JP4759891B2 - セラミックス電子部品の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミックス電子部品の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、セラミックス電子部品の電極端子部には、電子部品のはんだ濡れ性の向上の目的のために、Snめっきが施されることが多い。このSnめっきは、はんだ濡れ性や耐環境性に優れているという利点がある。このSnめっきをセラミックスやガラスを含む電子部品のめっきに用いる場合には、pHが中性域(弱酸性から弱アルカリ性)のめっき液を使用することが必要である。これは、通常の酸性めっき液ではセラミックスやガラスの素体の侵食が発生し、電子部品としての機能を阻害することがあるためである。中性域でのめっき液に関しては、グルコン酸を利用しためっき液やピロリン酸を利用しためっき液が開発されている(例えば、表面技術Vol.41,No.9,1990、園田、杉本ら)。特に、弱アルカリ性のめっき液を用いた場合、セラミックスやガラスの素体の侵食が著しく抑制される。そのため、セラミックス電子部品(製品)の外観や特性をほとんど損なうことなくめっき処理することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特に、弱アルカリ性のめっき液を使用してめっき処理を行うと、めっき後の水洗工程で使用する水洗水に白濁が発生する。この白濁は、非常に細かい金属水酸化物の微粒子が水洗水に生じることに起因する。この微粒子は、1μm以下の大きさであるため、通常のろ過機等では除去することが困難である。Snめっきは、電子部品のはんだ濡れ性を向上させるために施されるが、Snめっきにこの微粒子が付着すると、はんだ濡れ性が著しく低下するという問題があった。さらに、この微粒子の付着は、セラミックス電子部品(製品)の外観を損なうため、商品価値を低下させるという問題もあった。
【0004】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、めっき処理後の水洗における水洗水の白濁を防止することにより、品質を向上させることができるセラミックス電子部品の製造方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明をなすにあたって、本発明者らが、鋭意検討した結果、めっき後の水洗水に発生する白濁が金属水酸化物であり、その白濁の回避には、水洗水のpHを7以下に保持することが肝要であることを見出すに至った。
【0006】
すなわち、本発明のセラミックス電子部品の製造方法は、めっき液に浸漬してセラミックス電子部品にめっき皮膜を形成し、めっき皮膜の形成後に、セラミックス電子部品を、ほう酸、カルボン酸、オキシカルボン酸、リン酸、炭酸、ポリオキシラクトン、およびそれらの塩から選択される少なくとも1種を含み、かつ、pHが2〜7の水溶液(水洗水)に浸漬することを特徴としている。
【0007】
水洗水のpHが7より大きい場合には、めっき液から持ち込まれる金属イオンが水洗水中でOH基と結合することにより不溶性の金属水酸化物を形成し、白濁が生じる。一方、水洗水のpHが7以下であれば、OH基の濃度は低く保たれるため、金属水酸化物の発生を抑制することができる。また、セラミックス電子部品においては、水洗水のpHが1以下になるとセラミックス素体の溶出が発生するため、電子部品としての機能が低下する。よって、水洗水のpHは、2から7の間に保持することが望ましい。これにより、セラミックス電子部品に金属水酸化物が付着することはなく、セラミックス電子部品の品質を向上させるセラミックス電子部品の製造方法を提供することができる。
【0008】
また、めっき浴中には通常錯化剤と呼ばれる物質が含有されているが、錯化剤を含む水溶液中ではセラミックス素体の溶出するpH範囲は広がる。この錯化剤は電子部品に付着してめっき槽から水洗水に持ち込まれるため、水洗水中でもセラミックス素体の溶出するpH範囲が広がる。従って、水洗水のpH範囲としては、4から7がより望ましい。
