積層陶瓷電子組件裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型提供一種積層陶瓷電子組件裝置，尤指可通過低溫黏著、接合方式成型的積層陶瓷電子組件，將積層陶瓷芯片二側(cè)電極接合面分別通過高分子導(dǎo)電黏膠、黏著固定于二導(dǎo)電架的接合側(cè)相對(duì)內(nèi)表面間，達(dá)到不必進(jìn)行高溫焊接、不致造成積層陶瓷龜裂、損壞的目的。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)今電子產(chǎn)品及其周邊相關(guān)的電子設(shè)備均需使用到主動(dòng)組件與被動(dòng)組件，其中，主動(dòng)組件(如IC或CPU)可單獨(dú)執(zhí)行運(yùn)算處理功能，而被動(dòng)組件則是相對(duì)于主動(dòng)組件在進(jìn)行電流或電壓改變時(shí)，使其電阻或阻抗不會(huì)隨的改變的組件，一般為以電阻(Resistor)、電容(Capacitor)與電感(Inductor)合稱作三大被動(dòng)組件，然而，就以功能而言，電容器是以靜電模式儲(chǔ)存電荷，且可在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)將電能釋放或是作為濾波、旁波協(xié)調(diào)使用；而被動(dòng)組件的生產(chǎn)已朝向芯片化發(fā)展的趨勢(shì)，隨著集成電路高性能化和高密度化的發(fā)展趨勢(shì)，再加上高速組裝功能的表面黏著技術(shù)(Surface Mounting Technology ；SMT)開發(fā)，促使許多電子組件逐漸改以芯片型表面黏著(SMT)取代傳統(tǒng)插件型(Through Hole)的焊接方式，因此，芯片化的被動(dòng)組件需求亦快速提升，使其要求尺寸也愈來愈小，至于電容器為由二導(dǎo)電物質(zhì)間以極薄的介質(zhì)屏蔽隔離，并可將靜電儲(chǔ)存于其導(dǎo)電物質(zhì)上而達(dá)成儲(chǔ)存電荷、旁路、濾波、調(diào)諧及震蕩等功能；且陶瓷電容器又可分為單層及積層陶瓷電容器(Mult1- LayerCeramic Capacitor，MLCC)，其中，積層陶瓷電容器為具有介電數(shù)高、絕緣度好、耐熱佳、體積小、適合量產(chǎn)且穩(wěn)定性及可靠度良好等特性，并因積層陶瓷電容器耐高電壓和高熱、運(yùn)作溫度范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，再加上芯片化的積層陶瓷電容器可通過表面黏著技術(shù)(SMT)直接焊接，生產(chǎn)制造的速度與數(shù)量亦較電解電容器、鉭質(zhì)電容器來得快許多，而使積層陶瓷電容器成為電容器產(chǎn)業(yè)的主流，更為電子產(chǎn)品日益朝小型化及多功能發(fā)展趨勢(shì)下受到廣泛且大量的使用。
[0003]但一般積層陶瓷電容經(jīng)過表面黏著技術(shù)定位在電路板上，將積層陶瓷電容平貼固定于電路板表面，則隨著電路板的應(yīng)用產(chǎn)生彎曲、變形等情況時(shí)，亦將導(dǎo)致積層陶瓷電容受到電路板的影響而龜裂、損壞，且積層陶瓷電容通過表面黏著技術(shù)焊固在電部板表面時(shí)，也容易因焊接時(shí)的高溫現(xiàn)象，造成積層陶瓷電容承受不住焊接的高溫而龜裂，以致積層陶瓷電容在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，存在諸多的缺失與困擾。
[0004]而有業(yè)者利用積層陶瓷電容二側(cè)電極位置，通過高溫焊接作業(yè)方式、分別焊設(shè)有支撐腳架，以供積層陶瓷電容形成墊高狀，當(dāng)積層陶瓷電容焊設(shè)于電路板時(shí)，保持積層陶瓷電容與電路板間形成適當(dāng)?shù)拈g距，則電路板應(yīng)用時(shí)所產(chǎn)生彎曲或變形的現(xiàn)象等，亦不致影響積層陶瓷電容破裂，雖可供解決積層陶瓷電容以表面黏著技術(shù)焊接平貼在電路板上產(chǎn)生的缺失，然，積層陶瓷電容二側(cè)電極位置焊接支撐腳架時(shí)，通過高溫融熔焊錫的焊接工藝作業(yè)，所需的焊接溫度大都高于攝氏300°C、焊接作業(yè)進(jìn)行時(shí)必須考慮積層陶瓷電容耐冷熱沖擊的能力，若是焊接作業(yè)升溫速率過快，積層陶瓷電容必將無法承受焊接作業(yè)的快速升溫而形成破裂、損壞等現