TWI570753B - 晶片零件構造體及製造方法 - Google Patents

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Description

晶片零件構造體及製造方法
本發明係關於一種具備積層陶瓷電容器與將該積層陶瓷電容器構裝於電路基板時所使用之中介層之晶片零件構造體及製造方法。
現在，晶片零件，尤其是小型積層陶瓷電容器大多利用於行動電話等移動體終端機器。積層陶瓷電容器係由交互積層有內部電極與陶瓷之矩形零件本體與形成在該零件本體之對向兩端之外部電極構成。
以往，一般而言，如專利文獻1所示，積層陶瓷電容器，在移動體終端之電路基板之構裝用焊墊直接載置外部電極，以焊料等接合劑將構裝用焊墊與外部電極接合，藉此電氣物理地連接於電路基板。
然而，積層陶瓷電容器，有時會因施加於該積層陶瓷電容器之電壓變化而產生機械性變形。若產生該變形，則變形傳達至電路基板，使電路基板振動。若該電路基板振動，則會產生人耳聽得見的振動音。
作為解決此之構成，例如，專利文獻2揭示有在構裝用焊墊不直接構裝積層陶瓷電容器。在專利文獻2，使用由絕緣性基板構成之中介層。使用中介層之情形，將積層陶瓷電容器接合在中介層之上面電極，將該中介層之下面電極接合在電路基板之構裝用電極。上面電極與下面電極係藉由貫通中介層之通孔導通。
專利文獻1：日本特開平8-55752號公報
專利文獻2：日本特開2004-134430號公報
然而，在上述專利文獻2之構成，使用在中介層之下面電極之排列方向與上面電極之排列方向交叉、亦即積層陶瓷電容器之外部電極之排列方向與對中介層之電路基板之構裝電極之排列方向交叉之特殊構造。是以，將積層陶瓷電容器直接構裝至電路基板而產生振動音之情形，如專利文獻2使用中介層時，必須要焊墊圖案之變更等。此種焊墊圖案之變更在要求高密度構裝之現在之電路基板不易。因此，期盼更容易地進行構造設計或構裝。
又，一般而言，中介層等雖以將積層陶瓷電容器構裝於形成有電極之基板、裁切來製造，但裁切電極部分會產生毛邊，此產生之毛邊會成為在中介層構裝時之焊接的妨礙，會有在構裝時中介層與積層陶瓷電容器之連接可靠性劣化之虞。
是以，本發明之目的在於實現構造設計或構裝容易且具有與習知一般構裝構造同等之構裝強度之晶片零件構造體及製造方法。
本發明之晶片零件構造體，具備：矩形基板，由平行之表面背面及與該表面背面正交之四側面構成；第1表面電極，係設在於該基板表面之一側面附近；第2表面電極，係設在於該基板表面之與該一側面平行之側面附近；第1背面電極，係設在與該第1表面電極對向之該基板之背面； 第2背面電極，係設在與該第2表面電極對向之該基板之背面；立方體形狀之晶片零件，構裝在該基板表面，具有連接於該第1表面電極之第1外部電極及連接於該第2表面電極之第2外部電極；第1連接導體，係設在該基板之側部或角部，將該第1表面電極及該第1背面電極導通；以及第2連接導體，係設在該基板之側部或角部，將該第2表面電極及該第2背面電極導通；在構裝於該基板之該晶片零件側之該第1表面電極及該第2表面電極，在該基板之緣部全周或緣部之一部分形成有保護膜。
在此構成，沿著第1表面電極及第2表面電極之緣部形成有保護膜(例如光阻膜)，因此在製程為了形成表面電極，在裁切導電性圖案之步驟，可防止在裁切部分產生毛邊。藉此，可抑制因毛邊產生之中介層構裝時之焊接的妨礙或中介層與晶片零件之連接可靠性劣化等。
又，由於保護膜形成在中介層，因此使用表面構裝機將晶片零件集合體構裝在電路基板時，保護膜亦兼有保護晶片零件集合體之緣部之功能，因此可抑制晶片零件集合體損壞或裂開，易於將零件集合體構裝至電路基板。
