CN103779109B

CN103779109B - 电子部件

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Publication number: CN103779109B
Application number: CN201310503960.5A
Authority: CN
Inventors: 原田裕之; 板谷昌治
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2012-10-24
Filing date: 2013-10-23
Publication date: 2017-01-04
Anticipated expiration: 2033-10-23
Also published as: JP5673650B2; US9779886B2; JP2014086563A; CN103779109A; US20140111907A1

Abstract

在具备外部端子构件、和将外部端子构件的规定表面侧作为露出部的同时与该外部端子构件接触的绝缘部的电子部件中，在将熔化焊料赋予外部端子构件时，有时绝缘部的一部分熔化或者裂缝进入绝缘部。本发明的外部端子构件(23)的露出部(27)由基底镀覆膜(32)和外层镀覆膜(33)提供，该基底镀覆膜由镍系金属构成，该外层镀覆膜形成在基底镀覆膜(32)上，由金或者锡系金属构成。外层镀覆膜(33)形成为厚度的比较薄的区域(36)包围厚度比较厚的区域(37)。在薄的区域(36)中，焊料润湿性良好的金属自身的量少，此外基底镀覆膜(32)易于被氧化。其结果，在外部端子构件(23)的露出部(27)的周缘部，焊料润湿性降低，能够抑制焊料的润湿扩展。

Description

电子部件

技术领域

本发明涉及电子部件，特别涉及具备电绝缘性的绝缘部和嵌入绝缘部的外部端子构件并通过赋予给外部端子构件的焊料进行安装的电子部件。

背景技术

作为与本发明相关的技术，在例如特开2011-100998号公报(专利文献1)中有所记载。特别在专利文献1的图1以及图3中记载了由凹形状的主体部和盖部构成的、双电荷层电容器的壳体。壳体由树脂构成，壳体中嵌入了外部端子构件。图5中是使上述的构造一般化的结果，以剖视图表示外部端子构件1被嵌入作为绝缘部的壳体2中的状态。

如图5所示，在将具备外部端子构件1以及壳体2的电子部件3安装在安装用基板4上时，在外部端子构件1的朝向外侧的露出部5与安装用基板4上的导电焊盘(land)6之间施以焊料7，实施例如回流工序。此时，焊料7熔化，如图示那样存在从外部端子构件1的露出部5延伸出，沿着壳体2的下面扩展。并且，在该熔化了的高温的焊料7接触到由树脂构成的壳体2时，会引起壳体2的一部分熔化、或者出现裂缝8这种的不良。

例如使用有机系电解液的双电荷层电容器那样，在壳体2内收纳电容器元件以及有机系电解液，严禁水分从外部浸入的电子部件的情况下，上述裂缝8的存在会引起耐压下降等的问题。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】JP特开2011-100998号公报

发明内容

为此，本发明的目的在于提供一种不易引起由上述那样的高温熔化焊料导致的绝缘部处发生的熔化或破裂的问题的电子部件。

本发明面向具备由导电性金属构成的外部端子构件、和将外部端子构件的规定表面侧作为露出于外部的露出部同时与该外部端子构件接触绝缘部、并通过对外部端子构件的露出部赋予焊料来进行安装的电子部件，为了解决上述的技术问题，其特征在于具备如下的结构。

即，本发明涉及的电子部件的特征在于，所述外部端子构件的所述露出部由基底镀覆膜和外层镀覆膜提供，该基底镀覆膜由镍或者镍合金构成，该外层镀覆膜在所述基底镀覆膜之上形成，由金或锡或者含有这些金属的至少一种的合金构成。并且，所述外层镀覆膜形成为其厚度比较薄的区域包围其厚度比较厚的区域，换言之，外层镀覆膜的厚度在其周缘部比较薄，在其中央部厚度比较厚，所述厚度比较薄的区域和所述厚度比较厚的区域覆盖所述基底镀覆膜。