【0009】
また、水洗水中の物質の濃度は、下限値が0.00001mol/L以上であることが好ましい。Lとは、103 cm3 を示す。この値より小さい濃度では、pHを安定に保つことが困難である。さらに、0.01mol/L以上であることがより好ましい。
【0010】
また、水洗水中の物質の濃度は、上限値が0.1mol/L以下であることが好ましい。濃度がこの値より大きい場合、上記物質のpHの安定に対する効果は増加せず、コストが増加するだけである。さらに、0.05mol/L以下であることがより好ましい。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態のセラミックス電子部品の製造方法におけるめっき方法について、図1ないし図2に基づいて以下に説明する。
【0012】
図2に示すように、本実施の形態において製造されるセラミックス電子部品21は、例えば、略直方体形状のセラミックス素体22と、その長手方向の端部に電極部26とを有しているチップ状の部品である。この電極部26は、外部回路との接続するためのものである。この電極部26は、セラミックス素体22に直接形成されている焼き付け電極23上に、Niめっき層24およびSnめっき層25が順に形成されているものである。つまり、この電極部26は、金属で形成されている。なお、セラミックス素体22は、その内部が電極とセラミックスとの積層構造になっていてもよい。上記セラミックス電子部品21には、例えば、積層セラミックスコンデンサ、NTC(negative temperature coefficient)サーミスタ、PTC(positive temperature coefficient)サーミスタ、セラミックス発振子、チップコイル、チップインダクタ等が挙げられる。
【0013】
本実施の形態におけるめっき方法では、被めっき物13にNiめっき皮膜およびSnめっき皮膜を形成する例について、図1に基づいて説明する。なお、被めっき物13は、例えば、上記セラミックス電子部品21におけるNiめっき層24およびSnめっき層25を形成する前のもの、つまりセラミックス素体22の端部に焼き付け電極23を形成したもの(図2参照)を用いることができる。
【0014】
まず、被めっき物13を、Niめっき槽1にてNiめっき液に浸漬する。このNiめっき槽1に電解をかけることにより被めっき物13にNiめっき皮膜を形成する。次いで、被めっき物13を、水洗槽2〜6にて、水洗水に順次浸漬して、被めっき物13に付着しているNiめっき液を洗い落とす。
【0015】
次に、Niめっき皮膜を形成した被めっき物13を、Snめっき槽7にて、Snめっき液に浸漬する。このSnめっき槽7に電解をかけることにより被めっき物13のNiめっき皮膜上にSnめっき皮膜を形成する。次いで、被めっき物13を、水洗槽8〜12にて、水洗水に順次浸漬して、被めっき物13に付着しているSnめっき液を洗い落とす。
【0016】
そして、Snめっき皮膜を形成した被めっき物13を乾燥させる。
【0017】
上記Niめっき皮膜の形成後の水洗槽の数、およびSnめっき皮膜の形成後の水洗槽の数は、被めっき物13のサイズ、めっき液等の条件に応じて増減させればよい。
【0018】
被めっき物13へのSnめっき皮膜の形成後、この被めっき物13を水洗槽8に浸漬している。この水洗槽8には、pHを2から7、より望ましくは4から7に調整した水溶液(水洗水)を満たすことが好ましい。この水溶液のpHの調整は、以下に挙げる物質を水に添加することにより好適に達成できる。この物質は、ほう酸、カルボン酸、オキシカルボン酸、リン酸、炭酸、ポリオキシラクトン、またはこれらの塩から選択される少なくとも1種である。上記カルボン酸としては、安息香酸、酢酸、ギ酸、コハク酸、シュウ酸、マロン酸等が挙げられ、オキシカルボン酸としては、クエン酸、グルコン酸、グリコール酸、リンゴ酸、乳酸、酒石酸等が挙げられる。また、ここに挙げた物質は、水洗水のpHを上記の範囲に保持する上で有効な物質である。上記に挙げた物質を水洗水に添加しない場合には、通常、めっき液が被めっき物に付着して水洗槽に持ち込まれるため、水洗槽の水洗水のpHが大きく変動する。このため、pHを2から7に保持することが困難となる。
