專(zhuān)利名稱(chēng)：電子元件本體的絕緣結(jié)構(gòu)及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子元件本體的絕緣結(jié)構(gòu)及其形成方法，特別是指表面貼裝元件，在元件表面披覆一層超薄絕緣膜，以保護(hù)元件不受電鍍鍍液的侵蝕，從而可方便電鍍制程的進(jìn)行，且其加工速度與一般沾涂端電極的加工速度相同，可快速大量地生產(chǎn)。
背景技術(shù)：
由于表面貼裝元件的特性為必須適用于表面粘著技術(shù)，因此在元件上均有端電極，端電極與焊墊上的錫膏在經(jīng)過(guò)回焊制程或波焊制程后，融熔而形成回路，達(dá)到預(yù)先所設(shè)計(jì)的電氣特性。通常端電極使用含銀成分的金屬材料，經(jīng)過(guò)電鍍制程，在端電極表面鍍上輔助端電極與焊墊融熔的焊接介面層，以方便使用表面粘著技術(shù)的制程加工。
由于電鍍鍍液通常為酸堿性較強(qiáng)的溶液，對(duì)于元件本體或表面為具有半導(dǎo)性或不具絕緣性的材料而言，在進(jìn)行電鍍制程時(shí)，元件表面很容易受到鍍液的侵蝕而粉化或者因此被電鍍上介質(zhì)金屬導(dǎo)致元件失去所要達(dá)到的電氣特性。
目前針對(duì)上述問(wèn)題的解決方法主要有第一種方法如圖1-1所示，為現(xiàn)有技術(shù)中的表面貼裝元件的平面示意圖，請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D1-2所示的元件結(jié)構(gòu)，該元件除本體材料11包裹著內(nèi)電極12之外，在元件兩端還設(shè)有端電極13、與覆蓋端電極13的焊接介面層15，還在元件表面涂敷一絕緣保護(hù)層14(如玻璃材料)，該方法可保護(hù)元件本體表面，使元件可以進(jìn)行后續(xù)的電鍍制程，避免電鍍液的影響。
但是，該方法由于絕緣保護(hù)層14的材料與元件本體的材料11的熱膨脹系數(shù)不同，元件進(jìn)行可靠度實(shí)驗(yàn)，如冷熱循環(huán)試驗(yàn)、熱沖擊試驗(yàn)等時(shí)，會(huì)因收縮率不同而造成表面刮傷，影響元件的可靠度。同時(shí)該方法的加工為電子元件一個(gè)接一個(gè)依序進(jìn)行制造，加工制程速度慢，生產(chǎn)耗時(shí)，生產(chǎn)成本將大幅增加。
第二種方法如圖1-3所示的元件結(jié)構(gòu)，該元件除本體材料21包裹著內(nèi)電極22之外，在元件兩端沾涂含貴重金屬成分的端電極23，使元件使用上可直接與焊墊上的錫膏熔融，稱(chēng)為免電鍍端電極，此方法可避免第一種方法的問(wèn)題，且其加工方法為利用一般端電極23沾涂的方式，可自動(dòng)化大量生產(chǎn)，生產(chǎn)速度快。
但是，此類(lèi)加工法經(jīng)過(guò)回焊制程(IR Reflow)或波焊制程(WaveSoldering)后，元件與錫膏的接觸地方，因溫度上升黏度降低，所以錫膏會(huì)由溫度最高的焊墊外側(cè)開(kāi)始熔融，但產(chǎn)生的爬錫高度較經(jīng)過(guò)電鍍制程的元件差。另外，在可靠度試驗(yàn)(如推力測(cè)試、震動(dòng)測(cè)試)時(shí)容易失效，特別是在元件尺寸小的時(shí)候(如長(zhǎng)度1.0mm×寬度0.5mm、長(zhǎng)度0.5mm×寬度0.25mm、或更小尺寸)，經(jīng)過(guò)回焊制程或波焊制程時(shí)容易有使元件站立，即墓碑效應(yīng)的問(wèn)題。而且，貴重金屬的價(jià)格高、波動(dòng)性大，對(duì)制造者而言是極大的成本負(fù)擔(dān)。
第三種方法是利用擴(kuò)散或表面皮膜生成技術(shù)使元件表面形成高電阻化的絕緣膜，此方法可避免第一種方法與第二種方法的問(wèn)題，其方法為浸在皮膜生成溶液或在燒結(jié)時(shí)予以控制，投入數(shù)量多，生產(chǎn)速度快。
但是，此方法經(jīng)過(guò)回焊制程或波焊制程后，其絕緣電阻值會(huì)降低，也即當(dāng)元件安裝于電氣回路上時(shí)，其漏電流會(huì)增加，影響到產(chǎn)品的可靠度，且不易控制表面形成高電阻化的制程。
綜合上述的方法可知現(xiàn)有技術(shù)中仍存在很多缺陷而亟待改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，利用高分子材料的高可塑性，使其與元件表面貼合良好，可隨著本體收縮或膨脹，而有效解決表面涂敷的玻璃工法因收縮率不同形成表面刮傷，造成元件可靠度不佳的缺點(diǎn)。
