JPS6329906A - チツプ部品の電極処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電子機器の軽量化、薄形化１小形化に寄与する
電子部品の一種であるチップ抵抗器などのチップ部品の
電極処理装置に関するものである。

従来の技術 従来、この種のチップ部品は、第２図に示すような構成
であった。第２図は例として角板形チ。

プ抵抗器の断面図を示しており、１はアルミナなどの絶
縁基板、２は抵抗体、３は銀糸電極膜、４はニッケル（
Ｎｉ）膜、５は電気メツキ法で析出されたはんだ（Ｓｎ
−Ｐｂ系合金）〔またはスズ（Ｓｎ）あるいは鉛（ｐｂ
）］膜、６は上記抵抗体２を保護するだめのガラス被覆
膜である。

このように従来のチップ部品は、電極部の最外層に低融
点金層メッキ膜または低融点合金メッキ膜（以下、これ
らを低融点金属メッキ膜と総称する）を有し、また下地
層（ここではニッケル膜５）として上記低融点余塵メッ
キ膜よりも融点が高く、しかも低融点金属メッキ膜と親
和性のよい材料からなる高融点金属膜または高融点合金
膜（以下、これらを高融点金属膜と総称する）が形成さ
れた構造となっている。

このような従来の構成のチップ部品では、電極部の最外
層が低融点余弧メッキ膜から構成され、その表面が粗面
になっており、表面積が非常に大きなものとなっている
。このため、これらの膜は異物の吸蔵やガスの吸着がし
やすくなり、長期間保存した場合には電極表面が酸化な
どの化学変化を起こし、プリント基板への実装はんだ付
は時にはんだ付は不良を発生させる可能性が大であると
いう問題点があった。また、表面を平滑なものとするた
めに低融点金属メッキ膜を光沢メッキで構成した場合に
は、不純物（有機物）を含んでいるためにはんだ付は性
が悪いという致命的な欠点を有している。

さて、上述したような電極部の表面が粗面になっている
低融点金属メッキ膜を平滑な面とするだめの電極処理装
置としては、雰囲気炉、赤外線炉。

熱風卯、熱板などを用いる加熱電極処理装置あるいはペ
ーパーフェイズソルダリング法（ｖｐｓ法）を利用する
装置などが知られている。その中より、−例として赤外
線加熱器を利用したチップ部品の電極処理装置について
、以下に説明する。

第３図はこの赤外線加熱器を利用した電極処理装置の概
略構成図を示すものである。

第３図において、了は第２図に示したような構造を有す
るチップ部品、８はチップ部品整列機、９はフラックス
塗布機、１０は赤外線加熱器、１１は冷却器、１２は電
極処理済チップ部品取出し機、１３はベルト駆動部、１
４は電極処理装置架台、１５はテップ部品搬送ベルト、
１６はベルト洗浄器である。

そして、チップ部品の電極部の低融点金属メッキ膜を溶
融させる工程としては、（１）チップ部品整列→（２フ
シツクス塗布→（３）加熱溶融→（４１冷却固化→（（
へ）テップ部品取出しの５工程からなっている。

すなわち、ベルト駆動部１３により搬送されるチップ部
品搬送ベルト１５上にチップ部品整列機８よりチップ部
品７を供給し、次の工程でチップ部品７にフラックスを
塗布した後、トンネル式の赤外線加熱器１ｏでスラック
スを塗布した電玉部を加熱溶融させ、続いてその溶融部
を冷却器１１によって冷却固化させ、その後電極処理済
チップ部品取出し機１２でもって電極処理の済んだチッ
プ部品子を取出す訳である。また、チップ部品搬送ベル
ト１５はベルト洗浄器１６で洗浄された後、再びチップ
部品７が供給されるようになっている。

発明が解決しようとする問題点 このような従来の電極処理装置では、各工程に独立の設
備が必要な上に、チップ部品搬送ベルトがフラックスで
汚れるため、洗浄型全設置しなければならない。また、
そのようなことより設備が大きくならざるを得なく、し
かも各設備間のタイミングをとるために（搬送ベルトで
搬送されるチップ部品の移送速度と、フランクス塗布や
チップ部品取出しのタイミングとを同期させるため）、
精度が必要な設備にならざるを得ないという基本的な問
題点をもつものであった。

