JP2018018938A - 積層セラミック電子部品 - Google Patents
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Abstract
【課題】積層セラミック電子部品の電子部品本体に対するクラックの発生を抑制しうる積層セラミック電子部品を提供する。
【解決手段】積層セラミック電子部品10は、積層体14と外部電極24とを有する電子部品本体12と一対の金属端子40Aとが接合材60により接続され形成されている。一対の金属端子40Aは、端子接合部50、延長部52及び実装部54により構成される。外部電極24は、積層体14の両端面にのみ形成され、第1の外部電極24aおよび第2の外部電極24bを有する。第1の外部電極24aは、積層体14の第1の端面14eの周囲において、その端面の中央部の厚みよりも厚いサドル部28aを有し、第2の外部電極24bは、積層体14の第2の端面14fの周囲において、その端面の中央部の厚みよりも厚いサドル部28bを有する。
【選択図】図2
【解決手段】積層セラミック電子部品10は、積層体14と外部電極24とを有する電子部品本体12と一対の金属端子40Aとが接合材60により接続され形成されている。一対の金属端子40Aは、端子接合部50、延長部52及び実装部54により構成される。外部電極24は、積層体14の両端面にのみ形成され、第1の外部電極24aおよび第2の外部電極24bを有する。第1の外部電極24aは、積層体14の第1の端面14eの周囲において、その端面の中央部の厚みよりも厚いサドル部28aを有し、第2の外部電極24bは、積層体14の第2の端面14fの周囲において、その端面の中央部の厚みよりも厚いサドル部28bを有する。
【選択図】図2
Description
本発明は、たとえば、積層セラミックコンデンサ等を含む積層セラミック電子部品に関する。
近年、セラミック製のチップ型電子部品である積層セラミックコンデンサ(電子部品本体)が一般に使用されるようになった。しかし、実装基板にこの積層セラミックコンデンサを直接、半田により実装した場合、実装される実装基板および積層セラミックコンデンサは、温度変化が生じたとき、それぞれの熱膨張係数に基づいて膨張または収縮することになり、これらの間での熱膨張係数の差が、たとえば、積層セラミックコンデンサの損傷または接合部分の破壊等を招く応力の原因となる。また、実装基板が薄型のガラスエポキシ基板のように撓みやすい場合、実装基板が撓んだときにも、同様の応力が生じ得る。さらに、実装基板自体に力が加わった際に、その実装基板が撓んで変形することによっても同様の応力が生じうる。
これらの応力が、積層セラミックコンデンサに加わることで、積層セラミックコンデンサにクラックが生じるおそれがあった。
これらの応力が、積層セラミックコンデンサに加わることで、積層セラミックコンデンサにクラックが生じるおそれがあった。
上述した問題を解決するため、積層セラミックコンデンサの外部電極に金属板からなる金属端子を取り付けて、積層セラミックコンデンサを実装基板から浮かした状態にしながら、金属端子部材を実装基板に半田付けすることが提案されている(たとえば、特許文献1を参照)。
このような方法によれば、半田付け時の熱は、金属端子を通して積層セラミックコンデンサに伝わることになるので、積層セラミックコンデンサに対して、熱衝撃を加わりにくくすることができる。また、温度変化による応力や、実装基板の変形が生じたとしても、金属端子の弾性的変形によって、有利に吸収することができる。
しかしながら、金属端子を設けた場合においても、積層セラミックコンデンサにクラックの生じることがあった。これは、鋭意研究の結果、金属端子および外部電極の表面に形成されるめっき膜に引張(圧縮)応力が生じ、最も応力が集中する外部電極の先端部分から積層セラミックコンデンサ内部に向かってクラックが入ることが原因であることを突き止めた。
それゆえに、この発明の主たる目的は、積層セラミック電子部品の電子部品本体に対するクラックの発生を抑制しうる積層セラミック電子部品を提供することである。
この発明にかかる積層セラミック電子部品は、積層された複数のセラミック層と積層された複数の内部電極層とを含み、互いに対向する第1および第2の主面と、互いに対向する第1および第2の側面と、互いに対向する第1および第2の端面と、を有する積層体と、積層体の第1の端面に接続される第1の外部電極と、積層体の第2の端面に接続される第2の外部電極と、を備える電子部品本体と、第1の外部電極に接続される第1の金属端子と、第2の外部電極に接続される第2の金属端子と、を備える積層セラミック電子部品であって、第1および第2の外部電極は、第1および第2の端面上に配置されており、第1および第2の外部電極は、第1および第2の端面を結ぶ方向から平面視した際、第1および第2の端面の周囲において、第1および第2の端面の中央部の厚みよりも厚みの厚い部分を含み、第1の金属端子は、第1の端面に接続される端子接合部と、端子接合部に接続され実装面方向に延びる延長部と、延長部に接続され延長部から端面同士を結んだ方向に延びる実装部と、を有し、第2の金属端子は、第2の端面に接続される端子接合部と、端子接合部に接続され実装面方向に延びる延長部と、延長部に接続され延長部から端面同士を結んだ方向に延びる実装部と、を有し、延長部は、電子部品本体の下面と実装部との間に隙間を形成するように設けられている、積層セラミック電子部品である。
この発明にかかる積層セラミック電子部品は、第1および第2の外部電極の厚みの厚い部分は、第1および第2の端面の周囲を周回するように設けられていることが好ましい。
また、この発明にかかる積層セラミック電子部品は、第1および第2の金属端子の母材は、りん青銅であることが好ましい。
この発明にかかる積層セラミック電子部品は、第1および第2の外部電極の厚みの厚い部分は、第1および第2の端面の周囲を周回するように設けられていることが好ましい。
また、この発明にかかる積層セラミック電子部品は、第1および第2の金属端子の母材は、りん青銅であることが好ましい。
この発明にかかる積層セラミック電子部品によれば、第1および第2の外部電極が、第1および第2の端面上にのみ配置されていることから、第1および第2の外部電極(下地電極層とめっき層)の総体積の減少による、e寸先端部への引張応力を低減することが可能となり、外部電極24のe寸先端部から発生するクラックを抑制することができる。
また、この発明にかかる積層セラミック電子部品によれば、第1および第2の外部電極は、第1および第2の端面を結ぶ方向から平面視した際、第1および第2の端面の周囲において、第1および第2の端面の中央部の厚みよりも厚みの厚い部分を含むことから、積層体の角部における第1および第2の外部電極の厚みを確保することができるため、第1および第2の外部電極の積層体に対するシール性を確保することができる。
さらに、この発明にかかる積層セラミック電子部品によれば、第1の外部電極に接続される第1の金属端子と、第2の外部電極に接続される第2の金属端子とが、それぞれの外部電極に接続される端子接合部と、端子接合部に接続され実装面方向に延びる延長部と、延長部に接続され延長部から端面同士を結んだ方向に延びる実装部と、を有することから、延長部が、電子部品本体の下面と実装部との間に隙間を形成するように設けられており、この積層セラミック電子部品と実装基板との間に金属端子を介在させることで、電子部品本体に対して、熱衝撃を加わりにくくすることができる。そのため、半田クラック耐性を向上させることができる。また、温度変化によるストレスや、実装基板に変形が生じたとしても、金属端子の弾性的変形によって、有利に吸収することができる。
また、第1および第2の外部電極の厚みの厚い部分は、第1および第2の端面の周囲を周回するように設けられている場合は、積層体の角部における外部電極の厚みをより確保することができるため、外部電極の積層体に対するシール性をさらに確保することができる。
さらに、第1および第2の金属端子の母材は、りん青銅である場合、熱伝導がよく、電気抵抗の低い材料であることから、第1および第2の金属端子の母材として、発熱の改善のために良好に用いることができる。
また、この発明にかかる積層セラミック電子部品によれば、第1および第2の外部電極は、第1および第2の端面を結ぶ方向から平面視した際、第1および第2の端面の周囲において、第1および第2の端面の中央部の厚みよりも厚みの厚い部分を含むことから、積層体の角部における第1および第2の外部電極の厚みを確保することができるため、第1および第2の外部電極の積層体に対するシール性を確保することができる。
さらに、この発明にかかる積層セラミック電子部品によれば、第1の外部電極に接続される第1の金属端子と、第2の外部電極に接続される第2の金属端子とが、それぞれの外部電極に接続される端子接合部と、端子接合部に接続され実装面方向に延びる延長部と、延長部に接続され延長部から端面同士を結んだ方向に延びる実装部と、を有することから、延長部が、電子部品本体の下面と実装部との間に隙間を形成するように設けられており、この積層セラミック電子部品と実装基板との間に金属端子を介在させることで、電子部品本体に対して、熱衝撃を加わりにくくすることができる。そのため、半田クラック耐性を向上させることができる。また、温度変化によるストレスや、実装基板に変形が生じたとしても、金属端子の弾性的変形によって、有利に吸収することができる。
