TWI424454B - Chip type electronic parts - Google Patents

Description

晶片型電子零件

本發明涉及晶片型電子部件。

近年來，因為謀求電子裝置的小型化，故增高了對裝載於電子裝置的電子部件的小型化的要求，特別是，正在推進安裝於安裝基板上而使用的晶片型電子部件的小型化。作為這種晶片型電子部件，已知備有：含有內部電路要素的晶片主體，和分別位於該晶片主體的兩端部分且與內部電路要素電連接的一對端子電極。

可是，這種晶片型電子部件，例如，經過回流(reflow)焊接步驟，兩端部的端子電極分別焊接在安裝基板的焊盤(pad)上而表面安裝。這些晶片型電子部件因為質量小，故在回流焊接步驟中，容易在熔融的焊接料上移動。因此，有時晶片型電子部件在電路基板上在水平方向上旋轉，或有時晶片型電子部件在電路基板上直立。特別是，如果在晶片型電子部件直立的狀態(所謂晶片直立(tombstone)狀態)下焊料固化，則會切斷晶片型電子部件與電路基板的焊盤的電連接，喪失晶片型電子部件在電路基板上的功能。因此，外形尺寸小的晶片型電子部件，會有因為質量小而引起安裝不良的缺陷。

因此，在日本特開平10－22164號公報中所述的晶片型電子部件中，在從陶瓷元件(晶片主體)的長邊方向兩端面包圍周圍面的外部電極(端子電極)的肩部帶有曲率半徑60 μm以下的圓角，並且在外部電極的陶瓷元件的端面上形成部分的大致中央部上，設置有與其周邊部之間形成5~35 μm的階差的突出部，由此抑制、防止產生晶片直立。在日本特開2002－25850號公報中所述的晶片型電子部件中，在晶片部件的上下側面與前後的側面處輪廓所形成的端面面內，形成未由焊料沾濕的無電極部，由此降低引起晶片直立的熔融焊料的表面張力的力矩(moment)，防止晶片直立。

本發明課題在於提供一種可以抑制產生安裝不良，並且具優秀耐熱衝擊性的晶片型電子部件。

在日本特開平10－22164號公報和日本特開2002－25850號公報中所述的晶片型電子部件中，存在著以下問題。在特開平10－22164號公報中所述的晶片型電子部件中，在端子電極上設置突出部，因此違背了對晶片型電子部件的小型化的要求。在日本特開2002－25850號公報中所述的晶片型電子部件中，必須形成無電極部，因此使得端子電極的形狀複雜化，製造變得困難。

因此，本發明者，首先著眼於端子電極當中的，與電路基板相對的一個側面，也就是在安裝面上所形成的電極部分，針對可以抑制產生安裝不良的晶片型電子部件進行鑽研。結果，本發明者發現通過加長設定在安裝面上沿著與一對端子電極相對方向的上述電極部分離開安裝面的邊緣部的長度，可以抑制晶片直立的新的事實。

在將晶片型電子部件焊接到電路基板上時，存在於上述電極部分與電路基板的焊盤之間的焊料帶來將晶片型電子部件拉向電路基板側的力，會作用於晶片型電子部件的兩端部分。因此，如果加長設定上述電極部分離開安裝面的邊緣部的長度，則會增大將晶片型電子部件拉向電路基板的力，從而抑制產生晶片直立。

可是，在通過焊接等將晶片型電子部件安裝於電路基板時，在晶片型部件上施加熱衝擊。通常，晶片主體由陶瓷構成。因而，在施加熱衝擊時，在晶片型電子部件中，端子電極比晶片主體容易收縮。此收縮應力集中在端子電極的邊緣部周邊，有在晶片主體上產生從該端子電極的邊緣周邊開裂之虞。此外，晶片型電子部件安裝在電路基板上後，在周圍的溫度急劇變化時，因晶片主體、端子電極、焊料、電路基板，各個的熱膨脹係數差而引起應力吸收不充分，同樣，存在著在晶片主體上產生從該端子電極的緣部周邊開裂的危險。

因此，本發明者，還鑽研耐熱衝擊性優異的晶片型電子部件。結果，本發明者還發現通過加長設定上述電極部分離開安裝面的緣部的長度，在晶片主體上容易產生裂縫(crack)的新的事實。