以下に、この上述した電極処理装置のもつ問題点につい
て列挙する。

（１）　　チップ部品の電極部を溶融した際に、互いの
チップ部品の電極部がくっつかないように個々のチップ
部品の間隔をとり整列しなければならなく、このことが
量産性を阻害する大きな要因となる。

俊）空気中にて加熱溶融させるため、溶融余情表面の酸
化防止としてスラックスが必要である。

（国　フラックスを使用するだめ、スラックスが加熱さ
れてチップ部品に焼付き、チップ部品のｊ洗浄が困難で
ある。

４）加熱部はトンネル式になっているため、空気が自由
に出入りし、温度を安定化させることが難しい。

（５）搬送ベルトも同時に加熱されているだめ、加熱お
よび冷却に時間がかかることになり、非常に長い炉が必
要となるとともに、しかも急冷するためには冷却器が必
要となる。

（Ｑ　搬送ベルトにフラックスが付着し、設Ｄｉの故障
の原因にもなるので、搬送ベルトの洗浄を実施しなけれ
ばならない。

（η　設備全体からみても機械的に動く部分が多く、そ
の上にフラックスを使用しているため、フラックスが設
備の動く部分に付着して故障を起こし、設備の稼働率を
落とす原因となりやすい。

このように第３図に示す赤外線加熱器を利用した電極処
理装置では、多くの問題点を有しており、その改善が強
く求められている。

また、上述したところの他の電極処理装置においても、
大なり小なり、この赤外線加熱器全利用した電極処理装
置と類似した間謳点を有している。

そして、チップ部品の寸法は一般的に、３．２ｍｍＸ１
．６　ｗｎと小さく、さらには最近では２．０ｍｍＸ１
．２５ｍといった非常に小さいチップ部品が使用される
ようになってきており、ますますその小形化傾向が強く
なっている。このようにチップ部品の寸法が非常に小さ
いこともあり、また上述したように従来知られていると
ころの電極処理装置が非常に多くの問題点を有している
こともあって、現在のテップ部品においては電極部の表
ｚ２平滑なものとする処理がほとんどなされていないの
が実情である。

本発明は上述したようなチップ部品の電極部がもつ問題
点を解決し、チップ部品の電極部表面積を小にし、しか
も平滑化してはんだ濡れ性の改善と長期の保存に対して
はんだ付けの信頼性を向上させることのできる電極処理
装置を提供することを第１の目的としている。また、本
発明の第２の目的は従来知られているところの電極処理
装置のもつ問題点全解決し、機械的に動く部分をなくし
、チップ部品を整列することなく投入しても、溶融時に
互いのチップ部品の電極部同志がくっつくことなく、溶
融処理が可能で、溶融温度も精度よくコントロールする
ことができ、しかもフラックスを使用せずに量産性よく
チップ部品の電極処理を行うことを目的とするものであ
る。

問題点を解決するための手段 以上のような問題点全解決するために本発明は、内部に
オイルなどの高沸点液体を満たし、かつ−方の端に電極
部の最外層に低融点金属または低融点合金からなる膜ま
たは層を有したチップ部品を投入する投入部を備えた筒
状容器と、上記高沸点液体に温度勾配をもたせるように
上記筒状容器の一方の端に配された加熱器と、上記筒状
容器の他方の端に配された２個以上のコックとからなり
、かつ上記筒状容器の下方に上記コック部を設置すると
ともにそのコック部側に処理済のチップ部品を取出す取
出し部全備えてなるものである４、また、好ましい実施
形態としては、高沸点液体として、天然植物系オイル、
天然動物系オイル、天然鉱物系オイル、合成シリコン系
オイルまたはグリセリンのいずれか１つを用いてなるも
のである、作用 この構成によれば、低融点金１萬（低融点合金）からな
る膜または層が容器中における高、弗点液体の高温部側
で溶融され、低温部側で冷却されるため、溶融時に表面
張力が働き、表面積は小さくなっており、この状態で冷
却されることによって、メッキ膜などで形成された低融
点金属膜（低融点合金膜）のものと比較して極めて表面
積が小さくなり、しかも表面も平滑になって保存中に異
物の付着やガスの吸着が極端に少ないチップ部品を得る
ことができることとなる。まだ、溶融時に表面あるいは
くぼみの内部に吸着、吸蔵していた異物。

