JP2008038240A

JP2008038240A - チップ状電子部品のめっき方法

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Publication number: JP2008038240A
Application number: JP2006238243A
Authority: JP
Inventors: Satoaki Makino; 聡朗牧野; Takashi Kamiguchi; 孝髪口; Hiroyuki Kobayashi; 浩之小林; Kikuko Ida; 紀久子井田; Fumio Ishida; 文男石田; Shoji Shibazaki; 正二柴崎
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 2006-08-07
Filing date: 2006-08-07
Publication date: 2008-02-21

Abstract

【課題】チップ状電子部品の外部電極上に任意で均一な厚みのめっき膜を形成することが可能なめっき方法を提供する。
【解決手段】めっき液吹き付けノズル２５内に陽極２９を配置し、チップ状電子部品１１の表面の少なくとも一つの外部電極１４にノズルが対向するようにかつ電子部品の表面の下側半分をめっき液２３からマスキングした状態に保持手段２０で保持し、電子部品の前記外部電極の表面の一部に陰極プローブ２６を接触させ、陽極とプローブとの間に電圧を印加しながらノズルから外部電極にめっき液を吹き付けてめっきし、その後、外部電極の表面の前記と異なる位置に陰極プローブを接触させて再びめっきする。このため、チップ状電子部品の外部電極の表面のうち先の陰極プローブの接触位置の近傍にめっき膜の未着部分が生じるのを防止でき、任意で均一な厚みのめっき膜を形成することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、各種電子機器に用いられるチップ状電子部品の外部電極にめっき膜を形成するチップ状電子部品のめっき方法に関し、さらに詳細には、外部電極に任意で均一な厚みのめっき膜を形成するめっき方法に関する。

チップ状電子部品の外部電極にめっき膜を形成する方法として、バレルめっきが一般的に用いられている。上記バレルめっき法は、めっきバレル内に大量のチップ状電子部品を導電性ダミー粒子とともに挿入して、めっき槽のめっき液中に浸漬させた状態でめっきバレルを回転させてめっきバレル内を撹拌しつつ、前記めっき槽内に配置された陽極と、前記めっきバレル内に配置された陰極との間に所定の電圧を印加して、前記導電性ダミー粒子を介して前記陰極に接続されたチップ状電子部品の外部電極の表面にめっき膜を形成するものである。

一方、金属基体の表面の任意の箇所に任意の厚みでめっき膜を形成する技術として、例えば特許文献１に示されるように金属基体にノズルからめっき液を吹付噴流するめっき方法が提案されている。具体的には、図４に示されるように、めっき液吹き付けノズル１２５内に陽極１２９を配置するととものに、被めっき面１１１を陰極１２８Ｂに接続し、陽極１２９と陰極１１１との間に電圧を印加した状態でめっき液１２３を連続して吹き付けるものである。

特開平０９−２６３９８９号公報

近年、各種電子機器の小型化、薄型化の傾向が強まっており、これらの電子機器に用いる微小サイズのチップ状電子部品、具体的には長さ０．４ｍｍ×幅０．２ｍｍ（×高さ０．２ｍｍ以下）の０４０２サイズの等のチップ状電子部品や、複数の素子を一体化したアレイタイプのチップ状電子部品が提案されるようになっている。
しかしながら、上記背景技術に示されるバレルめっき法では、例えばアレイタイプのチップ状電子部品のように電子部品の表面上の異なる位置に複数の外部電極が設けられている場合、外部電極の位置や大きさ、電子部品素子の内部電極と外部電極との間の接続抵抗等によってめっき膜の厚みの差が生じやすいという課題があった。
また、例えば特許文献１に記載されているようにめっき液吹付噴流するめっき方法においては、被めっき面のめっき液吹き付けノズルの正面と同心的にめっき膜の厚みの差が生じやすいという課題があった。

