以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
第1実施形態
図1Aは、本発明の第1実施形態に係る電子部品としてのコンデンサ10を示す概略斜視図である。コンデンサ10は、チップ部品としてのコンデンサチップ20と、一対の外側金属端子30,40と、中間金属端子60とを有する。第1実施形態に係るコンデンサ10は、4つのコンデンサチップ20を有するが、コンデンサ10が有するコンデンサチップ20の数は、複数であれば数に制限はない。
なお、各実施形態の説明では、コンデンサチップ20に外側金属端子30,40と中間金属端子60とが取り付けられたコンデンサを例に説明を行うが、本発明のセラミック電子部品としてはこれに限られず、コンデンサ以外のチップ部品に外側金属端子30,40と中間金属端子60とが取り付けられたものであっても良い。
また、図面において、X軸とY軸とZ軸とは、相互に垂直であり、X軸は、図1Aに示すように、コンデンサチップ20が並べられる方向に平行であり、Z軸は、コンデンサ10の実装面からの高さ方向に一致し、Y軸は、チップ20の一対の端子電極22,24が相互に反対側に位置する方向に一致する。
コンデンサチップ20は、略直方体形状であり、4つのコンデンサチップ20は、互いに略同一の形状およびサイズを有している。図2に示すように、コンデンサチップ20は、互いに対向する一対のチップ端面を有しており、一対のチップ端面は、第1端面20aと第2端面20bとで構成されている。図1A、図2および図4に示すように、第1端面20aおよび第2端面20bは略長方形であり、第1端面20aおよび第2端面20bの長方形を構成する4辺のうち、長い方の一対の辺がチップ第1辺20g(図2参照)であり、短い方の一対の辺がチップ第2辺20h(図4参照)である。
コンデンサチップ20は、第1端面20aと第2端面20bとが実装面に対して垂直になるように配置されている。言い換えると、第1端面20aと第2端面20bとを繋ぐコンデンサチップ20のチップ第3辺20j(図2参照)が、コンデンサ10の実装面と平行になるように配置されている。なお、コンデンサ10の実装面は、後述する外側金属端子30,40の実装部38,48が対向するように、コンデンサ10がハンダ等によって取り付けられる面であり、図1Aに示すXY平面に平行な面である。
図2に示すチップ第1辺20gの長さL1と、図4に示すチップ第2辺20hとの長さL2とを比較すると、チップ第2辺20hの方がチップ第1辺20gより短い(L1>L2)。チップ第1辺20gとチップ第2辺20hとの長さの比は特に限定されないが、たとえばL2/L1は、0.3~0.7程度である。
コンデンサチップ20は、図2に示すように、チップ第1辺20gが実装面に対して垂直になり、図4に示すように、チップ第2辺20hが実装面に対して平行になるように配置される。したがって、第1端面20aと第2端面20bとを接続する4つのチップ側面である第1~第4側面20c~20fのうち、面積の広い第1側面20cおよび第2側面20dは実装面に対して垂直に配置され、第1側面20cおよび第2側面20dより面積が小さい第3側面20eおよび第4側面20fは、実装面に対して平行に配置される。また、第3側面20eは、下方の実装部38,48とは反対方向を向く上方側面であり、第4側面20fは、実装部38,48と向き合う下方側面である。
図1A、図2および図4に示すように、コンデンサチップ20の第1端子電極22は、第1端面20aから第1~第4側面20c~20fの一部に回り込むように形成されている。したがって、第1端子電極22は、第1端面20aに配置される部分と、第1側面20c~第4側面20fに配置される部分とを有する。
また、コンデンサチップ20の第2端子電極24は、第2端面20bから側面20c~20fの他の一部(第1端子電極22が回り込んでいる部分とは異なる部分)に回り込むように形成されている。したがって、第2端子電極24は、第2端面20bに配置される部分と、第1側面20c~第4側面20fに配置される部分を有する(図1A、図2および図4参照)。また、第1側面20c~第4側面20fにおいて、第1端子電極22と第2端子電極24とは所定の距離を隔てて形成されている。
コンデンサチップ20の内部構造を模式的に表す図6に示すように、コンデンサチップ20は、内部電極層26と誘電体層28とが積層された積層コンデンサである。内部電極層26は、第1端子電極22に接続しているものと、第2端子電極24に接続しているものとがあり、第1端子電極22に接続する内部電極層26と、第2端子電極24に接続している内部電極層26とが、誘電体層28を挟んで交互に積層されている。
図6に示すように、コンデンサチップ20における内部電極層26の積層方向は、X軸に平行でY軸に垂直である。つまり、図6に示す内部電極層26は、Z軸およびY軸の平面に平行で、実装面に対して垂直に配置される。
コンデンサチップ20における誘電体層28の材質は、特に限定されず、たとえばチタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウムまたはこれらの混合物などの誘電体材料で構成される。各誘電体層28の厚みは、特に限定されないが、1μm~数百μmのものが一般的である。本実施形態では、各誘電体層28の厚みは、好ましくは1.0~5.0μmである。また、誘電体層28は、コンデンサの静電容量を大きくできるチタン酸バリウムを主成分とすることが好ましい。
内部電極層26に含有される導電体材料は特に限定されないが、誘電体層28の構成材料が耐還元性を有する場合には、比較的安価な卑金属を用いることができる。卑金属としては、NiまたはNi合金が好ましい。Ni合金としては、Mn、Cr、CoおよびAlから選択される1種以上の元素とNiとの合金が好ましく、合金中のNi含有量は95重量%以上であることが好ましい。なお、NiまたはNi合金中には、P等の各種微量成分が0.1重量%程度以下含まれていてもよい。また、内部電極層26は、市販の電極用ペーストを使用して形成してもよい。内部電極層26の厚みは用途等に応じて適宜決定すればよい。
第1および第2端子電極22,24の材質も特に限定されず、通常、銅や銅合金、ニッケルやニッケル合金などが用いられるが、銀や銀とパラジウムの合金なども使用することができる。第1および第2端子電極22,24の厚みも特に限定されないが、通常10~50μm程度である。なお、第1および第2端子電極22,24の表面には、Ni、Cu、Sn等から選ばれる少なくとも1種の金属被膜が形成されていても良い。
コンデンサチップ20の形状やサイズは、目的や用途に応じて適宜決定すればよい。コンデンサチップ20は、たとえば、縦(図2に示すL3)1.0~6.5mm、好ましくは3.2~5.9mm×横(図2に示すL1)0.5~5.5mm、好ましくは1.6~5.2mm×厚み(図4に示すL2)0.3~3.5mm、好ましくは0.8~3.2mm程度である。複数のコンデンサチップ20を有する場合は、互いに大きさや形状が異なっていてもかまわない。
図1Bに示すように、中間金属端子60は、Y軸一方側(第1外側金属端子30が配置されているY軸正方向側)に配置される2つのコンデンサチップ20と、Y軸他方側(第2外側金属端子40が配置されているY軸負方向側)に配置される2つのコンデンサチップ20との間に介在している。
中間金属端子60は、4つのコンデンサチップ20が接続される接続部61と、接続部61に接続された4つのコンデンサチップ20を挟んで保持するための嵌合アーム部(保持片)63a~63c,64a~64cとを有する。
接続部61のY軸方向に沿った厚みは、外側金属端子30,40と同様であるが、異なっていてもよい。接続部61は、Y軸一方側を向く第1接続面611と、Y軸他方側を向く第2接続面612とを有する。
第1接続面611および第2接続面612は、略長方形状または略正方形状の面からなり、XZ平面に平行な平面形状を有する。第1接続面611には、4つのコンデンサチップ20のうち、Y軸一方側に配置されている2つのコンデンサチップ20の各々の端子電極24,24が接続されている。また、第2接続面612には、4つのコンデンサチップ20のうち、Y軸他方側に配置されている2つのコンデンサチップ20の各々の端子電極22,22が接続されている。
図2に示すように、第1接続面611のZ軸方向に沿った高さHは、コンデンサチップ20の端子電極24のZ軸方向に沿った高さと略同一である。図4に示すように、第1接続面611のX軸方向に沿った幅W1は、コンデンサチップ20の端子電極24のX軸方向に沿った幅の略2倍程度である。第1接続面611のZ軸方向に沿った高さHおよびX軸方向に沿った幅W1を上記のように設定することにより、Y軸一方側に配置された2つのコンデンサチップ20を、中間金属端子60の外側にはみ出させることなく、第1接続面611の内側に接続することが可能となっている。
