芯片型电子部件、电子部件的安装构造体及集合体

技术领域

本发明涉及芯片型电子部件、电子部件的安装构造体及电子部件集合体。

背景技术

在作为芯片型电子部件的一例的层叠陶瓷电容器中，当向外部电极之间施加了电压时，在内部电极的相邻的电极彼此对置的部分产生电介质极化。能够通过外部电极而取出由该电介质极化带来的静电电容。

有助于形成上述那样的由于内部电极的对置而引起的静电电容的电介质根据所施加的电压而产生电场感应变形。在将层叠陶瓷电容器表面安装于基板上的情况下，由于该电场感应变形，层叠陶瓷电容器使基板变形，通过该变形的频率而产生被称为“振鸣”的声音。而且，当该“振鸣”变大时，引起噪声的问题。

对于上述课题，例如为了抑制振鸣，提出了图10所示那样的电子部件的结构：为了抑制焊料的润湿上升，在电容器1的安装面形成球形的导电性构造物2，使部件的高度从基板3偏离(参照美国专利申请公开第2014/0076621号说明书)。

该导电性构造物2与配置在电容器的两端的电极机械耦合及电耦合。导电性构造物2能够配置于由压电力产生的振动的振幅比较小的角部。而且，通过将导电性的特征焊接于PCB上的焊盘图案，能够减少从电容器1向基板3传递的振动能量的量，并且形成机械连接及电连接。

发明内容

在美国专利申请公开第2014/0076621号说明书所记载的通过导电性构造物2而从基板偏离的结构中，在电容器1为小型的情况下，难以在规定的位置处高精度地配置导电性构造物2。另外，仅通过导电性构造物2将电容器1及基板上的导体焊盘接合，因此，存在粘接强度较弱这样的课题。

本发明的主要目的在于，提供一种芯片型电子部件、电子部件的安装构造体及电子部件集合体，通过向电子部件主体配置包括多个球状芯的接合构件，能够抑制振鸣的发生，且提高安装稳定性。

本发明的芯片型电子部件是具备：层叠体，其包括层叠的多个陶瓷层和层叠在陶瓷层上的多个内部电极，且包括在高度方向上相对的第一主面及第二主面、在与高度方向正交的宽度方向上相对的第一侧面及第二侧面、以及在与高度方向及宽度方向正交的长度方向上相对的第一端面及第二端面；第一外部电极，其配置在层叠体的至少第一端面及第一主面上；第二外部电极，其配置在层叠体的至少第二端面及第一主面上；第一接合构件，其与第一外部电极电连接；以及第二接合构件，其与第二外部电极电连接，第一接合构件配置在至少第一外部电极中的配置在第一主面上的部分上，第二接合构件配置在至少第二外部电极中的配置在第一主面上的部分上，第一接合构件及第二接合构件分别含有多个球状芯。

在本发明的芯片型电子部件中，第一接合构件与第一外部电极电连接，第二接合构件与第二外部电极电连接，而且，在第一接合构件及第二接合构件各自的内部含有球状芯，因此，在使用焊料将该芯片型电子部件安装于安装基板时，能够使电子部件主体相对于安装基板水平地安装，此外，能够在高度方向上偏离地安装，因此，能够得到振鸣抑制效果，并且，由于利用多个球状芯对电子部件主体进行支承，因此，能够提高安装稳定性。

根据本发明，得到通过向电子部件主体配置包括多个球状芯的接合构件而能够抑制振鸣的发生且提高安装稳定性的芯片型电子部件、电子部件的安装构造体及电子部件集合体。

本发明的上述及其他目的、特征、方面及优点根据与附图关联理解的针对本发明的以下的详细说明而变得清楚。

附图说明

图1是本实施方式的芯片型电子部件的一例的侧视图。

图2是示出本实施方式的芯片型电子部件的图1的仰视图。

图3是示出本实施方式的芯片型电子部件的图1的端面图。

图4是示出本实施方式的芯片型电子部件的图2的线IV-IV处的剖视图。

图5A是示出将本实施方式的芯片型电子部件安装于安装基板的电子部件的安装构造体的剖视图，图5B(a部放大图)是外部电极与接合构件的接合部分的剖面放大图。

图6A至图6E是示出本实施方式的芯片型电子部件的制造方法的一例的主要部分的工序，是示出在电子部件主体形成接合构件的一例的工序图。

图7是电子部件集合体的俯视图。

图8是图7的线XIII-XIII处的剖视图。

图9是示出针对电子部件的安装构造体的用于测定“振鸣”所产生的噪声的声压等级的测定装置的概要的图。

图10是现有的针对振鸣对策的电子部件的剖视图。

具体实施方式

1.芯片型电子部件

参照图1至图4，对本发明的实施方式的芯片型电子部件10进行说明。在本实施方式中，芯片型电子部件10具备层叠陶瓷电容器作为电子部件主体10A。

芯片型电子部件10具备电子部件主体10A。电子部件主体10A具备芯片型的层叠体12。层叠体12是长方体状，具有相互对置的第一主面12a和第二主面12b、以及连结第一主面12a与第二主面12b之间且分别相互对置的第一侧面12c和第二侧面12d及第一端面12e及第二端面12f。长方体形状的层叠体12通常在棱线部、角部具有圆度。

