(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長方形形状のケース基板と、
上記ケース基板上に長手方向に沿って搭載された電子部品素子と、
上記電子部品素子を覆うように上記ケース基板上に固定されたキャップとを備えた表面実装型電子部品であって、
上記ケース基板の上面および下面にそれぞれケース基板の幅方向に延びる第１，第２の上面電極および下面電極が長手方向に間隔をあけて形成され、
上記第１の上面電極と第１の下面電極とがケース基板の長辺側側面に形成された第１の側面電極を介して接続され、上記第２の上面電極と第２の下面電極とがケース基板の長辺側側面に形成された第２の側面電極を介して接続され、上記第１の上面電極と第１の下面電極と第１の側面電極とがケース基板を周回状に取り巻いており、上記第２の上面電極と第２の下面電極と第２の側面電極とがケース基板を周回状に取り巻いており、
上記第１，第２の上面電極に上記電子部品素子が電気的に接続されており、
上記第１，第２の上面電極の間隔ｄ１は、上記第１，第２の下面電極の間隔ｄ２に比べて短いことを特徴とする表面実装型電子部品。
【請求項２】
上記側面電極は、上面電極と同一幅でかつ上面電極から連続的にケース基板の厚み方向に延びる部分と、下面電極と同一幅でかつ下面電極から連続的にケース基板の厚み方向に延びる部分とを有し、上記両部分がケース基板の厚み方向中間部で接合されていることを特徴とする請求項１に記載の表面実装型電子部品。
【請求項３】
上記電子部品素子は圧電素子であり、
上記ケース基板はコンデンサを内蔵した基板であり、
第１，第２の下面電極の間に第３の電極が形成され、
一方のコンデンサは第１の上面電極または第１の下面電極と第３の電極との間に接続され、他方のコンデンサは第２の上面電極または第２の下面電極と第３の電極との間に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の表面実装型電子部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は表面実装型電子部品、特にケース基板の上に電子部品素子を搭載し、電子部品素子を覆うようにケース基板上にキャップを固定してなる表面実装型電子部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、回路の小型化に伴い、リード付き部品に代わって表面実装型（チップ  型）の電子部品が広く用いられている。この種の表面実装型電子部品として、例えば特開２０００−２８６６６５号公報に記載のように、コンデンサ基板の上に圧電共振子を搭載し、キャップをコンデンサ基板に取り付けた圧電共振部品が提案されている。コンデンサ基板は複数の誘電体層を積層したものであり、その内部には第１〜第３の内部電極が設けられている。第１の内部電極と第２，第３の内部電極とは異なる層に形成されており、第２，第３の内部電極は同一層上に分割して形成されている。そして、第１の内部電極と第２，第３の内部電極は誘電体層を間にして対向している。コンデンサ基板の両端部および中央部の外面には第１〜第３の外部電極が形成されている。なお、中央部外面に形成された第３の外部電極は、その上面部分が欠如している。第１〜第３の外部電極と第１〜第３の内部電極は相互に電気的に接続されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記構造の表面実装型の電子部品では、コンデンサ基板の上面，下面および側面に形成された第１，第２の外部電極は、同一幅で鉢巻き状に連続している。つまり、圧電素子が接続される上面の外部電極の間隔と、電子部品を回路基板などの実装するための下面の外部電極の間隔は同一となっている。
【０００４】
しかし、コンデンサ基板の上面の外部電極の間隔は、コンデンサ基板上に搭載される圧電素子の長さに応じて決定する必要があり、コンデンサ基板の下面の外部電極の間隔は、電子部品を実装するための回路基板などのランド寸法に応じて決定する必要がある。
近年、圧電素子の長さは非常に短くなり、これに応じて外部電極の間隔を短くすると、回路基板などに実装した際にショートなどの不具合を発生する可能性がある。
【０００５】
