JP5853735B2

JP5853735B2 - 電子部品

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Publication number: JP5853735B2
Application number: JP2012020950A
Authority: JP
Inventors: 恵一滝沢; 敏志 ▲高▼木; 伸也小野寺; 篤史武田
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2012-02-02
Filing date: 2012-02-02
Publication date: 2016-02-09
Anticipated expiration: 2032-02-02
Also published as: JP2013161872A

Description

本発明は、電子部品に関する。

従来の電子部品として、内部電極が形成された直方体状の素体と、素体に形成されて内部電極と電気的に接続される端子電極を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この電子部品では、端子電極は、ヤング率０．１〜１５ＧＰａの導電性樹脂層と、導電性樹脂層上に形成される金属めっき層と、を有しており、導電性樹脂層は、素体の端面と当該端面と隣接する側面を覆うように形成されている。

特開２００５−２１７１２６号公報

このような電子部品は、端子電極のうち、素体の側面に回り込んだ回り込み部が基板等に実装されて使用される。ここで、従来の電子部品にあっては、基板等に電子部品を実装したときに、基板等のたわみによって接合部分にクラックが発生する場合があった。また、端子電極のめっき層の形成時に導電性樹脂層の内部に亀裂が発生する場合があった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、クラックの発生及び導電性樹脂層の亀裂の発生を防止できる電子部品を提供することを目的とする。

本発明に係る電子部品は、内部に内部電極が形成された素体と、素体の端部に形成される端子電極と、を備える電子部品であって、端子電極は、導電性樹脂層と、導電性樹脂層上に形成されるめっき層と、を有し、導電性樹脂層は、素体のうち、内部電極が露出する端面に形成される端面部と、端面と隣接する側面に形成され、端面部と連続して形成される回り込み部と、を有し、端面部のビッカース硬度が回り込み部のビッカース硬度よりも大きいことを特徴とする。

本発明に係る電子部品では、端子電極が導電性樹脂層を有していることによって、基板等のたわみなどによる応力が緩和され、クラックの発生を防止することができる。また、導電性樹脂層では、端面部のビッカース硬度が回り込み部のビッカース硬度よりも大きい。すなわち、めっき層を形成する際の加熱処理によって亀裂が発生し易い箇所である端面部のビッカース硬度が大きいため、亀裂の発生が防止される。以上より、クラックの発生及び導電性樹脂層の亀裂の発生を防止できる。

また、本発明に係る電子部品において、回り込み部のビッカース硬度をＧ１とし、端面部のビッカース硬度をＧ２とした場合、Ｇ２／Ｇ１≧１．３の関係がなりたつことが好ましい。これによって端面部が十分な硬さとなるため、導電性樹脂層内での亀裂の発生をより確実に防止することができる。

また、本発明に係る電子部品において、端面部の引張り強度は、導電性樹脂層とめっき層との接合強度よりも大きいことが好ましい。これによって端面部が十分な硬さとなるため、導電性樹脂層内での亀裂の発生をより確実に防止することができる。

また、本発明に係る電子部品において、端子電極は、素体と導電性樹脂層との間に、導電性粒子を含む金属焼付層を有することが好ましい。これによって、端子電極と素体の内部の内部電極との電気的な接続を確実に確保することができる。

また、本発明に係る電子部品において、回り込み部の膜厚は、端面部の膜厚よりも小さいことが好ましい。これによって、電子部品の低背化が可能となると共に、ＥＳＬを低減することができる。

本発明によれば、クラックの発生及び導電性樹脂層の亀裂の発生を防止できる。

本発明の電子部品の好適な一実施形態を示す斜視図である。図１に示す電子部品のＩＩ−ＩＩ線の切断面を模式的に示す断面図である。変形例に係る電子部品の斜視図である。

以下、場合により図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の電子部品の好適な一実施形態を示す斜視図である。本発明の対象となる電子部品は、例えば、積層型コンデンサや積層型インダクタである。この電子部品１００は、略直方体形状又は略立方体形状を有しており、例えば、長手方向（横）の長さが３．２〜７．５ｍｍ程度、幅方向の長さが１．６〜６．３ｍｍ程度、高さ方向の長さが１．６〜３．０ｍｍ程度である。ただし、電子部品の大きさはこれに限られない。

電子部品１００は、略直方体形状又は略立方体形状の素体１と、素体１の両端部にそれぞれ形成された一対の端子電極３と、を備えている。端子電極３の詳細な構成については後述する。素体１は、誘電体層と内部電極とを複数積層することによって形成されている。素体１は、互いに対向する端面１１ａ及び端面１１ｂ（以下、纏めて「端面１１」という。）と、端面１１に垂直で互いに対向する側面１３ａ及び１３ｂ（以下、纏めて「側面１３」という。）と、端面１１に垂直で互いに対向する側面１５ａ及び側面１５ｂ（以下、纏めて「側面１５」という。）とを有する。側面１３と側面１５とは互いに垂直である。側面１３及び側面１５は、端面１１と隣接している。端面１１からは、内部電極３０の端部が露出している（図２参照）。