本発明の目的は、上記課題を解決して、微小なチップ状電子部品や電子部品の表面上の異なる位置に複数の外部電極を備えたチップ状電子部品であっても、前記外部電極上に任意で均一な厚みのめっき膜を形成することが可能なチップ状電子部品のめっき方法を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明のチップ状電子部品のめっき方法は、
（１）めっき液吹き付けノズル内に陽極を配置し、チップ状電子部品の表面の少なくとも一つの外部電極に前記吹き付けノズルが対向するように前記チップ状電子部品の表面の任意の位置を保持手段で保持し、前記チップ状電子部品の前記外部電極の表面の任意の位置に陰極プローブを接触させ、前記吹き付けノズルの陽極と前記陰極プローブとの間に電圧を印加しながら前記吹き付けノズルとチップ状電子部品の外部電極との間にめっき液が連続するように前記外部電極にめっき液を吹き付けてめっきし、さらに前記チップ状電子部品の前記外部電極の表面の前記と異なる位置に陰極プローブを接触させて再びめっきするものである。（・・・以下、本発明の第１の課題解決手段と称する。）

また、上記めっき方法の主要な形態の一つは、
（２）前記チップ状電子部品の表面の前記と異なる位置を保持して再びめっきするものである。（・・・以下、本発明の第２の課題解決手段と称する。）

また、上記めっき方法の他の主要な形態の一つは、
（３）前記陰極プローブの接触位置を囲むようにマスキングした状態でめっきするものである。（・・・以下、本発明の第３の課題解決手段と称する。）

また、上記めっき方法の他の形態の一つは、
（４）前記保持手段で前記陰極プローブの接触位置の周囲をマスキングした状態でめっきするものである。（・・・以下、本発明の第４の課題解決手段と称する。）

また、上記めっき方法の他の形態の一つは、
（５）前記チップ状電子部品の一つの外部電極の露出面積よりも大きな開口面積のノズルでめっき液を吹き付けるものである。（・・・以下、本発明の第５の課題解決手段と称する。）

上記第１の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、めっき液吹き付けノズル内に陽極を配置し、チップ状電子部品の表面の少なくとも一つの外部電極に前記吹き付けノズルが対向するように前記チップ状電子部品の表面の任意の位置を保持手段で保持し、前記チップ状電子部品の前記外部電極の表面の任意の位置に陰極プローブを接触させ、前記吹き付けノズルの陽極と前記陰極プローブとの間に電圧を印加しながら前記吹き付けノズルとチップ状電子部品の外部電極との間にめっき液が連続するように前記外部電極にめっき液を吹き付けてめっきし、さらに前記チップ状電子部品の前記外部電極の表面の前記と異なる位置に陰極プローブを接触させて再びめっきするので、チップ状電子部品の外部電極の表面のうち先の陰極プローブの接触位置の近傍にめっき膜の未着部分が生じるのを防止できる。

また、上記第２の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、前記チップ状電子部品の表面の前記と異なる位置を保持して再びめっきするので、チップ状電子部品の外部電極の表面のうち先の保持位置の近傍にめっき膜の未着部分が生じるのを防止できる。

また、上記第３の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、前記陰極プローブの接触位置を囲むようにマスキングした状態でめっきするので、陰極プローブ上に直接めっき膜が形成されてめっき効率が低下するのを防止できる。

また、上記第４の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、前記保持手段で陰極プローブの接触位置の周囲をマスキングした状態でめっきするので、マスキング手段のほかに別途保持手段を設けなくともチップ状電子部品を保持することができる。チップ状電子部品の外部電極の表面のうち任意の領域がマスキング手段で覆われるので、比較的開口面積が小さなめっき液吹き付けノズルを用いても均一な厚みのめっき膜を形成することができる。

また、上記第５の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、前記チップ状電子部品の一つの外部電極の面積よりも大きな開口面積のノズルでめっき液を吹き付けるので、外部電極上で局部的にめっき膜の厚みが厚くなるのを防止することができる。

本発明のチップ状電子部品のめっき方法によれば、チップ状電子部品の外部電極の表面のうち先の陰極プローブの接触位置の近傍にめっき膜の未着部分が生じるのを防止でき、任意で均一な厚みのめっき膜を形成することができる。
本発明の前記目的とそれ以外の目的、構成特徴、作用効果は、以下の説明と添付図面によって明らかとなろう。

