JP4515392B2 - 小型電子部品のめっき方法 - Google Patents

Description

本発明は、小型電子部品のめっき方法に係り、特に積層型チップコンデンサやインダクタ、チップバリスタ、ＮＣＴサーミスタ、チップ抵抗等の電子部品の端面電極へのめっき処理に好適な小型電子部品のめっき方法に関する。

従来、回転式バレル内に、チップ形状の電子部品（例えば積層セラミックコンデンサなど）と、これら電子部品に対し通電を媒介するための導電性メディアとを投入し、前記バレルをめっき液に浸漬させるとともに、これを回転させつつ電気めっきを行う方法が知られている。

このようなめっき方法では、導電性メディアの大きさを処理対象となる電子部品よりも小さく設定することが一般的に行われている。

また回転式バレルと構造の異なる振動型バレルでは、処理対象となる電子部品に対しメディアの直径を大きく（電子部品の最長辺寸法に対し０．９３〜１．８倍）し、処理を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また焼結積層体からなる電子部品を、平均粒径が１〜３ｍｍであるメディアと、平均粒径が０．１ｍｍ以下である緩衝材とを用いてバレル研磨を行うものも知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００２−１２９３９５（［請求項１］）

特開２００１−３１９８３０（［請求項１］、［請求項２］）

しかし上述しためっき方式では以下に示すような問題点があった。

すなわち昨今では、基板上の実装密度を向上させる目的から電子部品の小型化に対する要求が高く、例えば積層セラミックコンデンサでは、そのサイズが２０１２（先頭２桁は長手方向の寸法（ｍｍ）を示し、後段側の２桁は幅方向寸法（ｍｍ）を示す）→１６０８→０６０３に示されるように小型化が急激に進んでいる。

このため回転式バレルを用いた従来のバレルめっき方法では、電子部品の小型化に合わせて、導電性メディアもより小径のものを適用しなければならないが、小径の導電性メディアは直径のばらつきが大きく、このため導電性メディアの寸法管理が困難であった。

さらに発明者の実験によれば、電子部品の小型化が進むにつれ従来のめっき方式では、電極へのめっき析出速度が低下するという問題点も確認されている。

また小径の導電性メディアは、重量が軽くなりめっき液の表面張力等によって容易に電極に付着したり、あるいは回転式バレル内の隙間（例えばバレル本体と開閉蓋との隙間など）に容易に入り込んだり、さらに電子部品との分離が確実に行われず前記電子部品中に混在するおそれがあった。そしてこれら諸問題は被処理物のめっき品質の低下ということに直結する。

また導電性メディアの小径化に応じて、バレルに形成された網目も細かくしなければならず、これにより流動抵抗が悪化し、バレル内外のめっき液の置換効率が低下してしまうという問題もあった。

ところで特許文献１では、振動型バレルを用いためっき方法が開示されているが、同方法を用いて積層型セラミックチップコンデンサのような本体両端部だけに電極が形成されている電子部品を処理しようとすると、バレル内の攪拌量が小さいため個々のチップ電極への通電が確実になされず、前記電極にめっきを析出させることが困難であった。また回転式バレルを用いた方法とは異なり、振動方向が決まっているので、大きさや重量等の要因によって処理対象物とメディアとが分離してしまうおそれもある。これらの要因から積層型セラミックチップコンデンサに代表される電子部品を振動型バレルを用いてめっき処理を行う方法は、種々の困難が予想される。

また特許文献２においては、平均粒径が１〜３ｍｍであるメディアと、平均粒径が０．１ｍｍ以下である緩衝材とを用いてバレル研磨を行った後、めっき処理を行わなくてはならず、上述した課題を解決するものではなかった。

本発明は上記従来の問題点に着目し、小型電子部品であっても、めっきの析出速度が低下せず、メディアの寸法管理等が不要で、メディアの小型化による弊害を防止することができる小型電子部品のめっき方法を提供することを目的とする。