また、第1および第2の外部電極の厚みの厚い部分は、第1および第2の端面の周囲を周回するように設けられている場合は、積層体の角部における外部電極の厚みをより確保することができるため、外部電極の積層体に対するシール性をさらに確保することができる。
さらに、第1および第2の金属端子の母材は、りん青銅である場合、熱伝導がよく、電気抵抗の低い材料であることから、第1および第2の金属端子の母材として、発熱の改善のために良好に用いることができる。
この発明によれば、積層セラミック電子部品の電子部品本体に対するクラックの発生を抑制しうる積層セラミック電子部品が得られる。
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための形態の説明から一層明らかとなろう。
1.積層セラミック電子部品
(第1の実施の形態)
この発明の第1の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品について説明する。図1は、この発明の第1の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品の一例を示す外観斜視図である。図2(a)は、この発明の第1の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品を示す図1のA−A断面図であり、図2(b)は、この発明の第1の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品を示す図1のB−B断面図である。図3(a)は、この発明の第1の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品の電子部品本体の一例を示す外観斜視図であり、図3(b)は、この発明の第1の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品の電子部品本体をWT面からみた外部電極を示す。図4は、この発明の第1の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品が備える金属端子を示す外観斜視図である。
(第1の実施の形態)
この発明の第1の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品について説明する。図1は、この発明の第1の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品の一例を示す外観斜視図である。図2(a)は、この発明の第1の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品を示す図1のA−A断面図であり、図2(b)は、この発明の第1の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品を示す図1のB−B断面図である。図3(a)は、この発明の第1の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品の電子部品本体の一例を示す外観斜視図であり、図3(b)は、この発明の第1の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品の電子部品本体をWT面からみた外部電極を示す。図4は、この発明の第1の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品が備える金属端子を示す外観斜視図である。
図1および図2に示すように、積層セラミック電子部品10は、たとえば、電子部品本体12と一対の金属端子40Aとにより構成される。電子部品本体12と一対の金属端子40Aとは、接合材60を介して接続される。
また、電子部品本体12は、直方体状の積層体14を含む。
積層体14は、積層された複数のセラミック層16と複数の内部電極層18とを有する。さらに、積層体14は、厚み方向Tに相対する第1の主面14aおよび第2の主面14bと、厚み方向Tに直交する幅方向Wに相対する第1の側面14cおよび第2の側面14dと、厚み方向Tおよび幅方向Wに直交する長さ方向Lに相対する第1の端面14eおよび第2の端面14fとを有する。この積層体14には、角部および稜線部に丸みがつけられていることが好ましい。なお、角部とは、積層体の隣接する3面が交わる部分のことであり、稜線部とは、積層体の隣接する2面が交わる部分のことである。
セラミック層16は、外層部16aと内層部16bとを含む。外層部16aは、積層体14の第1の主面14a側および第2の主面14b側に位置し、第1の主面14aと最も第1の主面14aに近い内部電極層18との間に位置するセラミック層16、および第2の主面14bと最も第2の主面14bに近い内部電極層18との間に位置するセラミック層16である。そして、両外層部16aに挟まれた領域が内層部16bである。
セラミック層16は、たとえば、誘電体材料により形成することができる。誘電体材料としては、たとえば、BaTiO3、CaTiO3、SrTiO3、またはCaZrO3などの成分を含む誘電体セラミックを用いることができる。上記の誘電体材料を主成分として含む場合、所望する電子部品本体12の特性に応じて、たとえば、Mn化合物、Fe化合物、Cr化合物、Co化合物、Ni化合物などの主成分よりも含有量の少ない成分を添加したものを用いてもよい。
なお、積層体14に、圧電体セラミックを用いた場合、電子部品本体は、セラミック圧電素子として機能する。圧電セラミック材料の具体例としては、たとえば、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)系セラミック材料などが挙げられる。
また、積層体14に、半導体セラミックを用いた場合、電子部品本体は、サーミスタ素子として機能する。半導体セラミック材料の具体例としては、たとえば、スピネル系セラミック材料などが挙げられる。
また、積層体14に、磁性体セラミックを用いた場合、電子部品本体は、インダクタ素子として機能する。また、インダクタ素子として機能する場合は、内部電極層18は、コイル状の導体となる。磁性体セラミック材料の具体例としては、たとえば、フェライトセラミック材料などが挙げられる。
また、積層体14に、半導体セラミックを用いた場合、電子部品本体は、サーミスタ素子として機能する。半導体セラミック材料の具体例としては、たとえば、スピネル系セラミック材料などが挙げられる。
また、積層体14に、磁性体セラミックを用いた場合、電子部品本体は、インダクタ素子として機能する。また、インダクタ素子として機能する場合は、内部電極層18は、コイル状の導体となる。磁性体セラミック材料の具体例としては、たとえば、フェライトセラミック材料などが挙げられる。
焼成後のセラミック層16の厚みは、0.5μm以上10μm以下であることが好ましい。
図2に示すように、積層体14は、複数の内部電極層18として、たとえば略矩形状の複数の第1の内部電極層18aおよび複数の第2の内部電極層18bを有する。複数の第1の内部電極層18aおよび複数の第2の内部電極層18bは、積層体14の厚み方向Tに沿って等間隔に交互に配置されるように埋設されている。
第1の内部電極層18aおよび第2の内部電極層18bの各電極面は、金属端子40Aが延びる方向と垂直に配置されており、実装面に対しては平行になるように配置される。これにより、電歪によるセラミックの変位が少ない方向に整列されることで応力集中が極小化され、積層セラミック電子部品10を単体で用いる際に近い、BDV(絶縁破壊電圧)を得られ、製品の特性を十分に満足することができる。
第1の内部電極層18aおよび第2の内部電極層18bの各電極面は、金属端子40Aが延びる方向と垂直に配置されており、実装面に対しては平行になるように配置される。これにより、電歪によるセラミックの変位が少ない方向に整列されることで応力集中が極小化され、積層セラミック電子部品10を単体で用いる際に近い、BDV(絶縁破壊電圧)を得られ、製品の特性を十分に満足することができる。
第1の内部電極層18aの一端側には、積層体14の第1の端面14eに引き出された第1の引出電極部20aを有する。第2の内部電極層18bの一端側には、積層体14の第2の端面14fに引き出された第2の引出電極部20bを有する。具体的には、第1の内部電極層18aの一端側の第1の引出電極部20aは、積層体14の第1の端面14eに露出している。また、第2の内部電極層18bの一端側の第2の引出電極部20bは、積層体14の第2の端面14fに露出している。
なお、内部電極18は、実装面に対して平行になるように配置されてもよく、垂直になるように配置されてもよい。
なお、内部電極18は、実装面に対して平行になるように配置されてもよく、垂直になるように配置されてもよい。
積層体14は、セラミック層16の内層部16bにおいて、第1の内部電極層18aと第2の内部電極層18bとが対向する対向電極部22aを含む。また、積層体14は、対向電極部22aの幅方向Wの一端と第1の側面14cとの間および対向電極部22aの幅方向Wの他端と第2の側面14dとの間に形成される積層体14の側部(以下、「Wギャップ」という。)22bを含む。さらに、積層体14は、第1の内部電極層18aの第1の引出電極部20aとは反対側の端部と第2の端面14fとの間および第2の内部電極層18bの第2の引出電極部20bとは反対側の端部と第1の端面14eとの間に形成される積層体14の端部(以下、「Lギャップ」という。)22cを含む。
