本發(fā)明涉及電子部件及其制造方法。

背景技術(shù)：

使用焊料將電子部件安裝在電路上。焊料需要平滑地鋪設(shè)在電子部件的端電極上。具有空隙的焊料層可不利地影響電子部件的電特性。

ep0720187公開了多層電容器，其具有端電極，所述端電極由包含銀顆粒的組合物、具有400-500℃的玻璃轉(zhuǎn)化點(diǎn)和400-550℃的玻璃軟化點(diǎn)的玻璃料、以及有機(jī)載體制成。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一個(gè)目的是提供具有很少空隙的待焊接電子部件。

本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種電子部件，其包括主體、在主體的至少一個(gè)側(cè)面上的端電極以及在所述端電極上的熱熔融聚合物層，其中所述熱熔融聚合物層包含金屬粉末、聚合物和蠟。

本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及制造電子部件的方法，該方法包括以下步驟：提供電子部件的主體，所述電子部件包括在主體的至少一個(gè)側(cè)面上形成的端電極；在端電極上施涂熱熔融聚合物漿料，其中所述熱熔融聚合物漿料包含金屬粉末、聚合物、蠟和溶劑；以及使所施涂的熱熔融聚合物干燥。

可由本發(fā)明提供具有很少空隙的焊接的電子部件。

附圖說明

圖1是電子部件的示意性剖面圖。

圖2是在焊接之前電子設(shè)備的示意性剖面圖。

圖3是在焊接之后電子部件的示意性剖面圖。

圖4是實(shí)施例中所用的電子部件的測試片的側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

電子部件和焊接電子部件的方法解釋如下。

電子部件

圖1中示出作為電容器的電子部件100。在一個(gè)實(shí)施方案中，電容器100包括主體101、在所述主體的兩個(gè)側(cè)面上的端電極104、和在端電極上的熱熔融聚合物層105。端電極104定義為與外部導(dǎo)電元件諸如電路電接合和物理接合的電極。在一個(gè)實(shí)施方案中，電容器的主體101為層合體，其包括絕緣陶瓷層102和內(nèi)部電極103。

在一個(gè)實(shí)施方案中，端電極104可以為焙燒型電極或固化型電極。在一個(gè)實(shí)施方案中，可通過如下方式形成焙燒型電極：施涂通常包含導(dǎo)電粉末、玻璃料和有機(jī)載體的導(dǎo)電漿料；以及焙燒導(dǎo)電漿料。在一個(gè)實(shí)施方案中，焙燒溫度為400至1000℃。

在一個(gè)實(shí)施方案中，可通過如下方式形成固化型電極：施涂通常包含導(dǎo)電粉末和熱固性聚合物的可熱固化導(dǎo)電漿料；以及使所述可熱固化導(dǎo)電漿料固化。在一個(gè)實(shí)施方案中，固化溫度為120至390℃。在另一個(gè)實(shí)施方案中，導(dǎo)電粉末可選自銀、金、鉑、銅、鎳以及它們的混合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，端電極104為5至100μm厚。

在端電極104上形成熱熔融聚合物層105。熱熔聚合物層105在回流溫度下熔融?；亓魇呛附与娮硬考碗娐返募訜徇^程。在一個(gè)實(shí)施方案中，熱熔融聚合物層105為1至30μm厚，在另一個(gè)實(shí)施方案中，為3至25μm厚，并且在另一個(gè)實(shí)施方案中，為5至15μm厚。

熱熔融聚合物層105包含金屬粉末、聚合物和蠟。在一個(gè)實(shí)施方案中，熱熔融聚合物層105不包含玻璃料。在另一個(gè)實(shí)施方案中，熱熔融聚合物層105不包含交聯(lián)劑。

