專利名稱：電子零部件的外部電極形成方法及電子零部件的制作方法
技術領域：
本發明是關于片狀電容器或片狀電阻器等電子零部件的外部電極形成方法，以及有關其外部電極經過改良的電子零部件。
背景技術：
片狀電容器或片狀電阻器等的外部電極形成方法，有如日本專利公開特開2001-35740號公報中所揭示，在基底膜(鎳膜)表面上藉由滾筒電鍍順序形成銅膜、鎳膜、焊錫膜。如此所形成之外部電極，由于可以使設在鎳膜下側的銅膜所致之應力舒緩，因此具有可以抑制銅膜表面的鎳膜及焊錫膜剝離或這些膜龜裂的優點。
發明內容
如前所述，在基底膜(鎳膜)表面上藉由滾筒電鍍順序形成銅膜、鎳膜、焊錫膜，首先，如
圖1所示，將形成有基底膜的、由電鍍前零部件C1和Fe等金屬所構成之球狀第1介質M1放入第1滾筒BR1，將該第1滾筒BR1投入銅電鍍浴BT1中進行電解電鍍。然后，將第1滾筒BR1從銅電鍍浴BT1中取出，將形成有銅膜的第1電鍍后零部件C1’和第1介質M1予以選別。之后，如圖2所示，將由第1電鍍后零部件C1’和Fe等金屬所組成之球狀第2介質M2放入第2滾筒BR2，將該第2滾筒BR2投入鎳電鍍浴BT2中進行電解電鍍，然后，將第2滾筒BR2從鎳電鍍浴BT2中取出，并將其投入焊錫浴BT3進行電解電鍍，然后，將第2滾筒BR2從焊錫浴BT3中取出，需要再將形成有鎳膜及焊錫膜的第2電鍍后零部件C2和第2介質M2予以選別。
即，在基底膜表面上藉由滾筒電鍍順序形成銅膜、鎳膜、焊錫膜時，若使用銅電鍍進行之際的介質(圖1的符號M1)當作焊錫電鍍后所選別之介質(圖2的符號M2)，則由于同介質所形成的銅膜為局部性，且膜厚參差不齊，換句話說，由于不能使用同樣介質當作進行銅電解時的媒體，因此必須要分別準備銅電鍍用介質和鎳/焊錫電鍍用介質，必須要在銅電鍍后選別銅電鍍使用過的介質，這導致作業工程繁雜化。
本發明有鑒于上述情況，其目的在于提供一種可因作業工程簡略化而達到刪減成本的電子零部件的外部電極形成方法，以及具有藉由該外部電極形成方法所形成的外部電極的電子零部件。
為了達成前述目的，本發明所涉及的電子零部件的外部電極形成方法，是屬于在基底膜之表面上順序地形成多層鍍膜的電子零部件的外部電極形成方法，其主要特征為，在基底膜上藉由電解打底電鍍(觸擊電鍍)以形成第1銅膜，并在第1銅膜表面上藉由電解電鍍形成第2銅膜，再于第2銅膜的表面上藉由電解電鍍形成鎳膜，再于鎳膜表面上藉由電解電鍍形成焊錫膜。
若根據此一外部電極形成方法，則可獲得一電子零部件，所述電子零部件為具有在基底膜表面上順序形成多層鍍膜(電解打底電鍍所成的第1銅膜，及電解電鍍所成的第2銅膜，及電解電鍍所成的鎳膜，及電解電鍍所成的焊錫膜)而構成外部電極。
又，即使將焊錫的電解電鍍中所使用過的介質，使用于銅之電解打底電鍍時，也能在該介質表面均勻地形成薄的銅膜，因此，可將該介質直接利用做為進行銅電解電鍍時的介質，可較使用兩種介質時更為刪減介質所需的成本。況且，因為只要一種介質就能共享于各電鍍處理，故可免除使用兩種介質時的選擇作業，藉由1次的選別作業就能進行一連串的電鍍處理，而可達到作業工程的簡略化，進而提升生產效率。
本發明的前述目的以及其它目的、構成特征、作用效果，可藉由以下的說明和附圖而明白。
附圖簡單說明圖1所示為以往的外部電極形成方法。圖2所示為以往的外部電極形成方法。圖3所示為本發明的外部電極形成方法。圖4所示為圖3所示電鍍前零部件的剖面圖。圖5所示為圖3所示電鍍后零部件的剖面圖。圖6所示為銅打底電鍍浴使用焦磷酸銅浴時的驗證例(試料1及2)的表。圖7所示為銅打底電鍍浴使用氰化銅浴時的驗證例(試料3～5)的表。圖8所示為銅打底電鍍浴使用硫酸銅浴時的驗證例(試料6～8)的表。圖9分別表示試料1～8所形成的第2銅膜的膜厚的平均值、標準偏差以及變異系數的表。
