JP4604656B2

JP4604656B2 - 積層部品の実装構造

Info

Publication number: JP4604656B2
Application number: JP2004319042A
Authority: JP
Inventors: 徹梅野; 武司橘; 靖久片山; 多田　　智之
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2004-11-02
Filing date: 2004-11-02
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2024-11-02
Also published as: JP2006134920A

Description

本発明は、配線パターンを形成した複数の磁性体または誘電体シートを積層した積層体と、積層体の両端部に形成され、プリント基板と電気的に接続される電極とを有する積層部品をプリント基板に実装するための実装構造に関する。

配線パターンを形成した複数の磁性体または誘電体シートを積層した積層体によりインダクタ機能またはコンデンサ機能を果たして、インダクタまたはコンデンサの小型化を図るようにした積層部品が知られている（例えば、特許文献１参照）。図９は従来の積層部品の構成を示す斜視図である。従来の積層部品２０は、配線パターンを形成した複数の磁性体または誘電体シートを積層してなる積層体２１と、この積層体２１の長手方向の両端部の表面に形成された電極２２とを有している。

このような積層部品２０は、例えば特許文献２に開示されている表面実装部品（チップ部品）の実装方法と同様な手法によって、プリント基板に実装される。図１０は、従来のプリント基板２４への積層部品２０の実装構造を示す断面図である。プリント基板２４の上面に積層部品２０を載置し、積層部品２０の両端部の電極２２をハンダ２６を介してプリント基板２４の電極と電気的に接続することにより、積層部品２０をプリント基板２４に実装している。
特開２００２−７５７８０号公報特開平８−１４８７９８号公報

図１０に示すような実装構造では、積層部品２０をプリント基板２４上に載置させて実装するので、プリント基板２４下面からの実装高さが高くなってしまい、特に薄型化が要求される場合には適さないという問題がある。例えば、積層部品２０の厚さが１ｍｍ、プリント基板２４の厚さが０．５ｍｍである場合、その実装高さは１．５ｍｍとなる。積層部品２０の厚さを薄くすれば、実装高さは低くなるが、薄くした場合にはインダクタ機能またはコンデンサ機能を十分に果たせず、機能低下が問題となる。

そこで、図１１に示すような実装構造が考えられる。図１１に示す従来例では、プリント基板２４に孔２５を形成しておき、その孔２５に積層部品２０を落とし込み、その両端部の電極２２を導電性接着剤でプリント基板２４の電極と電気的に接続させることにより、積層部品２０をプリント基板２４に実装している。この例では、プリント基板２４下面からの実装高さが積層部品２０の厚さ（１ｍｍ）と同じ（１ｍｍ）となり、図１０に示す例と比較して低背化を実現できている。

しかしながら、積層部品２０の電極２２がプリント基板２４の下面から露出することになるので、プリント基板２４下面に絶縁性が要求される場合には適用できないという問題がある。また、電極２２とプリント基板２４とが離れているので、ハンダを使った容易な実装を行えないという問題もある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、プリント基板下面に絶縁性が要求される場合にあっても、プリント基板下面からの実装高さを積層部品の高さまで低減することができる積層部品の実装構造を提供することを目的とする。

本発明に係る積層部品の実装構造は、配線パターンを形成した複数の磁性体または誘電体シートを積層した矩形の積層体と、該積層体の長手方向の両端にそれぞれ電極形成部と電極欠損部とを有する積層部品をプリント基板に実装した積層部品の実装構造において、前記プリント基板には平面視で前記積層部品の外形寸法よりも大きな孔が形成され、前記積層部品は、前記孔に電極欠損部側から落とし込まれて、前記プリント基板の下面と一面を成し、前記積層部品の電極形成部は、前記プリント基板の上面側に表れる部分と、前記孔に収容される部分とを有し、前記電極形成部の電極はハンダ又は導電性接着剤により前記プリント基板と電気的及び機械的に接続されたことを特徴とする。