本發明之晶片零件構造體，較佳為，進一步具備：第1槽部，係形成在該四側面之任一側面、或二個側面構成之角部，至少一部分位於該第1表面電極及該第1背面電極之間，沿著該表面背面之法線方向形成；以及第2槽部，係形成在該四側面之任一側面、或二個側面構成之角部，至少一部分位於該第2表面電極及該第2背面電極之間， 沿著該表面背面之法線方向形成；該第1連接導體係形成在該第1槽部之內周面；該第2連接導體係形成在該第2槽部之內周面。
在此構成，在基板之側面或角部形成有槽部，例如藉由焊料等接合劑將晶片零件構造體構裝在電路基板之情形，接合劑進入槽部之量變多，可抑制接合劑往表面電極浸溼之量。其結果，在晶片零件因施加電壓之變化而產生變形之情形，接合劑不易附著於該變形產生之區域。又，沿著表面電極之緣部形成有保護膜，因此在製程為了形成表面電極，在裁切導電性圖案之步驟，可防止在裁切部分產生毛邊。藉此，可抑制因毛邊產生之中介層構裝時之焊接的妨礙或中介層與晶片零件之連接可靠性劣化等。
本發明之晶片零件構造體中，該第1表面電極為平板狀，以至少一側面與形成有該第1槽部之該基板側面成為一平面之方式設在該基板表面；該第2表面電極為平板狀，以至少一側面與形成有該第2槽部之該基板側面成為一平面之方式設在該基板表面亦可。
在此構成，表面電極與形成有槽部之基板側面為一平面。藉此，可製造小片化之晶片零件構造體。
本發明之晶片零件構造體中，該第1表面電極及該第2表面電極分別以三側面與該基板之三側面成為一平面之方式設置亦可。
在此構成，表面電極與形成有槽部之基板側面、與該側面正交之基板之兩側面之兩者為一平面。藉此，可製造 更小片化之晶片零件構造體。
本發明之晶片零件構造體中，該晶片零件係具備交互積層有複數個陶瓷層與內部電極且在對向之兩端部形成有該第1外部電極及該第2外部電極之陶瓷積層體之積層陶瓷電容器；該積層陶瓷電容器係以該基板之表面與該內部電極成為平行之方式構裝亦可。
在此構成，藉由限制積層陶瓷電容器之構裝方向，可防止由焊料等構成之接合劑附著於施加電壓之變化導致之積層陶瓷電容器之變形大之區域。又，使用平板狀之中介層將積層陶瓷電容器構裝於該中介層上，因此可實現構造設計或構裝容易且與習知一般構裝構造同等之構裝強度及電氣特性。
若使用本發明之晶片零件構造體將積層陶瓷電容器構裝至電路基板，則可抑制構裝時之接合劑造成之接合的妨礙及中介層與晶片零件之連接可靠性劣化等。又，構造簡單且能小型化，成為易於構裝至電路基板之構造。再者，亦可確保與習知一般構裝構造同等之構裝強度及電氣特性。
參照圖式說明本發明實施形態之晶片零件構造體。圖1(A)係實施形態之晶片零件構造體10之外觀立體圖，圖1(B)係晶片零件構造體10之構裝狀態立體圖。圖2係實施形態之晶片零件構造體10之四面圖，圖2(A)係俯視圖，圖2(B)係第1(長邊面側)側視圖，圖2(C)係第2(短邊面側)側視圖， 圖2(D)係背面圖。圖3係顯示實施形態之晶片零件構造體10之構裝狀態之第1側視圖及第2側視圖。
晶片零件構造體10具備積層陶瓷電容器(晶片零件)20與中介層30。
積層陶瓷電容器20具備由平板狀構成之複數個內部電極200隔著電介質層積層既定片數之長方體狀之陶瓷積層體21。在陶瓷積層體21之長邊方向兩端形成有分別連接於不同內部電極200之第1外部電極221及第2外部電極222。
第1外部電極221及第2外部電極222，不僅長邊方向之兩端面，從該長邊方向之兩端面朝向短邊方向(與長邊方向正交之方向)之兩端面及頂面及底面擴展形成。在第1外部電極221及第2外部電極222，附加耐腐蝕性或導電性而施加有既定金屬鍍敷。
