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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023024934
(43)【公開日】2023-02-21
(54)【発明の名称】電子部品及びその実装基板
(51)【国際特許分類】
   H01G 4/30 20060101AFI20230214BHJP
   H01G 2/06 20060101ALI20230214BHJP
【FI】
H01G4/30 201H
H01G4/30 513
H01G2/06 500
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022105863
(22)【出願日】2022-06-30
(31)【優先権主張番号】10-2021-0104513
(32)【優先日】2021-08-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2022-0004550
(32)【優先日】2022-01-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(71)【出願人】
【識別番号】594023722
【氏名又は名称】サムソン エレクトロ-メカニックス カンパニーリミテッド.
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(72)【発明者】
【氏名】金 相▲ヨプ▼
(72)【発明者】
【氏名】▲黄▼ 景南
(72)【発明者】
【氏名】金 恩知
(72)【発明者】
【氏名】安 堵鉉
【テーマコード(参考)】
5E001
5E082
【Fターム(参考)】
5E001AB03
5E001AF06
5E082AA01
5E082AB03
5E082EE01
5E082FF05
5E082GG08
5E082GG10
5E082GG11
(57)【要約】
【課題】電子部品及びその実装基板を提供する。
【解決手段】本発明は、キャパシタ本体と、上記キャパシタ本体の実装面に互いに離隔するように配置される第1外部電極及び第2外部電極と、上記第1外部電極及び上記第2外部電極とそれぞれ接続される第1接続端子及び第2接続端子と、上記第1外部電極と上記第1接続端子との間に配置された第1接合部であって、上記キャパシタ本体の中心部に近い第1-2領域であって、導電性樹脂を含む第1-2領域、及び、上記キャパシタ本体の一端部に近い第1-1領域であって、高温はんだを含む第1-1領域、を備える第1接合部と、上記第2外部電極と上記第2接続端子との間に配置された第2接合部であって、上記キャパシタ本体の中心部に近い第2-2領域であって、導電性樹脂を含む第2-2領域、及び、上記キャパシタ本体の他端部に近い第2-1領域であって、高温はんだを含む第2-1領域、を備える第2接合部と、を含む電子部品及びその実装基板を提供する。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
キャパシタ本体と、
前記キャパシタ本体の実装面に互いに離隔するように配置される第1外部電極及び第2外部電極と、
前記第1外部電極及び前記第2外部電極とそれぞれ接続される第1接続端子及び第2接続端子と、
前記第1外部電極と前記第1接続端子との間に配置された第1接合部であって、前記キャパシタ本体の中心部に近い第1-2領域であって、導電性樹脂を含む第1-2領域、及び、前記キャパシタ本体の一端部に近い第1-1領域であって、高温はんだを含む第1-1領域、を備える第1接合部と、
前記第2外部電極と前記第2接続端子との間に配置された第2接合部であって、前記キャパシタ本体の中心部に近い第2-2領域であって、導電性樹脂を含む第2-2領域、及び、前記キャパシタ本体の他端部に近い第2-1領域であって、高温はんだを含む第2-1領域、を備える第2接合部と、
を含む、電子部品。
【請求項2】
前記キャパシタ本体は、複数の誘電体層及び前記誘電体層を間に挟んで交互に配置される複数の第1内部電極及び第2内部電極を含み、且つ、互いに対向する第1面及び第2面と、前記第1面及び前記第2面と連結され、且つ互いに対向する第3面及び第4面とを含み、
前記第1内部電極及び前記第2内部電極の一端が前記第3面及び前記第4面にそれぞれ露出する、請求項1に記載の電子部品。
【請求項3】
前記第1外部電極及び前記第2外部電極は、
前記キャパシタ本体の前記第3面及び前記第4面にそれぞれ配置される第1接続部及び第2接続部と、
前記第1接続部及び前記第2接続部から前記キャパシタ本体の前記第1面の一部まで延長され、前記第1接続端子及び前記第2接続端子とそれぞれ接続される第1バンド部及び第2バンド部と、をそれぞれ含む、請求項2に記載の電子部品。
【請求項4】
前記第1-1領域は前記第1バンド部の下側に位置し、
前記第1-2領域は前記第1バンド部及び前記キャパシタ本体の前記第1面の下側に位置し、
前記第2-1領域は前記第2バンド部の下側に位置し、
前記第2-2領域は前記第2バンド部及び前記キャパシタ本体の前記第1面の下側に位置する、請求項3に記載の電子部品。
【請求項5】
前記第1外部電極及び前記第2外部電極を連結する方向に、前記第1-1領域又は前記第2-1領域の長さをT1と定義し、且つ前記第1-2領域又は前記第2-2領域の長さをT2と定義する場合、
T2/(T2+T1)が0.25~0.9である、請求項1に記載の電子部品。
【請求項6】
前記第1外部電極及び前記第2外部電極の表面にそれぞれ形成されるめっき層をさらに含む、請求項1に記載の電子部品。
【請求項7】
前記第1接続端子及び前記第2接続端子のそれぞれは、一部分と他の一部分との間にギャップ(gap)を設ける形態を有する、請求項1に記載の電子部品。
【請求項8】
前記第1接続端子及び前記第2接続端子のそれぞれの少なくとも一部がU字形を有し、
前記第1接続端子のU字形と前記第2接続端子のU字形とは、互いに向かって開放するように配置された、請求項7に記載の電子部品。
【請求項9】
前記第1外部電極及び前記第2外部電極を連結する方向に、前記第1-1領域又は前記第2-1領域の長さをT1と定義し、且つ前記第1接続端子及び前記第2接続端子のそれぞれの厚さをT3と定義する場合、