这里，将连结层叠体12的第一主面12a与第二主面12b的方向定义为高度方向x，将与高度方向x正交的方向中的连结第一侧面12c与第二侧面12d的方向定义为宽度方向y，将与高度方向x及宽度方向y正交的连结第一端面12e与第二端面12f的方向定义为长度方向z，在以下的说明中，使用这些用语。

另外，将层叠体12的高度方向x的尺寸设为T尺寸，将层叠体12的宽度方向y的尺寸设为W尺寸，将层叠体12的长度方向z的尺寸设为L尺寸。

如图4所示，层叠体12具备层叠的多个陶瓷层14、以及沿着多个陶瓷层14之间的界面而形成的多个第一内部电极16a及第二内部电极16b。陶瓷层14由电介质陶瓷构成。第一内部电极16a及第二内部电极16b例如包括Ni作为导电成分。第一内部电极16a及第二内部电极16b还可以包括与陶瓷层14所包含的陶瓷同一组成系的电介质粒子。

内部电极16a及16b形成为其端缘在层叠体12的端面12e及12f中的任一方露出，但在层叠体12的第一端面12e露出的第一内部电极16a与在第二端面12f露出的第二内部电极16b在层叠体12的内部隔着陶瓷层14交替地配置，使得能够获取静电电容。另外，内部电极16a及16b优选配置为与第一主面12a大致平行。

为了取出上述的静电电容，在层叠体12的相对的第一端面12e及第二端面12f上分别形成有与第一内部电极16a电连接的第一外部电极18a、以及与第二内部电极16b电连接的第二外部电极18b。外部电极18a及18b例如通过以金属为导电成分的导电性膏的烧接而形成烧接层，根据需要，在其上实施Ni镀敷及Sn镀敷等。需要说明的是，作为烧接层的金属，例如，包括从Cu、Ni、Ag、Pd、Ag-Pd合金、Au等中选出的至少一种。在烧接层也可以包括玻璃。作为烧接层的玻璃，包括从B、Si、Ba、Mg、Al、Li等中选出的至少一种。

第一外部电极18a不仅形成在层叠体12的第一端面12e上，还延伸至与第一端面12e分别相邻的第一主面12a及第二主面12b的各一部分和第一侧面12c及第二侧面12d的各一部分。

第二外部电极18b不仅形成在层叠体12的第二端面12f上，还延伸至与第二端面12f分别相邻的第一主面12a及第二主面12b的各一部分和第一侧面12c及第二侧面12d的各一部分。

如图5A、图5B所示，该芯片型电子部件10的第一主面12a成为朝向安装基板32侧的安装面。因此，在以下的说明中，针对“第一主面”及“安装面”的双方而使用参照标记“12a”。

成为本发明的特征的第一接合构件20a配置在至少第一外部电极18a中的配置在第一主面(安装面)12a上的部分上。另外，第二接合构件20b配置在至少第二外部电极18b中的配置在第一主面(安装面)12a上的部分上。

第一接合构件20a及第二接合构件20b由焊材构成。焊材例如使用Sn-Sb系、Sn-Ag-Cu系、Sn-Cu系或Sn-Bi系的LF焊料。焊材的熔点优选低于300℃。由此，在将芯片型电子部件10以回流焊的形式安装于安装基板32之后，能够再次修正安装位置。另外，构成第一接合构件20a及第二接合构件20b的焊材的Sn与构成外部电极18a，18b的Sn镀敷的Sn结合。

如图4所示，在第一接合构件20a及第二接合构件20b各自的内部含有多个球状芯24。球状芯24由Cu或Ni等金属、或者树脂等构成。球状芯24的平均粒径优选为25μm以上且100μm以下。由此，能够更加有效地抑制将电子部件主体10A安装于安装基板32时的振鸣效果。