(xiàn)象，更導(dǎo)致產(chǎn)品得不合格率提高，若是焊接作業(yè)升溫速率過慢，相對(duì)助焊劑將四處流動(dòng)，污染相關(guān)作業(yè)工具，此外，高溫焊接也易對(duì)于環(huán)境、空氣也造成污染；而通過高溫融熔焊錫的焊接作業(yè)將積層陶瓷電容焊接于二支撐接腳間，則會(huì)因焊接作業(yè)時(shí)焊料、助焊劑(Flux)飛濺、噴灑，在積層陶瓷電容周圍產(chǎn)生許多助焊劑、焊錫等的焊渣、碎肩等，在焊接作業(yè)完成后，則必須再進(jìn)行清洗周圍所殘留的助焊劑(Flux)、焊錫等的焊渣、碎肩，以致積層陶瓷電容的焊接工藝作業(yè)相當(dāng)耗時(shí)、費(fèi)工，而清洗時(shí)用清洗劑、清水等，也會(huì)造成環(huán)境水源的污染，且傳統(tǒng)高溫焊接作業(yè)所使用的焊料、助焊劑等，都含有84%?94%的金屬(如鉛、銅、錫、銀等)及鹵素元素[如氯(C12)、溴(Br2)、碘(12)或礪(At)等]3 900 (ppm)成分，更含有重金屬[如鉛(Pb)及汞(Hg)等]，對(duì)于環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。
[0005]另，如美國(guó)專利公開號(hào)US20140002952A1的「層迭式無鉛多層陶瓷電容」(Leadless Multi — Layered Ceramic Capacitor Stacks)，其多層陶瓷電容通過瞬間液相燒結(jié)(Transient Liquid Phase Sintering)加工，并于使用的焊料中同時(shí)加入高恪點(diǎn)金屬及低熔點(diǎn)金屬的填料，惟在燒結(jié)工藝中低熔點(diǎn)金屬分子會(huì)擴(kuò)散至金屬導(dǎo)線架而與陶瓷層形成黏著接合(bonding)，且當(dāng)多層陶瓷電容焊接在電路板上時(shí)，位于多層陶瓷電容間的焊料及填料的組合物被重新升溫至其低熔點(diǎn)金屬的熔融溫度時(shí)，其低熔點(diǎn)金屬就會(huì)熔融，多層陶瓷間的黏接力就會(huì)降低，進(jìn)而導(dǎo)致多層陶瓷電容間的焊料及填料的組合物則會(huì)形成脫落，影響多層陶瓷電容的黏著結(jié)構(gòu)強(qiáng)度變差。
[0006]因此，要如何解決積層陶瓷電容二側(cè)電極位置焊接支撐腳架的工藝作業(yè)時(shí)，容易受到焊接高溫導(dǎo)致龜裂、損壞的缺失與問題，而高溫焊接作業(yè)后必須清洗助焊劑、焊渣等作業(yè)的麻煩與困擾，即為從事此行業(yè)者所亟欲改善的方向所在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明人有鑒于上述的問題與缺失，乃搜集相關(guān)資料，經(jīng)由多方評(píng)估及考慮，并以從事于此行業(yè)累積的多年經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)由不斷試驗(yàn)及修改，始設(shè)計(jì)出此種可于積層陶瓷電子組件二側(cè)電極接面，通過高分子導(dǎo)電黏膠黏著于二導(dǎo)線架的接合側(cè)，通過低溫黏著作業(yè)、不易造成積層陶瓷電子組件的龜裂、損壞，工藝更為安全、產(chǎn)品合格率亦較高的積層陶瓷電子組件
目.ο
[0008]本實(shí)用新型的主要目的乃在于該積層陶瓷電子組件的積層陶瓷芯片二相外側(cè)分別設(shè)有電極接面，再于二側(cè)電極接面外側(cè)分別設(shè)置二導(dǎo)線架、可供二平直型接合側(cè)相對(duì)二電極接面，且相對(duì)各接合側(cè)的另側(cè)則分別垂直彎折成型有焊接側(cè)，即供各焊接側(cè)與積層陶瓷芯片底部表面間形成中空狀的緩沖空間，而積層陶瓷芯片二側(cè)電極接面與二導(dǎo)線架的接合側(cè)相對(duì)內(nèi)表面之間附著高分子導(dǎo)電黏膠，通過低溫作業(yè)(所需溫度低于200°C，高分子導(dǎo)電黏膠所需的操作溫度約f 200°C，最佳操作溫度約為f 150°C)，以供二電極面分別通過高分子導(dǎo)電膠固定于二導(dǎo)線架間、可呈電性導(dǎo)通，達(dá)到通過低溫黏著固定積層陶瓷芯片及二導(dǎo)線架的目的，不必進(jìn)行高溫焊接加工、無需進(jìn)行后續(xù)清洗處理，工藝較為簡(jiǎn)易、安全、產(chǎn)品合格率亦較高，不易造成積層電子組件發(fā)生龜裂、損壞的現(xiàn)象。