符號說明C11電鍍前零部件
C12電鍍后零部件11 電介質芯片12 內部電極13 基底膜14 第1銅膜15 第2銅膜16 鎳膜17 焊錫膜M11介質BR11 滾筒BT11 銅打底電鍍浴BT12 銅電鍍浴BT13 鎳電鍍浴BT14 焊錫電鍍浴具體實施方式
圖3所示為本發明所述的外部電極形成方法的一實施形態，圖中的符號C11是電鍍前零部件，C12是電鍍后零部件，M11是介質，BR11是滾筒，BT11是銅打底電鍍浴，B12是銅電鍍浴，BT13是鎳電鍍浴，BT14是焊錫電鍍浴。
圖3所示電鍍前零部件C11是屬于芯片狀電容器(層積陶瓷電容器)，如圖4所示，具備電介質芯片11，及埋設在電介質芯片11內的多數內部電極12，及設置在電介質11之長方向兩端部的一對基底膜13。
電介質芯片11是由鈦酸鋇等介電材料所成，形成長＞寬＝高之尺寸關系的長方體狀。內部電極12是由鎳等賤金屬所構成，由上方看下來的形狀為大致矩形，在電介質芯片11的高度方向上隔著所定間隔而面對面配置。該內部電極12是在電介質芯片11的長度方向兩端面處交互地露出其端緣，各露出端連接至基底膜13。基底膜13是由鎳等賤金屬所組成，形成為包覆著電介質芯片11的長度方向兩端部。
此處，說明前述電鍍前零部件C11的制造方法。
要得到前述電鍍前零部件C11，首先，使用模具涂布機(Die Coater)或刮墨刀等，將含有電介質粉末及樹脂結合劑的陶瓷生料，以所定的厚度涂布在聚對本二甲酸乙二醇酯等樹脂薄膜的表面上，將其干燥而形成印刷電路板。
接著，在前述印刷電路板的表面上，藉由網版印刷或凹版印刷等手法，將含有鎳粉末及樹脂結合劑的電極糊，以所定數組，例如m×n陣列而順序印刷，將其干燥后，形成未燒成內部電極層。
接著，將形成有未燒成內部電極層的印刷電路板連同未燒成內部電極層，以所定的大小藉由沖打加工而從樹脂薄膜上剝離下來，獲得具有未燒成內部電極層群的第1單位薄片，同時，將沒有形成未燒成內部電極層的印刷電路板以所定的大小藉由沖打加工而從樹脂薄膜上剝離下來，獲得不具有未燒成內部電極層群的第2單位薄片。
接著，將所定片數的第2單位薄片予以層積，施以熱壓，再于其表面上層積所定片數的第1單位薄片，施以熱壓，再于其表面上層積所定片數的第2單位薄片，施以熱壓，得到層積體。
接著，將層積體截斷成零部件尺寸，作成立方體形狀的未燒成芯片，將其燒成以獲得燒成芯片。該燒成芯片的長度方向兩端面上，有內部電極12的端緣呈交互露出。
接著，將和前述相同的電極糊，在燒成芯片的長度方向兩端部，以浸漬法涂布，并將涂布糊予以燒結而形成外部電極。當然，亦可以在未燒成芯片的長度方向兩端部涂布電極糊之后，再將未燒成芯片和涂布糊予以同時燒成。
以下，參照圖3，說明在電鍍前零部件C11之基底膜13表面上，順序形成多層鍍膜的方法。
首先，將由電鍍前零部件C11和Fe等金屬所成的球狀介質M11放入滾筒BR11，將該滾筒BR11投入銅打底電鍍浴BT11中進行電解打底電鍍。在基底膜13表面上形成第1銅膜14(參照圖5)。隨著處理條件不同，該電解打底電鍍所形成的第1銅膜14(參照圖5)的膜厚，包含部份形成的情形，大約為0.05～0.5μm。
該電解打底電鍍，是使用金屬離子濃度較一般為低的電鍍液且在短時間下進行的電鍍處理，在和基底膜13的表面及介質M11的表面的氧化物去除(活性化)進行的同時，利用置換膜的生成只會緩緩發生，而可適當地形成和基底膜13表面及介質M11表面具有密著性的薄銅膜。又，該電解打底電鍍浴(銅打底電鍍浴)中，可使用焦磷酸銅浴、氰化銅浴及硫酸銅浴的任何一者。
