安裝層疊陶瓷電容器的安裝基板的制造方法及安裝構造體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種有效抑制因層疊陶瓷電容器的電場感應應變而造成的電路基板的振動聲的安裝層疊陶瓷電容器的安裝基板的制造方法、安裝構造體。該安裝基板的制造方法將一對層疊陶瓷電容器安裝在電路基板上，該一對層疊陶瓷電容器具備：層疊有多個電介質陶瓷片材與多個呈平面狀的內部電極的層疊體；在層疊體的表面與內部電極電連接的至少一對外部電極。該安裝基板的制造方法具備將外部電極以內部電極的平面的面方向一致的方式與在電路基板的表面以及背面面對稱的位置以相互電連接的狀態(tài)形成的各個連接部相接合的工序。
【專利說明】安裝層疊陶瓷電容器的安裝基板的制造方法及安裝構造體
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種安裝層疊陶瓷電容器的安裝基板的制造方法及安裝構造體。
【背景技術】
[0002]層疊陶瓷電容器廣泛使用于便攜電話、音頻播放器等移動體終端以及個人電腦等各種電子設備中。這種層疊陶瓷電容器由層疊有多個電介質陶瓷片材的層疊體構成，夾著至少一個電介質陶瓷片材且呈平面狀的內部電極對置配置，并具備在層疊體的表面與內部電極電連接的至少一對外部電極。層疊陶瓷電容器中，將外部電極通過焊錫等接合件20安裝在形成于電路基板的連接部上。
[0003]近幾年，電子設備的 小型化、高性能化急速發(fā)展，與之對應地層疊陶瓷電容器的大容量化也在發(fā)展。大容量的層疊陶瓷電容器的電介質陶瓷材料使用鈦酸鋇、鈦酸鈣、鈦酸鍶等高介電常數(shù)系陶瓷。這些高介電常數(shù)系陶瓷借助其壓電性、電致伸縮性而隨著電壓(電場)的施加而產生機械應變、即所謂的電場感應應變。因此，當對這種層疊陶瓷電容器施加交流電壓或重疊有交流成分的直流電壓時，在層疊體上產生機械應變的振動。
[0004]當因所述電場感應應變產生的振動傳遞給電路基板時電路基板振動。而且，當因電路基板的振動而產生的振動聲達到可聽頻率域即20~20，OOOHz時，作為噪聲而被人耳聽取(鳴聲，acoustic noise)。
[0005]專利文獻1、2中記載了通過在電路基板的表面以及背面的大致相同位置配置層疊陶瓷電容器來減小電路基板的振動聲的技術。通過在電路基板的表背面分別配置層疊陶瓷電容器，從而從這些電容器向電路基板傳遞的應變互為反向，因此抵消了電路基板的振動。
[0006]但是，專利文獻1、2中記載的層疊陶瓷電容器的電路基板安裝方法存在電路基板的振動聲的抑制未必有效的問題。而且，層疊陶瓷電容器的振動經(jīng)由焊錫等接合件20而向電路基板傳遞。此時，本
【發(fā)明者】發(fā)現(xiàn)存在因接合件20的焊腳(7 4 卜)形成狀態(tài)的偏差造成不能得到振動聲的抑制效果的情況。
[0007]【在先技術文獻】
[0008]【專利文獻】
[0009]專利文獻1:日本特開2000-232030號公報
[0010]專利文獻2:日本特開2003-318057號公報
【發(fā)明內容】
[0011]【發(fā)明要解決的課題】
[0012]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠有效抑制因層疊陶瓷電容器的電場感應應變造成的電路基板的振動聲的安裝層疊陶瓷電容器的安裝基板的制造方法以及安裝構造體。
[0013]【用于解決課題的手段】
[0014]作為本發(fā)明的第一方式的安裝基板的制造方法，其為將一對層疊陶瓷電容器安裝在電路基板上的安裝基板的制造方法，所述一對層疊陶瓷電容器具備:層疊有多個電介質陶瓷片材與多個呈平面狀的內部電極的層疊體；在所述層疊體的表面與所述內部電極電連接的至少一對外部電極，所述安裝基板的制造方法的特征在于，