【0019】
また、水洗水への上記物質の添加量は、pHを測定しながら適切な量を決定すればよい。上記では、めっき後の水洗水と記載しているが、この水洗水は、めっき後のセラミックス電子部品を洗浄するための水溶液のことである。この水洗水は、処理液、洗浄液、後処理液等と呼ばれることもある。
【0020】
【実施例】
以下、Snめっき後の水洗槽8(図1参照)に満たしている水溶液を具体的に挙げて、実施例および比較例で本発明をより詳細に説明する。なお、実施例および比較例では、上記のめっき方法により、被めっき物にSnめっきを形成した電極端子サンプルを(以下、単に被めっき物という)用いた。
【0021】
〔実施例1〕
ほう酸を0.1mol/Lの濃度で入れ、水酸化ナトリウムでpH6に調製した水溶液を作製した。この水溶液をSnめっき後の水洗水に使用した。その結果、この水洗水には白濁は発生せず被めっき物をきれいに洗浄することができた。このとき使用しためっき液は、pH9のSnめっき液であった。
【0022】
〔実施例2〕
酒石酸を0.01mol/Lの濃度で入れ、水酸化ナトリウムでpH6に調製した水溶液を作製した。この水溶液をSnめっき後の水洗水に使用した。その結果、この水洗水には白濁は発生せず被めっき物をきれいに洗浄することができた。このとき使用しためっき液は、pH10のSnめっき液であった。
【0023】
〔実施例3〕
クエン酸を0.05mol/Lの濃度で入れ、水酸化ナトリウムでpH5に調製した水溶液を作製した。この水溶液をSnめっき後の水洗水に使用した。その結果、この水洗水には白濁は発生せず被めっき物をきれいに洗浄することができた。このとき使用しためっき液は、pH8のSnめっき液であった。
【0024】
〔実施例4〕
リン酸を0.1mol/Lの濃度で入れ、水酸化ナトリウムでpH6に調製した水溶液を作製した。この水溶液をSnめっき後の水洗水に使用した。その結果、この水洗水には白濁は発生せず被めっき物をきれいに洗浄することができた。このとき使用しためっき液は、pH8.5のSnめっき液であった。
【0025】
〔実施例5〕
pH6.4の炭酸を含む水溶液を用意し、この水溶液をSnめっき後の水洗水に使用した。その結果、この水洗水には白濁は発生せず被めっき物をきれいに洗浄することができた。このとき使用しためっき液は、pH7.5のSnめっき液であった。
【0026】
〔実施例6〕
グルコン酸を0.05mol/Lの濃度で入れ、水酸化ナトリウムでpH6.5に調製した水溶液を作製した。この水溶液をSnめっき後の水洗水に使用した。その結果、この水洗水には白濁は発生せず被めっき物をきれいに洗浄することができた。このとき使用しためっき液は、pH10のSnめっき液であった。
【0027】
〔実施例7〕
グルコノラクトンを0.1mol/Lの濃度で入れ、水酸化カリウムでpH4に調製した水溶液を作製した。この水溶液をSnめっき後の水洗水に使用した。その結果、この水洗水には白濁は発生せず被めっき物をきれいに洗浄することができた。このとき使用しためっき液は、pH9のSnめっき液であった。
【0028】
〔実施例8〕
酒石酸を0.1mol/Lの濃度で入れ、アンモニア水でpH5に調製した水溶液を作製した。この水溶液をSnめっき後の水洗水に使用した。その結果、この水洗水には白濁は発生せず被めっき物をきれいに洗浄することができた。このとき使用しためっき液は、pH7.5のSnめっき液であった。
【0029】
〔比較例1〕
ほう酸を0.1mol/Lの濃度で入れ、水酸化ナトリウムでpH8.0に調製した水溶液を作製した。この水溶液をSnめっき後の水洗水に使用した。その結果、この水洗水には白濁が発生し、被めっき物には白い粉状物が付着した。このとき使用しためっき液は、pH8のSnめっき液であった。
【0030】
〔比較例2〕
イオン交換し、さらにフィルターリングした純水を、Snめっき後の水洗水に使用した。その結果、この水洗水には白濁が発生し、被めっき物には白い粉状物が付着した。このとき使用しためっき液は、pH8のSnめっき液であった。
