(57)【要約】【課題】特にガラスセラミック等脆い材質の基板を用いた多層構造の電子部品の場合、実装基板との熱膨張係数差による熱応力によって、キャスタレーションの積層段差部分にクラックが発生する場合があった。【解決手段】あらかじめグリーンシート１１の分割ライン９に沿って設けるキャスタレーションを形成するための貫通孔８の大きさを段階的に変化させ、分割して得られる電子部品のキャスタレーションの開口寸法Ｄが下層ほど大きくなっている状態にすることで、熱応力の集中を抑制してクラックの発生を抑制した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電極としてキャスタレーションを有する積層構造の電子部品において、上記キャスタレーションの積層方向における開口寸法が、実装基板側に近いほど段階的に大きく形成されていることを特徴とする電子部品。
【請求項２】
キャスタレーションを形成するための貫通孔が分割ラインに沿って所定数設けられた基板材料を複数枚積層する工程を備えた電子部品の製造方法において、各基板材料に設ける上記キャスタレーションを形成するための貫通孔の大きさが、実装基板側に近い基板材料ほど大きくなるように形成したことを特徴とする電子部品の製造方法。
【請求項３】
隣接する基板材料における上記貫通孔の内寸の差は、積層時の位置ずれ誤差よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、外部電極としてキャスタレーション（半円スルーホール型接合電極）を有する積層（多層）構造の電子部品、及びその電子部品の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高速情報通信の実現のため高速で信号のやりとりを行う必要から、低誘電率である等の電気特性に優れたセラミック基板を基材とする電子部品が普及しつつある。セラミック基板は、キャスタレーションに相当する部分にあらかじめ開口部を形成したグリーンシートを積層し、一括焼成して製造される。セラミック等脆い材質の基板を用いた電子部品の場合、実装基板との熱膨張係数差による熱応力によって、キャスタレーションの近傍にクラックが発生する場合があった。
【０００３】
図５〜図７はこの発明の特長を明確にするために対比用として示す従来技術を説明する図であり、図５は外部電極としてキャスタレーションを有する電子部品を模式的に示す斜視図、図６は図５のＶＩ−ＶＩ線における矢視断面図、図７は１２５℃〜−４０℃の温度サイクル試験を１０００サイクル行ったサンプルについて撮影されたキャスタレーション部分の断面を示す顕微鏡写真である。図に示すように、四角形に形成された電子部品１は、積層されたセラミック基板１０からなり、その側面部にはキャスタレーション２がこの例では各辺に３ヶ所ずつ設けられている。この電子部品１を実装基板としてのプリント基板３上に実装するときは、プリント基板３上に設けられたパッド４とキャスタレーション２が対応するように載置され、半田５によってパッド４とキャスタレーション２が電気的、機械的に接合される。なお、６は上記温度サイクル試験によって生じたクラック、７ａ、７ｂはセラミック基板の積層段差である。
【０００４】
このような従来技術に対して、キャスタレーション電極にガラスフリットを含んだ金属コーティングを施すことで、クラックの発生を抑制しようとする方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。また、グリーンシートを積層する際に、多層基板の分割線に沿って、段階的にスリットや丸穴の直径や幅を広げたグリーンシートを積層し、分割後の多層基板の端面を階段状の構造としたものがある（例えば特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３０７９４７号公報（第１頁、図１）
【特許文献２】特開２００４−３１８３５号公報（第５頁、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のような外部電極としてキャスタレーションを備えた従来の電子部品では、セラミック基板１０を積層する段階で位置ずれが生じ、上部層が下部層よりも奥まった積層段差に熱応力が集中して、クラックの発生起点となりやすく、図７に示すように、セラミック基板１０の積層段差７ａ、７ｂを起点にクラックが発生するという問題があった。また、特許文献１に例示されたものでは、ガラスフリットを混合することで電気抵抗が大きくなり、電気特性に影響を与えて電子部品の機能を満足できないという問題があった。さらに、特許文献２に例示されたものでは、分割時の剥離や欠けの発生に有効であるが、キャスタレーションの熱応力の問題を解決するものではなく、また個片分割線に沿ってスリットの打抜き加工を施した第２のグリーンシートをカッティングヘッドに吸着させてグリーンシートの所定位置に積層する工程が必要なため、積層加工が難しいという課題があった。
