電子部品
【課題】誘電体素体の電歪現象に起因して発生する音鳴りを抑制できる電子部品を提供する。
【解決手段】電子部品は、誘電体と内部電極とが交互に積層された誘電体素体及び誘電体素体の対向する端面をそれぞれ別個に覆う一対の外部電極を有する素子と、外部電極の端面と電気的に接続される一対の接続端子と、を含み、一対の接続端子には、それぞれの外部電極から離れた位置で、外部電極と接続される側とは反対側の面にはんだ濡れ上がり防止層が形成されている。
【解決手段】電子部品は、誘電体と内部電極とが交互に積層された誘電体素体及び誘電体素体の対向する端面をそれぞれ別個に覆う一対の外部電極を有する素子と、外部電極の端面と電気的に接続される一対の接続端子と、を含み、一対の接続端子には、それぞれの外部電極から離れた位置で、外部電極と接続される側とは反対側の面にはんだ濡れ上がり防止層が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板に実装されるセラミックコンデンサ等の電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）又は携帯電話等の電子機器は、コンデンサ、インダクタ、バリスタ又はこれらを複合した複合部品が表面実装された回路基板を有する。このような構造により、前記電子機器は、高密度に電子部品を搭載して回路基板全体を小型化している。回路基板に搭載されるコンデンサとしては、例えば、セラミックコンデンサがある。
【０００３】
セラミックコンデンサは、誘電体と内部電極とが交互に積層されている。誘電体を形成するセラミック材料には、誘電率が高いチタン酸バリウム等の強誘電体材料が用いられている。セラミックコンデンサに交流電圧を印加すると、誘電体を形成するセラミック材料は電歪現象を発生し、機械的な歪みを生じる。このため、交流電圧が印加されたセラミックコンデンサは振動する。この振動は、セラミックコンデンサが表面実装された回路基板にも伝達し、これを振動させる。その結果、セラミックコンデンサが表面実装された回路基板は、振動音を発生する（音鳴り）。このような、セラミックコンデンサの電歪現象に起因した回路基板の振動音、すなわち音鳴りを低減するため、コンデンサ素子の外部電極の側面に一対の金属端子を当接し、コンデンサ素子の下側に引き出して、回路基板へ接合する電子部品が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
また、両端部に端子電極が形成された、チップ状のセラミック電子部品本体と、Ｕ字状に折り曲げられた金属板をもって構成され、折り曲げ状態において外側に向く面を端子電極に対向させながら折り曲げにおける一方側部分が各端子電極に取り付けられ、折り曲げにおける他方側部分が基板への取付け側とされた、端子部材とを備え、端子部材の折り曲げ状態において内側に向く面には、半田になじまない半田非親和面が形成され、端子部材の折り曲げ状態において外側に向く面には、半田になじむ半田親和面が形成されている電子部品が知られている（例えば、特許文献２）。この電子部品では、半田になじまないようにするための処理は、好ましくは、樹脂を含む材料を金属板の表面に付与する処理と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２２３３５７号公報
【特許文献２】特開平１１−０４０４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された電子部品は、セラミックコンデンサと回路基板との間に空隙を設け、セラミックコンデンサで発生した振動が基板に伝播するのを抑制している。このように、特許文献１に記載された電子部品は、音鳴りを抑制できるが、近年においては、さらなる音鳴りの抑制が求められている。本発明は、誘電体の電歪現象に起因して発生する音鳴りを抑制できる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】
【０００７】
本発明者らは、上記課題について鋭意研究を重ねた結果、セラミックコンデンサに代表される電子部品の外部電極の両端面を接続端子で挟持し、この外部電極を介して回路基板にセラミックコンデンサを実装する場合、外部電極のばね定数を小さくすることが有効であることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成されたものである。
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る電子部品は、誘電体と内部電極とが交互に積層された誘電体素体及び前記誘電体素体の対向する端面をそれぞれ別個に覆う一対の外部電極を有する素子と、前記外部電極の端面と電気的に接続される脚部と、基板と電気的に接続される基板取付部とを有する一対の接続端子と、を含み、前記一対の接続端子は、はんだ濡れ上がり防止層が前記脚部の前記外部電極と接続される側とは反対側の面にそれぞれ形成されていることを特徴とする。
【０００９】
このような構造により、本発明に係る電子部品は、接続端子と基板との間に介在するはんだがはんだ濡れ上がり防止層を超えて濡れ上がることがない。その結果、はんだによって形成されるフィレット形状の高さが制限される。このため接続端子の表面にはんだが付着するとばね定数Ｋが大きくなるのに対し、本発明に係る電子部品は、ばね定数Ｋを小さく保ったまま接続端子で電子部品を回路基板に実装できる。その結果、本発明に係る電子部品は、電歪現象に起因した音鳴りを効果的に抑制することができる。また、この電子部品は、はんだ濡れ上がりが抑制されるため、電歪現象に起因した音鳴りのばらつきも低減することができる。
【００１０】
本発明の望ましい態様としては、前記はんだ濡れ上がり防止層は、前記接続端子の基材の酸化層であることが好ましい。このような構造とすることで、基材層に形成する導電層よりもはんだとの濡れかたを小さくし、はんだ濡れ上がり防止層ではんだが堰き止められる。酸化層は、樹脂と比較してリフローでの加熱により剥離のおそれがない。また、樹脂が吸湿する場合は、樹脂からの湿気により基材が酸化するおそれがあるが、酸化層は一般に安定であり、高湿度環境下でも防錆効果がある。その結果、この電子部品は、リフロー工程での作業を容易とし、高湿度においても性能を発揮させることができる。
【００１１】
本発明の望ましい態様としては、前記基材層の表面には、前記はんだ濡れ上がり防止層以外に導電層が設けられることが好ましい。このような構造により、接続端子を外部電極にはんだ付けする場合、又は接続端子をランドにはんだ付けする場合に、はんだは低抵抗で電気的に接続する。その結果、この電子部品は、回路基板のランドと接続端子と外部電極とを確実に電気的に接続することができる。
【００１２】
本発明の望ましい態様としては、前記接続端子は、前記外部電極の端面と接合する素子端面接合部及び前記基板と接続する前記基板取付部の基板接合部を有し、素子端面接合部と基板接合部との距離をＨとし、前記はんだ濡れ上がり防止層と前記基板接合部との距離をｈとすると、０＜ｈ／Ｈ≦０．６であることが好ましい。このような範囲であれば、はんだが接続端子の表面に濡れ上がる範囲が制限され、有効接続端子寸法を確保することができる。その結果、ばね定数Ｋを小さくできるため、接続端子は振動吸収作用を発揮しつつ、電歪現象に起因した音鳴りのばらつきも低減することができる。
【００１３】
本発明の望ましい態様としては、前記はんだ濡れ上がり防止層は、前記基板と接続する前記基板取付部の基板接合部と平行に形成されることが好ましい。はんだ濡れ上がりが一定の高さで抑制されるため、はんだ濡れ上がりのばらつきも抑制できる。その結果、電歪現象に起因した音鳴りのばらつきも低減することができる。
【００１４】
本発明の望ましい態様としては、前記一対の接続端子は、それぞれの前記外部電極から離れた位置で、前記外部電極と接続される側とは反対側の端部が互いに対向するように曲げられることが好ましい。このようにすれば、脚部とつながっている基板取付部が素子の長手方向外側に張り出すことを抑制できるので、その分、電子部品の実装面積が大きくならずに、回路基板に対する実装密度を向上させることができる。このような構造の接続端子では、外部電極と接続される側とは反対側の面がはんだが濡れ上がりやすい。本発明の電子部品では、この面にはんだ濡れ上がり防止層が形成されているので、はんだ濡れ上がりが抑制されるため、電歪現象に起因した音鳴りのばらつきも低減することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、誘電体の電歪現象に起因して発生する音鳴りを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本実施形態に係るセラミックコンデンサを示す斜視図である。
【図２】図２は、本実施形態に係るセラミックコンデンサを示す側面図である。
【図３】図３は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有するセラミックコンデンサ素子の斜視図である。
【図４】図４は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有するセラミックコンデンサ素子の断面図である。
【図５】図５は、接続端子の寸法を示す説明図である。
【図６−１】図６−１は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有する接続端子の製造方法を示す断面図である。
【図６−２】図６−２は、図６−１の平面図である。
【図７−１】図７−１は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有する接続端子の製造方法を示す断面図である。
【図７−２】図７−２は、図７−１の平面図である。
【図８−１】図８−１は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有する接続端子の製造方法を示す断面図である。
【図８−２】図８−２は、図８−１の平面図である。
【図９−１】図９−１は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有する接続端子の製造方法を示す断面図である。
【図９−２】図９−２は、図９−１の平面図である。
【図１０−１】図１０−１は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有する接続端子の製造方法を示す断面図である。
【図１０−２】図１０−２は、図１０−１の平面図である。
【図１１−１】図１１−１は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有する接続端子の製造方法を示す断面図である。
【図１１−２】図１１−２は、図１１−１の平面図である。
【図１２】図１２は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有する接続端子の製造方法を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、音圧の測定を行なう際に用いた試験装置の構成を簡略に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００１８】
本実施形態では、電子部品の素子として、セラミックコンデンサを用いて説明する。他の適用可能な電子部品としては、誘電体素体を有するインダクタ、フィルタ、バリスタ又は、これらの素子を組み合わせた複合型セラミック電子部品等がある。
【００１９】
図１は、本実施形態に係るセラミックコンデンサを示す斜視図である。図２は、本実施形態に係るセラミックコンデンサを示す側面図である。セラミックコンデンサ１は、セラミックコンデンサ素子（以下、必要に応じてコンデンサ素子という）１０と、一対の外部電極（端子電極）２０、３０と、一対の接続端子４０、５０と、を含む。このように、セラミックコンデンサ１は、コンデンサ素子１０の外部電極２０、３０に、接続端子４０、５０を取り付けた構造の電子部品である。コンデンサ素子１０は、積層型のセラミックコンデンサであり、その形状は、略四角柱形状である。コンデンサ素子１０の構造については後述する。
