CN104160463B - 电子部件及电子部件与接合对象物的接合结构体的形成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供进行焊接安装时的焊接部的耐热性优异且外部电极的焊料润湿性良好、能够进行可靠性高的安装的电子部件,以及接合可靠性优异、耐热性高的接合结构体的形成方法。在具有电子部件主体(陶瓷层叠体)1和形成在其表面的外部电极5的电子部件A1中,外部电极具有选自Cu‑Ni合金层及Cu‑Mn合金层中的至少一种10和形成在合金层外侧的抗氧化膜20。抗氧化膜具有含有Sn的含Sn膜。抗氧化膜具有由贵金属构成的贵金属膜。抗氧化膜具有由有机物构成的有机物膜。
Description
技术领域
本发明涉及电子部件以及电子部件与接合对象物的接合结构体的形成方法,更详细地,涉及即使在高温下也能高度确保外部电极与接合对象物的接合可靠性的电子部件,以及即使在高温下接合可靠性仍高的电子部件与接合对象物的接合结构体的形成方法。
背景技术
芯片电容器、芯片电感器等表面安装型电子部件通常通过将形成在电子部件主体上的外部电极焊接在例如设置在基板上的安装用电极等上进行安装。
然而,作为配设在这类电子部件上的外部电极,有人提出这样一种外部电极:该外部电极具有与由陶瓷烧结体构成的裸芯片的表面相接的内层和在内层上层叠形成的外层的二层结构,通过对含有金属粉末和玻璃粉的导电膏进行烘烤而形成,形成上述内层和外层的导电膏的金属粉末含有Ag:80~95重量%和Pd:5~20重量%,玻璃粉以PbO:0~40重量%、B2O3:35~65重量%和ZnO:20~55重量%为主要成分,且相对于金属粉末,含该玻璃粉2~6重量%,内层和外层由同一组成的导电膏形成(可参见专利文献1)。
关于在芯片型电子部件中成为问题的焊接性,该专利文献1中的外部电极意图通过优化外部电极的结构、电极形成用导电膏的组成(金属粉末、玻璃)来抑制玻璃向外部电极表面游离,改善焊接性。
然而,对于该专利文献1的外部电极,例如在使用以Sn为主要成分、含有Ag 3重量%、Cu 0.5重量%这样的通常的无Pb焊料进行安装的情况下,在之后多次反复实施的回流焊时以及芯片型电子部件作为车载用电子部件在高温环境下使用时,存在电子部件脱落(即出现焊接部高温强度不良)的问题。
专利文献:
专利文献1:日本特开平6-36969号公报
发明内容
本发明是为了解决上述问题而作出的,旨在提供进行焊接安装时的焊接部的耐热性优异且到安装之间的阶段不易发生由外部电极被氧化而引起的焊料润湿性降低、能够进行可靠性高的电子部件,以及即使在高温下接合可靠性仍优异、耐热性高的接合结构体的形成方法。
为了解决上述问题,本发明的电子部件具有电子部件主体和形成在所述电子部件主体表面上的外部电极,其特征在于,
所述外部电极具有选自Cu-Ni合金层及Cu-Mn合金层中的至少一种和
形成在所述合金层外侧的抗氧化膜。
在本发明中,形成在电子部件主体的表面上的外部电极例如包括芯片电容器、芯片电感器等表面安装型电子部件的外部电极、形成在印刷基板、多层基板表面上的表面电极等。
此外,在本发明中,上述合金层可以是利用厚膜形成法形成的层,还可以是利用镀敷、蒸镀等薄膜形成方法形成的层。
此外,在本发明中,合金层的下层侧还可具有Cu厚膜电极层等其他电极层。
在本发明中,上述抗氧化膜优选具有含有Sn的含Sn膜。
具有含Sn膜时,在焊接工序中,含Sn膜被焊料润湿,从而能抑制安装时的焊接不良。
此外,上述抗氧化膜优选具有由贵金属构成的贵金属膜。
抗氧化膜具有贵金属膜时,能使合金层与Sn(例如,接合材料、接合对象物中所含的Sn,在外部电极中含有Sn情况下为该Sn)的反应延迟至贵金属膜被侵蚀,从而能调控合金层与锡反应、生成金属间化合物的时机,更切实地进行安装时的焊接。
