(57)【要約】本発明は、加熱冷却温度サイクル試験を行った場合であっても、外部電極とハンダとが接合する部分にクラックが生じない、又は生じたクラックが緩やかに大きくなるセラミック電子部品、及びセラミック電子部品の設計方法を提供する。  本発明は、セラミック焼結体１と、セラミック焼結体１の外側に形成され、導電性樹脂２０を含む外部電極２とを備えるセラミック電子部品１０である。外部電極２は、下地電極３と、導電性樹脂２０と、メッキ６により構成され、実装基板（他の基板）とハンダで接合される外部電極２の表面における線膨張係数と、ハンダの表面における線膨張係数とが一致している。
2012114818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック焼結体と、
該セラミック焼結体の外側に形成され、導電性樹脂を含む外部電極と
を備えるセラミック電子部品であって、
他の基板とハンダで接合される前記外部電極の表面における線膨張係数と、前記ハンダの表面における線膨張係数とが一致していることを特徴とするセラミック電子部品。
【請求項２】
他の基板とハンダで接合される前記導電性樹脂のヤング率が、１ＧＰａ以上、１９ＧＰａ以下の範囲で、他の基板とハンダで接合される前記外部電極の表面における線膨張係数が、１７ｐｐｍ／Ｋ以上、２４ｐｐｍ／Ｋ以下の範囲であることを特徴とする請求項１に記載のセラミック電子部品。
【請求項３】
セラミック焼結体と、
該セラミック焼結体の外側に形成され、導電性樹脂を含む外部電極と
を備えるセラミック電子部品を設計する方法であって、
他の基板とハンダで接合される前記外部電極の表面における線膨張係数と、前記ハンダの表面における線膨張係数とが一致するように、前記導電性樹脂におけるヤング率及び線膨張係数を決定することを特徴とするセラミック電子部品の設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミック焼結体の外側に外部電極が形成されたセラミック電子部品、及び該セラミック電子部品の設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示してあるセラミック電子部品は、セラミック焼結体と、セラミック焼結体の外側に形成された外部電極とを備え、外部電極は、外部からの衝撃又は熱膨張差を緩衝及び吸収する導電性樹脂で形成されている。また、特許文献１では、セラミック電子部品をハンダで実装基板に接合し、実装基板に接合したセラミック電子部品を所定の高さから繰り返し落下させて、セラミック電子部品のクラックの発生率を評価している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２９５０７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示してあるセラミック電子部品では、外部電極を形成する導電性樹脂におけるヤング率を小さくする（導電性樹脂を柔らかくする）ことで、セラミック電子部品を所定の高さから落下させた場合であっても、セラミック電子部品のクラックの発生率が低くなることが示されている。しかし、特許文献１に開示してあるセラミック電子部品に対して、加熱冷却温度サイクル試験を行った場合、外部電極を形成する導電性樹脂のヤング率を小さくしたときでも、外部電極とハンダとが接合する部分にクラックが生じ、生じたクラックがサイクル数の増加とともに大きくなるので、外部電極とハンダとの接合の信頼性が低いという問題があった。【０００５】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、加熱冷却温度サイクル試験を行った場合であっても、外部電極とハンダとが接合する部分にクラックが生じない、又は生じたクラックが緩やかに大きくなるセラミック電子部品、及びセラミック電子部品の設計方法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】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明に係るセラミック電子部品は、セラミック焼結体と、該セラミック焼結体の外側に形成され、導電性樹脂を含む外部電極とを備えるセラミック電子部品であって、他の基板とハンダで接合される前記外部電極の表面における線膨張係数と、前記ハンダの表面における線膨張係数とが一致していることを特徴とする。【０００７】
