專利名稱：表面安裝型電子零件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及表面安裝型電子零件。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，為了實(shí)現(xiàn)電子裝置的小型化，減小搭載在電子裝置上的電子零件尺寸的要求也越來(lái)越高。特別是，對(duì)于表面安裝在安裝基板上來(lái)使用的表面安裝型電子零件正在逐漸小型化。作為這種表面安裝型電子零件，公知的有配備有長(zhǎng)方體形狀的陶瓷基體以及配置在該陶瓷基體的長(zhǎng)度方向的兩個(gè)端部上的端子電極的層疊型陶瓷電容器。陶瓷基體的尺寸為0.6mm×0.3mm×0.3mm。該層疊型陶瓷電容器被稱為所謂的0603型電子零件，其外形尺寸小，質(zhì)量非常小。

發(fā)明內(nèi)容
然而，如圖3所示，對(duì)于這種表面安裝型電子零件101來(lái)說(shuō)，例如分別經(jīng)過(guò)回流軟焊工序，將端子電極102軟焊在安裝基板的焊點(diǎn)上來(lái)進(jìn)行表面安裝。這些表面安裝型電子零件101，由于質(zhì)量小，所以在回流軟焊工序中，容易在熔融的焊料上移動(dòng)。因此，如圖3(a)所示，表面安裝型電子零件101有時(shí)會(huì)在安裝基板103上沿著水平方向回轉(zhuǎn)，或者如圖3(b)所示，表面安裝型電子零件101有時(shí)會(huì)在安裝基板103上立起。特別是，當(dāng)表面安裝型電子零件101在安裝基板103上立起的狀態(tài)下，若焊料105硬化，則表面安裝型電子零件101和焊點(diǎn)107的電連接被切斷。其結(jié)果，表面安裝型電子零件101在安裝基板103上的功能完全無(wú)效。這樣一來(lái)，外形尺寸小的電子零件會(huì)產(chǎn)生由于質(zhì)量小而引起的安裝不良的問(wèn)題。
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠抑制安裝不良的產(chǎn)生的表面安裝型電子零件。
本發(fā)明的表面安裝型電子零件，包括形成長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度(L)、高度方向的長(zhǎng)度(H)以及寬度方向的長(zhǎng)度(W)分別為L(zhǎng)≤0.6mm、H≤0.3mm、W≤0.3mm的長(zhǎng)方體形狀的基體；以及覆蓋基體的頂點(diǎn)，以從長(zhǎng)度方向的兩端的端面向基體周圍表面卷繞的方式而配置的端子電極，其中，覆蓋基體的項(xiàng)點(diǎn)的端子電極的頂點(diǎn)的曲率半徑，被設(shè)定為高度方向的長(zhǎng)度(H)或者寬度方向的長(zhǎng)度(W)的10％以上且20％以下。
在本明中，由于將覆蓋基體項(xiàng)點(diǎn)的端子電極的頂點(diǎn)的曲率半經(jīng)設(shè)定在10％以上且20％以下，所以在基板上的安裝位置難以產(chǎn)生移動(dòng)或者回轉(zhuǎn)，可以抑制表面安裝型電子零件的安裝不良的產(chǎn)生。
另外，本發(fā)明的一種表面安裝型電子零件，包括形成長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度(L)、高度方向的長(zhǎng)度(H)以及寬度方向的長(zhǎng)度(W)分別為L(zhǎng)≤0.6mm、H≤0.3mm、W≤0.3mm的長(zhǎng)方體形狀的基體；以及覆蓋基體的頂點(diǎn)，以從長(zhǎng)度方向的兩端的端面向基體周圍表面卷繞的方式而配置的端子電極，其中，基體的所述項(xiàng)點(diǎn)的曲率半徑被設(shè)定為高度方向的長(zhǎng)度(H)或者寬度方向的長(zhǎng)度(W)的5％以上且15％以下。
