(57)【要約】【課題】振動めっき装置を用いるめっき方法において、被めっき部同士のくっつきやめっき皮膜のバラツキを抑制する。【解決手段】振動発生部１０で発生させる振動の周波数を周期的に変化させることによって、容器３０の内容物が主として振動伝達部４０を中心に水平面方向に流動する流動状態と、主として垂直面方向に流動する流動状態とを交互に繰り返しながらめっきを行う。【選択図】        図１
2004332040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器に被めっき物を収容し、前記容器をめっき液に浸漬して、振動発生手段によって前記容器に振動を与えながら前記被めっき物にめっきを施すめっき方法であって、
被めっき物が主として水平面方向に回転して流動する流動状態と、被めっき物が主として垂直面方向に回転して流動する流動状態とを交互に繰り返しながらめっきを施すことを特徴とするめっき方法。
【請求項２】
被めっき物を収容する容器と、振動発生手段と、振動伝達部とを備え、前記容器は底面と壁面とからなり、前記振動伝達部は前記容器の底面から略垂直上方に延びるように取りつけられ、前記振動発生手段は前記振動伝達部を介して前記容器に振動を与えるように構成されている振動めっき装置を用いて被めっき物にめっきを施すめっき方法であって、
被めっき物が主として前記振動伝達部を中心に水平面方向に回転して流動する流動状態と、被めっき物が主として垂直面方向に回転して流動する流動状態とを交互に繰り返しながらめっきを施すことを特徴とするめっき方法。
【請求項３】
請求項１あるいは請求項２に記載のめっき方法であって、前記容器に与える振動の周波数を変化させることによって被めっき物の流動状態を変化させ、被めっき物が主として水平面方向に回転して流動する流動状態と、被めっき物が主として垂直面方向に回転して流動する流動状態とを交互に繰り返しながらめっきを施すことを特徴とするめっき方法。
【請求項４】
前記振動発生手段は、偏心荷重を取りつけたモータを具備し、前記モータの回転数を変化させることによって振動の周波数を変化させることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のめっき方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のめっき方法であって、前記容器にはさらに導電性媒体を収容することを特徴とするめっき方法。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のめっき方法であって、前記容器にはさらに絶縁性粒状物を収容することを特徴とするめっき方法。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のめっき方法を用いてめっきを施すことを特徴とする電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動めっき装置を用いためっき方法に関し、さらには振動めっき装置を用いてめっき処理を施すチップ状電子部品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
積層チップコンデンサなどのチップ状電子部品にめっきを施す方法として、本出願人は特許文献１において、被めっき物を収容した容器に偏心モータによる振動を与えて水平面方向に旋回させつつ垂直方向に揺動させながらめっきを施すめっき方法を提案した。
【０００３】
この技術は、小型の電子部品に対して確実かつ精度よくめっきを施すことを目的としているが、内容物の流動状態によっては効果を得られないことがあり、また、内容物を最適に流動させるための条件設定が難しいという問題点があった。さらには、たとえ最適な流動状態を実現したとしても、めっき時間が長くなるにつれて導電性の媒体と被めっき物が分離し、めっき膜厚のバラツキが発生したり、被めっき物同士が凝隗状にくっつきを起こしたりすることがあった。