このように異なる条件で決定される上下面の外部電極の間隔を同一とすると、素子長さやコンデンサ基板の外形寸法、ランド寸法などに多くの制約ができてしまい、設計自由度が小さくなるという問題があった。そして、更なる電子部品の小型化においても不利であるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、設計の容易さと更なる小型化が可能な表面実装型電子部品を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、長方形形状のケース基板と、上記ケース基板上に長手方向に沿って搭載された電子部品素子と、上記電子部品素子を覆うように上記ケース基板上に固定されたキャップとを備えた表面実装型電子部品であって、上記ケース基板の上面および下面にそれぞれケース基板の幅方向に延びる第１，第２の上面電極および下面電極が長手方向に間隔をあけて形成され、上記第１の上面電極と第１の下面電極とがケース基板の長辺側側面に形成された第１の側面電極を介して接続され、上記第２の上面電極と第２の下面電極とがケース基板の長辺側側面に形成された第２の側面電極を介して接続され、上記第１の上面電極と第１の下面電極と第１の側面電極とがケース基板を周回状に取り巻いており、上記第２の上面電極と第２の下面電極と第２の側面電極とがケース基板を周回状に取り巻いており、上記第１，第２の上面電極に上記電子部品素子が電気的に接続されており、上記第１，第２の上面電極の間隔ｄ１は、上記第１，第２の下面電極の間隔ｄ２に比べて短いことを特徴とする表面実装型電子部品を提供する。
【０００８】
ケース基板の上面に形成された第１，第２の上面電極間には電子部品素子が電気的に接続され、ケース基板の下面に形成された第１，第２の下面電極は回路基板の電極パッドなどに実装される。特に、上面電極の間隔ｄ１と下面電極の間隔ｄ２とが異なるので、上面電極の間隔ｄ１を電子部品素子の長さに応じた最適な寸法に設定でき、下面電極の間隔ｄ２も電極パッドの間隔などに応じて最適な寸法に設定できる。したがって、設計が容易になり、更なる小型化も可能となる。
【０００９】
本発明では、第１，第２の上面電極の間隔ｄ１を、第１，第２の下面電極の間隔ｄ２に比べて短くしている。
圧電素子の長さは非常に短くなる傾向にあり、ｄ１＞ｄ２とすると、下面電極の間隔ｄ２が狭くなり過ぎ、回路基板などに実装した際にショートなどの不具合を発生する可能性がある。そこで、ｄ１＜ｄ２とすることで、短小な圧電素子に対応しながら、実装時のショートなどの不具合を解消することが可能となる。
【００１０】
請求項２のように、側面電極が、上面電極と同一幅でかつ上面電極から連続的にケース基板の厚み方向に延びる部分と、下面電極と同一幅でかつ下面電極から連続的にケース基板の厚み方向に延びる部分とを有し、上記両部分をケース基板の厚み方向中間部で接合してもよい。つまり、ケース基板の側面に形成される第１，第２の側面電極を略階段形状に形成してもよい。
すなわち、上面電極の間隔ｄ１と下面電極の間隔ｄ２とが異なるので、ケース基板の側面に形成される側面電極を上面電極と連続した幅で形成すると、ケース基板のエッジで下面電極とズレが生じる。同様に、側面電極を下面電極と連続した幅で形成すると、ケース基板のエッジで上面電極とズレが生じる。ケース基板のエッジでの電極のズレは、導通信頼性を低下させる。そのため、エッジを間にして隣合う面に形成された電極は同一幅とするのが望ましい。
そこで、上面電極と同一幅でかつ上面電極から連続的にケース基板の厚み方向に延びる側面電極の部分と、下面電極と同一幅でかつ下面電極から連続的にケース基板の厚み方向に延びる側面電極の部分とを、ケース基板の厚み方向中間部で接合することにより、エッジでの電極ズレをなくし、上下面の電極の導通信頼性を高めたものである。
【００１１】
請求項３のように、電子部品素子は圧電素子であり、ケース基板は２個のコンデンサを内蔵した基板であり、第１，第２の下面電極の間に第３の電極が形成され、一方のコンデンサは第１の上面電極または第１の下面電極と第３の電極との間に接続され、他方のコンデンサは第２の上面電極または第２の下面電極と第３の電極との間に接続されていてもよい。
すなわち、コルピッツ型発振回路においては、圧電素子の一方の電極とアースとの間、および他方の電極とアースとの間にそれぞれ位相補償用のコンデンサを接続している。本発明では、これらコンデンサをケース基板に内蔵することにより、コンパクトな発振回路用圧電共振子を得ることができる。
