专利名称：电子部件的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子部件，特别涉及例如层叠陶瓷电容器等的电子部件。
背景技术：
近年来，电子设备的小型化、高性能化急速发展，对于搭载于电子设备的电子部件也被要求小型化。例如层叠陶瓷电容器，随着薄层化技术和多层化技术的发展，能够代替铝电解电容器的具有高静电电容的部件已被产品化。
如图10所示，层叠陶瓷电容器I包括多个陶瓷层2和内部电极3交替层叠而得到的基体4。多个内部电极3之中的相邻接的电极被交替引出至基体4的相対的端面。在引出内部电极3的基体4的端面，形成与内部电极3电连接的外部电极5。基于这种结构，在基体4的相对置的端部所设置的外部电极5之间形成静电电容。层叠陶瓷电容器I通过焊料6被安装在基板7上。此时，层叠陶瓷电容器I的外部电极5通过焊料6被安装在基板7上。在这种层叠陶瓷电容器I中，作为陶瓷层2的材料，一般采用介电常数比较高的钛酸钡等的强电介质材料，但这种强电介质材料具有压电性和电致伸缩(electrostriction)特性。当对层叠陶瓷电容器I施加交流电压时，在陶瓷层2产生机械形变。该振动经由外部电极5传至基板7时，基板7整体会成为声音辐射面，从而有可能产生成为噪声的振动音(鸣叫)。作为其对策，如图11所示，在层叠陶瓷电容器I的外部电极5通过焊料连接ー对金属端子8，基板7与层叠陶瓷电容器I空出间隔，将金属端子8焊接于基板7。基于这种结构，通过金属端子8的弹性变形从而能够吸收因施加交流电压而在陶瓷层所产生的机械形变，可抑制该振动经由外部电极传至基板，能够减少噪声的产生(參照专利文献I、图21)。专利文献I JP特开2004-288847号公报但是，即便采用了使用金属端子将层叠陶瓷电容器安装于基板的结构，也无法获得充分抑制基板的振动音(鸣叫)的效果。
发明内容
因此，本发明的主要目的在于提供一种即便安装于基板也能够获得充分的振动音(鸣叫)抑制效果的电子部件。本发明的电子部件包括电子部件主体，其包括基体、和在基体的端面形成的外部电极，该基体具有相对置的两个端面、相对置的两个侧面、相对置的两个主面；和金属端子，其通过焊料接合连接于外部电极，其中，在将电子部件主体的体积设为Vc，将在ー对的外部电极与金属端子之间的焊料的体积设为Vh时，满足21彡Vc/Vh彡320的关系。在这种的电子部件中，在ー对的外部电极与金属端子之间的焊料的体积Vh由电子部件主体的两个端面处的焊料的体积的平均值来定义。当附着于金属端子的焊料的体积变大时，具有与该部分的端子厚度变大同样的效果，端子刚性变大。当端子刚性变大时，在电子部件主体所产生的变形难以被金属端子吸收，电子部件主体的变形会传至基板，使得基板的振动音(鸣叫)变大。相反，当附着于金属端子的焊料的体积变小时，具有与该部分的端子厚度变小同样的效果，端子刚性变小。当端子刚性变小时，在电子部件主体所产生的变形容易被金属端子吸收，电子部件主体的变形难以传至基板，从而基板的振动音(鸣叫)变小。在此，研究电子部件主体的体积Vc、与外部电极和ー对金属端子的连接处的焊料的体积Vh之间的关系之后发现，在该比值Vc/Vh为21以上吋，能够良好地抑制基板的振动
曰 此外，尽管焊料的体积越小，则抑制基板的振动音的效果越高，但是外部电极与金属端子之间的固定强度变小。在外部电极与金属端子之间，为了获得充分的固定強度，需要Vc/Vh为320以下。 在此，在ー对的外部电极与金属端子之间的焊料的体积Vh是由电子部件主体的两个端面处的焊料的体积的平均值来定义的值。发明效果根据本发明，能够获得在电子部件主体所产生的变形难以传至基板、能够抑制基板的振动音(鸣叫)、在电子部件主体的外部电极与金属端子之间具有足够的固定强度这样的电子部件。本发明的上述目的、其他的目的、特征以及优点通过參照附图进行的用于实施以下发明的实施方式的说明可进ー步明确。
