電子部件及電子部件與接合對(duì)象物的接合結(jié)構(gòu)體的形成方法
【專利摘要】本發(fā)明提供進(jìn)行焊接安裝時(shí)的焊接部的耐熱性優(yōu)異且外部電極的焊料潤(rùn)濕性良好、能夠進(jìn)行可靠性高的安裝的電子部件,以及接合可靠性優(yōu)異、耐熱性高的接合結(jié)構(gòu)體的形成方法。在具有電子部件主體(陶瓷層疊體)1和形成在其表面的外部電極5的電子部件A1中,外部電極具有選自Cu-Ni合金層及Cu-Mn合金層中的至少一種10和形成在合金層外側(cè)的抗氧化膜20??寡趸ぞ哂泻蠸n的含Sn膜??寡趸ぞ哂杏少F金屬構(gòu)成的貴金屬膜??寡趸ぞ哂杏捎袡C(jī)物構(gòu)成的有機(jī)物膜。
【專利說明】電子部件及電子部件與接合對(duì)象物的接合結(jié)構(gòu)體的形成方 法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電子部件以及電子部件與接合對(duì)象物的接合結(jié)構(gòu)體的形成方法,更詳 細(xì)地,涉及即使在高溫下也能高度確保外部電極與接合對(duì)象物的接合可靠性的電子部件, 以及即使在高溫下接合可靠性仍高的電子部件與接合對(duì)象物的接合結(jié)構(gòu)體的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 芯片電容器、芯片電感器等表面安裝型電子部件通常通過將形成在電子部件主體 上的外部電極焊接在例如設(shè)置在基板上的安裝用電極等上進(jìn)行安裝。
[0003] 然而,作為配設(shè)在這類電子部件上的外部電極,有人提出這樣一種外部電極:該外 部電極具有與由陶瓷燒結(jié)體構(gòu)成的裸芯片的表面相接的內(nèi)層和在內(nèi)層上層疊形成的外層 的二層結(jié)構(gòu),通過對(duì)含有金屬粉末和玻璃粉的導(dǎo)電膏進(jìn)行烘烤而形成,形成上述內(nèi)層和外 層的導(dǎo)電膏的金屬粉末含有Ag :80?95重量%和Pd :5?20重量%,玻璃粉以PbO :0? 40重量%、B203 :35?65重量%和ZnO :20?55重量%為主要成分,且相對(duì)于金屬粉末,含 該玻璃粉2?6重量%,內(nèi)層和外層由同一組成的導(dǎo)電膏形成(可參見專利文獻(xiàn)1)。
[0004] 關(guān)于在芯片型電子部件中成為問題的焊接性,該專利文獻(xiàn)1中的外部電極意圖通 過優(yōu)化外部電極的結(jié)構(gòu)、電極形成用導(dǎo)電膏的組成(金屬粉末、玻璃)來抑制玻璃向外部電 極表面游離,改善焊接性。
[0005] 然而,對(duì)于該專利文獻(xiàn)1的外部電極,例如在使用以Sn為主要成分、含有Ag 3重 量%、Cu 0.5重量%這樣的通常的無 Pb焊料進(jìn)行安裝的情況下,在之后多次反復(fù)實(shí)施的回 流焊時(shí)以及芯片型電子部件作為車載用電子部件在高溫環(huán)境下使用時(shí),存在電子部件脫落 (即出現(xiàn)焊接部高溫強(qiáng)度不良)的問題。
[0006] 專利文獻(xiàn):
[0007] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開平6-36969號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008] 本發(fā)明是為了解決上述問題而作出的,旨在提供進(jìn)行焊接安裝時(shí)的焊接部的耐熱 性優(yōu)異且到安裝之間的階段不易發(fā)生由外部電極被氧化而引起的焊料潤(rùn)濕性降低、能夠進(jìn) 行可靠性高的電子部件,以及即使在高溫下接合可靠性仍優(yōu)異、耐熱性高的接合結(jié)構(gòu)體的 形成方法。
