JP6375669B2 - 電子部品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品の製造方法に関する。

近年、携帯電話機や携帯音楽プレイヤーなどの電子機器に、積層セラミック電子部品が用いられている。その一例として、特許文献１があげられる。特許文献１には、電子部品本体の全面の上に熱可塑性樹脂層を形成することで、積層セラミック電子部品の実装構造において、耐電圧性を向上できることが記載されている。

特開２００５−１２１６７号公報

特許文献１に記載のように耐電圧性を向上する観点からは、ある程度厚い樹脂層を形成することが好ましい。しかしながら、樹脂層を設ける目的によっては、薄い樹脂層を設けたい場合もある。

樹脂膜の厚みは、塗布する樹脂含有液における樹脂濃度と相関する。樹脂含有液における樹脂濃度が高いほど厚い樹脂膜が形成される。樹脂含有液における樹脂濃度を低くすることによって薄い樹脂膜を形成し得る。しかしながら、樹脂含有液における樹脂濃度が低い場合は、樹脂含有液の膜液を乾燥させる工程における乾燥収縮率が高くなる。このため、樹脂含有液における樹脂濃度が低い場合は、均一な厚みの樹脂膜を形成することが困難な場合であり、場合によっては島状に析出し、樹脂膜の形成されない箇所が形成されることがある。

本発明の主な目的は、電子部品本体と、電子部品本体の上に形成された樹脂膜とを備える電子部品であって、薄い樹脂膜が小さな厚みむらで設けられた電子部品を製造し得る方法を提供することにある。

本発明に係る電子部品の製造方法では、電子部品本体を、樹脂を含む処理液に浸漬し、処理液が付着した電子部品本体を乾燥させることにより樹脂膜を形成する。樹脂膜が形成された電子部品本体を有機溶剤に接触させる。

本発明に係る電子部品の製造方法では、有機溶剤に接触させる工程は、樹脂膜が形成された電子部品本体を有機溶剤に浸漬する工程であってもよい。

本発明に係る電子部品の製造方法では、有機溶剤に接触させる工程は、樹脂膜が形成された電子部品本体に有機溶剤を噴霧する工程であってもよい。

本発明に係る電子部品の製造方法では、樹脂膜として撥水膜を形成してもよい。

本発明に係る電子部品の製造方法では、厚み低減工程において、樹脂膜の厚みが１／５倍以下となるように樹脂膜の厚みを低減することが好ましい。

本発明に係る電子部品の製造方法では、厚み低減工程において、樹脂膜の厚みを２００ｎｍ以下まで低減することが好ましい。

本発明によれば、電子部品本体と、電子部品本体の上に形成された樹脂膜とを備える電子部品であって、薄い樹脂膜が小さな厚みむらで設けられた電子部品を製造し得る方法を提供することができる。

本発明の一実施形態において製造される電子部品の模式的斜視図である。 図１の線ＩＩ−ＩＩにおける模式的断面図である。

以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。

また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものである。図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。

（電子部品１の構成）
図１は、本実施形態において製造される電子部品の模式的斜視図である。図２は、図１の線ＩＩ−ＩＩにおける模式的断面図である。なお、図１においては、撥水膜２０の描画を省略している。まず、図１及び図２を参照しながら、本実施形態において製造される電子部品の構成について説明する。

図１に示されるように、電子部品１は、直方体状の電子部品本体１０を備えている。電子部品本体１０は、第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂと、第１及び第２の側面１０ｃ、１０ｄと、第１及び第２の端面１０ｅ、１０ｆ（図２を参照）とを有する。第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂは、それぞれ、長さ方向Ｌ及び幅方向Ｗに沿って延びている。第１及び第２の側面１０ｃ、１０ｄは、それぞれ、厚み方向Ｔ及び長さ方向Ｌに沿って延びている。第１及び第２の端面１０ｅ、１０ｆは、それぞれ、厚み方向Ｔ及び幅方向Ｗに沿って延びている。長さ方向Ｌ、幅方向Ｗ及び厚み方向Ｔは、それぞれ直交している。

なお、本発明において、「直方体状」には、角部や稜線部が丸められた直方体が含まれるものとする。すなわち、「直方体状」の部材とは、第１及び第２の主面、第１及び第２の側面並びに第１及び第２の端面とを有する部材全般を意味する。また、主面、側面、端面の一部または全部に凹凸などが形成されていてもよい。