T3はT1よりも短い、請求項7に記載の電子部品。
【請求項10】
前記第1外部電極及び前記第2外部電極を連結する方向に、前記第1-2領域又は前記第2-2領域の長さをT2と定義する場合、
T2/(T2+T1)が0.25~0.9である、請求項9に記載の電子部品。
【請求項11】
前記キャパシタ本体は、複数の誘電体層及び前記誘電体層を間に挟んで交互に配置される複数の第1内部電極及び第2内部電極を含み、且つ、前記実装面と連結される第3面、第4面、第5面、及び第6面を含み、
前記第3面、前記第4面、前記第5面、及び前記第6面のそれぞれは、前記第1外部電極及び前記第2外部電極が配置されていない部分を含む、請求項7に記載の電子部品。
【請求項12】
キャパシタ本体と、前記キャパシタ本体の実装面に互いに離隔するように配置される第1外部電極及び第2外部電極と、前記第1外部電極及び前記第2外部電極とそれぞれ接続される第1接続端子及び第2接続端子と、前記第1外部電極と前記第1接続端子との間に配置された第1接合部であって、前記キャパシタ本体の中心部に近い第1-2領域であって、導電性樹脂を含む第1-2領域、及び、前記キャパシタ本体の一端部に近い第1-1領域であって、高温はんだを含む第1-1領域、を備える第1接合部と、前記第2外部電極と前記第2接続端子との間に配置された第2接合部であって、前記キャパシタ本体の中心部に近い第2-2領域であって、導電性樹脂を含む第2-2領域、及び、前記キャパシタ本体の他端部に近い第2-1領域であって、高温はんだを含む第2-1領域、を備える第2接合部と、を含む電子部品と、
一面に第1電極パッド及び第2電極パッドを有する基板と、
を含み、
前記電子部品は、前記第1電極パッド及び前記第2電極パッド上に前記第1接続端子及び前記第2接続端子がそれぞれ接続されるように実装される、電子部品の実装基板。
【請求項13】
前記キャパシタ本体は、複数の誘電体層及び前記誘電体層を間に挟んで交互に配置される複数の第1内部電極及び第2内部電極を含み、且つ、互いに対向する第1面及び第2面と、前記第1面及び前記第2面と連結され、且つ互いに対向する第3面及び第4面を含み、
前記第1内部電極及び前記第2内部電極の一端が第3面及び第4面にそれぞれ露出する、請求項12に記載の電子部品の実装基板。
【請求項14】
前記第1外部電極及び前記第2外部電極は、
前記キャパシタ本体の前記第3面及び前記第4面にそれぞれ配置される第1接続部及び第2接続部と、
前記第1接続部及び前記第2接続部から前記キャパシタ本体の前記第1面の一部まで延長され、前記第1接続端子及び前記第2接続端子とそれぞれ接続される第1バンド部及び第2バンド部と、
をそれぞれ含む、請求項13に記載の電子部品の実装基板。
【請求項15】
前記第1-1領域は前記第1バンド部の下側に位置し、
前記第1-2領域は前記第1バンド部及び前記キャパシタ本体の前記第1面の下側に位置し、
前記第2-1領域は前記第2バンド部の下側に位置し、
前記第2-2領域は前記第2バンド部及び前記キャパシタ本体の前記第1面の下側に位置する、請求項14に記載の電子部品の実装基板。
【請求項16】
前記第1接続端子及び前記第2接続端子のそれぞれは、一部分と他の一部分との間にギャップ(gap)を設ける形態を有する、請求項15に記載の電子部品の実装基板。
【請求項17】
前記第1接続端子及び前記第2接続端子のそれぞれの少なくとも一部がU字形を有し、
前記第1接続端子のU字形と前記第2接続端子のU字形とは、互いに向かって開放するように配置された、請求項16に記載の電子部品の実装基板。
【請求項18】
前記第1接続端子及び前記第2接続端子のそれぞれは、一部分と他の一部分との間にギャップ(gap)を設ける形態を有し、
前記キャパシタ本体は、複数の誘電体層及び前記誘電体層を間に挟んで交互に配置される複数の第1内部電極及び第2内部電極を含み、且つ、前記実装面と連結される第3面、第4面、第5面、及び第6面を含み、
前記第3面、前記第4面、前記第5面、及び前記第6面のそれぞれは、前記第1外部電極及び前記第2外部電極が配置されていない部分を含む、請求項12に記載の電子部品の実装基板。
【請求項19】
前記第1外部電極及び前記第2外部電極を連結する方向に、前記第1-1領域又は前記第2-1領域の長さをT1と定義し、前記第1-2領域又は前記第2-2領域の長さをT2と定義し、且つ前記第1及び第2接続端子のそれぞれの厚さをT3と定義する場合、
T3はT1よりも短く、
T2/(T2+T1)は0.25~0.9である、請求項18に記載の電子部品の実装基板。
【請求項20】
前記第1外部電極及び前記第2外部電極を連結する方向に、前記第1-1領域又は前記第2-1領域の長さをT1と定義し、且つ前記第1-2領域又は前記第2-2領域の長さをT2と定義する場合、
T2/(T2+T1)が0.25~0.9である、請求項12に記載の電子部品の実装基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子部品及びその実装基板に関する。
【背景技術】
【0002】
積層型キャパシタは、小型でありながら高容量の実現が可能であるため、種々の電子機器に用いられている。
【0003】
最近では、環境にやさしい自動車及び電気自動車の急浮上により、自動車内の電力駆動システムが増加しており、これにより、自動車に必要な積層型キャパシタの需要も増加している。
【0004】
自動車用部品としては、高レベルの熱信頼性や電気的信頼性が求められるため、積層型キャパシタに求められる性能も次第に高度化している。
【0005】
特に、限られた空間で高容量を実現できるキャパシタや、振動及び変形への耐久性が強いキャパシタの構造が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】韓国公開特許第2019-0098016号公報