此外,上述抗氧化膜优选具有由有机物构成的有机物膜。
抗氧化膜为有机薄膜时,外部电极(合金层)、接合材料中不会发生组成变动,因而能防止电子部件、接合部的机械强度、热性能变动。
此外,上述合金层优选为以3~30重量%的比例含有Ni的Cu-Ni合金层和以3~30重量%的比例含有Mn的Cu-Mn合金层中的任一种。
满足上述必要条件,就能够实现构成外部电极合金层的金属材料与Sn的快速扩散作用。
此外,上述合金层更优选以5~20重量%的比例含有Ni的Cu-Ni合金层和以5~20重量%的比例含有Mn的Cu-Mn合金层中的任一种。
满足上述必要条件,就能够更有效地实现构成外部电极合金层的金属材料与Sn的快速扩散作用。
此外,优选上述电子部件主体为具有多个陶瓷层和在所述陶瓷层之间以一部分被导出到端面的方式配设的内部电极层的陶瓷层叠体,上述外部电极配设在上述内部电极层所导出的端面上,与上述内部电极层导通。
通常,层叠陶瓷电子部件具有上述那样的构成,本发明能良好地用于那样的层叠陶瓷电子部件。
本发明的接合结构体的形成方法是具有形成在电子部件主体表面上的外部电极与接合对象物接合而成的结构的接合结构体的形成方法,其特征在于,包括:
准备电子部件的工序,所述电子部件主体的表面上形成有具有选自Cu-Ni合金层及Cu-Mn合金层中的至少一种和形成在所述合金层外侧的抗氧化膜的外部电极,
准备含Sn接合材料的工序,
准备接合对象物的工序,所述接合对象物是与所述外部电极接合的对象,
热处理工序,在该热处理工序中,在使所述接合材料存在于所述外部电极和所述接合对象物之间的状态下进行热处理;
在所述热处理工序中,使所述外部电极所具有的合金层与所述接合材料中所含的Sn反应,生成金属间化合物。
此外,本发明的另一接合结构体的形成方法是具有形成在电子部件主体表面上的外部电极与接合对象物接合而成的结构的接合结构体的形成方法,其特征在于,包括:
准备电子部件的工序,所述电子部件主体的表面上形成有具有选自Cu-Ni合金层及Cu-Mn合金层中的至少一种和形成在所述合金层外侧、含有Sn的抗氧化膜的外部电极,
准备接合对象物的工序,所述接合对象物是与所述外部电极接合的对象,
热处理工序,在该热处理工序中,在所述外部电极和所述接合对象物接触的状态下进行热处理;
在所述热处理工序中,使所述外部电极所具有的合金层与所述外部电极所具有的所述抗氧化膜中所含的Sn反应,生成金属间化合物。
在本发明的接合结构体的形成方法中,形成在电子部件主体表面上的外部电极也包括例如芯片电容器、芯片电感器等表面安装型电子部件的外部电极、形成在印刷基板、多层基板等表面上的表面电极等。
此外,在本发明的接合结构体的形成方法中,接合对象物包括与上述外部电极连接的金属端子、金属配线或其他电子部件的端子电极(外部电极)。
在本发明的电子部件中,形成在电子部件主体表面上的外部电极具有选自Cu-Ni合金层及Cu-Mn合金层中的至少一种和形成在所述合金层外侧的抗氧化膜,从而能防止外部电极的表面被氧化,抑制安装时的焊接不良的发生。
即,在外部电极的最外层为选自Cu-Ni合金层和Cu-Mn合金层中的至少一种的情况下,会有合金层被氧化、无法充分得到焊料润湿性的情况,但在本发明中,由于在合金层的外侧形成有抗氧化膜,因而能防止由合金层被氧化引起的焊料润湿性降低,确保良好的焊接性。
此外,在本发明的电子部件中,抗氧化层具有含Sn层时,在与接合对象物接合时的回流焊热处理过程中,发生Cu-Ni合金和/或Cu-Mn合金与Sn的快速扩散,Sn基本上被驱除,因而,在电子部件和接合对象物(例如基板的安装用电极)的接合部上生成熔点在400℃以上的金属间化合物。其结果,在安装电子部件后的阶段,在实施多次回流焊的情况下,以及在安装的电子部件(例如车载用电子部件)在高温环境下使用等情况下,均能得到不会引起电子部件脱落、高温强度高的接合部(焊接接合部)。