なお、ケース基板にコンデンサを内蔵する方法としては、例えば特開２０００−２８６６６５号公報に記載のように、ケース基板を内部電極を有する誘電体層を複数層積層した構造としてもよいし、チップ型コンデンサを別付けしてもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は本発明に係る表面実装型電子部品の一例である圧電共振部品を示す。
この圧電共振部品は、ケース基板１の上にエネルギー閉じ込め型の圧電素子１０を搭載し、ケース基板１の上に金属キャップ２０を接着することにより、圧電素子１０の周囲を封止した構造となっている。
【００１３】
ケース基板１は、圧電性を有しない誘電体セラミックスを複数層積層したものであり、全体として長方形板状に形成されている。ケース基板１の外表面には、図４，図５に示すように入，出力電極となる第１，第２の外部電極２，３と、アース電極となる第３の外部電極４とが形成されている。すなわち、ケース基板１の上面には、幅方向に延びる帯状の上面電極２ａ，３ａが長手方向に間隔ｄ１をあけて形成されており、ケース基板１の下面にも幅方向に延びる帯状の下面電極２ｂ，３ｂが長手方向に間隔ｄ２をあけて形成されている。そして、上面電極２ａ，３ａと下面電極２ｂ，３ｂはそれぞれ側面電極２ｃ，３ｃを介してそれぞれ接続され、第１，第２の外部電極２，３はケース基板１を鉢巻き状に取り巻いている。上面電極２ａ，３ａおよび下面電極２ｂ，３ｂは、それぞれ一定の幅で連続的に形成されている。上面電極２ａ，３ａと下面電極２ｂ，３ｂとは同一幅に形成され、かつケース基板１を間にして一部で対向している。上面電極２ａ，３ａの間隔ｄ１は、下面電極２ｂ，３ｂの間隔ｄ２より狭い。
ｄ１＜ｄ２
そのため、上面電極２ａ，３ａの間隔ｄ１をその上に搭載する圧電素子１０の長さに応じた最適な寸法に設定でき、下面電極２ｂ，３ｂの間隔ｄ２をこの圧電共振部品を搭載する回路基板などの電極パッドの間隔に応じた最適な寸法に設定できる。
【００１４】
側面電極２ｃ，３ｃは側面視ほぼ階段形状に形成されている。すなわち、側面電極２ｃは、上面電極２ａと同一幅でかつ上面電極２ａから連続的にケース基板１の厚み方向に延びる部分２ｃ1 と、下面電極２ｂと同一幅でかつ下面電極２ｂから連続的にケース基板１の厚み方向に延びる部分２ｃ2 とを有し、両部分２ｃ1 ，２ｃ2 がケース基板１の厚み方向中間部で接合されている。
同様に、側面電極３ｃは、上面電極３ａと同一幅でかつ上面電極３ａから連続的にケース基板１の厚み方向に延びる部分３ｃ1 と、下面電極３ｂと同一幅でかつ下面電極３ｂから連続的にケース基板１の厚み方向に延びる部分３ｃ2 とを有し、両部分３ｃ1 ，３ｃ2 がケース基板１の厚み方向中間部で接合されている。
【００１５】
また、アース電極である第３の外部電極４は、ケース基板１の下面から側面の一部にかけて、連続的に形成されている。なお、第３の外部電極４をケース基板１の上面の一部まで回り込むようにしてもよい。
【００１６】
ケース基板１の内部には、図５に示すように複数の容量電極５〜９が形成されている。すなわち、ケース基板１は４層の誘電体層１ａ〜１ｄで構成されており、第１の層１ａには容量電極が形成されておらず、第２の層１ｂには２つに分割された容量電極５，６が形成され、第３の層１ｃには１つの広面積な容量電極７が形成され、第４の層１ｄには２つに分割された容量電極８，９が形成されている。容量電極５，６と容量電極８，９は同一形状に形成されている。容量電極５〜９の幅方向両端部には、ケース基板１の長辺側側面に露出する引出部５ａ〜９ａが形成され、容量電極５，８の引出部５ａ，８ａは第１の電極２の側面電極２ｃと接続され、容量電極６，９の引出部６ａ，９ａは第２の電極３の側面電極３ｃと接続されている。さらに、容量電極７の引出部７ａは第３の電極４の側面電極４ａと接続されている。
したがって、図６に示すように、第２の層１ｂを間にして対向する容量電極５，６と容量電極７との間でコンデンサＣ１，Ｃ２が形成され、第３の層１ｃを間にして対向する容量電極８，９と容量電極７との間でコンデンサＣ３，Ｃ４が形成される。
【００１７】