ただし、第1接続面611のZ軸方向に沿った高さHおよびX軸方向に沿った幅W1は、上記高さおよび幅に限定されるものではなく、Y軸一方側に配置された2つのコンデンサチップ20が、中間金属端子60の外側にはみ出ていてもよい。
図2に示すように第2接続面612のZ軸方向に沿った高さは、第1接続面611のZ軸方向に沿った高さHと同一である。また、図4に示すように、第2接続面612のX軸方向に沿った幅は、第1接続面611のX軸方向に沿った幅W1と同一である。第2接続面612のZ軸方向に沿った高さおよびX軸方向に沿った幅を上記のように設定することにより、Y軸他方側に配置された2つのコンデンサチップ20を、中間金属端子60の外側にはみ出させることなく、第2接続面612の内側に接続することが可能となっている。
ただし、第2接続面612のZ軸方向に沿った高さよびX軸方向に沿った幅は、上記高さおよび幅に限定されるものではなく、Y軸他方側に配置された2つのコンデンサチップ20が、中間金属端子60の外側にはみ出ていてもよい。
このように、本実施形態では、中間金属端子60を介して、Y軸一方側に配置された2つのコンデンサチップ20の各々の端子電極24,24の端面と、Y軸他方側に配置された2つのコンデンサチップ20の各々の端子電極22,22の端面とを接続することが可能となっている。
そのため、中間金属端子60を介して(間に挟んで)、Y軸一方側に配置された2つのコンデンサチップ20,20と、Y軸他方側に配置された2つのコンデンサチップ20,20とを直列に接続することが可能となっている。
また、中間金属端子60を介して(間に挟むことなく)、Y軸一方側の2つのコンデンサチップ20を並列に接続するとともに、Y軸他方側の2つのコンデンサチップ20を並列に接続することが可能となっている。そのため、本実施形態では、コンデンサ10の高容量化を図ることができる。
図1Bに示すように、複数の嵌合アーム部63a,63b,63cは、いずれもY軸一方側に向かって突出している。嵌合アーム部63a,63bは、接続部61のZ軸方向一端(上端)に接続されており、本実施形態では、接続部61の上端のX軸方向両側に配置されている。嵌合アーム部63a,63bの配置は、嵌合アーム部63cのX軸方向両側に位置すれば、特に限定はされない。
嵌合アーム部63aは、第1接続面611に接続される2つのコンデンサチップ20の一方に当接し、嵌合アーム部63bは、第1接続面611に接続される2つのコンデンサチップ20の他方に当接している。すなわち、嵌合アーム部63a,63bは、単一のコンデンサチップ20の第2端子電極24の上方に当接している。
嵌合アーム部63cは、接続部61のZ軸方向他端(下端)に接続されており、本実施形態では、接続部61の下端のX軸方向略中央に配置されている。嵌合アーム部63cは、第1接続面611に接続される2つのコンデンサチップ20の第2端子電極24,24の両方に跨るように当接している。すなわち、嵌合アーム部63cは、複数のコンデンサチップ20の第2端子電極24,24の下方に当接している。
嵌合アーム部63a,63b,63cは、後述する第1外側金属端子30の嵌合アーム部31a,31b,33a,33bとは異なり、対を構成してはおらず、各々X軸方向に沿って位置ずれして配置されている。これら3つの嵌合アーム部63a,63b,63cにより、第1接続面611に接続される2つのコンデンサチップ20をまとめて挟み込んで保持することが可能となっている。そのため、各コンデンサチップ20を安定して保持することが可能となり、各コンデンサチップ20と中間金属端子20との間の接合信頼性を十分に確保することができる。
複数の嵌合アーム部64a,64b,64cは、いずれもY軸他方側に向かって突出している。嵌合アーム部64a,64bは、嵌合アーム部63a,63bと同一の形状からなり、嵌合アーム部64cは、嵌合アーム部63cと同一の形状からなる。
嵌合アーム部64a,64bは、接続部61のZ軸方向他端(下端)に接続されており、本実施形態では、接続部61の下端のX軸方向両側に配置されている。嵌合アーム部64a,64bの配置は、嵌合アーム部64cのX軸方向両側に位置すれば、特に限定はされない。
嵌合アーム部64aは、第2接続面612に接続される2つのコンデンサチップ20の一方に当接し、嵌合アーム部64bは、第2接続面612に接続される2つのコンデンサチップ20の他方に当接している。すなわち、嵌合アーム部64a,64bは、単一のコンデンサチップ20の第1端子電極22の下方に当接している。
嵌合アーム部64cは、接続部61のZ軸方向一端(上端)に接続されており、本実施形態では、接続部61の上端のX軸方向略中央に配置されている。嵌合アーム部64cは、第2接続面612に接続された2つのコンデンサチップ20の第1端子電極22,22の両方に跨るように当接している。すなわち、嵌合アーム部64cは、複数のコンデンサチップ20の第1端子電極22,22の上方に当接している。
嵌合アーム部64a,64b,64cは、後述する第1外側金属端子30の嵌合アーム部31a,31b,33a,33bとは異なり、対を為してはおらず、各々X軸方向に沿って位置ずれして配置されている。これら3つの嵌合アーム部64a,64b,64cにより、第2接続面612に接続される2つのコンデンサチップ20をまとめて挟み込んで保持することが可能となっている。そのため、各コンデンサチップ20を安定して保持することが可能となり、各コンデンサチップ20と中間金属端子20との間の接合信頼性を十分に確保することができる。
図4および図5に示すように、嵌合アーム部63a,63b,64a,64bのX軸方向に沿った幅は、後述する第1外側金属端子30の嵌合アーム部31a等のX軸方向に沿った幅と略同一であるが、異なっていてもよい。
また、複数のコンデンサチップ20に当接する嵌合アーム部63c,64cは、単一のコンデンサチップ20に当接する嵌合アーム部63a,63b,64a,64bよりも、X軸方向に沿って幅広に形成されている。好ましくは、嵌合アーム部63c,64cのX軸方向に沿った幅は、嵌合アーム部63a,63b,64a,64bのX軸方向に沿った幅の1.1~2倍程度である。
このような構成とすることにより、嵌合アーム部63c,64cの各々について、第1接続部611または第2接続部612に接続された2つのコンデンサチップ20との接触面積が増加し、各コンデンサチップ20を安定して保持することが可能となり、各コンデンサチップ20間の接合信頼性を効果的に確保することができる。
図4と図5とを対比すると明らかなように、嵌合アーム部63a,63bの各々は、嵌合アーム部64a,64bの各々とは反対向きにY軸方向に向かって突出している。また、嵌合アーム部63cは、嵌合アーム部64cとは反対向きにY軸方向に向かって突出している。すなわち、接続部61の上端と下端とでは、嵌合アーム部63a,63b,64cと、嵌合アーム部63c,64a,64bとで、突出方向が逆向き(非対称)となっている。
このような構成とすることにより、第1接続面611に接続された2つのコンデンサチップ20と、第2接続面612に接続された2つのコンデンサチップ20とを、安定して保持することが可能となり、各コンデンサチップ20間の接合信頼性を効果的に確保することができる。
本実施形態では、図4に示すように、接続部61の上端において、嵌合アーム部63a,63b,64cの各々のY軸方向に突出する向きは、X軸方向に沿って互い違いとなっている。また、図5に示すように、接続部61の下端において、嵌合アーム部63c,64a,64bの各々のY軸方向に突出する向きは、X軸方向に沿って互い違いとなっている。
また、図1Bに示すように、嵌合アーム部63a~63c,64a~64cの各々は、中間金属端子60のZ軸方向一端側またはZ軸方向他端側から見て、重複しないように位置ずれして(互い違いに)配置されている。
また、中間金属端子60をYZ平面に沿って180度回転させた場合、その回転の前後で、中間金属端子60の外観は一致する。すなわち、中間金属端子60は、第1接続面611または第2接続面612の中心を対称点として、X軸方向またはZ軸方向から見て点対称となるように構成されている。
中間金属端子20と、各コンデンサチップ20の端子電極22,24とは、はんだや導電性接着剤等の導電性の接続部材(図示略)を介して電気的および機械的に接続されている。なお、嵌合アーム部63a~63c,64a~64cには、導電性の接続部材は付与されていない。
コンデンサ10における一対の外側金属端子30,40は、4つのコンデンサチップ20の各々の端子電極22,24のうち、中間金属端子60に接続される端子電極22,24とは反対側に位置する端子電極22,24に接続される。すなわち、一対の外側金属端子30,40の一方である第1外側金属端子30は、中間金属端子60の第1接続面611に接続された2つのコンデンサチップ20の各々の第2端子電極24とは反対側に位置する第1端子電極22に接続されている。また、一対の外側金属端子30,40の他方である第2外側金属端子40は、中間金属端子60の第2接続面612に接続された2つのコンデンサチップ20の各々の第1端子電極22とは反対側に位置する第2端子電極24に接続されている。