在本發(fā)明中，由于基體頂點(diǎn)的曲率半徑設(shè)定為5％以上且15％以下，因此覆蓋該基體頂點(diǎn)的端子電極的頂點(diǎn)的曲率半徑的大小與它相對(duì)應(yīng)。因此，在基板上的安裝位置難以產(chǎn)生移動(dòng)或者回轉(zhuǎn)，可以抑制表面安裝型電子零件的安裝不良的產(chǎn)生。
從下面結(jié)合附圖的詳細(xì)說(shuō)明中，可以更加充分地了解本發(fā)明。附圖只是用于說(shuō)明而并不是對(duì)本發(fā)明的限制。
本發(fā)明的應(yīng)用范圍從以下的詳細(xì)說(shuō)明中也可以了解。然而，應(yīng)當(dāng)了解該詳細(xì)說(shuō)明和表示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的具體例子只是為了說(shuō)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員從該詳細(xì)說(shuō)明中可知在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的各種改變和改進(jìn)。


圖1是表示本實(shí)施方式的表面安裝型電子零件以及安裝基板的立體圖。
圖2是沿著圖1的II-II線的截面圖。
圖3是表示現(xiàn)有的表面安裝型電子零件的安裝狀態(tài)的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。其中，在說(shuō)明中，對(duì)相同的要素或者具有相同功能的要素標(biāo)注同一符號(hào)，并省略重復(fù)的說(shuō)明。
本實(shí)施方式是適用于層疊型電感器中的本發(fā)明。
如圖1以及圖2所示，層疊型電感器1包括基體7，以及位于基體7長(zhǎng)度方向的兩個(gè)端面9a、9b上的端子電極15a、15b。對(duì)于層疊型電感器1來(lái)說(shuō)，其長(zhǎng)度方向和寬度方向與安裝基板17的表面平行，并被安裝在安裝基板17上來(lái)使用。該層疊型電感器1的質(zhì)量大約為0.2mg。
基體7是層疊多個(gè)設(shè)置有內(nèi)部電極3的陶瓷層5而形成的層疊體。端子電極15a、15b形成為從基體7的長(zhǎng)度方向的兩個(gè)端面9a、9b卷繞在側(cè)面(周圍表面)13上，并覆蓋基體7的項(xiàng)點(diǎn)(以下稱為“基體項(xiàng)點(diǎn)”)11?；w7呈具有長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度(L)為0.6mm、高度方向的長(zhǎng)度(H)為0.3mm、寬度方向的長(zhǎng)度(W)為0.3mm的尺寸的長(zhǎng)方體形狀。層疊型電感器1是所謂的0603型的表面安裝型電子零件。以下，將長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度稱為“長(zhǎng)度”，將高度方向的長(zhǎng)度稱為“高度”，將寬度方向的長(zhǎng)度稱為“寬度”。
層疊型電感器1的各內(nèi)部電極3，在基體7的內(nèi)部通過(guò)互相電連接而構(gòu)成線圈。位于線圈一端的內(nèi)部電極3，其端部在基體7的端面9a上露出。位于線圈另一端的內(nèi)部電極3，其端部在基體7的端面9b上露出。端子電極15a通過(guò)與位于線圈一端的內(nèi)部電極3接觸而與該內(nèi)部電極3電連接。端子電極15b通過(guò)與位于線圈另一端的內(nèi)部電極3接觸而與該內(nèi)部電極3電連接。端子電極15a、15b通過(guò)在由銀構(gòu)成的襯底電極上電鍍Cu、Ni、Sn而形成。
