WO2016121575A1 - 電子部品の製造方法および電子部品 - Google Patents
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Abstract
Description
そして、特許文献1には、電子部品101の製造方法として、図13(a)~(c)に示すように、電子部品101の下面101a(図12参照)を粘着性保持治具140に固定し、外部電極120およびチップ素体110の表面に絶縁性樹脂130aを塗布し固化させた後、電子部品101を粘着性保持治具140から分離することで、電子部品101の下面以外の面(両端面、上面および両側面)を絶縁層130で覆うとともに、下面を露出させるようにした電子部品の製造方法が示されている。
そして、このように構成された電子部品101は、その下面が実装基板と対向するような姿勢で実装基板上に搭載することにより、外部電極120が他の電子部品などとショートすることを防止して、信頼性の高い、高密度実装を行うことができるとされている。
電子部品を構成するチップ素体上に形成された外部電極本体が被覆されるように、前記外部電極本体上に絶縁層を形成する工程と、
前記外部電極本体の表面を構成する材料よりも前記絶縁層の方が吸収係数の大きいレーザ光を、前記絶縁層の所定の領域に照射して、前記所定の領域に位置する前記絶縁層を除去し、前記外部電極本体の所定の領域を露出させる工程と
を具備することを特徴としている。
樹脂成分を含まない材料から形成された外部電極本体とは、例えば、金属粒子とガラスを含む導電性ペーストを塗布、焼成することにより形成される焼付け電極(厚膜電極)や、スパッタ法や蒸着法などにより形成される薄膜電極などが例示される。
前記外部電極本体は、前記チップ素体上に形成された導電性材料と、前記導電性材料を被覆するように形成された金属めっき層とから構成される。
チップ素体と、
前記チップ素体上に設けられた外部電極本体と、
前記外部電極本体の所定の領域を露出させるように前記外部電極本体を覆う絶縁層と、
前記外部電極本体の前記所定の領域を覆って、前記絶縁層から露出している被覆めっき層と
を備える。
また、被覆めっき層は、外部電極本体の所定の領域を覆って、絶縁層から露出しているので、被覆めっき層の表面は、絶縁層に覆われていない。したがって、電子部品の被覆めっき層をはんだにより実装対象に実装させるとき、はんだが、被覆めっき層の表面と絶縁層との間に入り込むことがなく、絶縁層を破壊しない。
これに対して、被覆めっき層の表面の少なくとも一部を、絶縁層にて覆うと、電子部品の被覆めっき層をはんだにより実装対象に実装させるとき、はんだが、被覆めっき層の表面と絶縁層との間に入り込んで、絶縁層を破壊するおそれがある。
前記被覆めっき層は、Niめっき層と、前記Niめっき層を覆うSnめっき層とから構成される。
前記外部電極本体は、前記チップ素体上に設けられた導電性材料と、前記導電性材料を覆う金属めっき層とから構成される。
前記被覆めっき層は、Niめっき層と、前記Niめっき層を覆うSnめっき層とから構成される。
前記被覆めっき層は、Snめっき層である。
前記被覆めっき層は、Niめっき層と、前記Niめっき層を覆うSnめっき層とから構成される。
その結果、実装対象に接合される領域となる外部電極の露出領域を、所望の形状に形成することが可能になり、実装対象との電気的、機械的な接合信頼性の高い電子部品を確実に、しかも効率よく製造することができるようになる。
図1(a),(b)は、本発明の実施形態1にかかる電子部品の製造方法により作製される電子部品1を示す図である。
外部電極20は、チップ素体10の端面10aからチップ素体10の上面10b、下面10cおよび両側面10dの一部に回り込むように形成されている。
また、電子部品1は、外部電極20の、実装対象である回路基板などと対向する面である下面側の領域(下面領域)Rを除いて、全体が絶縁層30で覆われている。
(a)コイル13と導通するようにチップ素体10の表面に形成された、導電材料粒子(金属粒子)が樹脂に分散した樹脂電極からなる電極本体25aと、電極本体25aの表面全体を覆うように形成された金属めっき層(この実施形態ではNiめっき層)25bとを備えた外部電極本体25と、
(b)外部電極本体25の上記絶縁層30により覆われていない下面領域(露出領域)Rを被覆するように形成されたSnめっき層b1とを備えている。
