JP2002231567A

JP2002231567A - チップ形電子部品及びその製造方法

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Publication number: JP2002231567A
Application number: JP2001030585A
Authority: JP
Inventors: Tomohisa Okimoto; 知久沖本; Keiji Kawajiri; 圭嗣川尻
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-02-07
Filing date: 2001-02-07
Publication date: 2002-08-16

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

【特許請求の範囲】

【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。