JPH06333773A - チップ型電子部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 実装面積を増大させることなく機械的強度を
高めることが可能とされており、かつ基板の変形等に起
因して加えられる応力に耐え得る構造を備えたチップ型
電子部品を提供する。 【構成】 チップ型積層コンデンサ１２〜１４に比べて
機械的強度に優れたセラミック焼結体１５ａを有するベ
ースチップ１５上に、複数のチップ型積層コンデンサ１
２〜１４を搭載し固定して一体化してなる、チップ型電
子部品１１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セラミック材料を用い
て構成されたチップ型電子部品に関し、特に、基板実装
後に基板側から加えられる力に耐え得る構造を備えたチ
ップ型電子部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子機器の小型化に伴って、電子部品の
高密度実装化が進行しており、使用する電子部品におい
ては面実装タイプのものが求められてきている。その結
果、比較的機械的強度の高いセラミック焼結体を用いた
チップ型セラミック電子部品においても、形状の多様化
に伴って、その機械的強度の低下が問題となってきてい
る。

【０００３】そこで、チップ型セラミック電子部品にお
いては、縦×横×高さの寸法比を変更することにより、
機械的強度を高めることが試みられている。例えば、積
層コンデンサを例にとり説明すると、図１に示す積層コ
ンデンサ１に代えて、より厚みの厚い積層コンデンサ２
や長さ寸法と幅寸法とを逆転させた形状の積層コンデン
サ３が提案されている。

【０００４】電源等のパワー回路では素子の発熱を実装
基板を介して逃すために熱伝導率の高い金属基板が採用
されている。そこで、実装基板等としてのアルミニウム
基板上に上記積層コンデンサ２及び他の電子部品を固定
し、アルミニウム基板側に熱を逃がすことにより、電子
機器の温度上昇を抑制する構造が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような積層コンデンサ２をアルミニウム基板上に実装し
た構造では、アルミニウム基板側に熱を逃がすことによ
り電子機器の温度上昇を防止し得るものの、アルミニウ
ム基板の温度上昇による撓みに伴って、積層コンデンサ
２に該撓みに起因する応力が加わるという問題があっ
た。これを、図２を参照して説明する。

【０００６】図２において、積層コンデンサ２は、内部
に複数の内部電極が形成されたセラミック焼結体２ａを
有し、該セラミック焼結体２ａの両端面に外部電極２
ｂ，２ｃが形成されている。他方、アルミニウム基板４
上には、絶縁層（図示せず）を介して接続用電極ランド
５ａ，５ｂが形成されている。そして、接続用電極ラン
ド５ａ，５ｂに、上記外部電極２ｂ，２ｃが半田により
接合されるようにして、積層コンデンサ２がアルミニウ
ム基板４上に実装されている。

【０００７】電源等のパワー回路では、電子部品が発す
る熱量が大きく、この熱は、熱伝導性に優れたアルミニ
ウム基板４側に放散され、電子機器の温度上昇が防止さ
れる。しかしながら、該温度上昇に伴ってアルミニウム
基板４が図示の矢印で示すように伸び、該伸びに基づく
応力が積層コンデンサ２側に与えられ、甚だしき場合に
は、該応力によって、積層コンデンサ２に損傷が生じた
り、あるいは接続用電極ランド５ａ，５ｂと外部電極２
ｂ，２ｃとの間の半田接続部分が外部電極２ｂ，２ｃか
ら外れたりするという問題があった。

【０００８】特に、周囲の温度が急激に変化するような
環境のもとで使用された場合には、アルミニウム基板４
の変形に積層コンデンサ２側が追従し得ないため、上記
のような問題が生じ易く、耐熱衝撃性が十分でないとい
う欠点があった。

【０００９】さらに、積層コンデンサ２においてセラミ
ック焼結体２ａの厚みを増大させようとしても、複数枚
のセラミックグリーンシートを積層して得られたマザー
の生積層体から個々のコンデンサ単位に積層体に切断す
る工程等を経て生産されるものであるため、厚みを増大
させた場合には、所望の形状通りの生積層体を確実に切
断することが困難となる。従って、機械的強度を高める
ためにセラミック焼結体２ａの厚みを増大させようとし
ても、厚みの増大には生産工程上の理由から限界があっ
た。

