電子部品モジュール及び電子部品
【課題】本発明は、ハンダを溶融したときに発生する気泡を外部に排出して、端子電極と実装基板とを接合するハンダ内に存在するボイドを減らしてハンダ接合の信頼性を向上させることができる端子電極を有する電子部品モジュール及び電子部品を提供する。
【解決手段】本発明は、ベース基板１と、ベース基板１の一方の面に実装してある複数の電子部品２と、ベース基板１の他方の面に形成してある複数の端子電極３とを備える電子部品モジュール１０である。端子電極３は、３層以上の電極層３ａ〜３ｃを積層することで形成され、電極層３ａ〜３ｃのそれぞれの面積が、ベース基板１側から順に小さくなる。
【解決手段】本発明は、ベース基板１と、ベース基板１の一方の面に実装してある複数の電子部品２と、ベース基板１の他方の面に形成してある複数の端子電極３とを備える電子部品モジュール１０である。端子電極３は、３層以上の電極層３ａ〜３ｃを積層することで形成され、電極層３ａ〜３ｃのそれぞれの面積が、ベース基板１側から順に小さくなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベース基板の一方の面に複数の電子部品を実装し、ベース基板の他方の面に複数の端子電極が形成してある電子部品モジュール及び底面に複数の端子電極を有する電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示してある電子部品モジュールは、電子部品用パッケージである。電子部品用パッケージは、電子部品素子（電子部品）を保持する平面矩形状のベースと、当該電子部品素子を気密封止するキャップとを有している。ベースの底面の対向辺に沿って一対の端子電極が形成されており、当該一対の端子電極は、お互いに対向して電極が形成される領域と、対向せずに一方の端子電極のみが形成される領域とを有している。
【０００３】
特許文献２に開示してある電子部品モジュールは、水晶デバイスである。水晶デバイスは、水晶片を搭載し、密閉封入されて外底面に一対の外部端子（端子電極）を有する矩形状をした容器本体を備えている。外部端子は、外底面側から一層目と二層目の二層構造として、二層目は一層目の外周から離間した中央領域として平坦面状とし、二層目の面積を一層目よりも小さくしてある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１０８９２３号公報
【特許文献２】特開２００９−１００３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示してある電子部品モジュールは、ベースの底面に形成されている端子電極を介して、実装基板に実装される。端子電極の実装基板側の面は、平坦で、実装基板のランド電極と略同じ面積を有している。そのため、端子電極をハンダで実装基板のランド電極に接合する場合、平坦な面同士で、かつ略同じ面積を有している面同士でハンダを挟むことになるので、ハンダを溶融したときに発生する気泡が外部に排出されず、端子電極と実装基板とを接合するハンダ内にボイドが多く存在する状態となる。また、特許文献２に開示してある電子部品モジュールは、容器本体の外底面に形成されている外部端子が二層構造であるが、実装基板側の二層目は、平坦で、実装基板のランド電極と略同じ面積を有している。そのため、外部端子をハンダで実装基板のランド電極に接合する場合、同様に、平坦な面同士で、かつ略同じ面積を有している面同士でハンダを挟むことになるので、ハンダを溶融したときに発生する気泡が外部に排出されず、外部端子（端子電極）と実装基板とを接合するハンダ内にボイドが多く存在する状態となる。
【０００６】
端子電極と実装基板とを接合するハンダ内にボイドが多く存在する状態で、電子部品モジュールに対して加熱冷却温度サイクル試験を行った場合、端子電極と実装基板とを接合するハンダ内に存在するボイドが、ハンダに生じる亀裂を促進し、ハンダ接合の信頼性を低下させるという問題があった。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ハンダを溶融したときに発生する気泡を外部に排出して、端子電極と実装基板とを接合するハンダ内に存在するボイドを減らしてハンダ接合の信頼性を向上させることができる端子電極を有する電子部品モジュール及び電子部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために第１発明に係る電子部品モジュールは、ベース基板と、該ベース基板の一方の面に実装してある複数の電子部品と、前記ベース基板の他方の面に形成してある複数の端子電極とを備える電子部品モジュールにおいて、前記端子電極は、３層以上の電極層を積層することで形成され、前記電極層のそれぞれの面積が、前記ベース基板側から順に小さくなる。
【０００９】
第１発明では、電子部品モジュールは、ベース基板の他方の面に形成してある複数の端子電極が、３層以上の電極層を積層することで形成され、電極層のそれぞれの面積が、ベース基板側から順に小さくなるので、最も外側の実装基板と接する電極層の面積が、実装基板のランド電極の面積より小さく、端子電極をハンダで実装基板のランド電極に接合する場合に、階段状である端子電極の形状に沿って、ハンダを溶融したときに発生する気泡を外部に排出しやすくすることができ、端子電極と実装基板とを接合するハンダ内に存在するボイドを減らしてハンダ接合の信頼性を向上させることができる。
【００１０】
また、第２発明に係る電子部品モジュールは、第１発明において、前記端子電極は、最も外側に積層された前記電極層の面積が、前記ベース基板の他方の面と接する前記電極層の面積の３４％以下である。
【００１１】
第２発明では、端子電極は、最も外側に積層された電極層の面積が、ベース基板の他方の面と接する電極層の面積の３４％以下であるので、最も外側の実装基板と接する電極層と実装基板とを接合するハンダ内に存在するボイドを減らしてハンダ接合の信頼性を向上させることができる。
【００１２】
また、第３発明に係る電子部品モジュールは、第１又は第２発明において、前記端子電極は、前記電極層のそれぞれの重心位置が、前記ベース基板の他方の面からの同じ垂線上に存在する。
【００１３】
第３発明では、端子電極は、電極層のそれぞれの重心位置が、ベース基板の他方の面からの同じ垂線上に存在するので、階段状である端子電極の形状に偏りがなく、ハンダを溶融したときに発生する気泡を端子電極の両側面から均等に排出しやすくすることができる。
【００１４】
また、第４発明に係る電子部品モジュールは、第１乃至第３発明のいずれか一つにおいて、前記端子電極は、隣接する２層の前記電極層で形成される勾配率が一定である。
【００１５】
第４発明では、端子電極は、隣接する２層の電極層で形成される勾配率が一定であるので、階段状である端子電極の形状に沿って、ハンダを溶融したときに発生する気泡を外部に排出しやすくすることができる。
【００１６】
次に、上記目的を達成するために第５発明に係る電子部品は、電子部品本体と、該電子部品本体の底面に複数の端子電極を有する電子部品において、前記端子電極は、３層以上の電極層を積層することで形成され、前記電極層のそれぞれの面積が、前記電子部品本体の底面側から順に小さくなる。
【００１７】
第５発明では、電子部品本体の底面に形成してある複数の端子電極が、３層以上の電極層を積層することで形成され、電極層のそれぞれの面積が、電子部品本体の底面側から順に小さくなるので、最も外側の実装基板と接する電極層の面積が、実装基板のランド電極の面積より小さく、端子電極をハンダで実装基板のランド電極に接合する場合に、階段状である端子電極の形状に沿って、ハンダを溶融したときに発生する気泡を外部に排出しやすくすることができ、端子電極と実装基板とを接合するハンダ内に存在するボイドを減らしてハンダ接合の信頼性を向上させることができる。
【００１８】
また、第６発明に係る電子部品は、第５発明において、前記端子電極は、最も外側に積層された前記電極層の面積が、前記電子部品本体の底面と接する前記電極層の面積の３４％以下である。
【００１９】
第６発明では、端子電極は、最も外側に積層された電極層の面積が、電子部品本体の底面と接する電極層の面積の３４％以下であるので、最も外側の実装基板と接する電極層と実装基板とを接合するハンダ内に存在するボイドを減らしてハンダ接合の信頼性を向上させることができる。