[0009] 為了解決上述問題,本發(fā)明的電子部件具有電子部件主體和形成在所述電子部件 主體表面上的外部電極,其特征在于,
[0010] 所述外部電極具有選自Cu-Ni合金層及Cu-Mn合金層中的至少一種和
[0011] 形成在所述合金層外側(cè)的抗氧化膜。
[0012] 在本發(fā)明中,形成在電子部件主體的表面上的外部電極例如包括芯片電容器、芯 片電感器等表面安裝型電子部件的外部電極、形成在印刷基板、多層基板表面上的表面電 極等。
[0013] 此外,在本發(fā)明中,上述合金層可以是利用厚膜形成法形成的層,還可以是利用鍍 敷、蒸鍍等薄膜形成方法形成的層。
[0014] 此外,在本發(fā)明中,合金層的下層側(cè)還可具有Cu厚膜電極層等其他電極層。
[0015] 在本發(fā)明中,上述抗氧化膜優(yōu)選具有含有Sn的含Sn膜。
[0016] 具有含Sn膜時(shí),在焊接工序中,含Sn膜被焊料潤(rùn)濕,從而能抑制安裝時(shí)的焊接不 良。
[0017] 此外,上述抗氧化膜優(yōu)選具有由貴金屬構(gòu)成的貴金屬膜。
[0018] 抗氧化膜具有貴金屬膜時(shí),能使合金層與Sn (例如,接合材料、接合對(duì)象物中所含 的Sn,在外部電極中含有Sn情況下為該Sn)的反應(yīng)延遲至貴金屬膜被侵蝕,從而能調(diào)控合 金層與錫反應(yīng)、生成金屬間化合物的時(shí)機(jī),更切實(shí)地進(jìn)行安裝時(shí)的焊接。
[0019] 此外,上述抗氧化膜優(yōu)選具有由有機(jī)物構(gòu)成的有機(jī)物膜。
[0020] 抗氧化膜為有機(jī)薄膜時(shí),外部電極(合金層)、接合材料中不會(huì)發(fā)生組成變動(dòng),因 而能防止電子部件、接合部的機(jī)械強(qiáng)度、熱性能變動(dòng)。
[0021] 此外,上述合金層優(yōu)選為以3?30重量%的比例含有Ni的Cu-Ni合金層和以3? 30重量%的比例含有Μη的Cu-Mn合金層中的任一種。
[0022] 滿足上述必要條件,就能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)成外部電極合金層的金屬材料與Sn的快速擴(kuò) 散作用。
[0023] 此外,上述合金層更優(yōu)選以5?20重量%的比例含有Ni的Cu-Ni合金層和以5? 20重量%的比例含有Μη的Cu-Mn合金層中的任一種。
[0024] 滿足上述必要條件,就能夠更有效地實(shí)現(xiàn)構(gòu)成外部電極合金層的金屬材料與Sn 的快速擴(kuò)散作用。
[0025] 此外,優(yōu)選上述電子部件主體為具有多個(gè)陶瓷層和在所述陶瓷層之間以一部分被 導(dǎo)出到端面的方式配設(shè)的內(nèi)部電極層的陶瓷層疊體,上述外部電極配設(shè)在上述內(nèi)部電極層 所導(dǎo)出的端面上,與上述內(nèi)部電極層導(dǎo)通。
[0026] 通常,層疊陶瓷電子部件具有上述那樣的構(gòu)成,本發(fā)明能良好地用于那樣的層疊 陶瓷電子部件。
[0027] 本發(fā)明的接合結(jié)構(gòu)體的形成方法是具有形成在電子部件主體表面上的外部電極 與接合對(duì)象物接合而成的結(jié)構(gòu)的接合結(jié)構(gòu)體的形成方法,其特征在于,包括:
[0028] 準(zhǔn)備電子部件的工序,所述電子部件主體的表面上形成有具有選自Cu-Ni合金層 及Cu-Mn合金層中的至少一種和形成在所述合金層外側(cè)的抗氧化膜的外部電極,
[0029] 準(zhǔn)備含Sn接合材料的工序,
[0030] 準(zhǔn)備接合對(duì)象物的工序,所述接合對(duì)象物是與所述外部電極接合的對(duì)象,
[0031] 熱處理工序,在該熱處理工序中,在使所述接合材料存在于所述外部電極和所述 接合對(duì)象物之間的狀態(tài)下進(jìn)行熱處理;
[0032] 在所述熱處理工序中,使所述外部電極所具有的合金層與所述接合材料中所含的 Sn反應(yīng),生成金屬間化合物。
[0033] 此外,本發(fā)明的另一接合結(jié)構(gòu)體的形成方法是具有形成在電子部件主體表面上的 外部電極與接合對(duì)象物接合而成的結(jié)構(gòu)的接合結(jié)構(gòu)體的形成方法,其特征在于,包括:
[0034] 準(zhǔn)備電子部件的工序,所述電子部件主體的表面上形成有具有選自Cu-Ni合金層 及Cu-Mn合金層中的至少一種和形成在所述合金層外側(cè)、含有Sn的抗氧化膜的外部電極,
[0035] 準(zhǔn)備接合對(duì)象物的工序,所述接合對(duì)象物是與所述外部電極接合的對(duì)象,
[0036] 熱處理工序,在該熱處理工序中,在所述外部電極和所述接合對(duì)象物接觸的狀態(tài) 下進(jìn)行熱處理;
[0037] 在所述熱處理工序中,使所述外部電極所具有的合金層與所述外部電極所具有的 所述抗氧化膜中所含的Sn反應(yīng),生成金屬間化合物。
[0038] 在本發(fā)明的接合結(jié)構(gòu)體的形成方法中,形成在電子部件主體表面上的外部電極也 包括例如芯片電容器、芯片電感器等表面安裝型電子部件的外部電極、形成在印刷基板、多 層基板等表面上的表面電極等。
[0039] 此外,在本發(fā)明的接合結(jié)構(gòu)體的形成方法中,接合對(duì)象物包括與上述外部電極連 接的金屬端子、金屬配線或其他電子部件的端子電極(外部電極)。
[0040] 在本發(fā)明的電子部件中,形成在電子部件主體表面上的外部電極具有選自Cu-Ni 合金層及Cu-Mn合金層中的至少一種和形成在所述合金層外側(cè)的抗氧化膜,從而能防止外 部電極的表面被氧化,抑制安裝時(shí)的焊接不良的發(fā)生。
[0041] S卩,在外部電極的最外層為選自Cu-Ni合金層和Cu-Mn合金層中的至少一種的情 況下,會(huì)有合金層被氧化、無法充分得到焊料潤(rùn)濕性的情況,但在本發(fā)明中,由于在合金層 的外側(cè)形成有抗氧化膜,因而能防止由合金層被氧化引起的焊料潤(rùn)濕性降低,確保良好的 焊接性。
[0042] 此外,在本發(fā)明的電子部件中,抗氧化層具有含Sn層時(shí),在與接合對(duì)象物接合時(shí) 的回流焊熱處理過程中,發(fā)生Cu-Ni合金和/或Cu-Mn合金與Sn的快速擴(kuò)散,Sn基本上被 驅(qū)除,因而,在電子部件和接合對(duì)象物(例如基板的安裝用電極)的接合部上生成熔點(diǎn)在 400°C以上的金屬間化合物。其結(jié)果,在安裝電子部件后的階段,在實(shí)施多次回流焊的情況 下,以及在安裝的電子部件(例如車載用電子部件)在高溫環(huán)境下使用等情況下,均能得到 不會(huì)引起電子部件脫落、高溫強(qiáng)度高的接合部(焊接接合部)。