以上述方式形成之積層陶瓷電容器20，例如，以長度(長邊方向)×寬度(短邊方向)為3.2mm×1.6mm、2.0mm×1.25mm、1.6mm×0.8mm、1.0mm×0.5mm、0.6mm×0.3mm等之尺寸形成。
中介層30具備基板31。基板31係藉由例如由0.5mm程度~1.0mm程度之厚度構成之絕緣性樹脂形成。基板31，從與平板面即第1主面及第2主面正交之方向(法線方向)觀察，形成為與積層陶瓷電容器20相似之大致矩形。
基板31，從法線方向觀察，長邊方向及短邊方向皆形成為較積層陶瓷電容器20大。例如，以相對積層陶瓷電容器20之長度及寬度露出既定比例之大小、或相對積層陶瓷 電容器20之外周露出既定長度之形狀形成。
以下說明中，將基板31之沿著短邊方向之側面稱為短邊側面，將沿著長邊方向之側面稱為長邊側面。又，將用於構裝積層陶瓷電容器20之基板31之表面稱為第1主面，將與第1主面平行且用於構裝外部電路基板90之基板31之背面稱為第2主面。
在基板31之短邊側面，在短邊方向之大致中央位置分別形成有凹部(槽部)310。凹部310，從法線方向觀察，為由既定徑構成之圓弧形狀，在基板31之厚度方向貫通。此凹部310與形成在基板31之第1主面及第2主面之後述電極連接。
各凹部310，在積層陶瓷電容器20之第1外部電極221及第2外部電極222之底面下以圓弧之中間部進入之形狀形成。亦即，從法線方向觀察，各凹部310，圓弧之中間部與積層陶瓷電容器20重疊般地形成。又，若以其他表現表示，積層陶瓷電容器20，兩端之第1外部電極221及第2外部電極222分別以重疊於凹部310之中間部之方式構裝。
在基板31之第1主面形成有第1表面電極321及第2表面電極331。第1表面電極321及第2表面電極331為具有由長邊及短邊構成之長方形表面背面之平板狀。在第1表面電極321及第2表面電極331之表面構裝有積層陶瓷電容器20，背面與基板31接合。第1表面電極321與第2表面電極331，長邊側之一側面與基板31之短邊側面一致，在基板31之長邊方向分離設置。
在沿著基板31之短邊側面及長邊側面之第1表面電極321之表面之緣部分，形成有線狀之光阻膜(保護膜)321A。同樣地，在沿著基板31之短邊側面及長邊側面之第2表面電極331之表面之緣部分，形成有線狀之光阻膜331A。第1表面電極321及第2表面電極331，在製程中，裁切施加電鍍法之電極表面處理之一個電極圖案而形成。光阻膜321A,331A，在該製程中，可防止在裁切電極圖案時在裁切部分產生毛邊。
光阻膜321A,331A之厚度雖可適當變更，但較佳為在圖案上為15μm以上。又，為了防止毛邊而形成光阻膜321A,331A，但若為可抑制毛邊產生之樹脂膜則可適當變更。
此外，第1表面電極321及第2表面電極331之形狀，與積層陶瓷電容器20之外部電極形狀對應適當設定即可。如此，將積層陶瓷電容器20構裝於中介層30時，可獲得所謂自動對準之效果，能在中介層30上之所欲位置構裝積層陶瓷電容器20。此外，藉由上述效果，可更確實地獲得來自外部電路基板90之焊料之濕潤防止效果。
在基板31之第2主面形成有第1背面電極322及第2表面電極332。第1背面電極322係以與第1表面電極321對向之方式形成。第2背面電極332係以與第2表面電極331對向之方式形成。第1背面電極322及第2表面電極332係以沿著短邊方向兩端之既定長度成為非形成部之形狀形成。此外，第1背面電極322及第2表面電極332之形狀，與用於構裝該晶片零件構造體10之外部電路基板90 之構裝用焊墊901之形狀對應適當設定即可。
