电子部件及电子部件与接合对象物的接合结构体的形成方法技术

本发明专利技术提供进行焊接安装时的焊接部的耐热性优异且外部电极的焊料润湿性良好、能够进行可靠性高的安装的电子部件，以及接合可靠性优异、耐热性高的接合结构体的形成方法。在具有电子部件主体(陶瓷层叠体)1和形成在其表面的外部电极5的电子部件A1中，外部电极具有选自Cu-Ni合金层及Cu-Mn合金层中的至少一种10和形成在合金层外侧的抗氧化膜20。抗氧化膜具有含有Sn的含Sn膜。抗氧化膜具有由贵金属构成的贵金属膜。抗氧化膜具有由有机物构成的有机物膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电子部件及电子部件与接合对象物的接合结构体的形成方法
本专利技术涉及电子部件以及电子部件与接合对象物的接合结构体的形成方法，更详细地，涉及即使在高温下也能高度确保外部电极与接合对象物的接合可靠性的电子部件，以及即使在高温下接合可靠性仍高的电子部件与接合对象物的接合结构体的形成方法。
技术介绍
芯片电容器、芯片电感器等表面安装型电子部件通常通过将形成在电子部件主体上的外部电极焊接在例如设置在基板上的安装用电极等上进行安装。然而，作为配设在这类电子部件上的外部电极，有人提出这样一种外部电极：该外部电极具有与由陶瓷烧结体构成的裸芯片的表面相接的内层和在内层上层叠形成的外层的二层结构，通过对含有金属粉末和玻璃粉的导电膏进行烘烤而形成，形成上述内层和外层的导电膏的金属粉末含有Ag：80～95重量％和Pd：5～20重量％，玻璃粉以PbO：0～40重量％、B2O3：35～65重量％和ZnO：20～55重量％为主要成分，且相对于金属粉末，含该玻璃粉2～6重量％，内层和外层由同一组成的导电膏形成(可参见专利文献1)。关于在芯片型电子部件中成为问题的焊接性，该专利文献1中的外部电极意图通过优化外部电极的结构、电极形成用导电膏的组成(金属粉末、玻璃)来抑制玻璃向外部电极表面游离，改善焊接性。然而，对于该专利文献1的外部电极，例如在使用以Sn为主要成分、含有Ag3重量％、Cu0.5重量％这样的通常的无Pb焊料进行安装的情况下，在之后多次反复实施的回流焊时以及芯片型电子部件作为车载用电子部件在高温环境下使用时，存在电子部件脱落(即出现焊接部高温强度不良)的问题。专利文献：专利文献1：日本特开平6-36969号公报
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而作出的，旨在提供进行焊接安装时的焊接部的耐热性优异且到安装之间的阶段不易发生由外部电极被氧化而引起的焊料润湿性降低、能够进行可靠性高的电子部件，以及即使在高温下接合可靠性仍优异、耐热性高的接合结构体的形成方法。为了解决上述问题，本专利技术的电子部件具有电子部件主体和形成在所述电子部件主体表面上的外部电极，其特征在于，所述外部电极具有选自Cu-Ni合金层及Cu-Mn合金层中的至少一种和形成在所述合金层外侧的抗氧化膜。在本专利技术中，形成在电子部件主体的表面上的外部电极例如包括芯片电容器、芯片电感器等表面安装型电子部件的外部电极、形成在印刷基板、多层基板表面上的表面电极等。此外，在本专利技术中，上述合金层可以是利用厚膜形成法形成的层，还可以是利用镀敷、蒸镀等薄膜形成方法形成的层。此外，在本专利技术中，合金层的下层侧还可具有Cu厚膜电极层等其他电极层。在本专利技术中，上述抗氧化膜优选具有含有Sn的含Sn膜。具有含Sn膜时，在焊接工序中，含Sn膜被焊料润湿，从而能抑制安装时的焊接不良。此外，上述抗氧化膜优选具有由贵金属构成的贵金属膜。抗氧化膜具有贵金属膜时，能使合金层与Sn(例如，接合材料、接合对象物中所含的Sn，在外部电极中含有Sn情况下为该Sn)的反应延迟至贵金属膜被侵蚀，从而能调控合金层与锡反应、生成金属间化合物的时机，更切实地进行安装时的焊接。此外，上述抗氧化膜优选具有由有机物构成的有机物膜。抗氧化膜为有机薄膜时，外部电极(合金层)、接合材料中不会发生组成变动，因而能防止电子部件、接合部的机械强度、热性能变动。此外，上述合金层优选为以3～30重量％的比例含有Ni的Cu-Ni合金层和以3～30重量％的比例含有Mn的Cu-Mn合金层中的任一种。满足上述必要条件，就能够实现构成外部电极合金层的金属材料与Sn的快速扩散作用。此外，上述合金层更优选以5～20重量％的比例含有Ni的Cu-Ni合金层和以5～20重量％的比例含有Mn的Cu-Mn合金层中的任一种。满足上述必要条件，就能够更有效地实现构成外部电极合金层的金属材料与Sn的快速扩散作用。此外，优选上述电子部件主体为具有多个陶瓷层和在所述陶瓷层之间以一部分被导出到端面的方式配设的内部电极层的陶瓷层叠体，上述外部电极配设在上述内部电极层所导出的端面上，与上述内部电极层导通。通常，层叠陶瓷电子部件具有上述那样的构成，本专利技术能良好地用于那样的层叠陶瓷电子部件。本专利技术的接合结构体的形成方法是具有形成在电子部件主体表面上的外部电极与接合对象物接合而成的结构的接合结构体的形成方法，其特征在于，包括：准备电子部件的工序，所述电子部件主体的表面上形成有具有选自Cu-Ni合金层及Cu-Mn合金层中的至少一种和形成在所述合金层外侧的抗氧化膜的外部电极，准备含Sn接合材料的工序，准备接合对象物的工序，所述接合对象物是与所述外部电极接合的对象，热处理工序，在该热处理工序中，在使所述接合材料存在于所述外部电极和所述接合对象物之间的状态下进行热处理；在所述热处理工序中，使所述外部电极所具有的合金层与所述接合材料中所含的Sn反应，生成金属间化合物。此外，本专利技术的另一接合结构体的形成方法是具有形成在电子部件主体表面上的外部电极与接合对象物接合而成的结构的接合结构体的形成方法，其特征在于，包括：准备电子部件的工序，所述电子部件主体的表面上形成有具有选自Cu-Ni合金层及Cu-Mn合金层中的至少一种和形成在所述合金层外侧、含有Sn的抗氧化膜的外部电极，准备接合对象物的工序，所述接合对象物是与所述外部电极接合的对象，热处理工序，在该热处理工序中，在所述外部电极和所述接合对象物接触的状态下进行热处理；在所述热处理工序中，使所述外部电极所具有的合金层与所述外部电极所具有的所述抗氧化膜中所含的Sn反应，生成金属间化合物。在本专利技术的接合结构体的形成方法中，形成在电子部件主体表面上的外部电极也包括例如芯片电容器、芯片电感器等表面安装型电子部件的外部电极、形成在印刷基板、多层基板等表面上的表面电极等。此外，在本专利技术的接合结构体的形成方法中，接合对象物包括与上述外部电极连接的金属端子、金属配线或其他电子部件的端子电极(外部电极)。在本专利技术的电子部件中，形成在电子部件主体表面上的外部电极具有选自Cu-Ni合金层及Cu-Mn合金层中的至少一种和形成在所述合金层外侧的抗氧化膜，从而能防止外部电极的表面被氧化，抑制安装时的焊接不良的发生。即，在外部电极的最外层为选自Cu-Ni合金层和Cu-Mn合金层中的至少一种的情况下，会有合金层被氧化、无法充分得到焊料润湿性的情况，但在本专利技术中，由于在合金层的外侧形成有抗氧化膜，因而能防止由合金层被氧化引起的焊料润湿性降低，确保良好的焊接性。此外，在本专利技术的电子部件中，抗氧化层具有含Sn层时，在与接合对象物接合时的回流焊热处理过程中，发生Cu-Ni合金和/或Cu-Mn合金与Sn的快速扩散，Sn基本上被驱除，因而，在电子部件和接合对象物(例如基板的安装用电极)的接合部上生成熔点在400℃以上的金属间化合物。其结果，在安装电子部件后的阶段，在实施多次回流焊的情况下，以及在安装的电子部件(例如车载用电子部件)在高温环境下使用等情况下，均能得到不会引起电子部件脱落、高温强度高的接合部(焊接接合部)。另外，上述Cu-Ni合金和/或Cu-Mn合金与Sn的快速扩散通过金属间化合物在因热处理工序而熔融的Sn中边剥离、分散边反复反应而产生。此外，通过上述快速扩散，Sn快速成为熔点400℃以上本文档来自技高网...