[0043] 另外,上述Cu-Ni合金和/或Cu-Mn合金與Sn的快速擴(kuò)散通過金屬間化合物在因 熱處理工序而熔融的Sn中邊剝離、分散邊反復(fù)反應(yīng)而產(chǎn)生。
[0044] 此外,通過上述快速擴(kuò)散,Sn快速成為熔點(diǎn)400°C以上的金屬間化合物而固體化, 因而能防止由內(nèi)部壓力引起的焊料爆裂發(fā)生。
[0045] 還有,通過上述快速擴(kuò)散,Sn基本上被驅(qū)除,因而,即使在例如在外部電極的最外 側(cè)形成Sn系鍍層、以能從外部電極自身供給Sn的情況下,也能抑制、防止當(dāng)Sn層為最外層 時(shí)的問題即須晶的發(fā)生。
[0046] 在本發(fā)明的接合結(jié)構(gòu)體的形成方法中,在使含Sn的接合材料存在于電子部件主 體表面的具有選自Cu-Ni合金層及Cu-Mn合金層中的至少一種和形成在合金層外側(cè)的抗氧 化膜的外部電極和與外部電極接合的接合對(duì)象物之間的狀態(tài)下進(jìn)行熱處理,使外部電極具 有的合金層和接合材料中所含的Sn反應(yīng),生成金屬間化合物,因此,能通過合金層與接合 材料中的Sn的快速擴(kuò)散反應(yīng)來減少Sn,高效地形成接合部(焊接部)的耐熱性優(yōu)異的接合 結(jié)構(gòu)體。
[0047] 此外,由于外部電極具有抗氧化膜,因而外部電極對(duì)焊料等接合材料的潤(rùn)濕性良 好,能抑制安裝時(shí)的焊接不良的發(fā)生。
[0048] 此外,由于電子部件和接合對(duì)象物被切實(shí)地接合,因而在電子部件安裝后的階段, 在實(shí)施多次回流焊的情況下,以及安裝的電子部件在高溫下使用等情況下,均能防止例如 電子部件從接合對(duì)象物(基板上的安裝用電極)上脫落。
[0049] 此外,在本發(fā)明的另一接合結(jié)構(gòu)體的形成方法中,在電子部件主體表面的具有選 自Cu-Ni合金層及Cu-Mn合金層中的至少一種和形成在合金層外側(cè)、含有Sn的抗氧化膜的 外部電極與接合對(duì)象物接觸的狀態(tài)下進(jìn)行熱處理,使外部電極具有的合金層與外部電極具 有的抗氧化膜中所含的Sn反應(yīng),生成金屬間化合物,因而,能通過合金層與抗氧化膜中的 Sn的快速擴(kuò)散反應(yīng)來減少Sn,確保接合部(焊接部)的充分的耐熱性。
[0050] 另外,在將電子部件和接合對(duì)象物接合而不使用含Sn接合材料的情況下,宜使 Cu-Ni合金層和/或Cu-Mn合金層的厚度與抗氧化膜(含Sn膜)的厚度的關(guān)系為,相對(duì)于 合金層10 μ m,含Sn膜的厚度在3?10 μ m的范圍內(nèi)。
[0051] 此外,對(duì)用本發(fā)明的方法形成的接合結(jié)構(gòu)體而言,由于電子部件和接合對(duì)象物被 切實(shí)地接合,因而在電子部件安裝后的階段,在實(shí)施多次回流焊的情況下,以及在安裝的電 子部件在高溫下使用等情況下,均能防止例如電子部件從接合對(duì)象物(基板上的安裝用電 極)脫落。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0052] 圖1是示意性地顯示本發(fā)明實(shí)施方式的電子部件(層疊陶瓷電容器)的構(gòu)成的截 面圖。
[0053] 圖2是示意性地顯示本發(fā)明另一實(shí)施方式的電子部件(層疊陶瓷電容器)的構(gòu)成 的截面圖。