【００２０】
セラミックコンデンサ１は、回路基板（以下、「基板」という）６０上に搭載されている。セラミックコンデンサ１は、１つのコンデンサ素子１０により構成されているが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、セラミックコンデンサ１は、コンデンサ素子１０を複数積層して組み合わせてもよい。基板６０は、例えば、ノート型パーソナルコンピュータ、ＰＤＡや携帯電話等の小型の処理装置に用いられる。この基板６０のセラミックコンデンサ１が実装される表面には、基板電極（ランド）６１、６１が設けられている。ランド６１、６１からは配線６１Ａ、６１Ａが延びている。一対の接続端子４０、５０は、はんだ１５、１６によってランド６１、６１に各々はんだ付けされる。
【００２１】
それぞれの外部電極２０、３０は、略四角柱形状のコンデンサ素子１０の対向する端面をそれぞれ別個に覆っている。外部電極２０、３０は、導電性の材料であり、後述するように、コンデンサ素子１０の内部電極と電気的に接続されている。外部電極２０、３０は、例えば、パラジウム（Ｐｄ）又は銀／パラジウム合金（Ａｇ／Ｐｄ）に、ニッケル（Ｎｉ）及びスズ（Ｓｎ）をこの順で積層した構造である。なお、外部電極２０、３０は、複数の金属電極層で構成されていてもよく、例えば、外部電極２０、３０は、Ｃｕを主成分とした下地電極に、Ｎｉめっき層、Ｓｎめっき層を形成するようにしてもよい。本実施形態において、外部電極２０、３０は、誘電体素体１１の端面と、当該端面と接続している側面のうち前記端面側の部分との両方を覆う。このように、外部電極２０、３０は、コンデンサ素子１０の両方の端部（端面及び当該端面と接続する側面の前記端面側の部分）を覆う。このため、外部電極２０、３０は、端面２１、３１と、側面２２、３２とを有する。
【００２２】
一対の接続端子４０、５０とそれぞれの外部電極２０、３０の端面２１、３１とは、それぞれ電気的に接続される。このため、本実施形態において、外部電極２０、３０は、少なくとも誘電体素体１１の両方の端面を覆っていればよく、必ずしも誘電体素体１１の側面まで覆う必要はない。
【００２３】
本実施形態において、一対の接続端子４０、５０は、金属の基材層の両面に導電層を有し、いずれか一方の前記導電層が、外部電極２０、３０の端面２１、３１に電気的に接続される。一対の接続端子４０、５０には、はんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈが形成されている。
【００２４】
図２に示すように、それぞれの接続端子４０、５０は、外部電極２０、３０と電気的に接続される脚部４０Ａ、５０Ａと、回路基板６０のランド（基板電極）６１と電気的に接続される基板取付部４０Ｂ、５０Ｂとを有する。以下において、接続端子４０に対応する脚部と基板取付部とはそれぞれ符号４０Ａ、４０Ｂで表すものとし、接続端子５０に対応する脚部と基板取付部とはそれぞれ符号５０Ａ、５０Ｂで表すものとする。
【００２５】
脚部４０Ａ、５０Ａと基板取付部４０Ｂ、５０Ｂとは、それぞれ板状の構造体であり、両者の板面は互いに直交している。このため、接続端子４０、５０は、脚部４０Ａ、５０Ａ及び基板取付部４０Ｂ、５０Ｂと直交する平面で切った場合の断面が、Ｌ字形状をしている。本実施形態において、接続端子４０、５０は、脚部４０Ａ、５０Ａと基板取付部４０Ｂ、５０Ｂとを連続した１つの構造体として一体に構成したものである。
【００２６】
本実施形態において、一対の接続端子４０、５０は、それぞれの外部電極２０、３０から離れた位置で、外部電極２０、３０と接続される側とは反対側にある端部４０ｔ、５０ｔが、互いに対向するように曲げられる。端部４０ｔ、５０ｔは、基板取付部４０Ｂ、５０Ｂの端部であり、接続端子４０、５０の基板取付部４０Ｂ、５０Ｂが端部４０ｔ、５０ｔが対向するように曲げられる。このような構造とすることで、脚部４０Ａ、５０Ａとつながっている基板取付部４０Ｂ、５０Ｂがコンデンサ素子１０の長手方向外側に張り出すことを抑制できるので、その分、回路基板６０に対するセラミックコンデンサ１の実装密度を向上させることができる。
【００２７】
脚部４０Ａ、５０Ａは、コンデンサ素子１０の外部電極２０、３０の端面２１、３１と電気的に接続される。本実施形態において、脚部４０Ａ、５０Ａの基板取付部４０Ｂ、５０Ｂが突出している側の面が、外部電極２０、３０の端面２１、３１と電気的に接続される。外部電極２０、３０の端面２１、３１と電気的に接続される脚部４０Ａ、５０Ａの面は、電極接合部４４、５４である。本実施形態において、脚部４０Ａ、５０Ａの電極接合部４４、５４と、外部電極２０、３０の端面２１、３１とは、それぞれ、はんだ２、３で接続される。
【００２８】
接続端子４０、５０の基板取付部４０Ｂ、５０Ｂは、回路基板６０のランド６１、６１と電気的に接続される基板接合部４３、５３を有する。本実施形態において、基板接合部４３、５３は、脚部４０Ａ、５０Ａの電極接合部４４、５４と反対側の面である。基板取付部４０Ｂ、５０Ｂの基板接合部４３、５３は、例えば、はんだ１５、１６によって回路基板６０のランド６１と電気的に接続される。
【００２９】
上述したように、接続端子４０、５０の基板取付部４０Ｂ、５０Ｂが端部４０ｔ、５０ｔが対向するように曲げられる。基板接合部４３、５３と回路基板６０のランド６１、６１との間にあるはんだ１５、１６が脚部４０Ａ、５０Ａへ表面張力により濡れ上がる。はんだ１５、１６は、はんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈを超えて濡れ上がることがない。その結果、はんだ１５、１６によって形成されるフィレット形状の高さが制限される。
【００３０】
本実施形態では、はんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈは、基材の酸化層となっている。はんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈは、基板接合部４３、５３と平行に形成されている。この結果、はんだ濡れ上がりは、一定の高さで抑制されるため、はんだ濡れ上がりのばらつきが低減される。
【００３１】
本実施形態において、脚部４０Ａ、５０Ａの電極接合部４４、５４と、外部電極２０、３０の端面２１、３１とを接続するはんだ２、３が溶融する温度は、基板取付部４０Ｂ、５０Ｂの基板接合部４３、５３とランド６１とを接続するはんだ１５、１６が溶融する温度よりも高いことが好ましい。セラミックコンデンサ１は、ランド６１にはんだペーストが塗布された回路基板６０に実装された後、リフロー炉内で加熱されることによりはんだペーストが溶融し、基板取付部４０Ｂ、５０Ｂとランド６１とが電気的に接続される。はんだ２、３が溶融する温度を上述したように設定すれば、前記加熱においてはんだ２、３は溶融しないので、接続端子４０、５０とコンデンサ素子１０との接続不良を回避しつつ、セラミックコンデンサ１を確実に回路基板６０へ実装できる。次に、セラミックコンデンサ１が有するコンデンサ素子１０について説明する。
【００３２】
図３は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有するセラミックコンデンサ素子の斜視図である。コンデンサ素子１０の長手方向、すなわち、一対の外部電極２０、３０の端面２１、３１と直交する方向をＹ軸とし、Ｙ軸に直交する軸をそれぞれＸ軸、Ｚ軸とする。コンデンサ素子１０に設けられる外部電極２０、３０の端面２１、３１は、略正方形形状である。コンデンサ素子１０は、外部電極２０、３０の端面２１、３１を両端面とし、これらにつながる４個の側面（素子側面）１２を有する略四角柱形状、すなわち略直方体の電子部品である。
【００３３】
外部電極２０、３０が有する端面２１、３１の辺の長さは、Ｘ軸方向、すなわち幅方向がＬａ、Ｚ軸方向、すなわち厚さ方向がＬｂである。コンデンサ素子１０のＹ軸方向の長さ、すなわち、コンデンサ素子１０の長手方向の長さはＬｃである。Ｌｃは、一対の端面２１、３１間の最短距離である。
【００３４】
コンデンサ素子１０は、上述したように略直方体形状であるので、平面視（Ｚ軸又はＸ軸方向から見た状態）は矩形の形状（素子側面１２の形状が矩形）である。コンデンサ素子１０は、平面視において、長手方向（Ｙ軸方向）及び短手方向（Ｘ軸又はＺ軸方向）がある。本実施形態のセラミックコンデンサ１は、コンデンサ素子１０の寸法は問わないが、特に、コンデンサ素子１０の寸法が１６０８Ｍ（Ｃ５１０１−２１：２００６（ＩＥＣ６０３８４−２１：２００４）に規定される寸法記号）以上のものに好適である。なお、前記寸法記号において、１６０８Ｍとは、Ｌｃが１．６ｍｍ±０．１ｍｍ、ＬａとＬｂとのうち大きい方が０．８ｍｍ±０．１ｍｍである。次に、コンデンサ素子１０の内部構造について、簡単に説明する。
【００３５】
図４は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有するセラミックコンデンサ素子の断面図である。同図は、コンデンサ素子１０を、外部電極２０、３０の端面２１、３１及び内部電極１７、１８と直交する平面で切った断面を示している。コンデンサ素子１０は、誘電体素体１１と、外部電極２０、３０とを有する。誘電体素体１１は、内部電極１７、１８と誘電材料の誘電体１１ａとを含む。内部電極１７、１８は、例えば、パラジウム、銀／パラジウム合金、ニッケル、銅（Ｃｕ）等である。誘電体１１ａは、例えば、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）等である。本実施形態において、誘電体素体１１は、誘電体１１ａと内部電極１７、１８とが交互に積層される。誘電体素体１１は、セラミックグリーンシート（未焼成セラミックシート）を複数枚積層した積層体を加熱圧着して一体化して、切断し、脱脂し、焼成することにより得られた直方体状の焼結体である。そして、誘電体素体１１は、内部電極１７に外部電極２０が電気的に接続され、かつ内部電極１８に外部電極３０が電気的に接続されてコンデンサ素子１０となる。コンデンサ素子１０を始めとする電子部品が有する電子部品の素子は、内部電極と絶縁体とを有していれば、本実施形態の構造に限定されるものではない。
【００３６】
誘電体素体１１の端面（外部電極形成面）１３、１４には、それぞれ内部電極１７、１８が露出している。上述したように、一対の外部電極２０、３０は、それぞれ外部電極形成面１３、１４を別々に覆うとともに、複数の内部電極１７、１８と電気的に接続される。本実施形態において、外部電極２０、３０は、端面２１、３１と側面２２、３２とを有する。外部電極２０、３０の側面２２、３２は、端面２１、３１とつながり、かつ素子側面１２の外部電極形成面１３、１４に延出する。
【００３７】
セラミックコンデンサ１が有するコンデンサ素子１０は、図４に示す誘電体１１ａに誘電材料が用いられる。コンデンサ素子１０が、外部電極２０、３０をランド６１に直接接続することにより回路基板６０に実装した場合、外部電極２０、３０から交流電圧が印加されると、誘電体１１ａに電歪現象が発生し、コンデンサ素子１０が変形する。すなわち、強誘電性を有するセラミックの誘電体１１ａの電歪現象効果により、コンデンサ素子１０の積層方向に伸縮が生じる。そして、誘電体の一般的なポアソン比（＝０．３）にしたがって、積層方向と直交する方向、すなわち、回路基板６０の基板面に平行な方向にも伸縮が生じる。コンデンサ素子１０は、積層方向に伸びると積層方向と直交する方向には縮み、積層方向に縮むと積層方向と直交する方向には伸びる。交流電圧がコンデンサ素子１０に印加されることにより、コンデンサ素子１０は、積層方向への伸縮と、積層方向と直交する方向への伸縮（積層方向への伸縮と位相が９０度ずれる）とが繰り返される。その結果、コンデンサ素子１０が実装された回路基板６０は、基板面と略直交する方向へ振動する。コンデンサ素子１０の振動の振幅は微少（１ｐｍから１ｎｍ程度）であり、そのままでは音としてほとんど人間には認識されない。しかし、コンデンサ素子１０が回路基板６０に実装されると、回路基板６０が音響インピーダンス変換器として働く。そして、振動の周波数が人間の可聴周波数帯域（２０Ｈｚから２０ｋＨｚ）になったときに、音として人間の耳に検知される。このように、セラミックコンデンサ１は、回路基板６０に実装されると、誘電体材料の電歪現象に起因する音鳴りが発生することがある。