【技术保护点】
电子部件，其具有电子部件主体和形成在所述电子部件主体表面的外部电极，其中，所述外部电极具有选自Cu‑Ni合金层及Cu‑Mn合金层中的至少一种和形成在所述合金层外侧的抗氧化膜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.05 JP 2012-0480281.电子部件，其具有电子部件主体和形成在所述电子部件主体表面的外部电极，其中，所述外部电极具有选自Cu-Ni合金层及Cu-Mn合金层中的至少一种和形成在所述合金层外侧的抗氧化膜，所述抗氧化膜具有下层镀层和上层镀层，所述下层镀层是Sn镀层，所述上层镀层是Au镀层，并且，所述合金层为以5～20重量％的比例含有Ni的Cu-Ni合金层和以5～20重量％的比例含有Mn的Cu-Mn合金层中的任一种。2.根据权利要求1所述的电子部件，其特征在于，所述电子部件主体为具有多个陶瓷层和在所述陶瓷层之间以一部分被导出到端面的方式配设的内部电极层的陶瓷层叠体，所述外部电极配置在所述内部电极层所导出的端面上，与所述内部电极层导通。3.接合结构体的形成方法，是具有形成在电子部件主体表面的外部电极与接合对象物接合而成的结构的接合结构体的形成方法，该方法具有：准备电子部件的工序，所述电子部件主体的表面上形成有外部电极，所述外部电极具有选自Cu-Ni合金层和Cu-Mn合金层中的至少一种以及形成在所述合金层外侧的抗氧化膜，所述抗氧化膜具有下层镀层和上层镀层，所述下层镀层是Sn镀层，所述上层镀层是Au镀层，并且，所述合金层为以5～20重量％的比例含有Ni的Cu-...

【专利技术属性】
技术研发人员：高冈英清，中野公介，太田裕，川崎健一，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP