JPH09129478A - セラミックス電子部品の実装構造 - Google Patents
セラミックス電子部品の実装構造Info
- Publication number
- JPH09129478A JPH09129478A JP7283833A JP28383395A JPH09129478A JP H09129478 A JPH09129478 A JP H09129478A JP 7283833 A JP7283833 A JP 7283833A JP 28383395 A JP28383395 A JP 28383395A JP H09129478 A JPH09129478 A JP H09129478A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sintered body
- ceramic sintered
- terminal electrode
- ceramic
- solder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
- H05K3/341—Surface mounted components
- H05K3/3431—Leadless components
Landscapes
- Ceramic Capacitors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】半田により電子部品の端子電極を基板の配線層
に実装する際に、セラミック焼結体に亀裂が発生した
り、温度変化が繰り返し付与された場合に亀裂が成長し
電気特性が劣化するという問題があった。 【解決手段】セラミック焼結体２の両端に端子電極３を
有するセラミック電子部品１の端子電極３を基板４に半
田６により実装するに際し、セラミック焼結体２の長さ
方向における片側端子電極形成部の長さｌのセラミック
焼結体２の全長Ｌに対する比（ｌ／Ｌ）が０．１８〜
０．３５、端子電極３の半田６との接続部分において端
子電極３の半田との接続部分の高さｈのセラミック焼結
体２の厚みＨに対する比（ｈ／Ｈ）が０．７以下となる
ように実装し、望ましくは、セラミック焼結体２の端子
電極３が形成される端面の少なくとも角部７を曲面によ
り形成する。
に実装する際に、セラミック焼結体に亀裂が発生した
り、温度変化が繰り返し付与された場合に亀裂が成長し
電気特性が劣化するという問題があった。 【解決手段】セラミック焼結体２の両端に端子電極３を
有するセラミック電子部品１の端子電極３を基板４に半
田６により実装するに際し、セラミック焼結体２の長さ
方向における片側端子電極形成部の長さｌのセラミック
焼結体２の全長Ｌに対する比（ｌ／Ｌ）が０．１８〜
０．３５、端子電極３の半田６との接続部分において端
子電極３の半田との接続部分の高さｈのセラミック焼結
体２の厚みＨに対する比（ｈ／Ｈ）が０．７以下となる
ように実装し、望ましくは、セラミック焼結体２の端子
電極３が形成される端面の少なくとも角部７を曲面によ
り形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、積層コンデンサな
どのセラミック焼結体の両端に端子電極を有し、その端
子電極と基板の配線層とを半田により実装された構造の
改良に関する。
どのセラミック焼結体の両端に端子電極を有し、その端
子電極と基板の配線層とを半田により実装された構造の
改良に関する。
【０００２】
【従来技術】従来より、セラミック電子部品の１種であ
るセラミック積層コンデンサは、誘電体セラミックスの
間に内部電極を層状に埋設して積層体を形成し、さら
に、この積層体の両端の内部電極の露出面に銀等を主成
分とする端子電極を形成した構造からなる。
るセラミック積層コンデンサは、誘電体セラミックスの
間に内部電極を層状に埋設して積層体を形成し、さら
に、この積層体の両端の内部電極の露出面に銀等を主成
分とする端子電極を形成した構造からなる。
【０００３】このような積層コンデンサを所定の基板に
実装するには、図２に示すように、セラミック焼結体１
１の内部に内部電極（図示せず）が形成された積層コン
デンサ１２の端子電極１３と基板１４の表面に形成され
た配線層１５とを半田１６により電気的に接続され実装
される。
実装するには、図２に示すように、セラミック焼結体１
１の内部に内部電極（図示せず）が形成された積層コン
デンサ１２の端子電極１３と基板１４の表面に形成され
た配線層１５とを半田１６により電気的に接続され実装
される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般
に、基板１４と、セラミック焼結体１１、端子電極１３
および半田１６のもつ熱膨張係数が異なるため、端子電
極形成する際の端子電極の収縮や、コンデンサを基板に
半田実装する際の半田の収縮及び基板とセラミック焼結
体との収縮差等によりセラミック焼結体に残留応力が生