[0054] 圖3是示意性地顯示本發(fā)明又一實(shí)施方式的電子部件(層疊陶瓷電容器)的構(gòu)成 的截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0055] 下面顯示本發(fā)明的實(shí)施方式,對(duì)本發(fā)明的特征進(jìn)行更詳細(xì)的說明。
[0056] 在該實(shí)施方式中,作為本發(fā)明的電子部件,制作具有圖1、2和3所示的結(jié)構(gòu)的層疊 陶瓷電容器。
[0057] 圖1、2和3中所示的電子部件(層疊陶瓷電容器)A1、A2和A3均具有在層疊陶瓷 元件(電子部件主體)1的兩端面4、4上以與內(nèi)部電極2導(dǎo)通的方式配設(shè)有一對(duì)外部電極 5、5的結(jié)構(gòu),在作為電子部件主體的陶瓷層疊體(層疊陶瓷元件)1的結(jié)構(gòu)中,配設(shè)在內(nèi)部的 內(nèi)部電極2夾著作為電介質(zhì)層的陶瓷層(電介質(zhì)陶瓷層)3而層疊,交互地引出到陶瓷層疊 體1的兩端面4、4上。
[0058] 并且,外部電極5具有Cu-Ni合金層或Cu-Mn合金層(下面也僅稱作"合金層")10 和形成在合金層10外側(cè)的抗氧化膜20。
[0059] 例如,圖1所示的電子部件A1中,作為抗氧化膜,具有由一層鍍層120構(gòu)成的單層 結(jié)構(gòu)的抗氧化膜20。
[0060] 另一方面,圖2所示的電子部件A2中,作為抗氧化膜,具有由下層鍍層121和形成 在其上的上層鍍層122構(gòu)成的二層結(jié)構(gòu)的抗氧化膜20。
[0061] 此外,圖3所示的電子部件A3中,作為抗氧化膜,具有由有機(jī)物形成的有機(jī)物膜 123構(gòu)成的抗氧化膜20,所述有機(jī)物膜123經(jīng)過防銹處理。
[0062] 〔試樣的制作〕
[0063] 下面,對(duì)該電子部件(層疊陶瓷電容器)的制造方法進(jìn)行說明。
[0064] (1)首先,制作以鈦酸鋇為主要成分的陶瓷生片。然后,在該陶瓷生片的表面上絲 網(wǎng)印刷以Ni粉為導(dǎo)電成分的導(dǎo)電膏(內(nèi)部電極用膏),形成內(nèi)部電極膏圖案。
[0065] (2)接著,將形成有內(nèi)部電極膏圖案的陶瓷生片多片層疊,壓粘,形成層疊體。
[0066] (3)然后,將該層疊體沿層疊方向即厚度方向切割,得到芯片層疊體(焙燒后成為 陶瓷層疊體1(圖1?3)的未焙燒層疊體),該芯片層疊體中,內(nèi)部電極膏圖案在彼此相向 的端面(切割端面)的一側(cè)和另一側(cè)上交替露出。
[0067] (4)接著,將該未焙燒層疊體在空氣中于1300°C下焙燒1小時(shí),得到陶瓷層疊體 1 (圖1?3)。該陶瓷層疊體1的尺寸為寬(W) = 0· 8mm,長(zhǎng)(L) = 1. 6mm,厚(W) = 0· 8mm。
[0068] (5)然后,向該陶瓷層疊體1的兩端面4、4上涂布Cu-Ni厚膜膏或Cu-Mn厚膜膏作 為外部電極形成用導(dǎo)電膏。
[0069] 作為Cu-Ni厚膜膏,使用將粒徑3 μ m的Cu-Ni粉末、玻璃粉、有機(jī)粘合劑、分散劑 和有機(jī)溶劑混合、用球磨機(jī)和輥磨機(jī)分散、混煉而形成的膏狀物。
[0070] 此外,作為Cu-Mn厚膜膏,同樣地,使用將粒徑3 μ m的Cu-Mn粉末、玻璃粉、有機(jī)粘 合劑、分散劑和有機(jī)溶劑混合、用球磨機(jī)和輥磨機(jī)分散、混煉而形成的膏狀物。
[0071] 并且,使構(gòu)成Cu-Ni厚膜膏的Cu-Ni合金粉末中所占的Ni的比例和構(gòu)成Cu-Mn 厚膜膏的Cu-Mn合金粉末中所占的Μη的比例在表1的試樣編號(hào)1?25、表2的試樣編號(hào) 101?129所示的范圍內(nèi)變化。
