JP4496635B2 - Manufacturing method of electronic parts - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばチップサーミスタ,チップコンデンサ等を構成する電子部品素子に電極膜を形成するようにした電子部品の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、チップサーミスタ,チップコンデンサ等の電子部品は、例えば、図6に示すように、セラミック素子1にAgもしくはAg合金とガラスフリットとを含むペーストを塗布し、これを高温にて焼き付けることにより形成した第1電極膜2と、該第1電極膜2の外表面にニッケルめっきを被覆形成してなる第2電極膜3と、該第2電極膜3の外表面にすず,もしくははんだめっきを被覆形成してなる第3電極膜4とを備えている。
【0003】
このようなニッケル,すず等のめっき膜を形成する方法として、図7,図8に示すような振動めっき装置を用いる場合がある(例えば、特許第2745892号公報参照)。この振動めっき装置50は、偏心モータ51とバネ52とからなる振動発生源をバスケット53の支持部54に取り付け、該バスケット53の底壁53aにめっき用陰極55を配置するとともに、めっき液抜き用網56を配置した構造のものである。
【0004】
そして、上記バスケット53内に第1電極膜が形成された多数のセラミック素子60と通電媒介物としての金属球メディア61とを収容し、該バスケット53をニッケルめっき液槽57に浸漬する。この状態で上記振動発生源によりバケット53に振動を付与するとともに、陰極55に通電してセラミック素子60及びメディア61に電流を流し、これにより第1電極膜の表面にニッケルめっき膜からなる第2電極膜を形成する。この後、水洗いを行い、上記同様の方法にてすずめっき膜からなる第3電極膜を形成する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の製造方法では、下地として形成した第1電極膜に第2,第3の電極めっき膜を形成する場合、電極表面が粗くなり易く、はんだとの濡れ性が悪化する場合がある。即ち、第1電極膜は金属粉末とガラスフリットを含むペーストを焼き付けて形成することから、電極表面に金属粒子が凝集したり、ガラスが浮き出たりし易く、また金属材料の成分によっては電極表面に薄い酸化膜を形成する場合がある。このような表面性状の粗い第1電極膜に第2,第3の電極めっき膜を施すと、第3電極膜の電極表面も粗くなる。
【0006】
このように電極表面が粗くなると、電子部品の保管等により電極膜表面が酸化し易くなり、経時的にはんだ付け時の濡れ性が悪化するおそれがある。例えば、長期に在庫として保管していた電子部品を回路基板に実装すると、基板ランド部のはんだとの濡れが悪くなり、ランドと接合されずに電子部品が立ち上がったり,浮き上がったりするという実装不良を生じる場合がある。
【0007】
本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされたもので、電極表面を平滑にすることによってはんだとの濡れ性を向上でき、ひいては実装不良を回避できる電子部品の製造方法を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、電子部品素子に金属ペーストを焼き付けることにより第1電極膜を形成する電極焼き付け工程と、該第1電極膜が形成された電子部品素子と通電媒介物とをめっき用電極が形成された容器内に収容し、該容器を水中に浸漬し、該容器に振動を付与することにより、上記電子部品素子及び通電媒介物を振動,攪拌させて電極表面を平滑にする振動攪拌工程と、上記電子部品素子及び上記通電媒介物とともに上記容器をめっき液槽に浸漬して振動を付与しつつ上記めっき用電極に通電することにより、上記第1電極膜の表面に第2電極膜を形成する振動めっき工程とを備えたことを特徴とする電子部品の製造方法である。
【0009】
請求項2の発明は、請求項1において、上記通電媒介物は、導電性金属ボールであることを特徴としている。
【0010】
請求項3の発明は、請求項1又は2において、上記電子部品素子と通電媒介物との容積比率を、通電媒介物/電子部品素子=0.5以上としたことを特徴としている。
【0011】
請求項4の発明は、請求項1ないし3の何れかにおいて、上記電子部品素子と通電媒体物との数量比率を、通電媒介物/電子部品素子=0.5以上としたことを特徴としている。
【0012】
請求項5の発明は、請求項1ないし4の何れかにおいて、上記通電媒介物の大きさを、電子部品素子の最長辺寸法の0.5倍以上としたことを特徴としている。
【0013】
請求項6の発明は、請求項1ないし5の何れかにおいて、上記容器に付与する振動周波数を、20Hz以上としたことを特徴としている。
【0014】
【発明の作用効果】
請求項1の発明にかかる電子部品の製造方法によれば、容器を振動させることにより電子部品素子と通電媒介物とを振動,攪拌させて電極表面を平滑にする振動攪拌工程を設けたので、上記振動攪拌により通電媒介物と電子部品素子とが互いに衝突し、この衝突によって電極膜の凹凸が均されることとなり、平滑な電極表面を得ることができる。その結果、平滑で光沢ある電極表面が得られることとなり、はんだ付け時の濡れ性を向上できる。これにより長期保管による酸化を抑制でき、実装時の立ち上がりや浮き上がりを防止でき、実装不良を防止できる。
【0015】
また、振動攪拌工程を振動めっき工程の前に行うようにしたので、平滑な第1電極膜を得ることができ、振動めっき工程でのめっき膜が付着し易くなり、均一な電極めっき膜を得ることができる。また、振動攪拌工程からそのまま振動めっき工程に連続して移行することができ、作業工数をそれほど増やすことなく平滑処理を行なうことができる。
