CN113012890B - 电子部件 - Google Patents

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Abstract

如果对电子部件施加过度的应力，则镀镍层有可能从基底电极剥离。在部件主体(20)的表面层叠有基底电极(40)。基底电极(40)的材质是银和玻璃的混合体，与部件主体(20)的磁性体相比导电性高。在基底电极(40)的表面层叠有合金镀层(50)。合金镀层(50)为Ni3Sn。在合金镀层(50)的表面层叠有镀镍层(60)。在镀镍层(60)的表面层叠有镀锡层(70)。

Description

电子部件
技术领域
本公开涉及一种电子部件。
背景技术
专利文献1记载的电子部件中，在部件主体的表面上层叠有基底电极。基底电极的材质含有银。另外，在基底电极的表面上层叠有镀镍层。进而，在镀镍层的表面上层叠有镀锡层。
专利文献1：日本特开2000－77253号公报
发明内容
如专利文献1记载的电子部件中，如果对电子部件施加过度的应力，则镀镍层有可能从基底电极剥离。
为了解决上述课题，本公开的电子部件的一个方式是一种电子部件，具备部件主体、表面从上述部件主体露出并且含有银和铜中的至少一者的基底电极、层叠于上述基底电极的上述表面上的合金镀层以及层叠于上述合金镀层的表面上的镀镍层，上述合金镀层的材质为含有镍和锡的合金。
根据上述构成，在基底电极与镀镍层之间介设有合金镀层。因此，可以在不存在基底电极与镀镍层的界面的情况下在基底电极的表面侧层叠镀镍层。另外，合金镀层对基底电极和镀镍层的密合性均相应地高，因此能够抑制层间的剥离。
能够抑制镀镍层从基底电极剥离。
附图说明
图1是电子部件的立体图。
图2是电子部件的局部剖视图。
图3是剥离评价方法的说明图。
图4是剥离评价方法的说明图。
图5是剥离评价方法的说明图。
图6是剥离评价结果的表。
符号说明
10…电感器部件 20…部件主体 30…电极部 40…基底电极 50…合金镀层 60…镀镍层 70…镀锡层 80…测定装置 81…装置主体 82…测定端子
具体实施方式
以下，对电子部件的一个实施方式进行说明。应予说明，附图有时为了容易理解而将构成要素放大表示。构成要素的尺寸比率有时与实际情况或者其它图中的情况不同。
如图1所示，电子部件例如为电感器部件10。电感器部件10具备部件主体20。部件主体20为大致长方体状。图示省略，部件主体20构成为由磁性材料形成的磁性体覆盖由导电性材料形成的电感器布线。另外，部件主体20为烧结体。电感器布线在磁性体的内部延伸，电感器布线的第1端在部件主体20的长边方向第1端侧的端面从磁性体露出。另外，电感器布线的第2端在部件主体的长边方向第2端侧的端面从磁性体露出。
如图1所示，在部件主体20的长边方向，在比中央靠第1端侧的表面层叠有电极部30。另外，同样，在部件主体20的长边方向，在比中央靠第2端侧的表面层叠有电极部30。即，电极部30为覆盖5个面的所谓5面电极。2个电极部30均未到达部件主体20的长边方向的中央。因此，2个电极部30不相互接触，在长边方向分离。
如图2所示，电极部30从部件主体20侧依次具备基底电极40、合金镀层50、镀镍层60和镀锡层70。
在部件主体20的表面层叠有基底电极40。基底电极40的材质是银和玻璃的混合体，与部件主体20的磁性体相比导电性高。应予说明，作为基底电极40的材质，除银以外，还可以是铜。图示省略，基底电极40与部件主体20的电感器布线连接。玻璃在基底电极40的表面的一部分露出，该玻璃的粒子部分地突出。另外，银在基底电极40的表面的一部分露出，该银的粒子部分地突出。因此，基底电极40的表面微观上是凹凸不平的。进而，在基底电极40的表面侧的一部分含有锡。