[0015]具備將所述外部電極以所述內部電極的平面的面方向一致的方式與在所述電路基板的表面以及背面面對稱的位置以相互電連接的狀態(tài)形成的各個連接部接合的工序。
[0016]作為本發(fā)明的第二方式的安裝構造體，其為在電路基板上安裝一對層疊陶瓷電容器的安裝構造體，所述一對層疊陶瓷電容器具備:層疊有多個電介質陶瓷片材與多個呈平面狀的內部電極的層疊體；在所述層疊體的表面與所述內部電極電連接的至少一對外部電極，所述安裝構造體的特征在于，
[0017]所述電路基板具有在其表面以及背面面對稱的位置以相互電連接的狀態(tài)形成的連接部，
[0018]在所述層疊陶瓷電容器中，所述外部電極以所述內部電極的平面的面方向一致的方式與在所述電路基板的表面以及背面形成的連接部分別接合。
[0019]在所述安裝基板的制造方法以及安裝構造體中，對于層疊陶瓷電容器，由于外部電極以內部電極的平面的面方向一致的方式與在電路基板的表面以及背面面對稱的位置以相互電連接的狀態(tài)形成的各個連接部接合，因此，從接合于電路基板的表背面的層疊陶瓷電容器向電路基板的振動的傳遞狀態(tài)大致相同，從而抵消了電路基板的振動。其結果為，有效地抑制了電路基板的振動，從而降低了振動聲。
[0020]【發(fā)明效果】
[0021]根據(jù)本發(fā)明，能夠有效地抑制因安裝在電路基板的層疊陶瓷電容器的電場感應應變而造成的電路基板的振動聲。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1表示層疊陶瓷電容器的一例，(A)為立體圖，(B)為示意性表示電場感應應變的立體圖。
[0023]圖2表示將所述層疊陶瓷電容器安裝在電路基板上的狀態(tài)，(A)為第一安裝例的剖視圖，(B)為第二安裝例的剖視圖。
[0024]圖3為表示各種安裝構造的振動聲壓級的圖。
[0025]圖4表示接合件20的焊腳的各種形成狀態(tài)，(A)為焊腳量為普通狀態(tài)的說明圖，(B)為焊腳量小的狀態(tài)的說明圖。
[0026]圖5為表示改變了接合件20的焊腳的形成狀態(tài)的各種安裝構造的振動聲壓級的圖。
[0027]圖6為表示層疊陶瓷電容器的安裝工序的一部分的說明圖。
【具體實施方式】
[0028]以下，參照附圖對本發(fā)明所涉及的安裝基板的制造方法以及安裝構造體進行說明。另外，在各附圖中對相同構件、部分標注相同的符號并省略重復說明。
[0029](實施例1)
[0030]如圖UA)所示，本發(fā)明中使用的層疊陶瓷電容器I由層疊有多個電介質陶瓷片材的層疊體2與一對外部電極6構成。層疊體2的表面由相互對置的兩端面、與該兩端面正交且相互對置的兩側面以及與兩端面和兩側面正交且相互對置的上下面構成。在層疊體2的內部，夾著電介質陶瓷片材而呈平面狀的內部電極5對置配置。由此，在內部電極5間施加有電壓時，在電介質陶瓷片材產生靜電電容。
[0031]一對外部電極6從層疊體2的兩端面形成至上下面以及兩側面。一對外部電極6中的一方與夾著電介質陶瓷片材而相鄰的一對內部電極5中的一方電連接。一對外部電極6中的另一方與夾著電介質陶瓷片材而相鄰的一對內部電極5中的另一方電連接。由此成為多個靜電電容相對于外部電極6而并連的狀態(tài)。該層疊陶瓷電容器I中，一對外部電極6作為輸入輸出電極而發(fā)揮功能。除此以外，也可以設置作為接地電極而發(fā)揮功能的外部電極。
