CN102290240A - 电子部件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够在端子电极的表面上形成均匀的形状的焊料层的电子部件的制造方法。在该电子部件的制造方法中，通过将氧化防止流体喷涂于附着于电子部件(1)的端子电极(3)的熔融焊料，从而将克服熔融焊料的表面张力的动量赋予焊料，附着于端子电极(3)的熔融焊料的剩余部分被去除。另外，在该电子部件的制造方法中，在从上层(26)的液面(26a)提起电子部件(1)的时候，在上层(26)的液面(26a)附近将熔融焊料的熔点以上的温度的氧化防止流体喷涂到电子部件(1)上。由此，保持了附着于端子电极(3)的熔融焊料的温度，并且防止了氧化，所以能够抑制发生熔融焊料的部分的组成变化，并能够在端子电极(3)的表面上形成均匀的形状的焊料层(13)。

Description

电子部件的制造方法
技术领域
本发明涉及电子部件的制造方法。
背景技术
在电子部件的制造方法中存在包含将用于安装的焊料赋予端子电极的表面的工序的情况。作为这样的工序，例如在专利文献1所记载的表面处理方法中，公开了将电子部件浸渍于放入了分离成上层和下层的2层的液体的槽中的方法，该上层由使用了饱和脂肪酸的表面处理液构成，该下层由熔融焊料液构成。根据该方法，由上层的表面处理液使由于附着于端子电极的表面的金属氧化物而引起的污垢掉落，接着，由下层的熔融焊料液将熔融焊料附着于端子电极的表面，在再次通过上层的表面处理液中的时候饱和脂肪酸的膜被涂布于熔融焊料的表面。
专利文献
专利文献1：日本专利第4203281号说明书
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在上述的以往的方法中，存在下述问题：在从槽提起电子部件之后，形成于端子电极的表面的焊料层的形状不均匀的情况较多，从而难以获得均匀的焊料层。该问题被认为是起因于附着于端子电极的熔融焊料自身的表面张力，但也可以认为部分原因是起因于因从槽提起电子部件的时候的温度变化而引起的焊料层的粘性的变化、以及因氧化引起的部分的组成变化等的不均匀的条件的变化。
本发明是为了解决上述课题而悉心研究的成果，以提供一种在端子电极的表面上能够形成均匀的形状的焊料层的电子部件的制造方法为目的。
解决课题的技术手段
为了解决上述课题，本发明所涉及的电子部件的制造方法，其特征在于，是一种具备在形成于电子部件的端子电极的表面上形成焊料层的焊料层形成工序的电子部件的制造方法；焊料层形成工序具备将电子部件浸渍于放入了分离成由使用了饱和脂肪酸的表面处理液构成的上层和由熔融焊料液构成的下层的2层的液体的槽中并以覆盖该电子部件的端子电极的方式附着熔融焊料的焊料附着工序、以及在从上层的液面提起电子部件的时候在液面附近朝着电子部件喷涂熔融焊料的熔点以上的温度的氧化防止流体而去除附着于端子电极的熔融焊料的剩余部分的焊料去除工序。
在该电子部件的制造方法中，通过将氧化防止流体喷涂于附着于电子部件的端子电极的熔融焊料，从而克服熔融焊料的表面张力的动量被赋予焊料，而去除附着于端子电极的熔融焊料的剩余部分。另外，在该电子部件的制造方法中，在从上层的液面提起电子部件的时候，在上层的液面附近将熔融焊料的熔点以上的温度的氧化防止流体喷涂到电子部件上。由此，因为保持了附着于端子电极的熔融焊料的温度并且防止了氧化，所以能够抑制发生熔融焊料的部分的组成变化，并能够在端子电极的表面上形成均匀的形状的焊料层。
另外，作为氧化防止流体优选使用将饱和脂肪酸溶解于溶剂中的溶液。在此情况下，能够从去除了剩余部分后的焊料层的表面可靠地形成由饱和脂肪酸形成的保护膜。
