CN101369486A - 具有相对低温烧附铜电极的被动组件结构 - Google Patents

Abstract

一种具有相对低温烧附铜电极的被动组件结构，包括：一被动组件，至少具有一第一表面及一第二表面；一对延伸部；一对相对低温烧附铜电极，是借由一含铜焊锡在一焊锡温度下分别将该对延伸部连结固定于该被动组件的第一表面及第二表面上，该含铜焊锡的成份为0.5wt％至1.0wt％的铜，其余为锡，且该相对低温烧附铜电极是由粒径介于0.1μm至1μm的微细铜粉在一惰性气体中且经过烧附温度在450℃至650℃之间的相对低温烧附过程而完成；如此兼具成本低、烧附温度低、以及焊锡过程不会降低产品的电气特性的优点。

Description

具有相对低温烧附铜电极的被动组件结构

技术领域

本发明涉及一种具有相对低温烧附铜电极的被动组件结构。

背景技术

如图1A及图1B图所示，传统的被动组件80多半采用银电极，在制造上会先于一被动组件80的两侧面上烧附(或称为烧付)一薄膜状的银电极81，待烧附完成后，在进行焊锡过程中，利用一焊料82将一对延伸接脚83焊接于该对银电极81上(如图2A及图2B所示)，即完成。

而银电极的缺点在于：

1、成本高。银的价格很高，所以采用银粉来烧附成银电极81的材料成本也很高。其次，由于银电极81的耐高温焊锡性差，当进行焊锡过程时，银电极81易被焊料82侵蚀(俗称「蚀银」)而使得银电极81的厚度变薄(例如由图3A所示的第一厚度T1变成图3B所示的第二厚度T2)。若该被动组件80为电容，将使得电容值降低。若要解决此问题，可以在焊料的锡中再添加2wt％～3.5wt％的银及0.5wt％～1wt％的铜，且焊锡温度控制在250℃。然而，添加2wt％～3.5wt％的银也必定会使得整体的成本上升，特别是在低单价被动组件产品中，轻微的成本增加即严重影响市场竞争力。

2、烧附温度高。传统采用银电极的被动组件的烧附温度在650℃～800℃之间，由表1所示，由于温度较高，耗能较高(耗电量高)，且650℃～800℃的高温容易破坏原有被动组件80的内部材料结构，进而影响其电气特性。

表1：是传统银电极与本发明铜电极的特性比较表

 

项目	现有银电极	本发明铜电极
			电极材料	银	铜
烧附温度(℃)	650～800	450～650

 

焊锡材料(wt％)	2％银、96.5％锡、0.5％铜	99.5％锡、5％铜
			焊锡温度(℃)	250	260～270

3、焊锡过程降低产品的电气特性。传统的银电极在焊锡过程后进行电气特性的测试时会发现有移位现象(尖端放电)，如图4B中的遭焊料侵蚀后的夸大化示意图，因为此时的银电极的厚度变薄及表面结构不平，测试时有尖端放电的情形，使其电极特性降低。

4、耐压不良。传统银电极会因产生移位现象(尖端放电)，而发生耐压不良的问题。

因此，有必要研发新技术，以解决上述缺点及问题。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种具有相对低温烧附铜电极的被动组件结构，其成本低，烧附温度低，其焊锡过程不会降低产品的电气特性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种具有相对低温烧附铜电极的被动组件结构，其特征在于，包括：一被动组件，至少具有一第一表面及一第二表面；一对延伸部；一对相对低温烧附铜电极，是借由一含铜焊锡在一焊锡温度下分别将该对延伸部连结固定于该被动组件的第一表面及第二表面上，该含铜焊锡的成份为0.5wt％至1.0wt％的铜，其余为锡，且该相对低温烧附铜电极是由粒径介于0.1μm至1μm的微细铜粉在一惰性气体中且经过烧附温度在450℃至650℃之间的相对低温烧附过程而完成。

前述的具有相对低温烧附铜电极的被动组件结构，其中含铜焊锡的成份为1wt％的铜及99wt％的锡；所述焊锡温度为270℃；所述隋性气体为氮气。

前述的具有相对低温烧附铜电极的被动组件结构，其中含铜焊锡的成份为0.5wt％的铜及99.5wt％的锡；所述焊锡温度为260℃。

本发明的有益效果是，其成本低，烧附温度低，其焊锡过程不会降低产品的电气特性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1A是传统具有银电极的被动组件半成品的示意图