本発明は、回転バレル方式において、従来から一般的に行われていた被処理物とメディアとの大小関係を逆転させれば、被処理物の小型化が促進しても、小型化に伴う種々の問題点を解決することができるという知見に基づいてなされたものである。

すなわち本発明に係る小型電子部品のめっき方法は、被処理物と球状メディアとをバレル内に投入するとともに当該バレルをめっき液に浸漬した後、前記バレルの回転による前記被処理物と前記メディアとの攪拌と、前記めっき液を介した電圧の印加とによって前記被処理物へのめっき処理を行う小型電子部品のめっき方法であって、前記被処理物の長手方向寸法より大径な前記球状メディアを用いたこととした。

そして前記被処理物の長手方向寸法が２ｍｍ以下の場合、前記球状メディアの径を前記長手方向寸法の１．５倍以上１５倍以下であることが望ましく、さらに詳細には前記被処理物の長手方向寸法が１．６ｍｍ以下の場合、前記球状メディアの径を前記長手方向寸法の２倍以上６倍以下であることが好ましい。

上記構成によれば、被処理物に対し球状メディアを大きくすれば、バレル内に被処理物と球状メディアとを投入した際に、これら部材間の隙間を大きくすることができる。すなわち単位体積中における隙間の占有率を大きくすることが可能になるため、この隙間にめっき液を充填させれば被処理物へのめっき効率を向上させることができる。また隙間が大きく形成されることからバレル内の被処理物と球状メディアとを通過するめっき液の流動抵抗が低減するので、新しいめっき液への置換効率の向上を図ることができ、このことからも被処理物へのめっき効率を向上させることができる。

また発明者らの検討結果をもとに被処理物に対する球状メディアの大きさを設定すれば、めっき効率の向上が最適な範囲を設定することができるとともに、前記球状メディアが被処理物に衝突することによって、当該被処理物が損傷するといった障害が発生するのを防止することが可能になる。

以上説明したように本発明によれば、被処理物と球状メディアとをバレル内に投入するとともに当該バレルをめっき液に浸漬した後、前記バレルの回転による前記被処理物と前記メディアとの攪拌と、前記めっき液を介した電圧の印加とによって前記被処理物へのめっき処理を行う小型電子部品のめっき方法であって、前記被処理物の長手方向寸法より大径な前記球状メディアを用いたことから、小型電子部品であっても、めっきの析出速度が低下せず、メディアの寸法管理等が不要で、メディアの小型化による弊害を防止することが可能になる。

以下に本発明に係る小型電子部品のめっき方法に好適な具体的実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図２は、本実施の形態に係る小型電子部品のめっき方法を適用するためのめっき装置の構造説明図である。同図に示すように本発明に係るバレルめっき装置１０では、複数のめっき槽１２が連続配置されており（図中では３段）、これらめっき槽１２に同種あるいは異なるめっき液を導入することで後述する被処理物への段階的なめっき処理を可能にしている。

またバレルめっき装置１０では、少なくともめっき槽１２に浸漬させるだけの大きさを備えたバレル１４を有しており、当該バレル１４を図示しない搬送手段によって、隣接する後段のめっき槽１２へと移動可能にしている（図中、矢印１６を参照）。

バレル１４は円柱ドラム形状からなり、図示しない密閉蓋を開閉させることで前記バレル１４内に被処理物となる積層セラミックコンデンサ１８と球状メディア１９とを投入可能にしている。またバレル１４の表面には少なくとも被処理物１８より小径の孔が多数形成されており、前記バレル１４をめっき液に浸漬させた際、バレル１４の内外でめっき液の置換が効率よく行われるようにしている。なおバレル１４の材質は、めっき液に対する耐食性等を確保する見地から、ポリプロピレン（ＰＰ）やアクリル樹脂等が一般的に使用されている。