如果加長設定上述電極部分離開安裝面的緣部的長度，則上述電極部分與電路基板的接觸面積增大，並且上述電極部分與晶片主體的接觸面積增大。因此，從電路基板或上述電極部分作用的應力未被充分地吸收而作用於晶片主體，可能容易在晶片主體上產生裂縫。而且，上述應力，特別可能容易集中在晶片主體的棱附近。

根據此一研究結果，本發明的晶片型電子部件，備有包括內部電路要素的晶片主體，和分別位於該晶片主體的兩端部分且與內部電路要素電連接的一對端子電極，其中晶片主體，其一個側面作為與電路基板相對的安裝面，一對端子電極包括在安裝面上形成的電極部分，以垂直於安裝面的方向為第一方向，以在安裝面上與一對端子電極相對的方向為第二方向，以垂直於第一方向與第二方向的方向為第三方向，從電極部分的第三方向上的中央區域處的安裝面的邊緣部沿著第二方向的第一長度，設定得比從電極部分的第三方向的兩端區域處的安裝面的邊緣部沿著第二方向的第二長度長。

在本發明的晶片型電子部件中，由於從電極部分的第三方向上的中央區域處的安裝面的邊緣部沿著第二方向的第一長度，被設定成大於從電極部分的第三方向的兩端區域處的安裝面的邊緣部沿著第二方向的第二長度，所以可以抑制產生晶片直立，並且可以提高耐熱衝擊性。

較佳為第一長度設定在160 μm以上，第一長度與第二長度之差設定在10 μm以上。此時，可以可靠地抑制產生晶片直立，並且可以進一步提高耐熱衝擊性。

較佳為第一長度設定在200 μm以下。此時，可以抑制一對端子電極短路。

較佳為第一長度與第二長度之差設定在50 μm以下。此時，可以抑制晶片型電子部件在電路基板上水平方向上的旋轉。

較佳為晶片主體呈立方體形狀，第三方向為晶片主體的長邊方向。此外，較佳為晶片主體呈立方體形狀，其長邊方向的長度(L)，高度方向的長度(H)，寬度方向的長度(W)分別為L1.0 mm，H0.5 mm，W0.5 mm。

本發明可以抑制產生安裝不良，並且可以提供耐熱衝擊性優異的晶片型電子部件。

根據以下給出的詳細說明和附圖，可以更加充分理解本發明，這些附圖和詳細說明只是用來說明本發明，並不是對本發明的限制。

由下述詳細說明，可以顯而易見本發明的更廣泛的使用範圍。然而，應該指出，當指明本發明的優選實施方式時，詳細說明和具體示例僅用來說明，因而對本領域的技術人員來說根據此詳細說明，在本發明的精神和範圍內進行的各種變更和修改都是顯而易見的。

下面，參照附圖，詳細說明本發明的晶片型電子部件的較佳實施方式。再者，在說明中，對同一要素或具有同一功能的要素，使用同一標號，省略重復的說明。本實施方式，是在積層型晶片電容器中適用本發明的例子。

首先，參照圖1~圖4，說明本實施方式的積層型晶片電容器的構成。圖1是表示本實施方式的積層型晶片電容器的立體圖。圖2是用來說明本實施方式的積層型晶片電容器的截面構成的圖。圖3是本實施方式的積層型晶片電容器中包括的晶片主體的分解立體圖。圖4是表示本實施方式的積層型晶片電容器的概略俯視圖。

積層型晶片電容器CC，如圖1中所示，備有立方體形狀的晶片主體1，和一對端子電極11、13。如圖2和圖3中所示，晶片主體1的構成為：第一內部電極23和第二內部電極25隔著介電體層21交互積層。積層型晶片電容器CC的質量為0.0015 mg左右。實際的積層型晶片電容器CC一體化到介電體層21之間的邊界無法以肉眼辨認的程度。在本實施方式中，由第一內部電極23、第二內部電極25和介電體層21構成的電容器作為內部電路要素。

晶片主體1具有第一~第六側面1a~1f。第一側面1a與第二側面1b從X軸方向看，位於相互對向的位置。第三側面1c與第四側面1d從Y軸方向看，位於相互對向的位置。第五側面1e與第六側面1f從Z軸方向看，位於相互對向的位置。第五側面1e是在積層型晶片電容器CC安裝於電路基板(未圖示)時，與該電路基板相對的面(安裝面)。

