】
また、端子部材２４の折り返し状態において内側に向く面には、半田になじまない半田非親和面３１が形成され、同じく外側に向く面には、半田になじむ半田親和面３２が形成されている。
【００３１】
この実施形態では、図２に示すように、半田非親和面３１を与えるため、端子部材２４の表面に、たとえば、非導電性樹脂、ゴムまたは導電性樹脂のような樹脂を含む材料からなる半田非親和層３３が形成される。半田非親和面３１を与えるため、このような樹脂を含む半田非親和層３３の形成に代えて、端子部材２４を構成する金属板の表面を酸化するといった化学的処理を施して半田非親和層３３を形成しても、あるいは、半田非親和層３３を特に形成することなく、端子部材２４を構成する金属板の材質として、半田になじまないものを用いるようにしてもよい。
【００３２】
他方、半田親和面３２を与えるため、端子部材２４の表面には、半田、Ａｕ、ＡｇまたはＰｄなどのめっき等による半田親和層３４が形成される。なお、半田親和面３２を与えるため、このような半田親和層３４を特に形成することなく、端子部材２４を構成する金属板の材質として、半田付け性の良好なものを用い、この金属板の表面自身によって半田親和面３２を与えるようにしてもよい。
【００３３】
上述のように、端子部材２４の折り返し状態において外側に向く面に半田親和面３２が形成されているので、導電性接合材２７として半田が用いられる場合、端子部材２４と端子電極２３とを良好に半田付けすることができ、また、このセラミック電子部品２１を基板２９上に実装するときに付与される半田（図示せず。）は、この半田親和面３２と基板２９とを良好に接続するように回り込み、信頼性の高い電気的接続状態を達成する。
【００３４】
他方、端子部材２４の折り曲げ状態において内側に向く面には、半田非親和面３１が形成されているので、上述の半田は、端子部材２４の折り返し部２５を介して一方側部分２６と他方側部分２８との間の隙間には回り込まず、それゆえ、この半田によるブリッジが形成されることを確実に防止することができる。
【００３５】
セラミック電子部品２１は、図１に示すように、セラミック電子部品本体２２および端子部材２４に熱結合された放熱体としての放熱板材３５を備えている。放熱板材３５は、電気絶縁性材料からなり、この電気絶縁性材料としては、好ましくは、Ａｌ2 Ｏ3 、ＡｌＮ、Ｓｉ3 Ｏ4 またはＳｉＣのような熱伝導性の良好なものが用いられる。
【００３６】
放熱板材３５は、この実施形態では、セラミック電子部品本体２２に対しては接着剤３６によって接合され、端子部材２４に対しては、接着剤３７によって接着されている。その結果、放熱板材３５は、接着剤３６を介して、セラミック電子部品本体２２に熱結合され、接着剤３７を介して、端子部材２４に熱結合されている。このような構造を得るため、放熱板材３５の側面に接着剤３６を付与するとともに、放熱板材３５の両端面に接着剤３７を付与した状態としながら、放熱板材３５をセラミック電子部品本体２２上であって端子部材２４間に位置するように配置すればよい。接着剤３６および３７としては、たとえばエポキシ系接着剤が好適に用いられる。
【００３８】
また、セラミック電子部品本体２２と放熱板材３５との位置関係は、図１に示すように、放熱板材３５が、セラミック電子部品本体２２より折り返し部２５により近い側に位置するようにされる。
【００３９】
放熱板材３５がセラミック電子部品本体２２に熱結合される場合、放熱板材３５とセラミック電子部品本体２２とは、互いに面を介して対向していることが好ましい。より具体的には、セラミック電子部品本体２２が、端子電極２３を形成した２つの端面およびこれら端面間を連結する４つの側面を有する直方体形状をなしているとき、放熱板材３５は、端子部材２４間に位置しかつセラミック電子部品本体２２の１つの側面３８に対向する平面３９を有していることが好ましい。さらに、この場合において、放熱板材３５の平面３９は、これに対向するセラミック電子部品本体２２の側面３８と実質的に同じ寸法を有していることがより好ましい。
【００４０】
以上説明した第１の実施形態によるセラミック電子部品２１によれば、放熱板材３５がセラミック電子部品本体２２および端子部材２４と熱結合されているため、良好な熱放散性を得ることができ、したがって、セラミック電子部品本体２２における自己発熱によって端子部材２４を介して基板２９に伝わる熱を抑えることができる。
【００４１】