じ、セラミック焼結体の端子電極の基板側の電極端部に
亀裂が発生するという問題があった。
に、基板１４と、セラミック焼結体１１、端子電極１３
および半田１６のもつ熱膨張係数が異なるため、端子電
極形成する際の端子電極の収縮や、コンデンサを基板に
半田実装する際の半田の収縮及び基板とセラミック焼結
体との収縮差等によりセラミック焼結体に残留応力が生
じ、セラミック焼結体の端子電極の基板側の電極端部に
亀裂が発生するという問題があった。
【０００５】このような亀裂の発生は、微小であるため
に表面実装時においては絶縁抵抗などの電気特性には問
題とならない場合もあるが、使用時に温度変化が繰り返
し付与された場合においては、その亀裂が徐々に成長す
るために電気特性が劣化するという問題があった。
に表面実装時においては絶縁抵抗などの電気特性には問
題とならない場合もあるが、使用時に温度変化が繰り返
し付与された場合においては、その亀裂が徐々に成長す
るために電気特性が劣化するという問題があった。
【０００６】かかる問題を解決する方法として、本出願
人は、先にセラミック焼結体の長さに対して、端子電極
の長さを所定の範囲に制御することを提案した（特開平
４−２９４５１２号）。しかしながら、かかる構造の電
子部品であっても、自動車等に搭載されるような過酷な
条件で使用される場合には、電気特性の劣化を防止する
には不十分であった。
人は、先にセラミック焼結体の長さに対して、端子電極
の長さを所定の範囲に制御することを提案した（特開平
４−２９４５１２号）。しかしながら、かかる構造の電
子部品であっても、自動車等に搭載されるような過酷な
条件で使用される場合には、電気特性の劣化を防止する
には不十分であった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題に対して種々の実装構造に対して応力の解析を行った
結果、端子電極の長さをセラミック焼結体の長さに対し
て所定の関係を満足するように形成すると同時に、端子
電極の基板に実装する際の半田との接続を端子電極全面
ではなく、基板側の一部で行うと応力の集中がなくな
り、亀裂の発生や過酷な条件下での亀裂の成長が防止さ
れることを見いだした。
題に対して種々の実装構造に対して応力の解析を行った
結果、端子電極の長さをセラミック焼結体の長さに対し
て所定の関係を満足するように形成すると同時に、端子
電極の基板に実装する際の半田との接続を端子電極全面
ではなく、基板側の一部で行うと応力の集中がなくな
り、亀裂の発生や過酷な条件下での亀裂の成長が防止さ
れることを見いだした。
【０００８】即ち、本発明のセラミック電子部品の実装
構造によれば、セラミック焼結体の長さ方向における片
側端子電極形成部の長さｌのセラミック焼結体の全長Ｌ
に対する比（ｌ／Ｌ）が０．１８〜０．３５を満足する
ように設計するとともに、前記端子電極の半田との接続
部分の高さｈの前記セラミック焼結体の厚みＨに対する
比（ｈ／Ｈ）が０．７以下となるように調整することを
特徴とする。
構造によれば、セラミック焼結体の長さ方向における片
側端子電極形成部の長さｌのセラミック焼結体の全長Ｌ
に対する比（ｌ／Ｌ）が０．１８〜０．３５を満足する
ように設計するとともに、前記端子電極の半田との接続
部分の高さｈの前記セラミック焼結体の厚みＨに対する
比（ｈ／Ｈ）が０．７以下となるように調整することを
特徴とする。
【０００９】さらに、望ましくは、前記セラミック焼結
体の端子電極が形成された端面の少なくとも角部を研磨
などの加工により曲面により形成するのがよい。
体の端子電極が形成された端面の少なくとも角部を研磨
などの加工により曲面により形成するのがよい。
【００１０】
【作用】本発明によれば、セラミック焼結体の長さ方向
における片側端子電極形成部の長さｌのセラミック焼結
体の全長Ｌに対する比（ｌ／Ｌ）を０．１８〜０．３５
とすると同時に、端子電極と基板とを半田により接続す
る際に、端子電極の半田との接続部分の高さｈのセラミ
ック焼結体の厚みＨに対する比（ｈ／Ｈ）が０．７以下
となるように調整することにより、セラミック電子部品
の基板への実装時の熱膨張差に起因する応力に対して、
応力集中を低減することができるとともに、半田の硬化
収縮に起因する応力の発生を低減することができる。
における片側端子電極形成部の長さｌのセラミック焼結
体の全長Ｌに対する比（ｌ／Ｌ）を０．１８〜０．３５
とすると同時に、端子電極と基板とを半田により接続す
る際に、端子電極の半田との接続部分の高さｈのセラミ
ック焼結体の厚みＨに対する比（ｈ／Ｈ）が０．７以下
となるように調整することにより、セラミック電子部品
の基板への実装時の熱膨張差に起因する応力に対して、
応力集中を低減することができるとともに、半田の硬化
収縮に起因する応力の発生を低減することができる。
【００１１】さらには、セラミック焼結体の端子電極が
形成された端面の少なくとも角部を研磨などの加工によ