需要说明的是，在球状芯24由树脂构成的情况下，也可以对其表面实施金属镀敷。由此，构成第一接合构件20a及第二接合构件20b的焊材与被实施了金属镀敷的树脂所形成的球状芯24的润湿性(亲和性)提高，从而接合强度提高，因此，能够提高将芯片型电子部件10安装于基板的情况下的安装稳定性。

另外，球状芯24优选不存在于比电子部件主体10A高的位置。

此外，多个球状芯24的直径的偏差优选为50％以下。例如，在球状芯24的平均粒径为100μm的情况下，第一接合构件20a及第二接合构件20b的内部所含有的球状芯24的粒径处于50μm以上且150μm以下的范围。这样，通过含有规定范围内的平均粒径的球状芯24，球状芯24的粒径的偏差得以抑制，因此，能够提高将芯片型电子部件10安装于基板的情况下的安装稳定性。但是，球状芯24也可以包括如椭圆体那样从完整的球形稍微变形的形状。

需要说明的是，球状芯24例如能够通过WDX(波长分散型X射线分析)来检测。

如图4所示，第一接合构件20a及第二接合构件20b在安装面12a上具有在与该安装面12a垂直的方向上测定的规定的厚度方向尺寸(接合厚度)t。为了更加可靠地发挥后述的安装稳定性的效果，根据球状芯24的平均粒径的大小来决定第一接合构件20a及第二接合构件20b各自的厚度方向尺寸t。第一接合构件20a及第二接合构件20b各自的厚度方向尺寸t优选小于球状芯24的平均粒径的两倍。

第一接合构件20a及第二接合构件20b的厚度方向尺寸t优选为35μm以上且110μm以下。即，第一接合构件20a及第二接合构件20b的内部所含有的球状芯24不是配置为在第一接合构件20a及第二接合构件20b的厚度方向上重叠，而是在第一接合构件20a及第二接合构件20b的内部为一层，且均匀地配置。由此，能够进一步提高将芯片型电子部件10安装于基板的情况下的安装稳定性。

另外，第一接合构件20a与第一外部电极18a电连接，第二接合构件20b与第二外部电极18b电连接。更具体而言，如图1至图4所示，第一接合构件20a具有配置在安装面侧的与第一外部电极18a相接的部分，且配置为覆盖该部分。另外，第二接合构件20b具有与第二外部电极18b相接的部分，且配置为覆盖该部分。

在图1所示的芯片型电子部件10中，第一接合构件20a与第一外部电极18a电连接，第二接合构件20b与第二外部电极18b电连接，而且，在第一接合构件20a及第二接合构件20b各自的内部含有球状芯24，因此，在使用焊料将该芯片型电子部件10安装于安装基板32时，能够使电子部件主体10A相对于安装基板32水平地安装，此外，能够在高度方向上偏离地安装，因此，能够得到振鸣抑制效果，并且，由于利用多个球状芯24对电子部件主体10A进行支承，因此，能够提高安装稳定性。

2.电子部件的安装构造体

接着，使用图5A、图5B对将上述的芯片型电子部件10安装于安装基板32的电子部件的安装构造体进行说明。

例如如图5A、图5B所示，电子部件的安装构造体包括芯片型电子部件10和安装基板32。安装基板32包括基板主体34。基板主体34例如由玻璃环氧等树脂或玻璃陶瓷等陶瓷形成。基板主体34例如能够由层叠的多个绝缘体层形成。在基板主体34的一方主面具有基板侧安装面。在基板侧安装面，与第一外部电极18a及第二外部电极18b分别对应地配设有第一导体焊盘36a及第二导体焊盘36b。在将芯片型电子部件10安装于安装基板32上时，第一接合构件20a通过焊料38而与第一导体焊盘36a电连接且机械接合，第二接合构件20b通过焊料38而与导体焊盘36b电连接且机械接合。焊料38沿着第一接合构件20a及第二接合构件20b的侧面而形成嵌边。

需要说明的是，在将芯片型电子部件10通过焊料38而安装于安装基板32的情况下，在嵌边部分不配置球状芯24。即，球状芯24在高度方向x上不存在于层叠体12的第一主面12a与第二主面12b之间。

另外，从将层叠体12的第一主面12a扩展后的平面起，直至在配置于层叠体12的两端面12e、12f及两侧面12c、12d的第一外部电极18a或第二外部电极18b上配置的焊料的端缘38a为止的高度方向x的距离(嵌边润湿上升高度)P优选为320μm以下。

