JP2002231567A - チップ形電子部品及びその製造方法 - Google Patents

チップ形電子部品及びその製造方法

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JP2002231567A
JP2002231567A JP2001030585A JP2001030585A JP2002231567A JP 2002231567 A JP2002231567 A JP 2002231567A JP 2001030585 A JP2001030585 A JP 2001030585A JP 2001030585 A JP2001030585 A JP 2001030585A JP 2002231567 A JP2002231567 A JP 2002231567A
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Tomohisa Okimoto
知久 沖本
Keiji Kawajiri
圭嗣 川尻
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は外層電極の金属膜の経時的に進行す
る酸化を抑制して内層電極の表面層の酸化を防止して半
田濡れ性が劣化しにくいチップ形電子部品を提供するこ
とを目的とするものである。 【解決手段】 チップ形電子部品の端子2の外層電極7
を緻密で平滑な層にすることにより、外層電極4の金属
膜の経時的に進行する酸化を抑制して内層電極3の表面
層6の酸化を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はプリント基板などに
表面実装されるチップ形電子部品及びその製造方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は従来のプリント基板などに表面実
装されるチップ形電子部品の端子部分の断面図である。
【0003】図4において、11は金属酸化物からなる
電子部品素体であり、この電子部品素体11の外表面の
一部に端子12が形成されている。この端子12は上記
電子部品素体11に接する内層電極13と外層電極17
からなるものである。そして、上記内層電極13は、
銀、銀合金または銅などの金属またはガラス成分を含む
下地層15と表面にニッケルやバナジウムなどの耐熱性
の良い金属からなる表面層16が形成されている。上記
外層電極17は、錫、錫合金、金または銀など基板実装
時の半田と相溶性の良い金属からなるものである。
【0004】また、上記外層電極17を形成する際のめ
っき工法は、被めっき物を六角筒状の多孔板製のバレル
の中に入れ、そのバレルをめっき液中に水平になるよう
な姿勢で回転させて連続的に金属粒子を析出させて金属
膜を形成している。特に、電解めっきの場合は、バレル
内に陰極を配して回転と通電を連続的に行って外層電極
17を形成している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のプ
リント基板などに表面実装されるチップ形電子部品の端
子の半田濡れ性を良好にするための錫、錫合金または金
など表面実装時の半田と相溶性の良い金属からなってい
る外層電極17をめっきにより形成する際、被めっき物
を六角筒状の多孔板製のバレルの中に入れ、そのバレル
をめっき液中に水平になるような姿勢で回転させて連続
的に金属粒子を析出させて金属膜を形成しているため、
上記外層電極17の緻密性と表面粗さは使用するめっき
液の性質により決まり、その性質はめっき液に含まれる
添加剤と金属イオンとキレート作用を呈するアニオン成
分によって変化するため、めっき液の安定性やめっき効
率を考慮してのめっき液を設計すると緻密で平滑な金属
膜を形成できなかった。そのため、上記外層電極17の
金属膜の表面積が増加して外気に接触しやすくなり、経
時的に酸化が進行して半田との相溶性が悪くなるととも
に内層電極13の最外層の表面に酸化膜を生成してしま
