JP4682412B2 - 電子部品の振動めっき方法 - Google Patents
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【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振動めっき方法に関する。
【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5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6,図7に示すような振動めっき装置を用いるのが一般的である(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、上記従来の振動めっき方法において、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、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振動めっき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、被めっき物としての電子部品素子と通電媒介物とをめっき用電極を備えた容器内に収容し、該容器をめっき液槽に浸漬して振動を付与するとともに、上記めっき用電極に通電することにより、上記電子部品素子にめっき膜を被覆形成するようにした電子部品の振動めっき方法において、上記容器が20〜80Hzの振動周波数で振動するよう構成されており、上記通電媒介物として、上記電子部品素子の最長辺寸法の0.93〜1.8倍の直径を有する導電性球状物を用いたことを特徴としている。
【0009】
ここで、電子部品素子の最長辺寸法に対する通電媒介物の直径比を0.93〜1.8倍としたのは、0.93未満では電子部品素子と通電媒介物との衝突が弱く、表面平滑が充分に得られないからである。また1.8倍以上にすると電子部品素子と通電媒介物との衝突が逆に強くなり、電子部品素子に割れや欠けが生じる場合があるからである。
【0011】
上記振動周波数を20〜80Hzとしたのは、20Hzより小さくすると電子部品,通電媒介物の振動も小さくなり両者の衝突が弱くなるからであり、80Hzより大きくすると振動が激しくなり、通電媒介物が陰極から離れがちになり、陰極焼けが発生するおそれがあるからである。
【0012】
【発明の作用効果】
本発明にかかる電子部品の振動めっき方法によれば、通電媒介物の直径を電子部品素子の最長辺寸法の0.93〜1.8倍としたので、めっき時の振動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。
【0013】
また、容器の振動周波数を20〜80Hzとしたので、電極焼けが生じることなく電極表面を平滑にでき、光沢の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さらに向上できる。
【0014】
【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。
【0015】
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振動めっき装置及びめっき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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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を囲むように架設されている。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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
上記バスケット11内には多数のチップ型セラミック素子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5参照)が形成されている。
【0022】
そして上記メディア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0.93〜1.8倍の範囲内に設定されている。
【0023】
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。
【0024】
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電極膜を形成する(第2工程S2)。
【0025】
第1電極膜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。上記バスケット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し、セラミック素子1,メディア25を振動攪拌させる(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電極膜の凹凸が均され、平滑な電極膜が形成される。
【0026】
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電極膜の外表面にニッケルめっき膜からなる第2電極膜が被覆形成される(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。
【0027】
次に、上記バスケット11をすず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電極膜の外表面にすずめっきからなる第3電極膜を被覆形成する(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)。
【0028】
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を振動攪拌させる(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電極膜が形成される。このようにして電子部品が形成される。
【0029】
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,メディア25を分離機により分離し、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)。