在凹部310之內周面形成有連接導體343。藉由連接導體343導通第1表面電極321與第1背面電極322，導通第2表面電極331與第2背面電極332。
對上述構造之中介層30，如圖1~圖3所示，將積層陶瓷電容器20以內部電極200之平板面與中介層30之第1主面及第2主面平行之方式構裝。
積層陶瓷電容器20之第1外部電極221係構裝在中介層30之第1表面電極321上。積層陶瓷電容器20之第2外部電極222係構裝在中介層30之第2表面電極331上。 此時，第1外部電極221與第1表面電極321之接合及第2外部電極222與第2表面電極331之接合，係藉由在第1外部電極221與第2外部電極222之構裝面側、第1外部電極221與第2外部電極222之金屬鍍敷(例如，鍍錫)之再熔融而實現。藉此，在第1外部電極221與第1表面電極321之間形成接合層41而電氣、機械性連接，在第2外部電極222與第2表面電極331之間形成接合層41而電氣、機械性連接。
此外，若對第1表面電極321及第2表面電極331預先進行與外部電極相同之金屬鍍敷，則亦包含第1表面電極321及第2表面電極331之金屬鍍敷而連接。又，積層陶瓷電容器20與中介層30之接合，不使用第1、第2外部電極221,222之金屬鍍敷或中介層30之金屬鍍敷，而藉由接合劑(例如，焊料)進行亦可。
以上述方式形成之晶片零件構造體10，如圖1(B)及圖3所示，係構裝至外部電路基板90。此時，第1背面電極322及第2背面電極332係以連接於外部電路基板90之各構裝用焊墊901之方式構裝。第1背面電極322及第2背面電極332與各構裝用焊墊901之連接係使用接合劑(例如，焊料)400。
在此種接合劑400進行之接合，係以從至少外部電路基板90之構裝用焊墊901朝向中介層30之凹部310之連接導體343形成填角之方式進行接合。如上述形成填角，可防止晶片零件構造體10構裝時之浮起、確保接合強度、目視確認接合狀態不良，因此非常有效。此外，接合劑400較佳為焊料，但即使為焊料以外，只要為具有適當濕潤性且具有導電性之接合劑，則使用其他材料亦可。
若進行此種接合劑400之接合，則供應之接合劑之量多之情形，除了在凹部310之連接導體343形成填角以外，可認為接合劑400透過該連接導體343濕潤至中介層30之上面側。
然而，在本實施形態之構成，由於中介層30之兩端從積層陶瓷電容器20之兩端離開，因此即使接合劑400濕潤至中介層30之上面側，亦不易到達第1、第2外部電極221,222。是以，可抑制濕潤至第1、第2外部電極221,222之主面(積層陶瓷電容器20之長邊方向之兩端面)之接合劑400之量。
再者，具備進入積層陶瓷電容器20之底面側之凹部 310，由於僅在該凹部310形成有連接導體343，因此在接合劑400濕潤至中介層30之表面之過程，成為經由積層陶瓷電容器20之底面，可進一步抑制濕潤至第1、第2外部電極221,222之表面之接合劑400之量。
是以，若使用本實施形態之構成，則只要為將積層陶瓷電容器20直接構裝至外部電路基板90之構裝用焊墊901之程度之接合劑400之量，即可抑制焊料對積層陶瓷電容器20之第1、第2外部電極221,222之表面之濕潤量。
以下，說明上述晶片零件構造體10之製造方法。
圖4係用以說明晶片零件構造體10之製造時之一製程之示意圖。將包含Ag等且在一方向長帶狀之導電性圖案300形成在絕緣性基板上。導電性圖案300被裁切成小片，藉此成為完成品之第1表面電極321及第2表面電極331。