【0016】
請求項3の発明では、通電媒介物と電子部品素子との容積比率を0.5以上としたので、電極膜の表面粗さを小さくすることができ、電極表面の平滑度を高めることができる。
【0017】
請求項4の発明では、通電媒体物と電子部品素子との数量比率を0.5以上としたので、電極膜の表面粗さを小さくすることができ、電極表面の平滑度を高めることができる。
【0018】
請求項5の発明では、上記通電媒介物の大きさを、電子部品素子の最長辺寸法の0.5倍以上としたので、電子部品素子と通電媒介物との攪拌時の衝突を強くすることができ、電極表面の平滑度を高めることができる。
【0019】
請求項6の発明では、振動周波数を20Hz以上としたので、振動攪拌が強くなり、電極表面の平滑度を高めることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【0021】
図1ないし図4は、本発明の一実施形態による電子部品の製造方法を説明するための図であり、図1,図2,図3はそれぞれ振動めっき装置の断面図,平面図,斜視図、図4は電子部品の製造工程を示すブロック工程図である。
【0022】
図において、10は振動めっき装置を示しており、これは上方に開口する投入口11aを有する桶状のバスケット(容器)11の底壁11b中心部に上方に延びる支持部12を一体に接続形成し、該支持部12の上端部に振動発生源13を搭載して構成されている。
【0023】
上記振動発生源13は、外部ケース14内にモータ15と複数本のコイルバネ16,16とを収納してなるものであり、この外部ケース14内には上記支持部12の上端部が挿入されている。この支持部12の上端面には振動受け板17が固着されており、該振動受け板17の上面には複数本の支柱18aにより支持板18bを支持してなる支持枠部材18が固定されている。
【0024】
上記支持枠部材18の支持板18bに上記モータ15が取付けられており、このモータ15の回転軸15aには軸直角方向に延びる偏心荷重20が付加されている。また上記振動受け板17の下面と外部ケース14の底板との間には上記コイルバネ16が支持部12を囲むように介設されている。この外部ケース14を固定し、バスケット11をフリーにした状態でモータ15が回転すると、振動エネルギーが振動受け板17から支持部12を介してバスケット11に伝達される。この振動発生源13はバスケット11の振動周波数が20〜80Hzの範囲内となるように設定されている。
【0025】
上記バスケット11の側周壁11cの上縁部にはめっき液流入孔11dが周方向に間隔をあけて形成されている。バスケット11をめっき液に浸漬していくとき上記めっき液流入孔11dからめっき液がバスケット11内に徐々に流入するようになっている。即ち、上記めっき液流入孔11dがない場合には、めっき液が投入口11aから一気に流入し、内部に収容されたセラミック素子1等がバスケット11外に流出してしまうおそれがあるが、本実施形態ではこの問題を回避できる。
【0026】
上記バスケット11の底壁11bには挿通孔11eが周方向に所定間隔をあけて形成されており、各挿通孔11eには2つのめっき液抜き用メッシュキャップ22と1つのめっき用陰極(電極)23とが交互に位置するように配置されている。このめっき用陰極23は90度ごとに配設され、各挿通孔11eに挿入固定されており、残りの挿通孔11eが上記メッシュキャップ22により覆われている。上記各めっき用陰極23には給電線24が接続されており、この給電線24は上記支持部12内を通って不図示の外部電源に接続されている。
【0027】
上記バスケット11内には多数のセラミック素子1と通電媒介物としてメディア25とが収容されている。このセラミック素子1の両端面にはAg等のペーストを焼き付けてなる第1電極膜2(図6参照)が形成されている。また上記メディア25は導電性金属ボールからなるものであり、該メディア25の直径はセラミック素子1の最長辺寸法の0.5倍以上に設定されている。
【0028】
上記セラミック素子1とメディア25との容積比率はメディア/セラミック素子=0.5以上となっており、また両者の数量比率はメディア/セラミック素子=0.5以上となっている。
【0029】
次に上記振動めっき装置10を用いたセラミック電子部品の一製造方法を図4のブロック工程図に沿って説明する。
【0030】
セラミックシートを高温焼成することによりセラミック素子を形成し(第1工程S1)、このセラミック素子にAgとガラスフリットからなるペーストを塗布し、これを焼き付けることにより第1電極膜2を形成する(第2工程S2)。
【0031】
第1電極膜2が形成されたセラミック素子1と、メディア25とをバスケット11内に収容する。このセラミック素子1及びメディア25が収容されたバスケット11を水中に浸け、この状態でバスケット11に20Hz以上の周波数の振動を付与し、セラミック素子1,メディア25を振動攪拌する(第3工程S3)。これによりセラミック素子1とメディア25がぶつかり合って第1電極膜2の凹凸が均され、平滑な電極表面が得られる。
【0032】
次いで上記バスケット11をニッケルめっき液Aが充填されためっき液槽27内に浸漬する。この状態でバスケット11を20〜80Hzの振動周波数でもって振動させるとともに、バスケット11の各陰極23とめっき液槽27内に挿入された陽極26との間で通電する。するとバスケット11が水平方向に旋回しつつ垂直方向に揺動し、これに伴ってセラミック素子1,メディア25がバスケット11の中心部から周壁に向かって半径方向に流動しつつ攪拌される。これにより第1電極膜2の外表面にニッケルめっき膜からなる第2電極膜3が被覆形成される(第4工程S4)。この場合、セラミック素子1とメディア25の振動,攪拌によって互いが衝突し、第1,第2電極膜2,3の凹凸が均され、平滑な電極膜が形成される。この後、バスケット11をめっき液槽27から引上げ、ニッケルめっき液を各メッシュキャップ22を通して挿通孔11eから排出する。次いでセラミック素子1,メディア25を水洗いする(第5工程S5)。この水洗いは複数回行なう場合もある。
