JP2015083321A - 圧電コンポーネントに外部電極を接合するためのはんだ材料、及びはんだ材料を有する圧電コンポーネント - Google Patents
圧電コンポーネントに外部電極を接合するためのはんだ材料、及びはんだ材料を有する圧電コンポーネント Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015083321A JP2015083321A JP2014241839A JP2014241839A JP2015083321A JP 2015083321 A JP2015083321 A JP 2015083321A JP 2014241839 A JP2014241839 A JP 2014241839A JP 2014241839 A JP2014241839 A JP 2014241839A JP 2015083321 A JP2015083321 A JP 2015083321A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solder material
- piezoelectric component
- piezoelectric
- metallization layer
- base
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 73
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 71
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims abstract description 44
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 19
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims abstract description 13
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 11
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 22
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 17
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 17
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 17
- SWELZOZIOHGSPA-UHFFFAOYSA-N palladium silver Chemical compound [Pd].[Ag] SWELZOZIOHGSPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 239000000306 component Substances 0.000 claims 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 76
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 16
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000004299 exfoliation Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 1
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/26—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 400 degrees C
- B23K35/262—Sn as the principal constituent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/0008—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work
- B23K1/0016—Brazing of electronic components
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/001—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
- B32B15/018—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of a noble metal or a noble metal alloy
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C13/00—Alloys based on tin
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/06—Forming electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
- H10N30/063—Forming interconnections, e.g. connection electrodes of multilayered piezoelectric or electrostrictive parts
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