在基底电极40的表面层叠有合金镀层50。合金镀层50覆盖基底电极40的表面全部。合金镀层50为Ni3Sn。即，合金镀层50的合金为镍和锡的合金，镍与锡的组成比为3：1。因此，合金镀层50的镍以摩尔比计为锡的2.5倍以上且3.5倍以下。另外，合金镀层50的厚度为0.3μm以上。应予说明，图2中，对合金镀层50的厚度放大进行图示。合金镀层50的厚度如下确定，即，在沿包含部件主体20的端面的部件主体20的长边方向的截面中，除了部件主体20的棱线上，测定3点合金镀层50的层叠方向的尺寸，作为这3点的尺寸的平均值而确定。
在合金镀层50的表面层叠有镀镍层60。镀镍层60覆盖合金镀层50的表面全部。镀镍层60的材质为镍。因此，在本实施方式中，镀镍层60中的镍的比率为大致100％，比合金镀层50中的镍的比率大。另外，镀镍层60的厚度为4.0μm。应予说明，以上所说的镍的比率为大致100％是指允许除镍以外还含有杂质程度的其它物质。
在镀镍层60的表面层叠有镀锡层70。镀锡层70覆盖镀镍层60的表面全部。镀锡层70的材质为锡。镀锡层70的厚度为6.0μm。
接下来，对电感器部件10的电极部30的成膜方法进行说明。
首先，在部件主体20的第1端部和第2端部涂布由银、玻璃和有机溶剂构成的导电性糊料，进行高温的烘烤处理。通过烘烤处理使有机溶剂挥发，并且将银和玻璃烧结。由此，由银和玻璃构成的基底电极40层叠于部件主体20的第1端部和第2端部。
接下来，通过电镀法在基底电极40的表面形成合金镀层50。具体而言，将层叠有基底电极40的部件主体20浸渍在溶解有锡的镍的镀覆溶液中，使规定的电流流过，从而在基底电极40的表面层叠合金镀层50。另外，使锡在基底电极40的表面侧的一部分扩散。因此，在基底电极40的表面侧的一部分形成含有锡的部分。应予说明，合金镀层50在电感器部件10的制造工序的热处理后成为Ni3Sn。
接下来，通过电镀法在合金镀层50的表面形成镀镍层60。具体而言，将层叠有合金镀层50的部件主体20浸渍在没有溶解锡的镍的镀覆溶液中，使规定的电流流过，从而在合金镀层50的表面层叠镀镍层60。
然后，通过电镀法在镀镍层60的表面形成镀锡层70。具体而言，将层叠有镀镍层60的部件主体20浸渍在锡的镀覆溶液中，使规定的电流流过，从而在镀镍层60的表面层叠镀锡层70。
这里，对通过上述的电极部30的成膜方法成膜的电极部30如下进行分析。
首先，如图2所示，使用SEM(Scanning Electron Microscope：扫描电子显微镜)图像对电感器部件10的与第1端侧的端面垂直的截面进行观察。然后，通过对观察到的SEM图像的范围进行EDX分析(Energy dispersive X-ray spectrometry：能量分散型X射线分析)，分析各层的组成。根据EDX分析，可以确认例如在基底电极40含有银，在基底电极40的合金镀层50侧的一部分含有锡。另外，可以确认在合金镀层50含有镍和锡，合金镀层50的镍以摩尔比计为锡的2.5倍以上且3.5倍以下。
另外，为了确定上述的合金镀层50的化合物，通过除上述的EDX分析以外还进行粉末X射线衍射法，从而分析电极部30中含有的物质的晶体结构。具体而言，削取电感器部件10的电极部30，向粉末状的试样照射X射线，从而检测衍射峰。接下来，与预先得到的数据库中的由EDX分析得到的关于各层中含有的元素和由各元素构成的化合物的衍射峰对照。然后，将检测到的衍射峰和数据库的衍射峰比较，鉴定粉末中含有的化合物。其结果，可以确认合金镀层50的化合物为Ni3Sn。
