安裝有端子板的電子元器件的制造方法及安裝有端子板的電子元器件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種在將端子板焊接在電子芯片元件的端子電極的情況下，能提高生產(chǎn)效率及接合可靠性，并能減輕電子元器件損害的方法。所述方法是安裝有端子板的電子元器件的制造方法，在該制造方法中，將由金屬板構(gòu)成的端子板通過(guò)焊料與形成在電子芯片元件的相對(duì)的兩個(gè)端面上的端子電極相接合。將膏狀焊料涂布在端子電極的外側(cè)面，將電子元器件插入端子板之間，利用一對(duì)發(fā)熱體將端子板朝端子電極推壓，從而將端子板與端子電極熱壓接，獲得預(yù)固定了端子板的電子元器件。通過(guò)在加熱爐中對(duì)預(yù)固定了端子板的電子元器件進(jìn)行加熱，使膏狀焊料熔融來(lái)進(jìn)行正式接合，從而獲得安裝有端子板的電子元器件安裝有端子板的電子元器件。
【專利說(shuō)明】安裝有端子板的電子元器件的制造方法及安裝有端子板的 電子元器件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及將端子板與電子芯片元件相接合的接合方法，尤其涉及將端子板焊接 在電子元器件的端子電極上的方法的改良。

【背景技術(shù)】
[0002] 例如，在將陶瓷電容器這樣的電子芯片元件安裝在布線基板上的情況下，一般采 用將電子元器件的端子電極直接焊接在布線基板的連接盤上的表面安裝方式。然而，可能 發(fā)生以下問(wèn)題，即，因布線基板與電子元器件的熱膨脹系數(shù)的差異而產(chǎn)生的應(yīng)力、或因布線 基板的彎曲而產(chǎn)生的應(yīng)力等可能使得電子元器件內(nèi)產(chǎn)生裂縫，或端子電極從端子元器件主 體剝離。
[0003] 為了解決這樣的問(wèn)題，采用以下的方法：將由具有彈性的金屬板構(gòu)成的端子板從 兩側(cè)以相對(duì)的狀態(tài)與電子元器件的端子電極相接合，并將端子板安裝在布線基板上，從而 緩解對(duì)電子元器件的應(yīng)力。
[0004] 作為將上述端子板與端子電極相接合的方法，提出有以下等方案：將端子板焊接 在端子電極上的方法（例如，專利文獻(xiàn)1);準(zhǔn)備將多塊端子板相連結(jié)而成的引線框架，在將 電子元器件保持在上述端子板之間的狀態(tài)下通過(guò)回流爐中來(lái)進(jìn)行焊接的方法（專利文獻(xiàn) 2);以及在使端子電極與端子板相接觸的狀態(tài)下通過(guò)加熱、通電來(lái)使端子電極與端子板直 接擴(kuò)散接合的方法（專利文獻(xiàn)3)。 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利特開(kāi)2002-280274號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2 :日本專利特開(kāi)2008-205455號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)3 :日本專利特開(kāi)2010-016326號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】
發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0006] 專利文獻(xiàn)1 一邊利用一對(duì)推壓構(gòu)件將端子板朝電子元器件的端子電極推壓，一邊 使焊料熔融來(lái)進(jìn)行焊接。在此情況下，端子板與端子電極在被推壓的狀態(tài)下進(jìn)行焊接，因 此，能獲得良好的接合強(qiáng)度。然而，如果要將端子板與多個(gè)電子元器件相接合，則必須在利 用一對(duì)推壓構(gòu)件將端子板相對(duì)于各個(gè)電子元器件進(jìn)行推壓的狀態(tài)下插入加熱爐內(nèi)。因此， 需要在加熱爐內(nèi)預(yù)先將電子元器件與端子板進(jìn)行推壓并保持的設(shè)備，導(dǎo)致成本上升，并使 生產(chǎn)效率變差。此外，還存在包含推壓構(gòu)件的熱容量增大，熱量損耗增大這樣的問(wèn)題。
[0007] 專利文獻(xiàn)2中，在引線框架上以連結(jié)狀態(tài)形成多塊端子板，通過(guò)焊料將電子元器 件保持在各端子板之間，并將其插入加熱爐內(nèi)來(lái)將端子板與電子元器件進(jìn)行焊接，之后，從 端子板切除引線框架。在此情況下，無(wú)需利用推壓構(gòu)件來(lái)推壓各個(gè)電子元器件，因此，與專 利文獻(xiàn)1相比，能降低設(shè)備成本。然而，由于在僅利用引線框架的彈簧彈性來(lái)保持電子元器 件的狀態(tài)下進(jìn)行焊接，因此，無(wú)法將端子板與端子電極較強(qiáng)地壓接，可能無(wú)法獲得可靠性較 高的焊接狀態(tài)。而且，必須準(zhǔn)備形成多塊端子板的引線框架，加工成本上升，并且焊接后的 引線框架被切除而無(wú)法再次使用，因此浪費(fèi)較多。
[0008] 專利文獻(xiàn)3是使端子電極與端子板擴(kuò)散接合而不使用焊料的方法，能消除焊接帶 來(lái)的問(wèn)題。然而，為了獲得具有所希望的固接強(qiáng)度的擴(kuò)散接合，需要使通電時(shí)間為300? 1000msec、施加壓力為30?50N、接合部的最高溫度為700?900°C左右（段落0047)。若以 這樣的高溫、高壓進(jìn)行壓接，則會(huì)增大對(duì)電子元器件的損害，在陶瓷電子元器件的情況下， 存在裂縫等的發(fā)生率增大這樣的問(wèn)題。此外，如果要在抑制對(duì)電子元器件的損害的同時(shí)、使 端子板中的金屬在端子電極中充分地?cái)U(kuò)散，則需要1秒以上的較長(zhǎng)的接合時(shí)間，生產(chǎn)效率 可能下降。