[0032]如圖2(A)以及圖2(B)所示，安裝有所述層疊陶瓷電容器I的電路基板10在表面以及背面且在面對稱的位置形成有連接部11、12，位于面對稱位置的連接部11、12通過分別在電路基板的表背面貫通的通孔導體13而電連接。連接部11、12的電連接并不限定于通孔導體13，也能夠使用導體圖案、跨接線等各種金屬導體。
[0033]所述層疊陶瓷電容器I包括外部電極6在內而將長度設為L，將寬度設為W，將高度設為H。層疊陶瓷電容器I的寬度W與高度H大致相同(差在10%以下)。但是，也可以使寬度W與高度H不同而相異。通過焊錫等導電性接合件20將外部電極6電氣、機械地接合在連接部11、12上而進行向電路基板10的安裝。此時，如圖2(A)所示，存在內部電極5的平面相對于電路基板10的表背面而安裝在平行方向的情況，以及，如圖2(B)所示，內部電極5的平面相對于電路基板10的表背面而安裝在垂直方向的情況?！捌叫蟹较颉币约啊按怪狈较颉卑瑢盈B陶瓷電容器I的制造時的偏差、安裝時的偏差的范圍。另外，圖2(A)、(B)中，為了避免看起來繁雜而省略了剖面線。
[0034]也存在如下的情況，S卩，安裝于電路基板10的表面的層疊陶瓷電容器I中內部電極5的平面相對于電路基板10的表面而安裝在平行方向，安裝于電路基板10的背面的層疊陶瓷電容器I中內部電極5的平面相對于電路基板10的背面而安裝在垂直方向的情況。但是，在本發(fā)明中，安裝于表面以及背面的層疊陶瓷電容器I中，均使內部電極5的平面在相對于電路基板的表背面平行的方向或垂直的方向上一致。即，存在如下的某個情況，如圖2㈧所示，安裝于電路基板的表背面的層疊陶瓷電容器I中，內部電極5的平面處于與電路基板的表背面平行的方向，或者，如圖2(B)所示，內部電極5的平面處于與電路基板的表背面垂直的方向。
[0035]本
【發(fā)明者】們依照以下的安裝方式將層疊陶瓷電容器I安裝在電路基板10的表背面，并測定因層疊陶瓷電容器I的電場感應應變造成的電路基板的峰值聲壓級。以下，對其結果進行說明。
[0036]安裝方式(I)中，僅在電路基板10的表面使內部電極5的平面處于與表面平行方向地配置層疊陶瓷電容器I。安裝方式(2)中，僅在電路基板10的表面使內部電極5的平面處于與表面垂直方向地配置層疊陶瓷電容器I。安裝方式(3)中，相對于電路基板10的表面使內部電極5的平面處于與表面平行方向地配置層疊陶瓷電容器1，相對于電路基板10的背面使內部電極5的平面處于與背面垂直方向地配置另一個層疊陶瓷電容器I。安裝方式(4)中，在電路基板10的表背面使內部電極5的平面處于相對于表背面平行方向地配置一對層疊陶瓷電容器I。安裝方式(5)中，在電路基板10的表背面使內部電極5的平面處于相對于表背面垂直方向地配置一對層疊陶瓷電容器I。
[0037]層疊陶瓷電容器I使用尺寸為長度L為1.0mm,寬度W為0.5mm,高度H為0.5mm,容量為IyF的層疊陶瓷電容器。需要說明的是，本發(fā)明中層疊陶瓷電容器的尺寸、容量當然也可以為該實驗中使用的以外的尺寸、容量。作為電路基板10，使用40mmX40mm且厚度
1.6mm的樹脂電路基板。接合件20使用Sn_3.0Ag-0.5Cu焊錫。對層疊陶瓷電容器I施加頻率約3.2kHz的電壓3.15V、交流1.0Vp-p而測定聲壓級。
[0038]所述安裝方式⑴?(5)的峰值聲壓級(相對比)如圖3所示，在安裝方式⑴、
(2)、(3)看不到改良，而在電路基板10的表背面使內部電極5的平面處于相對于表背面平行方向地配置一對層疊陶瓷電容器I的安裝方式(4)，以及，在電路基板10的表背面使內部電極5的平面處于相對于表背面垂直方向地配置一對層疊陶瓷電容器I的安裝方式(5)，可以看到相比安裝方式⑶有-30dB以上的改良。最具效果的是安裝方式(5)。