【特許文献2】韓国公開特許第2019-0045748号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、電子部品及びその実装基板を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一側面は、キャパシタ本体と、上記キャパシタ本体の実装面に互いに離隔するように配置される第1外部電極及び第2外部電極と、上記第1外部電極及び上記第2外部電極とそれぞれ接続される第1接続端子及び第2接続端子と、上記第1外部電極と上記第1接続端子との間に配置された第1接合部であって、上記キャパシタ本体の中心部に近い第1-2領域であって、導電性樹脂を含む第1-2領域、及び、上記キャパシタ本体の一端部に近い第1-1領域であって、高温はんだを含む第1-1領域、を備える第1接合部と、上記第2外部電極と上記第2接続端子との間に配置された第2接合部であって、上記キャパシタ本体の中心部に近い第2-2領域であって、導電性樹脂を含む第2-2領域、及び、上記キャパシタ本体の他端部に近い第2-1領域であって、高温はんだを含む第2-1領域、を備える第2接合部と、を含む電子部品を提供する。
【0009】
本発明の一実施形態において、上記キャパシタ本体は、複数の誘電体層及び上記誘電体層を間に挟んで交互に配置される複数の第1内部電極及び第2内部電極を含み、且つ、互いに対向する第1面及び第2面と、上記第1面及び上記第2面と連結され、且つ互いに対向する第3面及び第4面を含み、上記第1内部電極及び上記第2内部電極の一端が第3面及び第4面にそれぞれ露出することができる。
【0010】
本発明の一実施形態において、上記第1外部電極及び上記第2外部電極は、上記キャパシタ本体の第3面及び第4面にそれぞれ配置される第1接続部及び第2接続部と、上記第1接続部及び第2接続部から上記キャパシタ本体の第1面の一部まで延長され、上記第1接続端子及び上記第2接続端子とそれぞれ接続される第1バンド部及び第2バンド部と、をそれぞれ含むことができる。
【0011】
本発明の一実施形態において、上記第1-1領域は上記第1バンド部の下側に位置し、上記第1-2領域は上記第1バンド部及び上記キャパシタ本体の上記第1面の下側に位置し、上記第2-1領域は上記第2バンド部の下側に位置し、上記第2-2領域は上記第2バンド部及び上記キャパシタ本体の上記第1面の下側に位置することができる。
【0012】
本発明の一実施形態において、上記第1外部電極及び上記第2外部電極を連結する方向に、上記第1-1領域又は上記第2-1領域の長さをT1と定義し、且つ上記第1-2領域又は上記第2-2領域の長さをT2と定義する場合、T2/(T2+T1)が0.25~0.9であることができる。
【0013】
本発明の一実施形態において、上記第1外部電極及び上記第2外部電極の表面にそれぞれ形成されるめっき層をさらに含むことができる。
【0014】
本発明の他の側面は、上記電子部品と、一面に第1電極パッド及び第2電極パッドを有する基板と、を含み、上記電子部品は、上記第1電極パッド及び上記第2電極パッド上に第1接続端子及び第2接続端子がそれぞれ接続されるように実装される、電子部品の実装基板を提供する。
【発明の効果】
【0015】
本発明の一実施形態によると、電子部品を基板に実装する際、電子部品に曲げクラックが発生することを効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
図1】本発明の一実施形態に係る電子部品を概略的に示した斜視図である。
図2図1の分離斜視図である。
図3図3(a)及び図3(b)は本発明の一実施形態に係る電子部品の第1及び第2内部電極をそれぞれ示した平面図である。
図4図1のI-I’線に沿った断面図である。
図5】接合部において導電性エポキシの塗布割合を変化させ、それに応じた電子部品の曲げ強度をテストして示したグラフである。
図6図1の電子部品が基板に実装されていることを概略的に示した断面図である。
図7】本発明の一実施形態に係る電子部品の第1及び第2接続端子の変形可能な形態を概略的に示した斜視図である。
図8図7の分離斜視図である。
図9図7のI-I’線に沿った断面図である。
図10a図10aは本発明の一実施形態に係る電子部品の第1及び第2内部電極の変形可能な形態を示した断面図である。
図10b図10bは本発明の一実施形態に係る電子部品の第1及び第2内部電極の変形可能な形態を示した断面図である。
図11】本発明の一実施形態に係る電子部品の第1及び第2外部電極の変形可能な形態を概略的に示した斜視図である。
図12】接合部において導電性エポキシの塗布割合を変化させ、それに応じた図10a~図11の電子部品100cの曲げ強度をテストして示したグラフである。
図13】接合部において導電性エポキシの塗布割合を変化させ、それに応じた図10a~図11の電子部品100cのESR(等価直列抵抗)をテストして示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下では、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために拡大縮小表示(又は強調表示や簡略化表示)がされることがある。なお、各実施形態の図面に示された同一思想の範囲内において機能が同一である構成要素は、同一の参照符号を付与して説明する。
【0018】
さらに、明細書全体において、ある構成要素を「含む」というのは、特に反対される記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
【0019】
図1は、本発明の一実施形態に係る電子部品を概略的に示した斜視図であり、図2は、図1の分離斜視図であり、図3(a)及び図3(b)は、本発明の一実施形態に係る電子部品の第1及び第2内部電極をそれぞれ示した平面図であり、図4は、図1のI-I’線に沿った断面図である。
【0020】
図1図4を参照すると、本発明の一実施形態に係る電子部品100は、キャパシタ本体110と、第1及び第2外部電極131、132と、第1及び第2接続端子141、142と、第1及び第2接合部150、160とを含む。
【0021】
以下、本発明の実施形態を明確に説明するためにキャパシタ本体110の方向を定義すると、図面に表示されているX、Y、Zはそれぞれ、キャパシタ本体110の長さ方向、幅方向、厚さ方向を示す。また、本実施形態において、厚さ方向は、誘電体層が積層される積層方向と同一の概念として使用されることができる。
【0022】
キャパシタ本体110は、複数の誘電体層111をZ方向に積層した後に焼成したものであり、複数の誘電体層111と、誘電体層111を間に挟んでZ方向に交互に配置される複数の第1及び第2内部電極121、122とを含む。
【0023】