第1外側金属端子30は、第1端子電極22に対向する端子本体部36を有する。また、第1外側金属端子30は、コンデンサチップ20をチップ第1辺20gの両端側からZ軸方向に挟んで把持する複数対の嵌合アーム部(保持片)31a,31b,33a,33bを有する。さらに、第1外側金属端子30は、端子本体部36からコンデンサチップ20側へ延びており少なくとも一部が端子本体部36に対して略垂直である実装部38を有する。
図2に示すように、端子本体部36は、実装面に垂直であるチップ第1辺20gに略平行な一対の端子第1辺36gと、図3Aに示すように実装面に平行であるチップ第2辺20hに略平行な一対の端子第2辺36ha,36hbとを有する略矩形平板状である。
図3Aに示すように、実装面に平行である端子第2辺36ha,36hbの長さは、端子第2辺36ha,36hbと平行に配置されるチップ第2辺20hの長さL2(図4参照)の数倍±αである。すなわち、端子本体部36のX軸間幅は、図3Aに示すコンデンサ10に含まれるコンデンサチップ20の数とコンデンサチップ20のX軸幅とを積算した長さに対して略同等であることが好ましいが、多少短くても長くてもよい。
図3Aに示す第1実施形態では、コンデンサ10がコンデンサチップ20をY軸一方側またはY軸他方側に2つ含んでおり、実装面に平行である端子第2辺36ha,36hbの長さは、端子第2辺36ha,36hbと平行に配置されるチップ第2辺20hの長さL2の2倍と同一または僅かに長い。図1Aに示すように、外側金属端子30,40に対して組み合わせることのできるコンデンサチップの寸法は、1種類に限定されず、外側金属端子30,40は、X軸方向の長さが異なる複数種類のコンデンサチップ20に対応して、電子部品を構成することが可能である。
端子本体部36は、対向する第1端面20aに形成された第1端子電極22に対して、電気的および機械的に接続されている。たとえば、図2に示す端子本体部36と第1端子電極22との隙間に、はんだや導電性接着剤等の導電性の接続部材50を介在させて、端子本体部36と第1端子電極22とを接続することができる。
接続部材50により端子本体部36と第1端子電極22の端面とが接合する領域が接合領域50aと規定され、接続部材50が介在されずに端子本体部36と第1端子電極22の端面とが接合されずに隙間が存在する領域が非接合領域50bと規定される。非接合領域50bにおける端子本体部36と第1端子電極22の端面との間の隙間は、接続部材50の厚み程度の隙間である。本実施形態では、接続部材50の厚みは、後述する突起36aの突出高さなどに応じて決定される。図2に示す接合領域50aのZ軸方向高さが、第1所定高さに対応する。
本実施形態では、端子本体部36における第1端面20aに面する部分には、第1貫通孔36b(図1A参照)が形成されている。第1貫通孔36bは、コンデンサ10に含まれる各コンデンサチップ20に対応するように2つ形成されているが、第1貫通孔36bの形状および数はこれに限定されない。本実施形態では、第1貫通孔36bは、接合領域50aの略中央部に形成される。
図3Aに示すように、接合領域50aは、第1貫通孔36bのZ軸方向の両側にそれぞれ位置する初期塗布領域50cに、接続部材50(図2参照)が塗布されることにより形成される。すなわち塗布の後に、端子本体部36の外面から発熱体を接触させてチップ20の端面に向けて端子本体部36を押し付けることにより、初期塗布領域50cに塗布されている接続部材50が広がって接合領域50aが形成される。接続部材50が広がりきれない領域が非接合領域50bとなる。本実施形態において、端子本体部36と端子電極22のY軸端面との間では、非接合領域50bの合計面積が、接合領域50aの合計面積の3/10よりも大きく、さらに好ましくは1/2~10倍である。
本実施形態では、はんだからなる接続部材50は、第1貫通孔36bの周縁と第1端子電極22との間にはんだブリッジを形成することにより、端子本体部36と第1端子電極22とを強く接合することができる。また、第1貫通孔36bを通して、接合領域50a内の接続部材50の塗布状態を外部から観察が可能になる。また、第1貫通孔36bを通して、ハンダなどの接続部材50に含まれる気泡を逃がすことができる。このため、ハンダなどの接続部材50の量が少なくても接合が安定化する。
また、端子本体部36には、コンデンサチップ20の第1端面20aへ向かって突出し、第1端面20aに接触する複数の突起36aが、第1貫通孔36aを囲むように形成してある。しかも、突起36aは、初期塗布領域50cの外側に形成されてもよく、突起36aと第1貫通孔36bとの間に、初期塗布領域50cが位置するようになっていてもよい。なお、初期塗布領域50cは、突起36aと第1貫通孔36bとの間からはみ出していてもよい。
突起36aは、端子本体部36と第1端子電極22との接触面積を低減することにより、コンデンサチップ20で発生した振動が第1外側金属端子30を介して実装基板に伝わることを防止し、コンデンサ10の音鳴きを防止することができる。
また、突起36aを第1貫通孔36bの周辺に形成することにより、はんだ等の接続部材50が広がって形成される接合領域50aを調整することが可能である。本実施形態では、接合領域50aは、突起36aの外側を少し超える位置に縁部を有する。特に、図1Aに示すように、接合領域50aのZ軸方向の下端縁部は、後述する第2貫通孔(開口部)36cの上部開口縁の近くに位置する。
このようなコンデンサ10は、端子本体部36と第1端子電極22との接合強度を適切な範囲に調整しつつ、音鳴きを防止することができる。なお、コンデンサ10では、1つの第1貫通孔36bの周りに、4つの突起36aが形成されているが、突起36aの数および配置は、これに限定されない。
端子本体部36には、複数対の嵌合アーム部31a,31b,33a,33bの一つである下部アーム部31bまたは下部アーム部33bが接続する周縁部を有する第2貫通孔(開口部)36cが形成されている。下部アーム部31bまたは下部アーム部33bは、端子本体部36に形成してある抜き穴(第2貫通孔36c)に対応する板片で構成され、端子本体部36のZ軸方向の途中位置に形成してある。第2貫通孔36cは、第1貫通孔36bより実装部38の近くに位置しており、第1貫通孔36bとは異なり、はんだ等の接続部材は設けられていない。すなわち、第2貫通孔36cは、非接合領域50bの範囲内に形成される。
このような第1外側金属端子30では、コンデンサチップ20を支持する下部アーム部31b,33bが形成してある第2貫通孔36cのX軸方向の両側に位置する非開口領域36c1は、端子電極22との間で非接合領域50bとなり、弾性変形しやすい形状となっている。このため、コンデンサ10に生じる応力を緩和する作用や、コンデンサチップ20の振動を吸収する作用を、効果的に奏することができる。したがって、このような第1外側金属端子30を有するコンデンサ10は、音鳴きを好適に防止することが可能であり、また、実装時における実装基板との接合信頼性が良好である。
第2貫通孔36cの形状は特に限定されないが、第2貫通孔36cは、端子第2辺36ha,36hbに平行な方向(X軸方向)である幅方向の開口幅が、第1貫通孔36bより広いことが好ましい。第2貫通孔36cの開口幅を広くすることにより、第1外側金属端子30による応力緩和作用や、音鳴き防止効果を、効果的に高めることができる。また、第1貫通孔36bの開口幅を第2貫通孔36cより狭くすることにより、接続部材が広がりすぎない。その結果、コンデンサチップ20と端子本体部36との接合強度が過度に高まることを防止することができ、音鳴きを抑制することができる。
図3Aに示す第2貫通孔36cに対応するZ軸方向高さ(第2所定高さ)L4の範囲内の端子本体部36の非開口領域36c1には、図2に示すように、端子本体部36と端子電極22の端面との間で接続部材50が存在しない非接合領域50bが存在する。第2貫通孔36cに対応するZ軸方向高さ(第2所定高さ)L4は、本実施形態では、接合領域50aに対してZ軸方向の下側に位置する非接合領域50bのZ軸方向高さに略一致するが、それよりも小さくてもよい。
本実施形態では、非接合領域50bでは、保持片としてのアーム部31a,31bに向けて、外側金属端子30の端子本体部36が、端子電極22の端面から離れる方向に反っていてもよい。その結果、非接合領域50bでは、アーム部31a,31bに向けて、端子本体部36と端子電極22の端面との間の非接合隙間50dが大きくなっていてもよい。