【０００７】
この発明は上記のような従来技術の課題を解消するためになされたもので、実装基板との熱膨張係数差による熱応力によってキャスタレーション部の積層段差に生じるクラックの発生を抑え、また電極接続部の電気抵抗の増加を抑え、加工が容易な電気部品、及び電気部品の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明による電子部品においては、外部電極としてキャスタレーションを有する積層構造の電子部品において、上記キャスタレーションの積層方向における開口寸法が、実装基板側に近いほど段階的に大きく形成したことにより、課題を解消したものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明においては、グリーンシートに形成するキャスタレーションのための貫通孔を、基板側に近いほど大きくなるようにあらかじめ段階的に変化させ、分割して得られた電子部品のキャスタレーションの開口寸法が、下層ほど大きくなるようにしたことで、熱応力の集中を抑制してクラックの発生を抑制する。また、電気抵抗の増加もなく、加工も容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１及び図２は、この発明を実施するための実施の形態１による電子部品を説明するための図であり、図１は電子部品を実装基板としてのプリント基板に実装したときのキャスタレーション部分を模式的に示す断面図、図２は１２５℃〜−４０℃の温度サイクル試験を１０００サイクル行ったサンプルについて撮影されたキャスタレーション部分の断面を示す顕微鏡写真、図３はキャスタレーション部分の開口寸法を説明する下面図である。図４ａ及び図４ｂは、図１に示す実施の形態１による電子部品の製造方法を説明するための図であり、図４ａは積層する前のグリーンシートを模式的に示す斜視図、図４ｂは積層状態を模式的に示す斜視図である。図において、電子部品１は、積層された多層構造のセラミック基板１０からなり、その側面部所定部にはキャスタレーション２が設けられている。この電子部品１を実装基板であるプリント基板３上に実装するときは、プリント基板３上に設けられたパッド４とキャスタレーション２が対応するように載置され、半田５によってパッド４とキャスタレーション２が電気的、機械的に接合される。
【００１１】
上記電子部品１は、図４ａ、図４ｂに模式的に示すように、キャスタレーションを形成するための複数の円形の貫通孔８が、ダイシングライン９に沿ってそれぞれ設けられ、導体パターンなどの電気回路（図示省略）が印刷により設けられた複数の基板材料としてのグリーンシート１１を積層し、焼成した後、ダイシングライン９に沿って分割して作られるが、上記貫通孔８の直径は積層方向に段階的に変化している。即ち、図の下側がプリント基板３に実装される側としたとき、図の上側から下側に向かって、グリーンシート１１ａには直径ａの貫通孔８ａ、グリーンシート１１ｂには直径ｂの貫通孔８ｂ、グリーンシート１１ｃには直径ｃの貫通孔８ｃ、グリーンシート１１ｄには直径ｄの貫通孔８ｄがそれぞれダイシングライン９に沿って設けられており、各貫通孔８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの直径は、ａ＜ｂ＜ｃ＜ｄとなるように、下層側に行くに従って大きくなるように形成されている。なお、各図を通じて同一符号は同一もしくは相当部分を示すものとする。
【００１２】
上記電子部品１は、貫通孔８を形成したグリーンシート（焼成前のセラミック材料）を図４ａのように下層側ほど直径が大きくなるように順番に重ね合わせ、図４ｂのように重ねた後、１０００℃以上の高温で一括焼成し、ダイシングライン９に沿ってダイシングして分割することによって得られる。上記貫通孔８の内寸（ここでは直径）は、この実施の形態１においては、上層側から８ａが０．３ｍｍ、８ｂが０．４ｍｍ、８ｃが０．５ｍｍ、８ｄが０．６ｍｍである。