应予说明，例如，为了鉴定合金镀层50的化合物，优选准备粉末状的试样且不混合存在其它层，但在难以仅削取合金镀层50的情况下，也可以混合存在其它层。此时，对从通过照射X射线而得到的衍射峰中除去来自基底电极40、镀镍层60、镀锡层70的峰的部分进行分析，能够鉴定合金镀层50。此外，从通过照射X射线而得到的衍射峰中除去来自基底电极40、镀镍层60、镀锡层70的衍射峰，选择来自合金镀层50的衍射峰时，在存在来自Ni3Sn的衍射峰以外的峰的情况下，可以确认混合存在有其它化合物。
进而，如图2所示，以10000倍的倍率对与各层的层叠方向垂直的截面测定SEM图像。然后，在测定的SEM图像的范围内，测定3点各层的层叠方向的尺寸，各层的厚度是它们的平均值。
接下来，对电感器部件10的电极部30的层间的剥离如下进行评价。
如图3所示，为了测定电感器部件10的特性的电感和Q值，使用测定装置80。在测定装置80的装置主体81连接有2个测定端子82。测定端子82作为整体成为棒状，相互平行地延伸。测定端子82的前端面为测定端子82间的间隔越靠近前端侧越宽地倾斜的倾斜面。
如图4所示，在测定电感和Q值时，以规定的按压力使2个测定端子82与电感器部件10的电极部30接触，测定电感器部件10的电感和Q值。具体而言，以电极部30的与测定端子82接触的面变形的程度将测定端子82按压于电极部30，使规定的电流从装置主体81在测定端子82间流过。
如图5所示，结束电感和Q值的测定时，使测定端子82从电感器部件10分开。然后，对于结束电感和Q值的测定后的试样，通过截面观察来评价电极部30的层间的剥离的有无。具体而言，对结束上述物性测定后的电感器部件10进行电感器部件10的截面观察。此时进行观察的截面是穿过电感器部件10的长边方向的中心轴线并且与被测定端子82按压的方向平行的面。
这里，对上述的截面观察的电极部30的层间的剥离的有无的试验进行说明。
首先，分别准备规定数量N的合金镀层50的厚度不同的电感器部件10，测定上述的电感和Q值。然后，对结束电感和Q值的测定后的试样评价电极部30的层间的剥离的有无。如图6所示，合金镀层50的厚度为0μm，即，不存在合金镀层50，电极部30为基底电极40、镀镍层60和镀锡层70这3层结构的情况下，剥离的比例即剥离不良率为23％。另一方面，本实施方式的合金镀层50的厚度为0.3μm、0.4μm、0.8μm和1.1μm的情况下，剥离不良率为0％。因而，在形成有合金镀层50的情况下，能够防止电极部30的层间剥离。进而，可以确认在合金镀层50的厚度为0.3μm以上的情况下，完全不发生电极部30的层间剥离。
接下来，对上述实施方式的作用进行说明。
上述实施方式中，在基底电极40的表面层叠有合金镀层50，在合金镀层50的表面层叠有镀镍层60。镀镍层60的镍对基底电极40的银或铜的密合性较低。这里，认为合金镀层50中含有的锡相对于银和铜容易扩散。另外，认为锡能够较容易地与镍形成合金，含有相对多的镍的合金镀层50与由镍构成的镀镍层60的亲和性相对高，密合性相应地高。其结果，通过在基底电极40与镀镍层60之间介设合金镀层50，能够减少密合性相对低的银或铜与镍的界面。
接下来，对上述实施方式的效果进行说明。
(1)测定电感器部件10的电感和Q值时，如上所述，测定端子82以规定的按压力与电感器部件10的电极部30接触。因此，电感器部件10在测定时施加有相应的应力。
如图6所示，假如电感器部件10的电极部30不具备合金镀层50而为基底电极40、镀镍层60和镀锡层70这3层结构的情况下，利用测定装置80的特性测定结束后，镀镍层60与镀锡层70有时剥离。根据上述实施方式，通过合金镀层50假设在基底电极40与镀镍层60之间，从而不存在基底电极40与镀镍层60的界面，能够在基底电极40的表面侧层叠镀镍层60。另外，合金镀层50对基底电极40和镀镍层60的密合性均相应地高，能够抑制层间的剥离。
