JP7534846B2 - 電子部品 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品に関する。

従来技術に係る電子部品として、たとえば下記特許文献１には、セラミック素体の端面に焼き付けられた焼付層を含む端子電極と、その端子電極を覆うように設けられた絶縁被覆層とを備える電子部品が開示されている。このような電子部品によれば、表面実装する際のはんだフィレットが、素体端面側に形成されることを抑制することができる。

特開２０１４－３６１４９号公報

発明者らは、はんだフィレットの形成を抑制する絶縁被覆層について研究を重ね、絶縁被覆層の素体に対する密着力を高めることができる技術を新たに見出した。

本発明は、素体と絶縁被覆層との密着力の向上が図られた電子部品を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る電子部品は、内部に配線が設けられた素体と、該素体の表面に設けられるとともに配線と電気的に接続された端子電極と、端子電極を覆う絶縁被覆層とを備える電子部品であって、素体が、金属磁性粉含有樹脂で構成されており、実装基板に対向される実装面と、該実装面に対して交差する方向に延びる矩形状の端面とを有し、端子電極が、導電性樹脂で構成されており、素体の実装面と端面とを連続的に覆い、端面において、端子電極は実装面に対応する辺以外の３辺全てから離間し、端面が端子電極から露出するＵ字状の露出領域が形成されており、絶縁被覆層が、樹脂材料で構成されており、端面において端子電極と露出領域とを一体的に覆っている。

上記電子部品においては、素体が金属磁性粉含有樹脂で構成されているため、素体の端面に樹脂成分が出現している。また、端子電極が導電性樹脂で構成されているため、端子電極の表面にも樹脂成分が出現している。そのため、樹脂材料で構成された絶縁被覆層が、端子電極を跨ぐようにして素体の端面に接することで、絶縁被覆層は素体の端面と端子電極と高い密着力で一体的に覆っている。

他の側面に係る電子部品は、素体の端面の表面粗さが端子電極の表面粗さより大きい。この場合、絶縁被覆層は素体の端面との間の高い密着力を実現することができ、かつ、跨ぐようにして覆う端子電極からの剥離が抑制される。

他の側面に係る電子部品は、絶縁被覆層の厚さは、実装面を基準にした素体の高さ位置の中間位置における厚さが、該中間位置に対して上側および下側の位置における厚さより薄い。

本発明によれば、素体と絶縁被覆層との密着力の向上が図られた電子部品が提供される。

図１は、実施形態に係る電子部品の概略斜視図である。 図２は、図１に示す電子部品の分解図である。 図３は、図１に示す電子部品のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。 図４は、図１に示す電子部品のＩＶ－ＩＶ線断面図である。 図５は、本体部の端面における外部端子電極の形成領域を示した図である。 図６は、外部端子電極および絶縁被覆層の断面を示した断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図１～４を参照しつつ、実施形態に係る電子部品として、電子部品の一種であるコイル部品の構造について説明する。説明の便宜上、図示のようにＸＹＺ座標を設定する。すなわち、コイル部品の厚さ方向をＺ方向、外部端子電極の対面方向をＸ方向、Ｚ方向とＸ方向とに直交する方向をＹ方向と設定する。

コイル部品１０は、平面コイル素子であり、直方体形状を呈する本体部１２（素体）と、本体部１２の表面に設けられた一対の外部端子電極１４Ａ、１４Ｂと、外部端子電極１４Ａ、１４Ｂを覆う一対の絶縁被覆層１６Ａ、１６Ｂとによって構成されている。本体部１２は、Ｘ方向において対向する一対の矩形状の端面１２ａ、１２ｂと、Ｚ方向において対向する一対の矩形状の主面１２ｃ、１２ｄと、Ｙ方向において対向する一対の矩形状の側面１２ｅ、１２ｆを有する。コイル部品１０は、一例として、長辺２．５ｍｍ、短辺２．０ｍｍ、高さ０．８～１．０ｍｍの寸法で設計される。

本体部１２は、絶縁基板２０と、絶縁基板２０に設けられたコイルＣと、磁性体２６とを含んで構成されている。より詳しくは、磁性体２６で構成された本体部１２の内部に、コイルＣ（配線）が設けられている。