電子部品本体１０の寸法は特に限定されない。例えば電子部品本体１０の厚み寸法は０．１ｍｍ〜３．０ｍｍであることが好ましく、長さ寸法は０．２ｍｍ〜３．５ｍｍであることが好ましく、幅寸法は０．１ｍｍ〜３．０ｍｍであることが好ましい。

電子部品本体１０は、電子部品１の機能に応じた適宜のセラミックスからなる。具体的には、電子部品１がコンデンサである場合は、電子部品本体１０を誘電体セラミックスにより形成することができる。誘電体セラミックスの具体例としては、例えば、ＢａＴｉＯ_３、ＣａＴｉＯ_３、ＳｒＴｉＯ_３、ＣａＺｒＯ_３などが挙げられる。電子部品本体１０には、電子部品１に要求される特性に応じて、例えばＭｎ化合物、Ｍｇ化合物、Ｓｉ化合物、Ｆｅ化合物、Ｃｒ化合物、Ｃｏ化合物、Ｎｉ化合物、希土類化合物などの副成分が適宜添加されていてもよい。

電子部品１が圧電部品である場合は、電子部品本体１０を圧電セラミックスにより形成することができる。圧電セラミックスの具体例としては、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）系セラミックスなどが挙げられる。

電子部品１が例えばサーミスタである場合は、電子部品本体１０を半導体セラミックスにより形成することができる。半導体セラミックスの具体例としては、例えばスピネル系セラミックなどが挙げられる。

電子部品１が例えばインダクタである場合は、電子部品本体１０を磁性体セラミックスにより形成することができる。磁性体セラミックスの具体例としては、例えばフェライトセラミックなどが挙げられる。

図２に示されるように、電子部品本体１０の内部には、複数の第１の内部電極１１と複数の第２の内部電極１２とが設けられる。

第１の内部電極１１は矩形状である。第１の内部電極１１は、第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂと平行に設けられている。すなわち、第１の内部電極１１は、長さ方向Ｌ及び幅方向Ｗに沿って設けられている。第１の内部電極１１は、第１の端面１０ｅに露出しており、第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂ、第１及び第２の側面１０ｃ、１０ｄ並びに第２の端面１０ｆには露出していない。

第２の内部電極１２は矩形状である。第２の内部電極１２は、第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂと平行に設けられている。すなわち、第２の内部電極１２は、長さ方向Ｌ及び幅方向Ｗに沿って設けられている。第２の内部電極１２は、第２の端面１０ｆに露出している。第２の内部電極１２は、第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂ、第１及び第２の側面１０ｃ、１０ｄ並びに第１の端面１０ｅには露出していない。

第１及び第２の内部電極１１、１２は、厚み方向Ｔに沿って交互に設けられている。厚み方向Ｔにおいて隣り合う第１の内部電極１１と第２の内部電極１２とは、セラミック部１０ｇを介して対向している。セラミック部１０ｇの厚みは、０．５μｍ〜１０μｍ程度とすることができる。

第１及び第２の内部電極１１、１２は、適宜の導電材料により構成することができる。第１及び第２の内部電極１１、１２は、例えばＮｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｄ及びＡｕからなる群から選ばれた金属、またはＮｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｄ及びＡｕからなる群から選ばれた一種以上の金属を含む合金（例えば、Ａｇ−Ｐｄ合金など）により構成することができる。

第１及び第２の内部電極１１、１２の厚みは、例えば０．３μｍ〜２．０μｍ程度であることが好ましい。

電子部品本体１０の上には、第１の外部電極１３と第２の外部電極１４とが設けられている。具体的には、第１の外部電極１３は、第１の端面１０ｅの上と、第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂ並びに第１及び第２の側面１０ｃ、１０ｄのそれぞれの上とに跨がって設けられている。第１の外部電極１３は、第１の端面１０ｅにおいて第１の内部電極１１と電気的に接続されている。

第２の外部電極１４は、第２の端面１０ｆの上と、第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂ並びに第１及び第２の側面１０ｃ、１０ｄのそれぞれの上とに跨がって設けられている。第２の外部電極１４は、第２の端面１０ｆにおいて第２の内部電極１２と電気的に接続されている。

第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂ並びに第１及び第２の側面１０ｃ、１０ｄのそれぞれにおいて、第１の外部電極１３の長さ方向Ｌにおける先端と、第２の外部電極１４の長さ方向Ｌにおける先端とは、長さ方向Ｌにおいて対向している。