内部電極層18は、たとえば、Ni、Cu、Ag、Pd、Auなどの金属や、これらの金属の一種を含む、たとえば、Ag−Pd合金などの合金を含有している。内部電極層18は、さらにセラミック層16に含まれるセラミックスと同一組成系の誘電体粒子を含んでいてもよい。
内部電極層18の厚みは、0.1μm以上2μm以下であることが好ましい。
内部電極層18の厚みは、0.1μm以上2μm以下であることが好ましい。
積層体14の第1の端面14e側および第2の端面14f側には、外部電極24が配置される。外部電極24は、第1の外部電極24aおよび第2の外部電極24bを有する。
第1の外部電極24aは、積層体14の第1の端面14e側にのみ配置される。第1の外部電極24aは、積層体14の第1の端面14eを覆う。この場合、第1の外部電極24aは、第1の内部電極層18aの第1の引出電極部20aと電気的に接続される。
第2の外部電極24bは、積層体14の第2の端面14f側にのみ配置される。第2の外部電極24bは、積層体14の第2の端面14fを覆う。この場合、第2の外部電極24bは、第2の内部電極層18bの第2の引出電極部20bと電気的に接続される。
第1の外部電極24aは、積層体14の第1の端面14e側にのみ配置される。第1の外部電極24aは、積層体14の第1の端面14eを覆う。この場合、第1の外部電極24aは、第1の内部電極層18aの第1の引出電極部20aと電気的に接続される。
第2の外部電極24bは、積層体14の第2の端面14f側にのみ配置される。第2の外部電極24bは、積層体14の第2の端面14fを覆う。この場合、第2の外部電極24bは、第2の内部電極層18bの第2の引出電極部20bと電気的に接続される。
積層体14内においては、各対向電極部22aで第1の内部電極層18aと第2の内部電極層18bとがセラミック層16を介して対向することにより、静電容量が形成されている。そのため、第1の内部電極層18aが接続された第1の外部電極24aと第2の内部電極層18bが接続された第2の外部電極24bとの間に、静電容量を得ることができる。したがって、このような構造の電子部品本体はコンデンサ素子として機能する。
また、図3に示すように、第1の外部電極24aは、第1の端面14eに対して、第1の端面14eと第2の端面14fとを結ぶ方向から平面視した場合、第1の端面14eの周囲において、第1の端面14eの中央部(端面中央部26a)における第1の外部電極24aの厚みよりも厚みの厚いサドル部28aを有する。また、端面中央部26aは、略平坦に形成される。
同様に、第2の外部電極24bは、第2の端面14fに対して、第1の端面14eと第2の端面14fとを結ぶ方向から平面視した場合、第2の端面14fの周囲において、第2の端面14fの中央部(端面中央部26b)における第2の外部電極24bの厚みよりも厚みの厚いサドル部28bを有する。また、端面中央部26bは、略平坦に形成される。
同様に、第2の外部電極24bは、第2の端面14fに対して、第1の端面14eと第2の端面14fとを結ぶ方向から平面視した場合、第2の端面14fの周囲において、第2の端面14fの中央部(端面中央部26b)における第2の外部電極24bの厚みよりも厚みの厚いサドル部28bを有する。また、端面中央部26bは、略平坦に形成される。
なお、サドル部28aおよび28bの高さは、端面中央部26aおよび26bの高さを基準として、0.1μm以上5.0μm以下、高いことが好ましい。より好ましくは、2.0μm以上5.0μm以下、高いことが好ましい。サドル部28aおよび28bの高さが、上記の範囲の高さであれば、十分に外部電極24の積層体14へのシール性を確保しつつ、接合強度の低下を抑制することができる。
第1の外部電極24aは、図2に示すように、積層体14側から順に、下地電極層30aと下地電極層30aの表面に配置されためっき層32aとを有する。同様に、第2の外部電極24bは、積層体14側から順に、下地電極層30bと下地電極層30bの表面に配置されためっき層32bとを有する。
下地電極層30aおよび30bは、それぞれ、焼付け層、樹脂層、薄膜層などから選ばれる少なくとも1つを含むが、ここでは焼付け層で形成された下地電極層30aおよび30bについて説明する。
焼付け層は、ガラスと金属とを含む。焼付け層のガラスとしては、Si、B、Pb、Be等から選ばれる少なくとも1つを含む。また焼付け層の金属としては、たとえば、Cu、Ni、Ag、Pb、Ag−Pb合金、Au等から選ばれる少なくとも1つを含む。焼付け層は、複数層であってもよい。焼付け層は、ガラスおよび金属を含む導電性ペーストを積層体14に塗布して焼き付けたものであり、セラミック層16および内部電極層18と同時に焼成したものでもよく、セラミック層16および内部電極層18を焼成した後に焼き付けたものでもよい。焼付け層のうちの最も厚い部分の厚みは、10μm以上50μm以下であることが好ましい。
焼付け層は、ガラスと金属とを含む。焼付け層のガラスとしては、Si、B、Pb、Be等から選ばれる少なくとも1つを含む。また焼付け層の金属としては、たとえば、Cu、Ni、Ag、Pb、Ag−Pb合金、Au等から選ばれる少なくとも1つを含む。焼付け層は、複数層であってもよい。焼付け層は、ガラスおよび金属を含む導電性ペーストを積層体14に塗布して焼き付けたものであり、セラミック層16および内部電極層18と同時に焼成したものでもよく、セラミック層16および内部電極層18を焼成した後に焼き付けたものでもよい。焼付け層のうちの最も厚い部分の厚みは、10μm以上50μm以下であることが好ましい。
焼付け層の表面に、導電性粒子と熱硬化性樹脂とを含む樹脂層が形成されてもよい。なお、樹脂層は、焼付け層を形成せずに積層体14上に直接形成してもよい。また、樹脂層は、複数層であってもよい。樹脂層のうちの最も厚い部分の厚みは、10μm以上150μm以下であることが好ましい。
また、薄膜層は、スパッタ法または蒸着法等の薄膜形成法により形成され、金属粒子が堆積された1μm以下の層である。
また、薄膜層は、スパッタ法または蒸着法等の薄膜形成法により形成され、金属粒子が堆積された1μm以下の層である。
また、めっき層32aおよび32bとしては、たとえば、Cu、Ni、Sn、Ag、Pd、Ag−Pd合金、Au、Bi、Znなどから選ばれる少なくとも1種の金属または当該金属を含む合金が用いられる。
めっき層32aおよび32bは、複数層によって形成されてもよい。めっき層32aおよび32bは、焼付け層の表面に設けられた第1めっき層と、第1めっき層の表面に設けられた第2めっき層とを含む2層構造であることが好ましい。
めっき層32aおよび32bは、複数層によって形成されてもよい。めっき層32aおよび32bは、焼付け層の表面に設けられた第1めっき層と、第1めっき層の表面に設けられた第2めっき層とを含む2層構造であることが好ましい。
第1めっき層はNiを用いるのが好ましい。Niを用いた第1めっき層は、下地電極層30aおよび30bが金属端子40Aを接合する際の半田によって侵食されることを防止するために用いられる。なお、内部電極層18にNiを含む場合は、第1めっき層としては、Niと接合性のよいCuを用いることが好ましい。
また、第2めっき層はSnやAuを用いるのが好ましい。SnやAuを用いた第2めっき層は、積層セラミックコンデンサを実装する際の半田の濡れ性を向上させて、容易に実装することができるようにするために用いられる。なお、第2めっき層は必要に応じて形成されるものである。
また、第2めっき層をめっき層32aおよび32bの最外層として設けてもよく、第2めっき層の表面に他のめっき層を設けてもよい。
また、第2めっき層をめっき層32aおよび32bの最外層として設けてもよく、第2めっき層の表面に他のめっき層を設けてもよい。
めっき層一層あたりの厚みは、1μm以上15μm以下であることが好ましい。また、めっき層32aおよび32bは、ガラスを含まないことが好ましい。さらに、めっき層32aおよび32bは、単位体積あたりの金属割合が99体積%以上であることが好ましい。また、めっき層32aおよび32bは、厚み方向に沿って粒成長したものであり、柱状である。
電子部品本体12の第1の外部電極24aおよび第2の外部電極24bには、図4に示すような一対の金属端子40Aが接合材60を介して接続される。一対の金属端子40Aは、積層セラミック電子部品10を、実装基板に実装するために設けられる。
一対の金属端子40Aは、たとえば、板状のリードフレームが用いられる。この板状のリードフレームにより形成される一対の金属端子40Aは、第1の外部電極24aまたは第2の外部電極24bと接続される一方主面42、一方主面42と対向する他方主面44および一方主面42と他方主面44との間の厚みを形成する周囲面46を有する。そして、この板状のリードフレームにより形成される一対の金属端子40Aは、断面の形状がL字形状に形成されている。このように、一対の金属端子40Aの断面の形状がL字形状に形成されると、積層セラミック電子部品10を実装基板に実装したとき、実装基板のたわみに対する耐性を向上させることができる。
金属端子40Aは、たとえば、矩形板状の端子接合部50と、端子接合部50に接続され端子接合部50から実装面方向に延びる延長部52と、延長部52に接続され延長部52から第1の端面14eおよび第2の端面14fを結んだ方向に延びる実装部54とにより構成される。この構成により、金属端子40Aを電子部品本体12と実装基板との間に介在させることで、電子部品本体12に対して、熱衝撃を加わりにくくすることができる。また、温度変化によるストレスや、実装基板の変形が生じたとしても、金属端子40Aの弾性変形によって有利に吸収することができる。