[0039]S卩，通過將層疊陶瓷電容器I設置為使內部電極5的平面的面方向一致地將外部電極6與在電路基板10的表面以及背面面對稱的位置形成的各個連接部11、12接合，使從接合于電路基板10的表背面的層疊陶瓷電容器I向電路基板10的振動的傳遞狀態(tài)大致相同，從而抵消了電路基板10的振動。其結果為，抑制了電路基板10的振動，從而降低了振動聲。
[0040]而且，接合件20 (焊錫)20的填量(焊腳高度)影響電路基板10的振動。圖4㈧中示出了焊腳高度為通常高度的形成狀態(tài)，圖4(B)中示出了焊腳高度小的形成狀態(tài)。此處，在所述安裝方式(I)?(5)中將焊腳高度設置為通常狀態(tài)，在安裝方式(Ia)?(5a)中將焊腳高度設置為小的狀態(tài)，在安裝方式(3b)、(4b)、(5b)中減小電路基板10的表面?zhèn)鹊暮改_高度，而將背面?zhèn)鹊暮改_高度設置為通常高度，測定各自的峰值聲壓級。
[0041]其結果為，如圖5 所示，與安裝方式(I)、(la)、(2)、(2a)、(3)、(3a)、(3b)、(4)、
(5)相比，可以看到安裝方式(4a)、(5a)的改良。而且，在安裝方式(5b)，也可以看到與安裝方式(4b)相比聲壓級達到1/4以下的改良。因此，即使焊腳的高度產生偏差，通過使內部電極5的平面處于與電路基板10的表背面垂直方向地配置，也能夠更可靠而有效地抑制振動聲。而且，相比而言，焊腳高度較小方聲壓級低，這可以推斷為接合件20的應變(振動)傳遞力弱的緣故。
[0042]此處，參照圖1(B)對層疊陶瓷電容器I的電場感應應變進行說明。圖1(B)示意性表示相對于安裝面而處于平行方向地配置內部電極5的情況的應變，粗剖面線表示的區(qū)域應變較小，細剖面線表示的區(qū)域應變較大。雖然實際上層次更細，但作為作圖上的兩個區(qū)域而進行示意性表示。
[0043]在層疊體2的兩端面存在帶狀且應變大的區(qū)域2a，當接合件20與該區(qū)域2a接合時，應變(振動)容易向電路基板10傳遞。在內部電極5的平面配置在與電路基板10的表背面平行方向的情況下，帶狀的區(qū)域2a位于相對于電路基板10平行方向，若接合件20與區(qū)域2a不接觸，則向電路基板10傳遞的應變小(安裝方式(參照4a))。像安裝方式(4b)、(5b)那樣當在電路基板10的表背面的焊腳高度不同時，在電路基板10的表背面?zhèn)鬟f的振動的大小各不相同，因此振動抵消的程度小，振動聲的聲壓級處于變大的趨勢。
[0044]在內部電極5的平面配置在與電路基板10的表背面垂直方向的情況下，帶狀的區(qū)域2a位于相對于電路基板10垂直方向，呈現(xiàn)聲壓級的改良最佳的測定結果。
[0045]順便說明一下，焊腳的高度為通常高度指層疊陶瓷電容器I的高度H的約60%，焊腳的高度小指層疊陶瓷電容器I的高度H的約20%。即，只要將配置在電路基板10的表背面的層疊陶瓷電容器I配置為使內部電極5的平面相對于電路基板10的表背面而與平行方向或垂直方向一致，即使在各層疊陶瓷電容器I形成的接合件20的焊腳的高度不同，也能夠降低振動聲。優(yōu)選在各層疊陶瓷電容器I形成的接合件20的焊腳的高度差為層疊陶瓷電容器I的高度H的40%以下。
[0046]接下來，對層疊陶瓷電容器I的安裝方法進行說明。作為接合件20而使用焊錫，并通過回焊爐進行安裝。需要說明的是，也可以為流安裝(7 口一実裝)(將通過粘接劑等而臨時固定于電路基板10的層疊陶瓷電容器I浸潰在熔融的焊錫中的方法)?；蛘?，作為接合件20也可以使用導電性粘接劑。
