JP2004332064A

JP2004332064A - 電子部品の製造方法

Info

Publication number: JP2004332064A
Application number: JP2003131044A
Authority: JP
Inventors: Ikushi Yoshida; 育史吉田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2003-05-09
Filing date: 2003-05-09
Publication date: 2004-11-25

Abstract

【課題】セラミック素体にＺｎ成分を含有していてもめっき速度の低下を抑制して生産性の向上を図ることができるようにする。
【解決手段】Ｎｉ源、還元剤、及び錯化剤等が含有された従来の無電解Ｎｉめっき液にリン酸又はリン酸塩を添加し、該リン酸又はリン酸塩が添加された無電解Ｎｉめっき液を使用してめっき処理を施し、セラミック多層基板等の電子部品を製造する。
【選択図】選択図なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子部品の製造方法に関し、より詳しくはＺｎを含有したセラミック素体に無電解Ｎｉめっきを施し、電子部品を製造する電子部品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セラミック素体にガラス成分を含有したガラスセラミックは、セラミック多層基板等のセラミック電子部品に広く使用されている。
【０００３】
この種のセラミック電子部品では、外部電極はＡｇやＣｕ等の厚膜電極をスクリーン印刷法で形成し、その後、無電解Ｎｉめっきを施してＮｉ皮膜を形成し、さらに置換Ａｕめっきを施してＮｉ皮膜上にＡｕ皮膜を形成している。
【０００４】
そして、従来より、還元剤として次亜リン酸ナトリウムを含有した無電解Ｎｉめっき液を使用し、めっき処理を施す技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−２１４５５０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術では、耐薬品性に劣るガラスセラミックを無電解Ｎｉめっき液に浸漬し、めっき処理を施すと、ガラスセラミック中のガラス成分、特にＺｎ成分がめっき液中に溶出し、その結果、めっき速度の低下を招き、めっき液の寿命が低下するという問題点があった。
【０００７】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであって、セラミック素体にＺｎ成分を含有していてもめっき速度の低下を抑制して生産性の向上を図ることができる電子部品の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記目的を達成するために鋭意研究した結果、従来の無電解Ｎｉめっき液にリン酸又はリン酸塩を添加することにより、セラミック素体に含有されているＺｎ成分が無電解Ｎｉめっき液中に溶出しても、めっき速度の低下を抑制することができ、これによりセラミック多層基板等の電子部品の生産性向上を図ることができるという知見を得た。
【０００９】
本発明はこのような知見に基づきなされたものであって、本発明に係る電子部品の製造方法は、Ｚｎ成分を含有したセラミック素体に無電解めっきを施し、電子部品を製造する電子部品の製造方法において、無電解Ｎｉめっき液にリン酸又はリン酸塩を添加し、該リン酸又はリン酸塩が添加された無電解Ｎｉめっき液を使用してめっき処理を施し、電子部品を製造することを特徴としている。
【００１０】
また、上記めっき速度の低下をより効果的に抑制するためには、前記リン酸又はリン酸塩は、リン酸濃度に換算して１００ｍｏｌ／ｍ^３以上が好ましい。
【００１１】
すなわち、本発明の電子部品の製造方法は、前記リン酸又はリン酸塩は、リン酸濃度に換算して１００ｍｏｌ／ｍ^３以上であることを特徴としている。
【００１２】
さらに、めっき液中に沈殿物が生成されるのを回避する観点からは、前記リン酸又はリン酸塩は、リン酸濃度に換算して５００ｍｏｌ／ｍ^３未満であるのが好ましい。
【００１３】
すなわち、本発明の電子部品の製造方法は、前記リン酸又はリン酸塩は、リン酸濃度に換算して５００ｍｏｌ／ｍ^３未満であることを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を詳説する。
【００１５】