【００２０】
また、第７発明に係る電子部品は、第５又は第６発明において、前記端子電極は、前記電極層のそれぞれの重心位置が、前記電子部品本体の底面からの同じ垂線上に存在する。
【００２１】
第７発明では、端子電極は、電極層のそれぞれの重心位置が、電子部品本体の底面からの同じ垂線上に存在するので、階段状である端子電極の形状に偏りがなく、ハンダを溶融したときに発生する気泡を端子電極の両側面から均等に排出しやすくすることができる。
【００２２】
また、第８発明に係る電子部品は、第５乃至第７発明のいずれか一つにおいて、前記端子電極は、隣接する２層の前記電極層で形成される勾配率が一定である。
【００２３】
第８発明では、端子電極は、隣接する２層の電極層で形成される勾配率が一定であるので、階段状である端子電極の形状に沿って、ハンダを溶融したときに発生する気泡を外部に排出しやすくすることができる。
【発明の効果】
【００２４】
上記構成によれば、電子部品モジュールは、ベース基板の他方の面に形成してある複数の端子電極が、３層以上の電極層を積層することで形成され、電極層のそれぞれの面積が、ベース基板側から順に小さくなるので、最も外側の実装基板と接する電極層の面積が、実装基板のランド電極の面積より小さく、端子電極をハンダで実装基板のランド電極に接合する場合に、階段状である端子電極の形状に沿って、ハンダを溶融したときに発生する気泡を外部に排出しやすくすることができ、端子電極と実装基板とを接合するハンダ内に存在するボイドを減らしてハンダ接合の信頼性を向上させることができる。
【００２５】
また、上記構成によれば、電子部品は、電子部品本体の底面に形成してある複数の端子電極が、３層以上の電極層を積層することで形成され、電極層のそれぞれの面積が、電子部品本体の底面側から順に小さくなるので、最も外側の実装基板と接する電極層の面積が、実装基板のランド電極の面積より小さく、端子電極をハンダで実装基板のランド電極に接合する場合に、階段状である端子電極の形状に沿って、ハンダを溶融したときに発生する気泡を外部に排出しやすくすることができ、端子電極と実装基板とを接合するハンダ内に存在するボイドを減らしてハンダ接合の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態に係る電子部品モジュールを実装基板に実装した構成を示す概略図である。
【図２】電子部品モジュールが端子電極を介して実装基板に実装されている様子を示すＸ線写真である。
【図３】本発明の実施の形態に係る電子部品モジュールの端子電極の構成を示す平面図である。
【図４】勾配率を説明するための端子電極の概略図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る電子部品モジュールの構成を示す概略図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る電子部品モジュールの他の構成を示す概略図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る電子部品モジュールの他の構成を示す概略図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る電子部品モジュールの他の構成を示す概略図である。
【図９】端子電極の各電極層の面積、及び各電極層の面積比である面積率を示す図表である。
【図１０】図３（ａ）〜図３（ｅ）に示す端子電極をハンダで実装基板のランド電極に接合したときのボイド率を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施の形態に係る電子部品モジュールに対して加熱冷却温度サイクル試験を行った場合のハンダの亀裂進展率を示すグラフである。
【図１２】本発明の実施の形態に係る電子部品の一例である積層コンデンサの構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明の実施の形態に係る電子部品モジュールを実装基板に実装した構成を示す概略図である。図１に示すように、電子部品モジュール１０は、ベース基板１、ベース基板１の上面（一方の面）に実装した複数の電子部品２、ベース基板１の下面（他方の面）に形成してある端子電極３を備えている。電子部品モジュール１０は、端子電極３と実装基板２０に設けてあるランド電極２２とをハンダ２１で接合することで、実装基板２０に実装してある。
【００２９】
ベース基板１としては、ＬＴＣＣ（低温焼成セラミックス：Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ）基板、有機基板等、特に限定されるものではない。ベース基板１の上面には、電子部品２を実装するための表面電極（図示せず）が形成されている。電子部品２は、ベース基板１の上面に表面実装することが可能な表面実装型電子部品（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）等である。例えば、電子部品２は、水晶素子等の圧電素子である。端子電極３は、例えばクロムからなり、スクリーン印刷法、蒸着法、インクジェット法等によりベース基板１に形成される。端子電極３の表面には必要に応じてニッケル等のめっき処理を行っても良い。端子電極３と表面電極とはベース基板１の側面を通じて電気的に接続される。
【００３０】
端子電極３は、３層の電極層３ａ〜３ｃを積層することで形成され、電極層３ａ〜３ｃのそれぞれの面積が、ベース基板１側から積層方向の外側に向かって順に小さくなる。つまり、端子電極３の形状は、ベース基板１の下面と接する電極層３ａから実装基板２０と接する電極層３ｃへと階段状になっている。そのため、最も外側の実装基板２０と接する電極層３ｃの面積が、実装基板２０のランド電極２２の面積より小さく、端子電極３をハンダ２１で実装基板２０のランド電極２２に接合する場合に、階段状である端子電極３の形状に沿って、ハンダ２１を溶融したときに発生する気泡を外部に排出しやすくすることができ、端子電極３と実装基板２０とを接合するハンダ内に存在するボイド２３を減らしてハンダ接合の信頼性を向上させることができる。
【００３１】
図２は、電子部品モジュールが端子電極を介して実装基板に実装されている様子を示すＸ線写真である。図２（ａ）は、従来の電子部品モジュール１００が端子電極１０３を介して実装基板２００に実装されている様子を示すＸ線写真で、端子電極１０３と実装基板２００とを接合するハンダ内にボイド２２３が多く存在することを示している。一方、図２（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る電子部品モジュール１０が端子電極３を介して実装基板２０に実装されている様子を示すＸ線写真で、端子電極３と実装基板２０とを接合するハンダ内にボイド２３が、図２（ａ）に示すボイド２２３に比べて小さく、しかも少ないことを示している。具体的に、端子電極３の面積（電極層３ａの面積）に対するボイド２３の面積比であるボイド率は２．４％で、従来例の端子電極１０３の面積に対するボイド２２３の面積比であるボイド率９．６％に比べて小さい値である。
【００３２】
図１に戻って、電子部品モジュール１０は、電極層３ａ〜３ｃのそれぞれの重心位置Ｇａ〜Ｇｃが、ベース基板１の下面からの同じ垂線上に存在する。そのため、電極層３ａ〜３ｃを積層した階段状である端子電極３の形状に偏りがなく、電子部品モジュール１０は、ハンダ２１を溶融したときに発生する気泡を端子電極３の両側面から均等に排出しやすくすることができる。
【００３３】