【００３８】
セラミックコンデンサ１は、コンデンサ素子１０の両方の外部電極２０、３０の端面２１、３１を接続端子４０、５０で挟持する。そして、セラミックコンデンサ１は、接続端子４０、５０を介して回路基板６０に実装される。このような構造により、接続端子４０、５０がコンデンサ素子１０の振動を吸収するので、コンデンサ素子１０から回路基板６０へ伝達される振動が抑制される。その結果、セラミックコンデンサ１が実装された回路基板６０は、コンデンサ素子１０の電歪現象に起因する音鳴りが抑制される。
【００３９】
図５は、接続端子の寸法を示す説明図である。接続端子４０、５０の厚さをｔ、幅をｂ、セラミックコンデンサ１が回路基板６０と接続する接続端子４０、５０の基板接合部４３、５３からはんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈの基板側までの距離をｈ、基板接合部４３、５３から脚部４０Ａ、５０Ａとコンデンサ素子１０の外部電極２０、３０とを接続するはんだ２、３の基板側までの距離をＨ、はんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈの基板側からはんだ２、３の基板側までの距離（有効接続端子寸法）をＬとする。Ｌは、Ｈからｈを減算した長さとなっている。このとき、接続端子４０、５０のばね定数Ｋは、式（１）で表すことができる。式（１）中のＥは、接続端子４０、５０のヤング率である。
【００４０】
【数１】
【００４１】
接続端子４０、５０のばね定数Ｋが小さい程、コンデンサ素子１０の電歪現象に起因する音鳴りを抑制する効果が高くなることが見出された。これは、接続端子４０、５０のばね定数Ｋが小さい程、コンデンサ素子１０からの振動を接続端子４０、５０が吸収しやすくなるからであると考えられる。また、接続端子４０、５０は、表面にはんだ１５、１６が付着すると、ばね定数Ｋが大きくなることが見出された。コンデンサ素子１０の外部電極２０、３０と回路基板６０のランド６１とを電気的に接続するものであるため、はんだ１５、１６が必要である。接続端子４０、５０は、表面にはんだ１５、１６が付着すると、式（１）の厚さｔが厚くなってしまうためばね定数Ｋが大きくなる。また、はんだ１５、１６は、接続端子４０、５０の表面を濡れ上がるため、濡れ上がりのばらつきによって、接続端子４０、５０のばね定数Ｋがばらついてしまう。
【００４２】
本実施形態に係るセラミックコンデンサ１では、接続端子４０、５０は、外部端子２０、３０の端面と接合する素子端面接合部４４、５４及びセラミックコンデンサ１が基板６０と接続する基板接合部４３、５３を有し、素子端面接合部４４、５４と基板接合部４３、５３との距離をＨとし、はんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈと基板接合部４３、５３との距離をｈとすると、０＜ｈ／Ｈ≦０．６であることが好ましい。さらに好ましくは、ｈ／Ｈの範囲は、０＜ｈ／Ｈ≦０．５であることが好ましい。このような範囲であれば、はんだ１５、１６が接続端子４０、５０の表面に濡れ上がることが抑制され、有効接続端子寸法Ｌを確保することができる。その結果、ばね定数Ｋを小さくできるため、接続端子４０、５０は振動吸収作用を発揮しつつ、電歪現象に起因した音鳴りのばらつきも低減することができる。
【００４３】
本実施形態では、セラミックコンデンサ１の有する接続端子４０、５０にはんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈを有している。はんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈは、回路基板６０と接続する基板接合部４３、５３と平行に形成される。はんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈは、接続端子４０、５０の全幅に渡って形成されており、接続端子４０、５０の幅ｂと同一の幅を有している。より具体的には、接続端子４０、５０は、はんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈとして、基材層に金属の酸化層を有する。一般に、酸化層は、基材層に形成する導電層よりもはんだとの濡れかたが小さいため、接続端子４０、５０は、はんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈではんだ１５、１６が堰き止められる。
【００４４】
このような構造の接続端子４０、５０を有するセラミックコンデンサ１は、導電性を有し、かつばね定数Ｋの低い接続端子４０、５０を備えるので、電歪現象に起因した音鳴りを効果的に抑制することができる。なお、はんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈは、酸化層に限られず例えばポリイミド等の樹脂を設ける構造を採用することもできる。酸化層は、樹脂と比較してリフローでの加熱により剥離のおそれがない。また、樹脂が吸湿する場合は、樹脂からの湿気により基材が酸化するおそれがあるが、酸化層は一般に安定であり、高湿度環境下でも防錆効果がある。次に、はんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈの製造方法を説明する。
【００４５】
図６−１、図７−１、図８−１、図９−１、図１０−１及び図１１−１は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有する接続端子の製造方法を示す断面図である。これらの図は、接続端子４０、５０の電極接合部４４、５４及び基板接合部４３、５３と直交する平面で接続端子４０、５０を切った場合の断面を示している。図６−２、図７−２、図８−２、図９−２、図１０−２及び図１１−２は、図６−１、図７−１、図８−１、図９−１、図１０−１及び図１１−１の平面図である。これらの図は、接続端子４０、５０をはんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈを形成する側から見た平面図である。図１２は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有する接続端子の製造方法を示すフローチャートである。
【００４６】
図６−１、図６−２及び図１２に示すように、接続端子４０、５０となる板材を用意する（ステップＳ１）。板材は、基材層４１、５１を有し、例えば銅（Ｃｕ）、又はりん青銅等の銅合金、ＮｉＦｅ合金、ステンレス、アルミニウムを使用する。
【００４７】
次に、図７−１、図７−２及び図１２に示すように、基材層４１、５１には、はんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈを形成する所定位置の部分に、ポリイミド等の樹脂７０を塗布される（ステップＳ２）。はんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈを形成する所定位置の部分は、折り曲げにより基板接合部４３、５３とならない範囲となる。
【００４８】
次に、図８−１、図８−２及び図１２に示すように、基材層４１、５１には、ポリイミド等の樹脂７０が塗布された領域を除き、導電層がめっきされる（ステップＳ３）。導電層は、第１金属被覆層４５、５５としてニッケル（Ｎｉ）めっきと、第２金属被覆層４６、５６としてスズ（Ｓｎ）めっきが施された２層構造である。導電層は、２層構造に限られず、単層であっても３層以上であってもよい。
【００４９】
次に、図９−１、図９−２及び図１２に示すように、ポリイミド等の樹脂７０が基材層４１、５１から除去される（ステップＳ４）。基材層４１、５１には、導電層のない基材層４１、５１の露出面７０ａが現れる。
【００５０】
次に、図１０−１、図１０−２及び図１２に示すように、露出面７０ａが例えば１５０℃の熱処理を３０分加えられ、基材層４１、５１の表面に酸化層が形成される（ステップＳ５）。この酸化層がはんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈとなる。
【００５１】
次に、図１１−１、図１１−２及び図１２に示すように、はんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈが形成された基材層４１、５１を折り曲げ加工して接続端子４０、５０が形成される（ステップＳ６）。
【００５２】
このような製造方法により、例えば、はんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈの位置は折り曲げ加工される位置を考慮して、自由に形成することができる。
【００５３】
以上、本実施形態に係るセラミックコンデンサは、誘電体と内部電極とが交互に積層された誘電体素体及び前記誘電体素体の対向する端面をそれぞれ別個に覆う一対の外部電極を有するコンデンサ素子と、前記外部電極の端面と電気的に接続される脚部と、基板と電気的に接続される基板取付部とを有する一対の接続端子と、を含み、前記一対の接続端子は、はんだ濡れ上がり防止層が前記脚部の前記外部電極と接続される側とは反対側の面にそれぞれ形成されている。このような構造により、本実施形態に係るセラミックコンデンサは、接続端子と基板との間に介在するはんだがはんだ濡れ上がり防止層を超えて濡れ上がることがない。その結果、はんだによって形成されるフィレット形状の高さが制限される。このため従来の接続端子の表面にはんだが付着するとばね定数Ｋが大きくなるのに対し、本実施形態のセラミックコンデンサは、ばね定数Ｋを小さく保ったまま接続端子でセラミックコンデンサを回路基板に実装できる。その結果、本実施形態に係るセラミックコンデンサは、電歪現象に起因した音鳴りを効果的に抑制することができる。また、本実施形態に係るセラミックコンデンサは、はんだ濡れ上がりが抑制されるため、電歪現象に起因した音鳴りのばらつきも低減することができる。
【００５４】
また、はんだ濡れ上がり防止層は、接続端子の基材の酸化層であることが好ましい。このような構造とすることで、基材層に形成する導電層よりもはんだとの濡れかたを小さくし、はんだ濡れ上がり防止層ではんだが堰き止められる。酸化層は、樹脂と比較してリフローでの加熱により剥離のおそれがない。また、樹脂が吸湿する場合は、樹脂からの湿気により基材が酸化するおそれがあるが、酸化層は一般に安定であり、高湿度環境下でも防錆効果がある。その結果、このセラミックコンデンサは、リフロー工程での作業を容易とし、高湿度においても性能を発揮させることができる。
【００５５】
本実施形態に係るセラミックコンデンサは、基材層の表面には、前記はんだ濡れ上がり防止層以外に導電層が設けられることが好ましい。このような構造により、接続端子を外部電極にはんだ付けする場合、又は接続端子をランドにはんだ付けする場合に、はんだは低抵抗で電気的に接続する。その結果、このセラミックコンデンサは、回路基板のランドと接続端子と外部電極とを確実に電気的に接続することができる。
【００５６】
本実施形態に係るセラミックコンデンサは、前記接続端子は、前記外部電極の端面と接合する素子端面接合部及び前記基板と接続する前記基板取付部の基板接合部を有し、素子端面接合部と基板接合部との距離をＨとし、前記はんだ濡れ上がり防止層と前記基板接合部との距離を高さｈとすると、０＜ｈ／Ｈ≦０．６であることが好ましい。このような範囲であれば、はんだが接続端子の表面に濡れ上がる範囲が制限され、有効接続端子寸法を確保することができる。その結果、ばね定数Ｋを小さくできるため、接続端子は振動吸収作用を発揮しつつ、電歪現象に起因した音鳴りのばらつきも低減することができる。
