KR20140128931A - 실장 구조 - Google Patents

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KR20140128931A
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야스오 후지이
요시나오 니시오카
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가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

본 발명은 회로 설계에 있어서 높은 자유도를 얻으면서, 어쿠스틱 노이즈를 저감할 수 있는 실장 구조를 얻는 것이다.
서로 대향하는 바닥면(S2) 및 상면(S1), 그리고 서로 대향하는 제1의 단면(S3) 및 제2의 단면(S4)을 가지는 직방체형상의 적층체(11)와, 유전체층과 함께 적층되어 있음으로써 콘덴서를 형성하면서, 제1의 단면(S3) 또는 제2의 단면(S4)에 인출되어 있는 복수의 콘덴서 도체(30a~30d, 32a~32d)와, 제1의 단면(S3) 및 바닥면(S2)에 걸쳐 마련되며, 콘덴서 도체(32a~32d)와 접속되어 있는 제1의 외부전극(12a)과, 제2의 단면(S4) 및 바닥면(S2)에 걸쳐 마련되며, 콘덴서 도체(30a~30d)와 접속되어 있는 제2의 외부전극(12b)을 구비한 전자부품.
바닥면(S2)과 상기 바닥면(S2)에 가장 가까운 콘덴서 도체(32d) 사이의 거리(H5)는 상면(S1)과 상기 상면(S1)에 가장 가까운 콘덴서 도체(30a) 사이의 거리보다 크다.

Description

실장 구조{MOUNTING STRUCTURE}

본 발명은 전자부품, 복수의 유전체층이 적층되어 이루어지는 적층 타입 콘덴서 등의 전자부품에 관한 것이다.

유전체층과 콘덴서 도체가 적층되어 이루어지는 전자부품에서는, 전자부품에 교류 전압이 인가되면, 전압에 의해 유전체층에 전계 유기 뒤틀림이 발생한다. 이러한 전계 유기 뒤틀림은 전자부품이 실장되어 있는 기판을 진동시켜, "어쿠스틱 노이즈"라 불리우는 진동음을 발생시킨다. 이러한 "어쿠스틱 노이즈"를 저감하기 위한 종래의 전자부품에 관련된 발명으로서는, 예를 들면 특허문헌 1에 기재된 적층 세라믹 콘덴서의 회로 기판 실장방법이 알려져 있다.

특허문헌 1에 기재된 적층 세라믹 콘덴서의 회로 기판 실장방법에서는, 회로 기판의 표면과 이면에 동등 사양의 콘덴서가 배치되어 있다. 이것에 의해, 한쪽의 콘덴서로부터 회로 기판에 전달된 진동과 다른 쪽의 콘덴서로부터 회로 기판에 전달된 진동이 서로 상쇄된다. 그 결과, "어쿠스틱 노이즈"가 저감된다.

그러나 특허문헌 1에 기재된 적층 세라믹 콘덴서의 회로 기판 실장방법에서는, 2개의 콘덴서를 회로 기판의 양면에 실장할 필요가 있으므로, 회로 설계의 자유도가 낮아진다는 문제가 있었다.

일본국 공개특허공보 2000-232030호

그리하여, 본 발명의 목적은 회로 설계에 있어서 높은 자유도를 얻으면서, 어쿠스틱 노이즈를 저감할 수 있는 전자부품을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 한 형태인 전자부품은

복수의 유전체층이 적층되어 구성되어 있는 적층체로서, 서로 대향하는 바닥면 및 상면, 그리고 서로 대향하는 제1의 단면 및 제2의 단면을 가지는 직방체상의 적층체와,

상기 유전체층과 함께 적층됨으로써 콘덴서를 형성하면서, 상기 제1의 단면 또는 상기 제2의 단면에 인출되어 있는 복수의 콘덴서 도체와,

상기 제1의 단면 및 상기 바닥면에 걸쳐 마련되면서, 상기 콘덴서 도체와 접속되어 있는 제1의 외부전극과,

상기 제2의 단면 및 상기 바닥면에 걸쳐 마련되면서, 상기 콘덴서 도체와 접속되어 있는 제2의 외부전극을 포함하는 전자부품으로서,

상기 바닥면과 상기 바닥면에 가장 가까운 상기 콘덴서 도체 사이의 거리는 상기 상면과 상기 상면에 가장 가까운 상기 콘덴서 도체 사이의 거리보다 큰 것을 특징으로 하는 전자부품이다.

상기 전자부품에서는 적층체의 바닥면과 상기 바닥면에 가장 가까운 콘덴서 도체 사이의 거리가, 적층체의 상면과 상기 상면에 가장 가까운 콘덴서 도체 사이의 거리보다 크기 때문에 적층체 하부의 두께가 커져, 전자부품이 기판상에 실장되었을 때, 콘덴서 도체가 마련되어 있는 적층체 부분에서 발생한 진동의 전파 매체인 실장용 솔더 등의 도전성 재료가, 가장 진동하는 부분에서 멀어지게 되어 진동이 회로 기판에 전파되기 어려워진다.

본 발명에 의하면, 하나의 전자부품만으로 진동을 완충할 수 있기 때문에, 회로 설계에 있어서 높은 자유도를 얻으면서 어쿠스틱 노이즈를 저감할 수 있다.