[0009] 因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能解決上述各種接合方法中的問(wèn)題的安裝有端 子板的電子元器件的制造方法及安裝有端子板的電子元器件。 解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案
[0010] 本發(fā)明為了消除現(xiàn)有的接合方法中的問(wèn)題，通過(guò)使用以下兩階段的接合步驟能提 高生產(chǎn)效率及接合可靠性，減輕對(duì)電子元器件的損害，所述接合步驟為：由使用發(fā)熱體的熱 壓接進(jìn)行的預(yù)固定；以及由使用加熱爐的焊料熔融進(jìn)行的正式接合。
[0011] 即，安裝有端子板的電子元器件的制造方法包含：第1工序，在該第1工序中，準(zhǔn)備 在相對(duì)的兩個(gè)端面上形成有端子電極的電子芯片元件；第2工序，在該第2工序中，準(zhǔn)備由 金屬板構(gòu)成的一對(duì)端子板；第3工序，在該第3工序中，將膏狀焊料涂布在所述端子電極的 外側(cè)面或所述端子板的內(nèi)側(cè)面；第4工序，在該第4工序中，將所述電子芯片元件插入所述 端子板之間，利用一對(duì)發(fā)熱體將所述端子板朝所述端子電極推壓，從而使所述端子板與所 述端子電極熱壓接，來(lái)獲得預(yù)固定了所述端子板的電子元器件；以及第5工序，在該第5工 序中，通過(guò)在加熱爐中對(duì)預(yù)固定了所述端子板的電子元器件進(jìn)行加熱，使所述膏狀焊料熔 融來(lái)進(jìn)行正式接合，從而獲得安裝有端子板的電子元器件。
[0012] 首先，最初，準(zhǔn)備電子芯片元件和一對(duì)端子板。接下來(lái)，將膏狀焊料（或焊料糊料） 涂布到端子電極的外側(cè)面或端子板的內(nèi)側(cè)面的中的一個(gè)或兩個(gè)均涂布。對(duì)于涂布操作，既 可以如公知的那樣使用分配器，也可以使用其它方法。膏狀焊料的大部分在預(yù)固定時(shí)被推 向熱壓接部的周圍，因此，與通常的焊接相比，焊料涂布量少量即可。接下來(lái)，將電子元器件 插入到一對(duì)端子板之間。此時(shí)，也可以預(yù)先在端子電極與端子板之間空開(kāi)規(guī)定的間隙，以使 涂布在端子電極的外側(cè)面或端子板的內(nèi)側(cè)面上的膏狀焊料不被刮去。接下來(lái)，利用一對(duì)發(fā) 熱體將端子板朝端子電極推壓，從而使端子板與端子電極熱壓接。
[0013] 本發(fā)明中所說(shuō)的熱壓接是指通過(guò)使構(gòu)成端子板的金屬（例如，包含金屬母材和形 成在其表面上的鍍膜）在構(gòu)成端子電極的金屬（例如，包含燒結(jié)金屬和形成在其表面上的 鍍膜）中擴(kuò)散來(lái)使兩個(gè)金屬表面金屬性地相接合。另外，熱壓接無(wú)需是端子板與端子電極 的整個(gè)相對(duì)面，也可以僅是一部分相對(duì)面。通過(guò)熱壓接，夾設(shè)在電子元器件與端子板之間的 膏狀焊料被推向外側(cè)，從而將電子元器件與端子板預(yù)固定。此時(shí)，一部分膏狀焊料可能發(fā)生 熔融，但是熱壓接在短時(shí)間內(nèi)完成，因此，不會(huì)整體發(fā)生熔融。
[0014] 本發(fā)明中的預(yù)固定是利用一對(duì)發(fā)熱體將端子板朝端子電極推壓來(lái)將端子板與端 子電極進(jìn)行熱壓接的，因此，發(fā)熱體的熱量和壓力經(jīng)由端子板直接傳導(dǎo)到端子電極，而且熱 壓接只要是端子板與端子電極的相對(duì)面的一部分即可，因此，在短時(shí)間結(jié)束。不需要使整個(gè) 焊料發(fā)生熔融的時(shí)間及熱量，并且也不需要像專利文獻(xiàn)3的擴(kuò)散接合那樣使端子板與端子 電極充分緊固為止的時(shí)間。雖然也因電子元器件的大小和端子板的厚度、接合面積的影響 而有所不同，但通常為300msec以下。而且，熱壓接的施加壓力也不需要像專利文獻(xiàn)3那樣 的較高壓力。這是由于，熱壓接實(shí)現(xiàn)的接合強(qiáng)度只要是能防止到正式接合為止的傳送過(guò)程 中和正式接合時(shí)電子元器件與端子板發(fā)生偏差的強(qiáng)度即可。其結(jié)果是，預(yù)固定時(shí)對(duì)于電子 元器件的損害較小，并能減少裂縫的發(fā)生率。
[0015] 對(duì)進(jìn)行了預(yù)固定的電子元器件和端子板在加熱爐中進(jìn)行熱處理，從而使膏狀焊料 熔融。因熔融的焊料的毛細(xì)現(xiàn)象和金屬表面的焊料潤(rùn)濕性，使得焊料充滿端子電極與端子 板之間的間隙，使端子電極與端子板正式接合。由于電子元器件與端子板進(jìn)行了預(yù)固定，因 此，在從預(yù)固定到正式接合為止的傳送過(guò)程中及正式接合中，無(wú)需預(yù)先利用夾具等來(lái)保持 電子元器件和端子板。即，在焊料熔融時(shí)（正式接合時(shí)）不用保持電子元器件就能加熱，因 此，不需要排列操作，能將大量的電子元器件一次性地進(jìn)行熱處理，因此，能明顯提高生產(chǎn) 效率。端子板的形狀簡(jiǎn)單，無(wú)需引線框架那樣的復(fù)雜的加工，因此，能大幅度地降低成本。不 需要用于對(duì)各個(gè)電子元器件進(jìn)行推壓并保持、或使其排列的夾具和引線框架，因此，設(shè)備變 得簡(jiǎn)單而成本降低。電子元器件越是小型化，其效果越是顯著。在正式接合時(shí)，不需要保持 電子元器件的夾具，因此，能使加熱爐小型化，并且熱容量較小，還能縮短加熱時(shí)間。另外， 本發(fā)明的加熱爐無(wú)需是具有密閉空間的加熱爐，只要能對(duì)進(jìn)行了預(yù)固定的電子元器件保持 能完全熔融焊料的時(shí)間和溫度即可。