- H10N30/872—Interconnections, e.g. connection electrodes of multilayer piezoelectric or electrostrictive devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/36—Electric or electronic devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
【課題】圧電コンポーネントに外部電極を接合するための信頼性が高く、耐久性のある接合の得られる、はんだ材料の提供。【解決手段】導線70を有する外部電極7を圧電コンポーネント1に固定するためのはんだ材料6は、その主成分としての錫と、コバルト、タングステン、オスミウム、チタン、バナジウム、鉄及び希土類金属より選択した少なくとも1つの添加物とを含有するはんだ材料6。銀、銅、ニッケル及びアンチモンから選択した少なくとも一種の添加剤を0.03〜0.17質量の割合で含むはんだ材料6。はんだ材料6をベース金属化層4上に塗布し、外部電極7を構成する導線70を、はんだ材料6によりベース金属化層4に固定する圧電コンポーネント1。【選択図】図3
Description
本発明は、圧電コンポーネントに外部電極を接合するためのはんだ材料に関する。このようなコンポーネントは、例えば圧電アクチュエータとし、自動車のインジェクションバルブを作動させるよう組み込むことができる。
特許文献1(欧州特許第0844678号)に記載されている圧電アクチュエータにおいては、外部電極をベース金属化層にはんだ付けする。
本発明の課題は、圧電コンポーネントに外部電極を接合するためのはんだ材料であって、外部電極に対して可能な限り信頼性が高く、かつ耐久性のある接合が得られる、はんだ材料を得ることにある。
外部電極を圧電コンポーネントに接合するため、はんだ材料を塗布する。本発明によるはんだ材料は、主成分としての錫と、コバルト、タングステン、オスミウム、チタン、バナジウム、鉄及び希土類金属(レアアースメタル)より成る群から選択した少なくとも1つの添加物とを含有する。
このような錫ベースのはんだ材料を使用することにより、外部電極を信頼性高く圧電コンポーネントに接合することができる。このことは、機械的応力が外部電極の剥離につながる場合に、圧電コンポーネントにとっては特に必須である。
本発明によるはんだ材料は、例えば外部電極を圧電アクチュエータに固定するのに適している。圧電アクチュエータは基体を備え、この基体は電圧印加で作動して膨張する。この膨張時に基体の外側面に機械的応力及びクラックを生じる可能性がある。基体に対する外部電極の固定は膨張時の負荷に耐えるものでなければならず、これにより圧電コンポーネントの電気的接触が保証される。
圧電アクチュエータは、例えば多層構造で構成する。基体は、互いに順次積層した圧電層及びこれら圧電層相互間に配置した電極層を備える。圧電層は例えばセラミック材で構成され、電極層は銅ペースト、銀ペースト又は銀−パラジウムペーストで形成される。好適には、圧電層及び電極層は一緒に焼結し、これにより一体的な焼結体を構成する。
好適には、電極層との電気的接触を生ずるため、ベース金属化層を基体の外側面に形成する。このベース金属化層は、例えば基体における互いに対向する2つの外側面に形成することができる。好適には、電極層はベース金属化層の一方まで達するよう交互に配置するため、ベース金属化層の他方に対しては交互に途絶している。このような構成とすることにより、ベース金属化層を介して隣接する電極層相互間に電圧を加えることができる。
ベース金属化層は例えば焼付けたペーストにより形成し、これらペーストは、その主成分として、銅又は銀−パラジウムを含有することができる。さらにこれらペーストには、酸化錫又は二酸化ケイ素などのガラス融剤を含有させてもよく、これにより焼結した基体に対して特に堅固な接合が可能となる。
本発明の実施形態におけるはんだ材料は、ベース金属化層に信頼性高く接合しながらも脱金属化(溶解)を全く引き起こさないよう、又は引き起こしたとしても僅かに留まるよう構成する。このような構成とした場合、はんだ材料を直接ベース金属化層に塗布することができる。上述した添加物として適しているコバルト、タングステン、オスミウム、チタン、バナジウム、鉄及び希土類金属などの高融点金属の使用により、はんだ材料内における拡散現象の遅延が可能となる。これら添加物ははんだ材料の凝固において種晶として機能することにより、微細な粒子構造の生成を可能とする。これにより、ベース金属化層の方向への錫拡散及びベース金属化層の成分に対する錫の反応を回避できる。
好適な実施形態において、半田材料はコバルトを添加物として含有する。本発明によれば、コバルトの使用によりはんだ材料の接合性が特に向上することが明らかになった。好適には、添加物の含有割合は0.03質量%〜0.17質量%とする。
本発明における実施形態において、はんだ材料は、さらに、銀、銅、ニッケル及びアンチモンより成る群から選択した少なくとも1つの添加物を含有する。このような添加物により、はんだ材料の融点、脆性及び濡れ性を調節することができる。
さらに本発明のはんだ材料は、高い温度安定性を備える。この温度安定性は、例えば銀及び銅を添加物として使用することで調節することができる。
はんだ材料は、添加物として銀を、例えば2.5質量%〜3.5質量%の割合で含有する。さらに付加的又は代替的に、はんだ材料は添加物として、銅を例えば0.3質量%〜0.7質量%の割合で含有する。
