説明

電子部品の製造方法

【課題】Ag電極と、それを被覆するNiめっき皮膜およびAuめっき皮膜を備えた外部電極を有する電子部品を製造するにあたって、Agのマイグレーションによる絶縁抵抗の劣化を抑制することが可能で、信頼性の高い電子部品を効率よく製造することができる電子部品の製造方法を提供する。
【解決手段】Agを主成分とする材料からなる外部電極本体の表面にNiめっき皮膜を形成し、さらに、Niめっき皮膜の表面にAuめっき皮膜を形成した後、Agを選択的に溶解するエッチング液を用いてエッチングを行う。
また、エッチング液として、鉄(III)塩、過酸化水素、およびペルオキソ2硫酸アンモニウムからなる群より選ばれる少なくとも1種を含むエッチング液を用いる。
また、前記エッチング液として、硫酸鉄(III)アンモニウムを含むエッチング液を用いる。
また、エッチング液として、pHが1.0以上のものを用いる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子部品の製造方法に関し、詳しくは、外部電極本体の表面に、Niめっき皮膜およびAuめっき皮膜を備えた外部電極を備えた電子部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、セラミック多層基板などの電子部品は、通常、その表面に外部電極を備えた構造を有している。
【0003】
この外部電極を構成する電極材料の1つに、Agが広く用いられている。しかしながら、Ag電極は、電子部品を構成するセラミックなどの絶縁材料からなる基材の表面をAgが移動するマイグレーション現象により、電極間の絶縁抵抗を低下させるという問題点がある。
【0004】
そこで、Agのマイグレーションを防ぐため、Ag電極(外部電極本体)にめっきを施して、その表面にNiめっき皮膜やAuめっき皮膜などのめっき被膜を形成することが行われている。
【0005】
しかしながら、Ag電極(外部電極本体)上にめっき皮膜を形成するようにした場合にも、めっき皮膜の形成が不十分で、例えば、図4に示すように、Ag電極(外部電極本体)51がめっき皮膜52により完全には被覆されずに、Ag電極(外部電極本体)51の先端部(周縁部)が、外部に露出しているような場合、Agのマイグレーションにより、電極間の絶縁抵抗の劣化を招くという問題点がある。
【0006】
そこで、Ag電極(外部電極本体)の周囲の不要部分(滲み出し部分など)を予めエッチングして除去した後、NiめっきとAuめっきを施して、Niめっき皮膜およびAuめっき皮膜を形成することが考えられるが、この方法の場合、Ag電極(外部電極本体)の周囲の不要部分をエッチング除去することはできても、その後のめっき工程で、Ag電極(外部電極本体)の先端部(周縁部)が、十分にめっき皮膜により被覆されず、Agのマイグレーションにより電極間の絶縁抵抗の劣化を招くおそれが残るという問題点がある。
【0007】
一方、Ag電極(外部電極本体)に例えばNiめっきおよびAuめっきを先に施し、その後に、めっき皮膜から露出したAg電極(外部電極本体)の先端部(周縁部)をエッチング除去することも考えられる。しかしながら、この方法の場合、めっき皮膜を形成した後、めっき皮膜の先端部などに露出したAg電極(外部電極本体)を確実にエッチングすることは容易ではなく、不要なAg電極がエッチングされずに残留してマイグレーションを生じるという問題点がある。また、不要なAg電極を十分にエッチング除去できるように強いエッチング液を用いると、Niめっき皮膜やAuめっき皮膜などのめっき皮膜(特にNiめっき皮膜)をエッチングしてしまうという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開平10−60671号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は、上記課題を解決するものであり、電子部品素体の表面に配設されるAgを主成分とする外部電極本体と、その表面を被覆するNiめっき皮膜および該Niめっき皮膜上に形成されるAuめっき皮膜とを備えた外部電極を有する電子部品を製造するにあたって、Agのマイグレーションによる絶縁抵抗の劣化を抑制することが可能で、信頼性の高い電子部品を効率よく製造することができる電子部品の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記課題を解決するため、本発明の電子部品の製造方法は、
電子部品素体と、その表面に形成された外部電極とを備えた電子部品の製造方法であって、
前記外部電極として、Agを主成分とする材料からなる外部電極本体を形成する電極形成工程と、
