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JP2019096659A - 電子部品および電子部品の製造方法 - Google Patents

電子部品および電子部品の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】外部電極の剥がれや外部電極の断線を抑制できる電子部品を提供する。【解決手段】電子部品１は、セラミックを含む素体１０と、素体内１０に設けられたコイル２０と、素体１０に設けられ、コイル２０に電気的に接続された外部電極３１、３２とを有するコイル部品２と、コイル部品２を封止するモールド樹脂４０と、モールド樹脂４０の外面に接触する電極膜５１、５２と、モールド樹脂４０内に設けられ、外部電極３１、３２と電極膜５１、５２を電気的に接続する接続導体６１、６２とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品および電子部品の製造方法に関する。
従来、コイル部品としては、特開２０１５−２１６３３８号公報（特許文献１）に記載されたものがある。このコイル部品は、セラミックを含む素体と、素体内に設けられたコイルと、素体に設けられコイルに電気的に接続された外部電極とを有する。
特開２０１５−２１６３３８号公報
ところで、前記従来のようなコイル部品の外部電極をはんだを介して実装基板に固着して、コイル部品を実装基板に実装したとき、次の問題があることがわかった。
コイル部品の素体は、セラミックを含むため、剛性を有する。これにより、外力や熱などにより実装基板に撓みが発生しても、素体は撓み難いため、撓みの応力が、外部電極に直接に作用する。この結果、外部電極が素体や実装基板から剥がれるおそれや、外部電極が断線するおそれがある。
そこで、本開示の課題は、外部電極の剥がれや外部電極の断線を抑制できる電子部品および電子部品の製造方法を提供することにある。
前記課題を解決するため、本開示の一態様である電子部品は、
セラミックを含む素体と、前記素体内に設けられたコイルと、前記素体に設けられ、前記コイルに電気的に接続された外部電極とを有するコイル部品と、
前記コイル部品を封止するモールド樹脂と、
前記モールド樹脂の外面に接触する電極膜と、
前記モールド樹脂内に設けられ、前記外部電極と前記電極膜を電気的に接続する接続導体と
を備える。
本開示の電子部品によれば、コイル部品はモールド樹脂により封止されているので、電子部品を実装基板に実装したとき、実装基板に撓みが発生しても、モールド樹脂が実装基板の撓みを吸収して、コイル部品に応力が作用し難くなる。したがって、外部電極の剥がれや外部電極の断線を抑制できる。
また、電子部品の一実施形態では、
前記コイル部品の一主面と前記モールド樹脂の一主面は、対向しており、
前記電極膜は、前記モールド樹脂の一主面に接触し、
前記接続導体は、前記モールド樹脂の一主面から前記コイル部品の一主面に向かって延在している。
前記実施形態によれば、モールド樹脂の一主面からコイル部品の一主面に向かってモールド樹脂に穴を空けてから、この穴に接続導体を設けることができ、接続導体を容易に製造することができる。
また、電子部品の一実施形態では、
基板をさらに備え、
前記接続導体は、前記基板の一主面上に設けられ、前記コイル部品は、前記接続導体上に載置されて、前記外部電極と前記接続導体が電気的に接続され、前記モールド樹脂は、前記基板の一主面側で、前記コイル部品を封止し、
前記接続導体は、前記基板の一主面に沿って延在して前記モールド樹脂の端面から露出し、前記電極膜は、前記モールド樹脂の端面に接触して前記接続導体に接触する。
前記実施形態によれば、コイル部品を基板に配置してから、コイル部品をモールド樹脂により封止することができ、電子部品を容易に製造することができる。
また、電子部品の製造方法の一実施形態では、
セラミックを含む素体と、前記素体内に設けられたコイルと、前記素体に設けられ、前記コイルに電気的に接続された外部電極とを有するコイル部品を、モールド樹脂により封止する工程と、
前記モールド樹脂の一主面に接触する電極膜を設けると共に、前記モールド樹脂の一主面から前記コイル部品の一主面に向かって穴を空けこの穴に接続導体を設けて前記外部電極と前記電極膜を電気的に接続する工程と
を備える。
前記実施形態によれば、外部電極の剥がれや外部電極の断線を抑制できる電子部品を製造することができる。
また、電子部品の製造方法の一実施形態では、