图I是表示本发明的电子部件的一例的立体图。图2是图I所示的电子部件的主视图。图3是图I所示的电子部件的俯视图。图4是图3的线IV-IV处的剖视图。图5是图2的线V-V处的剖视图。图6是表示电子部件主体的各尺寸的图解图。图7是表示为了求得焊料的体积而在多个位置处测量的外部电极与金属端子的间隔的图解图。图8是表示用于测量已安装了电子部件的基板的振动音的装置的一例的图解图。图9是表示电子部件与金属端子的固定強度的測量方法的图解图。图10是表示将现有的电子部件安装于基板的状态的图解图。图11是表示为了解决图10所示的电子部件的问题而提出的现有的电子部件的立体图。符号说明10电子部件12电子部件主体14 基体16陶瓷层
28a第I内部电极28b第2内部电极36a第I外部电极36b第2外部电极38a第I金属端子38b第2金属端子44 焊料50 基板
具体实施例方式图I是表示本发明所涉及的电子部件的一例的立体图，图2是该电子部件的主视图，图3是该电子部件的俯视图。此外，图4是图3的线IV-IV处的剖视图，图5是图2的线V-V处的剖视图。该电子部件10包括电子部件主体12。电子部件主体12包括例如长方体形状的基体14。在此，作为电子部件主体12，例示了使用层叠陶瓷电容器的电子部件。基体14由层叠的多个陶瓷层16构成，具有彼此对置的第I主面18a及第2主面18b、彼此对置的第I侧面20a及第2侧面20b、彼此对置的第I端面22a及第2端面22b。优选在基体14的角部24及棱部26分别实施倒棱处理。作为用于形成基体14的陶瓷层16的陶瓷材料，例如可以采用由BaTi03、CaTiO3>SrTiO3XaZrO3等的主成分构成的电介质陶瓷。此外，作为陶瓷层16的陶瓷材料，也可以采用在这些的主成分中添加Mn化合物、Mg化合物、Si化合物、Co化合物、Ni化合物、稀土类化合物等的副成分而得到的材料。优选基体14的各陶瓷层16的厚度为O. 5 μ m 10 μ m。在基体14的内部，在陶瓷层16之间交替配置多个第I内部电极28a及多个第2内部电极28b。作为第I内部电极28a及第2内部电极28b的材料，例如分别可采用Cu、Ni、Ag、Pd、Ag-Pd合金、Au等。优选各第I内部电极28a的厚度或各第2内部电极28b的厚度分别为O. 3 μ m 2. O μ m。第I内部电极28a具有第I对置部30a、第I引出部32a、第I露出部34a。第I对置部30a与第2内部电极28b相对置。第I引出部32a从第I对置部30a被引出至基体14的第I端面22a。第I露出部34a在基体14的第I端面22a露出。第2内部电极28b与第I内部电极28a同样，具有 与第I内部电极28a相对置的第2对置部30b、从第2对置部30b被引出至基体14的第2端面22b的第2引出部32b、在基体14的第2端面22b露出的第2露出部34b。在基体14的外表面,配置第I外部电极36a及第2外部电极36b。第I外部电极36a形成为覆盖基体14的第I端面22a，并绕回至第I及第2主面18a、18b和第I及第2侧面20a、20b。该第I外部电极36a在基体14的第I端面22a与第I内部电极28a的第I露出部34a连接。同样，第2外部电极36b形成为覆盖基体14的第2端面22b，并绕回至第I及第2主面18a、18b和第I及第2侧面20a、20b。该第2外部电极36b在基体14的第2端面22b与第2内部电极28b的第2露出部34b连接。作为第I外部电极36a及第2外部电极36b的材料，例如可采用Cu、Ni、Ag、Pd、Ag-Pd合金、Au等,但是其中优选采用Cu。优选第I外部电极36a及第2外部电极36b的厚度为10 μ m 80 μ m。在电子部件主体12的第I外部电极36a，通过焊接，安装第I金属端子38a。此外，在电子部件主体12的第2外部电极36b，通过焊接，安装第2金属端子38b。第I金属端子38a形成为将连接于第I外部电极36a的第I连接部40a和连接于后述的基板的第2连接部42a配置成L字状的形状。