(2)根据本实施方式，合金镀层50的镍以摩尔比计为锡的2.5倍以上且3.5倍以下。因此，成为较容易制造镍与锡的合金的组成比。另外，认为通过含有相应的量的镍，与镀镍层60的密合性得到提高。
(3)根据本实施方式，合金镀层50为Ni3Sn。合金镀层50由镍和锡的合金构成，主成分为镍和锡。因此，能够避免因过量含有杂质所致的对基底电极40和镀镍层60的密合性的较大的影响。
(4)根据本实施方式，合金镀层50的厚度为0.3μm以上。因此，基于特性测定的应力施加于电感器部件10时，能够大幅降低剥离不良率。
(5)根据本实施方式，基底电极40含有银。假设镀镍层60层叠于银的基底电极40的表面上时，由于镀镍层60相对于银特别容易剥离，因此在应用合金镀层50的构成方面是优选的。
(6)根据本实施方式，基底电极40含有玻璃。因此，基底电极40的表面是凹凸不平的，从而基底电极40与合金镀层50的接触面积变大，合金镀层50对基底电极40的密合性提高。
(7)根据本实施方式，基底电极40的合金镀层50侧的一部分含有锡。因此，基底电极40与合金镀层50的密合性进一步提高。认为这是因为锡扩散到基底电极40和合金镀层50，从而基底电极40与合金镀层50的密合性提高。
(8)根据本实施方式，在镀镍层60的表面层叠有镀锡层70。因此，容易确保对电感器部件10进行焊接时的焊料润湿性。
上述实施方式可以如下变更而实施。上述实施方式和以下的变更例可以在技术上不矛盾的范围内进行组合而实施。
·上述实施方式中，电子部件不限于电感器部件10。例如，也可以是电容器部件、热敏电阻部件。只要至少具备电极部30的表面露出的部件主体20即可。
·上述实施方式中，电感器布线只要通过在电流流过的情况下在磁性层产生磁通量而对电感器部件赋予电感，就可以是任意的。
·上述实施方式中，部件主体20的形状不限于上述实施方式的例子。也可以是圆柱形，也可以是多边形，还可以是球形。
·上述实施方式中，部件主体20的材质不限于上述实施方式的例子。例如，也可以是非磁性体的玻璃、氧化铝、树脂。
·上述实施方式中，部件主体20不限于烧结体，也可以是使树脂固化而得的成型体。应予说明，在部件主体20为烧结体的情况下，与基底电极40的密合性提高。
·上述实施方式中，基底电极40可以不层叠于部件主体20的表面。只要基底电极40的表面从部件主体20露出，则基底电极40可以嵌入部件主体20中。这时，基底电极40的形状是任意的。
·上述实施方式中，电极部30层叠位置不限于上述实施方式的例子。例如，也可以仅在长边方向的第1端侧的端面和第2端侧的端面，还可以横跨长边方向的第1端侧的端面和与该端面连接的4个面中的1个面而配置为L字状。应予说明，对基底电极40嵌入部件主体20，基底电极40的表面从部件主体20露出的情况下的露出位置也同样。
·上述实施方式中，基底电极40的材质不限于银。例如，基底电极40的材质也可以为银和钯的合金，如上所述，也可以为铜。另外，基底电极40的材质可以不含有玻璃。
·上述实施方式中，基底电极40的合金镀层50侧的一部分可以不含有锡。锡扩散时，能够提高密合性，因而优选，但即便例如基底电极40全部为银并在银上层叠合金镀层50，也可得到抑制剥离的效果。
·上述实施方式中，基底电极40通过对部件主体20的第1端部和第2端部进行后进行烘烤处理而形成，但也可以首先在部件主体20的第1端部涂布导电性糊料进行烘烤处理，接下来，在部件主体20的第2端部涂布导电性糊料进行烘烤处理。
·上述实施方式中，合金镀层50的Ni3Sn通过电感器部件10的制造工序的热处理而成为Ni3Sn，但在形成合金镀层50时，也可以成为Ni3Sn。