セラミックを含む素体と、前記素体内に設けられたコイルと、前記素体に設けられ、前記コイルに電気的に接続された外部電極とを有するコイル部品を、基板の一主面上に設けられた接続導体上に載置し、前記外部電極と前記接続導体を電気的に接続する工程と、
前記基板の一主面側で、前記コイル部品を、モールド樹脂により封止する工程と、
前記接続導体を前記モールド樹脂の端面から露出させると共に、前記モールド樹脂の端面に接触して前記接続導体に接触する電極膜を設ける工程と
を備える。
前記実施形態によれば、外部電極の剥がれや外部電極の断線を抑制できる電子部品を製造することができる。
本開示の一態様である電子部品および電子部品の製造方法によれば、外部電極の剥がれや外部電極の断線を抑制できる。
電子部品の第１実施形態を示す断面図である。 電子部品の製造方法を説明する説明図である。 電子部品の製造方法を説明する説明図である。 電子部品の製造方法を説明する説明図である。 電子部品の製造方法を説明する説明図である。 電子部品の製造方法を説明する説明図である。 電子部品の製造方法を説明する説明図である。 電子部品の製造方法を説明する説明図である。 電子部品の製造方法を説明する説明図である。 電子部品の製造方法を説明する説明図である。 電子部品の製造方法を説明する説明図である。 電子部品の第２実施形態を示す断面図である。 電子部品の製造方法を説明する説明図である。 電子部品の製造方法を説明する説明図である。 電子部品の製造方法を説明する説明図である。 電子部品の製造方法を説明する説明図である。 電子部品の製造方法を説明する説明図である。
以下、本開示の一態様を図示の実施の形態により詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は、電子部品の第１実施形態を示す断面図である。図１に示すように、電子部品１は、コイル部品２と、コイル部品２の全体を封止するモールド樹脂４０と、モールド樹脂４０の外面に接触する電極膜５１，５２と、モールド樹脂４０内に設けられた接続導体６１，６２とを備える。
コイル部品２は、セラミックを含む素体１０と、素体１０内に設けられたコイル２０と、素体１０に設けられ、コイル２０に電気的に接続された外部電極３１，３２とを有する。
素体１０は、複数の絶縁層を積層して構成される。絶縁層は、例えばフェライトやアルミナなどのセラミック材料からなる。隣り合う絶縁層の界面は、焼成などによって、明確となっていない場合がある。素体１０は、平板状に形成されている。素体１０の外面は、互いに対向する第１主面１１および第２主面１２と、互いに対向する第１端面１３および第２端面１４とを含む。第１主面１１および第２主面１２は、第１端面１３と第２端面１４の間に接続される。
第１外部電極３１および第２外部電極３２は、例えば、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕやこれらを主成分とする合金などの導電性材料から構成される。なお、第１外部電極３１および第２外部電極３２は、導電性材料以外に樹脂やガラスなどの成分を含んでいてもよい。第１外部電極３１は、第１端面１３から第１主面１１および第２主面１２に渡って設けられている。第２外部電極３２は、第２端面１４から第１主面１１および第２主面１２に渡って設けられている。
コイル２０は、例えば、第１、第２外部電極３１，３２と同様の導電性材料から構成される。コイル２０は、素体１０の主面１１，１２に直交する方向に沿って、螺旋状に巻回されている。コイル２０の一端は、第１外部電極３１に接触し、コイル２０の他端は、第２外部電極３２に接触している。
コイル２０は、素体の絶縁層上に平面上に巻回された複数のコイル導体層２１を含む。つまり、複数のコイル導体層２１は、絶縁層を介して積層される。積層方向に隣り合うコイル導体層２１は、絶縁層を厚み方向に貫通するビア導体を介して、電気的に直列に接続される。このように、複数のコイル導体層２１は、互いに電気的に直列に接続されながら、螺旋を構成している。具体的には、コイル２０は、互いに電気的に直列に接続され、巻回数が１周未満の複数のコイル導体層２１が積層された構成を有し、コイル２０はヘリカル形状である。ただし、コイル２０は、この構成に限られず、例えば巻回数が１周以上のスパイラル形状のコイル導体層２１が複数積層された構成などであってもよい。
モールド樹脂４０は、例えば、ビスマルイミドなどのイミド系樹脂や、エポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂からなる。モールド樹脂４０は、素体１０に比べて、弾性を有する。モールド樹脂４０の外面は、互いに対向する第１主面４１および第２主面４２と、互いに対向する第１端面４３および第２端面４４とを含む。第１主面４１および第２主面４２は、第１端面４３と第２端面４４の間に接続される。