上記構成では、導電性樹脂を含み、他の基板とハンダで接合される外部電極の表面における線膨張係数と、ハンダの表面における線膨張係数とが一致しているので、加熱冷却温度サイクル試験を行った場合、熱膨張と熱収縮とを繰り返すハンダの表面に追従して、他の基板とハンダで接合される外部電極の表面も同様に熱膨張と熱収縮とを繰り返すことにより、外部電極とハンダとが接合する部分にクラックが生じない、又はクラックが生じてもサイクル数の増加とともに緩やかに大きくなるため外部電極とハンダとの接合の信頼性が高くなる。【０００８】
また、本発明に係るセラミック電子部品は、他の基板とハンダで接合される前記導電性樹脂のヤング率が、１ＧＰａ以上、１９ＧＰａ以下の範囲で、他の基板とハンダで接合される前記外部電極の表面における線膨張係数が、１７ｐｐｍ／Ｋ以上、２４ｐｐｍ／Ｋ以下の範囲であることが好ましい。【０００９】
上記構成では、他の基板とハンダで接合される外部電極に含まれる導電性樹脂のヤング率が、１ＧＰａ以上、１９ＧＰａ以下の範囲で、他の基板とハンダで接合される外部電極の表面における線膨張係数が、１７ｐｐｍ／Ｋ以上、２４ｐｐｍ／Ｋ以下の範囲であるので、加熱冷却温度サイクル試験を行った場合、熱膨張と熱収縮とを繰り返すハンダの表面に追従して、他の基板とハンダで接合される外部電極の表面も同じように熱膨張と熱収縮とを繰り返すことができる。【００１０】
次に、上記目的を達成するために本発明に係るセラミック電子部品の設計方法は、セラミック焼結体と、該セラミック焼結体の外側に形成され、導電性樹脂を含む外部電極とを備えるセラミック電子部品を設計する方法であって、他の基板とハンダで接合される前記外部電極の表面における線膨張係数と、前記ハンダの表面における線膨張係数とが一致するように、前記導電性樹脂におけるヤング率及び線膨張係数を決定することを特徴とする。【００１１】
上記構成では、導電性樹脂を含み、他の基板とハンダで接合される外部電極の表面における線膨張係数と、ハンダの表面における線膨張係数とが一致するように、導電性樹脂におけるヤング率及び線膨張係数を決定するので、加熱冷却温度サイクル試験を行った場合、熱膨張と熱収縮とを繰り返すハンダの表面に追従して、他の基板とハンダで接合される外部電極の表面も同様に熱膨張と熱収縮とを繰り返すことにより、外部電極とハンダとが接合する部分にクラックが生じない、又はクラックが生じてもサイクル数の増加とともに緩やかに大きくなるため外部電極とハンダとの接合の信頼性が高いセラミック電子部品を設計することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るセラミック電子部品では、導電性樹脂を含み、他の基板とハンダで接合される外部電極の表面における線膨張係数と、ハンダの表面における線膨張係数とが一致しているので、加熱冷却温度サイクル試験を行った場合、熱膨張と熱収縮とを繰り返すハンダの表面に追従して、他の基板とハンダで接合される外部電極の表面も同様に熱膨張と熱収縮とを繰り返すことにより、外部電極とハンダとが接合する部分にクラックが生じない、又はクラックが生じてもサイクル数の増加とともに緩やかに大きくなるため外部電極とハンダとの接合の信頼性が高くなる。【００１３】
本発明に係るセラミック電子部品の設計方法では、導電性樹脂を含み、他の基板とハンダで接合される外部電極の表面における線膨張係数と、ハンダの表面における線膨張係数とが一致するように、導電性樹脂におけるヤング率及び線膨張係数を決定するので、加熱冷却温度サイクル試験を行った場合、熱膨張と熱収縮とを繰り返すハンダの表面に追従して、他の基板とハンダで接合される外部電極の表面も同様に熱膨張と熱収縮とを繰り返すことにより、外部電極とハンダとが接合する部分にクラックが生じない、又はクラックが生じてもサイクル数の増加とともに緩やかに大きくなるため外部電極とハンダとの接合の信頼性が高いセラミック電子部品を設計することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係るセラミック電子部品の構成を示す概略図である。