図３は、この発明の第２の実施形態によるセラミック電子部品４１を示す、図１に相当する図である。図３において、図１に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４２】
図３に示したセラミック電子部品４１では、放熱体として、金属からなる複数の放熱フィン４２を含むフィンアセンブリ４３が用いられることを特徴としている。放熱フィン４２を構成する金属としては、たとえばアルミニウムまたはチタンのような熱伝導性の良好なものが用いられることが好ましい。
【００４３】
フィンアセンブリ４３は、電気絶縁性接着剤４４によってセラミック電子部品本体２２および端子部材２４に接合されている。これによって、フィンアセンブリ４３は、セラミック電子部品本体２２および端子部材２４の双方に熱結合される。電気絶縁性接着剤４４としては、たとえばエポキシ系接着剤が好適に用いられる。
【００４４】
フィンアセンブリ４３の場合においても、図１に示した放熱板材３５の場合と同様、端子部材２４間に位置しかつセラミック電子部品本体２２の１つの側面３８に対向する平面４５を有していることが好ましく、さらに好ましくは、この平面４５は、側面３８と実質的に同じ寸法を有するようにされる。
【００４５】
以上説明した第２の実施形態によるセラミック電子部品４１によれば、フィンアセンブリ４３がセラミック電子部品本体２２および端子部材２４と熱結合されているため、良好な熱放散性を得ることができ、したがって、セラミック電子部品本体２２における自己発熱によって端子部材２４を介して基板２９に伝わる熱を抑えることができる。
【００４７】
図３に示したフィンアセンブリ４３は、縦方向に延びる多数の放熱フィン４２を備えるものであったが、その形態は任意に変更することができる。フィンアセンブリのいくつかの変形例について、以下に図４ないし図６を参照して説明する。
【００４８】
図４に示したフィンアセンブリ４３ａは、横方向に延びる多数の放熱フィン４２ａを備えている。
【００４９】
図５に示したフィンアセンブリ４３ｂは、縦方向に延びる多数の放熱フィン４２ｂを形成するように、ジグザグ状に屈曲された形状の部分を備えている。
【００５０】
図６に示したフィンアセンブリ４３ｃは、貫通孔４６を設けることによって形成された多数の放熱フィン４２ｃを備えている。
【００５１】
図７は、セラミック電子部品の熱放散性を評価するために実施した実験結果を示すもので、電流値に対する基板温度の変化を示す図である。
【００５２】
この実験例では、比較例として、図１５に示した構成を有するセラミック電子部品１を採用し、実施例１として、図１に示した構成を有するセラミック電子部品２１を採用し、実施例２として、図３に示した構成を有するセラミック電子部品４１を採用した。
【００５３】
これら比較例ならびに実施例１および２において、セラミック電子部品本体２および２２として、平面寸法が３．２ｍｍ×１．６ｍｍでありかつ厚みが１．０ｍｍの負特性サーミスタを用いた。ここで、比較例では、２５℃での抵抗値が１６Ωの２つの負特性サーミスタを用い、図１５に示すように並列接続されたとき、全体としての抵抗値が８Ωとなるようにした。他方、実施例１および２では、２５℃での抵抗値が８Ωの負特性サーミスタを１つずつ用いた。
【００５４】
また、実施例１では、放熱板材３５として、Ａｌ2 Ｏ3 からなるものを用い、実施例２では、アルミニウムからなる放熱フィン４２を備えるフィンアセンブリ４３を用いた。
【００５５】
その他の条件については、比較例ならびに実施例１および２の各々について同一とした。
【００５６】
図７からわかるように、実施例１および２によれば、比較例に比べて、基板温度の上昇が抑えられていて、良好な熱放散性が得られている。それゆえ、同じ電流値の下で、基板温度を同じにするには、比較例に比べて、実施例１および２の方が負特性サーミスタすなわちセラミック電子部品本体の寸法を小さくできることがわかる。
【００５７】
図８は、この発明の参考例としてのセラミック電子部品５１を示す正面図である。図９は、図８の部分Ａを拡大して断面で示す正面図である。
【００５８】
セラミック電子部品５１は、たとえばサーミスタを構成するチップ状のセラミック電子部品本体５２を備えている。セラミック電子部品本体５２を構成するセラミック材料としては、たとえば、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｕ、ＣｒおよびＺｒのうちの少なくとも２種を含む化合物、またはＬａ系酸化物もしくはＣｏ系酸化物が用いられる。
【００５９】