ところでバレル１４の中央には、当該バレル１４を回転可能に支持する電極取付軸２０が貫通するよう設けられており、この電極取付軸２０の中央部分には、バレル１４内の被処理物１８および球状メディア１９に接触し、これら被処理物１８と球状メディア１９への導通を図るための第１電極部２２が複数設けられている。また前記電極取付軸２０の両側端部には側端版２４が設けられており、この側端版２４の片側端部にて前記電極取付軸２０を支持するとともに、前記側端版２４の他方端部にて、めっき槽１２の縁部に掛止するようにしている。なお側端版２４は、この側端版２４の端部をめっき槽１２の縁部に掛止させた際、前記バレル１４がめっき液２６に完全に浸漬するだけの長さに設定される。

ところでめっき槽１２の縁部に掛止される側端版２４の端部には、めっき槽１２の縁部に対面する電極面２８が設けられており、前記めっき槽１２の縁部にあらかじめ形成された電極受面３０と重ね合わせを可能にしている。まためっき槽１２側においては、縁部に形成された電極受面３０と、めっき槽１２の内壁面（本実施の形態では底面）に形成された第２電極部３２との間に直流電源３４（同図１箇所のみ図示）が接続されており、バレル１４をめっき槽１２に設置した際、電極面２８と電極受面３０とが接触し、第１電極部２２と第２電極部３２との間で、めっき液２６を介して電圧を印加させるようにしている。

そしてこのように構成されためっき装置を使用して、本実施の形態に係る小型電子部品のめっき方法を行うには、バレル１４にめっき処理対象となる積層セラミックコンデンサ１８を投入する際、図１（１）に示すように積層セラミックコンデンサ１８の長手方向寸法（図中、Ｌ寸法）よりも、同図（２）に示すようにその直径（図中、Ｄ寸法）が大きな球状メディア１９を選ぶようにする。

このように積層セラミックコンデンサ１８の長手方向寸法より大きな直径を有する球状メディア１９を選択し、前記積層セラミックコンデンサ１８と球状メディア１９とをバレル１４に投入すれば、バレル１４内に堆積する積層セラミックコンデンサ１８と球状メディア１９の内部には隙間が多く形成される。このためバレル１４をめっき槽１２に浸漬させた際、積層セラミックコンデンサ１８と球状メディア１９には、より多くのめっき液が接触し、積層セラミックコンデンサ１８の電極３６には効率よくめっきが析出され、めっき処理時間を短縮させることが可能になる。

なお本実施の形態で説明した球状メディア１９は、導電性を確保すればどのような構造のものであってもよい。すなわち金属製の球に限定されることもなく、例えばその表面に無電解めっきが処理されたセラミック球やプラスチック球を用いてもよく、これらはめっき処理対象となる電子部品の条件等に応じて適宜選定すればよい。

なお発明者は、本実施の形態に係る小型電子部品のめっき方法の効果を確認するために、種々の実証試験を行った。

以下に上記実証試験の結果を示す。

チップサイズが２０１２からなる積層セラミックコンデンサを対象として、球状メディアの径を変動させる。そして一定時間経過後の積層セラミックコンデンサの電極に形成された膜厚を測定することでめっきの処理効率を検証する。なお使用バレル機は、平行バレル機とし、積層セラミックコンデンサの膜厚測定箇所は、図１（１）に示されるＡ面とする。

このような条件で積層セラミックコンデンサに対し球状メディアの径を変動させてめっき処理を行えば、図３に示すように、めっきの生成速度は、積層セラミックコンデンサの長手方向寸法付近の底辺とした２次曲線となる。このため球状メディアの径を積層セラミックコンデンサよりも大径とすれば、めっきの種類（すずめっき、およびニッケルめっき）に依存せず生成速度を向上させることができ、めっき時間を短縮させることが可能になる。

また使用する球状メディアの径も大径になることから、種々の管理項目が不要になるとともに、バレルに形成されためっき液置換用の穴も積層セラミックコンデンサを基準とした大きさに設定することができる。このためバレルを通過するめっき液の抵抗を小さくすることが可能になり、バレル内外でのめっき液の置換を効率よく行わせることができる。