【００５７】
本実施形態に係るセラミックコンデンサでは、前記はんだ濡れ上がり防止層は、前記基板と接続する前記基板取付部の基板接合部と平行に形成されることが好ましい。はんだ濡れ上がりが一定の高さで抑制されるため、はんだの濡れ上がりのばらつきも抑制できる。その結果、電歪現象に起因した音鳴りのばらつきも低減することができる。
【００５８】
本実施形態に係るセラミックコンデンサでは、前記一対の接続端子は、それぞれの前記外部電極から離れた位置で、前記外部電極と接続される側とは反対側の端部が互いに対向するように曲げられることが好ましい。このようにすれば、脚部とつながっている基板取付部が素子の長手方向外側に張り出すことを抑制できるので、その分、回路基板に対するセラミックコンデンサの実装密度を向上させることができる。このような構造の接続端子では、外部電極と接続される側とは反対側の面がはんだが濡れ上がりやすい。本実施形態に係るセラミックコンデンサでは、この面にはんだ濡れ上がり防止層が形成されているので、はんだ濡れ上がりが抑制されるため、電歪現象に起因した音鳴りのばらつきも低減することができる。
【００５９】
なお、セラミックコンデンサの振動は、主に内部電極と誘電体とが積層される方向に生ずるものと考えられる。このため、誘電体と内部電極とが積層される方向が回路基板の基板面と直交するようにセラミックコンデンサが回路基板へ実装される場合に、音鳴りは大きくなると考えられる。本実施形態に係るセラミックコンデンサは、接続端子のばね定数を小さくして、電歪現象に起因する振動の回路基板への伝達を抑制できる。このため、誘電体と内部電極とが積層される方向が回路基板の基板面と直交するようにセラミックコンデンサが回路基板へ実装された場合でも、前記振動の回路基板への伝達を抑制し、音鳴りを低減させることができる。
【００６０】
（評価１）
上述した実施形態で説明した図１及び図２に示す接続端子を、実施例１−１〜１−５として、基材層の材料を変えて複数種類作製し、セラミックコンデンサの音圧を測定した。比較例１−１〜１−５としては、同じ基材層の材料ではんだ濡れ上がり防止層のない接続端子を複数種類作製し、セラミックコンデンサの音圧を測定した。基材層の材料は、表１に示すように、銅、鉄ニッケル合金、ステンレス（ＳＵＳ３０４）、アルミニウム、りん青銅であり、具体的な組成を表１に示す。コンデンサ素子は、寸法が型式３２２５、厚さ２ｍｍ（図３に示すＬｃ＝３．２ｍｍ、Ｌａ＝２．５ｍｍ、Ｌｂ＝２ｍｍ）を用いた。接続端子は、厚さｔ＝０．１ｍｍ、幅ｂ＝２．５ｍｍ、基板接合部から基板と反対側の端面までの距離が３ｍｍである。図５に示す寸法Ｈは１ｍｍ、高さｈは０．２ｍｍである。はんだ濡れ上がり防止層は、高さｈからコンデンサ素子の厚み方向に０．３ｍｍの高さ寸法で基板接合部と平行に形成されている。また、はんだ濡れ上がり防止層は、接続端子の幅ｂ＝２．５ｍｍに渡って形成されている。実施例１−１〜１−５及び比較例１−１〜１−５の基材層の表面に第１金属被覆層としてニッケル（Ｎｉ）を被覆し、第１金属被覆層の表面に第２金属被覆層としてスズ（Ｓｎ）を被覆した。接続端子と素子の端面とを接合するはんだは、Ｓｂを１５質量％含むＳｎ−Ｓｂ合金、接続端子と基板とを接合するはんだは、Ａｇを３質量％、Ｃｕを０．５質量％含むＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金を用いた。実施例１−１〜１−５及び比較例１−１〜１−５のサンプルを各々３０個用意し、音圧のばらつきを標準偏差で評価した。音圧の測定結果を、表１に示す。
【００６１】
【表１】
【００６２】
（評価２）
上述した実施形態で説明した図１及び図２に示す接続端子を、実施例２−１〜２−６として、はんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈの図５に示す高さｈを変えて、複数種類作製し、セラミックコンデンサの音圧を測定した。比較例２としては、同じ基材層の材料ではんだ濡れ上がり防止層のない接続端子を作製し、セラミックコンデンサの音圧を測定した。実施例２−１〜２−５及び比較例２のサンプルは各々３０個用意し、音圧のばらつきを標準偏差で評価した。実施例２−１〜２−５及び比較例２の基材層の材料は、鉄ニッケル（ＦｅＮｉ）合金を用いた。また、実施例２−１〜２−５及び比較例２の基材層の表面に第１金属被覆層としてニッケルを被覆し、第１金属被覆層の表面に第２金属被覆層としてスズを被覆した。接続端子と素子の端面とを接合するはんだは、Ｓｂを１５質量％含むＳｎ−Ｓｂ合金、接続端子と基板とを接合するはんだは、Ａｇを３質量％、Ｃｕを０．５質量％含むＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金を用いた。音圧の測定結果を、表２に示す。
【００６３】
【表２】
【００６４】
（測定方法）
図１３は、音圧の測定を行なう際に用いた試験装置の構成を簡略に示す図である。試作したセラミックコンデンサ１を基板１０６に実装して交流電圧を印加した際に、基板１０６から発生する振動音の大きさ（音圧）を測定した。試験装置１００は、無響箱１０１と、集音マイク（商品名：ＭＩ−１２３３、小野測器社製）１０２と、電源装置１０３と、ＦＦＴアナライザ（商品名：ＤＳ２１００、小野測器社製）１０４とを備えている。そして、測定対象となるセラミックコンデンサ１は、基板１０６に設置された状態で、無響箱１０１内に設置される。
【００６５】
セラミックコンデンサ１を設置した基板１０６は、その両端に正負一対の電極がそれぞれ設けられる。なお、基板１０６はガラスエポキシ基板であり、その寸法は、厚みが１．６ｍｍ、幅が４０ｍｍ、長さが１００ｍｍである。無響箱１０１は、箱状に形成され、その内壁に吸音材１０７が設けられている。吸音材１０７は、グラスウール等を用いており、その表面を波型等に形成することで、音波の接触面積を拡大させ、吸音効果を高めている。
【００６６】
電源装置１０３は、一対の配線１０８を介して、基板１０６の正負一対の電極にそれぞれ電気的に接続されている。基板１０６は、配線１０８に吊り下げられた状態で、セラミックコンデンサ１が無響箱１０１内の底面１０１Ｂに対向するように、無響箱１０１の中央部分に配置される。電源装置１０３は、セラミックコンデンサ１に対してＤＣバイアスを与えながら交流電圧を印加した。ＤＣバイアスは２０Ｖとした。交流電圧は、周波数を１ｋＨｚ〜１０ｋＨｚとした。また、交流電圧は、３Ｖｐ−ｐ（peak to peak）となるように、すなわち、ＤＣバイアスの２０Ｖを中心として、交流電圧が±３Ｖの範囲で変化するように印加された。
【００６７】
集音マイク１０２は、無響箱１０１内の底面１０１Ｂに設けられ、無響箱１０１の中央部分に設置されたセラミックコンデンサ１と所定距離（本評価例では５ｃｍ）を保つようにして配置される。ＦＦＴアナライザ１０４は、集音マイク１０２により集音された振動音の大きさ（音圧）を解析した。なお、ＩＳＯ２２６に規定される等感度曲線から、人間の耳の感度は３ｋＨｚから４ｋＨｚで最も鋭くなる。このため、本評価例においては、人間の耳の感度がもっと鋭くなる周波数（より具体的には３ｋＨｚ）での音圧を測定した。
【００６８】
試験装置１００の電源装置１０３が基板１０６に実装されたセラミックコンデンサ１に上述した交流電圧及びＤＣバイアスを印加すると、セラミックコンデンサ１で振動が発生し、セラミックコンデンサ１の振動が基板１０６に伝達される。その結果、基板１０６から振動音が発生する。この振動音を、集音マイク１０２を用いて集音し、集音した振動音を、ＦＦＴアナライザ１０４で解析することで、基板１０６から発生する振動音の大きさ（音圧）を得た。
【００６９】
（評価結果）
表１の評価結果が示すように、音圧は、同じ材料の基材層同士を比較した場合、実施例１−１〜１−５のサンプルは、比較例１−１〜１−５のサンプルよりいずれも音圧が低く、音鳴り抑制効果ありと判定した。実施例１−１〜１−５のサンプルは、比較例１−１〜１−５の同じ材質のサンプルより音圧がそれぞれ８ｄＢから１２ｄＢ低い。実施例１−１〜１−５の中では、アルミニウムを基材層とすると、実施例１−４のサンプルが比較例１−１〜１−５のサンプルと比較して最も低く、同じ材質の比較例１−４のサンプルより１２ｄＢの音圧低減効果があった。実施例１−１〜１−５のサンプルが比較例１−１〜１−５のサンプルと比較して標準偏差も低くなっており、いずれの実施例１−１〜１−５のサンプルもばらつきが低減されていることが分かる。
【００７０】
表２の評価結果が示すように、はんだ濡れ上がり防止層がない比較例２よりも、はんだ濡れ上がり防止層のある実施例２−１〜２−６は、特に、ｈ／Ｈの値が０．６以下（実施例２−１〜２−４）であれば、音圧低減できることが分かる。実施例２−１〜２−５の音圧は、ｈ／Ｈが大きいほど音圧も高くなる傾向にある。ｈ／Ｈが小さいほど音圧が低くなったのは、はんだが接続端子の表面に濡れ上がる範囲を制限し、有効接続端子寸法を確保することができたからと考えられる。その結果、接続端子の振動吸収作用が抑制されたことが原因と考えられる。
【００７１】
表２の評価結果が示すように、０＜ｈ／Ｈ≦０．６の範囲にはんだが接続端子の表面に濡れ上がる範囲を制限すると、比較例のサンプルよりも音圧を下げることができる。好ましくは、０＜ｈ／Ｈ≦０．５の範囲にはんだが接続端子の表面に濡れ上がる範囲を制限すると、比較例のサンプルよりも大きく音圧を下げることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上のように、本発明に係る電子部品は、回路基板に実装されたときにおいて音鳴りを抑制することに有用である。
【符号の説明】
【００７３】
１ セラミックコンデンサ
１０ コンデンサ素子（セラミックコンデンサ素子）
１１ 誘電体素体
１１ａ 誘電体
１２ 素子側面
１３、１４ 外部電極形成面
１７、１８ 内部電極
２０、３０ 外部電極
２１、３１ 端面
４０Ｈ、５０Ｈ はんだ濡れ上がり防止層
４０Ａ、５０Ａ 脚部
４０Ｂ、５０Ｂ 基板取付部
４０、５０ 接続端子
４０ｔ、５０ｔ 端部
４１、５１ 基材層
４３、５３ 基板接合部
４４、５４ 電極接合部
４５、５５ 第１金属被覆層
４６、５６ 第２金属被覆層
６０ 回路基板
６１ ランド
１００ 試験装置
１０１ 無響箱
１０１Ｂ 底面
１０２ 集音マイク
１０３ 電源装置
１０４ ＦＦＴアナライザ
１０６ 基板
１０７ 吸音材
１０８ 配線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板に実装されるセラミックコンデンサ等の電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）又は携帯電話等の電子機器は、コンデンサ、インダクタ、バリスタ又はこれらを複合した複合部品が表面実装された回路基板を有する。このような構造により、前記電子機器は、高密度に電子部品を搭載して回路基板全体を小型化している。回路基板に搭載されるコンデンサとしては、例えば、セラミックコンデンサがある。
【０００３】
セラミックコンデンサは、誘電体と内部電極とが交互に積層されている。誘電体を形成するセラミック材料には、誘電率が高いチタン酸バリウム等の強誘電体材料が用いられている。セラミックコンデンサに交流電圧を印加すると、誘電体を形成するセラミック材料は電歪現象を発生し、機械的な歪みを生じる。このため、交流電圧が印加されたセラミックコンデンサは振動する。この振動は、セラミックコンデンサが表面実装された回路基板にも伝達し、これを振動させる。その結果、セラミックコンデンサが表面実装された回路基板は、振動音を発生する（音鳴り）。このような、セラミックコンデンサの電歪現象に起因した回路基板の振動音、すなわち音鳴りを低減するため、コンデンサ素子の外部電極の側面に一対の金属端子を当接し、コンデンサ素子の下側に引き出して、回路基板へ接合する電子部品が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
