CN104081468B - 金属端子接合用导电糊剂、带有金属端子的电子部件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够将金属端子切实地接合于电极的金属端子接合用导电糊剂,使用该金属端子接合用导电糊剂制造带有金属端子的电子部件的方法,以及通过该制造方法制造的金属端子切实地接合于外部电极的高可靠性的带有金属端子的电子部件。作为构成导电糊剂的无机填料,使用含有平均粒径为3μm以下的球形Cu粉末、长宽比为3以上且平均粒径为10μm以上的扁平Cu粉末、玻璃粉、以及在用于烧结的热处理工序中不熔融的无机材料所形成的平均粒径为30μm以上的球形无机粉末的无机填料。相对于球形Cu粉末和所述扁平Cu粉末的合计100容量份,以10~35容量份的比例含有球形无机粉末。另外,扁平Cu粉末相对于球形Cu粉末和扁平Cu粉末的合计量的比例为10~50体积%的范围。
Description
技术领域
本发明涉及可以用于将金属端子接合于芯片型电子部件所具备的外部电极等电极的金属端子接合用导电糊剂,具备使用该金属端子接合用导电糊剂将金属端子接合于外部电极的工序的、带有金属端子的电子部件的制造方法,以及通过该制造方法制造的带有金属端子的电子部件。
背景技术
例如,在形成芯片型电子部件的外部电极时,广泛采用将导电成分与玻璃粉、有机载体等混炼形成糊剂状的导电糊剂,并涂布该导电糊剂进行烧结的方法。
作为这种导电糊剂,例如,已经提出了如下的外部电极用导电性糊剂:在至少含有球形和薄片状铜粉末、玻璃粉,并且通过涂布在芯片型电子部件的规定面上而形成为外部电极的导电性糊剂中,球形和薄片状的铜粉末的平均粒径均为3~10μm的范围,并且导电性糊剂的膜密度为4.0g/cm3以上的外部电极用导电性糊剂(参见专利文献1)。
另外,除了该导电性糊剂以外,在制造具有陶瓷元件上设置了外部电极的结构的陶瓷电子部件的工序中,作为用于形成外部电极的导电糊剂,还提出了如下的导电糊剂:含有金属粉末、玻璃粉末、粘合剂和有机溶剂,其中金属粉末以满足比表面积为0.5~1.0m2/g、长径B为20~40μm、厚度T为0.05~3μm的条件的薄片状Cu粉末、和球形Cu粉末以规定的比例配合而成的Cu粉末作为主成分(参见专利文献2)。
此外,还提出了一种导电性糊剂,其含有无机粉末和有机载体,并且通过烧结形成层叠陶瓷电子部件的外部电极,其中,无机粉末包含由Cu形成的金属粉末或以Cu为主成分的金属粉末、玻璃粉和氧化钛粉末,玻璃粉的比例相对于金属粉末100体积%为15体积%~30体积%,氧化钛粉末的比例相对于金属粉末100体积%为0.5体积%~6.0体积%,此外,玻璃粉在烧结温度下的粘度logη为1.4Pa·s~3.1Pa·s(参见专利文献3)。
如上所述,作为导电糊剂而已经提出了的多种方案,但这些导电糊剂均为用于形成芯片型电子部件的外部电极的导电糊剂,而并非意图用于将金属端子接合于电子部件元件(电子部件本体)上形成的外部电极。
因此,在将这些糊剂用于金属端子的接合时,实际情况是难以实现所希望的接合状态、接合强度等意图实现的接合特性。
例如,在使用上述专利文献1和2的导电糊剂将金属端子接合于形成在电子部件元件端面上的外部电极时,存在下述问题。
即,存在以下问题:在将金属端子接合于形成在电子部件元件端面上的外部电极时,例如,在应用如下方法,即在隔着导电糊剂的状态朝着外部电极按压金属端子的状态下,通过烧结导电糊剂将金属端子接合于外部电极的方法时,位于金属端子和外部电极之间的导电糊剂向周围挤出,无法充分确保存在于金属端子和外部电极之间的导电糊剂的量,因此烧成后的金属端子与外部电极的固着强度不足,无法得到高可靠性的带有金属端子的电子部件。
另外,还存在以下问题:即使在得到临时程度的接合力(固着力)时,由于位于金属端子和外部电极之间、发挥接合力的烧结电极(接合电极)的量较少,因此无法利用烧结电极充分吸收作为基材的电子部件元件(例如,陶瓷基体)与金属端子之间的线膨胀系数差,在热冲击试验中在烧结电极自身、陶瓷基体等上产生裂纹。
