CN101540230A - 被动元件的端电极 - Google Patents

Abstract

本发明是有关一种被动元件的端电极，该被动元件的本体包含电性结构与以陶瓷材料构成以支承电性结构的支撑结构，该端电极形成在该本体的一端部上并与该电性结构电连接，且包括一自该支撑结构向外形成的电极层，及一自该电极层向外形成的包覆层，特别的是，电极层具有由相同材料构成的内层体与外层体，且内层体的平均致密度小于外层体的平均致密度，同时外层体临靠近与包覆层连接的界面的区域是由构成材料完整晶粒堆积的连续结构，借此可改善进行软焊制程时喷锡现象的发生几率。本发明藉由致密程度不同的内、外层体构成的电极层，可同时降低作用在支撑结构上的应力，并改善与包覆层的界面匹配性，减少界面的微孔隙分布密度，避免喷锡现象的发生。

Description

被动元件的端电极

技术领域

本发明涉及一种被动元件(passive component)，特别是涉及一种藉由致密程度不同的内、外层体构成的电极层，可同时降低作用在支撑结构上的应力，并改善与包覆层的界面匹配性，减少界面的微孔隙分布密度，避免喷锡现象发生的被动元件的端电极(terminal electrode)。

背景技术

请参阅图1所示，是一说明现有的一被动元件的端电极的剖视图。被动元件的种类繁多，但就其构造说来，无论何种被动元件都包含有一本体1，以及至少一形成在该本体1的一侧部上的端电极2。

上述的本体1，是具有一呈现例如电容、电阻......等电性特征的电性结构11，及一例如由陶瓷材料构成用以承载该电性结构11的支撑结构12。

上述的端电极2，由导电材料构成，具有一与该电性结构11相导通的电极层21，及一自该电极层21向外形成的包覆层22。

该电极层21，由导电材料构成，主成分通常是例如贵金属中的银、或是卑金属中的铜，并与该本体1的电性结构11相电连接。

该包覆层22，包括一层自该电极层21向外形成且主成分是镍的保护层体221，及一层自该保护层体221更向外形成且主成分是锡的导接层体222。

在回焊制程(reflow process)中，被动元件借着焊膏(solder paste)焊粘在电路板(图未示)上，且端电极2通过焊膏与电路板相电连接，而使该被动元件发挥预定的电性功效。

请参阅图2所示，是一辅助说明图1现有的被动元件的端电极的微观影像图。由于被动元件本体1的支撑结构12大多是由陶瓷材料构成，而陶瓷材料本身即是一种非致密体的结构，即其结构中含有多数的微孔隙100(voids)，同时，目前该端电极2的制作主要是以沾覆(dipping)制程制作，即直接以本体1预定形成有该端电极2的侧部直接沾覆熔融的导电材料，冷却凝固后形成该电极层21后，再以电镀方式分别将主要成分为镍与锡的导电材料分别形成该保护层体221与导接层体222，而完成端电极的制作，因此，目前被动元件端电极2的电极层21结构致密性较差，具有分布密度极高的微孔隙100。

而这样的结构，在电镀形成以镍为主成分的保护层体221时，主成分是镍的导电材料会产生显著的镍渗透现象(Ni Penetration phenomenon)，侵蚀掉本体1的支撑结构11，同时，会将水分、气体、甚或其他杂质包覆在该些微孔隙100中，而在后段客户端所进行的回焊制程加热过程下，因为材料热膨胀系数的差异而造成喷锡(splattering)现象，致使元件短路失效。

因此，目前的被动元件，必须从根本结构加以改善，以避免后段客户端进行回焊制程时，因元件短路失效而造成良品率过低的问题。

由此可见，上述现有的被动元件的端电极在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的被动元件的端电极，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的被动元件的端电极存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的被动元件的端电极，能够改进一般现有的被动元件的端电极，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的被动元件的端电极存在的缺陷，而提供一种新型结构的被动元件的端电极，所要解决的技术问题是使其可以避免在进行回焊制程的加热过程中产生喷锡现象，非常适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种被动元件的端电极，该被动元件包含一本体，该本体则具有一电性结构与一用以承载该电性结构的支撑结构，该端电极形成在该本体的一端部并与该电性结构电连接，包括一与该电性结构相连接的电极层，及一自该电极层向外形成的包覆层；其中：该电极层自该支撑结构向外形成，并具有一与该支撑结构连接的内层体，以及一包覆该内层体的外层体，该内、外层体由相同的材料构成且该内层体的平均致密度小于该外层体的平均致密度，且该外层体临靠近与该包覆层连接的界面的区域是由构成材料完整堆积的连续结构。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的被动元件的端电极，其中所述的内层体的平均致密度是50％～90％，该外层体的平均致密度是55％～100％。