セラミック電子部品本体５２の両端部には、端子電極５３が形成されている。端子電極５３に含まれる導電成分としては、たとえば、ＡｇまたはＡｇ−Ｐｄ合金等が用いられる。端子電極５３は、導電性ペーストを付与し焼き付ける厚膜形成技術により形成されても、スパッタリング、蒸着、めっき等の薄膜形成技術により形成されても、さらには、厚膜形成技術により形成された厚膜上にめっきを施すことによって形成されてもよい。
【００６０】
上述したセラミック電子部品本体５２の端子電極５３の各々には、端子部材５４が取り付けられている。端子部材５４は、所定の折り返し部５５において折り返された形態を有する金属板をもって構成される。端子部材５４は、折り返し状態において外側に向く面を各端子電極５３に対向させながら、折り返し部５５を介して一方側部分５６において、各端子電極５３にたとえば半田または導電性接着剤のような導電性接合材５７によって取り付けられている。端子部材５４の一方側部分５６は、その端部において、セラミック電子部品本体５２の各端部を覆うように折り曲げられている。
【００６１】
端子部材５４の、折り返し部５５を介して他方側部分５８は、１点鎖線で示した基板５９への取付け側となるもので、その端部は、基板５９に沿うようにさらに折り曲げられて接続端子部６０を構成している。なお、接続端子部６０は、図８に示すように、内側に折り曲げられて形成されることが好ましいが、外側に折り曲げられて形成されてもよい。
【００６２】
端子部材５４の折り返し部５５を介しての一方側部分５６と他方側部分５８とは、たとえば０．５ｍｍ程度の間隔をもって互いに接触しないようにされている。
【００６３】
また、端子部材５４の材質としては、鉄、ステンレス鋼またはリン青銅のような熱伝導性の低いものが用いられることが好ましい。
【００６４】
図９に示すように、端子部材５４の折り返し状態において内側に向く面には、半田になじまない半田非親和面６１が形成され、他方、同じく外側に向く面には、半田になじむ半田親和面６２が形成されている。
【００６５】
この参考例では、半田非親和面６１は、端子部材５４を構成する金属板の表面に、たとえば、非導電性樹脂、ゴムまたは導電性樹脂のような樹脂を含む材料からなる半田非親和層６３を形成することによって与えられている。なお、半田非親和面６１を与えるため、このような樹脂を含む半田非親和層６３の形成に代えて、端子部材５４の表面を酸化するといった化学的処理を施すことによって半田非親和層６３を形成しても、あるいは、端子部材５４を構成する金属板として、半田付け性の悪いものを用い、この金属板自身の表面によって半田非親和面６１を与えるようにしてもよい。
【００６６】
他方、半田親和面６２は、端子部材５４を構成する金属板の表面に、たとえば、半田、Ａｕ、ＡｇまたはＰｄのような半田付け性の良好な金属をめっきすることによって形成された半田親和層６４によって与えられている。なお、半田親和面６２を与えるため、端子部材５４を構成する金属板として、半田付け性の良好な金属からなるものを用い、この金属板自身の表面によって半田親和面６２を与えるようにしてもよい。
【００６７】
上述のように、端子部材５４の折り返し状態において内側に向く面には、半田非親和面６１が形成されているので、導電性接合材５７として半田が用いられる場合、この半田は、端子部材５４の折り返し部５５を介しての一方側部分５６と他方側部分５８との間の隙間には回り込まず、それゆえ、この半田によるブリッジが形成されることを防止することができる。
【００６８】
他方、端子部材５４の折り返し状態において外側に向く面には、半田親和面６２が形成されているので、導電性接合材５７として半田が用いられる場合、端子部材５４と端子電極５３との間で良好な半田付けを達成することができる。また、このセラミック電子部品５１を基板５９上に実装するときに付与される半田 （図示せず。）は、この半田親和面６２と基板５９とを良好に接続するように回り込み、信頼性の高い電気的接続状態を達成することができる。
【００６９】
セラミック電子部品５１は、放熱体として、セラミック電子部品本体５２および／または端子部材５４の一部を覆うように形成される電気絶縁性樹脂からなる放熱厚膜６５を備えている。この参考例では、放熱厚膜６５は、セラミック電子部品本体５２および端子部材５４の双方の各一部を覆うように形成されている。放熱厚膜６５を構成する電気絶縁性樹脂としては、たとえばシリコーンゴムが有利に用いられる。
【００７０】