도 1은 제1의 실시형태인 실장 구조의 단면 구조도이다.
도 2는 제1의 실시형태인 실장 구조를 평면으로 본 도면이다.
도 3은 제1의 실시형태를 구성하는 전자부품의 외관 사시도이다.
도 4는 도 3의 전자부품의 적층체의 분해 사시도이다.
도 5는 제1의 실시형태에 있어서, 전자부품이 진동하고 있는 모습을 나타낸 도면이다.
도 6은 음압 레벨의 측정장치의 구성도이다.
도 7은 제1의 실시형태에 있어서의 실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 8은 제1의 변형예인 실장 구조의 단면 구조도이다.
도 9는 제2의 변형예인 실장 구조를 구성하는 전자부품의 단면 구조도이다.
도 10은 제3의 변형예인 실장 구조를 평면으로 본 도면이다.
도 11은 제3의 변형예에 있어서의 실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 12는 제2의 실시형태인 실장 구조의 단면 구조도이다.
도 13은 제2의 실시형태인 실장 구조를 z축 방향의 정방향측으로부터 평면으로 본 도면이다.
도 14는 제2의 실시형태에 있어서, 전자부품이 진동하고 있는 모습을 나타낸 도면이다.
도 15는 제2의 실시형태에 있어서의 실험 결과를 나타낸 그래프이다.

이하에 본 발명에 따른 전자부품에 대하여 첨부 도면을 참조하면서 설명한다. 또한 각 도면에서는 같은 부재, 부분에 관해서 공통의 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략한다.

(제1의 실시형태, 도 1~도 7 참조)

(실장 구조의 구성)

우선, 제1의 실시형태인 실장 구조(1)에 대하여 도 1~도 4를 참조하면서 설명한다. 이 실장 구조(1)는, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 전자부품(10) 및 회로 기판(50)을 포함하고 있다. 전자부품(10)은 칩 콘덴서이며, 회로 기판(50)상에 실장되어 있다. 또한 전자부품(10)은, 도 3 및 도 4에도 나타내는 바와 같이, 적층체(11), 외부전극(12(12a,12b)) 및 콘덴서 도체(30(30a~30d),32(32a~32d))를 포함하고 있다. 이하에서는, 적층체(11)의 적층방향을 z축 방향으로 정의한다. 적층체(11)를 z축 방향으로부터 평면으로 보았을 때에, 적층체(11)의 장변이 연장되어 있는 방향을 x축 방향으로 정의한다. 적층체(11)를 z축 방향으로부터 평면으로 보았을 때에, 적층체(11)의 단변이 연장되어 있는 방향을 y축 방향으로 정의한다.

적층체(11)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, z축 방향의 양단에 위치하고 있는 상면(S1) 및 바닥면(S2), 서로 대향하고 있는 단면(S3,S4), 및 서로 대향하고 있는 측면(S5,S6)을 가지는 직방체상을 이루고 있다. 적층체(11)는 모따기가 실시됨으로써 모퉁이 및 능선에 있어서 둥그스름한 형상을 이루고 있다. 이하에서는, 적층체(11)에 있어서, z축 방향의 정방향측에 위치하는 면을 상면(S1)으로 하고, z축 방향의 부방향측에 위치하는 면을 바닥면(S2)으로 한다. 또한 x축 방향의 부방향측에 위치하는 면을 단면(S3)으로 하고, x축 방향의 정방향측에 위치하는 면을 단면(S4)으로 한다. 또한 y축 방향의 정방향측에 위치하는 면을 측면(S5)으로 하고, y축 방향의 부방향측에 위치하는 면을 측면(S6)으로 한다. 바닥면(S2)은 전자부품(10)이 회로 기판(50)에 실장될 때에, 상기 회로 기판(50)과 대향하는 실장면이다.

적층체(11)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 복수의 세라믹층(유전체층)(17(17a~17n))이 z축 방향의 정방향측으로부터 부방향측으로 이 순서로 나열되도록 적층됨으로써 구성되어 있다. 세라믹층(17)은 직사각형상을 이루고 있고, 유전체 세라믹에 의해 제작되어 있다. 이하에서는, 세라믹층(17)의 z축 방향의 정방향측의 주면을 표면이라 칭하고, 세라믹층(17)의 z축 방향의 부방향측의 주면을 이면이라 칭한다.

적층체(11)의 상면(S1)은 z축 방향의 가장 정방향측에 마련되어 있는 세라믹층(17a)의 표면에 의해 구성되어 있다. 적층체(11)의 바닥면(S2)은 z축 방향의 가장 부방향측에 마련되어 있는 세라믹층(17n)의 이면에 의해 구성되어 있다. 또한 단면(S3)은 세라믹층(17a~17n)의 x축 방향의 부방향측의 단변이 이어짐으로써 구성되어 있다. 단면(S4)은 세라믹층(17a~17n)의 x축 방향의 정방향측의 단변이 이어짐으로써 구성되어 있다. 측면(S5)은 세라믹층(17a~17n)의 y축 방향의 정방향측의 장변이 이어짐으로써 구성되어 있다. 측면(S6)은 세라믹층(17a~17n)의 y축 방향의 부방향측의 장변이 이어짐으로써 구성되어 있다.

콘덴서 도체(30a~30d,32a~32d)는 세라믹층(17)과 함께 적층됨으로써 세라믹층(17)을 통해 서로 대향하고 있다.

콘덴서 도체(30a~30d)는 각각 도 4에 나타내는 바와 같이, 세라믹층(17d,17f,17h,17j)의 표면상에 마련되어 있고, 적층체(11)에 내장되어 있다. 콘덴서 도체(30a~30d)는 직사각형상을 이루고 있고, 세라믹층(17d,17f,17h,17j)의 x축 방향의 정방향측의 단변에 인출되어 있다. 이것에 의해, 콘덴서 도체(30a~30d)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 단면(S4)(제1의 단면)에 인출되어 있다.