本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問(wèn)題在于利用原有的沾涂設(shè)備生產(chǎn)，來(lái)達(dá)到大量且自動(dòng)化的作業(yè)方式，有效提高產(chǎn)率。
本發(fā)明要解決的再一技術(shù)問(wèn)題在于利用高分子材料的高絕緣性，與電鍍前后保護(hù)元件本體的功能，以此改善電鍍擴(kuò)散現(xiàn)象，以及表面皮膜生成加工法經(jīng)回焊制程或波焊制程后，漏電流會(huì)增加，絕緣不合格率高的缺陷。
此外，本發(fā)明可使元件表面均為平整無(wú)圓弧，可有效解決小尺寸元件(如長(zhǎng)度1.0mm×寬度0.5mm、長(zhǎng)度0.5mm×寬度0.25mm、或更小尺寸)的墓碑效應(yīng)，以及上印刷電路板后因披覆層圓弧造成的滾動(dòng)現(xiàn)象。
為此，本發(fā)明公開(kāi)的電子元件本體的絕緣結(jié)構(gòu)是在元件兩端先設(shè)有第一端電極，再在其元件本體上利用對(duì)二甲苯是高分子材料在元件表面形成一層均勻的高分子絕緣層薄膜，并將其包覆，且該第一端電極外露，再在該外露的第一端電極上形成一第二端電極，且該第二端電極蓋住該第一端電極外露的全部，最后再電鍍形成一焊接介面層。
本發(fā)明公開(kāi)的電子元件本體絕緣結(jié)構(gòu)的形成方法，包括如下步驟a)燒結(jié)使本體材料內(nèi)的添加劑擴(kuò)散，并使元件本體致密化；b)倒角將元件的毛邊去除，并使轉(zhuǎn)角圓弧化；c)形成第一端電極在元件端點(diǎn)形成第一端電極；d)薄膜披覆在元件表面形成一高分子絕緣層；e)去除端電極薄膜將元件第一端電極處的高分子絕緣層薄膜去除；f)形成第二端電極沾涂第二端電極的金屬材料，使其與第一端電極連接，并包覆元件的端面，并對(duì)第二端電極進(jìn)行硬化處理；g)電鍍焊接界面在第二端電極上以電鍍方式設(shè)置一焊接介面層。
通過(guò)該高分子絕緣層的特性在進(jìn)行電鍍制程時(shí)，不因元件本體材料具有半導(dǎo)性或不具有絕緣性而使電子元件本體表面有電鍍擴(kuò)散的現(xiàn)象，也通過(guò)該高分子絕緣層的良好絕緣性，可保護(hù)電子元件在電鍍實(shí)施時(shí)避免受到鍍液的侵蝕。


圖1-1為現(xiàn)有技術(shù)中的表面貼裝元件的平面示意圖。
圖1-2為圖1-1的A-A位置剖面圖。
圖1-3為現(xiàn)有技術(shù)中的另一結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖2-1為本發(fā)明的剖面示意圖。
圖2-2為圖2-1的局部放大圖。
圖3為本發(fā)明的本體薄膜絕緣處理技術(shù)的制造流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容及技術(shù)說(shuō)明，現(xiàn)結(jié)合

如下請(qǐng)同時(shí)參閱圖2-1及圖2-2所示，分別為本發(fā)明應(yīng)用于積層式芯片型變阻器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖及局部放大圖。如圖所示，本發(fā)明在表面貼裝技術(shù)的電子元件的本體材料31內(nèi)包裹著內(nèi)電極32，其特征在于元件兩端先設(shè)有第一端電極33，再以高分子聚合氣相沉積方式在元件表面形成一選自對(duì)二甲苯系的 (該結(jié)構(gòu)式中X為下列元素之一氫(H)、氟(F)、氯(Cl))，厚度為0.1μm至100mm的高分子絕緣層34將其包覆，且利用去除薄膜的技術(shù)將元件第一端電極33處的高分子絕緣層34的薄膜去除，使該第一端電極33外露。通過(guò)控制該高分子絕緣層34與第一端電極33重疊處的范圍(如圖2-2中的D)，該第一端電極33外露于高分子絕緣層34的面積百分比可為0.001％至100％。
在外露的第一端電極33上再形成一第二端電極36，該第二端電極36包覆元件端面，最后進(jìn)行電鍍制程再形成一焊接介面層35，包覆該第二端電極36的表面。
其中該第一端電極33及第二端電極36為一含銀(Ag)、銅(Cu)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、金(Au)的金屬材料。
請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D3，為本發(fā)明的本體薄膜絕緣處理技術(shù)的制造流程示意圖。本發(fā)明利用現(xiàn)行的高分子聚合氣相沉積方式，根據(jù)元件端面所需的導(dǎo)電功能，以經(jīng)設(shè)計(jì)的制程，達(dá)到保護(hù)本體表面且可大量生產(chǎn)的目的，其制程依序如下a)燒結(jié)根據(jù)元件特性進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，使本體材料31內(nèi)的添加劑擴(kuò)散并使元件本體致密化。