い半田濡れ性が劣化するという問題を有していた。
【0006】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、使用するめっき液の性質に左右されることなく外層
電極の金属膜の緻密性と表面粗さを自由に調整して緻密
で平滑な金属膜を形成することにより、上記外層電極の
金属膜の経時的に進行する酸化を抑制して内層電極の表
面層の酸化を防止して半田濡れ性が劣化しにくいチップ
形電子部品を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、以下の構成を有するものである。
【0008】本発明の請求項1に記載の発明は、特に、
チップ形電子部品の端子の外層電極が緻密で平滑な層で
ある構成を有しており、これにより、上記外層電極の金
属膜の経時的に進行する酸化を抑制して内層電極の表面
層の酸化を防止して半田濡れ性が劣化しにくいという作
用効果がある。
【0009】本発明の請求項2に記載の発明は、特に、
外層電極がめっきにより形成され、その金属粒子を物理
的に潰して緻密で平滑にした構成を有しており、使用す
るめっき液の性質に左右されることなく外層電極の金属
層の緻密性と表面粗さを自由に調整して緻密で平滑な金
属膜が形成されるため、上記外層電極の金属膜の経時的
に進行する酸化を抑制して内層電極の表面層の酸化を防
止して半田濡れ性が劣化しにくいという作用効果があ
る。
【0010】本発明の請求項3に記載の発明は、特に、
外層電極がめっきと金属粒子を潰すことを交互に繰り返
して緻密で平滑に形成した構成を有しており、めっきに
よる金属粒子の析出と金属粒子を潰す作業を交互に繰り
返すことにより、金属膜を厚く緻密で平滑にすることが
できるため、上記外層電極の金属膜の経時的に進行する
酸化を抑制して内層電極の表面層の酸化を防止して半田
濡れ性が劣化しにくいという作用効果がある。
【0011】本発明の請求項4に記載の発明は、特に、
外層電極が錫で形成する構成を有しており、めっきによ
り形成される金属膜が錫の場合は、錫合金と比べて金属
粒子が大きく粗くなりやすく酸化膜が生成しやすいた
め、めっきによる金属粒子の析出と金属粒子を物理的に
潰して緻密で平滑な金属膜にすることにより、半田濡れ
性が経時的に劣化して発生する表面実装時の半田濡れ不
良を発生させないという作用効果がある。
【0012】本発明の請求項5に記載の発明は、特に、
端子以外の電子部品素体の露出部分の比抵抗を10kΩ
・cm以下とした構成を有しており、露出している上記
電子部品素体の比抵抗が低い場合は、めっきによる端子
上と電子部品素体上の選択電着性が悪化し、電子部品素
体上へのめっき流れを発生させないでめっきするには、
無光沢または半光沢めっき膜を析出させるめっき液を使
用する必要性が生じるが、そのようなめっき液を用いて
も端子の外層電極をより厚く緻密で平滑にすることがで
きるため、半田濡れ性が経時的に劣化して発生する表面
実装時の半田濡れ不良を発生させないという作用効果が
ある。
【0013】本発明の請求項6に記載の発明は、特に、
端子の外表面の位置に単層または複数層の内層電極を形
成し、この内層電極の表面層に酸化膜を形成させないよ
うな緻密な外層電極を形成する製造方法であり、上記外
層電極の金属膜の経時的に進行する酸化を抑制して内層
電極の最外層の表面の酸化を防止して半田濡れ性が劣化
しにくいという作用効果がある。
【0014】本発明の請求項7に記載の発明は、特に、
外層電極がめっきによって形成され、そのめっきによっ
て形成される金属粒子を物理的に潰して緻密な層にする
製造方法であり、使用するめっき液の性質に左右される
ことなく外層電極の金属層の緻密性と表面粗さを自由に
調整して緻密で平滑な金属膜が形成されるため、上記外
層電極の金属膜の経時的に進行する酸化を抑制して内層
電極の最外層の表面の酸化を防止して半田濡れ性が劣化
しにくいという作用効果がある。
【0015】本発明の請求項8に記載の発明は、特に、