另外,上述Cu-Ni合金和/或Cu-Mn合金与Sn的快速扩散通过金属间化合物在因热处理工序而熔融的Sn中边剥离、分散边反复反应而产生。
此外,通过上述快速扩散,Sn快速成为熔点400℃以上的金属间化合物而固体化,因而能防止由内部压力引起的焊料爆裂发生。
还有,通过上述快速扩散,Sn基本上被驱除,因而,即使在例如在外部电极的最外侧形成Sn系镀层、以能从外部电极自身供给Sn的情况下,也能抑制、防止当Sn层为最外层时的问题即须晶的发生。
在本发明的接合结构体的形成方法中,在使含Sn的接合材料存在于电子部件主体表面的具有选自Cu-Ni合金层及Cu-Mn合金层中的至少一种和形成在合金层外侧的抗氧化膜的外部电极和与外部电极接合的接合对象物之间的状态下进行热处理,使外部电极具有的合金层和接合材料中所含的Sn反应,生成金属间化合物,因此,能通过合金层与接合材料中的Sn的快速扩散反应来减少Sn,高效地形成接合部(焊接部)的耐热性优异的接合结构体。
此外,由于外部电极具有抗氧化膜,因而外部电极对焊料等接合材料的润湿性良好,能抑制安装时的焊接不良的发生。
此外,由于电子部件和接合对象物被切实地接合,因而在电子部件安装后的阶段,在实施多次回流焊的情况下,以及安装的电子部件在高温下使用等情况下,均能防止例如电子部件从接合对象物(基板上的安装用电极)上脱落。
此外,在本发明的另一接合结构体的形成方法中,在电子部件主体表面的具有选自Cu-Ni合金层及Cu-Mn合金层中的至少一种和形成在合金层外侧、含有Sn的抗氧化膜的外部电极与接合对象物接触的状态下进行热处理,使外部电极具有的合金层与外部电极具有的抗氧化膜中所含的Sn反应,生成金属间化合物,因而,能通过合金层与抗氧化膜中的Sn的快速扩散反应来减少Sn,确保接合部(焊接部)的充分的耐热性。
另外,在将电子部件和接合对象物接合而不使用含Sn接合材料的情况下,宜使Cu-Ni合金层和/或Cu-Mn合金层的厚度与抗氧化膜(含Sn膜)的厚度的关系为,相对于合金层10μm,含Sn膜的厚度在3~10μm的范围内。
此外,对用本发明的方法形成的接合结构体而言,由于电子部件和接合对象物被切实地接合,因而在电子部件安装后的阶段,在实施多次回流焊的情况下,以及在安装的电子部件在高温下使用等情况下,均能防止例如电子部件从接合对象物(基板上的安装用电极)脱落。
附图说明
图1是示意性地显示本发明实施方式的电子部件(层叠陶瓷电容器)的构成的截面图。
图2是示意性地显示本发明另一实施方式的电子部件(层叠陶瓷电容器)的构成的截面图。
图3是示意性地显示本发明又一实施方式的电子部件(层叠陶瓷电容器)的构成的截面图。
具体实施方式
下面显示本发明的实施方式,对本发明的特征进行更详细的说明。
在该实施方式中,作为本发明的电子部件,制作具有图1、2和3所示的结构的层叠陶瓷电容器。
图1、2和3中所示的电子部件(层叠陶瓷电容器)A1、A2和A3均具有在层叠陶瓷元件(电子部件主体)1的两端面4、4上以与内部电极2导通的方式配设有一对外部电极5、5的结构,在作为电子部件主体的陶瓷层叠体(层叠陶瓷元件)1的结构中,配设在内部的内部电极2夹着作为电介质层的陶瓷层(电介质陶瓷层)3而层叠,交互地引出到陶瓷层叠体1的两端面4、4上。
并且,外部电极5具有Cu-Ni合金层或Cu-Mn合金层(下面也仅称作“合金层”)10和形成在合金层10外侧的抗氧化膜20。
例如,图1所示的电子部件A1中,作为抗氧化膜,具有由一层镀层120构成的单层结构的抗氧化膜20。
