JP2008112758A - Electronic component and its manufacturing process - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子部品に関し、詳しくは、外部電極の構造が改良された電子部品に関する。更に本発明は、そのような電子部品の製造方法に関する。 The present invention relates to an electronic component, and more particularly to an electronic component having an improved external electrode structure. Furthermore, the present invention relates to a method for manufacturing such an electronic component.
電子部品の外部電極には、はんだ付けの際の耐熱性や、はんだ濡れ性などの様々な特性が求められる。そこで、これらの特性を同時に満足するため、複数の膜を積層した構造の外部電極が知られている。例えば、特許文献1は、下地電極膜、Niめっき膜及びSnめっき膜を順次に積層した構造の外部電極を開示している。下地電極膜は、Cu電極ペーストを塗布し、焼き付けることにより形成された焼結金属からなる。Niめっき膜及びSnめっき膜は、電解めっきなどのめっき法により形成される。
The external electrodes of electronic components are required to have various characteristics such as heat resistance during soldering and solder wettability. Therefore, in order to satisfy these characteristics simultaneously, an external electrode having a structure in which a plurality of films is stacked is known. For example,
特許文献1の開示技術における問題は、Niめっき膜またはSnめっき膜を形成する際、めっき液が下地電極膜の内部に浸入しがちなことである。下地電極膜は、焼結金属からなり、表面には多数の孔が開いているため、下地電極膜の内部にめっき液が入り込み易い。めっき液が下地電極膜の内部に入り込むと、その後、時間の経過につれて、めっき液が外部に染み出し、外部電極の表面を侵食する恐れがある。このため、外部電極表面の変色による外観不良や、はんだ濡れ性の低下による実装不良を防止することが難しくなる。
A problem in the disclosed technique of
かといって、めっき法は、膜成長速度が大きく、かつ、取り扱いが容易であるので、電子部品の量産性を向上させる観点からめっき法を利用することが望ましい。
本発明の課題は、めっきの際に下地電極膜へのめっき液の浸入を抑制することができる電子部品及びその製造方法を提供することである。 The subject of this invention is providing the electronic component which can suppress the penetration | invasion of the plating solution to a base electrode film in the case of plating, and its manufacturing method.
上述した課題を解決するため、本発明に係る電子部品は、電子部品本体と、外部電極とを含む。前記外部電極は、下地電極膜と、保護膜と、少なくとも一層のめっき膜とを含んでいる。前記下地電極膜は、前記電子部品本体の表面に形成されている。前記保護膜は、真空成膜法による膜であって、前記下地電極膜の上層に形成されている。前記少なくとも一層のめっき膜は、電気めっきによる膜であって、前記保護膜の上層に形成されている。 In order to solve the above-described problems, an electronic component according to the present invention includes an electronic component main body and an external electrode. The external electrode includes a base electrode film, a protective film, and at least one plating film. The base electrode film is formed on the surface of the electronic component main body. The protective film is a film formed by a vacuum film formation method, and is formed in an upper layer of the base electrode film. The at least one plating film is a film formed by electroplating, and is formed in an upper layer of the protective film.
上述した本発明に係る電子部品において、外部電極は、下地電極膜と、保護膜と、少なくとも一層のめっき膜とを含んでいる。保護膜は、真空成膜法による膜であって、下地電極膜の上層に形成されている。真空成膜法は、PVD(物理蒸着)法及びCVD(化学蒸着)法の両者を含む。真空成膜法は、めっき液中でめっき膜を成長させる電気めっき法や、導電ペーストを塗布して焼き付ける方法と比べ、真空中で一度ターゲットを気化させる成膜法であるため、膜構造が緻密となる。 In the electronic component according to the present invention described above, the external electrode includes a base electrode film, a protective film, and at least one plating film. The protective film is a film formed by a vacuum film formation method, and is formed in an upper layer of the base electrode film. The vacuum film forming method includes both a PVD (physical vapor deposition) method and a CVD (chemical vapor deposition) method. The vacuum film-forming method is a film-forming method that vaporizes the target once in a vacuum compared to the electroplating method that grows the plating film in the plating solution and the method that applies and burns the conductive paste, so the film structure is dense. It becomes.