[0016] 這樣，利用本發(fā)明的方法相接合的電子元器件和端子板在第1階段通過(guò)熱壓接進(jìn) 行預(yù)固定，在第2階段通過(guò)焊料的熔融進(jìn)行正式接合，因此，與僅利用焊接進(jìn)行接合的電子 元器件與端子板的接合結(jié)構(gòu)相比，固接強(qiáng)度較高，接合的可靠性較高。而且，即使通過(guò)熱壓 接在電子元器件的端子電極或端子板上產(chǎn)生殘留應(yīng)力，也能利用焊料熔融時(shí)的熱量來(lái)緩解 該殘留應(yīng)力，因此，還具有能減輕最終產(chǎn)品的殘留應(yīng)力這樣的效果。
[0017] 第5工序中可以同時(shí)對(duì)多個(gè)預(yù)固定了端子板的電子元器件進(jìn)行熱處理。在本發(fā)明 中，由于端子板與電子元器件進(jìn)行了預(yù)固定，因此，在正式接合時(shí)無(wú)需排列電子元器件或?qū)?其保持在一定位置上。由于同時(shí)對(duì)多個(gè)電子元器件進(jìn)行熱處理，因此，能縮短對(duì)每一個(gè)電子 元器件的熱處理時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。由于不需要電子元器件的排列用夾具，因此，能減小 熱容量，縮短熱處理時(shí)間。另外，加熱爐既可以是間歇加熱爐，也可以是連續(xù)加熱爐。
[0018] 優(yōu)選為第4工序中的熱壓接時(shí)的最高溫度比第5工序中的加熱時(shí)（例如回流時(shí)） 的最高溫度要高。熱壓接時(shí)的最高溫度例如可以是發(fā)熱體的溫度，也可以是端子板與端子 電極的熱壓接部分的最高溫度。通過(guò)使熱壓接時(shí)的最高溫度高于回流時(shí)的最高溫度，能在 短時(shí)間內(nèi)完成熱壓接。由于能縮短熱壓接時(shí)間，因此，能避免在第4工序中使膏狀焊料整體 熔融。此外，通過(guò)使熱壓接時(shí)的最高溫度高于回流時(shí)的最高溫度，從而能抑制回流時(shí)熱壓接 部脫開(kāi)。
[0019] 也可以在端子電極與端子板的相對(duì)面的至少一個(gè)表面上形成由不同種類的多種 金屬的多層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的鍍膜，通過(guò)熱壓接而不利用焊料使多個(gè)鍍膜合金化來(lái)進(jìn)行預(yù)固定。 內(nèi)側(cè)鍍膜可以是起到阻擋金屬層的作用的層，外側(cè)鍍膜可以是焊料潤(rùn)濕性較為優(yōu)異的層。 與專利文獻(xiàn)3那樣使端子板的金屬母材的金屬在端子電極中擴(kuò)散的情況相比，該合金化能 在短時(shí)間內(nèi)完成，因此，能在短時(shí)間內(nèi)結(jié)束預(yù)固定，并且能確保規(guī)定的固接強(qiáng)度。
[0020] 也可以在端子電極和端子板的表面的最外側(cè)分別形成由同一種金屬構(gòu)成的鍍膜， 通過(guò)熱壓接，使最外側(cè)的鍍膜彼此之間進(jìn)行金屬接合，并且與內(nèi)側(cè)的鍍膜合金化。由于同一 種鍍膜彼此之間先進(jìn)行接合，因此，能在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行熱壓接，并且還能促進(jìn)合金化。
[0021] 也可以在端子電極的表面和端子板的表面分別形成內(nèi)側(cè)的Ni鍍膜、外側(cè)的Sn鍍 膜，通過(guò)熱壓接，端子電極的表面的Sn鍍膜與端子板的表面的Sn鍍膜相接合，從而形成 Sn-Ni合金。Ni鍍膜還能起到阻擋金屬層的作用。Sn在焊料潤(rùn)濕性方面較為優(yōu)異，并且是 熔點(diǎn)較低的金屬，因此能通過(guò)短時(shí)間的熱壓接進(jìn)行接合并合金化。
[0022] 優(yōu)選為在能使端子板的鍍膜與端子電極的鍍膜在短時(shí)間內(nèi)合金化的溫度下、且以 10?30N進(jìn)行加壓，從而進(jìn)行熱壓接。對(duì)于用于預(yù)固定的熱壓接，在其溫度較低的情況或施 加壓力較低的情況下，可能無(wú)法短時(shí)間內(nèi)使端子板與端子電極熱壓接，到正式接合為止的 傳送過(guò)程中或正式接合時(shí)可能發(fā)生脫離。若在能使端子板的鍍膜與端子電極的鍍膜合金化 的溫度下、且以10?30N下進(jìn)行加壓，則端子板與端子電極能在短時(shí)間內(nèi)熱壓接，能抑制到 正式接合為止的傳送過(guò)程中或正式接合時(shí)電子元器件與端子板的位置產(chǎn)生偏差，而且焊料 熔融接合之后的強(qiáng)度較高。由于不對(duì)電子元器件作用過(guò)大的施加壓力，因此，能減輕電子元 器件的損害。不需要如專利文獻(xiàn)3那樣使端子板的金屬母材的金屬朝端子電極的金屬中擴(kuò) 散，因此，例如，能在300msec以下的短時(shí)間內(nèi)完成預(yù)固定。