【図２】シミュレーション法を用いて求めた外部電極の表面における線膨張係数と、導電性樹脂の線膨張係数との関係を示すグラフである。
【図３】本発明の実施の形態に係るセラミック電子部品に対して、シミュレーション法を用いて加熱冷却温度サイクル試験を行った場合のシミュレーション結果を示す概略図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る別のセラミック電子部品に対して、シミュレーション法を用いて加熱冷却温度サイクル試験を行った場合のシミュレーション結果を示す概略図である。
【図５】シミュレーション法を用いて加熱冷却温度サイクル試験を行った場合の、外部電極の表面における線膨張係数と、外部電極とハンダとが接合する部分が破断するサイクル数との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
図１は、本発明の実施の形態に係るセラミック電子部品の構成を示す概略図である。図１に示すように、セラミック電子部品１０は、セラミック焼結体１、セラミック焼結体１の外側に形成された外部電極２を備えている。セラミック電子部品１０は、例えばチップ型積層コンデンサ、チップ抵抗器等である。
【００１７】
セラミック焼結体１は、チタン酸バリウム等の誘電体セラミックスからなり、内部に図示しない内部電極が形成されている。内部電極は、セラミック層を介して重なり合うように配置されており、セラミック焼結体１の側面から一部が露出している。
【００１８】
外部電極２は、内部電極の一部が側面から露出しているセラミック焼結体１の外側に形成され、内部電極と電気的に接続してある。外部電極２は導電性樹脂２０を含み、厚みが２０〜１５０μｍになるよう形成されている。導電性樹脂２０は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂に、Ａｇ、Ｃｕ等の導電性粉末を分散させて形成している。なお、セラミック電子部品１０では、セラミック焼結体１の外側に形成された外部電極２を強固に密着させるため、セラミック焼結体１の表面と導電性樹脂２０との間に下地電極３を形成してある。下地電極３は、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ｃｕ等の金属粉末を成分とする導電ペーストを塗布し、焼き付けることにより形成されている。導電性樹脂２０の外側にはメッキ６が電解メッキにより形成されている。メッキ６としては、Ｎｉメッキ、Ｓｎメッキ、ハンダメッキ等が挙げられる。本実施の形態における外部電極２は、下地電極３、導電性樹脂２０、メッキ６により構成されている。
【００１９】
セラミック電子部品１０は、ハンダで外部電極２を、図示していない実装基板（他の基板）に実装して用いられる。そのため、実装基板に実装したセラミック電子部品１０は、外部電極２とハンダ４との接合の信頼性を検証するために信頼性試験として、例えば加熱冷却温度サイクル試験を行う。加熱冷却温度サイクル試験は、例えば、セラミック電子部品１０を槽内温度が−４０度の槽に３０分間入れ、次に槽内温度が１２５度の槽に３０分間入れる試験を１サイクルとした信頼性試験である。従来のセラミック電子部品に対して加熱冷却温度サイクル試験を行った場合、外部電極を形成する導電性樹脂のヤング率を小さくして導電性樹脂を柔らかくしたときでも、外部電極とハンダとが接合する部分にクラックが生じ、生じたクラックがサイクル数の増加とともに大きくなり外部電極とハンダとの接合の信頼性が低かった。
【００２０】