[0072] 另外,例如,表1的試樣編號(hào)1的合金層組成欄中的"Cu_3Ni"的數(shù)字3表示該成 分(這種情況下為Ni)的重量%的值。即,這種情況下,表示Cu-Ni合金粉末中所占的Ni 的比例為3重量%。對(duì)于其他試樣,Ni的比例和Μη的比例也用同樣的方法表示。
[0073] (6)然后,對(duì)在兩端面4、4上涂布了外部電極形成用的焙燒型Cu-Ni厚膜膏或 Cu-Mn厚膜膏的陶瓷層疊體1進(jìn)行焙燒,形成作為厚膜電極的合金層(厚膜電極(Cu-Ni合 金層或Cu-Mn合金層))10 (圖1?3)。
[0074] 另外,通過觀察截面,確認(rèn)焙燒后的合金層10的厚度為100?150 μ m。
[0075] (7)接著,在形成在陶瓷層疊體1的端面4上的合金層10的表面上,作為抗氧化膜 20,形成具有表1的試樣編號(hào)1?25和表2的試樣編號(hào)101?129所不的金屬組成和厚度 的鍍層,由此制得表1的試樣編號(hào)1?25的試樣(電子部件(層疊陶瓷電容器))A1和表 2的試樣編號(hào)101?129的試樣(電子部件(層疊陶瓷電容器))A2。
[0076] 另外,表2的鍍敷金屬組成的欄中,例如,試樣編號(hào)101的試樣中的Sn/Au的記載 表不下層側(cè)為Sn鍍層、上層側(cè)為Au鍍層。此外,試樣編號(hào)119的試樣中的Sn/Au/Sn/Au的 記載表示按從下層側(cè)到上層側(cè)的順序依次形成有Sn、Au、Sn、Au各鍍層。
[0077] 表1的試樣編號(hào)1?25的各試樣(電子部件(層疊陶瓷電容器))A1如圖1所不, 作為抗氧化膜,具有由一層鍍層120構(gòu)成的單層結(jié)構(gòu)的抗氧化膜20。
[0078] 另一方面,表2的試樣編號(hào)101?129的各試樣(電子部件(層疊陶瓷電容器)) A2如圖2所示,作為抗氧化膜,具有由下層鍍層121和形成在其上的上層鍍層122構(gòu)成的二 層結(jié)構(gòu)的抗氧化膜20。
[0079] 另外,各鍍層均通過電鍍形成。此外,膜厚可通過調(diào)整成膜時(shí)間來進(jìn)行控制。
[0080] 此外,對(duì)形成在陶瓷層疊體1的端面4上的合金層10的表面實(shí)施防銹處理,形成 有機(jī)物膜,由此制得表3的試樣編號(hào)201的試樣(電子部件(層疊陶瓷電容器))A3。
[0081] 表3的試樣編號(hào)201的試樣(電子部件A3)如圖3所示,具有由通過實(shí)施防銹處 理而形成的一層有機(jī)物膜123構(gòu)成的單層結(jié)構(gòu)的抗氧化膜20 (圖3)。
[0082] 另外,例如,作為防銹處理,可通過將電子部件在咪唑系水溶液或苯并三唑系水溶 液中浸漬一定時(shí)間后進(jìn)行水洗、干燥的方法在合金層10的表面上形成公知的有機(jī)物膜。
[0083] 此外,為了進(jìn)行比較,在本發(fā)明中,制作在使用Cu-Ni或Cu-Mn合金層的外部電極 主體部分上使用Cu層并具有下層側(cè)的Ni鍍層和形成在其上的上層側(cè)的Sn鍍層作為抗氧 化膜(鍍層)的試樣(表1的試樣編號(hào)26的試樣(比較例)),以及在外部電極主體部分上 使用與本發(fā)明的情況下相同的Cu-Ni合金層、但不具有抗氧化膜的試樣(表1的試樣編號(hào) 27的試樣(比較例)),與上述具有本發(fā)明要件的各試樣一起進(jìn)行下述特性評(píng)價(jià)。