對(duì)于層疊型電感器1來(lái)說(shuō)，端子電極15a位于焊點(diǎn)19a上，端子電極15b位于焊點(diǎn)19b上，分別通過(guò)軟焊而被表面安裝在安裝基板17上。在安裝于安裝基板17上的層疊型電感器1中，由各內(nèi)部電極3所構(gòu)成的線圈通過(guò)端子電極15a、15b而與焊點(diǎn)19a、19b電連接，因此，層疊型電感器1在安裝基板17上起到了作為電感器的作用。
層疊型電感器1向著安裝基板17的安裝是通過(guò)回流軟焊工序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。首先，以?shī)A持焊料(膏狀焊料)的方式將端子電極15a、15b放置在焊點(diǎn)19a、19b上來(lái)進(jìn)行配置。然后，層疊型電感器1通過(guò)使焊料熔融、硬化而被軟焊在安裝基板17上。層疊型電感器1因?yàn)橘|(zhì)量較小而很容易在熔融的焊料上移動(dòng)，有時(shí)會(huì)在焊料熔融期間在安裝基板17上移動(dòng)。層疊型電感器1會(huì)產(chǎn)生在安裝基板17上的回轉(zhuǎn)位置偏移(以下稱為“移位”參見(jiàn)圖3(a))。此外，對(duì)于層疊型電感器1來(lái)說(shuō)，層疊型電感器1的一端有時(shí)還會(huì)從安裝基板17開(kāi)始，產(chǎn)生從安裝基板17偏離開(kāi)來(lái)的回轉(zhuǎn)位置偏移(以下稱為“末端立起”參見(jiàn)圖3(b))。若在層疊型電感器1的位置偏移狀態(tài)下使焊料硬化，則層疊型電感器1形成安裝不良。
特別是在具有0603型以下的尺寸的電子零件中，例如與1005型(基體的尺寸為1.0mm×0.5mm×0.5mm，質(zhì)量大約為1.2mg)的表面安裝型電子零件等相比，由于質(zhì)量小，所以更容易運(yùn)動(dòng)，容易產(chǎn)生上述的回轉(zhuǎn)位置偏移。特別是，如果在焊料熔融中產(chǎn)生末端立起，若在該狀態(tài)下焊料硬化，則不能實(shí)現(xiàn)層疊型電感器1與安裝基板17的電連接。在這種情況下，由于層疊型電感器1失去了作為安裝基板17上的電感器的功能，因此，抑制末端立起現(xiàn)象是特別重要的。
在本實(shí)施方式中，將覆蓋基體7的基體頂點(diǎn)11的端子電極15a、15b的頂點(diǎn)(以下稱為“電極頂點(diǎn)”)23的曲率半徑(以下用“R”表示)的尺寸規(guī)定在以基體7的尺寸為基準(zhǔn)的給定范圍內(nèi)。即，端子電極15a、15b的電極頂點(diǎn)23的曲率半經(jīng)R形成為基體7的高度(H)或者寬高(W)的10％以上且20％以下。在層疊型電感器1中，因?yàn)镠＝W＝0.3mm，所以曲率半徑R被設(shè)定為0.03mm≤R≤0.06mm。
通過(guò)將電極頂點(diǎn)23的曲率半經(jīng)R規(guī)定為基體7的高度(H)或者寬度(W)的20％以下，層疊型電感器1可以穩(wěn)定地被配置在焊點(diǎn)19a、19b上，不容易在熔融的焊料上移動(dòng)。因此，因?yàn)閷盈B型電容器1在焊料熔融時(shí)不容易移動(dòng)，所以可以抑制上述安裝不良的產(chǎn)生。
將基體7的高度(H)或者寬度(W)的10％以上規(guī)定作為電極頂點(diǎn)23的曲率半經(jīng)R的下限的理由如下。因?yàn)闇p小電極頂點(diǎn)23的曲率半經(jīng)R，必需減薄端子電極15a、15b的厚度。因?yàn)槿舳俗与姌O15a、15b的厚度在8μm以下，則端子電極15a、15b得不到充分的耐熱性，所以在回流軟焊工序中，會(huì)產(chǎn)生端子電極15a、15b的焊料耗費(fèi)。若在端子電極15a、15b的襯底電極上存在薄的地方(2μm左右)，則由于在襯底電極上產(chǎn)生不能電鍍Cu、Ni、Sn的地方，所以端子電極15a、15b的軟焊性變差。這樣一來(lái)，因?yàn)槿羟拾虢?jīng)R過(guò)小，則因端子電極15a、15b的厚度薄會(huì)引起不良情況的發(fā)生，所以規(guī)定了電極頂點(diǎn)23的曲率半徑R的下限。在層疊型電感器1中，因?yàn)閷㈦姌O頂點(diǎn)23的曲率半徑R規(guī)定為基體7的高度(H)或者寬度(W)的10％以上，因此能夠抑制端子電極15a、15b上的焊料耗費(fèi)或者軟焊性不良。