콘덴서 도체(32a~32d)는 각각 도 4에 나타내는 바와 같이, 세라믹층(17e,17g,17i,17k)의 표면상에 마련되어 있고, 적층체(11)에 내장되어 있다. 콘덴서 도체(32a~32d)는 직사각형상을 이루고 있고, 세라믹층(17e,17g,17i,17k)의 x축 방향의 부방향측의 단변에 인출되어 있다. 이것에 의해, 콘덴서 도체(32a~32d)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 단면(S3)(제2의 단면)에 인출되어 있다. 콘덴서 도체(30a~30d)와 콘덴서 도체(32a~32d)는 z축 방향으로부터 평면으로 보았을 때에 서로 포개어져 있다. 이것에 의해, 콘덴서 도체(30,32)간에는 콘덴서(C)가 형성되어 있다.

외부전극(12a)(제2의 외부전극)은 단면(S3)을 덮고 있는 동시에 상면(S1), 바닥면(S2) 및 측면(S5,S6)으로 접혀 있다. 즉, 외부전극(12a)은 단면(S3)과 상면(S1), 바닥면(S2) 및 측면(S5,S6)에 걸쳐 마련되어 있다. 또한 외부전극(12a)은 콘덴서 도체(32a~32d)에 접속되어 있다. 보다 상세하게는, 외부전극(12a)은 콘덴서 도체(32a~32d)가 단면(S3)으로부터 노출되어 있는 부분을 덮도록, 적층체(11)의 단면(S3)의 전면을 덮고 있다.

외부전극(12b)(제1의 외부전극)은 단면(S4)을 덮고 있는 동시에 상면(S1), 바닥면(S2) 및 측면(S5,S6)으로 접혀 있다. 즉, 외부전극(12b)은 단면(S4)과 상면(S1), 바닥면(S2) 및 측면(S5,S6)에 걸쳐 마련되어 있다. 또한 외부전극(12b)은 콘덴서 도체(30a~30d)에 접속되어 있다. 보다 상세하게는, 외부전극(12b)은 콘덴서 도체(30a~30d)가 단면(S4)으로부터 노출되어 있는 부분을 덮도록, 적층체(11)의 단면(S4)의 전면을 덮고 있다.

회로 기판(50)은 표면 및 내부에 도시하지 않는 회로를 가지고 있는 다층 기판이며, 기판 본체(52) 및 랜드전극(54(54a,54b))을 포함하고 있다. 기판 본체(52)는 복수의 절연체층이 적층되어 구성되어 있고, 주면(S11)을 가지고 있다. 주면(S11)은 도 1에 나타내는 바와 같이 기판 본체(52)의 z축 방향의 정방향측의 주면이다.

랜드전극(54)은 기판 본체(52)의 주면(S11)상에 마련되어 있고, 외부전극(12a,12b)의 각각과 도전성 재료(솔더(60a,60b))에 의해 접속되어 있다. 보다 상세하게는, 랜드전극(54a,54b)은 z축 방향으로부터 평면으로 보았을 때에, 도 2에 나타내는 바와 같이, 직사각형상을 이루고 있고, x축 방향의 부방향측으로부터 정방향측으로 이 순서로 나열되어 있다.

외부전극(12a,12b)은 각각 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 랜드전극(54a,54b)상에 배치되고, 솔더(60a,60b)에 의해 전기적으로 접속된 상태로 랜드전극(54a,54b)에 고정되어 있다. 여기서, 솔더(60a,60b)는 각각 도 1에 나타내는 바와 같이, 외부전극(12a,12b)과 랜드전극(54a,54b) 사이의 틈을 메우고 있는 동시에, 외부전극(12a,12b)의 측면(S3,S4)을 덮고 있는 부분을 따라 z축 방향의 정방향측을 향해 연장되어 있다.

그런데, 실장 구조(1)는 어쿠스틱 노이즈를 저감하는 동시에, 회로 설계의 자유도를 향상시키기 위해 이하에 설명하는 구조를 가지고 있다. 우선, 랜드전극(54a,54b)의 z축 방향의 정방향측의 면(상면)으로부터 솔더(60a,60b)의 정상까지의 높이를 H1로 정의한다. 솔더(60a,60b)의 정상이란, 외부전극(12a,12b)의 측면(S3,S4)상에 연장되어 있는 솔더(60a,60b)의 z축 방향의 정방향측의 단부를 의미하고 있다. 또한 높이란, z축 방향에 있어서의 거리를 의미하고 있다. 이하에서는, 랜드전극(54a,54b)의 z축 방향의 정방향측의 면(상면)으로부터 솔더(60a,60b)의 정상까지의 높이(H1)를 솔더 필렛 높이라고도 칭한다. 또한 랜드전극(54a,54b)으로부터 콘덴서 도체(30a~30d,32a~32d)가 단면(S3,S4)으로부터 노출되어 있는 부분까지의 최단 거리를 H2로 한다. H2는 바꾸어 말하면 랜드전극(54a,54b)으로부터 회로 기판(50)의 가장 가까이에 위치하는 콘덴서 도체(32d)가 단면(S3)으로부터 노출되어 있는 부분까지의 높이이다. 이때, H1은 H2의 1.27배 이하이다.

(전자부품의 제조방법)

다음으로, 전자부품(10)의 제조방법에 대하여 설명한다. 또한 도면은 도 3 및 도 4를 참조한다.

우선, BaTiO3 등의 세라믹 분말에 대하여, 바인더 및 유기 용제를 첨가하여 볼밀에 투입하고, 습식 조합(調合)을 행하여 세라믹 슬러리를 얻는다. 얻어진 세라믹 슬러리를 닥터 블레이드법에 의해, 캐리어 시트상에 시트상으로 형성하여 건조시켜, 세라믹층(17)이 될 세라믹 그린시트를 제작한다. 세라믹층(17)이 될 세라믹 그린시트의 두께는 소성 후의 세라믹층의 두께가 0.5㎛이상 10㎛이하가 되는 두께인 것이 바람직하다. 또한 세라믹 분말의 주성분은 CaTiO3, SrTiO3, CaZrO3 등이어도 된다. 또한 세라믹 분말의 부성분으로서, Mn 화합물, Mg 화합물, Si 화합물, Co 화합물, Ni 화합물, 희토류 화합물 등이 첨가되어 있어도 된다.