そこで、本発明の実施の形態に係るセラミック電子部品１０に対して、実装基板とハンダで接合される外部電極２の表面における線膨張係数と、ハンダの表面における線膨張係数とを一致させて、加熱冷却温度サイクル試験を行った場合、熱膨張と熱収縮とを繰り返すハンダの表面に追従して、実装基板とハンダで接合される外部電極２の表面も同じように熱膨張と熱収縮とを繰り返すことにより、外部電極２とハンダとの接合の信頼性を高くできることを考えた。つまり、実装基板とハンダで接合される外部電極２の表面における線膨張係数と、ハンダの表面における線膨張係数とが一致するように、導電性樹脂２０の物性（ヤング率、線膨張係数等）を決定し、セラミック電子部品１０を設計している。なお、実装基板とハンダで接合される外部電極２の表面における線膨張係数は、外部電極２に含まれる導電性樹脂２０の線膨張係数と一致せず、外部電極２の形状、実装基板とハンダで接合する位置等により変動する。
【００２１】
そのため、実装基板とハンダで接合される外部電極２の表面における線膨張係数は、実際にセラミック電子部品１０を作成し、作成したセラミック電子部品１０に対してデジタル画像相関法等を用いて求める。具体的には、デジタル画像相関法等を用いて、セラミック電子部品１０を温度ΔＴだけ変化させた場合の、外部電極２の表面における、ある二点間の距離の変化（Ｌ１からＬ２への変化）を測定して、（Ｌ２−Ｌ１）／ΔＴ／Ｌ１の値から、実装基板とハンダで接合される外部電極２の表面における線膨張係数を求める。ここで、デジタル画像相関法とは、セラミック電子部品１０の外部電極２の表面にランダムなパターンを形成し、温度ΔＴだけ変化させた場合の前後のセラミック電子部品１０を撮影して取得した画像データから、表面に形成されたランダムなパターンを追跡することで熱変形量を測定し、測定した熱変形量に基づいて実装基板とハンダで接合される外部電極２の表面における線膨張係数を求める方法である。
【００２２】
また、実際にセラミック電子部品１０を作成することなく、実装基板とハンダで接合される外部電極２の表面における線膨張係数を求める方法として、シミュレーション法がある。シミュレーション法でも、セラミック電子部品１０を温度ΔＴだけ変化させた場合の、外部電極２の表面における任意の二点間の距離の変化（Ｌ１からＬ２への変化）を測定して、（Ｌ２−Ｌ１）／ΔＴ／Ｌ１の値から、実装基板とハンダで接合される外部電極２の表面における線膨張係数を求める。
【００２３】
シミュレーション法は、有限要素法を用いてセラミック電子部品１０の構造解析を行うことで、実装基板とハンダで接合される外部電極２の表面における線膨張係数を求める方法である。また、シミュレーション法では、セラミック電子部品１０をハンダで実装基板に接合した構造の有限要素法モデルを作成し、作成した有限要素法モデルに対して加熱冷却温度サイクル試験を行った場合に、ハンダに生じる非弾性歪み振幅Δεを求めている。さらに、求めた非弾性歪み振幅Δεに、Ｍａｎｓｏｎ−Ｃｏｆｆｉｎ則及び線形被害則を適用して、ハンダに蓄積されるダメージを計算し、所定のダメージに達した要素はクラックが生じたとして削除することで、外部電極２とハンダとが接合する部分にクラックが生じる様子等をシミュレーションしている。なお、シミュレーションで計算された破断サイクル数は、実測サンプルの破断サイクル数と比較して補正係数を乗じることで、実際の破断サイクル数とみなすことができる。
【００２４】
以下の説明では、シミュレーション法を用いて、実装基板とハンダで接合される外部電極２の表面における線膨張係数を求める場合について説明する。なお、本発明は、実装基板とハンダで接合される外部電極２の表面における線膨張係数を求める場合に限定されるものではない。図２は、シミュレーション法を用いて求めた外部電極２の表面における線膨張係数と、導電性樹脂２０の線膨張係数との関係を示すグラフである。図２においては、導電性樹脂２０の線膨張係数を２０〜３００ｐｐｍ／Ｋの範囲で変化させた場合、実装基板とハンダで接合される外部電極２の表面における線膨張係数は１２〜３４ｐｐｍ／Ｋの範囲で変化する。ここで、ハンダの表面における線膨張係数を２６ｐｐｍ／Ｋとし、導電性樹脂２０の線膨張係数を２００ｐｐｍ／Ｋとした場合、実装基板とハンダで接合される外部電極２の表面における線膨張係数が２６ｐｐｍ／Ｋとなり、ハンダの表面における線膨張係数と一致する。線膨張係数の一致度合は、±３０％の範囲であれば良い。例えば、ハンダの表面における線膨張係数を２６ｐｐｍ／Ｋとした場合、外部電極２の表面における線膨張係数が１８〜３４ｐｐｍ／Ｋの範囲となるように設計すれば良い。外部電極２に導電性樹脂２０を含むことにより、線膨張係数の値の設計を意図的に行うことができる。