次に、本発明の実施の形態に係る電子部品モジュール１０の端子電極３を、３層の電極層３ａ〜３ｃを積層する構成とすることで、端子電極３と実装基板２０とを接合するハンダ内に存在するボイド２３を減らすことができる理由を、具体的な実験に基づいて説明する。まず、実験に用いる電子部品モジュール１０の端子電極３の構成を説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る電子部品モジュール１０の端子電極３の構成を示す平面図である。図３（ａ）は、ベース基板１の下面に電極層３ａの１層を積層して形成した端子電極３の構成を示す平面図である。図３（ａ）に示す電極層３ａは、ベース基板１の下面に四つ形成され、それぞれの大きさが０．７５ｍｍ×１．５ｍｍである。図３（ｂ）は、ベース基板１の下面に電極層３ａ、３ｂ１の２層を積層して形成した端子電極３の構成を示す平面図である。図３（ｂ）に示す電極層３ｂ１は、図３（ａ）に示す電極層３ａに積層してあり、それぞれの大きさが０．５５ｍｍ×１．３ｍｍである。図３（ｃ）は、ベース基板１の下面に電極層３ａ、３ｂ２の２層を積層して形成した端子電極３の構成を示す平面図である。図３（ｃ）に示す電極層３ｂ２は、図３（ａ）に示す電極層３ａに電極層３ｂ２を積層してあり、それぞれの大きさが０．４５ｍｍ×１．２ｍｍである。図３（ｄ）は、ベース基板１の下面に電極層３ａ、３ｂ１、３ｃ１の３層を積層して形成した端子電極３の構成を示す平面図である。図３（ｄ）に示す電極層３ｃ１は、図３（ｂ）に示す電極層３ｂ１に積層してあり、それぞれの大きさが０．３５ｍｍ×１．１ｍｍである。図３（ｅ）は、ベース基板１の下面に電極層３ａ、３ｂ２、３ｃ２の３層を積層して形成した端子電極３の構成を示す平面図である。図３（ｅ）に示す電極層３ｃ２は、図３（ｃ）に示す電極層３ｂ２に積層してあり、それぞれの大きさが０．１５ｍｍ×０．９ｍｍである。
【００３４】
なお、図３（ｄ）に示す端子電極３は、隣接する２層の電極層で形成される勾配率が一定である。図４は、勾配率を説明するための端子電極３の概略図である。図４に示す端子電極３は、ベース基板１の下面に３層の電極層３ａ、３ｂ１、３ｃ１を積層して形成してあり、電極層３ａが電極層３ｂ１から張り出した部分の長さｂ１に対する電極層３ｂ１の高さｈ１の割合を隣接する２層の電極層３ａ、３ｂ１で形成される勾配率（ｈ１／ｂ１）とする。また、電極層３ｂ１が電極層３ｃ１から張り出した部分の長さｂ２に対する電極層３ｃ１の高さｈ２の割合を隣接する２層の電極層３ｂ１、３ｃ１で形成される勾配率（ｈ２／ｂ２）とする。隣接する２層の電極層３ａ、３ｂ１で形成される勾配率（ｈ１／ｂ１）と、隣接する２層の電極層３ｂ１、３ｃ１で形成される勾配率（ｈ２／ｂ２）とは同じであり、隣接する２層の電極層で形成される勾配率は一定である。具体的に、図３（ｄ）に示す端子電極３は、ｂ１＝０．１ｍｍ、ｈ１＝０．０１ｍｍ、ｂ２＝０．１ｍｍ、ｈ２＝０．０１ｍｍであり、勾配率（ｈ１／ｂ１）＝勾配率（ｈ２／ｂ２）＝０．１である。同様に、図３（ｅ）に示す端子電極３は、隣接する２層の電極層３ａ、３ｂ２、３ｃ２で形成される勾配率が（０．０１／０．１５）と一定である。端子電極３は、隣接する２層の電極層で形成される勾配率が一定であるので、階段状である端子電極３の形状に沿って、ハンダ２１を溶融したときに発生する気泡を外部に排出しやすくすることができる。端子電極３の平面視した形状が長方形である場合、端子電極３の長辺及び短辺での勾配率が共に一定であることが好ましい。これにより、更に気泡を外部に排出しやすくすることができる。
【００３５】
図５は、本発明の実施の形態に係る電子部品モジュール１０の構成を示す概略図である。図５（ａ）は、本発明の実施の形態に係る電子部品モジュール１０の構成を示す正面図であり、図５（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る電子部品モジュール１０の構成を示す底面図である。
【００３６】
図５に示すように、電子部品モジュール１０は、ベース基板１、ベース基板１の上面（一方の面）に実装した複数の電子部品２、ベース基板１の下面（他方の面）に形成してある端子電極３を備えている。端子電極３は、３層の電極層３ａ〜３ｃを積層することで形成され、電極層３ａ〜３ｃのそれぞれの面積が、ベース基板１側から積層方向の外側に向かって順に小さくなる。つまり、端子電極３の形状は、ベース基板１の下面と接する電極層３ａから実装基板２０と接する電極層３ｃへと階段状になっている。
【００３７】
図５（ｂ）からもわかるように、電子部品モジュール１０は、電極層３ａ〜３ｃのそれぞれの重心位置Ｇａ〜Ｇｃが、ベース基板１の下面からの同じ垂線Ｐ上に存在する。そのため、電極層３ａ〜３ｃを積層した階段状である端子電極３の形状に偏りがない。
【００３８】
もちろん、電子部品モジュール１０の構成は、これに限定されるものではない。図６は、本発明の実施の形態に係る電子部品モジュールの他の構成を示す概略図である。図６（ａ）は、本発明の実施の形態に係る電子部品モジュールの他の構成を示す正面図であり、図６（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る電子部品モジュールの他の構成を示す底面図である。
【００３９】
図６に示す電子部品モジュール１０ａは、ベース基板１、ベース基板１の上面（一方の面）に実装した複数の電子部品２、ベース基板１の下面（他方の面）に形成してある端子電極３を備えている。端子電極３の３層の電極層３ａ〜３ｃのそれぞれの面積が、ベース基板１側から積層方向の外側に向かって順に小さくなる点では図５に示す電子部品モジュール１０と共通している。しかし、図６（ｂ）からもわかるように、電子部品モジュール１０ａは、電極層３ａ〜３ｃの勾配率が、ベース基板１の縦方向と横方向とで相違している。すなわち、電極層３ａ又は３ｂが電極層３ｃから張り出した部分の長さが、図６（ｂ）の縦方向と横方向とでは、横方向の方が長くなっている。したがって、電極層３ａ又は３ｂが電極層３ｃから張り出した部分の長さに対する電極層の高さの割合である勾配率は、隣接する２層の電極層間で一致はしているものの、縦方向と横方向とでは相違している。
【００４０】
また、図７は、本発明の実施の形態に係る電子部品モジュールの他の構成を示す概略図である。図７（ａ）は、本発明の実施の形態に係る電子部品モジュールの他の構成を示す正面図であり、図７（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る電子部品モジュールの他の構成を示す底面図である。
【００４１】
図７に示す電子部品モジュール１０ｂは、ベース基板１、ベース基板１の上面（一方の面）に実装した複数の電子部品２、ベース基板１の下面（他方の面）に形成してある端子電極３を備えている。端子電極３の３層の電極層３ａ〜３ｃのそれぞれの面積が、ベース基板１側から積層方向の外側に向かって順に小さくなる点では図５に示す電子部品モジュール１０と共通しているものの、端子電極３は２個しか設けられていない。
【００４２】
また、図８は、本発明の実施の形態に係る電子部品モジュールの他の構成を示す概略図である。
【００４３】
図８に示す電子部品モジュール１０ｃは、ベース基板１、ベース基板１の上面（一方の面）に実装した複数の電子部品２、ベース基板１の下面（他方の面）に形成してある端子電極３を備えている。端子電極３の３層の電極層３ａ〜３ｃのそれぞれの面積が、ベース基板１側から積層方向の外側に向かって順に小さくなる点では図５に示す電子部品モジュール１０と共通しているものの、端子電極３の各電極層３ａ〜３ｃの外縁部はテーパー形状を有しており、より円滑に気泡を外部に排出しやすくなる。
【００４４】
次に、図９は、端子電極３の各電極層３ａ、３ｂ１、３ｂ２、３ｃ１、３ｃ２の面積、及び各電極層３ａ、３ｂ１、３ｂ２、３ｃ１、３ｃ２の面積比である面積率を示す図表である。図９に示すように、電極層３ａの面積は１．１２５ｍｍ2 で、電極層３ｂ１の面積は０．７１５ｍｍ2 で、電極層３ｂ２の面積は０．５４ｍｍ2 で、電極層３ｃ１の面積は０．３８５ｍｍ2 で、電極層３ｃ２の面積は０．１３５ｍｍ2 である。また、１層目の電極層３ａに対する２層目の電極層３ｂ１、３ｂ２の面積比である面積率Ａは、電極層３ａに対する電極層３ｂ１の面積率が略６４％、電極層３ａに対する電極層３ｂ２の面積率が略４８％である。２層目の電極層３ｂ１、３ｂ２に対する３層目の電極層３ｃ１、３ｃ２の面積比である面積率Ｂは、電極層３ｂ１に対する電極層３ｃ１の面積率が略５４％、電極層３ｂ２に対する電極層３ｃ２の面積率が略２５％である。１層目の電極層３ａに対する３層目の電極層３ｃ１、３ｃ２の面積比である面積率Ｃは、電極層３ａに対する電極層３ｃ１の面積率が略３４％、電極層３ａに対する電極層３ｃ２の面積率が略１２％である。
【００４５】
