JPH0737753A - チップ型部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】はんだ付け時に、チップ立ち不良の発生しない
チップ型部品を提供することを目的とする。 【構成】チップ型部品の外部電極に２種以上の濡れ性の
異なる材質の部材を有する構成とする。 【効果】チップ立ち不良の発生を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子回路基板に表面実
装するチップ型部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電気製品に用いられる電子回路基
板は、電気製品の小型化、軽量化の流れより、回路基板
も小型化が進み、その基板に実装される部品自身も微小
型化が進んでいる。特に、近年では１６０８，１００５
と呼ばれるそれぞれ１．６ｍｍ×０．８ｍｍ、１．０ｍ
ｍ×０．５ｍｍサイズのチップ型の抵抗やコンデンサが
用いられている。

【０００３】チップ型部品には、コンデンサや、抵抗が
あるが、ここでは、コンデンサについて説明する。図７
は、従来のチップ型コンデンサ部品の断面図である。図
７に示すように、チップ型のコンデンサはセラミックシ
ート１、内部電極２、本体の両端に位置する外部電極内
層３、その外側に設けられる外部電極中間層４、その外
表面に形成される外部電極外層５よりなっている。この
ような構造のチップ型コンデンサは、具体的にはセラミ
ックシート１に内部電極２としてパラジウム、銀パラジ
ウム合金などを印刷し、多層に積層して圧着、焼成し、
バレル研磨によってセラミックシート１の両端を切り落
として内部電極２を露出させ、その部分に外部電極３，
４，５をめっきすることによって製造される。また、外
部電極は、内層３、中間層４、外層５の三層構造になっ
ており、一般的にはんだ付け性、はんだ耐熱性を考慮し
て内層３には銀パラジウム合金ペーストを塗布し、乾燥
後、中間層４にはニッケルをめっきし、外層５にはス
ズ、または、はんだをめっきして作製される。図８は前
記チップ型コンデンサの外観を示している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、たとえば、回路基板上の左右のランドに
印刷されたクリームはんだ量の違いや、チップ型コンデ
ンサなどの部品を回路基板に載せたときのマウントずれ
や、加熱中の左右の電極の温度差によるクリームはんだ
の溶け始め時間の差などによりチップ立ち不良が発生す
るという課題を有していた。

【０００５】ここで、図９を参照しながらチップ立ち不
良について説明する。図９において６は回路基板、７は
基板側電極、８はその上に設けたクリームはんだであ
り、溶融はんだ９によりチップ型部品１０の外部電極外
層表面１１を前記基板側電極７にはんだ付けしている。
図中の１２はチップ立ち不良発生モーメント、１３はチ
ップ立ち不良抑止モーメント、１４はチップ立ち不良発
生を促進する界面張力、１５はチップ立ち不良発生を抑
制する界面張力、１６はクリームはんだ中のフラックス
の固形分による粘着力、１７はチップ型部品にかかる重
力を示している。

【０００６】ここで回路基板６に塗布されたクリームは
んだ７は、はんだ付け時に溶解して溶融はんだ９とな
り、チップ型部品１０の外部電極外層表面１１を濡れ上
がっていくが、このとき溶融はんだ９と外部電極外層表
面１１の固液界面で界面張力１４より、チップ立ち不良
発生モーメント１２を生じる。また、チップ型部品１０
の回路基板６側では溶融はんだ９と外部電極外層表面１
１との界面張力１５とクリームはんだのフラックスの固
形分による粘着力１６およびチップ型部品の重量による
重力１７により下向きの力が発生し、チップ立ち不良抑
止モーメント１３を生じる。チップ立ち不良発生モーメ
ント１２が、チップ立ち不良抑止モーメント１３より大
きくなると片側の外部電極を支点にしてチップ型部品が
立ち上がる現象、チップ立ち不良が発生する。

【０００７】そこで本発明はこの課題を解決するため、
マウントずれや加熱時の温度差などによってもチップ立
ち不良の発生しないチップ型部品を提供するものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明は、外部電極の表面にはんだに対して２種以
上の濡れ性の異なる材質の部材を有するチップ型部品の
構成とする。

【０００９】

【作用】上記構成において、チップ型部品の左右の電極
のはんだ付け時のフィレットの形成速度を制御すること
により、チップ立ち不良発生モーメントを小さくし、チ
ップ立ち不良をなくすことができることとなる。

【００１０】

【実施例】本発明の第１の実施例について図１を参照し
ながら説明する。図１は、本発明の第１実施例のチップ
型コンデンサ部品の断面図である。なお、従来例として
示したものと同じ構成部材には同じ符号を用いる。図示
のようにセラミックシート１に内部電極２として銀パラ
ジウム合金を印刷し、多層に積層して圧着、焼成し、バ
レル研磨によってセラミックシート１の両端を切り落と
して内部電極部を露出させ、その後、外部電極内層３と
して、まず、銀パラジウム合金ペーストを塗布し、次に
外部電極中間層４としてニッケルめっきを行い、最後
に、外部電極外層５としてはんだを部分的にめっきして
構成している。部分めっきの方法としては、めっきをし
ない部分をあらかじめ保護し、はんだめっきを施した
後、保護部を除去した。このはんだめっきのパターンと
しては、図２（ａ）〜（ｐ）に示すように１６種作成し
た。この部分めっきによって外部電極の表面に２種の濡
れ性の異なる材質が現れた。

【００１１】ここで、濡れ性について、図３を参照しな
がら説明する。図３において１８は濡れ性を測定する材
質の板、１９ははんだ、２０は濡れ角である。はんだ１
９の濡れ性を測定する場合、測定したい材質でできた板
１８を用意し、その板１８の上に、はんだ１９を少量の
せ、２２０〜２３０℃に加熱し、はんだ１９を溶かした
後、濡れ角２０を測定する。この濡れ角２０が９０°未
満のときは濡れない、９０°以上のときは濡れるとい
う。銅板上にはんだを溶かした場合、濡れ角２０は９０
°未満となり、銅ははんだに濡れるといい、セラミック
板上にはんだを溶かした場合、濡れ角２０は９０°以上
となるため、セラミックははんだに濡れないという。

【００１２】次に、作製したチップ型部品の性能を調べ
るためにチップ立ちテストおよび接合強度テストを行っ
た。チップ立ちテストは、回路基板上にチップ型部品を
多数実装し、そのチップ立ち不良率を調べた。回路基板
としてはガラスエポキシ樹脂製の１００ｍｍ×１００ｍ
ｍで、１００５のチップ型コンデンサ部品を２，０００
点実装できるテスト基板を用いた。その基板にＳｎ６３
Ｐｂ３７の共晶はんだ粉末と溶剤、ロジン、活性剤、チ
キソ剤などから作られたクリームはんだ厚みが１５０μ
ｍのメタルマスクを用い、印刷機にて印刷した。そし
て、作製したチップ型部品を回路基板に電子部品実装機
にて実装した後、リフロー炉を用いて、窒素雰囲気下で
はんだ付けを行った。それぞれのチップ型部品に対し
て、テスト基板１０枚、２０，０００点ずつ実装し、チ
ップ立ち不良率を調べた。その結果が表１である。比較
のため図８に示す従来の外部電極パターン（ｑ）につい
ても実験した。

【００１３】

【表１】

【００１４】上記表１中、番号１〜１６は本発明の実施
例のチップ型部品、番号１７は、従来例のチップ型部品
である。電極表面パターンの記号はそれぞれ図２、図８
に対応している。

【００１５】また、接合強度テストは、チップ立ちテス
トで、実装した基板の中で、チップ立ち不良のおこらな
かった部品について行った。接合強度テストの方法を図
４を参照しながら説明する。図４において、２１は測定
プローブ、２２は測定プローブ２１の移動方向である。
チップ部品１０の横の方向２２から１０ｍｍ／ｍｉｎの
速度で測定プローブ２１を動かし、チップ型部品１０が
回路基板６から、はずれるときの力を測定した。各パタ
ーンのチップ型部品について５個ずつ測定し、その平均
値を表１に示した。

【００１６】次に、本発明の第２の実施例について図５
を参照しながら説明する。図５は、本発明の第２実施例
のチップ型コンデンサ部品の断面図である。この実施例
の特徴は外部電極外層の外表面に電極樹脂部２３を設け
たことにある。これは、セラミックシート１に内部電極
２として銀パラジウム合金を印刷し、多層に積層して圧
着、焼成し、バレル研磨によってセラミックシート１の
両端を切り落として内部電極部を露出させ、その後、外
部電極内層３として、まず、銀パラジウム合金ペースト
を塗布し、次に外部電極中間層４としてニッケルめっき
を行い、最後に、外部電極外層５としてはんだをめっき
したあとに、部分的に樹脂ペーストを塗布して電極樹脂
部２３を形成した。この樹脂ペーストのパターンとして
は、第１実施例と同様になるようにし、図２において、
４を電極樹脂部２３となるようにし、１６種作成した。
この電極樹脂部２３は、はんだに対して濡れず、また、
はんだめっき部ははんだに濡れるため、外部電極の表面
に２種の濡れ性の異なる材質が現れた。