【0033】
次に、上記バスケット11をはんだめっき液が充填されためっき液槽(不図示)内に浸漬し、上記第4工程S4と同様に20〜80Hzの振動周波数でもって振動させるとともに陽極,陰極間に通電し、第2電極膜3の外表面にはんだめっきからなる第3電極膜4を被覆形成する(第6工程S6)。この場合、セラミック素子1とメディア25の振動,攪拌によって互いが衝突し、第2,第3電極膜3,4の凹凸が均され、平滑な電極膜が形成される。この後、水洗いを行なう(第7工程S7)。
【0034】
上記第3工程S3と同様に、バスケット11をセラミック素子1及びメディア25とともに水中に浸け、この状態でバスケット11に20Hz以上の振動周波数からなる振動を付与することにより、セラミック素子1,メディア25を振動攪拌する(第8工程S8)。これによりセラミック素子1とメディア25がぶつかり合って電極表面の凹凸がさらに均され、平滑で光沢のある第3電極膜4が形成される。このようにして電子部品が形成される。
【0035】
このようにして形成された電子部品をメディア25とともにバスケット11から取り出し、乾燥炉にて乾燥させる(第9工程S9)。次に電子部品とメディア25を分離し、それぞれ別個に回収する(第10工程S10)。この後、電子部品をテーピング等により梱包することによって製品となる(第11工程S11)。
【0036】
ここで、図5は、第10工程S10にて採用される分離装置の概略図を示しており、これはベルトコンベア30の上流側にバイブレータ31を備えたトレイ32を配置するとともに、下流側に円柱状磁石33を回転可能に配置し、該円柱状磁石33の下流端下方に電子部品回収箱34を配設するとともに、上記ベルトコンベア30の下流端下方にメディア回収箱35を配置したものである。
【0037】
上記分離装置により分離するには、電子部品,メディアの何れか一方を磁性材により構成し、他方を非磁性材により構成する。例えば、電子部品がMn,Ni,Fe系酸化物からなるチップサーミスタ等の場合には磁性材であることから、メディアにはSn等からなる非磁性材を採用する。また上記電子部品が、例えばチタン酸バリウム系酸化物からなるチップコンデンサ等の場合には、非磁性材であることから、メディアには磁性材であるFe等を採用することとなる。
【0038】
そして電子部品36及びメディア37をトレイ32上に搭載する。トレイ32が振動すると電子部品36,メディア37は平に均されつつベルトコンベア30に供給される。このベルトコンベア30にて下流側に搬送された電子部品36は回転する磁石33に吸着され、樹脂製のブレード33aにより掻き落とされて電子部品回収箱34に落下する。またメディア37は磁石33に吸着されないので、コンベアベルト30の下流端からメディア回収箱35に落下する。このように、電子部品36とメディアとを自動的にかつ連続させて確実に分離することができる。
【0039】
なお、電子部品の電極めっき膜が磁性材からなる例えばNiめっき膜の場合には、振動めっき処理時にメディア表面にもNi膜が形成され、このメディアのNi膜の膜厚によっては磁石に吸着される場合がある。そこで、磁石に付かないようにするには、Ni膜を5μm以下にするのが望ましい。
【0040】
本実施形態によれば、バスケット11を振動させることによりセラミック素子1とメディア25とを振動,攪拌させて電極表面を平滑にする振動攪拌工程を振動めっき工程の前に設けたので、上記振動攪拌によりメディア25とセラミック素子1とが互いに衝突し、この衝突によって第1〜第3電極膜2〜4の凹凸が均されることとなり、平滑な電極表面を得ることができる。その結果、平滑で光沢ある電極表面が得られることとなり、はんだ付け時の濡れ性を向上できる。これにより長期保管による酸化を抑制でき、実装時の立ち上がりや浮き上がりを防止でき、実装不良を防止できる。
【0041】
また、振動攪拌工程からそのまま振動めっき工程に連続して移行することができ、作業工数をそれほど増やすことなく平滑処理を行なうことができ、従来に比べて生産性を向上できる。即ち、従来では、第1電極膜の平滑処理を行なう場合には、専用バレルに専用メディアと電子部品素子を投入し、該バレルを高速回転させて平滑処理した後、洗浄,乾燥し、この後メディアと電子部品素子を分離するようにしており、作業工程が多く生産性が低いという問題を抱えていた。
【0042】
【実施例】
実施例1
【0043】
【表1】
本実施例は、セラミック素子とメディアとをバスケットに収容し、該バスケットを水中に浸漬して振動攪拌処理を行い、これに続いて振動めっき処理を行った。このときの振動時間を15〜60分の範囲で変化させた場合の電極めっきの付着性について調べた。また、比較するために振動攪拌処理を行わず、振動めっ処理のみを行った場合についても同様に調べた。
【0044】
振動条件として、上記セラミック素子には外径寸法が1.0×0.5×0.5mmのものを100k個(容積で約40ml)採用し、メディアには直径0.7mmのスチールボールを250k個(容量約80ml)採用した。またバスケットには内径約150mm,深さ約100mmの容器を採用し、振動周波数は40Hzとした。
【0045】
めっき条件は、セラミック素子の第1電極膜の表面に膜厚約2μmのニッケルめっきからなる第2電極膜を被覆し、セラミック素子の電極表面のめっき付着部面積を調べた。
【0046】