次に、図３（ａ）〜図３（ｅ）に示す端子電極３を備える電子部品モジュール１０を用いて、端子電極３をハンダ２１で実装基板２０のランド電極２２に接合する実験を行う。図１０は、図３（ａ）〜図３（ｅ）に示す端子電極３をハンダ２１で実装基板２０のランド電極２２に接合したときのボイド率を示すグラフである。図１０に示すグラフは、図３（ａ）〜図３（ｅ）に示す端子電極３をハンダ２１で実装基板２０のランド電極２２に接合したとき、端子電極３の面積（電極層３ａの面積）に対するボイド２３の面積比であるボイド率を測定した結果を示している。図３（ａ）〜図３（ｅ）に示す端子電極３のそれぞれに対して５つのサンプルを用意して、ボイド率を測定している。具体的に、図３（ａ）に示す端子電極３のボイド率の平均値が８．９％、最大値が１０．０％、最小値が６．９％である。図３（ｂ）に示す端子電極３のボイド率の平均値が５．６％、最大値が８．０％、最小値が３．８％である。図３（ｃ）に示す端子電極３のボイド率の平均値が５．２％、最大値が６．７％、最小値が３．６％である。図３（ｄ）に示す端子電極３のボイド率の平均値が４．７％、最大値が６．２％、最小値が３．１％である。図３（ｅ）に示す端子電極３のボイド率の平均値が３．７％、最大値が４．４％、最小値が２．４％である。
【００４６】
図３（ｄ）に示す端子電極３は、ボイド率の平均値が４．７％と５％以下となり、端子電極３と実装基板２０とを接合するハンダ内に存在するボイド２３を減らしていることが分かる。つまり、図３（ｄ）に示す端子電極３は、電極層３ａ、３ｂ１、３ｃ１のそれぞれの面積が、ベース基板１側から積層方向の外側に向かって順に小さくなる。３層の電極層３ａ、３ｂ１、３ｃ１を積層することで階段状に形成され、端子電極３と実装基板２０とを接合するハンダ内に存在するボイド２３を減らしている。また、電極層３ａに対する電極層３ｃ１の面積比である面積率Ｃを３４％にしてある。つまり、端子電極３は、実装基板２０と接する電極層３ｃ１の面積が、ベース基板１の下面と接する電極層３ａの面積の３４％以下であるので、端子電極３と実装基板２０とを接合するハンダ内に存在するボイド２３を減らすことができる。
【００４７】
さらに、面積率Ｃを１２％にした図３（ｅ）に示す端子電極３は、ボイド率の平均値が３．７％となり、端子電極３と実装基板２０とを接合するハンダ内に存在するボイド２３をさらに減らすことができる。
【００４８】
次に、端子電極３と実装基板２０とを接合するハンダ内に存在するボイド２３を減らすことで、ハンダ接合の信頼性が向上する理由について説明する。図１１は、本発明の実施の形態に係る電子部品モジュール１０に対して加熱冷却温度サイクル試験を行った場合のハンダ２１の亀裂進展率を示すグラフである。ここで、加熱冷却温度サイクル試験は、例えば、電子部品モジュール１０を−４０度の槽に１５分間入れ、次に１２５度の槽に１５分間入れる試験を１サイクルとした信頼性試験である。また、ハンダ２１の亀裂進展率とは、ハンダ２１に生じた亀裂の長さと、生じた亀裂方向における端子電極３と実装基板２０のランド電極２２との接合部分の長さとの比である。
【００４９】
図１１（ａ）は、図３（ａ）及び図３（ｅ）に示す端子電極３について、加熱冷却温度サイクル試験のサイクル数に対する最大亀裂進展率の変化を示しており、図３（ａ）に示す端子電極３に比べて、図３（ｅ）に示す端子電極３は最大亀裂進展率が略１７％低い。また、図１１（ｂ）は、図３（ａ）及び図３（ｅ）に示す端子電極３について、加熱冷却温度サイクル試験のサイクル数に対する平均亀裂進展率の変化を示しており、図３（ａ）に示す端子電極３に比べて、図３（ｅ）に示す端子電極３は平均亀裂進展率が略１５％低い。なお、図３（ａ）及び図３（ｅ）に示す端子電極３のそれぞれに対して５つのサンプルを用意して、亀裂進展率を測定している。
【００５０】
図１１に示すように、図３（ｅ）に示す端子電極３は、加熱冷却温度サイクル試験のサイクル数が増加しても、図３（ａ）に示す端子電極３に比べて亀裂進展率が低いので、ハンダ接合の信頼性が向上していることが分かる。
【００５１】
以上のように、本発明の実施の形態に係る電子部品モジュール１０は、ベース基板１の下面に形成してある複数の端子電極３が、３層の電極層３ａ〜３ｃを積層することで形成され、電極層３ａ〜３ｃのそれぞれの面積が、ベース基板１側から積層方向の外側に向かって順に小さくなるので、実装基板２０と接する電極層３ｃの面積が、実装基板２０のランド電極２２の面積より小さく、端子電極３をハンダ２１で実装基板２０のランド電極２２に接合する場合に、階段状である端子電極３の形状に沿って、ハンダ２１を溶融したときに発生する気泡を外部に排出しやすくすることができ、端子電極３と実装基板２０とを接合するハンダ内に存在するボイド２３を減らしてハンダ接合の信頼性を向上させることができる。
【００５２】
なお、端子電極３は、３層の電極層３ａ〜３ｃを積層する構成に限定されるものではなく、３層以上であれば４層の電極層を積層する構成であっても良い。また、端子電極３は、電極層３ａ〜３ｃのそれぞれの重心位置Ｇａ〜Ｇｃが、ベース基板１の下面からの同じ垂線上に存在する場合に限定されるものではなく、少なくとも電極層３ａ〜３ｃのそれぞれの面積が、ベース基板１側から積層方向の外側に向かって順に小さければ、電極層３ａ〜３ｃのそれぞれの重心位置Ｇａ〜Ｇｃが、ベース基板１の下面からの同じ垂線上に存在しなくても良い。さらに、端子電極３は、隣接する２層の電極層で形成される勾配率が一定である場合に限定されるものではなく、少なくとも電極層３ａ〜３ｃのそれぞれの面積が、ベース基板１側から積層方向の外側に向かって順に小さければ、隣接する２層の電極層で形成される勾配率が一定でなくても良い。
【００５３】
また、底面電極の角チップコイル、底面電極の積層セラミックコンデンサ等、ベース基板１を有していない電子部品についても、同様の構成を適用することが可能である。図１２は、本発明の実施の形態に係る電子部品の一例である積層コンデンサの構成を示す概略図である。
【００５４】
図１２に示すように、電子部品１１は、端子電極３と接続されている互いに平行な金属板１２２、１２３を交互に配置し、両金属板の間を誘電体１２１で充填することによりコンデンサを形成している。端子電極３は、３層の電極層３ａ〜３ｃを積層することで形成され、電極層３ａ〜３ｃのそれぞれの面積が、電子部品本体１１ａの底面側から積層方向の外側に向かって順に小さくなる。つまり、端子電極３の形状は、電子部品本体１１ａの底面と接する電極層３ａから実装基板２０と接する電極層３ｃへと階段状になっている。
【符号の説明】
【００５５】
１ ベース基板
２ 電子部品
３ 端子電極
３ａ〜３ｃ 電極層
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ 電子部品モジュール
１１ 電子部品
２０ 実装基板
２１ ハンダ
２２ ランド電極
２３ ボイド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベース基板の一方の面に複数の電子部品を実装し、ベース基板の他方の面に複数の端子電極が形成してある電子部品モジュール及び底面に複数の端子電極を有する電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示してある電子部品モジュールは、電子部品用パッケージである。電子部品用パッケージは、電子部品素子（電子部品）を保持する平面矩形状のベースと、当該電子部品素子を気密封止するキャップとを有している。ベースの底面の対向辺に沿って一対の端子電極が形成されており、当該一対の端子電極は、お互いに対向して電極が形成される領域と、対向せずに一方の端子電極のみが形成される領域とを有している。
【０００３】
特許文献２に開示してある電子部品モジュールは、水晶デバイスである。水晶デバイスは、水晶片を搭載し、密閉封入されて外底面に一対の外部端子（端子電極）を有する矩形状をした容器本体を備えている。外部端子は、外底面側から一層目と二層目の二層構造として、二層目は一層目の外周から離間した中央領域として平坦面状とし、二層目の面積を一層目よりも小さくしてある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１０８９２３号公報