前記外部電極本体の表面にNiめっき皮膜を形成し、その後に、前記Niめっき皮膜の表面にAuめっき皮膜を形成するめっき皮膜形成工程と、
前記めっき皮膜形成工程の後に、Agを選択的に溶解するエッチング液を用いてエッチングを行うエッチング工程と
を備えていることを特徴としている。
【0011】
本発明においては、前記エッチング液として、鉄(III)塩、過酸化水素、およびペルオキソ2硫酸アンモニウムからなる群より選ばれる少なくとも1種を含むエッチング液を用いることが好ましい。
【0012】
また、前記エッチング液として、硫酸鉄(III)アンモニウムを含むエッチング液を用いることが好ましい。
【0013】
また、前記エッチング液として、pHが1.0以上のものを用いることが好ましい。
【発明の効果】
【0014】
本発明の電子部品の製造方法は、Agを主成分とする材料からなる外部電極本体(以下単に「Ag電極」ともいう)の表面に、Niめっき皮膜とAuめっき皮膜とを形成した後、Agを選択的に溶解するエッチング液を用いてエッチングを行うようにしているので、Niめっき皮膜およびAuめっき皮膜(以下単に「めっき皮膜」ともいう)を溶解させることなく、Agのみを効率よくエッチング除去して、Agマイグレーションの発生を抑制することができる。
【0015】
また、外部電極本体(Ag電極)の、上記めっき皮膜から露出した部分を除去することにより、外部電極間の距離を確保することが可能になり、Ag電極への電界集中を抑制して、マイグレーションの発生を抑えることが可能になる。
その結果、外部電極間の絶縁抵抗の劣化を抑制することが可能で、信頼性の高い電子部品を効率よく製造することが可能になる。
【0016】
また、本発明においては、エッチング液として、鉄(III)塩、過酸化水素、およびペルオキソ2硫酸塩アンモニウムからなる群より選ばれる少なくとも1種を含むエッチング液を用いることにより、めっき皮膜を溶解させることなく、Ag電極をより選択的にエッチングして、信頼性の高い外部電極を備えた電子部品を提供することができる。
【0017】
また、前記エッチング液として、硫酸鉄(III)アンモニウムを含むエッチング液を用いるようにした場合、さらに確実に、めっき皮膜を溶解させることなく、Ag電極を選択的にエッチングして、信頼性の高い外部電極を備えた電子部品を提供することができる。
【0018】
また、エッチング液として、pHが1.0以上のものを用いることにより、さらに確実に、めっき皮膜を溶解させることなく、Ag電極を選択的にエッチングして、信頼性の高い外部電極を備えた電子部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】(a)本発明の電子部品の製造方法により製造される電子部品(セラミック多層基板)を示す断面図、(b)は要部を拡大して示す断面図である。
【図2】本発明の電子部品の製造方法および比較例の方法により製造した電子部品(セラミック多層基板)の、絶縁抵抗が劣化するまでの時間を示す図である。
【図3】外部電極本体(Ag電極)にめっきを施してめっき被膜を形成した状態(Ag電極のエッチングを行っていない状態)の外部電極を示す図である。
【図4】従来の電子部品の製造方法の問題点を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下に本発明の実施の形態を示して、本発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【実施例1】
【0021】
この実施例1では、図1(a),(b)に示すような、電子部品(セラミック多層基板)20を製造する場合を例にとって説明する。このセラミック多層基板20は、低温焼結セラミックを用いたセラミック多層基板であって、複数のセラミック層5が積層されてなるセラミック多層基板本体10と、セラミック多層基板本体(セラミック素体)10の内部に配設された配線1aやビアホール導体1bなどの内部導体1と、セラミック基板本体10の表面(上下両主面)に配設された外部電極2とを備えている。
【0022】
そして、この実施例1にかかるセラミック多層基板20においては、外部電極2は、Agペーストを塗布して焼き付けることにより形成された厚膜電極からなる外部電極本体2aと、その表面に形成されたNiめっき皮膜2bと、Niめっき皮膜の表面を覆うように形成されたAuめっき皮膜2cとを備えている。
【0023】
この実施例1では、上述のセラミック多層基板20を製造するにあたって、ビアホール用貫通孔に電極ペーストが充填され、かつ、所定の内部電極パターンが形成されたセラミックグリーンシートを積層、圧着し、個々の電子部品素子に切断した後、焼成する工程を経て、セラミック多層基板本体(セラミック素体)10を形成する。