また、両端部に端子電極が形成された、チップ状のセラミック電子部品本体と、Ｕ字状に折り曲げられた金属板をもって構成され、折り曲げ状態において外側に向く面を端子電極に対向させながら折り曲げにおける一方側部分が各端子電極に取り付けられ、折り曲げにおける他方側部分が基板への取付け側とされた、端子部材とを備え、端子部材の折り曲げ状態において内側に向く面には、半田になじまない半田非親和面が形成され、端子部材の折り曲げ状態において外側に向く面には、半田になじむ半田親和面が形成されている電子部品が知られている（例えば、特許文献２）。この電子部品では、半田になじまないようにするための処理は、好ましくは、樹脂を含む材料を金属板の表面に付与する処理と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２２３３５７号公報
【特許文献２】特開平１１−０４０４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された電子部品は、セラミックコンデンサと回路基板との間に空隙を設け、セラミックコンデンサで発生した振動が基板に伝播するのを抑制している。このように、特許文献１に記載された電子部品は、音鳴りを抑制できるが、近年においては、さらなる音鳴りの抑制が求められている。本発明は、誘電体の電歪現象に起因して発生する音鳴りを抑制できる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】
【０００７】
本発明者らは、上記課題について鋭意研究を重ねた結果、セラミックコンデンサに代表される電子部品の外部電極の両端面を接続端子で挟持し、この外部電極を介して回路基板にセラミックコンデンサを実装する場合、外部電極のばね定数を小さくすることが有効であることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成されたものである。
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る電子部品は、誘電体と内部電極とが交互に積層された誘電体素体及び前記誘電体素体の対向する端面をそれぞれ別個に覆う一対の外部電極を有する素子と、前記外部電極の端面と電気的に接続される脚部と、基板と電気的に接続される基板取付部とを有する一対の接続端子と、を含み、前記一対の接続端子は、はんだ濡れ上がり防止層が前記脚部の前記外部電極と接続される側とは反対側の面にそれぞれ形成されていることを特徴とする。
【０００９】
このような構造により、本発明に係る電子部品は、接続端子と基板との間に介在するはんだがはんだ濡れ上がり防止層を超えて濡れ上がることがない。その結果、はんだによって形成されるフィレット形状の高さが制限される。このため接続端子の表面にはんだが付着するとばね定数Ｋが大きくなるのに対し、本発明に係る電子部品は、ばね定数Ｋを小さく保ったまま接続端子で電子部品を回路基板に実装できる。その結果、本発明に係る電子部品は、電歪現象に起因した音鳴りを効果的に抑制することができる。また、この電子部品は、はんだ濡れ上がりが抑制されるため、電歪現象に起因した音鳴りのばらつきも低減することができる。
【００１０】
本発明の望ましい態様としては、前記はんだ濡れ上がり防止層は、前記接続端子の基材の酸化層であることが好ましい。このような構造とすることで、基材層に形成する導電層よりもはんだとの濡れかたを小さくし、はんだ濡れ上がり防止層ではんだが堰き止められる。酸化層は、樹脂と比較してリフローでの加熱により剥離のおそれがない。また、樹脂が吸湿する場合は、樹脂からの湿気により基材が酸化するおそれがあるが、酸化層は一般に安定であり、高湿度環境下でも防錆効果がある。その結果、この電子部品は、リフロー工程での作業を容易とし、高湿度においても性能を発揮させることができる。
【００１１】
本発明の望ましい態様としては、前記基材層の表面には、前記はんだ濡れ上がり防止層以外に導電層が設けられることが好ましい。このような構造により、接続端子を外部電極にはんだ付けする場合、又は接続端子をランドにはんだ付けする場合に、はんだは低抵抗で電気的に接続する。その結果、この電子部品は、回路基板のランドと接続端子と外部電極とを確実に電気的に接続することができる。
【００１２】
本発明の望ましい態様としては、前記接続端子は、前記外部電極の端面と接合する素子端面接合部及び前記基板と接続する前記基板取付部の基板接合部を有し、素子端面接合部と基板接合部との距離をＨとし、前記はんだ濡れ上がり防止層と前記基板接合部との距離をｈとすると、０＜ｈ／Ｈ≦０．６であることが好ましい。このような範囲であれば、はんだが接続端子の表面に濡れ上がる範囲が制限され、有効接続端子寸法を確保することができる。その結果、ばね定数Ｋを小さくできるため、接続端子は振動吸収作用を発揮しつつ、電歪現象に起因した音鳴りのばらつきも低減することができる。
【００１３】
本発明の望ましい態様としては、前記はんだ濡れ上がり防止層は、前記基板と接続する前記基板取付部の基板接合部と平行に形成されることが好ましい。はんだ濡れ上がりが一定の高さで抑制されるため、はんだ濡れ上がりのばらつきも抑制できる。その結果、電歪現象に起因した音鳴りのばらつきも低減することができる。
【００１４】
本発明の望ましい態様としては、前記一対の接続端子は、それぞれの前記外部電極から離れた位置で、前記外部電極と接続される側とは反対側の端部が互いに対向するように曲げられることが好ましい。このようにすれば、脚部とつながっている基板取付部が素子の長手方向外側に張り出すことを抑制できるので、その分、電子部品の実装面積が大きくならずに、回路基板に対する実装密度を向上させることができる。このような構造の接続端子では、外部電極と接続される側とは反対側の面がはんだが濡れ上がりやすい。本発明の電子部品では、この面にはんだ濡れ上がり防止層が形成されているので、はんだ濡れ上がりが抑制されるため、電歪現象に起因した音鳴りのばらつきも低減することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、誘電体の電歪現象に起因して発生する音鳴りを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本実施形態に係るセラミックコンデンサを示す斜視図である。
【図２】図２は、本実施形態に係るセラミックコンデンサを示す側面図である。
【図３】図３は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有するセラミックコンデンサ素子の斜視図である。
【図４】図４は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有するセラミックコンデンサ素子の断面図である。
【図５】図５は、接続端子の寸法を示す説明図である。
【図６−１】図６−１は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有する接続端子の製造方法を示す断面図である。
【図６−２】図６−２は、図６−１の平面図である。
【図７−１】図７−１は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有する接続端子の製造方法を示す断面図である。
【図７−２】図７−２は、図７−１の平面図である。
【図８−１】図８−１は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有する接続端子の製造方法を示す断面図である。
【図８−２】図８−２は、図８−１の平面図である。
【図９−１】図９−１は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有する接続端子の製造方法を示す断面図である。
【図９−２】図９−２は、図９−１の平面図である。
【図１０−１】図１０−１は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有する接続端子の製造方法を示す断面図である。
【図１０−２】図１０−２は、図１０−１の平面図である。
【図１１−１】図１１−１は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有する接続端子の製造方法を示す断面図である。
【図１１−２】図１１−２は、図１１−１の平面図である。
【図１２】図１２は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有する接続端子の製造方法を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、音圧の測定を行なう際に用いた試験装置の構成を簡略に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００１８】
本実施形態では、電子部品の素子として、セラミックコンデンサを用いて説明する。他の適用可能な電子部品としては、誘電体素体を有するインダクタ、フィルタ、バリスタ又は、これらの素子を組み合わせた複合型セラミック電子部品等がある。
【００１９】
図１は、本実施形態に係るセラミックコンデンサを示す斜視図である。図２は、本実施形態に係るセラミックコンデンサを示す側面図である。セラミックコンデンサ１は、セラミックコンデンサ素子（以下、必要に応じてコンデンサ素子という）１０と、一対の外部電極（端子電極）２０、３０と、一対の接続端子４０、５０と、を含む。このように、セラミックコンデンサ１は、コンデンサ素子１０の外部電極２０、３０に、接続端子４０、５０を取り付けた構造の電子部品である。コンデンサ素子１０は、積層型のセラミックコンデンサであり、その形状は、略四角柱形状である。コンデンサ素子１０の構造については後述する。
【００２０】
セラミックコンデンサ１は、回路基板（以下、「基板」という）６０上に搭載されている。セラミックコンデンサ１は、１つのコンデンサ素子１０により構成されているが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、セラミックコンデンサ１は、コンデンサ素子１０を複数積層して組み合わせてもよい。基板６０は、例えば、ノート型パーソナルコンピュータ、ＰＤＡや携帯電話等の小型の処理装置に用いられる。この基板６０のセラミックコンデンサ１が実装される表面には、基板電極（ランド）６１、６１が設けられている。ランド６１、６１からは配線６１Ａ、６１Ａが延びている。一対の接続端子４０、５０は、はんだ１５、１６によってランド６１、６１に各々はんだ付けされる。
【００２１】
それぞれの外部電極２０、３０は、略四角柱形状のコンデンサ素子１０の対向する端面をそれぞれ別個に覆っている。外部電極２０、３０は、導電性の材料であり、後述するように、コンデンサ素子１０の内部電極と電気的に接続されている。外部電極２０、３０は、例えば、パラジウム（Ｐｄ）又は銀／パラジウム合金（Ａｇ／Ｐｄ）に、ニッケル（Ｎｉ）及びスズ（Ｓｎ）をこの順で積層した構造である。なお、外部電極２０、３０は、複数の金属電極層で構成されていてもよく、例えば、外部電極２０、３０は、Ｃｕを主成分とした下地電極に、Ｎｉめっき層、Ｓｎめっき層を形成するようにしてもよい。本実施形態において、外部電極２０、３０は、誘電体素体１１の端面と、当該端面と接続している側面のうち前記端面側の部分との両方を覆う。このように、外部電極２０、３０は、コンデンサ素子１０の両方の端部（端面及び当該端面と接続する側面の前記端面側の部分）を覆う。このため、外部電極２０、３０は、端面２１、３１と、側面２２、３２とを有する。
【００２２】
一対の接続端子４０、５０とそれぞれの外部電極２０、３０の端面２１、３１とは、それぞれ電気的に接続される。このため、本実施形態において、外部電極２０、３０は、少なくとも誘電体素体１１の両方の端面を覆っていればよく、必ずしも誘電体素体１１の側面まで覆う必要はない。
【００２３】