なお、非接合隙間50dの隙間幅の最小値は、接続部材50の厚み程度である。このような範囲にあるときに、非接合領域50bに連続するアーム部31a,31bの弾力性が良好に確保され、アーム部31a,31bでコンデンサチップ20を良好に保持することができる。また、外側金属端子30が、撓み弾性変形し易くなると共に、音鳴き現象を効果的に抑制することができる。
本実施形態では、各チップ20毎に形成してある各第2貫通孔36cのX軸方向の幅は、各チップ20のX軸方向の幅よりも小さいことが好ましく、各チップ20のX軸方向の幅に対して、好ましくは1/6~5/6、さらに好ましくは1/3~2/3である。
端子本体部36において、下部アーム部31bが接続する第2貫通孔36cは、実装部38が接続する下方の端子第2辺36hbに対して、高さ方向に所定の距離を離して形成されており、第2貫通孔36cと端子第2辺36hbの間には、スリット36dが形成されている。
スリット36dは、端子本体部36において、実装部38の近くに位置する下部アーム部31bの端子本体部36に対する接続位置(第2貫通孔36cの周縁部下辺)と、実装部36が接続する下方の端子第2辺36hbとの間に形成されている。スリット36dは、端子第2辺36ha,36hbと平行な方向に延びている。スリット36dは、コンデンサ10を実装基板に実装する際に使用されるはんだが、端子本体部36をはい上がることを防止し、下部アーム部31b,33bや第1端子電極22まで繋がるはんだブリッジを形成することを防止できる。したがって、このようなスリット36dが形成されたコンデンサ10は、音鳴きを抑制する効果を奏する。
図1Aおよび図2に示すように、第1外側金属端子30の嵌合アーム部31a,31b,33a,33bは、端子本体部36からコンデンサチップ20のチップ側面である第3側面20eまたは第4側面20fに延びている。嵌合アーム部31a,31b,33a,33bの1つである下部アーム部31b(または下部アーム部33b)は、端子本体部36に形成された第2貫通孔36cのZ軸下端周縁部から折り曲げられて成形してある。また、嵌合アーム部31a,31b,33a,33bの他の一つである上部アーム部31a(または上部アーム部33a)は、端子本体部36における上方(Z軸正方向側)の端子第2辺36haから折り曲げられて成形してある。すなわち、本実施形態では、上部アーム部31a(または上部アーム部33a)は、端子本体部36のZ軸方向上端に形成してある。
上部アーム部31a(または上部アーム部33a)のX軸方向幅は、本実施形態では、下部アーム部31b(または下部アーム部33b)のX軸方向幅と同じであるが、異ならせてもよい。
図1Aに示すように、端子本体部36は、コンデンサチップ20の第1端面20aに面しており第1端面20aと重複する高さに位置するチップ対向部36jと、チップ対向部36jより下方に位置する端子接続部36kを有する。端子接続部36kは、チップ対向部36jと実装部38とを接続する位置にある。
第2貫通孔36cは、その周縁部がチップ対向部36jと端子接続部36kとに跨るように形成されており、下部アーム部31b,33bは、端子接続部36kから延びている。すなわち、下部アーム部31b,33bの基端は、第2貫通孔36cにおける略矩形の周縁部における下辺(実装部38に近い開口縁)に接続している。
下部アーム部31b,33bは、その基端からY軸方向の内側(チップ20の中心側)へ屈曲しながら延びて、コンデンサチップ20の第4側面20fに接触し、コンデンサチップ20を下方から支持する(図2参照)。なお、下部アーム部31b,33bは、チップ20の取付前の状態で、第2貫通孔36cの周縁部の下辺よりZ軸方向の上に向けて傾斜していてもよい。下部アーム部31b,33bの弾力性でチップ20の第4側面20fに接触するようにするためである。
コンデンサチップ20の第1側面20aの下端(下方のチップ第2辺20h)は、下部アーム部31b,33bの基端である第2貫通孔36cの周縁部の下辺よりわずかに上方に位置する。また、図3Aに示すように、コンデンサチップ20をY軸方向から見た場合、第2貫通孔36cを通してコンデンサ10の側方から、コンデンサチップ20の第1側面20aの下端(下方のチップ第2辺20h)を、視認することができる。
図1Aに示すように、上部アーム部31aと下部アーム部31bとが対を成して1つのコンデンサチップ20を把持しており、上部アーム部33aと下部アーム部33bとが対を成して他の1つのコンデンサチップ20を把持している。第1外側金属端子30では、一対の嵌合アーム部31a,31b(または嵌合アーム部33a,33b)が、複数ではなく1つのコンデンサチップ20を把持しているため、各コンデンサチップ20を確実に把持することができる。
また、一対の嵌合アーム部31a,31bは、第1端面20aの短辺であるチップ第2辺20hではなく、長辺であるチップ第1辺20gの両端側からコンデンサチップ20を把持している。これにより、上部アーム部31a,33aと下部アーム部31b,33bとの間隔が長くなり、コンデンサチップ20の振動を吸収しやすくなるので、コンデンサ10は、音鳴きを好適に防止できる。なお、下部アーム部31b,33bが端子接続部36kから延びていることにより、これらがチップ対向部36jに接続している場合に比べて、コンデンサチップ20の第1端子電極22と実装基板との伝送経路が短くなる。
実装部38は、端子本体部36における下方(Z軸負方向側)の端子第2辺36hbに接続している。実装部38は、下方の端子第2辺36hbからコンデンサチップ20側(Y軸負方向側)へ延びており、端子本体部36に対して略垂直に曲がっている。なお、実装部38におけるコンデンサチップ20側の表面である実装部38の上面は、コンデンサチップ20を基板に実装する際に使用されるはんだの過度な回り込みを防止する観点から、実装部38の下面より、はんだに対する濡れ性が低いことが好ましい。
コンデンサ10は、図1Aおよび図2に示すように、実装部38が下方を向く姿勢で実装基板等の実装面に実装されるため、コンデンサ10では、Z軸方向の長さが、実装時の高さとなる。コンデンサ10では、実装部38が端子本体部36における一方の端子第2辺36hbに接続しており、上部アーム部31a,33aが他方の端子第2辺36haに接続しているため、Z軸方向の長さに無駄がなく、低背化に対して有利である。
また、実装部38が、端子本体部36における一方の端子第2辺36hbに接続しているため、実装部38が端子本体部36における端子第1辺36gに接続する従来技術に比べてZ軸方向からの投影面積が小さく、実装面積を小さくすることが可能である。また、図1Aおよび図5等に示すように、コンデンサチップ20の第1~第4側面20c,20d,20e,20fのうち、面積の小さい第3側面20eおよび第4側面20fが実装面と平行に配置されるため、コンデンサチップ20を高さ方向に重ねて配置しない構成であっても、実装面積を小さくすることができる。
図1Aおよび図2に示すように、第2外側金属端子40は、第2端子電極24に対向する端子本体部46と、コンデンサチップ20をチップ第1辺20gの両端側からZ軸方向に挟んで把持する複数対の嵌合アーム部41a,41b,43a,43bと、端子本体部46からコンデンサチップ20側へ延びており少なくとも一部が端子本体部46に対して略垂直である実装部48と、を有する。
第2外側金属端子40の端子本体部46は、第1外側金属端子30の端子本体部36と同様に、チップ第1辺20gに略平行な一対の端子第1辺46gと、チップ第2辺20hに略平行な端子第2辺46haとを有する。端子本体部46には、端子本体部36に設けられている突起36a、第1貫通孔36b、第2貫通孔36c、スリット36dおよび補強片36fと、それぞれ同様な突起(図示省略)、第1貫通孔(図示省略)、第2貫通孔(図示省略)、スリット46d(図6参照)が形成されている。
図1Aに示すように、第2外側金属端子40は、第1外側金属端子30に対して対称に配置されており、コンデンサチップ20に対する配置が第1外側金属端子30とは異なる。しかし、第2外側金属端子40は、配置が異なるだけで、第1外側金属端子30と同様の形状を有するため、詳細については説明を省略する。
第1外側金属端子30および第2外側金属端子40の材質は、導電性を有する金属材料であれば特に限定されず、たとえば鉄、ニッケル、銅、銀等若しくはこれらを含む合金を用いることができる。特に、第1および第2外側金属端子30,40の材質に銅を用いることが、第1および第2外側金属端子30,40の比抵抗を抑制し、コンデンサ10のESRを低減する観点から好ましい。
積層コンデンサチップ20の製造方法
以下に、コンデンサ10の製造方法について説明する。
積層コンデンサチップ20の製造では、まず、焼成後に内部電極層26となる電極パターンが形成されたグリーンシート(焼成後に誘電体層28となる)を積層して積層体を作製したのち、得られた積層体を加圧・焼成することによりコンデンサ素体を得る。さらに、コンデンサ素体に第1端子電極22および第2端子電極24を、端子電極用塗料焼き付けおよびめっき等により形成することにより、コンデンサチップ20を得る。