そして、キャパシタ本体110のZ方向に両側には、必要に応じて所定厚さのカバー112、113が形成されることができる。
【0024】
このとき、キャパシタ本体110の互いに隣接するそれぞれの誘電体層111同士は境界が確認できないほど一体化することができる。
【0025】
キャパシタ本体110は、ほぼ六面体形状であることができるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0026】
本実施形態では説明の便宜上、キャパシタ本体110においてZ方向に互いに対向する両面を第1及び第2面1、2と、第1及び第2面1、2と連結され、X方向に互いに対向する両面を第3及び第4面3、4と、第1及び第2面1、2と連結され、第3及び第4面3、4と連結され、Y方向に互いに対向する両面を第5及び第6面5、6と定義するものとする。本実施形態において、第1面1は実装面となり得る。
【0027】
誘電体層111は、高誘電率のセラミック材料を含むことができ、例えば、BaTiO系セラミック粉末などを含むことができるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0028】
また、誘電体層111には、上記セラミック粉末とともに、セラミック添加剤、有機溶剤、可塑剤、結合剤、及び分散剤などがさらに添加されることができる。上記セラミック添加剤としては、例えば、転移金属酸化物又は転移金属炭化物、希土類元素、マグネシウム(Mg)又はアルミニウム(Al)などが用いられることができる。
【0029】
第1及び第2内部電極121、122は、互いに異なる極性を有する電極であり、誘電体層111を間に挟んでZ方向に沿って互いに対向するように交互に配置され、一端がキャパシタ本体110の第3及び第4面3、4にそれぞれ露出することができる。
【0030】
このとき、第1及び第2内部電極121、122は、中間に配置された誘電体層111により互いに電気的に絶縁されることができる。
【0031】
このように、キャパシタ本体110の第3及び第4面3、4に交互に露出する第1及び第2内部電極121、122の端部は、後述するキャパシタ本体110の第3及び第4面3、4に配置される第1及び第2外部電極131、132とそれぞれ接続されて電気的に連結されることができる。
【0032】
このとき、第1及び第2内部電極121、122は、導電性金属からなり、例えば、ニッケル(Ni)又はニッケル(Ni)合金などの材料を用いることができるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0033】
上述の構成により、第1及び第2外部電極131、132に所定の電圧を印加すると、互いに対向する第1及び第2内部電極121、122の間に電荷が蓄積される。
【0034】
このとき、電子部品100の静電容量は、Z方向に沿って互いに重なる第1及び第2内部電極121、122の重なり面積と比例するようになる。
【0035】
第1及び第2外部電極131、132は、キャパシタ本体110の実装面である第1面1に互いに離隔するように配置され、互いに異なる極性の電圧が提供され、第1及び第2内部電極121、122の露出する部分とそれぞれ接続されて電気的に連結されることができる。
【0036】
このような第1及び第2外部電極131、132の表面には、必要に応じてめっき層が形成されることができる。
【0037】
例えば、第1及び第2外部電極131、132は、第1及び第2導電層と、上記第1及び第2導電層上に形成される第1及び第2ニッケル(Ni)めっき層と、上記第1及び第2ニッケル(Ni)めっき層上に形成される第1及び第2スズ(Sn)めっき層とをそれぞれ含むことができる。
【0038】
第1外部電極131は、第1接続部131aと第1バンド部131bとを含むことができる。
【0039】
第1接続部131aは、キャパシタ本体110の第3面3に形成されて第1内部電極121と接続される部分であり、第1バンド部131bは、第1接続部131aからキャパシタ本体110の実装面である第1面1の一部まで延長されて第1接続端子141と接続される部分である。
【0040】
このとき、第1バンド部131bは、固着強度の向上などのために、必要に応じてキャパシタ本体110の第5及び第6面5、6の一部までさらに延長されることができる。
【0041】
また、第1バンド部131bは、必要に応じてキャパシタ本体110の第2面2の一部までさらに延長されることができる。
【0042】
第2外部電極132は、第2接続部132aと、第2バンド部132bとを含むことができる。
【0043】
第2接続部132aは、キャパシタ本体110の第4面4に形成されて第2内部電極122と接続される部分であり、第2バンド部132bは、第2接続部132aからキャパシタ本体110の実装面である第1面1の一部まで延長されて第2接続端子142が接続される部分である。
【0044】
このとき、第2バンド部132bは、固着強度の向上などのために、必要に応じてキャパシタ本体110の第5及び第6面5、6の一部までさらに延長されることができる。
【0045】
また、第2バンド部132bは、必要に応じてキャパシタ本体110の第2面2の一部までさらに延長されることができる。
【0046】
第1及び第2接続端子141、142は、第1及び第2外部電極131、132とそれぞれ接続されるように配置される。
【0047】
本実施形態において、第1及び第2接続端子141、142は、第1及び第2外部電極131、132においてキャパシタ本体110の第1面1に形成される第1及び第2バンド部131b、132bとそれぞれ対応するように配置されることができる。
【0048】
このとき、第1接続端子141は、X方向への長さが第1バンド部131bのX方向への長さよりも長く形成されることができ、第2接続端子142は、X方向への長さが第2バンド部132bのX方向への長さよりも長く形成されることができる。
【0049】
これにより、第1及び第2接続端子141、142は、その一部がキャパシタ本体110の第1面1の下側に位置するようになる。
【0050】
本実施形態において、第1及び第2接続端子141、142は、積層型キャパシタを曲げたときに受ける外部からの衝撃を防ぐ役割を果たし、これにより、キャパシタ本体110に発生するクラック及びデラミネーション(Delamination)を防止又は減少させることができる。