素体１は、端面１１と側面１３ａとの間の稜部Ｒ１３、端面１１と側面１３ｂとの間の稜部Ｒ１４、端面１１と側面１５ａとの間の稜部Ｒ１５、端面１１と側面１５ｂとの間の稜部Ｒ１６、側面１３ａと側面１５ａとの間の稜部Ｒ３３、側面１５ａと側面１３ｂとの間の稜部Ｒ３４、側面１３ｂと側面１５ｂとの間の稜部Ｒ３５、及び、側面１５ｂと側面１３ａとの間の稜部Ｒ３６を有している。稜部Ｒ１３〜Ｒ１６、Ｒ３３〜Ｒ３６は、素体１が研磨されてＲ形状を成している部分である。このようなＲ形状を有することによって、素体１の稜部Ｒ１３〜Ｒ１６、Ｒ３３〜Ｒ３６における破損の発生を抑制することができる。

端子電極３は、素体１における端面１１、稜部Ｒ１３、稜部Ｒ１４、稜部Ｒ１５及び稜部Ｒ１６を覆うとともに、側面１３，１５の端面１１側の一部を一体的に覆うように設けられている。このため、端子電極３は、素体１の角部２７を覆うように設けられている。端子電極３は、素体１の端面１１に形成される端面部３Ａと、端面部３Ａから側面１３，１５に回り込むように形成される回り込み部３Ｂを有する。端子電極３は、回り込み部３Ｂが基板回路に対する実装面として機能する。

図２は、図１に示すセラミック電子部品のＩＩ−ＩＩ線の切断面を模式的に示す断面図である。すなわち、図２は、図１に示す電子部品１００を、側面１３に垂直で側面１５に平行な面で切断した場合の断面構造を示す図である。

端子電極３は、端面１１、側面１３，１５、稜部Ｒ１３〜１６及び角部２７の上において、素体１に焼付けられた金属焼付層２１と、金属焼付層２１を覆うように形成された導電性樹脂層２２と、導電性樹脂層２２を覆うように当該導電性樹脂層２２上に形成されためっき層２３，２４と、を有している。端子電極３は、内側から外側へ向かって金属焼付層２１、導電性樹脂層２２、めっき層２３、めっき層２４の順番で各層を有している。各層は、いずれも端面部と回り込み部を有している。

金属焼付層２１は、例えばＣｕなどの導電性粒子を含んだ導体ペーストを浸漬法等によって、素体１の端面１１、側面１３，１５に塗布し、焼き付けることによって形成される。金属焼付層２１は、端面１１で露出している内部電極３０と電気的に接続される。ただし、金属焼付層２１が形成されない場合があってもよい。めっき層２３，２４の材質は特に限定されないが、例えば、めっき層２３としてＮｉめっきが適用され、めっき層２４としてＳｎめっきが適用される。めっき層２３，２４は、例えば導電性樹脂層２２の表面全体に対して電気めっき法などによって形成される。めっき層２３，２４の形成時には加熱による乾燥工程が行われる。

導電性樹脂層２２は、樹脂に金属粉末が分散混入した状態となっており、樹脂と溶剤と金属粉末が混練された樹脂ペーストを、素体１の端部上に金属焼付層２１を覆うように塗布し、加熱処理することによって形成される。樹脂としては、例えばエポキシ樹脂やフェノール樹脂やポリアミン類などが適用され、金属粉末は、例えばＡｇやＣｕなどが適用される。導電性樹脂層２２は、素体１の端面１１に形成される端面部２２Ａと、側面１３，１５に形成される回り込み部２２Ｂと、を有している。回り込み部２２Ｂは、端面部２２Ａから側面１３，１５へ回り込む部分であり、端面部２２Ａと連続して形成されている。なお、端面部２２Ａを形成するための樹脂ペーストと回り込み部２２Ｂを形成するための樹脂ペーストとで、同じものを使用してもよく、異なる樹脂ペーストを使用してもよい。

回り込み部２２Ｂの回り込み量（図２の寸法Ｂ１）は、例えば０．７〜０．９ｍｍに設定される。図２に示す例では、導電性樹脂層２２は金属焼付層２１を覆うように形成されているため、導電性樹脂層２２の回り込み量は、金属焼付層２１の回り込み量よりも大きい。回り込み部２２Ｂの膜厚Ｔ１は、端面部２２Ａの膜厚Ｔ２よりも小さい。本実施形態における回り込み部２２Ｂの膜厚は、金属焼付層２１との境界部分と、めっき層２３との境界部分との間の寸法Ｔ１で定められる。端面部２２Ａの膜厚は、金属焼付層２１との境界部分と、めっき層２３との境界部分との間の寸法Ｔ２で定められる。具体的に、回り込み部２２Ｂの膜厚Ｔ１は、３０〜５０μｍである。端面部２２Ａの膜厚Ｔ２は、５５〜８０μｍである。