接著，對(duì)層疊電感器1的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
首先，利用眾所周知的方法(例如，片材層疊法)制成煅燒后的尺寸為0.6mm×0.3mm×0.3mm的綠片(green)狀態(tài)的基體7。將得到的綠片狀態(tài)的基體7與純水一起向滾筒機(jī)導(dǎo)入，進(jìn)行規(guī)定時(shí)間的滾筒研磨。滾筒研磨后的基體7的側(cè)面13彼此交叉的角部25、以及側(cè)面13和端面9a、9b交叉的角部27，通過(guò)研磨而被倒角，呈R形狀。此時(shí)的角部25和角部27的曲率半徑都在煅燒前的基體的高度H0(在這種情況下與寬度W0相等)的5％以上且10％以下。此外，此時(shí)的角部25和角部27交叉的基體頂點(diǎn)11的曲率半徑也為高度H0或者寬度W0的5％以上且10％以下(以下，該曲率半徑用“r0”表示)。該曲率半徑r0可通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定進(jìn)行上述滾筒研磨的時(shí)間來(lái)進(jìn)行調(diào)整。一般來(lái)說(shuō)，滾筒研磨時(shí)間越長(zhǎng)，則曲率半徑r0越大。
然后，煅燒滾筒研磨后的基體7。得到的煅燒后的基體7的角部25和角部27的曲率半徑都為基體的高度(H)或者寬度(W)的5％以上且15％以下。煅燒前的角部25和角部27的曲率半徑越大，則煅燒后的角部25和角部27的曲率半徑也越大。在煅燒后，作為角部25和角部27的交叉的點(diǎn)的基體頂點(diǎn)11也具有與角部25、角部27相同的曲率半徑。即，在煅燒后的基體7中，基體頂點(diǎn)11的曲率半徑(以下用“r”表示)在高度(H)或者寬度(W)的5％以上且15％以下。這里，優(yōu)選基體頂點(diǎn)11的曲率半徑r為高度(H)或者寬度(W)的5％以上且10％以下。
然后，以與內(nèi)部電極3連接的方式將調(diào)整粘度的銀膏配置在基體7的兩端，在700℃下煅燒該銀膏。銀膏被煅燒后成為端子電極15a、15b的襯底電極。在該襯底電極的表面上依次電鍍Cu、Ni、Sn等而形成端子電極15a、15b，從而完成層疊型電感器1。完成后的層疊型電感器1的電極頂點(diǎn)23的曲率半徑R，在基體的高度(H)或者寬度(W)的10％以上且20％以下。
在上述制造方法中，電極頂點(diǎn)23的曲率半徑R和基體頂點(diǎn)11的曲率半徑r之間具有相關(guān)關(guān)系，基體頂點(diǎn)11的曲率半徑r越大，則電極頂點(diǎn)23的曲率半徑R也越大。電極頂點(diǎn)23的曲率半徑R與用于形成襯底電極的銀膏的粘度也有相關(guān)關(guān)系，銀膏的粘度越高，則曲率半徑R越大。在上述制造方法中，通過(guò)使基體頂點(diǎn)11的曲率半徑r在高度(H)或者寬度(W)的5％以上且15％以下(特別優(yōu)選在5％以上且10％以下)，銀膏的粘度不發(fā)生極端變化，能夠很容易地調(diào)整電極頂點(diǎn)23的曲率半徑R在高度(H)或者寬度(W)的10％以上且20％以下。
在上述實(shí)施方式中，雖然本發(fā)明適用于0603型的層疊型電感器1，但是也可以用在更小型的0402型(基體的尺寸為0.4mm×0.2mm×0.2mm，質(zhì)量約為0.08mg)的表面安裝型電子零件上。此外，本發(fā)明只要是具有基體和位于基體兩端的端子電極的表面安裝型電子零件即可，其并不局限于層疊型電感器，也能夠適用于電容器、熱敏電阻、變阻器、濾波器(復(fù)合零件)中。
