(57)【要約】      （修正有）【課題】チップ表面のコーティングの損傷を、追加工程なしに最小化できるニッケルめっき液を形成する方法を提供する。【解決手段】フェライトまたは酸化マンガンを含む素材１００で形成された素体を有するチップ部品の外部電極２００にニッケルめっき層を形成し、ニッケルイオン、塩素イオン、及びｐＨ緩衝剤を含む電気ニッケルめっき液において、ｐＨ緩衝剤に無機酸と有機酸を混合して用いる電気ニッケルめっき液及びこれを用いて、前記素体の損傷を減少させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニッケルイオン、塩素イオン、及びｐＨ緩衝剤を含む電気ニッケルめっき液であって、
前記ｐＨ緩衝剤は無機酸と有機酸とその塩を混合して用いることを特徴とする、電気ニッケルめっき液。
【請求項２】
前記ｐＨ緩衝剤を３０〜１００ｇ／Ｌの濃度で含有し、前記ｐＨ緩衝剤中に有機酸とその塩を２０〜５０ｇ／Ｌの濃度で含有することを特徴とする、請求項１に記載の電気ニッケルめっき液。
【請求項３】
前記有機酸とその塩はコハク酸、グルコン酸、乳酸、及びこれらの塩からなる群から選択される１種以上であることを特徴とする、請求項１に記載の電気ニッケルめっき液。
【請求項４】
前記電気ニッケルめっき液中にニッケルイオンを５０〜１００ｇ／Ｌ、塩素イオンを１０〜５０ｇ／Ｌの濃度で含有することを特徴とする、請求項１に記載の電気ニッケルめっき液。
【請求項５】
前記電気ニッケルめっき液のｐＨは４．５〜６．０であることを特徴とする、請求項１に記載の電気ニッケルめっき液。
【請求項６】
チップ部品の外部電極にニッケルめっき層を形成する方法であって、
前記ニッケルめっき層がニッケルイオン、塩素イオン、及び無機酸と有機酸とその塩を混合して用いたｐＨ緩衝剤を含む電気ニッケルめっき液を用いて形成されることを特徴とする、ニッケルめっき層の形成方法。
【請求項７】
前記チップ部品の素体（ｂｏｄｙ）はフェライト；またはＭｎ、Ｎｉ、ＡｌまたはＣｏを含む半導体セラミック材料で形成されることを特徴とする、請求項６に記載のニッケルめっき層の形成方法。
【請求項８】
前記チップ部品はインダクタまたはサーミスタ（Ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ）であることを特徴とする、請求項６に記載のニッケルめっき層の形成方法。
【請求項９】
前記ニッケルめっき層はＤＣ電流印加条件下で形成されることを特徴とする、請求項６に記載のニッケルめっき層の形成方法。
【請求項１０】
前記ニッケルめっき層の形成時に、前記めっき液のめっき温度は４５〜５５℃であることを特徴とする、請求項６に記載のニッケルめっき層の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ニッケルめっき液、及びこれを用いたニッケルめっき層の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、電子部品のうちチップ部品の外部電極は下地金属の上に電気めっきでニッケル、スズめっき層を形成する。スズめっき層は基板実装時にソルダリング層として用いられ、ニッケルめっき層は外部電極とソルダとの間のバリア層（Ｂａｒｒｉｅｒ  ｌａｙｅｒ）の機能を果たす。
【０００３】
前記ニッケルめっき層には電気ニッケルめっき液が用いられ、これは通常スルファミン酸浴、ワット浴が主に用いられる。しかし、電子部品の素材によっては、通常のニッケルめっき液を用いた場合、素体にダメージを与える可能性がある。
【０００４】
通常のチップ部品用ニッケルめっき液は次のような薬品で構成される。スルファミン酸浴の場合にはニッケル金属の供給源としてスルファミン酸ニッケルが、ワット浴の場合にはニッケル金属の供給源として硫酸ニッケルが用いられる。
【０００５】
通常、陽極の溶解を容易にするために塩素イオンの供給源としては塩化ニッケルが用いられ、緩衝剤及びｐＨ調節剤としてホウ酸が主に用いられる。また、ｐＨ４．５以下の領域でめっき液を建浴し、使用する。
【０００６】
しかし、素体部分がフェライトまたは酸化マンガンを含む素材からなる場合、通常の電気ニッケルめっき液でめっき層を形成すると、素体にダメージを与える可能性がある。例えば、素体が削られることにより、電気的特性が低下し、外部電極の隣接部のめっき液が浸透し、外部電極が持ち上げられたり剥離されたりする現象が生じ得る。また、外部電極と素体との間の密着力の低下は製品脱落などの原因となる。
【０００７】