【００１７】次に、作製したチップ型部品の性能を調べ
るために本発明の第１の実施例と同様にチップ立ちテス
ト、および接合強度テストを行った。その結果を表２に
示す。比較のため図８（ｑ）に示す従来の外部電極パタ
ーンについても実験した。

【００１８】

【表２】

【００１９】次に、本発明の第３の実施例について図６
を参照しながら説明する。図６は、本発明の第３実施例
のチップ型コンデンサ部品の断面図である。この実施例
の特徴は外部電極外層５の外表面に電極セラミック部２
４を形成したことにある。これは、セラミックシート１
に内部電極２として銀パラジウム合金を印刷し、多層に
積層して圧着、焼成し、バレル研磨によってセラミック
シート１の両端を切り落として内部電極部を露出させ、
その後、外部電極内層３として、まず、銀パラジウム合
金ペーストを塗布し、次に外部電極中間層４としてニッ
ケルめっきを行い、最後に、外部電極外層５としてはん
だをめっきしたあとに、部分的に電極セラミック部２４
となるセラミックペーストを塗布した。このセラミック
ペーストのパターンとしては、第１実施例と同様になる
ようにし、図２において、４を電極セラミック部２４と
なるようにし、１６種作成した。この電極セラミック部
２４は、はんだに対して濡れず、また、はんだめっき部
ははんだに濡れるため、外部電極の表面に２種の濡れ性
の異なる材質が現れた。

【００２０】次に、作製したチップ型部品の性能を調べ
るために本発明の第１の実施例と同様にチップ立ちテス
ト、および接合強度テストを行った。その結果を表３に
示す。比較のため図８（ｑ）に示す従来の外部電極パタ
ーンについても実験した。

【００２１】

【表３】

【００２２】本実施例によれば、チップ型部品の外部電
極に不濡れ部が設けられていることにより、左右電極の
チップ立ち不良発生モーメントが小さくなるためチップ
立ち不良は少なくすることができる。そのときの電極パ
ターンは、チップ立ち実験の結果からすると、（ａ）〜
（ｐ）が適している。（ｐ）は不濡れ部がる方向にはは
んだのフィレットができないため、接合強度が弱く、接
合強度からみると（ａ）〜（ｏ）が適している。しか
し、（ｉ）〜（ｋ）は電極パターンが対称でないため、
実装機で実装しにくく、量産に対しては（ａ）〜
（ｈ），（ｌ）〜（ｏ）が適している。

【００２３】今回は、１００５のチップ型コンデンサ部
品について、結果を示したが、１０５以外のサイズのチ
ップ型部品、または、チップ型抵抗部品にも、同様の効
果が得られた。

【００２４】

【発明の効果】前記実施例の説明より明らかなように、
本発明によればチップ型部品の外部電極の表面に濡れ性
の異なる部分を設け、左右の電極のはんだ付け時のフィ
レットの形成速度を制御することにより、チップ立ち不
良発生モーメントを小さくし、チップ立ち不良をなくす
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のチップ型コンデンサ部品
の断面図

【図２】本発明の第１実施例のチップ型コンデンサ部品
の要部斜視図

【図３】濡れ性の実験図

【図４】チップ型部品接合強度実験図

【図５】本発明の第２実施例のチップ型コンデンサ部品
の断面図

【図６】本発明の第３実施例のチップ型コンデンサ部品
の断面図

【図７】従来のチップ型コンデンサ部品の断面図

【図８】従来のチップ型コンデンサ部品の斜視図

【図９】チップ立ち不良発生時にチップ型部品にかかる
力の状態の説明図

【符号の説明】

１ セラミックシート ２ 内部電極 ３ 外部電極内層 ４ 外部電極中間層 ５ 外部電極外層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 末次 憲一郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部電極の表面に材質の異なる２種以上
   の部材を持つことを特徴とするチップ型部品。
2. 【請求項２】 材質の異なる部材は金属でできているこ
   とを特徴とする請求項１記載のチップ型部品。
3. 【請求項３】 材質の異なる部材の１種がはんだに濡れ
   ない材質でできている請求項１記載のチップ型部品。
4. 【請求項４】 はんだに濡れない材質が樹脂でできてい
   ることを特徴とする請求項３記載のチップ型部品。
5. 【請求項５】 はんだに濡れない材質が金属以外の無機
   物でできていることを特徴とする請求項３記載のチップ
   型部品。