金属端子40Aの端子接合部50は、電子部品本体12の第1の端面14e側または第2の端面14fに位置して接続される部分である。金属端子40Aの端子接合部50は、たとえば電子部品本体12の第1の外部電極24aまたは第2の外部電極24bの幅と同等の大きさの矩形板状に形成され、一方の金属端子40Aの一方主面42側が第1の外部電極24aに接合材60で接続され、他方の金属端子40Aの一方主面42側が第2の外部電極24bに接合材60で接続される。
金属端子40Aの端子接合部50には、電子部品本体12のそれぞれの側面14cおよび14dと対向するように延びるリブ部が設けられていてもよい。このように、リブ部を設けることにより、金属端子40Aの端子接合部50の剛性を向上させることができ、たとえば、積層セラミック電子部品10の長さ方向Lから荷重が加わった際に、端子接合部50の変形を抑制することができる。また、外部電極24と金属端子40Aの端子接合部50との接合面積を増やすことができるため、接合はずれを抑制することができる。
金属端子40Aの延長部52は、電子部品本体12の下面(第2の主面14b)と実装部54との間に隙間を形成するように設けられる。金属端子40Aの延長部52は、電子部品本体12を実装する実装基板から浮かせるために設けられ、実装基板に接するまでの部分である。これにより、金属端子40Aの弾性変形によって交流電圧が加わることで、セラミック層16に生じる機械的歪みを吸収することができ、その振動が外部電極24を介して実装基板に伝達されることを抑えて、その結果、雑音の発生を減少することができる。
金属端子40Aの延長部52は、たとえば、長方形板状をしており、端子接合部50から実装面方向に積層体14の第2の主面14bと直交する高さ方向に延び、端子接合部50と一平面状に形成されている。
金属端子40Aの実装部54は、金属端子40Aの延長部52の端部から第2の主面14bに平行する長さ方向に延びて、金属端子40Aの延長部52と直角になるように折り曲げられる。また、金属端子40Aの実装部54は、金属端子40Aの延長部52に対して、実装基板に接するように折り曲げられて形成される。なお、実装部54の折り曲げられる方向は、電子部品本体12側に曲げられてもよいし、電子部品本体12とは反対側に折り曲げられていてもよい。
金属端子40Aの実装部54の長さ方向L(積層体14の両端面を結ぶ方向)の長さは、金属端子40Aの延長部52の積層方向T(積層体14の両主面を結ぶ方向)の長さよりも長く形成されていてもよい。また、金属端子40Aの延長部52と金属端子40Aの実装部54とが交わる角部は、丸みがつけられていてもよい。
金属端子40Aは、端子本体と端子本体の表面に形成されるめっき膜とを有する。
端子本体は、Ni、Fe、Cu、Ag、Crまたはこれらの金属のうちの一種以上の金属を主成分として含む合金からなることが好ましい。さらに好ましくは、端子本体は、Ni、Fe、Crまたはこれらの金属のうちの一種以上の金属を主成分として含む合金からなる。具体的には、たとえば、端子本体の母材の金属をFe−42Ni合金やFe−18Cr合金とすることができる。金属端子40Aの端子本体の厚みは、0.05mm以上0.5mm以下程度であることが好ましい。端子本体を、高融点のNi、Fe、Crまたはこれらの金属のうちの一種以上の金属を主成分として含む合金により形成することにより、外部電極24の耐熱性を向上させることができる。
ここで、めっき膜は、金属端子40Aの表面全体に形成されてもよい。なお、めっき膜は、金属端子40Aの延長部52および実装部54の周囲面46においては形成されなくてもよい。これにより、積層セラミック電子部品10を実装基板に半田を用いて実装する際に、半田の金属端子40Aへの濡れ上がりを抑制することができる。そのため、電子部品本体12と金属端子40Aとの間(浮き部分)に半田が濡れ上がることを抑制することができるため、浮き部分に半田が充填されることを防止することができる。よって、浮き部分の空間を十分に確保することができる。従って、金属端子40Aの延長部52が弾性変形し易くなるため、交流電圧が加わることでセラミック層16に生じる機械的歪みをより吸収することができる。これにより、このとき生じる振動が、外部電極24を介して実装基板に伝達することを抑制することができる。従って、金属端子40Aを備えることで、より安定してアコースティックノイズ(鳴き)の発生を抑制することができる。
金属端子40Aの表面に形成されためっき膜、または、金属端子40Aの延長部52および実装部54の周囲面46に形成されためっき膜を除去する場合、その除去方法は、機械による除去(切削、研磨)、レーザートリミングによる除去、めっき剥離剤(たとえば、水酸化ナトリウム)などが考えられる。また、たとえば、金属端子40Aの延長部52および実装部54の表面にめっき膜を形成しない場合、予めめっき膜を形成しない部分をレジストで覆ったうえで、金属端子40Aの他の部分にめっき膜を形成し、その後、レジストを除去するようにしてもよい。なお、金属端子40Aの全周囲面には、めっき膜が形成されなくてもよい。
めっき膜は、たとえば、下層めっき膜と上層めっき膜とを有する。
下層めっき膜は、端子本体の表面に形成されており、上層めっき膜は、下層めっき膜の表面に形成されている。
下層めっき膜は、端子本体の表面に形成されており、上層めっき膜は、下層めっき膜の表面に形成されている。
下層めっき膜は、Ni、Fe、Cu、Ag、Crまたはこれらの金属のうちの一種以上の金属を主成分として含む合金からなることが好ましい。さらに好ましくは、下層めっき膜は、Ni、Fe、Crまたはこれらの金属のうちの一種以上の金属を主成分として含む合金からなる。下層めっき膜を、高融点のNi、Fe、Crまたはこれらの金属のうちの一種以上の金属を主成分として含む合金により形成することにより、外部電極24の耐熱性を向上させることができる。下層めっき膜の厚みは0.2μm以上5.0μm以下程度であることが好ましい。また、下層めっき膜は、複数のめっき膜により構成されていてもよい。
上層めっき膜は、Sn、Ag、Auまたはこれらの金属のうちの一種以上の金属を主成分として含む合金からなることが好ましい。さらに好ましくは、上層めっき膜は、SnまたはSnを主成分として含む合金からなる。上層めっき膜をSnまたはSnを主成分として含む合金により形成することにより、金属端子40Aと外部電極24との半田付き性を向上させることができる。上層めっき膜の厚みは、1.0μm以上5.0μm以下程度であることが好ましい。また、上層めっき膜は、複数の層により構成されてもよい。
なお、めっき膜として、1層形成の場合には、はんだ付き性のよい上層めっき膜を形成するのが好ましい。
なお、めっき膜として、1層形成の場合には、はんだ付き性のよい上層めっき膜を形成するのが好ましい。
接合材60は、第1の外部電極24aと一方の金属端子40Aの端子接合部50とを接合し、第2の外部電極24bと他方の金属端子40Aの端子接合部50とを接合するために用いられる。接合材60には、たとえば、Sn−Sb系、Sn−Ag−Cu系、Sn−Cu系、Sn−Bi系などのLF半田を用いることができる。特に、Sn−Sb系の半田の場合は、Sbの含有率が5%以上15%以下程度であることが好ましい。
この第1の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品10によれば、第1の外部電極24aは、積層体14の第1の端面14eにのみ配置されており、第2の外部電極24bは、積層体14の第2の端面14fにのみ配置されているので、外部電極24(下地電極層とめっき層)の総体積の減少による、e寸先端部への引張応力を低減することが可能となり、外部電極24のe寸先端部から発生するクラックを抑制することができる。これにより、発熱対策であるりん青銅(他、熱伝導が良く、電気抵抗の低い)端子の採用が可能になることから、線膨張係数の大きい銅端子でも、クラック発生率を大幅に改善することができる。
また、電子部品本体12の外部電極24に一対の金属端子40Aを接合する際、積層体14の第1および第2の主面14aおよび14b、ならびに第1および第2の側面14cおよび14dへの接合材60の回り込みが無く、且つ外部電極24(特に、端面中央部26aおよび26bの部分)が平坦であるため、電子部品本体12の姿勢が良くなり、いわゆるチップズレを抑制することができる。
また、電子部品本体12の外部電極24に一対の金属端子40Aを接合する際、積層体14の第1および第2の主面14aおよび14b、ならびに第1および第2の側面14cおよび14dへの接合材60の回り込みが無く、且つ外部電極24(特に、端面中央部26aおよび26bの部分)が平坦であるため、電子部品本体12の姿勢が良くなり、いわゆるチップズレを抑制することができる。
また、この第1の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品10によれば、第1の外部電極24aは、第1の端面14eと第2の端面14fとを結ぶ方向から平面視した場合、第1の端面14eの周囲において、第1の外部電極24aの中央部に位置する端面中央部26aにおける第1の外部電極24aの厚みよりも厚いサドル部28aを有し、第2の外部電極24bは、第1の端面14eと第2の端面14fとを結ぶ方向から平面視した場合、第2の端面14fの周囲において、第2の外部電極24bの中央部に位置する端面中央部26bにおける第2の外部電極24bの厚みよりも厚いサドル部28bを有するので、積層体14の角部における外部電極24の厚みを確保することができるため、外部電極24の積層体14に対するシール性を確保することができる。従って、めっき層32aおよび32bを形成する際、内部電極層18にめっき液が侵入することを防止することが可能になり、電子部品本体12に対する信頼性の低下を抑制することができる。
