説明

チップ部品構造体

【課題】積層コンデンサを搭載するインターポーザーを回路基板に実装した後に、インターポーザーと回路基板との間隙の洗浄を効果的に行えるチップ部品構造体を実現する。
【解決手段】チップ部品構造体1は積層コンデンサ2を搭載するインターポーザー3を備える。インターポーザー3は、基板31、部品接続用電極32A,32B、外部接続用電極33A,33B、および側面電極34A,34Bを備える。部品接続用電極32A,32Bと外部接続用電極33A,33Bとの間は、側面電極34A,34Bにより電気的に接続される。部品接続用電極32A,32Bは積層コンデンサ2の外部電極が接合される。基板31には、両主面に開口して対向する空間同士を連通させる連通孔39Bが形成される

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、積層コンデンサと、そのコンデンサを搭載して回路基板に実装されるインターポーザーとを備えたチップ部品構造体に関する。
【背景技術】
【0002】
現在、チップ部品、特に小型の積層コンデンサが携帯電話等の移動体端末の回路基板に多く利用されている。通常、積層コンデンサは、複数の誘電体層間に内部電極を設けた直方体状の積層体と、積層体の長手方向に対向する両端面に形成された外部電極とから構成される。
【0003】
一般的に積層コンデンサは、回路基板の実装用ランド上に外部電極を載置し、実装用ランドと外部電極とをはんだ等の接合剤で接合することにより、回路基板に対して電気的、物理的に接続される(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
このような積層コンデンサは、電圧印加によって微小な機械的歪みが生じ、この歪みが回路基板に伝達されることにより回路基板から可聴音を発生させることがある。これを解決する構成として、他の部材を間に介在させてコンデンサを回路基板に実装することがある(例えば特許文献2,3参照。)。コンデンサと回路基板との間に介在させる部材としては、例えばインターポーザーや導電性支持部材が用いられる。
【0005】
インターポーザーは、積層コンデンサの外部電極が接合される上面電極と、回路基板の実装用ランドに接合される下面電極と、インターポーザーの側端面に設けられ上面電極と下面電極との間を接続する側面電極と、を備える基板である。
導電性支持部材は、下部が回路基板の実装用ランドに接合される支持脚を備え、対をなす支持脚との間に積層コンデンサを挟み込むことで、積層コンデンサを中空に支持する部材である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開平8−55752号公報
【特許文献2】特開2004−134430号公報
【特許文献3】特開2010−123614号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
インターポーザーを介して積層コンデンサを回路基板に実装する場合には、例えば、回路基板の実装用ランド上にフラックスおよび接合剤を設け、その上にチップ部品構造体を載置し、接合剤を固化させることにより、回路基板への実装が行われる。実装後には固化した接合剤の周囲にフラックスの残滓が残り、周囲の電極を腐食して、さび等を発生させてしまう。そのため実装後にはフラックスの残滓を洗浄する必要がある。しかしながら、回路基板とインターポーター基板との間隙にフラックスの残滓が残留していると、その残滓を十分に洗浄することが困難である。
【0008】
そこで本発明の目的は、積層コンデンサを搭載するインターポーザーを回路基板に実装した後に、インターポーザーと回路基板との間隙の洗浄を効果的に行えるチップ部品構造体を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
この発明は、インターポーザーに積層コンデンサを搭載したチップ部品構造体に関する。積層コンデンサは、積層体と外部電極とを備える。積層体は、誘電体層と内部電極とを複数積層した直方体状の構成である。外部電極は、積層体の側面に形成されていて内部電極に電気的に接続されている。インターポーザーは、基板と部品接続用電極と外部接続用電極と側面電極とを備える。部品接続用電極は、基板の一方の主面である部品搭載面に形成され外部電極に接合されている。外部接続用電極は基板の他方の主面である実装面に形成されている。側面電極は、基板の部品搭載面および実装面に交差する側面に形成され部品接続用電極と基板接続用電極との間を電気的に接続している。基板は、実装面側の空間を部品搭載面と積層コンデンサとの間の空間に連通させる連通部が形成されている。
【0010】
連通部は、基板における積層コンデンサに対向する領域の中心近傍で開口する孔であってもよい。
また、連通部は、基板の側面に、積層コンデンサに対向する領域に及ぶ溝深さで形成された溝であってもよい。