【０００４】
これらの問題に鑑み、本出願人はさらに特許文献２に記載された技術を提案した。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−７０９９９号公報
【特許文献２】
特開平９−３１６９７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献２において提案された技術は、最適なめっき条件の設定が難しいという特許文献１の技術の問題点を解決するために、容器の変位を検出するための変位センサを備え、変位センサによって検出された容器の変位状態に基づいてモータの回転数を制御するというものである。
【０００７】
しかしながらこの技術によってもなお、めっき時間が長くなるにつれて被めっき物と導電性媒体とが分離するという問題点は解決されなかった。
【０００８】
そこで本発明は、容器の内容物の滞留や、被めっき物と導電性媒体との分離を防ぎ、析出するめっき膜厚のバラツキや、被めっき物のくっつきを発生させないめっき方法および電子部品の製造方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために本発明のめっき方法は、容器に被めっき物を収容し、前記容器をめっき液に浸漬して、振動発生手段によって前記容器に振動を与えながら前記被めっき物にめっきを施すめっき方法であって、被めっき物が主として水平面方向に回転して流動する流動状態と、被めっき物が主として垂直面方向に回転して流動する流動状態とを交互に繰り返しながらめっきを施すことを特徴とする。
【００１０】
これにより、被めっき物が滞留することを防ぐことができる。また、被めっき物に加えて導電性媒体を容器に収容する場合には、被めっき物と導電性媒体が分離することを防ぐことができる。その結果、被めっき物同士のくっつきの発生や、めっき膜厚のバラツキの発生を抑制することができる。
【００１１】
また、本発明のめっき方法のより具体的な例としては、被めっき物を収容する容器と、振動発生手段と、振動伝達部とを備え、前記容器は底面と壁面とからなり、前記振動伝達部は前記容器の底面から略垂直上方に延びるように取りつけられ、前記振動発生手段は前記振動伝達部を介して前記容器に振動を与えるように構成されている振動めっき装置を用いて被めっき物にめっきを施すめっき方法であって、被めっき物が主として前記振動伝達部を中心に水平面方向に回転して流動する流動状態と、被めっき物が主として垂直面方向に回転して流動する流動状態とを交互に繰り返しながらめっきを施すことを特徴とする。
【００１２】
これによって、被めっき物同士のくっつきの発生や、めっき膜厚のバラツキの発生を抑制することができる。
【００１３】
さらに本発明のめっき方法では、前記容器に与える振動の周波数を変化させることによって被めっき物の流動状態を変化させ、被めっき物が主として水平面方向に回転して流動する流動状態と、被めっき物が主として垂直面方向に回転して流動する流動状態とを交互に繰り返しながらめっきを施すことを特徴とする。
【００１４】
これにより、複雑な機構を必要とせず比較的簡単に被めっき物の流動状態を変化させることができる。
【００１５】
また、前記振動発生手段は、偏心荷重を取りつけたモータを具備し、前記モータの回転数を変化させることによって振動の周波数を変化させるように構成してもよい。振動発生手段の構成は任意の構成を採用可能であるが、このように構成すれば機構が比較的簡単であり、かつ簡単に振動の周波数を変化させることができる。
【００１６】
本発明のめっき方法では、前記容器にはさらに導電性媒体を収容してもよい。特に被めっき物の被めっき部分が微細である場合には導電性媒体を用いることが好ましい。
【００１７】
さらに本発明のめっき方法では、前記容器にはさらに絶縁性粒状物を収容してもよい。絶縁性粒状物を収容することにより、被めっき物と導電性媒体とがより均一に分散し、くっつきの発生やめっき膜厚のバラツキを抑制することができる。
【００１８】
