具有可挠性端子的电子组件制造技术

技术编号:21959553 阅读:12 留言:0更新日期:2019-08-24 22:48
本发明专利技术提供一个包括本体和至少一个端子之电子组件,该端子用于将该本体焊接到该载体,该端子包括:安置在该本体的表面上之电极;形成在该电极上及/或由该电极环绕之释气层,其中,该释气层于加热时系经配置以释气;以及形成在该释气层上之导电覆盖层,其中,该覆盖层电性连接至该电极,并以气密方式在该覆盖层和该电极之间密封该释气层。

Electronic components with flexible terminals

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有可挠性端子的电子组件
本专利技术涉及电子组件,其包括本体和至少一个用于将本体焊接到载体(例如电子芯片型组件)之端子。
技术介绍
主动和被动电子芯片型组件通常用于电子设备中。绝大多数现代被动组件,例如电阻器、电容器、电感器、热敏电阻器、压敏电阻器以及熔丝都是无引线芯片组件,其包括形成为具有金属化端部的刚性陶瓷平行六面体之芯片本体。金属化端部用作组件的端子并焊接至载体,例如印刷电路板(PCB)。举例而言,芯片之芯片本体的一侧、三侧或五侧上的端子端部可经金属化。尽管无引线芯片组件更小,而且比具有引线和冲压端子之传统引线组件具有更高的带宽和更低的价格,但它们也可以形成载体的坚固焊接接头。载体的弯曲或振动可能导致此刚性焊接接头中的疲劳裂痕,这导致芯片组件与板电性断开及/或机械断开。除了板弯曲和振动之外,疲劳裂痕还可能由周围温度循环引起,亦即,使载体经受极端和迅速的温度变化。芯片组件主要系用陶瓷制造,陶瓷具有相对低的膨胀温度系数(TCE,以ppm/K表示)。例如,氧化铝陶瓷的TCE为约6ppm/K,而典型的玻璃-聚合物板的TCE为约18ppm/K。这些TCE值的差称为TCE不匹配。由于组件通过宽的温度范围循环,TCE不匹配会导致芯片组件和电路板以不同的速率膨胀,从而导致焊接接头中出现疲劳裂痕。由于振动和温度循环经常出现在汽车和航空航天应用中,已经努力抵消焊接材料的疲劳裂痕以及由此导致的芯片组件与载体的电性断开和机械断开。例如,在刚性芯片组件体上可提供可挠性引线或端子。然而,此等引线或端子增加了组件的尺寸和成本。藉由以导电弹性树脂膜涂覆端子电极,而也可以形成与板的可挠性连接。导电弹性树脂薄膜系由复合材料、经金属填充之聚合物制成,且系经镀覆以形成可焊接的金属镀膜。为了利用导电树脂薄膜的弹性,导电性树脂薄膜上面的金属层通常不与组件本体形成直接机械连接。缺少直接连接会导致电流依序流过镀覆层、导电性树脂层以及端子电极。然而,导电弹性树脂膜的电阻率是非线性的,并且高于通常用于建构端子电极的金属(例如镍或铜)的电阻率数倍。与其中电流仅流过端子的金属部分的芯片组件相比,这损害了芯片组件的电特性。因此,仍然需要具有增进的电特性的更耐用的芯片组件,特别是对于涉及温度循环和振动的电子应用。
技术实现思路
据此,电子组件包括本体和至少一个用于将本体焊接到载体之端子,该端子包括:安置在本体的表面上之电极;形成在电极上及/或由电极环绕之释气层,其中,该释气层于加热(特别是在焊接温度下)时,系经配置以释气;导电覆盖层形成于释气层上,其中,覆盖层为电性连接至电极(较佳为直接电性连接至电极,或经由导电中间层电性连接至电极),并以气气方式在覆盖层和电极之间密封释气层。释气层意指形成释气层的材料,例如导电聚合物,在室温处于安定状态。当焊接期间加热材料时,材料发生化学分解,释放出气体。举例而言,当释气层的材料系经金属填充(诸如经金属填充之聚硅氧)之聚合物时,其热分解(亦即破坏)可能导致水蒸汽、二氧化碳和气态有机化合物之逸出。焊接温度(亦即,用于安装组件并将其电连接到载体上的焊料的熔化范围)会取决于焊接材料而不同,例如典型无铅焊料的熔化温度范围为211°C至220°C。释气温度是形成释气层的材料的性质,并且较佳为高于室温。释气层可以完全形成在端子的电极上,或者可以(部分或完整地)形成在电子组件的本体、电极、或电极包围释气层的部分上,致使其可与覆盖层一起形成气密之密封。当将本体焊接到载体上时,释气层系经覆盖层密封,以在电极和覆盖层之间形成经密封之气体体积。特别地,一旦释气层已经加热到释气层温度,则释放释气层经分解所产生的气体。然而,由于系以气密方式在覆盖层和电极之间密封释气层,因此,覆盖层膨胀以形成中空、可挠性外壳。可挠性意指覆盖层可以膨胀,并由此弯曲及/或在不破裂下进行一定程度的拉伸。覆盖层可为、但不一定是弹性的,亦即,在组件经加热至焊接温度之前能够恢复其原始尺寸。可挠性外壳可减少由电子组件和载体之间的TCE不匹配以及载体的机械弯曲引起的焊接接头在端子和载体(例如PCB)之间的机械应力。结果,与具有刚性焊接接头的芯片组件相比,所安装的电子组件能够承受更高数目的热循环和振动,这增加了电子装置的整体可靠性。此外,所述端子设计提供了不会实质增加电子组件的整体尺寸之可挠性端子。此外,所提出的端子设计可确保电流流过金属组件,但不是保持端子的高电线性和导电性之复合组件。这导致安装的组件的电特性得到改善。本申请涉及的电子组件可为电子芯片型组件,其于端子之如一侧、三侧或五侧上具有金属。根据一个具体例,形成本体的材料包含陶瓷,例如氧化铝陶瓷。虽然本揭示内容主要涉及基于陶瓷的组件,该概念适用于可能导致电子组件本体与载体之间之TCE不匹配的材料的任何组合。如此,在本专利技术的范畴内,本体可以包括任何其它种类的基板。所涉及的材料可以包括混合陶瓷基板、不基于陶瓷的组件或材料的任何其他合适的组合(例如金属和非金属材料的组合)中的任何一者。