すなわち、ここでは、チップ素体10上に形成された電極本体25aが、金属めっき層(Niめっき層)25b、Snめっき層b1を介して実装対象上の導体に接合される。なお、外部電極本体25の絶縁層30により被覆されていない下面領域Rの形状には、特別の制約はなく、電子部品1と実装対象との電気的、機械的な接合信頼性が確保できるような形状であればよい。
上記構成では、被覆めっき層は、外部電極本体25の所定の領域Rを覆っているので、被覆めっき層を所望の領域に設けることができる。したがって、他の電子部品1などとのショートを防止でき、信頼性の高い、高密度実装を行うことができる。
また、被覆めっき層は、外部電極本体25の所定の領域Rを覆って、絶縁層30から露出しているので、被覆めっき層の表面は、絶縁層30に覆われていない。したがって、電子部品1をはんだにより実装対象に実装させるとき、はんだが、被覆めっき層の表面と絶縁層30との間に入り込むことがなく、絶縁層30を破壊しない。
これに対して、被覆めっき層の表面の少なくとも一部を、絶縁層30にて覆うと、電子部品1の被覆めっき層をはんだにより実装対象に実装させるとき、はんだが、被覆めっき層の表面と絶縁層30との間に入り込んで、絶縁層30を破壊するおそれがある。
なお、この実施形態では、電子部品は、以下に説明するような、チップ素体を形成する工程、外部電極本体を形成する工程、絶縁層を形成する工程、所定の領域の絶縁層を除去する工程、Snめっき層を形成する工程を経て製造される。
まず、導電性ペーストを塗布することにより形成された内部導体パターンを表面に備えた磁性体グリーンシート、および、内部導体パターンを備えていない外層用の磁性体グリーンシートを、所定の順序で積層、圧着することで積層ブロックを形成する。そしてこの積層ブロックをカットして、個々のチップに分割した後、焼成することにより、チップ素体10を形成する。
チップ素体10は、両端面10a、上面10b、下面10cおよび両側面10dからなる略直方体形状をしており、コーナー部および稜部がバレル研磨などの方法で面取りされ、丸みを有している。
次に、チップ素体10の両端面10aに導電性樹脂材料を塗布し、硬化させることにより電極本体25aを形成する。導電性樹脂材料は、AgまたはCuを主成分とする金属粒子と樹脂材料とにより構成されている。
次に、めっき処理を行い、電極本体25aを被覆するように金属めっき層25bを形成する。具体的には、Ni電解めっきを行って、電極本体25aの表面を覆うようにNiめっき層を形成する。なお、Ni電解めっきの前に、無電解めっきなどにより、下地となるめっき層を形成してもよい。
次に、図2(b)に示すように、外部電極本体25を含むチップ素体10の表面全体に絶縁層30を形成する。絶縁層30は、例えば、チップ素体10を絶縁材料(絶縁性ペーストなど)に浸漬する方法で、絶縁材料を塗布した後、乾燥させることにより形成することができる。
絶縁層30の厚みは、例えば、3μm~20μmとすることが望ましい。絶縁性ペーストを塗布する方法としては、スプレー塗布法、電着塗装法、ドラム式回転コーティング法などを用いることも可能である。
次に、図2(c)に示すように、絶縁層30の所定の領域(下面領域)Rにレーザ光Lを照射して、下面領域Rに位置する絶縁層30を除去する。すなわち、下面領域Rにおいて外部電極本体25を被覆している絶縁層30を除去し、下面10cに外部電極本体25を露出させる。
外部電極本体25を露出させる下面領域Rの形状は、レーザ光Lを走査させることで、種々の実装対象に適合した形状とすることができる。
このレーザ光Lの照射によって、絶縁層30に被覆されていた外部電極本体25の下面領域Rが露出し、外部電極本体25の露出領域が形成される。
なお、レーザの種類としては、YVO4以外にも、YAGレーザ、CO2レーザ、エキシマレーザ、UVレーザなどを用いることが可能である。
それから、図2(d)に示すように、下面領域Rに露出した外部電極本体25(Niめっき層)上に、Snめっき層b1を形成する。
これにより、図1に示すような構造を有する電子部品1が得られる。