表1において、振動攪拌処理を行わない場合には、めっき皮膜の表面粗さRmaxは9μmと粗くなっている。このため表面光沢は得られておらず、めっき未着部の面積率も20%と大きくなっている。これに対して振動攪拌処理を行った場合は、めっき皮膜の表面粗さRmaxは何れも5〜1μmと良好な平滑面が得られていることがわかる。これにより光沢のある電極表面が得られており、めっき未着部の面積率も0%となっている。
【0047】
実施例2
【0048】
【表2】
表2は、セラミック素子とメディアとの容積比率を0.3〜2.0の範囲で変化させて水中振動を30分間実施し、外部電極の表面粗さRmaxを調べた結果を示す。なお、他の振動条件,めっき条件は実施例1と同様であり、以下、実施例3〜5についても同様である。
【0049】
表2からも明らかなように、容積比率を0.3とした場合には、表面粗さRmaxは6μmと満足できる値が得られていない。これに対して容積比率を0.5及び2.0とした場合は、表面粗さRmax4μm,2μmと良好な平滑面が得られており、容積比率を0.5以上とすることにより満足できる結果が得られることがわかる。
【0050】
実施例3
【0051】
【表3】
表3は、セラミック素子とメディアとの数量比率を0.3〜2.5の範囲で変化させて水中振動を30分間実施し、外部電極の表面粗さRmaxを調べた結果を示す。
【0052】
表3からも明らかなように、数量比率を0.3とした場合には、表面粗さRmaxは6μmと満足できる値が得られていない。これに対して数量比率を0.5,0.8,2.5とした場合は、それぞれ表面粗さRmax4μm,2μm,1μmと良好な平滑面が得られており、数量比率を0.5以上とすることにより満足できる結果が得られることがわかる。
【0053】
実施例4
【0054】
【表4】
表4は、セラミック素子の最長辺寸法1mmに対してメディアの直径を0.4mm〜1.5mmの範囲で変化させて水中振動を30分間実施し、外部電極の表面粗さRmaxを調べた結果を示す。
【0055】
表4からも明らかなように、素子の最長辺寸法に対してメディアの直径を0.4倍とした場合には、表面粗さRmaxは6μmと満足できる値が得られていない。これに対してメディア直径を0.5,0.7,1.5倍とした場合は、それぞれ表面粗さRmaxが5μm,2μm,1μmとなっており、良好な平滑面が得られていることがわかる。このようにメディアの直径をセラミック素子の最長辺寸法の0.5倍以上とすることにより満足できる結果が得られる。
【0056】
実施例5
【0057】
【表5】
表5は、振動周波数を15Hz〜60Hzの範囲で変化させて水中振動を30分間実施し、外部電極の表面粗さRmaxを調べた結果を示す。
【0058】
表5からも明らかなように、振動周波数を15Hzとした場合には、表面粗さRmaxは6μmと満足できる値が得られていない。これに対して振動周波数を20Hz,40Hz,60Hzとした場合は、表面粗さRmaxが何れも5μm,2μm,1μmと良好な平滑面が得られており、振動周波数を20Hz以上とすることにより満足できる値が得られることがわかる。
【0059】
参考例
【0060】
【表6】
本参考例は、外部電極に平滑処理が施されていないセラミック素子(表面粗さRmax9μm)を採用し、これとメディアとをバスケットに投入して振動めっき処理を行い、これに続いてバスケットを水中に浸漬して振動攪拌処理を行った。このときの振動時間を15分〜60分の範囲で変化させた場合の表面粗さRmaxを調べるとともに、電子部品のプリント基板への実装性を調べた。また、比較するために振動めっ処理後、通常の水洗いのみを行った場合についても同様に調べた。
【0061】
振動条件として、上記セラミック素子には外径寸法が1.0×0.5×0.5mmのものを100k個(容積で約40ml)採用し、メディアには直径0.7mmのスチールボールを250k個(容量約80ml)を採用した。またバスケットには内径約150mm,深さ約100mmの容器を採用し、振動周波数は40Hzとした。
【0062】
めっき条件は、セラミック素子の第1電極膜の表面に膜厚約2μmのニッケルめっきからなる第2電極膜を被覆するとともに、該第2電極膜の表面に膜厚約4μmのすずめっきからなる第3電極膜を形成し、この後、スチームエージング試験を4時間実施し、所定のプリント基板に10000個実装するとともに、230℃でリフロー半田付けを行った。
【0063】
表6において、めっき処理後に振動攪拌処理を行わない場合には、めっき皮膜の表面粗さRmaxは7μmと満足できる値が得られていない。このため表面光沢は得られておらず、はんだ付け時の実装不良率も0.1%となっている。これに対してめっき処理後に振動攪拌処理を行った場合は、めっき皮膜の表面粗さRmaxは4〜1μmと良好な平滑面が得られており、はんだ付け時の実装不良率も0%と満足できる結果が得られている。
【0064】
実施例6
【0065】
【表7】
表7は、セラミック素子とメディアとの容積比率を0.3〜2.0の範囲で変化させて水中振動を30分間実施し、外部電極の表面粗さRmaxを調べた結果を示す。なお、他の振動条件,めっき条件は参考例と同様であり、以下、実施例7〜9についても同様である。
【0066】
表7からも明らかなように、容積比率を0.3とした場合には、表面粗さRmaxは5μmと満足できる値が得られていない。これに対して容積比率を0.5及び2.0とした場合は、表面粗さRmaxが3μm,1μmと良好な平滑面が得られており、容積比率を0.5以上とすることにより満足できる平滑面が得られることがわかる。
【0067】
実施例7
【0068】
【表8】
表8は、セラミック素子とメディアとの数量比率を0.3〜2.5の範囲で変化させて水中振動を30分間実施し、外部電極の表面粗さRmaxを調べた結果を示す。
【0069】