また、第1の端面14eに形成される第1の外部電極24aにサドル部28aが設けられ、第2の端面14fに形成される第2の外部電極24bにサドル部28bが設けられることで、第1の外部電極24aの中央部に位置する端面中央部26aおよび第2の外部電極24bの中央部に位置する端面中央部26bは略平坦となるため、接合材60が少量でも均一に外部電極24と金属端子40Aとを接合することができる。ここで、接合材60の量を少なくすることができるため、積層セラミック電子部品10を実装基板に実装する際、接合材60が溶けることで電子部品本体12がズレたりすることを抑制することができる。さらに、電子部品本体12と金属端子40Aとの距離が短くなるため、放熱性が向上する(つまり、熱抵抗が下がる)。このように、放熱性が向上することで、より高い負荷環境においても使用することができる積層セラミック電子部品10を提供することができる。
また、第1の端面14eに形成される第1の外部電極24aにサドル部28aが設けられ、第2の端面14fに形成される第2の外部電極24bにサドル部28bが設けられることで、第1の外部電極24aの中央部に位置する端面中央部26aおよび第2の外部電極24bの中央部に位置する端面中央部26bは略平坦となるため、接合材60が少量でも均一に外部電極24と金属端子40Aとを接合することができる。ここで、接合材60の量を少なくすることができるため、積層セラミック電子部品10を実装基板に実装する際、接合材60が溶けることで電子部品本体12がズレたりすることを抑制することができる。さらに、電子部品本体12と金属端子40Aとの距離が短くなるため、放熱性が向上する(つまり、熱抵抗が下がる)。このように、放熱性が向上することで、より高い負荷環境においても使用することができる積層セラミック電子部品10を提供することができる。
さらに、この第1の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品10によれば、一対の金属端子40Aが、第1の端面14eあるいは第2の端面14fに接続される端子接合部50と、端子接合部50に接続され端子接合部50から実装方向に延びる延長部52と、延長部52に接続され延長部52から第1の端面14eおよび第2の端面14fを結んだ方向に延びる実装部54とを有しており、延長部52は、電子部品本体12の下面(第2の主面14b)と実装部54との間に隙間を形成するように設けられている。このように、電子部品本体12と実装基板との間に一対の金属端子40Aを介在させることで、電子部品本体12に対して、熱衝撃を加わりにくくすることができるため、半田クラック耐性が向上する。また、温度変化によるストレスや、実装基板に変形が生じたとしても、金属端子40Aの弾性的変形によって、有利に吸収することができる。
(第1の実施の形態の第1ないし第3の変形例)
この発明の第1の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品に使用される金属端子の第1ないし第3の変形例について、図5ないし図7を参照して説明する。
この発明の第1の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品に使用される金属端子の第1ないし第3の変形例について、図5ないし図7を参照して説明する。
図5(a)は、この発明の第1の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品に使用される金属端子の第1の変形例を示す外観斜視図であり、図5(b)は、この発明の第1の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品に使用される金属端子の第1の変形例を示す側面図である。なお、図5(a)および(b)に示す金属端子40Bにおいて、図4に示した金属端子40Aと同一の部分には、同一の符号を付し、その説明を省略する。
図5(a)および(b)に示す金属端子40Bは、金属端子40Aとは異なり、端子接合部50において、その他方主面44から一方主面42の方向に向かって凸状に形成された突起部56が合計4つ設けられている。この突起部56と、外部電極24とが接合材60によって接合される。接合材60は、毛細管現象により、突起部56に集まる。これにより、外部電極24と金属端子40Bとの接合強度を高めつつ、外部電極24と金属端子40Bと間に隙間が形成される。
積層セラミック電子部品10に対して、金属端子40Bを備える積層セラミック電子部品は、図4に示す金属端子40Aと同様の作用効果を奏するとともに、次の効果を奏する。
すなわち、突起部56の一方主面42から突出している長さの分だけ、電子部品本体12と金属端子40Bとの間の距離が長くなり、金属端子40Bと外部電極24との間に隙間を設けることができるため、その隙間に接合材60の層を形成することができ、電子部品本体12の振動をこの接合材60により形成される層(接合層)を介して金属端子40Bに伝達する構造となるため、金属端子40Bへの振動の伝達を減衰することができ、鳴き抑制効果が得られる。
すなわち、突起部56の一方主面42から突出している長さの分だけ、電子部品本体12と金属端子40Bとの間の距離が長くなり、金属端子40Bと外部電極24との間に隙間を設けることができるため、その隙間に接合材60の層を形成することができ、電子部品本体12の振動をこの接合材60により形成される層(接合層)を介して金属端子40Bに伝達する構造となるため、金属端子40Bへの振動の伝達を減衰することができ、鳴き抑制効果が得られる。
また、接合材60の量が多いと、金属端子40Bの延長部52に接合材60が垂れてしまうことがあるが、この場合、金属端子40Bの延長部52に垂れた接合材60により、金属端子40Bのバネ性が失われることがある。このため、鳴き抑制効果が低減する。そこで、突起部56を設けることで、接合材60は毛細管現象により突起部56により作られた隙間へ集まるため、接合材60の量が多い場合であっても、金属端子40Bの延長部52に接合材60が垂れるのを抑制することができる。
続いて、図6は、この発明の第1の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品に使用される金属端子の第2の変形例を示す外観斜視図である。なお、図6に示す金属端子40Cにおいて、図4に示した金属端子40Aと同一の部分には、同一の符号を付し、その説明を省略する。
図6に示す金属端子40Cは、金属端子40Aとは異なり、端子接合部50の幅方向の中央において、その上端辺から中間部に亘って切り欠き部58が形成される。端子接合部50において切り欠き部58が形成されることにより、一方片および他方片に分割される。
積層セラミック電子部品10に対して、金属端子40Cを備える積層セラミック電子部品は、図4に示す金属端子40Aと同様の作用効果を奏するとともに、次の効果を奏する。
すなわち、一般的に、誘電体に電界を印加した場合、誘電現象によって結晶格子が歪むため、誘電体は、電界と平行な方向に伸長し、電界と垂直な方向には収縮する。また、電界が印加される対向電極部22aは大きく伸縮する一方、対向電極部22a以外の部分である外層部16aや積層体14の側部(Wギャップ)22b、積層体の端部(Lギャップ)22cは、それほど伸縮しない。すなわち、積層体14の対向電極部22aよりも外側の部分はそれほど伸縮しない。
したがって、図7のように金属端子40Cに切り欠き部58を設け、大きく変改する対向電極部22aの中央部分には金属端子を接合せず、あまり変形しない積層体14の側部(Wギャップ)22b付近で接合した場合、対向電極部22aの変形に伴い、金属端子40Cがそれほど変形しない。したがって、対向電極部22aの振動が金属端子40Cを介して基板に伝搬されにくくなる。したがって、積層セラミック電子部品の電歪現象に起因する基板鳴きの発生をより効果的に抑制することができる。
すなわち、一般的に、誘電体に電界を印加した場合、誘電現象によって結晶格子が歪むため、誘電体は、電界と平行な方向に伸長し、電界と垂直な方向には収縮する。また、電界が印加される対向電極部22aは大きく伸縮する一方、対向電極部22a以外の部分である外層部16aや積層体14の側部(Wギャップ)22b、積層体の端部(Lギャップ)22cは、それほど伸縮しない。すなわち、積層体14の対向電極部22aよりも外側の部分はそれほど伸縮しない。
したがって、図7のように金属端子40Cに切り欠き部58を設け、大きく変改する対向電極部22aの中央部分には金属端子を接合せず、あまり変形しない積層体14の側部(Wギャップ)22b付近で接合した場合、対向電極部22aの変形に伴い、金属端子40Cがそれほど変形しない。したがって、対向電極部22aの振動が金属端子40Cを介して基板に伝搬されにくくなる。したがって、積層セラミック電子部品の電歪現象に起因する基板鳴きの発生をより効果的に抑制することができる。