另一方面,图2所示的电子部件A2中,作为抗氧化膜,具有由下层镀层121和形成在其上的上层镀层122构成的二层结构的抗氧化膜20。
此外,图3所示的电子部件A3中,作为抗氧化膜,具有由有机物形成的有机物膜123构成的抗氧化膜20,所述有机物膜123经过防锈处理。
〔试样的制作〕
下面,对该电子部件(层叠陶瓷电容器)的制造方法进行说明。
(1)首先,制作以钛酸钡为主要成分的陶瓷生片。然后,在该陶瓷生片的表面上丝网印刷以Ni粉为导电成分的导电膏(内部电极用膏),形成内部电极膏图案。
(2)接着,将形成有内部电极膏图案的陶瓷生片多片层叠,压粘,形成层叠体。
(3)然后,将该层叠体沿层叠方向即厚度方向切割,得到芯片层叠体(焙烧后成为陶瓷层叠体1(图1~3)的未焙烧层叠体),该芯片层叠体中,内部电极膏图案在彼此相向的端面(切割端面)的一侧和另一侧上交替露出。
(4)接着,将该未焙烧层叠体在空气中于1300℃下焙烧1小时,得到陶瓷层叠体1(图1~3)。该陶瓷层叠体1的尺寸为宽(W)=0.8mm,长(L)=1.6mm,厚(W)=0.8mm。
(5)然后,向该陶瓷层叠体1的两端面4、4上涂布Cu-Ni厚膜膏或Cu-Mn厚膜膏作为外部电极形成用导电膏。
作为Cu-Ni厚膜膏,使用将粒径3μm的Cu-Ni粉末、玻璃粉、有机粘合剂、分散剂和有机溶剂混合、用球磨机和辊磨机分散、混炼而形成的膏状物。
此外,作为Cu-Mn厚膜膏,同样地,使用将粒径3μm的Cu-Mn粉末、玻璃粉、有机粘合剂、分散剂和有机溶剂混合、用球磨机和辊磨机分散、混炼而形成的膏状物。
并且,使构成Cu-Ni厚膜膏的Cu-Ni合金粉末中所占的Ni的比例和构成Cu-Mn厚膜膏的Cu-Mn合金粉末中所占的Mn的比例在表1的试样编号1~25、表2的试样编号101~129所示的范围内变化。
另外,例如,表1的试样编号1的合金层组成栏中的“Cu-3Ni”的数字3表示该成分(这种情况下为Ni)的重量%的值。即,这种情况下,表示Cu-Ni合金粉末中所占的Ni的比例为3重量%。对于其他试样,Ni的比例和Mn的比例也用同样的方法表示。
(6)然后,对在两端面4、4上涂布了外部电极形成用的焙烧型Cu-Ni厚膜膏或Cu-Mn厚膜膏的陶瓷层叠体1进行焙烧,形成作为厚膜电极的合金层(厚膜电极(Cu-Ni合金层或Cu-Mn合金层))10(图1~3)。
另外,通过观察截面,确认焙烧后的合金层10的厚度为100~150μm。
(7)接着,在形成在陶瓷层叠体1的端面4上的合金层10的表面上,作为抗氧化膜20,形成具有表1的试样编号1~25和表2的试样编号101~129所示的金属组成和厚度的镀层,由此制得表1的试样编号1~25的试样(电子部件(层叠陶瓷电容器))A1和表2的试样编号101~129的试样(电子部件(层叠陶瓷电容器))A2。
另外,表2的镀敷金属组成的栏中,例如,试样编号101的试样中的Sn/Au的记载表示下层侧为Sn镀层、上层侧为Au镀层。此外,试样编号119的试样中的Sn/Au/Sn/Au的记载表示按从下层侧到上层侧的顺序依次形成有Sn、Au、Sn、Au各镀层。
表1的试样编号1~25的各试样(电子部件(层叠陶瓷电容器))A1如图1所示,作为抗氧化膜,具有由一层镀层120构成的单层结构的抗氧化膜20。
另一方面,表2的试样编号101~129的各试样(电子部件(层叠陶瓷电容器))A2如图2所示,作为抗氧化膜,具有由下层镀层121和形成在其上的上层镀层122构成的二层结构的抗氧化膜20。
另外,各镀层均通过电镀形成。此外,膜厚可通过调整成膜时间来进行控制。