コイル部品２の素体１０の第１主面１１とモールド樹脂４０の第１主面４１は、対向している。コイル部品２の素体１０の第１端面１３とモールド樹脂４０の第１端面４３は、対向している。
第１電極膜５１および第２電極膜５２は、例えば、第１、第２外部電極３１，３２と同様の導電性材料から構成される膜状の金属部材である。第１、第２電極膜５１，５２は、モールド樹脂４０の第１主面４１に接触する。第１、第２電極膜５１，５２は、例えば、めっきやスパッタ等により、第１主面４１に面状に密着される。
第１接続導体６１および第２接続導体６２は、例えば、第１、第２電極膜５１，５２と同様の導電性材料から構成される。第１接続導体６１は、第１外部電極３１と第１電極膜５１を電気的に接続する。第２接続導体６２は、第２外部電極３２と第２電極膜５２を電気的に接続する。第１、第２接続導体６１，６２は、モールド樹脂４０の第１主面４１からコイル部品２の第１主面１１に向かって延在している。つまり、モールド樹脂４０の第１主面４１からコイル部品２の第１主面１１に向かってモールド樹脂４０に穴を空けてから、この穴に第１、第２接続導体６１，６２を設けることができ、第１、第２接続導体６１，６２を容易に製造することができる。図１では、第１電極膜５１と第１接続導体６１は、２層構造で一体に連続して形成されているが、別体に不連続に形成されていてもよい。第２電極膜５２と第２接続導体６２についても同様である。
前記電子部品１によれば、電子部品１を（図示しない）実装基板に実装するとき、電子部品１の電極膜５１，５２がはんだを介して実装基板に固着される。このとき、コイル部品２はモールド樹脂４０により封止されているので、外力や熱により実装基板に撓みが発生しても、弾性を有するモールド樹脂４０が実装基板の撓みを吸収して、コイル部品２に応力が作用し難くなる。したがって、素体１０や実装基板からの外部電極３１，３２の剥がれや、外部電極３１，３２の断線を抑制できる。例えば、温度変化の大きな車載用の使用に好適となる。
また、コイル部品２は単体としても使用できるため、既存のコイル部品２を適用できる。また、膜状の金属部材である電極膜５１，５２を用いているので、金属フレーム端子に比べて、成型加工を不要とできるため、電子部品１を薄型化でき、電極膜５１，５２の平坦度を維持できる。これに対して、金属フレーム端子を用いた場合、成型加工によってバラつきの寸法が相対的に大きくなってしまい、薄型化が阻害され、さらに、金属フレーム端子の底面の平坦度を維持するのも難しくなってくる。
次に、電子部品１の製造方法について説明する。
図２Ａに示すように、コイル部品２を、テフロン（登録商標）や離型処理アルミから成る整列パレット１００上に振り込み整列させる。図２Ｂに示すように、この整列パレット１００の全体を覆うように、例えば、ビスマルイミド等の平板状の第１モールド樹脂１０１を配置し、さらに、第１モールド樹脂１０１上に、例えば、第１キャリア銅１１１および第２キャリア銅１１２付きのＦＲ４等の基板１２０を配置し、その後、加熱、加圧することで、コイル部品２の一面（主面）をモールド加工する。
図２Ｃに示すように、整列パレット１００から、一面をモールドしたコイル部品２を離型させる。図２Ｄに示すように、露出したコイル部品２の他面（主面）も同様に、コイル部品２の他面の全体を覆うように、例えば銅箔１１３付きのビスマルイミド等の平板状の第２モールド樹脂１０２を配置し、その後、加熱、加圧することで、コイル部品２の他面をモールド加工する。このように、コイル部品２の全体を第１、第２モールド樹脂１０１，１０２により封止する。なお、図２Ｂと同様の基板１２０を用いて第２モールド樹脂１０２を配置してもよい。
図２Ｅに示すように、銅箔１１３の面から、レーザードリルでコイル部品２の外部電極３１，３２に達するように、銅箔１１３および第２モールド樹脂１０２に穴Ｈを開ける。図２Ｆに示すように、無電解銅めっきと電解銅めっきの加工を行って、穴Ｈに導体部１１４を充填して、コイル部品２の外部電極３１，３２から銅箔１１３の表面に至る連続した導体部１１４を形成する。
ここで、銅箔１１３および導体部１１４は、図１に示す電極膜５１，５２および接続導体６１，６２を構成する。第１、第２モールド樹脂１０１，１０２は、図１に示すモールド樹脂４０を構成する。つまり、図２Ｄから図２Ｆにおいて、モールド樹脂４０の一主面に接触する電極膜５１，５２を設けると共に、モールド樹脂４０の一主面からコイル部品２の一主面に向かって穴Ｈを空けこの穴Ｈに接続導体６１，６２を設けて外部電極３１，３２と電極膜５１，５２を電気的に接続する。