[0023] 可以使與端子板相對(duì)的端子電極的表面形成為凸曲面狀，在凸曲面狀的表面的頂 部進(jìn)行熱壓接。一般而言，貼片元器件的端子電極通過(guò)將電極糊料涂布在貼片元器件的端 面、并對(duì)其進(jìn)行燒制而形成。此時(shí)，電極焊料因表面張力而容易集中到端子電極的中央部， 中央部容易成為凸曲面狀。在進(jìn)行本發(fā)明的熱壓接時(shí)，端子板的內(nèi)側(cè)表面最先與端子電極 的凸曲面狀的中央部相接觸，因此，在該凸曲面狀的中央部進(jìn)行熱壓接。由于熱能及施加壓 力集中于中央部，因此，能在短時(shí)間內(nèi)結(jié)束熱壓接。由于端子電極呈凸曲面狀，因此，在熱壓 接時(shí)，夾設(shè)在端子板與端子電極之間的膏狀焊料迅速地推向外周側(cè)，從而停留在形成于端 子板與端子電極之間的間隙中的槽腔部?jī)?nèi)。因此，膏狀焊料不會(huì)溢出到端子板之外。
[0024] 第3工序是將膏狀焊料涂布在端子電極的外側(cè)面上的工序，也可以在第3工序與 第4工序之間設(shè)置對(duì)電子元器件及膏狀焊料進(jìn)行預(yù)熱的工序。通過(guò)對(duì)焊料進(jìn)行預(yù)熱，能提 高焊料的潤(rùn)濕性，并且通過(guò)對(duì)電子元器件進(jìn)行預(yù)熱，能緩解熱壓接時(shí)對(duì)電子元器件的熱沖 擊。作為預(yù)熱溫度，只要低于熱壓接時(shí)的接合部的最高溫度即可。
[0025] 也可以將第4工序在非氧化性氣氛中實(shí)施。在此情況下，能預(yù)防熱壓接時(shí)的焊料 發(fā)生氧化和鍍膜（在形成有鍍膜的情況下）發(fā)生氧化，因此，能提高焊料的潤(rùn)濕性，并且熱 壓接時(shí)的鍍膜的接合變得良好，能進(jìn)一步縮短預(yù)固定時(shí)間。非氧化性氣氛是還原性氣體氣 氛或惰性氣體氣氛等，例如，可以是N2氣氛。 發(fā)明的效果
[0026] 如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在將端子板與電子芯片元件的端子電極相接合時(shí)，通過(guò)使 用以下兩階段的接合步驟，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)率及接合可靠性的提高和對(duì)電子元器件的損害 的改善，所述接合步驟為：由使用發(fā)熱體的熱壓接進(jìn)行的預(yù)固定；以及由使用加熱爐的焊 料熔融進(jìn)行的正式接合。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1是本發(fā)明所涉及的安裝有端子板的電子元器件的一個(gè)示例的立體圖。 圖2是圖1所示的安裝有端子板的電子元器件的主視圖。 圖3是表示第1端子電極與第1端子板的接合狀態(tài)的一個(gè)示例的示意剖視圖。 圖4是用于實(shí)施本發(fā)明所涉及的端子板接合方法的裝置的一個(gè)示例的主視圖。 圖5是用于說(shuō)明圖4所示的裝置的各工序中的動(dòng)作的圖。 圖6A是從周向觀察端子板供給用分度盤的主視圖，圖6B是從周向觀察端子板供給用 分度盤的VI-VI線剖視圖。 圖7是表示制造本發(fā)明所涉及的安裝有端子板的電子元器件的工序的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028] 以下，參照附圖來(lái)具體說(shuō)明本發(fā)明所涉及的一個(gè)實(shí)施方式。
[0029] 如圖1及圖2所示，作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的安裝有端子板的電子元器件1包 括電子芯片元件2、以及一對(duì)端子板16、17。電子元器件2具備近似長(zhǎng)方體狀的陶瓷坯體10。 陶瓷坯體10例如包括層疊的多個(gè)陶瓷層、以及配置在該陶瓷層之間的多個(gè)內(nèi)部電極l〇a、 l〇b，由于陶瓷層、內(nèi)部電極的結(jié)構(gòu)及材料是公知的，因此，省略說(shuō)明。另外，作為電子芯片元 件2,只要是在兩個(gè)端面形成有端子電極的貼片元器件即可，例如，可以是層疊型陶瓷電容 器、貼片電感器、貼片熱敏電阻等，對(duì)種類沒(méi)有要求。
[0030] 如圖3所示，內(nèi)部電極IOaUOb與安裝面平行地形成。一方的內(nèi)部電極IOa被引 出到陶瓷坯體10的一個(gè)端面，并與形成在該端面上的第1端子電極14電連接。另外，第1 端子電極14形成為不僅覆蓋一個(gè)端面，還覆蓋與該端面相鄰的陶瓷坯體10的四個(gè)側(cè)面的 一部分。同樣，另一方的內(nèi)部電極IOb被引出到陶瓷述體10的另一個(gè)端面，并與形成在該 端面上的第2端子電極15電連接。第2端子電極15也形成為不僅覆蓋另一個(gè)端面，還覆 蓋與該端面相鄰的陶瓷坯體10的四個(gè)側(cè)面的一部分。
[0031]本實(shí)施方式的第1及第2端子電極14、15分別如圖3 (僅示出了第1端子電極14 一側(cè)）所示，包含：由Cu、Ag、Pd等金屬構(gòu)成的燒結(jié)金屬14a(也可以包含玻璃）；作為形成 在燒結(jié)金屬14a上的Ni等的阻擋金屬層的內(nèi)側(cè)鍍膜14b;以及形成在內(nèi)側(cè)鍍膜14b上的 Sn等的焊料潤(rùn)濕性良好的外側(cè)鍍膜14c。另外，對(duì)于燒結(jié)金屬14a、內(nèi)側(cè)鍍膜14b、外側(cè)鍍膜 14c，它們并不限于單一的金屬，也可以是作為主要成分包含該金屬的合金。端子電極14的 表面形成為中央部呈凸曲面狀突出。由于燒結(jié)金屬14a為凸曲面狀，因此，在其上層以大致 均等的厚度形成的內(nèi)側(cè)鍍膜14b及外側(cè)鍍膜14c的表面也呈凸曲面狀。另外，在圖3中雖 未圖示，但端子電極15的結(jié)構(gòu)也與端子電極14相同。
