TWI294755B - - Google Patents

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1294755 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 面粘緣結構及其製作方法，特別是針對表 緣保^ 式被動元件，在被動元件的表面上製作一絕 行後=程:::被動元件不受後續製卿 【先前技術】 消耗增加電路的廣泛功能、減少系統尺寸、降低功率 其在格’電子產品多朝輕1、短、小發展，尤 式被動-產品（資訊、通訊、消費性電子）上更為顯著。積層 著，70件也是如此，為了與電路基板上線路確實的附 過迴式被動元件上的外電極與電路基板上的錫膏在經 w、而形成迴路，達到預先所設計的電性特性。 印參閱第1圖至第3圖，係為單一式、陣列式與特殊 點的積層式被動元件之示意圖。單一式積層式被動元件 的外觀’如第1圖所示，其包括被動元件之本體η，與位 於該本體兩端之外電極12。陣列式積層式被動元件的外 觀，如第2圖所示，其包括被動元件之本體21，及設置於 該本體21相對兩表面呈陣列排列之外電極22。特殊端點 積層式被動元件的外觀，如第3圖所示，其包括被動元件 之本體31，而本體31各表面都可設置所需之外電極32。 通常外電極使用含銀成分的金屬材料，然後經過表面 處理製程，在外電極表面鍍上輔助外電極與焊墊融熔之焊 1294755 接介面層，以利使用表面枯著技術（Surface Mount Technology)之製程加工。 由於表面處理製程中，該溶液通常屬高酸鹼性溶液， 對於積層式被動元件的本體表面而言，進行該製程時，積 層式被動元件本體表面很容易受到侵蝕的影響，進而失去 原先設計的電氣特性(Electrical Specifications)。

就習知技術中，在製程中若要有效保護被動元件本 體’該外電極的形成有幾種方式可使用，簡述如下： (1)第一種方法：是採用沾塗含貴重金屬成分的外電 極，使積層式被動元件可直接與焊墊上的錫膏融熔，俗稱 為免電鍍外電極。加工方法利用一般外電極沾塗方式，可 自動化大量生產，生產速度快。但，此方式所形成之外電 極與錫膏接觸的地方，因為溫度上升減降低，锡膏會由 溫度最高焊墊外侧開始融熔，因免電鍍外電極與锡^ 同質材料，在經迴焊製程（IR Refl〇w)或波焊製程胃 Soldedng)後，其爬錫高度較經過表面處理製程之^ ave 又，積層式被動元件尺寸逐漸往小尺寸發展，此=件差。 成之外電極在可減職(如：冷熱循賴驗、方^形 上容易失敗。而且，貴重金屬價格高、波動性 甙驗） 料成本是一個报大的負擔。 又’對原 表面上製 晶質材料 緣保護膜 再做一次 (2)第二種方法：是在積層式被動元件之本 作一層絕緣保護膜，該絕緣保護膜的材料係為 (例如：玻璃等）、高分子材料等。而在形成 後，必須使用剝離清洗的製程，使内電極露出， 1294755 的外電極塗佈的動作，得已完成此保護本體目的，以利後 續表面處理一焊接介面層。由於此種製程方式多了一道剝 離清洗的製程，此製程須從材料選用到設備選擇都需要一 一考慮，所以在製作上有許多難度存在。 (3) 第三種方法：是在積層式被動元件之本體表面生成 一層絕緣保護膜，該絕緣保護膜以皮膜生長方式進行，效 果同第二種方式，但玎避免剝離清洗的製程，可以減少製 丨 作時間與成本。但是，此方法經過迴焊製程(IR Reflow)或 波焊製程(Wave Soldering)後，其絕緣電阻值會降低，亦即 當元件安裝於電氣迴路上時，其漏電流會增加，影響到產 品的可靠度，且不易控制表面形成高電阻化之製程，有絕 緣不良率南之缺點。所以’如何與本體表面不起反應，且 在本體表面上生成穩定的絕緣保護膜是一個重大課題。 (4) 第四種方法：是採用金屬擴散(Metal Diffusion)方 式’使元件表面形成高電阻絕緣保護膜。其方法為控制金 > 屬離子擴散進行，此難度最高，不易控制表面形成高電阻 之參數，且設備屬半導體層面，製造價格昂貴。 综合上述之方法，可知習知技術仍有諸多缺失，實非 一良善之設計，而亟待加以改良。 【發明内容】 爰是，本發明之主要目的在於解決上述之缺失，係一 可減化製程在積層式被動元件的表面上製作一絕緣保護 膜’以保護被動元件本體不受表面處理製程的侵蝕，以利 後續的製程進行。 7 1294755 本發明之另一目的在於可利用原有之沾塗設備生 產’來達到大量且自動化之作業方式，可有效提昇產出。 本發明之再一目的在於利用絕緣保護膜於表面處理 製程期間保護元件本體，藉此改善後續製程的侵蝕現象以 及表面皮膜生成加工法所造成的漏電流增加，絕緣不良率 高之缺失。 為可達成上述本發明之目的，本發明係將被動元件經 包裹處理製程，使被動元件本體表面包裹一絕緣保護膜， 包裹處理製程可為浸泡、鍍膜（蒸鍍、濺鍍）、印刷等方式 進行，取出後，在特定溫度下烘乾；然後沾塗形成外電極， 經溫度處理後，該外電極下方的絕緣保護膜將轉變成導 體，而不需要額外使用剝離製程，使外電極與被動元件本 體電性連接，而其它區域之絕緣保護膜仍在本體表面呈現 絕緣體狀態。因為本發明是利用溫度的變化將積層式被動 元件外電極的絕緣材料，由絕緣體轉成半導體/導體，所以 本發明不局限應用於單一式（Single Type)積層式被動元 件，也包括陣列式(Array Type)積層式被動元件或其他特殊 端點（Special Type)的積層式被動元件皆可使用。俾藉本發 明之製程，保護被動元件不受後續製程的侵蚀’且不需特 殊的設備，可快速而大量生產。 【實施方式】 茲有關本發明之詳細内容及技術說明’現配合圖式說 明如下： 請參閱第4圖至第6圖 係為本發明之單一式、陣列 8 1294755 式與特殊端點的積層式被動元件之結構示意圖。本發明之 絕緣結構及其製作方法如下： a) 形成一被動元件之本體no、210、310。 b) 沾塗形成複數個第一外電極12〇a、22〇a、32〇a設 置於該本體110、210、310表面，且該本體11〇、210、310 電性連接。其中該些第一外電極12〇a、22〇a、32〇a係選自 銀(Ag)、銅（Cu)、鈀(Pd)、鉑（Pt)、金(Au)之金屬材料其 中之一，或前述金屬材料之合金其中之一。 c) 然後再將該本體11〇、21〇、310經包裹處理製程， 該本體110、210、310表面包裹一絕緣保護膜13〇、23〇、 330。其中該絕緣材料係選自下列之組群：驗金族、驗土 族、矽基（Si_base)、鉛基（Pb_base)、硼基（B-base)、鈥基 (Ti-base)、鋅基(Zn_base)、|呂基(Al_base)。 該包裹處理製程可為浸泡、鍍膜（蒸錢、濺鍍）、印刷 等方式進行。取出後再經過一烘乾溫度進行烘乾，烘乾溫 度從70°C至300°C，烘乾時間從1〇分鐘至2小時。形成 後之絕緣保§蒦膜130、230、330，厚度為20nm至5mm。 d) 再沾塗形成複數個第二外電極i2〇b、220b、320b 於該絕緣保護膜130、230、330表面，且位於該些第一外 電極120a、220a、320a上方。其中該些第二外電極120b、 220b、320b 係選自銀(Ag)、銅（Cu)、le(Pd)、鉑（Pt)、金(Au) 之金屬材料其中之一，或前述金屬材料之合金其中之一。 e) 最後經150°C至1000°C間之質變溫度約30分鐘至 2小時之處理，促使該些第二外電極i2〇b、220b、320b下 1294755 方的絕緣保護膜130、230、330性質轉成半導體/導體，使 第二外電極120b、220b、320b與第一外電極120a、220a、 e 32〇a間電性連接，其餘區域之絕緣保護膜ΐ3〇、230、330 仍為絕緣體。 ' 俾藉該層保護膜，本發明之本體110、210、310在進 行表面處理製程時，將不受後續製程的侵蝕，以利後續製 程的進行，在該些第二外電極120b、220b、320b表面鍍 鲁 上輔助外電極與焊墊融熔之焊接介面層，以利使用表面粘 著技術之積層式被動元件的製程加工。 请再參閱第7圖至第9圖’係為本發明之單一式、陣 列式與特殊端點的積層式被動元件之另一結構示意圖。該 絕緣結構及其製作方法如下： a) 形成一被動元件之本體11〇、210、310。 b) 將該本體110、210、310經包裹處理製程後，取出 後，再經過一烘乾溫度進行烘乾，使該本體110、210、310 馨 表面包裹一絕緣保護膜130、230、330。其中該絕緣材料 ； 為化學組成物，係選自下列之組群··鹼金族、鹼土族、矽 基（Si-base)、鉛基(Pb_base)、硼基(B-base)、鈦基（Ti-base)、 ‘ 辞基(Zn-base)、鋁基(Al-base)。 該包裹處理製程可為浸泡、鍍膜（蒸鍍、濺鍍）、印刷 等方式進行。經包裹處理製程後，取出後烘乾，烘乾溫度 從70°C至300°C，烘乾時間從1〇分鐘至2小時，形成厚 度為20nm至5mm之絕緣保護膜no、230、330。 c) 再沾塗形成複數個外電極12〇、220、320於該絕緣 1294755 保護膜130、230、330表面。其中該些外電極120、220、 320係選自銀(Ag)、銅（Cu)、鈀(Pd)、鉑（Pt)、金(Au)之金 屬材料其中之一，或前述金屬材料之合金其中之一。 d)最後經150°C至1000°C間之質變溫度約30分鐘至 2小時之處理，促使該些外電極120、220、320下方的絕 緣保護膜130、230、330性質轉成半導體/導體，使該些外 電極120、220、320與該本體11〇、210、310形成一電性 連接，其餘區域之絕緣保護膜13〇、230、330仍為絕緣體。 俾藉該層保護膜，本發明之本體110、21〇、31〇在進 行表面處理製程時將不受後續各製程的侵蝕，以利後續製 程的進行’在該些外電極12〇、220、320表面鍍上輔助外 電極與焊墊融熔之焊接介面層，以利使用表面粘著技術之 積層式被動元件的製程加工。 本發明之特徵在於積層式被動元件之絕緣保護膜結 構及其形成方法，係針對表面黏著型之積層式被動元件本 體絕緣保護處理技術，與其他習用技術方法相互比較時， 更具有下列之優點： 由於本發明之絕緣保護膜具有絕緣特性，經溫度處 理後，於電極端所在區域的絕緣保護膜13〇、23〇、33〇會 轉變成半導體/導體，而不需要額外使㈣離製程，且其它 區域的絕緣保護膜130、230、330在本體11〇、21〇、31〇 表面=呈現絕緣體。所以不需額外的製程去除電極端的絕 緣保=，如此可避免絕緣保護膜局部受 損，$夺可有效節省時間、成本與設備等。 11 1294755 2.本發明之積層式被動元件之絕緣保護膜結構130、 230、330及其形成方法，可延用原有設備生產，所以可達 到大量且自動化之作業方式’可有效提昇產出。 3·本發明之積層式被動元件之絕緣保護膜130、230、 330結構及其形成方法，可廣泛應用在積層式被動元件， 包括單一式積層式被動元件、陣列積層式被動元件與其他 特殊端點的積層式被動元件，不須因為被動元件樣態的不 同，而有特別的裝備或製程，對成本降低有很大的幫助。。 4·本發明之積層式被動元件之絕緣保護膜結構130、 230、330及其形成方法，可廣泛應用在不同尺寸的積層式 被動元件’如：長度1.0mm*寬度0.5mm，長度〇 5mm*寬 度0.25mm，或更小尺寸之被動元件。 惟上述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定 本發明實施之範圍。即凡依本發明申請專利範圍所做的均 等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。