【特許文献２】特開２００９−１００３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示してある電子部品モジュールは、ベースの底面に形成されている端子電極を介して、実装基板に実装される。端子電極の実装基板側の面は、平坦で、実装基板のランド電極と略同じ面積を有している。そのため、端子電極をハンダで実装基板のランド電極に接合する場合、平坦な面同士で、かつ略同じ面積を有している面同士でハンダを挟むことになるので、ハンダを溶融したときに発生する気泡が外部に排出されず、端子電極と実装基板とを接合するハンダ内にボイドが多く存在する状態となる。また、特許文献２に開示してある電子部品モジュールは、容器本体の外底面に形成されている外部端子が二層構造であるが、実装基板側の二層目は、平坦で、実装基板のランド電極と略同じ面積を有している。そのため、外部端子をハンダで実装基板のランド電極に接合する場合、同様に、平坦な面同士で、かつ略同じ面積を有している面同士でハンダを挟むことになるので、ハンダを溶融したときに発生する気泡が外部に排出されず、外部端子（端子電極）と実装基板とを接合するハンダ内にボイドが多く存在する状態となる。
【０００６】
端子電極と実装基板とを接合するハンダ内にボイドが多く存在する状態で、電子部品モジュールに対して加熱冷却温度サイクル試験を行った場合、端子電極と実装基板とを接合するハンダ内に存在するボイドが、ハンダに生じる亀裂を促進し、ハンダ接合の信頼性を低下させるという問題があった。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ハンダを溶融したときに発生する気泡を外部に排出して、端子電極と実装基板とを接合するハンダ内に存在するボイドを減らしてハンダ接合の信頼性を向上させることができる端子電極を有する電子部品モジュール及び電子部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために第１発明に係る電子部品モジュールは、ベース基板と、該ベース基板の一方の面に実装してある複数の電子部品と、前記ベース基板の他方の面に形成してある複数の端子電極とを備える電子部品モジュールにおいて、前記端子電極は、３層以上の電極層を積層することで形成され、前記電極層のそれぞれの面積が、前記ベース基板側から順に小さくなる。
【０００９】
第１発明では、電子部品モジュールは、ベース基板の他方の面に形成してある複数の端子電極が、３層以上の電極層を積層することで形成され、電極層のそれぞれの面積が、ベース基板側から順に小さくなるので、最も外側の実装基板と接する電極層の面積が、実装基板のランド電極の面積より小さく、端子電極をハンダで実装基板のランド電極に接合する場合に、階段状である端子電極の形状に沿って、ハンダを溶融したときに発生する気泡を外部に排出しやすくすることができ、端子電極と実装基板とを接合するハンダ内に存在するボイドを減らしてハンダ接合の信頼性を向上させることができる。
【００１０】
また、第２発明に係る電子部品モジュールは、第１発明において、前記端子電極は、最も外側に積層された前記電極層の面積が、前記ベース基板の他方の面と接する前記電極層の面積の３４％以下である。
【００１１】
第２発明では、端子電極は、最も外側に積層された電極層の面積が、ベース基板の他方の面と接する電極層の面積の３４％以下であるので、最も外側の実装基板と接する電極層と実装基板とを接合するハンダ内に存在するボイドを減らしてハンダ接合の信頼性を向上させることができる。
【００１２】
また、第３発明に係る電子部品モジュールは、第１又は第２発明において、前記端子電極は、前記電極層のそれぞれの重心位置が、前記ベース基板の他方の面からの同じ垂線上に存在する。
【００１３】
第３発明では、端子電極は、電極層のそれぞれの重心位置が、ベース基板の他方の面からの同じ垂線上に存在するので、階段状である端子電極の形状に偏りがなく、ハンダを溶融したときに発生する気泡を端子電極の両側面から均等に排出しやすくすることができる。
【００１４】
また、第４発明に係る電子部品モジュールは、第１乃至第３発明のいずれか一つにおいて、前記端子電極は、隣接する２層の前記電極層で形成される勾配率が一定である。
【００１５】
第４発明では、端子電極は、隣接する２層の電極層で形成される勾配率が一定であるので、階段状である端子電極の形状に沿って、ハンダを溶融したときに発生する気泡を外部に排出しやすくすることができる。
【００１６】
次に、上記目的を達成するために第５発明に係る電子部品は、電子部品本体と、該電子部品本体の底面に複数の端子電極を有する電子部品において、前記端子電極は、３層以上の電極層を積層することで形成され、前記電極層のそれぞれの面積が、前記電子部品本体の底面側から順に小さくなる。
【００１７】
第５発明では、電子部品本体の底面に形成してある複数の端子電極が、３層以上の電極層を積層することで形成され、電極層のそれぞれの面積が、電子部品本体の底面側から順に小さくなるので、最も外側の実装基板と接する電極層の面積が、実装基板のランド電極の面積より小さく、端子電極をハンダで実装基板のランド電極に接合する場合に、階段状である端子電極の形状に沿って、ハンダを溶融したときに発生する気泡を外部に排出しやすくすることができ、端子電極と実装基板とを接合するハンダ内に存在するボイドを減らしてハンダ接合の信頼性を向上させることができる。
【００１８】
また、第６発明に係る電子部品は、第５発明において、前記端子電極は、最も外側に積層された前記電極層の面積が、前記電子部品本体の底面と接する前記電極層の面積の３４％以下である。
【００１９】
第６発明では、端子電極は、最も外側に積層された電極層の面積が、電子部品本体の底面と接する電極層の面積の３４％以下であるので、最も外側の実装基板と接する電極層と実装基板とを接合するハンダ内に存在するボイドを減らしてハンダ接合の信頼性を向上させることができる。
【００２０】
また、第７発明に係る電子部品は、第５又は第６発明において、前記端子電極は、前記電極層のそれぞれの重心位置が、前記電子部品本体の底面からの同じ垂線上に存在する。
【００２１】
第７発明では、端子電極は、電極層のそれぞれの重心位置が、電子部品本体の底面からの同じ垂線上に存在するので、階段状である端子電極の形状に偏りがなく、ハンダを溶融したときに発生する気泡を端子電極の両側面から均等に排出しやすくすることができる。
【００２２】
また、第８発明に係る電子部品は、第５乃至第７発明のいずれか一つにおいて、前記端子電極は、隣接する２層の前記電極層で形成される勾配率が一定である。
【００２３】
第８発明では、端子電極は、隣接する２層の電極層で形成される勾配率が一定であるので、階段状である端子電極の形状に沿って、ハンダを溶融したときに発生する気泡を外部に排出しやすくすることができる。
【発明の効果】
【００２４】
上記構成によれば、電子部品モジュールは、ベース基板の他方の面に形成してある複数の端子電極が、３層以上の電極層を積層することで形成され、電極層のそれぞれの面積が、ベース基板側から順に小さくなるので、最も外側の実装基板と接する電極層の面積が、実装基板のランド電極の面積より小さく、端子電極をハンダで実装基板のランド電極に接合する場合に、階段状である端子電極の形状に沿って、ハンダを溶融したときに発生する気泡を外部に排出しやすくすることができ、端子電極と実装基板とを接合するハンダ内に存在するボイドを減らしてハンダ接合の信頼性を向上させることができる。
【００２５】
また、上記構成によれば、電子部品は、電子部品本体の底面に形成してある複数の端子電極が、３層以上の電極層を積層することで形成され、電極層のそれぞれの面積が、電子部品本体の底面側から順に小さくなるので、最も外側の実装基板と接する電極層の面積が、実装基板のランド電極の面積より小さく、端子電極をハンダで実装基板のランド電極に接合する場合に、階段状である端子電極の形状に沿って、ハンダを溶融したときに発生する気泡を外部に排出しやすくすることができ、端子電極と実装基板とを接合するハンダ内に存在するボイドを減らしてハンダ接合の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態に係る電子部品モジュールを実装基板に実装した構成を示す概略図である。
【図２】電子部品モジュールが端子電極を介して実装基板に実装されている様子を示すＸ線写真である。
【図３】本発明の実施の形態に係る電子部品モジュールの端子電極の構成を示す平面図である。