本実施形態において、一対の接続端子４０、５０は、金属の基材層の両面に導電層を有し、いずれか一方の前記導電層が、外部電極２０、３０の端面２１、３１に電気的に接続される。一対の接続端子４０、５０には、はんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈが形成されている。
【００２４】
図２に示すように、それぞれの接続端子４０、５０は、外部電極２０、３０と電気的に接続される脚部４０Ａ、５０Ａと、回路基板６０のランド（基板電極）６１と電気的に接続される基板取付部４０Ｂ、５０Ｂとを有する。以下において、接続端子４０に対応する脚部と基板取付部とはそれぞれ符号４０Ａ、４０Ｂで表すものとし、接続端子５０に対応する脚部と基板取付部とはそれぞれ符号５０Ａ、５０Ｂで表すものとする。
【００２５】
脚部４０Ａ、５０Ａと基板取付部４０Ｂ、５０Ｂとは、それぞれ板状の構造体であり、両者の板面は互いに直交している。このため、接続端子４０、５０は、脚部４０Ａ、５０Ａ及び基板取付部４０Ｂ、５０Ｂと直交する平面で切った場合の断面が、Ｌ字形状をしている。本実施形態において、接続端子４０、５０は、脚部４０Ａ、５０Ａと基板取付部４０Ｂ、５０Ｂとを連続した１つの構造体として一体に構成したものである。
【００２６】
本実施形態において、一対の接続端子４０、５０は、それぞれの外部電極２０、３０から離れた位置で、外部電極２０、３０と接続される側とは反対側にある端部４０ｔ、５０ｔが、互いに対向するように曲げられる。端部４０ｔ、５０ｔは、基板取付部４０Ｂ、５０Ｂの端部であり、接続端子４０、５０の基板取付部４０Ｂ、５０Ｂが端部４０ｔ、５０ｔが対向するように曲げられる。このような構造とすることで、脚部４０Ａ、５０Ａとつながっている基板取付部４０Ｂ、５０Ｂがコンデンサ素子１０の長手方向外側に張り出すことを抑制できるので、その分、回路基板６０に対するセラミックコンデンサ１の実装密度を向上させることができる。
【００２７】
脚部４０Ａ、５０Ａは、コンデンサ素子１０の外部電極２０、３０の端面２１、３１と電気的に接続される。本実施形態において、脚部４０Ａ、５０Ａの基板取付部４０Ｂ、５０Ｂが突出している側の面が、外部電極２０、３０の端面２１、３１と電気的に接続される。外部電極２０、３０の端面２１、３１と電気的に接続される脚部４０Ａ、５０Ａの面は、電極接合部４４、５４である。本実施形態において、脚部４０Ａ、５０Ａの電極接合部４４、５４と、外部電極２０、３０の端面２１、３１とは、それぞれ、はんだ２、３で接続される。
【００２８】
接続端子４０、５０の基板取付部４０Ｂ、５０Ｂは、回路基板６０のランド６１、６１と電気的に接続される基板接合部４３、５３を有する。本実施形態において、基板接合部４３、５３は、脚部４０Ａ、５０Ａの電極接合部４４、５４と反対側の面である。基板取付部４０Ｂ、５０Ｂの基板接合部４３、５３は、例えば、はんだ１５、１６によって回路基板６０のランド６１と電気的に接続される。
【００２９】
上述したように、接続端子４０、５０の基板取付部４０Ｂ、５０Ｂが端部４０ｔ、５０ｔが対向するように曲げられる。基板接合部４３、５３と回路基板６０のランド６１、６１との間にあるはんだ１５、１６が脚部４０Ａ、５０Ａへ表面張力により濡れ上がる。はんだ１５、１６は、はんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈを超えて濡れ上がることがない。その結果、はんだ１５、１６によって形成されるフィレット形状の高さが制限される。
【００３０】
本実施形態では、はんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈは、基材の酸化層となっている。はんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈは、基板接合部４３、５３と平行に形成されている。この結果、はんだ濡れ上がりは、一定の高さで抑制されるため、はんだ濡れ上がりのばらつきが低減される。
【００３１】
本実施形態において、脚部４０Ａ、５０Ａの電極接合部４４、５４と、外部電極２０、３０の端面２１、３１とを接続するはんだ２、３が溶融する温度は、基板取付部４０Ｂ、５０Ｂの基板接合部４３、５３とランド６１とを接続するはんだ１５、１６が溶融する温度よりも高いことが好ましい。セラミックコンデンサ１は、ランド６１にはんだペーストが塗布された回路基板６０に実装された後、リフロー炉内で加熱されることによりはんだペーストが溶融し、基板取付部４０Ｂ、５０Ｂとランド６１とが電気的に接続される。はんだ２、３が溶融する温度を上述したように設定すれば、前記加熱においてはんだ２、３は溶融しないので、接続端子４０、５０とコンデンサ素子１０との接続不良を回避しつつ、セラミックコンデンサ１を確実に回路基板６０へ実装できる。次に、セラミックコンデンサ１が有するコンデンサ素子１０について説明する。
【００３２】
図３は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有するセラミックコンデンサ素子の斜視図である。コンデンサ素子１０の長手方向、すなわち、一対の外部電極２０、３０の端面２１、３１と直交する方向をＹ軸とし、Ｙ軸に直交する軸をそれぞれＸ軸、Ｚ軸とする。コンデンサ素子１０に設けられる外部電極２０、３０の端面２１、３１は、略正方形形状である。コンデンサ素子１０は、外部電極２０、３０の端面２１、３１を両端面とし、これらにつながる４個の側面（素子側面）１２を有する略四角柱形状、すなわち略直方体の電子部品である。
【００３３】
外部電極２０、３０が有する端面２１、３１の辺の長さは、Ｘ軸方向、すなわち幅方向がＬａ、Ｚ軸方向、すなわち厚さ方向がＬｂである。コンデンサ素子１０のＹ軸方向の長さ、すなわち、コンデンサ素子１０の長手方向の長さはＬｃである。Ｌｃは、一対の端面２１、３１間の最短距離である。
【００３４】
コンデンサ素子１０は、上述したように略直方体形状であるので、平面視（Ｚ軸又はＸ軸方向から見た状態）は矩形の形状（素子側面１２の形状が矩形）である。コンデンサ素子１０は、平面視において、長手方向（Ｙ軸方向）及び短手方向（Ｘ軸又はＺ軸方向）がある。本実施形態のセラミックコンデンサ１は、コンデンサ素子１０の寸法は問わないが、特に、コンデンサ素子１０の寸法が１６０８Ｍ（Ｃ５１０１−２１：２００６（ＩＥＣ６０３８４−２１：２００４）に規定される寸法記号）以上のものに好適である。なお、前記寸法記号において、１６０８Ｍとは、Ｌｃが１．６ｍｍ±０．１ｍｍ、ＬａとＬｂとのうち大きい方が０．８ｍｍ±０．１ｍｍである。次に、コンデンサ素子１０の内部構造について、簡単に説明する。
【００３５】
図４は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有するセラミックコンデンサ素子の断面図である。同図は、コンデンサ素子１０を、外部電極２０、３０の端面２１、３１及び内部電極１７、１８と直交する平面で切った断面を示している。コンデンサ素子１０は、誘電体素体１１と、外部電極２０、３０とを有する。誘電体素体１１は、内部電極１７、１８と誘電材料の誘電体１１ａとを含む。内部電極１７、１８は、例えば、パラジウム、銀／パラジウム合金、ニッケル、銅（Ｃｕ）等である。誘電体１１ａは、例えば、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）等である。本実施形態において、誘電体素体１１は、誘電体１１ａと内部電極１７、１８とが交互に積層される。誘電体素体１１は、セラミックグリーンシート（未焼成セラミックシート）を複数枚積層した積層体を加熱圧着して一体化して、切断し、脱脂し、焼成することにより得られた直方体状の焼結体である。そして、誘電体素体１１は、内部電極１７に外部電極２０が電気的に接続され、かつ内部電極１８に外部電極３０が電気的に接続されてコンデンサ素子１０となる。コンデンサ素子１０を始めとする電子部品が有する電子部品の素子は、内部電極と絶縁体とを有していれば、本実施形態の構造に限定されるものではない。
【００３６】
誘電体素体１１の端面（外部電極形成面）１３、１４には、それぞれ内部電極１７、１８が露出している。上述したように、一対の外部電極２０、３０は、それぞれ外部電極形成面１３、１４を別々に覆うとともに、複数の内部電極１７、１８と電気的に接続される。本実施形態において、外部電極２０、３０は、端面２１、３１と側面２２、３２とを有する。外部電極２０、３０の側面２２、３２は、端面２１、３１とつながり、かつ素子側面１２の外部電極形成面１３、１４に延出する。
【００３７】
セラミックコンデンサ１が有するコンデンサ素子１０は、図４に示す誘電体１１ａに誘電材料が用いられる。コンデンサ素子１０が、外部電極２０、３０をランド６１に直接接続することにより回路基板６０に実装した場合、外部電極２０、３０から交流電圧が印加されると、誘電体１１ａに電歪現象が発生し、コンデンサ素子１０が変形する。すなわち、強誘電性を有するセラミックの誘電体１１ａの電歪現象効果により、コンデンサ素子１０の積層方向に伸縮が生じる。そして、誘電体の一般的なポアソン比（＝０．３）にしたがって、積層方向と直交する方向、すなわち、回路基板６０の基板面に平行な方向にも伸縮が生じる。コンデンサ素子１０は、積層方向に伸びると積層方向と直交する方向には縮み、積層方向に縮むと積層方向と直交する方向には伸びる。交流電圧がコンデンサ素子１０に印加されることにより、コンデンサ素子１０は、積層方向への伸縮と、積層方向と直交する方向への伸縮（積層方向への伸縮と位相が９０度ずれる）とが繰り返される。その結果、コンデンサ素子１０が実装された回路基板６０は、基板面と略直交する方向へ振動する。コンデンサ素子１０の振動の振幅は微少（１ｐｍから１ｎｍ程度）であり、そのままでは音としてほとんど人間には認識されない。しかし、コンデンサ素子１０が回路基板６０に実装されると、回路基板６０が音響インピーダンス変換器として働く。そして、振動の周波数が人間の可聴周波数帯域（２０Ｈｚから２０ｋＨｚ）になったときに、音として人間の耳に検知される。このように、セラミックコンデンサ１は、回路基板６０に実装されると、誘電体材料の電歪現象に起因する音鳴りが発生することがある。
【００３８】
セラミックコンデンサ１は、コンデンサ素子１０の両方の外部電極２０、３０の端面２１、３１を接続端子４０、５０で挟持する。そして、セラミックコンデンサ１は、接続端子４０、５０を介して回路基板６０に実装される。このような構造により、接続端子４０、５０がコンデンサ素子１０の振動を吸収するので、コンデンサ素子１０から回路基板６０へ伝達される振動が抑制される。その結果、セラミックコンデンサ１が実装された回路基板６０は、コンデンサ素子１０の電歪現象に起因する音鳴りが抑制される。
【００３９】
図５は、接続端子の寸法を示す説明図である。接続端子４０、５０の厚さをｔ、幅をｂ、セラミックコンデンサ１が回路基板６０と接続する接続端子４０、５０の基板接合部４３、５３からはんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈの基板側までの距離をｈ、基板接合部４３、５３から脚部４０Ａ、５０Ａとコンデンサ素子１０の外部電極２０、３０とを接続するはんだ２、３の基板側までの距離をＨ、はんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈの基板側からはんだ２、３の基板側までの距離（有効接続端子寸法）をＬとする。Ｌは、Ｈからｈを減算した長さとなっている。このとき、接続端子４０、５０のばね定数Ｋは、式（１）で表すことができる。式（１）中のＥは、接続端子４０、５０のヤング率である。
【００４０】
【数１】
【００４１】
接続端子４０、５０のばね定数Ｋが小さい程、コンデンサ素子１０の電歪現象に起因する音鳴りを抑制する効果が高くなることが見出された。これは、接続端子４０、５０のばね定数Ｋが小さい程、コンデンサ素子１０からの振動を接続端子４０、５０が吸収しやすくなるからであると考えられる。また、接続端子４０、５０は、表面にはんだ１５、１６が付着すると、ばね定数Ｋが大きくなることが見出された。コンデンサ素子１０の外部電極２０、３０と回路基板６０のランド６１とを電気的に接続するものであるため、はんだ１５、１６が必要である。接続端子４０、５０は、表面にはんだ１５、１６が付着すると、式（１）の厚さｔが厚くなってしまうためばね定数Ｋが大きくなる。また、はんだ１５、１６は、接続端子４０、５０の表面を濡れ上がるため、濡れ上がりのばらつきによって、接続端子４０、５０のばね定数Ｋがばらついてしまう。