第１の外部電極１３の最外層は、Ｓｎ，Ｃｕ及びＡｇの少なくとも一種を含んでいる。具体的には、第１の外部電極１３は、第１の電極層１３ａと、第２の電極層１３ｂと、第３の電極層１３ｃとを有する。

第１の電極層１３ａは、電子部品本体１０の上に設けられている。第１の電極層１３ａは、焼成電極層により構成されている。焼成電極層とは、導電性粒子を含むペーストを塗布して得られたペースト層を焼成することにより得られた電極層をいう。焼成電極層に含まれる導電性粒子は、例えば、Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｇ，Ｐｄ，Ａｇ−Ｐｄ合金，Ａｕなどの少なくとも一種を含む粒子であってもよい。

第２の電極層１３ｂは、第１の電極層１３ａの上に設けられている。第２の電極層１３ｂは、めっき層により構成されていてもよい。本実施形態では、第２の電極層１３ｂは、Ｎｉめっき層により構成されている。

第３の電極層１３ｃは、第２の電極層１３ｂの上に設けられている。第３の電極層１３ｃは、めっき層により構成されていてもよい。本実施形態では、第３の電極層１３ｃは、Ｓｎめっき層により構成されている。

電子部品１は、撥水膜２０を備える。撥水膜２０は、水を撥じく膜である。撥水膜２０は、樹脂膜により構成されている。撥水膜２０は、例えば、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等により構成することができる。撥水膜２０を構成する樹脂は、非架橋型樹脂を含むことが好ましい。撥水膜２０は、例えば、樹脂のみにより構成されていてもよいし、フィラー等を含む樹脂組成物により構成されていてもよい。

なお、本発明において、「撥水膜」とは、２５℃における水の接触角が９０°以上である層のことをいう。水の接触角は、以下の要領で、例えば、協和界面科学製微小接触角計（ＭＣＡ−３）を用いて測定することができる。まず、水平な基盤の上に、第２の主面が基盤側を向くように電子部品を配置する。次に、表面温度が２５℃の電子部品を電子部品の周囲の気温が２５℃となる環境下で電子部品の第１の主面の上に、水滴を滴下して、主面上に形成された液滴を横方向からマイクロスコープで撮影し、撮影した画像から、接触角を求めることができる。ここでの接触角は、滴下した直後に測定した、静的接触角をいう。

撥水膜２０の厚みは、２００ｎｍ以下であることが好ましく、１００ｎｍ以下であることがより好ましい。
撥水膜２０の測定方法は、電子部品１の実装面とは反対側の主面（ＬＷ面）において、１/２Ｗ、かつ、ＬＷ面に形成されるＬ方向に沿った片方の外部電極の長さの１/２の長さとなる箇所（図２において丸で囲んだ部分）を起点に、Ｌ方向に沿って他方の外部電極側に向かって３０μｍ、Ｔ方向に沿って３０μｍの加工範囲となるように鉛直方向に対して角度４５°の条件で集束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いて部分的に断面を露出させ、次に、露出断面において露出断面のＬ方向の長さの１/２となる箇所における撥水膜をＳＥＭで投影し厚みを測定することができる。

撥水膜２０は、電子部品本体１０の上と、第１及び第２の外部電極１３，１４の少なくとも一方の上とに設けられている。このため、電子部品本体１０上に水膜が形成されることが抑制される。従って、イオンマイグレーションの発生が抑制される。

イオンマイグレーションは、外部電極の金属成分のイオン化と、イオン化した金属成分の対向電極への移動を伴う。このため、イオンマイグレーションの発生を抑制する観点からは、外部電極と水分との接触を抑制することが好ましい。従って、イオンマイグレーションの発生をより効果的に抑制する観点からは、撥水膜２０を、第１及び第２の外部電極１３，１４の少なくとも一部を覆うように設けることが好ましい。撥水膜２０を、第１及び第２の外部電極１３，１４の先端部を覆うように設けることがより好ましい。撥水膜２０を、第１及び第２の外部電極１３，１４の少なくとも一方と、電子部品本体１０の上とに跨がって設けることがさらに好ましい。

第１及び第２の外部電極１３，１４の一方で発生したイオン化した金属成分が他方に到達することを抑制する観点からは、第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂ並びに第１及び第２の側面１０ｃ、１０ｄの少なくともひとつにおいて、撥水膜２０が、第１の外部電極１３と第２の外部電極１４とを隔離するように設けられていることが好ましい。