[0084] 〔特性評(píng)價(jià)〕
[0085] 在評(píng)價(jià)特性時(shí),準(zhǔn)備具有Cu電極(接合對(duì)象物)的基板(用于層疊陶瓷電子部件 的貼覆有Cu的FR4玻璃環(huán)氧基板),將其作為焊接安裝作為按上述方法制得的試樣的電子 部件(層疊陶瓷電容器)用的基板。然后,使用金屬掩模在Cu電極表面上印刷千住金屬工 業(yè)公司生產(chǎn)的Sn-3Ag-0. 5Cu焊膏(原MIL標(biāo)準(zhǔn)RA Flux)。金屬掩模的厚度為50 μ m。
[0086] 另外,在上述材料(焊膏)的標(biāo)記中,例如"Sn-3Ag-0. 5Cu"的數(shù)字3表示該成分 (這種情況下為Ag)的重量%的值,0. 5表示Cu的重量%的值。
[0087] 接著,在印刷的焊膏上安裝上作為用上述方法制得的試樣的各電子部件(層疊陶 瓷電容器)后,使用回流焊裝置在預(yù)熱150°C、正式加熱250°C的條件下將電子部件的外部 電極和玻璃環(huán)氧基板的Cu電極接合,由此將外部電極和Cu電極電連接和機(jī)械連接。
[0088] 將按上述方法所得的接合結(jié)構(gòu)體作為特性評(píng)價(jià)用試樣,用以下方法評(píng)價(jià)特性。
[0089]《焊接性評(píng)價(jià)》
[0090] 將特性評(píng)價(jià)用試樣用實(shí)體顯微鏡在10倍下觀察,通過電子部件(層疊陶瓷電容 器)A1、A2、A3的端面4(圖1、2、3)的焊料的潤(rùn)濕角度(接觸角)進(jìn)行判斷。將形成接觸角 小于90°的角焊(fillet)的試樣評(píng)價(jià)為良(〇),將形成接觸角90°以上的角焊的試樣評(píng) 價(jià)為不良(X)。
[0091]《高溫強(qiáng)度評(píng)價(jià)》
[0092] 將使基板的接合有電子部件(層疊陶瓷電容器)的面朝下的特性評(píng)價(jià)用試樣在 250°C熱風(fēng)強(qiáng)風(fēng)循環(huán)烘箱中放置5分鐘后取出,檢查電子部件有無從基板上脫落,由此評(píng)價(jià) 高溫時(shí)的接合強(qiáng)度(高溫強(qiáng)度)。
[0093] 將此時(shí)有電子部件脫落的試樣評(píng)價(jià)為不良(X)。為了進(jìn)一步確認(rèn)電子部件的外部 電極和基板的Cu電極通過金屬間化合物進(jìn)行接合的狀態(tài),蝕去未反應(yīng)的金屬Sn成分,檢查 電子部件有無脫落。
[0094] 對(duì)于此時(shí)發(fā)現(xiàn)有電子部件脫落的試樣,鑒于好歹接合在一起而評(píng)價(jià)為良(〇),將 在蝕刻后電子部件也未脫落的試樣視為通過金屬間化合物而牢固地接合,評(píng)價(jià)為優(yōu)(◎)。
[0095] 將特性的評(píng)價(jià)結(jié)果一并不于表1、表2和表3。
[0096] 表 1
[0097]
【權(quán)利要求】
1. 電子部件,其具有電子部件主體和形成在所述電子部件主體表面的外部電極,其中, 所述外部電極具有選自Cu-Ni合金層及Cu-Mn合金層中的至少一種和 形成在所述合金層外側(cè)的抗氧化膜。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子部件,其特征在于,所述抗氧化膜具有含有Sn的含Sn 膜。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子部件,其特征在于,所述抗氧化膜具有由貴金屬構(gòu)成 的貴金屬膜。