【００１０】なお、図１に示した積層コンデンサ３で
は、長さ寸法及び幅寸法が逆転されているため、セラミ
ック焼結体３ａの両端面に形成された外部電極３ｂ，３
ｃ間の距離が短くされている。そのため、積層コンデン
サ２と比べた場合、基板側の撓みによる影響は低減され
る。しかしながら、外部電極３ｂ，３ｃ間の距離を短く
していった場合、セラミック焼結体３ａの幅寸法が非常
に大きくなり、基板上における実装スペースが増大する
ことになる。しかも、セラミック焼結体３ａは、厚みを
増大させたセラミック焼結体２ａに比べてそれ自身の機
械的強度が低いため、積層コンデンサ３を製造する工
程、例えば生の積層体を得る工程、焼結もしくは研磨工
程において、割れや欠けが生じやすいという問題もあっ
た。

【００１１】本発明の目的は、基板上における実装スペ
ースを増大させることなく、機械的強度を高めることが
可能とされており、かつ実装後における基板側からの熱
ストレス等に起因する応力に耐え得る構造を備えたチッ
プ型電子部品を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも１
個のチップ型セラミック電子部品素子と、チップ型セラ
ミック電子部品素子よりも機械的強度の高いセラミック
材料よりなり、かつ上面に前記少なくとも１個のチップ
型電子部品素子が固定されて一体化されているベースチ
ップとを備えることを特徴とする、チップ型電子部品で
ある。

【００１３】

【作用】本発明のチップ型電子部品では、下方にチップ
型セラミック電子部品素子よりも機械的強度の高いセラ
ミック材料よりなるベースチップが配置されており、該
ベースチップ上に少なくとも１個のチップ型セラミック
電子部品素子が固定されて一体化されている。従って、
チップ型電子部品の下方部分の機械的強度が該ベースチ
ップを用いたことにより高められている。

【００１４】よって、基板上に実装した場合に周囲温度
の急激な変化等が生じたとしても、上記ベースチップが
チップ型セラミック電子部品素子よりも機械的強度が高
いため、基板の撓み等に起因する応力に耐えることがで
き、該応力にチップ型電子部品素子側への波及を防止す
ることができる。

【００１５】しかも、上記ベースチップにより機械的強
度を高めるものであるため、チップ型セラミック電子部
品素子においてはその厚みを増大させたりする必要がな
い。従って、チップ型セラミック電子部品素子の熱容量
が増大しないため、放熱効果に優れたアルミウニム基板
等を使用する必要がない。よって、例えば絶縁性セラミ
ック基板のように、熱により変形の生じ難い基板上に実
装して用いることができるため、外部電極と基板上の接
続用電極ランドとの分離といった事故も発生し難い。

【００１６】さらに、ベースチップ上には複数のチップ
型セラミック電子部品素子をその形状に応じて搭載する
ことが可能であるため、実装面積を大きくすることな
く、単品のチップ型セラミック電子部品では得られなか
った電気的特性を得ることも可能となる。

【００１７】

【実施例】以下、図面を参照しつつ実施例を説明するこ
とにより、本発明を明らかにする。

【００１８】図３は、本発明の第１の実施例にかかるチ
ップ型電子部品を示す斜視図である。本実施例のチップ
型電子部品１１では、チップ型セラミック電子部品素子
として、３個のチップ型積層コンデンサ１２〜１４が用
いられている。チップ型積層コンデンサ１２〜１４は、
それぞれ、複数の内部電極が厚み方向においてセラミッ
ク焼結体層を介して重なり合うように配置されたセラミ
ック焼結体１２ａ〜１４ａを有する。各セラミック焼結
体１２ａ〜１４ａの両端面には、それぞれ、所定の内部
電極に電気的に接続されるように外部電極１２ｂ，１２
ｃ〜１４ｂ，１４ｃが形成されている。

【００１９】チップ型積層コンデンサ１４の下方には、
ベースチップ１５が配置されている。ベースチップ１５
は、セラミック焼結体１２ａ〜１４ａよりも機械的強度
の高いセラミック材料、例えばアルミナもしくは酸化チ
タン系セラミックスにより構成されたセラミック焼結体
１５ａを有する。セラミック焼結体１５ａの両端面に
は、外部電極１５ｂ，１５ｃが形成されている。

【００２０】本実施例のチップ型電子部品１１では、上
記外部電極１５ｂ，１５ｃと、積層コンデンサ１４の外
部電極１４ｂ，１４ｃとが、半田もしくは銀ロー等の接
合材１６ａ，１６ｂにより固定されている。同様に、上
方の積層コンデンサ１２〜１４間も上下の外部電極同士
を半田もしくは銀ロー等の接合材１６ａ，１６ｂにより
接合することにより固定されて一体化されている。

