TW484147B - Electronic component having wire - Google Patents

Description

484147 _雙士 mutj A7 B7 五、發明說明（/) 本發明之背景 1. 本發明之領域 本發明涉及具有導線之電子元件，例如線繞型晶片線 圏。 2. 相關技藝敘述 通常’在女裝時具有穩定性的晶片線圏公開於未審查 日本專利公告10-312922中。在該晶片線圏中，一電極包 括在下面之金屬層、鍍鎳層和鍍錫層。該線圏的端部通過 熱壓焊接嵌入在鍍錫層中。 在這種晶片線圏中，在安裝（回流焊接）時，銅線被熔 化並滲入熔融焊錫和鍍錫層中的錫內，並且該導線的厚度 變薄。在一些情況中，該線可能被洗提(eluted)並斷開。通 常，由於構成線圏的導線具有絕緣塗膜，如果該絕緣膜具 有高的熱阻，因此可以避免銅的洗提。但是，由於除去絕 緣膜的導線的端部連接到該電極，因此會造成沒有絕緣膜 的導線端部被洗提到熔融焊錫和鍍錫層中的錫內。特別地 ，近來強烈需要減少電子組件的大小，故將導線變薄是需 要的。因此，需要採取措施避免導線變細以及由於導線的 銅被洗提而造成導線的斷裂。 本發明之摘要 因此，本發明之目的是避免導線中的銅從導線洗提到 熔化之銲錫、鍍錫層或其他等等中。 爲了實現上述目的，本發明的電子元件包括：其上包 含電極的絕緣體；以及由銅所製成繞在該絕緣體上的導線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · —訂---------線 484147 A7 ___B7__ 五、發明說明（>0 ，所述導線的一端固定到所述電極，其中所述電極包括多 個導電層’並且至少一個導電層防止銅被從所述導線洗提 出來。 洗提防止層(防止銅從導線中洗提出來的至少__個導電 層)降低溶解速度或者防止導線的銅與在溶融^焊錫和鑛層L φ 的錫相融合。適合用於洗提防止層的材料是銅|。電極的_ 層包含銅的情況導致銅預先洗提到錫中，並日β方[卜_ ,線的 銅被洗提。用於洗提防止層的適當材料爲銅。用於防止洗 提的銅以錫-銅合金層或者單銅層供應。最好錫_銅合金層 的銅含量爲約爲0.5-30 wt%(重量百分比）。通常，在焊接時 的溫度疋240-260度。對於在該溫度範_內的銅和錫的低 共熔濃度’銅的濃度約爲〇.5-〇.6wt%。因此，當銅含量π 少爲5wt%時，超過此含星則銅的洗提不會發生。當銅的含 量超過30wt%，則焊接性能下降。本發明人發現鎳也是一 種具有防止銅洗提效果的材料。形成錫-鎳合金層可以展現 良好的銅洗提防止效果。 圖式簡單說明 圖1A顯示出根據本發明第—較佳實施例的晶片 的立體圖。 圖1B顯示出«本發明第實施讎晶片 的平面圖。 圖1C顯示出根據本發明第一較佳實施例沿著圖1B的 C-C線截取的晶片線圈的截面視圖。 圖2A如出卿本麵第—較雜麵在熱壓結合 ----：------------------訂--------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

484147 A7 --------—_______B7 _ 五、發明說明（$ ) 處理中執行熱壓接合之前的狀態的截面視圖，其中導線的 兩細與晶片線圏的電極相結合。 圖2B顯示出根據本發明第一較佳實施例在熱壓結合 處理中執行熱壓接合時的狀態的截面視圖，其中導線的兩 端與晶片線圈的電極相結合。 圖3A顯示出根據本發明第二較佳實施例在熱壓結合 處理中執行熱壓接合處理之前的狀態的截面視圖，其中導 線的兩端與晶片線圈的電極相結合。 圖3B顯示出根據本發明第二較佳實施例在熱壓結合 處理中執行熱壓接合時的狀態的截面視圖，.其中導線的兩 端與晶片線圏的電極相結合。 元件符號說明 10 磁芯 13 電極 13a 下金屬層 13b 鍍鎳層 13c 錫-銅鍍層 15 導線 16 導線端部 20 加熱器 較佳實施例夕詳辆柄流^ 下面將參照附圖具體描述根據本發明的電子元件的較 佳實施例。 圖1A-1C顯示出本發明第一較佳實施例的晶片線圏。 _____ 5 ____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） —j------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 484147 A7 ____B7 _ 五、發明說明（（/-) 在圖1A和1B中，該晶片線圈包括由銅所製成的導線15， 其纏繞在由鋁或其他適當材料所製成的磁芯1〇的卷軸部分 。導線的端部16和16以熱壓接合固定在電極13和13上 ，其供應在磁芯10兩端的突出部分12和12。 如圖1C所示，該圖沿著圖ιΒ的線c_c截取的截面視 圖，電極13在磁芯10上從底部起依次包括下金屬層i3a、 鍍鎳層13b、以及錫-銅鍍層13C。下金屬層13a由提供並燒 結銀、銀-鈀或其他適當材料所製成的糊膏而在磁芯1〇上 形成。下金屬層13a的厚度約爲ι5μιη。鍍鎳層i3b形成在 下金屬層13a上，以提高焊錫電阻特性，並且其厚度至少 約爲Ιμιη，最好約爲3μιη或更厚。作原焊錫層的錫-銅鍍層 13c形成在鍍鎳層13b上，並且包含銅以作爲銅洗提防止層 ，防止導線15的銅洗提。在本實施例中，錫-銅鍍層uc 的厚度約14μιη。在錫-銅鑛層13c中銅的含量爲〇.5-30wt% 。銅含量的比率最好是至少銅和錫的共熔濃度。銅含量的 上限取決於焊接性能下降的程度。 參照圖2A和2B，導線15包括由銅製成的導體以及提 供於該導體上的絕緣膜。導體具有約20μπι至60μιη的直徑 。絕緣膜是由聚酯亞醯胺或其他適當絕緣材料所製成。導 線15的端部16嵌入在電極13的錫銅鍍層13c中，在該狀 態下導線的絕緣膜被熱壓接合所除去，如圖2B所示。詳細 來說，當端部16被加熱器20加熱到攝氏300度或更高溫 度並具有10牛頓(N)或更重的負載時，錫銅鍍層i3c被熔 化並且端部16嵌入其中。另外，導線的絕緣膜被除去，並 6 I紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公爱) " ---------------------訂---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 484147 A7 _ B7____ 五、發明說明（f ) 且暴露的銅導體被燒熔並固定到錫銅鍍層！3c上。 通過上述晶片線圏的結構’晶片線圈以回流焊接安裝 在基板的平臺上，並且錫銅鍍層13c的銅被洗提到位於該 平臺上的熔融焊錫中。比較錫銅鍍層13c的銅熔化到熔融 焊錫中的速度與導線15的銅熔化到熔融焊錫中的速度結果 ，前者明顯快很多。因此，在導線15的銅洗提開始之前， 由於錫銅鍍層13c的銅’使得包含在該平臺上的熔融焊錫 中的銅變多。從而，避免銅從導線15洗提出來。這避免導 線變細和斷裂。 另外，用錫鎳鍍層取代錫銅鍍層’可以避免銅從導線 15中洗提出來。 圖3A和3B僅僅顯示出在根據本發明第二較佳實施例 中的晶片線圈的電極部分。電極13在磁芯10上，從底部 起按次序包括下金屬層13a、鍍鎳層13b、鍍銅層13d以及 鍍錫層13e。下金屬層13a和鍍鎳層13b與第一實施例中所 述相同。鍍銅層13d位於鍍鎳層13b上’並作爲導線15的 銅洗提防止層，並且其厚度至少約2μπι。在熱壓接合處理 結束時，最好保留至少Ιμιη厚度的鍍銅層13d。這是因爲 當鍍銅層13d的厚度小於Ιμιη時，所需銅量減小，不足以 有效用於銅洗提防止層。鍍錫層13e作爲原焊錫層形成在 鍍銅層13d上，並具有約14μπι的厚度。 用加熱器20以熱壓接合將導線15的端部16與電極13 相結合，這與第一實施例相類似。導線15的端部嵌入在鍍 錫層13e中，除去導線15的絕緣膜，並且把導線的端部燒 __ 7____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·· 訂---------線_ 484147 A7 ____ B7___ 五、發明說明（Z ) 熔並固定到鍍錫層13e上。另外，導線15的端部還與鍍銅 層13d熱壓接合。 當以回流焊接把第二實施例的晶片線圏安裝在基片的 平臺上時，在鍍錫層13e熔化到平臺上的熔融焊錫中之後 ，鍍銅層13d與熔融焊錫相接觸。