【0031】
〔比較例3〕
酒石酸を0.05mol/Lの濃度で入れ、水酸化ナトリウムでpH8に調製した水溶液を作製した。この水溶液をSnめっき後の水洗水に使用した。その結果、この水洗水には白濁が発生し、被めっき物には白い粉状物が付着した。このとき使用しためっき液は、pH9のSnめっき液であった。
【0032】
以上のように、本発明のめっき液に浸漬してセラミックス電子部品にめっき皮膜を形成するセラミックス電子部品の製造方法において、めっき皮膜の形成後に、セラミックス電子部品を、ほう酸、カルボン酸、オキシカルボン酸、リン酸、炭酸、ポリオキシラクトン、およびそれらの塩から選択される少なくとも1種を含み、かつ、pHを2から7に調整した水洗水を用いれば、水洗水での白濁は発生せず、被めっき物をきれいに洗浄することができることが判った。
【0033】
ここで、上記実施例および比較例において洗浄した被めっき物のはんだ濡れ性の試験を行った。このはんだ濡れ性試験の結果を表1に示す。
【0034】
【表1】
【0035】
この表は、はんだ濡れ性の1種であるメニスコグラフ法により測定したゼロクロスタイムの値を示している。はんだ濡れ性は、ゼロクロスタイムが小さいほど良好である。表1に示すように、本発明を適用した場合(実施例1〜8)には、適用していない場合(比較例1〜3)と比べて、ゼロクロスタイムが小さくなっており、はんだ濡れ性が向上していることが判った。
【0036】
【発明の効果】
以上のように、本発明のセラミックス電子部品の製造方法は、めっき液に浸漬してセラミックス電子部品にめっき皮膜を形成し、めっき皮膜の形成後に、セラミックス電子部品を、ほう酸、カルボン酸、オキシカルボン酸、リン酸、炭酸、ポリオキシラクトン、およびそれらの塩から選択される少なくとも1種を含み、pHが2〜7の水溶液(水洗水)に浸漬する構成である。
【0037】
上記の方法によれば、水洗水のpHを2〜7にすることにより、OH基の濃度は低く保たれるため、金属水酸化物(白濁)の発生を抑制することができる。従って、セラミックス電子部品に金属水酸化物が付着することはなく、セラミックス電子部品の品質を向上させるセラミックス電子部品の製造方法を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態にかかるセラミックス電子部品(被めっき物)のめっき処理工程を示す説明図である。
【図2】本発明の一実施形態にかかるセラミックス電子部品の断面図である。
【符号の説明】
1 Niめっき槽
2 水洗槽
3 水洗槽
4 水洗槽
5 水洗槽
6 水洗槽
7 Snめっき槽
8 水洗槽
9 水洗槽
10 水洗槽
11 水洗槽
12 水洗槽
13 被めっき物(セラミックス電子部品)
21 セラミックス電子部品
22 セラミックス素体
23 焼き付け電極
24 Niめっき皮膜
25 Snめっき皮膜
26 電極部
Claims (4)
- pH7.0以上のSnめっき液に浸漬してセラミックス電子部品にめっき皮膜を形成するセラミックス電子部品の製造方法において、めっき皮膜の形成後に、セラミックス電子部品を、ほう酸、カルボン酸、オキシカルボン酸、リン酸、炭酸、ポリオキシラクトン、およびそれらの塩から選択される少なくとも1種を含み、かつ、pHが2〜7の水溶液に浸漬することを特徴とするセラミックス電子部品の製造方法。
- 上記水溶液のpHが、4〜7であることを特徴とする請求項1に記載のセラミックス電子部品の製造方法。
- 上記水溶液の濃度が、0.00001mol/L以上、0.1mol/L以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のセラミックス電子部品の製造方法。
- セラミックス電子部品が、セラミックス素体と金属の電極部とを有することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のセラミックス電子部品の製造方法。
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