撥水膜２０は、電子部品本体１０の露出部並びに第１及び第２の外部電極１３，１４の全体を覆っていることがさらに好ましい。ここで、撥水膜２０が電子部品本体１０の露出部並びに第１及び第２の外部電極１３，１４の全体を覆っているとは、撥水膜２０が電子部品本体１０の露出部並びに第１及び第２の外部電極１３，１４の全表面のうちの９０％以上を覆っていることをいう。撥水膜２０が覆っている部分は、飛行時間型二次イオン質量分析法（Ｔｉｍｅ−ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ：ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）により電子部品本体１０の露出部並びに第１及び第２の外部電極１３、１４を５０μｍ□の視野でＳｉをマッピングした場合に、例えば、シリコーン樹脂の場合は、Ｓｉを含むイオンが検出される部分である。すなわち、撥水膜２０が電子部品本体１０の露出部並びに第１及び第２の外部電極１３，１４の全体を覆っているとは、ＴＯＦ−ＳＩＭＳにより分析した場合に、Ｓｉを含むイオンが、電子部品本体１０の露出部並びに第１及び第２の外部電極１３，１４の全表面のうちの９０％以上の部分において検出されることを意味する。

（電子部品１の製造方法）
電子部品１は、例えば、以下の要領で製造することができる。

まず、第１及び第２の内部電極１１，１２を有する電子部品本体１０を用意する。電子部品本体１０は、例えば公知の方法により製造することができる。具体的には、電子部品本体１０は、例えば、以下の要領で作製することができる。まず、セラミックグリーンシートを用意する。次に、セラミックグリーンシートの上に、導電性ペーストを印刷することにより、導電性ペースト層を形成する。次に、導電性ペースト層が印刷されていないセラミックグリーンシートを複数積層した後に、導電性ペーストを印刷したセラミックグリーンシートを積層し、さらにその上に、導電性ペースト層を印刷したセラミックグリーンシートを積層する。これにより、マザー積層体を作製する。マザー積層体を、静水圧プレス法等によりプレスしてもよい。次に、マザー積層体を複数に分断することにより、生のセラミック素体を複数作製する。次に、生のセラミック素体を焼成することにより、電子部品本体１０を完成させることができる。

次に、電子部品本体１０の上に、第１及び第２の外部電極１３，１４を形成する。第１及び第２の外部電極１３，１４は、例えば、以下の要領で形成することができる。電子部品本体１０の上に導電性ペーストを塗布し、焼き付けることにより第１の電極層１３ａ、１４ａを形成する。第１の電極層１３ａ、１４ａの上に、Ｎｉメッキを施すことにより第２の電極層１３ｂ、１４ｂを形成する。第２の電極層１３ｂ、１４ｂの上にＳｎメッキを施すことにより第３の電極層１３ｃ、１４ｃを形成する。以上の工程により第１及び第２の外部電極１３，１４を完成させることができる。

次に、電子部品本体１０の上と、外部電極１３，１４の上とに撥水膜２０を形成する。具体的には、まず、撥水膜２０を形成するための樹脂と有機溶剤とを含む処理液を電子部品本体１０の上と、外部電極１３，１４の上とに塗布する。処理液の塗布は、例えば、樹脂と有機溶剤とを含む樹脂含有液に電子部品本体１０を浸漬することにより塗布することができる。処理液の樹脂は、有機溶剤に溶解していてもよいし、有機溶剤中に分散していてもよい。樹脂含有液における樹脂の濃度は、例えば、１質量％〜５０質量％であることが好ましく、３質量％〜５０質量％であることがより好ましく、３質量％〜１０質量％であることがさらに好ましい。浸漬時間は、例えば、１〜１０分程度浸漬する。

次に、処理液が付着した電子部品本体１０を乾燥させることにより、樹脂膜を形成する。乾燥時間は、たとえば、１００℃〜２００℃程度で１０〜６０分程度乾燥させることにより、樹脂膜２０を形成することができる。本実施形態では、この樹脂膜の厚みが撥水膜２０の厚みよりも大きくなるように膜液を形成する。

次に、樹脂膜が形成された電子部品本体１０を有機溶剤に接触させ、乾燥させる。このように、樹脂膜を有機溶剤に接触させることにより、樹脂膜の厚みを低減させることができ、その後、乾燥されることで樹脂膜から撥水膜２０を形成する（有機溶剤に接触させる工程）。樹脂膜が形成された電子部品本体１０を有機溶剤に接触させる方法としては、例えば、樹脂膜が形成された電子部品本体１０を有機溶剤に浸漬する方法や、有機溶剤に噴霧する方法が例示される。有機溶剤に接触させる工程においては、例えば、樹脂膜を有機溶剤に溶解させることにより樹脂膜の厚みを低減してもよい。樹脂膜の溶解に好ましく用いられる有機溶剤としては、例えば、炭化水素系溶剤、エーテル系溶剤、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、グリコールエーテル系溶剤等が挙げられる。これらの溶剤を複数種類混合して用いてもよい。