此外,对形成在陶瓷层叠体1的端面4上的合金层10的表面实施防锈处理,形成有机物膜,由此制得表3的试样编号201的试样(电子部件(层叠陶瓷电容器))A3。
表3的试样编号201的试样(电子部件A3)如图3所示,具有由通过实施防锈处理而形成的一层有机物膜123构成的单层结构的抗氧化膜20(图3)。
另外,例如,作为防锈处理,可通过将电子部件在咪唑系水溶液或苯并三唑系水溶液中浸渍一定时间后进行水洗、干燥的方法在合金层10的表面上形成公知的有机物膜。
此外,为了进行比较,在本发明中,制作在使用Cu-Ni或Cu-Mn合金层的外部电极主体部分上使用Cu层并具有下层侧的Ni镀层和形成在其上的上层侧的Sn镀层作为抗氧化膜(镀层)的试样(表1的试样编号26的试样(比较例)),以及在外部电极主体部分上使用与本发明的情况下相同的Cu-Ni合金层、但不具有抗氧化膜的试样(表1的试样编号27的试样(比较例)),与上述具有本发明要件的各试样一起进行下述特性评价。
〔特性评价〕
在评价特性时,准备具有Cu电极(接合对象物)的基板(用于层叠陶瓷电子部件的贴覆有Cu的FR4玻璃环氧基板),将其作为焊接安装作为按上述方法制得的试样的电子部件(层叠陶瓷电容器)用的基板。然后,使用金属掩模在Cu电极表面上印刷千住金属工业公司生产的Sn-3Ag-0.5Cu焊膏(原MIL标准RA Flux)。金属掩模的厚度为50μm。
另外,在上述材料(焊膏)的标记中,例如“Sn-3Ag-0.5Cu”的数字3表示该成分(这种情况下为Ag)的重量%的值,0.5表示Cu的重量%的值。
接着,在印刷的焊膏上安装上作为用上述方法制得的试样的各电子部件(层叠陶瓷电容器)后,使用回流焊装置在预热150℃、正式加热250℃的条件下将电子部件的外部电极和玻璃环氧基板的Cu电极接合,由此将外部电极和Cu电极电连接和机械连接。
将按上述方法所得的接合结构体作为特性评价用试样,用以下方法评价特性。
《焊接性评价》
将特性评价用试样用实体显微镜在10倍下观察,通过电子部件(层叠陶瓷电容器)A1、A2、A3的端面4(图1、2、3)的焊料的润湿角度(接触角)进行判断。将形成接触角小于90°的角焊(fillet)的试样评价为良(○),将形成接触角90°以上的角焊的试样评价为不良(×)。
《高温强度评价》
将使基板的接合有电子部件(层叠陶瓷电容器)的面朝下的特性评价用试样在250℃热风强风循环烘箱中放置5分钟后取出,检查电子部件有无从基板上脱落,由此评价高温时的接合强度(高温强度)。
将此时有电子部件脱落的试样评价为不良(×)。为了进一步确认电子部件的外部电极和基板的Cu电极通过金属间化合物进行接合的状态,蚀去未反应的金属Sn成分,检查电子部件有无脱落。
对于此时发现有电子部件脱落的试样,鉴于好歹接合在一起而评价为良(○),将在蚀刻后电子部件也未脱落的试样视为通过金属间化合物而牢固地接合,评价为优(◎)。
将特性的评价结果一并示于表1、表2和表3。
表1
﹡试样编号26、27是不满足本发明要件的比较例试样
表2
表3
﹡试样编号26(与表1所示试样相同)是不满足本发明要件的比较例试样
如图1所示,确认具有由一层镀层120构成的单层结构的抗氧化膜20作为前述抗氧化膜的表1的试样编号1~25的试样(本发明实施方式的电子部件)具有可实用的焊接性。
此外,确认表1的试样编号1~25的试样(本发明实施方式的电子部件)在高温时的接合强度(高温强度)方面也能得到良好的结果,使用本发明电子部件,能得到在实际使用中具有充分的高温强度的搭载电子部件的基板。
此外,具有Cu-Ni合金层的各试样中,试样编号1的Ni为3重量%的试样和试样编号6的Ni为30重量%的试样的高温强度为良(○),其他试样的高温强度为优(◎)。由该结果可以确认,关于Cu-Ni合金中的Ni的比例,在Ni的比例在3~30重量%的范围内的情况下,能得到具有具备在实际使用中不存在问题的高温强度的外部电极的电子部件,通过使Ni的比例在5~20重量%,能得到具有高温强度更优异的外部电极的电子部件。