制造電子部件的方法包括以下步驟：提供電子部件，所述電子部件包括主體和在主體的至少一個(gè)側(cè)面上的端電極，在端電極上施涂熱熔融聚合物漿料，以及使所施涂的熱熔融聚合物漿料干燥。在一個(gè)實(shí)施方案中，可通過例如浸漬、絲網(wǎng)印刷和轉(zhuǎn)印將熱熔融聚合物層105施涂到端電極104上。然后，使所施涂的熱熔融聚合物漿料干燥以移除溶劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，干燥溫度可以為50至200℃，在另一個(gè)實(shí)施方案中，為60至180℃，在另一個(gè)實(shí)施方案中，為90至160℃。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，熱熔融聚合物層105可在端電極104上部分形成。熱熔融聚合物層105可以在焊膏安裝于其上時(shí)，在至少與焊膏接觸的區(qū)域處在端電極上形成。在另一個(gè)實(shí)施方案中，端電極104的表面的至少70％可覆蓋有熱熔融聚合物層105。在另一個(gè)實(shí)施方案中，熱熔融聚合物層105可在端電極104的整個(gè)表面上形成。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，端電極可以僅為主體的一個(gè)側(cè)面。在另一個(gè)實(shí)施方案中，電子部件可包括主體，僅在所述主體的一個(gè)側(cè)面上的端電極、和在端電極上的熱熔融聚合物層。在另一個(gè)實(shí)施方案中，端電極可在主體101的底部表面上形成。在另一個(gè)實(shí)施方案中，主體的底部表面為面向電路的側(cè)面。

在一個(gè)實(shí)施方案中，電子部件100安裝在電路板上，如圖2所示。在一個(gè)實(shí)施方案中，電路板包括基板201和基板的表面上的電路202。在一個(gè)實(shí)施方案中，基板201可以為剛性或柔性的。在另一個(gè)實(shí)施方案中，基板201可以為紙酚醛基板、紙環(huán)氧基板、玻璃環(huán)氧基板、陶瓷基板、低溫共燒陶瓷(ltcc)基板、聚合物膜、玻璃基板、陶瓷基板或它們的組合。在一個(gè)實(shí)施方案中，電路202可由板狀金屬、金屬箔或厚膜導(dǎo)電漿料制成。

在一個(gè)實(shí)施方案中，將焊膏203施涂于電路202上。在一個(gè)實(shí)施方案中，焊膏203包括焊料粉末和助焊劑。焊料粉末為包含具有低熔點(diǎn)的金屬的金屬合金。在一個(gè)實(shí)施方案中，焊膏203包括選自下列的焊料粉末：sn/pb、sn/pb/bi、sn/sb、sn/cu、sn/ag/cu、sn/zn/bi、sn/zn/al、sn/ag/in/bi和sn/ag/cu/ni以及它們的混合物。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，焊膏203是無鉛的。無鉛焊料是環(huán)境友好的，然而與含鉛焊料相比，常常導(dǎo)致較少的可焊性。本發(fā)明的電子部件即使在使用無鉛焊膏時(shí)也可具有足夠的可焊性。

焊膏可在市場中購得，例如，得自senjumetalindustryco.,ltd.的eco得自ishikawametalco.,ltd.的得自matsuohandaco.,ltd.的fine

在一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)熱熔融聚合物層105到達(dá)其上時(shí)，將電子部件100安裝到焊膏203上，如圖2所示。

然后加熱組件，所謂的“回流”，其中焊料通過加熱熔融以將電子部件100和電路202電連接和物理連接。加熱可通過使組件通過回流爐或在紅外燈下或通過利用熱空氣筆焊接單個(gè)接頭來實(shí)現(xiàn)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，回流溫度可以為100至350℃，在另一個(gè)實(shí)施方案中，150至310℃，在另一個(gè)實(shí)施方案中，200至290℃。在一個(gè)實(shí)施方案中，回流時(shí)間為為1至60秒，在另一個(gè)實(shí)施方案中，4至30秒，并且在另一個(gè)實(shí)施方案中，6至20秒。加熱溫度和時(shí)間可考慮它們的組合調(diào)節(jié)，諸如在低溫下長時(shí)間加熱，以及在高溫下短時(shí)間加熱。