なお発明者の検討によれば、積層セラミックコンデンサの長手方向寸法が２ｍｍ以下の場合、球状メディアの外径を長手方向寸法の１．５倍以上１５倍以下とすれば、めっき効率が良好で、さらに球状メディアによって積層セラミックコンデンサ側に破損等の障害が生じるのを防止することができることが確認された。

チップサイズが１６０８からなる積層セラミックコンデンサを対象として、球状メディアの径を変動させる。そして一定時間経過後の積層セラミックコンデンサの電極に形成された膜厚を測定することでめっきの処理効率を検証する。なお上記実施例１と同様、使用バレル機は、平行バレル機とし、積層セラミックコンデンサの膜厚測定箇所は、図１（１）に示されるＡ面とする。

このような条件で積層セラミックコンデンサに対し球状メディアの径を変動させてめっき処理を行えば、実施例１と同様、図４に示すように、めっきの生成速度は、積層セラミックコンデンサの長手方向寸法付近の底辺とした２次曲線となる。このため球状メディアの径を積層セラミックコンデンサよりも大径とすれば、実施例１と同様、めっきの種類（すずめっき、およびニッケルめっき）に依存せず生成速度を向上させることができ、めっき時間を短縮させることが可能になる。

なお発明者の検討によれば、積層セラミックコンデンサの長手方向寸法が１．６ｍｍ以下の場合、球状メディアの外径を長手方向寸法の２倍以上６倍以下とすれば、めっき効率が良好で、さらに球状メディアによって積層セラミックコンデンサ側に破損等の障害が生じるのを防止することができることが確認された。

積層セラミックコンデンサと球状メディアの外観を示す斜視図である。 本実施の形態に係る小型電子部品のめっき方法を適用するためのめっき装置の構造説明図である。 チップサイズが２０１２の積層セラミックコンデンサを対象とし、球状メディアの外径を変動させた際の、めっき生成速度の変動を示すグラフである。 チップサイズが１６０８の積層セラミックコンデンサを対象とし、球状メディアの外径を変動させた際の、めっき生成速度の変動を示すグラフである。

符号の説明

１０………バレルめっき装置
１２………めっき槽
１４………バレル
１６………矢印
１８………積層セラミックコンデンサ
１９………球状メディア
２０………電極取付軸
２２………第１電極部
２４………側端版
２６………めっき液
２８………電極面
３０………電極受面
３２………第２電極部
３４………直流電源
３６………電極

Claims (2)

1. 被処理物と球状メディアとをバレル内に投入するとともに当該バレルをめっき液に浸漬した後、前記バレルの回転による前記被処理物と前記メディアとの攪拌と、前記めっき液を介した電圧の印加とによって前記被処理物へのめっき処理を行う小型電子部品のめっき方法であって、前記被処理物の長手方向寸法より大径な前記球状メディアを用い、前記球状メディアは導電性を有し、前記被処理物への前記電圧の印加は前記球状メディアを介して為され、
   長手方向寸法が２ｍｍ以下の前記被処理物へのめっき処理を行う場合においては、前記球状メディアの径は前記長手方向寸法の１．５倍以上１５倍以下であることを特徴とする小型電子部品のめっき方法。
2. 被処理物と球状メディアとをバレル内に投入するとともに当該バレルをめっき液に浸漬した後、前記バレルの回転による前記被処理物と前記メディアとの攪拌と、前記めっき液を介した電圧の印加とによって前記被処理物へのめっき処理を行う小型電子部品のめっき方法であって、前記被処理物の長手方向寸法より大径な前記球状メディアを用い、前記球状メディアは導電性を有し、前記被処理物への前記電圧の印加は前記球状メディアを介して為され、
   長手方向寸法が１．６ｍｍ以下の前記被処理物へのめっき処理を行う場合において、前記球状メディアの径は前記長手方向寸法の２倍以上６倍以下であることを特徴とする小型電子部品のめっき方法。

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