外層電極をめっきと金属粒子を潰すことを交互に繰り返
して行う製造方法であり、めっきによる金属粒子の析出
と金属粒子を潰す作業を交互に繰り返すことにより、金
属膜を厚く緻密で平滑にすることができるため、上記外
層電極の金属膜の経時的に進行する酸化を抑制して内層
電極の表面層の酸化を防止して半田濡れ性が劣化しにく
いという作用効果がある。
【0016】本発明の請求項9に記載の発明は、特に、
外層電極を錫の電解めっきにより形成する製造方法であ
り、錫合金と比べて金属粒子が大きく粗くなりやすく酸
化膜が生成しやすいため、めっきによる金属粒子の析出
と金属粒子を物理的に潰して緻密で平滑な金属膜にする
ことにより、半田濡れ性が経時的に劣化して発生する表
面実装時の半田濡れ不良を発生させないという作用効果
がある。
【0017】本発明の請求項10に記載の発明は、特
に、めっきにより形成する金属粒子の大きさを3μm以
下にして形成する製造方法であり、一度に析出する金属
粒子を小さくすることにより緻密で平滑にすることがで
きるため、上記外層電極の金属膜の経時的に進行する酸
化を抑制して内層電極の表面層の酸化を防止して半田濡
れ性が劣化しにくいという作用効果がある。
【0018】本発明の請求項11に記載の発明は、特
に、遠心分離型のめっき装置内に重量のあるメディアを
混在させてめっきする製造方法であり、重量のあるメデ
ィアを使用することで金属粒子を潰して緻密で平滑な金
属膜にすることにより、半田濡れ性が経時的に劣化して
発生する表面実装時の半田濡れ不良を発生させないとい
う作用効果がある。
【0019】本発明の請求項12に記載の発明は、特
に、絶縁物からなるメディアを混在させて電解めっきす
る製造方法であり、メディアを絶縁物にすることでメデ
ィアに金属粒子が析出しないため効率的に外層電極に緻
密で平滑な金属膜を生成させることができ、半田濡れ性
が経時的に劣化して発生する表面実装時の半田濡れ不良
を発生させないという作用効果がある。
【0020】本発明の請求項13に記載の発明は、特
に、電解めっき工法として遠心分離型のめっき装置を用
いてこのめっき装置の回転と停止を繰り返して金属粒子
を潰す製造方法であり、上記遠心分離型のめっき装置を
使用し高速回転させて遠心力で金属粒子を潰して緻密で
平滑な金属膜にすることにより、半田濡れ性が経時的に
劣化して発生する表面実装時の半田濡れ不良を発生させ
ないという作用効果がある。
【0021】本発明の請求項14に記載の発明は、特
に、光沢剤を添加しない無光沢または半光沢めっき膜を
生成するめっき液を使用する製造方法であり、めっき時
に外層電極から電子部品素体上に金属膜を伸ばすことな
く緻密で平滑な金属膜を生成させることができ、半田濡
れ性が経時的に劣化して発生する表面実装時の半田濡れ
不良を発生させないという作用効果がある。
【0022】本発明の請求項15に記載の発明は、特
に、外層電極と同様に内層電極の表面層がめっきによっ
て形成され、そのめっきによって形成される金属粒子を
物理的に潰して緻密な層とする製造方法であり、上記内
層電極の最外層を緻密で平滑な層とすることにより、半
田濡れ性が経時的に劣化して発生する表面実装時の半田
濡れ不良を発生させないという作用効果がある。
【0023】本発明の請求項16に記載の発明は、特
に、内層電極の最外層をニッケルで形成し、外層電極を
錫で形成する製造方法であり、ニッケルと錫は酸化膜が
生成しやすいため上記内層電極の表面層と上記外層電極
を緻密で平滑な層とすることにより、半田濡れ性が経時
的に劣化して発生する表面実装時の半田濡れ不良を発生
させないという作用効果がある。
【0024】
【発明の実施の形態】(実施の形態1)以下、実施の形
態1を用いて、本発明の特に請求項1〜12に記載の発
明について説明する。
【0025】図1は本発明の実施の形態1におけるチッ
プ形電子部品の端子部分の断面図である。
【0026】図1において、1は金属酸化物からなる電
子部品素体であり、この電子部品素体1の外表面の一部
に端子2が形成されている。この端子2は、上記電子部
品素体1に接する内層電極3と外層電極4からなるもの
である。そして、上記内層電極3は、銀、銀合金または
銅などの金属またはガラス成分を含む下地層5と表面に
ニッケルやバナジウムなどの耐熱性の良い金属からなる
表面層6とで形成されている。上記外層電極4は、錫、
錫合金、金または銀など基板実装時の半田と相溶性の良
い金属からなるものであり、経時的に酸化膜が生成して
も上記表面層6の表面が酸化させない緻密で平滑な膜で
ある。
【0027】なお、上記下地層5は単層でなく複数層で
も良く、電子部品の構成によっては省かれても良い。
【0028】以上のように構成されたチップ形電子部品
について、以下にその製造方法を図1と図2により説明
する。
【0029】図2は本発明の実施の形態1におけるチッ
プ形電子部品の半完成品の端子部分の断面図である。
【0030】金属酸化物を高温で焼成し縦1.5mm、
横0.7mm、厚さ0.7mmの電子部品素体1を得
て、その外表面の一部に銀とガラス成分を含有する電極
ペーストを塗布し、650〜900℃の温度で焼付けて
銀を焼結させて厚さ40〜60μmの内層電極3の下地
層5を形成する。
【0031】そして、六角筒状の多孔板製のバレルの中
に上記下地層5を形成した半完成品とメディアとして直
径0.8〜1.2mmのスチールボール直径2〜3mm
のアルミナボールを入れて、そのバレルをニッケルめっ
き液中に水平になるような姿勢で15rpmで回転させ
て電解めっき法により連続的に金属粒子を析出させて内
層電極3の表面層6を形成する。
【0032】次に、上記バレルを水により十分に洗浄し
た後、錫めっき液中に水平になるような姿勢で15rp
mで回転させて電解めっき法により大きさが1〜2μm
の金属粒子を析出させた半完成品の外層電極7を得る。
【0033】次いで、バレル内のものを面取り研磨用バ
レルに入れ替えて200rpmの高速回転させて上記半
完成品の外層電極膜7を物理的に潰す。
【0034】この電解めっき法による金属粒子を析出と
面取り研磨用バレルによる潰す作業を2〜3回繰り返し
て行いチップ形電子部品を製造するのである。
【0035】以上のように本実施の形態1によるチップ
形電子部品は、その端子の外層電極4が緻密で平滑な層
である構成を有しており、これにより、上記外層電極4
の金属膜の経時的に進行する酸化を抑制して内層電極3
の表面層6の酸化を防止して半田濡れ性が劣化しにくい
という効果を奏するものである。
【0036】(実施の形態2)以下、実施の形態2を用
いて、本発明の特に請求項13〜16に記載の発明につ
いて説明する。
【0037】図3は本発明の実施の形態2におけるチッ
プ形電子部品の端子部分の断面図である。
【0038】図3において、1は金属酸化物からなる電
子部品素体であり、この電子部品素体1の外表面の一部
に端子2が形成されている。この端子2は、上記電子部
品素体1に接する内層電極3と外層電極4からなるもの
である。そして、上記内層電極3は、銀、銀合金または
銅などの金属またはガラス成分を含む下地層5と表面に
ニッケルやバナジウムなどの耐熱性の良い金属からな
り、平滑な金属膜である表面層8が形成されている。上
記外層電極4は、錫、錫合金、金または銀など基板実装
時の半田と相溶性の良い金属からなるものであり、経時
的に酸化膜が生成しても上記表面層8の表面が酸化させ
ない緻密で平滑な膜である。
【0039】以上のように構成されたチップ形電子部品
について、以下にその製造方法を説明する。
【0040】金属酸化物を高温で焼成し縦1.5mm、
横0.7mm、厚さ0.7mmの電子部品素体1を得
て、その外表面の一部に銀とガラス成分を含有する電極
ペーストを塗布し、650〜900℃の温度で焼付けて
銀を焼結させて厚さ40〜60μmの内層電極3の下地
層5を形成する。
【0041】そして、側面部分に陰極を設け中心部に陽
極を設けた円柱状の回転体の中に上記下地層5を形成し
た半完成品を入れ、その円柱状の回転体をニッケルめっ
き液中に垂直になるように立て、100〜600rpm