【００２１】基板上にチップ型電子部品１１を実装する
際には、ベースチップ１５側が基板側に配置されるよう
にしてチップ型電子部品１１を実装する。そして、外部
電極１２ｂ，１２ｃ〜１５ｂ，１５ｃを、基板上の接続
用電極ランドと半田等を用いて接合することにより固定
される。

【００２２】さらに、ベースチップ１５が十分な機械的
強度を有するため、周囲温度の変化等により基板が若干
変形したとしても、そのような応力にベースチップ１５
が耐え得る。従って、チップ型電子部品１１おける該応
力による損傷も生じ難い。

【００２３】さらに、ベースチップ１５上に搭載される
チップ型積層コンデンサ１２〜１４の積層数を変更する
ことにより、より高容量のチップ型電子部品１１を得た
り、あるいは容量を変更したりすることも容易に行い得
る。のみならず、このような場合においても、ベースチ
ップ１５上に積層されるチップ型積層コンデンサ１２〜
１４の個数を変更するだけでよいため、実装スペースの
低減も図り得る。加えて、基板上の実装パターンが簡略
化されるため、該実装パターンによるインダクタンス分
の発生を抑制することができ、高周波特性等を向上する
ことも可能である。

【００２４】図４は、本発明の第２の実施例のチップ型
電子部品２１を示す斜視図である。チップ型電子部品２
１では、第１の実施例のチップ型電子部品１１と同様
に、下方に機械的強度の大きなベースチップ２５を有す
る。ベースチップ２５は、例えばアルミナもしくは酸化
チタン系等の絶縁性セラミックスにより構成されるが、
機械的強度が十分である限り、これらのセラミックスと
同等以上あるいは以下の任意の絶縁性セラミックスより
構成し得る。また、ベースチップ２５の焼結体２５ａの
両端面には、外部電極２５ｂ，２５ｃが形成されてい
る。

【００２５】本実施例の特徴は、上記ベースチップ２５
上に固定されるチップ型セラミック電子部品素子とし
て、寸法の異なるチップ型積層コンデンサ２２，２３が
固定されていることにある。すなわち、ベースチップ２
５上において、該ベースチップ２５よりも長さ寸法（外
部電極間の寸法）が短くされた積層コンデンサ２３が固
定されており、さらに積層コンデンサ２３上に該積層コ
ンデンサよりも上記長さ寸法の短い積層コンデンサ２４
が固定されている。

【００２６】従って、ベースチップ２５の外部電極２５
ｂ，２５ｃと、ベースチップ２５のすぐ上に配置された
チップ型積層コンデンサ２３の外部電極２３ｂ，２３ｃ
との間に段差が形成されるため、はんだや銀ロー等の接
合材２６ａ，２６ｂを十分な量供給して、外部電極２５
ｂ，２５ｃと外部電極２３ｂ，２３ｃとを確実に接合す
ることができる。同様に、積層コンデンサ２３と積層コ
ンデンサ２２との間にも上記と同様に段差が形成される
ため、接合材２６ａ，２６ｂにより確実に接合すること
ができる。

【００２７】図５は、本発明の第３の実施例にかかるチ
ップ型電子部品３１を示す斜視図である。本実施例で
は、第１の実施例のベースチップ１５と同様に構成され
たベースチップ３５上に、複数の積層コンデンサ３２〜
３４が、主面を立てた状態で固定されている。すなわ
ち、積層コンデンサ３２〜３４の焼結体３２ａ〜３４ａ
の厚み方向が横方向となるように、主面を立てた状態
で、ベースチップ３５上に搭載されている。

【００２８】積層コンデンサ３２〜３４とベースチップ
３５の固定並びに積層コンデンサ３２〜３４間の固定
は、第１，第２の実施例と同様に半田や銀ロー等の接合
材３６により行われている。

【００２９】本実施例においても、ベースチップ３５上
に３個のチップ型積層コンデンサ３２〜３４が搭載され
一体化されているため、基板上における実装スペースを
低減することができ、従って基板上における電極パター
ンに起因するインダクタンス分の低減を図ることがで
き、高周波特性等を向上させることができる。