【0051】
このような第1及び第2接続端子141、142は、FR4、F-PCB、セラミック材質などの絶縁体及び金属などの導体からなることができる。
【0052】
第1及び第2接続端子141、142が絶縁体材質から構成される場合、その上下面に、信号端子とグラウンド(GND)端子として機能する導体のランドパターンを有することができる。
【0053】
より具体的には、本実施形態の第1接続端子141は、第1外部電極131の第1バンド部131bと対向する面に形成される第1導電パターンと、上記第1導電パターンと対向する面に形成される第2導電パターンと、上記第1及び第2導電パターンを連結する面のうち少なくとも一部に形成され、上記第1及び第2導電パターンを電気的に連結する第3導電パターンと、を含むことができる。
【0054】
また、第2接続端子142は、第2外部電極132の第2バンド部132bと対向する面に形成される第4導電パターンと、上記第4導電パターンと対向する面に形成される第5導電パターンと、上記第4及び第5導電パターンを連結する面のうち少なくとも一部に形成され、上記第4及び第5導電パターンを電気的に連結する第6導電パターンと、を含むことができる。
【0055】
他の例として、第1及び第2接続端子141、142が導体材質から形成された場合、全ての面を介して電気的接続が可能になる。
【0056】
本実施形態の電子部品100は、積層型キャパシタを第1及び第2外部電極131、132のX-Y面にそれぞれ離隔されて位置する小型基板形態の第1及び第2接続端子141、142に接合した構造物である。
【0057】
このとき、第1及び第2外部電極131、132は、第1及び第2接合部150、160により第1及び第2接続端子141、142上にそれぞれ実装されることができる。
【0058】
すなわち、第1外部電極131の第1バンド部131bと第1接続端子141の上面との間に第1導電性接合部150が配置される。
【0059】
このとき、第1接合部150は、X方向にキャパシタ本体110の中心部に近い第1-2領域152と、キャパシタ本体110の一端部である第3面3に近い第1-1領域151とに区分される。
【0060】
そして、第1-2領域152は導電性樹脂を含み、第1-1領域151は高温はんだからなる。
【0061】
ここで、上記導電性樹脂は、金属粒子とエポキシを含むことができるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0062】
さらに、第1-1領域151は、第1バンド部131bの一部とZ方向に重なるように位置し、第1-2領域152は、第1バンド部131bの一部及びキャパシタ本体110の第1面1の一部とZ方向に重なるように位置するようになる。
【0063】
第1接合部150は、第1接続端子141の上面に導電性樹脂を塗布して第1-2領域152を形成すると同時に、第1-2領域152に隣接するように高温はんだを塗布して第1-1領域151を形成することで、構成することができる。
【0064】
このとき、第1-1領域151及び第1-2領域152は、Z方向に互いに重なる領域がなくてもよく、又は、最小領域になるようにX方向に並んで形成されてもよい。
【0065】
なお、第2接合部160は、X方向にキャパシタ本体110の中心部に近い第2-2領域162と、キャパシタ本体110の他端部である第4面4に近い第2-1領域161とに区分される。
【0066】
そして、第2-2領域162は導電性樹脂を含み、第2-1領域161は高温はんだからなる。
【0067】
ここで、上記導電性樹脂は、金属粒子とエポキシを含むことができるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0068】
さらに、第2-1領域161は、第2バンド部132bの一部とZ方向に重なるように位置し、第2-2領域162は、第2バンド部132bの一部及びキャパシタ本体110の第1面1の一部とZ方向に重なるように位置するようになる。
【0069】
第2接合部160は、第2接続端子142の上面に導電性樹脂を塗布して第2-2領域162を形成すると同時に、第2-2領域162に隣接するように高温はんだを塗布して第2-1領域162を形成することで、構成することができる。
【0070】
このとき、第2-1領域161及び第2-2領域162は、Z方向に互いに重なる領域がなくてもよく、又は、最小領域になるようにX方向に並んで形成されてもよい。
【0071】
積層型キャパシタにおける曲げ強度の不良とは、曲げ強度の評価に際して、キャパシタ本体において印刷回路基板と接合した部分にクラックが発生することで、内部電極が含まれるアクティブ領域が破壊されることを意味する。
【0072】
キャパシタ本体は、主要成分がセラミックのような誘電体であるため、一般的にクラックは、キャパシタ本体に取り付けられた外部電極の端部で発生する。
【0073】
本実施形態では、第1及び第2接続端子141、142が第1及び第2外部電極131、132の第1及び第2バンド部131b、132bに接合されることで、外部から受けるストレスを低減させ、よって、曲げクラックの発生を抑制する効果を期待することができる。
【0074】
このとき、第1接続端子141及び第1バンド部131bは第1接合部150によって接合され、第2接続端子142及び第2バンド部132bは第2接合部160によって接合される。
【0075】
本実施形態では、接合部が2つの領域に区分されており、接合部としては高温はんだ又は導電性樹脂が用いられることができる。ここで、導電性樹脂の場合、曲げ強度特性は向上するものの、逆にESRが増加する一方、高温はんだの場合、ESR増加といった問題は少ないものの、曲げ強度特性が導電性樹脂に比べて低い。
【0076】
本実施形態では、接合部においてキャパシタ本体の中心部に近い領域は、弾性及び柔軟性を有する導電性樹脂で形成することで、外部衝撃に脆弱な外部電極の端部に対する曲げ強度を増加させる。
【0077】
そして、キャパシタ本体において相対的に外部衝撃に対して比較的脆弱でないキャパシタ本体の端部に近い領域は、高温はんだで形成することで、ESRの増加を最小限に抑える。
【0078】