上述した放熱厚膜６５は、セラミック電子部品本体５２および端子部材５４の各一部を端子部材５４の折り返し部５５側から未硬化の電気絶縁性樹脂中にディップし、次いでこの電気絶縁性樹脂を焼き付けることによって形成されることができる。
【００７１】
上述した電気絶縁性樹脂中へのディップにおいて、端子部材５４の折り返し状態において内側に向く面に電気絶縁性樹脂が付与されることを防止するため、この内側に向く面には、図９に示すように、未硬化の電気絶縁性樹脂をはじく性質のある樹脂はじきコート６６が施されていることが好ましい。この樹脂はじきコート６６は、たとえばフッ素樹脂によって与えられる。
【００７２】
以上説明した参考例としてのセラミック電子部品５１によれば、放熱厚膜６５がセラミック電子部品本体５２および端子部材５４と熱結合されているため、良好な熱放散性を得ることができ、したがって、セラミック電子部品本体５２における自己発熱によって端子部材５４を介して基板５９に伝わる熱を抑えることができる。
【００７３】
図１０は、図７に相当する図である。すなわち、図１０は、セラミック電子部品の熱放散性を評価するために実施した実験結果を示すもので、電流値に対する基板温度の変化を示す図である。
【００７４】
この実験例において、比較例としては、図７に示した比較例と同様、図１５に示した構成を有するセラミック電子部品１を採用し、実施例としては、図８に示した構成を有するセラミック電子部品５１を採用した。
【００７５】
また、セラミック電子部品本体２および５２としては、図７に示した実験例の場合と同様、平面寸法が３．２ｍｍ×１．６ｍｍでありかつ厚みが１．０ｍｍの負特性サーミスタを用いた。
【００７６】
また、比較例では、負特性サーミスタとして、２５℃での抵抗値が１６Ωのものを２つ用い、これら並列接続されたものの抵抗値が８Ωとなるようにした。他方、実施例では、負特性サーミスタとして、２５℃での抵抗値が８Ωのものを用いた。
【００７７】
さらに、実施例では、放熱厚膜６５をシリコーンゴムから構成した。
【００７８】
その他の条件については、比較例と実施例とで同一とした。
【００７９】
図１０からわかるように、実施例によれば、比較例に比べて、基板温度の上昇が抑えられ、良好な熱放散性を示している。それゆえ、同じ電流値の下で基板温度を同じにするには、比較例に比べて、実施例の方が負特性サーミスタすなわちセラミック電子部品本体の寸法を小さくできることがわかる。
【００８０】
以上、この発明を図示した実施形態に関連して説明したが、この発明の範囲内において、その他、種々の変形例が可能である。
【００８１】
たとえば、端子部材２４および５４に関して、図１１ないし図１４にそれぞれ示すような変形例が採用されてもよい。図１１ないし図１４は、それぞれ、端子部材を、たとえば図１の左側から示した図に相当する。
【００８２】
図１１に示した端子部材７１では、円形の穴７２が設けられている。
【００８３】
図１２に示した端子部材７３では、矩形の穴７４が設けられている。
【００８４】
図１３に示した端子部材７５では、縦方向に延びる複数のスリット７６が設けられている。
【００８５】
図１４に示した端子部材７７では、横方向に延びる複数のスリット７８が設けられている。
【００８６】
これら端子部材７１、７３、７５および７７にそれぞれ設けられた穴７２および７４ならびにスリット７６および７８は、熱が基板に伝わるのを抑制するためのものである。穴７２および７４ならびにスリット７６および７８の大きさおよび分布状態については、端子部材７１、７３、７５および７７の各々において必要とされる機械的強度を考慮して決定される。
【００８７】
このように、端子部材に設けられる穴またはスリットとしては、図１１ないし図１４に示した形態以外の形態であってもよい。
【００８８】
また、図示した実施形態では、１つのセラミック電子部品２１、４１および５１の各々において、それぞれ、１つのセラミック電子部品本体２２および５２を備えるものであったが、複数のセラミック電子部品本体を備えるものであってもよい。
【００８９】
また、この発明は、図示した実施形態のように、サーミスタを構成するセラミック電子部品本体を備えるセラミック電子部品に限らず、たとえば、中高圧用途の積層セラミックコンデンサのように、自己発熱の無視できないセラミック電子部品本体を備えるセラミック電子部品であれば、どのようなセラミック電子部品に対しても適用することができる。