[0032] 如圖1及圖2所示，在第1端子電極14上接合有第1端子板16,在第2端子電極 15上接合有第2端子板17。第1端子板16及第2端子板17分別形成為L(zhǎng)字形。第1端 子板16及第2端子板17包括：與端子電極14、15相接合的接合部161、171 ;以及安裝在未 圖示的布線基板等上的安裝部162、172。在本示例中，安裝部162、172朝內(nèi)側(cè)實(shí)質(zhì)上呈直角 地彎折。在圖1中，若將電子元器件1的長(zhǎng)度設(shè)為L(zhǎng)、端子板的高度設(shè)為T、端子板的寬度設(shè) 為W、從安裝部到電子元器件2的下表面為止的高度設(shè)為H，則例如L= 2. 2mm、T=I. 75mm、 W=L25mm、H= 0· 5mm〇
[0033] 第I端子板16及第2端子板17分別如圖3所示，在金屬母材16a的表面形成有 內(nèi)側(cè)鍍膜16b和外側(cè)鍍膜16c。另外，為了進(jìn)行下述的熱壓接及焊料接合，鍍膜16b、16c至 少形成在與端子電極14、15相對(duì)的內(nèi)側(cè)面即可，但考慮到將端子板16、17安裝到布線基板 等上的情況，也可以在包含安裝部162U72的整個(gè)面上形成鍍膜。金屬母材16a考慮到作 為端子板的機(jī)械強(qiáng)度和彈性、耐熱性等來(lái)進(jìn)行選擇，例如，也可以使用板厚〇. 05?0. 5mm的 Fe-18Cr、Fe-42Ni等的金屬板。內(nèi)側(cè)鍍膜16b是起到阻擋金屬層的作用的膜，例如，優(yōu)選為 由Ni或作為主要成分包含Ni的合金來(lái)形成，其厚度可以是0. 5?2μπι。外側(cè)鍍膜16c優(yōu) 選為由后述的熱壓接性及焊料潤(rùn)濕性良好的、例如Sn或作為主要成分含有Sn的合金來(lái)形 成，其厚度可以是2?4μm。下層及外側(cè)鍍膜也可以分別由多個(gè)鍍膜構(gòu)成。
[0034] 如圖3所示，端子電極14與端子板16在端子電極14的凸曲面狀的中央部通過(guò)熱 壓接來(lái)固接，其周圍通過(guò)焊料18來(lái)固接。在端子電極14與端子板16熱壓接的熱壓接部19 中，端子電極14和端子板16的外側(cè)鍍膜14c和16c彼此之間至少有一部分不經(jīng)由焊料18 而相接合，而且與內(nèi)側(cè)鍍膜14b、16b合金化。具體而言，端子板16和端子電極14的外側(cè)鍍 膜14c和16c(例如Sn)彼此相接合而成為一體，同時(shí)，內(nèi)側(cè)鍍膜14b和16b的金屬（例如 Ni)在外側(cè)鍍膜14c、16c中擴(kuò)散而合金化。另外，在圖3中雖未圖示，但端子電極15與端子 板17的接合結(jié)構(gòu)也與端子電極14與端子板16的接合結(jié)構(gòu)相同。
[0035] 作為焊料18，例如，只要是Sn-Sb類焊料、Sn-Ag-Cu類焊料、Sn-Cu類焊料、 Sn-Zn-Al類焊料等熔點(diǎn)比安裝到布線基板上所使用的焊料高的焊料即刻，能任意選擇。熱 壓接部19位于端子電極14與端子板16的相對(duì)面的大致中心，焊料18堆積在熱壓接部19 的周圍的、形成端子電極14與端子板16的間隙中的槽腔部20內(nèi)，在熱壓接部19以外的端 子電極14與端子板16的相對(duì)面的大致整個(gè)區(qū)域中潤(rùn)濕擴(kuò)散。另外，在圖3中，將焊料18 和外側(cè)鍍膜14c、16c畫(huà)成了不同的層，但實(shí)際上是構(gòu)成為一體的合金層。
[0036] 接下來(lái)，參照?qǐng)D4、圖5對(duì)本發(fā)明所涉及的端子板接合方法的一個(gè)示例進(jìn)行說(shuō)明。 圖4示出了接合裝置100的主視圖，圖5示出了接合裝置100的各部分的動(dòng)作。圖4、圖5 只不過(guò)是用于理解動(dòng)作原理的示意圖，并非表示實(shí)際的裝置。
[0037] 在接合裝置100的上部配置有用于提供電子元器件2的圓盤狀分度盤120,在下 部配置有用于提供端子板16、17的圓盤狀分度盤140。分度盤120、140均具備水平旋轉(zhuǎn)軸 121、141，并以這些旋轉(zhuǎn)軸為中心彼此朝相反方向以一定間距同步旋轉(zhuǎn)。
[0038] 在電子元器件供給用分度盤120的外周部，在圓周方向上每隔一定角度形成有多 個(gè)（圖4中為8個(gè)）凹部122,在各凹部122的底面分別形成有吸引孔123。凹部122的深 度方向尺寸（分度盤120的外周部的厚度）設(shè)定為電子元器件2的兩個(gè)端部從凹部122突 出的尺寸。
[0039] 在端子板供給用分度盤140的外周部，在圓周方向上每隔一定角度形成有多個(gè) (圖4中為8個(gè)）保持槽142,在各保持槽142的平坦的底面142a分別形成有吸引孔143。 如圖6所示，本實(shí)施例的保持槽142在旋轉(zhuǎn)方向后側(cè)具有呈L形截面形狀的后壁面142b， 并在軸向兩側(cè)具有側(cè)壁面142c。如圖6所示，設(shè)有左右一對(duì)吸引孔143,各個(gè)端子板16、17 的底面（安裝部的底面）被各吸引孔143吸引和保持。通過(guò)使端子板16、17的背面與保持 槽142的軸向兩側(cè)壁面142c抵接，從而將端子板16和17定位在相對(duì)方向上，通過(guò)使端子 板16、17的一個(gè)側(cè)邊緣與保持槽142的后壁面142b抵接，從而將端子板16、17定位在圓周 方向上。另外，保持槽142的形狀并不限于實(shí)施例那樣的L型截面形狀，只要是能穩(wěn)定地吸 附并保持端子板16、17的安裝部底面的形狀即可，可以是任意的形狀。