另外,还存在以下问题:即使在使用专利文献3的导电糊剂时,由于无法在金属端子和外部电极之间保持足够量的导电糊剂,因此无法利用烧结电极(接合电极)充分吸收电子部件元件(例如,陶瓷基体)与金属端子之间的线膨胀系数差,在热冲击试验中在烧结电极自身、陶瓷基体等上产生裂纹。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2001-338830号公报
专利文献2:日本特开2004-172383号公报
专利文献3:日本特开2003-297146号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的目的在于解决上述课题,提供一种能够将金属端子切实地接合于电子部件元件等上设置的电极的金属端子接合用导电糊剂、使用该金属端子接合用导电糊剂制造带有金属端子的电子部件的方法、以及通过该制造方法所制造的金属端子切实接合于外部电极的高可靠性的带有金属端子的电子部件。
用于解决问题的方法
为了解决上述课题,本发明的金属端子接合用导电糊剂的特征在于,用于将金属端子接合于电极,
作为无机填料,含有:
平均粒径为3μm以下的球形Cu粉末、
长宽比为3以上并且平均粒径为10μm以上的扁平Cu粉末、
玻璃粉、以及
在用于烧结的热处理工序中不熔融的无机材料所形成的平均粒径为30μm以上的球形无机粉末。
需要说明的是,上述球形Cu粉末、扁平Cu粉末和球形无机粉末的粒径(平均粒径)均为在各粉末的MICROTRAC(激光衍射·散射式)测定中的平均粒径(D50)。
另外,球形Cu粉末或者称为球形无机粉末时的“球形”,并不是指严格的球状,而是指与扁平形状、棒状、薄片状、无定形等形状不同的、具有近似于球的形状。
在本发明的金属端子接合用导电糊剂中,相对于所述球形Cu粉末和所述扁平Cu粉末的合计100容量份,优选以10~35容量份的比例含有所述球形无机粉末。
另外,所述球形无机粉末优选由陶瓷系材料形成。
另外,所述扁平Cu粉末相对于所述球形Cu粉末和所述扁平Cu粉末的合计量的比例优选为10~50体积%的范围。
另外,本发明的带有金属端子的电子部件的制造方法,其特征在于,所述带有金属端子的电子部件具有金属端子接合于电子部件元件上设置的外部电极的结构,所述带有金属端子的电子部件的制造方法具备下述工序:
将上述本发明的金属端子接合用导电糊剂设置在所述电子部件元件的所述外部电极和所述金属端子之间,进行热处理,烧结所述金属端子接合用导电糊剂,由此,借助烧结所述金属端子接合用导电糊剂所形成的烧结电极,将所述金属端子接合于所述外部电极。
另外,本发明的带有金属端子的电子部件,其特征在于,通过上述本发明的带有金属端子的电子部件的制造方法来制造。
发明效果
本发明的金属端子接合用导电糊剂中,作为无机填料,含有平均粒径为3μm以下的球形Cu粉末、长宽比为3以上且平均粒径为10μm以上的扁平Cu粉末、玻璃粉、以及在用于烧结的热处理工序中不熔融的平均粒径为30μm以上的球形无机粉末,因此可以将金属端子切实地接合于电子部件元件上设置的外部电极等。
即,本发明的金属端子接合用导电糊剂,由于含有平均粒径为30μm以上的球形无机粉末,因此,例如在将金属端子接合于电子部件元件上设置的外部电极时,球形无机粉末起到了隔离体的作用,从而能够在金属端子和外部电极之间可靠地保持实现可靠接合所需量的导电糊剂。结果,通过烧成(烧结)导电糊剂,从而能够利用在金属端子和外部电极之间形成的足够量的烧结电极(接合电极)牢固地接合金属端子和外部电极。
另外,由于能够在金属端子和外部电极之间确保足够量的烧结电极(接合电极),并且烧结电极中含有球形无机粉末,因此能够利用足够量的烧结电极(接合电极)吸收电子部件元件(例如陶瓷基体)与金属端子之间的线膨胀系数差,能够在制品的热冲击试验中,抑制、防止在烧结电极(接合电极)自身、电子部件元件(陶瓷基体等)上产生裂纹的缺陷的产生。