の高速での回転と停止を繰り返しながら通電して金属粒
子の析出と物理的に潰す作業を同一工程内で繰り返し行
い内層電極3の表面層6を形成する。
【0042】次に、上記円柱状の回転体を水により十分
に洗浄した後、錫めっき液中に垂直になるように立て、
100〜600rpmの高速での回転と停止を繰り返し
ながら通電して金属粒子の析出と物理的に潰す作業を同
一工程内で繰り返し行い外層電極4を形成し、チップ形
電子部品を製造するものである。
【0043】以上のように本実施の形態2におけるチッ
プ形電子部品は、遠心分離型のめっき装置を使用し高速
回転させて遠心力で金属粒子を潰して緻密で平滑な金属
膜にすることにより、半田濡れ性が経時的に劣化して発
生する表面実装時の半田濡れ不良を発生させないものを
効率的に生産できる効果を得ることができる。
【0044】以下に本発明のチップ形電子部品の効果を
実施例1〜6について比較例1および2を挙げて(表
1)を参照しながら説明する。
【0045】
【表1】
【0046】(表1)は、種々の電子部品素体におい
て、めっき工法とめっき液を変えることにより内層電極
の表面層と外層電極の違いが半田付け性の経時劣化に与
える影響を示している。内層電極の表面層は、ニッケル
の電解めっきにより形成しており、チップ形コンデンサ
は光沢めっき液を使用し、チップ形サーミスタは半光沢
めっき液を使用しており、その表面粗さを測定した結果
を示している。外層電極は、錫/鉛合金または錫の電解
めっきにより形成し、チップ形コンデンサは光沢めっき
液を使用し、チップ形サーミスタは半光沢めっき液を使
用しており、析出粒子の大きさと材質を変えて、その表
面粗さの測定結果を併記している。半田付け性評価は、
それぞれのチップ形電子部品を105℃、100%RH
の高温高湿雰囲気にチップ形電子部品表面に水滴が付か
ない状態で24時間および96時間放置した後、235
℃の共晶半田槽に3秒間浸漬して端子の表面積の95%
以上新しい半田で覆われたものを良品とし、残りを不良
品として各100ケのチップ形電子部品の評価を行い不
良数をデータとした。
【0047】実施例1と2の結果から、外層電極の析出
粒子を3μm以下とすることで表面粗さが小さくなり、
半田付け性評価の96時間後不良数が少なくなり経時劣
化が抑制されている。
【0048】実施例3と比較例1の結果から、本発明の
チップ形電子部品は、外層電極の表面粗さが著しく小さ
くなり、半田付け性の経時劣化が従来品と比較して大き
く改善している。
【0049】また、実施例4と5、比較例2の結果か
ら、めっき流れ防止のため半光沢めっき液を使用する比
抵抗が10kΩ・cm以下と小さいチップ形サーミスタ
は、半田付け性の経時劣化が従来品と比較して著しく大
きく改善している。
【0050】さらに、実施例5と6の結果から、半光沢
めっき液を使用する比抵抗が10kΩ・cm以下と小さ
いチップ形サーミスタは、内層電極の表面層も本発明の
構成として緻密で平滑な層とすることにより半田付け性
の経時劣化が著しく軽減している。
【0051】以上のように本発明のチップ形電子部品の
半田濡れ性が経時的に劣化して発生する表面実装時の半
田濡れ不良を発生させないという効果が明らかである。
【0052】
【発明の効果】本発明のチップ形電子部品は、その端子
の外層電極が緻密で平滑な層である構成を有しており、
これにより、上記外層電極の金属膜の経時的に進行する
酸化を抑制して内層電極の表面層の酸化を防止して半田
濡れ性が劣化しにくいという作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1のチップ形電子部品の端
子部分の断面図
【図2】本発明の実施の形態1のチップ形電子部品の半
完成品の端子部分の断面図
【図3】本発明の実施の形態2のチップ形電子部品の端
子部分の断面図
【図4】従来のチップ形電子部品の端子部分の断面図
【符号の説明】
1 電子部品素体 2 端子 3 内層電極 4 外層電極 5 下地層 6 表面層 7 半完成品の外層電極 8 平滑な金属膜である表面層

