JP4901078B2

JP4901078B2 - チップ状電子部品

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Publication number: JP4901078B2
Application number: JP2004204118A
Authority: JP
Inventors: 隆司澤田; 重克山本
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2003-07-15
Filing date: 2004-07-12
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2024-07-12
Also published as: JP2005051226A

Description

この発明は、チップ状電子部品に関するもので、特に、部品本体の外表面上に形成される外部電極の構造に関するものである。

この発明にとって興味ある従来の技術が、たとえば特開平１１−２８３８６６号公報（特許文献１）に記載されている。

特許文献１では、チップ状の部品本体の外表面上に形成される端子電極を、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｓｉ、ＲｕＯ₂、ＳｎＯ、ＺｎＯ、Ｃｕ₂Ｏ、ＣｕＯ、ＮｉＯ、ＴａＮ等の導電性粒子と、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂等の硬化性樹脂とから構成される抵抗体ペーストを用いて、ディッピング法等によって端子電極となる抵抗体膜を形成し、硬化した後、必要に応じて、上記端子電極表面にＮｉ層とＳｎ層またはＳｎ−Ｐｂ合金層をめっき法にて形成することが開示されている。

このような構成を採用することにより、ＥＳＲ（等価直列抵抗）が１〜２０００ｍΩの範囲である電源回路の電源バイパス用コンデンサとして十分な性能を発揮することができるＣＲ複合部品を構成することができるとしている。

上述したチップ状部品は、通常、半田付けによって配線基板上に実装される。そのため、端子電極には、良好な半田付け性が要求される。この要求を満たすため、端子電極には、良好な半田濡れ性を有する金属によるめっきが施されることになる。

しかしながら、前述したように、端子電極として形成する抵抗体膜の抵抗値を高くするに従って、電気めっきを適用することが困難となる。おおよそ抵抗体膜の体積抵抗率が５×１０^-3Ω・ｍ以上になると、電気めっきを適用することが困難となるために、現実的には、端子電極として抵抗体膜を形成し、その上に良好な半田濡れ性を有する金属めっき膜を形成することが困難となる。

他方、電気めっきに代えて、たとえば無電解めっきや乾式めっきなどを適用することも考えられるが、この場合には、部品本体の、端子電極が形成されていない面にめっき膜が析出することを防止するため、樹脂などで覆うことが必要となり、工程の煩雑化を招く。
特開平１１−２８３８６６号公報

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、チップ状電子部品を提供しようとすることである。

この発明に係るチップ状電子部品は、チップ状の部品本体と部品本体の外表面上に形成された複数の端子電極とを備える。部品本体は、積層された複数の絶縁層および絶縁層を介して互いに対向して静電容量を形成するように絶縁層間の特定の界面に沿って形成される少なくとも１対の第１および第２の内部電極を備え、端子電極は、第１の内部電極に電気的に接続される第１の端子電極と第２の内部電極に電気的に接続される第２の端子電極とを備える。第１の端子電極はグラウンド端子電極を備え、第２の端子電極は２つの入出力端子電極を備え、それによって、この発明に係るチップ状電子部品は、３端子ＣＲ複合部品を構成するものである。グラウンド端子電極は、導電性粒子を硬化性樹脂中に分散させた状態にあり、かつ体積抵抗率が５×１０^-3Ω・ｍ以上の抵抗体膜と、抵抗体膜上に電気めっきにより形成された外部導体膜と、部品本体の外表面と抵抗体膜との間に形成される下地導体膜とを備え、抵抗体膜と外部導体膜との界面近傍には、抵抗体膜中の導電性粒子とは異なる金属からなる複数の導電性金属粒子が分布していることを特徴としている。

この発明に係るチップ状電子部品によれば、抵抗体膜と外部導体膜との界面近傍には、複数の導電性金属粒子が分布しているので、この導電性金属粒子が抵抗体膜と外部導体膜との間の接触面積を増やす役割を果たすため、抵抗体膜と外部導体膜との間の密着力が向上し、その結果、グラウンド端子電極の強度を向上させることができる。