従来、素体がめっき液によってダメージを受ける場合、チップ表面にコーティングを施し、めっき液との接触を最小化する追加工程を行ってからめっきを施した。しかし、コーティングを施す場合、めっき前の追加工程による追加コスト及び時間が必要となり、コーティング膜の品質が劣る場合、製品にすぐダメージを与える恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２１２７７５号公報
【特許文献２】特開２００５−２９０４５９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、チップ部品の素体（ｂｏｄｙ）がフェライトまたは酸化マンガンを含む素材からなる場合、追加工程なしにダメージを最小化することができるニッケルめっき液を提供することを目的とする。
また、本発明は、前記電気ニッケルめっき液を用いてチップ部品の外部電極にニッケルめっき層を形成する方法を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による電気ニッケルめっき液は、ニッケルイオン、塩素イオン、及びｐＨ緩衝剤を含み、前記ｐＨ緩衝剤は無機酸と有機酸とその塩を混合して用いることを特徴とする。
【００１１】
前記ｐＨ緩衝剤を３０〜１００ｇ／Ｌの濃度で含有し、前記ｐＨ緩衝剤中に有機酸とその塩を２０〜５０ｇ／Ｌの濃度で含有することが好ましい。
【００１２】
前記有機酸とその塩はコハク酸、グルコン酸、乳酸、及びこれらの塩からなる群から選択される１種以上であることができる。
【００１３】
前記電気ニッケルめっき液中にニッケルイオンを５０〜１００ｇ／Ｌ、塩素イオンを１０〜５０ｇ／Ｌの濃度で含有することが好ましい。
【００１４】
前記電気ニッケルめっき液のｐＨは４．５〜６．０であることが好ましい。
【００１５】
また、本発明は、チップ部品の外部電極にニッケルめっき層を形成する方法であって、前記ニッケルめっき層がニッケルイオン、塩素イオン、及び無機酸と有機酸とその塩を混合して用いたｐＨ緩衝剤を含む電気ニッケルめっき液を用いて形成されることを特徴とする。
【００１６】
前記チップ部品の素体（ｂｏｄｙ）はフェライト；またはＭｎ、Ｎｉ、ＡｌまたはＣｏを含む半導体セラミック材料で形成されることが好ましい。
【００１７】
前記チップ部品はインダクタまたはサーミスタ（Ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ）であることができる。
【００１８】
前記ニッケルめっき層はＤＣ電流印加条件下で形成されることが好ましい。
【００１９】
前記ニッケルめっき層の形成時に、前記めっき液のめっき温度は４５〜５５℃であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、フェライトまたは酸化マンガンを含む素材で形成された素体を有するチップ部品の外部電極にニッケルめっき層を形成するための電気ニッケルめっき液に有機酸を含むことで前記素体の損傷を減少させることができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】対照群（めっき前のチップ部品）の側面図である。
【図２】比較例１のめっき液で外部電極にニッケルめっき層を形成した後のチップ部品の側面図である。
【図３】実施例１のめっき液で外部電極にニッケルめっき層を形成した後のチップ部品の側面図である。
【図４】比較例１により製造されたニッケルめっき液を用いてチップ部品の外部電極にニッケルめっき層を形成するに伴い素体が侵食したか否かを走査電子顕微鏡により確認したイメージである。
【図５】実施例１により製造されたニッケルめっき液を用いて酸化マンガンを含む材料を素体として含むチップ部品の外部電極にニッケルめっき層を形成するに伴い素体が侵食したか否かを走査電子顕微鏡により確認したイメージである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００２３】
本明細書で用いられる用語は、特定の実施例を説明するために用いられ、本発明を限定しようとするものではない。本明細書に用いられたように、単数型は文脈上異なる場合を明白に指摘するものでない限り、複数型を含むことができる。また、本明細書で用いられる「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」及び／または「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は言及された形状、数字、段階、動作、部材、要素、及び／またはこれらの組み合わせが存在することを特定するものであり、一つ以上の他の形状、数字、段階、動作、部材、要素、及び／またはこれらの組み合わせの存在または付加を排除するものではない。