다음으로, 세라믹층(17)이 될 세라믹 그린시트상에, 도전성 재료로 이루어지는 페이스트를 스크린 인쇄법으로 도포함으로써, 콘덴서 도체(30,32)를 형성한다. 도전성 재료로 이루어지는 페이스트는 금속 분말에 유기 바인더 및 유기 용제가 첨가된 것이다. 금속 분말은 예를 들면 Ni, Cu, Ag, Pd, Ag-Pd 합금, Au 등이다. 소성 후의 콘덴서 도체(30,32)의 두께는 0.3㎛이상 2.0㎛이하인 것이 바람직하다.

다음으로, 세라믹층(17)이 될 세라믹 그린시트를 적층하여 미소성의 마더 적층체를 얻는다. 이 후, 미소성의 마더 적층체에 대하여 프레스를 실시한다.

다음으로, 미소성의 마더 적층체를 소정 치수로 컷트하여, 복수의 미소성의 적층체(11)를 얻는다. 이 후, 적층체(11)의 표면에 배럴 연마 가공 등의 연마 가공을 실시한다.

다음으로, 미소성의 적층체(11)를 소성한다. 소성 온도는 예를 들면 1200~1300℃이다.

다음으로, 적층체(11)에 외부전극(12)을 형성한다. 구체적으로는, 주지의 딥법이나 슬릿 공법 등에 의해, 적층체(11)의 표면에 Cu, Ni, Ag, Pd, Ag-Pd 합금, Au 등을 함유하는 도전성 페이스트를 도포한다. 그리고, 하지(下地)전극을 베이킹하여 하지전극을 형성한다. 하지전극상에는 Ni 도금 및 Sn 도금을 실시한다. 이것에 의해, 외부전극(12)이 형성된다. 이상의 공정에 의해 전자부품(10)이 완성된다.

이상과 같이 제조된 전자부품(10)은 회로 기판(50)상에 실장된다. 기판 본체(52)는 예를 들면 유리 에폭시 등으로 이루어지는 절연체층이 복수 적층되어 구성되어 있다. 또한 랜드전극(54)은 Cu로 이루어지는 하지전극에 도금이 실시되어 구성되어 있다. 실장시에는 랜드전극(54)에 솔더 페이스트를 도포한다. 다음으로, 바닥면(S2)이 기판 본체(52)의 주면(S11)과 대향하도록, 랜드전극(54)상에 외부전극(12)을 세트한다. 이때, 바닥면(S2)과 주면(S11)은 평행하게 되어 있는 것이 바람직하다. 이 후, 리플로우 공정을 행하여 솔더 페이스트를 용융시킨 후, 솔더 페이스트를 고화(固化)시킨다. 이것에 의해, 전자부품(10)이 회로 기판(50)상에 실장된다.

또한 솔더 페이스트에는 예를 들면 Sn-Pb 공정(共晶) 솔더나, Sn-Ag-Cu 등의 납 프리 솔더를 사용하는 것이 가능하다. 또한 솔더(60) 대신에 도전성 접착제가 사용되어도 된다.

(효과)

이상의 실장 구조(1)에 의하면, 이하에 설명하는 바와 같이, 회로 설계에 있어서 높은 자유도를 얻으면서 어쿠스틱 노이즈를 저감할 수 있다. 도 5는 실장 구조(1)에 있어서, 전자부품(10)이 진동하고 있는 모습을 나타낸 도면이다.

특허문헌 1에 기재된 적층 세라믹 콘덴서의 회로 기판 실장방법에서는, 어쿠스틱 노이즈의 저감을 위해, 2개의 콘덴서가 회로 기판의 양면에 실장되어 있으므로, 회로 설계의 자유도가 낮아진다는 문제가 있었다.

그리하여, 실장 구조(1)에서는, 랜드전극(54a,54b)의 z축 방향의 정방향측의 면으로부터 솔더(60a,60b)의 정상까지의 높이(필렛 높이)(H1)는, 랜드전극(54a,54b)으로부터 회로 기판(50)의 가장 가까이에 위치하는 콘덴서 도체(32d)가 단면(S3)으로부터 노출되어 있는 부분까지의 높이(H2)의 1.27배 이하로 되어 있다. 이것에 의해, 실장 구조(1)는 이하에 설명하는 바와 같이 전자부품(10)을 2개 사용하지 않고, 어쿠스틱 노이즈의 저감을 실현할 수 있다.

보다 상세하게는, 실장 구조(1)에서는, 콘덴서 도체(30,32)가 마련되어 있는 부분에서 발생한 진동이 솔더(60) 및 랜드전극(54)을 전파됨으로써, 회로 기판(50)이 진동하여 어쿠스틱 노이즈가 발생한다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 전자부품(10)은 단면(S3,S4)의 z축 방향의 중심에 가까워짐에 따라 크게 진동한다. 그리하여, 실장 구조(1)에서는, 진동의 전파 경로가 되고 있는 솔더(60)는 진동원인 단면(S3,S4)의 z축 방향의 중심으로부터 떨어져 있다. 이것에 의해, 전자부품(10)에 있어서 발생한 진동이 회로 기판(50)에 전파되기 어려워진다. 그 결과, 실장 구조(1)에서는 어쿠스틱 노이즈가 저감된다.