更に少なくとも一層のめっき膜は、電気めっきによる膜であって、保護膜の上層に形成されている。このようなめっき膜を形成するため、めっき液を保護膜の表面に作用させても、保護膜は緻密な膜構造であるから、保護膜にめっき液が浸透することはない。よって、保護膜の下層に位置する下地電極膜にめっき液が浸入することを抑制できる。 Furthermore, at least one plating film is a film formed by electroplating, and is formed in the upper layer of the protective film. In order to form such a plating film, even if a plating solution is allowed to act on the surface of the protective film, since the protective film has a dense film structure, the plating solution does not penetrate into the protective film. Therefore, it is possible to prevent the plating solution from entering the base electrode film positioned below the protective film.
更に本発明は、電子部品の製造方法を提供する。本発明に係る電子部品の製造方法では、電子部品本体と、前記電子部品本体の表面に形成された下地電極膜とを含む電子部品を用意する。次に、前記下地電極膜の上層に、真空成膜法によって保護膜を形成する。更に、前記保護膜の上層に、電気めっきによって少なくとも一層のめっき膜を形成する。 Furthermore, this invention provides the manufacturing method of an electronic component. In the electronic component manufacturing method according to the present invention, an electronic component including an electronic component main body and a base electrode film formed on the surface of the electronic component main body is prepared. Next, a protective film is formed on the base electrode film by a vacuum film forming method. Furthermore, at least one plating film is formed on the protective film by electroplating.
上述した電子部品の製造方法によれば、先に説明した電子部品と同様に、下地電極膜にめっき液が浸入することを抑制できる。 According to the above-described method for manufacturing an electronic component, it is possible to prevent the plating solution from entering the base electrode film as in the case of the electronic component described above.
以上述べたように、本発明によれば、めっきの際に下地電極膜へのめっき液の浸入を抑制することができる電子部品及びその製造方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an electronic component and a method for manufacturing the same that can suppress the penetration of the plating solution into the base electrode film during plating.
図1は、本発明に係る電子部品の一実施形態を示す断面図である。図示された電子部品は、電子部品本体1と、外部電極3、4とを含む。図示実施形態において、本発明は、積層セラミックコンデンサに適用されているが、他の積層電子部品、例えば積層インダクタなどに適用することもできる。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of an electronic component according to the present invention. The illustrated electronic component includes an electronic component
電子部品本体1は、例えばチタン酸バリウムを主成分とするセラミック材料から構成され、典型的には、セラミック焼結体である。電子部品本体1は、長さ方向X、幅方向Y及び厚さ方向Zで定められる略直方体形状となっており、長さ方向Xに相対する2つの端面11、12と、幅方向Yに相対する2つの側面(図示せず)と、厚さ方向Zに相対する上面13及び下面14とを有する。
The