り曲面により形成することにより、さらに応力の集中を
低減することができる。
形成された端面の少なくとも角部を研磨などの加工によ
り曲面により形成することにより、さらに応力の集中を
低減することができる。
【００１２】その結果、実装時においてセラミック電子
部品のセラミック焼結体に亀裂の発生がなく、しかも温
度変化が繰り返し付与されるような過酷な条件下でも亀
裂の進展や電気特性の劣化がなく、電子部品の実装時の
歩留りを向上すると同時に、長期信頼性を得ることがで
きる。
部品のセラミック焼結体に亀裂の発生がなく、しかも温
度変化が繰り返し付与されるような過酷な条件下でも亀
裂の進展や電気特性の劣化がなく、電子部品の実装時の
歩留りを向上すると同時に、長期信頼性を得ることがで
きる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明をセラミック電子部
品として積層セラミックコンデンサを例に挙げて図１を
参照しながら説明する。本発明における積層セラミック
コンデンサ１は、内部に電極（図示せず）が配設された
セラミック焼結体２の両端に端子電極３が形成されてい
る。本発明によれば、セラミック焼結体の長さ方向にお
ける片側端子電極形成部の長さｌのセラミック焼結体の
全長Ｌに対する比（ｌ／Ｌ）が０．１８〜０．３５、特
に０．２５〜０．３５であることが重要である。これ
は、この比率が０．１８より下回ると、セラミック焼結
体に顕著な応力集中が生じて亀裂が発生しやすくなるた
めで、０．３５を越えると端子電極成分のマイグレーシ
ョンにより電極同士がショートするといった問題が生じ
るためである。
品として積層セラミックコンデンサを例に挙げて図１を
参照しながら説明する。本発明における積層セラミック
コンデンサ１は、内部に電極（図示せず）が配設された
セラミック焼結体２の両端に端子電極３が形成されてい
る。本発明によれば、セラミック焼結体の長さ方向にお
ける片側端子電極形成部の長さｌのセラミック焼結体の
全長Ｌに対する比（ｌ／Ｌ）が０．１８〜０．３５、特
に０．２５〜０．３５であることが重要である。これ
は、この比率が０．１８より下回ると、セラミック焼結
体に顕著な応力集中が生じて亀裂が発生しやすくなるた
めで、０．３５を越えると端子電極成分のマイグレーシ
ョンにより電極同士がショートするといった問題が生じ
るためである。
【００１４】この積層コンデンサのセラミック焼結体２
は、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3 ）や、チタン酸鉛
（ＰｂＴｉＯ3 、ＰｂＺｒＴｉＯ3 ）等を主成分とする
公知の材料からなり、内部電極としては、Ａｇ、Ｐｄ、
Ａｇ−Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｕなど、端子電極３としてはＡ
ｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ−Ｐｄ等から構成される。特に、
端子電極は、Ａｇからなる下地層と、Ｎｉ層と、Ｓｎ層
との積層構造により構成して、半田との濡れ性や端子電
極のセラミック焼結体への密着性を高めることができ
る。
は、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3 ）や、チタン酸鉛
（ＰｂＴｉＯ3 、ＰｂＺｒＴｉＯ3 ）等を主成分とする
公知の材料からなり、内部電極としては、Ａｇ、Ｐｄ、
Ａｇ−Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｕなど、端子電極３としてはＡ
ｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ−Ｐｄ等から構成される。特に、
端子電極は、Ａｇからなる下地層と、Ｎｉ層と、Ｓｎ層
との積層構造により構成して、半田との濡れ性や端子電
極のセラミック焼結体への密着性を高めることができ
る。
【００１５】このような積層コンデンサ１を所定の基板
４に実装する際、基板４の表面に形成された配線層５
と、積層コンデンサ１の端子電極３とをＳｎ−Ｐｂ系共
晶半田などの半田６により接続する。
４に実装する際、基板４の表面に形成された配線層５
と、積層コンデンサ１の端子電極３とをＳｎ−Ｐｂ系共
晶半田などの半田６により接続する。
【００１６】その際、端子電極３における半田６との接
続部分が、図１において、接続部分の高さｈと、セラミ
ック焼結体１の厚みＨとのｈ／Ｈ比が０．７以下、特に
０．５以下、さらには０．３〜０．５であることが重要
である。このｈ／Ｈ比が０．７を越えると、半田の硬化
収縮に起因する応力が増大し、セラミック焼結体に亀裂
が生じやすくなるためである。
続部分が、図１において、接続部分の高さｈと、セラミ
ック焼結体１の厚みＨとのｈ／Ｈ比が０．７以下、特に
０．５以下、さらには０．３〜０．５であることが重要