また、上述のめっき方法を用いて電子部品を製造することにより、電子部品の表面に形成するめっき皮膜を均一な厚みとすることができる。さらに、めっき工程での電子部品同士のくっつきが抑制されて製造歩留まりが向上する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下において図を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明に係る振動めっき装置の構成を示す断面図である。この振動めっき装置は、所定の振動を発生させる振動発生部１０と、振動発生部１０で発生する振動の周波数を制御する振動制御部２０と、被めっき物などを収容する容器３０と、振動発生部２０で発生した振動を容器３０に伝達する振動伝達部４０と、めっき液を貯留するめっき槽５０を備えている。
【００２０】
振動発生部１０は、ケース１１、バネ１２、支持部１３、偏心荷重１４、モータ１５からなる。支持部１３はバネ１２によってケース１１に対して弾性支持されている振動受板１３ａ、振動受板上の支柱１３ｂ、支柱によって支持された支持板１３ｃからなり、支持板１３ｃには偏心荷重１４が取り付けられたモータ１５がある。モータ１５は振動制御部２０からの制御信号に応じて回転数を変化させることができる。モータ１５が回転することにより、偏心荷重１４が偏心回転運動を行い、バネ１２によって弾性支持された支持部１３全体がケース１１に対して周期的に揺動する。
【００２１】
なお、本願発明において振動周波数とは偏心荷重１４の回転数を指すものとする。すなわち、例えば振動周波数５０Ｈｚとは、偏心荷重１４が毎秒５０回転することを指す。
【００２２】
振動伝達部４０は棒状であり、支持部１３の振動受板１３ａの下面に一端が取りつけられ、他端が容器３０の底面３１に取り付けられている。支持部１３が上記の如く揺動するのに伴い、振動受板１３ａに取り付けられている振動伝達部４０も揺動運動を行う。これにより、振動伝達部４０を介して、振動発生部１０で発生した振動が容器３０に伝達される。
【００２３】
図２は容器３０を示す平面図である。容器３０は、略円形の底面３１と、側面３２とからなり、めっき槽５０に貯留されためっき液に浸漬されている。また、容器３０には積層セラミックコンデンサなどの被めっき物、スチールボールなどの導電性媒体を収容する。容器３０には陰極３３が設けられており、めっき液に浸漬されている陽極５１と、容器３０に設けられている陰極３３との間に直流電圧を印加することにより、被めっき物に電解めっきを施す。図では陰極３３は容器３０の底面３１に設けられているが、陰極３３を設ける位置および形状はこれに限られるものではない。ただし、陰極３３の形状は被めっき物などの容器３０の内容物の流動を妨げないようにされていることが好ましい。また底面３１には、容器３０をめっき槽５０から引き上げたときにめっき液が容器３０から抜けるようにするためのメッシュ部３４が設けられている。また、容器３０にはさらに絶縁性粒状物を収納してもよい。
【００２４】
容器３０は、振動発生部１０の振動が振動伝達部４０を介して伝搬されることによって、垂直方向に振動しつつ、水平方向に旋回運動をする。振動の周波数を変化させても容器３０の振動モードは基本的には変化しない。
【００２５】
次に、この振動めっき装置を用いた、本発明のめっき方法について説明する。積層セラミックコンデンサなどの、基体表面の少なくとも一部に導電性の部分を備える被めっき物と、スチールボールなどの導電性媒体を容器３０に収容する。めっき槽５０にはめっき液を貯留しておく。めっき液は公知の任意のめっき液を使用可能である。また、めっき槽５０にはＮｉやＳｎなどのめっきすべき金属からなる陽極５１を浸漬している。図１では陽極５１は板状に示しているが、陽極５１の形状は特に限定されるものではなく、例えば隗状であってもよい。
【００２６】