另外,通过使Ni的比例在5~20重量%能得到具有高温强度尤其优异的外部电极的电子部件是因为,由于Ni在5~20重量%的范围,因此,快速扩散作用尤其良好,容易生成高熔点的金属间化合物,成为高温时强度降低的原因的Sn量减少。
另外还确认,当为Cu-Mn合金层时,通过使Mn的比例为5~20重量%,也能得到具有高温特性尤其优异的外部电极的电子部件(可参见表1的试样编号7~10)。
此外,虽在表1中未示出,但已确认,在为Cu-Mn合金层时,在Mn的比例在3~30重量%的范围的情况下,也能得到具有其焊接性和高温强度不存在实用上的问题的外部电极的电子部件。
此外还确认,当为具备本发明要件的各试样时,熔融的焊料会扩散、流入外部电极和Cu电极的间隙等中,电子部件被切实地安装在Cu电极上,自对准性优异,并且,能使接合部的结构致密,提高与高密度安装的契合性。
另一方面,确认作为不具备本发明要件的试样的试样编号26的试样,即外部电极主体部分不是Cu-Ni合金层或Cu-Mn合金层、而是Cu层的试样(比较例的电子部件)虽然焊接性优异,但由于回流焊时未产生快速扩散作用,在电子部件的外部电极与基板的Cu电极之间没有形成足够的金属间化合物,因而无法得到可实用的高温强度。
此外还确认,作为不具备本发明要件的试样的试样编号27的试样,即虽然外部电极主体部分是与本发明的情况下相同的Cu-Ni合金层、但不具有抗氧化膜的试样(比较例的电子部件)虽然回流焊时充分产生快速扩散作用,高温强度优异,但焊料润湿性差,无法得到可实用的焊接性。
此外还确认,表2的试样编号101~129的试样,即如图2所示具有由下层镀层121和形成在其上的上层镀层122构成的二层结构的抗氧化膜20作为前述抗氧化膜的试样(本发明实施方式的电子部件)的焊接性没有问题,具有可实用的焊接性。
此外还确认,表2的试样编号101~129的试样(本发明实施方式的电子部件)在高温强度方面也能得到良好的结果,通过使用本发明的电子部件,能得到在实际中具有充分的高温强度的搭载电子部件的基板。
此外还确认,表3的试样编号201的试样,即如图3所示具有由通过实施防锈处理而形成的一层有机物膜构成的单层结构的抗氧化膜20的试样(本发明实施方式的电子部件)的焊接性也没有问题,具有可实用的焊接性。
此外还确认,表3的试样编号201的试样(本发明实施方式的电子部件)在高温强度方面也能得到良好的结果,通过使用本发明的电子部件,能得到在实际使用中具有充分的高温强度的搭载电子部件的基板。
另外,在该实施方式中,在将试样(电子部件)安装到基板上时,使用焊膏将电子部件的外部电极与基板的Cu电极接合,但也可在抗氧化膜具有含Sn层的情况下,适当调整Cu-Ni合金层和/或Cu-Mn合金层中所含的金属量以及抗氧化膜中所含的Sn量,在使电子部件的外部电极和基板上的Cu电极接触的状态下进行热处理,从而在不需要使用焊膏的情况下使合金层和抗氧化膜中所含的Sn反应,生成金属间化合物,将外部电极和Cu电极牢固接合。另外,这种情况下,优选使Cu-Ni合金层和/或Cu-Mn合金层的厚度与抗氧化膜(含Sn膜)的厚度的关系为,相对于合金层10μm,使含Sn膜的厚度在3~10μm的范围内。
此外,在上述实施方式中,以电子部件为层叠陶瓷电容器、外部电极为形成在陶瓷层叠体(层叠陶瓷元件)的端面上的电极的情况为例进行了说明,但也可以是例如电子部件为印刷基板、多层基板等,外部电极为形成在其表面上的表面电极(安装用电极),在本发明中,对电子部件的种类、外部电极的形态等无特殊限制。