【００９０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、セラミック電子部品本体およびそれに取り付けられる端子部材に熱結合された、放熱体を備えているので、セラミック電子部品本体の自己発熱によって生じる熱が基板へと伝わることを抑えることができ、基板の不所望な温度上昇を抑えることができる。
【００９１】
また、上述のように、放熱体によって、熱放散性が高められるので、基板温度を同じにする場合には、セラミック電子部品本体からの自己発熱がより大きくなっても許容され、したがって、セラミック電子部品本体の寸法を小さくすることができ、ひいては、セラミック電子部品全体としても、寸法を小さくすることができる。
【００９２】
放熱体として、電気絶縁性材料からなる放熱板材が用いられる場合、または金属からなる複数の放熱フィンを含むフィンアセンブリが用いられる場合には、これら放熱板材またはフィンアセンブリは、チップ状のセラミック電子部品本体と同様の方法で取り扱うことができ、したがって、セラミック電子部品の組立工程が複雑になることを避けることができる。
【００９３】
上述した放熱板材を構成する電気絶縁性材料が、Ａｌ2 Ｏ3 、ＡｌＮ、Ｓｉ3 Ｏ4 およびＳｉＣから選ばれた１種が用いられると、これら電気絶縁性材料の熱伝導性が比較的高いため、より高い熱放散性を実現することができる。
【００９４】
また、フィンアセンブリに備える放熱フィンを構成する金属として、アルミニウムまたはチタンが用いられると、これら金属の熱伝導性が比較的高いため、より高い熱放散性を実現することができる。
【００９５】
また、この発明によれば、放熱体が、端子部材間に位置しかつセラミック電子部品本体の１つの側面に対向する平面を有していて、セラミック電子部品本体から放熱体へ効率的に熱が伝達されるので、放熱体が有する熱放散性をより効果的に機能させることができる。
【００９６】
上述の場合において、放熱体の前記平面が、これに対向するセラミック電子部品本体の側面と実質的に同じ寸法を有していると、放熱体による放熱効果を最大限に発揮させながら、放熱体の寸法のために、セラミック電子部品の寸法が増大することを防止することができる。
【０１００】
端子部材の材質として、鉄、ステンレス鋼およびリン青銅から選ばれた１種が用いられると、これら金属の熱伝導性が比較的低いため、セラミック電子部品本体から基板に伝えられる熱を抑制するのにより効果的である。
【０１０１】
また、端子部材の折り返し部を介しての一方側部分と他方側部分とが互いに接触しないようにされていると、セラミック電子部品本体から基板へと至る熱の経路を長くとることができ、したがって、基板へと伝わる熱をより低減することができる。
【０１０２】
端子部材の折り返し状態において内側に向く面には、半田になじまない半田非親和面が形成され、かつ端子部材の折り返し状態において外側に向く面には、半田になじむ半田親和面が形成されていると、端子部材とセラミック電子部品本体上の端子電極との半田付けおよび端子部材と基板との半田付けを高い信頼性をもって達成することができるとともに、端子部材の折り返し部を介しての一方側部分と他方側部分との隙間に半田が入り込むことを確実に防止し、これらの間で半田ブリッジが形成されることを防止することができる。したがって、端子部材が折り返された形態を有していることによる熱伝達を抑制する効果が、半田ブリッジによって阻害されることを防止することができる。
【０１０３】
端子部材に、穴またはスリットが設けられていると、端子部材から基板に伝わる熱をより抑制することができ、このことも、基板温度の上昇を抑制するのに効果的に作用する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態によるセラミック電子部品２１の外観を示す正面図である。
【図２】図１の部分Ａを拡大して断面で示す正面図である。
【図３】この発明の第２の実施形態によるセラミック電子部品４１の外観を示す正面図である。
【図４】図３に示したフィンアセンブリ４３の第１の変形例としてのフィンアセンブリ４３ａを示す正面図である。
【図５】図３に示したフィンアセンブリ４３の第２の変形例としてのフィンアセンブリ４３ｂを示す正面図である。
【図６】図３に示したフィンアセンブリ４３の第３の変形例としてのフィンアセンブリ４３ｃを示す正面図である。
【図７】図１に示したセラミック電子部品２１（実施例１）、図３に示したセラミック電子部品４１（実施例２）および図１５に示したセラミック電子部品１（比較例）の熱放散性を評価するために実施した実験結果を示すもので、電流値に対する基板温度の変化を示す図である。