經由回流焊接處理的熱 量，鍍銅層13d開始熔化到該平臺上的熔融焊錫中，包含 在熔融焊錫中的銅逐步變多。由於導線15的暴露端部16 的表面面積比鍍銅層13d的表面面積小得多，在鍍銅層13d 的銅熔化到熔融焊錫的錫中的量比導線15的銅熔化到熔融 焊錫的錫中的量大得多。換句話說，在導線15的銅的洗提 開始之前，由於銅從鍍銅層13d熔化到熔融焊錫中，因此 包含在該平臺上的熔融焊錫中的銅變多。從而，避免銅從 導線15中洗提出來。這防止導線變細和斷裂。 另外，如第二實施例所述，當以熱壓接合把導線15的 端部16與電極13相結合，在熱壓接合處理時的熱量使得 鍍錫層13e與鍍銅層13d部分熔化，然後在處理結束成爲 錫銅合金層。爲了獲得錫銅合金層，最好在形成具有約 4μιη-5μιη厚度的鍍銅層之後，該導線的端部由熱壓接合處 理而結合，其比在第二實施例中所述的鍍銅層略厚。在這 種情況下，也可以獲得在第一實施例中所述的效果。 根據本發明的電子元件不限於上述實施例。各種應用 和改變包含在本發明的範圍內。 特別地，本發明可擴大應用於線繞電感器和複合線繞 電感器的合成電子元件以及除了晶片電感器之外的其他電 ____8 __ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線 484147 A7 _B7 _ 五、發明說明（7 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 子功能元件，例如電容器。絕緣體不僅由磁芯10所製成而 且還可以由陶瓷體所製成。另外，在第一和第二實施例中 所述的電極13層壓結構、厚度大小以及材料僅僅是本發明 的例子。結構、大小、材料等等被適當地改變以滿足電子 元件的所需標準。 從上文描述可以淸楚看出，根據本發明，在安裝電子 元件時，構成電極的至少一個導體層防止導線的銅被洗提 到熔融焊錫中的錫內。從而，防止銅從導線洗提出來。這 樣防止導線變薄和斷裂。 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 484147 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範園 %年,蛛修正\ U_補充丨 1 · 一種具有導線的電子元件，其係包括： 其上包含電極的絕緣體；以及 .....— (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 由銅所製成繞在該絕緣體上的導線，所述導線的一端 固定到所述電極， 其中所述電極包括多個導電層，並且至少一個導電層 防止銅被從所述導線洗提出來。 2·根據申請專利範圍第1項所述之具有導線的電子 元件，其中所述洗提防止層是錫銅合金層。 3 ·根據申請專利範圍第2項所述之具有導線的電子元 件，其中所述錫-銅合金層的銅含量約爲0.5-30 wt%。 .4·根據申請專利範圍第1項所述之具有導線的電子 元件，其中所述洗提防止層是錫鎳合金層。 5·根據申請專利範圍第1項所述之具有導線的電子元 件，其中所述洗提防止層是銅層。 6·根據申請專利範圍第1項所述之具有導線的電子元 件，其中所述電極從底部起按次序包括下層金屬層、鍍鎳 層、以及錫銅鑛層。 7·根據申請專利範圍第1項所述之具有導線的電子元 件，其中所述電極從底部起按次序包括下層金屬層、鍍鎳 層、以及錫鎳鍍層。 ’ 8·根據申請專利範圍第1項所述之具有導線的電子元 件，其中所述電極從底部起按次序包括下金屬層、鎪鎳層 、銨銅層、以及鑛錫層。 9 ·根據申請專利範圍第8項所述之具有導線的電子元 1 ^^:尺度適用> 國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ' ~ 484147 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 件，其中以熱壓與導線端部結合的鍍銅層至少具有ΐμπι的厚度。 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)