【0011】
これらの構成では、連通部を空気や洗浄剤が抜けるため、フラックスの残滓を回路基板とインターポーター基板との間隙から洗浄する効率を高めることができる。
【0012】
上述のチップ部品構造体は、主面法線方向から視て積層コンデンサに重なる位置に側面電極が形成されていてもよい。
また、上記チップ部品構造体は、前記側面電極が形成される基板の側面を、その側面に平行する位置のセラミック積層体の側面よりも外側に配した構成であってもよい。
【0013】
これらの構成では、インターポーザーの側面電極をぬれ上がって積層コンデンサの外部電極に到達する接合剤の量をさらに抑制でき、回路基板での可聴音の発生を抑制することが可能になる。
【発明の効果】
【0014】
この発明に示すチップ部品構造体を用いれば、処理液や空気が連通部から抜け易くなるため、実装状態でインターポーザーと回路基板との間隙に残留するフラックスの残滓を効果的に洗浄することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】第1の実施形態に係る積層コンデンサの構成を説明する図である。
【図2】第1の実施形態に係るインターポーザーの構成を説明する図である。
【図3】第1の実施形態に係るチップ部品構造体の構成を説明する図である。
【図4】第1の実施形態に係るチップ部品構造体の実装状態を説明する図である。
【図5】第2の実施形態に係るチップ部品構造体の構成を説明する図である。
【図6】第3の実施形態に係るチップ部品構造体の構成を説明する図である。
【図7】第4の実施形態に係るチップ部品構造体の構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
《第1の実施形態》
以下、本発明の第1の実施形態に係るチップ部品構造体1について説明する。
チップ部品構造体1は、詳細構造を後述する積層コンデンサ2とインターポーザー3とを備えている。
【0017】
図1(A)は積層コンデンサ2の平面図、図1(B)は正面図、図1(C)は右側面図である。
積層コンデンサ2は、積層体21と外部電極22A,22Bと内部電極23とを備えている。
積層体21は、天面21A、底面21B、正面21C、背面21D、左側面21E、および、右側面21Fを有する概略直方体状の外形を有する。天面21A、底面21B、正面21C、および背面21Dは、略長方形状であり、互いに長辺側で隣接する。左側面21Eおよび右側面21Fは、略正方形状であり、天面21A、底面21B、正面21C、および背面21Dの短辺側に隣接する。この積層体21は、天面21Aおよび底面21Bに対して垂直な方向に、複数の誘電体層を積層して構成されている。
内部電極23は積層体21の内部に誘電体層を挟んで積層されている。
外部電極22Aは、積層体21の天面21A、底面21B、正面21C、背面21Dにおける左側面21Eから一定距離の領域、および、左側面21E、に設けられている。外部電極22Bは、天面21A、底面21B、正面21C、背面21Dにおける右側面21Fから一定距離の領域、および、右側面21F、に設けられている。
なお、外部電極22A,22Bには、耐腐食性や導電性を加味して所定の金属メッキが施されていてもよい。また、積層コンデンサ2としては一般に普及している外形寸法のものを利用すると良く、例えば、長手方向寸法×短手方向寸法が3.2mm×1.6mm、2.0mm×1.25mm、1.6mm×0.8mm、1.0mm×0.5mm、0.6mm×0.3mmなどのものを利用することができる。
【0018】
図2(A)はインターポーザー3の平面図、図2(B)は正面図、図2(C)は右側面図、図2(D)は底面図、図2(E)は側面断面図、図2(F)は正面断面図である。
インターポーザー3は、基板31と部品接続用電極32A,32Bと外部接続用電極33A,33Bと側面電極34A,34Bとを備えている。
【0019】
基板31は材質が絶縁性樹脂であり、天面31A、底面31B、正面31C、背面31D、左側面31E、および、右側面31Fを有する矩形平板状の外形を有する。天面31Aは、部品搭載面である。底面31Bは実装面である。天面31Aおよび底面31Bに直交する主面法線方向の厚みは、例えば0.5mm〜1.0mm程度である。
【0020】
この基板31は、溝部39Aおよび連通孔39Bを設けている。溝部39Aは、左側面31Eおよび右側面31Fそれぞれに設けられていて、主面法線方向から視て平面形状が半円弧状であり、奥行き方向(正面31C及び背面31Dに対して垂直な方向)の中央から主面法線方向に延設されている。連通孔39Bは、天面31Aおよび底面31Bそれぞれの中央付近で円形状に開口するように、天面31Aと底面31Bとの間を貫通して設けられている。
【0021】