図3(a),(b)は、本発明の実施形態2にかかる電子部品の製造方法により作製される電子部品1を示す図である。電子部品1は、外部電極本体25が、金属粒子とガラスを含む導電性ペーストを塗布、焼成することで形成された焼付け電極(厚膜電極)である点において、上記実施形態1の、樹脂電極からなる電極本体25aの表面をNiめっき層で被覆した外部電極本体25を備えた電子部品1とは、その構成を異にしている。
図3(a),(b)に示すように、この実施形態2の電子部品1も、上述の実施形態1の電子部品の場合と同様に、外部電極20の、実装対象である回路基板などと対向する面である下面側の領域(下面領域)Rを除いて、全体が絶縁層30で覆われている。
すなわち、実施形態2の電子部品1においては、焼付け電極(厚膜電極)である外部電極本体25を備えたチップ素体10が、絶縁層30により直接に被覆されている。
また、電子部品1は、外部電極20の、実装対象である回路基板などと対向する面である下面側の領域(下面領域)Rを除いて、全体が絶縁層30で覆われている。
また、外部電極20は、上記絶縁層30により覆われていない下面領域(露出領域)Rに、外部電極本体25の表面に直接形成された下地層であるNiめっき層c1と、Niめっき層c1の表面に最外層として形成されたSnめっき層c2を備えている。
その他の構成は、上記実施形態1の電子部品1と場合と同様である。
なお、樹脂成分を含まない外部電極本体25は、上述の導電性ペーストを塗布、焼成する方法以外にも、例えば、スパッタ法や蒸着法などの他の方法によっても形成することができる。
なお、絶縁層30を構成する材料としては、実施形態1と同様に、レーザ光Lの吸収係数が大きい樹脂材料が用いられる。
これにより、図3に示すような構造を有する電子部品1が得られる。
図5(a),(b)は、本発明の実施形態3にかかる電子部品の製造方法により作製される電子部品1を示す図である。実施形態3は、実施形態2とは、チップ素体および外部電極本体の構成が相違する。この相違する構成を以下に説明する。なお、その他の構造は、実施形態2と同じであるため、その説明を省略する。
金属めっき層50は、Cuめっき層である。被覆めっき層は、Niめっき層c1と、Niめっき層c1を覆うSnめっき層c2とから構成される。
これにより、Niめっき層c1は、Cuめっき層とSnめっき層c2との間の相互拡散を防止できる。Niめっき層c1は、Cuめっき層とSnめっき層c2との間に存在するので、Cuめっき層とSnめっき層c2との積層で発生するウィスカを防止できる。
また、チップ素体10は樹脂材料および金属粉のコンポジット材料からなるが、チップ素体10に導電性材料を介して金属めっき層50を設けることができる。
そして、チップ素体10を孔200aに挿入する際には、棒状の部材でマスク200の一面側から、チップ素体10を孔200に押し込む。これにより、チップ素体10の両端部を孔200aから露出することができる。なお、チップ素体10の一方の端部を孔200aから露出させるようにしてもよい。
金属めっき層50は、Cuめっき層である。したがって、金属めっき層50は、Cuを選択しているため、めっきの際に、めっきにより、導電性材料40に付着しやすくなる。
このようにして、導電性材料40と金属めっき層50とから、外部電極本体25を形成する。
なお、絶縁層30を構成する材料としては、実施形態1と同様に、レーザ光Lの吸収係数が大きい樹脂材料が用いられる。
したがって、チップ素体10の樹脂材料が、レーザ光が吸収されにくい金属めっき層50により被覆されているので、レーザ光を照射して所定の領域Rに位置する絶縁層30を除去する工程で、チップ素体10の樹脂材料が除去されてしまうことがなく、外部電極本体25の露出領域を所望の形状とすることができる。
したがって、Snめっき層c2を形成するので、電子部品1を、はんだを用いて実装対象に接合する場合に、接合信頼性を向上させることが可能になる。また、Niめっき層c1は、Cuめっき層とSnめっき層c2との間の相互拡散を防止できる。また、Niめっき層c1は、Cuめっき層とSnめっき層c2との間に存在するので、Cuめっき層とSnめっき層c2との積層で発生するウィスカを防止できる。
これにより、図5に示すような構造を有する電子部品1が得られる。
図9(a)に示すように、金属めっき層50は、Cuめっき層51と、Cuめっき層51を覆うNiめっき層52とから構成され、被覆めっき層は、Snめっき層b1である。なお、金属めっき層50において、Niめっき層52は、Cuめっき層51の全体を覆っているが、Cuめっき層51の所定の領域Rに対応する部分を覆うようにしてもよい。