晶片主體1的X軸方向的長度為0.5 mm。晶片主體1的Y軸方向的長度為1.0 mm。晶片主體1的Z軸方向的長度為0.5mm。積層型晶片電容器CC是所謂「0510」型的積層型晶片電容器。Y軸方向是晶片主體1(積層型晶片電容器CC)的長邊方向。X軸方向是晶片主體1(積層型晶片電容器CC)的寬度方向。Z軸方向是晶片主體1(積層型晶片電容器CC)的高度方向。

第一~第四側面1a~1d均平行於Z軸方向，即第一內部電極23與第二內部電極25的積層方向(以下簡稱為"積層方向")。第五和第六側面1e、1f均垂直於積層方向。

一方的端子電極11位於晶片主體1的第一側面1a側。端子電極11以覆蓋第一側面1a且一部分包圍第三~第六側面1c~1f的方式形成。由此，端子電極11包含有第五側面1e上形成的電極部分11a。

另一方的端子電極13位於晶片主體1的第二側面1b側。端子電極13以覆蓋第二側面1b且一部分包圍第三~第六側面1c~1f的方式形成。由此，端子電極13與端子電極11同樣，包含有在第五側面1e上形成的電極部分13a。

第一內部電極23呈長方形狀。第一內部電極23在與第二側面1b具有規定的間隔的位置上形成，延伸到直到第一側面1a，藉此，第一內部電極23引出到第一側面1a，與一方的端子電極11電連接。

第二內部電極25呈長方形狀。第二內部電極25在與第一側面1a具有規定的間隔的位置上形成，延伸到直到第二側面1b。藉此，第二內部電極25引出到第二側面1b，與另一方的端子電極13電連接。

如圖4所示，一方的端子電極11的電極部分11a與另一方的端子電極13的電極部分13a，在第五側面1e上與X軸方向相對向。第一長度L1是從各端子電極11、13的電極部分11a、13a的Y軸方向的中央區域處的第五側面1e的邊緣部沿著X軸方向的長度。第二長度L2是從各端子電極11、13的電極部分11a、13a的Y軸方向的兩端區域處的第五側面1e的邊緣部沿著X軸方向的長度。第一長度L1被設定成大於第二長度L2。各端子電極11、13中的在第六側面1f上形成的電極部分也與上述電極部分11a、13a相同，從Y軸方向的中央區域處的第六側面1f的邊緣部沿著X軸方向的長度，被設定成大於從Y軸方向的兩端區域處的第六側面1f的邊緣部沿著X軸方向的長度。

如上所述，採用本實施方式，通過將從各端子電極11、13的電極部分11a、13a的Y軸方向的中央區域處的第五側面1e的邊緣部沿著X軸方向的第一長度L1，被設定成大於從各端子電極11、13的電極部分11a、13a的Y軸方向的兩端區域處的第五側面1e的邊緣部沿著X軸方向的第二長度L2，可以抑制積層型晶片電容器CC產生晶片直立，並且可以提高耐熱衝擊性。

此外，在本實施方式中，通過如上所述規定第五側面1e上所形成的電極部分11a、13a的形狀可以抑制產生晶片直立。藉此，沒有必要如日本特開平10－22164號公報中所述的晶片型電子部件在端子電極上設置突出部，不會違背對晶片型電子部件的小型化的要求。此外，在本實施方式中，沒有必要如日本特開2002－25850號公報中所述的晶片型電子部件形成無電極部，不會使得製造變得困難。

這裏，變更第一長度L1的值，確認抑制產生晶片直立的效果。結果如圖5所示。從圖5可以看出，在將第一長度L1設定成150 μm時，產生晶片直立。在將第一長度L1設定在160 μm以上時，不產生晶片直立。因此，通過將第一長度L1設定在160 μm以上，可以防止積層型晶片電容器CC產生晶片直立。再者，第二長度L2分別設定為成為與第一長度L1相同的值。