図１は本発明の製造方法により製造された電子部品としてのセラミック多層基板の一実施の形態を示す断面図であって、該セラミック多層基板は、複数のセラミックシート（第１〜第５のセラミックシート１ａ〜１ｅ）が積層されてセラミック素体６を形成している。
【００１６】
セラミック素体６は、例えば、組成式ＭｇＡｌ_２Ｏ_３で示されるセラミック成分を主成分とし、ガラス成分として少なくともＺｎＯ、ＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、ＭｇＯを含み、必要に応じてＬｉ_２Ｏ、ＣｕＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＣａＯ等を含有している。
【００１７】
そして、セラミック素体６の表面には外部導体４（４ａ〜４ｃ）が形成されると共に、該セラミック素体６の内部には所定パターンの内部導体３（３ａ〜３ｈ）が埋設されており、ビアホール５（５ａ〜５ｋ）を介して各内部導体間３、又は内部導体３と外部導体４とが電気的に接続されている。そして、本実施の形態では、第４のセラミックシート１ｄを介して内部導体３ｇと内部導体３ｅとが対向状に配されてコンデンサ部を形成し、外部導体４ｃ及び内部導体３ｈ、３ｆ、３ｄ、３ｂはビアホール５ｋ、５ｇ、５ｅ、５ｃを介して電気的に接続されインダクタ部を形成している。
【００１８】
また、外部導体４は、図２に示すように、Ａｇ又はＣｕからなる厚膜電極７の表面にＮｉ−Ｐ皮膜やＮｉ−Ｂ皮膜等のＮｉ皮膜８が形成され、該Ｎｉ皮膜８の表面にＡｕ皮膜９が形成されている。
【００１９】
次に、上記セラミック多層基板の製造方法を説明する。
【００２０】
まず、セラミック素原料として、例えば、Ｍｇ（ＯＨ）_２やＡｌ_２Ｏ_３を所定量秤量し、所定時間（例えば、１６時間）湿式混合した後、乾燥し、次いで、所定温度（例えば、１３００〜１３５０℃）で所定時間（例えば、２時間）仮焼し、その後、粉砕処理を行い、例えば、組成式ＭｇＡｌ_２Ｏ_３で示されるセラミック粉末を作製する。
【００２１】
次いで、このセラミック粉末が２０〜８０ｗｔ％となるように、該セラミック粉末及びガラス成分としてのＺｎＯ、ＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、Ｌｉ_２Ｏ、ＣｕＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＣａＯ等を秤量し、適量のバインダを添加して湿式粉砕し、スラリー状とした後、ドクターブレード法等により成形加工を施し、所定形状に成形されたセラミックシート１を作製する。
【００２２】
次いで、該セラミックシート１に対し、必要に応じてビアホール５を形成し、さらに、導電性ペーストを使用し、所定の配線パターンをセラミックシート１ａ〜１ｄ上にスクリーン印刷して内部導体３を形成し、その後、第１〜第５のセラミックシート１ａ〜１ｅを積層し、所定温度で焼成処理してセラミック素体６を形成する。
【００２３】
次いで、セラミック素体６の表面にＡｇ又はＣｕを主成分とする導電性ペーストを塗布して焼付処理を行ない、所定パターンの厚膜電極７を形成して被めっき物を作製する。
【００２４】
そしてこの後、被めっき物に一連の前処理を行なった後、無電解めっき処理を行なう。
【００２５】
すなわち、まず、被めっき物に脱脂処理を施し、被めっき物から有機物質や無機物質による汚染を除去すると共にめっき液と厚膜電極７との濡れ性を向上させる。次いで、被めっき物を硫酸塩やクエン酸等の酸性水溶液に浸漬して厚膜電極７の表面に固着している酸化物をエッチング除去し、また表面形状を適度に平滑化或いは粗化等して表面形状の微調整を行う。そして、エッチング処理時に厚膜電極７の表面に形成されたスマットを酸性処理液で除去し、厚膜電極７とめっき皮膜との密着性を向上させ、その後、Ｐｄ触媒液に被めっき物を浸漬し、被めっき物の表面にＰｄ触媒を付与する。
【００２６】
そしてこの後、リン酸又はリン酸塩を添加した無電解Ｎｉめっき液に被めっき物を浸漬し、厚膜電極７の表面にＮｉ−ＰやＮｉ−Ｂ等のＮｉを主成分としたＮｉ皮膜８を形成する。
【００２７】
このように無電解Ｎｉめっき液にリン酸又はリン酸塩を添加することにより、セラミック素体６に含有されているＺｎが無電解Ｎｉめっき液中に溶出してもめっき速度が低下するのを抑制することができ、これによりセラミック多層基板の生産性向上を図ることができる。
【００２８】