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的電子部件,其特征在于,所述抗氧化膜具有由有 機(jī)物構(gòu)成的有機(jī)物膜。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的電子部件,其特征在于,所述合金層為 以3?30重量%的比例含有Ni的Cu-Ni合金層和 以3?30重量%的比例含有Μη的Cu-Mn合金層中的任一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的電子部件,其特征在于,所述合金層為 以5?20重量%的比例含有Ni的Cu-Ni合金層和 以5?20重量%的比例含有Μη的Cu-Mn合金層中的任一種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的電子部件,其特征在于,所述電子部件主體為具 有多個(gè)陶瓷層和在所述陶瓷層之間以一部分被導(dǎo)出到端面的方式配設(shè)的內(nèi)部電極層的陶 瓷層疊體, 所述外部電極配置在所述內(nèi)部電極層所導(dǎo)出的端面上,與所述內(nèi)部電極層導(dǎo)通。
8. 接合結(jié)構(gòu)體的形成方法,是具有形成在電子部件主體表面的外部電極與接合對(duì)象物 接合而成的結(jié)構(gòu)的接合結(jié)構(gòu)體的形成方法,該方法具有: 準(zhǔn)備電子部件的工序,所述電子部件主體的表面上形成有外部電極,所述外部電極具 有選自Cu-Ni合金層和Cu-Mn合金層中的至少一種以及形成在所述合金層外側(cè)的抗氧化 膜, 準(zhǔn)備含Sn接合材料的工序, 準(zhǔn)備接合對(duì)象物的工序,所述接合對(duì)象物是與所述外部電極接合的對(duì)象, 熱處理工序,在所述熱處理工序中,在使所述接合材料夾在所述外部電極和所述接合 對(duì)象物之間的狀態(tài)下進(jìn)行熱處理; 在所述熱處理工序中,使所述外部電極所具有的合金層與所述接合材料中所含的Sn 反應(yīng),生成金屬間化合物。
9. 接合結(jié)構(gòu)體的形成方法,是具有形成在電子部件主體表面的外部電極與接合對(duì)象物 接合而成的結(jié)構(gòu)的接合結(jié)構(gòu)體的形成方法,該方法具有: 準(zhǔn)備電子部件的工序,所述電子部件主體的表面上形成有外部電極,所述外部電極具 有選自Cu-Ni合金層和Cu-Mn合金層中的至少一種以及形成在所述合金層外側(cè)、含有Sn的 抗氧化膜, 準(zhǔn)備接合對(duì)象物的工序,所述接合對(duì)象物是與所述外部電極接合的對(duì)象, 熱處理工序,在所述熱處理工序中,在所述外部電極與所述接合對(duì)象物接觸的狀態(tài)下 進(jìn)行熱處理; 在所述熱處理工序中,使所述外部電極所具有的合金層與所述外部電極所具有的所述 抗氧化膜中所含的Sn反應(yīng),生成金屬間化合物。
【文檔編號(hào)】H01G4/12GK104160463SQ201380012339
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2013年2月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月5日
【發(fā)明者】高岡英清, 中野公介, 太田裕, 川崎健一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所