である。このｈ／Ｈ比が０．７を越えると、半田の硬化
収縮に起因する応力が増大し、セラミック焼結体に亀裂
が生じやすくなるためである。
【００１７】さらに、本発明によれば、積層コンデンサ
１のセラミック焼結体２の端子電極３が形成された端面
の少なくとも角部７を曲面により形成することが望まし
い。具体的には、角部７の曲率半径Ｒとセラミック焼結
体３の厚みＨとのＲ／Ｈで表される比率が０．１〜０．
５、特に０．２５〜０．５であることが望ましい。
１のセラミック焼結体２の端子電極３が形成された端面
の少なくとも角部７を曲面により形成することが望まし
い。具体的には、角部７の曲率半径Ｒとセラミック焼結
体３の厚みＨとのＲ／Ｈで表される比率が０．１〜０．
５、特に０．２５〜０．５であることが望ましい。
【００１８】なお、セラミック焼結体２の端子電極３が
形成された端面は、角部と合わせて稜線も曲面で形成す
ることが望ましく、これらは、通常のバレル研磨加工な
どにより容易に形成することができる。
形成された端面は、角部と合わせて稜線も曲面で形成す
ることが望ましく、これらは、通常のバレル研磨加工な
どにより容易に形成することができる。
【００１９】本発明における実装構造は、上述した積層
コンデンサのみならず、セラミック焼結体の両側端面に
端子電極が形成された電子部品に対しても同様な効果を
奏するもので、例えば積層コイルやＬＣ複合フィルタ等
にも適用できる。
コンデンサのみならず、セラミック焼結体の両側端面に
端子電極が形成された電子部品に対しても同様な効果を
奏するもので、例えば積層コイルやＬＣ複合フィルタ等
にも適用できる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明を具体的な実験例で説明する。 実験例 ＢａＴｉＯ3 を主成分とする３．２×１．６×０．６
（ｍｍ）の形状の誘電体セラミック焼結体の内部にＡｇ
からなる内部電極を形成したコンデンサ本体を作製した
後、その端面にｌ／Ｌ、ｈ／Ｈが表１となるように端子
電極としてＡｇを８０μｍ、Ｎｉを３μｍ、Ｓｎを４μ
ｍの厚みで順次焼き付けた。また、一部の試料について
は、端子電極形成前にバレル研磨によって焼結体の端面
の角部および稜線を面取り加工しその曲率半径を表１に
示した。
（ｍｍ）の形状の誘電体セラミック焼結体の内部にＡｇ
からなる内部電極を形成したコンデンサ本体を作製した
後、その端面にｌ／Ｌ、ｈ／Ｈが表１となるように端子
電極としてＡｇを８０μｍ、Ｎｉを３μｍ、Ｓｎを４μ
ｍの厚みで順次焼き付けた。また、一部の試料について
は、端子電極形成前にバレル研磨によって焼結体の端面
の角部および稜線を面取り加工しその曲率半径を表１に
示した。
【００２１】このコンデンサを７５×５５×０．６（ｍ
ｍ）のアルミナ基板の配線層に対してＳｎ６２％−Ｐｄ
３８％からなる半田を用いて２３０℃で実装した。
ｍ）のアルミナ基板の配線層に対してＳｎ６２％−Ｐｄ
３８％からなる半田を用いて２３０℃で実装した。
【００２２】この実装構造物を−５５℃と１５５℃の油
中に各５分間保持することを１サイクルとする熱衝撃試
験を２００サイクル行った。試験では、それぞれの試料
につき４０個の試料に対して試験を行い、試験後のセラ
ミック焼結体に亀裂が発生したものと、静電容量が低下
したものの数を調べ、結果を表１に示した。
中に各５分間保持することを１サイクルとする熱衝撃試
験を２００サイクル行った。試験では、それぞれの試料
につき４０個の試料に対して試験を行い、試験後のセラ
ミック焼結体に亀裂が発生したものと、静電容量が低下
したものの数を調べ、結果を表１に示した。
【００２３】
【表１】
【００２４】表１の結果から明らかなように、ｌ／Ｌが
０．１８より小さい試料Ｎo.１は、亀裂の発生および静
電容量の低下が多数認められ、０．３５を越える試料Ｎ
o.６では、Ａｇのマイグレーションにより電極間がショ
ートした。また、ｌ／Ｌが０．１８〜０．３５の範囲で
あっても、半田接続部分のｈ／Ｈが０．７を越える試料
Ｎo.７でも亀裂の発生および静電容量の低下が多数認め
られた。
０．１８より小さい試料Ｎo.１は、亀裂の発生および静
電容量の低下が多数認められ、０．３５を越える試料Ｎ
o.６では、Ａｇのマイグレーションにより電極間がショ
ートした。また、ｌ／Ｌが０．１８〜０．３５の範囲で
あっても、半田接続部分のｈ／Ｈが０．７を越える試料
Ｎo.７でも亀裂の発生および静電容量の低下が多数認め
られた。
【００２５】これに対して、ｌ／Ｌが０．１８〜０．３
５、ｈ／Ｈが０．７以下の本発明品は、いずれも亀裂の
発生および静電容量の低下が抑制された。さらに、焼結
体の端面の曲面の曲率半径を大きくするに従い、不良品
の発生がさらに減少した。
５、ｈ／Ｈが０．７以下の本発明品は、いずれも亀裂の
発生および静電容量の低下が抑制された。さらに、焼結
体の端面の曲面の曲率半径を大きくするに従い、不良品
の発生がさらに減少した。