積層体の原料となるグリーンシート用塗料や内部電極層用塗料、端子電極の原料並びに積層体および電極の焼成条件等は特に限定されず、公知の製造方法等を参照して決定することができる。本実施形態においては、誘電体材料としてチタン酸バリウムを主成分とするセラミックグリーンシートを用いる。また、端子電極は、Cuペーストを浸漬、焼付処理することで焼付層を形成し、さらに、Niめっき、Snめっき処理を行なうことで、Cu焼付層/Niめっき層/Snめっき層を形成する。
外側金属端子30,40および中間金属端子60の製造方法
第1外側金属端子30の製造では、まず、平板状の金属板材を準備する。金属板材の材質は、導電性を有する金属材料であれば特に限定されず、たとえば鉄、ニッケル、銅、銀等若しくはこれらを含む合金を用いることができる。次に、金属板材を機械加工することにより、嵌合アーム部31a~33bや端子本体部36、実装部38、補強片36f等の形状を付与した中間部材を得る。
次に、機械加工により形成された中間部材の表面に、めっきによる金属被膜を形成することにより、第1外側金属端子30を得る。めっきに用いる材料としては、特に限定されないが、たとえばNi、Sn、Cu等が挙げられる。また、めっき処理の際、実装部38の上面にレジスト処理を施すことにより、めっきが実装部38の上面に付着することを防止することができる。これにより、実装部38の上面と下面のはんだに対する濡れ性に差異を発生させることができる。なお、中間部材全体にめっき処理を施して金属被膜を形成した後、実装部38の上面に形成された金属被膜のみをレーザー剥離等で除去しても、同様の差異を発生させることができる。
なお、第1外側金属端子30の製造では、帯状に連続する金属板材から、複数の第1外側金属端子30が、互いに連結された状態で形成されてもよい。互いに連結された複数の第1外側金属端子30は、コンデンサチップ20との接続前、またはコンデンサチップ20に接続された後に、個片に切断される。なお、図2に示す外側金属端子30の非接合領域50bでの反りは、帯状に連続する金属板材から、複数の第1外側金属端子30が、互いに連結された状態で形成される際に、同時に形成してもよいし、その後の工程で形成してもよい。第2外側金属端子40の製造方法も、第1外側金属端子30と同様である。
中間金属端子60の製造では、中間部材の製造段階において、金属板材を機械加工し、接続部61や嵌合アーム部63a~63c,64a~64c等の形状を付与した中間部材を得て、当該中間部材に対して上述しためっき処理等を施せばよい。
コンデンサ10の組み立て
上述のようにして得られたコンデンサチップ20を4つ準備し、そのうちの2つのコンデンサチップ20について、図1Aに示すように、第2側面20dと第1側面20cとが接触するように配列して保持する。そして、2つのコンデンサチップ20の各々の第2端子電極24のY軸方向の端面に、図1Bに示す中間金属端子60の第1接続面611を向き合わせる。その際に、Y軸一方側(Y軸正方向側)に配置された2つのコンデンサチップ20の各々の第2端子電極24のY軸方向の端面、または中間金属端子60の第1接続面611に、ハンダや導電性接着剤等を塗布する。その後に、2つのコンデンサチップ20の各々の端面に向けて第1接続部面611を押し付けることにより、中間金属端子60を2つのコンデンサチップ20の各々の第2端子電極24に電気的および機械的に接続する。
次に、残りの2つのコンデンサチップ20について、図1Aに示すように、第2側面20dと第1側面20cとが接触するように配列して保持する。そして、2つのコンデンサチップ20の各々の第1端子電極22のY軸方向の端面に、上述した中間金属端子60の第2接続面612を向き合わせる。その際に、Y軸他方側(Y軸負方向側)に配置された2つのコンデンサチップ20の各々の第1端子電極22のY軸方向の端面、または中間金属端子60の第2接続面612に、ハンダや導電性接着剤等を塗布する。その後に、2つのコンデンサチップ20の各々の端面に向けて第2接続部面612を押し付けることにより、中間金属端子60を2つのコンデンサチップ20の各々の第1端子電極22に電気的および機械的に接続する。
以上の工程を行うことにより、第1接続面611に2つのコンデンサチップ20の各々の第2端子電極24を接続し、第2接続面612に2つのコンデンサチップ20の各々の第1端子電極22を接続する。
次に、第1接続面611に接続された2つのコンデンサチップ20の各々の第1端子電極22のY軸方向の端面に、第1外側金属端子30の裏面を向き合わせると共に、第2接続面612に接続された2つのコンデンサチップ20の各々の第2端子電極24のY軸方向端面に、第2外側金属端子40を向き合わせる。
その際に、第1接続面611に接続された2つのコンデンサチップ20の各々の第1端子電極22のY軸方向の端面、または第1外側金属端子30の裏面で、図1Aおよび図3Aに示す初期塗布領域50cに、ハンダなどの接合部材50(図2参照)を塗布する。また同様にして、第2接続面612に接続された2つのコンデンサチップ20の各々の第2端子電極24のY軸方向の端面、または第2外側金属端子40の裏面で、図1Aおよび図3Aに示す初期塗布領域50cに対応する位置に、ハンダなどの接続部材50(図2参照)を塗布する。
その後に、端子本体部36(46も同様)の外面から発熱体(図示省略)を接触させてチップ20の端面に向けて端子本体部36を押し付けることにより、初期塗布領域50cに塗布されている接続部材50が広がって接合領域50aが形成される。接続部材50が広がりきれない領域が非接合領域50bとなる。これにより、第1外側金属端子30を中間金属端子60の第1接続面611に接続された2つのコンデンサチップ20の第1端子電極22,22に電気的および機械的に接続するとともに、第2外側端子40を中間金属端子60の第2接続面612に接続された2つのコンデンサチップ20の第2端子電極24に電気的および機械的に接続し、コンデンサ10を得る。
なお、各コンデンサチップ20に各金属端子30,40,60を接続する順序は上述した順序に限定されるものではなく、たとえば上述した順序とは逆にしてもよい。あるいは、各コンデンサチップ20に各金属端子30,40,60を同時に接続してもよい。
このようにして得られるコンデンサ10は、コンデンサ10の高さ方向(Z軸方向)が、コンデンサチップ20の長辺であるチップ第1辺20gの方向と同じ方向であり、しかも、実装部38,48が端子第2辺36hbからコンデンサチップ20の下方に曲げられて形成されているため、コンデンサ10における高さ方向(Z軸方向)からの投影面積が小さい(図4および図5参照)。したがって、このようなコンデンサ10は、実装面積を小さくすることができる。
また、複数のコンデンサチップ20を実装面に平行な方向に並べて配置する構成としたコンデンサ10では、たとえば一対の嵌合アーム部31a,31bの間には、嵌合方向(Z軸方向)に沿って1つだけのコンデンサチップ20が把持される構成となるため、コンデンサチップ20と外側金属端子30,40との接合信頼性が高く、衝撃や振動に対する信頼性が高い。
さらに、複数のコンデンサチップ20を実装面に平行な方向に配列し、かつ、コンデンサチップ20の積層方向を実装面と平行な方向にしたことにより、コンデンサ10の伝送経路が短くなるため、コンデンサ10は、低ESLを実現できる。また、コンデンサチップ20を把持する方向が、コンデンサチップ20の積層方向とは直交する方向であるため、把持されるコンデンサチップ20の積層数が変化し、コンデンサチップ20のチップ第2辺20hの長さL2が変化した場合であっても、第1および第2外側金属端子30,40は、問題なくコンデンサチップ20を把持することができる。このように、コンデンサ10では、第1および第2外側金属端子30,40が、多様な積層数のコンデンサチップ20を把持することが可能であるため、設計変更に柔軟に対応することができる。
また、コンデンサ10は、上部アーム部31a,33aと下部アーム部31b,33bとが、コンデンサチップ20における第1端面20aの長辺であるチップ第1辺20gの両端側から、コンデンサチップ20を挟んで把持している。このため、第1および第2外側金属端子30,40が応力の緩和効果を効果的に発揮し、コンデンサチップ20から実装基板への振動の伝達を抑制し、音鳴きを防止することができる。
特に、下部アーム部31b,33bが第2貫通孔36cの下端開口縁から折り曲げられて成形してあることにより、コンデンサチップ20を支持する下部アーム部31b,33bおよび下部アーム部31b,33bを支える端子本体部36,46が、弾性変形しやすい形状となっている。したがって、第1および第2外側金属端子30、40は、コンデンサ10に生じる応力を緩和する作用や、振動を吸収する作用を、効果的に奏することができる。