再者，为了规定本发明，之所以没有采用“外层镀覆膜的厚度在其周缘部比较薄，在其中央部厚度比较厚”这一表述，是由于无法明确地确定周缘部和中央部的边界，哪里是周缘部而哪里是中央部并不明了。为此，为了规定本发明，如上述那样，采用“外层镀覆膜形成为其厚度比较薄的区域包围其厚度比较厚的区域”的这一表述。

为了使外层镀覆膜的焊料润湿性良好，由金或锡或者包含这些金属的至少一种的合金构成，但在上述薄的区域中，焊料润湿性良好的金属本身的量少，此外构成基底镀覆膜的镍或者镍合金容易被氧化。其结果，在位于外部端子构件的露出部的上述薄的区域的周缘部，焊料润湿性下降。因此，能够抑制的焊料的润湿扩展。

优选外层镀覆膜在上述薄的区域具有龟裂。该外层镀覆膜中的龟裂的存在会促进构成基底镀覆膜的镍或者镍合金的氧化。因此，能够更为可靠地降低外部端子构件的露出部的周缘部处的焊料润湿性。

对于在所述外层镀覆膜的厚度方向上进行测量而得到的所述外部端子构件的厚度，优选周缘部的厚度比中央部小。通过该结构，能够使得外部端子构件与绝缘部之间的接合部的界面距离变长，能够降低上述接合部的透水性。

优选本发明涉及的电子部件还具备与所述外部端子构件电连接的元件主体、和收容元件主体的壳体，上述绝缘部构成壳体的至少一部分。

本发明特别有利于应用在使用有机系电解液的双电荷层电容器中。

发明的效果

根据本发明，由于在外部端子构件的露出部的周缘部，焊料润湿性降低，能够抑制焊料的润湿扩展，因此难以引起熔化了的高温焊料与绝缘部接触使得绝缘部的一部分熔化、或者在绝缘部产生破裂这种的不良。

另外，本发明涉及的电子部件在具备与外部端子构件电连接的元件主体、和收容元件主体的壳体，上述绝缘部构成壳体的至少一部分的情况下，根据本发明，使得水分更难以浸入壳体内。

附图说明

图1是表示作为本发明的一实施方式的电子部件的双电荷层电容器11的剖视图。

图2是单独表示图1所示的双电荷层电容器11中具备的壳体14的主体部21的剖视图。

图3是表示图1所示的外部端子构件23的优选的制造方法的剖视图。

图4(A)是表示图3(2)所示的外部端子构件23的下面的图，(B)是对(A)的部分B进行放大表示的图。

图5是为了说明背景技术的问题点，表示外部端子构件1被嵌入作为绝缘部的壳体2中的状态的剖视图。

具体实施方式

本发明涉及的电子部件构成为具备：由导电性金属构成的外部端子构件、和将外部端子构件的规定的表面侧作为露出于外部的露出部的同时与该外部端子构件接触的绝缘部。例如，所述电子部件例如相当于图1所示的双电荷层电容器11。

双电荷层电容器11具备：作为元件主体的电容器元件12、对用于收容电容器元件12的密闭空间13进行规定的壳体14、和密闭空间13中装填的电解液(未图示。)。

电容器元件12具备活性物质15、夹着活性物质15相对置的第1集电体16以及第2集电体17、将活性物质15分为第1集电体16侧和第2集电体17侧的隔板18。第1集电体16以及第2集电体17各自的端部位于电容器元件12的两端部，分别构成第1元件端子19以及第2元件端子20。

活性物质15含有例如活性炭。第1集电体16以及第2集电体17例如由铝箔构成，任何一方成为正极侧，另一方成为负极侧。隔板18由容许电解液通过的多孔质材料构成，作为多孔质材料使用例如聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚丙烯或聚乙烯这种的树脂或者纸。密闭空间13中装填的电解液浸透至活性物质15以及隔板18中。作为电解液使用水系电解液、有机系电解液或者离子液体。