部品接続用電極32A,32Bは、天面31Aに形成している。部品接続用電極32Aは、天面31Aと左側面31Eとの境界線の全長に亘る幅で、その境界線から一定距離であって、連通孔39Bの周縁部を除く領域に形成している。部品接続用電極32Bは、天面31Aと右側面31Fとの境界線の全長に亘る幅で、その境界線から一定距離であって、連通孔39Bの周縁部を除く領域に形成している。
なお、部品接続用電極32A,32Bは、天面31Aと側面31E,31Fとの境界線と接する形状であればどのような形状であっても良い。例えば、積層コンデンサ2の外部電極22A,22Bの平面形状に略一致する平面形状とすれば、所謂セルフアライメント効果により所望の位置に積層コンデンサ2を高い精度で実装できる。
【0022】
外部接続用電極33A,33Bは、底面31Bに形成している。外部接続用電極33Aは、底面31Bと左側面31Eとの境界線における両脇の一定寸法を除く幅で、その境界線から一定距離であって、連通孔39Bの周縁部を除く領域に形成している。外部接続用電極33Bは、底面31Bと右側面31Fとの境界線における両脇の一定寸法を除く幅で、その境界線から一定距離であって、連通孔39Bの周縁部を除く領域に形成している。
なお、外部接続用電極33A,33Bは底面31Bと側面31E,31Fとの境界線に接するような形状であればどのような形状であっても良い。例えば、チップ部品構造体1を実装する回路基板の実装用ランドに応じて形状を設定すればよい。
【0023】
側面電極34A,34Bは、溝部39Aの円弧状の側壁面に形成している。側面電極34Aは部品接続用電極32Aと外部接続用電極33Aとを導通させる。側面電極34Bは部品接続用電極32Bと外部接続用電極33Bとを導通させる。
【0024】
図3(A)はチップ部品構造体1の外観斜視図、図3(B)は平面図、図3(C)は正面図、図3(D)は右側面図、図3(E)は底面図、図3(F)は正面断面図である。
チップ部品構造体1は前述の積層コンデンサ2をインターポーザー3に搭載して構成している。なお、インターポーザー3に対する積層コンデンサ2の搭載面は、前述の天面21A、底面21B、正面21C、背面21Dのいずれであってもよい。本実施形態では、基板本体31の平面形状をコンデンサ2の平面形状よりも若干大きくしていて、インターポーザー3の溝部39Aが、底部付近で部分的に積層セラミックコンデンサ2に重なるようにしている。
【0025】
積層コンデンサ2は、外部電極22A,22Bが溝部39Aに部分的に重なるようにインターポーザー3に搭載され、外部電極22A,22Bが部品接続用電極32A,32Bに接合される。これにより、積層コンデンサ2の外部電極22A,22Bが、インターポーザー3の部品接続用電極32A,32Bと、側面電極34A,34Bと、を介して外部接続用電極33A,33Bに接続される。
なお、外部電極22A,22Bと部品接続用電極32A,32Bとの接合はどのような方法を用いてもよいが、例えば部品接続用電極32A,32Bや外部電極22A,22Bに予め再溶融可能な金属メッキ(例えば錫メッキ)を設けておき、その金属メッキの再溶融により実現することができる。このような接合方法を用いることにより、部品接続用電極32A,32Bと外部電極22A,22Bとの間は再溶融した金属メッキにより接続することができる。なお、その他の接合方法を用いても良く、例えばはんだ等の接合剤を利用して、積層コンデンサ2とインターポーザー3とを接合してもよい。
【0026】
図4(A)はチップ部品構造体1を回路基板100に実装した状態での斜視図であり、図3(B)は正面図、図3(C)は右側面図である。
【0027】
チップ部品構造体1は接合剤としてはんだ200を用いて回路基板100に実装される。回路基板100は、はんだペーストおよびフラックスが塗布される実装用ランド101A,101Bを備え、実装用ランド101A,101B上にチップ部品構造体1の外部接続用電極33A,33Bを接触させた状態で、はんだペーストを溶融、固化させることにより、チップ部品構造体1は回路基板100に実装される。はんだペーストを溶融、固化させると、溶融はんだがチップ部品構造体1の側面電極34A,34Bをぬれ上がりフィレットが形成される。
【0028】
はんだ200のフィレットは、少なくとも実装用ランド101A,101Bから側面電極34A,34Bにかけて形成される。したがって、チップ部品構造体1と回路基板100との間を十分な接合強度で接合することができる。また、チップ部品構造体1の回路基板100からの浮きを防ぐことができる。また、フィレット形状から接合不良を目視確認することができる。接合剤としては、はんだ200の他、適切なぬれ性を有し導電性を有するものであれば、どのような接合剤を用いてもよい。
【0029】