表8からも明らかなように、数量比率を0.3とした場合には、表面粗さRmaxは5μmと満足できる値が得られていない。これに対して数量比率を0.5,0.8,2.5とした場合は、表面粗さRmaxが何れも4μm,2μm、1μmと良好な平滑面が得られており、数量比率を0.5以上とすることにより満足できる平滑面が得られることがわかる。
【0070】
実施例8
【0071】
【表9】
表9は、セラミック素子の最長辺寸法1mmに対してメディアの直径を0.4倍〜1.5倍の範囲で変化させて水中振動を30分間実施し、外部電極の表面粗さRmaxを調べた結果を示す。
【0072】
表9からも明らかなように、素子の最長辺寸法に対してメディアの直径を0.4倍とした場合には、表面粗さRmaxは5μmと満足できる値が得られていない。これに対してメディア直径を0.5,0.7,1.5倍とした場合は、表面粗さRmaxが何れも3μm,1μm,1μmと良好な平滑面が得られており、メディアの直径をセラミック素子の最長辺寸法の0.5倍以上とすることにより満足できる値が得られることがわかる。
【0073】
実施例9
【0074】
【表10】
表10は、振動周波数を15Hz〜60Hzの範囲で変化させて水中振動を30分間実施し、外部電極の表面粗さRmaxを調べた結果を示す。
【0075】
表10からも明らかなように、振動周波数を15Hzとした場合には、表面粗さRmaxは5μmと満足できる値が得られていない。これに対して振動周波数を20Hz,40Hz,60Hzとした場合は、表面粗さRmaxが何れも3μm,1μm、1μmと良好な平滑面が得られており、振動周波数を20Hz以上とすることにより満足できる結果が得られることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態による電子部品の製造方法に採用された振動めっき装置の断面図である。
【図2】上記振動めっき装置のバスケットの平面図である。
【図3】上記振動めっき装置の斜視図である。
【図4】上記電子部品の製造工程を示すブロック図である。
【図5】上記製造方法に採用された分離装置の概略図である。
【図6】上記実施形態のセラミック素子の断面図である。
【図7】従来の一般的な振動めっき装置の断面図である。
【図8】従来のバスケットの底面を示す平面図である。
【符号の説明】
1 セラミック素子(電子部品素子)
2 第1電極膜
3 第2電極膜
11 バスケット(容器)
23 めっき用陰極
25 メディア(通電媒介物)
27 めっき液槽[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing an electronic component in which an electrode film is formed on an electronic component element constituting, for example, a chip thermistor, a chip capacitor or the like.
[0002]
[Prior art]
In general, electronic components such as a chip thermistor and a chip capacitor are formed by applying a paste containing Ag or an Ag alloy and glass frit to the
[0003]
As a method for forming such a plating film of nickel, tin or the like, a vibration plating apparatus as shown in FIGS. 7 and 8 may be used (see, for example, Japanese Patent No. 2745892). In this
[0004]
Then, a large number of
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional manufacturing method, when the second and third electrode plating films are formed on the first electrode film formed as the base, the electrode surface tends to be rough, and the wettability with the solder may deteriorate. . That is, since the first electrode film is formed by baking a paste containing metal powder and glass frit, the metal particles are likely to agglomerate on the electrode surface or the glass tends to be lifted. Depending on the components of the metal material, the first electrode film may be formed on the electrode surface. A thin oxide film may be formed. When the second electrode plating film and the third electrode plating film are applied to the first electrode film having such a rough surface property, the electrode surface of the third electrode film also becomes rough.