前述的被动元件的端电极，其中所述的电极层的内、外层体的主成分是选自于铜、银或此等的一组合，且该内层体还包含多数不导电的氧化物，及微孔洞。

前述的被动元件的端电极，其中所述的包覆层包括一包覆该电极层且以镍为主成分的保护层体，及一以锡为主成分并自该保护层体向外形成的导接层体。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为达到上述目的，本发明提供了一种被动元件的端电极，该被动元件包含一具有一电性结构与一用以承载该电性结构的支撑结构的本体，该端电极形成在该本体的一端部并与该电性结构电连接，且包括一电极层及一自该电极层向外形成的包覆层。该电极层自该支撑结构向外形成并具有一与该支撑结构连接的内层体，及一包覆该内层体的外层体，该内、外层体由相同的材料构成且该内层体的平均致密度小于该外层体的平均致密度，且该外层体临靠近与该包覆层连接的界面的区域是由构成材料完整堆积的连续结构。

借由上述技术方案，本发明被动元件的端电极至少具有下列优点及有益效果：本发明藉由致密程度不同的内、外层体构成的电极层，可以同时降低作用在支撑结构上的应力，并改善与包覆层的界面匹配性，减少界面的微孔隙分布密度，避免喷锡的发生。

综上所述，本发明是有关一种被动元件的端电极，该被动元件的本体包含电性结构与以陶瓷材料构成以支承电性结构的支撑结构，该端电极形成在该本体的一端部上并与该电性结构电连接，且包括一自该支撑结构向外形成的电极层，及一自该电极层向外形成的包覆层，特别的是，电极层具有由相同材料构成的内层体与外层体，且内层体的平均致密度小于外层体的平均致密度，同时外层体临靠近与包覆层连接的界面的区域是由构成材料完整晶粒堆积的连续结构，借此本发明可避免在进行回焊制程的加热过程中产生喷锡现象，改善进行软焊制程时喷锡现象的发生机率。本发明具有上述诸多优点及实用价值，其不论在产品结构或功能上皆有较大的改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的被动元件的端电极具有增进的突出功效，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是一说明现有的一被动元件的端电极的剖视图。

图2是一辅助说明图1现有的被动元件的端电极的微观影像图。

图3是一说明本发明一种被动元件的端电极一较佳实施例的剖视图。

图4是一辅助说明图3本发明被动元件的端电极的微观影像图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的被动元件的端电极其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

请参阅图3、图4所示，图3是说明本发明一种被动元件的端电极一较佳实施例的剖视图，图4是一辅助说明图3本发明被动元件的端电极的微观影像图。本发明较佳实施例的一种被动元件的端电极，形成在一被动元件上，该被动元件包含一本体3，以及至少一形成在该本体3的一侧部上的端电极4。

上述的本体3，具有一呈现例如电容、电阻......等电性特征的电性结构31，及一例如由陶瓷材料构成用以承载该电性结构31的支撑结构32。

在本实施例与图示中，该支撑结构32，是由多数陶瓷薄膜磊叠积层而成的积层陶瓷；

该电性结构31，是由分别印刷在该等陶瓷薄膜上的导电材料薄膜构成且呈电容的电性特征。

上述的端电极4，由导电材料构成并与该电性结构31电连接，包括一自该支撑结构32向外形成的电极层41，及一自该电极层41更向外形成的包覆层42。

特别的是，该电极层41，具有一层与该支撑结构32连接且与该电性结构31电连接的内层体411，及一包覆该内层体411的外层体412，该内、外层体411、412由相同的材料构成，且该内层体411的平均致密度远小于该外层体412的平均致密度，同时，该外层体412临靠近与该包覆层42连接的界面的区域是由其构成材料完整堆积的连续结构；

在本实施例中，该内、外层体411、412，是由主成分是铜的导电材料所构成，该内层体411更包含有多数不导电的氧化物(例如玻璃.....)，以及微孔洞100，平均致密度是50％～90％，该外层体412的平均致密度是为55％～100％，更佳的是90％～100％，是为完整的晶体连续堆积结构。