ガス類も放出されるので、最外層の膜自体も不純物を含
まない清潔な膜になり、はんだ濡れ性およびはんだ付は
信頼性の向上につながるチップ部品が得られることとな
る。そして、電極処理としては、高沸点液体中をチップ
部品が高温部側より低温部側に移動するだけであり、複
帷な設備を使用することなく、１ｍ単にして実施するこ
とができる。っまた、このように高沸点液体中で溶融、
冷却が行われ、しかも低温部側ではチップ部品の電極同
志がくっつくことはないため、テップ部品を電極処理時
に整列させることなく、バラバラの状態で多量に投入す
るだけで処理ができ、しかもチップ部品が液体と接触し
ているために加熱、冷却が短時間で終了することにより
、非常に量産性が高いものとなる。さらて、高沸点液体
中にて溶融、冷却が行われ、空気と触れる機会がないの
で、溶融時でも電極部表面が酸化される心配がないもの
である。また、液体中で溶融処理を行うということは、
空気と比較して、溶融体（低融点金属や低融点合金など
）と接触している高沸点液体の比重が大で、しかも粘度
が犬であるため、周囲より溶融した金属に圧力をかける
ことになり、溶融金属表面状態が波釘たずに平滑な面に
なり、厚みも均一なものができることとなる。なお、高
沸点液体として天然植物系オイルなどのオイルやグリセ
リンといったフラツクスの作用を有した液体を使用する
ことにより、フラツクスは不要となり、そのために設備
は面素化されるとともに処理済チップ部品の洗浄も非常
に容易なものとなる。また、筒状容器の下方にコック部
を直列に配置しているので、電極処理済チップ部品を取
出す場合には、高沸点液体Ω液面を変化させることなり
、シかも高沸点液体中に空気を混入させることなく取出
しが可能なものである。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明におけるチップ部品の電極処理装置の一
例を示す概略構成図である。

第１図において、了は第２図に示したような構造を有す
るチップ部品で、第３図と同一符号を付しである。１７
は例えば長さ約１６０ＣＭ、上端側から下端側にかけて
の大部分の内径が約９αのガラス製の筒状容器で、ここ
では縦型に設置されている。１８ばこの容器１７中に入
れられた天然植物系オイルであるやし油、１９は上記筒
状容器１了の上部外周に設けられたマントルヒータなど
の加熱器、２ｏは上記筒状容器１了の上面開口部より上
記チップ部品下をその容器１了内に投入するためのパー
ツフィーダである。

また、２１および２２は上記筒状容器１７の下端側の細
い部分に適宜の間、隔ヲもって直列に設けられたコック
で、これらコック２１．２２は電極処理の済んだテップ
部品下を取出すために使用される。２３ばこの電極処理
装置に用いる高沸点液体であるやし油１８の液面を変動
させることなく処理済みのチップ部品７を取出すだめの
高沸点液体溜め容器で、上記筒状容器１７の他端先端の
底部開口部２４ばこの溜め容器２３内に満たされたやし
油１８中に入った状態となっている。２５は上記高沸点
液体溜め容器２３を動かさずに処理済みのチップ部品７
をその溜め容器２３内のやし油１８中より取出すだめの
網状骨は器である。