【００２４】
本発明は、チップ部品の外部電極に形成されるニッケルめっき層を形成するための電気めっき用中性ニッケルめっき液、及びこれを用いためっき方法に関するものである。
【００２５】
本発明による電気ニッケルめっき液は、ニッケルイオン、塩素イオン、及びｐＨ緩衝剤を含み、前記ｐＨ緩衝剤は無機酸と有機酸とその塩を混合して用いることを特徴とする。
【００２６】
本発明では、特にｐＨ緩衝剤として無機酸と有機酸及びその塩を混合して用いるが、これは無機酸のみを用いることで従来の素体が損傷される問題を解決するためである。
【００２７】
通常のスルファミン酸浴、ワット浴の電気ニッケルめっき液で素体が侵食される原因は、めっき液の低いｐＨにある。従って、電気ニッケルめっき液のｐＨを４．５以上に高める場合、素体の侵食が減少する。しかし、通常の電気ニッケルめっき液の場合、ｐＨ調節剤である苛性ソーダ、アンモニアなどを用いてｐＨを高める場合、水酸化物の沈殿によってめっき液を使用できなくなる。
【００２８】
このような現象を防止するためにはｐＨ緩衝剤の使用が必須であり、本発明ではｐＨ緩衝剤として従来の無機酸と共に、有機酸とその塩を使用してこのような問題を解決した。特に、有機酸とその塩を使用する場合、ｐＨ上昇時にもニッケルイオンがめっき液中に安定して存在するように錯塩状態を作り、水酸化物沈殿の形成を防止する効果がある。
【００２９】
本発明のめっき液に含有されるｐＨ緩衝剤の濃度は３０〜１００ｇ／Ｌであり、ｐＨ緩衝剤中に有機酸とその塩を２０〜５０ｇ／Ｌの濃度で含有することが好ましい。
【００３０】
本発明のｐＨ緩衝剤の濃度が３０ｇ／Ｌ未満である場合にはめっき液のめっき前後のｐＨ変動が大きくなり、また１００ｇ／Ｌを超える場合には溶液中に薬品の溶解が容易でないため好ましくない。
【００３１】
また、前記ｐＨ緩衝剤中に有機酸とその塩の濃度が２０ｇ／Ｌ未満である場合にはめっき液のｐＨ上昇時に水酸化物が生じやすく、また５０ｇ／Ｌを超える場合には薬品溶解性の問題及びめっき効率減少の問題があるため好ましくない。
【００３２】
前記有機酸とその塩としては、コハク酸、グルコン酸、乳酸、コハク酸ナトリウム、グルコン酸ナトリウムなどが挙げられ、これに限定されるものではない。
【００３３】
また、本発明のｐＨ緩衝剤はホウ酸のような従来の無機酸を含み、前記無機酸は１０〜５０ｇ／Ｌの濃度で含有することができる。
【００３４】
本発明の電気ニッケルめっき液中にニッケルイオンを５０〜１００ｇ／Ｌの濃度で含有することが好ましく、前記ニッケルイオンの供給源としてはスルファミン酸ニッケル、硫酸ニッケルなどが挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００３５】
また、本発明の電気ニッケルめっき液中に塩素イオンを１０〜５０ｇ／Ｌの濃度で含有することが好ましく、塩素イオンの供給源としては塩化ニッケルが挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００３６】
また、本発明による電気ニッケルめっき液のｐＨは４．５〜６．０の範囲に維持することが好ましく、めっき液のｐＨが４．５未満である場合には素体の侵食が生じ、また、６．０を超える場合にはめっき液の安定性の低下によりめっき液の長期使用が困難になるため好ましくない。
【００３７】
本発明の電気ニッケルめっき液のめっき温度は４５〜５５℃であることが好ましく、必要に応じてめっき液を撹拌することができる。
【００３８】
また、本発明は、チップ部品の外部電極にニッケルめっき層を形成する方法にも特徴があり、この際、前記ニッケルめっき層がニッケルイオン、塩素イオン、及び無機酸と有機酸とその塩を混合して用いたｐＨ緩衝剤を含む電気ニッケルめっき液を用いて形成されることができる。
【００３９】
前記電気ニッケルめっき液は前記で詳細に説明したとおりである。
【００４０】
前記チップ部品の素体（ｂｏｄｙ）は、フェライト；またはＭｎ、Ｎｉ、ＡｌまたはＣｏを含む半導体セラミック材料で形成されることが好ましい。前記フェライトはＮｉＺｎＣｕフェライトが代表的であるがこれに限定されない。
【００４１】
本発明の電気ニッケルめっき液を用いて前記チップ部品の外部電極にニッケルめっき層を形成する際、前記チップ部品としてはインダクタ、サーミスタ（Ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ）が好ましく用いられることができる。