[0006]
If the electrode surface becomes rough in this way, the surface of the electrode film is likely to be oxidized due to storage of electronic components and the like, and the wettability during soldering may deteriorate over time. For example, if an electronic component that has been stored in stock for a long time is mounted on a circuit board, the wetness with the solder on the board land will worsen, and the electronic component will rise or rise without being bonded to the land. May occur.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and an object of the present invention is to provide an electronic component manufacturing method that can improve wettability with solder by smoothing the surface of an electrode, and thus can avoid mounting defects. It is said.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The invention of
[0009]
The invention of
[0010]
A third aspect of the present invention is characterized in that, in the first or second aspect, the volume ratio of the electronic component element to the energization medium is set to 0.5 or more.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the quantity ratio between the electronic component element and the energization medium is set to 0.5 or more. .
[0012]
A fifth aspect of the present invention is characterized in that, in any one of the first to fourth aspects, the size of the energization medium is at least 0.5 times the longest side dimension of the electronic component element.
[0013]
A sixth aspect of the invention is characterized in that, in any one of the first to fifth aspects, the vibration frequency applied to the container is 20 Hz or more.
[0014]
[Effects of the invention]
According to the method of manufacturing an electronic component according to the invention of
[0015]
In addition , since the vibration agitation step is performed before the vibration plating step, a smooth first electrode film can be obtained, and the plating film in the vibration plating step can be easily attached to obtain a uniform electrode plating film. be able to. Moreover, it can transfer to a vibration plating process continuously from a vibration stirring process as it is, and a smoothing process can be performed, without increasing work man-hours so much.
[0016]
In the invention of claim 3 , since the volume ratio between the energization medium and the electronic component element is 0.5 or more, the surface roughness of the electrode film can be reduced, and the smoothness of the electrode surface can be increased. .
[0017]
In the invention of
[0018]
In the invention of claim 5 , since the size of the energization medium is set to 0.5 times or more of the longest side dimension of the electronic component element, the collision between the electronic component element and the energization medium is strengthened. And the smoothness of the electrode surface can be increased.
[0019]
In the invention of claim 6 , since the vibration frequency is set to 20 Hz or more, vibration agitation becomes strong and the smoothness of the electrode surface can be increased.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0021]
1 to 4 are views for explaining a method of manufacturing an electronic component according to an embodiment of the present invention. FIGS. 1, 2, and 3 are a cross-sectional view, a plan view, and a perspective view of a vibration plating apparatus, respectively. FIG. 4 is a block process diagram showing the manufacturing process of the electronic component.
[0022]
In the figure,
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
A plating
[0026]
[0027]
A large number of
[0028]
The volume ratio of the
[0029]
Next, a method for manufacturing a ceramic electronic component using the
[0030]
A ceramic element is formed by firing the ceramic sheet at a high temperature (first step S1), a paste made of Ag and glass frit is applied to the ceramic element, and the
[0031]
The
[0032]
Next, the
[0033]
Next, the
[0034]
Similarly to the third step S3, the
[0035]
The electronic component thus formed is taken out from the
[0036]
Here, FIG. 5 shows a schematic diagram of the separation apparatus employed in the tenth step S10, which is arranged with a
[0037]
In order to separate by the separation device, one of the electronic component and the medium is made of a magnetic material, and the other is made of a non-magnetic material. For example, when the electronic component is a chip thermistor made of Mn, Ni, Fe-based oxide or the like, it is a magnetic material, and therefore a non-magnetic material made of Sn or the like is adopted as the medium. Further, when the electronic component is a chip capacitor made of, for example, a barium titanate-based oxide, it is a non-magnetic material, and therefore, Fe or the like, which is a magnetic material, is used for the medium.
[0038]
Then, the
[0039]
When the electrode plating film of an electronic component is a Ni plating film made of a magnetic material, for example, a Ni film is also formed on the surface of the medium during vibration plating, and depending on the thickness of the Ni film of the medium, the magnet is attracted to the magnet. There is a case. Therefore, it is desirable to make the Ni film 5 μm or less so as not to stick to the magnet.
[0040]
According to the present embodiment, the vibration agitation step for smoothing the electrode surface by vibrating and agitating the
[0041]
Moreover, it can transfer to a vibration plating process continuously from a vibration stirring process as it is, a smooth process can be performed without increasing work man-hours so much, and productivity can be improved compared with the past. That is, conventionally, when performing the smoothing process of the first electrode film, the dedicated media and the electronic component element are put into the dedicated barrel, and the barrel is rotated at a high speed to perform the smoothing process, followed by washing and drying. The media and electronic component elements were separated, and there was a problem that there were many work processes and productivity was low.
[0042]
【Example】
Example 1
[0043]
[Table 1]
In this example, the ceramic element and the media were accommodated in a basket, the basket was immersed in water and subjected to a vibration agitation process, followed by a vibration plating process. The adhesion of electrode plating was examined when the vibration time at this time was changed in the range of 15 to 60 minutes. In addition, for comparison, the same investigation was performed in the case where only the vibration stirring process was performed without performing the vibration stirring process.