また、この発明に係るチップ状電子部品によれば、抵抗体膜によって、グラウンド端子電極において抵抗素子を与えることができるので、チップ状電子部品を、抵抗素子が複合された複合部品とすることができる。

また、この発明によれば、部品本体が、互いに対向して静電容量を形成する少なくとも１対の第１および第２の内部電極を備え、部品本体上に形成される第１の端子電極がグラウンド端子電極となり、第２の端子電極が２つの入出力端子電極となって、チップ状電子部品が３端子ＣＲ複合部品を構成し、グラウンド端子電極が上述した抵抗体膜と外部導体膜とを備える構成を有している。よって、グラウンド端子電極が、その厚み方向の一部をなすように、抵抗体膜を形成しているので、この抵抗体膜の厚み方向に電流を流すことができる。そのため、抵抗体膜によってもたらされるインダクタンス成分を低く抑えることができ、優れた高周波特性を有する３端子ＣＲ複合部品を提供することができる。

また、この発明によれば、グラウンド端子電極が、部品本体の外表面と抵抗体膜との間に形成される下地導体膜をさらに備えているので、このグラウンド端子電極と部品本体側の内部電極との電気的導通の信頼性を高めることができる。

図１ないし図４は、この発明の一実施形態によるチップ状電子部品としての３端子ＣＲ複合部品１を説明するためのものである。ここで、図１は、３端子ＣＲ複合部品１の外観を示す斜視図である。図２は、３端子ＣＲ複合部品１の内部構造を断面で示す平面図であり、（ａ）と（ｂ）では異なる断面を示している。図３は、３端子ＣＲ複合部品１が与える等価回路図である。図４は、図１の線Ａ−Ａに沿う拡大断面図である。

３端子ＣＲ複合部品１は、チップ状の、より特定的には直方体状の部品本体２を備えている。部品本体２は、直方体の長さ方向寸法と幅方向寸法とによって規定される１対の主面３および４、直方体の長さ方向寸法と厚み方向寸法とによって規定される１対の側面５および６、ならびに直方体の幅方向寸法と厚み方向寸法とによって規定される１対の端面７および８を有している。

部品本体２の外表面上には、第１の端子電極としての２つのグラウンド端子電極１１および１２ならびに第２の端子電極としての２つの入出力端子電極９および１０がそれぞれ形成されている。

より詳細には、グラウンド端子電極１１は、部品本体２の一方の端面７の全面にわたって延びながら、その一部が主面３および４ならびに側面５および６の各一部にまで延びるように形成されている。

グラウンド端子電極１２は、部品本体２の他方の端面８の全面にわたって延びながら、その一部が主面３および４ならびに側面５および６の各一部にまで延びるように形成されている。

入出力端子電極９は、部品本体２の一方の側面５の中央部において帯状に延びながら、その一部が主面３および４の各一部にまで延びるように形成されている。

入出力端子電極１０は、部品本体２の他方の側面６の中央部において帯状に延びながら、その一部が主面３および４の各一部にまで延びるように形成されている。

部品本体２は、図４によく示されているように、たとえばＢａＴｉＯ₃系セラミックのような誘電体からなる複数の絶縁体層１３を積層した構造を有している。部品本体２の内部には、複数の絶縁体層１３間の特定の界面に沿って、第１の内部電極としての複数のグラウンド側内部電極１４および第２の内部電極としての複数の信号側内部電極１５が設けられる。グラウンド側内部電極１４と信号側内部電極１５とは、図４によく示されているように、交互に配置され、かつ互いに対向している。これらグラウンド側内部電極１４と信号側内部電極１５との対向によって、静電容量が形成され、部品本体２の内部には、図３に示すようなキャパシタンス素子Ｃが与えられる。

図２（ａ）は、上述のグラウンド側内部電極１４が位置する面での断面を示し、同（ｂ）は、上述の信号側内部電極１５が位置する面での断面を示している。

図２（ａ）に示すように、グラウンド側内部電極１４は、部品本体２の端面７および８の各々上においてグラウンド端子電極１１および１２に電気的に接続されるように、部品本体２の端面７および８にまでそれぞれ引き出されている。