この実施例では、ケース基板１を４層の誘電体層１ａ〜１ｄで構成し、その内部に３層の容量電極５〜９を形成したが、これに限るものではない。例えば、誘電体層を３層構造（容量電極を２層構造）としてもよいし、誘電体層を５層以上（容量電極を４層以上）としてもよく、位相補償特性に応じて決定すればよい。
【００１８】
圧電素子１０は、図７に示されるように、厚み縦振動モードの高調波を利用した圧電共振子であって、細長い矩形板状の圧電セラミックスよりなる圧電体１１と、この圧電体１１の表裏両面に形成され、かつ圧電体１１の長さ方向の一端から略中央部まで延びる第１，第２の励振電極１２，１３と、圧電体１１の内部に形成され、圧電体１１の長さ方向の他端から略中央部まで延びる内部電極１４とを備えており、励振電極１２，１３と内部電極１４とは一部で対向している。圧電体１１の長さ方向両端面には端面電極１５，１６が形成され、一方の端面電極１５は励振電極１２，１３と接続され、他方の端面電極１６は内部電極１４と接続されている。なお、端面電極１６は、圧電体１１の表裏面まで一部回り込んでいる。
圧電体１１は図７に矢印Ｐで示すように厚み方向に分極されており、端面電極１５，１６間に所定の信号を入力することにより、スプリアスの少ない厚み縦振動の高調波を励振させることができる。
【００１９】
図１，図３に示すように、圧電素子１０はその長さ方向がケース基板１の長辺方向と平行になるように、ケース基板１上に配置され、端面電極１６，１５が、ケース基板１の上面電極２ａ，３ａにそれぞれ導電性接着剤や半田などの導電性接合材１７，１８によって電気的に接続され、かつ機械的に固定されている。なお、圧電素子１０の振動を阻害しないように、圧電素子１０の中央部とケース基板１との間には所定の隙間δが設けられている（図３参照）。
【００２０】
キャップ２０は金属板をプレス成形したものであり、その開口部には絶縁性の接着剤２１が転写などによって塗布される。ケース基板１の上に圧電素子１０が搭載された後、キャップ２０が圧電素子１０を覆うようにケース基板１の上面に接着固定される。接着剤２１としては、例えばエポキシ系などの熱硬化性接着剤を用いることができる。
なお、絶縁性接着剤２１で接着固定した後、導電性接着剤によってキャップ３０とアース電極４とを接続し、シールド構造としてもよい。
この実施例のキャップ２０は金属板をプレス成形したものであるが、樹脂製キャップあるいはセラミック製キャップを用いてもよい。
【００２１】
ここで、上記実施例におけるケース基板１の製造方法を図８にしたがって説明する。
まず最初に、図８の（ａ）のように、容量電極５〜９を形成した４層の誘電体層１ａ〜１ｄ（図５参照）を積層し、焼成することでケース基板１を得る。ケース基板１の長辺側の側面には、容量電極５〜９の引出部５ａ〜９ａが露出している。
なお、引出部５ａ〜９ａを露出させるために、ケース基板１の側面を平面研磨してもよいし、後述する側面電極２ｃ，３ｃ，４との電気的導通性を高めるために、サンドブラストやバレルなどを用いてケース基板１の側面を粗面としてもよい。
次に、７の（ｂ）のようにケース基板１の下面から側面に亘って連続して下面電極２ｂ，３ｂ，４と側面電極部分２ｃ2 ，３ｃ2 ，４ａとを形成し、側面電極部分２ｃ2 ，３ｃ2 ，４ａによってケース基板１の側面に露出した容量電極５〜９の引出部５ａ〜９ａを覆う。
【００２２】
なお、このような電極の形成方法としては、図９に示す方法を用いることができる。すなわち、図９の（ａ）のように、ゴム弾性を有するペースト塗布板Ａに、複数本の溝Ｇ１〜Ｇ３を形成し、これら溝Ｇ１〜Ｇ３に導電ペーストＳを塗布板Ａの表面とほぼ同一面となるように充填しておく。次に、図９の（ｂ）のように、塗布板Ａの上からケース基板１を押しつけ、塗布板Ａを撓ませる。このとき、溝Ｇ１〜Ｇ３内のペーストＳの一部がケース基板１の下面に押されてケース基板１の側面に回り込む。この後、図９の（ｃ）のように、ケース基板１を塗布板Ａから引き上げると、ケース基板１の下面から側面に亘って連続的にペーストＳが塗布される。１回の塗布が終了した塗布板Ａの溝Ｇ１〜Ｇ３にはペーストＳの残量が少なくなるので、次の塗布のために塗布板Ａの上面にペーストＳが投入され、スキージングを行うことで、図９の（ａ）の状態に復帰する。
図９に示す方法で電極を形成すれば、ケース基板１の一主面から側面に亘って連続した電極を１回の操作で形成できる。
【００２３】