[0047]具體而言，如圖6所示，從包裝體50剝落封裝帶52并通過吸嘴55對每個層疊陶瓷電容器I 一個一個地進行吸附保持，并將該層疊陶瓷電容器I搭載在電路基板10的表面的規(guī)定位置，所述包裝體50以使層疊陶瓷電容器I的內部電極5朝向一定方向的方式排列而將層疊陶瓷電容器I收納于多個收納部51。在連接部11上預先印刷有焊錫膏。接下來，通過使搭載有層疊陶瓷電容器I的電路基板10通過回焊爐(最高溫度250°C )，使焊錫膏熔融、固化，從而將層疊陶瓷電容器I固著在電路基板10的連接部11上。
[0048]通過與以上相同的工序使層疊陶瓷電容器I相對于電路基板10的背面(連接部12)進行固著。
[0049]在使用以使層疊陶瓷電容器I的內部電極5朝向規(guī)定方向的方式排列而將層疊陶瓷電容器I收納的包裝體50將層疊陶瓷電容器I搭載在電路基板10的情況下，在同一規(guī)格的多個電路基板10中，使各層疊陶瓷電容器I的內部電極5相對于電路基板10的表背面而與垂直方向或平行方向一致地進行安裝。因此，因電路基板10產生的振動聲的偏差小，從而能夠在各電路基板10穩(wěn)定地抑制振動聲。例如，若觀察5個同一規(guī)格的電路基板10的截面，則在所有的5個電路基板中，各層疊陶瓷電容器I的內部電極5在相對于電路基板10的表背面垂直的方向或平行的方向上一致。
[0050]而且，如上述實施例所述，除了以使用使內部電極5朝向規(guī)定方向的方式排列而收納層疊陶瓷電容器I的包裝體50的安裝方法以外，還可以使用在將層疊陶瓷電容器I安裝在電路基板10以前，根據(jù)外形形狀或其他形狀進行識別的方法、在層疊陶瓷電容器I的表面預先標記方向性而進行識別的方法、或者利用內部電極5而通過磁力進行排列的方法等，以內部電極5朝向規(guī)定方向一致的方式在電路基板10的表背面安裝層疊陶瓷電容器I。
[0051]也可以在一個電路基板10具備多組與其表背面接合的一對層疊陶瓷電容器I。該情況下，各層疊陶瓷電容器I的內部電極5在相對于電路基板10的表背面垂直的方向或平行的方向上一致。由此，如上所述，能夠抑制振動聲。通過使用使層疊陶瓷電容器I的內部電極5朝向規(guī)定方向的方式排列而將層疊陶瓷電容器I收納的包裝體50,能夠容易使各層疊陶瓷電容器I的內部電極5在相對于電路基板10的表背面垂直的方向或平行的方向上—致。
[0052]總結其他方式而記載作為上述實施例而記載的安裝構造以及安裝方法。
[0053]對于安裝在電路基板的表背面上的層疊陶瓷電容器，即使電場感應應變量不同，也能夠得到振動聲減弱效果。但是，大致相同的應變量的層疊陶瓷電容器的振動抵消效果大，即，優(yōu)選為同一規(guī)格的電容器。另外，安裝于電路基板的表背面的層疊陶瓷電容器不必為相同形狀、尺寸。由于振動通過連接部而向電路基板傳遞，因此能夠容許在面對稱地形成于電路基板的表背面的連接部中存在能夠安裝的范圍內的尺寸差。
[0054]對安裝于電路基板的表背面的層疊陶瓷電容器施加大致相同的電壓即可。因此，電路基板的表背面的連接部電導通即可，導通方法任意。優(yōu)選對安裝于電路基板的表背面的層疊陶瓷電容器施加的電壓差在電壓值的20%以內，相位差在20%以內。
[0055]現(xiàn)階段難以使安裝于電路基板的表背面的層疊陶瓷電容器以完全面對稱狀態(tài)進行安裝。在可以得到振動聲的減弱效果的范圍內，優(yōu)選向長度方向、寬度方向的各個方向的位置偏差為30%以內，優(yōu)選兩個電容器的長度方向的中心軸在俯視觀察時所成角度為40°以內。為了防止層疊陶瓷電容器的位置偏差、角度偏差，優(yōu)選將連接部的寬度設定為層疊陶瓷電容器的寬度W的0.8~1.0倍。
[0056]工業(yè)實用性