需要说明的是,本发明的金属端子接合用导电糊剂,并不限于将金属端子接合于电子部件元件上设置的外部电极的情况,例如,在将金属端子接合于基板等上形成的电极时也能够使用。
另外,本发明的带有金属端子的电子部件的制造方法,由于具备下述工序,即,将本发明的金属端子接合用导电糊剂设置在电子部件元件的外部电极和金属端子之间,进行热处理,烧结金属端子接合用导电糊剂,由此,借助烧结金属端子接合用导电糊剂所形成的烧结电极(接合电极)将金属端子接合于外部电极的工序,因此,能够切实地制造借助烧结电极(接合电极)将金属端子牢固接合于外部电极的高可靠性的带有金属端子的电子部件。
另外,本发明的带有金属端子的电子部件是通过上述制造方法制造的,从而可以提供金属端子牢固接合于外部电极的高可靠性的带有金属端子的电子部件。
附图说明
图1是表示本发明实施例所涉及的带有金属端子的电子部件(在该实施例中为带有金属端子的层叠陶瓷电容器)的主要部分构成的立体图。
图2是本发明实施例所涉及的带有金属端子的电子部件(带有金属端子的层叠陶瓷电容器)的主视图。
图3是将图2中的区域R以剖面的形式示意性表示的剖视图。
具体实施方式
以下示出本发明的实施方式,并且详细说明本发明的特征之处。
本发明的金属端子接合用导电糊剂,是用于将金属端子接合于电子部件元件上设置的外部电极等电极的金属端子接合用导电糊剂,作为无机填料,含有
(a)平均粒径为3μm以下的球形Cu粉末、
(b)长宽比为3以上并且平均粒径为10μm以上的扁平Cu粉末、
(c)玻璃粉、以及
(d)在用于烧结的热处理工序中不熔融的无机材料所形成的平均粒径为30μm以上的球形无机粉末。
在将金属端子连接至电子部件元件上设置的外部电极时,为了防止外部电极的烧结以及金属端子的钝化,希望在700℃以下的低温下进行热处理。
因此,在本发明的金属端子接合用导电糊剂中,Cu粉末的主要部分使用平均粒径为3μm以下(例如,1微米以下的亚微米~3μm)的微细球形Cu粉末,从而能够在700℃以下的低温下进行热处理。
需要说明的是,如果球形Cu粉末的平均粒径超过3μm,则难以在700℃以下的低温下进行热处理,因此不优选。
另外,在本发明的金属端子接合用导电糊剂中,为了促进低温烧结,优选使用低软化点玻璃作为玻璃粉。例如,希望使用平均粒径为3μm的微细的硼硅酸系的玻璃粉等。
但是,在仅仅使用这种微细的硼硅酸系的玻璃粉的情况下,在将金属端子接合用导电糊剂印刷于外部电极后,在朝着外部电极按压金属端子时,金属端子接合用导电糊剂由外部电极与金属端子的间隙被挤出到外侧的区域,形成了在外部电极与金属端子之间未充分残留金属端子接合用导电糊剂的状态,金属端子与外部电极的固着强度不足。
相对于此,对于本发明的金属端子接合用导电糊剂而言,为了能够得到金属端子与外部电极的充分的接合强度,而添加了平均粒径为30μm以上并且在热处理工序(烧结工序)的温度下不熔融的无机材料所形成的球形无机粉末,由此在金属端子与外部电极之间保持了30μm以上的间隙,并且将糊剂填充保持在该间隙中,从而可以得到所希望的固着力。
需要说明的是,当球形无机粉末的平均粒径小于30μm时,难以在外部电极与金属端子之间保持足够的金属端子接合用导电糊剂,因此不优选。
需要说明的是,如果球形无机粉末的粒径过大,则外部电极与金属端子的间隙变得过宽,存在有无法获得充分的接合强度的弊端,因此对于球形无机粉末而言,希望使用平均粒径小于100μm的材料。
另外,在仅由Cu粉末和玻璃粉构成无机填料时(未添加无机粉末时),由于无法充分确保存在于金属端子和外部电极之间的导电糊剂的量,因此无法利用烧结电极(接合电极)充分吸收形成有外部电极的基材(陶瓷基体)与金属端子之间的线膨胀系数差,在制品的热冲击试验中烧结电极(接合电极)自身、陶瓷基体等有时会产生裂纹,而在本发明的金属端子接合用导电糊剂中,由于配合了平均粒径为30μm以上的球形无机粉末,因此能够在金属端子与外部电极之间确保足够的导电糊剂,并且利用足够量的烧结电极(接合电极)吸收电子部件元件(例如陶瓷基体)与金属端子之间的线膨胀系数差,从而能够抑制、防止在烧结电极(接合电极)自身、电子部件元件(陶瓷基体等)上产生裂纹。