【００４２】
本実施形態に係るセラミックコンデンサ１では、接続端子４０、５０は、外部端子２０、３０の端面と接合する素子端面接合部４４、５４及びセラミックコンデンサ１が基板６０と接続する基板接合部４３、５３を有し、素子端面接合部４４、５４と基板接合部４３、５３との距離をＨとし、はんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈと基板接合部４３、５３との距離をｈとすると、０＜ｈ／Ｈ≦０．６であることが好ましい。さらに好ましくは、ｈ／Ｈの範囲は、０＜ｈ／Ｈ≦０．５であることが好ましい。このような範囲であれば、はんだ１５、１６が接続端子４０、５０の表面に濡れ上がることが抑制され、有効接続端子寸法Ｌを確保することができる。その結果、ばね定数Ｋを小さくできるため、接続端子４０、５０は振動吸収作用を発揮しつつ、電歪現象に起因した音鳴りのばらつきも低減することができる。
【００４３】
本実施形態では、セラミックコンデンサ１の有する接続端子４０、５０にはんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈを有している。はんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈは、回路基板６０と接続する基板接合部４３、５３と平行に形成される。はんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈは、接続端子４０、５０の全幅に渡って形成されており、接続端子４０、５０の幅ｂと同一の幅を有している。より具体的には、接続端子４０、５０は、はんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈとして、基材層に金属の酸化層を有する。一般に、酸化層は、基材層に形成する導電層よりもはんだとの濡れかたが小さいため、接続端子４０、５０は、はんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈではんだ１５、１６が堰き止められる。
【００４４】
このような構造の接続端子４０、５０を有するセラミックコンデンサ１は、導電性を有し、かつばね定数Ｋの低い接続端子４０、５０を備えるので、電歪現象に起因した音鳴りを効果的に抑制することができる。なお、はんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈは、酸化層に限られず例えばポリイミド等の樹脂を設ける構造を採用することもできる。酸化層は、樹脂と比較してリフローでの加熱により剥離のおそれがない。また、樹脂が吸湿する場合は、樹脂からの湿気により基材が酸化するおそれがあるが、酸化層は一般に安定であり、高湿度環境下でも防錆効果がある。次に、はんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈの製造方法を説明する。
【００４５】
図６−１、図７−１、図８−１、図９−１、図１０−１及び図１１−１は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有する接続端子の製造方法を示す断面図である。これらの図は、接続端子４０、５０の電極接合部４４、５４及び基板接合部４３、５３と直交する平面で接続端子４０、５０を切った場合の断面を示している。図６−２、図７−２、図８−２、図９−２、図１０−２及び図１１−２は、図６−１、図７−１、図８−１、図９−１、図１０−１及び図１１−１の平面図である。これらの図は、接続端子４０、５０をはんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈを形成する側から見た平面図である。図１２は、本実施形態に係るセラミックコンデンサが有する接続端子の製造方法を示すフローチャートである。
【００４６】
図６−１、図６−２及び図１２に示すように、接続端子４０、５０となる板材を用意する（ステップＳ１）。板材は、基材層４１、５１を有し、例えば銅（Ｃｕ）、又はりん青銅等の銅合金、ＮｉＦｅ合金、ステンレス、アルミニウムを使用する。
【００４７】
次に、図７−１、図７−２及び図１２に示すように、基材層４１、５１には、はんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈを形成する所定位置の部分に、ポリイミド等の樹脂７０を塗布される（ステップＳ２）。はんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈを形成する所定位置の部分は、折り曲げにより基板接合部４３、５３とならない範囲となる。
【００４８】
次に、図８−１、図８−２及び図１２に示すように、基材層４１、５１には、ポリイミド等の樹脂７０が塗布された領域を除き、導電層がめっきされる（ステップＳ３）。導電層は、第１金属被覆層４５、５５としてニッケル（Ｎｉ）めっきと、第２金属被覆層４６、５６としてスズ（Ｓｎ）めっきが施された２層構造である。導電層は、２層構造に限られず、単層であっても３層以上であってもよい。
【００４９】
次に、図９−１、図９−２及び図１２に示すように、ポリイミド等の樹脂７０が基材層４１、５１から除去される（ステップＳ４）。基材層４１、５１には、導電層のない基材層４１、５１の露出面７０ａが現れる。
【００５０】
次に、図１０−１、図１０−２及び図１２に示すように、露出面７０ａが例えば１５０℃の熱処理を３０分加えられ、基材層４１、５１の表面に酸化層が形成される（ステップＳ５）。この酸化層がはんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈとなる。
【００５１】
次に、図１１−１、図１１−２及び図１２に示すように、はんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈが形成された基材層４１、５１を折り曲げ加工して接続端子４０、５０が形成される（ステップＳ６）。
【００５２】
このような製造方法により、例えば、はんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈの位置は折り曲げ加工される位置を考慮して、自由に形成することができる。
【００５３】
以上、本実施形態に係るセラミックコンデンサは、誘電体と内部電極とが交互に積層された誘電体素体及び前記誘電体素体の対向する端面をそれぞれ別個に覆う一対の外部電極を有するコンデンサ素子と、前記外部電極の端面と電気的に接続される脚部と、基板と電気的に接続される基板取付部とを有する一対の接続端子と、を含み、前記一対の接続端子は、はんだ濡れ上がり防止層が前記脚部の前記外部電極と接続される側とは反対側の面にそれぞれ形成されている。このような構造により、本実施形態に係るセラミックコンデンサは、接続端子と基板との間に介在するはんだがはんだ濡れ上がり防止層を超えて濡れ上がることがない。その結果、はんだによって形成されるフィレット形状の高さが制限される。このため従来の接続端子の表面にはんだが付着するとばね定数Ｋが大きくなるのに対し、本実施形態のセラミックコンデンサは、ばね定数Ｋを小さく保ったまま接続端子でセラミックコンデンサを回路基板に実装できる。その結果、本実施形態に係るセラミックコンデンサは、電歪現象に起因した音鳴りを効果的に抑制することができる。また、本実施形態に係るセラミックコンデンサは、はんだ濡れ上がりが抑制されるため、電歪現象に起因した音鳴りのばらつきも低減することができる。
【００５４】
また、はんだ濡れ上がり防止層は、接続端子の基材の酸化層であることが好ましい。このような構造とすることで、基材層に形成する導電層よりもはんだとの濡れかたを小さくし、はんだ濡れ上がり防止層ではんだが堰き止められる。酸化層は、樹脂と比較してリフローでの加熱により剥離のおそれがない。また、樹脂が吸湿する場合は、樹脂からの湿気により基材が酸化するおそれがあるが、酸化層は一般に安定であり、高湿度環境下でも防錆効果がある。その結果、このセラミックコンデンサは、リフロー工程での作業を容易とし、高湿度においても性能を発揮させることができる。
【００５５】
本実施形態に係るセラミックコンデンサは、基材層の表面には、前記はんだ濡れ上がり防止層以外に導電層が設けられることが好ましい。このような構造により、接続端子を外部電極にはんだ付けする場合、又は接続端子をランドにはんだ付けする場合に、はんだは低抵抗で電気的に接続する。その結果、このセラミックコンデンサは、回路基板のランドと接続端子と外部電極とを確実に電気的に接続することができる。
【００５６】
本実施形態に係るセラミックコンデンサは、前記接続端子は、前記外部電極の端面と接合する素子端面接合部及び前記基板と接続する前記基板取付部の基板接合部を有し、素子端面接合部と基板接合部との距離をＨとし、前記はんだ濡れ上がり防止層と前記基板接合部との距離を高さｈとすると、０＜ｈ／Ｈ≦０．６であることが好ましい。このような範囲であれば、はんだが接続端子の表面に濡れ上がる範囲が制限され、有効接続端子寸法を確保することができる。その結果、ばね定数Ｋを小さくできるため、接続端子は振動吸収作用を発揮しつつ、電歪現象に起因した音鳴りのばらつきも低減することができる。
【００５７】
本実施形態に係るセラミックコンデンサでは、前記はんだ濡れ上がり防止層は、前記基板と接続する前記基板取付部の基板接合部と平行に形成されることが好ましい。はんだ濡れ上がりが一定の高さで抑制されるため、はんだの濡れ上がりのばらつきも抑制できる。その結果、電歪現象に起因した音鳴りのばらつきも低減することができる。
【００５８】
本実施形態に係るセラミックコンデンサでは、前記一対の接続端子は、それぞれの前記外部電極から離れた位置で、前記外部電極と接続される側とは反対側の端部が互いに対向するように曲げられることが好ましい。このようにすれば、脚部とつながっている基板取付部が素子の長手方向外側に張り出すことを抑制できるので、その分、回路基板に対するセラミックコンデンサの実装密度を向上させることができる。このような構造の接続端子では、外部電極と接続される側とは反対側の面がはんだが濡れ上がりやすい。本実施形態に係るセラミックコンデンサでは、この面にはんだ濡れ上がり防止層が形成されているので、はんだ濡れ上がりが抑制されるため、電歪現象に起因した音鳴りのばらつきも低減することができる。
【００５９】
なお、セラミックコンデンサの振動は、主に内部電極と誘電体とが積層される方向に生ずるものと考えられる。このため、誘電体と内部電極とが積層される方向が回路基板の基板面と直交するようにセラミックコンデンサが回路基板へ実装される場合に、音鳴りは大きくなると考えられる。本実施形態に係るセラミックコンデンサは、接続端子のばね定数を小さくして、電歪現象に起因する振動の回路基板への伝達を抑制できる。このため、誘電体と内部電極とが積層される方向が回路基板の基板面と直交するようにセラミックコンデンサが回路基板へ実装された場合でも、前記振動の回路基板への伝達を抑制し、音鳴りを低減させることができる。
【００６０】
（評価１）