b)倒角將前述元件的毛邊去除并使元件轉(zhuǎn)角圓弧化。
c)形成第一端電極33對(duì)元件端點(diǎn)形成沾涂設(shè)置連接元件內(nèi)電極32的第一端電極33，其中該第一端電極33為一含銀(Ag)、銅(Cu)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、金(Au)的金屬材料。并對(duì)該第一端電極33金屬材料進(jìn)行硬化處理(Curing)。
d)薄膜披覆將元件高分子聚合氣相沉積設(shè)備進(jìn)行薄膜披覆，使元件表面形成一高分子絕緣層34，其中該高分子絕緣層34可選自對(duì)二甲苯系的 該結(jié)構(gòu)式中X為下列元素之一氫(H)、氟(F)、氯(Cl)，且該高分子絕緣層34厚度可為0.1μm至100mm。
e)去除端電極薄膜將元件第一端電極33處上方的高分子絕緣層34的薄膜去除，通過(guò)控制該高分子絕緣層34與第一端電極33重疊處的范圍(如圖2-2中的D)，該第一端電極33外露于高分子絕緣層34的面積百分比可為0.001％至100％。其去除端電極薄膜的方法，包括機(jī)械研磨、噴砂研磨、砂紙研磨等以研磨方式去除薄膜的機(jī)械加工方法；或以化學(xué)腐蝕方式去除薄膜的化學(xué)方式；或以高溫或高能量的乙炔或激光去除薄膜的燒除加工方式；或以剪力將薄膜移除的剝離加工方式。
f)形成第二端電極36沾涂第二端電極36的金屬材料使其與第一端電極33連接，并包覆元件端面，并對(duì)該第二端電極36的金屬材料進(jìn)行硬化處理，其硬化處理的溫度為100℃至600℃之間。其中該第二端電極36為一含銀(Ag)、銅(Cu)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、金(Au)的金屬材料。
g)電鍍焊接界面在第二端電極36上以電鍍方式設(shè)置一焊接介面層35后完成。
本發(fā)明的電子元件本體的絕緣結(jié)構(gòu)及其形成方法，是針對(duì)表面貼裝元件的本體薄膜絕緣處理技術(shù)，與其它現(xiàn)有技術(shù)中的方法相比，具有下列優(yōu)點(diǎn)1、由于高分子絕緣層34的高分子材料塑性大，與元件本體表面貼合性良好，可隨著元件本體的收縮或膨脹，使用本發(fā)明的表面貼裝元件的本體薄膜絕緣處理技術(shù)及其制程，能有效解決表面涂敷玻璃工法(先前技術(shù)的第一種方法)因材料間的收縮率不同形成表面刮傷，造成元件可靠度不佳的缺點(diǎn)。
2、本發(fā)明的電子元件本體的絕緣結(jié)構(gòu)及其形成方法，可利用原有的沾涂設(shè)備生產(chǎn)，不需特別的沾涂設(shè)備，所以可以達(dá)到大量且自動(dòng)化的作業(yè)方式，可有效提高產(chǎn)率。
3、由于形成高分子絕緣層34的高分子材料具有高絕緣性，對(duì)于電鍍前后保護(hù)元件本體的功能，可改善電鍍擴(kuò)散現(xiàn)象，以及表面皮膜生成加工法經(jīng)回焊制程或波焊制程后，漏電流會(huì)增加，絕緣不合格率高的問(wèn)題(先前技術(shù)的第三種方法)，進(jìn)而提高合格率與增加元件可靠度。
4、本發(fā)明的電子元件本體的絕緣結(jié)構(gòu)及其形成方法，可不必使用免電鍍端電極(先前技術(shù)的第二種方法)，可有效降低制造成本。
5、使用本發(fā)明的表面貼裝元件的本體薄膜絕緣處理技術(shù)及其制程，可在本體表面形成一均勻的薄膜，其每一個(gè)表面均是平整貼覆于原件表面，能有效解決小尺寸元件(如長(zhǎng)度1.0mm×寬度0.5mm、長(zhǎng)度0.5mm×寬度0.25mm、或更小尺寸)的墓碑效應(yīng)以及上印刷電路板后因披覆層形成圓弧狀造成滾動(dòng)的情形。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則的內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電子元件本體的絕緣結(jié)構(gòu)，在表面粘著技術(shù)的電子元件的本體材料(31)中包裹著內(nèi)電極(32)，其特征在于在所述元件兩端先設(shè)有第一端電極(33)；再以高分子聚合氣相沉積方式在所述元件表面形成一高分子絕緣層(34)，并將其包覆，且所述第一端電極(33)外露；在所述外露的第一端電極(33)上再形成一第二端電極(36)，且所述第二端電極(36)包覆所述元件的端面；再形成一焊接介面層(35)，包覆所述第二端電極(36)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述高分子絕緣層(34)可選自對(duì)二甲苯系的 