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子部品素体の外表面に端子を設けたチ
    ップ形電子部品において、上記端子は単層または複数層
    の内層電極と外層電極により構成され、上記外層電極が
    内層電極の表面層に酸化膜を形成させない緻密で平滑な
    層としたチップ形電子部品。
  2. 【請求項2】 外層電極がめっきにより形成され、その
    金属粒子が物理的に潰して緻密で平滑にしたものからな
    る請求項1に記載のチップ形電子部品。
  3. 【請求項3】 外層電極がめっきと金属粒子を潰すこと
    を交互に繰り返して緻密に形成した請求項1に記載のチ
    ップ形電子部品。
  4. 【請求項4】 外層電極が錫である請求項1に記載のチ
    ップ形電子部品。
  5. 【請求項5】 端子以外の電子部品素体の露出部分の比
    抵抗を10kΩ・cm以下とした請求項1に記載のチッ
    プ形電子部品。
  6. 【請求項6】 電子部品の外表面に端子を形成するチッ
    プ形電子部品の製造方法において、電子部品の所定の外
    表面の位置に単層または複数層の内層電極を形成し、こ
    の内層電極の表面層に酸化膜を形成させないような緻密
    な外層電極を形成するチップ形電子部品の製造方法。
  7. 【請求項7】 外層電極がめっきによって形成され、そ
    のめっきによって形成される金属粒子を物理的に潰して
    緻密な層とする請求項6に記載のチップ形電子部品の製
    造方法。
  8. 【請求項8】 外層電極をめっきと金属粒子を潰すこと
    を交互に繰り返して行う請求項7に記載のチップ形電子
    部品の製造方法。
  9. 【請求項9】 外層電極を錫の電解めっきにより形成す
    る請求項7に記載のチップ形電子部品の製造方法。
  10. 【請求項10】 めっきにより形成する金属粒子の大き
    さを3μm以下とする請求項7に記載のチップ形電子部
    品の製造方法。
  11. 【請求項11】 めっき装置内に重量のあるメディアを
    混在させてめっきする請求項7に記載のチップ形電子部
    品の製造方法。
  12. 【請求項12】 メディアを絶縁物で構成した請求項1
    1に記載のチップ形電子部品の製造方法。
  13. 【請求項13】 電解めっき工法として遠心分離型のめ
    っき装置を用い、このめっき装置を回転、停止を繰り返
    すことにより金属粒子を潰す請求項7に記載のチップ形
    電子部品の製造方法。
  14. 【請求項14】 光沢剤を添加しない無光沢または半光
    沢めっき膜を生成するめっき液を使用する請求項7に記
    載のチップ形電子部品の製造方法。
  15. 【請求項15】 内層電極の表面層がめっきによって形
    成され、そのめっきによって形成される金属粒子を物理
    的に潰して緻密な層とする請求項7に記載のチップ形電
    子部品の製造方法。
  16. 【請求項16】 内層電極の表面層をニッケルで形成
    し、外層電極を錫で形成する請求項15に記載のチップ
    形電子部品の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006222415A (ja) * 2005-01-13 2006-08-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子部品の製造方法
US10290415B2 (en) 2015-03-02 2019-05-14 Murata Manufacturing Co., Ltd. Electronic component and manufacturing method therefor

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