[0044]
As vibration conditions, 100 k pieces (about 40 ml in volume) of the ceramic element with an outer diameter of 1.0 × 0.5 × 0.5 mm are used, and a steel ball with a diameter of 0.7 mm is used for 250 k for the media. Individual (capacity: about 80 ml) was adopted. In addition, a container having an inner diameter of about 150 mm and a depth of about 100 mm was adopted as the basket, and the vibration frequency was 40 Hz.
[0045]
As for the plating conditions, the surface of the first electrode film of the ceramic element was covered with a second electrode film made of nickel plating having a film thickness of about 2 μm, and the area of the plating adhesion portion on the electrode surface of the ceramic element was examined.
[0046]
In Table 1, when the vibration stirring treatment is not performed, the surface roughness Rmax of the plating film is as coarse as 9 μm. For this reason, surface gloss is not obtained, and the area ratio of the unplated portion is as large as 20%. On the other hand, when the vibration stirring process is performed, it can be seen that the surface roughness Rmax of the plating film is 5 to 1 μm and a good smooth surface is obtained. As a result, a glossy electrode surface is obtained, and the area ratio of the unplated portion is also 0%.
[0047]
Example 2
[0048]
[Table 2]
Table 2 shows the result of examining the surface roughness Rmax of the external electrode by changing the volume ratio of the ceramic element and the medium in the range of 0.3 to 2.0 and performing underwater vibration for 30 minutes. The other vibration conditions and plating conditions are the same as those in Example 1, and the same applies to Examples 3 to 5 below.
[0049]
As is clear from Table 2, when the volume ratio is 0.3, the surface roughness Rmax is 6 μm, which is not a satisfactory value. On the other hand, when the volume ratio is 0.5 and 2.0, a smooth surface having a surface roughness Rmax of 4 μm and 2 μm is obtained, and satisfactory results can be obtained by setting the volume ratio to 0.5 or more. It can be seen that
[0050]
Example 3
[0051]
[Table 3]
Table 3 shows the result of examining the surface roughness Rmax of the external electrode by changing the quantity ratio of the ceramic element and the medium in the range of 0.3 to 2.5 and performing underwater vibration for 30 minutes.
[0052]
As is clear from Table 3, when the quantity ratio is 0.3, the surface roughness Rmax is 6 μm, which is not a satisfactory value. On the other hand, when the quantity ratio is 0.5, 0.8, and 2.5, the surface roughness Rmax is 4 μm, 2 μm, and 1 μm, respectively, and smooth surfaces are obtained, and the quantity ratio is 0.5 or more. It can be seen that satisfactory results can be obtained.
[0053]
Example 4
[0054]
[Table 4]
Table 4 shows the result of examining the surface roughness Rmax of the external electrode by performing underwater vibration for 30 minutes while changing the diameter of the medium in the range of 0.4 mm to 1.5 mm with respect to the longest side dimension of 1 mm of the ceramic element. Indicates.
[0055]
As apparent from Table 4, when the diameter of the media is 0.4 times the longest side dimension of the element, the surface roughness Rmax is not 6 μm, which is a satisfactory value. On the other hand, when the media diameter is 0.5, 0.7, and 1.5 times, the surface roughness Rmax is 5 μm, 2 μm, and 1 μm, respectively, and a good smooth surface is obtained. I understand. Thus, satisfactory results can be obtained by setting the diameter of the media to 0.5 times or more of the longest side dimension of the ceramic element.
[0056]
Example 5
[0057]
[Table 5]
Table 5 shows the result of examining the surface roughness Rmax of the external electrode after changing the vibration frequency in the range of 15 Hz to 60 Hz and performing underwater vibration for 30 minutes.
[0058]
As is apparent from Table 5, when the vibration frequency is 15 Hz, the surface roughness Rmax is 6 μm, which is not a satisfactory value. On the other hand, when the vibration frequency is set to 20 Hz, 40 Hz, and 60 Hz, the surface roughness Rmax is 5 μm, 2 μm, and 1 μm, and a good smooth surface is obtained, which is satisfied by setting the vibration frequency to 20 Hz or more. It turns out that the value which can be obtained is obtained.
[0059]
Reference example [0060]
[Table 6]
This reference example employs a ceramic element (
[0061]
As vibration conditions, 100 k pieces (about 40 ml in volume) of the ceramic element with an outer diameter of 1.0 × 0.5 × 0.5 mm are used, and a steel ball with a diameter of 0.7 mm is used for 250 k for the media. A piece (capacity: about 80 ml) was adopted. In addition, a container having an inner diameter of about 150 mm and a depth of about 100 mm was adopted as the basket, and the vibration frequency was 40 Hz.
[0062]
The plating condition is such that the surface of the first electrode film of the ceramic element is covered with a second electrode film made of nickel plating with a film thickness of about 2 μm, and the surface of the second electrode film is made of tin plating with a film thickness of about 4 μm. After forming a three-electrode film, a steam aging test was performed for 4 hours, and 10,000 pieces were mounted on a predetermined printed circuit board, and reflow soldering was performed at 230 ° C.