【0024】
それから、セラミック多層基板本体(セラミック素体)10の表面の、外部電極を形成すべき所定の位置にAgペーストを塗布して焼き付けることにより、例えば、厚みが約10μmの外部電極本体(Ag電極)2aを形成する。
【0025】
次に、Niめっきを行って、外部電極本体(Ag電極)2aの表面に、厚みが約1μmのNiめっき皮膜2bを形成し、さらにAuめっきを行って、Niめっき皮膜2b上に、厚みが約0.05μmのAuめっき皮膜2cを形成する。
【0026】
それから、外部電極本体(Ag電極)2aが形成され、その表面にNiめっき皮膜2bおよびAuめっき皮膜2cが形成された、めっき済みのセラミック基板本体(セラミック素体)10に対して、表1に示すようなAgを選択的に溶解するエッチング液を用いて、表1の条件1および条件2の条件でエッチングを行った。
【0027】
なお、条件1では、硫酸鉄(III)アンモニウムを表1に示すように50g/lとなるように水に溶解したエッチング液を用い、条件2では、硝酸鉄(III)を表1に示すように10g/lとなるように水に溶解したエッチング液を用いてエッチングを行った。
【0028】
【表1】

【0029】
そして、エッチングの終了後に、各試料を水洗、乾燥して、図1(a),(b)に示すような、外部電極本体(Ag電極)2aの表面にNiめっき皮膜2bおよびAuめっき皮膜2cが形成された構造を有する外部電極2を備えた電子部品(セラミック多層基板)20を得た。
【0030】
それから、エッチング後の各試料について、表2に示すような条件で、水中電圧印加試験を実施して、絶縁抵抗が劣化するまでの時間を調べ、マイグレーション特性を評価した。
【0031】
また、比較のため、エッチングを行わない試料を作製して、同様の方法で、絶縁抵抗が劣化するまでの時間を調べ、マイグレーション特性を評価した。
その結果を図2に示す。
【0032】
【表2】

【0033】
図2に示すように、水中電圧印加試験による評価において、エッチングを行わなかった比較例の試料の場合、試験開始後短時間で絶縁抵抗の劣化が認められたが、この比較例に比べて、上述のエッチング液を用いてエッチングを行った本発明の実施例にかかる試料の場合には、絶縁抵抗が劣化するまでの時間が大幅に伸びており、十分な延命効果が得られることが確認された。
【0034】
めっき被膜の形成後にエッチングを行わない場合には、図3(a)に示すように、Ag電極(外部電極本体)2aの先端部(周縁部)が、Niめっき皮膜2b、Auめっき皮膜2cにより被覆されず、外部に露出しているため、Agのマイグレーションにより絶縁抵抗の劣化を招いたものと考えられる。
【0035】
これに対し、めっき被膜の形成後にエッチングを行った場合には、めっき被膜2b,2cの形成後の段階では、図3(a)に示すように、めっき皮膜2b,2cにより被覆されずに外部に露出していたAg電極(外部電極本体)2aの先端部(周縁部)が、エッチングにより、図3(b)(および図1(b))に示すように除去されて、Agのマイグレーションが起こりにくくなったことによるものと考えられる。
【実施例2】
【0036】
表3A、表3Bに示すような組成を有するエッチング液1〜19を用意した。
また、エッチング特性を調べるためのエッチング対象物(試料)として、
(a)Cu箔の表面にNiめっき皮膜を形成し、さらにNiめっき皮膜上にAuめっき皮膜を形成しためっき被膜付きCu箔と、
(b)無垢のAg箔と
を用意した。
【0037】
そして、上述のめっき被膜付きCu箔と、Ag箔とを、表3A、表3Bのエッチング液1〜19に浸漬し、めっき被膜付きCu箔におけるめっき被膜(Niめっき皮膜とAuめっき皮膜)の腐食の進行の状態を観察するとともに、Ag箔のエッチング(溶解)の進行状態を調べ、その結果から各エッチング液のAg選択エッチング性を評価した。
その結果を表3A、表3Bに併せて示す。
【0038】

【0039】
【表3B】

【0040】
なお、Ag選択エッチング性を評価するにあたっては、めっき皮膜に腐食が認められず、Ag箔のエッチングが進行した(Ag箔が溶解した)エッチング液を、Ag選択エッチング性が良好(○)であると評価した。
【0041】
すなわち、めっき皮膜に腐食が認められたエッチング液は、Ag箔のエッチングの進行の程度を問わず、Ag選択エッチング性が不良(×)であると評価した。
また、Ag箔のエッチングが進行しない(Ag箔が溶解しない)か、Ag箔のエッチングは進行するが、進行が遅い(Ag箔は溶解するが、溶解が遅い)エッチング液は、めっき皮膜の腐食の程度を問わず、Ag選択エッチング性が不良(×)であると評価した。
