JP2004006904A

JP2004006904A - ワイヤを有する電子部品

Info

Publication number: JP2004006904A
Application number: JP2003156454A
Authority: JP
Inventors: Takaomi Toi; 問井　孝臣; Tetsuya Morinaga; 森長　哲也
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2003-06-02
Filing date: 2003-06-02
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2019-09-30
Also published as: JP3627745B2

Abstract

【課題】ワイヤからはんだへのＣｕ溶出を極力抑制し、ワイヤ細り、溶断を防止できる電子部品を得る。
【解決手段】コア１０の両端部に設けた電極１３を、下から、下地金属（Ａｇ）層１３ａ、Ｎｉメッキ層１３ｂ、Ｓｎ−Ｎｉメッキ層１３ｃとしたチップコイル。ワイヤ１５の端末１６，１６は熱圧着によってＳｎ−Ｎｉメッキ層１３ｃに埋め込まれる。このチップコイルをリフローはんだする際、Ｓｎ−Ｎｉメッキ層１３ｃ中のＮｉがワイヤ１５のＣｕが溶融はんだおよびメッキ層のＳｎに溶出するのを抑制する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、巻線型チップコイル等のワイヤを有する電子部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、実装時に安定性の良好なチップコイルとして、特開平１０−３１２９２２号公報記載のものが知られている。このチップコイルにおいて、電極は下地金属層とＮｉメッキ層とＳｎメッキ層とで構成され、ワイヤの端末は熱圧着によってＳｎメッキ層に埋め込まれた状態になる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種のチップコイルでは、実装（リフローはんだ付け）時に、ワイヤのＣｕが溶融はんだ及びメッキ層中のＳｎに溶出してワイヤ細りが発生し、これが進行するとワイヤの溶断といった不具合が生じる。一般に、コイルを構成するワイヤは絶縁被膜を有するため、被膜の耐熱性が高ければＣｕの溶出は避けられる。しかし、ワイヤの端末処理部は被膜が剥離された状態で電極に接続されているため、その部分が溶融はんだ及びメッキ層中のＳｎに溶解するという問題が発生する。特に、近年では電子部品の小型化が要求されてワイヤの細線化が進んでおり、Ｃｕの溶出によるワイヤの細り、溶断の防止対策が求められている。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、ワイヤからＳｎへのＣｕ溶出を極力防止するようにした電子部品を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用】
以上の目的を達成するため、本発明は、絶縁性基体に巻回されたＣｕからなるワイヤの端末を、該絶縁性基体に形成された電極に潰した状態でロウ付けした電子部品において、前記電極を複数の導体層にて構成し、最も外側の導体層が前記ワイヤの端末からＣｕが溶出するのを防止する層であって、Ｓｎ−Ｎｉ合金層であることを特徴とする。
【０００６】
前記溶出防止層の作用は、ワイヤのＣｕとはんだ及びメッキ層中のＳｎとの溶解速度を遅くし、あるいは溶解そのものを停止させる点にある。溶出防止層として好適な物質はＣｕであり、ＮｉもＣｕ溶出防止作用のある物質として本発明者によって確認され、Ｓｎ−Ｎｉ合金層として形成することで十分なＣｕ溶出防止効果を発揮する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電子部品の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【０００８】
（第１実施形態、図１及び図２参照）
図１は本発明の第１実施形態であるチップコイルを示す。このチップコイルはアルミナ等からなるコア１０の胴部１１にＣｕからなるワイヤ１５を巻回し、この端末１６，１６をコア１０の両端突部１２，１２に設けた電極１３，１３上に熱圧着にて固着したものである。
【０００９】
電極１３は、図１（Ｃ）に示すように、コア１０上に、下から、下地金属層１３ａ、Ｎｉメッキ層１３ｂ、Ｓｎ−Ｃｕメッキ層１３ｃにて構成されている。下地金属層１３ａは、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ等のペーストを塗布し、焼結して形成したもので、その厚さは１５μｍである。Ｎｉメッキ層１３ｂは耐はんだ性向上のために形成され、その厚さは１μｍ以上、好ましくは３μｍである。Ｓｎ−Ｃｕメッキ層１３ｃは親はんだ層として形成され、かつ、ワイヤ１５のＣｕ溶出防止層として機能するためにＣｕを含有しており、その厚さは本実施形態にあっては１４μｍである。Ｓｎ−Ｃｕメッキ層１３ｃにおけるＣｕの含有比率は０．５〜３０ｗｔ％である。Ｃｕ含有比率は少なくともＣｕとＳｎの共晶濃度であることが好ましく、上限ははんだ付け性の劣化の程度による。
【００１０】
ワイヤ１５はＣｕからなる直径２０〜６０μｍの導体上にポリエステルイミド等の絶縁被膜を形成したもので、端末１６，１６は前記電極１３に熱圧着によって、絶縁被膜が飛散した状態でＳｎ−Ｃｕメッキ層１３ｃに埋められる。即ち、ヒータ２０によって端末１６，１６を１０Ｎ以上の荷重で３００℃以上に加熱すると、Ｓｎ−Ｃｕメッキ層１３ｃが溶融して端末１６，１６が埋め込まれ、かつ、絶縁被膜が剥離されてＣｕ導体がＳｎ−Ｃｕメッキ層１３ｃにロウ付けされる。