図２Ｇに示すように、導体部１１４の表面に、例えばドライフィルムのレジスト１３０を貼り、レジスト１３０にパターンニング加工を施した上で、第２キャリア銅１１２付きの基板１２０を引き剥がす。
図２Ｈに示すように、第１キャリア銅１１１、銅箔１１３および導体部１１４を、塩化第２鉄でエッチング処理する。図２Ｉに示すように、残ったレジスト１３０も剥離する。図２Ｊに示すように、複数のコイル部品２がモールドされたモールド体を、ダイサーまたはレーザーカット等で個片にカットして、図１に示す電子部品１を製造する。
したがって、外部電極３１，３２の剥がれや外部電極３１，３２の断線を抑制できる電子部品１を製造することができる。また、コイル部品２をモールド加工してから、電極膜５１，５２および接続導体６１，６２を設けるので、モールド樹脂４０にバリが発生し難い。これに対して、コイル部品に金属フレーム端子を取り付けてからモールド加工すると、端子がモールド樹脂から露出するように金型に挟んでモールドするので、モールド金型の隙間からモールド樹脂のバリが発生しやすくなる。
（第２実施形態）
図３は、電子部品の第２実施形態を示す断面図である。第２実施形態は、第１実施形態とは、基板、電極膜および接続導体の構成が相違する。この相違する構成を以下に説明する。その他の構成は、第１実施形態と同じ構成であり、第１実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
図３に示すように、第２実施形態の電子部品１Ａは、基板７０をさらに備える。基板７０は、例えば、プリント基板である。基板７０の外面は、互いに対向する第１主面７１および第２主面７２と、互いに対向する第１端面７３および第２端面７４とを含む。第１主面７１および第２主面７２は、第１端面７３と第２端面７４の間に接続されている。
第１接続導体６１Ａおよび第２接続導体６２Ａは、基板７０の第１主面７１上に設けられている。第１、第２接続導体６１，６２は、例えば、基板７０に設けられた電極パターンである。
コイル部品２は、第１、第２接続導体６１Ａ，６２Ａ上に載置される。つまり、第１外部電極３１が第１接続導体６１Ａ上に載置され、第１外部電極３１と第１接続導体６１Ａが電気的に接続される。第２外部電極３２が第２接続導体６２Ａ上に載置され、第２外部電極３２と第２接続導体６２Ａが電気的に接続される。
モールド樹脂４０は、基板７０の第１主面７１側で、コイル部品２を封止する。つまり、モールド樹脂４０の第１主面４１と基板７０の第１主面７１は、接触している。
第１接続導体６１Ａは、基板７０の第１主面７１に沿って延在してモールド樹脂４０の第１端面４３から露出する。第２接続導体６２Ａは、基板７０の第１主面７１に沿って延在してモールド樹脂４０の第２端面４４から露出する。
第１電極膜５１Ａは、モールド樹脂４０の第１端面４３に接触して第１接続導体６１Ａに接触する。具体的に述べると、第１電極膜５１Ａは、モールド樹脂４０の第１端面４３および基板７０の第１端面７３を覆い、モールド樹脂４０の第２主面４２および基板７０の第２主面７２に渡って設けられている。
第２電極膜５２Ａは、モールド樹脂４０の第２端面４４に接触して第２接続導体６２Ａに接触する。具体的に述べると、第２電極膜５２Ａは、モールド樹脂４０の第２端面４４および基板７０の第２端面７４を覆い、モールド樹脂４０の第２主面４２および基板７０の第２主面７２に渡って設けられている。
前記電子部品１Ａによれば、コイル部品２を基板７０に配置してから、コイル部品２をモールド樹脂４０により封止することができ、電子部品１Ａを容易に製造することができる。
次に、電子部品１Ａの製造方法について説明する。
図４Ａに示すように、コイル部品２を基板７０上に整列する。基板７０は、プリント基板であり、基板７０上には、接続導体６１Ａ，６２Ａとしての電極パターン２１１が設けられている。リフローはんだ付けを行って、コイル部品２の外部電極３１，３２を電極パターン２１１に固定する。つまり、コイル部品２を、基板７０の一面（主面）上に設けられた接続導体６１Ａ，６２Ａ上に載置し、外部電極３１，３２と接続導体６１Ａ，６２Ａを電気的に接続する。
図４Ｂに示すように、基板７０の一面（主面）を覆うように、平板状のモールド樹脂２０１を配置し、その後、加熱、加圧することで、コイル部品２の全体をモールド加工する。つまり、基板７０の一面側で、コイル部品２の全体をモールド樹脂２０１により封止する。