したがって、Niめっき層52は、Cuめっき層51とSnめっき層b1との間の相互拡散を防止できる。Niめっき層52は、Cuめっき層51とSnめっき層b1との間に存在するので、Cuめっき層51とSnめっき層b1との積層で発生するウィスカを防止できる。
この電子部品1の製造方法を説明する。図8に示す電子部品1の製造方法と異なる方法を説明する。
図8(a)において、金属めっき層50を、Cuめっき層51と、Cuめっき層51を覆うように形成されたNiめっき層52とから構成する。これにより、Cuめっき層51は、めっきにより、導電性材料40に付着しやすくなり、また、Niめっき層52は、Cuめっき層51を保護する。
図8(d)において、外部電極本体の、絶縁層を除去することで露出した領域を被覆するように、Snめっき層b1を形成する。このように、Snめっき層b1を形成するので、電子部品1を、はんだを用いて実装対象に接合する場合に、接合信頼性を向上させることが可能になる。
図9(b)に示すように、金属めっき層50は、Cuめっき層51と、Cuめっき層51を覆うNiめっき層52とから構成され、被覆めっき層は、Niめっき層c1と、Niめっき層c1を覆うSnめっき層c2とから構成される。
したがって、Niめっき層52,c1は、Cuめっき層51とSnめっき層c2との間の相互拡散を防止できる。Niめっき層52,c1は、Cuめっき層51とSnめっき層c2との間に存在するので、Cuめっき層51とSnめっき層c2との積層で発生するウィスカを防止できる。
この電子部品1の製造方法を説明する。図8に示す電子部品1の製造方法と異なる方法を説明する。
図8(a)において、金属めっき層50を、Cuめっき層51と、Cuめっき層51を覆うように形成されたNiめっき層52とから構成する。これにより、Cuめっき層51は、Cuを選択しているため、めっきの際に、導電性材料40に付着しやすくなり、また、Niめっき層52は、Cuめっき層51を保護する。その後、図8(b)~(d)にて説明した方法と同じ方法を行う。
ここで、図8(c)を参照して、外部電極本体25の所定の領域Rを露出させるように所定の領域Rに対応する絶縁層30をレーザ光で除去するとき、金属めっき層50のNiめっき層52は、レーザ光の熱で酸化する。そこで、この方法では、図8(d)を参照して、被覆めっき層のNiめっき層c1を再度施してから、Snめっき層c2を行っている。
すなわち、レーザ光を、一方の外部電極本体を被覆している絶縁層の複数箇所(2箇所以上)と他方の外部電極本体を被覆している絶縁層の複数箇所(2箇所以上)に、それぞれ離間して照射し、絶縁層を除去するようにしてもよい。なお、実施形態2,3についても同様である。
例えば、外部電極20の端面10a側の一部を露出させることにより、電子部品1を実装対象に搭載した場合に、端面10a側の外部電極20にも接合可能な領域が形成され、実装対象との接合信頼性を向上させることができる。
10 チップ素体
10a チップ素体の端面
10b チップ素体の上面
10c チップ素体の下面
10d チップ素体の側面
11 磁性体セラミック層
12 内部導体
13 コイル
13a コイルの端部
20 外部電極
25 外部電極本体
25a 電極本体
25b 金属めっき層
30 絶縁層
40 導電性材料
50 金属めっき層
51 Cuめっき層
52 Niめっき層
b1 (被覆めっき層の一例の)Snめっき層
c1 (被覆めっき層の一例の)Niめっき層(下地層)
c2 (被覆めっき層の一例の)Snめっき層(最外層)
L レーザ光
R 所定の領域(絶縁層を除去する領域)
Claims (24)
- 電子部品を構成するチップ素体上に形成された外部電極本体が被覆されるように、前記外部電極本体上に絶縁層を形成する工程と、
前記外部電極本体の表面を構成する材料よりも前記絶縁層の方が吸収係数の大きいレーザ光を、前記絶縁層の所定の領域に照射して、前記所定の領域に位置する前記絶縁層を除去し、前記外部電極本体の所定の領域を露出させる工程と
を具備する、電子部品の製造方法。 - 前記外部電極本体が、前記チップ素体上に形成された、導電性樹脂材料からなる電極本体と、前記電極本体を被覆するように形成された金属めっき層とを備えたものである、請求項1記載の電子部品の製造方法。