他方、図２（ｂ）に示すように、信号側内部電極１５は、部品本体２の側面５および６の各々上において入出力端子電極９および１０に電気的に接続されるように、部品本体２の側面５および６にまでそれぞれ引き出されている。

グラウンド側端子電極１１の断面構造の詳細が図４によく示されている。なお、他方のグラウンド側端子電極１２についても、図４に示したグラウンド側端子電極１１と実質的に同様の断面構造を有している。以下には、一方のグラウンド端子電極１１の詳細について説明する。

グラウンド側端子電極１１は、部品本体２の外表面上に形成される下地導体膜１６と、その上に形成される樹脂膜としての抵抗体膜１７と、その上に形成される外部導体膜１８とを備え、抵抗体膜１７と外部導体膜１８との界面近傍には、複数の導電性金属粒子１９が密集して分布している。なお、導電性金属粒子１９は、その大きさ、形状および数については、モデル的に図示されている。

下地導体膜１６は、部品本体２の端面７および８上に、たとえば、ニッケルまたはニッケル−クロム合金等をスパッタリングまたは蒸着によって成膜した薄膜から構成されても、このような薄膜上に銀からなる薄膜が形成されたものから構成されても、ニッケル、銅または銀等を含む導電性ペーストを付与し、これを焼き付けた厚膜から構成されても、あるいは、厚膜上にニッケルめっきまたはニッケルメッキおよび金めっきしたものから構成されてもよい。下地導体膜１６が導電性ペーストによる厚膜から構成される場合、導電性ペーストの付与にあたり、ディップ法を適用することができる。

抵抗体膜１７を形成するため、たとえばカーボン粒子のような導電性粒子を、未硬化の硬化性樹脂中に分散させたペーストが用意される。抵抗体膜１７は、３端子ＣＲ複合部品の用途に応じて、その体積抵抗率が５×１０^-3Ω・ｍ以上となるようにされる。

ここで、ペーストに含まれる導電性粒子としては、カーボン粒子に代えて、またはカーボン粒子に加えて、酸化ルテニウム、窒化タンタル等からなる粒子が用いられてもよい。なお、導電性粒子の粒径が小さく安定した高い抵抗値が得られる点では、特にカーボン粒子が好ましい。

また、抵抗値調整のため、上記ペーストには、必要に応じて、適宜の添加物が適量添加されてもよい。たとえば、抵抗値を上げたい場合には、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ａｌ₂Ｏ₃等の酸化物粉末が添加され、抵抗値を下げたい場合には、金、銀、ニッケル等の導電性金属粉末が添加される。

また、ペーストに含まれる硬化性樹脂としては、たとえば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、レゾール型フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂等が用いられるが、特に、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂またはエポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂が好適に用いられ、また、紫外線硬化性樹脂が用いられてもよい。

上述のペーストは、部品本体２の外表面上、より特定的には、下地導体膜１６上に付与される。このペーストに付与には、たとえばディップ法が適用される。図５ないし図７には、ペーストを付与することによって形成された、抵抗体膜１７となるべきペースト膜１７ａが図示されている。

次に、ペースト膜１７ａが硬化する前に、たとえばペースト膜１７ａが８０〜１２０℃といった比較的低温で乾燥され、ペースト膜１７ａが生乾きの状態にある段階で、ペースト膜１７ａの表面近傍に複数の導電性金属粒子１９を密集させて付与する工程が実施される。導電性金属粒子１９としては、酸化しにくい材質からなるものが好ましく、Ａｇ、Ａｕ等の貴金属、あるいはＮｉ等が好適に用いられる。

この導電性金属粒子１９の付与工程についての具体例が、図５ないし図７の各々に示されている。図５ないし図７において、図１、図２および図４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。