本発明のめっき方法では、陽極５１と陰極３３との間に直流電流を流しつつ、容器３０に振動を与えて電解めっき処理を行う。このとき、本発明のめっき方法は、振動周波数を周期的に変化させることを特徴とする。本発明者らの研究により、振動周波数によって、容器３０の内容物の流動状態が変化するとの知見が得られたのでこれについて説明する。
【００２７】
すなわち、振動周波数がある一定の周波数以下であるときには、図３に矢印で示すように、内容物は主として振動伝達部４０を取り巻いて容器３０の側壁３２に沿うように水平面方向に回転して対流する。これに対して、振動周波数をある一定の周波数以上とした場合には、図４の断面図において破線の矢印で示すように、主として内容物は垂直面方向に回転して対流する。すなわち、内容物は容器３０の底面３１中心部から外側へ流動しつつ底面３１から側壁３２に沿って上方へ押し上げられ、表面部の外側から中心部に流動しているという流動状態である。
【００２８】
一定以下の周波数とした場合でも、水平面方向の流動に加えてある程度の垂直面方向の流動も見られるが、主として水平面方向に流動する。周波数を上げるにつれて垂直面方向の流動が激しくなり、一定以上の周波数では垂直面方向の流動が主となる。なお垂直面方向の流動が主となっている場合でも、水平面方向の流動もある程度発生している。
【００２９】
本発明では一定時間毎に振動周波数をある一定の周波数以上とそれ以下に繰り返し切り替えることによって、上記の水平方向の対流と垂直面方向の対流とを繰り返す。
【００３０】
このように、所定時間毎に流動の状態を変化させることにより、被めっき物と導電性媒体との分離を防ぐことができる。その結果、析出するめっき皮膜の膜厚のバラツキや、内容物同士のくっつきの発生を抑制することができる。
【００３１】
以下において本発明の詳細な実施例を示す。各実施例および比較例においては、透明な容器３０を用いて、めっき処理中の内容物の流動状態を観察した。なお、ここでは外径が１５０ｍｍ〜２００ｍｍ程度の容器３０を用いてめっき処理を施したが、この場合には振動周波数が５０Ｈｚ以下の場合には内容物は主として水平面方向に回転して流動し、５０Ｈｚ以上の場合には主として垂直面方向に回転して流動することが本発明者の観察によりわかっている。振動の周波数が低い場合には水平面方向の流動が主であり、周波数を上げるにつれて垂直面方向の流動が多く観察されるようになり、振動周波数が５０Ｈｚのときに水平面方向の流動と垂直面方向の流動がほぼ等しく観察され、周波数がこれより高いときには垂直面方向の流動が主となった。
【００３２】
（実施例１）誘電体層と電極槽を交互に積層してなる０．６×０．３×０．３ｍｍサイズの基体の表面に、Ａｇとガラスフリットからなる焼き付け電極を形成した積層セラミックコンデンサを５０万個と、導電性媒体として直径０．５ｍｍのスチールボールを６０万個を、上記の振動めっき装置の容器３０に収容した。そして、振動周波数２０Ｈｚと振動周波数７０Ｈｚを１分ごとに繰り返しながら、硫酸ニッケル、塩化ニッケル、ホウ酸を含有するＮｉめっき浴（いわゆるワット浴）を用いて電流値２Ａで１００分間のめっき処理を施した。被めっき物を水洗したのち、硫酸錫、錯化剤としてクエン酸、光沢剤を含有し弱酸性に調整された錯化剤系のＳｎめっき浴を用いて、電流値５Ａで１００分のめっき処理を施した。
【００３３】
内容物の流動状態を観察したところ、振動周波数を２０Ｈｚにしたときには主として水平面方向に流動していた。また、振動周波数を７０Ｈｚとしたときには主として垂直面方向に流動していた。
【００３４】
（実施例２）１．０×０．５×０．５ｍｍのセラミック基体の表面にＡｇとガラスフリットからなる焼き付け電極を形成したチップ型サーミスタを３０万個と、導電性媒体として直径０．９ｍｍのスチールボールを３０万個を上記の振動めっき装置の容器３０に収容した。そして、振動周波数４５Ｈｚと振動周波数６０Ｈｚを２０分ごとに繰り返しながら、実施例１に記載したものと同様のワット浴を用いて、電流値１０Ａで６０分間のめっき処理を施した。被めっき物を水洗したのち、実施例１に記載したものと同様の錯化剤系Ｓｎめっき浴を用いて、電流値１０Ａで６０分間のめっき処理を施した。