ここで、リン酸又はリン酸塩の添加量は特に限定されるものではなく、１０ｍｏｌ／ｍ^３程度の微量であっても、めっき速度の低下を抑制することができるが、めっき速度の低下をより効果的に抑制するためには、添加量としては、１００ｍｏｌ／ｍ^３以上５００ｍｏｌ／ｍ^３未満が好ましい。これは、添加量が１００ｍｏｌ／ｍ^３未満の場合は添加量が少ないため、めっき速度が若干低下する傾向にあり、一方、添加量が５００ｍｏｌ／ｍ^３以上になるとめっき液中にリン酸塩と思われる沈殿物が生じるおそれがあるからである。
【００２９】
また、リン酸塩としては特に限定されるものではなく、リン酸アンモニウム、リン酸カリウム、リン酸水素二ナトリウム等を使用することができる。
【００３０】
尚、無電解Ｎｉめっき液には、上記リン酸又はリン酸塩に加え、Ｎｉ源、還元剤、錯化剤等の周知の化学物質が含有されている。
【００３１】
そして、Ｎｉ源としては特に限定されるものではなく、例えば硫酸ニッケルなどのＮｉ塩を使用することができる。
【００３２】
還元剤としては次亜リン酸ナトリウムやジメチルアミンボラン（ＤＭＡＢ）を使用することができるが、良好なＡｕ皮膜９を得るためには下地金属としてのＮｉ皮膜８が適度な耐食性を有する必要があり、斯かる観点からは次亜リン酸ナトリウムを使用するのが好ましい。また、経済的観点からもＤＭＡＢよりも安価な次亜リン酸ナトリウムを使用するのが好ましい。
【００３３】
また、錯化剤としては、無電解Ｎｉめっき液中でニッケルイオンと安定な可溶性錯体を形成し、浴安定性に寄与するのであれば、特に限定されるものではなく、例えば、酢酸、コハク酸、マロン酸、リンゴ酸、グリシン、クエン酸、アミノカルボン酸等のカルボン酸を使用することができる。
【００３４】
また、無電解Ｎｉめっき液には、めっき液の分解を抑制する観点から、必要に応じて鉛塩やビスマス塩、イオウ系化合物等の安定剤を添加するのも好ましく、さらに、Ｎｉ皮膜８の平滑性を向上させる観点からは、ポリオキシエチレン化合物やラウリル硫酸ナトリウム、アルキルスルホン酸ナトリウム等の界面活性剤を添加するのも好ましい。
【００３５】
次に、被めっき物をＡｕめっき液に浸漬し、Ａｕめっきを施す。
【００３６】
すなわち、Ｎｉ皮膜８が形成された被めっき物をＡｕめっき液に浸漬すると、電気化学的に卑な金属であるＮｉが溶出して電子（ｅ⁻）を放出し、該放出された電子（ｅ⁻）によって貴なＡｕ^＋或いはＡｕ^３＋が還元され、ＡｕがＮｉ皮膜８上に析出し、これによりＡｕ皮膜９が形成される。
【００３７】
このように本実施の形態では無電解Ｎｉめっき液中にリン酸又はリン酸塩が添加されているので、Ｚｎを含有したセラミック素体６を無電解Ｎｉめっき液に浸漬し、Ｚｎが無電解Ｎｉめっき液中に溶出してもめっき速度の低下を抑制することができ、これによりセラミック多層基板の生産性向上を図ることができる。
【００３８】
【実施例】
次に、本発明の実施例を具体的に説明する。
【００３９】
〔第１の実施例〕
本発明者は、まず、下記のめっき浴組成を有するめっき液を用意した。
【００４０】
〔めっき浴組成〕
硫酸ニッケル：１００ｍｏｌ／ｍ^３
アミノカルボン酸（錯化剤）：４００ｍｏｌ／ｍ^３
次亜リン酸ナトリウム（還元剤）：２００ｍｏｌ／ｍ^３
重金属系安定剤：１．０×１０^−４ｗｔ％
水酸化ナトリウム（ｐＨ調整剤）：適量
ｐＨ：６．０
浴温：７０℃
そして、このめっき液にリン酸水素二ナトリウムを１０〜５００ｍｏｌ／ｍ^３添加し、無電解Ｎｉめっき液を作製した（実施例１〜６）。
【００４１】
次に、縦３０ｍｍ、横１０ｍｍ、厚み０．５ｍｍのＣｕ板を用意し、該Ｃｕ板を無電解Ｎｉめっき液に６０分間浸漬し、無電解Ｎｉめっきを施した。
【００４２】
そしてこの後、無電解Ｎｉめっき液にＺｎが溶出することを想定し、Ｚｎ含有量が３．０×１０^−３ｗｔ％となるように無電解Ｎｉめっき液に硫酸亜鉛を添加し、Ｚｎが添加された無電解Ｎｉめっき液にＣｕ板を浸漬し、無電解Ｎｉめっきを施した。
【００４３】
次いで、Ｚｎが添加されなかった場合のＺｎ無添加時めっき速度ａと、Ｚｎが添加された場合のＺｎ添加時めっき速度ｂを求め、数式（１）に基づいて速度変化率ｘを算出した。
【００４４】
ｘ＝（ｂ−ａ）／ａ…（ａ）
また、本発明者は、比較例としてリン酸水素二ナトリウムを添加しなかった無電解Ｎｉめっき液を使用し、実施例１〜６と同様、Ｚｎ無添加時めっき速度ａ及びＺｎ添加時めっき速度ｂを求め、速度変化率ｘを算出した（比較例１）。
【００４５】
表１は無電解Ｎｉめっき液中のリン酸水素二ナトリウムの含有量、Ｚｎ無添加時及びＺｎ添加時のめっき速度、速度変化率を示している。
【００４６】
【表１】