このような構成のチップ部品構造体1では、チップ部品構造体1の回路基板100への実装後には、はんだ200の周囲にフラックスの残滓が残ることがある。フラックスの残滓は周囲の電極を腐食して、さび等を発生させるため、フラックスの残滓を実装後の洗浄により除去する。本構成では、連通孔39Bがインターポーザー3の両主面に対向する空間、則ち、インターポーザー3と積層コンデンサ2との間の空間、およびインターポーザー3と回路基板100との間の空間、それぞれに開口して、それらの空間の間を通気させるため、洗浄処理液や空気が連通孔39Bを介して抜け易く、インターポーザー3と回路基板100との間の間隙を効果的に洗浄することができる。
【0030】
また、このチップ部品構造体1では、インターポーザー3の基板端面が積層コンデンサ2の部品端面から離間し、積層コンデンサ2の底面側に溝部39Aが入り込み、その溝部39Aの側壁面のみに側面電極34A,34Bを形成している構成のため、側面電極34A,34Bから積層コンデンサ2の底面を超えてインターポーザー3の上面側にはんだ200がぬれ上がり難くなる。したがって、はんだペーストの供給量がある程度大きくても、積層コンデンサ2の両端面の外部電極22A,22Bにまではんだ200がぬれ上がり難くなり、外部電極22A,22Bに到達するはんだ200の量を抑制することができる。例えば、実装用ランド101A,101Bに積層コンデンサ2を直接実装する場合と同程度のはんだ量であれば、外部電極22A,22Bまでぬれ上がるはんだ200の高さ(Hth)を、鳴きが抑制できる程度の高さとすることができる。
【0031】
このため、積層コンデンサ2と回路基板100とは、はんだ200を介して直接的に接合されるのではなく、実質的にインターポーザー3を介して間接的に接合されることになり、実装用ランド101A,101Bから電圧を印加することで生じる積層コンデンサ2の歪みが、はんだ200を介して直接的に回路基板100に伝達されることがなくなり、回路基板100で生じる可聴音を大幅に低減することができる。
【0032】
なお、本実施形態では、基板31の平面形状を積層コンデンサ2の平面形状よりも若干大きくしていていたが、基板31のサイズはより大きくてもよく、また、より小さくてもよい。例えば、インターポーザー3の左側面31Eから右側面31Fまでの寸法と、積層セラミックコンデンサ2の左側面21Eから右側面21Fまでの寸法とが一致しても、積層コンデンサ2の底面側に溝部39Aが入り込むようにしておけば、積層コンデンサ2の底面を超えて積層コンデンサ2の側面までぬれ上がるはんだ量を抑制することができる。
【0033】
《第2の実施形態》
図5(A)は第2の実施形態に係るチップ部品構造体1Aの平面図、図5(B)は正面断面図、図5(C)は底面図である。
【0034】
本実施形態のチップ部品構造体1Aは、第1の実施形態のチップ部品構造体1に対して、積層コンデンサ2の構造は同じであるが、サイズが異なるインターポーザー3Aを備える点で相違する。そのため以下の説明では、第1の実施形態の構成と対応する構成には同じ符号を付す。
【0035】
インターポーザー3Aは平面視した外形が積層コンデンサ2と略同一である。そのため、基板31の長手方向の両端面に設ける溝部39Aは積層コンデンサ2の外部電極22Aおよび外部電極22Bの底面下に円弧の全体が入り込む。
【0036】
この構成でも、連通孔39Bがインターポーザー3Aの両主面に対向する空間、則ち、インターポーザー3Aと積層コンデンサ2との間の空間、およびインターポーザー3Aと回路基板との間の空間、それぞれに開口して、それらの空間の間を通気させるため、洗浄処理液や空気が連通孔39Bを介して抜け易く、インターポーザー3Aと回路基板との間の間隙を効果的に洗浄することができる。
【0037】
また、側面電極34A,34Bをぬれ上がるはんだが、積層コンデンサ2の底面によってインターポーザー3Aの上面側への回り込みを阻害されるため、外部電極22A,22Bに到達するはんだ量を抑制して振動音抑制効果が得られる。
【0038】
また、インターポーザー3Aの平面視した面積が、積層コンデンサ2を平面視した面積とほぼ同一であるので、インターポーザー3Aを用いても実装面積が拡大することがない。したがって必要最小限の実装面積でチップ部品構造体1Aを実装することができる。
【0039】
《第3の実施形態》
図6(A)は第3の実施形態に係るチップ部品構造体1Bの平面図、図6(B)は正面断面図、図6(C)は底面図である。
【0040】
本実施形態のチップ部品構造体1Bは、第1の実施形態のチップ部品構造体1に対して、積層コンデンサ2の構造は同じであるが、サイズが異なるインターポーザー3Bを備える点で相違する。そのため以下の説明では、第1の実施形態の構成と対応する構成には同じ符号を付す。
【0041】
インターポーザー3Bは第1の実施形態に示したインターポーザー3よりもさらに広い面積で構成する。そして、基板31の長手方向の両端面に設ける溝部39Aは主面法線方向から視て積層コンデンサ2の外部電極22Aおよび外部電極22Bと重ならず円弧の全体が露出する。