本実施形態において、第1接合部150においてX方向に、第1-1領域151の長さをT1と、第1-2領域152の長さをT2と定義する場合、T2/(T2+T1)が0.25~0.9であることができる。
【0079】
以下では、第1接続端子を例に挙げて説明するが、第2接続端子が第2バンド部に接合されること以外は、第1接続端子と実質的に類似した形態の構造を有するため、第1接続端子についての説明は第2接続端子についての説明を含むものとする。
【0080】
このとき、第1-1領域151と第1-2領域152の長さは、Z方向に第1接合部150の上面において第1-1領域151と第1-2領域152が連結される境界面を基準として測定するが、Y方向に該境界面を5ポイントに区分し、それぞれのポイントにおけるX方向の長さを測定して、その長さの平均長さをそれぞれT1とT2とする。
【0081】
接合部全体に対する導電性エポキシの塗布割合をT2/(T1+T2)としたとき、T2/(T1+T2)が高くなると、積層型キャパシタの曲げ強度は強化されるものの、積層型キャパシタのESR(等価直列抵抗)値が増加する一方、T2/(T1+T2)が低くなると、積層型キャパシタのESR値が低くなる分だけ、曲げ強度増加の効果も減少するようになる。
【0082】
このように、接合部全体に対して導電性エポキシの塗布割合による曲げ強度とESR値はトレードオフ(trade-off)関係にあるため、導電性エポキシの適度な塗布割合を確認するための実験を行った。
【0083】
下記表1及び図5は、T2/(T2+T1)の数値に応じた曲げ変形テストの結果を示したものである。
【0084】
それぞれのサンプルに用いられた積層型キャパシタは、X方向の長さが3.2mm、Y方向の長さが2.5mm、高さが2.5mmであり、4.7uFの電気的特性を有するように製造したものである。
【0085】
また、外部電極は銅を含む導電層のみを1次塗布したものである。
【0086】
テストは、各サンプルごとに、水平実装タイプ30個及び垂直実装タイプ30個の合計60個のチップを、-55℃~125℃の温度サイクルを100回行ってからPCBに実装し、曲げ変形強度を増加させながら、接続端子又は外部電極のバンド部の分離様相を観察して表1に示した。
【0087】
【表1】
【0088】
通常要求される積層型キャパシタの曲げ強度の保証は最小で6mmであり、接続端子の接合時における曲げクラック発生の防止効果は、このような曲げ強度の保証と同等レベル以上を満たさなければならない。
【0089】
表1及び図5を参照すると、比較例である#1は、接続端子が接合されない単品の積層型キャパシタであり、#1の場合、曲げ強度の評価時に平均5.26mm地点でピーク(peak)が発生したため、6mmが保証されないことが確認された。
【0090】
また、接続端子を含むが、接合部が導電性エポキシなしで高温はんだのみからなる#2の場合、平均曲げ強度は6.54mmと基準値である6mmを超えたが、最小曲げ強度が5.19mm地点でピークが発生したため、6mmが保証されないことが確認された。
【0091】
なお、接合部において導電性エポキシの割合が25%である#3から75%である#5までは、平均ピーク発生地点が7.35mmから8.09mmまで漸進的に増加し、最小ピーク発生地点も6.14mmから6.80mmまで漸進的に増加した。よって、平均曲げ強度及び最小曲げ強度ともに、6mmが保証されることが分かる。
【0092】
さらに、接合部が導電性エポキシのみからなる#6の場合、平均曲げ強度は9.64mmであり、最小曲げ強度は7.70mm地点でピークが発生して導電性エポキシの割合が高くなる場合、曲げ強度特性は漸進的に強化されることが分かる。
【0093】
このように、接合部において導電性エポキシを用いる割合を高めることで、積層型コンデンサの曲げ強度特性の強化効果を向上させることができ、接合部が導電性エポキシと高温はんだとの組み合わせからなる場合、T2/(T2+T1)の好ましい下限値は0.25となることが分かる。
【0094】
下記表2は、接合部におけるT2/(T2+T1)の数値に応じた積層型キャパシタのESR(等価直列抵抗:Equivalent Series Resistance)の変化を測定して示したものである。ここで、テスト使用された積層型キャパシタは、上記表1の曲げ強度テストで使用されたものと同じ仕様を適用した。
【0095】
本実験例において、ESR値は、LCR meter(E4980A)を用いて測定する。ピンセット接触プローブ(Tweezers contact probe)で測定する場合、測定する位置と力の変化に応じて結果値の散布が大きくなる可能性があるため、本実験ではSMD Fixture type probeを用いて測定して評価する。
【0096】
【表2】
【0097】
通常要求される積層型キャパシタのESR値は10MΩであり、よって、接続端子を接合した積層型キャパシタのESRも上記基準値と同等レベル以下を満たさなければならない。
【0098】
表2を参照すると、T2/(T2+T1)の割合が0で、接合部が導電性エポキシなしで高温はんだのみからなる#2の場合、平均ESRは4.17MΩであり、最大ESRは5.17MΩであった。
【0099】
また、T2/(T2+T1)の割合が1.00で、接合部が導電性エポキシのみからなる#7の場合、平均ESRは9.45MΩであり、最大ESRは10.80MΩと基準値を超えた。
【0100】
さらに、T2/(T2+T1)の割合が0.9で、接合部において導電性エポキシの割合が90%、高温はんだの割合が10%である#6の場合、平均ESRは9.17MΩであり、最大ESRは9.91MΩと、どちらも基準値以内であった。
【0101】
したがって、接合部が導電性エポキシと高温はんだとの組み合わせからなる場合、T2/(T2+T1)の好ましい上限値は0.9となることが分かる。
【0102】
一方、このように表1~表2、及び図5から分かるように、本実施形態の電子部品において、曲げ強度を確保しながらESRの増加幅を最小限に抑えることができるT2/(T2+T1)の範囲は、0.25~0.9であることが分かる。
【0103】
図6は、図1の電子部品が基板に実装されていることを概略的に示した断面図である。
【0104】