また、第2貫通孔36cの下端開口縁に下部アーム部31b,33bが折り曲げられて成形してあることにより、コンデンサ10では、実装面に垂直な方向(Z軸方向)から見た場合、下部アーム部31b,33bを、実装部38に対して重なる位置に配置することが可能である(図2および図5参照)。したがって、コンデンサ10は、実装部38を広くすることが可能であり、また、小型化の観点で有利である。
また、第1貫通孔36bが形成されていることにより、コンデンサ10は、第1および第2外側金属端子30,40とコンデンサチップ20との接合状態を、外部から容易に視認することができるため、品質のばらつきを低減し、良品率を向上させることが可能である。
特に本実施形態に係るコンデンサ10では、外側金属端子30(40も同様)の一対の嵌合アーム部(弾性を持つ保持片)31a,31b,33a,33b(41a,41b,43a,43bも同様)がチップ20をZ軸の両側から挟み込み保持する。しかもハンダなどの接続部材50(図2参照)により所定範囲内の接合領域50aで、外側金属端子30,40とチップ20との接続を行うため、チップ20と外側金属端子30,40とを確実かつ強固に連結することができる。
また、接合領域50aの縁部と嵌合アーム部31a,31b,33a,33b(41a,41b,43a,43bも同様)との間には、端子本体部36(46)と端子電極22(24)の端面とを接続しない非接合領域50bが形成してある。非接合領域50bでは、外側金属端子30(40)の端子本体部36(46)は、端子電極22(24)に拘束されずに自由に撓み弾性変形が可能であり、応力が緩和される。そのため、その非接合領域50bに連続する嵌合アーム部31a,31b,33a,33b(41a,41b,43a,43b)の弾力性が良好に確保され、一対の嵌合アーム部31a,31b,33a,33b(41a,41b,43a,43b)の間で各チップ20を良好に把持することができる。また、外側金属端子30(40)が、撓み弾性変形し易くなると共に、音鳴き現象を効果的に抑制することができる。
端子本体部36(46)と端子電極22(24)の端面との間では、非接合領域50bの合計面積が、接合領域50aの合計面積の3/10よりも大きく所定範囲内である。このように構成することで、本実施形態の作用効果が大きくなる。
また、非接合領域50bでは、端子本体部36(46)と端子電極22(24)の端面との間には、接続部材50の厚み程度の非接合隙間50dが存在している。非接合領域50bでは、アーム部31a,31b,33a,33b(41a,41b,43a,43b)に向けて、端子本体部36(46)と端子電極22(24)の端面との間の非接合隙間50dが大きくなっている。
このため、非接合領域50bでは、外側金属端子30(40)の端子本体部36(46)は、端子電極22,24に拘束されずに自由に撓み弾性変形が可能であり、応力が緩和される。そのため、その非接合領域50bに連続するアーム部31a,31b,33a,33b(41a,41b,43a,43b)の弾力性が良好に確保され、アーム部でコンデンサチップ20を良好に保持することができる。また、外側金属端子30(40)が、撓み弾性変形し易くなると共に、音鳴き現象を効果的に抑制することができる。
さらに、図3Aに示すように、端子本体部36(46)には、複数のチップ20の端子電極22(24)の端面が複数の接合領域50aで並んで接合されてもよく、隣り合う接合領域50aの間にも、非接合領域50bが形成してある。このように構成することで、複数のチップ20を一対の外側金属端子30,40で連結することが容易になり、しかも、チップ20の相互間に存在する非接合領域50bの存在により、音鳴き現象を抑制することができる。
さらに本実施形態では、非接合領域50bにおいて、端子本体部36(46)には、表裏面を貫通する第2貫通孔36cが形成してある。第2貫通孔36cの開口縁からアーム部31b,33b(41b,43b)が延びている。第2貫通孔36cを形成することで、非接合領域50bを容易に形成することができると共に、アーム部31b,33b(41b,43b)を容易に成形することができ、チップ20の把持も確実なものとなる。
さらに本実施形態では、接合領域50aにおいて、端子本体部36(46)の内面には、端子電極22(24)の端面に向けて突出する突起36aが形成してある。このように構成することで、接続部材50の接合領域50aを容易に制御することができると共に、接合領域50aの厚みも容易に制御することが可能となる。また、接合部材の量が少なくても接合が安定化する。
また、本実施形態では、第2貫通孔36cでは、チップ20からの振動が外側金属端子30に伝達しない。特に、チップ20の内部電極26が誘電体層を介して積層してある部分では、電歪現象によりチップ20に振動が生じやすいが、本実施形態では、第2貫通孔36cが形成してある部分で振動の伝達を避けることができる。
また、本実施形態では、図3Aに示す第2貫通孔36cに対応する所定高さL4の範囲内の端子本体部36の非開口領域36c1には、図2に示すように、端子本体部36と端子電極22の端面との間で接続部材50が存在しない非接合領域50bが存在する。非接合領域50bでは、外側金属端子30の端子本体部36は、端子電極22に拘束されずに自由に撓み弾性変形が可能であり、応力が緩和される。そのため、その非接合領域36c1に連続する保持片としての下部アーム部31b,33bの弾力性が良好に確保され、下部アーム部31b,33bでチップ20を良好に保持することができる。また、外側金属端子30が撓み弾性変形し易くなると共に、音鳴き現象を効果的に抑制することができる。
さらに本実施形態では、下部アーム部31b,33bは、第2貫通孔36cの実装部側に形成してある。このように構成することで、実装部38に近い側で、内部電極26の電歪振動が外側金属端子30に伝達することを抑制することができる。また、下部アーム部31b,33bは、電歪振動の影響を受けにくく、チップ20を確実に保持することができる。
本実施形態では、第2貫通孔36cの開口縁から折り曲げられて成形してある。このように構成することで、第2貫通孔36cと下部アーム部31b,33bとを容易に成形することができる。また、第2貫通孔36cと下部アーム部31b,33bとが近くに配置され、チップ20からの外側金属端子30への振動伝達と、外側金属端子30から実装基板への振動伝達とを、より効果的に防止することができる。
図2に示すように、特に、本実施形態のコンデンサ10では、外側金属端子30のアーム部31a,31b.33a,33bで、それぞれのコンデンサチップ20を保持し、しかもハンダなどの接続部材50により所定範囲内の接合領域50aで、外側金属端子30とコンデンサチップ20との接続を行うため、各コンデンサチップ20と外側金属端子30とを確実かつ強固に連結することができる。
また、図1Bに示すように、本実施形態に係るコンデンサ10は、中間金属端子20を有する。中間金属端子20を介して各コンデンサチップ20を接続した場合、コンデンサ10の実装後に基板に撓みや振動等が発生しても、各コンデンサチップ20間に作用する応力が緩和される。したがって、各コンデンサチップ20間にクラックが生じにくくなり、各コンデンサチップ20間の接合信頼性を十分に確保することができる。
また、本実施形態では、中間金属端子60は、コンデンサチップ20を挟んで保持するための複数の嵌合アーム部63a~63c,64a~64cを有している。このような構成とすることにより、各コンデンサチップ20が中間金属端子60から脱落しにくくなるとともに、各コンデンサチップ20間に作用する応力が更に緩和される。したがって、各コンデンサチップ20間の接合信頼性を効果的に確保することができる。
また、本実施形態では、嵌合アーム部63a~63c,64a~64cの各々は、中間金属端子60のZ軸方向一端側またはZ軸方向他端側から見て、重複しないように位置ずれして配置されている。このような構成とすることにより、各コンデンサチップ20に作用する応力が更に緩和され、各コンデンサチップ20間の接合信頼性を効果的に確保することができる。
第2実施形態
図7Aは、図1Aに示すコンデンサ10の変形例に係るコンデンサ10aの概略斜視図である。図7Aに示すように、コンデンサ10aの外側金属端子30では、一対のアーム部31a,31b(33a,33bも同じ/以下同様)の内の上部アーム部31aの基端部(アーム部31aと端子本体部36との境界)の幅を、下部アーム部31bの幅よりも小さくしてある。
このように構成することにより、一対のアーム部31a,31bによるコンデンサチップ20の把持が安定し、コンデンサチップ20と外側金属端子30とを確実かつ強固に連結することができる。本実施形態のその他の構成は、第1実施形態と同様であり、同様な作用効果を奏する。