[0040] 如圖6所示，本實(shí)施例的吸引孔143比端子板16、17的底面更朝內(nèi)側(cè)擴(kuò)展，相對(duì)于 端子板16、17的安裝部，吸引孔143處于稍許打開(kāi)的狀態(tài)。因此，對(duì)于端子板的吸附力不會(huì) 過(guò)強(qiáng)，在下述的熱壓接工序中，即使發(fā)熱體152的推壓中心cl處于端子板16、17的重心位 置的上方位置，也能抑制端子板16、17的傾斜。不過(guò)，也可以是吸引孔143被端子板16、17 的底面完全封閉的形狀。
[0041] 在電子元器件供給用分度盤120的最上部設(shè)有電子元器件2的供給部S1，在此處 對(duì)凹部122提供電子元器件2,在各凹部122的中心部，各保持一個(gè)電子元器件2。該狀態(tài) 是圖5的（a)。電子元器件2朝凹部122的供給方向既可以如圖4那樣從圓周方向提供，也 可以從與圖4的紙面垂直的方向提供。
[0042] 保持電子元器件2的分度盤120朝圖4的箭頭方向旋轉(zhuǎn)，在自供給位置Sl例如旋 轉(zhuǎn)約90°的位置S2,對(duì)電子元器件2的兩個(gè)端面提供膏狀焊料18a。即，如圖5(b)那樣，一 對(duì)分配嘴150從電子元器件2的兩側(cè)靠近，從噴嘴150的前端排出膏狀焊料18a，從而在電 子元器件2的端子電極14、15的大致中央部涂布規(guī)定量的膏狀焊料18a。焊料涂布量只要 充滿形成在端子電極14、16與端子板16、17之間的間隙中的槽腔部20的大小即可，因此， 與現(xiàn)有的焊接方法（例如，參照專利文獻(xiàn)1、2)中的涂布量相比少量即可。
[0043] 另外，也可以設(shè)置檢查裝置（未圖示），該檢查裝置在涂布了膏狀焊料18a的電子 元器件2到達(dá)最下位置（熱壓接工序）S3之前，對(duì)涂布在電子元器件2兩端的膏狀焊料18a 的涂布狀態(tài)進(jìn)行檢查。
[0044] 另一方面，在端子板供給用分度盤140的最下部設(shè)有端子板16、17的供給部F1。 利用推動(dòng)件151將端子板16、17從下方上推至分度盤140,將端子板16、17的安裝部162、 172推壓在分度盤140的保持槽142的底面上，然后，使推動(dòng)件151后退，從而將端子板16、 17移送到分度盤140。在該階段，如圖5 (c)所示，端子板16、17的背面被吸附并保持在與保 持槽142的側(cè)壁面142c抵接的位置。因此，將兩個(gè)端子板16、17的接合部161和171之間 的間隔設(shè)定得比下述的涂布了膏狀焊料18a的電子元器件1的全長(zhǎng)要寬。保持端子板16、 17的分度盤140朝與分度盤120相反的方向旋轉(zhuǎn)，被朝上方傳送。
[0045] 在對(duì)電子元器件1的兩個(gè)端面提供了膏狀焊料18a之后，電子元器件供給用分度 盤120例如進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)約90°，在電子元器件2到達(dá)最下位置S3的同時(shí)，保持在端子板供 給用分度盤140上的端子板16、17也到達(dá)最上位置F2。在上述兩個(gè)分度盤120與140最為 接近的位置設(shè)有熱壓接工序S3 (F2)。在該階段，如圖5的（d)所示，電子元器件2準(zhǔn)確地插 入端子板16、17的中心位置。端子板16與17隔開(kāi)間隔地相對(duì)、使得不會(huì)與涂布在端子電 極14、15上的膏狀焊料18a相接觸。熱壓接用的一對(duì)發(fā)熱體152在端子板16、17的外側(cè)等 待。發(fā)熱體152的前端的推壓面152a的形狀是四邊形、圓形、橢圓形等任意的形狀，但至少 具有能對(duì)包含端子電極14、15的凸曲面狀頂部的區(qū)域進(jìn)行推壓的面積。發(fā)熱體152的推壓 面152a加熱到適合熱壓接的溫度。加熱方法可以是電阻加熱、感應(yīng)加熱等任意的方法。推 壓面152a的溫度優(yōu)選為外側(cè)鍍膜能在短時(shí)間內(nèi)接合而合金化的溫度，根據(jù)外側(cè)鍍膜的材 料的不同而有所不同，例如可以是300?450°C左右。熱壓接時(shí)的最高溫度優(yōu)選為比下述的 回流時(shí)的最高溫度要高。
[0046] 在熱壓接工序S3(F2)中，在將電子元器件2插入端子板16和17之間后，緊接著 使左右側(cè)的發(fā)熱體152同時(shí)朝相對(duì)的方向動(dòng)作，從而將端子板16、17朝電子元器件2加壓 (參照?qǐng)D5的（e))。此時(shí)，端子板16、17沿著分度盤140的保持槽142的底面朝相對(duì)方向 平行移動(dòng)，從而使端子板16、17的平坦的內(nèi)側(cè)面壓接在電子元器件2的兩個(gè)端面（端子電 極）上。如上所述，端子電極14、15呈凸曲面狀地彎曲，因此，凸曲面狀的頂部較強(qiáng)地與端 子板16、17壓接，外側(cè)鍍膜彼此之間相接合，并且與內(nèi)側(cè)鍍膜合金化而變成熱壓接部19。熱 壓接時(shí)間可以是300msec以下的短時(shí)間。通過(guò)發(fā)熱體152的加壓，夾在端子電極14、15與端 子板16、17之間的膏狀焊料18a被推向熱壓接部19的周圍，并停留在形成于端子電極14、 15與端子板16、17之間的間隙中的槽腔部20內(nèi)。另外，在該階段中，有可能一部分的膏狀 焊料18a發(fā)生熔融，但不會(huì)全部熔融。兩個(gè)發(fā)熱體152的加壓力可以是相同的，但也可以預(yù) 先將一個(gè)發(fā)熱體152的施加壓力設(shè)定得較大，并以此為基準(zhǔn)來(lái)調(diào)節(jié)另一個(gè)發(fā)熱體152的施 加壓力。