此外,即使在通过配合球形无机粉末而获得了充分的固着力的情况下,在金属端子接合用导电糊剂的干燥时,仍有时在金属端子与外部电极的对置面之间产生了较大的空隙。其原因在于,在干燥金属端子接合用导电糊剂时,金属端子接合用导电糊剂中含有的溶剂蒸发,产生了金属端子接合用导电糊剂的流动,伴随该流动,无机填料移动至未被金属端子覆盖的区域,在金属端子覆盖的、无机填料减少的区域,产生了空隙。
因此,为了抑制上述裂纹、空隙的产生,在本发明的金属端子接合用导电糊剂中,通过在糊剂中添加长宽比为3以上且平均粒径为10μm以上的扁平Cu粉末,从而抑制了金属端子接合用导电糊剂干燥时无机填料的物理流动,抑制了大空隙的产生。
需要说明的是,如果扁平Cu粉末的平均粒径小于10μm,则抑制无机填料的物理流动的效果不充分,因此不优选。
另外,如果扁平Cu粉末的长宽比小于3,则同样地抑制无机填料的物理流动的效果不充分,因此不优选。
另外,本发明的金属端子接合用导电糊剂,相对于上述球形Cu粉末和上述扁平Cu粉末的合计100容量份,优选以10~35容量份的比例含有球形无机粉末,其原因在于,如果球形无机粉末的比例小于10容量份,则无法获得希望的固着力,而且热冲击性也变差,另外,如果超过35容量份,则固着力下降。
此外,作为球形无机粉末,希望使用由ZrO2、Al2O3、TiO2、SiN、SiC等陶瓷系材料制成的球形无机粉末。
这是由于,陶瓷系材料在热、化学、物理方面的稳定性优良,可以减小通过烧结金属端子接合用导电糊剂而形成的烧结电极(接合电极)与电子部件元件(例如,陶瓷基体)的线膨胀系数差。
实施例
以下示出本发明的实施例,并更具体地说明本发明的特征之处。
[实施方式1]
图1是表示本发明实施例所涉及的带有金属端子的电子部件(在该实施例中为带有金属端子的层叠陶瓷电容器)的主要部分构成的立体图,图2是主视图,图3是将图2中的区域R以剖面的形式示意性表示的剖视图。
该带有金属端子的电子部件A是4个电容器元件并联内置的阵列状层叠陶瓷电容器,并且在内置多个电容器元件的层叠陶瓷电容器本体(电子部件元件)1的、彼此相反的端面1a、1b上分别设置有多个(在该实施例中为4个)外部电极2。
并且,在该带有金属端子的电子部件A中,金属端子3借助烧结导电糊剂所形成的烧结电极(接合电极)4接合、固定至电子部件元件1的各外部电极2。
更具体而言,图1~3中的金属端子3的垂直部3a在与外部电极2对置的状态下,借助含有球形无机粉末5的烧结电极(接合电极)4接合于外部电极2。
需要说明的是,外部电极2是设置在电子部件元件1的端面1a、1b上的Cu电极。
另外,接合电极(烧结电极)4是烧结Cu糊剂所形成的Cu烧结电极。
需要说明的是,构成该带有金属端子的电子部件A的层叠陶瓷电容器本体(电子部件元件)1的尺寸为宽度3cm、长度4cm、厚度0.4cm。
另外,各外部电极2各自的宽度为40mm、高度为4mm。
并且,作为用于形成将该金属端子3接合于外部电极2的烧结电极(接合电极)4的材料(导电糊剂),可以使用本发明所涉及的金属端子接合用导电糊剂(Cu糊剂)。
<试样的制作>
在该实施例中,作为金属端子接合用导电糊剂(Cu糊剂),使用如下形成的糊剂:通过三辊机,使无机填料混炼、分散在丙烯酸树脂以达到15重量%的比例的方式溶解于溶剂(松油醇)而成的清漆中,其中所述无机填料含有
(a)平均粒径为3μm的球形Cu粉末、
(b)长宽比为3并且平均粒径为10μm的扁平Cu粉末、
(c)平均粒径为3μm的玻璃粉、以及
(d)平均粒径为30μm并且在用于烧结的热处理工序中不熔融的无机材料ZrO2所形成的球形无机粉末。
另外,对于球形无机粉末(球形ZrO2粉末)的比例而言,以相对于球形Cu粉末与扁平Cu粉末合计100容量份、使球形无机粉末(球形ZrO2粉末)为10~35容量份的比例的方式进行调整。
另外,对于上述球形Cu粉末与扁平Cu粉末的比例而言,以扁平Cu粉末相对于球形Cu粉末与扁平Cu粉末的合计量的比例为10~50体积%的范围的方式进行调整。
然后,使用金属掩模将如上制作的金属端子接合用导电糊剂(Cu糊剂)印刷在形成于层叠陶瓷电容器本体(电子部件元件)1的端面1a、1b上的外部电极2的表面。
接着,使用压入夹具(押し込み冶具)以一定的压力将金属端子按压固定在所印刷的金属端子接合用导电糊剂(Cu糊剂)上,并直接以该状态在烘箱中以150℃、10分钟的条件进行干燥。
然后,在通过夹具固定金属端子的状态下,使用连续带式炉,在N2气氛(氧浓度为50ppm以下)中,以在最高温度620~720℃下保持15分钟的条件实施热处理,烧结金属端子接合用导电糊剂(Cu糊剂),由此借助烧结电极(接合电极)4将金属端子3接合于层叠陶瓷电容器本体(电子部件元件)1的端面1a、1b上所形成的外部电极2。
在该实施例中,烧成后的烧结电极(接合电极)4的膜厚在较薄处约为100μm。由此,得到具有图1~3所示结构的带有金属端子的电子部件(试样)A。
需要说明的是,图3是为了易于理解发明而示意性表示带有金属端子的电子部件A的构成的图,球形无机粉末5的粒径和烧结电极(接合电极)4的厚度等并不是对实际尺寸进行准确放大或缩小的尺寸。
<特性评价>
如上所述,对于使
(1)球形无机粉末(球形ZrO2粉末)的添加比例,以及
(2)球形Cu粉末和扁平Cu粉末的比例
不同而制作的各带有金属端子的电子部件(试样),研究金属端子的固着力的大小、位于金属端子和外部电极之间的烧结电极(接合电极)的空隙产生状态以及耐热冲击性。其结果示于表1。
[表1]
需要说明的是,表1中的球形ZrO2粉末的比例是相对于球形Cu粉末和扁平Cu粉末的合计100容量份的球形ZrO2粉末(球形无机粉末)的容量份值。
另外,表1中的扁平Cu粉末的比例是扁平Cu粉末相对于球形Cu粉末和扁平Cu粉末的合计量的比例(体积%)。
需要说明的是,表1所示的金属端子的固着力是在从电子部件元件分离的方向(图1的箭头Y的方向)上以一定速度拉拽金属端子、直至金属端子脱离为止所施加的最大应力值。在该实施例的带有金属端子的电子部件的情况下,考虑制品特性,将固着力小于5N的制品判定为不良(×),将5N以上且小于10N的制品判定为良(○),将10N以上的制品判定为优(◎)。
另一方面,空隙产生状态是从制品外部目测观察金属端子与外部电极之间的区域(接合部),并且剥离金属端子进行观察而得到的结果。然后,根据空隙的大小对其状态进行分级,将未观察到空隙的制品判定为优(◎),将空隙的面积小于金属端子与烧结电极(接合电极)的接触面积的1/3的制品判定为良(○),将空隙面积为金属端子与烧结电极(接合电极)的接触面积的1/3以上的制品判定为不良(×)。需要说明的是,空隙的产生状态为×的制品是可能会对金属端子的固着力、制品的可靠性产生不良影响的试样。
另外,热冲击试验是表示在-55~125℃的范围内实施1000次冷却和加热的循环后,观察烧结电极(接合电极)有无产生裂纹的结果,并将未观察到裂纹的制品判定为良(○),将观察到裂纹产生的制品判定为不良格(×)。
在表1中,试样编号1的试样是不包含球形无机粉末(球形ZrO2粉末)和扁平Cu粉末的、不具备本发明的必要条件的试样(比较例),其它试样是本发明实施例所涉及的试样。
对于表1所示的结果,如下进行说明。
(1)在相对于球形Cu粉末和扁平Cu粉末的合计100容量份,球形无机粉末(球形ZrO2粉末)的添加量小于10容量份的试样编号1(未添加球形ZrO2粉末)的试样的情况下,固着力小至2N,无法得到充分的固着力(接合强度)。
其原因在于,当不含球形无机粉末(球形ZrO2粉末)时,位于金属端子与外部电极之间的金属端子接合用导电糊剂(Cu糊剂)从金属端子覆盖的区域被挤出到外侧,因此无法通过烧结电极(接合电极)得到充分的固着力。