好適なはんだ材料は、主成分としての錫、及び添加物として、銀を2.5質量%〜3.5質量%の割合、銅を0.3質量%〜0.7質量%の割合、さらにコバルトを0.03質量%〜0.17質量%の割合で含有するものとする。本発明においては、例えばSn/Ag3/Cu0.5/Co0.1はんだ材料が使用され、このはんだ材料における基準含有割合は銀が3.0質量%、銅が0.5質量%、コバルトが0.1質量%であり、はんだ材料の残りは錫で構成される。
好適には、はんだ材料は鉛フリー(無鉛)とする。特にはんだ材料は、欧州連合が指定する電気・電子機器に使用される特定有害物質の低減に関するRoHSガイドラインに抵触するものであってはならない。
さらに本発明は、上述したはんだ材料を使用する圧電コンポーネントに関する。この圧電コンポーネントは、圧電層及びこれら圧電層相互間に配置する電極層で構成される基体を備える。基体における外側面の少なくとも一方には、ベース金属化層を形成する。はんだ材料は、このベース金属化層上に塗布する。
好適には、はんだ材料を使用して外部電極をコンポーネントの基体に固定する。外部電極は、例えばワイヤメッシュとして形成する。別の実施形態において、外部電極はいわゆるハープ状導線として形成する。このハープ状導線においては、互いに平行に配置した導線を基体に固定し、これら導線が基体から離間して配置する他の接点に達する。
一実施形態において、はんだ材料はベース金属化層に直接塗布する。これにより、コンポーネントを特に安価に製造することが可能となる。
別の一実施形態においては、ベース金属化層にコーティングを塗布する。好適には、このコーティングははんだ材料の濡れ性を向上させる。はんだ材料は、このコーティング層に塗布する。これにより、特に信頼性の高いはんだ接合が可能となる。
このようなコーティングは、スパッタ法によりベース金属化層に形成することができる。コーティングは、例えば銀、ニッケル、クロム又は銅より成る群から選択した金属を含有する。
基体に対する外部電極の固定においては、外部電極をベース金属化層上に又はベース金属化層のコーティング上に配置する。外部電極は、例えばはんだ材料により被覆される。外部電極を基体に配置した後、加熱によりはんだ材料を溶融させ、これによりベース金属化層又はコーティングとの一体的な結合が実現される。好適には、外部電極ははんだ付けに際して押し付けることにより、省スペース化を図り、かつ信頼性の高い接合が可能となる。
以下、上述した本発明のコンポーネント及びはんだ材料の可能な用途を、概略的かつ縮尺どおりではない図面につき説明する。
図1は、圧電アクチュエータとして構成した圧電コンポーネント1の横断面図を示す。圧電コンポーネント1は、互いに順次に積層した圧電層3及び電極層(図示せず)で構成される基体2を備える。圧電層3及び電極層は、積層方向Sに沿って互いにに積層し、焼結する。基体2の長手方向軸線は、積層方向Sに対応する。
圧電層3の製造には、例えばチタン酸ジルコン酸鉛などの圧電セラミック材で構成される薄いフォイルを使用する。電極層の形成は、スクリーン印刷法により金属ペースト、例えば銅ペースト又は銀−パラジウムペーストを、フォイルに塗布することで行うことができる。その後、このようなフォイルを積層し、プレスし、一緒に焼結する。
電極層は、積層方向Sに沿って基体2の外側面21a,21bまで交互に達するよう配置し、従って他方の外側面21b,21aに対しては離間している。電極層をこのように配置することにより、基体2内にいわゆる不活性領域31a,31bが存在し、これら活性領域31a,31bにおいては、積層方向Sに沿って隣接する電極層は、異なる極性でオーバーラップしない。不活性領域31a,31bには電圧が加っても、コンポーネント1はわずかにしか膨張しないか又は全く膨張しない。
基体2の対向する外側面21a,21bには、それぞれ不活性領域31a,31bに隣接してワイヤメッシュ71a,71bの形式とした外部電極を配置する。ワイヤメッシュ71a,71bは、はんだ材料6a,6bにより基体2における外側面21a,21bのベース金属化層(図示せず)に固定する。
ワイヤメッシュ71a,71bは多数の互いに織り合わせた導線70を有し、これら導線70は積層方向Sに対して45°の角度で延在する。導線70はスチールを基材とし、銅被覆を施す。図示の断面図では交点73を示し、導線70はこれら交点73において互いに90°の角度で交差する。
図示の実施形態において、ワイヤメッシュ71a,71bはその全面にわたってベース金属化層4にはんだ付けする。このことはすなわち、ベース金属化層4との接合を生ずるはんだ材料6a,6bが、少なくとも部分的にワイヤメッシュ71a,71bのあらゆる導線部分に存在することを意味する。特に、はんだ材料6a,6bは、ベース金属化層4に対面する導線部分に存在する。
はんだ材料6a,6bは、主成分として錫と、及びコバルトからなる添加物とを含有する。さらに、はんだ材料6a,6bは、主成分としての錫の他に、2.5質量%〜3.5質量%の割合で銀からなる添加物、0.3質量%〜0.7質量%の割合で銅からなる添加物、及び0.03質量%〜0.17質量%の割合のコバルトからなる添加物を含有するものとすることができる。
このような添加物によれば、はんだ材料6a,6bによるベース金属化層の脱金属化(溶解)を低減することが可能となる。特にベース金属化層に対する錫の拡散を遅延させることにより、錫とベース金属化層との反応を回避することができる。さらに、はんだ材料6a,6bのベース金属化層に対する信頼性の高い固着を可能とする。
図2は、圧電アクチュエータとした圧電コンポーネント1における外部電極の別の実施形態を示す。