第I金属端子38a的宽度被设定为与覆盖基体14的第I端面22a的部分中的第I外部电极36a的长边方向上的长度相同。此外，第I金属端子38a的长度形成得比覆盖基体14的第I端面22a的部分中的第I外部电极36a的短边方向上的长度还长。按照沿着该第I外部电极36a的端部来配置基体14的第I主面18a的方式，第I金属端子38a的第I连接部40a通过焊料44与第I外部电极36a连接。因此，基体14的第I端面22a上的第I外部电极36a被第I金属端子38a覆盖，第I金属端子38a与第I外部电极36a连接。第2金属端子38b也与第I金属端子38a同样地形成，其第I连接部42a通过焊 料44与第2外部电极36b连接。在此，第I金属端子38a的第2连接部40b及第2金属端子38b的第2连接部42b被配置成向电子部件主体12的内侧延伸。金属端子38a、38b优选包括在金属主体的表面所形成的镀膜。端子主体例如由Ni、Fe、Cu、Ag、Cr或者作为主成分含有这些金属之中的ー种以上的金属的合金来形成。特别优选端子主体由Ni、Fe、Cr或者作为主成分含有这些金属之中的ー种以上的金属的合金构成。具体而言，作为端子主体的母材，采用Fe-42Ni合金或Fe-ISCr合金等。端子主体的厚度优选O. 05mm O. 5mm左右。镀膜例如由覆盖端子主体的下层镀膜、和覆盖下层镀膜的上层镀膜构成。下层镀膜及上层镀膜各自也可以由多个镀膜构成。下层镀膜例如由Ni、Fe、Cu、Ag、Cr或者作为主成分含有这些金属之中的ー种以上的金属的合金来形成。特别是下层镀膜优选由Ni、Fe、Cr或者作为主成分含有这些金属之中的ー种以上的金属的合金构成。优选下层镀膜的厚度为I. O μ m 5. O μ m左右。端子主体及下层镀膜各自由高熔点的Ni、Fe、Cr或者作为主成分含有这些金属之中的ー种以上的金属的合金来形成，由此能够提高外部电极36a、36b的耐热性。上层镀膜例如由Sn、Ag、Au或者作为主成分含有这些金属之中的ー种以上的金属的合金来形成。特别是上层镀膜优选由Sn或者作为主成分含有Sn的合金构成。上层镀膜的厚度优选为I. Oym 5. Oym左右。通过由Sn或者作为主成分含有Sn的合金来形成上层镀膜，由此能够提高金属端子38a、38b与外部电极36a、36b之间的焊接特性。作为焊料44,例如可以采用Sn-Sb类、Sn-Ag-Cu类、Sn-Cu类、Sn-Bi类等的LF焊料。其中，在采用Sn-Sb类焊料的情况下，优选Sb的含有率为5 15%左右。在这种电子部件10中，在将电子部件主体12的体积设为Vc，将在ー对的外部电极36a与金属端子38a之间或在ー对的外部电极36b与金属端子38b之间的焊料44的体积设为Vh吋，按照满足21 ^ Vc/Vh ^ 320的关系，来设定各体积Vc及Vh。在此，焊料44的体积Vh是由电子部件主体12的相对置的两个端面处的焊料44的体积的平均值来表示的值。接下来，说明作为电子部件主体12的层叠陶瓷电容器的制造方法的一例。首先，准备陶瓷生片、内部电极用导电膏及外部电极用导电膏。在陶瓷生片或各种导电膏中含有粘合剂及溶剂，但可以采用公知的有机粘合剂和有机溶剂。接着，在陶瓷生片上，例如通过丝网印刷等按照规定图案来印刷内部电极用导电膏，形成内部电极图案。
然后，将未印刷内部电极图案的外层用陶瓷生片层叠规定张数，在其上依次层叠印刷了内部电极图案的陶瓷生片，并在其上层叠规定张数的外层用陶瓷生片，由此制作成母层叠体。接着，通过静水压挤压机等的机构在层叠方向上对母层叠体进行挤压。然后，将挤压之后的母层叠体切割成规定尺寸，切割出来生的陶瓷层叠体。此时，也可以通过滚筒研磨等对生的陶瓷层叠体的角部和棱部进行倒棱处理。接着，对生的陶瓷层叠体进行烧制。这种情况下，尽管烧制温度根据基体或内部电极的材料的不同而不同，但优选900°C 1300°C。烧制后的陶瓷层叠体成为层叠陶瓷电容器的基体14、第I内部电极28a及第2内部电极28b。