【図４】勾配率を説明するための端子電極の概略図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る電子部品モジュールの構成を示す概略図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る電子部品モジュールの他の構成を示す概略図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る電子部品モジュールの他の構成を示す概略図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る電子部品モジュールの他の構成を示す概略図である。
【図９】端子電極の各電極層の面積、及び各電極層の面積比である面積率を示す図表である。
【図１０】図３（ａ）〜図３（ｅ）に示す端子電極をハンダで実装基板のランド電極に接合したときのボイド率を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施の形態に係る電子部品モジュールに対して加熱冷却温度サイクル試験を行った場合のハンダの亀裂進展率を示すグラフである。
【図１２】本発明の実施の形態に係る電子部品の一例である積層コンデンサの構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明の実施の形態に係る電子部品モジュールを実装基板に実装した構成を示す概略図である。図１に示すように、電子部品モジュール１０は、ベース基板１、ベース基板１の上面（一方の面）に実装した複数の電子部品２、ベース基板１の下面（他方の面）に形成してある端子電極３を備えている。電子部品モジュール１０は、端子電極３と実装基板２０に設けてあるランド電極２２とをハンダ２１で接合することで、実装基板２０に実装してある。
【００２９】
ベース基板１としては、ＬＴＣＣ（低温焼成セラミックス：Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ）基板、有機基板等、特に限定されるものではない。ベース基板１の上面には、電子部品２を実装するための表面電極（図示せず）が形成されている。電子部品２は、ベース基板１の上面に表面実装することが可能な表面実装型電子部品（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）等である。例えば、電子部品２は、水晶素子等の圧電素子である。端子電極３は、例えばクロムからなり、スクリーン印刷法、蒸着法、インクジェット法等によりベース基板１に形成される。端子電極３の表面には必要に応じてニッケル等のめっき処理を行っても良い。端子電極３と表面電極とはベース基板１の側面を通じて電気的に接続される。
【００３０】
端子電極３は、３層の電極層３ａ〜３ｃを積層することで形成され、電極層３ａ〜３ｃのそれぞれの面積が、ベース基板１側から積層方向の外側に向かって順に小さくなる。つまり、端子電極３の形状は、ベース基板１の下面と接する電極層３ａから実装基板２０と接する電極層３ｃへと階段状になっている。そのため、最も外側の実装基板２０と接する電極層３ｃの面積が、実装基板２０のランド電極２２の面積より小さく、端子電極３をハンダ２１で実装基板２０のランド電極２２に接合する場合に、階段状である端子電極３の形状に沿って、ハンダ２１を溶融したときに発生する気泡を外部に排出しやすくすることができ、端子電極３と実装基板２０とを接合するハンダ内に存在するボイド２３を減らしてハンダ接合の信頼性を向上させることができる。
【００３１】
図２は、電子部品モジュールが端子電極を介して実装基板に実装されている様子を示すＸ線写真である。図２（ａ）は、従来の電子部品モジュール１００が端子電極１０３を介して実装基板２００に実装されている様子を示すＸ線写真で、端子電極１０３と実装基板２００とを接合するハンダ内にボイド２２３が多く存在することを示している。一方、図２（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る電子部品モジュール１０が端子電極３を介して実装基板２０に実装されている様子を示すＸ線写真で、端子電極３と実装基板２０とを接合するハンダ内にボイド２３が、図２（ａ）に示すボイド２２３に比べて小さく、しかも少ないことを示している。具体的に、端子電極３の面積（電極層３ａの面積）に対するボイド２３の面積比であるボイド率は２．４％で、従来例の端子電極１０３の面積に対するボイド２２３の面積比であるボイド率９．６％に比べて小さい値である。
【００３２】
図１に戻って、電子部品モジュール１０は、電極層３ａ〜３ｃのそれぞれの重心位置Ｇａ〜Ｇｃが、ベース基板１の下面からの同じ垂線上に存在する。そのため、電極層３ａ〜３ｃを積層した階段状である端子電極３の形状に偏りがなく、電子部品モジュール１０は、ハンダ２１を溶融したときに発生する気泡を端子電極３の両側面から均等に排出しやすくすることができる。
【００３３】
次に、本発明の実施の形態に係る電子部品モジュール１０の端子電極３を、３層の電極層３ａ〜３ｃを積層する構成とすることで、端子電極３と実装基板２０とを接合するハンダ内に存在するボイド２３を減らすことができる理由を、具体的な実験に基づいて説明する。まず、実験に用いる電子部品モジュール１０の端子電極３の構成を説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る電子部品モジュール１０の端子電極３の構成を示す平面図である。図３（ａ）は、ベース基板１の下面に電極層３ａの１層を積層して形成した端子電極３の構成を示す平面図である。図３（ａ）に示す電極層３ａは、ベース基板１の下面に四つ形成され、それぞれの大きさが０．７５ｍｍ×１．５ｍｍである。図３（ｂ）は、ベース基板１の下面に電極層３ａ、３ｂ１の２層を積層して形成した端子電極３の構成を示す平面図である。図３（ｂ）に示す電極層３ｂ１は、図３（ａ）に示す電極層３ａに積層してあり、それぞれの大きさが０．５５ｍｍ×１．３ｍｍである。図３（ｃ）は、ベース基板１の下面に電極層３ａ、３ｂ２の２層を積層して形成した端子電極３の構成を示す平面図である。図３（ｃ）に示す電極層３ｂ２は、図３（ａ）に示す電極層３ａに電極層３ｂ２を積層してあり、それぞれの大きさが０．４５ｍｍ×１．２ｍｍである。図３（ｄ）は、ベース基板１の下面に電極層３ａ、３ｂ１、３ｃ１の３層を積層して形成した端子電極３の構成を示す平面図である。図３（ｄ）に示す電極層３ｃ１は、図３（ｂ）に示す電極層３ｂ１に積層してあり、それぞれの大きさが０．３５ｍｍ×１．１ｍｍである。図３（ｅ）は、ベース基板１の下面に電極層３ａ、３ｂ２、３ｃ２の３層を積層して形成した端子電極３の構成を示す平面図である。図３（ｅ）に示す電極層３ｃ２は、図３（ｃ）に示す電極層３ｂ２に積層してあり、それぞれの大きさが０．１５ｍｍ×０．９ｍｍである。
【００３４】
なお、図３（ｄ）に示す端子電極３は、隣接する２層の電極層で形成される勾配率が一定である。図４は、勾配率を説明するための端子電極３の概略図である。図４に示す端子電極３は、ベース基板１の下面に３層の電極層３ａ、３ｂ１、３ｃ１を積層して形成してあり、電極層３ａが電極層３ｂ１から張り出した部分の長さｂ１に対する電極層３ｂ１の高さｈ１の割合を隣接する２層の電極層３ａ、３ｂ１で形成される勾配率（ｈ１／ｂ１）とする。また、電極層３ｂ１が電極層３ｃ１から張り出した部分の長さｂ２に対する電極層３ｃ１の高さｈ２の割合を隣接する２層の電極層３ｂ１、３ｃ１で形成される勾配率（ｈ２／ｂ２）とする。隣接する２層の電極層３ａ、３ｂ１で形成される勾配率（ｈ１／ｂ１）と、隣接する２層の電極層３ｂ１、３ｃ１で形成される勾配率（ｈ２／ｂ２）とは同じであり、隣接する２層の電極層で形成される勾配率は一定である。具体的に、図３（ｄ）に示す端子電極３は、ｂ１＝０．１ｍｍ、ｈ１＝０．０１ｍｍ、ｂ２＝０．１ｍｍ、ｈ２＝０．０１ｍｍであり、勾配率（ｈ１／ｂ１）＝勾配率（ｈ２／ｂ２）＝０．１である。同様に、図３（ｅ）に示す端子電極３は、隣接する２層の電極層３ａ、３ｂ２、３ｃ２で形成される勾配率が（０．０１／０．１５）と一定である。端子電極３は、隣接する２層の電極層で形成される勾配率が一定であるので、階段状である端子電極３の形状に沿って、ハンダ２１を溶融したときに発生する気泡を外部に排出しやすくすることができる。端子電極３の平面視した形状が長方形である場合、端子電極３の長辺及び短辺での勾配率が共に一定であることが好ましい。これにより、更に気泡を外部に排出しやすくすることができる。
【００３５】