【００２５】
次に、導電性樹脂２０の線膨張係数を２００ｐｐｍ／Ｋとして、実装基板（他の基板）とハンダで接合される外部電極２の表面における線膨張係数（２６ｐｐｍ／Ｋ）が、ハンダの線膨張係数と一致しているセラミック電子部品１０に対して加熱冷却温度サイクル試験を行った場合の結果について、シミュレーション法を用いて説明する。図３は、本発明の実施の形態に係るセラミック電子部品１０に対して、シミュレーション法を用いて加熱冷却温度サイクル試験を行った場合のシミュレーション結果を示す概略図である。図３（ａ）に示すシミュレーション結果は、セラミック電子部品１０に対して、３８１４サイクルの加熱冷却温度サイクル試験を行った場合のシミュレーション結果を示している。セラミック電子部品１０は、導電性樹脂２０のヤング率を１ＧＰａ、導電性樹脂２０の線膨張係数を２００ｐｐｍ／Ｋとした場合の、実装基板５とハンダ４で接合される外部電極２の表面における線膨張係数が、ハンダ４の表面における線膨張係数と一致している。シミュレーション結果には、実装基板５とハンダ４で外部電極２が接合されているセラミック電子部品１０に、有限要素法で用いるメッシュが図示してあり、３８１４サイクルの加熱冷却温度サイクル試験を行った場合であっても、外部電極２とハンダ４とが接合する部分４０のメッシュに変化がなく、矢印で示す方向にクラックが生じていない。
【００２６】
一方、図３（ｂ）に示すシミュレーション結果は、セラミック電子部品１０に対して、３９５０サイクルの加熱冷却温度サイクル試験を行った場合のシミュレーション結果を示している。セラミック電子部品１０は、導電性樹脂２０のヤング率を１０ＧＰａ、導電性樹脂２０の線膨張係数を２６ｐｐｍ／Ｋとした場合の、実装基板５とハンダ４で接合される外部電極２の表面における線膨張係数が、ハンダ４の表面における線膨張係数と一致していない。シミュレーション結果には、実装基板５とハンダ４で外部電極２が接合されているセラミック電子部品１０に、有限要素法で用いるメッシュが図示してあり、３９５０サイクルの加熱冷却温度サイクル試験を行った場合に、外部電極２とハンダ４とが接合する部分４０のメッシュに変化があり、矢印で示す方向にクラック４１が生じている。
【００２７】
また、実装基板５とハンダ４で接合される外部電極２の表面における線膨張係数が、ハンダ４の表面における線膨張係数と一致しているセラミック電子部品１０は、実装基板５とハンダ４で接合される外部電極２の表面における線膨張係数が、ハンダ４の表面における線膨張係数と一致していないセラミック電子部品１０に比べて、クラック４１が生じてもサイクル数の増加とともに緩やかに大きくなる。セラミック電子部品１０の実装基板５とハンダ４で接合される外部電極２の表面における線膨張係数とハンダ４の界面（表面）の線膨張係数とが一致するようにセラミック電子部品１０を設計することにより、外部電極２とハンダ４との接合の信頼性が高くなる。
【００２８】
次に、図４は、本発明の実施の形態に係る別のセラミック電子部品１１に対して、シミュレーション法を用いて加熱冷却温度サイクル試験を行った場合のシミュレーション結果を示す概略図である。図４に示すシミュレーション結果は、セラミック電子部品１１に対して、３７２１サイクルの加熱冷却温度サイクル試験を行った場合のシミュレーション結果を示している。セラミック電子部品１１は、導電性樹脂２０のヤング率を１９ＧＰａ、導電性樹脂２０の線膨張係数を１７７ｐｐｍ／Ｋとした場合の、実装基板（他の基板）５とハンダ４で接合される外部電極２の表面における線膨張係数が、ハンダ４の表面における線膨張係数と一致している。シミュレーション結果には、実装基板５とハンダ４で外部電極２が接合されているセラミック電子部品１１に、有限要素法で用いるメッシュが図示してあり、３７２１サイクルの加熱冷却温度サイクル試験を行った場合であっても、外部電極２とハンダ４とが接合する部分４０のメッシュに変化がなく、矢印で示す方向にクラック４１が生じていない。