続いて、図7は、この発明の第1の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品に使用される金属端子の第3の変形例を示す外観斜視図である。なお、図7に示す金属端子40Dにおいて、図4に示した金属端子40Aと同一の部分には、同一の符号を付し、その説明を省略する。
図7に示す金属端子40Dは、金属端子40Aとは異なり、端子接合部50において、その他方主面44から一方主面42の方向に向かって凸状に形成された突起部56が合計4つ設けられており、さらに、端子接合部50の幅方向の中央において、その上端辺側から中間部に亘って切り欠き部58が形成される。これにより、図5に示す金属端子40Bと同様の作用効果および図6に示す金属端子40Cと同様の作用効果を奏する。
(第2の実施の形態)
この発明の第2の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品について説明する。図8は、この発明の第2の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品の一例を示す外観斜視図である。図9(a)は、この発明の第2の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品を示す図8のC−C断面図であり、図9(b)は、この発明の第2の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品を示す図8のD−D断面図である。なお、この実施の形態にかかる積層セラミック電子部品110Aは、一対の金属端子140Aが、上下方向に積み重ねられた2つの電子部品本体12を狭持するタイプであることを除いて、たとえば、図1を用いて説明した積層セラミック電子部品10と同様の構成を有する。従って、図1に示した積層セラミック電子部品10と同一部分には、同一の符号を付し、その説明を省略する。
この発明の第2の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品について説明する。図8は、この発明の第2の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品の一例を示す外観斜視図である。図9(a)は、この発明の第2の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品を示す図8のC−C断面図であり、図9(b)は、この発明の第2の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品を示す図8のD−D断面図である。なお、この実施の形態にかかる積層セラミック電子部品110Aは、一対の金属端子140Aが、上下方向に積み重ねられた2つの電子部品本体12を狭持するタイプであることを除いて、たとえば、図1を用いて説明した積層セラミック電子部品10と同様の構成を有する。従って、図1に示した積層セラミック電子部品10と同一部分には、同一の符号を付し、その説明を省略する。
この実施の形態にかかる積層セラミック電子部品110Aは、2つの電子部品本体12に形成される第1の外部電極24aは、第1の端面14eにのみ配置されており、第1の外部電極24bは、第2の端面14fにのみ配置されている。また、2つの電子部品本体12に形成される第1の外部電極24aはサドル部28aを有し、第2の外部電極24bはサドル部28bを有する。また、この実施の形態にかかる積層セラミック電子部品110Aが備える一対の金属端子140Aは、上下方向に積み重ねられた2つの電子部品本体12を狭持するタイプである。従って、金属端子140Aは、上段の電子部品本体12に接合される端子接合部48と、下段の電子部品本体12に接合される端子接合部50とを有する。
図8および図9に示す積層セラミック電子部品110Aは、第1の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品10と同様の効果を奏する。
すなわち、積層セラミック電子部品110Aでは、2つの電子部品本体12に形成される第1の外部電極24aは、第1の端面14eにのみ配置されており、第2の外部電極24bは、第2の端面14fにのみ配置されているので、外部電極24の総体積の減少による、e寸先端部への引張応力を低減することが可能となり、外部電極24のe寸先端部から発生するクラックを抑制することができる。
また、積層セラミック電子部品110Aでは、2つの電子部品本体12に形成される第1の外部電極24aはサドル部28aを有し、第2の外部電極24bはサドル部28bを有するので、それぞれの積層体14の角部における外部電極24の厚みを確保することができるため、外部電極24の積層体14に対するシール性を確保することができる。
さらに、積層セラミック電子部品110Aでは、金属端子140Aは、上段の電子部品本体12に接合される端子接合部48と、下段の電子部品本体12に接合される端子接合部50とを有しており、2つの電子部品本体12と実装基板との間に一対の金属端子140Aを介在させることで、2つの電子部品本体12に対して、熱衝撃を加わりにくくすることができるため、半田クラック耐性が向上する。また、温度変化によるストレスや、実装基板に変形が生じたとしても、金属端子140Aの弾性的変形によって、有利に吸収することができる。
すなわち、積層セラミック電子部品110Aでは、2つの電子部品本体12に形成される第1の外部電極24aは、第1の端面14eにのみ配置されており、第2の外部電極24bは、第2の端面14fにのみ配置されているので、外部電極24の総体積の減少による、e寸先端部への引張応力を低減することが可能となり、外部電極24のe寸先端部から発生するクラックを抑制することができる。
また、積層セラミック電子部品110Aでは、2つの電子部品本体12に形成される第1の外部電極24aはサドル部28aを有し、第2の外部電極24bはサドル部28bを有するので、それぞれの積層体14の角部における外部電極24の厚みを確保することができるため、外部電極24の積層体14に対するシール性を確保することができる。
さらに、積層セラミック電子部品110Aでは、金属端子140Aは、上段の電子部品本体12に接合される端子接合部48と、下段の電子部品本体12に接合される端子接合部50とを有しており、2つの電子部品本体12と実装基板との間に一対の金属端子140Aを介在させることで、2つの電子部品本体12に対して、熱衝撃を加わりにくくすることができるため、半田クラック耐性が向上する。また、温度変化によるストレスや、実装基板に変形が生じたとしても、金属端子140Aの弾性的変形によって、有利に吸収することができる。
(第2の実施の形態の第1の変形例)
この発明の第2の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品の第1の変形例について説明する。図10は、この発明の第2の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品の第1の変形例を示す外観斜視図である。この変形例の積層セラミック電子部品110Bは、図8に示した積層セラミック電子部品110Aと同一の部分には、同一の符号を付し、その説明を省略する。
この発明の第2の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品の第1の変形例について説明する。図10は、この発明の第2の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品の第1の変形例を示す外観斜視図である。この変形例の積層セラミック電子部品110Bは、図8に示した積層セラミック電子部品110Aと同一の部分には、同一の符号を付し、その説明を省略する。
図10に示す積層セラミック電子部品110Bが備える金属端子140Bは、図8に示した積層セラミック電子部品110Aが備える金属端子140Aとは異なり、端子接合部48および端子接合部50において、他方主面44から一方主面42に向かって凸状に形成された突起部56が合計4つ設けられている。
図10に示す積層セラミック電子部品110Bは、図8に示す積層セラミック電子部品110Aと同様の効果を奏するとともに次の効果を奏する。
すなわち、突起部56の一方主面42から突出している長さの分だけ、2つの電子部品本体12と金属端子140Bとの間の距離が長くなり、金属端子140Bと外部電極24との間に隙間を設けることができるため、その隙間に接合材60の層を形成することができ、2つの電子部品本体12の振動をこの接合材60により形成される層(接合層)を介して金属端子140Bに伝達する構造となるため、金属端子140Bへの振動の伝達を減衰することができ、鳴き抑制効果が得られる。
図10に示す積層セラミック電子部品110Bは、図8に示す積層セラミック電子部品110Aと同様の効果を奏するとともに次の効果を奏する。
すなわち、突起部56の一方主面42から突出している長さの分だけ、2つの電子部品本体12と金属端子140Bとの間の距離が長くなり、金属端子140Bと外部電極24との間に隙間を設けることができるため、その隙間に接合材60の層を形成することができ、2つの電子部品本体12の振動をこの接合材60により形成される層(接合層)を介して金属端子140Bに伝達する構造となるため、金属端子140Bへの振動の伝達を減衰することができ、鳴き抑制効果が得られる。
(第2の実施の形態の第2の変形例)