絶縁基板２０は、非磁性の絶縁材料で構成された板状部材であり、その厚さ方向から見て略楕円環状の形状を有している。絶縁基板２０の中央部分には、楕円形の貫通孔２０ｃが設けられている。絶縁基板２０としては、ガラスクロスにエポキシ系樹脂が含浸された基板で、板厚１０μｍ～６０μｍのものを用いることができる。なお、エポキシ系樹脂のほか、ＢＴレジン、ポリイミド、アラミド等を用いることもできる。絶縁基板２０の材料としては、セラミックやガラスを用いることもできる。絶縁基板２０の材料としては、大量生産されているプリント基板材料が好ましく、特にＢＴプリント基板、ＦＲ４プリント基板、あるいはＦＲ５プリント基板に用いられる樹脂材料が最も好ましい。

コイルＣは、絶縁基板２０の一方面２０ａ（図２における上面）に設けられた平面空芯コイル用の第１導体パターン２３Ａが絶縁被覆された第１コイル部２２Ａと、絶縁基板２０の他方面２０ｂ（図２における下面）に設けられた平面空芯コイル用の第２導体パターン２３Ｂが絶縁被覆された第２コイル部２２Ｂと、第１導体パターン２３Ａと第２導体パターン２３Ｂとを接続するスルーホール導体２５とを有する。

第１導体パターン２３Ａ（第１の平面コイルパターン）は、平面空芯コイルとなる平面渦巻状パターンであり、Ｃｕなどの導体材料でめっき形成されている。第１導体パターン２３Ａは、絶縁基板２０の貫通孔２０ｃ周りに巻回するように形成されている。第１導体パターン２３Ａは、より詳しくは、図２に示すように、上方向（Ｚ方向）から見て外側に向かって右回りに３ターン分だけ巻回されている。第１導体パターン２３Ａの高さ（絶縁基板２０の厚さ方向における長さ）は全長に亘って同一である。

第１導体パターン２３Ａの外側の端部２３ａは、本体部１２の端面１２ａにおいて露出し、端面１２ａを覆う外部端子電極１４Ａと接続されている。第１導体パターン２３Ａの内側の端部２３ｂは、スルーホール導体２５に接続されている。

第２導体パターン２３Ｂ（第２の平面コイルパターン）も、第１導体パターン２３Ａ同様、平面空芯コイルとなる平面渦巻状パターンであり、Ｃｕなどの導体材料でめっき形成されている。第２導体パターン２３Ｂも、絶縁基板２０の貫通孔２０ｃ周りに巻回するように形成されている。第２導体パターン２３Ｂは、より詳しくは、上方向（Ｚ方向）から見て外側に向かって左回りに３ターン分だけ巻回されている。すなわち、第２導体パターン２３Ｂは、上方向から見て、第１導体パターン２３Ａとは反対の方向に巻回されている。第２導体パターン２３Ｂの高さは全長に亘って同一であり、第１導体パターン２３Ａの高さと同一に設計し得る。

第２導体パターン２３Ｂの外側の端部２３ｃは、本体部１２の端面１２ｂにおいて露出し、端面１２ｂを覆う外部端子電極１４Ｂと接続されている。第２導体パターン２３Ｂの内側の端部２３ｄは、第１導体パターン２３Ａの内側の端部２３ｂと、絶縁基板２０の厚さ方向において位置合わせされており、スルーホール導体２５に接続されている。

スルーホール導体２５は、絶縁基板２０の貫通孔２０ｃの縁領域に貫設されており、第１導体パターン２３Ａの端部２３ｂと第２導体パターン２３Ｂの端部２３ｄとを接続する。スルーホール導体２５は、絶縁基板２０に設けられた孔と、その孔に充填された導電材料（たとえばＣｕ等の金属材料）とで構成され得る。スルーホール導体２５は、絶縁基板２０の厚さ方向に延びる略円柱状または略角柱状の外形を有する。

また、図３および図４に示すように、第１コイル部２２Ａおよび第２コイル部２２Ｂはそれぞれ樹脂壁２４Ａ、２４Ｂを有する。第１コイル部２２Ａの樹脂壁２４Ａは、第１導体パターン２３Ａの線間、内周および外周に位置している。同様に、第２コイル部２２Ｂの樹脂壁２４Ｂは、第２導体パターン２３Ｂの線間、内周および外周に位置している。本実施形態では、導体パターン２３Ａ、２３Ｂの内周および外周に位置する樹脂壁２４Ａ、２４Ｂは、導体パターン２３Ａ、２３Ｂの線間に位置する樹脂壁２４Ａ、２４Ｂよりも厚くなるように設計されている。