【００２６】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、セ
ラミック電子部品の半田による接続構造において、温度
変化が繰り返し付与されるような過酷な条件下でもセラ
ミック焼結体に亀裂や電気特性の劣化のない、電子部品
の実装時の歩留りが高く長期信頼性に優れた実装構造を
提供できる。
ラミック電子部品の半田による接続構造において、温度
変化が繰り返し付与されるような過酷な条件下でもセラ
ミック焼結体に亀裂や電気特性の劣化のない、電子部品
の実装時の歩留りが高く長期信頼性に優れた実装構造を
提供できる。
【図１】本発明の電子部品の実装構造を説明するための
図である。
図である。
【図２】従来の電子部品の実装構造を説明するための図
である。
である。
１ 積層コンデンサ（セラミック電子部品） ２ セラミック焼結体 ３ 端子電極 ４ 基板 ５ 配線層 ６ 半田 ７ 角部
Claims (2)
- 【請求項１】セラミック焼結体の両端に端子電極を有す
るセラミック電子部品の前記端子電極を所定基板の配線
層に半田付けにより実装した構造において、前記セラミ
ック焼結体の長さ方向における片側端子電極形成部の長
さｌの前記セラミック焼結体の全長Ｌに対する比（ｌ／
Ｌ）が０．１８〜０．３５であり、且つ前記端子電極の
半田との接続部分の高さｈの前記セラミック焼結体の厚
みＨに対する比（ｈ／Ｈ）が０．７以下であることを特
徴とするセラミック電子部品の実装構造。 - 【請求項２】前記セラミック焼結体の端子電極が形成さ
れた端面の少なくとも角部を曲面により形成したことを
特徴とする請求項１記載のセラミック電子部品の実装構
造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7283833A JPH09129478A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | セラミックス電子部品の実装構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7283833A JPH09129478A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | セラミックス電子部品の実装構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09129478A true JPH09129478A (ja) | 1997-05-16 |
Family
ID=17670756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7283833A Pending JPH09129478A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | セラミックス電子部品の実装構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09129478A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007227857A (ja) * | 2006-02-27 | 2007-09-06 | Toshiba Corp | 部品内蔵型プリント基板、プリント基板、電子機器、および電子部品 |
| JP2012212943A (ja) * | 2012-08-06 | 2012-11-01 | Murata Mfg Co Ltd | チップ部品構造体 |
| JP2014086715A (ja) * | 2012-10-18 | 2014-05-12 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 積層セラミック電子部品の製造方法 |
| US9082549B2 (en) | 2011-03-25 | 2015-07-14 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Electronic component |
| JP2017022407A (ja) * | 2011-08-22 | 2017-01-26 | 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． | 積層セラミックキャパシタの回路基板実装構造 |
| JP2018137285A (ja) * | 2017-02-20 | 2018-08-30 | Tdk株式会社 | 電子部品 |
-
1995
- 1995-10-31 JP JP7283833A patent/JPH09129478A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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