例如,本体可以由一个组件(例如,钽电容器)形成,该组件藉由绝缘化合物共形涂覆或模制,并具有金属化端部(亦即,端子)。另一个例子可为具有多层陶瓷电容器或多层压敏电阻器的金属化端部之本体。根据另一个具体例,覆盖层包含具有弹性模数之材料,该弹性模数高于释气层所包含之材料的弹性模量。较佳地,覆盖层所包含的材料的弹性模数高于释气层所包含的材料的弹性模数数倍。举例而言,包含铬的覆盖层具有约200GPa的弹性模数,而包含经金属填充之聚合物的胶冻状聚合物释气层具有约0.01MPa的弹性模数。当覆盖层膨胀时,释气层的相对低的弹性模数使覆盖层自由弯曲。根据另一具体例,释气层和覆盖层之间的黏着性大于释气层和电极表面之间的黏着性。与电极表面相对低的黏着性使释气层与电极表面分离,从而使覆盖层膨胀以形成中空可挠性外壳,同时维持黏着膨胀后的覆盖层。如上述,在一个具体例中,释气层可以包括导电聚合物。根据另一具体例,释气层包含经金属填充之聚硅氧,例如已知在高于250℃的温度充分释气的经银填充之聚硅氧。或者,形成释气层的材料可以包括任何可镀覆的非安定材料,其在焊接温度分解和逸出气体。释气层是导电的,并且可以通过覆盖层与电极的任何暴露的部分一起镀覆。根据一个有利的具体例,覆盖层是可挠性的,以允许变形并且当释气层脱气时保持气密性。根据一个具体例,形成覆盖层的材料包括、但不限于铜及/或镍。覆盖层还用作浸出屏障,以防止电极的暴露部分在焊接过程中于熔融焊料中溶解。根据另一个具体例,释气层沉积在电极远离芯片本体之表面上,该电极表面包括未经释气层覆盖的密封界限(例如,缘边),且覆盖层于该密封界限电性连接至电极。经暴露之密封界限在电极表面和覆盖层之间提供特别气密之密封和金属导电。较佳地,密封界限在释气层周围形成封闭的圆周。根据另一个具体例,电子组件进一步包括经镀覆之精加工层,其促进焊接并沉积在覆盖层上(特别是在覆盖层的一部分或多个部分上或在完整覆盖层上)。经镀覆之精加工层可能包括、但不限于锡、锡-铅合金或金。根据另一个具体例,释气层系藉由网印至一个或多个电极表面上而经配置。或者,释气层可藉由在导电聚合物油墨中浸泡而形成。这两个替代性具体例都能够使用用于制造传统无引线芯片组件的相同设备和主要材料本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种电子组件(100;200;300),其特征在于,包括本体(102;202;302)以及至少一个端子,用于将所述本体(102;202;302)焊接到载体,其中,所述端子包括:电极(104;204;304),安置在所述本体(102;202;302)之表面上;释气层(110;210;310),形成在所述电极(104;204;304)上及/或由所述电极(104;204;304)环绕,其中,所述释气层(110;210;310)于加热时系经配置以释气;以及导电覆盖层(112;212;312),形成在所述释气层(110;210;310)上,其中,所述覆盖层(112;212;312)电性连接至所述电极(104;204;304),而且以气密方式在所述覆盖层(112;212;312)和所述电极(104;204;304)之间密封所述释气层(110;210;310)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.26 IL 2503051.一种电子组件(100;200;300),其特征在于,包括本体(102;202;302)以及至少一个端子,用于将所述本体(102;202;302)焊接到载体,其中,所述端子包括:电极(104;204;304),安置在所述本体(102;202;302)之表面上;释气层(110;210;310),形成在所述电极(104;204;304)上及/或由所述电极(104;204;304)环绕,其中,所述释气层(110;210;310)于加热时系经配置以释气;以及导电覆盖层(112;212;312),形成在所述释气层(110;210;310)上,其中,所述覆盖层(112;212;312)电性连接至所述电极(104;204;304),而且以气密方式在所述覆盖层(112;212;312)和所述电极(104;204;304)之间密封所述释气层(110;210;310)。2.如权利要求1所述的电子组件(100;200;300),其特征在于,形成所述本体(102;202;302)之材料包含陶瓷,诸如,氧化铝陶瓷。3.如权利要求1或2所述的电子组件(100;200;300),其特征在于,所述覆盖层(112;212;312)包含具有弹性模数之材料,所述弹性模数高于构成所述释气层(110;210;310)之材料之弹性模数。4.如权利要求1至3中任一项所述的电子组件(100;200;300),其特征在于,所述释气层(110;210;310)和所述覆盖层(112;212;312)之间之黏着性大于所述释气层(110;210;310)和所述电极表面之间之黏着性。5.如权利要求1至4中任一项所述的电子组件(100;200;300),其特征在于,所述释气层(110;210;310)包含导电聚合物。6.如权利要求1至5中任一项所述的电子组件(100;200;300),其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员:迈克尔·贝尔曼
申请(专利权)人:威世以色列有限公司
类型:发明
国别省市:以色列,IL

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