此外，位于导体焊盘36a的表面的焊料38、即从位于电子部件主体10A的第一端面12e的第一外部电极18a的表面到位于导体焊盘36a的表面的焊料38的端缘38b为止的长度方向z的距离(位于导体焊盘的表面的嵌边的长度)Q优选为140μm以下，或者，位于导体焊盘36b的表面的焊料38、即从位于电子部件主体10A的第二端面12f的第二外部电极18b的表面到位于导体焊盘36b的表面的焊料38的端缘38b为止的长度方向z的距离(位于导体焊盘的表面的嵌边的长度)Q优选为140μm以下。

根据图5A、图5B所示的电子部件的安装构造体，将在第一接合构件20a及第二接合构件20b各自的内部含有球状芯24的芯片型电子部件10安装于安装基板32，因此，在使用焊料38将该芯片型电子部件10安装于安装基板32的情况下，能够使电子部件主体10A相对于安装基板32水平地安装，此外，能够在高度方向上偏离地安装，因此，能够得到振鸣抑制效果，并且，利用多个球状芯24对电子部件主体10A进行支承，因此，能够提高安装稳定性。

3.芯片型电子部件的制造方法

接着，对该芯片型电子部件10的电子部件主体(层叠陶瓷电容器)的制造工序的一例进行说明。

(1)首先，准备电介质片及内部电极用的导电性膏。在电介质片、内部电极用的导电性膏中包括粘合剂及溶剂，但可以使用公知的有机粘合剂、有机溶剂。

(2)接着，例如通过丝网印刷、凹版印刷等，在电介质片上以规定的图案印刷内部电极用的导电性膏，由此，形成内部电极图案。

(3)进而，将未形成内部电极图案的外层用的电介质片层叠规定张数，在此之上依次层叠形成有内部电极的电介质片，在此之上层叠规定张数的外层用的电介质片，制作出层叠片。

(4)通过等静压等方式，在层叠方向上对得到的层叠片进行冲压，由此制作出层叠块。

(5)接着，将层叠块切割成规定的尺寸，切出层叠芯片。此时，也可以通过滚筒研磨等，使层叠芯片的角部及棱线部带有圆度。

(6)进而，通过烧成层叠芯片，制作出层叠体12。此时的烧成温度取决于电介质、内部电极的材料，但优选为900℃以上且1300℃以下。

(7)在得到的层叠体12的两端面涂敷外部电极用的导电性膏并进行烧接，由此，形成外部电极的烧接层。此时的烧接温度优选为700℃以上且900℃以下。

(8)进而，根据需要，在外部电极用的导电性膏的烧接层的表面实施镀敷。

通过以上方式，制造出作为电子部件主体10A的层叠陶瓷电容器。

接着，以下参照图6A至图6E，来说明在通过上述工序而得到的电子部件主体(层叠陶瓷电容器)10A形成第一接合构件20a及第二接合构件20b的接合构件形成工序的例子。

[步骤1]：电子部件主体的排列

首先，如图6A所示，使用吸附嘴42将电子部件主体10A排列到保持基板40上，使得排列在规定的位置。

保持基板40能够保持电子部件主体10A，且具有耐热性。保持基板40例如通过在金属材料膏在回流焊条件下不接合的这种氧化铝板上粘贴聚酰亚胺制的双面胶带而成。

[步骤2]：接合构件形成工序

接着，准备成为第一接合构件20a及第二接合构件20b的材料的金属材料膏44。该金属材料膏在焊材中含有球状芯。焊材例如使用Sn-Sb系、Sn-Ag-Cu系、Sn-Cu系或Sn-Bi系的LF焊料。焊材的熔点优选低于300℃。球状芯优选为Ni、Cu等金属、或者树脂。在球状芯由树脂构成的情况下，优选预先在树脂的表面实施镀敷。

然后，如图6B所示，针对排列在保持基板40上的电子部件主体10A，通过丝网印刷，使用刮刀48将金属材料膏44形成为所希望的图案。

因此，例如，准备掩蔽夹具46，对排列在保持基板40上的电子部件主体10A配置掩蔽夹具46。如图6B所示，掩蔽夹具46例如包括俯视矩形形状的掩模板46a。掩模板46a具有从其一方主面贯穿另一方主面的多个贯通孔40b。贯通孔40b分别具有俯视矩形形状的形态。通过该俯视矩形形状的大小来决定各接合构件的大小。

然后，如图6C所示，形成金属材料膏44，使得覆盖电子部件主体10A的外部电极18a及18b的一部分。

需要说明的是，作为通过金属材料膏44而形成所希望的图案的接合构件的方法，也能够通过分配法等，使用分配器进行涂敷，由此形成规定的图案。

[步骤3]：回流焊工序

接下来，如图6D所示，以在电子部件主体10A形成有金属材料膏44的状态实施回流焊工序。由此，金属材料膏44中的金属与外部电极接合。

[步骤4]：热固化后的分离工序

在热固化后，如图6E所示，形成与层叠体12以及外部电极18a及18b接合的状态下的接合构件20a及20b，制造出芯片型电子部件10。然后，将芯片型电子部件10从保持基板40分离。