在本實(shí)施例中，調(diào)整進(jìn)行滾筒研磨的時(shí)間來(lái)調(diào)整基體頂點(diǎn)11的曲率半徑r，通過(guò)調(diào)整該曲率半徑r來(lái)調(diào)整電極頂點(diǎn)的曲率半徑R。但并不局限于此，也可以通過(guò)在電極頂點(diǎn)上實(shí)施物理加工(例如研磨等)，將電極頂點(diǎn)的曲率半徑R調(diào)整至高度(H)或者寬度(W)的10％以上且20％以下。
此外，在上述實(shí)施例中，高度(H)和寬度(W)相等，但是在高度(H)和寬度(W)不同的情況下，電極頂點(diǎn)的曲率半徑R的尺寸也能夠以高度(H)或?qū)挾?W)中的任何一個(gè)為基準(zhǔn)來(lái)確定。
其次，在0603型以及0402型的層疊型電感器中，適當(dāng)調(diào)整電極頂點(diǎn)的曲率半徑R來(lái)制造具有各種曲率半徑R的多個(gè)樣件，利用回流軟焊來(lái)進(jìn)行安裝在安裝基板上的試驗(yàn)。
制造具有各種曲率半徑R的層疊型電感器的樣件，分別準(zhǔn)備12000個(gè)與各曲率半徑R對(duì)應(yīng)的樣件。準(zhǔn)備在每個(gè)基板上能夠安裝1200個(gè)層疊型電感器的安裝基板，以每個(gè)基板上1200個(gè)而在合計(jì)十個(gè)基板上安裝曲率半徑R不同的樣件。此時(shí)使用的樣件的基體頂點(diǎn)的曲率半徑r全部規(guī)定為基體寬度W的7％(在0603型中為20～22μm，在0402型中為13～15μm)，通過(guò)調(diào)整作為端子電極的材料的銀膏的粘度來(lái)調(diào)整各樣件的曲率半徑R。
回流軟焊是通過(guò)在設(shè)定為規(guī)定回流條件下的N2回流爐中來(lái)進(jìn)行。作為回流的條件，設(shè)定峰值溫度為250℃，設(shè)定回流時(shí)間為10秒。所用的焊料為Sn-Ag-Cu系的無(wú)鉛焊料。在進(jìn)行回流軟焊工序后，對(duì)全部的外觀進(jìn)行檢查，計(jì)算因產(chǎn)生偏移和末端立起而引起的安裝不良的樣件個(gè)數(shù)。關(guān)于焊料耗費(fèi)和軟焊性不良，通過(guò)外觀檢查來(lái)確認(rèn)有無(wú)產(chǎn)生這種不良的樣件。
以上的試驗(yàn)是對(duì)0603型和0402型這二種層疊型電感器來(lái)進(jìn)行的。試驗(yàn)結(jié)果表示在下表中。表1中表示的是0603型的試驗(yàn)結(jié)果，表2中表示的是0402型的試驗(yàn)結(jié)果。在表1和表2中，以實(shí)際尺寸(μm單位)表示曲率半徑R，同時(shí)，以基體的寬度(W)的尺寸為基準(zhǔn)的尺寸百分率表示。關(guān)于焊料耗費(fèi)和軟焊不良，用○或×(○為不發(fā)生，×為發(fā)生)表示有無(wú)產(chǎn)生。
表1

表2

從表1和表2可看出，0603型和0402型都是在曲率半徑R為基體寬度(W)的25％或者30％的情況下，產(chǎn)生末端立起的不良狀況。
0603型和0402型都是在曲率半徑R為基體寬度(W)的8％時(shí)，產(chǎn)生焊料耗費(fèi)或者軟焊性不良。產(chǎn)生焊料耗費(fèi)的樣件在12000個(gè)中有18個(gè)。分析產(chǎn)生焊料耗費(fèi)18個(gè)不良的樣件的結(jié)果都是不良的樣件的端子電極的厚度小于12μm(大約為8μm)。產(chǎn)生軟焊性不良的樣件在12000個(gè)中有29個(gè)。分析產(chǎn)生軟焊性不良的樣件的結(jié)果觀察到其中的20個(gè)不良的樣件的端子電極的襯底電極有過(guò)分薄(厚度約2μm)的地方。