在回流期間，在熱熔融聚合物層融化時(shí)，焊膏203熔融以在端電極104上向上鋪展，如圖3所示。熱熔融聚合物層105中的金屬粉末可與熔融焊料203熔融成合金。當(dāng)熔融焊料由于其較高的比重鋪展在端電極上時(shí)，熱熔融聚合物層中的聚合物可移開。在一個(gè)實(shí)施方案中，焊料的比重為7至10g/cm³。在一個(gè)實(shí)施方案中，聚合物的比重為0.8至2.0。

在一個(gè)實(shí)施方案中，電子部件100可選自電阻器、電容器、電感器和半導(dǎo)體芯片。

用于形成熱熔融聚合物層的熱熔融聚合物漿料在下文中解釋。熱熔融聚合物漿料包含金屬粉末、聚合物、蠟和溶劑。

金屬粉末

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述金屬粉末可選自：銀、銅、金、鈀、鉑、銠、鎳、鋁、鎵、銦、錫、鋅、鉍以及它們的混合物。在另一個(gè)實(shí)施方案中，金屬粉末可選自銀、鎳、錫、鋅、鉍以及它們的混合物。在另一個(gè)實(shí)施方案中，金屬粉末可以為銀。

在一個(gè)實(shí)施方案中，金屬粉末的形狀可以為薄片狀、球狀、節(jié)結(jié)狀或它們的混合物。在另一個(gè)實(shí)施方案中，金屬粉末的形狀可以為薄片狀。在另一個(gè)實(shí)施方案中，金屬粉末的形狀可以為球形。

在一個(gè)實(shí)施方案中，金屬粉末的粒徑(d50)可以為0.5至20μm，在另一個(gè)實(shí)施方案中為0.7至15μm，在另一個(gè)實(shí)施方案中為0.9至10μm，在另一個(gè)實(shí)施方案中為1至5μm，在另一個(gè)實(shí)施方案中為0.5至2μm，在另一個(gè)實(shí)施方案中為3至5μm。具有此類粒度的金屬粉末可在有機(jī)載體中分散良好。通過采用激光衍射散射法使用microtrac型號x-100測量粉末直徑分布來獲得粒徑(d50)。

聚合物

熱熔融聚合物層包含聚合物。金屬粉末分散于聚合物中。聚合物在25℃下可溶于用于熱熔融聚合物漿料的有機(jī)溶劑中。

在一個(gè)實(shí)施方案中，聚合物的玻璃轉(zhuǎn)化點(diǎn)(tg)為-25至180℃，在另一個(gè)實(shí)施方案中，為10至168℃，在另一個(gè)實(shí)施方案中，為120至180℃，在另一個(gè)實(shí)施方案中，為10至50℃。聚合物在其玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)下開始使剛性結(jié)晶和彈性非晶態(tài)區(qū)交替。

在一個(gè)實(shí)施方案中，聚合物的分子量(mw)為500至300,000，在另一個(gè)實(shí)施方案中為10,000至260,000，在另一個(gè)實(shí)施方案中為13,000至230,000，在另一個(gè)實(shí)施方案中，為50,000至200,000，并且在另一個(gè)實(shí)施方案中為100,000至190,000。

在一個(gè)實(shí)施方案中，聚合物可選自：乙基纖維素、聚乙烯醇縮丁醛樹脂、苯氧基樹脂、羥丙基纖維素樹脂、聚酯樹脂、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸類樹脂、蜜胺樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚酰胺樹脂、聚苯乙烯樹脂、縮丁醛樹脂、聚乙烯醇、聚氨酯樹脂、硅樹脂以及它們的混合物。在另一個(gè)實(shí)施方案中，聚合物可選自：乙基纖維素、聚乙烯醇縮丁醛樹脂、苯氧基樹脂、聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂以及它們的混合物。在另一個(gè)實(shí)施方案中，聚合物包含乙基纖維素。在另一個(gè)實(shí)施方案中，熱熔融聚合物漿料不包含熱固性聚合物。

在一個(gè)實(shí)施方案中，聚合物為熱塑性的。

相對于100重量份的金屬粉末，在另一個(gè)實(shí)施方案中，聚合物為0.5至20重量份，在另一個(gè)實(shí)施方案中，為1至15重量份，在另一個(gè)實(shí)施方案中，為1.5至10重量份，在另一個(gè)實(shí)施方案中，為2至7重量份。