通过以上的方法，制造出具备接合构件20a及20b的芯片型电子部件10。

需要说明的是，通过上述的方法，对电子部件主体10A形成了接合构件，但也可以将电子部件的安装构造体制造为，在导体焊盘形成接合构件，在此之上安装电子部件主体10A。

4.电子部件集合体

图7及图8所示的电子部件集合体50是将多个芯片型电子部件10编带而成的电子部件集合体。电子部件集合体50具有长条状的带52。如图8所示，带52具有长条状的载带52a和长条状的盖带52b。载带52a具有沿着长边方向相互隔开间隔而设置的多个腔室54。盖带52b在载带52a上被设置为覆盖多个腔室54。在多个腔室54分别收纳有芯片型电子部件10。

这样的电子部件集合体50例如使用芯片型电子部件10的输送装置(未图示)，排列多个芯片型电子部件10，接下来，将该多个芯片型电子部件10分别收纳于载带52a的多个腔室54。然后，利用盖带52b盖住收纳有芯片型电子部件10的各腔室54。

由此，制造出电子部件集合体50。

5.实验例

接着，说明实验例，该实验例是为了确认构成本实施方式的层叠陶瓷电容器的芯片型电子部件10起到的“振鸣”的降低效果而实施的。

(1)声压测定装置

图9示出声压测定装置60，该声压测定装置60用于测定构成层叠陶瓷电容器的芯片型电子部件10的“振鸣”所产生的噪声的声压等级。

参照图9，将安装有芯片型电子部件10的安装基板32设置在消声箱62内。另一方面，将集音麦克风64配置为与安装基板32对置。然后，向构成层叠陶瓷电容器的芯片型电子部件10例如施加具有3kHz的频率及1Vpp的电压的交流电压。由此，芯片型电子部件1使安装基板32在上述频率下变形，产生“振鸣”这样的噪声。该噪声被集音麦克风64集音，集音麦克风64的输出经由集音器66被输入到FFT(FastFourierTransform，快速傅立叶变换)分析仪68，于是，对声压等级进行了解析。安装基板32为玻璃环氧基板。另外，安装基板32的厚度为1.6mm。

(2)实验例中的试料的规格

首先，按照上述的层叠陶瓷电容器的制造方法，制作出以下那样的规格的电子部件主体(层叠陶瓷电容器)。

层叠体的尺寸L×W×T为1.0mm×0.5mm×0.5mm(设计值)。内部电极的厚度为0.6μm，陶瓷层的厚度为0.7μm。层叠张数为300张。介电常数为2500，静电电容为2.2μF。外部电极包括基底电极层和镀敷层，基底电极层的材料为Cu，镀敷层为Ni镀敷层与Sn镀敷层的双层构造。另外，外部电极的厚度为10μm以上且50μm以下。

如表1所示，关于实验例所使用的层叠陶瓷电容器的试料，准备了使球状芯的直径变化的试料。需要说明的是，试料编号1为在接合构件不含有球状芯的试料。关于针对各试料的球状芯的直径，试料编号2为25μm，试料编号3为40μm，试料编号4为50μm，试料编号5为60μm，试料编号6为75μm，试料编号7为100μm，试料编号8为125μm，试料编号9为150μm，试料编号10为200μm。

另外，针对各个球状芯的大小的试料数量为4个。

需要说明的是，表1中所记载的球状芯的个数表示一方的接合构件所包含的个数。

表1示出针对使接合构件所含有的球状芯的直径变化的试料的声压等级的测定结果。需要说明的是，表中的标注了*记号的试料编号的试料为本发明的范围外。

[表1]

作为进行基于声压测定装置的实验而得到的结果，如表1所示，在接合构件所含有的球状芯的直径为25μm以上且100μm以下的试料的情况下，得到55dB以下的良好的声压等级。

另一方面，在接合构件不含有球状芯的情况下，得到60.8dB的声压等级。另外，在接合构件所含有的球状芯的直径为超过100μm的125μm时，声压等级为57.6dB，在直径为150μm时，声压等级为59.3dB，在直径为200μm时，声压等级为60.4dB，与不含有球状芯的情况下的试料相比，均得到较低的声压等级。

对本发明的实施方式进行了说明，但此次公开的实施方式在全部方面是例示，不应认为是限制性的内容。本发明的范围由权利要求书示出，意在包括与权利要求书同等的含义及范围内的全部变更。