0603型和0402型都是在曲率半徑R在基體寬度(W)的17％以上的情況下，產(chǎn)生偏移不良的狀況。在本試驗(yàn)中，在偏移不良的樣件中，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)與安裝基板電連接中斷的情況。由于這樣，這種偏移不良被認(rèn)為不是嚴(yán)重的安裝不良。
根據(jù)以上的結(jié)果，從抑制表面安裝型電子零件的安裝不良的觀點(diǎn)來(lái)看，最好將曲率半徑R設(shè)定為基體寬度(W)的10％以上且20％以下。另外，為了能夠防止偏移不良的產(chǎn)生，最好是設(shè)定在基體寬度(W)的10％以上且15％以下。另外，由于本試驗(yàn)中使用的層疊型電感器的寬度(W)和高度(H)大致相等，因此通過(guò)本試驗(yàn)確認(rèn)，以基體高度(H)為基準(zhǔn)，也可以將半徑R的尺寸設(shè)定為高度(H)的10％以上且20％以下(優(yōu)選是10％以上且15％以下)。
從所述的本發(fā)明中可以看出，本發(fā)明可以進(jìn)行許多變更。這些變更不應(yīng)認(rèn)為是偏離本發(fā)明的精神和范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員知道所有的這種改變都包括在以下權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種表面安裝型電子零件，其特征在于，包括形成長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度(L)、高度方向的長(zhǎng)度(H)以及寬度方向的長(zhǎng)度(W)分別為L(zhǎng)≤0.6mm、H≤0.3mm、W≤0.3mm的長(zhǎng)方體形狀的基體；以及覆蓋所述基體的頂點(diǎn)，以從所述長(zhǎng)度方向的兩端的端面向所述基體周圍表面卷繞的方式而配置的端子電極，其中，覆蓋所述基體的所述項(xiàng)點(diǎn)的所述端子電極的頂點(diǎn)的曲率半徑，被設(shè)定為所述高度方向的長(zhǎng)度(H)或者所述寬度方向的長(zhǎng)度(W)的10％以上且20％以下。
2.一種表面安裝型電子零件，其特征在于，包括形成長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度(L)、高度方向的長(zhǎng)度(H)以及寬度方向的長(zhǎng)度(W)分別為L(zhǎng)≤0.6mm、H≤0.3mm、W≤0.3mm的長(zhǎng)方體形狀的基體；以及覆蓋所述基體的頂點(diǎn)，以從所述長(zhǎng)度方向的兩端的端面向所述基體周圍表面卷繞的方式而配置的端子電極，其中，所述基體的所述項(xiàng)點(diǎn)的曲率半徑被設(shè)定為所述高度方向的長(zhǎng)度(H)或者所述寬度方向的長(zhǎng)度(W)的5％以上且15％以下。
全文摘要
本發(fā)明提供一種層疊型電感器，具有形成長(zhǎng)方體形狀的基體，基體尺寸(長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度(L)、高度方向的長(zhǎng)度(H)以及寬度方向的長(zhǎng)度(W))分別為L(zhǎng)≤0.6mm、H≤0.3mm、W≤0.3mm。端子電極覆蓋基體的頂點(diǎn)，從兩端的端面卷繞在側(cè)面上。端子電極的頂點(diǎn)的曲率半徑R被設(shè)定為(H)或者(W)的10％以上且20％以下。
文檔編號(hào)H03H3/00GK1719725SQ20051008279
公開(kāi)日2006年1月11日 申請(qǐng)日期2005年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月7日
發(fā)明者石船滿, 戶澤洋司, 安保敏之, 佐藤英和, 熊谷修美 申請(qǐng)人:Tdk株式會(huì)社