図４Ｃに示すように、複数のコイル部品２がモールドされたモールド体を、ダイサーまたはレーザーカット等で短冊状にカットして、図４Ｄに示すように、コイル部品が１列に整列した状態とする。このとき、モールド樹脂２０１のカットした端面から電極パターン２１１が露出する。つまり、接続導体６１Ａ，６２Ａをモールド樹脂２０１の端面から露出させる。
図４Ｅに示すように、モールド樹脂２０１のカットした端面に、めっき等でコ字状の電極膜２１２を形成する。つまり、電極膜２１２（電極膜５１Ａ，５２Ａに相当）は、モールド樹脂２０１の端面に接触して、接続導体６１Ａ，６２Ａに接触する。最後に、短冊状のモールド体をダイサーまたはレーザーカット等で仮想線Ｌにおいて個片にカットして、図３に示す電子部品１Ａを製造する。
したがって、外部電極３１，３２の剥がれや外部電極３１，３２の断線を抑制できる電子部品１Ａを製造することができる。
なお、本開示は上述の実施形態に限定されず、本開示の要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。例えば、第１、第２実施形態のそれぞれの特徴点を様々に組み合わせてもよい。
第１実施形態では、電極膜は、モールド樹脂の主面のみに設けているが、モールド樹脂の主面および端面に設けるようにしてもよいし、その他の面に設けてもよい。第２実施形態では、電極膜は、コ字状に設けているが、少なくともモールド樹脂の端面に設けるようにすればよく、端面から基板の第２主面にかけてＬ字状に設けてもよいし、端面からモールド樹脂の第２主面にかけてＬ字状に設けてもよい。
１，１Ａ 電子部品
２ コイル部品
１０ 素体
１１ 第１主面
１２ 第２主面
１３ 第１端面
１４ 第２端面
２０ コイル
３１ 第１外部電極
３２ 第２外部電極
４０ モールド樹脂
４１ 第１主面
４２ 第２主面
４３ 第１端面
４４ 第２端面
５１，５１Ａ 第１電極膜
５２，５２Ａ 第２電極膜
６１，６１Ａ 第１接続導体
６２，６２Ａ 第２接続導体
７０ 基板
７１ 第１主面
７２ 第２主面
７３ 第１端面
７４ 第２端面

Claims (5)

  1. セラミックを含む素体と、前記素体内に設けられたコイルと、前記素体に設けられ、前記コイルに電気的に接続された外部電極とを有するコイル部品と、
    前記コイル部品を封止するモールド樹脂と、
    前記モールド樹脂の外面に接触する電極膜と、
    前記モールド樹脂内に設けられ、前記外部電極と前記電極膜を電気的に接続する接続導体と
    を備える、電子部品。
  2. 前記コイル部品の一主面と前記モールド樹脂の一主面は、対向しており、
    前記電極膜は、前記モールド樹脂の一主面に接触し、
    前記接続導体は、前記モールド樹脂の一主面から前記コイル部品の一主面に向かって延在している、請求項１に記載の電子部品。
  3. 基板をさらに備え、
    前記接続導体は、前記基板の一主面上に設けられ、前記コイル部品は、前記接続導体上に載置されて、前記外部電極と前記接続導体が電気的に接続され、前記モールド樹脂は、前記基板の一主面側で、前記コイル部品を封止し、
    前記接続導体は、前記基板の一主面に沿って延在して前記モールド樹脂の端面から露出し、前記電極膜は、前記モールド樹脂の端面に接触して前記接続導体に接触する、請求項１に記載の電子部品。
  4. セラミックを含む素体と、前記素体内に設けられたコイルと、前記素体に設けられ、前記コイルに電気的に接続された外部電極とを有するコイル部品を、モールド樹脂により封止する工程と、
    前記モールド樹脂の一主面に接触する電極膜を設けると共に、前記モールド樹脂の一主面から前記コイル部品の一主面に向かって穴を空けこの穴に接続導体を設けて前記外部電極と前記電極膜を電気的に接続する工程と
    を備える、電子部品の製造方法。
  5. セラミックを含む素体と、前記素体内に設けられたコイルと、前記素体に設けられ、前記コイルに電気的に接続された外部電極とを有するコイル部品を、基板の一主面上に設けられた接続導体上に載置し、前記外部電極と前記接続導体を電気的に接続する工程と、
    前記基板の一主面側で、前記コイル部品を、モールド樹脂により封止する工程と、
    前記接続導体を前記モールド樹脂の端面から露出させると共に、前記モールド樹脂の端面に接触して前記接続導体に接触する電極膜を設ける工程と
    を備える、電子部品の製造方法。
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