(실험)

본원 발명자는 실장 구조(1)가 발휘하는 효과를 보다 명확하게 하기 위해, 이하에 설명하는 실험을 행하였다. 구체적으로는, 본원 발명자는 이하에 설명하는 제1의 시료군 및 제2의 시료군을 제작하였다. 또한 제1의 시료군 및 제2의 시료군에서는, 이하의 조건에 나타내는 바와 같이, 필렛 높이(H1)을 복수 종류로 변경하였다.

제1의 시료군의 조건

회로 기판의 사이즈: 100mm×40mm×1.6mm

전자부품의 외형 치수: 1.75mm×0.95mm×0.91mm

전자부품의 용량: 22μF

세라믹층의 두께: 0.94㎛

콘덴서 도체의 두께: 0.58㎛

콘덴서 도체의 매수: 491

적층체의 높이(H0)(도 1 참조): 0.87mm

필렛 높이: 0.08mm, 0.16mm, 0.32mm, 0.5mm, 0.6mm, 0.8mm의 6종류

외부전극과 랜드전극의 틈(H3)(도 1 참조): 0.05mm

외부전극의 두께(H4)(도 1 참조): 20㎛

회로 기판의 가장 가까이에 위치하는 외부전극에서 적층체의 바닥면까지의 거리(외층 두께)(H5)(도 1 참조): 56㎛

또한 제1의 시료군에서는, 랜드전극으로부터 회로 기판의 가장 가까이에 위치하는 콘덴서 도체가 단면으로부터 노출되어 있는 부분까지의 높이(H2)는 H3, H4 및 H5의 합계(126㎛)이다.

제2의 시료군의 조건

회로 기판의 사이즈: 100mm×40mm×1.6mm

전자부품의 외형 치수: 2.11mm×1.35mm×1.31mm

전자부품의 용량: 47μF

세라믹층의 두께: 0.94㎛

콘덴서 도체의 두께: 0.62㎛

콘덴서 도체의 매수: 671

적층체의 높이(H0)(도 1 참조): 1.26mm

필렛 높이: 0.08mm, 0.21mm, 0.4mm, 0.75mm, 1.2mm의 5종류

외부전극과 랜드전극의 틈(H3)(도 1 참조): 0.05mm

외부전극의 두께(H4)(도 1 참조): 25㎛

회로 기판의 가장 가까이에 위치하는 외부전극에서 적층체의 바닥면까지의 거리(외층 두께)(H5)(도 1 참조): 90㎛

*또한 제2의 시료군에서는, 랜드전극으로부터 회로 기판의 가장 가까이에 위치하는 콘덴서 도체가 단면으로부터 노출되어 있는 부분까지의 높이(H2)는 H3, H4 및 H5의 합계(165㎛)이다.

이상과 같이 구성된 제1의 시료군 및 제2의 시료군을 사용하여, 음압 레벨의 억제량을 측정하였다. 도 6은 음압 레벨의 측정장치(71)의 구성도이다.

본원 발명자는 실장 구조(1)(제1의 시료군 및 제2의 시료군)를 무향(無響) 상자(73) 내에 설치하고, 전자부품(10)에 대하여, 3kHz의 주파수 및 1Vpp의 전압을 가지는 교류 전압을 인가하였다. 그리고, 그때에 발생하는 어쿠스틱 노이즈를 집음(集音) 마이크(74)로 집음하고, 집음계(76) 및 FET 애널라이저(78)(가부시키가이샤 오노솟키 제품 CF-5220)로 집음된 소리의 음압 레벨을 측정하였다. 집음 마이크(74)는 회로 기판(50)으로부터 3mm만큼 떨어져서 설치하였다. 도 7은 실험 결과를 나타낸 그래프이다. 종축은 음압 레벨의 억제량을 나타내고, 횡축은 H1/H2의 값을 나타내고 있다. 음압 레벨의 억제량이란, H1/H2=8일 때의 음압 레벨에 대한 억제량이다.

도 7에 의하면, 제1의 시료군 및 제2의 시료군 모두 H1/H2가 1.27 이하인 경우에는, H1/H2가 1.27보다 큰 경우에 비해, 음압 레벨의 억제량이 비약적으로 크게 되어 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 실험에 의하면, H1을 H2의 1.27배 이하로 함으로써, 어쿠스틱 노이즈를 저감할 수 있는 것을 이해할 수 있다.

(제1의 변형예, 도 8 참조)

이하에 제1의 변형예인 실장 구조(1a)에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 도 8은 제1의 변형예인 실장 구조(1a)의 단면 구조도이다.

본 실장 구조(1a)와 상기 실장 구조(1)의 차이점은 콘덴서 도체(30,32)의 위치이다. 보다 상세하게는, 실장 구조(1a)의 콘덴서 도체(30,32)는 실장 구조(1)의 콘덴서 도체(30,32)보다도 z축 방향의 정방향측에 위치하고 있다. 즉, 바닥면(S2)과 콘덴서 도체(32d)의 거리는 상면(S1)과 콘덴서 도체(30a)의 거리보다도 크다. 이것에 의해, 실장 구조(1a)에서는 실장 구조(1)보다도, 랜드전극(54a,54b)으로부터 회로 기판(50)의 가장 가까이에 위치하는 콘덴서 도체(32d)가 단면(S3)으로부터 노출되어 있는 부분까지의 높이(H2)가 커진다. 그 결과, 실장 구조(1a)에서는 실장 구조(1)보다도 H1/H2가 작아진다. 따라서, 실장 구조(1a)에서는 보다 효과적으로 어쿠스틱 노이즈가 저감된다.

(제2의 변형예, 도 9 참조)

다음으로, 제2의 변형예인 실장 구조(1b)에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 도 9(A), (B)는 각각 실장 구조(1b)에 사용되는 전자부품(10b)을 나타내고 있다.