但，若增大第一長度L1，則第五側面1e上的一方的端子電極11的電極部分11a與另一方的端子電極13的電極部分13a的間隔變窄。結果，存在著一方的端子電極11與另一方的端子電極13短路的危險。因此，變更第一長度L1的值，確認一方的端子電極11與另一方的端子電極13有無短路。結果同樣如圖5所示。從圖5可以看出，在將第一長度L1設為210 μm時，一方的端子電極11與另一方的端子電極13短路。而將第一長度L1設為200 μm以下時，一方的端子電極11與另一方的端子電極13不短路。因此，通過將第一長度L1設在200 μm以下，可以防止一方的端子電極11與另一方的端子電極13短路。再者，第二長度L2分別設定為與第一長度L1相同的值。

接著，變更第一長度L1與第二長度L2之間的差值，確認得到的提高耐熱衝擊性的效果。結果如圖6所示。從圖6可以看出，在將第一長度L1與第二長度L2之差設為5 μm時，進行熱衝擊試驗則在晶片主體1上產生裂縫。而將第一長度L1與第二長度L2之差設為10 μm以上時，即使進行熱衝擊試驗在晶片主體1上也不產生裂縫。因此，通過把第一長度L1與第二長度L2之差設定在10 μm以上，可以提高積層型晶片電容器CC的耐熱衝擊性。再者，將第一長度L1設定為180 μm而變更第二長度L2，藉此變更第一長度L1與第二長度L2之間的差值。

但，若增大第一長度L1與第二長度L2的差值，則電極部分11a、13a與電路基板的接觸面積減小。結果存在著在安裝積層型晶片電容器CC時，積層型晶片電容器CC在電路基板上有朝水平方向旋轉的危險。因此，變更第一長度L1與第二長度L2之差值確認是否會產生積層型晶片電容器CC在水平方向上的旋轉，造成安裝不良。結果同樣如圖6所示。從圖6可以看出，在將第一長度L1與第二長度L2之差設為55 μm時，積層型晶片電容器CC在水平方向上旋轉，產生安裝不良。而將第一長度L1與第二長度L2之差設定在50 μm以下時，不會產生安裝不良。因此，通過將第一長度L1與第二長度L2之差設定在50 μm以下，可以防止積層型晶片電容器CC在水平方向上旋轉產生的安裝不良。

在上述熱衝擊試驗中，對安裝於電路基板的積層型晶片電容器CC重複1000次由下述(i)~(iv)步驟組成的熱處理循環。即，一個熱處理循環由下述步驟組成：(i)在晶片主體的溫度成為－55℃的溫度條件下，將電路基板和積層型晶片電容器CC保持30分的步驟；(ii)在上述保持時間的10%的時間(3分)以內將晶片主體的溫度升溫到125℃的步驟；(iii)在晶片主體的溫度成為125℃的條件下，保持30分的步驟；(iv)在上述保持時間的10%的時間(3分)以內，將晶片主體的溫度降溫到－55℃的步驟。此處，電路基板取為玻璃鋼(以玻璃纖維片材為芯材的環氧樹脂)基板。

一般來說，基於防止晶片主體有裂縫或缺口的目的，將各側面1a~1f的邊界部分形成為曲面。安裝面(在本實施方式中，第五側面1e)與端子電極所在的側面(在本實施方式中，第一和第二側面1a、1b)的邊界部分形成為曲面，則容易有產生晶片直立的傾向。但是，在本實施方式中，確認了即使將第五側面1e與第一和第二側面1a、1b的邊界部分的曲面的曲率半徑設定為20 μm左右，也可以抑制產生晶片直立。

以上，詳細說明了本發明的較佳實施方式，但是本發明不限定於上述實施方式。例如，介電體層21，第一內部電極23和第二內部電極25的層數不限於圖示的個數。

此外，雖然在本實施方式中，一方的端子電極11位於晶片主體1的第一側面1a側，並且另一方的端子電極13位於晶片主體1的第二側面1b側，但是不限於此。例如，也可以一方的端子電極11位於晶片主體1的第三側面1c側，且另一方的端子電極13位於晶片主體1的第四側面1d側。

此外，雖然在本實施方式中，分別在各端子電極11、13的第五和第六側面1e、1f上形成的電極部分中，從Y軸方向的中央區域的各側面1e、1f的邊緣部沿著X軸方向的長度，被設定成大於從Y軸方向的兩端區域的各側面1e、1f的邊緣部沿著X軸方向的長度，但是至少作為安裝面構成的側面上形成的電極部分(在本實施方式中，第五側面1e上形成的電極部分11a、13a)具有上述長度關係即可。