この実施例は上述したように筒状容器１７を縦型に設置
した例であり、本発明装置の基本的な構成となるもので
ある。

次に、この第１図の装置を用いて、チップ部品７の電極
部表面を処理する方法について説明する。

まず、電極処理を行う段階では、第１図に示すように上
方側のコック２１を開き、下方側のコック２２を閉じて
おく。この状態でもって、加熱器１９でガラス製の筒状
容器１７の上部を２５０〜２８００Ｃに加熱する。この
時、筒状容器１７の内部にやし油１８が入っているため
、やし油１８が２５０〜２８０’（：に加熱される。こ
の加熱されたやし油１８は比重が小になり、下部の比重
が大である低温部へは対流せずに上部のみで対流を起こ
す。そのために筒状容器１７内におけるやし油１８に上
部より下部へ向かって高温状態から低温状態となる温度
勾配ができ、底部側は常温を保つことができる。上記の
ような準備の整ったところへ、やし油１８の液面上方の
投入部より筒状容器１７内にパーツフィーダ２０からチ
ップ部品７を投入する。ここで、この実施例で使用した
チップ部品７は角板形テップ抵抗器で、電極部の構造が
、最下層はＡｇ−Ｐｄ、中間層はＮ１１最外層（低融点
金属メッキ膜）にば３ｎ　：　Ｐｂ　＝６０　：　４０
の厚み７〜１０μｍの電気メツキ膜を有したものである
。また、上記最外層オ料の融点は、１８０〜１９０’Ｃ
である。

そして、上記仕様のチップ部品７をパーツフィーダ２０
を使い、２５０個／分の速度で加熱されたやし油１８面
に落下投入する。これにより、チップ部品７はやし油１
８面に当り、やし油１８中を落下していく。この時、や
し油１８とチップ部部７の摩擦のために、チップ部品７
は個々に分離された状態で落下し、２５０〜２８０°Ｃ
に加熱された高温部で電極の最外層である５ｎ−Ｐｂ合
金メッキ膜が溶融され、温度勾配の付いている低温部に
落下していき、やし油１８の温度がおよそ１８０℃以下
になった部分を通過した時点より溶融部が固化され、表
面が滑らかな電極を有したチップ部品７として筒状容器
１了内における底部側のコック２２上に溜まる。この時
、筒状容器１７の底部は常温であるので、チップ部品ア
同志が接触しても電極同志がくっつく心配はない。そし
て、電極表面処理の済んだチップ部品７の取出しについ
ては、上述したように電極処理中はコック２１を開き、
コック２２全閉じている。今、処理が済めばコック２１
を閉じ、高沸点液体溜め容器２３で筒状容器１７の底部
開口部２４を液面下に保持した状態でコック２２を開く
と、電極処理の済んだチップ部品７はその自重で網状受
は器２５上に落下する。次いで、落下し終わるのを確認
してから、網状受は器２５を溜め容器２３内のやし油１
８中から引き上げることにより、取出しは終了する。

また、電極処理を続けて行う場合には、コック２２を閉
じ、次にコック２１を開き、パーツフィーダ２０よりチ
ップ部品７を投入する。この工程を繰り返すことにより
、連続的な作業が可能となる。このようにしてチップ部
品７の低融点金属メッキ膜の溶融処理が行われる。また
、取出されたチップ部品７は、その後、洗浄するだけで
完成品となる。

この電極処理装置によれば、やし油１８が下部に流れ出
ることもなく、底部開口部２４より空気も入りこまない
ため、筒状容器１了内の液面を変化させることもない。

ここで、上記の一実施例においては、高沸点液体として
天然植物系オイルであるやし油を使用した場合について
説明したが、これはその他に天然動物系オイル、天然鉱
物系オイル、合成シリコン系オイノペまたはグリセリン
などのフラツクスの作用を有した材料が同様の効果をも
つものとして使えるものであり、さらにはこれらの材料
にとどまらず、チップ部品の電極部における溶融体（低
融点金属膜）の融点よりも高い沸点を有する高沸点液体
であれば使用可能なものである。また、加熱器としてマ
ントルヒータなどを筒状容器の上部外周に設置した実施
例について説明したが、これは筒状容器の上方内部に密
閉型シーズヒータを設け、内部より高沸点液体を加熱す
るようにしてもよいものである。さらに、筒状容器の下
端側に２個のコックを設けた場合について説明したが、
これは３個以上のコックを設けても別設差支えないもの
である。例えば、３個の場合、チップ部品の種類などの
変更に応じてコックの開閉操作を行うことにより、電極
処理を中断することなく連続的に処理を行うことが可能
である。