電子部品本体1の内部には、複数の内部電極2が埋設されている。内部電極2は、電子部品本体1の内部において、長さ方向Xに延び、かつ、長さ方向Xとは垂直な厚さ方向Zに互いに間隔を隔てて積層されている。更に、内部電極2は、電子部品本体1の端面11、12に交互に引き出されている。内部電極2は、例えば、CuやNiから構成される。
A plurality of
外部電極3は、下地電極膜31、保護膜32、第1のめっき膜33及び第2のめっき膜34を積層した構造となっており、電子部品本体1の端面11、上面13及び下面14に跨って形成されている。図示実施形態と異なり、外部電極3が、電子部品本体1の端面11のみに形成されていてもよい。
The
まず、下地電極膜31は、電子部品本体の端面11、上面13及び下面14に付着された焼結金属膜であり、電子部品本体1の端面11において内部電極2と接続されている。焼結金属膜でなる下地電極膜31は、金属粉末または合金粉末に、バインダ及び溶剤を混合して導電ペーストを調製し、この導電ペーストを電子部品本体の端面11、上面13及び下面14に塗布し、焼き付けることにより形成できる。焼結金属膜の例としては、Cu、Ni、AgまたはAg−Pdの焼結膜がある。
First, the
次に、保護膜32は、下地電極膜31の上層に形成されている。詳しくは、保護膜32は、下地電極膜31の表面に直接に付着され、下地電極膜31の表面全体を覆っている。更に、保護膜32は、電子部品本体の上面13及び下面14において下地電極膜31の端縁部分311の先まで延びている。保護膜32は、真空成膜法による膜である。更に、保護膜32は、電気伝導性のある材料から構成されることが好ましい。真空成膜法の例としては、スパッタリング法、PVD法(物理気相成長法)またはCVD法(化学気相成長法)がある。スパッタリング法の場合、保護膜32は、金属または合金のスパッタ膜である。金属のスパッタ膜の例としては、Cu、Ni、PdまたはAgのスパッタ膜が挙げられる。
Next, the
次に、第1のめっき膜33は、保護膜32の上層に形成されている。詳しくは、第1のめっき膜33は、保護膜32の表面のほぼ全体を覆う態様で、保護膜32の表面に直接に付着されている。第1のめっき膜33は、電気めっきによるめっき膜であり、めっき膜の例としては、Niめっき膜が挙げられる。
Next, the
最後に、第2のめっき膜34は、第1のめっき膜33の上層に形成されている。詳しくは、第2のめっき膜34は、第1のめっき膜33の表面のほぼ全体を覆う態様で、第1のめっき膜33の表面に直接に付着されている。第1のめっき膜33と同様、第2のめっき膜34も、電気めっきによるめっき膜であり、めっき膜の例としては、Snめっき膜が挙げられる。
Finally, the
外部電極3と同様に、外部電極4も、下地電極膜41、保護膜42、第1のめっき膜43及び第2のめっき膜44を積層した構造となっており、電子部品本体1の端面12、上面13及び下面14に跨って形成されている。以下、外部電極4の説明を省略し、外部電極3について代表的に説明を行う。
Similar to the
外部電極3において最上層に位置する第2のめっき膜34は、Snめっき膜でなる。Snめっき膜でなる第2のめっき膜は、はんだ付け時、はんだとの親和性を確保する役割を担う。
The
第2のめっき膜34の下層に位置する第1のめっき膜33は、Niめっき膜でなる。Niめっき膜でなる第1のめっき膜33は、はんだ付け時の耐熱性を確保する役割、及び、Snめっき膜でなる第2のめっき膜34中のSnが電子部品本体1の内部に入り込むのを防ぐ役割を担う。
The
第1のめっき膜33の下層に位置する下地電極膜31は、焼結金属膜でなる。焼結金属膜は、電子部品本体の端面11に導電ペーストを塗布し、焼き付けることにより形成することができ、また、かなりの程度の膜厚を確保することもできから、電子部品本体の端面11において内部電極2と接続するのに適している。ただ、焼結金属膜は、多孔質(ポーラス)であり、表面に多数の孔が開いている。このため、焼結金属膜でなる下地電極膜31にめっき液を作用させると、下地電極膜31の内部にめっき液が入り込みがちである。
The
そこで、図1に示した電子部品では、下地電極膜31と、第1のめっき膜33との間に保護膜32を設けてある。保護膜32は、真空成膜法による膜でなる。真空成膜法は、めっき液中でめっき膜を成長させる電気めっき法や、導電ペーストを塗布して焼き付ける方法と比べて、膜構造が緻密となる。従って、第1のめっき膜33を形成するため、めっき液を保護膜32の表面に作用させても、保護膜32は緻密な膜構造であるから、保護膜32にはめっき液が浸透しにくい。よって、保護膜32の下層に位置する下地電極膜31にめっき液が浸入することを抑制できる。
Therefore, in the electronic component shown in FIG. 1, the
真空成膜法による保護膜32は、焼結金属膜や、電気めっきによるめっき膜とは、膜中の不純物が少ない点で区別することができる。
The
更に発明者が検討したところ、下地電極膜31を焼結金属膜から構成した場合、焼結の際に析出したガラス成分が下地電極膜31の表面に付着している可能性がある。このため、電気めっき法でめっき液を下地電極膜31の表面に作用させても、めっき膜が、下地電極膜31の表面のうちガラス成分が析出した部分に付着しないといった、めっき不良の問題が起こり得る。
Further, as a result of examination by the inventors, when the