壳体14具备主体部21和盖部22。图2中单独图示了主体部21。

主体部21具备第1外部端子构件23以及第2外部端子构件24，该第1外部端子构件23以及第2外部端子构件24与上述的第1元件端子19以及第2元件端子20分别电连接，并且以在厚度方向上贯穿主体部21的方式延伸。主体部21还具备与第1外部端子构件23以及第2外部端子构件24接触的由电绝缘性的树脂构成的绝缘部25。在该实施方式中，绝缘部25以将第1外部端子构件23以及第2外部端子构件24嵌入的状态对它们进行保持。主体部21还具备形成其周围部分、并且在其中央部分与绝缘部25层状重合的金属板26。

绝缘部25使第1外部端子构件23以及第2外部端子构件24彼此电绝缘，并且使第1外部端子构件23以及第2外部端子构件24与金属板26之间电绝缘。

第1、第2外部端子构件23、24以及金属板26例如由铝或铝合金这种的导电性金属构成。第1、第2外部端子构件23以及24分别具有相对于外部的露出部27以及28、和位于绝缘部25中且向内部侧露出的基部29以及30。对于在后述的外层镀覆膜33的厚度方向上测得的第1、第2外部端子构件23以及24的厚度，与中央部相比，周缘部的厚度较小，图1以及图2中呈倒T字状。

再者，对第1、第2外部端子构件23以及24的露出于外部的露出部27以及28实施镀覆，但其详细内容在后面参照图3以及图4进行叙述。

绝缘部25例如由聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、液晶聚合物(LCP)、聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚氯乙烯、氟树脂、或者丙烯酸类树脂等构成。

壳体14的盖部22例如由铝或者铝合金构成，尽管没有图示，但形成有用于将电解液注入壳体14内的注液口。注液口在将电解液填充到壳体14后被封闭。

双电荷层电容器11通过对第1、第2外部端子构件23以及24的露出部27以及28施以焊料来进行安装。

成为本发明的特征的结构为第1、第2外部端子构件23以及24。以下，参照图3来说明第1、第2外部端子构件23以及24的制造方法，由此明确第1、第2外部端子构件23以及24的结构。由于第1外部端子构件23与第2外部端子构件24实质上是相同的形式，并且通过相同的制造方法进行制造，所以在此仅说明第1外部端子构件23的制造方法。

如图3(1)所示，准备由导电性金属构成的板材31。在板材31的一个主面上，形成由镍或者镍合金构成的基底镀覆膜32，进而在其上形成由金或锡或者包含这些金属的至少一种在内的合金构成的外层镀覆膜33。在此，在一实施例中，准备由厚度0.5mm的铝构成的板材31，以0.66μm的厚度形成由镍构成的基底镀覆膜32，在其上以0.03～0.10μm的厚度形成由金构成的外层镀覆膜33。或者，取代金，而以3.42μm的厚度形成由锡构成的外层镀覆膜33。

之后，通过对该板材31实施顺序冲压加工(progressive pressing)，从而获得期望的外部端子构件23。图3(2)中图示了实施顺序冲压加工中包含的一个工序之后的外部端子构件23。

图3(2)中，板材31被送到作为以假想线示出的冲压模具的上模具34以及下模具35之间，通过上模具34以及下模具35的彼此接近从而对板材31进行冲压成形。由此，在与板材31部分连接的状态下，获得外部端子构件23具有的、露出部27的截面面积比基部29的截面面积大的倒T字的形状。

在上述的冲压成形时，板材31中，在应成为外部端子构件23的部分的周缘部，厚度减少。因此，在基底镀覆膜32以及外层镀覆膜33中，特别在外层镀覆膜33中，其周缘部的厚度也减小。其结果，外层镀覆膜33中实现厚度比较薄的区域36包围厚度比较厚的区域37的状态。

接着，优选对外部端子构件23实施以下这种的表面处理。

首先，准备含有从氨(NH₃)、联氨(N₂H₄)以及水溶性胺系化合物中选择的至少一种的水溶液，在该水溶液中浸渍形成了外部端子构件23的板材31。然后，在从水溶液中取出板材31之后，进行水洗、干燥。通过这种的处理，在外部端子构件23的表面形成直接20nm～60nm的微细的凹部。该微细的凹部的存在，由于糙面效应(anchoring effect)，有助于提高外部端子构件23与绝缘部25之间的接合强度。