12 1294755 【圖式簡單說明】 第1圖，為單一式積層式被動元件之示意圖。 第2圖，為陣列式積層式被動元件之示意圖。 第3圖，為特殊端點積層式被動元件之示意圖。 第4圖，為本發明之單一式積層式被動元件之結構示意圖。 第5圖，為本發明之陣列式積層式被動元件之結構示意圖。 第6圖，為本發明之特殊端點積層式被動元件之結構示意 圖。 第7圖，為單一式積層式被動元件之另一結構示意圖。 第8圖，為陣列式積層式被動元件之另一結示意圖。 第9圖，為特殊端點積層式被動元件之另一結示意圖。 【主要元件符號說明】 習知部分： 11、 21、31 :本體 12、 22、32 :外電極 本發明部分： 110、210、310 :本體 120、220、320 :外電極 120a、220a、320a :第一外電極 120b、220b、320b :第二外電極 130、230、330 :絕緣保護膜 13

Claims (1)

1294755 十、申請專利範圍： 1·一種積層式被動元件之絕緣結構，係針對表面粘著 技術之被動元件，其包括： 一被動元件之本體； 複數個第一外電極設置於該表面； 一絕緣保護膜包裹該本體表面； 再形成複數個第二外電極，該些第二外電極係隔著絕 緣保護膜位於該些第一外電極上方；之後 經一質變溫度，使第二外電極下方的絕緣保護膜性質 轉成半導體/導體，使第二外電極與第一外電極間電性連 接，其餘區域之絕緣保護膜仍為絕緣體。 2·如申請專利範圍第1項所述之絕緣結構，其中該些 第一、第二外電極係選自銀(Ag)、銅(Cu)、la(Pd)、始(pt)、 金(Au)之金屬材料及所述金屬材料之合金其中之一。 3·如申請專利範圍第1項所述之絕緣結構，其中該絕 緣保護膜厚度係為20nm至5mm。 4·如申§青專利範圍第1項所述之絕緣結構，其中該絕 緣保遵膜之絕緣材料係選自下列之組群··驗金族、驗土 族、矽基（Si-base)、鉛基（Pb_base)、硼基(B_base)、鈦基 (Ti-base)、鋅基(Zn_base)、鋁基(Al-base) 〇 5·如申請專利範圍第1項所述之絕緣結構，其中該質 變溫度係為150°C至l〇〇〇°C之間。 6· —種積層式被動元件之絕緣結構，係針對表面粘著 技術之被動元件，其包括： 1294755 一被動元件之本體； 一絕緣保護膜包裹該本體表面； 再形成複數個外電極於該絕緣保護膜上；之後 經一質變溫度，該些外電極下方的絕緣保護膜性質轉 成半導體/導體，使該些外電極與本體間電性連接，而其餘 區域之絕緣保護膜仍為絕緣體。 7·如申請專利範圍第6項所述之絕緣結構，其中該些 外電極係選自銀(Ag)、銅（Cu)、把(Pd)、鉑（Pt)、金(Au)之 金屬材料及所述金屬材料之合金其中之一。 8·如申請專利範圍第6項所述之絕緣結構，其中該絕 緣保護膜厚度係為20nm至5mm。 9·如申請專利範圍第6項所述之絕緣結構，其中該絕 緣保護膜之絕緣材料係選自下列之組群：鹼金族、鹼土 族、矽基（Si_base)、鉛基(Pb_base)、硼基（B_base)、鈦基 (Ti-base)、鋅基(zn_base)、銘基(Al-base)。 10·如申請專利範圍第6項所述之絕緣結構，其中該質 變溫度係為150°C至1000°c之間。 11·一種積層式被動元件之絕緣結構之製作方法，其 程依序如下： a) 形成一被動元件之本體； b) 形成複數個第一外電極設置於該本體表面； c) 將該本體經包裹處理製程，取出後經過一烘乾溫度 進行烘乾，使該本體表面包裹一絕緣保護膜； d) 形成複數個第二外電極，該些第二外電極係隔著絕 15