[0063]
In Table 6, when the vibration stirring treatment is not performed after the plating treatment, the surface roughness Rmax of the plating film is 7 μm, which is not a satisfactory value. For this reason, surface gloss is not obtained, and the mounting defect rate at the time of soldering is also 0.1%. On the other hand, when the vibration agitation treatment is performed after the plating treatment, the surface roughness Rmax of the plating film is 4 to 1 μm and a good smooth surface is obtained, and the mounting defect rate at the time of soldering is also satisfactory at 0%. A possible result is obtained.
[0064]
Example 6
[0065]
[Table 7]
Table 7 shows the result of examining the surface roughness Rmax of the external electrode by changing the volume ratio of the ceramic element and the medium in the range of 0.3 to 2.0 and performing underwater vibration for 30 minutes. Other vibration conditions and plating conditions are the same as those in the reference example, and the same applies to Examples 7 to 9 below.
[0066]
As can be seen from Table 7, when the volume ratio is 0.3, the surface roughness Rmax is 5 μm, which is not a satisfactory value. On the other hand, when the volume ratio is 0.5 and 2.0, a smooth surface having a surface roughness Rmax of 3 μm and 1 μm is obtained, which is satisfied by setting the volume ratio to 0.5 or more. It can be seen that a smooth surface can be obtained.
[0067]
Example 7
[0068]
[Table 8]
Table 8 shows the results of examining the surface roughness Rmax of the external electrode after changing the quantity ratio of the ceramic element and the medium in the range of 0.3 to 2.5 and performing underwater vibration for 30 minutes.
[0069]
As is clear from Table 8, when the quantity ratio is 0.3, the surface roughness Rmax is not satisfactory as 5 μm. On the other hand, when the quantity ratio is set to 0.5, 0.8, and 2.5, the surface roughness Rmax is 4 μm, 2 μm, and 1 μm, and a good smooth surface is obtained. It can be seen that a satisfactory smooth surface can be obtained by setting the ratio to .5 or more.
[0070]
Example 8
[0071]
[Table 9]
Table 9 shows that the surface roughness Rmax of the external electrode was examined by performing underwater vibration for 30 minutes while changing the diameter of the media in the range of 0.4 to 1.5 times the longest side dimension of 1 mm of the ceramic element. The results are shown.
[0072]
As is apparent from Table 9, when the diameter of the medium is 0.4 times the longest side dimension of the element, the surface roughness Rmax is not satisfactory as 5 μm. On the other hand, when the media diameter is 0.5, 0.7, and 1.5 times, the surface roughness Rmax is 3 μm, 1 μm, and 1 μm, and a good smooth surface is obtained. It can be seen that a satisfactory value can be obtained by setting the length to 0.5 times or more of the longest side dimension of the ceramic element.
[0073]
Example 9
[0074]
[Table 10]
Table 10 shows the result of examining the surface roughness Rmax of the external electrode by performing underwater vibration for 30 minutes while changing the vibration frequency in the range of 15 Hz to 60 Hz.
[0075]
As is apparent from Table 10, when the vibration frequency is 15 Hz, the surface roughness Rmax is 5 μm, which is not a satisfactory value. On the other hand, when the vibration frequency is set to 20 Hz, 40 Hz, and 60 Hz, the surface roughness Rmax is 3 μm, 1 μm, and 1 μm, and a good smooth surface is obtained. It turns out that the result which can be obtained is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a vibration plating apparatus employed in an electronic component manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a basket of the vibration plating apparatus.
FIG. 3 is a perspective view of the vibration plating apparatus.
FIG. 4 is a block diagram showing manufacturing steps of the electronic component.
FIG. 5 is a schematic view of a separation apparatus employed in the manufacturing method.
FIG. 6 is a cross-sectional view of the ceramic element of the embodiment.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a conventional general vibration plating apparatus.
FIG. 8 is a plan view showing a bottom surface of a conventional basket.
[Explanation of symbols]
1 Ceramic element (electronic component element)
2 First electrode film 3
23 Cathode for plating 25 Media (energization medium)
27 Plating bath
Claims (6)
該第1電極膜が形成された電子部品素子と通電媒介物とをめっき用電極が形成された容器内に収容し、該容器を水中に浸漬し、該容器に振動を付与することにより、上記電子部品素子及び通電媒介物を振動,攪拌させて電極表面を平滑にする振動攪拌工程と、
上記電子部品素子及び上記通電媒介物とともに上記容器をめっき液槽に浸漬して振動を付与しつつ上記めっき用電極に通電することにより、上記第1電極膜の表面に第2電極膜を形成する振動めっき工程とを備えたことを特徴とする電子部品の製造方法。An electrode baking step of forming a first electrode film by baking a metal paste on the electronic component element;
The electronic component element on which the first electrode film is formed and the energization medium are accommodated in a container in which the electrode for plating is formed, the container is immersed in water, and vibration is applied to the container. A vibration stirring process for smoothing the electrode surface by vibrating and stirring the electronic component element and the current-carrying medium;
A second electrode film is formed on the surface of the first electrode film by immersing the container together with the electronic component element and the energization medium and energizing the plating electrode while applying vibration to the container. An electronic component manufacturing method comprising a vibration plating step.
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