上述した実施形態で説明した図１及び図２に示す接続端子を、実施例１−１〜１−５として、基材層の材料を変えて複数種類作製し、セラミックコンデンサの音圧を測定した。比較例１−１〜１−５としては、同じ基材層の材料ではんだ濡れ上がり防止層のない接続端子を複数種類作製し、セラミックコンデンサの音圧を測定した。基材層の材料は、表１に示すように、銅、鉄ニッケル合金、ステンレス（ＳＵＳ３０４）、アルミニウム、りん青銅であり、具体的な組成を表１に示す。コンデンサ素子は、寸法が型式３２２５、厚さ２ｍｍ（図３に示すＬｃ＝３．２ｍｍ、Ｌａ＝２．５ｍｍ、Ｌｂ＝２ｍｍ）を用いた。接続端子は、厚さｔ＝０．１ｍｍ、幅ｂ＝２．５ｍｍ、基板接合部から基板と反対側の端面までの距離が３ｍｍである。図５に示す寸法Ｈは１ｍｍ、高さｈは０．２ｍｍである。はんだ濡れ上がり防止層は、高さｈからコンデンサ素子の厚み方向に０．３ｍｍの高さ寸法で基板接合部と平行に形成されている。また、はんだ濡れ上がり防止層は、接続端子の幅ｂ＝２．５ｍｍに渡って形成されている。実施例１−１〜１−５及び比較例１−１〜１−５の基材層の表面に第１金属被覆層としてニッケル（Ｎｉ）を被覆し、第１金属被覆層の表面に第２金属被覆層としてスズ（Ｓｎ）を被覆した。接続端子と素子の端面とを接合するはんだは、Ｓｂを１５質量％含むＳｎ−Ｓｂ合金、接続端子と基板とを接合するはんだは、Ａｇを３質量％、Ｃｕを０．５質量％含むＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金を用いた。実施例１−１〜１−５及び比較例１−１〜１−５のサンプルを各々３０個用意し、音圧のばらつきを標準偏差で評価した。音圧の測定結果を、表１に示す。
【００６１】
【表１】
【００６２】
（評価２）
上述した実施形態で説明した図１及び図２に示す接続端子を、実施例２−１〜２−６として、はんだ濡れ上がり防止層４０Ｈ、５０Ｈの図５に示す高さｈを変えて、複数種類作製し、セラミックコンデンサの音圧を測定した。比較例２としては、同じ基材層の材料ではんだ濡れ上がり防止層のない接続端子を作製し、セラミックコンデンサの音圧を測定した。実施例２−１〜２−５及び比較例２のサンプルは各々３０個用意し、音圧のばらつきを標準偏差で評価した。実施例２−１〜２−５及び比較例２の基材層の材料は、鉄ニッケル（ＦｅＮｉ）合金を用いた。また、実施例２−１〜２−５及び比較例２の基材層の表面に第１金属被覆層としてニッケルを被覆し、第１金属被覆層の表面に第２金属被覆層としてスズを被覆した。接続端子と素子の端面とを接合するはんだは、Ｓｂを１５質量％含むＳｎ−Ｓｂ合金、接続端子と基板とを接合するはんだは、Ａｇを３質量％、Ｃｕを０．５質量％含むＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金を用いた。音圧の測定結果を、表２に示す。
【００６３】
【表２】
【００６４】
（測定方法）
図１３は、音圧の測定を行なう際に用いた試験装置の構成を簡略に示す図である。試作したセラミックコンデンサ１を基板１０６に実装して交流電圧を印加した際に、基板１０６から発生する振動音の大きさ（音圧）を測定した。試験装置１００は、無響箱１０１と、集音マイク（商品名：ＭＩ−１２３３、小野測器社製）１０２と、電源装置１０３と、ＦＦＴアナライザ（商品名：ＤＳ２１００、小野測器社製）１０４とを備えている。そして、測定対象となるセラミックコンデンサ１は、基板１０６に設置された状態で、無響箱１０１内に設置される。
【００６５】
セラミックコンデンサ１を設置した基板１０６は、その両端に正負一対の電極がそれぞれ設けられる。なお、基板１０６はガラスエポキシ基板であり、その寸法は、厚みが１．６ｍｍ、幅が４０ｍｍ、長さが１００ｍｍである。無響箱１０１は、箱状に形成され、その内壁に吸音材１０７が設けられている。吸音材１０７は、グラスウール等を用いており、その表面を波型等に形成することで、音波の接触面積を拡大させ、吸音効果を高めている。
【００６６】
電源装置１０３は、一対の配線１０８を介して、基板１０６の正負一対の電極にそれぞれ電気的に接続されている。基板１０６は、配線１０８に吊り下げられた状態で、セラミックコンデンサ１が無響箱１０１内の底面１０１Ｂに対向するように、無響箱１０１の中央部分に配置される。電源装置１０３は、セラミックコンデンサ１に対してＤＣバイアスを与えながら交流電圧を印加した。ＤＣバイアスは２０Ｖとした。交流電圧は、周波数を１ｋＨｚ〜１０ｋＨｚとした。また、交流電圧は、３Ｖｐ−ｐ（peak to peak）となるように、すなわち、ＤＣバイアスの２０Ｖを中心として、交流電圧が±３Ｖの範囲で変化するように印加された。
【００６７】
集音マイク１０２は、無響箱１０１内の底面１０１Ｂに設けられ、無響箱１０１の中央部分に設置されたセラミックコンデンサ１と所定距離（本評価例では５ｃｍ）を保つようにして配置される。ＦＦＴアナライザ１０４は、集音マイク１０２により集音された振動音の大きさ（音圧）を解析した。なお、ＩＳＯ２２６に規定される等感度曲線から、人間の耳の感度は３ｋＨｚから４ｋＨｚで最も鋭くなる。このため、本評価例においては、人間の耳の感度がもっと鋭くなる周波数（より具体的には３ｋＨｚ）での音圧を測定した。
【００６８】
試験装置１００の電源装置１０３が基板１０６に実装されたセラミックコンデンサ１に上述した交流電圧及びＤＣバイアスを印加すると、セラミックコンデンサ１で振動が発生し、セラミックコンデンサ１の振動が基板１０６に伝達される。その結果、基板１０６から振動音が発生する。この振動音を、集音マイク１０２を用いて集音し、集音した振動音を、ＦＦＴアナライザ１０４で解析することで、基板１０６から発生する振動音の大きさ（音圧）を得た。
【００６９】
（評価結果）
表１の評価結果が示すように、音圧は、同じ材料の基材層同士を比較した場合、実施例１−１〜１−５のサンプルは、比較例１−１〜１−５のサンプルよりいずれも音圧が低く、音鳴り抑制効果ありと判定した。実施例１−１〜１−５のサンプルは、比較例１−１〜１−５の同じ材質のサンプルより音圧がそれぞれ８ｄＢから１２ｄＢ低い。実施例１−１〜１−５の中では、アルミニウムを基材層とすると、実施例１−４のサンプルが比較例１−１〜１−５のサンプルと比較して最も低く、同じ材質の比較例１−４のサンプルより１２ｄＢの音圧低減効果があった。実施例１−１〜１−５のサンプルが比較例１−１〜１−５のサンプルと比較して標準偏差も低くなっており、いずれの実施例１−１〜１−５のサンプルもばらつきが低減されていることが分かる。
【００７０】
表２の評価結果が示すように、はんだ濡れ上がり防止層がない比較例２よりも、はんだ濡れ上がり防止層のある実施例２−１〜２−６は、特に、ｈ／Ｈの値が０．６以下（実施例２−１〜２−４）であれば、音圧低減できることが分かる。実施例２−１〜２−５の音圧は、ｈ／Ｈが大きいほど音圧も高くなる傾向にある。ｈ／Ｈが小さいほど音圧が低くなったのは、はんだが接続端子の表面に濡れ上がる範囲を制限し、有効接続端子寸法を確保することができたからと考えられる。その結果、接続端子の振動吸収作用が抑制されたことが原因と考えられる。
【００７１】
表２の評価結果が示すように、０＜ｈ／Ｈ≦０．６の範囲にはんだが接続端子の表面に濡れ上がる範囲を制限すると、比較例のサンプルよりも音圧を下げることができる。好ましくは、０＜ｈ／Ｈ≦０．５の範囲にはんだが接続端子の表面に濡れ上がる範囲を制限すると、比較例のサンプルよりも大きく音圧を下げることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上のように、本発明に係る電子部品は、回路基板に実装されたときにおいて音鳴りを抑制することに有用である。
【符号の説明】
【００７３】
１ セラミックコンデンサ
１０ コンデンサ素子（セラミックコンデンサ素子）
１１ 誘電体素体
１１ａ 誘電体
１２ 素子側面
１３、１４ 外部電極形成面
１７、１８ 内部電極
２０、３０ 外部電極
２１、３１ 端面
４０Ｈ、５０Ｈ はんだ濡れ上がり防止層
４０Ａ、５０Ａ 脚部
４０Ｂ、５０Ｂ 基板取付部
４０、５０ 接続端子
４０ｔ、５０ｔ 端部
４１、５１ 基材層
４３、５３ 基板接合部
４４、５４ 電極接合部
４５、５５ 第１金属被覆層
４６、５６ 第２金属被覆層
６０ 回路基板
６１ ランド
１００ 試験装置
１０１ 無響箱
１０１Ｂ 底面
１０２ 集音マイク
１０３ 電源装置
１０４ ＦＦＴアナライザ
１０６ 基板
１０７ 吸音材
１０８ 配線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体と内部電極とが交互に積層された誘電体素体及び前記誘電体素体の対向する端面をそれぞれ別個に覆う一対の外部電極を有する素子と、
前記外部電極の端面と電気的に接続される脚部と、基板と電気的に接続される基板取付部とを有する一対の接続端子と、を含み、
前記一対の接続端子は、はんだ濡れ上がり防止層が前記脚部の前記外部電極と接続される側とは反対側の面にそれぞれ形成されていることを特徴とする電子部品。
【請求項２】
前記はんだ濡れ上がり防止層は、前記接続端子の基材の酸化層である請求項１に記載の電子部品。
【請求項３】
前記基材層の表面には、前記はんだ濡れ上がり防止層以外に導電層が設けられる請求項１又は２に記載の電子部品。
【請求項４】
前記接続端子は、前記外部電極の端面と接合する素子端面接合部及び前記基板と接続する前記基板取付部の基板接合部を有し、素子端面接合部と基板接合部との距離をＨとし、前記はんだ濡れ上がり防止層と前記基板接合部との距離をｈとすると、０＜ｈ／Ｈ≦０．６である請求項１から３のいずれか１項に記載の電子部品。
【請求項５】
前記はんだ濡れ上がり防止層は、前記基板と接続する前記基板取付部の基板接合部と平行に形成される請求項１から４のいずれか１項に記載の電子部品。
【請求項６】
前記一対の接続端子は、それぞれの前記外部電極から離れた位置で、前記外部電極と接続される側とは反対側の端部が互いに対向するように曲げられる請求項１から５のいずれか１項に記載の電子部品。
【請求項１】
誘電体と内部電極とが交互に積層された誘電体素体及び前記誘電体素体の対向する端面をそれぞれ別個に覆う一対の外部電極を有する素子と、
前記外部電極の端面と電気的に接続される脚部と、基板と電気的に接続される基板取付部とを有する一対の接続端子と、を含み、
前記一対の接続端子は、はんだ濡れ上がり防止層が前記脚部の前記外部電極と接続される側とは反対側の面にそれぞれ形成されていることを特徴とする電子部品。
【請求項２】
前記はんだ濡れ上がり防止層は、前記接続端子の基材の酸化層である請求項１に記載の電子部品。
【請求項３】
前記基材層の表面には、前記はんだ濡れ上がり防止層以外に導電層が設けられる請求項１又は２に記載の電子部品。
【請求項４】
前記接続端子は、前記外部電極の端面と接合する素子端面接合部及び前記基板と接続する前記基板取付部の基板接合部を有し、素子端面接合部と基板接合部との距離をＨとし、前記はんだ濡れ上がり防止層と前記基板接合部との距離をｈとすると、０＜ｈ／Ｈ≦０．６である請求項１から３のいずれか１項に記載の電子部品。
【請求項５】
前記はんだ濡れ上がり防止層は、前記基板と接続する前記基板取付部の基板接合部と平行に形成される請求項１から４のいずれか１項に記載の電子部品。
【請求項６】
前記一対の接続端子は、それぞれの前記外部電極から離れた位置で、前記外部電極と接続される側とは反対側の端部が互いに対向するように曲げられる請求項１から５のいずれか１項に記載の電子部品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６−１】
【図６−２】
【図７−１】
【図７−２】
【図８−１】
【図８−２】
【図９−１】
【図９−２】
【図１０−１】
【図１０−２】
【図１１−１】
【図１１−２】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６−１】
【図６−２】
【図７−１】
【図７−２】
【図８−１】
【図８−２】
【図９−１】
【図９−２】
【図１０−１】
【図１０−２】
【図１１−１】
【図１１−２】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−９４７８５（Ｐ２０１２−９４７８５Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４２８４０（Ｐ２０１０−２４２８４０）
【出願日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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