·上述实施方式中，合金镀层50可以含有Ni3Sn和其它合金。例如，除Ni3Sn以外还含有其它组成比的合金。
·上述实施方式中，合金镀层50的合金不限于Ni3Sn，只要为镍和锡的合金即可。另外，除镍和锡以外还可以含有其它元素。应予说明，即便除镍和锡以外还含有元素，合金镀层50的镍以摩尔比计也可以为锡的2.5倍以上且3.5倍以下。
·上述实施方式中，合金镀层50的厚度不限于上述实施方式的例子。例如，即便合金镀层50的厚度小于0.3μm，与合金镀层50的厚度为0.0μm的情况相比，也能够减小剥离不良率。另外，例如如果合金镀层50的厚度为5.0μm以下，则相应地合金镀层50的厚度相应地减小，能够抑制层叠合金镀层50的制造工序的时间变得过长。
·上述实施方式中，镀镍层60的厚度不限于上述实施方式的例子。如果镀镍层60的厚度为2.5μm以上且7.2μm以下，则能够抑制因对镀锡层70进行焊接而基底电极40熔化，并且抑制电感器部件10过度大型化。
·上述实施方式中，可以代替镀锡层70，在镀镍层60的表面层叠镀金层，也可以为含有锡、金的合金的镀层。
·不局限于上述的剥离的评价例，电极部30的层间的剥离也可以通过其它方法进行评价。例如，也可以通过对电感器部件10赋予热而赋予热应力后，进行电感器部件10的截面观察来评价。另外，抑制电极部30的层间的剥离的效果在除了以电特性的测定为起因的情况以外也是有效的。
·电极部30的各层的化合物的鉴定应使用上述的测定方法，仅在无法使用上述的测定方法时，也可以通过其它方法来进行。例如，可以利用X射线光电子能谱法(XPS)进行化合物的鉴定和定量。

Claims (12)

1.一种电子部件，具备：
部件主体，
表面从所述部件主体露出且含有银和铜中的至少一者的基底电极，
层叠于所述基底电极的所述表面上的合金镀层，以及
层叠于所述合金镀层的表面上的镀镍层；
所述合金镀层的材质为含有镍和锡的合金，
所述基底电极含有玻璃。
2.根据权利要求1所述的电子部件，其中，所述合金镀层的镍以摩尔比计为锡的2.5倍以上且3.5倍以下。
3.根据权利要求2所述的电子部件，其中，所述合金镀层含有Ni3Sn。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的电子部件，其中，所述合金镀层的厚度为0.3μm以上。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的电子部件，其中，所述基底电极含有银。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的电子部件，其中，在所述镀镍层的表面上层叠有镀锡层或镀金层。
7.一种电子部件，具备：
部件主体，
表面从所述部件主体露出且含有银和铜中的至少一者的基底电极，
层叠于所述基底电极的所述表面上的合金镀层，以及
层叠于所述合金镀层的表面上的镀镍层；
所述合金镀层的材质为含有镍和锡的合金，
所述基底电极中的至少所述合金镀层侧的一部分含有锡。
8.根据权利要求7所述的电子部件，其中，所述合金镀层的镍以摩尔比计为锡的2.5倍以上且3.5倍以下。
9.根据权利要求8所述的电子部件，其中，所述合金镀层含有Ni3Sn。
10.根据权利要求7～9中任一项所述的电子部件，其中，所述合金镀层的厚度为0.3μm以上。
11.根据权利要求7～9中任一项所述的电子部件，其中，所述基底电极含有银。
12.根据权利要求7～9中任一项所述的电子部件，其中，在所述镀镍层的表面上层叠有镀锡层或镀金层。
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