晶片主體1不限於上述「0510」型。例如，晶片主體1也可以是「1005」型，可以是比「0510」型或「1005」型大的主體，也可以是小尺寸的主體。但是，在晶片主體1比「0510」或「1005」型大時，因為具有難以產生由晶片直立引起安裝不良的傾向，故在晶片主體1為「0510」型或「1005」型以下的主體時，可以進一步享有本發明的作用和效果。

本發明不限於積層型晶片電容器，只要是備有：包括內部電路要素的晶片主體，和分別位於該晶片主體的兩端部分且與內部電路要素電連接的一對端子電極的晶片型電子部件，也可以運用於電感器(inductor)、熱敏電阻器(thermistor)、變阻器(varistor)、濾波器(filter)(複合部件)中。

如上所述，很顯然本發明可以進行各種變形。這些變形不能認為是脫離了本發明的精神和範圍，對於本領域的技術人員來說，這些變形很顯然都包括在請求項所限定的範圍內。

1．．．晶片主體

1a~1f．．．第一~第五側面

11．．．端子電極

11a．．．電極部份

13．．．端子電極

13a．．．電極部份

21．．．介電體層

23．．．第一內部電極

25．．．第二內部電極

L1．．．第一長度

L2．．．第二長度

CC．．．積層型晶片電容器

圖1是表示本實施方式的積層型晶片電容器的立體圖。

圖2是用來說明本實施方式的積層型晶片電容器的截面構成的圖。

圖3是本實施方式的積層型晶片電容器中包括的晶片主體的分解立體圖。

圖4是表示本實施方式的積層型晶片電容器的概略俯視圖。

圖5是表示確認產生晶片直立試驗的結果的圖表。

圖6是表示熱衝擊試驗的結果的圖表。

1．．．晶片主體

1a~1e．．．第一~第五側面

11．．．端子電極

11a．．．電極部份

13．．．端子電極

13a．．．電極部份

L1．．．第一長度

L2．．．第二長度

CC．．．積層型晶片電容器

Claims (1)

1. 一種晶片型電子部件，備有：包含內部電路要素且呈立方體形狀的晶片主體，和分別位於該晶片主體的兩端部分且與上述內部電路要素電連接的一對端子電極，上述晶片主體係長度方向的長度比寬度方向的長度長且其一個側面係用作為與電路基板相對的安裝面，上述一對端子電極係分別位於上述晶片主體之寬度方向的兩端部分且包含形成在上述安裝面上的電極部分，以垂直於上述電極部分之上述安裝面的方向為第一方向，以在上述安裝面上與上述一對端子電極相對的方向為第二方向，與上述第一方向與上述第二方向的方向垂直之第三方向的中央區域的上述安裝面的邊緣部起沿著上述第二方向的第一長度，被設定成大於形成於上述安裝面之上述電極部分的上述第三方向的兩端區域的上述安裝面的邊緣部起沿著上述第二方向的第二長度，上述第三方向係上述晶片主體之長度方向，上述晶片主體呈立方體形狀，其長度方向的長度(L)，高度方向的長度(H)，寬度方向的長度(W)分別為L1.0mm，H0.5mm，W0.5mm，上述第一長度係設定在160μm以上200μm以下，上述第一長度與上述第二長度之差係設定在10μm以上50μm以下，上述晶片主體備有：相互對向之第一及第二側面、相互對向之第三及第四側面、和相互對向之第五及第六側 面，上述第一及第二側面係平行於上述晶片主體之長度方向，上述第三及第四側面係平行於上述晶片主體之寬度方向，上述第五側面係上述安裝面，上述第六側面係與上述安裝面對向的側面，上述一對端子電極中一方之端子電極係覆蓋上述第一側面且繞到上述第三、第四、第五及第六側面，上述一對端子電極中另一方之端子電極係覆蓋上述第二側面且繞到上述第三、第四、第五及第六側面，形成於上述第六側面之電極部分之上述第三方向的中央區域的上述第六側面的邊緣部起沿著上述第二方向的長度係設定在上述第一長度，形成於上述第六側面之上述電極部分之上述第三方向的兩端區域的上述第六側面的邊緣部起沿著上述第二方向的長度係設定在上述第二長度。