此外,在本发明的接合结构体的形成方法中,以具有外部电极的电子部件为层叠陶瓷电容器、接合对象物为形成在基板上的Cu电极的情况为例进行了说明,但接合对象物也可以是与电子部件的外部电极(表面电极)连接的金属端子、金属配线或其他电子部件的端子电极(外部电极)等。
本发明在其他方面也不局限于上述实施方式,关于Cu-Ni合金和/或Cu-Mn合金层的组成、抗氧化膜的具体的构成和形成方法、形成本发明的接合结构体时的具体方法、条件等,在发明的范围内可进行各种应用、变形。
符号说明:
A1、A2、A3 电子部件(层叠陶瓷电容器)
1 陶瓷层叠体(层叠陶瓷元件)
2 内部电极
3 陶瓷层(电介质陶瓷层)
4 陶瓷层叠体的端面
5 外部电极
10 合金层(Cu-Ni合金层或Cu-Mn合金层)
20 抗氧化膜
120 一层镀层
121 下层镀层
122 上层镀层
123 有机物膜
Claims (4)
1.电子部件,其具有电子部件主体和形成在所述电子部件主体表面的外部电极,其中,
所述外部电极具有选自Cu-Ni合金层及Cu-Mn合金层中的至少一种和
形成在所述合金层外侧的抗氧化膜,
所述抗氧化膜具有下层镀层和上层镀层,所述下层镀层是Sn镀层,所述上层镀层是Au镀层,
并且,所述合金层为
以5~20重量%的比例含有Ni的Cu-Ni合金层和
以5~20重量%的比例含有Mn的Cu-Mn合金层中的任一种。
2.根据权利要求1所述的电子部件,其特征在于,所述电子部件主体为具有多个陶瓷层和在所述陶瓷层之间以一部分被导出到端面的方式配设的内部电极层的陶瓷层叠体,
所述外部电极配置在所述内部电极层所导出的端面上,与所述内部电极层导通。
3.接合结构体的形成方法,是具有形成在电子部件主体表面的外部电极与接合对象物接合而成的结构的接合结构体的形成方法,该方法具有:
准备电子部件的工序,所述电子部件主体的表面上形成有外部电极,所述外部电极具有选自Cu-Ni合金层和Cu-Mn合金层中的至少一种以及形成在所述合金层外侧的抗氧化膜,所述抗氧化膜具有下层镀层和上层镀层,所述下层镀层是Sn镀层,所述上层镀层是Au镀层,并且,所述合金层为以5~20重量%的比例含有Ni的Cu-Ni合金层和以5~20重量%的比例含有Mn的Cu-Mn合金层中的任一种,
准备含Sn接合材料的工序,
准备接合对象物的工序,所述接合对象物是与所述外部电极接合的对象,
热处理工序,在所述热处理工序中,在使所述接合材料夹在所述外部电极和所述接合对象物之间的状态下进行热处理;
在所述热处理工序中,使所述外部电极所具有的合金层与所述接合材料中所含的Sn反应,生成金属间化合物。
4.接合结构体的形成方法,是具有形成在电子部件主体表面的外部电极与接合对象物接合而成的结构的接合结构体的形成方法,该方法具有:
准备电子部件的工序,所述电子部件主体的表面上形成有外部电极,所述外部电极具有选自Cu-Ni合金层和Cu-Mn合金层中的至少一种以及形成在所述合金层外侧、含有Sn的抗氧化膜,所述抗氧化膜具有下层镀层和上层镀层,所述下层镀层是Sn镀层,所述上层镀层是Au镀层,并且,所述合金层为以5~20重量%的比例含有Ni的Cu-Ni合金层和以5~20重量%的比例含有Mn的Cu-Mn合金层中的任一种,
准备接合对象物的工序,所述接合对象物是与所述外部电极接合的对象,
热处理工序,在所述热处理工序中,在所述外部电极与所述接合对象物接触的状态下进行热处理;
在所述热处理工序中,使所述外部电极所具有的合金层与所述外部电极所具有的所述抗氧化膜中所含的Sn反应,生成金属间化合物。
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