接下来，实施冲切工序，外部端子构件23从板材31完全分离。

图4中示出外部端子构件23的下面、即露出部27侧的面。特别根据对图4(A)的部分B进行放大表示的图4(B)可知，优选外层镀覆膜33在薄的区域36具有由涂成黑色进行图示的、多个微细的龟裂38。推测这种的龟裂38是在上述的基于上模具34以及下模具35的冲压成形工序中所形成的。龟裂38的存在会存进构成基底镀覆膜32的镍或者镍合金的氧化。因此，能够更为可靠地降低在外部端子构件23的露出部27的周缘部的焊料润湿性。

以上，对图3以及图4中图示的第1外部端子构件23进行了说明，但对于第2外部端子构件24也同样。

接下来，说明利用如上述那样得到的第1外部端子构件23以及第2外部端子构件24所实施的双电荷层电容器11的制造方法。

准备电容器元件12、构成壳体14的主体部21以及盖部22。

在制造上述的主体部21时，准备如上述那样得到的第1外部端子构件23以及第2外部端子构件24，并且准备金属板26。

接下来，在外部端子构件23、24以及金属板26被嵌入未图示的射出成形用模具内的状态，绝缘部25被射出成形。

接着，在主体部21上配置电容器元件12。

接着，电容器元件12的第1元件端子19以及第2元件端子20分别通过例如超声波熔接而与主体部21侧的第1外部端子构件23以及第2外部端子构件24连接。

接下来，盖部22盖在主体部21上，盖部22的侧壁部的端缘部与主体部21的由金属板26提供的周缘部通过例如激光熔接进行接合。

接着，从设置在盖部22的注液口注入电解液，在壳体14内装填电解液。然后，在减压含浸处理后，封闭注液口，从而壳体14被密封。

至此，完成双电荷层电容器11。

在本发明被应用于上述的这种双电荷层电容器11的情况下，在该双电荷层电容器11使用例如有机系电解液时，本发明的能够抑制水分浸入的这一效果特别有效地发挥作用。这是因为：在使用有机系电解液的双电荷层电容器的情况下，由于来自外部的水分的浸入会导致耐压下降，因此必须严禁水分的浸入。

以上，与双电荷层电容器相关联地说明了本发明，但本发明并不限定于该双电荷层电容器，能够应用于任意的电子部件，只要该电子部件具备由导电性金属构成的外部端子构件、和将外部端子构件的规定的表面侧作为露出于外部的露出部同时将该外部端子构件嵌入的状态下进行保持的绝缘部，并且通过对外部端子构件的露出部施以焊料来进行安装即可。

因此，绝缘部在电子部件中也可以构成例如实心的板状体，而不是构成壳体的至少一部分。

接下来，说明为了确认本发明的效果而实施的实验例。

1、样品的制作

[实施例]

作为板材，准备厚度0.5mm的铝板，在其一个主面实施了锌酸盐处理(zincatetreatment)之后，作为基底镀覆膜而形成厚度0.66μm的无光泽镍镀覆膜，在其上形成厚度0.15μm的金镀覆膜，作为外层镀覆膜。之后，通过实施参照图3所说明的冲压成形等，获得实施例中涉及的外部端子构件。

[比较例]

作为板材，与实施例的情况同样，准备厚度0.5mm的铝板，接下来实施与参照图3所说明的同样的冲压成形等，获得具有与实施例中涉及的外部端子构件同样的形状的镀覆前的外部端子构件。接着，对外部端子构件的没有形成镀覆膜的面实施掩蔽(masking)之后，在外部端子构件的应成为露出部的面形成厚度0.66μm的无光泽镍镀覆膜，作为基底镀覆膜，在其上形成厚度0.15μm的金镀覆膜，作为外层镀覆膜。之后，除去掩膜，获得比较例涉及的外部端子构件。