【００３０】なお、上述してきた各実施例では、ベース
チップ１５，２５，３５として、内部電極の形成されて
いない単なる機械的強度の増大を目的とした焼結体１５
ａ〜３５ａを使用したが、これに代えて、内部電極を形
成した焼結体を用いてもよい。すなわち、ベースチップ
１５〜３５は、それぞれ、コンデンサやインダクタ等と
して機能するチップ型電子部品素子であってもよい。

【００３１】また、第１〜第３の実施例では、ベースチ
ップ１５〜３５にも両端面に外部電極１５ｂ，１５ｃ〜
３５ｂ，３５ｃを形成したが、外部電極１５ｂ，１５ｃ
〜３５ｂ，３５ｃは必ずしも形成されずともよい。

【００３２】さらに、ベースチップとチップ型電子部品
素子との間の固定並びに複数のチップ型電子部品素子間
の固定は、上記のように半田や銀ロー等の導電性接合材
により行うことが好ましいが、絶縁性接着剤等により固
定してもよい。もっとも、絶縁性接着剤により複数のチ
ップ型セラミック電子部品素子間を接合する場合には、
チップ型セラミック電子部品素子の外部電極間を他の導
電性材料により電気的に接続することが好ましい。ま
た、絶縁性接着剤等によりチップ型セラミック電子部品
素子間及びチップ型電子部品素子とベースチップとを固
定する場合には、外部電極の形成されている部分以外で
接合してもよい。

【００３３】さらに、第１〜第３の実施例では、下方に
ベースチップ１５，２５，３５が配置されていたが、搭
載されている複数のチップ型セラミック電子部品素子上
に、すなわち最上部にさらにベースチップ１５，２５，
３５と同様に機械的強度の高いセラミック焼結体よりな
るベースチップを接合してもよい。この場合には、上下
の方向性をなくしたチップ型電子部品とすることができ
る。

【００３４】なお、上記実施例では、チップ型セラミッ
ク電子部品素子としてチップ型積層コンデンサを例にと
り説明したが、ベースチップ上に搭載されるチップ型セ
ラミック電子部品素子は、積層コンデンサに限らず、積
層セラミックインダクタや積層セラミック圧電素子のよ
うな他の積層セラミック電子部品であっても、あるいは
積層タイプではない単板型のセラミック電子部品素子で
あってもよい。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、チップ型セラミック電
子部品素子に比べて機械的強度の高いベースチップ上
に、複数のチップ型セラミック電子部品素子が固定され
て一体化されているため、該ベースチップが配置されて
いる側から基板上に実装することにより、基板の変形等
に起因する応力に耐え得る機械的強度に優れたチップ型
電子部品を提供することができる。

【００３６】しかも、ベースチップ上において複数のチ
ップ型セラミック電子部品素子を固定した場合には、高
さ方向のスペースを有効に使用し得るため、実装スペー
スが増大することもない。のみならず、複数のチップ型
電子部品素子を搭載した場合には、基板上における実装
のための電極パターンが簡略化されるため、インダクタ
ンス分が小さくなり、高周波特性等を向上することも可
能となる。

【００３７】さらに、ベースチップにより機械的強度が
高められているので、チップ型セラミック電子部品素子
の厚みを増大させる必要がないため、チップ型電子部品
素子の熱容量の増大を招くこともない。よって、アルミ
ニウム基板等を用いる必要がないため、基板実装後の耐
熱衝撃性も高め得る。さらに、積層されるチップ型セラ
ミック電子部品素子の種類や数を変更することにより、
種々の電気的特性を備えたチップ型電子部品素子を容易
に供給することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のチップ型セラミック電子部品を説明する
ための斜視図。

【図２】従来のチップ型セラミック電子部品の問題点を
説明するための部分切欠断面図。

【図３】第１の実施例のチップ型電子部品を示す斜視
図。

【図４】第２の実施例のチップ型電子部品を示す斜視
図。

【図５】第３の実施例のチップ型電子部品を示す斜視
図。

【符号の説明】 １１，２１，３１…チップ型電子部品 １２〜１４，２２，２３，３２〜３４…チップ型電子部
品素子としての積層コンデンサ １５，２５，３５…ベースチップ １５ａ，２５ａ，３５ａ…セラミック焼結体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１個のチップ型セラミック電
   子部品素子と、 前記チップ型セラミック電子部品素子よりも機械的強度
   の高いセラミック材料よりなり、かつ上面に前記少なく
   とも１個のチップ型電子部品素子が固定されて一体化さ
   れているベースチップとを備えることを特徴とする、チ
   ップ型電子部品。