【0042】
表3A、3Bに示すように、
・エッチング液番号11および12のペルオキソ2硫酸アンモニウムの水溶液、
・エッチング液番号14のアンモニアと過酸化水素の水溶液、
・エッチング液番号15,16の硫酸鉄(III)アンモニウムの水溶液、および、
・エッチング液番号17の硝酸鉄(III)の水溶液
をエッチング液として用いた場合、Ag選択エッチング性が良好(○)であることが確認された。
【0043】
また、Ag選択エッチング性が良好(○)である上記のエッチング液番号11,12,14,15,16,17の各エッチング液は、いずれも、pHが1.0以上でのエッチング液である。このように、pHが1.0以上のエッチング液を用いることにより、Niめっき皮膜やAuめっき皮膜を腐食させることなく、Ag電極を効率よく選択エッチングすることができて望ましい。
【0044】
上記の要件を満たす、本発明において用いることが可能なエッチング液の構成成分としては、表3Bのエッチング液番号11,12,14,15,16,17のエッチング液を構成する成分(構成材)以外にも、クエン酸鉄(III)、アセチルアセトナート鉄(III)、エチレンジアミン四酢酸−ナトリウム鉄(III)、リン酸鉄(III)、三シュウ酸三アンモニウム鉄(III)、次亜リン酸鉄(III)、二リン酸鉄(III)、シュウ酸鉄(III)、アクリル酸鉄(III)などが例示され、これらの成分を含むエッチング液を用いた場合も、上述の実施例の場合と同様の効果が得られるものと考えられる。
【0045】
上記実施例では、電子部品としてセラミック多層基板を製造する場合を例にとって説明したが、本発明は、電子部品素体の表面に、外部電極本体(Ag電極)と、その表面に形成されたNiめっき皮膜とAuめっき皮膜とを備えた外部電極を有する種々の電子部品を製造する場合に広く適用することが可能である。
【0046】
また、本発明においては、Ag電極のエッチングに用いられるエッチング液に種々の添加物を含有させることも可能であり、また、エッチング条件についても、上記実施例の条件に限定されるものではなく、電子部品に要求される特性などを考慮して、適切なエッチング条件を定めることが可能である。
【0047】
本願発明は、さらにその他の点においても上記実施例に限定されるものではなく、外部電極本体の形成条件、NiめっきやAuめっきの具体的な方法や条件などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【符号の説明】
【0048】
1 内部導体
1a 配線
1b ビアホール導体
2 外部電極
2a 外部電極本体
2b Niめっき皮膜
2c Auめっき皮膜
5 セラミック層
10 セラミック多層基板本体
20 電子部品(セラミック多層基板)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
電子部品素体と、その表面に形成された外部電極とを備えた電子部品の製造方法であって、
Agを主成分とする材料からなる外部電極本体を形成する電極形成工程と、
前記外部電極本体の表面にNiめっき皮膜を形成し、その後に、前記Niめっき皮膜の表面にAuめっき皮膜を形成するめっき皮膜形成工程と、
前記めっき皮膜形成工程の後に、Agを選択的に溶解するエッチング液を用いてエッチングを行うエッチング工程と
を備えていることを特徴とする電子部品の製造方法。
【請求項2】
前記エッチング液として、鉄(III)塩、過酸化水素、およびペルオキソ2硫酸アンモニウムからなる群より選ばれる少なくとも1種を含むエッチング液を用いることを特徴とする請求項1記載の電子部品の製造方法。
【請求項3】
前記エッチング液として、硫酸鉄(III)アンモニウムを含むエッチング液を用いることを特徴とする請求項1記載の電子部品の製造方法。
【請求項4】
前記エッチング液として、pHが1.0以上のものを用いることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の電子部品の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2012−193427(P2012−193427A)
【公開日】平成24年10月11日(2012.10.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−59109(P2011−59109)
【出願日】平成23年3月17日(2011.3.17)
【出願人】(000006231)株式会社村田製作所 (3,635)
【Fターム(参考)】