以下、本発明のチップ状電子部品のめっき方法の第１の実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。図１は第１の実施形態のめっき方法に用いるめっき装置１０の全体構造を示す概念図である。図２は上記めっき装置１０を用いて第１の実施形態のめっき方法を説明するための前記図１における一点鎖線で囲まれたＡの領域を示す要部拡大断面図であり、図２（Ａ）はまずチップ状電子部品の表面のうち下側半分を保持して上側半分に露出する外部電極の表面にめっき膜を形成する様子を示し、図２（Ｂ）はその後にチップ状電子部品１１の表面のうち上側半分を保持して下側半分に露出する外部電極１４の表面にめっき膜１５を形成する様子を示すものである。

図１に示すように、本実施形態のチップ状電子部品のめっき方法に用いる一例のめっき装置１０は、箱状のめっき室２１と、めっき液２３を貯えるタンク２２と、めっき室２１内の陰極と陽極との間に電圧を印加するための電源２８とを備えている。より詳細には、前記めっき室２１の内部には、チップ状電子部品１１を保持するための保持手段２０とチップ状電子部品１１にめっき液２３を吹き付けるための一対のめっき液吹き付けノズル２５とが配置されている。前記めっき室２１のめっき液排出口の下方にはタンク２２が配置されている。前記タンク２２内のめっき液２３は必要により撹拌手段２２Ａで撹拌されるとともに、該めっき液２３は配管２４Ａおよびポンプ２４Ｂを備えためっき液供給手段２４を介して前記めっき室２１内のめっき液吹き付けノズル２５からチップ状電子部品に向けて噴射される。次に図２に示すように、前記チップ状電子部品１１の表面の任意の位置を保持するための保持手段２０は、チップ状電子部品１１の長さ方向の両端面および両側面の外部電極の一部を含む任意の領域を被覆する保持部２０Ａと、前記チップ状電子部品１１の下面を支持する支持部２０Ｂと、を有するとともに、前記下面と対向する位置には端部を除いて外周が保護手段２０Ｃで被覆された陰極プローブ２６が配置されている。前記陰極プローブ２６の一方の端部は前記保持手段２０で保持されたチップ状電子部品１１の外部電極１４の表面に接するとともに、前記陰極プローブ２６の他方の端部は印加電圧を調整可能な電源２８の陰極側出力端子に接続されている。また、前記めっき液吹き付けノズル２５の内部にはめっき液２３の流路に露出するように陽極２９が配置されるとともに、該陽極２９は前記電源２８の陽極側出力端子に接続されている。

上記のようなメッキ装置１０を用いて、チップ状電子部品１１の外部電極１４にめっき膜１５を形成する第１の実施形態のめっき方法は、図２（Ａ）に示すように、めっき液吹き付けノズル２５内に陽極２９を配置し、チップ状電子部品１１の表面の少なくとも一つの外部電極１４に前記吹き付けノズル２５が対向するように、かつ前記チップ状電子部品１１の表面の下側半分を前記めっき液２３からマスキングした状態に保持手段２０で保持し、前記チップ状電子部品１１の前記外部電極１４の表面の前記めっき液２３からマスキングされた領域の一部に陰極プローブ２６を接触させ、前記吹き付けノズル２５の陽極２９と前記陰極プローブ２６との間に電圧を印加しながら前記吹き付けノズル２５とチップ状電子部品１１の外部電極１４の上側半分の露出された表面との間にめっき液２３が連続するように前記外部電極１４にめっき液２３を吹き付けてめっきする。
次に、図２（Ｂ）に示すように、前記チップ状電子部品１１の表面の前記と異なる上側半分をマスキングした状態に保持し、前記チップ状電子部品１１の前記外部電極１４の表面の前記と異なる位置であって前記マスキングされた領域の一部に陰極プローブ２６を接触させ、前記吹き付けノズル２５の陽極２９と前記陰極プローブ２６との間に電圧を印加しながら前記吹き付けノズル２５とチップ状電子部品１１の外部電極１４の下側半分の露出された表面との間にめっき液２３が連続するように前記外部電極１４にめっき液２３を吹き付けて再びめっきする。