在烧制后的陶瓷层叠体的第I端面上涂抹外部电极用导电膏，通过烧结形成外部电极36a、36b。在此，优选烧结温度为700°C 900°C。其中，外部电极用导电膏的烧结以及上述的生的陶瓷层叠体的烧制例如在大气中、N2气氛围中、水蒸气+N2气氛围中等进行。在这样得到的电子部件主体12的外部电极36a、36b上，使用焊料44与第I及第2金属端子38a、38b连接。此时，例如通过回流焊接，将金属端子38a、38b连接于层叠陶瓷电容器，作为其焊接温度，要提供30秒以上的270°C 290°C的热量。这样获得的电子部件10搭载在基板50上。此时，第I金属端子38a的第2连接部40b及第2金属端子38b的第2连接部42b被分别焊接在基板50上。在此，由于金属端子38a、38b的第I连接部40a、42a的长度形成得比外部电极36a、36b的短边方向的长度还长，因此，电子部件主体12以从基板50的表面浮起的状态安装于基板50上。通过对该电子部件10施加交流电压，在陶瓷层16中产生机械形变。但是，由于电子部件主体12在从基板50的表面浮起的状态下被金属端子38a、38b支撑着，因此,金属端子38a、38b的弹性变形将吸收电子部件主体12中产生的变形。但是，当焊料44的体积变大时，则相对地端子的刚性提高。因此，金属端子38a、38b难以弯曲，在电子部件主体12所产生的变形很难被吸收。由此，在电子部件主体12所产生的变形容易传至基板50，基板50的振动音(鸣叫)变大。相反，当焊料44的体积变小时，则相对地端子的刚性下降。因此，金属端子38a、38b变得容易弯曲，易于吸收在电子部件主体12所产生的变形。由此,在电子部件主体12中产生的变形难以传至基板50，基板50的振动音(鸣叫)变小。不过，当焊料44的体积变得过于小时，金属端子38a、38b与外部电极36a、36b之间的固定强度变小。在本发明的电子部件10中，在将电子部件主体12的体积设为Vc，将在ー对的外部电极36a与金属端子38a之间或在ー对的外部电极36b与金属端子38b之间的焊料44的体积设为Vh时，被设定为满足21 ^ Vc/Vh ^ 320的关系。在此，在ー对的外部电极36a与金属端子38a之间或在ー对的外部电极36b与金属端子38b之间的焊料44的体积Vh是由电子部件主体12的两个端面22a、22b处的焊料44的体积的平均值表示的值。如果Vc/Vh的值为21以上，则能够良好地吸收在电子部件主体12所产生的变形。此外，如果Vc/Vh为320以下，则焊料44的体积相对于电子部件主体12的体积的比例变大，能够充分地提高金属端子38a、38b与外部电极36a、36b之间的固定强度。按照上述的制造方法，准备芯片尺寸3. 2( + 0. 2)mmXl. 6(±0. 2)mmXl. 6(±0· 2)mm(±0. 2mm为制造公差)、电容10 μ F的电子部件主体12 (层叠陶瓷电容器的电子部件主体)，如表I所示那样地制作样品I 9的电子部件10。其中，电子部件主体12与金属端子38a、38b之间的焊接，采用含有10%的Sb的Sn-Sb焊料来进行。接下来，针对这些的电子部件10，研究电子部件主体12的体积Vc与在ー对的外部电极36a与金属端子38a之间或在一对的外部电极36b与金属端子38b之间的焊料44的体积Vh之间的比Vc/Vh、和基板50的振动音(鸣叫)之间的关系。此外，作为比较例，准备与样品I 9中使用的相同的电子部件主体12(层叠陶瓷电容器的电子部件主体)。不过，比较例中未安装金属端子。其中，作为其他的芯片尺寸，也可以采用 I. 0(±0. 05)mmX0. 5(±0. 05)mmX0. 5 (±0. 05)mm、I. 6 (±0. I)mmX0.8(±0. l)mmX0.8(±0. l)mm、2.0(±0. l)mmX1.25(±0. l)mmX1.25(±0. I)mm、