樹脂壁２４Ａ、２４Ｂは、絶縁性の樹脂材料で構成されている。樹脂壁２４Ａ、２４Ｂは、第１導体パターン２３Ａや第２導体パターン２３Ｂを形成する前に絶縁基板２０上に設けることができ、この場合には樹脂壁２４Ａ、２４Ｂにおいて画成された壁間において第１導体パターン２３Ａや第２導体パターン２３Ｂがめっき成長される。樹脂壁２４Ａ、２４Ｂは、第１導体パターン２３Ａや第２導体パターン２３Ｂを形成した後に絶縁基板２０上に設けることができ、この場合には第１導体パターン２３Ａおよび第２導体パターン２３Ｂに樹脂壁２４Ａ、２４Ｂが充填や塗布等により設けられる。

第１コイル部２２Ａおよび第２コイル部２２Ｂは、第１導体パターン２３Ａおよび第２導体パターン２３Ｂと樹脂壁２４Ａ、２４Ｂとを上面側から一体的に覆う絶縁層２７をそれぞれ有する。絶縁層２７は、絶縁樹脂または絶縁磁性材料で構成され得る。絶縁層２７は、第１コイル部２２Ａの導体パターン２３Ａおよび第２コイル部２２Ｂの導体パターン２３Ｂと磁性体２６との間に介在して、導体パターン２３Ａ、２３Ｂと磁性体２６に含まれる金属磁性粉との間の絶縁性を高めている。

磁性体２６は、絶縁基板２０およびコイルＣを一体的に覆っている。より詳しくは、磁性体２６は、絶縁基板２０およびコイルＣを上下方向から覆うとともに、絶縁基板２０およびコイルＣの外周を覆っている。また、磁性体２６は、絶縁基板２０の貫通孔２０ｃの内部およびコイルＣの内側領域を充たしている。磁性体２６は、本体部１２の全ての表面、すなわち、端面１２ａ、１２ｂ、主面１２ｃ、１２ｄ、側面１２ｅ、１２ｆを構成している。

磁性体２６は、金属磁性粉含有樹脂で構成されている。金属磁性粉含有樹脂は、金属磁性粉体がバインダ樹脂により結着された結着粉体である。磁性体２６を構成する金属磁性粉含有樹脂の金属磁性粉は、少なくともＦｅを含む磁性粉（たとえば鉄ニッケル合金（パーマロイ合金）、カルボニル鉄、アモルファス、非晶質または結晶質のＦｅＳｉＣｒ系合金、センダスト等）を含んで構成されている。バインダ樹脂は、たとえば熱硬化性のエポキシ樹脂である。本実施形態では、結着粉体における金属磁性粉体の含有量は、体積パーセントでは８０～９２ｖｏｌ％であり、質量パーセントでは９５～９９ｗｔ％である。磁気特性の観点から、結着粉体における金属磁性粉体の含有量は、体積パーセントで８５～９２ｖｏｌ％、質量パーセントで９７～９９ｗｔ％であってもよい。磁性体２６を構成する金属磁性粉含有樹脂の磁性粉は、１種類の平均粒径を有する粉体であってもよく、複数種類の平均粒径を有する混合粉体であってもよい。磁性体２６を構成する金属磁性粉含有樹脂の金属磁性粉が混合粉体の場合、平均粒径が異なる磁性粉の種類やＦｅ組成比は、同一であってもよく、異なっていてもよい。一例として、３種類の平均粒径を有する混合粉体の場合、最大の平均粒径を有する磁性粉（大径粉）の粒径が１５～３０μｍ、最小の平均粒径を有する磁性粉（小径粉）の粒径が０．３～１．５μｍ、大径粉と小径粉との間の平均粒径を有する磁性粉（中間粉）が３～１０μｍとすることができる。混合粉体１００重量部に対して、大径粉は６０～８０重量部の範囲、中径粉は１０～２０重量部の範囲、小径粉は１０～２０重量部の範囲で含まれてもよい。

