CN1290948A - 具有线圈的电子元件 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种电子元件,其避免铜从导线洗提到焊锡中,并且可以避免导线变细和断裂。芯片线圈包括位于磁芯两端的电极。该电极从底部起依次包括下层金属层(银)镀镍层以及锡铜镀层。通过热压焊接使导线的端部嵌入在电极的锡铜镀层中。当通过回流焊接把芯片线圈安装在基片的平台上时,锡铜镀层的铜被洗提到回流焊锡中,避免铜被从导线上洗提出来。
Description
本发明涉及具有线圈的电子元件，例如线绕型芯片线圈。
通常，在安装时具有稳定性的芯片线圈公开于未审查日本专利公告10-312922中。在该芯片线圈中，电极包括下层金属层、镀镍层和镀锡层。通过热压焊接把该线圈的端部嵌入在镀锡层中。
在这种芯片线圈中，在安装时(回流焊接)，铜线被熔化并渗入熔融焊锡和镀锡层中锡内，并且该导线的厚度变薄。在一些情况中，该线可能被洗提(elude)并断开。通常，由于构成线圈的导线具有绝缘涂膜，如果该绝缘膜具有高的热阻，因此可以避免铜的洗提。但是，由于除去绝缘膜的导线的端部连接到该电极，因此会造成没有绝缘膜的导线端部被洗提到熔融焊锡和镀锡层中的锡内。因此，需要采取措施避免导线变细以及由于导线的铜被洗提而造成导线的断裂。
相应地，本发明的一个目的是避免导线的铜被从该导线洗提到熔融焊锡、镀锡层等等中。
为了实现上述目的，本发明的电子元件包括：其上包含电极的绝缘体；以及由铜所制成绕在该绝缘体上的导线，所述导线的一端固定到所述电极，其中所述电极包括多个导电层，并且至少一个导电层防止铜被从所述导线洗提出来。
洗提防止层(防止铜从导线中洗提出来的至少一个导电层)降低溶解速度或者防止导线的铜与在熔融焊锡和镀层中的锡相融合。用于洗提防止层的适合材料是的铜。电极的一层包含铜的情况导致铜预先洗提到锡中，并且防止导线的铜被洗提。用于防止洗提的铜为锡-铜合金层或者单铜层。最好，锡-铜合金层的铜含量约为0．5-30wt％(重量百分比)。通常，在焊接时的温度是240-260度。对于在该温度范围内的铜和锡的低共熔浓度，铜的浓度约为0．5-0．6wt％。相应地，当铜的含量超过30wt％，则焊接性能下降。本发明人还发现镍也是一种具有防止铜洗提效果的材料。通过形成锡-镍合金而产生良好的铜洗提防止效果。
图1A为示出根据本发明第一优选实施例的芯片线圈的透视图。
图1B为示出根据本发明第一优选实施例的芯片线圈的平面视图。
图1C为示出沿着根据本发明第一优选实施例的图1B的C-C线截取的芯片线圈的截面视图。
图2A为示出在热压结合处理中执行热压接合之前的状态的截面视图，其中导线的一端与根据本发明第一优选实施例的芯片线圈的电极相结合。
图2B为示出在热压结合处理中执行热压接合时的状态的截面视图，其中导线的一端与根据本发明第一优选实施例的芯片线圈的电极相结合。
图3A为示出在热压结合处理中执行热压接合处理之前的状态的截面视图，其中导线的一端与根据本发明第二优选实施例的芯片线圈的电极相结合。
图3B为示出在热压结合处理中执行热压接合时的状态的截面视图，其中导线的一端与根据本发明第二优选实施例的芯片线圈的电极相结合。
下面将参照附图具体描述根据本发明的电子元件的优选实施例。
图1A-1C示出本发明第一优选实施例的芯片线圈。在图1A和1B中，该芯片线圈包括由铜所制成的导线15，其缠绕由铝或其他适当材料所制成的磁芯10的卷轴部分。导线的端部16和16固定在通过热压接合形成在磁芯10两端的突出部分12和12。
如图1C所示，该图为沿着图1B的线C-C截取的截面视图，电极13在磁芯10上从底部起依次包括下层金属层13a、镀镍层13b、以及锡-铜镀层13c。通过施加由银、银-钯或其他适当材料所制成的糊膏并进行烧结在磁芯10上形成下层金属层13a。下层金属层13a的厚度约为15μm。镀镍层13b形成在下层金属层13a上，以提高焊锡电阻特性，并且其厚度至少约为1μm，最好约为3μm或更大。作为原焊锡层的锡-铜镀层13c形成在镀镍层13b上，并且包含铜，以作为防止导线15的铜洗提的铜洗提防止层。在本实施例中，锡-铜镀层13c的厚度约为14μm。在锡-铜镀层13c中铜的含量为0．5-30wt％。铜的比率最好至少为铜和锡的低共熔浓度。铜含量的上限取决于焊接性能下降的程度。
参照图2A和2E，导线15包括由铜制成的导体以及提供于该导体上的绝缘膜。导体具有约20μm至60μm的直径。绝缘膜是由聚合物或其他适当绝缘材料所制成。导线15的端部16嵌入在电极13的锡铜镀层13c中，在该状态下导线的绝缘膜被热压接合所除去，如图2B所示。具体来说，当端部16被加热器加热到300度或更大并具有10牛顿(N)的负载时，锡铜镀层13c熔化并且端部16嵌入其中。另外，导线的绝缘膜被除去，并且暴露的铜导体被烧熔并固定到锡铜镀层13c上。