在導電性圖案300形成藉由電鍍法形成之金屬膜。之後，在導電性圖案300沿著長邊方向以既定間隔形成圓形狀之貫通孔310A(完成品之凹部310)。又，在形成後之貫通孔310A填充以Cu或Ag為主成分之導體糊，在貫通孔310A之內壁形成金屬鍍敷(完成品之連接導體343)。
沿著導電性圖案300之中心線塗布綠色光阻R。又，在形成在導電性圖案300之貫通孔310A之間亦沿著寬度方向塗布綠色光阻R。接著，將第1外部電極221及第2外部電極222連接於導電性圖案300(第1表面電極321及第2表面電極331)，如圖中之虛線所示，構裝積層陶瓷電容器20。接著，沿著塗布之綠色光阻R裁切，裁切出晶片零件構造 體10。
在此裁切時，在導電性圖案300之裁切部分雖產生毛邊，但藉由塗布綠色光阻R可防止毛邊產生。藉此，在完成品之晶片零件構造體10，在第1表面電極321及第2表面電極331不存在毛邊，可抑制使中介層與晶片零件之連接可靠性劣化及使接合劑40之接合強度降低之虞。
此外，晶片零件構造體10之具體構成及製造方法等，可適當變更設計，上述實施形態記載之作用及效果不過是列舉本發明產生之最佳作用及效果，本發明之作用及效果並不限於上述實施形態之記載。
例如，形成凹部或光阻膜之位置可適當變更。圖5係顯示另一例之晶片零件構造體10之俯視圖。圖5係相當於圖2(A)之圖，但在說明之方便上，省略積層陶瓷電容器20。
如圖5(A)所示，凹部310係形成在基板31之各側面構成之四個角部。在凹部310之內周面形成有連接導體343。光阻膜321C係形成在沿著基板31之短邊側面及長邊側面之緣部分。如圖5(A)所示，即使在形成凹部310之情形，藉由形成光阻膜321C，可防止在第1表面電極321及第2表面電極331之凹部310產生之毛邊。
又，如圖5(B)所示，四個凹部310係形成在沿著基板31之長邊方向之側面側。四個凹部310，從法線方向觀察，分別形成在以中線L1,L2為中心成為線對稱之位置。又，第1表面電極321及第2表面電極331分別以包圍各凹部310之方式藉由一對導電圖案形成。光阻膜321D係形成在 沿著基板31之長邊方向之緣部分。如圖5(B)所示，即使在形成凹部310之情形，藉由形成光阻膜321D，可防止在連接導體343、第1表面電極321及第2表面電極331部分產生之毛邊。
又，圖2(A)所示之光阻膜321A，例如，僅形成在沿著包含凹部310之基板31之短邊側面之一部分。又，連接導體343雖形成在形成在基板31之凹部310之側壁面，但不設置凹部310，形成在基板31之側面亦可。
10‧‧‧晶片零件構造體
20‧‧‧積層陶瓷電容器
21‧‧‧陶瓷積層體
200‧‧‧內部電極
221‧‧‧第1外部電極
222‧‧‧第2外部電極
30‧‧‧中介層
31‧‧‧基板
310‧‧‧凹部
321‧‧‧第1表面電極
331‧‧‧第2表面電極
322‧‧‧第1背面電極
332‧‧‧第2背面電極
343‧‧‧連接導體
90‧‧‧外部電路基板
901‧‧‧構裝用焊墊
400‧‧‧接合劑
41‧‧‧接合層
圖1(A)、(B)係實施形態之晶片零件構造體10之外觀立體圖及構裝狀態立體圖。
圖2(A)~(D)係實施形態之晶片零件構造體10之四面圖。
圖3(A)~(B)係顯示實施形態之晶片零件構造體10之構裝狀態之第1側視圖及第2側視圖。
圖4係用以說明晶片零件構造體之製造時之一製程之示意圖。
圖5(A)、(B)係顯示另一例之晶片零件構造體之俯視圖。
10‧‧‧晶片零件構造體