【００１３】
これらのグリーンシート１１を積層する際には、図示を省略している位置決めピンを用いる方法が一般的であるが、その場合、約０．０３ｍｍ程度の位置ずれが生じるが、グリーンシート１１の貫通孔８は、上下の層では半径０．０５ｍｍの差があるため、位置ずれが最大限に生じても、従来装置における図７のような、上部層が下部層より奥まった積層段差が生じない。即ち電子部品１のキャスタレーション部分を下側から見たとき、図３に示すように開口寸法Ｄが上層側から下層側に向けて段階的に大きくなるように形成されている。
【００１４】
上記のように製造された電子部品１は、この実施の形態１においては、約３ｍｍ×３ｍｍ×０．８ｍｍの窒化アルミニウム系のセラミックからなり、その周囲４辺には外部電極として半円状のキャスタレーション２が各辺に３個ずつ計１２個形成されている。この電子部品１は、１０ｍｍ×１０ｍｍ×１．６ｍｍのプリント基板（ガラスエポキシ基板）３のパッド４上に供給された鉛フリーの半田（９６．５Ｓｎ、３Ａｇ、０．５Ｃｕ：融点２１９℃）を用いて実装した。このようにして得られた所定数のサンプルについて、信頼性評価試験として＋１２５℃〜−４０℃の温度サイクル試験を１０００サイクルまで実施したところ、何れのサンプルも図２のように、キャスタレーション部分の断面にクラックは観察されなかった。
【００１５】
上記のように、この発明の実施の形態１においては、上記キャスタレーションの開口寸法Ｄが、積層方向に実装基板側に近いほど大きく形成されるようにしたことにより、熱応力の集中が抑制され、従ってクラックの発生が抑制され、信頼性の高い電子部品が得られる。また、一般的な半田を用いることができるので、電気抵抗の増加もなく、さらに、キャスタレーションを形成するための貫通孔の大きさ（内寸）を積層方向に段階的に大きく形成したグリーンシートを単に順番に重ねるだけでよいので特別な治具も必要がなく加工が容易である。また、隣接する基板材料における貫通孔の内寸の差を、積層時の位置ずれ誤差よりも大きく形成したことにより、位置ずれが最大限に生じても、上部層が下部層より奥まった積層段差が生じることがない。
【００１６】
ところで、上記実施の形態の説明では、貫通孔８を円形としたが、必ずしも円形に限定されるものではなく、例えば楕円、長穴、菱形など、得られる電子部品の側面部にキャスタレーションのための凹所を形成できるものであれば差し支えない。また、積層されたグリーンシートを焼成後に分割する方法はダイシングに限定されるものではなく、公知の他の従来技術を用いても同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施の形態１による電子部品をプリント基板に実装したときのキャスタレーション部分を模式的に示す断面図である。
【図２】実施の形態１による電子部品のサンプルについて、１２５℃〜−４０℃の温度サイクル試験を１０００サイクル行った後に撮影されたキャスタレーション部分の断面を示す顕微鏡写真である。
【図３】図１のキャスタレーション部分の開口寸法を説明する下面図である。
【図４ａ】実施の形態１による電子部品の製造方法を説明するための図であり、積層する前のグリーンシートを模式的に示す斜視図である。
【図４ｂ】図４ａに示すグリーンシートの積層状態を模式的に示す斜視図である。
【図５】従来の外部電極としてキャスタレーションを有する電子部品を模式的に示す斜視図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線における矢視断面図である。
【図７】従来の電子部品のサンプルについて、１２５℃〜−４０℃の温度サイクル試験を１０００サイクル行った後に撮影されたキャスタレーション部分の断面を示す顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【００１８】
１  電子部品、  １０  セラミック基板、  ２  キャスタレーション、  ３  実装基板（プリント基板）、  ４  パッド、  ５  半田、  ６  クラック、  ７ａ、７ｂ  セラミック基板の積層段差、  ８、８ａ〜８ｄ  貫通孔、  ９  ダイシングライン、  １１  グリーンシート、  Ｄ  開口寸法。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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