本発明に係る積層部品の実装構造は、前記積層部品の両端の下側が欠損した段差部を有し、該段差部に絶縁物が充填されたことを特徴とする。

本発明の積層部品の実装構造にあっては、積層体／電極欠損部を下方にした状態で、プリント基板に形成した孔に積層部品を落とし込んで、積層部品をプリント基板に実装する。積層部品がプリント基板の孔に落とし込まれているため、プリント基板下面からの実装高さは積層部品の厚さとなって、低背化を図れる。また、積層部品の下側には電極が形成されていないため、電極がプリント基板下面から露出せず、プリント基板下面の絶縁性は確保される。また、プリント基板の孔にまで及ぶ電極形成部を有しているので、積層部品とプリント基板との電気的かつ機械的な接続が十分に確保される。

本発明の積層部品の実装構造にあっては、積層部品の両端の下側が欠損した段差部に絶縁物を充填しているため、絶縁の信頼性が高くなる。

本発明では、プリント基板下面からの実装高さを積層部品の厚さ程度に低減することができ、また、電極がプリント基板下面から露出しないので、プリント基板下面に絶縁性が要求される場合でも、このような低背化を実現することができる。また、プリント基板の孔にまで及ぶ電極形成部を有しているので、積層部品とプリント基板との電気的かつ機械的な接続を十分に確保することができる。さらに、電極欠損部の段差部に絶縁物を充填するので、絶縁の信頼性を高くすることができる。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。
（第１実施の形態）
図１は、本発明に係る積層部品１０の一例の構成を示す斜視図であり、図１（ａ）は上側から見た斜視図、図１（ｂ）は下側から見た斜視図である。

積層部品１０は、配線パターンを形成した複数の磁性体または誘電体シートを積層してなる積層体１と、この積層体１の長手方向の両端部の表面に形成された電極２とを有している。この積層体１はインダクタまたはコンデンサとして機能する。積層体１の両端部は、その厚さ方向下側が欠損しており、残された上側端部の表面に電極２が形成され、その厚さ方向の下側半分は積層体／電極欠損部３となっている。積層体１（積層部品１０）の厚さは１ｍｍ、積層体／電極欠損部３の高さは０．５ｍｍであって、積層体１の中央部には残存する厚さ０．５ｍｍの凸部１ａが形成されることになる。この凸部１ａの厚さ（積層体／電極欠損部３の高さ）は、実装されるプリント基板４の厚さと等しくなっている。

図２は、本発明に係る積層部品１０のプリント基板４への実装構造の一例を示す断面図である。厚さ０．５ｍｍのプリント基板４には、実装対象の積層部品１０の積層体１の凸部１ａの大きさより少し大きい孔５が形成されている。この孔５に積層部品１０の積層体１中央部の凸部１ａが落とし込まれ、積層体１両端部及び電極２がプリント基板４に載置されており、電極２とプリント基板４とはハンダ６によって電気的及び機械的に接続されている。プリント基板４の厚さと凸部１ａの厚さ（積層体／電極欠損部３の高さ）とが等しいので、積層体１両端部及び電極２がプリント基板４に載置された状態で、積層部品１０（積層体１）の下面とプリント基板４の下面とが面一になる。

図２に示す実装構造では、プリント基板４の孔５に積層体１の凸部１ａが落とし込まれているため、プリント基板下面４からの実装高さは、積層部品１０（積層体１）の厚さ１ｍｍとなって、図１０に示す実装構造（実装高さ：１．５ｍｍ）と比べて低減される。この結果、実装構造の低背化を実現できる。また、図１１の従来例とは異なり、プリント基板４下面から電極２が露出していないため、プリント基板４下面の絶縁性を確保することができる。また、電極２がプリント基板４に載置されているため、ハンダ６を用いて容易な工程で実装を行うことができる。