また、本実施形態においては、上述したように前記チップ状電子部品１１の表面の前記と異なる位置を保持して再びめっきするものである。

また、本実施形態においては、上述したように前記陰極プローブ２６の接触位置を囲むようにめっき液２３からマスキングした状態でめっきするものである。

また、本実施形態においては、上述したように保持手段２０で前記陰極プローブ２６の接触位置の周囲をマスキングした状態でめっきするものである。

また、本実施形態においては、チップ状電子部品１１の一つの外部電極１４の露出面積よりも大きな開口面積のノズル２５でめっき液２３を吹き付けるものである。本実施形態においては、チップ状電子部品１１の外部電極１４の表面のうち保持手段２０で被覆されていない上側半分もしくは下側半分が露出する。このため、本実施形態のめっき方法では、ノズル２５の開口面積は、チップ状電子部品１１の外部電極の面積の１／２を超えるものを用いることが好ましい。

また、本実施形態においては、チップ状電子部品１１の外部電極１４の露出する表面にめっき液２３の流速が６０ｍ／ｍｉｎ．以上になるようにめっき液２３を吹き付けることが好ましく、これにより電極界面への金属イオン供給を十分に行い、めっき液の濃度分極を抑制することができる。

上記チップ状電子部品としては、誘電体材料、磁性体材料、その他の絶縁体等のセラミックからなる素体１２の内部に内部電極１３が配置され焼成により積層一体化されるとともに、前記素体１２の表面には前記内部電極と接続された外部電極１４が設けられているものが一般的であるが、これに限定するものではなく、内部電極を有さず素体の表面のみに電極を有するものや、セラミック素体の変わりにセラミック粉含有樹脂複合材を用いたものであってもよい。

上記チップ状電子部品１１の外部電極１４は、前記素体１２を形成する際に一体に設けられるものや、前記素体１２の形成後に前記内部電極に接続するように焼付形成されるものが一般的であるが、これに限定するものではなく、その他の方法で設けられるものであってもよい。

また、上記チップ状電子部品１１の外部電極１４は、素体１２の軸方向の両端面及びそれと接する上面、下面、両側面のそれぞれ前記端面の近傍に設けられるものが一般的であるが、これに限定するものではなく、チップ状電子部品１１の表面の任意の位置に設けられたものであってもよい。

また、上記チップ状電子部品１１の外部電極１４は、前記実施形態では１対設けられたものであるが、これに限定するものではなく、アレイタイプのチップ状電子部品のように、チップ状電子部品の表面に３つ以上設けられたものであってもよい。

上記チップ状電子部品１１の外部電極１４の表面上に形成されるめっき膜としては、Ａｇ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｓｎ等の金属もしくは合金からなるめっき膜が一般的であるが、これに限定するものではなく、その他種々の金属もしくは合金であってもよい。

また、上記チップ状電子部品１１の外部電極１４の表面上に形成されるめっき膜１５としては、上記の金属もしくは合金のうちいずれか１種のめっき膜を単層もしくは複数種のめっき膜を順次重ねて形成してもよい。

前記めっき液吹き付けノズル２５は、内部に陽極２９が配置されており、該ノズルの開口面積は、該ノズル２５と対向するチップ状電子部品の少なくとも一つの外部電極の露出面積より大きいことが好ましい。これにより、チップ状電子部品１１の外部電極１４の表面の露出面積のうち一部の表面のみにめっき膜が厚く形成されるのを防止することができる。

前記陽極２９は、その表面が前記ノズル２５内でめっき液２３の流路に露出しているものが好ましい。

前記チップ状電子部品の保持は、前記実施形態では保持手段２０でチップ状電子部品１１の周側面の外部電極を含むそれぞれの一部を保持するとともに下面を支持するものであったが、これに限定するものではなく、チップ状電子部品を対向する２面で挟持するものであってもよい。

前記チップ状電子部品１１を保持する位置は、前記チップ状電子部品の表面のいずれの位置であってもよい。尚、前記保持する位置が前記チップ状電子部品の表面のうち前記外部電極１４の表面の一部を覆うものである場合には、前記保持位置を異ならせて再びめっきすることが好ましい。

前記チップ状電子部品１１の外部電極１４の表面に前記陰極プローブ２６が接する位置は、前記外部電極１４の表面上の何れの位置であってもよく、前記陰極プローブ２６の接触位置を異ならせて再びめっきすることが好ましい。