[0047] 如圖5的（e)所示，發(fā)熱體152的推壓中心cl可以相比電子元器件2的中心軸c2 朝安裝部側(cè)（下方）偏置。其理由在于，端子板16、17的底面被分度盤140吸附并保持，因 此，若發(fā)熱體152的中心cl對(duì)與電子元器件2的中心軸c2相同高度進(jìn)行推壓，則端子板 16、17可能在傾斜的狀態(tài)下與端子電極14、15熱壓接。通過(guò)如上所述地設(shè)置偏置，能抑制 端子板16、17的傾斜。另外，也可以預(yù)先設(shè)定偏置，以使發(fā)熱體152的推壓面152a能始終 對(duì)包含端子電極14、15的凸曲面狀的頂部的區(qū)域進(jìn)行推壓。推壓中心cl既可以在端子板 16、17的重心位置的上方，也可以是相同位置。
[0048] 也可以在剛要進(jìn)行熱壓接工序之前，設(shè)置對(duì)電子元器件2及膏狀焊料18a進(jìn)行預(yù) 熱的預(yù)熱工序。預(yù)熱溫度只要是能提高焊料的潤(rùn)濕性、且能緩解熱壓接時(shí)對(duì)電子元器件2 的熱沖擊的溫度即可。而且，也可以將分度盤120U40配置在封入了惰性氣氛氣體（隊(duì)等） 的房間中。在此情況下，能抑制膏狀焊料18a、電子元器件2的端子電極表面及端子板表面 的鍍膜的氧化。
[0049] 在結(jié)束熱壓接之后，預(yù)固定在電子元器件2上的端子板16、17被移送到分度盤 120。此時(shí)，端子板16、17的底面脫離分度盤140的吸引孔143 (參照?qǐng)D5的（e))，因此，端 子板16、17不會(huì)留在分度盤140中。在分度盤120從熱壓接工序例如旋轉(zhuǎn)約90°的排出位 置S4,吸引孔123的真空吸引切換為壓力排出，預(yù)固定了端子板16、17的電子元器件2從分 度盤120排出（參照?qǐng)D5的（f))。另外，也可以在分度盤120上另外設(shè)置吸引孔123以外 的其它空氣排出孔，或者設(shè)置從與分度盤120正交的方向吹氣的吹出裝置來(lái)取出保持在凹 部122內(nèi)的電子元器件2。此外，也可以在熱壓接位置S3與排出位置S4之間設(shè)置合格與否 判定部，并且將排出部分開(kāi)設(shè)置成合格品排出部和不合格品排出部這兩處，基于合格與否 判定部的判定結(jié)果，僅將合格品從合格品排出部排出。
[0050] 在電子元器件供給用分度盤120的排出位置S4附近設(shè)有加熱爐153。從分度盤 120排出的（預(yù)固定了端子板的）電子元器件2被投放到加熱爐153內(nèi)，在爐內(nèi)，在使膏狀 焊料18a發(fā)生熔融的溫度下進(jìn)行回流。另外，也可以在排出位置S4與加熱爐153之間設(shè)置 斜槽、傳送帶等傳送單元。加熱爐153既可以是回流爐，也可以是烤爐。在移動(dòng)到加熱爐 153的過(guò)程中，或者在加熱爐153內(nèi)的回流過(guò)程中，即使有稍許的力作用于電子元器件2及 端子板16、17,由于兩者通過(guò)熱壓接而預(yù)固定，因此端子板16、17不會(huì)從電子元器件2脫開(kāi)。 因此，在加熱爐153中的熱處理期間，能將多個(gè)（預(yù)固定了端子板的）電子元器件2集中進(jìn) 行焊接，而無(wú)需預(yù)先排列并保持電子元器件2及端子板16、17。因此，能簡(jiǎn)化熱處理，與以往 相比，能大幅度地提商生廣效率。
[0051] 回流之后的電子元器件1如圖5的（g)所示。通過(guò)回流而熔融的焊料18因毛細(xì) 現(xiàn)象和金屬表面的焊料潤(rùn)濕性，而不留間隙地充滿端子電極14、16與端子板16、17之間的 槽腔部20,能將兩者牢固地固定。
[0052] 圖7示出了制造本發(fā)明所涉及的安裝有端子板的電子元器件安裝有端子板的電 子元器件的工序的一個(gè)示例。首先，最初將電子元器件2提供給分度盤120 (步驟SI)，將 膏狀焊料18a涂布在該電子元器件2的端子電極上（步驟S2)。另外，在涂布膏狀焊料18a 之后，可以對(duì)其涂布狀態(tài)進(jìn)行檢查（步驟S2a)，或?qū)Ω酄詈噶线M(jìn)行預(yù)熱（步驟S2b)。另一 方面，除了電子元器件2以外，將端子板16、17提供給分度盤140 (步驟Fl)。然后，將電子 元器件2和端子板16、17傳送到熱壓接工序，對(duì)其進(jìn)行熱壓接（步驟S3(F2))。也可以在熱 壓接之后，對(duì)預(yù)接合狀態(tài)的好壞進(jìn)行判定（步驟S3a)。接下來(lái)，將完成了端子板預(yù)固定的電 子元器件從分度盤120排出（步驟S4)，并使該完成了預(yù)固定的電子元器件通過(guò)加熱爐（步 驟S5)，將膏狀焊料加熱熔融來(lái)進(jìn)行正式接合，從而完成安裝有端子板的電子元器件安裝有 端子板的電子元器件（步驟S6)。
[0053] 表1是對(duì)使用現(xiàn)有的方法（使用引線框架）和本發(fā)明方法（具有熱壓接）進(jìn)行 接合的、安裝有端子板的電子元器件安裝有端子板的電子元器件的接合強(qiáng)度進(jìn)行比較的結(jié) 果。對(duì)于接合強(qiáng)度，如圖2的箭頭F所示，利用將重塊（載荷）載放在安裝有端子板的電子 元器件安裝有端子板的電子元器件上、并在峰值溫度270°C下通過(guò)回流爐中時(shí)的、電子元器 件與端子板的偏差（旋轉(zhuǎn)）來(lái)進(jìn)行比較。所使用的電子元器件是2.OmmXI. 25mmXI. 25mm 的陶瓷電容器。