【００３５】
内容物の流動状態を観察したところ、振動周波数を４５Ｈｚにしたときには主として水平面方向に流動していた。また、振動周波数を６０Ｈｚとしたときには主として垂直面方向に流動していた。
【００３６】
（実施例３）誘電体層と電極槽を交互に積層してなる１．０×０．５×０．５ｍｍの基体の表面にＣｕとガラスフリットからなる焼き付け電極を形成した積層セラミックコンデンサを５０万個と、導電性媒体として直径０．９ｍｍのスチールボールを５０万個を上記の振動めっき装置の容器３０に収容した。そして、振動周波数１０Ｈｚ、２０Ｈｚ、６０Ｈｚを、１０Ｈｚ−６０Ｈｚ−２０Ｈｚ−６０Ｈｚ−１０Ｈｚ−…の順番に１０分ごとに繰り返しながら、実施例１に記載したものと同様のワット浴を用いて、電流値１０Ａで６０分間のめっき処理を施した。被めっき物を水洗したのち、実施例１に記載したものと同様の錯化剤系Ｓｎめっき浴を用いて、電流値１０Ａで５０分間のめっき処理を施した。
【００３７】
内容物の流動状態を観察したところ、振動周波数を１０Ｈｚあるいは２０Ｈｚにしたときには主として水平面方向に流動していた。また、振動周波数を６０Ｈｚとしたときには主として垂直面方向に流動していた。
【００３８】
（比較例１−１）実施例１に記載したものと同様のめっき条件で、振動周波数を７０Ｈｚに固定してそれぞれ１００分間のＮｉめっき処理とＳｎめっき処理を施した。
【００３９】
内容物の流動状態を観察したところ、主として垂直面方向に流動していた。また、Ｎｉめっき、Ｓｎめっきともに、めっき時間が１０分を過ぎた頃から被めっき物と導電性媒体が分離し始め、容器の周辺部で被めっき物の滞留が認められた。被めっき物と導電性媒体との分離は、めっき時間が長くなるにつれて著しくなっていった。
【００４０】
（比較例１−２）実施例１に記載したものと同様のめっき条件で、振動周波数を２０Ｈｚに固定してそれぞれ１００分間のＮｉめっき処理とＳｎめっき処理を施した。
【００４１】
内容物の流動状態を観察したところ、主として水平面方向に流動していた。容器内での内容物の滞留は認められないが、隣接する内容物同士の位置関係が変化しないまま全体として水平面方向に流動しているため、くっつきが発生しやすい状態となっている。
【００４２】
（比較例２−１）実施例２に記載したものと同様のめっき条件で、振動周波数を４５Ｈｚに固定してそれぞれ６０分間のＮｉめっき処理とＳｎめっき処理を施した。
【００４３】
内容物の流動状態を観察したところ、主として水平面方向に流動していた。容器内での内容物の滞留は認められないが、隣接する内容物同士の位置関係が変化しないまま全体として水平面方向に流動しているため、くっつきが発生しやすい状態となっている。
【００４４】
（比較例２−２）実施例２に記載したものと同様のめっき条件で、振動周波数を６０Ｈｚに固定してそれぞれ６０分間のＮｉめっき処理とＳｎめっき処理を施した。
【００４５】
内容物の流動状態を観察したところ、主として垂直面方向に流動していた。また、Ｎｉめっき、Ｓｎめっきともに、めっき時間が２０分を過ぎた頃から被めっき物と導電性媒体が分離し始め、容器の周辺部で被めっき物の滞留が認められた。被めっき物と導電性媒体との分離は、めっき時間が長くなるにつれて著しくなっていった。
【００４６】
（比較例３−１）実施例３に記載したものと同様のめっき条件で、振動周波数を１０Ｈｚに固定して、６０分間のＮｉめっき処理と５０分間のＳｎめっき処理を施した。
【００４７】
内容物の流動状態を観察したところ、主として水平面方向に流動していた。容器内での内容物の滞留は認められないが、隣接する内容物同士の位置関係が変化しないまま全体として水平面方向に流動しているため、くっつきが発生しやすい状態となっている。
【００４８】
（比較例３−２）実施例３に記載したものと同様のめっき条件で、振動周波数を６０Ｈｚに固定して、６０分間のＮｉめっき処理と５０分間のＳｎめっき処理を施した。
【００４９】