【００１１】
以上の構成からなるチップコイルを基板のランド上にリフローはんだによって実装すると、Ｓｎ−Ｃｕメッキ層１３ｃのＣｕがランド上の溶融はんだに溶出する。Ｓｎ−Ｃｕメッキ層１３ｃのＣｕが溶融はんだに溶解する速度とワイヤ１５のＣｕが溶融はんだに溶解する速度は、前者が圧倒的に速く、ワイヤ１５のＣｕの溶出が開始する前にランド上の溶融はんだがＣｕリッチな状態になる。これにて、ワイヤ１５からのＣｕ溶出が抑制され、ワイヤ細りや溶断が防止される。
【００１２】
なお、前記Ｓｎ−Ｃｕメッキ層１３ｃに代えてＳｎ−Ｎｉメッキ層を設けても、ワイヤ１５からのＣｕ溶出を抑制することができる。
【００１３】
（第２実施形態、図３参照）
図３は本発明の第２実施形態であるチップコイルの電極部分のみを示す。この電極１３は、コア１０上に、下から、下地金属層１３ａ、Ｎｉメッキ層１３ｂ、Ｃｕメッキ層１３ｄ、Ｓｎメッキ層１３ｅにて構成されている。下地金属層１３ａ及びＮｉメッキ層１３ｂは前記第１実施形態で説明したとおりである。Ｃｕメッキ層１３ｄはワイヤ１５のＣｕ溶出防止層として機能し、その厚さは、例えば２μｍ以上に形成される。このＣｕメッキ層１３ｄは端末の熱圧着終了時に少なくとも１μｍ以上の厚みで残ることが好ましい。１μｍより薄くなると、Ｃｕの絶対量が少なくなり十分なＣｕ溶出防止層として機能を果さなくなる。Ｓｎメッキ層１３ｅは親はんだ層として形成され、その厚さは１４μｍである。
【００１４】
ワイヤ１５の端末１６，１６は、前記第１実施形態と同様に、電極１３上にヒータ２０で熱圧着され、Ｓｎメッキ層１３ｅに埋め込まれ、絶縁被膜が剥離されてＳｎメッキ層１３ｅにロウ付けされると共に、Ｃｕメッキ層１３ｄにも圧着される。
【００１５】
基板のランド上にリフローはんだによって実装する際、本第２実施形態にあっては、Ｓｎメッキ層１３ｅがランド上の溶融はんだに溶けた後にＣｕメッキ層１３ｄが溶融はんだと接触する。すると、リフローの熱でランド上の溶融はんだにＣｕメッキ層１３ｄが溶解し始め、溶融はんだは徐々にＣｕリッチな状態になる。このとき、剥き出しになったワイヤ端末１６，１６の表面積はＣｕメッキ層１３ｄの表面積に比べて非常に小さいので、ワイヤ１５のＣｕが溶融はんだ中のＳｎに溶解する量よりも、Ｃｕメッキ層１３ｄのＣｕが溶融はんだ中のＳｎに溶解する量の方が圧倒的に多い。即ち、ランド上の溶融はんだはワイヤ１５の溶解が進行する前にＣｕメッキ層１３ｄから溶出するＣｕでＣｕリッチな状態になってしまう。これにて、ワイヤ１５からのＣｕ溶出が抑制され、ワイヤ細りや溶断が防止される。
【００１６】
なお、本第２実施形態の様に、電極１３にワイヤ端末１６，１６を熱圧着する場合には、熱圧着時の熱でＳｎメッキ層１３ｅとＣｕメッキ層１３ｄが部分的に溶解し、熱圧着完了時にはＳｎ−Ｃｕ合金層になる。もっとも、このような状態を得る場合、Ｃｕ層をやや厚く、例えば４μｍ〜５μｍ程度に形成しておいた後、ワイヤ端末を熱圧着することが好ましい。この場合、前記第１実施形態で説明した作用も奏することになる。
【００１７】
（他の実施形態）
なお、本発明に係る電子部品は前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
【００１８】
特に、本発明はチップコイル以外の巻線型インダクタに適用すること、あるいは巻線型インダクタとコンデンサ等の他の電気機能素子を複合した複合型電子部品にも幅広く適用可能である。また、絶縁性基体としては前記磁性コア１０のみならず、セラミック基体であればよい。さらに、前記第１及び第２実施形態で示した電極１３の積層構成、厚み寸法、材料はあくまで例示であり、要求されるスペックを満足するように適宜変更することができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、電極を構成する少なくとも一つの導体層がワイヤからＣｕが溶出するのを防止する層としたため、電子部品の実装時にワイヤのＣｕがリフローはんだ中のＳｎに溶出することを極力抑制することができ、ワイヤ細りや溶断といった不具合を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態であるチップコイルを示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図２】前記チップコイルの電極へのワイヤ端末の熱圧着工程を示す断面図で、（Ａ）は熱圧着直前、（Ｂ）は熱圧着時を示す。
【図３】本発明の第２実施形態であるチップコイルの電極へのワイヤ端末の熱圧着工程を示す断面図で、（Ａ）は熱圧着直前、（Ｂ）は熱圧着時を示す。
【符号の説明】
１０…コア
１３…電極
１３ａ…下地金属層
１３ｂ…Ｎｉメッキ層
１３ｃ…Ｓｎ−Ｃｕメッキ層
１３ｄ…Ｃｕメッキ層
１３ｅ…Ｓｎメッキ層
１５…ワイヤ
１６…端末

Claims

絶縁性基体に巻回されたＣｕからなるワイヤの端末を、該絶縁性基体に形成された電極に潰した状態でロウ付けした電子部品において、前記電極は複数の導体層からなり、最も外側の導体層が前記ワイヤの端末からＣｕが溶出するのを防止する層であって、Ｓｎ−Ｎｉ合金層であることを特徴とする電子部品。
前記電極は、下から、下地金属層、Ｎｉメッキ層、Ｓｎ−Ｎｉメッキ層にて構成されていることを特徴とする請求項１記載の電子部品。