磁性粉の平均粒径は、粒度分布における積算値５０％での粒径（ｄ５０、いわゆるメジアン径）で規定され、以下のようにして求められる。磁性体２６の断面のＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）写真を撮影する。撮影したＳＥＭ写真をソフトウェアにより画像処理をおこない、磁性粉の境界を判別し、磁性粉の面積を算出する。算出した磁性粉の面積を円相当径に換算して粒子径を算出する。たとえば１００個以上の磁性粉の粒径を算出し、これらの磁性粉の粒度分布を求める。求めた粒度分布における積算値５０％での粒径を平均粒径ｄ５０とする。磁性粉の粒子形状は、特に制限されない。

外部端子電極１４Ａ、１４Ｂは、図３、５、６に示すように、端面１２ａ、１２ｂに設けられた第１部分１４ａと、実装基板５０に対向される実装面である主面１２ｄに設けられた第２部分１４ｂとを有し、端面１２ａ、１２ｂと主面１２ｄとを連続的に覆っている。外部端子電極１４Ａ、１４Ｂは、端面１２ａ、１２ｂと主面１２ｄとに直交する断面（Ｘ－Ｚ断面）においてＬ字状を呈する。

外部端子電極１４Ａ、１４Ｂは、第１部分１４ａにおいて、本体部１２の内部に設けられたコイルＣ（具体的には、導体パターン２３Ａ、２３Ｂの外側の端部２３ａ、２３ｃ）と電気的に接続されている。第２部分１４ｂは、実装基板５０の端子５２とはんだ接続される部分であり、その表面にめっき層１８が形成されている。めっき層１８は、単層で構成されていてもよく、複数層で構成されていてもよい。図６に示すように、本実施形態では、めっき層１８は、外部端子電極に近い方からＮｉめっき層１８ａ、Ｓｎめっき層１８ｂが並ぶ２層で構成されている。なお、第１部分１４ａには、めっき層１８は形成されておらず、第１部分１４ａと絶縁被覆層１６Ａとは直接接している。

一方の外部端子電極１４Ａは、図５に示すように、端面１２ａ上において略矩形状を呈する。外部端子電極１４Ａは、矩形状の端面１２ａにおいて、主面１２ｄに対応する辺において主面１２ｄ側に回りこんでおり、主面１２ｄに対応する辺以外の３辺（すなわち、主面１２ｃに対応する辺、側面１２ｅ、１２ｆに対応する辺）の全てから離間している。そのため、端面１２ａにおいて、外部端子電極１４Ａから端面１２ａが露出するＵ字状の露出領域Ｓが形成されている。他方の外部端子電極１４Ｂについても、外部端子電極１４Ａと同様の形態で、端面１２ｂを覆っている。

外部端子電極１４Ａ、１４Ｂは、樹脂中に導体粉が分散された導電性樹脂で構成された電極（いわゆる樹脂電極）である。外部端子電極１４Ａ、１４Ｂを構成する導体粉には、Ａｇ粉等の金属粉を用いることができる。外部端子電極１４Ａ、１４Ｂを構成する樹脂には、エポキシ系樹脂を用いることができる。

外部端子電極１４Ａ、１４Ｂの表面粗さ（算術平均粗さＲａ）は、一例として３μｍである。本体部１２の端面１２ａ、１２ｂの表面粗さは、一例として１０μｍであり、外部端子電極１４Ａ、１４Ｂの表面粗さよりも大きくなるように設計されている。

絶縁被覆層１６Ａ、１６Ｂは、図１、３、６に示すように、端面１２ａ、１２ｂを覆っている。具体的には、端面１２ａ、１２ｂと、端面１２ａ、１２ｂに設けられた部分の外部端子電極１４Ａ、１４Ｂとを一体的に覆っている。上述したとおり、端面１２ａ、１２ｂにはＵ字状の露出領域Ｓが形成されており、絶縁被覆層１６Ａ、１６Ｂは外部端子電極１４Ａ、１４Ｂを跨ぐようにして端面１２ａ、１２ｂに接している。

絶縁被覆層１６Ａ、１６Ｂは、図６に示すように、厚さが一様ではない。具体的には、主面１２ｄを基準にした本体部１２の高さ（Ｚ方向高さ）の中間位置における厚さｄが、中間位置に対して上側の位置における厚さｄ１および下側の位置における厚さｄ２より薄くなるように設計されている。なお、絶縁被覆層１６Ａ、１６Ｂは、均一厚さを有する態様であってもよい。