なお、図7Aに示すコンデンサ10aでは、上部アーム部31a(または上部アーム部33a)のX軸方向幅は、下部アーム部31b(または下部アーム部33b)のX軸方向幅に比較して小さくしてあるが、その逆でもよい。
第3実施形態
図7Bは、図1Aに示すコンデンサ10の変形例に係るコンデンサ10bの概略斜視図である。図7Bに示すように、コンデンサ10bの外側金属端子30では、一対の嵌合アーム部31a,31b(33a,33bも同様/以下、省略)が向き合うZ軸方向に沿って接合領域50aと重複しないZ軸の下方の非接合領域50bを含む位置で、補強片36fが端子本体部36に形成してある。一対の補強片36fは、端子本体部36のX軸方向の両側からコンデンサチップ20に近づく方向(Y軸方向)に向けて内側に折り曲げられている。また、一対の補強片36fは、X軸方向に向き合うように、端子本体部36に形成してある。
各補強片36fのZ軸方向の長さZ1は、少なくとも接合領域50aの下端縁から下部アーム部31bまでの非接合領域50bを含むように決定される。この長さZ1は、好ましくは、接合領域50aと重複しないように、しかも、図3Aに示す第2貫通孔36cのZ軸方向高さL4の範囲と重複して包含するように決定されることが好ましい。
また、図7Bに示す各補強片36fのZ軸方向の長さZ1は、図3Aに示すスリット36dのZ軸方向の幅範囲にも重複して包含するように決定されることが好ましい。さらに、図7Bに示す各補強片36fのZ軸方向の長さZ1は、実装部38には接触しないように決定され、補強片36fと実装部38とが所定の隙間Z2が維持されるように決定されることが好ましい。隙間Z2は、特に限定されないが、好ましくは、0.2~0.5mmである。
また、各補強片36fの電極本体部36からのY軸方向長さY1は、特に限定されないが、たとえば図2に示す実装部38のY軸方向の長さY2との関係で決定され、好ましくは、Y1/Y2は、0.2~0.6である。あるいは、各補強片36fの電極本体部36からのY軸方向長さY1は、図2に示す嵌合アーム部31bのY軸方向長さY3との関係で決定され、好ましくは、Y1/Y3は、0.3~0.8である。
また、一対の嵌合アーム部31a,31b(33a,33bも同様/以下省略する)が向き合うZ軸方向に沿って接合領域50aと重複しない下方の非接合領域50bを含む位置に、補強片36fが端子本体部36に形成してあり、接合領域50aと重複しない非接合領域50bでの端子本体36の強度が補強される。そのため、一対の31a,31bによるコンデンサチップ20の把持が安定し、コンデンサチップ20と外側金属端子30とを確実かつ強固に連結することができる。また、コンデンサ10を基板(図示省略)などに実装した状態で、基板などが撓んだとしても、撓みやすい下方の非接合領域50bの強度が補強されていることから、コンデンサチップ20と外側金属端子30との強固な接合が維持され、外側金属端子30またはコンデンサチップ20に対するダメージが少ない。
また、接合領域50aと重複しない下方の非接合領域50bを含む位置に、補強片36fが端子本体部36に形成してあることから、接合領域50aまで重複して補強片36fを形成する場合に比較して、非接合隙間50dを確保し易く、非接合隙間50dによるメリット(音鳴き防止効果など)を発揮しやすい。
また、本実施形態では、図7Bに示すように、端子本体部36のX軸方向の両側に補強片36fが一対で形成されているので、一対のアーム部31a,31bによるコンデンサチップ20の把持を補強片36fが邪魔することはない。
また、第2貫通孔36cおよびスリット36dが形成してある端子本体36の強度が低下する部分に補強片36fが形成してあることで、その部分の強度を良好に維持することができる。
また、補強片36fは、実装部38とは直接には接触していないことから、実装部38からのハンダ上がり(ハンダブリッジ)を有効に防止することができる。なお、補強片36fは、端子本体部36を介して実装部38と間接的に連結してあるが、これらは直接には接触しない。
また、補強片36fは、Z方向に沿って、コンデンサチップ20と重なる位置関係にあるが、図7Bに示すように、コンデンサチップ20とは隙間があり、直接には接続していない。このように構成することで、コンデンサ10の低背化を図りつつ、コンデンサチップ20から補強片36fへの振動の伝達を抑制することができる。また、実装後に基板(図示省略)が変形しても、基板の変形に応じて補強片も変位して基板の変形を吸収し、補強片36fがコンデンサチップ20と接続していないので、コンデンサチップ20へのダメージも少ない。
また、本実施形態では、補強片36fは、コンデンサチップ20から遠ざかる方向ではなく、コンデンサチップ20に近づく方向に向けて内側に折り曲げられることで、コンデンサ10の小型化を図りつつ、外部からの衝撃に対してコンデンサチップ20を有効に保護することができる。なお、上述した説明では、外側金属端子30について主として説明したが、外側金属端子40についても同様である。
第4実施形態
図8は、本発明の他の実施形態に係るコンデンサ100の概略斜視図である。図8に示すように、コンデンサ100は、6つのコンデンサチップ20を有している点と、第1金属端子130および第2金属端子140に含まれる第1貫通孔36b等の数が異なる点と、中間金属端子160に含まれる嵌合アーム部63a,64a等の数が異なる他は、第1実施形態または第2実施形態に係るコンデンサ10または10aと同様である。したがって、コンデンサ100の説明においては、コンデンサ10または10aと同様の部分については、コンデンサ10または10aと同様の符号を付し、説明を省略する。
図8に示すように、コンデンサ100に含まれるコンデンサチップ20は、図1に示すコンデンサ10に含まれるコンデンサチップ20と同様である。コンデンサ100に含まれるY軸一方側に配置された3つのコンデンサチップ20は、隣接するコンデンサチップ20の第1端子電極22同士が互いに接触し、隣接するコンデンサチップ20の第2端子電極24同士が互いに接触するように、実装面に平行に配列されている。また、コンデンサ100に含まれるY軸他方側に配置された3つのコンデンサチップ20は、隣接するコンデンサチップ20の第1端子電極22同士が互いに接触し、隣接するコンデンサチップ20の第2端子電極24同士が互いに接触するように、実装面に平行に配列されている。
コンデンサ100に含まれる中間金属端子160は、接続部161を有し、接続部161の上端には、Y軸一方側に突出する嵌合アーム部63a,63b,63cと、Y軸他方側に突出する嵌合アーム部64d,64eが形成されている。嵌合アーム部63a,63b,63cの各々は、Y軸一方側において、単一のコンデンサチップ20に当接している。嵌合アーム部64d,64eの各々は、Y軸他方側において、複数(2つ)のコンデンサチップ20の両方に跨るように当接している。嵌合アーム部64d,64eは、嵌合アーム部63a,63b,63cよりもX軸方向に沿って幅広に形成されている。
詳細な図示は省略するが、接続部161の下端には、嵌合アーム部64d,64eと同様の構成を有し、Y軸一方側に突出する2つの嵌合アーム部と、嵌合アーム部63a,63b,63cと同様の構成を有し、Y軸他方側に突出する3つの嵌合アーム部とが形成されている。
コンデンサ100に含まれる第1金属端子130は、第1端子電極22に対向する端子本体部136と、コンデンサチップ20を把持する3対の嵌合アーム部31a,31b,33a,33b,35a,35bと、端子本体部136における端子第2辺136hbからコンデンサチップ20側へ垂直に曲がっている実装部138とを有する。端子本体部136は略矩形平板状であり、チップ第1辺20gに略平行な一対の端子第1辺136gと、チップ第2辺20hに略平行な一対の端子第2辺136ha、136hbとを有する。
第1金属端子130には、図1Aに示す第1外側金属端子30と同様に、突起36a、第1貫通孔36b、第2貫通孔36c、スリット36dが形成されている。ただし、第1金属端子130には、第1貫通孔36b、第2貫通孔36c、スリット36dが3つずつ形成されており、1つの第1貫通孔36b、第2貫通孔36c、スリット36dが、1つのコンデンサチップ20に対応している。また、第1金属端子130には、合計12個の突起36aが形成されており、4つの突起36aが1つのコンデンサチップ20に対応している。
また、第1金属端子130において、上部アーム部31aおよび下部アーム部31bは1つのコンデンサチップ20を把持しており、上部アーム部33aおよび下部アーム部33bは他の1つのコンデンサチップ20を把持しており、上部アーム部35aおよび下部アーム部35bは上記2つとは異なる他の1つのコンデンサチップ20を把持している。上部アーム部31a,33a,35aは、端子本体部36における上方(Z軸の上側)の端子第2辺136haに接続しており、下部アーム部31b,33b,35bは第2貫通孔36cの周縁部に接続している。