【００４２】
また、本発明において電気ニッケルめっき液を用いてチップ部品の外部電極に前記ニッケルめっき層を形成する際、ＤＣ電流印加条件下で行われることが好ましい。また、陰極の電流密度が２〜１０Ａ／ｄｍ２の範囲で行われることが好ましい。
【００４３】
以下、本発明の好ましい実施例について詳細に説明する。以下の実施例は本発明を例示するためのものに過ぎず、本発明の範囲がこれらの実施例によって制限されると解釈してはならない。また、以下の実施例では特定化合物を用いて例示しているが、これらの均等物を用いた場合にも同等類似した程度の効果を発揮することができることは当業者にとって自明である。
【００４４】
比較例１
ニッケルイオンを８０ｇ／Ｌ、塩化ニッケルを１５ｇ／Ｌ、ホウ酸を１５ｇ／Ｌの濃度で含有してニッケルめっき液を組成し、前記めっき液のｐＨを硫酸、水酸化ニッケルを用いて調整した。前記めっき液を用いて５０℃にて酸化マンガンを含む素体を有するチップ部品の外部電極に電気ニッケルめっき及び電気スズめっきを施した。
【００４５】
実施例１
ニッケルイオンを８０ｇ／Ｌ、塩化ニッケルを１５ｇ／Ｌ、ホウ酸を１５ｇ／Ｌ、こはく酸を４０ｇ／Ｌの濃度で含有してニッケルめっき液を組成し、前記のめっき液のｐＨを硫酸、水酸化ニッケルを用いて調整し、ｐＨを５．５に調整した。
【００４６】
前記電気ニッケルめっき液を用いて５０℃にて酸化マンガンを含む素体（Ｍｎ、Ｎｉ、Ａｌ及びＣｏを含む半導体セラミック）を有するチップ部品の外部電極に電気ニッケルめっき及び電気スズめっきを施した。
【００４７】
実施例２
実施例１の電気ニッケルめっき液において有機酸としてこはく酸の代りにグルコン酸ナトリウムを使用すること以外は前記実施例１と同一の方法でチップ部品にめっきを施した。
【００４８】
対照群
外部電極にめっき層を形成する前の酸化マンガンを含む素体を有するチップ部品を対照群として用いて比較例と実施例のめっき液を使用し、ニッケルめっき層の形成により素体が腐食したか否かを比較した。
【００４９】
試験例１：素体の侵食有無の確認
前記実施例１と比較例１によって製造されたニッケルめっき液を用いて酸化マンガンを含む素体を有するチップ部品の外部電極にニッケルめっき層を形成する際に、前記素体が侵食したか否かをその断面図（ｃｒｏｓｓ  ｓｅｃｔｉｏｎ）を光学顕微鏡で観察することで確認し、その結果を図１〜図３に示す。
【００５０】
図１はチップ部品の外部電極２０にニッケルめっき層を形成する前のチップ部品の側面図であり、これを参照すると、従来のようなニッケルめっき液で外部電極２０にニッケルめっき層を形成した比較例１の場合、図２のように、素体１０の部分に侵食が発生し、素体の厚さＴ２がめっき前の厚さＴ１より著しく減少する現象が観察された。
【００５１】
しかし、本発明のように有機酸を含むニッケルめっき液を用いて外部電極２００にニッケルめっき層を形成した実施例１の場合、図３のように、素体１００の部分に侵食が発生せず、素体部分の厚さＴ３がめっき前の厚さＴ１とほぼ同様に維持することを確認することができる。
【００５２】
異なる種類の有機酸を用いる実施例２のニッケルめっき液を使用して外部電極にニッケルめっき層を形成する場合にも、前記実施例１と同様に、素体部分に侵食が発生しなかった。
【００５３】
試験例２：素体侵食有無構造の確認
前記比較例１と実施例１によって製造されたニッケルめっき液を用いて酸化マンガンを含む素体を有するチップ部品の外部電極にニッケルめっき層の形成する際に、前記素体が侵食したか否かを走査電子顕微鏡で確認し、その結果を図４及び図５に示す。
【００５４】
比較例１による素体の構造を示した図４の場合、侵食が過度に生じている。しかし、本発明の実施例１による素体の構造を示す図５を参照すると、素体の侵食が生じていないことを確認することができる。
【００５５】
このような結果は、本発明のニッケルめっき液に含まれた有機酸とその塩のｐＨが４．５以上に上昇した場合にもニッケルイオンがめっき液中に安定して存在するようにニッケルイオンと錯塩を形成し、水酸化物沈殿の形成を効果的に防止したためである。
【符号の説明】
【００５６】
１０、１００  素体
２０、２００  外部電極
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３  素体の厚さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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