所述結(jié)構(gòu)式中X為下列元素之一氫、氟、氯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述高分子絕緣層(34)的厚度為0.1μm至100mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一端電極(33)為一含銀、銅、鈀、鉑、金的金屬材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一端電極(33)外露于所述高分子絕緣層(34)的面積百分比為0.001％至100％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二端電極(36)為一含銀、銅、鈀、鉑、金的金屬材料。
7.一種電子元件本體絕緣結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述制程包括如下步驟a)燒結(jié)使本體材料(31)內(nèi)的添加劑擴(kuò)散，并使元件本體致密化；b)倒角將元件的毛邊去除，并使轉(zhuǎn)角圓弧化；c)形成第一端電極(33)在所述元件端點(diǎn)形成第一端電極(33)；d)薄膜披覆在所述元件表面形成一高分子絕緣層(34)；e)去除端電極薄膜將所述元件的第一端電極(33)處的所述高分子絕緣層(34)薄膜去除；f)形成第二端電極(36)沾涂第二端電極(36)的金屬材料，使其與所述第一端電極(33)連接，并包覆所述元件的端面，并對(duì)所述第二端電極(36)進(jìn)行硬化處理；g)電鍍焊接界面在所述第二端電極(36)上以電鍍方式設(shè)置一焊接介面層(35)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的形成方法，其特征在于，所述第一端電極(33)為一含銀、銅、鈀、鉑、金的金屬材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的形成方法，其特征在于，所述高分子絕緣層(34)可選自對(duì)二甲苯系的 所述結(jié)構(gòu)式中X為下列元素之一氫、氟、氯。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的形成方法，其特征在于，所述高分子絕緣層(34)的厚度為0.1μm至100mm。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的形成方法，其特征在于，所述步驟e的去除端電極薄膜的方法，包括機(jī)械研磨、噴砂研磨、砂紙研磨的以研磨方式去除薄膜的機(jī)械加工方法。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的形成方法，其特征在于，所述步驟e的去除端電極薄膜的方法可為以化學(xué)腐蝕方式去除薄膜的化學(xué)方式。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的形成方法，其特征在于，所述步驟e的去除端電極薄膜的方法可為以高溫或高能量的乙炔或激光去除薄膜的燒除加工方式。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的形成方法，其特征在于，所述步驟e的去除端電極薄膜的方法可為以剪力將薄膜移除的剝離加工方式。
15.根據(jù)權(quán)利要求7所述的形成方法，其特征在于，所述第一端電極(33)外露于高分子絕緣層(34)的面積百分比為0.001％至100％。
16.根據(jù)權(quán)利要求7所述的形成方法，其特征在于，所述第二端電極(36)為一含銀、銅、鈀、鉑、金的金屬材料。
17.根據(jù)權(quán)利要求7所述的形成方法，其特征在于，所述第二端電極(36)的硬化處理溫度為100℃至600℃之間。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電子元件本體的絕緣結(jié)構(gòu)及其形成方法，是在元件兩端先設(shè)有第一端電極，再利用對(duì)二甲苯的高分子材料在元件表面形成一層均勻的高分子絕緣層薄膜，并將其包覆，該第一端電極外露，再在該外露的第一端電極上形成一第二端電極，最后再電鍍形成一焊接介面層，通過(guò)高分子絕緣層的特性，可使電子元件本體的表面無(wú)電鍍擴(kuò)散的現(xiàn)象，并可保護(hù)電子元件在實(shí)施電鍍時(shí)避免受到鍍液的侵蝕。
文檔編號(hào)H01F17/00GK1770340SQ200410088578
公開(kāi)日2006年5月10日 申請(qǐng)日期2004年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月5日
發(fā)明者曾明燦 申請(qǐng)人:力毅國(guó)際有限公司