この発明の第2の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品の第2の変形例について説明する。図11は、この発明の第2の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品の第2の変形例を示す外観斜視図である。この変形例の積層セラミック電子部品110Cは、図8に示した積層セラミック電子部品110Aと同一の部分には、同一の符号を付し、その説明を省略する。
この発明の第2の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品の第2の変形例について説明する。図11は、この発明の第2の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品の第2の変形例を示す外観斜視図である。この変形例の積層セラミック電子部品110Cは、図8に示した積層セラミック電子部品110Aと同一の部分には、同一の符号を付し、その説明を省略する。
図11に示す積層セラミック電子部品110Cが備える金属端子140Cは、図8に示した積層セラミック電子部品110Aが備える金属端子140Aとは異なり、端子接合部48の幅方向の中央において、その上端辺から端子接合部50の中間部に亘って切り欠き部58が形成される。
図11に示す積層セラミック電子部品110Cは、図8に示す積層セラミック電子部品110Aと同様の効果を奏するとともに図5に示す金属端子40Bと同様の作用効果を同時に奏する。
図11に示す積層セラミック電子部品110Cは、図8に示す積層セラミック電子部品110Aと同様の効果を奏するとともに図5に示す金属端子40Bと同様の作用効果を同時に奏する。
(第2の実施の形態の第3の変形例)
この発明の第2の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品の第3の変形例について説明する。図12は、この発明の第2の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品の第3の変形例を示す外観斜視図である。この変形例の積層セラミック電子部品110Dは、図8に示した積層セラミック電子部品110Aと同一の部分には、同一の符号を付し、その説明を省略する。
この発明の第2の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品の第3の変形例について説明する。図12は、この発明の第2の実施の形態にかかる積層セラミック電子部品の第3の変形例を示す外観斜視図である。この変形例の積層セラミック電子部品110Dは、図8に示した積層セラミック電子部品110Aと同一の部分には、同一の符号を付し、その説明を省略する。
図12に示す金属端子140Dは、金属端子140Aとは異なり、端子接合部48および50において、その他方主面44から一方主面42の方向に向かって凸状に形成された突起部56が合計4つ設けられており、さらに、端子接合部48および50の幅方向の中央において、その上端辺側から中間部に亘って切り欠き部58が形成される。
図12に示す積層セラミック電子部品110Dは、図8に示す積層セラミック電子部品110Aと同様の効果を奏するとともに図5に示す金属端子40Bと同様の作用効果および図6に示す金属端子40Cと同様の作用効果を奏する。
図12に示す積層セラミック電子部品110Dは、図8に示す積層セラミック電子部品110Aと同様の効果を奏するとともに図5に示す金属端子40Bと同様の作用効果および図6に示す金属端子40Cと同様の作用効果を奏する。
2.積層セラミック電子部品の製造方法
次に、以上の構成からなる積層セラミック電子部品の製造方法の一実施の形態について、積層セラミック電子部品10を例にして説明する。
次に、以上の構成からなる積層セラミック電子部品の製造方法の一実施の形態について、積層セラミック電子部品10を例にして説明する。
まず、セラミックグリーンシート、内部電極層18を形成するための内部電極用導電性ペーストおよび外部電極24を形成するための外部電極用導電性ペーストが準備される。なお、セラミックグリーンシート、内部電極用導電性ペーストおよび外部電極用導電性ペーストには、有機バインダおよび溶剤が含まれるが、公知の有機バインダや有機溶剤を用いることができる。
そして、セラミックグリーンシート上に、例えば、所定のパターンで内部電極用導電性ペーストを印刷し、セラミックグリーンシートには、内部電極のパターンが形成される。なお、内分電極用導電性ペーストは、スクリーン印刷法などの公知の方法により印刷することができる。
次に、内部電極パターンが印刷されていない外層用セラミックグリーンシートが所定枚数積層され、その上に、内部電極パターンが印刷されたセラミックグリーンシートが順次積層され、その上に、外層用セラミックグリーンシートが所定枚数積層され、マザー積層体が作製される。必要に応じて、このマザー積層体は、静水圧プレスなどの手段により積層方向に圧着させてもよい。
その後、マザー積層体が所定の形状寸法に切断され、生の積層体チップが切り出される。このとき、バレル研磨などにより積層体の角部や稜部に丸みをつけてもよい。続いて、切り出された生の積層体チップが焼成され、積層体が生成される。なお、生の積層体チップの焼成温度は、セラミックの材料や内部電極用導電性ペーストの材料に依存するが、900℃以上1300℃以下であることが好ましい。
次に、焼成後の積層体の両端面に外部電極用導電性ペーストを塗布し、焼き付け、第1の外部電極24aの下地電極層30aおよび第2の外部電極24bの下地電極層30bが形成される。焼き付け温度は、700℃以上900℃以下であることが好ましい。
なお、下地電極層30aを形成するとき、外部電極用導電性ペーストを積層体14の第1の端面14eに対して塗布する際に、スクリーン印刷工法で製膜することにより、第1
の端面14eと第2の端面14fとを結ぶ方向から平面視した場合、第1の端面14eの周囲において、第1の端面14eの中央部(端面中央部26a)における第1の外部電極24aの厚みよりも厚みの厚いサドル部28aを形成することができ、その結果、積層体14の第1および第2の主面14aおよび14b、ならびに第1および第2の側面14cおよび14dに第1の外部電極24aが折り返さないような第1の外部電極24aの構造とすることができる。
同様に、下地電極層30bを形成するとき、外部電極用導電性ペーストを積層体14の第2の端面14fに対して塗布する際に、スクリーン印刷工法で製膜することにより、第1の端面14eと第2の端面14fとを結ぶ方向から平面視した場合、第2の端面14fの周囲において、第2の端面14fの中央部(端面中央部26b)における第2の外部電極24bの厚みよりも厚みの厚いサドル部28bを形成することができ、その結果、積層体14の両主面14aおよび14b、ならびに両側面14cおよび14dに第2の外部電極24bが折り返さないような第2の外部電極24bの構造とすることができる。
この際、外部電極用導電性ペーストの粘度や量をコントロールすることで、サドル部28aおよび28bの高さ(厚み)をコントロールすることができる。
の端面14eと第2の端面14fとを結ぶ方向から平面視した場合、第1の端面14eの周囲において、第1の端面14eの中央部(端面中央部26a)における第1の外部電極24aの厚みよりも厚みの厚いサドル部28aを形成することができ、その結果、積層体14の第1および第2の主面14aおよび14b、ならびに第1および第2の側面14cおよび14dに第1の外部電極24aが折り返さないような第1の外部電極24aの構造とすることができる。
同様に、下地電極層30bを形成するとき、外部電極用導電性ペーストを積層体14の第2の端面14fに対して塗布する際に、スクリーン印刷工法で製膜することにより、第1の端面14eと第2の端面14fとを結ぶ方向から平面視した場合、第2の端面14fの周囲において、第2の端面14fの中央部(端面中央部26b)における第2の外部電極24bの厚みよりも厚みの厚いサドル部28bを形成することができ、その結果、積層体14の両主面14aおよび14b、ならびに両側面14cおよび14dに第2の外部電極24bが折り返さないような第2の外部電極24bの構造とすることができる。
この際、外部電極用導電性ペーストの粘度や量をコントロールすることで、サドル部28aおよび28bの高さ(厚み)をコントロールすることができる。
また、必要に応じて、下地電極層30aの表面にめっき層32aが形成され、下地電極層30bの表面にめっき層32bが形成される。
続いて、本発明にかかる積層セラミック電子部品の製造方法における金属端子の取り付け工程について、説明する。
まず、所望の一対の金属端子40Aが準備される。
次に、準備された一方の金属端子40Aは、電子部品本体12の第1の外部電極24aに接合材60によって取り付けられ、準備された他方の金属端子40Aは、電子部品本体12の第2の外部電極24bに接合材60によって取り付けられる。一対の金属端子40Aの取り付けは、接合材60によるはんだ付けの温度を、リフローにて270℃以上290℃以下とし、その熱を30秒以上与えることによって行われる。
次に、準備された一方の金属端子40Aは、電子部品本体12の第1の外部電極24aに接合材60によって取り付けられ、準備された他方の金属端子40Aは、電子部品本体12の第2の外部電極24bに接合材60によって取り付けられる。一対の金属端子40Aの取り付けは、接合材60によるはんだ付けの温度を、リフローにて270℃以上290℃以下とし、その熱を30秒以上与えることによって行われる。