この点、図1に示した電子部品では、下地電極膜31と、第1のめっき膜33との間に、真空成膜法による保護膜32が設けられている。真空成膜法によれば、下地電極膜31の表面のうちガラス成分が析出した部分にも、保護膜32を付着させることができる。この保護膜32の表面にめっき液を作用させることにより、第1のめっき膜33をめっき不良なしに付着させることができる。
In this regard, in the electronic component shown in FIG. 1, a
更に、真空成膜法による保護膜31は、緻密な膜構造となるので、電子部品に要求される高温負荷試験及び耐湿負荷試験の成績を向上させることができる。高温負荷試験及び耐湿負荷試験に関する実験結果を、下記の表1に示す。
Furthermore, since the
実験では、各サンプル1〜5について、高温負荷試験及び耐湿負荷試験を行い、高温負荷試験の不良率及び耐湿負荷試験の不良率を調べた。各サンプル1〜5のデータ数Nは、40とした。サンプル1において保護膜の膜厚が0μmとは、保護膜を設けなかったことを意味する。
In the experiment, a high temperature load test and a moisture resistance load test were performed on each
表1に示すように、下地電極膜の上層に保護膜を設けなかった場合(サンプル1)、高温負荷試験の不良率及び耐湿負荷試験の不良率は何れも100%となった。 As shown in Table 1, when the protective film was not provided on the upper layer of the base electrode film (Sample 1), the defect rate of the high temperature load test and the defect rate of the moisture resistance load test were both 100%.
これに対し、下地電極膜の上層に保護膜を設けた場合(サンプル2〜5)、高温負荷試験の不良率及び耐湿負荷試験の不良率を低減することができた。特に、保護膜の膜厚を10μm以上とした場合(サンプル4、5)、高温負荷試験の不良率及び耐湿負荷試験の不良率を何れも0%に抑えることができた。
On the other hand, when the protective film was provided on the upper layer of the base electrode film (
図1に示した電子部品において、保護膜32は、下地電極膜31と同じ材料から構成することが好ましい。例えば、下地電極膜31がCuの焼結膜でなる場合、保護膜32は、Cuのスパッタ膜でなることが好ましい。保護膜32を、下地電極膜31と同じ材料から構成することにより、下地電極膜31に対する保護膜32の密着性を向上させることができる。
In the electronic component shown in FIG. 1, the
また、発明者が検討したところ、下地電極膜31は、基本的には、金属材料から構成されており、セラミック材料から構成されている電子部品本体1とは異種の材料であるため、下地電極膜31の端縁部分311と、電子部品本体1の上面13との間からめっき液が浸入し、延いては電子部品本体1の端面11にまで達する可能性がある。電子部品本体1の端面11には内部電極2が引き出されており、めっき液が内部電極2に浸透すると、内部電極2の特性劣化を招く。
Further, as a result of examination by the inventor, the
そこで、図1に示した電子部品では、保護膜32は、下地電極膜31の表面全体を覆う態様で形成されている。かかる態様によれば、下地電極膜31の端縁部分311と電子部品本体1の上面13との間からめっき液が浸入することを防止でき、延いては内部電極2の特性劣化を防止できる。
Therefore, in the electronic component shown in FIG. 1, the
図1に示した電子部品において、外部電極3が導電性接着剤で基板に接続される場合、外部電極3の第2のめっき膜34は、Auめっき膜から構成してもよい。
In the electronic component shown in FIG. 1, when the
次に、このような電子部品の製造方法について、図2〜図6を参照し、説明する。
まず、図2に示すように、電子部品本体1の端面11、上面13及び下面14に下地電極膜31を形成する。下地電極膜31は、電子部品本体1の端面11において内部電極2と接続されるように形成する。具体的には、金属粉末または合金粉末に、バインダ及び溶剤を混合して導電ペーストを調製する。そして、導電ペーストを電子部品本体の端面11、上面13及び下面14に塗布し、焼き付ける。電子部品本体1の端面12、上面13及び下面14に下地電極膜32を形成する点についても同様である。これによって、電子部品本体1と、下地電極膜31、32とを備えた電子部品10を得る。
Next, a method for manufacturing such an electronic component will be described with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 2, the