図５は、本発明の実施の形態に係る電子部品モジュール１０の構成を示す概略図である。図５（ａ）は、本発明の実施の形態に係る電子部品モジュール１０の構成を示す正面図であり、図５（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る電子部品モジュール１０の構成を示す底面図である。
【００３６】
図５に示すように、電子部品モジュール１０は、ベース基板１、ベース基板１の上面（一方の面）に実装した複数の電子部品２、ベース基板１の下面（他方の面）に形成してある端子電極３を備えている。端子電極３は、３層の電極層３ａ〜３ｃを積層することで形成され、電極層３ａ〜３ｃのそれぞれの面積が、ベース基板１側から積層方向の外側に向かって順に小さくなる。つまり、端子電極３の形状は、ベース基板１の下面と接する電極層３ａから実装基板２０と接する電極層３ｃへと階段状になっている。
【００３７】
図５（ｂ）からもわかるように、電子部品モジュール１０は、電極層３ａ〜３ｃのそれぞれの重心位置Ｇａ〜Ｇｃが、ベース基板１の下面からの同じ垂線Ｐ上に存在する。そのため、電極層３ａ〜３ｃを積層した階段状である端子電極３の形状に偏りがない。
【００３８】
もちろん、電子部品モジュール１０の構成は、これに限定されるものではない。図６は、本発明の実施の形態に係る電子部品モジュールの他の構成を示す概略図である。図６（ａ）は、本発明の実施の形態に係る電子部品モジュールの他の構成を示す正面図であり、図６（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る電子部品モジュールの他の構成を示す底面図である。
【００３９】
図６に示す電子部品モジュール１０ａは、ベース基板１、ベース基板１の上面（一方の面）に実装した複数の電子部品２、ベース基板１の下面（他方の面）に形成してある端子電極３を備えている。端子電極３の３層の電極層３ａ〜３ｃのそれぞれの面積が、ベース基板１側から積層方向の外側に向かって順に小さくなる点では図５に示す電子部品モジュール１０と共通している。しかし、図６（ｂ）からもわかるように、電子部品モジュール１０ａは、電極層３ａ〜３ｃの勾配率が、ベース基板１の縦方向と横方向とで相違している。すなわち、電極層３ａ又は３ｂが電極層３ｃから張り出した部分の長さが、図６（ｂ）の縦方向と横方向とでは、横方向の方が長くなっている。したがって、電極層３ａ又は３ｂが電極層３ｃから張り出した部分の長さに対する電極層の高さの割合である勾配率は、隣接する２層の電極層間で一致はしているものの、縦方向と横方向とでは相違している。
【００４０】
また、図７は、本発明の実施の形態に係る電子部品モジュールの他の構成を示す概略図である。図７（ａ）は、本発明の実施の形態に係る電子部品モジュールの他の構成を示す正面図であり、図７（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る電子部品モジュールの他の構成を示す底面図である。
【００４１】
図７に示す電子部品モジュール１０ｂは、ベース基板１、ベース基板１の上面（一方の面）に実装した複数の電子部品２、ベース基板１の下面（他方の面）に形成してある端子電極３を備えている。端子電極３の３層の電極層３ａ〜３ｃのそれぞれの面積が、ベース基板１側から積層方向の外側に向かって順に小さくなる点では図５に示す電子部品モジュール１０と共通しているものの、端子電極３は２個しか設けられていない。
【００４２】
また、図８は、本発明の実施の形態に係る電子部品モジュールの他の構成を示す概略図である。
【００４３】
図８に示す電子部品モジュール１０ｃは、ベース基板１、ベース基板１の上面（一方の面）に実装した複数の電子部品２、ベース基板１の下面（他方の面）に形成してある端子電極３を備えている。端子電極３の３層の電極層３ａ〜３ｃのそれぞれの面積が、ベース基板１側から積層方向の外側に向かって順に小さくなる点では図５に示す電子部品モジュール１０と共通しているものの、端子電極３の各電極層３ａ〜３ｃの外縁部はテーパー形状を有しており、より円滑に気泡を外部に排出しやすくなる。
【００４４】
次に、図９は、端子電極３の各電極層３ａ、３ｂ１、３ｂ２、３ｃ１、３ｃ２の面積、及び各電極層３ａ、３ｂ１、３ｂ２、３ｃ１、３ｃ２の面積比である面積率を示す図表である。図９に示すように、電極層３ａの面積は１．１２５ｍｍ2 で、電極層３ｂ１の面積は０．７１５ｍｍ2 で、電極層３ｂ２の面積は０．５４ｍｍ2 で、電極層３ｃ１の面積は０．３８５ｍｍ2 で、電極層３ｃ２の面積は０．１３５ｍｍ2 である。また、１層目の電極層３ａに対する２層目の電極層３ｂ１、３ｂ２の面積比である面積率Ａは、電極層３ａに対する電極層３ｂ１の面積率が略６４％、電極層３ａに対する電極層３ｂ２の面積率が略４８％である。２層目の電極層３ｂ１、３ｂ２に対する３層目の電極層３ｃ１、３ｃ２の面積比である面積率Ｂは、電極層３ｂ１に対する電極層３ｃ１の面積率が略５４％、電極層３ｂ２に対する電極層３ｃ２の面積率が略２５％である。１層目の電極層３ａに対する３層目の電極層３ｃ１、３ｃ２の面積比である面積率Ｃは、電極層３ａに対する電極層３ｃ１の面積率が略３４％、電極層３ａに対する電極層３ｃ２の面積率が略１２％である。
【００４５】
次に、図３（ａ）〜図３（ｅ）に示す端子電極３を備える電子部品モジュール１０を用いて、端子電極３をハンダ２１で実装基板２０のランド電極２２に接合する実験を行う。図１０は、図３（ａ）〜図３（ｅ）に示す端子電極３をハンダ２１で実装基板２０のランド電極２２に接合したときのボイド率を示すグラフである。図１０に示すグラフは、図３（ａ）〜図３（ｅ）に示す端子電極３をハンダ２１で実装基板２０のランド電極２２に接合したとき、端子電極３の面積（電極層３ａの面積）に対するボイド２３の面積比であるボイド率を測定した結果を示している。図３（ａ）〜図３（ｅ）に示す端子電極３のそれぞれに対して５つのサンプルを用意して、ボイド率を測定している。具体的に、図３（ａ）に示す端子電極３のボイド率の平均値が８．９％、最大値が１０．０％、最小値が６．９％である。図３（ｂ）に示す端子電極３のボイド率の平均値が５．６％、最大値が８．０％、最小値が３．８％である。図３（ｃ）に示す端子電極３のボイド率の平均値が５．２％、最大値が６．７％、最小値が３．６％である。図３（ｄ）に示す端子電極３のボイド率の平均値が４．７％、最大値が６．２％、最小値が３．１％である。図３（ｅ）に示す端子電極３のボイド率の平均値が３．７％、最大値が４．４％、最小値が２．４％である。
【００４６】
図３（ｄ）に示す端子電極３は、ボイド率の平均値が４．７％と５％以下となり、端子電極３と実装基板２０とを接合するハンダ内に存在するボイド２３を減らしていることが分かる。つまり、図３（ｄ）に示す端子電極３は、電極層３ａ、３ｂ１、３ｃ１のそれぞれの面積が、ベース基板１側から積層方向の外側に向かって順に小さくなる。３層の電極層３ａ、３ｂ１、３ｃ１を積層することで階段状に形成され、端子電極３と実装基板２０とを接合するハンダ内に存在するボイド２３を減らしている。また、電極層３ａに対する電極層３ｃ１の面積比である面積率Ｃを３４％にしてある。つまり、端子電極３は、実装基板２０と接する電極層３ｃ１の面積が、ベース基板１の下面と接する電極層３ａの面積の３４％以下であるので、端子電極３と実装基板２０とを接合するハンダ内に存在するボイド２３を減らすことができる。
【００４７】
さらに、面積率Ｃを１２％にした図３（ｅ）に示す端子電極３は、ボイド率の平均値が３．７％となり、端子電極３と実装基板２０とを接合するハンダ内に存在するボイド２３をさらに減らすことができる。
【００４８】
次に、端子電極３と実装基板２０とを接合するハンダ内に存在するボイド２３を減らすことで、ハンダ接合の信頼性が向上する理由について説明する。図１１は、本発明の実施の形態に係る電子部品モジュール１０に対して加熱冷却温度サイクル試験を行った場合のハンダ２１の亀裂進展率を示すグラフである。ここで、加熱冷却温度サイクル試験は、例えば、電子部品モジュール１０を−４０度の槽に１５分間入れ、次に１２５度の槽に１５分間入れる試験を１サイクルとした信頼性試験である。また、ハンダ２１の亀裂進展率とは、ハンダ２１に生じた亀裂の長さと、生じた亀裂方向における端子電極３と実装基板２０のランド電極２２との接合部分の長さとの比である。
【００４９】