基体2は、互いに順次積層した圧電層3及び電極層(図示せず)を有する。電極層は、基体2における角部22a,22bの一方まで交互に達するよう配置し、対角線上の角部22b,22aに対して離間させる。これにより、不活性領域31a,31bが対向する角部22a,22b領域に存在することとなる。内部電極に電気的に接触するため、不活性領域22a,22bに隣接して、互いに対向する外側面21a,21bにベース金属化層(図示せず)を形成する。細長い帯状に形成したベース金属化層は、基体2の積層方向Sに延在させる。
各ベース金属化層上にははんだ材料6a,6bを塗布し、このはんだ材料6a,6bによりハープ状導線72a,72bの形式とした外部電極を基体2に固定する。各ハープ状導線72a,72bは多数の互いに平行に延在する導線70a,70bを有し、これら導線70a,70bは基体2の角部22a,22bを包囲するよう配置する。ハープ状導線72a,72bの遊端は、接点ピン8a,8bとして構成した端子に接続する。
はんだ材料6a,6bは、主成分としての錫と、コバルト、タングステン、オスミウム、チタン、バナジウム、鉄及び希土類金属より成る群から選択した少なくとも1つの添加物とを含有する。
図3は、圧電コンポーネント1に外部電極7を固定する第1実施形態を詳細に示す。この実施形態における圧電コンポーネント1は、例えば図1又は図2に示すような圧電アクチュエータとして構成する。
圧電コンポーネント1の基体2には、多数の導線70を有する外部電極7を固定する。この外部電極7は、例えば図1に示すようなワイヤメッシュ71a,71bとして、又は図2に示すようにハープ状導線72a,72bとして構成することができる。
基体2の外側面21には、ベース金属化層4を形成する。このベース金属化層4は焼付けた銅ペーストで形成し、銅ペーストはガラス融剤(フラックス)を含有する。このガラス融剤が圧電層3及び電極層内に部分的に拡散することにより、基体2に対して特に堅固な結合を実現することが可能となる。ベース金属化層4の厚さは、例えば20〜50μmとする。
外部電極7を構成する導線70は、はんだ材料6によりベース金属化層4に固定する。はんだ材料6は、直接隣接するようベース金属化層4上に塗布する。外部電極7を基体2に固定する際は、導線70を基体2に押し付ける。このようにして、導線70を信頼性高い固定を生ずることができる。これにより、導線70は少なくとも部分的にベース金属化層4上に直接接触し、その側面領域がはんだ材料6により被覆される。本発明の一実施形態においては、導線70部分のうち少なくともベース金属化層4に対面する導線70の部分全体にはんだ材料6が塗布され、これにより導線70のベース金属化層に対する全面的固定を生ずる。
本発明における別の一実施形態においては、ベース金属化層全体にわたってはんだ受け被覆を塗布することができる。この場合、導線がベース金属化層に直接接触することはない。
本発明における別の一実施形態において、導線は部分的にベース金属化層から離間しているため、導線とベース金属化層との間にはんだ材料が充填されない中間区域が存在する。これにより、外部電極の膨張可能性を向上させることができる。
図4は、圧電コンポーネント1に対する外部電極7の固定に関する別の一実施形態を示す。
図示の実施形態においては、ベース金属化層4の全体にわたってコーティング5を塗布する。外部電極7は、はんだ材料6によりコーティング5に固定する。コーティング5は例えばスパッタ層として形成し、このスパッタ層は銀、ニッケル、クロム又は銅で構成し、0.1μm〜1μmの厚さ、例えば0.3μmの厚さとする。
コーティング5は特に良好なはんだ接合性を有し、したがって、はんだ材料6を極めて信頼性高くコーティング5に接合することができる。
基体2に対する外部電極7の固定においては、例えば基体2に銅ペースト又は銀−パラジウムペーストなどで構成されるベース金属化層4を塗布し、焼付ける。その後、コーティング5をスパッタ法によりベース金属化層4に塗布する。そして、外部電極7をコーティング5に配置し、はんだ付けする。
1 圧電コンポーネント
2 基体
21,22a,21b 外側面
22a,22b 角部
3 圧電層
31a,31b 不活性領域
4 ベース金属化層
5 コーティング
6 はんだ材料
70,70a,70b 導線
71,71a,71b ワイヤメッシュ
72,72a,72b ハープ状導線
73 交点
8a,8b 接点ピン
S 積層方向
2 基体
21,22a,21b 外側面
22a,22b 角部
3 圧電層
31a,31b 不活性領域
4 ベース金属化層
5 コーティング
6 はんだ材料
70,70a,70b 導線
71,71a,71b ワイヤメッシュ
72,72a,72b ハープ状導線
73 交点
8a,8b 接点ピン
S 積層方向
Claims (12)
- 外部電極を圧電コンポーネントに固定する、はんだ材料であって、該はんだ材料は、その主成分としての錫と、コバルト、タングステン、オスミウム、チタン、バナジウム、鉄及び希土類金属より成る群から選択した少なくとも1つの添加物とを含有する、はんだ材料。
- 請求項1記載のはんだ材料において、前記添加物の割合が0.03質量%〜0.17質量%である、はんだ材料。
- 請求項1又は2記載のはんだ材料において、銀、銅、ニッケル及びアンチモンより成る群から選択した少なくとも1つの他の添加物を含有する、はんだ材料。
- 請求項3記載のはんだ材料において、前記添加物として、銀を2.5質量%〜3.5質量%の割合で含有する、はんだ材料。
- 請求項3又は4記載のはんだ材料において、前記添加物として、銅を0.3質量%〜0.7質量%の割合で含有する、はんだ材料。
- 請求項1〜5記載のはんだ材料において、鉛フリーとした、はんだ材料。
- 請求項1〜6のいずれか一項記載のはんだ材料を備える圧電コンポーネントであって、
圧電層(3)及び該圧電層(3)相互間に配置した電極層を有する基体(2)と、
前記基体(2)の外側面(21,21a,21b)に形成するベース金属化層(4)とを備え、