この表１から明らかなように比較例１は無電解Ｎｉめっき液中にリン酸水素二ナトリウム（リン酸塩）が添加されていないので、Ｚｎ添加時めっき速度ｂが３．５μｍ／ｈとなり、Ｚｎ無添加時めっき速度ａ（８．２μｍ／ｈ）に比べ、速度変化率ｘが−５７％と大幅に低下することが分かった。
【００４７】
これに対し実施例１〜６は、Ｚｎが無電解Ｎｉめっき液中に含まれていても、該無電解Ｎｉめっき液にはリン酸水素二ナトリウムが添加されているので、比較例１に比べてめっき速度の変動が大幅に抑制されることが分かった。特に、リン酸水素二ナトリウムの含有量が１００ｍｏｌ／ｍ^３以上の場合（実施例３〜６）は、速度変化率が−１％〜＋１％であり、めっき速度は殆ど変動しないことが確認された。すなわち、ガラスセラミックに含有されるＺｎがめっき液中に溶出した場合であってもリン酸水素二ナトリウムを無電解Ｎｉめっき液中に予め添加しておくことにより、めっき速度の低下を抑制できることが確認された。
【００４８】
尚、リン酸水素二ナトリウムの含有量が５００ｍｏｌ／ｍ^３である実施例６の場合は、めっき速度の低下は殆ど生じなかったが、リン酸塩と思われる沈殿が生じた。したがって、リン酸水素二ナトリウムの含有量としては、５００ｍｏｌ／ｍ^３以下が好ましいこと考えられる。
【００４９】
〔第２の実施例〕
ガラス成分としてＬｉ_２Ｏ、ＭｇＯ、Ｂ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、及びＺｎＯを含有した縦５．０８ｍｍ、横５．０８ｍｍ、厚み１．２ｍｍのガラスセラミック基板を用意し、該ガラスセラミック基板の表面にＣｕからなる所定形状の厚膜電極を形成した。
【００５０】
次に、このガラスセラミック基板をクリーナで脱脂処理した後、弱アルカリ性のＰｄ触媒液に浸漬し、次いで水洗処理を行ない、厚膜電極上にＰｄ触媒を付与した。
【００５１】
そして、下記めっき浴組成を有する無電解Ｎｉめっき液を用意した。
【００５２】
〔めっき浴組成〕
硫酸ニッケル：１００ｍｏｌ／ｍ^３
アミノカルボン酸（錯化剤）：４００ｍｏｌ／ｍ^３
次亜リン酸ナトリウム（還元剤）：２００ｍｏｌ／ｍ^３
リン酸水素二ナトリウム：１００ｍｏｌ／ｍ^３
重金属系安定剤：１．０×１０^−４ｗｔ％
水酸化ナトリウム（ｐＨ調整剤）：適量
ｐＨ：６．０
浴温：７０℃
次に、上記Ｐｄ触媒が付与されたガラスセラミック基板１０枚を１組とし、ガラスセラミック基板１００枚（１０枚×１０回）を、上記無電解Ｎｉめっき液にそれぞれ２０分間浸漬し、厚膜電極上にＮｉ皮膜を形成した。次いで、Ｎｉ皮膜が形成されたガラスセラミック基板をノンシアン系金めっき液に１５分間浸漬させ、Ｎｉ皮膜上にＡｕ皮膜を形成し、実施例１１の試験片を作製した。
【００５３】
また、比較例として、リン酸水素二ナトリウムを添加しなかった上記無電解Ｎｉめっき液を使用し、実施例１１と同様、ガラスセラミック基板にめっき処理を施し、厚膜電極上にＮｉ皮膜を形成し、さらにＮｉ皮膜上にＡｕ皮膜を形成した試験片を作製した（比較例１１）。
【００５４】
次に、ガラスセラミック基板の各１０組毎に、Ｎｉ皮膜の膜厚を蛍光Ｘ線膜厚計で計測し、その平均膜厚を算出した。
【００５５】
表２はガラスセラミック基板の処理組とＮｉ皮膜の膜厚を示している。
【００５６】
【表２】