3.2(±0. 3)mmX2. 5(±0. 2)mmX2. 5(±0. 2)mm 等等。首先，为了求出电子部件主体12的体积Vc，如图6所示那样，使用测微尺測量包含 外部电极36a、36b的部分在内的电子部件主体12的长度L、宽度W、高度T，确认是在标准尺寸+制造公差的尺寸的范围内。在此，将标准尺寸+制造公差的尺寸范围内的部件视为标准尺寸(3. 2mm X I. 6mm X I. 6mm),由Vc = LXWXT来定义电子部件主体12的体积Vc。接下来，为了求得在ー对的外部电极36a与金属端子38a之间或在ー对的外部电极36b与金属端子38b之间的焊料44的体积Vh，根据电子部件主体12的宽度W及高度T，求出端面面积S = WXT。进而，如图7所示那样，通过光学显微镜在第I外部电极36a和第I金属端子38a之间测量间隔En、E12、E13的3个位置。将这些间隔En、E12、E13的3个位置的平均值作为第I外部电极36a与第I金属端子38a的间隔E”然后，通过电子部件主体12的端面面积S以及第I外部电极36a与第I金属端子38a的间隔E1的乘积Vh1 = SXE1,来求取第I外部电极36a与第I金属端子38a之间的焊料44的体积Vh115同样地，测量第2外部电极36b与第2金属端子38b的间隔E21、E22> E23的3个位置，根据其平均值求出第2外部电极36b与第2金属端子38b的间隔E2。然后，通过Vh2 =SXE2求得第2外部电极36b与第2金属端子38b之间的焊料44的体积Vh2。求出所得到的两个焊料44的体积Vh1, Vh2的平均值，将其作为在ー对的外部电极36a与金属端子38a之间或在ー对的外部电极36b与金属端子38b之间的焊料44的体积Vh。然后，将电子部件10安装于厚度为I. 6mm的环氧玻璃基板50，利用图8所示的这种装置60来測量基板50的振动音(鸣叫)。也就是说，将安装有电子部件10的基板50设置在无声箱62内，对电子部件10施加频率为3kHz、电压为IVpp的交流电压。然后，利用集音麦克风64收集此时产生的振动音(鸣叫)，用噪声计66及FFT分析器(株式会社小野测器制CF-5220)68测量所收集的声音的声压水平。其中，集音麦克风64设置在距基板50有3mm的位置。表I中表示所得到的結果。在表I中，表示Vc/Vh与基板振动声压水平之间的关系，并且示出了相对于没有设置金属端子而是将电子部件主体12的外部电极36a、36b直接焊接在基板50上时的振动声压水平的声压水平比。(表 I)
权利要求
1. 一种层叠陶瓷电容器，其包括 电子部件主体，其包括基体、和在所述基体的端面形成的外部电极，该基体具有相对置的两个所述端面、相对置的两个侧面、相对置的两个主面；和金属端子，其通过焊料接合与所述外部电极连接， 其中， 在将所述电子部件主体的体积设为Vc，将在ー对的所述外部电极与所述金属端子之间的所述焊料的体积设为Vh时，满足21 ^ Vc/Vh ^ 320的关系。
全文摘要
本发明提供一种电子部件，该电子部件(10)包括电子部件主体(12)，电子部件主体(12)包括基体(14)、和在基体(14)的端面(22a、22b)形成的外部电极(36a、36b)，基体(14)具有相对置的两个端面(22a、22b)、相对置的两个侧面(20a、20b)、相对置的两个主面(18a、18b)。通过焊料(44)使金属端子(38a、38b)与外部电极(36a、36b)连接。在将电子部件主体(12)的体积设为Vc，将在一对的外部电极(36a、36b)与金属端子(38a、38b)之间的焊料(44)的体积设为Vh时，满足21≤Vc/Vh≤320的关系。由此，将该电子部件安装于基板也能够获得充分的振动音(鸣叫)的抑制效果。
文档编号H01G4/30GK102683021SQ201210065450
公开日2012年9月19日 申请日期2012年3月13日 优先权日2011年3月18日
发明者春木雅良, 竹内嘉夫 申请人:株式会社村田制作所