【0042】
この構成でも、連通孔39Bがインターポーザー3Bの両主面に対向する空間、則ち、インターポーザー3Bと積層コンデンサ2との間の空間、およびインターポーザー3Bと回路基板との間の空間、それぞれに開口して、それらの空間の間を通気させるため、洗浄処理液や空気が連通孔39Bを介して抜け易く、インターポーザー3Bと回路基板との間の間隙を効果的に洗浄することができる。
【0043】
また、インターポーザー3Bの基板端面と積層コンデンサ2の部品端面とが大きく離間しているので、外部電極22A,22Bへのはんだの到達とぬれ上がりを抑制して振動音抑制効果を得ることができる。
【0044】
なお、この構成での外部接続用電極33A,33Bは回路基板の実装用ランドの形状に応じて適宜形状を設定すればよい。また、溝部39Aは省略することもでき、この場合、側面電極34A,34Bは基板端面に適宜形成すればよい。
【0045】
《第4の実施形態》
図7(A)は第4の実施形態に係るチップ部品構造体1Cの平面図であり、図7(B)はその正面図、図7(C)はその右側面図、図7(D)はその底面図である。
【0046】
本実施形態のチップ部品構造体1Cは、第1の実施形態のチップ部品構造体1に対して、積層コンデンサ2の構造は同じであるが、連通孔を省いて連通溝を設けたインターポーザー3Cを備える点で相違する。そのため以下の説明では、第1の実施形態の構成と対応する構成には同じ符号を付す。
【0047】
インターポーザー3Cの基板31は、正面および背面の中央に、両端部が両主面に到達する連通溝39Cを備える。ここでは、連通溝39Cが部分的に積層コンデンサ2の下部に重なるように、その溝深さを設定している。このような構成であっても、積層コンデンサ2とインターポーザー3Cとの間の空間、および、インターポーザー3Cと回路基板との間の空間、それぞれに連通溝39Cが開口するため、それらの空間の間を通気させて、洗浄処理液や空気が連通溝39Cを介して抜け易くなり、インターポーザー3Cと回路基板との間の間隙を効果的に洗浄することができる。
【符号の説明】
【0048】
1,1A,1B,1C…チップ部品構造体
2…積層コンデンサ
3,3A,3B,3C…インターポーザー
21…積層体
22A,22B…外部電極
23…内部電極
31…基板
32A,32B…部品接続用電極
33A,33B…外部接続用電極
34A,34B…側面電極
39A…溝部
39B…連通孔
39C…連通溝
100…回路基板
101A,101B…実装用ランド
200…はんだ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
誘電体層と内部電極とを複数積層した直方体状の積層体と、前記内部電極と電気的に接続して前記積層体の側面に形成された外部電極と、を備える積層コンデンサ、
および、
平板状の基板と、前記基板の一方の主面である部品搭載面に形成され前記外部電極に接合される部品接続用電極と、前記基板の他方の主面である実装面に形成された外部接続用電極と、前記基板の前記部品搭載面および前記実装面に交差する側面に形成され前記部品接続用電極と前記外部接続用電極との間を電気的に接続する側面電極と、を備えるインターポーザー、
を備え、
前記基板は、前記実装面側の空間を前記部品搭載面と前記積層コンデンサとの間の空間に連通させる連通部が設けられたものであるチップ部品構造体。
【請求項2】
前記連通部は、前記基板における前記積層コンデンサに対向する領域の中心近傍で開口する孔である、請求項1に記載のチップ部品構造体。
【請求項3】
前記連通部は、前記基板の側面に、前記積層コンデンサに対向する領域に及ぶ溝深さで形成された溝である、請求項1または2に記載のチップ部品構造体。
【請求項4】
前記側面電極は、前記インターポーザーを主面法線方向から視て、前記積層コンデンサに重なる位置に形成される、請求項1〜3のいずれか1項に記載のチップ部品構造体。
【請求項5】
前記インターポーザーは、前記側面電極が形成される側面を、その側面と平行に位置する前記積層体の側面よりも外側に配した構成である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のチップ部品構造体。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2013−38144(P2013−38144A)
【公開日】平成25年2月21日(2013.2.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−171435(P2011−171435)
【出願日】平成23年8月5日(2011.8.5)
【出願人】(000006231)株式会社村田製作所 (3,635)
【Fターム(参考)】