図6を参照すると、本実施形態に係る電子部品の実装基板は、一面に第1及び第2電極パッド221、222を有する基板210と、基板210の上面において第1及び第2接続端子141、142が第1及び第2電極パッド221、222上にそれぞれ接続されるように実装され、はんだ231、232により固定される電子部品100とを含む。
【0105】
図7は、本発明の一実施形態に係る電子部品の第1及び第2接続端子の変形可能な形態を概略的に示した斜視図であり、図8は、図7の分離斜視図であり、図9は、図7のI-I’線に沿った断面図である。
【0106】
図7図9を参照すると、本発明の一実施形態に係る電子部品100bの第1及び第2接続端子141、142のそれぞれは、一部分と他の一部分との間にギャップ(gap)を設ける形態であってもよい。
【0107】
キャパシタ本体110を曲げようとする力がキャパシタ本体110に印加される場合、上記力の一部は第1及び第2接続端子141、142のそれぞれのギャップ(gap)の大きさや形態を変化させようとする力として適用されることができる。よって、キャパシタ本体110を曲げようとする力は減少し、キャパシタ本体110の曲げ強度特性はさらに強くなることができる。
【0108】
例えば、第1及び第2接続端子141、142が金属などの導体からなる場合、キャパシタ本体110を曲げようとする力の一部は、第1及び第2接続端子141、142の強い強度によって無力化され、キャパシタ本体110を曲げようとする力は減少することができる。
【0109】
例えば、第1及び第2接続端子141、142がFR4、F-PCB、セラミック材質などの絶縁体からなる場合、キャパシタ本体110を曲げようとする力の一部は、第1及び第2接続端子141、142のギャップ(gap)の大きさや形態を柔軟に変化させることで消尽し、キャパシタ本体110を曲げようとする力は減少することができる。
【0110】
例えば、第1及び第2接続端子141、142のそれぞれの少なくとも一部はU字形であることができ、第1接続端子141のU字形と第2接続端子142のU字形は互いに向かって開放するように配置されることができる。
【0111】
これによって、第1及び第2接続端子141、142のそれぞれのギャップ(gap)の中心間の距離は、第1及び第2接続端子141、142のそれぞれの中心間の距離に比べてさらに近くてもよい。第1接続端子141のギャップ(gap)は、第1接合部150の第1-1領域151に比べて第1-2領域152にさらに近くてもよく、第2接続端子142のギャップ(gap)は、第2接合部160の第2-1領域161に比べて第2-2領域162にさらに近くてもよい。
【0112】
第1-1領域151及び第2-1領域161は、比較的高い伝導度を有することから、ESR(等価直列抵抗)特性の改善にさらに有利になり、第1-2領域152及び第2-2領域162は、比較的高い柔軟性を有することから、曲げ強度特性の向上にさらに有利になり得る。第1及び第2接続端子141、142のそれぞれの上部と下部を連結する部分が電気的連結経路として作用し得ることから、第1-1領域151及び第2-1領域161に相対的に近く位置することでESR特性の改善効率を高めることができる。第1及び第2接続端子141、142のそれぞれのギャップ(gap)と第1-2領域152及び第2-2領域162の曲げ強度特性の向上メカニズムは、ギャップ(gap)が第1-2領域152及び第2-2領域162に対して相対的に近く位置することで高い効率を得ることができる。
【0113】
すなわち、本発明の一実施形態に係る電子部品100bの曲げ強度特性の向上効率及びESR特性の改善効率は、ともに向上されることができる。
【0114】
一方、設計によって、第1及び第2接続端子141、142のそれぞれは、U字形に追加の形状(例えば、L字形)が付加された形状(例えば、N字形)であってもよく、U字形の角部(図7図9の第1及び第2接続端子141、142において角をなす境界線)が丸い形状であってもよく、第1及び第2接続端子141、142のそれぞれの上部と下部を連結する部分がエッジ半径(edge radius)を有するように丸く曲がるU字形であってもよい。
【0115】
例えば、第1及び第2外部電極131、132を連結する方向(例えば、X方向)に、第1-1領域151又は第2-1領域161の長さをT1と、第1及び第2接続端子141、142のそれぞれの厚さをT3と定義する場合、T3はT1よりも短いことができる。
【0116】
これにより、第1及び第2外部電極131、132の第1及び第2バンド部131b、132bのエッジ部が第1及び第2接続端子141、142のギャップ(gap)にZ方向に重なる可能性は高くなることができる。第1及び第2バンド部131b、132bのエッジ部は、キャパシタ本体110が大きく曲がることでクラック(crack)が発生し始まる地点になる可能性が高くなることができる。T3がT1よりも短い場合、上記クラックの発生可能性が高い地点の力は効率的に分散されることができるため、キャパシタ本体110の曲げによるクラックの発生可能性は減少し、キャパシタ本体110の曲げ強度は向上するようになる。
【0117】
図10a及び図10bは、本発明の一実施形態に係る電子部品の第1及び第2内部電極の変形可能な形態をそれぞれ示した断面図であり、図11は、本発明の一実施形態に係る電子部品の第1及び第2外部電極の変形可能な形態を概略的に示した斜視図である。
【0118】
図10a、図10b、及び図11を参照すると、本発明の一実施形態に係る電子部品100cの第1及び第2内部電極121、122の一端は、キャパシタ本体110の実装面(図2の第1面1に対応)にそれぞれ露出することができる。キャパシタ本体110の第3面(図2の3)、第4面(図2の4)、第5面(図2の5)、及び第6面(図2の6)のそれぞれは、第1及び第2外部電極131c、132cが配置されていない部分を含むことができる。例えば、複数の第1及び第2内部電極121、122は、Y方向に交互に積層されることができる。
【0119】
第1及び第2内部電極121、122がキャパシタ本体110の実装面(図2の第1面1に対応)にそれぞれ露出する場合、第1及び第2内部電極121、122が形成する容量が第1及び第2接続端子141、142まで提供される経路は全般的にさらに短くなることができる。よって、本発明の一実施形態に係る電子部品100cは、ESR特性をさらに改善させることができる。
【0120】