絶縁被覆層１６Ａ、１６Ｂは、樹脂材料で構成されている。具体的には、絶縁被覆層１６Ａ、１６Ｂは、熱硬化型樹脂で構成されており、たとえばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂等で構成することができる。

上述したコイル部品１０においては、本体部１２が金属磁性粉含有樹脂で構成されているため、本体部１２の端面１２ａ、１２ｂに樹脂成分（たとえばエポキシ系樹脂）が出現している。また、外部端子電極１４Ａ、１４Ｂが導電性樹脂で構成されているため、外部端子電極１４Ａ、１４Ｂの表面にも樹脂成分（たとえばエポキシ系樹脂）が出現している。そのため、たとえばエポキシ系樹脂で構成された絶縁被覆層１６Ａ、１６Ｂが、外部端子電極１４Ａ、１４Ｂを跨ぐようにして本体部１２の端面１２ａ、１２ｂに接することで、絶縁被覆層１６Ａ、１６Ｂは本体部１２の端面１２ａ、１２ｂと外部端子電極１４Ａ、１４Ｂと高い密着力で一体的に覆っている。そのため、コイル部品１０によれば、本体部１２と絶縁被覆層１６Ａ、１６Ｂとの密着力の向上が実現されている。

また、コイル部品１０においては、本体部１２の端面１２ａ、１２ｂの表面粗さが外部端子電極１４Ａ、１４Ｂの表面粗さより大きいため、絶縁被覆層１６Ａ、１６Ｂと本体部１２の端面１２ａ、１２ｂとの間の高い密着力が実現されており、かつ、絶縁被覆層１６Ａ、１６Ｂが跨ぐようにして覆っている外部端子電極１４Ａ、１４Ｂからの剥離が抑制されている。

さらに、コイル部品１０においては、絶縁被覆層１６Ａ、１６Ｂと外部端子電極１４Ａ、１４Ｂとの間にはめっき層が介在しておらず、絶縁被覆層１６Ａ、１６Ｂが外部端子電極１４Ａ、１４Ｂに直接接しているため、外部端子電極１４Ａ、１４Ｂと絶縁被覆層１６Ａ、１６Ｂとの間におけるはんだの這い上がりが生じにくくなっている。

なお、本発明は、上述した実施形態に限らず、様々な態様をとり得る。たとえば、コイルＣは、第１コイル部および第２コイル部の両方を備える態様であってもよく、第１コイル部のみを備える態様であってもよい。また、素体の端面は、必ずしも実装面に対して直交する必要はなく、実装面に対して交差する方向に延びていればよい。さらに、電子部品は、本体部の内部にコイルが設けられたコイル部品に限らず、たとえばコンデンサや抵抗であってもよい。

１０…コイル部品、１２…本体部、１４Ａ、１４Ｂ…外部端子電極、１６Ａ、１６Ｂ…絶縁被覆層、２６…磁性体、Ｃ…コイル。

Claims (2)

1. 内部に配線が設けられた素体と、該素体の表面に設けられるとともに前記配線と電気的に接続された端子電極と、前記端子電極を覆う絶縁被覆層とを備える電子部品であって、
   前記素体が、金属磁性粉含有樹脂で構成されており、実装基板に対向される実装面と、該実装面に対して交差する方向に延びる矩形状かつ平坦な端面とを有し、
   前記端子電極が、導電性樹脂で構成されており、前記素体の前記実装面と前記端面とを連続的に覆い、
   前記端面において、前記端子電極は前記実装面に対応する辺以外の３辺全てから離間し、前記端面が前記端子電極から露出するＵ字状の露出領域が形成されており、
   前記絶縁被覆層が、樹脂材料で構成されており、前記端面において前記端子電極と前記露出領域とを一体的に覆っており、
   前記絶縁被覆層の厚さは、前記実装面を基準にした前記素体の高さ位置の中間位置における前記端子電極上の厚さが該中間位置に対して上側および下側の位置における前記端子電極上の厚さより薄く、かつ、前記中間位置に対して上側および下側の位置における前記端子電極上の厚さが前記端面の露出領域を覆う部分の厚さより薄い、電子部品。
2. 前記素体の端面の表面粗さが前記端子電極の表面粗さより大きい、請求項１に記載の電子部品。

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