【００２９】
図５は、シミュレーション法を用いて加熱冷却温度サイクル試験を行った場合の、外部電極２の表面における線膨張係数と、外部電極２とハンダ４とが接合する部分４０が破断するサイクル数との関係を示すグラフである。図５には、導電性樹脂２０のヤング率が１ＧＰａのセラミック電子部品１１に対して加熱冷却温度サイクル試験を行った場合と、導電性樹脂２０のヤング率が１９ＧＰａのセラミック電子部品１０に対して加熱冷却温度サイクル試験を行った場合とを示している。導電性樹脂２０のヤング率が１ＧＰａのセラミック電子部品１１に対して加熱冷却温度サイクル試験を行った場合、外部電極２の表面における線膨張係数を１１〜４７ｐｐｍ／Ｋの範囲で変化させたときの、外部電極２とハンダ４とが接合する部分４０がクラック４１により破断するサイクル数を示している。外部電極２の表面における線膨張係数を１４〜２９ｐｐｍ／Ｋの範囲で変化させた場合、サイクル数が１２０００サイクル以上となり、外部電極２の表面における線膨張係数の変化に対するサイクル数が高い値を示す。また、導電性樹脂２０のヤング率が１９ＧＰａのセラミック電子部品１０に対して加熱冷却温度サイクル試験を行った場合、外部電極２の表面における線膨張係数を１０〜３４ｐｐｍ／Ｋの範囲で変化させたときの、外部電極２とハンダ４とが接合する部分４０がクラック４１により破断するサイクル数を示している。外部電極２の表面における線膨張係数を１７〜２４ｐｐｍ／Ｋの範囲で変化させた場合、サイクル数が１１０００サイクル以上となり、外部電極２の表面における線膨張係数の変化に対するサイクル数が高い値を示す。
【００３０】
加熱冷却温度サイクル試験を行った場合の、導電性樹脂２０のヤング率が小さくなるに従って、外部電極２とハンダ４とが接合する部分４０がクラック４１により破断するサイクル数が１１０００サイクル以上となり、導電性樹脂２０の表面における線膨張係数を変化させる範囲は広くなる。そのため、導電性樹脂２０のヤング率が１ＧＰａ以上、１９ＧＰａ以下のセラミック電子部品１０、１１に対して、加熱冷却温度サイクル試験を行った場合のサイクル数が１１０００サイクル以上となるまで外部電極２とハンダ４とが接合する部分４０がクラック４１により破断しないようにするためには、実装基板５とハンダ４で接合される外部電極２の表面における線膨張係数を変化させる範囲を、１７ｐｐｍ／Ｋ以上、２４ｐｐｍ／Ｋ以下にする必要がある。
【００３１】
エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂に、Ａｇ、Ｃｕ等の導電性粉末を分散させて形成されている導電性樹脂２０は、例えば、イミダゾール系触媒（０．４重量％）、ノボラックフェノール（１．６重量％）、ビスフェノールＡ型エポキシ（６．０重量％）、ポリカルボン酸系分散剤（１．０重量％）、Ａｇ粉末（９１．０重量％）が成分として含まれている。そのため、導電性樹脂２０の成分のうち、ノボラックフェノールとビスフェノールＡ型エポキシとの比率を一定にしたまま、ノボラックフェノール及びビスフェノールＡ型エポキシの量を調整することで、導電性樹脂２０のヤング率、線膨張係数を変更することができる。
【００３２】
以上のように、本発明の実施の形態に係るセラミック電子部品１０、１１は、外部電極２は導電性樹脂２０を含んで形成され、実装基板５とハンダ４で接合される外部電極２の表面における線膨張係数と、ハンダ４の表面における線膨張係数とが一致するように、導電性樹脂２０におけるヤング率及び線膨張係数を決定しているので、加熱冷却温度サイクル試験を行った場合、熱膨張と熱収縮とを繰り返すハンダ４の表面に追従して、実装基板５とハンダ４で接合される外部電極２の表面も同じように熱膨張と熱収縮とを繰り返すことにより、外部電極２とハンダ４とが接合する部分４０にクラック４１が生じない、又はクラック４１が生じてもサイクル数の増加とともに緩やかに大きくなるため外部電極２とハンダ４との接合の信頼性が高くなる。