接著，將滾筒BR11從銅打底電鍍浴BT11中取出，將其投入銅電鍍浴BT12進行電解電鍍，在第1銅膜14的表面上形成第2銅膜15(參照圖5)。隨著處理條件不同，該電解電鍍所形成的第2銅膜15(參照圖5)的膜厚大約為1.0～8.0μm。
接著，將滾筒BR11從銅電鍍浴BT12中取出，將其投入鎳電鍍浴BT13進行電解電鍍，在第2銅膜15的表面上形成鎳膜16(參照圖5)。隨著處理條件不同，該電解電鍍所形成的鎳膜16(參照圖5)的膜厚大約為1.0～5.0μm。
接著，將滾筒BR11從鎳電鍍浴BT13中取出，將其投入焊錫電鍍浴BT14中進行電解電鍍，鎳膜16的表面理想的為不含鉛的焊錫，例如錫或錫-X系合金(X為銅、鉍、銀等鉛以外的金屬)所成的焊錫膜17(參照圖5)。隨著處理條件不同，該電解電鍍所形成的焊錫膜17(參照圖5)的膜厚大約為1.0～10.0μm。
接著，將滾筒BR11從焊錫浴BT14中取出，將電鍍后零部件C12和介質M11予以選別。經過選別的介質M11，可再度利用做為在電鍍前零部件C11之基底膜13表面上以電解打底電鍍形成第1銅膜14時的介質。
此處，將說明有關前述的外部電極形成方法，尤其是，在基底膜表面藉由電解打底電鍍形成第1銅膜14，再于該第1銅膜14表面藉由電解電鍍形成第2銅膜15時的具體例。
圖6所示的試料1及2，是使用焦磷酸銅浴做為銅打底電鍍浴時的驗證例。焦磷酸銅浴是使用焦磷酸二價銅和焦磷酸鉀為溶質的電解液，因此試料1及2分別以圖6所示處理條件施以銅的電解打底電鍍而形成第1銅膜14后，再以表右側所記之處理條件施以銅的電解電鍍而形成第2銅膜15。此外，銅的電解打底電鍍，是使用以錫電鍍做為焊錫電鍍所使用過的介質。
圖7所示的試料3～5，是使用氰化銅浴做為銅打底電鍍浴時的驗證例。氰化銅浴是使用氰化一價銅及氰化鈉或氰化鉀做為溶質，因應需要而添加洛瑟爾氏鹽和碳酸鈉的電解液，因此試料3～5是分別以圖7所記載之處理條件施以銅的電解打底電鍍而形成第1銅膜14后，以和試料1及2相同的處理條件施以銅的電解電鍍而形成第2銅膜15。此外，銅的電解打底電鍍，是使用以錫電鍍做為焊錫電鍍所使用過的介質。
圖8所示的試料6～8，是使用硫酸銅浴做為銅打底電鍍浴時的驗證例。硫酸銅浴是使用硫酸二價銅及硫酸為溶質，因應需要而添氯離子而成的電解液，因此試料6～8是分別以圖8所記載之處理條件施以銅的電解打底電鍍而形成第1銅膜14后，以和試料1及2相同的處理條件施以銅的電解電鍍而形成第2銅膜15。此外，銅的電解打底電鍍，是使用以錫電鍍做為焊錫電鍍所使用過的介質。
圖9中展示了各試料1～8所形成之第2銅膜的厚度平均值、標準偏差以及變異系數。由圖9可知，在進行銅的電解電鍍前所進行的銅的電解打底電鍍時，無論所使用的浴的種類，都可獲得1.6μm左右的適當膜厚的第2銅膜。雖然圖標中省略，進行銅的電解電鍍前不進行的銅的電解打底電鍍時，形成在基底膜上的銅膜膜厚是前述的一半左右且不均勻，標準偏差也大到將近成倍。
又，在使用焦磷酸銅浴的試料1中，于銅的電解打底電鍍時從介質溶出錫量為對于1kg介質有34mg，相較于使用P比較高的焦磷酸銅浴的試料2中，于銅的電解打底電鍍時從介質溶出錫量為對于1kg介質有451mg，可知試料2是較試料1更為增加了置換反應量，但之后的銅電解電鍍當中，無論何者都能獲得1.60μm或1.64μm的適當膜厚。
銅打底電鍍浴BT11，雖然可適宜地使用前述焦磷酸銅浴或氰化銅浴或硫酸銅浴，但實際上，以對電鍍前零部件C11傷害較小且對環境負荷少的焦磷酸銅浴，較為理想。