また、第1及び第2内部電極121、122がキャパシタ本体110の第3、第4、第5、及び第6面(図2の3、4、5、6)に露出していないこともあるため、第1及び第2外部電極131c、132cが第3、第4、第5、及び第6面(図2の3、4、5、6)に配置される必要性(例えば、内部電極に連結されるためである)は減少してもよい。したがって、第1及び第2内部電極121、122とキャパシタ本体110の第3、第4、第5、及び第6面(図2の3、4、5、6)間のマージン(margin)は、第1外部電極131cと第2内部電極122間の絶縁性や第2外部電極132cと第1内部電極121間の絶縁性を考慮する必要がなくなるために、さらに薄くなる。これによって、第1及び第2内部電極121、122の重なり面積はさらに広くなり、キャパシタ本体110のサイズに対する容量はさらに高くなることができる。
【0121】
本発明の一実施形態に係る電子部品100cの第1及び第2内部電極121、122の構造によって、キャパシタ本体110をZ方向へ曲げようとする力に対する曲げ強度の向上の重要度はさらに高くなることができる。電子部品100cの第1及び第2接合部150、160の構造と第1及び第2接続端子141、142がギャップ(gap)を設ける形態は、キャパシタ本体110をZ方向へ曲げようとする力に対する曲げ強度の向上に効率的であるため、曲げ強度の特性及び容量をともに向上させることができる。
【0122】
一方、設計によって、図10a、図10b、及び図11の第1及び第2内部電極121、122の形態と第1及び第2外部電極131c、132cの形態は、図1図4の本発明の一実施形態に係る電子部品100にも適用されることができる。
【0123】
下記表3及び図12は、本発明の一実施形態に係る電子部品100cの5個サンプルのT2/(T2+T1)の数値に応じた曲げ変形テストの結果を示したものである。図12の横軸はサンプルの順番(#)を示す。ここで、テストで使用される積層型キャパシタは、上記表1及び表2の曲げ強度テストで使用されたものと同じ仕様を適用し、曲げ強度テストの過程は、表1と同様である。
【0124】
【表3】
【0125】
通常要求される積層型キャパシタの曲げ強度の保証は最小で6mmであり、接続端子の接合時における曲げクラック発生の防止効果は、このような曲げ強度の保証と同等レベル以上を満たさなければならない。
【0126】
表3及び図12を参照すると、比較例である#1は、接続端子が接合されない単品の積層型キャパシタであり、表1及び図5の#1と同様である。
【0127】
また、接続端子を含むが、接合部が導電性エポキシなしで高温はんだのみからなる#8の場合、平均曲げ強度は7.14mmと基準値である6mmを超えたが、最小曲げ強度が5.79mm地点でピークが発生したため、6mmが保証されないことが確認された。
【0128】
なお、接合部において導電性エポキシの割合が25%である#9から75%である#11までは、平均ピーク発生地点が7.95mmから8.69mmまで漸進的に増加し、最小ピーク発生地点も6.74mmから7.40mmまで漸進的に増加した。よって、平均曲げ強度及び最小曲げ強度ともに、6mmが保証されることが分かる。
【0129】
さらに、接合部が導電性エポキシのみからなる#12の場合、平均曲げ強度は10.24mmであり、最小曲げ強度は8.30mm地点でピークが発生して導電性エポキシの割合が高くなる場合、曲げ強度特性は漸進的に強化されることが分かる。
【0130】
このように、接合部において導電性エポキシを用いる割合を高めることで、積層型コンデンサの曲げ強度特性の強化効果を向上させることができ、接合部が導電性エポキシと高温はんだとの組み合わせからなる場合、T2/(T2+T1)の好ましい下限値は0.25となることが分かる。
【0131】
図1図4の本発明の一実施形態に係る電子部品100と同様に、図10a、図10b、及び図11の本発明の一実施形態に係る電子部品100cのT2/(T2+T1)の好ましい下限値は0.25であることができ、全般的に電子部品100の曲げ強度よりもさらに強い曲げ強度を有することができる。
【0132】
図13は、本発明の一実施形態に係る電子部品100cの5個サンプルの接合部においてT2/(T2+T1)の数値に応じた積層型キャパシタのESR(等価直列抵抗:Equivalent Series Resistance)の変化を測定して示したものである。ここで、テストで使用される積層型キャパシタは、上記表1、表2、及び表3の曲げ強度テストで使用されたものと同じ仕様を適用し、ESR測定の過程は、表2と同様である。
【0133】
通常要求される積層型キャパシタのESR値は10MΩであり、よって、接続端子を接合した積層型キャパシタのESRも上記基準値と同等レベル以上を満たさなければならない。
【0134】
図13を参照すると、T2/(T2+T1)の割合が0で、接合部が導電性エポキシなしで高温はんだのみからなる#8~#11の場合、平均ESRは10MΩ未満である。最大ESRと平均ESRとの差が大きくないこともあるため、最大ESRも10MΩ未満であることができる。
【0135】
また、T2/(T2+T1)の割合が1.00と接合部が導電性エポキシのみからなる#12の場合、平均ESRは10MΩに近づいている。平均ESRと最大ESRとの差が小さくないこともあるため、最大ESRは10MΩを超えることができる。
【0136】
すなわち、図13の全般的なESR特性のパターンは表2のESR特性のパターンと類似することができることから、図1図4の本発明の一実施形態に係る電子部品100と同様に、図10a、図10b、及び図11の本発明の一実施形態に係る電子部品100cのT2/(T2/+T1)の好ましい上限値は0.9であることができる。
【0137】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。
【符号の説明】
【0138】
100 電子部品
110 キャパシタ本体
111 誘電体層
121、122 第1及び第2内部電極
131、132 第1及び第2外部電極
141、142 第1及び第2接続端子
200 基板
220 はんだ
221、222 第1及び第2電極パッド
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10a
図10b
図11
図12
図13