20‧‧‧積層陶瓷電容器
21‧‧‧陶瓷積層體
200‧‧‧內部電極
221‧‧‧第1外部電極
222‧‧‧第2外部電極
30‧‧‧中介層
31‧‧‧基板
310‧‧‧凹部
321‧‧‧第1表面電極
321A,331A‧‧‧光阻膜
331‧‧‧第2表面電極
332‧‧‧第2背面電極
343‧‧‧連接導體
90‧‧‧外部電路基板
901‧‧‧構裝用焊墊
400‧‧‧接合劑

Claims (6)

  1. 一種晶片零件構造體，具備：矩形基板，由平行之表面背面及與該表面背面正交之四側面構成；第1表面電極，係設在於該基板表面之一側面附近；第2表面電極，係設在於該基板表面之與該一側面平行之側面附近；第1背面電極，係設在與該第1表面電極對向之該基板之背面；第2背面電極，係設在與該第2表面電極對向之該基板之背面；立方體形狀之晶片零件，構裝在該基板表面，具有連接於該第1表面電極之第1外部電極及連接於該第2表面電極之第2外部電極；第1連接導體，係設在該基板之側部或角部，將該第1表面電極及該第1背面電極導通；以及第2連接導體，係設在該基板之側部或角部，將該第2表面電極及該第2背面電極導通；該第1表面電極及該第2表面電極被保護膜覆蓋，該保護膜形成在沿著至少一個該側面之該第1表面電極與該第2表面電極之緣部全周或緣部之一部分。
  2. 如申請專利範圍第1項之晶片零件構造體，其進一步具備：第1槽部，係形成在該四側面之任一側面、或二個側 面構成之角部，至少一部分位於該第1表面電極及該第1背面電極之間，沿著該表面背面之法線方向形成；以及第2槽部，係形成在該四側面之任一側面、或二個側面構成之角部，至少一部分位於該第2表面電極及該第2背面電極之間，沿著該表面背面之法線方向形成；該第1連接導體係形成在該第1槽部之內周面；該第2連接導體係形成在該第2槽部之內周面。
  3. 如申請專利範圍第2項之晶片零件構造體，其中，該第1表面電極為平板狀，以至少一側面與形成有該第1槽部之該基板側面成為一平面之方式設在該基板表面；該第2表面電極為平板狀，以至少一側面與形成有該第2槽部之該基板側面成為一平面之方式設在該基板表面。
  4. 如申請專利範圍第3項之晶片零件構造體，其中，該第1表面電極及該第2表面電極分別以三側面與該基板之三側面成為一平面之方式設置。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之晶片零件構造體，其中，該晶片零件係具備交互積層有複數個陶瓷層與內部電極且在對向之兩端部形成有該第1外部電極及該第2外部電極之陶瓷積層體之積層陶瓷電容器；該積層陶瓷電容器係以該基板之表面與該內部電極成為平行之方式構裝。
  6. 一種晶片零件構造體之製造方法，係將在由平行之表面背面及與該表面背面正交之四側面構成之基板表面之形成在一方向之兩端部之一對表面電極與晶片零件具有之一 對外部電極加以連接，將該晶片零件構裝在該基板表面，其特徵在於：在該基板表面以既定間隔形成待作為該表面電極之第1及第2導電性圖案；在該第1及第2導電性圖案分別形成與該基板一起貫通之貫通孔；在該貫通孔之內周面形成導體；在該第1及第2導電性圖案之表面且通過該貫通孔之直線上形成保護膜；沿著已形成之該保護膜裁切該第1及第2導電性圖案及該基板；該第1導電性圖案及該第2導電性圖案被該保護膜覆蓋，該保護膜形成在沿著至少一個該側面之該第1導電性圖案與該第2導電性圖案之緣部全周或緣部之一部分。
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