图1B是传统具有银电极的被动组件半成品的剖视图

图2A是传统具有银电极的被动组件成品的示意图

图2B是传统具有银电极的被动组件成品的剖视图

图3A是传统银电极在焊锡过程前的局部放大示意图

图3B是传统银电极在焊锡过程后的局部放大示意图

图4是本发明的外观示意图

图5是本发明的剖视图

图6是本发明的铜粉在烧附前的放大示意图

图中标号说明：

10、80 被动组件                      11  第一表面

12     第二表面                      20  延伸部

30     相对低温烧附铜电极            40  含铜焊锡

81     银电极                        82  焊料

83     延伸接脚                      T1  第一厚度

T2     第二厚度                      d   粒径

具体实施方式

本发明是一种具有相对低温烧附铜电极的被动组件结构，如图4及图5所示，其包括：

一被动组件10，其具有一第一表面11及一第二表面12；该被动组件10是选自陶瓷电容器(ceramic capacitor，例如TiO2)、半导体陶瓷电容(semi-conductor ceramic capacitor，例如CaTiO3、SrTiO3等)、突波吸收器(varistor，例如ZnO2)、热敏电阻(thermistor，例如NTC、PTC等)、压电材料制的点活栓(plug)、压电材料制的振动子其中之一。一对延伸部20，通常为低电阻的金属延伸线；

一对相对低温烧附铜电极30，是借由一含铜焊锡40在一焊锡温度下分别将该对延伸部20连结固定于该被动组件10的第一表面11及第二表面12上，该含铜焊锡40的成份为0.5wt％至1.0wt％的铜，其余为锡，且该相对低温烧附铜电极30是由粒径d介于0.1μm至1μm的微细铜粉(参阅图6)组成，在大气下经过烧附温度在450℃至650℃之间的相对低温烧附过程而完成。

更详细的说，本发明的相对低温烧附铜电极30是由粒径介于0.1μm至1μm的微细铜粉，于惰性气体(氮气)中经过烧附温度在450℃至650℃之间的相对低温烧附过程烧附制成，此特别的粒径限制条件是有其原因的，若采用粒径为5μm以上的微细铜粉来进行烧附，则其烧附温度也会提高，因此，本发明中在烧附前的铜粉的粒径的特定范围限定是必要的。

此外，若该含铜焊锡40的成份为1wt％的铜及99wt％的锡；则其焊锡温度为270℃。若该含铜焊锡40的成份为0.5wt％的铜及99.5wt％的锡；则其焊锡温度为260℃。

其次，若以传统的银电极的银(Ag)与本发明铜电极的铜(Cu)与另一参考材质镍(Ni)来比较，三者的抵抗率及热膨胀系数详列表2中；其中，关于热膨胀率部分，银、铜及镍三者近似。至于抵抗率方面，银与铜有大体上相同的抵抗率，但是镍则比铜差四倍以上。另外，有关电器特性方面，铜电极与银电极在电容量及误差、破坏电压、绝缘抵抗、诱电损失方面均相同。

表2：是银、铜及镍三者的特性比较表

 

元素	抵抗率(Ohm-m)	热膨胀率
			Ag	1.62×10-8	19.6×10-6
Cu	1.72×10-8	17.1×10-6
			Ni	7.24×10-8	13.3×10-6

综上所述，本发明的优点及功效可归纳为：

1、成本低。铜的价格远低于银，因此，采用铜电极的产品的成本必然低于传统银电极。且焊锡过程中的焊锡成份不含银之类的贵金属，故，整体的总成本低。

2、烧附温度低。本发明采用微细铜粉来烧附，且其相对低温烧附铜电极是由粒径介于0.1μm至1μm的微细铜粉，经过烧附温度在450℃至650℃之间的相对低温(与传统的650℃至800℃相比)烧附过程而完成。因此，烧附温度相对较低，既节省能源(耗电较低)，且不易破坏被动组件的内部材料结构或电气特性。

3、焊锡过程不会降低产品的电气特性。本发明在焊锡过程中是采用含铜焊锡，其成份为0.50wt％至1.0wt％的铜，其余为锡，在焊锡过程中不会有铜电极被焊料侵蚀(俗称「蚀银」)而发生厚度变薄的情形，在加上铜本身的耐热性比银高，因此，不会降低电气特性，若产品为电容，则其电容值不会降低。

Claims (3)

1.一种具有相对低温烧附铜电极的被动组件结构，其特征在于，包括：

一被动组件，至少具有一第一表面及一第二表面；

一对延伸部；

一对相对低温烧附铜电极，是借由一含铜焊锡在一焊锡温度下分别将该对延伸部连结固定于该被动组件的第一表面及第二表面上，该含铜焊锡的成份为0.5wt％至1.0wt％的铜，其余为锡，且该相对低温烧附铜电极是由粒径介于0.1μm至1μm的微细铜粉在一惰性气体中且经过烧附温度在450℃至650℃之间的相对低温烧附过程而完成。

2.根据权利要求1所述的具有相对低温烧附铜电极的被动组件结构，其特征在于：

所述含铜焊锡的成份为1wt％的铜及99wt％的锡；

所述焊锡温度为270℃；

所述隋性气体为氮气。

3.根据权利要求1所述的具有相对低温烧附铜电极的被动组件结构，其特征在于：

所述含铜焊锡的成份为0.5wt％的铜及99.5wt％的锡；

所述焊锡温度为260℃。

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