内容物の流動状態を観察したところ、主として垂直面方向に流動していた。また、Ｎｉめっき、Ｓｎめっきともに、めっき時間が２０分を過ぎた頃から被めっき物と導電性媒体が分離し始め、容器の周辺部で被めっき物の滞留が認められた。被めっき物と導電性媒体との分離は、めっき時間が長くなるにつれて著しくなっていった。
【００５０】
上記の実施例１〜３および比較例１−１〜３−２について、ＮｉめっきとＳｎめっきを施した後に、くっつきを起こした被めっき物の重量を、容器に収容したすべての被めっき物の重量で除して求めた「くっつき率」、析出したＮｉ，Ｓｎそれぞれのめっき皮膜の膜厚と膜厚のＣＶ値を測定した。Ｎｉめっき皮膜の膜厚とＣＶ値を表１に、Ｓｎめっき皮膜の膜厚とＣＶ値を表２に、ＮｉめっきとＳｎめっきを施した後のくっつき率を表３に示す。なおＣＶ値は、ＣＶ＝｛（標準偏差）／（平均値）｝×１００（％）によって与えられ、値が大きいほどバラツキが大きいことを意味する。
【００５１】
【表１】
2004332040.tif 000003
【００５２】
【表２】
2004332040.tif 000004
【００５３】
【表３】
2004332040.tif 000005
【００５４】
表１、表２から明らかなように、実施例１〜３では比較例１−１〜３−２と比較して膜厚のＣＶ値が小さくなっている、すなわち膜厚のバラツキが小さくなっている。また、表３から明らかなように実施例１〜３ではくっつきがほとんど発生しておらず、比較例１−１〜３−２と比較してくっつきの発生率が大きく改善している。
【００５５】
上記の実施例および比較例ではＮｉめっき浴とＳｎめっき浴を用いたが、本発明はこれ以外の任意のめっき浴に対しても適用可能であり、たとえばＳｎ−Ｐｂ合金めっき浴などにも適用できる。
【００５６】
また、上記の実施例では容器に被めっき物と導電性媒体を収容したが、さらに絶縁性粒体物を加えてもよい。特に、容器に収容する内容物の量が容器の容積に対して一定以上の割合（例えば容器の容積の１０％程度以上）になる場合には、内容物の流動の自由度が小さくなってくっつきが発生しやすくなることから、絶縁性粒体物を加えてくっつきを抑制することが好ましい。
【００５７】
この場合、上記の各実施例で用いた程度のサイズの被めっき物をめっきするならば、絶縁性粒体物の直径を１．０〜１０．０ｍｍとしたときに最も効果が大きい。また、絶縁性粒体物は被めっき物と同体積量程度投入することが好ましい。
【００５８】
【発明の効果】
以上のように本発明のめっき方法では、容器の内容物が主として水平面方向に流動する流動状態と、主として垂直面方向に流動する流動状態を交互に繰り返しながらめっきを施すことにより、被めっき物同士のくっつきやめっき膜厚のバラツキを効果的に抑制することができる。
【００５９】
また、本発明の電子部品の製造方法によれば、電子部品の表面に形成するめっき皮膜を均一な厚みとすることができる。さらに、めっき工程での電子部品同士のくっつきが抑制されて製造歩留まりが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るめっき方法に用いる振動めっき装置を示す図である。
【図２】振動めっき装置の容器を示す平面図である。
【図３】容器の内容物の流動状態を示す、容器の平面図である。
【図４】容器の内容物の流動状態を示す、容器の断面図である。
【符号の説明】
１０    振動発生部
１１    ケース
１２    バネ
１３    支持部
１３ａ    振動受板
１３ｂ    支柱
１３ｃ    支持板
１４    偏心荷重
１５    モータ
２０    振動制御部
３０    容器
３１    底面
３２    側面
３３    陰極
３４    メッシュ部
４０    振動伝達部
５０    めっき槽
５１    陽極
【図１】
2004332040.tif 000006
【図２】
2004332040.tif 000007
【図３】
2004332040.tif 000008
【図４】
2004332040.tif 000009