通过上述芯片线圈的结构，通过回流焊接把该芯片线圈安装在基片的平台上，并且锡铜镀层13c的铜被洗提到位于该平台上的熔融焊锡中。锡铜镀层13c的铜熔化到熔融焊锡中的速度与导线15的铜熔化到熔融焊锡中的速度之间比较结果为，前者明显更快。相应地，在导线15的铜洗提开始之前，由于锡铜镀层13c的铜，使得包含在该平台上的熔融焊锡中的铜变多。从而，避免铜从导线15洗提出来。这避免导线变细和断裂。
另外，用锡镍镀层取代锡铜镀层，可以避免铜从导线15中洗提出来。
图3A和3B仅仅示出在根据本发明的第二优选实施例中的芯片线圈的电极部分。电极13从底部起按次序包括下层金属层13a、镀镍层13b、镀铜层13d以及镀锡层13e。下层金属层13a和镀镍层13b与第一实施例中所述相同。镀铜层13d位于镀镍层13b上，并作为导线15的铜洗提防止层，并且其厚度至少约为2μm。在热压接合处理结束时，最好保留至少1μm厚度的镀铜层13d。这是因为，当镀铜层13d的厚度小于1μm时，所需铜量减小，不足以有效用于铜洗提防止层。镀锡层13e作为原焊锡层形成在镀铜层13d上，并具有约14μm的厚度。
用加热器20通过热压接合把导线15的端部16与电极13相结合，这与第一实施例相类似。导线15的端部嵌入在镀锡层13e中，除去导线15的绝缘膜，并且把导线的端部烧熔并固定到镀锡层13e上。另外，导线15的端部还与镀铜层13d热压接合。
当通过回流焊接把第二实施例的芯片线圈安装在基片的平台上时，在镀锡层13e熔化到平台上的熔融焊锡中之后，镀铜层13d与熔融焊锡相接触。通过回流焊接处理的热量，镀铜层13d开始熔化到该平台上的熔融焊锡中，包含在熔融焊锡中的铜逐步变多。由于导线15的暴露端部16的表面面积比镀铜层13d的表面面积小得多，在镀铜层13d的铜熔化到熔融焊锡的锡中的量比导线15的铜熔化到熔融焊锡的锡中的量大得多。换句话说，在导线15的铜的洗提开始之前，由于铜从镀铜层13d熔化到熔融焊锡中，因此包含在该平台上的熔融焊锡中的铜变多。从而，避免铜从导线15中洗提出来。这防止导线变细和断裂。
另外，如第二实施例所述，当通过热压接合把导线15的端部16与电极13相结合，在热压接合处理时的热量使得镀锡层13e与镀铜层13d部分熔化，然后在处理结束变为锡铜合金层。为了获得锡铜合金层，最好在形成具有约4μm-5μm厚度的镀铜层之后，该导线的端部由热压接合处理而结合，其比在第二实施例中所述的镀铜层略厚。在这种情况下，也可以获得在第一实施例中所述的效果。
根据本发明的电子元件不限于上述实施例。各种应用和改变包含在本
发明的范围内。
特别地，本发明可扩大应用于线绕电感器和包含线绕电感器的合成电子元件以及除了芯片电感器之外的其他电子功能元件，例如电容器。绝缘体不仅由磁芯10所制成而且还可以由陶瓷体所制成。另外，在第一和第二实施例中所述的电极13层叠结构、厚度大小以及材料仅仅是本发明的例子。结构、大小、材料等等被适当地改变以满足电子元件的所需标准。
从上文描述可以清楚看出，根据本发明，在安装电子元件时，构成电极的至少一个导体层防止导线的铜被洗提到熔融焊锡中的锡内。从而，防止铜从导线洗提出来。这防止导线变薄和断裂。
Claims (9)
1．一种电子元件包括：
其上包含电极的绝缘体；以及
由铜所制成绕在该绝缘体上的导线，所述导线的一端固定到所述电极，
其中所述电极包括多个导电层，并且至少一个导电层防止铜被从所述导线洗提出来。
2．根据权利要求1所述的电子元件，其特征在于，所述洗提防止层是锡铜合金层。
3．根据权利要求2所述的电子元件，其特征在于，所述锡-铜合金层的铜含量约为0．5-30wt％(重量百分比)。
4．根据权利要求1所述的电子元件，其特征在于，所述洗提防止层是锡镍合金层。
5．根据权利要求1所述的电子元件，其特征在于，所述洗提防止层是铜层。
6．根据权利要求1所述的电子元件，其特征在于，所述电极从底部起按次序包括下层金属层、镀镍层、以及锡铜镀层。
7．根据权利要求1所述的电子元件，其特征在于，所述电极从底部起按次序包括下层金属层、镀镍层、以及锡镍镀层。
8．根据权利要求1所述的电子元件，其特征在于，所述电极从底部起按次序包括下层金属层、镀镍层、铜镀层、以及锡镀层。
9．根据权利要求8所述的电子元件，其特征在于，通过热压与导线端部结合的镀铜层至少具有1μm的厚度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20041117 |