前記はんだ材料(6,6a,6b)は前記圧電コンポーネントにおける前記ベース金属化層(4)上に塗布した、圧電コンポーネント。 - 請求項7記載の圧電コンポーネントにおいて、前記はんだ材料(6,6a,6b)を前記ベース金属化層(4)上に直接塗布した、圧電コンポーネント。
- 請求項7記載の圧電コンポーネントにおいて、前記はんだ材料(6,6a,6b)の接合性を向上させるため、前記ベース金属化層(4)にコーティング(5)を形成し、前記はんだ材料(6,6a,6b)を前記コーティング(5)に塗布した、圧電コンポーネント。
- 請求項7〜9のいずれか一項記載の圧電コンポーネントにおいて、前記ベース金属化層(4)は、焼付けたペーストで形成した、圧電コンポーネント。
- 請求項10記載の圧電コンポーネントにおいて、焼付けた前記ペーストは、その主成分として、銅、銀及び銀−パラジウムより成る群から選択した金属を含有する、圧電コンポーネント。
- 請求項7〜11のいずれか一項記載の圧電コンポーネントにおいて、ワイヤメッシュ(71a,71b)として構成した外部電極(7,71a,71b)を備える、圧電コンポーネント。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102009054068A DE102009054068A1 (de) | 2009-11-20 | 2009-11-20 | Lotmaterial zur Befestigung einer Außenelektrode bei einem piezoelektrischen Bauelement und piezoelektrisches Bauelement mit einem Lotmaterial |
DE102009054068.7 | 2009-11-20 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012539356A Division JP5996433B2 (ja) | 2009-11-20 | 2010-11-22 | 圧電コンポーネントに外部電極を接合するためのはんだ材料、及びはんだ材料を有する圧電コンポーネント |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015083321A true JP2015083321A (ja) | 2015-04-30 |
Family
ID=43447749
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012539356A Active JP5996433B2 (ja) | 2009-11-20 | 2010-11-22 | 圧電コンポーネントに外部電極を接合するためのはんだ材料、及びはんだ材料を有する圧電コンポーネント |
JP2014241839A Pending JP2015083321A (ja) | 2009-11-20 | 2014-11-28 | 圧電コンポーネントに外部電極を接合するためのはんだ材料、及びはんだ材料を有する圧電コンポーネント |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012539356A Active JP5996433B2 (ja) | 2009-11-20 | 2010-11-22 | 圧電コンポーネントに外部電極を接合するためのはんだ材料、及びはんだ材料を有する圧電コンポーネント |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8823245B2 (ja) |
EP (1) | EP2501517B1 (ja) |
JP (2) | JP5996433B2 (ja) |
DE (1) | DE102009054068A1 (ja) |
WO (1) | WO2011061335A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008050539A1 (de) * | 2008-10-06 | 2010-04-08 | Epcos Ag | Piezoaktor mit Außenelektrode |
DE102009054068A1 (de) * | 2009-11-20 | 2011-05-26 | Epcos Ag | Lotmaterial zur Befestigung einer Außenelektrode bei einem piezoelektrischen Bauelement und piezoelektrisches Bauelement mit einem Lotmaterial |
DE102013106223A1 (de) | 2013-06-14 | 2014-12-18 | Epcos Ag | Vielschichtbauelement mit einer Außenkontaktierung, einer Weiterkontaktierung und einem Verbindungselement |
JP2018093119A (ja) * | 2016-12-06 | 2018-06-14 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | ヒートシンク |
AT523895B1 (de) | 2020-06-10 | 2023-06-15 | Ac2T Res Gmbh | Triboakustischer Sensor, dessen Herstellverfahren, Messverfahren und Verwendung |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002246742A (ja) * | 2000-12-11 | 2002-08-30 | Nec Toyama Ltd | はんだ、それを使用したプリント配線基板の表面処理方法及びそれを使用した電子部品の実装方法 |