另外，优选，从上层的液面大致垂直地提起电子部件，并且对电子部件从斜上方喷涂氧化防止流体。在此情况下，能够更加可靠地去除熔融焊料的剩余部分。另外，在从液面连续地提起多个电子部件的情况下，能够防止由氧化防止流体去除的熔融焊料附着于处理完了的电子部件。
另外，在焊料附着工序和焊料去除工序中，优选分别准备槽。在此情况下，能够防止由于去除了的熔融焊料的剩余部分而引起的表面处理液的污染。
另外，在焊料附着工序和焊料去除工序中可以使用相同的槽，且放入到该槽中的液体的上层的温度被保持为熔融焊料的熔点以上的温度。或者，在焊料去除工序中所使用的槽中，可以仅放入被保持为熔融焊料的熔点以上的温度的表面处理液。在此情况下，实现了焊料层形成工序的实施中所使用的设备的简单化，并且直至即将喷涂氧化防止流体之前维持了附着于端子电极的熔融焊料的流动状态，所以能够高精度地去除熔融焊料的剩余部分。
发明的效果
根据本发明，能够在端子电极的表面上形成均匀的形状的焊料层。
附图说明
图1是表示使用本发明所涉及的电子部件的制造方法进行制造的电子部件的一个例子的立体图。
图2是图1中的II-II线截面图。
图3是表示用于本发明所涉及的电子部件的制造方法中的焊料层形成装置21的结构例的图。
图4是固定电子部件的基板的截面图。
图5是表示由焊料层形成装置所进行的焊料附着工序的图。
图6是表示由焊料层形成装置所进行的焊料去除工序的图。
图7是表示清洗冷却工序的图。
图8是表示图7的后续的工序的图。
图9是表示元件集合基板的一个例子的图。
具体实施方式
以下，一边参照附图一边对本发明所涉及的电子部件的制造方法的优选的实施方式进行详细的说明。
图1是表示使用本发明所涉及的电子部件的制造方法进行制造的电子部件的一个例子的立体图。另外，图2是图1中的II-II线截面图。由图1以及图2所表示的电子部件1是芯片型的层叠陶瓷电容器。该电子部件1被形成为例如长度2.0mm、宽度1.2mm、纵深1.2mm的大致长方体形状。
电子部件1具备通过层叠多个电介质层4而成的素体2、以及以覆盖素体2的两端部的方式形成的一对端子电极3，3。素体2是通过烧结含有例如所谓BaTiO3类、Ba(Ti，Zr)O3类或者(Ba，Ca)TiO3类的电介质陶瓷的陶瓷生片的层叠体而形成的。在素体2中，各个电介质层4以目测不能够确认彼此的边界的程度一体化。
如图2所示，在素体4的内部设置有第1内部电极6a以及第2内部电极6b。第1内部电极6a以及第2内部电极6b是通过由印刷等将含有例如Cu的导电性膏体图形形成于陶瓷生片上，该图形与陶瓷生片一起进行烧结，从而形成的。
第1内部电极6a和第2内部电极6b以夹持至少相当于一层生片的电介质层4的方式在层叠方向上交替地配置，第1内部电极6a的端部延伸至素体2的一个端面2a，第2内部电极6b的端部延伸至素体2的另一个端面2b。
被第1内部电极6a和第2内部电极6b夹持的素体区域是实质性地产生电子部件1中的静电容量的部分。该素体区域也是由于电致伸缩效应而产生机械的形变的区域。即如果在第1内部电极6a和第2内部电极6b之间施加电压，那么素体区域在素体2的层叠方向上发生膨胀，在连接素体2的相对的侧面的方向上发生收缩。
端子电极3由将例如Cu作为主成分并通过烧结而形成的基底电极层11、以及以覆盖基底电极层11的方式形成的Ni扩散层12构成。基底电极层11具有含有包含Cu的金属成分和玻璃成分的第1电极层11a、以及玻璃成分的含有量高于第1电极层11a的第2电极层11b。
第1电极层11a以及第2电极层11b使用含有金属成分、玻璃成分以及粘结剂、分散剂和溶剂中的至少一方的导体膏体而形成。在第1电极层11a中相对于Cu粒子含有2重量％～15重量％左右的玻璃成分。在第2电极层11b中相对于Cu粒子含有1重量％以下的玻璃成分。还有，在第2电极层11b中也可以完全不含有玻璃成分。