[0054] 對(duì)于利用本發(fā)明的方法（具有熱壓接）相接合的產(chǎn)品，即使載荷從33mg增加到 265mg，端子板也不會(huì)產(chǎn)生偏差（旋轉(zhuǎn)），但在利用現(xiàn)有的方法僅通過(guò)焊料相接合的"無(wú)加 壓"產(chǎn)品的情況下，在施加265mg的載荷時(shí)約有20%的產(chǎn)品產(chǎn)生偏差。由此，可以說(shuō)與現(xiàn)有 的方法相比，本發(fā)明的預(yù)固定+正式接合工藝的接合強(qiáng)度較高。
[0055] 表1芯片脫落評(píng)價(jià)結(jié)果

【權(quán)利要求】
1. 一種安裝有端子板的電子元器件的制造方法， 其特征在于，包括： 第1工序，在該第1工序中，準(zhǔn)備在相對(duì)的兩個(gè)端面上形成有端子電極的電子芯片元 件； 第2工序，在該第2工序中，準(zhǔn)備由金屬板構(gòu)成的一對(duì)端子板； 第3工序，在該第3工序中，對(duì)所述端子電極的外側(cè)面或所述端子板的內(nèi)側(cè)面涂布膏狀 焊料； 第4工序，在該第4工序中，將所述電子芯片元件插入所述端子板之間，利用一對(duì)發(fā)熱 體將所述端子板朝所述端子電極推壓，從而使所述端子板與所述端子電極熱壓接，獲得預(yù) 固定了所述端子板的電子元器件；以及 第5工序，在該第5工序中，通過(guò)在加熱爐中對(duì)預(yù)固定了所述端子板的電子元器件進(jìn)行 加熱，使所述膏狀焊料熔融來(lái)正式接合，從而獲得安裝有端子板的電子元器件。
2. 如權(quán)利要求1所述的安裝有端子板的電子元器件的制造方法，其特征在于， 在所述第5工序中，同時(shí)對(duì)多個(gè)預(yù)固定了所述端子板的電子元器件進(jìn)行熱處理。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的安裝有端子板的電子元器件的制造方法，其特征在于， 所述第4工序中的熱壓接時(shí)的最高溫度比所述第5工序中的加熱時(shí)的最高溫度要高。
4. 如權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)所述的安裝有端子板的電子元器件的制造方法，其特征 在于， 在所述端子電極與所述端子板的相對(duì)面的至少一個(gè)表面上形成有多層鍍膜，該多層鍍 膜具有不同種類的多個(gè)金屬層， 通過(guò)所述熱壓接，在所述端子電極與所述端子板的相對(duì)面的至少一部分，使所述多層 鍍膜合金化。
5. 如權(quán)利要求4所述的安裝有端子板的電子元器件的制造方法，其特征在于， 在所述端子電極和所述端子板的表面的最外側(cè)分別形成有由同一種金屬構(gòu)成的鍍膜， 通過(guò)所述熱壓接，所述最外側(cè)的鍍膜彼此之間相互金屬接合，并且與內(nèi)側(cè)的鍍膜合金 化。
6. 如權(quán)利要求4或5所述的安裝有端子板的電子元器件的制造方法，其特征在于， 在所述端子電極的表面和所述端子板的表面分別形成有內(nèi)側(cè)的Ni鍍膜和外側(cè)的Sn鍍 膜， 通過(guò)所述熱壓接，所述端子電極表面的Sn鍍膜與所述端子板表面的Sn鍍膜相接合而 形成Sn-Ni合金。
7. 如權(quán)利要求1至6的任一項(xiàng)所述的安裝有端子板的電子元器件的制造方法，其特征 在于， 與所述端子板相對(duì)的所述端子電極的表面形成為凸曲面狀， 在所述凸曲面狀的表面的頂部進(jìn)行所述熱壓接。
8. 如權(quán)利要求1至7的任一項(xiàng)所述的安裝有端子板的電子元器件的制造方法，其特征 在于， 所述第3工序是將膏狀焊料涂布在所述端子電極的外側(cè)面的工序， 在所述第3工序與第4工序之間，具有對(duì)所述電子元器件及膏狀焊料進(jìn)行預(yù)熱的工序。
9. 如權(quán)利要求1至8的任一項(xiàng)所述的安裝有端子板的電子元器件的制造方法，其特征 在于， 在非氧化性氣氛中實(shí)施所述第4工序。
10. -種安裝有端子板的電子元器件，該安裝有端子板的電子元器件通過(guò)利用焊料使 由金屬板構(gòu)成的一對(duì)端子板與形成在電子芯片元件的相對(duì)的兩個(gè)端面上的端子電極相接 合而成，其特征在于， 在所述端子電極的中央部，所述端子電極的外側(cè)面與所述端子板的內(nèi)側(cè)面熱壓接， 在經(jīng)過(guò)熱壓接的所述端子電極的中央部的周圍，所述端子電極的外側(cè)面與所述端子板 的內(nèi)側(cè)面通過(guò)所述焊料相接合。
11. 如權(quán)利要求10所述的安裝有端子板的電子元器件，其特征在于， 與所述端子板相對(duì)的所述端子電極的表面形成為凸曲面狀， 在所述凸曲面狀的表面的頂部，所述端子板與所述端子電極熱壓接， 在經(jīng)過(guò)熱壓接的所述端子電極的中央部的周圍，所述端子板與所述端子電極之間的間 隙形成有槽腔部， 焊料充滿該槽腔部。
【文檔編號(hào)】H01G13/00GK104425137SQ201410369417
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月20日
【發(fā)明者】木村信道, 寶田益義 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所