该包覆层42，其包括一包覆该电极层41且以镍为主成分的保护层体421，及一以锡为主成分并自该保护层体421更向外形成的导接层体422，而在回焊制程中，被动元件借着焊膏焊粘在电路板(图未示)上，且端电极4通过焊膏与电路板相电连接，而使被动元件发挥预定的电性功效。

在此另外需要说明的是，该端电极4的制作，是在本体3预定形成有该端电极4的侧部，快速地直接沾覆熔融的以铜为主成分的导电材料，冷却凝固后形成极薄的且附着在支撑本体32上的膜层，之后，进行烧结而形成稳固地附着在该支撑本体32上的内层体411，此时，因为经过烧结，已初步将包覆在微孔隙100中的水分、气体，以及杂质排除。

然后再沾覆熔融的以铜为主成分的导电材料，并在烤箱中烘干以形成该电极层41的外层体412，此时，外层体412稳固地包覆整个内层体411的周面，同时由于材料本身的特性，会在愈远离该内层体411周面的区域形成致密度愈高、堆积愈完整的连续结构，从而降低界面孔隙率以及匹配性，避免后续进行回焊的加热过程时喷锡的产生。

最后，依序进行与现有的相似的过程，电镀主成分分别是镍与锡的导电材料，形成该保护层体421与该导接层体422，完成整个端电极4的制作。

当然，并不是只有上述举例的方法可以制作出致密度相异的内、外层体411、412的电极层41，例如先沾覆熔融的以铜为主成分的导电材料，冷却凝固后形成极薄的且附着在该支撑本体32上的该内层体411后，接着可以利用电镀，或是无电电镀的方式自该内层体411向外增厚形成该外层体412，也同样地可以利用增厚过程中材料本身的特性，而在远离该内层体411周面的区域形成致密度高、堆积完整的连续结构，从而降低界面孔隙率以及匹配性，避免后续进行回焊的加热过程时喷锡的产生。

或是先在本体3的端部利用溅镀、蒸镀......等镀膜制程先形成该内层体411后，再配合沾覆后烘烤、烧结的过程，或是电镀、无电镀的过程形成该外层体412，也都可以制作出如本发明所述的具有致密度不同的内、外层体411、412的电极层41，进而可以避免后续进行回焊的加热过程时喷锡的产生。由于此等制程搭配种类繁多，此项技术领域中具有普通知识的技术人员，都可以借着本发明阐述的同质(即同样的构成材料)、但致密度不同的电极层41的端电极4，简单地设计出各种可以制作出同型产品的制程，同时，本发明的创作重点亦并非在在此等制作过程的揭示，故在此不再对此多做赘述。

由上述说明可知，本发明主要是提供一种被动元件的端电极4，利用复合技术制作同一材料、但致密度不同的双层结构的电极层41，以增加电极层41界面的晶粒堆积密度、提高整体结构的完整，从而改善以镍为主成分的保护层体421与以锡为主成分的导电层体422的界面匹配性与减少界面的孔隙率，进而可以避免喷锡的发生，提升后段回焊制程的优良率。

同时，借着电极层41疏、密结构的内、外层体411、412，可以降低电极层41、包覆层42(导电材料)施予由陶瓷材料构成的支撑结构32的材料应力，避免本体3的损坏，有效地提升被动元件的工作寿命，达到本发明的发明目的及功效。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1、一种被动元件的端电极，该被动元件包含一本体，该本体则具有一电性结构与一用以承载该电性结构的支撑结构，该端电极形成在该本体的一端部并与该电性结构电连接，包括一与该电性结构连接的电极层，及一自该电极层向外形成的包覆层；其特征在于：

该电极层自该支撑结构向外形成，并具有一与该支撑结构连接的内层体，及一包覆该内层体的外层体，该内、外层体由相同的材料构成且该内层体的平均致密度小于该外层体的平均致密度，且该外层体临靠近与该包覆层连接的界面的区域是由构成材料完整堆积的连续结构。

2、如权利要求1所述的被动元件的端电极，其特征在于其中所述的内层体的平均致密度是50％～90％，该外层体的平均致密度是55％～100％。

3、如权利要求2所述的被动元件的端电极，其特征在于其中所述的电极层的内、外层体的主成分是选自于铜、银或此等的一组合，且该内层体还包含多数不导电的氧化物，及微孔洞。

4、如权利要求3所述的被动元件的端电极，其特征在于其中所述的包覆层包括一包覆该电极层且以镍为主成分的保护层体，及一以锡为主成分并自该保护层体向外形成的导接层体。

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