上述のようにして、図1に示す積層セラミック電子部品10が製造される。
3.実験例
次に、上述の方法により得られた積層セラミック電子部品10について、所定の条件に基づくクラックの発生の確認および耐湿信頼性を確認する実験を行った。
次に、上述の方法により得られた積層セラミック電子部品10について、所定の条件に基づくクラックの発生の確認および耐湿信頼性を確認する実験を行った。
まず、実施例として、上述した積層セラミック電子部品の製造方法にしたがって、以下のようなスペックの電子部品本体(積層セラミックコンデンサ)を作製した。
チップサイズ(設計値):長さ×幅×高さ=7.5mm×6.3mm×3.2mm
セラミック層の材料:BaTiO3
内部電極層の材料:Ni
外部電極の構造:下地電極層(焼付け層)とめっき層とを含む構造
下地電極層(焼き付け層)の材料:Cu
めっき層:NiめっきとSnめっきの2層構造
外部電極:積層体の両端面にのみ形成。さらに、積層体の第1の端面および第2の端面の周囲を周回するようにサドル部を形成。
チップサイズ(設計値):長さ×幅×高さ=7.5mm×6.3mm×3.2mm
セラミック層の材料:BaTiO3
内部電極層の材料:Ni
外部電極の構造:下地電極層(焼付け層)とめっき層とを含む構造
下地電極層(焼き付け層)の材料:Cu
めっき層:NiめっきとSnめっきの2層構造
外部電極:積層体の両端面にのみ形成。さらに、積層体の第1の端面および第2の端面の周囲を周回するようにサドル部を形成。
また、実施例において、作製された電子部品本体に接合される一対の金属端子のスペックは以下の通りである。なお、電子部品本体の外部電極と金属端子とを接合するための接合材はLF半田を用いた。
金属端子:端子本体とめっき膜とによる2層構造
端子本体:SUS430
めっき膜:下層めっきと上層めっきの2層構造。下層めっきの材料はCu、上層めっきの材料はSn。
金属端子:端子本体とめっき膜とによる2層構造
端子本体:SUS430
めっき膜:下層めっきと上層めっきの2層構造。下層めっきの材料はCu、上層めっきの材料はSn。
また、比較例にかかる積層セラミック電子部品は、実施例にかかる積層セラミック電子部品とは、外部電極が、積層体の第1の端面から第1および第2の主面の一部、ならびに第1および第2の側面の一部に亘って形成され、積層体の第2の端面から第1および第2の主面の一部、ならびに第1および第2の側面の一部に亘って形成されており、かつ、それぞれの外部電極にサドル部が形成されていない点において、異なる。なお、その他の条件は、実施例と同じとした。
また、実施例、比較例1および比較例2の各サンプルは、各実験について、それぞれ20個ずつとした。
また、実施例、比較例1および比較例2の各サンプルは、各実験について、それぞれ20個ずつとした。
(クラック発生確認実験の方法)
各サンプルに対して、LF半田を用いて、実装基板としてガラスエポキシ基板にリフロー実装した。その後、試験槽(気相)内で、−55℃/30分〜125℃/30分を1サイクルとし、合計1000サイクル実施した。
1000サイクル後に抜き取ったサンプルを、基板付きのまま、側面から端子接合部中央付近まで(LT面を)研磨し、外部電極の先端のクラックの有無を観察した。
なお、本実験を行うにあたり、前処理として、熱処理150℃/60分〜24時間放置を行い、後処理として、24時間放置とした。
各サンプルに対して、LF半田を用いて、実装基板としてガラスエポキシ基板にリフロー実装した。その後、試験槽(気相)内で、−55℃/30分〜125℃/30分を1サイクルとし、合計1000サイクル実施した。
1000サイクル後に抜き取ったサンプルを、基板付きのまま、側面から端子接合部中央付近まで(LT面を)研磨し、外部電極の先端のクラックの有無を観察した。
なお、本実験を行うにあたり、前処理として、熱処理150℃/60分〜24時間放置を行い、後処理として、24時間放置とした。
(耐湿信頼性試験の方法)
各サンプルに対して、LF半田を用いて、実装基板としてガラスエポキシ基板にリフロー実装した。その後、各サンプルに対して125℃、相対湿度95%RH、1.2気圧の高温高湿槽内にて、定格電圧を印加し、144時間の耐湿負荷加速試験を行った。絶縁抵抗値(IR値)が2桁以上低下したものをショートの発生と判断した。
各サンプルに対して、LF半田を用いて、実装基板としてガラスエポキシ基板にリフロー実装した。その後、各サンプルに対して125℃、相対湿度95%RH、1.2気圧の高温高湿槽内にて、定格電圧を印加し、144時間の耐湿負荷加速試験を行った。絶縁抵抗値(IR値)が2桁以上低下したものをショートの発生と判断した。
以上の、クラックの発生の確認実験および耐湿信頼性試験の各実験結果について、実施例および比較例のそれぞれについて、クラックの発生した個数およびショートの発生した個数を表1に示す。
結果、実施例にかかる積層セラミック電子部品のサンプルでは、クラックの発生は確認されず、耐湿信頼性試験においても、ショートの発生したサンプルは確認されなかったことから、いずれも良好な結果が得られた。
一方、比較例にかかる積層セラミック電子部品のサンプルでは、クラックの発生数が18個確認され、また、耐湿信頼性試験の結果、1個のショートの発生が確認された。
以上の結果、本発明にかかる積層セラミック電子部品では、電子部品本体に対するクラックの発生が抑制され、かつ、高い耐湿信頼性を有することが確認された。
一方、比較例にかかる積層セラミック電子部品のサンプルでは、クラックの発生数が18個確認され、また、耐湿信頼性試験の結果、1個のショートの発生が確認された。
以上の結果、本発明にかかる積層セラミック電子部品では、電子部品本体に対するクラックの発生が抑制され、かつ、高い耐湿信頼性を有することが確認された。
なお、この発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変形される。また、電子部品本体のセラミック層の厚み、層数、対向電極面積および外形寸法は、これに限定されるものではない。
10,110A,110B,110C,110D 積層セラミック電子部品
12 電子部品本体
14 積層体
16 セラミック層
16a 外層部
16b 内層部
18 内部電極層
18a 第1の内部電極層
18b 第2の内部電極層
20a 第1の引出電極部
20b 第2の引出電極部
22a 対向電極部
22b 側部(Wギャップ)
22c 端部(Lギャップ)
24 外部電極
24a 第1の外部電極
24b 第2の外部電極
26a,26b 端面中央部
28a,28b サドル部
30a,30b 下地電極層
32a,32b めっき層
40A〜40D,140A〜140D 金属端子
48,50 端子接合部
52 延長部
54 実装部
56 突起部
58 切り欠き部
60 接合材
12 電子部品本体
14 積層体
16 セラミック層
16a 外層部
16b 内層部
18 内部電極層
18a 第1の内部電極層
18b 第2の内部電極層
20a 第1の引出電極部
20b 第2の引出電極部
22a 対向電極部
22b 側部(Wギャップ)
22c 端部(Lギャップ)
24 外部電極
24a 第1の外部電極
24b 第2の外部電極
26a,26b 端面中央部
28a,28b サドル部
30a,30b 下地電極層
32a,32b めっき層
40A〜40D,140A〜140D 金属端子
48,50 端子接合部
52 延長部
54 実装部
56 突起部
58 切り欠き部
60 接合材
Claims (3)
- 積層された複数のセラミック層と積層された複数の内部電極層とを含み、互いに対向する第1および第2の主面と、互いに対向する第1および第2の側面と、互いに対向する第1および第2の端面と、を有する積層体と、前記積層体の第1の端面に接続される第1の外部電極と、前記積層体の前記第2の端面に接続される第2の外部電極と、を備える電子部品本体と、
前記第1の外部電極に接続される第1の金属端子と、前記第2の外部電極に接続される第2の金属端子と、を備える積層セラミック電子部品であって、
前記第1および第2の外部電極は、前記第1および第2の端面上に配置されており、
前記第1および第2の外部電極は、前記第1および第2の端面を結ぶ方向から平面視した際、前記第1および第2の端面の周囲において、前記第1および第2の端面の中央部の厚みよりも厚みの厚い部分を含み、
前記第1の金属端子は、前記第1の端面に接続される端子接合部と、前記端子接合部に接続され実装面方向に延びる延長部と、前記延長部に接続され前記延長部から前記端面同士を結んだ方向に延びる実装部と、を有し、
前記第2の金属端子は、前記第2の端面に接続される端子接合部と、前記端子接合部に接続され実装面方向に延びる延長部と、前記延長部に接続され前記延長部から前記端面同士を結んだ方向に延びる実装部と、を有し、
前記延長部は、前記電子部品本体の下面と前記実装部との間に隙間を形成するように設けられている、積層セラミック電子部品。 - 前記第1および第2の外部電極の前記厚みの厚い部分は、前記第1および第2の端面の周囲を周回するように設けられている、請求項1に記載の積層セラミック電子部品。
- 前記第1および第2の金属端子の母材は、りん青銅である、請求項1または請求項2に記載の積層セラミック電子部品。
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