另外，在端子电极3的表面上设置有焊料层13。该焊料层13例如由Sn-Ag-Cu-Ni-Ge的五元类无铅焊料所形成。五元类无铅焊料例如将Sn作为主成分，Ag含有1.0重量％～4.0重量％，Cu含有0.1重量％～2.0重量％，Ni含有0.01重量％～1.0重量％，Ge含有0.005重量％～0.1重量％。五元类无铅焊料中的Ni成分在基底电极层11侧扩散，并形成上述的Ni扩散层12。本实施方式中的五元类无铅焊料的熔点为例如217℃。
接着，对上述的电子部件1的制造方法进行说明。
对于电子部件1的制造，首先，进行素体2的形成(素体形成工序)。在该工序中，准备成为电介质层4的陶瓷生片。陶瓷生片通过运用刮刀法等将陶瓷浆料涂布于PET薄膜上并使之干燥而得到。陶瓷浆料例如通过在将BaTiO3等作为主成分的电介质材料中加入溶剂以及可塑剂等并混合这些成分而得到。
接着，由丝网印刷将成为内部电极6a，6b的电极图形形成于陶瓷生片上，并使之干燥。在电极图形的丝网印刷中例如使用将粘结剂和溶剂等混合于Cu粉末中的电极膏体。在电极图形的形成之后，以规定的顺序层叠陶瓷生片，从而获得层叠体。
接着，切断所获得的层叠体，从而获得层叠芯片。在芯片化之后，由加热处理进行脱粘结剂。加热处理例如优选在180℃～400℃下进行0.5小时～30小时。在加热处理之后，在800℃～1400℃下对层叠芯片进行0.5小时～8.0小时左右烧成。另外，通过滚筒研磨进行倒角，将层叠芯片的角部加工成R状，从而形成素体2。
在素体2的形成之后，进行基底电极层11的形成(端子电极形成工序)。对于基底电极层11的形成，例如使用在含有导体生片用的Cu膏体的成分中加入玻璃料的导体膏体。接着，通过将素体2的端部浸渍于导体膏体中，从而以覆盖素体2的端部的方式附着成为第1电极层11a的导体膏体。
接着，以规定的厚度将成为第2电极层11b的导体膏体涂布于PET薄膜上，并使之干燥，从而形成导体生片。之后，在PET薄膜上将所获得的导体生片切割成所希望的尺寸，剥离PET薄膜。接着，将所形成的导体生片贴附于素体2的端面2a，2b。此时，包含于成为第1电极层11a的导体膏体的有机溶剂浸透于成为第2电极层11b的导体生片，并溶解残留于导体生片的有机成分。其结果，使成为第1电极层11a的导体膏体与成为第2电极层11b的导体生片一体化。通过对其进行干燥·烧结，从而获得形成有基底电极层11的层叠芯片K(参照图4)。
在形成了基底电极层11之后，进行焊料层13的形成(焊料层形成工序)。对于焊料层13的形成，例如使用如图3所表示那样的焊料层形成装置21。焊料层形成装置21由槽22、泵23以及一对喷嘴24，24所构成。
在槽22中填充有分离成上层26和下层27的2层的液体，上层26由使用了饱和脂肪酸的表面处理液(氧化防止流体)构成，下层27由熔融焊料液构成。作为用于上层26的表面处理液的饱和脂肪酸，例如可以使用棕榈酸(palmitic acid)、硬脂酸、油酸、肉豆蔻酸、月桂酸等。上层26的表面处理液例如被维持为240℃而成为高温活性状态。另外，下层27的熔融焊料液是Sn-Ag-Cu-Ni-Ge的五元类无铅焊料的熔融液。下层27的熔融焊料液例如被维持为240℃。
泵23是高温液用泵。泵23受到没有图示的控制单元的控制，将上层26的表面处理液的一部分供给至喷嘴24，24。另外，喷嘴24，24朝着上层26的液面配置。喷嘴24，24接受由泵进行的表面处理液的供给，朝着上层26的液面的大致同一地方从斜上方分别喷涂表面处理液。