- 前記金属めっき層が、Niめっき層である、請求項2記載の電子部品の製造方法。
- 前記外部電極本体の、前記絶縁層を除去することで露出した領域を被覆するように、Snめっき層を形成する工程を備えている、請求項2または3記載の電子部品の製造方法。
- 前記外部電極本体が、樹脂成分を含まない材料から形成されたものである、請求項1記載の電子部品の製造方法。
- 前記外部電極本体の、前記絶縁層を除去することで露出した領域を被覆するように、被覆めっき層を形成する工程を備えている、請求項5記載の電子部品の製造方法。
- 前記被覆めっき層を形成する工程が、下地層としてNiめっき層を形成する工程と、最外層としてSnめっき層を形成する工程を備えている、請求項6記載の電子部品の製造方法。
- 前記チップ素体は、樹脂材料および金属粉のコンポジット材料からなり、
前記外部電極本体は、前記チップ素体上に形成された導電性材料と、前記導電性材料を被覆するように形成された金属めっき層とから構成される、請求項1記載の電子部品の製造方法。 - 前記金属めっき層は、Cuめっき層である、請求項8記載の電子部品の製造方法。
- 前記金属めっき層は、Cuめっき層と、前記Cuめっき層を覆うように形成されたNiめっき層とから構成される、請求項8記載の電子部品の製造方法。
- 前記外部電極本体の、前記絶縁層を除去することで露出した領域を被覆するように、Snめっき層を形成する工程を備えている、請求項10記載の電子部品の製造方法。
- 前記外部電極本体の、前記絶縁層を除去することで露出した領域を被覆するように、下地層としてNiめっき層と最外層としてSnめっき層とを形成する工程を備えている、請求項9または10記載の電子部品の製造方法。
- 前記レーザ光の照射により、前記電子部品を実装対象上に搭載する場合において、前記電子部品の前記外部電極本体が直接またはめっき層を介して接合されるべき領域を被覆している前記絶縁層を除去する、請求項1~12のいずれか一つに記載の電子部品の製造方法。
- 前記チップ素体の両端部のそれぞれに前記外部電極本体が形成されている場合において、前記レーザ光を、前記チップ素体の両端部に形成された前記外部電極本体それぞれについて、前記絶縁層の複数箇所を離間して除去するように照射する、請求項13記載の電子部品の製造方法。
- 前記絶縁層を構成する材料が、樹脂材料である、請求項1~14のいずれか一つに記載の電子部品の製造方法。
- 前記レーザ光として、波長が1.06μm以上、10.6μm以下のレーザ光を用いる、請求項15記載の電子部品の製造方法。
- チップ素体と、
前記チップ素体上に設けられた外部電極本体と、
前記外部電極本体の所定の領域を露出させるように前記外部電極本体を覆う絶縁層と、
前記外部電極本体の前記所定の領域を覆って、前記絶縁層から露出している被覆めっき層と
を備える、電子部品。 - 前記外部電極本体は、前記チップ素体上に設けられ導電性樹脂材料からなる電極本体と、前記電極本体を覆う金属めっき層とから構成される、請求項17記載の電子部品。
- 前記金属めっき層は、Niめっき層であり、前記被覆めっき層は、Snめっき層である、請求項18記載の電子部品。
- 前記外部電極本体は、樹脂成分を含まない材料から構成され、
前記被覆めっき層は、Niめっき層と、前記Niめっき層を覆うSnめっき層とから構成される、請求項17記載の電子部品。 - 前記チップ素体は、樹脂材料および金属粉のコンポジット材料からなり、
前記外部電極本体は、前記チップ素体上に設けられた導電性材料と、前記導電性材料を覆う金属めっき層とから構成される、請求項17記載の電子部品。 - 前記金属めっき層は、Cuめっき層であり、
前記被覆めっき層は、Niめっき層と、前記Niめっき層を覆うSnめっき層とから構成される、請求項21記載の電子部品。 - 前記金属めっき層は、Cuめっき層と、前記Cuめっき層を覆うNiめっき層とから構成され、
前記被覆めっき層は、Snめっき層である、請求項21記載の電子部品。 - 前記金属めっき層は、Cuめっき層と、前記Cuめっき層を覆うNiめっき層とから構成され、
前記被覆めっき層は、Niめっき層と、前記Niめっき層を覆うSnめっき層とから構成される、請求項21記載の電子部品。
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