상기 제1의 변형예에서 사용되고 있는 전자부품(1a)에서는, 바닥면(S2)과 콘덴서 도체(32d)의 거리를, 상면(S1)과 콘덴서 도체(30a)의 거리보다도 크게 하고 있기 때문에, 즉 하측의 외층 부분이 상측의 외층 부분보다도 두꺼워 비대칭이 되기 때문에, 전자부품(10a)의 제조 공정에 있어서 마더 적층체로 했을 때에, 열이 가해지면 마더 적층체가 전체적으로 휘어버려 가공할 수 없게 될 우려가 있다.

그리하여, 본 제2의 변형예인 실장 구조(1b)에서는, 적당 매수의 더미 도체(31)를 바닥면(S2)과 콘덴서 도체(32d) 사이의 세라믹층에 마련하도록 하였다. 더미 도체(31)는, 도 9(A)에 나타내는 바와 같이, x축 방향의 중앙 부분에서 분리되어, 양단부가 외부전극(12a,12b)에 접속되어 있어도 되고, 혹은 도 9(B)에 나타내는 바와 같이, 외부전극(12a,12b)과는 접속되지 않고, x축 방향의 중앙 부분에 전기적으로는 절연 상태로 배치되어 있어도 된다. 또한 더미 도체(31)는 외부전극(12a,12b)의 어느 하나랑만 접속되어 있어도 된다.

제2의 변형예에 의하면, 적층체(11)에 있어서, 비교적 두께가 있는 세라믹층으로만 이루어지는 하측의 외층 부분에 더미 도체(31)를 마련하기 때문에, 상기 외층 부분이 단단해져 적층체(11)가 휘어버리는 문제를 해소할 수 있다.

(제3의 변형예, 도 10 및 도 11 참조)

이하에 제3의 변형예인 실장 구조(1c)에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 도 10은 제3의 변형예인 실장 구조(1c)를 평면으로 본 도면이다.

본 실장 구조(1c)와 상기 실장 구조(1)의 차이점은 랜드전극(54)의 구조이다. 실장 구조(1c)에서는, 랜드전극(54a)은 랜드부(70a,72a)로 분할되어 있다. 랜드부(70a,72a)는 직사각형상을 이루고 있고, y축 방향의 부방향측으로부터 정방향측으로 이 순서로 나열되어 있다. 그리고, 랜드부(70a,72a)는 각각 z축 방향(기판 본체(50)의 법선방향)으로부터 평면으로 보았을 때에, 적층체(11)의 서로 이웃하는 모퉁이와 포개어져 있다. 보다 상세하게는, 랜드부(70a,72a)는 z축 방향으로부터 평면으로 보았을 때에, 적층체(11)의 x축 방향의 부방향측의 단변의 양단에 위치하는 모퉁이와 포개어져 있다. 랜드부(70a,72a)는 각각 솔더(61a,62a)를 통해 외부전극(12a)에 접속되어 있다.

단, 랜드부(70a,72a)는 z축 방향으로부터 평면으로 보았을 때에, 단면(S3)의 중심(대각선의 교점)과 포개어져 있지 않다. 따라서, 솔더(61a,62a)는 z축 방향으로부터 평면으로 보았을 때에 단면(S3)의 중심과는 포개어져 있지 않다.

또한 랜드전극(54b)은 랜드부(70b,72b)로 분할되어 있다. 랜드부(70b,72b)는 직사각형상을 이루고 있고, y축 방향의 부방향측으로부터 정방향측으로 이 순서로나열되어 있다. 그리고, 랜드부(70b,72b)는 각각 z축 방향(기판 본체(50)의 법선방향)으로부터 평면으로 보았을 때에, 적층체(11)의 서로 이웃하는 모퉁이와 포개어져 있다. 보다 상세하게는, 랜드부(70b,72b)는 z축 방향으로부터 평면으로 보았을 때에, 적층체(11)의 x축 방향의 정방향측의 단변의 양단에 위치하는 모퉁이와 포개어져 있다. 랜드부(70b,72b)는 각각 솔더(61b,62b)를 통해 외부전극(12b)에 접속되어 있다.

단, 랜드부(70b,72b)는 z축 방향으로부터 평면으로 보았을 때에, 단면(S4)의 중심(대각선의 교점)과 포개어져 있지 않다. 따라서, 솔더(61b,62b)는 z축 방향으로부터 평면으로 보았을 때에 단면(S4)의 중심과는 포개어져 있지 않다.

실장 구조(1c)는, 이하에 설명하는 바와 같이, 상기 실장 구조(1)보다도 어쿠스틱 노이즈를 저감할 수 있다. 실장 구조(1c)에서는, 랜드전극(54)은 각각 랜드부(70,72)로 분할되어 있다. 이것에 의해, 실장 구조(1c)에 있어서 외부전극(12)과 랜드전극(54)이 솔더(61,62)에 의해 접속되어 있는 면적은, 실장 구조(1)에 있어서 외부전극(12)과 랜드전극(54)이 솔더(60)에 의해 접속되어 있는 면적보다도 작아진다. 그 결과, 실장 구조(1c)에서는, 실장 구조(1)보다도, 전자부품(10)에서 발생한 진동이 회로 기판(50)에 전달되기 어려워진다. 그 결과, 실장 구조(1c)에서는 실장 구조(1)보다도 어쿠스틱 노이즈가 저감된다.