前記外部電極１４の表面上には前記陰極プローブ２６の接触位置を囲むように、前記めっき液２３が直接接触しないようにマスキングが施されることが好ましい。

また、前記陰極プローブの接触位置の周囲のマスキングする手段としては、前記保持手段を併用することがこのましい。

次に、上記めっき装置１０を用いて本発明のチップ状電子部品のめっき方法の第１の実施形態に基づく実施例について説明する。本実施例においては、チップ状電子部品１１として長さ１．０ｍｍ、幅０．５ｍｍ、高さ０．５ｍｍの所謂１００５サイズのチップ状積層セラミックコンデンサを用いた。該チップ状積層セラミックコンデンサは、チタン酸バリウム系高誘電率セラミック材料からなる素体１２の内部にＮｉからなる内部電極１３の端部が前記素体１２の両端面に交互に露出するように対向して配置されているとともに、前記素体１２の一方及び他方の端面に露出した複数の内部電極１３の端部をそれぞれ接続するように前記両端面および該端面と接する上面、下面、及び両側面のそれぞれ前記端面の近傍にＮｉからなる一対の外部電極１４が設けられている。前記素体１２の上面、下面、及び両側面に形成された外部電極１４の回り込み寸法はそれぞれ前記端面から０．２５ｍｍの幅であり、それぞれの外部電極１４の面積は約０．７５ｍｍ^２となっている。陽極２９としてＮｉを、まためっき液としてＮｉめっき用のめっき液を用い、めっき液吹き付けノズル２５は、直径０．７ｍｍの円形の開口を有するものを用いた。前記陰極プローブ２６と前記陽極との間に連続するめっき液２３の電流密度が１００Ａ／ｄｍ^２をとなるように前記電源の電圧を調整した。途中で前記保持位置及び前記陰極プローブの接触位置を異ならせたのち再びめっきし、合計７秒の通電を行って厚み１μｍのＮｉめっき膜１５を形成した。
次に、前記チップ状電子部品１１の表面を純水で１分間洗浄した後、陽極２９としてＡｇを、まためっき液としてＡｇめっき用のめっき液を用い、前記と同様のめっき液吹き付けノズル２５を用い、前記陰極プローブ２６と前記陽極との間に連続するめっき液２３の電流密度が１００Ａ／ｄｍ^２をとなるように前記電源の電圧を調整した。途中で前記保持位置及び前記陰極プローブの接触位置を異ならせたのち再びめっきし、合計４秒の通電を行って前記Ｎｉめっき膜上に厚み２μｍのＡｇめっき膜を形成した。
上記で得られたＮｉ／Ａｇめっき膜は耐はんだクワレ性、耐はんだ濡れ性を得るためのめっき膜を形成させることができた。

次に、本発明のチップ状電子部品のめっき方法の第２の実施形態について、図３を参照して説明する。図３は本発明の第２の実施形態のめっき方法を説明するための要部拡大断面図であり、図３（Ａ）はまずチップ状電子部品３１を上面および下面で保持手段４０で挟持することにより保持し、最初にチップ状電子部品３１の外部電極３４の表面のうち下面に陰極プローブ４６を接触させ、該陰極プローブ４６の接触位置の近傍を除いて露出する外部電極３４の表面にめっき膜３５を形成する様子を示し、図３（Ｂ）はその後にチップ状電子部品３１の外部電極３４の表面のうち上面に陰極プローブ４６を接触させ、該陰極プローブ４６の接触位置の近傍を除いて露出する外部電極３４の表面にめっき膜３５を形成する様子を示すものである。

本実施形態に用いられるメッキ装置３０と前記第１の実施形態で用いられるメッキ装置１０とで異なる点は、チップ状電子部品３１を保持する保持手段４０と、前記チップ状電子部品３１の表面の外部電極に接触する陰極プローブ４６の配置および構造である。
本実施形態に用いられるめっき装置３０は、全体構造は図示省略するが、チップ状電子部品３１を該チップ状電子部品３１の表面のうち外部電極３４が形成されていない部分を上面及び下面で保持手段４０で挟持することにより保持するものである。
また、本実施形態に用いられるめっき装置３０は、陰極プローブ４６およびそのマスキング手段４７が前記保持手段４０と独立して設けられているものである。
また、本実施形態に用いられるめっき装置３０のめっき液吹き付けノズルは、先の第１の実施形態の実施例で用いたノズルより開口が大きく、直径１．０ｍｍの円形である。
その他の構成及び作用効果は前記第１の実施形態で用いたメッキ装置１０と同様であるため説明を省略する。