JP2004330260A (ja) * | 2003-05-09 | 2004-11-25 | Topy Ind Ltd | SnAgCu系無鉛はんだ合金 |
JP2005153007A (ja) * | 2003-01-22 | 2005-06-16 | Hakko Kk | マニュアルソルダリング用またはフローソルダリング用鉛フリーはんだ及びそれを用いた電子部品 |
JP2005246480A (ja) * | 2004-02-04 | 2005-09-15 | Senju Metal Ind Co Ltd | Fe喰われ防止用はんだ合金とFe喰われ防止方法 |
JP2007111715A (ja) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Nihon Almit Co Ltd | はんだ合金 |
JP2008168322A (ja) * | 2007-01-11 | 2008-07-24 | Ishikawa Kinzoku Kk | Fe浸食抑制鉛フリーはんだ合金 |
JP2013511392A (ja) * | 2009-11-20 | 2013-04-04 | エプコス アーゲー | 圧電コンポーネントに外部電極を接合するためのはんだ材料、及びはんだ材料を有する圧電コンポーネント |
Family Cites Families (35)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE613878C (ja) * | 1932-03-06 | 1935-05-25 | ||
US3361561A (en) * | 1964-10-19 | 1968-01-02 | George E Schick | Alloys for soldering conductors to carbon and graphite |
US3481795A (en) | 1965-08-09 | 1969-12-02 | Westinghouse Electric Corp | Thermoelectric device including tin solder with particles of iron,cobalt or nickel |
DE2054542A1 (en) * | 1970-11-05 | 1972-05-10 | Siemens Ag | Tin-rich brazing alloy - for joining thermocouple members |
SE7508730L (sv) * | 1974-08-02 | 1976-02-03 | Inst Materialovedenia Akademii | Forfarande for sammanlodning av metaller med extremt harda material, foretredesvis syntetiska material, samt lodemedel for genomforande av forfarandet |
JPH0195893A (ja) * | 1987-10-08 | 1989-04-13 | Seiko Instr & Electron Ltd | ろう材 |
US5346775A (en) * | 1993-02-22 | 1994-09-13 | At&T Laboratories | Article comprising solder with improved mechanical properties |
JPH0825050B2 (ja) * | 1993-06-08 | 1996-03-13 | 日本アルミット株式会社 | 無含鉛半田合金 |
US5411602A (en) * | 1994-02-17 | 1995-05-02 | Microfab Technologies, Inc. | Solder compositions and methods of making same |
WO1996019314A1 (de) * | 1994-12-22 | 1996-06-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Lotmetall und dessen verwendung zur bildung einer lötverbindung zwischen zwei objekten |
US5736074A (en) * | 1995-06-30 | 1998-04-07 | Micro Fab Technologies, Inc. | Manufacture of coated spheres |
JP3754152B2 (ja) * | 1996-11-08 | 2006-03-08 | 田中電子工業株式会社 | 無鉛半田材料及びそれを用いた電子部品 |
DE19648545B4 (de) | 1996-11-25 | 2009-05-07 | Ceramtec Ag | Monolithischer Vielschichtaktor mit Außenelektroden |
JP3622462B2 (ja) * | 1997-12-16 | 2005-02-23 | 株式会社日立製作所 | 半導体装置 |
JP2000102894A (ja) | 1998-09-29 | 2000-04-11 | Tanaka Electronics Ind Co Ltd | 半田ボール及びその製造方法 |