使用該焦磷酸銅浴時，圖6中的P比設定為5.5～14，理想為6～10的范圍。所述P比，是表示焦磷酸銅浴中{焦磷酸根(P2O7-2)的濃度(g/L)}/{銅離子(Cu2+)的濃度(g/L)}，因此P比未滿5.5時，會因焦磷酸根不足導致不溶性絡鹽的產生，P比超過14時，則因置換膜的生成速度太，快導致形成在介質M11表面及電鍍前零部件C11的基底膜13表面的第1銅膜14的的密著性下降。此外，當P比在6～10的范圍內時，可獲得密著性高的第1銅膜14，且可抑制不溶性絡鹽的產生以及錫的溶出，因此可確保浴的壽命延長。
又，在試料1及2中，雖然使用焦磷酸二價銅當作銅鹽，但只要是能產生銅離子(Cu2+)的，例如硫酸二價銅或醋酸二價銅或硝酸二價銅或氯化銅等其它銅鹽都可取代它而使用。
如此，若根據前述的外部電極形成方法，就可獲得一種芯片狀電容器，其具有的外部電極是，在基底膜13表面上形成4層電鍍膜，亦即，由電解打底電鍍所成的第1銅膜14、電解電鍍所成的第2銅膜15、電解電鍍所成的鎳膜16、電解電鍍所成的焊錫膜17順序形成而構成的外部電極。此一外部電極形成方法，除了適用于前述芯片狀電容器以外的電子零部件，當然亦可適用于例如芯片狀電阻器、芯片狀電感器、芯片狀電容陣列、芯片狀電阻陣列、芯片狀電感陣列等的外部電極的形成。
此外，由于即使將焊錫的電解電鍍所使用過的介質M11，使用在電解打底電鍍時，也能在該介質M11表面形成薄且均勻的銅膜，因此，可直接將該介質M11使用做為銅的電解電鍍時的介質，因而較準備兩種介質時，更能刪減成本。況且，1種介質就能共享于各種電鍍處理，可以避免使用兩種介質時的兩次選別作業，只需以一次選別作業就能進行一連串的電鍍處理，因此可簡化作業工程，進而達到提升生產效率的目的。
如以上詳述，若根據本發明，則可提供能夠藉由作業工程的簡略化而達到刪減成本的電子零部件的外部電極形成方法，以及具有使用該外部電極形成方法所形成的外部電極的電子零部件。
權利要求
1.一種電子零部件的外部電極形成方法，所述電子零部件的外部電極形成方法是在基底膜之表面上順序地形成多層鍍膜，其特征為，在基底膜上藉由電解打底電鍍以形成第1銅膜，并在第1銅膜表面上藉由電解電鍍形成第2銅膜，再于第2銅膜的表面上藉由電解電鍍形成鎳膜，再于鎳膜表面上藉由電解電鍍形成焊錫膜。
2.如權利要求1所述的電子零部件的外部電極形成方法，其特征為，銅之電解打底電鍍浴，是使用焦磷酸銅浴、氰化銅浴及硫酸銅浴的任何一者。
3.如權利要求1所述的電子零部件的外部電極形成方法，其特征為，銅之電解打底電鍍浴是使用焦磷酸銅浴，且以{焦磷酸根濃度(g/L)}/{銅離子濃度(g/L)}所代表的P比是設定在6～10的范圍內。
4.一種電子零部件，所述電子零部件是具有在基底膜之表面上順序形成多層鍍膜的外部電極的電子零部件，其特征為，所述多層鍍膜包括在基底膜上藉由電解打底電鍍而形成的第1銅膜，及在第1銅膜表面上藉由電解電鍍而形成的第2銅膜，及在第2銅膜的表面上藉由電解電鍍而形成的鎳膜，及在鎳膜表面上藉由電解電鍍而形成的焊錫膜。
全文摘要
本發明提供一種能夠藉由作業工程的簡略化而達到刪減成本的電子零部件的外部電極形成方法。根據所述方法，將放入有電鍍前零部件C11和介質M11的滾筒BT11投入銅打底電鍍浴BT11進行電解打底電鍍而在基底膜13表面形成第1銅膜14，將滾筒BT11取出并投入銅電鍍浴BT12進行電解電鍍而在第1銅膜14表面形成第2銅膜15，將滾筒BT11從銅電鍍浴BT12取出再投入鎳電鍍浴BT13進行電解電鍍而在第2銅膜15表面上形成鎳膜16，將滾筒BT11從鎳電鍍浴BT13取出再投入焊錫電鍍浴BT14進行電解電鍍而再鎳膜16表面上形成焊錫膜17。
文檔編號H01C17/28GK1551259SQ20041003992
公開日2004年12月1日 申請日期2004年3月11日 優先權日2003年3月11日
發明者石原章次, 都筑圣, 石井康行, 行 申請人:太陽化學工業株式會社