（第２実施の形態）
図３は、本発明に係る積層部品１０の他の例の構成を示す斜視図であり、図３（ａ）は上側から見た斜視図、図３（ｂ）は下側から見た斜視図である。図３に示す積層部品１０は図１の積層部品１０と同様の構成をなしており、同一部分には同一番号を付してそれらの説明は省略する。なお、図１と異なる点は、積層体／電極欠損部３の高さ、言い換えると積層体１中央部の凸部１ａの厚さを０．３ｍｍとした点である。

図４は、本発明に係る積層部品１０のプリント基板４への実装構造の他の例を示す断面図である。厚さ０．５ｍｍのプリント基板４には、実装対象の積層部品１０の大きさより少し大きい孔５が形成されている。積層部品１０（積層体１）の下面とプリント基板４の下面とが面一になるように、この孔５に積層部品１０が落とし込まれており、電極２とプリント基板４とは導電性接着剤７によって電気的及び機械的に接続されている。

図４に示す実装構造では、プリント基板４の孔５に積層部品１０が落とし込まれているため、プリント基板４下面からの実装高さは、積層部品１０（積層体１）の厚さ１ｍｍとなって、図１０に示す実装構造（実装高さ：１．５ｍｍ）と比べて低減される。この結果、実装構造の低背化を実現できる。また、電極２の下面とプリント基板４の下面とが０．３ｍｍだけ離隔しており、図１１の従来例とは異なってプリント基板４下面から電極２が露出していないため、プリント基板４下面の絶縁性を確保することができる。第１実施の形態では、積層部品１０の孔５への落とし込み厚をプリント基板４の厚さに一致させる制約があるが、第２実施の形態では、このような制約がないため、任意の厚さのプリント基板４に対応できる。

図５は、本発明に係る積層部品１０のプリント基板４への実装構造の更に他の例を示す断面図である。図５に示すものは、図４の変形例である。図５に示す例では、積層体／電極欠損部３に樹脂などの絶縁物８が充填されている。よって、絶縁の信頼性を更に高めることができる。

（第３実施の形態）
図６は、本発明に係る積層部品１０の更に他の例の構成を示す斜視図である。積層部品１０は、配線パターンを形成した複数の磁性体または誘電体シートを積層してなる厚さ１ｍｍの積層体１と、この積層体１の長手方向の両端部の表面に形成された電極２とを有している。この積層体１はインダクタまたはコンデンサとして機能する。電極２は、積層部品１０の厚さ方向全域に形成されておらず、その厚さ方向の上部０．７ｍｍの範囲の積層体１端部表面にのみ形成されている。積層部品１０の厚さ方向の下部０．３ｍｍの範囲の積層体１端部表面には電極２が形成されておらず、電極２の欠損領域となっている。

図７は、本発明に係る積層部品１０のプリント基板４への実装構造の更に他の例を示す断面図である。厚さ０．５ｍｍのプリント基板４には、実装対象の積層部品１０の大きさより少し大きい孔５が形成されている。積層部品１０（積層体１）の下面とプリント基板４の下面とが面一になるように、この孔５に積層部品１０が落とし込まれており、電極２とプリント基板４とは導電性接着剤７によって電気的及び機械的に接続されている。

図７に示す実装構造では、プリント基板４の孔５に積層部品１０が落とし込まれているため、プリント基板４下面からの実装高さは、積層部品１０（積層体１）の厚さ１ｍｍとなって、図１０に示す実装構造（実装高さ：１．５ｍｍ）と比べて低減される。この結果、実装構造の低背化を実現できる。また、図１１の従来例とは異なり、積層部品１０の下面に電極２が設けられていないため、プリント基板４下面から電極２が露出せず、プリント基板４下面の絶縁性を確保することができる。また、第２実施の形態と同様に、任意の厚さのプリント基板４に対応できる。更に、第１，第２実施の形態のように積層体１の欠損部分を設ける必要がない。