次に、図3に示すように、下地電極膜31の上層に、真空成膜法によって保護膜32を形成する。詳しくは、保護膜32は、下地電極膜31の表面に直接に付着され、下地電極膜31の表面全体を覆う態様で形成される。真空成膜法の例として、スパッタリング法を採用した場合について説明する。まず、下地電極膜31の表面全体を露出させるように電子部品本体1を支持体5で支持する。次に、この状態で電子部品本体1をアルゴンガスなどの不活性ガス雰囲気中に入れる。そして、不活性ガス雰囲気中においてターゲットにイオンをたたきつけ、ターゲットから飛び出した金属原子などの粒子61を、下地電極膜31の表面上に堆積させることで保護膜32を形成する。下地電極膜41の上層に保護膜42を形成する点についても同様である。
Next, as shown in FIG. 3, a
図3に示した工程の後、図4に示すように、電気めっきを行う。ここでは、電気めっきの一つの態様としてバレルめっきが採用されている。詳しく説明すると、電子部品10を通電用メディア77とともにバレル容器79に入れ、バレル容器79ごとめっき液63に浸漬する。そして、バレル容器79を回転させながら、電子部品10に通電を行う。めっき液63は、Niめっき膜を析出させるためのNiめっき液であり、Niイオン(Ni+)を含有している。電極板73は、めっき液63に漬けられ、直流電源71に接続されている。
After the step shown in FIG. 3, electroplating is performed as shown in FIG. Here, barrel plating is employed as one aspect of electroplating. More specifically, the
図5は、図4に示された工程において電子部品10の状態を示す図である。図4及び図5に示すように、電極板73をアノード、電子部品1の保護膜32をカソードとし、電極板73と保護膜32との間に、直流電源71による直流電圧を印加する。これにより、本来の下地電極膜31のみならず、保護膜32をも下地電極膜として、保護膜32の表面に第1のめっき膜33を析出させることができる。保護膜42の表面に第1のめっき膜42を析出させる点についても同様である。
FIG. 5 is a diagram showing a state of the
上述した電子部品の製造方法では、図3に示すように、下地電極膜31の上層に、真空成膜法によって保護膜32を形成する。保護膜32の膜構造が緻密となることは先に説明した通りである。
In the electronic component manufacturing method described above, as shown in FIG. 3, the
次に、図5に示すように、めっき液63を保護膜32の表面に作用させ、第1のめっき膜33を析出させる。めっき液63を保護膜32の表面に作用させても、保護膜32は緻密な膜構造であるから、保護膜32にはめっき液63が浸透しにくい。よって、保護膜32の下層に位置する下地電極膜31にめっき液63が浸入することを抑制できる。
Next, as shown in FIG. 5, the
また、真空成膜法によれば、下地電極膜31の表面のうちガラス成分が析出した部分にも保護膜32を付着させることができる。この保護膜32の表面にめっき液63を作用させることにより、第1のめっき膜33をめっき不良なしに付着させることができる。
Further, according to the vacuum film forming method, the
図5に示した工程の後、図6に示すように、再度電気めっきを行う。この電気めっきでも、図4に示したものと同様なバレルめっきを採用することができ、重複説明を省略する。めっき液65は、Snめっき膜を析出させるためのSnめっき液であり、Snイオン(Sn+)を含有している。そして、電極板(図示せず)をアノード、電子部品1の第1のめっき膜33をカソードとし、電極板と第1のめっき膜33との間に、直流電源による直流電圧を印加する。これにより、本来の下地電極膜31のみならず、保護膜32及び第1のめっき膜33をも下地電極膜として、第1のめっき膜33の表面に第2のめっき膜34を析出させることができる。第1のめっき膜43の表面に第2のめっき膜44を析出させる点についても同様である。
After the step shown in FIG. 5, electroplating is performed again as shown in FIG. Also in this electroplating, barrel plating similar to that shown in FIG. 4 can be adopted, and redundant description is omitted. The
図6に示すように、めっき液65を第1のめっき膜33の表面に作用させても、第1のめっき膜33の下層に位置する保護膜32は緻密な膜構造であるから、保護膜32にはめっき液65が浸透しにくい。よって、下地電極膜31にめっき液65が浸入することを抑制できる。
As shown in FIG. 6, even if the
以上、実施の形態を参照して説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において、種々の変形、変更が可能であることは言うまでもない。 While the present invention has been described with reference to the embodiment, it is needless to say that the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims.