【符号の説明】
【００３３】
１  セラミック焼結体
２  外部電極
３  下地電極
４  ハンダ
５  実装基板
６  メッキ
１０、１１  セラミック電子部品
２０  導電性樹脂
４１  クラック
【図１】
2012114818.tif 000003
【図２】
2012114818.tif 000004
【図５】
2012114818.tif 000005
【図３】
2012114818.tif 000006
【図４】
2012114818.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成26年3月13日(2014.3.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明に係るセラミック電子部品は、セラミック焼結体と、該セラミック焼結体の外側に形成され、導電性樹脂を含む外部電極とを備えるセラミック電子部品であって、他の基板とハンダで接合される前記外部電極の表面における線膨張係数と、前記ハンダの表面における線膨張係数とが一致しており、他の基板とハンダで接合される前記導電性樹脂のヤング率が、１ＧＰａ以上、１９ＧＰａ以下の範囲で、他の基板とハンダで接合される前記外部電極の表面における線膨張係数が、１７ｐｐｍ／Ｋ以上、２４ｐｐｍ／Ｋ以下の範囲であることを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、他の基板とハンダで接合される外部電極に含まれる導電性樹脂のヤング率が、１ＧＰａ以上、１９ＧＰａ以下の範囲で、他の基板とハンダで接合される外部電極の表面における線膨張係数が、１７ｐｐｍ／Ｋ以上、２４ｐｐｍ／Ｋ以下の範囲であるので、加熱冷却温度サイクル試験を行った場合、熱膨張と熱収縮とを繰り返すハンダの表面に追従して、他の基板とハンダで接合される外部電極の表面も同じように熱膨張と熱収縮とを繰り返すことができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
次に、上記目的を達成するために本発明に係るセラミック電子部品の設計方法は、セラミック焼結体と、該セラミック焼結体の外側に形成され、導電性樹脂を含む外部電極とを備えるセラミック電子部品を設計する方法であって、他の基板とハンダで接合される前記外部電極の表面における線膨張係数と、前記ハンダの表面における線膨張係数とが一致するように、前記導電性樹脂におけるヤング率及び線膨張係数を決定するにあたり、他の基板とハンダで接合される前記導電性樹脂のヤング率が、１ＧＰａ以上、１９ＧＰａ以下の範囲で、他の基板とハンダで接合される前記外部電極の表面における線膨張係数が、１７ｐｐｍ／Ｋ以上、２４ｐｐｍ／Ｋ以下の範囲であることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上記構成では、導電性樹脂を含み、他の基板とハンダで接合される外部電極の表面における線膨張係数と、ハンダの表面における線膨張係数とが一致するように、導電性樹脂におけるヤング率及び線膨張係数を決定するので、加熱冷却温度サイクル試験を行った場合、熱膨張と熱収縮とを繰り返すハンダの表面に追従して、他の基板とハンダで接合される外部電極の表面も同様に熱膨張と熱収縮とを繰り返すことにより、外部電極とハンダとが接合する部分にクラックが生じない、又はクラックが生じてもサイクル数の増加とともに緩やかに大きくなるため外部電極とハンダとの接合の信頼性が高いセラミック電子部品を設計することができる。