上記のように下面から側面に亘って連続した電極を形成したケース基板１を裏返しにし、上記と同様の方法を用いてケース基板１の上面から側面にわたって連続した電極２ａ，３ａおよび側面電極部分２ｃ1 ，３ｃ1 を形成する（図８の（ｃ）参照）。この際、側面電極部分２ｃ1 ，３ｃ1 と側面電極部分２ｃ2 ，３ｃ2 とを接合させることが重要である。ここで用いる塗布板は、図９に示す塗布板Ａとは異なり、溝の本数は２本でよく、かつその溝の間隔ｄ１を、塗布板Ａの溝Ｇ１，Ｇ３の間隔ｄ２より狭くすればよい。その結果、ケース基板１の側面には階段状の側面電極２ｃ，３ｃが形成される。
【００２４】
図１０はケース基板の第２実施例を示す。なお、第１実施例のケース基板１と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
第２実施例のケース基板１では、上面電極２ａ，３ａの幅を下面電極２ｂ，３ｂより広くしたものである。但し、上面電極２ａ，３ａの間隔ｄ１は、下面電極２ｂ，３ｂの間隔ｄ２より狭い。
この場合には、ケース基板１の上面のキャップ接着部に、上面電極２ａ，３ａによる段差が少なくなり、キャップ２０の封止性が向上する利点がある。
【００２５】
図１１はケース基板１の内部に設けられる容量電極の種々のパターンを示す。
この実施例では、入，出力側容量電極５，６またはアース側容量電極７の少なくとも一方の引出部５ａ，６ａ，７ａが、ケース基板１の１つの側面のみに露出している点を特徴としている。
特に、入，出力側容量電極５，６の引出部５ａ，６ａをケース基板１の１つの側面のみに露出させると、引出部５ａ，６ａと接続される側面電極２ｃ，３ｃ（図示せず）との間で閉ループが形成されず、浮遊インダクタンスが発生しにくくなる。そのため、発振素子として使用する場合に、特性の悪化を防止できる利点がある。
【００２６】
上記実施例では、ケース基板として誘電体よりなる多層基板を用いたが、ガラスセラミック，ガラスエポキシ樹脂、耐熱性樹脂等で構成してもよい。したがって、容量を内蔵したケース基板に限るものではない。
本発明で使用される電子部品素子は、上記実施例のような厚み縦振動モードの圧電素子である必要はなく、厚みすべり振動モードの圧電素子でもよく、さらに圧電素子以外の電子部品素子であってもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、電子部品素子が接続されるケース基板の上面電極の間隔ｄ１を、回路基板の電極パッドなどに実装されるケース基板の下面電極の間隔ｄ２より短くしたので、上面電極の間隔ｄ１を電子部品素子の長さに応じた最適な寸法に設定でき、下面電極の間隔ｄ２も電極パッドの間隔などに応じて最適な寸法に設定できる。したがって、設計の自由度が増し、更なる小型化も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる表面実装型電子部品の一例の斜視図である。
【図２】図１に示す電子部品の外観図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ線断面図である。
【図４】図１に示す電子部品に用いられるケース基板の斜視図である。
【図５】図４に示すケース基板の分解斜視図である。
【図６】図１に示す電子部品の回路図である。
【図７】図１に示す電子部品に搭載される圧電素子の斜視図である。
【図８】図４に示すケース基板の製造過程を示す斜視図である。
【図９】図４に示すケース基板の電極形成方法を示す工程図である。
【図１０】ケース基板の他の実施例の斜視図である。
【図１１】ケース基板の内部に設けられる容量電極のパターン例を示す平面図である。
【符号の説明】
１                ケース基板
２                第１の外部電極
３                第２の外部電極
２ａ，３ａ        上面電極
２ｂ，３ｂ        下面電極
２ｃ，３ｃ        側面電極
４                第３の外部電極
１０              圧電素子
２０              キャップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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