1 電子部品本体
3、4 外部電極
31、41 下地電極膜
32、42 保護膜
33、43 第1のめっき膜
34、44 第2のめっき膜
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記外部電極は、下地電極膜と、保護膜と、少なくとも一層のめっき膜とを含んでおり、
前記下地電極膜は、前記電子部品本体の表面に形成されており、
前記保護膜は、真空成膜法による膜であって、前記下地電極膜の上層に形成されており、
前記少なくとも一層のめっき膜は、電気めっきによる膜であって、前記保護膜の上層に形成されている、
電子部品。 An electronic component including an electronic component body and an external electrode,
The external electrode includes a base electrode film, a protective film, and at least one plated film,
The base electrode film is formed on the surface of the electronic component body,
The protective film is a film formed by a vacuum film formation method, and is formed in an upper layer of the base electrode film,
The at least one plating film is a film formed by electroplating, and is formed in an upper layer of the protective film.
Electronic components.
前記保護膜は、前記下地電極膜と同じ材料から構成されている、
電子部品。 The electronic component according to claim 1,
The protective film is made of the same material as the base electrode film,
Electronic components.
前記保護膜は、前記下地電極膜の表面全体を覆う態様で形成されている、
電子部品。 An electronic component according to claim 1 or 2,
The protective film is formed so as to cover the entire surface of the base electrode film.
Electronic components.
前記電子部品本体は、その内部に複数の内部電極を備えており、前記内部電極は、一定方向に延び、かつ、前記一定方向とは垂直な方向に互いに間隔を隔てて積層され、前記電子部品本体の、前記一定方向に相対する端面に引き出されており、
前記下地電極膜は、前記電子部品本体の前記端面に設けられ、前記端面において前記内部電極と接続されている、
電子部品。 An electronic component according to any one of claims 1 to 3,
The electronic component main body includes a plurality of internal electrodes therein, and the internal electrodes extend in a certain direction and are stacked at intervals from each other in a direction perpendicular to the certain direction. It is drawn out to the end face of the main body facing the fixed direction,
The base electrode film is provided on the end face of the electronic component main body, and is connected to the internal electrode at the end face.
Electronic components.
前記下地電極膜の上層に、真空成膜法によって保護膜を形成し、
前記保護膜の上層に、電気めっきによって少なくとも一層のめっき膜を形成する
電子部品の製造方法。 An electronic component including an electronic component main body and a base electrode film formed on the surface of the electronic component main body is prepared,
A protective film is formed on the base electrode film by a vacuum film formation method,
A method for manufacturing an electronic component, wherein at least one plating film is formed on the protective film by electroplating.
前記保護膜を、前記下地電極膜と同じ材料から形成する、
電子部品の製造方法。 It is a manufacturing method of the electronic component according to claim 5,
The protective film is formed from the same material as the base electrode film.
Manufacturing method of electronic components.
前記保護膜を、前記下地電極膜の表面全体を覆う態様で形成する
電子部品の製造方法。 It is a manufacturing method of the electronic component according to claim 5 or 6,
The manufacturing method of the electronic component which forms the said protective film in the aspect which covers the whole surface of the said base electrode film.
前記電子部品本体は、その内部に複数の内部電極を備えており、前記内部電極は、一定方向に延び、かつ、前記一定方向とは垂直な方向に互いに間隔を隔てて積層され、前記電子部品本体の、前記一定方向に相対する端面に引き出されており、
前記下地電極膜は、前記電子部品本体の前記端面に設けられ、前記端面において前記内部電極と接続されている、
電子部品の製造方法。
A method of manufacturing an electronic component according to claim 5,
The electronic component main body includes a plurality of internal electrodes therein, and the internal electrodes extend in a certain direction and are stacked at intervals from each other in a direction perpendicular to the certain direction. It is drawn out to the end face of the main body facing the fixed direction,
The base electrode film is provided on the end face of the electronic component main body, and is connected to the internal electrode at the end face.
Manufacturing method of electronic components.
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