端面部２２Ａのビッカース硬度は、回り込み部２２Ｂのビッカース硬度よりも大きい。また、回り込み部２２Ｂのビッカース硬度をＧ１とし、端面部２２Ａのビッカース硬度をＧ２とした場合、Ｇ２／Ｇ１≧１．３の関係が成り立つことが好ましい。具体的に、回り込み部２２Ｂのビッカース硬度Ｇ１は、１．５×１０^７〜２．０×１０^７Ｎ／ｍ^２である。端面部２２Ａのビッカース硬度Ｇ２は、２．５×１０^７〜３．０×１０^７Ｎ／ｍ^２である。また、端面部２２Ａの引張り強度Ｄ１は、めっき層２３と導電性樹脂層２２との間の接合強度Ｄ２よりも大きい。

次に、図１及び図２に示す電子部品１００の製造方法の一例について説明する。

電子部品１００の製造方法においては、まず、誘電体層となるセラミックグリーンシートにＮｉからなる導体パターンを印刷したものを複数枚用意し、それを積層することで素体１を得る。次に、端子電極３の金属焼付層２１を形成するための工程が実行される。この工程では、例えば浸漬法などにより、素体１の端部に導体ペーストを付着させる。当該導体ペーストを乾燥させた後、７００〜８００℃で熱処理が行われることによって、金属焼付層２１が形成される。

次に、素体１に導電性樹脂層２２を形成するための工程が実行される。この工程では、樹脂と溶剤と金属粉末が混練された樹脂ペーストを金属焼付層２１を覆うように素体１の端部に塗布した後、加熱処理によって硬化する。ここでは、端面部２２Ａのビッカース硬度Ｇ２が回り込み部２２Ｂのビッカース硬度Ｇ１よりも大きくなるような方法が採用される。

例えば、端面部２２Ａと回り込み部２２Ｂとで同じ樹脂ペーストを用いる場合、回り込み部２２Ｂに比して端面部２２Ａを多く加熱処理することによって端面部２２Ａのビッカース硬度Ｇ２を上げることができる。すなわち、素体１の端部を樹脂ペーストに浸漬させた後、端面部２２Ａ及び回り込み部２２Ｂを加熱処理することで一次硬化処理を行う。その後、端面部２２Ａのみを（赤外線などを照射することで）部分的に加熱する二次硬化処理を行う。なお、浸漬法によって樹脂ペーストを塗布した場合、端面部２２Ａの膜厚Ｔ２が回り込み部２２Ｂの膜厚Ｔ１よりも大きくなる。

また、端面部２２Ａと回り込み部２２Ｂとで異なる樹脂ペーストを用いる場合、回り込み部２２Ｂに比してビッカース硬度を高くできるような樹脂ペーストを、端面部２２Ａに塗布する。具体的には、低硬度用の樹脂ペーストを素体１の側面１３，１５のみに塗布して加熱処理することで回り込み部２２Ｂを形成し、それとは別工程で高硬度用の樹脂ペーストを素体１の端面１１のみに塗布して加熱処理することで端面部２２Ａを形成する。あるいは回り込み部２２Ｂのための樹脂ペーストの塗布と端面部２２Ａのための樹脂ペーストの塗布を行った後、両者を同時に加熱処理してもよい。

次に、導電性樹脂層２２の上にめっき層２３，２４を形成する。これらのめっき層２３，２４は、例えば電気めっき法によって形成される。すなわち、バレル内のめっき液に素体１を浸漬させた後、バレルを回転させた後、所定温度で加熱して乾燥処理を行うことによって、めっき層２３が形成される。更に、めっき液に素体１を浸漬させた後、バレルを回転させた後、所定温度で加熱して乾燥処理を行うことによって、めっき層２３の上にめっき層２４が形成される。

なお、本明細書における「略直方体形状」「略立方体形状」とは、立方体形状や直方体形状のみならず、本実施形態における素体１のように、直方体の稜線部分に面取りが施されて、稜部がＲ形状となっている形状を含むことはいうまでもない。すなわち、本実施形態における素体は、実質的に立方体形状又は直方体形状を有していればよい。