図１１（ａ）は、図３（ａ）及び図３（ｅ）に示す端子電極３について、加熱冷却温度サイクル試験のサイクル数に対する最大亀裂進展率の変化を示しており、図３（ａ）に示す端子電極３に比べて、図３（ｅ）に示す端子電極３は最大亀裂進展率が略１７％低い。また、図１１（ｂ）は、図３（ａ）及び図３（ｅ）に示す端子電極３について、加熱冷却温度サイクル試験のサイクル数に対する平均亀裂進展率の変化を示しており、図３（ａ）に示す端子電極３に比べて、図３（ｅ）に示す端子電極３は平均亀裂進展率が略１５％低い。なお、図３（ａ）及び図３（ｅ）に示す端子電極３のそれぞれに対して５つのサンプルを用意して、亀裂進展率を測定している。
【００５０】
図１１に示すように、図３（ｅ）に示す端子電極３は、加熱冷却温度サイクル試験のサイクル数が増加しても、図３（ａ）に示す端子電極３に比べて亀裂進展率が低いので、ハンダ接合の信頼性が向上していることが分かる。
【００５１】
以上のように、本発明の実施の形態に係る電子部品モジュール１０は、ベース基板１の下面に形成してある複数の端子電極３が、３層の電極層３ａ〜３ｃを積層することで形成され、電極層３ａ〜３ｃのそれぞれの面積が、ベース基板１側から積層方向の外側に向かって順に小さくなるので、実装基板２０と接する電極層３ｃの面積が、実装基板２０のランド電極２２の面積より小さく、端子電極３をハンダ２１で実装基板２０のランド電極２２に接合する場合に、階段状である端子電極３の形状に沿って、ハンダ２１を溶融したときに発生する気泡を外部に排出しやすくすることができ、端子電極３と実装基板２０とを接合するハンダ内に存在するボイド２３を減らしてハンダ接合の信頼性を向上させることができる。
【００５２】
なお、端子電極３は、３層の電極層３ａ〜３ｃを積層する構成に限定されるものではなく、３層以上であれば４層の電極層を積層する構成であっても良い。また、端子電極３は、電極層３ａ〜３ｃのそれぞれの重心位置Ｇａ〜Ｇｃが、ベース基板１の下面からの同じ垂線上に存在する場合に限定されるものではなく、少なくとも電極層３ａ〜３ｃのそれぞれの面積が、ベース基板１側から積層方向の外側に向かって順に小さければ、電極層３ａ〜３ｃのそれぞれの重心位置Ｇａ〜Ｇｃが、ベース基板１の下面からの同じ垂線上に存在しなくても良い。さらに、端子電極３は、隣接する２層の電極層で形成される勾配率が一定である場合に限定されるものではなく、少なくとも電極層３ａ〜３ｃのそれぞれの面積が、ベース基板１側から積層方向の外側に向かって順に小さければ、隣接する２層の電極層で形成される勾配率が一定でなくても良い。
【００５３】
また、底面電極の角チップコイル、底面電極の積層セラミックコンデンサ等、ベース基板１を有していない電子部品についても、同様の構成を適用することが可能である。図１２は、本発明の実施の形態に係る電子部品の一例である積層コンデンサの構成を示す概略図である。
【００５４】
図１２に示すように、電子部品１１は、端子電極３と接続されている互いに平行な金属板１２２、１２３を交互に配置し、両金属板の間を誘電体１２１で充填することによりコンデンサを形成している。端子電極３は、３層の電極層３ａ〜３ｃを積層することで形成され、電極層３ａ〜３ｃのそれぞれの面積が、電子部品本体１１ａの底面側から積層方向の外側に向かって順に小さくなる。つまり、端子電極３の形状は、電子部品本体１１ａの底面と接する電極層３ａから実装基板２０と接する電極層３ｃへと階段状になっている。
【符号の説明】
【００５５】
１ ベース基板
２ 電子部品
３ 端子電極
３ａ〜３ｃ 電極層
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ 電子部品モジュール
１１ 電子部品
２０ 実装基板
２１ ハンダ
２２ ランド電極
２３ ボイド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース基板と、
該ベース基板の一方の面に実装してある複数の電子部品と、
前記ベース基板の他方の面に形成してある複数の端子電極と
を備える電子部品モジュールにおいて、
前記端子電極は、３層以上の電極層を積層することで形成され、前記電極層のそれぞれの面積が、前記ベース基板側から順に小さくなることを特徴とする電子部品モジュール。
【請求項２】
前記端子電極は、最も外側に積層された前記電極層の面積が、前記ベース基板の他方の面と接する前記電極層の面積の３４％以下であることを特徴とする請求項１に記載の電子部品モジュール。
【請求項３】
前記端子電極は、前記電極層のそれぞれの重心位置が、前記ベース基板の他方の面からの同じ垂線上に存在することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品モジュール。
【請求項４】
前記端子電極は、隣接する２層の前記電極層で形成される勾配率が一定であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電子部品モジュール。
【請求項５】
電子部品本体と、
該電子部品本体の底面に複数の端子電極を有する電子部品において、
前記端子電極は、３層以上の電極層を積層することで形成され、前記電極層のそれぞれの面積が、前記電子部品本体の底面側から順に小さくなることを特徴とする電子部品。
【請求項６】
前記端子電極は、最も外側に積層された前記電極層の面積が、前記電子部品本体の底面と接する前記電極層の面積の３４％以下であることを特徴とする請求項５に記載の電子部品。
【請求項７】
前記端子電極は、前記電極層のそれぞれの重心位置が、前記電子部品本体の底面からの同じ垂線上に存在することを特徴とする請求項５又は６に記載の電子部品。
【請求項８】
前記端子電極は、隣接する２層の前記電極層で形成される勾配率が一定であることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載の電子部品。
【請求項１】
ベース基板と、
該ベース基板の一方の面に実装してある複数の電子部品と、
前記ベース基板の他方の面に形成してある複数の端子電極と
を備える電子部品モジュールにおいて、
前記端子電極は、３層以上の電極層を積層することで形成され、前記電極層のそれぞれの面積が、前記ベース基板側から順に小さくなることを特徴とする電子部品モジュール。
【請求項２】
前記端子電極は、最も外側に積層された前記電極層の面積が、前記ベース基板の他方の面と接する前記電極層の面積の３４％以下であることを特徴とする請求項１に記載の電子部品モジュール。
【請求項３】
前記端子電極は、前記電極層のそれぞれの重心位置が、前記ベース基板の他方の面からの同じ垂線上に存在することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品モジュール。
【請求項４】
前記端子電極は、隣接する２層の前記電極層で形成される勾配率が一定であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電子部品モジュール。
【請求項５】
電子部品本体と、
該電子部品本体の底面に複数の端子電極を有する電子部品において、
前記端子電極は、３層以上の電極層を積層することで形成され、前記電極層のそれぞれの面積が、前記電子部品本体の底面側から順に小さくなることを特徴とする電子部品。
【請求項６】
前記端子電極は、最も外側に積層された前記電極層の面積が、前記電子部品本体の底面と接する前記電極層の面積の３４％以下であることを特徴とする請求項５に記載の電子部品。
【請求項７】
前記端子電極は、前記電極層のそれぞれの重心位置が、前記電子部品本体の底面からの同じ垂線上に存在することを特徴とする請求項５又は６に記載の電子部品。
【請求項８】
前記端子電極は、隣接する２層の前記電極層で形成される勾配率が一定であることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載の電子部品。
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−１７４９２３（Ｐ２０１２−１７４９２３Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３６２４０（Ｐ２０１１−３６２４０）
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
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