尚、本発明は前記第１、第２の実施形態に限定するものではなく、前記各実施形態の一部もしくは全部の手段を併用することもできる。
また、上記実施例ではチップ状積層セラミックコンデンサを１個ずつめっき処理を行っているが、これに限定するものではなく多数個のチップ状電子部品を同時に処理することもできる。

尚、上記実施形態ではチップ状電子部品としてチップ状積層セラミックコンデンサを示したが、本発明はこれに限定するものではなく、チップ状サーミスタ、チップ状インダクタその他の各種チップ状電子部品に適用することができる。
また、上記実施形態ではチップ状電子部品として一対の外部電極を備えた単一素子のチップ状電子部品を示したが、本発明はこれに限定するものではなく、複数の電子部品素子を備えたアレイ型のチップ状電子部品や複数種の電子部品素子を備えた複合型のチップ状電子部品等の多端子型のチップ状電子部品にも適用することができる。
また、上記実施形態ではチップ状電子部品として角型のチップ状電子部品を示したが、本発明はこれに限定するものではなく、鼓形のコアを用いた巻線インダクタ、その他種々の形状のチップ状電子部品に適用することができる。

本発明によれば、小型・薄型の各種電子機器に用いられるチップ状電子部品の外部電極へのめっき膜の形成に好適である。

本発明のチップ状電子部品のめっき方法の第１の実施形態に用いられるめっき装置の全体構造を説明するための概念図である。前記第１の実施形態のめっき方法を説明するための図１における一点鎖線で囲まれたＡの領域を示す要部拡大断面図である。本発明の第２の実施形態のめっき方法を説明するための要部拡大断面図である。背景技術の一例を示す断面図である。

符号の説明

１０：めっき装置
１１：チップ状電子部品
１２：素体
１３：内部電極
１４：外部電極
１５：めっき膜
２０：保持手段
２１：めっき室
２２：タンク
２３：めっき液
２４：めっき液供給手段
２５：ノズル
２６：陰極プローブ
２８：電源
２９：陽極
３０：めっき装置
３１：チップ状電子部品
３２：素体
３３：内部電極
３４：外部電極
３５：めっき膜
４０：保持手段
４３：めっき液
４５：ノズル
４６：陰極プローブ
４７：マスキング手段
４９：陽極

Claims

めっき液吹き付けノズル内に陽極を配置し、チップ状電子部品の表面の少なくとも一つの外部電極に前記吹き付けノズルが対向するように前記チップ状電子部品の表面の任意の位置を保持手段で保持し、前記チップ状電子部品の前記外部電極の表面の任意の位置に陰極プローブを接触させ、前記吹き付けノズルの陽極と前記陰極プローブとの間に電圧を印加しながら前記吹き付けノズルとチップ状電子部品の外部電極との間にめっき液が連続するように前記外部電極にめっき液を吹き付けてめっきし、さらに前記チップ状電子部品の前記外部電極の表面の前記と異なる位置に陰極プローブを接触させて再びめっきすることを特徴とするチップ状電子部品のめっき方法。
前記チップ状電子部品の表面の前記と異なる位置を保持して再びめっきすることを特徴とする請求項１に記載のチップ状電子部品のめっき方法。
前記陰極プローブの接触位置を囲むようにマスキングした状態でめっきすることを特徴とする請求項１に記載のチップ状電子部品のめっき方法。
前記保持手段で前記陰極プローブの接触位置の周囲をマスキングした状態でめっきすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のチップ状電子部品のめっき方法。
前記チップ状電子部品の一つの外部電極の露出面積よりも大きな開口面積のノズルでめっき液を吹き付けることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のチップ状電子部品のめっき方法。