EP1106301A1 (en) * | 1999-06-11 | 2001-06-13 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Lead-free solder |
JP3444245B2 (ja) * | 1999-09-03 | 2003-09-08 | 日本電気株式会社 | 無電解ニッケル/金メッキへのはんだ付け方法、配線構造体、回路装置及びその製造方法 |
JP3544904B2 (ja) * | 1999-09-29 | 2004-07-21 | 株式会社トッパンNecサーキットソリューションズ | はんだ、それを使用したプリント配線基板の表面処理方法及びそれを使用した電子部品の実装方法 |
US6319617B1 (en) * | 1999-12-17 | 2001-11-20 | Agere Systems Gaurdian Corp. | Oxide-bondable solder |
US6660226B1 (en) * | 2000-08-07 | 2003-12-09 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Lead free solder and soldered article |
US6589594B1 (en) * | 2000-08-31 | 2003-07-08 | Micron Technology, Inc. | Method for filling a wafer through-via with a conductive material |
JP2003001473A (ja) * | 2000-09-13 | 2003-01-08 | Hamamatsu Photonics Kk | レーザ加工装置 |
DE10115482A1 (de) * | 2001-03-29 | 2002-10-10 | Fraunhofer Ges Forschung | Lotzusammensetzung und Verfahren zur Herstellung desselben |
JP3700668B2 (ja) | 2002-03-27 | 2005-09-28 | 株式会社村田製作所 | 半田および半田付け物品 |
JP4485139B2 (ja) * | 2003-03-31 | 2010-06-16 | 京セラ株式会社 | 圧電アクチュエータ、インクジェット記録ヘッドおよびこれらの製造方法 |
JP2005153010A (ja) * | 2003-10-27 | 2005-06-16 | Topy Ind Ltd | 無鉛はんだ合金 |
JP2005319470A (ja) | 2004-05-06 | 2005-11-17 | Katsuaki Suganuma | 鉛フリーはんだ材料、電子回路基板およびそれらの製造方法 |
WO2006064880A1 (ja) * | 2004-12-17 | 2006-06-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | シール材、シール材を用いた画像表示装置、画像表示装置の製造方法、およびこの製造方法により製造された画像表示装置 |
JP5076312B2 (ja) | 2005-12-09 | 2012-11-21 | Tdk株式会社 | 積層型圧電素子 |
JP4385061B2 (ja) * | 2006-08-28 | 2009-12-16 | ハリマ化成株式会社 | はんだペースト組成物およびその用途 |
US7560371B2 (en) * | 2006-08-29 | 2009-07-14 | Micron Technology, Inc. | Methods for selectively filling apertures in a substrate to form conductive vias with a liquid using a vacuum |
DE102006049323A1 (de) * | 2006-10-19 | 2008-04-24 | Epcos Ag | Piezoelektrisches Bauelement |
US7703661B2 (en) * | 2007-05-23 | 2010-04-27 | International Business Machines Corporation | Method and process for reducing undercooling in a lead-free tin-rich solder alloy |
US20090065097A1 (en) * | 2007-09-09 | 2009-03-12 | Chen Minghan | lead-free solder of sn-0.7wt%cu |
JP2009218270A (ja) | 2008-03-07 | 2009-09-24 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 積層型圧電アクチュエータ素子の製造方法 |
-
2009
- 2009-11-20 DE DE102009054068A patent/DE102009054068A1/de not_active Ceased
-
2010
- 2010-11-22 JP JP2012539356A patent/JP5996433B2/ja active Active
- 2010-11-22 US US13/509,521 patent/US8823245B2/en active Active
- 2010-11-22 EP EP10782265.2A patent/EP2501517B1/de active Active