如图4所示，形成了基底电极层11的多个层叠芯片K预先配置(set)于基板31。基板31具有例如由金属形成为矩形状的主体部32，主体部32的表面被具行耐热性的氟类橡胶33覆盖。另外，在主体部32上设置有多个通过素体2的孔部32a，层叠芯片K分别被嵌入到各个孔部32a中。
在将层叠芯片K配置于基板31之后，如图5所示，将基板31浸渍于槽22。在基板31通过由表面处理液构成的上层26的时候，基底电极层11的表面由饱和脂肪酸的高温活性作用而被清洗，从而去除不要的氧化物。如果通过了上层26的基板31进一步到达下层27，那么熔融焊料附着于被表面处理了的基底电极层11的表面上，形成焊料层13(焊料附着工序)。
接着，如图6所示，从槽22提起基板31。基板31从下层27再次到达上层26时，那么附着于基底电极层11的熔融焊料的表面被饱和脂肪酸涂布。另外，在从上层26的液面26a提起基板31的时候，使泵23动作，从而在液面26a附近从喷嘴24，24的前端朝着基板31喷涂表面处理液。对于喷涂，例如由设置于喷嘴24，24的加热机构(没有图示)将表面处理液加热到例如250℃。然后，朝着附着于基底电极层11的熔融焊料，进行1次～3次左右的每次大约10秒钟的喷涂。
由此，将克服熔融焊料的表面张力的动量赋予焊料，从而去除附着于基底电极层11的焊料的剩余部分(焊料去除工序)。去除了焊料的剩余部分后的焊料层13的表面由从喷嘴24，24喷涂的表面处理液而维持用饱和脂肪酸涂布的状态。
在从槽22完全提起基板31之后，如图7所示，将基板31浸渍于填充有ABZOL清洗液的槽28中，进行焊料层31的清洗以及冷却(清洗冷却工序)。在熔融焊料被冷却而凝固的时候，由于焊料层13的热，Ni在基底电极层11和焊料层13之间发生扩散。由此，在基底电极层11和焊料层13之间形成Ni扩散层12。在焊料层13的清洗以及冷却之后，如图8所示，从基板31的孔部32a取下素体2，那么可以获得由图1以及图2所表示的电子部件1。
如以上所说明的那样，在该电子部件的制造方法中，通过将氧化防止流体喷涂于附着于电子部件1的端子电极3的熔融焊料上，从而将克服熔融焊料的表面张力的动量赋予焊料，而去除附着于端子电极3的熔融焊料的剩余部分。另外，在该电子部件的制造方中，在从上层26的液面26a提起电子部件1的时候，在上层26的液面26a附近将熔融焊料的熔点以上的温度的氧化防止流体喷涂于电子部件1。由此，因为附着于端子电极3的熔融焊料的温度被保持并且氧化被防止，所以能够抑制发生熔融焊料的部分的组成变化，从而能够将均匀的形状的焊料层13形成于端子电极3的表面。
另外，在该电子部件的制造方法中，作为被喷涂于熔融焊料的氧化防止流体，例如可以使用将棕榈酸(palmitic acid)、硬脂酸、油酸、肉豆蔻酸、月桂酸等的饱和脂肪酸溶解于溶剂中的溶液。由此，能够从去除了剩余部分之后的焊料层13的表面更加可靠地形成由饱和脂肪酸所形成的保护膜。
另外，在该电子部件的制造方法中，从上层26的液面26a大致垂直地提起层叠芯片K，并且对层叠芯片K从斜上方喷涂氧化防止流体。由此，由于自重而更加可靠地去除了熔融焊料的剩余部分。还有，在本实施方式中，通过使用基板31，从而能够连续地从液面26a提起多个层叠芯片K。因此，通过对层叠芯片K从斜上方喷涂氧化防止流体，从而能够防止去除了的熔融焊料附着于位于液面26a的上方的处理完了的层叠芯片K上。另外，未处理的层叠芯片K因为位于上层26的表面处理液中，所以能够防止去除了的熔融焊料发生附着。
另外，在本实施方式中，在焊料附着工序和焊料去除工序中使用相同的槽22，放入到槽22的液体的上层26的温度被保持为熔融焊料的熔点以上的温度。由此，实现了用于焊料层形成工序的实施中的设备的简单化，并且直至即将喷涂氧化防止流体之前维持了附着于端子电极3的熔融焊料的流动状态，所以能够高精度地去除熔融焊料的剩余部分。
