专利名称：芯片型电子组件的外端电极材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种芯片型电子组件的外端电极材料及其制备方法，尤其涉及芯片型电子组件所用的纳米级合金(特别是锡铜合金)外端电极材料及其制备方法。
背景技术：
一般芯片型电子组件的端电极构成大都采用如下的两种方式第一种方式系采用银胶作为端电极材料，将芯片的电极外端部分沾附上导电银胶，经过烘干及高温还原之后，还必须经过电镀镍及电镀锡的工艺，方能有良好的焊锡性及耐焊性。
第二种方式系因使用导电银胶成本太高，业界为进一步降低成本，因此发展出一种采用铜、镍等较低成本的金属所制成的导电胶，用来取代昂贵的导电银胶材料。
目前所有的芯片型电子组件的端极材料，无论是使用导电银胶，或是其它的金属导电胶，都必须经过电镀镍及电镀锡的工艺，方能具有良好的焊锡性与耐焊性及抗氧化能力。然而，众所周知，电镀工艺中所产生的有毒废弃物，造成对环境的严重污染，一直是非常重要的环保问题，而且为了降低污染程度，不得不投资昂贵的废水处理设备及日常处理的成本，另外，对操作电镀及相关工艺人员的身体健康，亦会造成相当程度的危害。
再者，电镀工艺中的镀液操作颇为困难，往往因为电镀条件的细微变化造成电镀后的端电极焊接性不良，甚至于影响端电极与芯片本体间的黏结强度。
有鉴于上述芯片型电子组件的端电极材料所产生的问题，本发明提供一种纳米级合金的电极材料将予以克服。
发明内容
本发明的主要目的即在于提供一种芯片型电子组件的外端电极材料及其制备方法，尤其提供一种芯片型电子组件所用的纳米级锡铜合金外端电极材料及其制备方法，具有焊锡性良好、耐焊性佳、无铅、无需电镀且成本低的优点。
所述纳米级锡铜合金导电胶，由于本身兼具有抗氧化、耐焊及良好的焊锡性，因此应用于芯片型电子组件的两端或两侧，作为外接电极之用，不需要经过电镀镍及电镀锡的工艺，可以大幅降低制造成本，最重要的是能彻底解决业界困扰已久的环境污染的问题。
本发明的另一目的即在于提供一种纳米级的锡铜合金导电胶，可以取代目前被广泛使用的导电银胶及近年来发展的其它金属工艺所使用的铜、镍等较低成本的金属所制作的导电胶。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的一种芯片型电子组件的外端电极材料，主要成分包含锡铜合金，平均粒径小于100纳米，其包含金属锡(Sn)及铜(Cu)；黏结剂，其包含溶剂与树脂。
所述锡铜合金成分重量百分比为72～82％，黏结剂为18～28％；所述锡铜合金包含65～90％的锡及10～35％的铜。
黏结剂为重量百分比65％-75％的溶剂和25-35％的树脂，优选所述黏结剂为重量百分比70％的溶剂和30％的树脂。
其中溶剂成分包含丁氧基乙醇及醋酸乙二醇；树脂成分包含乙基纤维素(ECN-7)，氢化松香树脂(Staybelite Resin)及氢化松香甲酯(Hercolyn-D)。
所述的芯片型电子组件的外端电极材料的制备方法，包括以下步骤将溶剂与树脂依照比例混合搅拌均匀，使树脂完全溶解成黏稠的胶状；将制作成胶状的黏结剂与平均粒径小于100纳米的锡铜合金细微粉末相互混合，之后采精密研磨使其达到完全的分散及精细的粒度。
所述的芯片型电子组件的外端电极材料的制备方法，所述黏结剂与平均粒径小于100纳米的锡铜合金细微粉末混合比例最好为24％∶76％。
具体实施例方式
兹就有关本发明的芯片型电子组件的外端电极材料作更进一步的说明本发明所涉及的百分比均为重量百分比。
本发明的纳米级合金的电极材料主要成分包含锡铜合金及黏结剂。其中锡铜合金包含65～90％的锡(Sn)及10～35％的铜(Cu)，其粉末的形成系采用纳米级技术工艺，制造出具纳米级尺度，且平均粒径小于100纳米的锡铜合金细微粉末，其中以锡为主要成分，铜金属作为调整合金熔点高低之用，而铜的比例越高则合金的熔点也较高。