そして、本発明装置において溶融されるチップ部品の電
極部最外層としては、電気メッキや化学メッキで構成さ
れた低融点金属メッキ膜（低融点合金メッキ膜）に限ら
れることはなく、溶射や蒸着などにより形成された低融
点金属膜（低融点合金膜）であっても差支えないもので
ある。また、これらの低融点金属膜（低融点合金、膜）
を構成する材料としては、上記実施例のはんだの他に、
−般によく用いられるスズや、さらには鉛などが使用可
能なものである。

そして、低融点金属膜（低融点合金膜）の融点は１００
〜５５０℃、膜厚ば１μｍ以上であることが好ましい。

まず、融点がｉｏｏ℃未謂の場合ははんだ付けした後、
再溶融金属膜が部品使用中に自己発熱で溶融してしまう
ことがあり、５５０℃を超える場合は抵抗体や被覆膜が
破壊されてしまい、チップ部品としての性能を保持でき
なくなる恐れがある。また、膜厚が１μｍ未満の場合、
熱処理後に均一な膜が形成できなく、実装時におけるは
んだ付けの信頼性が落ちることになり、保管中に酸化し
てしまうことにもなるっこの膜厚は、８〜１５μｍであ
れば非常にはんだ付けがしゃすいことが実験により確認
されている。

さらに、本発明による電極処理装置は、銅や銅合金など
のはんだ付は可能な金属膜または合金膜を有し、最外層
に低融点金属ペーストあるいは低融点合金ペース１１−
塗布し乾燥させた層を有するチップ部品についても、適
用できるものである。

この場合、下地層としてのはんだ付は可能な金属膜（合
金膜）の融点が高沸点液体の融点よりも高いことはもち
ろんである。そして、この低融点金属（低融点合金）ベ
ースＨ−塗布し乾燥させた層を最外層に有するチップ部
品を本発明装置にて電極処理した場合、低融点金属（低
融点合金）ペーストによる層は電気メツキ膜や化学メッ
キ膜で構成されてなるものより、はんだ付は信頼性に関
係する厚みを厚くしかも均一に作る上で有利なものであ
る。また、低融点金属（低融点合金）ペースト中には通
常フラックスが含まれているが、このフラックスは溶融
時に高沸点液体べ溶解するため、焼付くこともなく、効
果を阻害することはないものである。そして、この構造
のチップ部品においては、低融点金属（低融点合金）ペ
ーストによる層の厚みは、乾、燥状態で３μｍ以上であ
ることが好ましく、特に２５〜１００μｍの厚みが適し
ている。

発明の効果 以上のように本発明におけるチップ部品の電極処理装置
は構成されているものであり、数多くの特徴を有してい
る。まず、低融点金属（低融点合金）からなる膜または
層が容器中における高沸点液体の高温部側で溶融され、
低温部側で冷却されるため、溶融時に表面張力が働き、
表面積は小さくなっており、この状態で冷却されること
により、メッキ膜などで形成された低融点金属膜（低融
点合金膜）のものと比較して極めて表面積が小さくなり
、しかも表面も平滑になって保存中に異物の付着やガス
の吸着が原端に少ないチップ部品を得ることができるこ
ととなる。また、溶融時に表面あるいはくぼみの内部に
吸着、吸蔵していた異鍬ガス類も放出されるので、最外
層の膜自体も不純物を含まない清潔な膜になり、はんだ
店れ性およびはんだ付は信頼性が向上するチップ部品が
得られることとなる。そして、電極処理としては、高沸
点液体中をチップ部品が高温部側より低温部側に移動す
るだけであり、複雑な設備を使用することなく、簡単に
して実施することができる。また、このように高沸点液
体中で溶融、冷却が行われ、しかも低温部側ではチップ
部品の電画同志がくっつくことはないため、テップ部品
を電極処理時に整列させることなく、バラバラの状態で
多量に投入するだけで処理ができ、しかもチップ部品が
液体と接触しているために加熱、冷却が短時間で終了す
ることにより、非常に量産性が高いものとなる。さらに
、高沸点液体中にて溶融、冷却が行われ、空気と触れる
機会がないので、溶融時でも電極部表面が酸化される心
配がないものである。また、液体中で溶融処理を行うと
いうことは、空気と比較して、溶融体（低融点金属や低
融点合金など）と接触している高沸点液体の比重が犬で
、しかも粘度が大であるため、周囲より溶融した金属に
圧力をかけることになり、溶融金属表面状態が波釘たず
に平滑な面になり、厚みも均一なものができることとな
る、なお、高沸点液体として天然植物系オイルなどのオ
イルやグリセリンといったフラックスの作用を有した液
体を使用することにより、フラックスは不要となり、そ
のために設備は筒素化されるとともに処理済チップ部品
の洗浄も非常に容易なものとなる。