蠟

蠟為在20℃下可延展的并且在30和300℃之間轉(zhuǎn)換成液體的一類脂質(zhì)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，蠟的熔點(diǎn)為30至300℃。在另一個(gè)實(shí)施方案中，所述蠟選自：植物蠟、動(dòng)物蠟、礦物蠟、石油蠟、合成蠟以及它們的混合物。

植物蠟選自：楊梅蠟、小燭樹蠟、加諾巴蠟、蓖麻油、西班牙草蠟、霍霍巴油、小冠椰子蠟、米糠蠟、大豆蠟、牛脂樹蠟以及它們的混合物。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，動(dòng)物蠟選自：蜂蠟、羊毛蠟、蟲膠蠟、鯨蠟、以及它們的混合物。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，礦物蠟選自：礦蠟、蒙旦蠟、蒙旦-酯蠟、石蠟、微晶蠟、石蠟、泥煤蠟、以及它們的混合物。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，石油蠟選自：石蠟、微晶蠟、凡士林蠟以及它們的混合物。

合成蠟選自：費(fèi)托蠟、聚乙烯蠟，聚烯烴蠟、聚丙烯蠟、酰胺蠟、氫化油、脂肪酸蠟、脂肪酸酯蠟以及它們的混合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，脂肪酸蠟為硬脂酸。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，所述蠟選自：楊梅蠟、小燭樹蠟、加諾巴蠟、蓖麻油、西班牙草蠟、霍霍巴油蠟、小冠椰子蠟、米糠蠟、大豆蠟、牛脂樹蠟、蜂蠟、羊毛蠟、蟲膠蠟、鯨蠟、礦蠟、蒙旦蠟、蒙旦-酯蠟、石蠟、微晶蠟、地蠟、泥煤蠟、石蠟、微晶蠟、凡士林蠟、費(fèi)托蠟、聚乙烯蠟、聚烯烴蠟、聚丙烯蠟、酰胺蠟、脂肪酸蠟、脂肪酸酯蠟以及它們的混合物。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，蠟選自：蓖麻油、蒙旦蠟、蒙旦-酯蠟、聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、酰胺蠟、脂肪酸蠟以及它們的混合物。

在一個(gè)實(shí)施方案中，蠟為0.1至50重量份，在另一個(gè)實(shí)施方案中，1至38重量份，在另一個(gè)實(shí)施方案中，2至15重量份。

溶劑

溶劑可用于溶解聚合物。在熱熔融聚合物漿料鋪展在端電極上期間，溶劑蒸發(fā)。

相對于100重量份的金屬粉末，在一個(gè)實(shí)施方案中，溶劑為2至60重量份，在另一個(gè)實(shí)施方案中，為9至50重量份，在另一個(gè)實(shí)施方案中，為15至40重量份。

在一個(gè)實(shí)施方案中，溶劑的沸點(diǎn)可以為120至350℃，在另一個(gè)實(shí)施方案中，為160至320℃，在另一個(gè)實(shí)施方案中，為200至290℃。

在一個(gè)實(shí)施方案中，溶劑可以為有機(jī)溶劑。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，溶劑可選自：松油醇、1-苯氧基-2-丙醇、松油醇、乙酸卡必醇酯、乙二醇、丁基卡必醇、二丁基卡必醇、乙酸二丁酯丙二醇苯基醚、乙二醇單丁基醚以及它們的混合物。

溶劑可用于將熱熔融聚合物漿料的粘度調(diào)節(jié)成優(yōu)選用于施涂于基板上。在一個(gè)實(shí)施方案中，通過使用具有#14轉(zhuǎn)子的brookfieldhbt以10rpm的轉(zhuǎn)速測得聚合物漿料的粘度為10至300pa·s。在浸漬的情況下，導(dǎo)電漿料的粘度可為10至120pa·s。