【0030】
本実施形態のめっき方法によれば、メディア25の直径をセラミック素子1の最長辺寸法の0.93〜1.8倍としたので、めっき時の振動によりメディア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。
【0031】
本実施形態では、バスケット11の振動周波数を20〜80Hzとしたので、電極焼けが生じることなく電極表面を平滑にでき、光沢の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さらに向上できる。
【0032】
【実施例】
実施例1
【0033】
【表1】
【0034】
本実施例は、1.0×0.5×0.5mmからなる直方体状のセラミック素子(チップサーミスタ)の両端部にAgからなる第1電極膜を形成し、このセラミック素子を、略球状のスチールボールからなるメディアと混合し、振動めっき装置により2μmのニッケルめっきからなる第2電極膜を形成し、この第2電極膜に5μmのはんだめっきからなる第3電極膜を形成した。そして、上記メディアの直径を0.82〜2.01mm(表1の試料No1〜No7参照)の範囲で変化させ、これによる電極表面の光沢の有無,及び外観の状態を観察した。
【0035】
表1からも明らかなように、メディア直径/最長辺寸法の比が0.82,0.87の試料No1,No2の場合には、外観上の異常は見られなかったものの、光沢ある電極表面が得られていない。これは、メディアの直径が小さいことから、セラミック素子とメディアとの衝突が弱いからであると考えられる。
【0036】
一方、上記比が2.01の試料No7の場合には、電極表面の光沢は得られているものの、セラミック素子に割れが発生している。この割れはメディアの衝突が強すぎるからであると考えられる。
【0037】
これに対して、上記比が0.93〜1.81の試料No3〜No6の場合は、何れの素子も、外観の異常がなく、光沢ある電極表面が得られている。このようにメディア直径をセラミック素子の最長辺寸法の0.93〜1.8倍の範囲とすることによって、電子部品の割れや欠けを生じることなく、電極表面に光沢が得られることがわかる。
【0038】
実施例2
【0039】
【表2】
【0040】
本実施例では、1.6×0.8×0.8mmのセラミック素子を採用し、実施例1と同様のめっき方法にてに第2,第3電極膜を形成し、電極表面の光沢の有無及び外観の状態を調べた。なお、実施例2では、すずめっきにより第3電極膜を形成した。
【0041】
表2からも明らかなように、メディアの直径比が0.83,0.86の試料No1,No2の場合には電極表面に光沢はなく、またメディアの直径比が1.88の試料No7の場合にはセラミック素子に割れが発生している。これに対してメディア直径比を0.86〜1.80とした試料No2〜No6の場合は、何れも電極表面に光沢が得られており、かつ外観の異常は全く見られない。
【0042】
実施例3
【0043】
【表3】
【0044】
【表4】
【0045】
本実施例は、上記実施例1,2で製造した各試料No1〜No6を、温度40℃×95%RHの雰囲気中に100時間放置し、この後、実装ランド部にはんだクリームが印刷されたガラスエポキシ製回路基板に搭載し、温度230℃にてはんだ付け接着を行い、実装時のチップ立ち発生率を調べた。なお、このときの電子部品評価数は各条件とも10000個で行った。
【0046】
表3は、実施例1で製造した試料No1〜No6のチップ立ち上がり発生率を示している。同表からも明らかなように、光沢が得られていない試料No1,No2の場合には、チップ立ち発生率が0.21%,0.13%となっている。これに対して光沢が得られた試料No3〜No6の場合は、何れもチップ立ちが発生しておらず、実装不良が解消されていることがわかる。
【0047】
表4は、実施例2で製造した試料No1〜No6のチップ立ち上がり発生率を示しており、同表からも明らかなように、光沢が得られていない試料No1,No2の場合には、チップ立ち発生率が若干ではあるが0.19%,0.03%となっている。これに対して光沢が得られた試料No3〜No6の場合は、何れもチップ立ちは全く発生していないことがわかる。
【0048】
実施例4
【0049】
【表5】
【0050】
本実施例は、1.0×0.5×0.5mmからなるセラミック素子に第1電極膜を形成し、このセラミック素子と直径0.93mmのスチールボールからなるメディアとをバスケットに収容し、振動周波数を10〜90Hzの範囲で変化させた場合の電極表面の光沢の有無について調べた。なお、No1及びNo7は比較例を示す。
【0051】
表5からも明らかなように、振動周波数が10Hzの場合では、電極表面の光沢は充分ではなく、また振動周波数が90Hzでは、ニッケルめっき時に陰極が焼けてしまいめっき膜が形成できていない。これに対して振動周波数を20〜80Hzとした試料No2〜No6の場合は、何れも光沢が得られている。
【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振動めっき方法に採用された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】上記実施形態のセラミック素子の断面図である。
【図6】従来の一般的な振動めっき装置の断面図である。
【図7】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)
3,4 第2,第3電極膜(電極めっき膜)
10 振動めっき装置
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
Claims (1)
- 被めっき物としての電子部品素子と通電媒介物とをめっき用電極を備えた容器内に収容し、該容器をめっき液槽に浸漬して振動を付与するとともに、上記めっき用電極に通電することにより、上記電子部品素子にめっき膜を被覆形成するようにした電子部品の振動めっき方法において、上記容器が20〜80Hzの振動周波数で振動するよう構成されており、上記通電媒介物として、上記電子部品素子の最長辺寸法の0.93〜1.8倍の直径を有する導電性球状物を用いたことを特徴とする電子部品の振動めっき方法。
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