또한 전자부품(10)에 교류 전압이 인가되면, 단면(S3,S4)의 중심(대각선의 교점)이 크게 진동한다. 그 때문에, 단면(S3,S4) 중심의 바로 밑이 랜드전극(54)에 고정되어 있으면, 전자부품(10)으로부터 회로 기판(50)에 진동이 전해지기 쉽다. 그리하여, 전자부품(10)에서는 랜드전극(54)이 랜드부(70,72)로 분할되어 있다. 랜드부(70,72)는 z축 방향으로부터 평면으로 보았을 때에, 단면(S3,S4)의 중심과는 포개어져 있지 않다. 따라서, 솔더(61,62)는 z축 방향으로부터 평면으로 보았을 때에, 단면(S3,S4)의 중심과는 포개어져 있지 않다. 이것에 의해, 전자부품(10)으로부터 회로 기판(50)에 진동이 전달되는 것이 억제되고 있다.

본원 발명자는 실장 구조(1c)가 발휘하는 효과를 보다 명확히 하기 위해, 이하에 설명하는 실험을 행하였다. 보다 상세하게는, 본원 발명자는 이하에 설명하는 제1의 샘플 및 제2의 샘플을 제작하고, 제1의 샘플 및 제2의 샘플의 전자부품(10)에 대하여 1Vpp의 전압을 가지는 교류 전압을 인가하여, 주파수를 변화시키면서 음압을 측정하였다.

제1의 샘플은 도 1에 나타내는 실장 구조(1)이다. 제2의 샘플은 도 10에 나타내는 실장 구조(1c)이다. 도 11은 실험 결과를 나타낸 그래프이다. 종축은 음압 레벨을 나타내고, 횡축은 주파수를 나타내고 있다.

도 11에 의하면, 제1의 샘플의 음압 레벨보다도 제2의 샘플의 음압 레벨 쪽이 작게 되어 있는 것을 알 수 있다. 즉, 랜드전극(54)이 분할됨으로써 어쿠스틱 노이즈가 저감되어 있는 것을 이해할 수 있다.

(제2의 실시형태, 도 12~도 15 참조)

이하에 제2의 실시형태인 실장 구조(2)에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 도 12는 제2의 실시형태인 실장 구조(2)의 단면 구조도이다. 도 13은 도 12의 실장 구조(2)를 z축 방향의 정방향측으로부터 평면으로 본 도면이다.

본 실장 구조(2)와 상기 실장 구조(1)의 차이점은 전자부품(10)의 방향이다. 실장 구조(2)에서는, 적층방향과 직교하는 방향의 한쪽측에 위치하는 측면(S5)이 실장면이다. 본 제2의 실시형태에서는 적층방향을 y축 방향으로 정의한다. 또한 적층체(11)를 y축 방향으로부터 평면으로 보았을 때에, 적층체(11)의 장변이 연장되어 있는 방향을 x축 방향으로 정의한다. 적층체(11)를 y축 방향으로부터 평면으로 보았을 때에 적층체(11)의 단변이 연장되어 있는 방향을 z축 방향으로 정의한다.

또한 도 13에 나타내는 바와 같이, 실장 구조(2)에서는, 랜드전극(54a)은 랜드부(70a,72a)로 분할되어 있다. 랜드부(70a,72a)는 직사각형상을 이루고 있고, y축 방향의 부방향측으로부터 정방향측으로 이 순서로 나열되어 있다. 그리고, 랜드부(70a,72a)는 각각 z축 방향(기판 본체(50)의 법선방향)으로부터 평면으로 보았을 때에, 적층체(11)의 서로 이웃하는 모퉁이와 포개어져 있다. 보다 상세하게는, 랜드부(70a,72a)는 z축 방향으로부터 평면으로 보았을 때에, 적층체(11)의 x축 방향의 부방향측의 단변의 양단에 위치하는 모퉁이와 포개어져 있다. 랜드부(70a,72a)는 각각 솔더(61a,62a)를 통해 외부전극(12a)에 접속되어 있다.

단, 랜드부(70a,72a)는 z축 방향으로부터 평면으로 보았을 때에, 단면(S3)의 중심(대각선의 교점)과 포개어져 있지 않다. 따라서, 솔더(61a,62a)는 z축 방향으로부터 평면으로 보았을 때에 단면(S3)의 중심과는 포개어져 있지 않다.

또한 랜드전극(54b)은 랜드부(70b,72b)로 분할되어 있다. 랜드부(70b,72b)는 직사각형상을 이루고 있고, y축 방향의 부방향측으로부터 정방향측으로 이 순서로 나열되어 있다. 그리고, 랜드부(70b,72b)는 각각 z축 방향(기판 본체(50)의 법선방향)으로부터 평면으로 보았을 때에, 적층체(11)의 서로 이웃하는 모퉁이와 포개어져 있다. 보다 상세하게는, 랜드부(70b,72b)는 z축 방향으로부터 평면으로 보았을 때에, 적층체(11)의 x축 방향의 정방향측의 단변의 양단에 위치하는 모퉁이와 포개어져 있다. 랜드부(70b,72b)는 각각 솔더(61b,62b)를 통해 외부전극(12b)에 접속되어 있다.

단, 랜드부(70b,72b)는 z축 방향으로부터 평면으로 보았을 때에, 단면(S4)의 중심(대각선의 교점)과 포개어져 있지 않다. 따라서, 솔더(61b,62b)는 z축 방향으로부터 평면으로 보았을 때에 단면(S4)의 중심과는 포개어져 있지 않다.

(효과)

이상의 실장 구조(2)에 의하면, 이하에 설명하는 바와 같이, 회로 설계에 있어서 높은 자유도를 얻으면서, 어쿠스틱 노이즈를 저감할 수 있다. 도 14는 실장 구조(2)에 있어서, 전자부품(10)이 진동하고 있는 모습을 나타낸 도면이다.