另外,在没有添加球形无机粉末(球形ZrO2粉末)的试样编号1的试样的情况下,产生了烧结电极(接合电极)出现裂纹的缺陷。
该裂纹是因电子部件元件和金属端子、与烧结电极(接合电极)的线膨胀系数之差增大而产生的。
(2)另外,在球形无机粉末(球形ZrO2粉末)相对于球形Cu粉末和扁平Cu粉末的合计100容量份的比例小于10容量份(5容量份)的试样编号2的试样的情况下,虽然可以得到大致能够实用的特性,但确认到固着力稍低,为6N。
(3)另外,在球形无机粉末(球形ZrO2粉末)的添加量为40容量份,相对于球形Cu粉末和扁平Cu粉末的合计100容量份的比例超过35容量份的试样(试样编号7的试样)的情况下,虽然可以得到大致能够实用的特性,但确认到固着力稍低,为8N。
(4)另外,在扁平Cu粉末相对于球形Cu粉末和扁平Cu粉末合计量的比例为0体积%的试样编号1的试样(未添加球形无机粉末)的情况下,在金属端子与外部电极之间的区域(接合部)产生了空隙,结果固着力、耐热冲击性并不优选。
另外,在扁平Cu粉末相对于球形Cu粉末和扁平Cu粉末合计量的比例小于10体积%的试样编号8的试样(扁平Cu粉末=5体积%)中,在金属端子与外部电极之间的区域(接合部)中也产生了一些空隙。
其原因在于,当扁平Cu粉末的比例较少的情况下,在干燥金属端子接合用导电糊剂(Cu糊剂)时,容易产生无机填料的流动,最后在进行干燥的金属端子覆盖的区域中,无机填料的浓度变低。
(5)另外,在扁平Cu粉末相对于球形Cu粉末和扁平Cu粉末合计量的比例多于50体积%的试样编号13的试样(扁平Cu粉末为60体积%)的情况下,虽然可以得到大致能够实用的特性,但确认到固着力(接合强度)稍低,为7N。
(6)相对于此,在球形无机粉末(球形ZrO2粉末)相对于球形Cu粉末和扁平Cu粉末的合计100容量份的比例为10~35容量份的范围,且扁平Cu粉末相对于球形Cu粉末和扁平Cu粉末合计量的比例为10~50体积%的范围的试样,即试样编号3~6、试样编号9~12和试样编号14~17的试样的情况下,金属端子的固着力为10N以上,并且未观察到空隙的产生和裂纹的产生,确认可以得到金属端子牢固地接合于外部电极的高可靠性的带有金属端子的电子部件。
因此,对于球形无机粉末(球形ZrO2粉末)而言,希望其比例相对于球形Cu粉末和扁平Cu粉末的合计100容量份为10~35容量份的比例。
另外,对于扁平Cu粉末而言,希望其相对于球形Cu粉末和扁平Cu粉末合计量的比例为10~50体积%的范围。
需要说明的是,在该实施例中,使用了球形Cu粉末的平均粒径为3μm的材料,作为球形Cu粉末,在使用平均粒径超过3μm的球形Cu粉末的情况下,由于通过烧结金属端子接合用导电糊剂所形成的烧结电极(接合电极)的烧结无法充分进行,因此无法获得充分的固着力。
另外,在该实施例中,作为扁平Cu粉末,使用了平均粒径为10μm的材料,作为扁平Cu粉末,在使用平均粒径小于10μm的材料的情况下,在金属端子接合用导电糊剂(Cu糊剂)的干燥工序等中,防止无机填料流动的效果不充分,在金属端子与外部电极之间形成的烧结电极(接合电极)中产生了空隙,因此不优选。
另外,作为扁平Cu粉末,在使用长宽比小于3的材料时,由于扁平Cu粉末的形状接近于球形,容易流动,因此在金属端子与外部电极之间形成的烧结电极(接合电极)中容易产生空隙,因此不优选。
另外,在该实施例中,作为球形无机粉末,使用平均粒径为30μm的球形ZrO2粉末,而作为球形无机粉末,在使用平均粒径小于30μm的材料时,在金属端子与外部电极之间确保用于保持足够量的金属端子接合用导电糊剂(Cu糊剂)的空间的效果不足,在该空间填充的金属端子接合用导电糊剂(Cu糊剂)的量减少,无法获得所希望的固着力,因此不优选。
需要说明的是,在上述实施例中,以将金属端子接合于电子部件元件上设置的外部电极的情况为例进行了说明,该电子部件元件中并联(阵列状)设置了多个电容器元件,但本发明也能够适用于将金属端子接合于不具有阵列状结构的具备单一电容器元件的层叠陶瓷电容器的外部电极的情况。