第1金属端子130の実装部138は、端子本体部136における下方(Z軸負方向側)の端子第2辺136hbに接続している。実装部138は、下方の端子第2辺136hbからコンデンサチップ20側(Y軸奥側)へ延びており、端子本体部136に対して略垂直に曲がっている。
第2金属端子140は、第2端子電極24に対向する端子本体部146と、コンデンサチップ20をチップ第1辺20gの両端側からZ軸方向に挟んで把持する複数対の嵌合アーム部41a,41b,43a,43b,45a,45bと、端子本体部146からコンデンサチップ20側へ延びており少なくとも一部が端子本体部146に対して略垂直である実装部148とを有する。
第2金属端子140の端子本体部146は、第1金属端子130の端子本体部136と同様に、チップ第1辺20bに略平行な一対の端子第1辺146gと、チップ第2辺20hに略平行な端子第2辺146haとを有しており、端子本体部146には、突起46a、第1貫通孔、第2貫通孔、スリットが形成されている。第2金属端子140は、第1金属端子130に対して対称に配置されており、コンデンサチップ20に対する配置が第1金属端子130とは異なる。しかし、第2金属端子140は、配置が異なるだけで、第1金属端子130と同様の形状を有するため、詳細については説明を省略する。
本実施形態に係るコンデンサ100も、第1実施形態に係るコンデンサ10と同様の効果を奏する。なお、コンデンサ100において、第1金属端子130に含まれる上部アーム部31a~33a、下部アーム部31b~33b、第1貫通孔36b、第2貫通孔36c、スリット36dの数は、コンデンサ100に含まれるコンデンサチップ20の数と同様であるが、コンデンサ100に含まれる嵌合アーム部等の数はこれに限定されない。たとえば、第1金属端子130には、コンデンサチップ20の2倍の数の第1貫通孔36bが形成されていてもよく、X軸方向に連続する1つの長いスリット36dが形成されていてもよい。
また、コンデンサ20の数は7個以上でもよく、その場合、中間金属端子160の接続部161のX軸方向に沿った幅は、コンデンサ10に含まれるY軸一方側またはY軸他方側に配置されたコンデンサチップ20の数とコンデンサチップ20のX軸幅とを積算した長さに対して略同等である。
第5実施形態
図3Bは、本発明のその他の実施形態に係るコンデンサ300を示す左側面図である。本実施形態に係るコンデンサ300は、第1および第2金属端子330に形成されたスリット336dの形状が異なることを除き、第1~第2実施形態に係るコンデンサ10,10aと同様である。図3Bに示すように、第1および第2金属端子330には、X軸方向に連続する1つのスリット336dが、2つの第2貫通孔36cの下方に形成されている。このように、スリット336dは、コンデンサチップ20の第1端面20aに対向する部分の下端(下方のチップ第2辺20h)と端子第2辺36hbとの間(すなわち端子接続部36k)に形成されている限り、その形状および数は限定されない。
第6実施形態
図3Cは、本発明のさらに他の実施形態に係るコンデンサ400を示す左側面図である。本実施形態に係るコンデンサ400は、第1および第2金属端子430に形成された第2貫通孔36cの形状が異なることを除き、第1~第2実施形態に係るコンデンサ10または10aと同様である。図3Cに示すように、第1および第2金属端子430には、X軸方向に連続する1つの第2貫通孔36cが形成してある。この第2貫通孔36cは、隣接する複数のチップ20における内部電極層26のZ軸方向の下端部に対応する端子電極22の一部(下端部の一部)が外部に露出するように、端子本体部36に形成してある。
この実施形態では、第2貫通孔36cのX軸方向の幅は、各チップ20のX軸方向の幅の合計よりも小さいことが好ましく、複数のチップ20のX軸方向の合計幅に対して、好ましくは1/6~5/6、さらに好ましくは1/3~2/3である。
第7実施形態
図3Dは、本発明のさらに他の実施形態に係るコンデンサ600を示す左側面図である。本実施形態に係るコンデンサ600は、2つのコンデンサチップ20が中間金属端子(図示略)を介して直列に接続されるとともに、当該2つのコンデンサチップ20が第1および第2金属端子630に接続してあることを除き、第1~第2実施形態に係るコンデンサ10または10aと同様である。本実施形態においても、第1~第2実施形態と同様な作用効果を奏する。
その他の実施形態
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
たとえば、外側金属端子30,130,40,140,330,430,630には、突起36a、第1貫通孔36b、および必要に応じてスリット36d(または336d)が形成されているが、金属端子としては、これに限定されず、これらのうち1つまたは複数の部分が形成されていない変形例も、本発明に係る電子部品に含まれる。
また、本発明では、電子部品が有するチップの数は、複数であれば数に制限はない。さらに、たとえば上述した第1実施形態では、図1Aに示すアーム部31a,31b,33a,33bの全てが各コンデンサチップ20の第1端子電極22に接触しているが、接合領域50aが形成された後は、必ずしも全てのアーム部31a,31b,33a,33bが第1端子電極22に接触している必要はない。その他の上述した実施形態でも同様である。
さらに、たとえば上述した第1実施形態では、図7Bに示すように、補強片36fが接合領域50aと重複しないように形成してあるが、補強片36fのZ軸方向上端部の一部が、接合領域50aと部分的に重複してもよい。たとえば補強片36fのZ軸方向の長さZ1は、補強片36fが接合領域50aと重複する領域のZ軸方向長さが、接合領域50aのZ軸方向長さの好ましくは80%以下、さらに好ましくは50%以下、特に好ましくは30%以下となるように決定される。その他の上述した実施形態でも同様である。
上記第1実施形態において、図1Cに示すように、接続部61のX軸方向両端(両側端)に嵌合アーム部を設けてもよい。図1Cに示す中間金属端子60aでは、接続部61のX軸一方側(X軸正方向側)の側端に、Y軸一方側に向かって突出する嵌合アーム部65aが形成され、接続部61のX軸他方側(X軸負方向側)の側端に、Y軸一方側に向かって突出する嵌合アーム部65bが形成されている。また、接続部61のZ軸方向一端には、Y軸他方側に向かって突出する嵌合アーム部66aが形成され、接続部61のZ軸方向他端には、Y軸他方側に向かって突出する嵌合アーム部66bが形成されている。
このような構成とすることにより、嵌合アーム部65a,65bで、接続部61の第1接続面611に接続された2つのコンデンサチップ20を側方からまとめて挟み込んで保持することができる。
また、上記第1実施形態において、図1Dに示すように、接続部61の四隅(角部)に嵌合アーム部を設けてもよい。図1Dに示す中間金属端子60bでは、接続部61のX軸一方側とZ軸一方側との角部に、Y軸一方側に向かって突出する嵌合アーム部67aが形成されている。また、接続部61のX軸他方側とZ軸他方側との角部に、Y軸一方側に向かって突出する嵌合アーム部67bが形成されている。また、接続部61のX軸一方側とZ軸他方側との角部に、Y軸他方側に向かって突出する嵌合アーム部68aが形成されている。また、接続部61のX軸他方側とZ軸一方側との角部に、Y軸他方側に向かって突出する嵌合アーム部68bが形成されている。嵌合アーム部67a,67b,68a,68bは、略L字形状からなり、各角部に沿って略90度屈曲している。
このような構成とすることにより、嵌合アーム部67a,67bで、接続部61の第1接続面611に接続された2つのコンデンサチップ20を側方、上方および下方からまとめて挟み込んで保持することができる。また、嵌合アーム部68a,68bで、接続部61の第2接続面612に接続された2つのコンデンサチップ20を側方、上方および下方からまとめて挟み込んで保持することができる。
上記実施形態では、たとえば図1Bに示すように、接続部61の下端に接続されている嵌合アーム部63c,64a,64bは、各コンデンサチップ20の端子電極22,24に当接していたが、嵌合アーム部63c,64a,64bと端子電極22,24との間にZ軸方向の隙間が形成されていてもよい。
上記実施形態において、図1Bに示す嵌合アーム部63c,64a,64bが実装基板に接続可能となるように、接続部61のZ軸下端をさらにZ軸下方に延長してもよい。
上記実施形態において、中間金属端子60の第1接続面611に接続されるコンデンサチップ20の数と、第2接続面612に接続されるコンデンサチップ20の数とが異なっていてもよい。たとえば、第1接続面611に2つのコンデンサチップ20が接続され、第2接続面612に1つのコンデンサチップ20が接続されていてもよい。