[0057]如上所述，本發(fā)明對于安裝層疊陶瓷電容器的安裝基板的制造方法以及安裝構造體有用，特別是在能夠有效地抑制電路基板的振動聲方面優(yōu)異。
[0058]【符號說明】
[0059]1-層疊陶瓷 電容器
[0060]2-層疊體
[0061]5-內部電極
[0062]6-外部電極
[0063]10-電路基板
[0064]11、12-連接部
[0065]20-接合件
[0066]50-包裝體
[0067]51-收納部
【權利要求】
1.一種安裝基板的制造方法，其為將一對層疊陶瓷電容器安裝在電路基板上的安裝基板的制造方法，所述一對層疊陶瓷電容器具備:層疊有多個電介質陶瓷片材與多個呈平面狀的內部電極的層疊體；在所述層疊體的表面與所述內部電極電連接的至少一對外部電極，所述安裝基板的制造方法的特征在于， 具備將所述外部電極以所述內部電極的平面的面方向一致的方式與在所述電路基板的表面以及背面面對稱的位置以相互電連接的狀態(tài)形成的各個連接部接合的工序。
2.如權利要求1所述的安裝基板的制造方法，其特征在于， 還具備將所述層疊陶瓷電容器收納在包裝體中進行搬運的工序， 所述層疊陶瓷電容器以分別沿規(guī)定方向排列的狀態(tài)收納在所述包裝體的多個收納部中。
3.如權利要求1所述的安裝基板的制造方法，其特征在于， 所述層疊陶瓷電容器以所述內部電極的平面沿著垂直于所述電路基板的表面以及背面的方向的方式進行安裝。
4.如權利要求3所述的安裝基板的制造方法，其特征在于， 還具備將所述層疊陶瓷電容器收納在包裝體中進行搬運的工序， 所述層疊陶瓷電容器以所述內部電極的平面分別與所述包裝體的收納部的底面垂直的方式并以排列的狀態(tài)收納在多個所述收納部中。
5.如權利要求1至權利要求4中任一項所述的安裝基板的制造方法，其特征在于， 將所述一對層疊陶瓷電容器以各個所述內部電極的平面的面方向一致的方式分別安裝在多個所述電路基板上。
6.如權利要求1至權利要求4中任一項所述的安裝基板的制造方法，其特征在于， 將多組所述一對層疊陶瓷電容器以各個所述內部電極的平面的面方向一致的方式安裝在一個所述電路基板上。
7.一種安裝構造體，其為在電路基板上安裝一對層疊陶瓷電容器的安裝構造體，所述一對層疊陶瓷電容器具備:層疊有多個電介質陶瓷片材與多個呈平面狀的內部電極的層疊體；在所述層疊體的表面與所述內部電極電連接的至少一對外部電極，所述安裝構造體的特征在于， 所述電路基板具有在其表面以及背面面對稱的位置以相互電連接的狀態(tài)形成的連接部， 在所述層疊陶瓷電容器中，所述外部電極以所述內部電極的平面的面方向一致的方式與在所述電路基板的表面以及背面形成的連接部分別接合。
8.如權利要求7所述的安裝構造體，其特征在于， 所述一對層疊陶瓷電容器以所述內部電極的平面沿著垂直于所述電路基板的表面以及背面的方向的方式進行安裝。
9.如權利要求7或權利要求8所述的安裝構造體，其特征在于， 在所述電路基板的表面以及背面形成的連接部分別通過金屬導體電連接。
10.如權利要求7至權利要求9中任一項所述的安裝構造體，其特征在于， 所述一對層疊陶瓷電容器以各個所述內部電極的平面的面方向一致的方式分別安裝在多個所述電路基板上。
11.如權利要求7至權利要求9中任一項所述的安裝構造體，其特征在于， 多組所述一對層疊陶 瓷電容器以各個所述內部電極的平面的面方向一致的方式安裝在一個所述電路基板上。
【文檔編號】H01G2/06GK103779077SQ201310484739
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年10月16日 優(yōu)先權日:2012年10月19日
【發(fā)明者】服部和生, 藤本力, 白巖則男 申請人:株式會社村田制作所