図５に示した方法では、基台２０上に、ペースト膜１７ａの図による上下方向寸法より大きい厚みをもって、複数の導電性金属粒子１９を集積し、部品本体２上に形成されたペースト膜１７ａを、矢印２１で示すように、導電性金属粒子１９の集積物２２に向かって押し込むことが行なわれる。これによって、導電性金属粒子１９を、生乾きのペースト膜１７ａ上にのみ付着させることができる。

図６に示した方法では、剛体からなる基台２３上に、たとえばスポンジまたはゴムなどからなる板状の軟質体２４が置かれ、軟質体２４上に複数の導電性金属粒子１９が敷かれる。そして、部品本体２上に形成されたペースト膜１７ａは、まず、矢印２５で示すように、軟質体２４に向かって押し込まれる。次いで、この押し込み状態を維持しながら、両方向矢印２６で示すように、部品本体２は、軟質体２４の表面に沿って往復される。これによって、生乾きのペースト膜１７ａ上にのみ、導電性金属粒子１９を付着させることができる。

図７に示した方法では、部品本体２上に形成されたペースト膜１７ａに向かって、矢印２７で示すように、ノズル２８から導電性金属粒子１９が吹き付けられる。これによって、導電性金属粒子１９を、生乾きのペースト膜１７ａ上にのみ付着させることができる。

上述のような方法によって付与された複数の導電性金属粒子１９は、通常、ペースト膜１７ａ上において層構造を与えるには至らず、各々の一部がペースト膜１７ａ内に食い込みながら、ペースト膜１７ａの表面近傍で密集して分散した状態となっている。

次に、ペースト膜１７ａに含まれる硬化性樹脂を硬化させ、それによって、樹脂膜としての抵抗体膜１７を形成する工程が実施される。このとき、導電性金属粒子１９は、抵抗体膜１７の表面近傍に固着された状態となる。この硬化性樹脂の硬化工程では、硬化性樹脂が熱硬化性樹脂である場合、たとえば１５０〜２５０℃の温度による加熱が行なわれる。

次に、外部導体膜１８を抵抗体膜１７上に形成するため、電気めっきが実施される。この電気めっきに際して、抵抗体膜１７の表面に複数の導電性金属粒子１９が露出した状態にあるので、抵抗体膜１７における抵抗値が高くても、電気めっきを問題なく行なうことができる。

外部導体膜１８は、たとえば、ニッケルめっき膜およびその上の錫めっき膜によって与えられる。また、必要に応じて、ニッケルめっき膜の下に、銅めっき膜が形成されてもよい。

なお、説明および図示を省略するが、他方のグラウンド端子電極１２についても、上述した工程が実施され、それによって、図４に示したのと同様の断面構造が与えられる。

以上のようにして形成されたグラウンド端子電極１１および１２において、図４に示されるように、下地導体膜１６が形成される場合には、抵抗体膜１７は、グラウンド端子電極１１の厚み方向の一部をなしながら、その面方向の全域にわたって形成されていることが重要である。言い換えると、抵抗体膜１７が、下地導体膜１６を全域にわたって覆うように形成され、抵抗体膜１７の上に形成された外部導体膜１８と下地導体膜１６とが直接電気的に接続されないことが重要である。このようにして、グラウンド端子電極１１および１２において、抵抗体膜１７の厚み方向にのみ電流を流すことが可能になる。

図３に示した等価回路図において、上述の抵抗体膜１７によって与えられる抵抗素子Ｒが図示されている。また、抵抗体膜１７および内部電極１４および１５等によって不可避的にもたらされるインダクタンス成分Ｌも図示されている。前述したように、電流は、抵抗体膜１７の面方向ではなく厚み方向に流れるため、インダクタンス成分Ｌを小さく抑えることができる。したがって、この３端子ＣＲ複合部品１の等価直列インダクタンスを小さく抑えることができる。

その結果、この３端子ＣＲ複合部品１によれば、低周波域において一定の挿入損失特性を維持しながら、高周波域においても、大きな減衰量を確保でき、抵抗体膜１７が与える抵抗成分によるノイズ除去作用を効果的に発揮させることができる。なお、３端子ＣＲ複合部品１の等価直列インダクタンスを小さく維持するためには、抵抗体膜１７の厚みは２００μｍ以下であることが好ましい。