表２中、基板処理枚数は、無電解Ｎｉめっき処理を開始してからのガラスセラミック基板の総処理枚数を示し、Ｎｉ皮膜の平均膜厚は、最終組における平均膜厚を示している。すなわち、基板処理枚数が「２０」の欄における平均膜厚は第２組目（１１〜２０枚目）のＮｉ皮膜の平均膜厚を示し、基板処理枚数が「３０」の欄における平均膜厚は第３組目（２１〜３０枚目）のＮｉ皮膜の平均膜厚を示している。同様に、基板処理枚数が「５０」の欄における平均膜厚は第５組目（４１〜５０枚目）のＮｉ皮膜の平均膜厚を示し、基板処理枚数が「１００」の欄における平均膜厚は第１０組目（９１〜１００枚目）のＮｉ皮膜の平均膜厚を示している。
【００５７】
この表２から明らかなように比較例１１は、リン酸二水素ナトリウムが添加されていない無電解Ｎｉめっき液を使用してめっき処理を行なっているため、無電解Ｎｉめっき液中へのＺｎの溶出により、基板処理枚数が増加するに伴い、めっき速度が低下している。
【００５８】
これに対して実施例１１は、無電解Ｎｉめっき液にリン酸二水素ナトリウムが添加されているので、基板処理枚数の増加に伴って無電解Ｎｉめっき液中にＺｎが溶出してもめっき速度の低下を抑制することができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明に係る電子部品の製造方法は、Ｚｎ成分を含有したセラミック素体に無電解めっきを施し、電子部品を製造する電子部品の製造方法において、無電解Ｎｉめっき液にリン酸又はリン酸塩を添加し、該リン酸又はリン酸塩が添加された無電解Ｎｉめっき液を使用してめっき処理を施し、電子部品を製造するので、セラミック素体中のＺｎ成分が無電解Ｎｉめっき液中に溶出しても、めっき速度が低下するのを抑制することができ、これにより電子部品の生産性向上を図ることができる。
【００６０】
また、前記リン酸又はリン酸塩は、リン酸濃度に換算して１００ｍｏｌ／ｍ^３以上とすることにより、めっき速度の低下をより効果的に抑制することができる。
【００６１】
さらに、前記リン酸又はリン酸塩は、リン酸濃度に換算して５００ｍｏｌ／ｍ^３未満とすることにより、リン酸塩等の沈殿が生じることもなく、めっき速度が低下するのを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法で製造された電子部品としてのセラミック多層基板の一実施の形態を示す断面図である。
【図２】図１の要部断面図である。
【符号の説明】
１セラミック素体

Claims

Ｚｎ成分を含有したセラミック素体に無電解めっきを施し、電子部品を製造する電子部品の製造方法において、
無電解Ｎｉめっき液にリン酸又はリン酸塩を添加し、該リン酸又はリン酸塩が添加された無電解Ｎｉめっき液を使用してめっき処理を施し、電子部品を製造することを特徴とする電子部品の製造方法。
前記リン酸又はリン酸塩は、リン酸濃度に換算して１００ｍｏｌ／ｍ^３以上であることを特徴とする請求項１記載の電子部品の製造方法。
前記リン酸又はリン酸塩は、リン酸濃度に換算して５００ｍｏｌ／ｍ^３未満であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電子部品の製造方法。