실장 구조(2)에서는, 전자부품(10)에 교류 전압이 인가되면, 도 14에 나타내는 바와 같이, 단면(S3,S4)의 중심(대각선의 교점)이 크게 진동한다. 그 때문에, 단면(S3,S4) 중심의 바로 밑(z축 방향의 부방향측)이 랜드전극(54)에 고정되어 있으면, 전자부품(10)으로부터 회로 기판(50)에 진동이 전해지기 쉽다. 그리하여, 실장 구조(2)에서는, 랜드전극(54)이 랜드부(70,72)로 분할되어 있다. 랜드부(70,72)는 z축 방향으로부터 평면으로 보았을 때에 진동원인 단면(S3,S4)의 중심과는 포개어져 있지 않다. 따라서, 솔더(61,62)는 z축 방향으로부터 평면으로 보았을 때에, 진동원인 단면(S3,S4)의 중심과는 포개어져 있지 않다. 즉, 실장 구조(2)에서는, 진동의 전파 경로가 되고 있는 솔더(61,62)는 진동원인 단면(S3,S4)의 중심으로부터 떨어져 있다. 이것에 의해, 전자부품(10)에 있어서 발생한 진동이 회로 기판(50)에 전해지기 어려워진다. 그 결과, 실장 구조(2)에서는 어쿠스틱 노이즈가 저감된다.

본원 발명자는 실장 구조(2)가 발휘하는 효과를 보다 명확하게 하기 위해, 이하에 설명하는 실험을 행하였다. 보다 상세하게는, 본원 발명자는 이하에 설명하는 제3의 샘플 및 제4의 샘플을 제작하고, 제3의 샘플 및 제4의 샘플의 전자부품(10)에 대하여 1Vpp의 전압을 가지는 교류 전압을 인가하여, 주파수를 변화시키면서 음압을 측정하였다.

제3의 샘플은 도 12에 나타내는 실장 구조(2)이다. 제4의 샘플은 도 12 및 도 14에 나타내는 실장 구조(2)에 있어서, 랜드전극(54)이 분할되어 있지 않은 회로 기판에 전자부품(10)이 도 12에 나타내는 바와 같이 실장된 실장 구조이다. 도 15는 실험 결과를 나타낸 그래프이다. 종축은 음압 레벨을 나타내고, 횡축은 주파수를 나타내고 있다.

도 15에 의하면, 제4의 샘플의 음압 레벨보다도 제3의 샘플의 음압 레벨 쪽이 작게 되어 있는 것을 알 수 있다. 이것에 의해, 실장 구조(2)에 있어서, 랜드전극(54)이 분할됨으로써 어쿠스틱 노이즈가 저감되어 있는 것을 이해할 수 있다.

(다른 실시형태)

또한 본 발명에 따른 전자부품은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 그 요지의 범위 내에서 다양하게 변경할 수 있다.

특히 상기 제2실시형태(도 12~도 15 참조)에서 2개의 랜드부로 분할되어 있는 랜드전극(54a,54b)은 어느 한쪽만 분할되어 있어도 된다.

이상과 같이, 본 발명은 전자부품(특히 적층형 콘덴서)에 유용하고, 특히 회로 설계에 있어서 높은 자유도를 얻으면서, 어쿠스틱 노이즈를 저감할 수 있는 점에서 뛰어나다.

C: 콘덴서 S1: 상면
S2: 바닥면 S3, S4: 단면
10: 전자부품 11: 적층체
12a, 12b: 외부전극 17a~17n: 세라믹층
30a~30d, 32a~32d: 콘덴서 도체

Claims (4)

  1. 전자부품이 기판상에 실장되어 있는 실장 구조로서,
    상기 전자부품은,
    복수의 유전체층이 적층되어 구성되어 있는 적층체로서, 상기 기판에 대향하면서, 적층방향의 한쪽측에 위치하는 실장면, 및 서로 대향하는 제1의 단면 및 제2의 단면을 가지는 직방체상의 적층체와,
    상기 유전체층과 함께 적층됨으로써 콘덴서를 형성하면서, 상기 제1의 단면 또는 상기 제2의 단면에 인출되어 있는 복수의 콘덴서 도체와,
    상기 제1의 단면 및 상기 실장면에 걸쳐 마련되면서, 상기 콘덴서 도체와 접속되어 있는 제1의 외부전극과,
    상기 제2의 단면 및 상기 실장면에 걸쳐 마련되면서, 상기 콘덴서 도체와 접속되어 있는 제2의 외부전극을 포함하고 있고,
    상기 기판은,
    기판 본체와,
    상기 기판 본체상에 마련되어 있는 제1의 랜드전극 및 제2의 랜드전극으로서, 상기 제1의 외부전극 및 상기 제2의 외부전극의 각각과 도전성 재료에 의해 접속되어 있는 제1의 랜드전극 및 제2의 랜드전극을 포함하고 있으며,
    상기 실장면과 상기 실장면에 가장 가까운 상기 콘덴서 도체까지의 거리는, 상기 실장면과 대향하는 면과 상기 면에 가장 가까운 상기 콘덴서 도체까지의 거리보다도 큰 것을 특징으로 하는 실장 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1의 랜드전극 또는 상기 제2의 랜드전극으로부터 상기 콘덴서 도체가 상기 제1의 단면 또는 상기 제2의 단면에 노출되어 있는 부분까지의 최단 거리는, 상기 제1의 랜드전극 또는 상기 제2의 랜드전극으로부터 상기 기판의 가장 가까이에 위치하는 상기 콘덴서 도체가 상기 제1의 단면 또는 상기 제2의 단면에 노출되어 있는 부분까지의 높이인 것을 특징으로 하는 실장 구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 실장면과 상기 실장면에 가장 가까운 상기 콘덴서 도체 사이에 더미 도체가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 실장 구조.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유전체층 및 상기 콘덴서 도체는, 상기 바닥면 및 상기 상면과 평행하게 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 실장 구조.
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