【図８】 この発明の参考例としてのセラミック電子部品５１の外観を示す正面図である。
【図９】図８の部分Ａを拡大して断面で示す正面図である。
【図１０】図８に示したセラミック電子部品５１（実施例）および図１５に示したセラミック電子部品１（比較例）の熱放散性を評価するために実施した実験結果を示すもので、電流値に対する基板温度の変化を示す図である。
【図１１】この発明に係るセラミック電子部品に備える端子部材の第１の変形例を示す、図１の左側から示した図に相当する図である。
【図１２】この発明に係るセラミック電子部品に備える端子部材の第２の変形例を示す、図１の左側から示した図に相当する図である。
【図１３】この発明に係るセラミック電子部品に備える端子部材の第３の変形例を示す、図１の左側から示した図に相当する図である。
【図１４】この発明に係るセラミック電子部品に備える端子部材の第４の変形例を示す、図１の左側から示した図に相当する図である。
【図１５】この発明にとって興味ある従来のセラミック電子部品１の外観を示す正面図である。
【符号の説明】
２１，４１，５１ セラミック電子部品
２２，５２ セラミック電子部品本体
２３，５３ 端子電極
２４，５４，７１，７３，７５，７７ 端子部材
２５，５５ 折り返し部
２６，５６ 一方側部分
２７，５７ 導電性接合材
２８，５８ 他方側部分
２９，５９ 基板
３０，６０ 接続端子部
３１，６１ 半田非親和面
３２，６２ 半田親和面
３５ 放熱板材
３６，３７ 接着剤
３８ 側面
３９，４５ 平面
４２，４２ａ，４２ｂ，４２ｃ 放熱フィン
４３，４３ａ，４３ｂ，４３ｃ フィンアセンブリ
４４ 電気絶縁性接着剤
６５ 放熱厚膜
６６ 樹脂はじきコート
７２，７４ 穴
７６，７８ スリット
Claims (12)
- 両端部に端子電極が形成され、前記端子電極が形成された２つの端面および前記端面間を連結する４つの側面を有する直方体形状をなす、チップ状のセラミック電子部品本体と、
所定の折り返し部において折り返された形態を有する金属板をもって構成され、折り返し状態において外側に向く面を前記端子電極に対向させながら前記折り返し部を介して一方側部分が各前記端子電極に取り付けられ、前記折り返し部を介して他方側部分が基板への取付け側とされた、端子部材と、
前記端子部材間であって前記セラミック電子部品本体より前記折り返し部により近い側に位置し、前記セラミック電子部品本体の１つの前記側面に対向する平面を有し、かつ前記セラミック電子部品本体および前記端子部材に熱結合された、放熱体と
を備える、セラミック電子部品。 - 前記放熱体は、電気絶縁性材料からなる放熱板材を備える、請求項１に記載のセラミック電子部品。
- 前記電気絶縁性材料は、Ａｌ2 Ｏ3 、ＡｌＮ、Ｓｉ3 Ｏ4 およびＳｉＣから選ばれた１種である、請求項２に記載のセラミック電子部品。
- 前記放熱板材は、接着剤によって前記セラミック電子部品本体および前記端子部材に接合されている、請求項２または３に記載のセラミック電子部品。
- 前記放熱体は、金属からなる複数の放熱フィンを含むフィンアセンブリを備える、請求項１に記載のセラミック電子部品。
- 前記金属は、アルミニウムまたはチタンである、請求項５に記載のセラミック電子部品。
- 前記フィンアセンブリは、電気絶縁性接着剤によって前記セラミック電子部品本体および前記端子部材に接合されている、請求項５または６に記載のセラミック電子部品。
- 前記放熱体の前記平面は、これに対向する前記セラミック電子部品本体の前記側面と実質的に同じ寸法を有する、請求項１ないし７のいずれかに記載のセラミック電子部品。
- 前記端子部材の材質は、鉄、ステンレス鋼およびリン青銅から選ばれた１種である、請求項１ないし８のいずれかに記載のセラミック電子部品。
- 前記端子部材の前記折り返し部を介しての前記一方側部分と前記他方側部分とは、互いに接触しないようにされている、請求項１ないし９のいずれかに記載のセラミック電子部品。
- 前記端子部材の折り返し状態において内側に向く面には、半田になじまない半田非親和面が形成され、かつ、前記端子部材の折り返し状態において外側に向く面には、半田になじむ半田親和面が形成されている、請求項１ないし１０のいずれかに記載のセラミック電子部品。
- 前記端子部材には、穴またはスリットが設けられている、請求項１ないし１１のいずれかに記載のセラミック電子部品。
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