入出力端子電極９および１０の断面構造の詳細については図示しないが、入出力端子電極９および１０は、グラウンド端子電極１１および１２における抵抗体膜１７を省略したものと実質的に同様の断面構造および材料をもって構成されることができる。

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。

たとえば、上述の実施形態では、部品本体２の端面７および８上にグラウンド端子電極１１および１２がそれぞれ形成され、部品本体２の側面５および６の各々の中央部上に入出力端子電極９および１０が形成されたが、これとは逆に、部品本体２の端面７および８上に入出力端子電極９および１０がそれぞれ形成され、部品本体２の側面５および６の各々の中央部上にグラウンド端子電極１１および１２が形成されてもよい。

また、上述した変形例のさらなる変形例として、グラウンド端子電極１１および１２を一体化し、１つのグラウンド端子電極が、部品本体２の側面５および６ならびに主面３および４を周回するように設けられてもよい。

また、図示の実施形態では、部品本体２の外表面上に形成された入出力端子電極９および１０ならびにグラウンド端子電極１１および１２のうち、グラウンド端子電極１１および１２において、抵抗体膜１７および外部導体膜１８を備える構成が採用されたが、このような抵抗体膜および外部導体膜を備える構成は、チップ状電子部品に備える複数の端子電極の各々の機能に応じて、すべての端子電極において採用されてもよい。

この発明の一実施形態によるチップ状電子部品としての３端子ＣＲ複合部品１の外観を示す斜視図である。図１に示した３端子ＣＲ複合部品１の内部構造を断面で示す平面図であり、（ａ）は、グラウンド側内部電極１４が位置する面での断面を示し、（ｂ）は、信号側内部電極１５が位置する面での断面を示している。図１に示した３端子ＣＲ複合部品１が与える等価回路図である。図１の線Ａ−Ａに沿う拡大断面図である。図４に示した抵抗体膜１７となるペースト膜１７ａに導電性金属粒子１９を付与するための第１の方法を示す図である。図４に示した抵抗体膜１７となるペースト膜１７ａに導電性金属粒子１９を付与するための第２の方法を示す図である。図４に示した抵抗体膜１７となるペースト膜１７ａに導電性金属粒子１９を付与するための第３の方法を示す図である。

符号の説明

１３端子ＣＲ複合部品
２部品本体
９，１０入出力端子電極
１１，１２グラウンド端子電極
１４，１５内部電極
１６下地導体膜
１７抵抗体膜
１７ａペースト膜
１８外部導体膜
１９導電性金属粒子
２２集積物
２４軟質体
２８ノズル
Ｃキャパシタンス素子
Ｒ抵抗素子
Ｌインダクタンス成分

Claims

チップ状の部品本体と前記部品本体の外表面上に形成された複数の端子電極とを備え、
前記部品本体は、積層された複数の絶縁層および前記絶縁層を介して互いに対向して静電容量を形成するように前記絶縁層間の特定の界面に沿って形成される少なくとも１対の第１および第２の内部電極を備え、
前記端子電極は、前記第１の内部電極に電気的に接続される第１の端子電極と前記第２の内部電極に電気的に接続される第２の端子電極とを備え、
前記第１の端子電極はグラウンド端子電極を備え、前記第２の端子電極は２つの入出力端子電極を備え、それによって、３端子ＣＲ複合部品を構成するものであり、
前記グラウンド端子電極は、導電性粒子を硬化性樹脂中に分散させた状態にあり、かつ体積抵抗率が５×１０^-3Ω・ｍ以上の抵抗体膜と、前記抵抗体膜上に電気めっきにより形成された外部導体膜と、前記部品本体の外表面と前記抵抗体膜との間に形成される下地導体膜とを備え、前記抵抗体膜と前記外部導体膜との界面近傍には、前記抵抗体膜中の前記導電性粒子とは異なる金属からなる複数の導電性金属粒子が分布している、
チップ状電子部品。