なお、樹脂膜が形成された電子部品本体１０を有機溶剤に浸漬する場合、浸漬時間は、１分〜３０分であることが好ましく、１分〜１０分であることがさらに好ましい。樹脂膜が形成された電子部品本体１０に有機溶剤を噴霧する場合は、噴霧時間は、１分〜３０分であることが好ましく、１分〜１０分であることがさらに好ましい。なお、樹脂膜が形成された電子部品本体１０に有機溶剤を噴霧する場合は、数回に分けて有機溶剤を噴霧することが好ましい。

本実施形態では、上記の方法により、撥水膜２０の厚みを制御し均一な撥水膜２０を形成することができるだけでなく、撥水膜２０の粘着性を調整し得る。このため、撥水膜２０が粘着性を有する樹脂により形成されている場合であっても、電子部品１がくっつくことを抑制することができる。また、電子部品１を自動実装機により基板に実装する際に、自動実装機のアームに電子部品１が付着することによる吸着エラーあるいは持ち帰りエラーの発生を抑制することができる。

上記有機溶媒には、溶解速度を調節するためなどの目的で、溶質が添加されていてもよい。好ましく用いられる溶質としては、樹脂膜と同成分のシリコーン樹脂、フッ素系樹脂、ポリオレフィン系樹脂や、有機溶媒に溶解するシランカップリング剤等が挙げられる。有機溶媒における溶質の濃度は、１質量％〜１０質量％であることが好ましい。

有機溶剤に接触させる工程において、樹脂膜の厚みが、１/５倍以下となるように樹脂膜の厚みを低減することが好ましい。すなわち、樹脂膜から、樹脂膜の厚みの１/５倍以下の厚みを有する撥水膜２０を形成することが好ましく、１/１０倍以下の厚みを有する撥水膜２０を形成することがより好ましい。

本実施形態では、まず、撥水膜２０よりも厚い樹脂膜を形成した後に、その樹脂膜の厚みを低減する。このため、薄い樹脂膜を直接形成する必要がない。比較的樹脂濃度が高い膜液を乾燥させることにより樹脂膜を形成することができる。よって、膜液を乾燥させて樹脂膜とするときの乾燥収縮率が低い。従って、均一な樹脂膜を形成することができる。その均一な樹脂膜の厚みを低減することにより、厚みむらの抑制された撥水膜２０を得ることができる。

なお、本実施形態の技術は、厚みが２００ｎｍ以下、さらには、１００ｎｍ以下と薄い撥水膜２０を形成する場合に特に有効である。

１ 電子部品
１０ 電子部品本体
１０ａ 第１の主面
１０ｂ 第２の主面
１０ｃ 第１の側面
１０ｄ 第２の側面
１０ｅ 第１の端面
１０f 第２の端面
１０ｇ セラミック部
１１ 第１の内部電極
１２ 第２の内部電極
１３ 第1の外部電極
１４ 第２の外部電極
１３ａ、１４ａ 第１の電極層
１３ｂ、１４ｂ 第２の電極層
１３ｃ、１４ｖ 第３の電極層
２０ 撥水膜

Claims (5)

1. 電子部品本体を、樹脂を含む処理液に浸漬し、前記処理液が付着した前記電子部品本体を乾燥させることにより樹脂膜を形成する工程と、
   前記樹脂膜が形成された電子部品本体を有機溶剤に接触させる工程と、
   を備え、
   前記有機溶剤に接触させる工程において、前記樹脂膜の厚みを２００ｎｍ以下とする、電子部品の製造方法。
2. 前記有機溶剤に接触させる工程は、前記樹脂膜が形成された電子部品本体を前記有機溶剤に浸漬する工程である、請求項１に記載の電子部品の製造方法。
3. 前記有機溶剤に接触させる工程は、前記樹脂膜が形成された電子部品本体に有機溶剤を噴霧する工程である、請求項１に記載の電子部品の製造方法。
4. 前記樹脂膜として撥水膜を形成する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子部品の製造方法。
5. 前記有機溶剤に接触させる工程において、前記樹脂膜の厚みが１／５倍以下となるようにする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子部品の製造方法。