黏结剂所含的比例约18～28％，其中黏结剂内含有70％溶剂与30％树脂，其中溶剂成分为50％丁氧基乙醇(BCS)及50％醋酸乙二醇(DBAC)，树脂成分例如包含18％乙基纤维素(ECN-7)，7％氢化松香树脂(Staybelite Resin)及5％氢化松香甲酯(Hercolyn-D)(以黏结剂总重量计)；将黏结剂所含的溶剂及树脂以一定的比例相互搅拌，并使之充分搅拌均匀后树脂能完全溶解呈黏稠状的胶状液体，以便与锡铜合金粉末混合搅拌。
锡铜合金与黏结剂混合时，将制作完成的胶状黏结剂与平均粒径小于100纳米的锡铜合金细微粉末，以一定的比例，如约24％76％相互混合，并搅拌均匀，再经精密研磨使其达到完全的分散及精细粒度。所构成的纳米级锡铜合金导电胶由于具有抗氧化、耐焊性佳及良好的焊锡性，因此应用于芯片型电子组件两端或是两侧，作为外接电极之用，可以不需要经过电镀镍及电镀锡的工艺，大幅降低制造成本，最重要的是能彻底解决环境污染的问题。
因此，本发明采用的金属合金材料为一种相当普遍且价格低廉的金属锡及铜等金属，因此可大大降低芯片型电子组件电极材料的成本，且所混合调制成的纳米级锡铜合金导电胶，具有与组件本体的结合力超强的优点，它的焊锡性良好，耐焊性佳，无铅，免电镀及低成本等特点，可以完全取代目前被广泛使用的导电银胶、铜、镍等金属所制成的导电胶。
权利要求
1.一种芯片型电子组件的外端电极材料，主要成分包含锡铜合金和黏结剂；所述锡铜合金平均粒径小于100纳米，其包含金属锡及铜；所述黏结剂包含溶剂与树脂。
2.如权利要求1所述的芯片型电子组件的外端电极材料，所述成分锡铜合金重量百分比为72～82％，黏结剂为18～28％；
3.如权利要求2所述芯片型电子组件外端电极材料，所述锡铜合金与黏结剂的重量百分比为76％∶24％。
4.如权利要求1所述的芯片型电子组件的外端电极材料，所述锡铜合金包含65～90％的锡及10～35％的铜。
5.如权利要求1所述的芯片型电子组件的外端电极材料，所述黏结剂中溶剂为重量百分比65％-75％，而树脂为25-35％。
6.如权利要求5所述的芯片型电子组件的外端电极材料，其中所述黏结剂中溶剂为重量百分比70％，而树脂为30％。
7.如权利要求1-6任一项所述的芯片型电子组件的外端电极材料，其中黏结剂中溶剂成分包含丁氧基乙醇及醋酸乙二醇；树脂成分包含乙基纤维素，氢化松香树脂及氢化松香甲酯。
8.芯片型电子组件外端电极材料的制备方法，包括以下步骤将溶剂与树脂依照比例混合搅拌均匀，使树脂完全溶解成黏稠的胶状；将制作成胶状的黏结剂与平均粒径小于100纳米的锡铜合金细微粉末相互混合，之后采用精密研磨工艺使其达到完全分散及精细的粒度。
9.如权利要求8所述芯片型电子组件外端电极材料的制备方法，所述黏结剂与平均粒径小于100纳米的锡铜合金细微粉末混合比例为黏结剂占18～28％，锡铜合金占72～82％。
10.如权利要求9所述芯片型电子组件外端电极材料的制备方法，所述黏结剂与平均粒径小于100纳米的锡铜合金细微粉末混合比例为24％∶76％。
全文摘要
本发明涉及一种芯片型电子组件的外端电极材料及其制备方法，所述外端电极材料，主要成分包含锡铜合金及黏结剂，其中锡铜合金包含65～90％的锡及10～35％的铜；黏结剂包含溶剂与树脂；将胶状黏结剂与平均粒径小于100纳米的锡铜合金细微粉末，以一定比例混合，再经精密研磨使其完全分散及达到精细粒度。本发明纳米级锡铜合金导电胶具有抗氧化性，耐焊性佳及焊锡性良好，因此应用于芯片型电子组件两端或是两侧，作为外接电极之用，可以完全不需要经过电镀镍及电镀锡工艺，彻底解决了环境污染的问题。
文档编号H01L23/48GK1567583SQ0313763
公开日2005年1月19日 申请日期2003年6月9日 优先权日2003年6月9日
发明者李坤龙, 连伟成 申请人:宏起股份有限公司