さらに、本発明の効果に以下に列挙する。

（１）チップ部品を整列することなく投入できるので、
チップ部品の寸法に関係なく同−設備で処理することが
できる、また、寸法の異なったチップ部品ｔＵ合して処
理することもできる。

（２）フラックスを使用することなく処理できるため、
チップ部品の洗浄が容易であり、しかもフラックスの焼
付きがなく出来上りがきれいである。

（３）熱媒体が高部点液体のため、温度コント−ロール
も精度が高く、高沸点液体とテップ部品が接触している
ため、熱伝導が早く、溶融および同化の処理が短時間で
でき、しかも溶融処理の信頼性が高い。すなわち、溶融
の失敗がないものとなる。

（４高沸点液体に温度勾配を付けているため、処理済チ
ップ部品を低温部に一度に山積状態で溜めることができ
、まとめて−度に取出しが可能で、取出し作業が非常に
簡素化できる。

（目　高沸点液体の種類または比重を選ぶことにより、
チップ部品の液体中の通過時間を変えることができる。

また、高沸点液体の温度勾配を変えることにより、比重
が変化するのでチップ部品の液体中の通過時間を同じく
変えることができる。これにより、チップ部品の低融点
金属または低融点合金からなる膜または層の種類あるい
は寸法形状が変わっても容易に対処することができる。

（＠　機械的に動く部分が全くないので、設備の故障が
皆無といってよく、稼働率が飛躍的に向上する。

（７筒状容器の下方（底部）にコックを直列に配置して
いるので、電極処理済みのテップ部品を取出す場合には
、高沸点液体の液面を変化させることなく、しかも高沸
点液体中に空気を混入させることなく取出しができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明におけるチップ部品の電極処理装置の一
実施例を示す概略構成図、第２図はチップ部品の一種で
ある角板形チップ抵抗器を示す断面図、第３図は従来知
られているところのチップ部品の電極処理を実施するだ
めの装置の一例を示す概略構成図である。 １・・・・・・絶縁基板、２・・・・・抵抗体、３・・
・・・銀系電極膜、４・・・−・・ニッケル膜、５・・
・・・・はんだ膜、６・・・・・・ガラス被覆膜、７・
・・・チップ部品、１７・・・・・・筒状容器、１８・
・・・・やし油（高沸点液体）、１９・・・・・・加熱
器、２０・・・・・・パーツフィーダ、２１．２２・・
・・・・コック、２３・・・・・・高沸点液体溜め容器
、２４・・・・・底部開口部、２５・・・・・・網状受
は器。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）内部にオイルなどの高沸点液体を満たし、かつ一
   方の端に電極部の最外層に低融点金属または低融点合金
   からなる膜または層を有したチップ部品を投入する投入
   部を備えた筒状容器と、上記高沸点液体に温度勾配をも
   たせるように上記筒状容器の一方の端に配された加熱器
   と、上記筒状容器の他方の端に配された２個以上のコッ
   クとからなり、かつ上記筒状容器の下方に上記コック部
   を設置するとともにそのコック部側に処理済のチップ部
   品を取出す取出し部を備えてなるチップ部品の電極処理
   装置。
2. （２）高沸点液体として、天然植物系オイル、天然動物
   系オイル、天然鉱物系オイル、合成シリコン系オイルま
   たはグリセリンのいずれか１つを用いてなる特許請求の
   範囲第１項記載のチップ部品の電極処理装置。
3. （３）加熱器として外部より加熱するマルトルヒータま
   たは内部より加熱する密閉型シーズヒータを用いてなる
   特許請求の範囲第１項記載のチップ部品の電極処理装置
   。