次に、本実施形態に係る製造方法によって製造される電子部品１００の作用・効果について説明する。

電子部品１００を基板等に実装する際、端子電極３の回り込み部３Ｂを基板側の端子電極と接合させる。この状態で基板等にたわみが生じると、応力によって図２に示すように、基板等との接合部分付近において、素体１にクラックＣＲ１が生じ易くなる。しかしながら、本実施形態に係る電子部品１００では、端子電極３が導電性樹脂層２２を有していることによって、基板等のたわみによる応力が緩和される。これにより、クラックＣＲ１の発生を防止することができる。一方、導電性樹脂層２２のうち、端面部２２Ａは樹脂のボリュームが多い関係で、めっき層２３，２４の形成時における乾燥処理の際の加熱により、端面部２２Ａの内部で図２に示すような亀裂ＣＲ２が発生し易くなる。しかしながら、本実施形態に係る電子部品１００では、端面部２２Ａのビッカース硬度が回り込み部２２Ｂのビッカース硬度よりも大きい、すなわち端面部２２Ａが硬く形成されているため、端面部２２Ａの内部での亀裂ＣＲ２の発生を防止することができる。導電性樹脂は、柔らかく形成されている場合は内部に亀裂が発生し易くなるが、応力を緩和する効果が高くなる。一方、導電性樹脂は、硬く形成されている場合は応力緩和の効果は低下するが、内部の亀裂が発生し難くなる。このような特性に鑑み、上述のような構成とすることで、電子部品１００は、回り込み部２２Ｂでは応力を十分に緩和し、端面部２２Ａでは亀裂の発生を防止することが可能となっている。

また、本実施形態に係る電子部品１００において、回り込み部２２Ｂのビッカース硬度をＧ１とし、端面部２２Ａのビッカース硬度をＧ２とした場合、Ｇ２／Ｇ１≧１．３の関係がなりたつ。これによって端面部２２Ａが十分な硬さとなるため、導電性樹脂層２２内での亀裂ＣＲ２の発生をより確実に防止することができる。

また、本実施形態に係る電子部品１００において、端面部２２Ａの引張り強度は、導電性樹脂層２２とめっき層２３との接合強度よりも大きい。これによって端面部２２Ａが十分な硬さとなるため、導電性樹脂層２２内での亀裂ＣＲ２の発生をより確実に防止することができる。

また、本実施形態に係る電子部品１００において、端子電極３は、素体１と導電性樹脂層２２との間に、導電性粒子を含む金属焼付層２１を有する。これによって、端子電極３と素体１の内部の内部電極３０との電気的な接続を確実に確保することができる。

また、本実施形態に係る電子部品１００において、回り込み部２２Ｂの膜厚Ｔ１は、端面部２２Ａの膜厚Ｔ２よりも小さい。これによって、電子部品１００の低背化が可能となると共に、ＥＳＬを低減することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、図３（ａ）及び（ｂ）に示すようなアレイ状の電子部品２００，３００に、本発明の構造が適用されていてもよい。すなわち、端子電極２０３，３０３は導電性樹脂層を有しており、端子電極２０３，３０３の導電性樹脂層の端面部のビッカース硬度が回り込み部のビッカース硬度よりも大きい構成を採用してもよい。また、電子部品の形状も特に限定されず、例えば図３（ｃ）のように、幅方向に長い電子部品４００の端子電極４０３に本発明の構成を採用してもよい。

１…素体、３…端子電極、２１…金属焼付層、２２…導電性樹脂層、２２Ａ…端面部、２２Ｂ…回り込み部、２３，２４…めっき層、３０…内部電極、１００…電子部品。

Claims

内部に内部電極が形成された素体と、前記素体の端部に形成される端子電極と、を備える電子部品であって、
前記端子電極は、導電性樹脂層と、前記導電性樹脂層上に形成されるめっき層と、を有し、
前記導電性樹脂層は、
前記素体のうち、前記内部電極が露出する端面に形成される端面部と、
前記端面と隣接する側面に形成され、前記端面部と連続して形成される回り込み部と、を有し、
前記端面部のビッカース硬度が前記回り込み部のビッカース硬度よりも大きく、
前記端面部のビッカース硬度が２．５×１０ ^７〜３．０×１０ ^７Ｎ／ｍ ^２であることを特徴とする電子部品。
前記回り込み部のビッカース硬度をＧ１とし、前記端面部のビッカース硬度をＧ２とした場合、Ｇ２／Ｇ１≧１．３の関係が成り立つことを特徴とする請求項１記載の電子部品。
前記端面部の引張り強度は、前記導電性樹脂層と前記めっき層との接合強度よりも大きいことを特徴とする請求項１または２記載の電子部品。
前記端子電極は、前記素体と前記導電性樹脂層との間に、導電性粒子を含む金属焼付層を有することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項記載の電子部品。
前記回り込み部の膜厚は、前記端面部の膜厚よりも小さいことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項記載の電子部品。