- 2010-11-22 WO PCT/EP2010/067942 patent/WO2011061335A1/de active Application Filing
-
2014
- 2014-11-28 JP JP2014241839A patent/JP2015083321A/ja active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002246742A (ja) * | 2000-12-11 | 2002-08-30 | Nec Toyama Ltd | はんだ、それを使用したプリント配線基板の表面処理方法及びそれを使用した電子部品の実装方法 |
JP2005153007A (ja) * | 2003-01-22 | 2005-06-16 | Hakko Kk | マニュアルソルダリング用またはフローソルダリング用鉛フリーはんだ及びそれを用いた電子部品 |
JP2004330260A (ja) * | 2003-05-09 | 2004-11-25 | Topy Ind Ltd | SnAgCu系無鉛はんだ合金 |
JP2005246480A (ja) * | 2004-02-04 | 2005-09-15 | Senju Metal Ind Co Ltd | Fe喰われ防止用はんだ合金とFe喰われ防止方法 |
JP2007111715A (ja) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Nihon Almit Co Ltd | はんだ合金 |
JP2008168322A (ja) * | 2007-01-11 | 2008-07-24 | Ishikawa Kinzoku Kk | Fe浸食抑制鉛フリーはんだ合金 |
JP2013511392A (ja) * | 2009-11-20 | 2013-04-04 | エプコス アーゲー | 圧電コンポーネントに外部電極を接合するためのはんだ材料、及びはんだ材料を有する圧電コンポーネント |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2501517B1 (de) | 2019-03-06 |
US8823245B2 (en) | 2014-09-02 |
JP5996433B2 (ja) | 2016-09-21 |
JP2013511392A (ja) | 2013-04-04 |
EP2501517A1 (de) | 2012-09-26 |
US20120280593A1 (en) | 2012-11-08 |
WO2011061335A1 (de) | 2011-05-26 |
DE102009054068A1 (de) | 2011-05-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6297082B2 (ja) | セラミック基板およびその製造方法 | |
JP2015083321A (ja) | 圧電コンポーネントに外部電極を接合するためのはんだ材料、及びはんだ材料を有する圧電コンポーネント | |
JP2008311362A (ja) | セラミック電子部品 | |
CN104103600A (zh) | 半导体封装体 | |
JP5677968B2 (ja) | 多層構造の圧電アクチュエータ、及び圧電アクチュエータにおける外部電極を固定する方法 | |
US8723400B2 (en) | Piezoelectric resonator device and manufacturing method therefor | |
JP5977180B2 (ja) | 配線基板 | |
JP3115713B2 (ja) | セラミック電子部品 | |
JP6629796B2 (ja) | 電子デバイスおよび電子デバイスの接続部の生成方法 | |
JP5388601B2 (ja) | 電子部品収納用パッケージ | |
JP6656000B2 (ja) | 電子部品モジュール、回路モジュール、電子部品モジュールの製造方法及び回路モジュールの製造方法 | |
JP6334192B2 (ja) | 圧電デバイスおよびその実装構造 | |
JP7274749B2 (ja) | 熱電変換モジュール、及び、熱電変換モジュール製造方法 | |
JP6075606B2 (ja) | 配線基板および電子装置 | |
JP3847216B2 (ja) | 配線基板 | |
JP3722737B2 (ja) | 配線基板 | |
JP3847220B2 (ja) | 配線基板 | |
JP3847219B2 (ja) | 配線基板 | |
JPH08107037A (ja) | セラミック電子部品 | |
WO2020004566A1 (ja) | 基体および半導体装置 | |
JP6293518B2 (ja) | 圧電デバイスの実装構造、圧電デバイスおよびその実装方法 | |
JP3780503B2 (ja) | 配線基板 | |
JP2018166161A (ja) | 配線基体および撮像装置 | |
JPH06204078A (ja) | セラミック電子部品 | |
JP2009117434A (ja) | 半導体チップの実装方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A132 Effective date: 20150908 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151106 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20160524 |