MLCC三層端電極與焊接性

1、MLCC三層端電極與焊接性能三層端電極與焊接性能 片式元件三層端電極是制作電子元件端電極的重要工序,端頭底層電極為Ag、Ag2Pd或Cu電極,中間電極層為鎳層,外部電極層為錫(鉛) 層。 底層電極為電極漿料經(jīng)涂敷、干燥、燒結(jié)完成;中間電極和外部電極一般由電鍍完成。 底層電極層的作用是把內(nèi)電極外露部分連接起來,并牢固附著在端頭上,形成底層端電極。 它必須要把有效的電極區(qū)域密封,以防止電鍍時鍍液滲透。 底層對片式元件焊接性能的影響： 只有選擇合適的漿料、燒成曲線和燒成氣氛,才能形成質(zhì)量優(yōu)良、可鍍性好的底層電極,如果漿料選擇不當或燒結(jié)不當,會造成底層不致密,出現(xiàn)氣泡、針孔、發(fā)黑或排膠不充分等現(xiàn)象,經(jīng)

2、電鍍后鍍層耐焊接熱、可焊性、附著力下降。 中間電極鎳層的作用是把基底電極整個包住,起保護作用。鎳熔點高,穩(wěn)定性好, 可使基層電極承受高溫焊料的熱浸蝕,阻擋潮氣進入電子元件內(nèi)部,防止熱老化過程中焊料向底層擴散,增強電極層的熱附著力,提高端頭電極耐焊接熱性能。 電鍍后的鎳層要求具有低應力,否則會由于鎳層的應力作用將底層從基體剝離,破壞了端電極。 對于瓷介片式電子元件,固瓷介質(zhì)是超細介電微粉壓片燒結(jié)形成的,表面活性較高,容易被酸、堿腐蝕,所以要求鍍鎳液近中性。 氨基磺酸體系鍍鎳能夠得到低應力鍍層，且PH近中性。 為了確保鍍層質(zhì)量,必須嚴格控制鍍液中無機雜質(zhì)、有機雜質(zhì)、pH 值等,以上各項均會影響鍍層

3、內(nèi)應力。金屬雜質(zhì)可用0. 20. 4 A/ dm2 小電流電解處理;有機雜質(zhì)用雙氧水和活性炭聯(lián)合處理。 中間層對片式元件焊接性能的影響： 主要影響MLCC的耐焊接熱性能。 外部電極錫層的作用是改善端頭電極的可焊性能以適應表面快速焊接技術。要求外觀均勻細致，可焊性優(yōu)良，抗氣蝕能力強。 外部電極層對片式元件焊接性能的影響： 主要影響MLCC的可焊性能。 2.1可焊性 可焊性是指材料易于采用焊料進行軟釬焊連接的能力，又稱為軟釬焊性。 可焊性的優(yōu)劣，在很大程度上取決于母材釬料體系的潤濕狀態(tài)。一般來說，如果釬料對母材的潤濕性能良好，則可焊性通常也比較好。所以，可以用潤濕情況來評價。接觸角 30 接觸角

4、90 接觸角 90 電子部件釬焊時，母材表面的氧化物在加熱過程中被助焊劑去除。加熱不僅使助焊劑活化，而且使釬料的表面張力減小，使?jié)櫇褡饔迷鰪姟Ｈ绻覆呐c釬料之間沒有良好的潤濕作用，將導致不潤濕。2.2可焊性能影響因素造成焊點潤濕不良的原因及解決方法:由于母材表面的氧化物未被助焊劑去除干凈，使得釬料難以在這種表面上鋪展，從而導致接觸角大于90，造成潤濕不良，從而影響元器件的可焊性。 通過增強助焊劑活性的方法來解決。 釬料本已良好潤濕材料，但由于工藝或操作不當（如加熱時間過長或溫度過高等），使得母材表面易于被釬料潤濕的金屬鍍層完全溶解到液態(tài)釬料中，并裸露出不易被釬料潤濕的基體金屬表面。 通過設計合

5、理的工藝及管控操作來解決。 高溫下鎳錫生成金屬間化合物，釬料在化合物表面上的潤濕性是很差，影響元器件的焊性。 保證鍍層具有一定的厚度，使其在高溫過程中化合物不致于生長到表面。 鍍層多孔、粗糙及在鍍層表面下有一些有機物質(zhì)都會影響到可焊性。 對于多孔性、粗糙問題，可以通過控制電鍍工藝，形成尺寸細小的晶粒來解決。較小的晶粒可以保證鍍層表面致密光潔。 對于鍍層表面的有機物可采用充分冷水與熱水清洗。 基本原理 極化：電流通過電極時，電極電位偏離平衡電位的現(xiàn)象。 鍍層結(jié)晶的致密程度、整平度與分散能力等是評定鍍層質(zhì)量的主要指標，直接受電極極化的影響。 極化程度大，鍍層越致密，其可焊性能越好。 影響錫鍍層的因

6、素 1.鍍液 主鹽溶度：主鹽溶度越低，則濃差極化越大，導致結(jié)晶形核速率提高，所得組織較細致。在允許的工藝范圍內(nèi)降低主鹽濃度，以增強極化。 配離子的影響：配離子使陰極極化作用增強，所以鍍層比較致密，鍍液的分散能力也較好，整平能力較高。 附加鹽的作用：除可提高鍍液的電導性外，還可增強陰極極化能力，有利于獲得細晶的鍍層。 2.溫度 溫度降低，擴散減慢，濃差極化增強，同時，溫度降低，使離子的脫水過程減慢，離子和陰極表面活性減弱，也增強了電化學極化，所以，溫度降低，陰極極化作用提高。 但在實際生產(chǎn)中常采用加溫措施，這主要是為了增加鹽類的溶解度，從而增加導電能力和分散能力，允許提高電流密度上限，并使陰極效率提高，減少鍍層吸氫量。不同的鍍液有其最佳的溫度范圍。 3.電流 電流密度對鍍層結(jié)晶情況、沉積速度影響較大。 電流密度較小沉積速度慢，甚至無鍍層。 在允許的電流密度范圍內(nèi)，采用高電流密度電鍍，增強極化程度，晶核的生成速度增加，得到致密的鍍層。 4.前處理前處理 鍍件電鍍前，需對鍍件表面作精整和清理，去除毛刺、夾砂、殘渣、油脂、氧化皮、鈍化膜，使基體金屬露出潔凈、活性的晶體表面。這樣才能得到健全、致密、結(jié)合良好的鍍層。莊立波等. MLCC端電極Sn鍍層的焊接失效分析J.電子元件與材料李東豪等