次に、本発明の積層部品の製造方法について説明する。図８は、図１に示す積層部品１０の製造方法の工程を示す模式図である。まず、フェライト材料（Ｆｅ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｃｕの酸化物）のスラリー化を行う（図８（ａ））。このフェライト材料をシート状に成型した後、例えば１５０ｍｍ×１５０ｍｍの寸法に裁断する（図８（ｂ），（ｃ））。得られた誘電体シート１１にＮＣパンチ加工を施し、アライメント用の貫通孔１２、スルーホール１３、カットマークを形成する（図８（ｄ））。次いで、スクリーン印刷により例えば銀ペーストからなる所望の配線パターン１４を誘電体シート１１に形成する（図８（ｅ））。

配線パターン１４が形成された複数の誘電体シート１１を順次積層プレス加工して積層体１５（厚さ：１ｍｍ）を得る（図８（ｆ））。そして、一方向の素子分離線に沿わせて、幅広の外周刃切断機を用いて、スリット１６（深さ：０．５ｍｍ）を形成する（図８（ｇ））。このスリット１６が、積層部品１０の積層体／電極欠損部３となり、複雑なプロセスを追加することなく、容易に積層体１の欠損部分を形成できる。

積層体１５を素子毎に分割した後、９００〜９６０℃の温度で焼結する（図８（ｈ））。その後、各素子の積層体１のスリット１６（積層体１の欠損部分）でない両端部分をＡｇペースト液に浸漬させてその部分にＡｇ膜１７を形成する（図８（ｉ））。このＡｇ膜１７が、積層部品１０の電極２となる。なお、必要に応じてＡｇ膜１７にＮｉなどのメッキ処理を施しても良い。

図３に示す積層部品１０を製造する場合には、図８（ｇ）でスリット１６の深さを０．３ｍｍとすれば良く、他の工程は、上述した図１に示す積層部品１０の工程と同様である。図６に示す積層部品１０を製造する場合には、図８（ｇ）でスリット１６を形成する必要がなくて単に素子分離を行い、図８（ｉ）で各素子を傾けてＡｇペースト液に浸漬させれば良く、他の工程は、上述した図１に示す積層部品１０の工程と同様である。

本発明に係る積層部品の一例の構成を示す斜視図である。本発明に係る積層部品のプリント基板への実装構造の一例を示す断面図である。本発明に係る積層部品の他の例の構成を示す斜視図である。本発明に係る積層部品のプリント基板への実装構造の他の例を示す断面図である。本発明に係る積層部品のプリント基板への実装構造の更に他の例を示す断面図である。本発明に係る積層部品の更に他の例の構成を示す斜視図である。本発明に係る積層部品のプリント基板への実装構造の更に他の例を示す断面図である。本発明に係る積層部品の製造方法の工程を示す模式図である。従来の積層部品の構成を示す斜視図である。従来のプリント基板への積層部品の実装構造を示す断面図である。従来のプリント基板への積層部品の実装構造を示す断面図である。

符号の説明

１積層体
１ａ凸部
２電極
３積層体／電極欠損部
４プリント基板
５孔
６ハンダ
７導電性接着剤
８絶縁物
１０積層部品
１１誘電体シート
１４配線パターン

Claims

配線パターンを形成した複数の磁性体または誘電体シートを積層した矩形の積層体と、該積層体の長手方向の両端にそれぞれ電極形成部と電極欠損部とを有する積層部品をプリント基板に実装した積層部品の実装構造において、
前記プリント基板には平面視で前記積層部品の外形寸法よりも大きな孔が形成され、
前記積層部品は、前記孔に電極欠損部側から落とし込まれて、前記プリント基板の下面と一面を成し、
前記積層部品の電極形成部は、前記プリント基板の上面側に表れる部分と、前記孔に収容される部分とを有し、前記電極形成部の電極はハンダ又は導電性接着剤により前記プリント基板と電気的及び機械的に接続されたことを特徴とする積層部品の実装構造。
前記積層部品の両端の下側が欠損した段差部を有し、該段差部に絶縁物が充填されたことを特徴とする請求項１に記載の積層部品の実装構造。