添加劑

可基于漿料所期望的特性，將添加劑諸如表面活性劑、分散劑、穩(wěn)定劑和增塑劑加入聚合物漿料中。

實(shí)施例

本發(fā)明通過下列實(shí)施例來說明，但不限于下列實(shí)施例。

如下制備熱熔融聚合物漿料。

通過在攪拌器中，之后在三輥磨中充分混合直至金屬粉末充分分散，將球形銀粉分散于乙基纖維素(mw：約180,000，tg：130℃，std-100，dowchemicalcompany)、溶劑、和聚丙烯蠟(970,byk-chemiejapan)的混合物中。聚丙烯蠟為合成蠟。溶劑為texanol和1-苯氧基-2-丙醇的混合物。通過添加溶劑將漿料粘度調(diào)節(jié)至通過具有#14轉(zhuǎn)子的brookfieldhbt以50rpm的轉(zhuǎn)速測得的約30pa·s。銀粉的粒徑(d50)為1.3μm。每種材料的量示于表1中。

將如上制備的熱熔融聚合物層絲網(wǎng)印刷到在陶瓷基板401上形成的固化型電極402上，如圖4所示。通過將可熱固化導(dǎo)電漿料絲網(wǎng)印刷到陶瓷基板401上，之后在170℃下加熱30分鐘，預(yù)先制備固化型電極402。固化型電極由91重量％的銅粉和9重量％的酚醛樹脂組成。固化型電極402為12mm寬，25mm長，22μm厚的方形。印刷的熱熔融聚合物漿料403在120℃下加熱30分鐘，從而使?jié){料中的溶劑蒸發(fā)。熱熔融聚合物層403為12mm寬，25mm長和15μm厚的方形。

將無鉛漿料404(sn/ag/cu＝96.5/3/0.5，m705，senjumetalindustryco.,ltd.)絲網(wǎng)印刷到熱熔融聚合物層403上。焊膏404的圖案是6mm直徑和200μm厚的圓。

將具有電極、熱熔融漿料和焊膏層的陶瓷基板置于熱板上以在240℃下回流30秒。在回流期間，焊膏熔融以鋪展在電極上。

在冷卻至室溫之后，目視計(jì)數(shù)在1mm²的單位面積下在焊料層中出現(xiàn)的空隙數(shù)。

與比較例(com.ex.)1相比，如實(shí)施例(ex.)1至6所示，當(dāng)熱熔融漿料包含蠟時(shí)，空隙減少。在所有實(shí)施例和比較例中均觀察到在鋪展情況下的足夠的可焊性。

表1(重量份)

接著，檢查各種蠟。以與上文實(shí)施例1相同的方式，形成具有電極、熱熔融漿料和焊膏層的陶瓷基板，不同的是使用如表2所示的不同種蠟。酰胺蠟、聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、和脂肪酸蠟是合成蠟。蓖麻油是植物蠟。蒙旦蠟和蒙旦-酯蠟是礦物蠟。

與實(shí)施例1一樣，對焊料層上的空隙進(jìn)行計(jì)數(shù)。在任何類型的蠟的情況下，出現(xiàn)的空隙較少，如實(shí)施例7至13中所示。

表2(重量份)

1)994，byk-chemiejapank.k.

2)308，kusumotokaseico.ltd.

3)lp，clariantltd.

4)e，clariantltd.

5)r21，clariantltd.

6)硬脂酸，wakopurechemicalindustriesltd.

7)970，byk-chemiejapank.k.

接著，檢查各種聚合物。以與上文實(shí)施例1相同的方式，形成具有電極、熱熔融漿料和焊膏層的陶瓷基板，不同的是使用如表3所示的不同種聚合物。與實(shí)施例1一樣，對空隙進(jìn)行計(jì)數(shù)。在所有類型的聚合物的情況下，出現(xiàn)的空隙小于六個(gè)，如實(shí)施例14至16中所示。

表3(重量份)

8)s-lecbh-s，sekisuichemicalco.,ltd.，mw：66,000，tg：64℃

9)pkhh，inchemcorporation，mw：52,000，tg：92℃

10)tp249，nipponsyntheticchemicalindustryco.,ltd.，mw：16,000，tg：36℃