2、镀覆膜的厚度测量

对于上述实施例以及比较例各自涉及的外部端子构件中的金镀覆膜，通过X射线分析显微镜来测定图表，根据检测出的元素峰值来计算膜厚。针对与图4(A)的a、b、c、d、e、f相当的位置，分别计算膜厚。其结果在表1中示出。

【表1】

(单位：μm)

根据表1，在比较例中，对于膜厚在图4(A)的a、b、c、d、e、f间没有发现显著差，但是在实施例中，与a、b的膜厚相比，包围a、b的c、d、e、f的膜厚变薄至一半以下。周缘部的膜厚比中央部的膜厚变薄至一半以下。

3、焊料的扩展性试验

准备由平面尺寸为102mm×102mm、厚度为0.635mm的氧化铝构成的回流用基板，在使各自的露出部朝向上方的状态下，将实施例以及比较例各自的外部端子构件利用耐热性双面粘结带固定在回流用基板上。

另一方面，准备按重量比为15∶75的比例含有松香和异丙醇的焊剂(flux)。接下来，对上述的实施例以及比较例各自涉及的外部端子构件的露出部，利用微移液管供给该焊剂。提供给露出部的焊剂量设为10微升。

接下来，将组成为Sn-3.0Ag-0.5Cu、直径为1.0mm的焊球装在实施例以及比较例各自的外部端子构件的露出部上实施回流工序。在回流工序中，在大气中以温度150～180℃实施了73秒的预热之后，在温度220℃以上，将峰值温度设为237.7℃，实施了53秒的正式加热。

然后，用异丙醇洗净各外部端子构件，进行观察、测量，由此求出焊料扩展面积。表2中示出其结果。表2中，“实施例”以及“比较例”各自存在“No.1”和“No.2”，这是因为针对“实施例”以及“比较例”分别评价了2个样品。

【表2】

	No.1	No.2
			实施例	7.675803	7.634095
比较例	9.139775	9.560677

(单位：mm²)

根据表2可知，较之比较例，实施例的焊料扩展面积小，外部端子构件的露出部的周缘部处的焊料润湿性变低。再者，实施例以及比较例中，外部端子构件的露出部的面积都为26.4mm²。

【符号的说明】

11 双电荷层电容器(电子部件)

12 电容器元件(元件主体)

14 壳体

19、20 元件端子

21 主体部

22 盖部

23、24 外部端子构件

25 绝缘部

27、28 露出部

31 板材

32 基底镀覆膜

33 外层镀覆膜

34 上模具

35 下模具

36 厚度比较薄的区域

37 厚度比较厚的区域

38 龟裂

Claims

1.一种电子部件，具备：外部端子构件，其由导电性金属构成；和绝缘部，其将所述外部端子构件的规定的表面侧作为露出于外部的露出部，同时与该外部端子构件接触，所述电子部件通过对所述外部端子构件的所述露出部赋予焊料来进行安装，所述电子部件的特征在于，

所述外部端子构件的所述露出部由基底镀覆膜和外层镀覆膜来提供，该基底镀覆膜由镍或者镍合金构成，该外层镀覆膜在所述基底镀覆膜之上形成，由金或锡或者含有这些金属的至少一种的合金构成，

所述外层镀覆膜形成为其厚度比较薄的区域包围其厚度比较厚的区域，所述厚度比较薄的区域和所述厚度比较厚的区域覆盖所述基底镀覆膜。

2.根据权利要求1所述的电子部件，其特征在于，

所述外层镀覆膜在所述薄的区域具有龟裂。

3.根据权利要求1或2所述的电子部件，其特征在于，

关于在所述外层镀覆膜的厚度方向上进行测量而得到的所述外部端子构件的厚度，周缘部的厚度比中央部小。

4.根据权利要求1或2所述的电子部件，其特征在于，

所述电子部件还具备与所述外部端子构件电连接的元件主体、和收容所述元件主体的壳体，

所述绝缘部构成所述壳体的至少一部分。

5.根据权利要求1或2所述的电子部件，其特征在于，

该电子部件是使用有机系电解液的双电荷层电容器。