本发明并不限定于上述实施方式。例如，在上述实施方式中，例示了作为电子部件1的芯片型的层叠陶瓷电容器，但是，该电子部件的制造方法也可以应用于芯片压敏电阻、芯片电感器、芯片磁珠(beads)等的其它电子部件中。另外，在上述的实施方式中，作为氧化防止流体利用上层26的表面处理液，但是，也可以使用N2等的不活性气体而取代由饱和脂肪酸构成的表面处理液。另外，在上述的实施方式中，在相同的槽22中实施焊料附着工序和焊料去除工序，但是，也可以准备不同的槽22来实施焊料附着工序和焊料去除工序。在此情况下，能够防止由于被去除了的熔融焊料的剩余部分而引起的表面处理液的污染。此时，如果仅将被保持为熔融焊料的熔点以上的温度的表面处理液放入到用于进行焊料去除工序的槽22中，那么液温的管理会变得容易，且能够恰好地控制熔融焊料的去除量。
另外，在上述的实施方式中，将通过切断生片的层叠体而获得的层叠芯片K固定于基板31而进行向槽22的浸渍，但是，例如也可以将如图9所表示的那样的元件集合基板31浸渍于槽22。该元件集合基板41具有相当于素体2的矩形的主体部42，在主体部42的中央部分上形成有例如3列的带状的沟部43。在沟部43的内壁上，以在主体部42的厚度方向上延伸并分别折回于主体部42的一面侧以及另一面侧的方式形成的端子电极44沿着沟部43的延伸方向而被配置有多个。
即使在使用这样的元件集合基板41的情况下，通过实施与上述的实施方式相同的焊料附着工序以及焊料去除工序，也可以去除附着于端子电极44的熔融焊料的剩余部分。另外，由氧化防止流体而保持了附着于端子电极44的熔融焊料的温度，并且防止了氧化，所以能够抑制发生熔融焊料的部分的组成变化，因而能够将均匀的形状的焊料层13形成于端子电极44的表面。在焊料层13的形成之后，如图9所示，以在沟部43，43之间的部分上包含端子电极44，44的方式切断主体部42，那么可以获得在素体的两端部形成有端子电极44的电子部件1。
符号的说明
1…电子部件、3…端子电极、13…焊料层、26…上层、26a…液面、27…下层。

Claims (6)

1.一种电子部件的制造方法，其特征在于，
具备在形成于电子部件的端子电极的表面上形成焊料层的焊料层形成工序，
所述焊料层形成工序具备：
焊料附着工序，将所述电子部件浸渍于放入了分离成上层和下层的2层的液体的槽中，并以覆盖该电子部件的端子电极的方式附着熔融焊料，所述上层由使用了饱和脂肪酸的表面处理液构成，所述下层由熔融焊料液构成；以及
焊料去除工序，在从所述上层的液面提起所述电子部件的时候，在所述液面附近朝着所述电子部件喷涂熔融焊料的熔点以上的温度的氧化防止流体，去除附着于所述端子电极的熔融焊料的剩余部分。
2.如权利要求1所述的电子部件的制造方法，其特征在于，
作为所述氧化防止流体，使用将所述饱和脂肪酸溶解于溶剂中的溶液。
3.如权利要求1所述的电子部件的制造方法，其特征在于，
从所述上层的液面大致垂直地提起所述电子部件，并且对所述电子部件从斜上方喷涂所述氧化防止流体。
4.如权利要求1～3中的任意一项所述的电子部件的制造方法，其特征在于，
在所述焊料附着工序和所述焊料去除工序中分别准备所述槽。
5.如权利要求1～3中的任意一项所述的电子部件的制造方法，其特征在于，
在所述焊料附着工序和所述焊料去除工序中使用相同的槽，放入到该槽中的液体的上层的温度被保持为所述熔融焊料的熔点以上的温度。
6.如权利要求4所述的电子部件的制造方法，其特征在于，
在所述焊料去除工序中所使用的槽中，仅放入保持为所述熔融焊料的熔点以上的温度的所述表面处理液。
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