另外,在上述实施例中,以金属端子具有将长方形的板状构件弯折为大致直角的大致L字形状的情况为例进行了说明,但本发明并不受金属端子形状的特别限制,能够广泛适用于将各种形状的金属端子接合于外部电极的情况。
本发明在其它方面也不受上述实施方式的限定,有关带有金属端子的电子部件的制造方法、制造工序中的基体条件等,在发明的范围内,能够进行各种应用、变形。
符号说明
1 层叠陶瓷电容器本体(电子部件元件)
1a、1b 电子部件元件的端面
2 外部电极
3 金属端子
3a 金属端子的垂直部
4 接合电极(烧结电极)
5 球形无机粉末(球形ZrO2粉末)
Claims (4)
1.一种金属端子接合用导电糊剂,其特征在于,用于将金属端子接合于电极,
作为无机填料,含有:
平均粒径为3μm以下的球形Cu粉末、
长宽比为3以上且平均粒径为10μm以上的扁平Cu粉末、
玻璃粉、以及
在用于烧结的热处理工序中不熔融的无机材料所形成的平均粒径为30μm以上且小于100μm的由陶瓷系材料制成的球形无机粉末,
相对于所述球形Cu粉末和所述扁平Cu粉末的合计100容量份,以10~35容量份的比例含有所述由陶瓷系材料制成的球形无机粉末。
2.根据权利要求1所述的金属端子接合用导电糊剂,其特征在于,所述扁平Cu粉末相对于所述球形Cu粉末和所述扁平Cu粉末的合计量的比例为10~50体积%的范围。
3.一种带有金属端子的电子部件的制造方法,其特征在于,所述带有金属端子的电子部件具有金属端子接合于电子部件元件上设置的外部电极的结构,所述带有金属端子的电子部件的制造方法具备下述工序:
将权利要求1或2所述的金属端子接合用导电糊剂设置在所述电子部件元件的所述外部电极和所述金属端子之间,进行热处理,烧结所述金属端子接合用导电糊剂,由此,借助烧结所述金属端子接合用导电糊剂所形成的烧结电极,将所述金属端子接合于所述外部电极。
4.一种带有金属端子的电子部件,其特征在于,通过权利要求3所述的带有金属端子的电子部件的制造方法来制造。
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WO2016090532A1 (en) * | 2014-12-08 | 2016-06-16 | Ablestik (Shanghai) Ltd. | Electrically conductive compositions, process and applications |
US11040416B2 (en) * | 2015-09-07 | 2021-06-22 | Showa Denko Materials Co., Ltd. | Copper paste for joining, method for manufacturing joined body, and method for manufacturing semiconductor device |
JPWO2017222010A1 (ja) * | 2016-06-22 | 2019-04-18 | 積水化学工業株式会社 | 接続構造体、金属原子含有粒子及び接合用組成物 |
EP3597330A4 (en) | 2017-03-15 | 2020-11-25 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | METAL PASTE FOR BONDING, BONDED BODY AS WELL AS A METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME, AND A SEMICONDUCTOR DEVICE AS WELL AS A METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME |
JP6645470B2 (ja) * | 2017-04-17 | 2020-02-14 | 株式会社村田製作所 | 外部電極用導電性ペーストおよびその外部電極用導電性ペーストを用いて製造する電子部品の製造方法 |
JP6888401B2 (ja) | 2017-04-28 | 2021-06-16 | 日亜化学工業株式会社 | 金属粉焼結ペースト及びその製造方法、ならびに導電性材料の製造方法 |
JP7034613B2 (ja) * | 2017-06-29 | 2022-03-14 | 太陽誘電株式会社 | セラミック電子部品及びその製造方法、並びに電子部品実装基板 |
JP7396042B2 (ja) * | 2019-12-27 | 2023-12-12 | Tdk株式会社 | 電子部品装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4313900A (en) * | 1980-06-26 | 1982-02-02 | International Business Machines Corp. | Method of forming a ceramic article with a glassy surface |
CN101692410A (zh) * | 2009-08-21 | 2010-04-07 | 广东风华高新科技股份有限公司 | 一种mlcc端电极用银浆 |
JP2011138704A (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Kyocera Chemical Corp | 導電性ペーストおよびセラミックコンデンサ |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04174980A (ja) * | 1990-11-07 | 1992-06-23 | Hitachi Chem Co Ltd | 回路の接続部材 |
JP3003413B2 (ja) * | 1992-09-21 | 2000-01-31 | 松下電器産業株式会社 | 多層セラミック基板の製造方法 |
JPH0896623A (ja) * | 1994-09-28 | 1996-04-12 | Murata Mfg Co Ltd | 導電ペースト |
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JP4380145B2 (ja) * | 2002-11-20 | 2009-12-09 | 株式会社村田製作所 | 導電ペースト及びセラミック電子部品の製造方法 |
JP2009277652A (ja) * | 2008-04-17 | 2009-11-26 | Hitachi Chem Co Ltd | 回路接続材料及び回路部材の接続構造 |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4313900A (en) * | 1980-06-26 | 1982-02-02 | International Business Machines Corp. | Method of forming a ceramic article with a glassy surface |
CN101692410A (zh) * | 2009-08-21 | 2010-04-07 | 广东风华高新科技股份有限公司 | 一种mlcc端电极用银浆 |
JP2011138704A (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Kyocera Chemical Corp | 導電性ペーストおよびセラミックコンデンサ |
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