また、他の基板とハンダで接合される外部電極に含まれる導電性樹脂のヤング率が、１ＧＰａ以上、１９ＧＰａ以下の範囲で、他の基板とハンダで接合される外部電極の表面における線膨張係数が、１７ｐｐｍ／Ｋ以上、２４ｐｐｍ／Ｋ以下の範囲であるので、加熱冷却温度サイクル試験を行った場合、熱膨張と熱収縮とを繰り返すハンダの表面に追従して、他の基板とハンダで接合される外部電極の表面も同じように熱膨張と熱収縮とを繰り返すことができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明に係るセラミック電子部品では、導電性樹脂を含み、他の基板とハンダで接合される外部電極の表面における線膨張係数と、ハンダの表面における線膨張係数とが一致しているので、加熱冷却温度サイクル試験を行った場合、熱膨張と熱収縮とを繰り返すハンダの表面に追従して、他の基板とハンダで接合される外部電極の表面も同様に熱膨張と熱収縮とを繰り返すことにより、外部電極とハンダとが接合する部分にクラックが生じない、又はクラックが生じてもサイクル数の増加とともに緩やかに大きくなるため外部電極とハンダとの接合の信頼性が高くなる。
また、他の基板とハンダで接合される外部電極に含まれる導電性樹脂のヤング率が、１ＧＰａ以上、１９ＧＰａ以下の範囲で、他の基板とハンダで接合される外部電極の表面における線膨張係数が、１７ｐｐｍ／Ｋ以上、２４ｐｐｍ／Ｋ以下の範囲であるので、加熱冷却温度サイクル試験を行った場合、熱膨張と熱収縮とを繰り返すハンダの表面に追従して、他の基板とハンダで接合される外部電極の表面も同じように熱膨張と熱収縮とを繰り返すことができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明に係るセラミック電子部品の設計方法では、導電性樹脂を含み、他の基板とハンダで接合される外部電極の表面における線膨張係数と、ハンダの表面における線膨張係数とが一致するように、導電性樹脂におけるヤング率及び線膨張係数を決定するので、加熱冷却温度サイクル試験を行った場合、熱膨張と熱収縮とを繰り返すハンダの表面に追従して、他の基板とハンダで接合される外部電極の表面も同様に熱膨張と熱収縮とを繰り返すことにより、外部電極とハンダとが接合する部分にクラックが生じない、又はクラックが生じてもサイクル数の増加とともに緩やかに大きくなるため外部電極とハンダとの接合の信頼性が高いセラミック電子部品を設計することができる。
また、他の基板とハンダで接合される外部電極に含まれる導電性樹脂のヤング率が、１ＧＰａ以上、１９ＧＰａ以下の範囲で、他の基板とハンダで接合される外部電極の表面における線膨張係数が、１７ｐｐｍ／Ｋ以上、２４ｐｐｍ／Ｋ以下の範囲であるので、加熱冷却温度サイクル試験を行った場合、熱膨張と熱収縮とを繰り返すハンダの表面に追従して、他の基板とハンダで接合される外部電極の表面も同じように熱膨張と熱収縮とを繰り返すことができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック焼結体と、
該セラミック焼結体の外側に形成され、導電性樹脂を含む外部電極と
を備えるセラミック電子部品であって、
他の基板とハンダで接合される前記外部電極の表面における線膨張係数と、前記ハンダの表面における線膨張係数とが一致しており、
他の基板とハンダで接合される前記導電性樹脂のヤング率が、１ＧＰａ以上、１９ＧＰａ以下の範囲で、他の基板とハンダで接合される前記外部電極の表面における線膨張係数が、１７ｐｐｍ／Ｋ以上、２４ｐｐｍ／Ｋ以下の範囲であることを特徴とするセラミック電子部品。
【請求項２】
セラミック焼結体と、
該セラミック焼結体の外側に形成され、導電性樹脂を含む外部電極と
を備えるセラミック電子部品を設計する方法であって、
他の基板とハンダで接合される前記外部電極の表面における線膨張係数と、前記ハンダの表面における線膨張係数とが一致するように、前記導電性樹脂におけるヤング率及び線膨張係数を決定するにあたり、
他の基板とハンダで接合される前記導電性樹脂のヤング率が、１ＧＰａ以上、１９ＧＰａ以下の範囲で、他の基板とハンダで接合される前記外部電極の表面における線膨張係数が、１７ｐｐｍ／Ｋ以上、２４ｐｐｍ／Ｋ以下の範囲であることを特徴とするセラミック電子部品の設計方法。
【国際調査報告】
2012114818.tif 000008
2012114818.tif 000009