[0009]本實(shí)用新型的次要目的乃在于該積層陶瓷電子組件于二側(cè)電極接面位置，分別利用高分子導(dǎo)電黏膠黏著二導(dǎo)線架，而二導(dǎo)線架呈平直狀、且底部分別朝相對(duì)內(nèi)側(cè)垂直彎折水平狀的焊接側(cè)，以供二導(dǎo)線架呈相對(duì)L形狀定位在積層陶瓷電子組件二側(cè)，且高分子導(dǎo)電黏膠利用低溫作業(yè)方式[所需操作溫度約g 200°C，最佳操作溫度約為f 150°C]、減少能源耗用、并降低空氣污染，再者，高分子導(dǎo)電黏膠內(nèi)部的金屬含量較低，不含有重金屬[如:鎘(Cd)、鉛(Pb)、汞(Hg)或鉻(Cr)等]的成分，并含有較低的鹵素元素[如氯(C12)、溴(Br2)、碘(12)或礪(At)等]成分，可降低對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染的情形，且黏著后無需進(jìn)行清洗，不必使用清洗容劑，避免造成環(huán)境及水源污染等現(xiàn)象，且積層陶瓷電子組件可為積層陶瓷電容器。
[0010]本實(shí)用新型的另一目的乃在于該高分子導(dǎo)電黏膠熔點(diǎn)較高，約可耐攝氏300°C的使用環(huán)境，并可通過EN60068 — 2 — 58, 260°C ±5°C浸錫耐焊測(cè)試的檢測(cè)作業(yè)，并可具有較高的延展性，可以提供較高的板彎能力、可供積層陶瓷芯片與二側(cè)導(dǎo)線架不易脫離，而能形成極佳的產(chǎn)品特性。
[0011]本實(shí)用新型的再一目的乃在于高分子導(dǎo)電黏膠中，并未添加低熔點(diǎn)金屬材料，則積層陶瓷電子組件在燒結(jié)工藝后，位于基層陶瓷電子組件間的高分子導(dǎo)電黏膠(熱固形樹月旨)硬化后，若高分子導(dǎo)電黏膠溫度熔融溫度超過硬化溫度(150°c)時(shí)，亦不致造成積層陶瓷電子組件間的高分子導(dǎo)電黏膠分開，且積層陶瓷電子組件焊接于預(yù)設(shè)電路板上，焊接溫度升溫至300°C時(shí)，高分子導(dǎo)電黏膠的黏著接合力都不改變，則不致發(fā)生積層陶瓷電子組件間的高分子導(dǎo)電黏膠脫落現(xiàn)象。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的側(cè)視圖。
[0013]圖2為本實(shí)用新型的側(cè)視分解圖。
[0014]圖3為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的側(cè)視圖。
[0015]圖4為本發(fā)明的導(dǎo)電高分子黏膠產(chǎn)品與傳統(tǒng)高分子焊接工藝產(chǎn)品的耐板彎能力比較。
[0016]附圖標(biāo)記說明:1_積層陶瓷芯片；10_緩沖空間；11_電極接面；2_導(dǎo)線架；21_接合側(cè)；22_焊接側(cè)；3_高分子導(dǎo)電黏膠；4_電路板。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為達(dá)成上述目的與功效，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)手段及其構(gòu)造、實(shí)施的方法等，茲繪圖就本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例詳加說明其特征與功能如下，以利完全了解。
[0018]請(qǐng)參閱圖1-3所示，分別為本實(shí)用新型的側(cè)視圖、側(cè)視分解圖、較佳實(shí)施例的側(cè)視圖，由圖中所示可以清楚看出，本實(shí)用新型積層陶瓷電子組件裝置，包括積層陶瓷芯片1、二導(dǎo)線架2及高分子導(dǎo)電黏膠3，其中:
[0019]該積層陶瓷芯片I于二相對(duì)外側(cè)形成電極接面11，并包括二個(gè)或二個(gè)以上呈層迭狀的陶瓷芯片。
[0020]該二導(dǎo)線架2呈平直形的導(dǎo)電金屬材質(zhì)，二導(dǎo)線架2 —側(cè)分別設(shè)有接合側(cè)21，相對(duì)各接合側(cè)21的二導(dǎo)線架2另側(cè)則垂直彎折有水平狀的焊接側(cè)22，以供二導(dǎo)線架2呈相對(duì)L形排列。
[0021]該高分子導(dǎo)電黏膠3，金屬含量低、并不含重金屬及鹵素元素，熔點(diǎn)高、可耐攝氏300 °C ο
[0022]上述各構(gòu)件于組裝時(shí)，于積層陶瓷芯片I 二側(cè)電極接面