(57)【要約】【課題】低コストでＡｇのマイグレーションを防止することができる電子部品及びその製造方法を提供する。【解決手段】基板１２の表面１２ａに設けられた導電膜１０は、（ａ）基板１２の表面１２ａに形成された、Ａｇを主成分とする第１層１４と、（ｂ）第１層１４の少なくとも一部を覆い、モル比率（Ａｇ／Ｓｎ）が８０／２０以下、かつ２０／８０以上の範囲内であるＡｇ／Ｓｎ合金を主成分とする第２層１６とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の表面に設けられた導電膜と、
を備えた電子部品において、
前記導電膜は、
前記基板の表面に形成された、Ａｇを主成分とする第１層と、
前記第１層の少なくとも一部を覆い、モル比率（Ａｇ／Ｓｎ）が８０／２０以下、かつ２０／８０以上の範囲内であるＡｇ／Ｓｎ合金を主成分とする第２層と、
を含むことを特徴とする、電子部品。
【請求項２】
前記導電膜は、
前記第２層の表面に形成された、Ｎｉを主成分とする第３層と、
前記第３層の表面に形成された、Ａｕを主成分とする第４層と、
をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の電子部品。
【請求項３】
Ａｇを主成分とする金属膜が表面に形成された基板を準備する第１の工程と、
前記金属膜の少なくとも一部の表面にＳｎを主成分とするめっき膜を形成する第２の工程と、
熱処理により、前記金属膜の前記Ａｇの一部と前記めっき膜の前記Ｓｎの少なくとも一部とを合金化させて、前記金属膜の一部と前記めっき膜を、モル比率（Ａｇ／Ｓｎ）が８０／２０以下、かつ２０／８０以上の範囲内であるＡｇ／Ｓｎ合金を主成分とするＡｇ／Ｓｎ膜に変える第３の工程と、
を備えたことを特徴とする、電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品及びその製造方法に関し、詳しくは、Ａｇを主成分とする金属膜が表面に形成された基板を備えた電子部品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板の表面に形成される電極や配線パターンなどの金属膜の導電成分がＡｇである場合、Ａｇのマイグレーションが問題になることがある。Ａｇのマイグレーションに対して、Ｐｄを用いる対策が提案されている。
【０００３】
例えば、図４の断面図に示すように、基板１１１にＡｇ厚膜１１２を印刷、形成し、その上の耐マイグレーション性を要する箇所にＰｄ膜１１３を印刷、被着する。５００℃での焼成時、ＡｇとＰｄとの境界層を合金化することにより、厚膜導体を基板上に形成する。すなわち、Ａｇ厚膜形成後、表面をＰｄコートして合金化することにより、Ａｇが緻密でＰｄが表面に限って多く含まれる構造とする。よって、Ａｇによる低抵抗化、緻密な組織、ＰｄによるＡｇマイグレーションの防止を達成できる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、ＡｇとＰｄとが合金化したＡｇ−Ｐｄ合金粉末を主要成分としている導電ペースト用粉末とすることにより、この導電ペースト用粉末を用いて回路構成とした電子部品のマイグレーション性を向上させる（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−３２０５３４号公報
【特許文献２】特開平１０−２７５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のように、印刷によりＰｄ膜を形成すると、Ｐｄ膜が厚くなり、コスト高になる。また、Ａｇ膜とＰｄ膜が完全に重なるようにすることは困難である。Ｐｄ膜を広めに印刷すると、電極や配線パターンの微細化が困難になり、電極や配線の間隔に余裕を持たせる必要が生じ、設計上の制約が多くなる。さらに、ペーストを焼成（熱処理）しているため、緻密な膜の形成が困難である。
【０００７】
特許文献２のようにＡｇ−Ｐｄ合金粉末を使用すると、貴金属であるＰｄの使用量が多くなり、コスト高になる。
【０００８】
仮に、Ａｇの表面に、マイグレーションを阻止するためのバリアメタルとしてＮｉめっきを施し、その上に、はんだ濡れ性を付与するためＡｕめっきを行っても、マイグレーションが起こることがある。
【０００９】
本発明は、かかる実情に鑑み、低コストでＡｇのマイグレーションを防止することができる電子部品及びその製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した電子部品を提供する。
【００１１】
電子部品は、基板と、前記基板の表面に設けられた導電膜とを備える。前記導電膜は、（ａ）前記基板の表面に形成された、Ａｇを主成分とする第１層と、（ｂ）前記第１層の少なくとも一部を覆い、モル比率（Ａｇ／Ｓｎ）が８０／２０以下、かつ２０／８０以上の範囲内であるＡｇ／Ｓｎ合金を主成分とする第２層とを含む。
【００１２】
上記構成によれば、第２層のＡｇ／Ｓｎ合金により、第１層のＡｇのマイグレーションを防止することができる。Ｐｄのような貴金属を用いず、安価であるＳｎを用いているため、低コストでＡｇのマイグレーションを防止することができる。
【００１３】
第２層は、例えば、第１層上にＳｎを含む層を形成し、第１層のＡｇと第１層上の層のＳｎとを熱処理により相互拡散させることにより、容易に形成することができる。なお、第２層は、これ以外の方法で形成しても構わない。第２層は、所定範囲外のモル比率のＡｇ／Ｓｎ合金や、純粋なＳｎ、その他の金属などを部分的に含んでいても構わない。
【００１４】
好ましくは、前記導電膜は、（ｄ）前記第２層の表面に形成された、Ｎｉを主成分とする第３層と、（ｅ）前記第３層の表面に形成された、Ａｕを主成分とする第４層とをさらに含む。
【００１５】
この場合、Ｎｉを主成分とする第３層によって、Ａｇのマイグレーションがさらに改善する。また、Ａｕの第４層により、はんだが濡れやすくなる。
【００１６】
また、本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した電子部品の製造方法を提供する。
【００１７】
電子部品の製造方法は、（ｉ）Ａｇを主成分とする金属膜が表面に形成された基板を準備する第１の工程と、（ii）前記金属膜の少なくとも一部の表面にＳｎを主成分とするめっき膜を形成する第２の工程と、（iii）熱処理により、前記金属膜の前記Ａｇの一部と前記めっき膜の前記Ｓｎの少なくとも一部とを合金化させて、前記金属膜の一部と前記めっき膜を、モル比率（Ａｇ／Ｓｎ）が８０／２０以下、かつ２０／８０以上の範囲内であるＡｇ／Ｓｎ合金を主成分とするＡｇ／Ｓｎ膜に変える第３の工程とを備える。
【００１８】
上記方法によれば、Ａｇ／Ｓｎ膜のＡｇ／Ｓｎ合金により、金属膜のＡｇのマイグレーションを防止することができる。Ｓｎのめっき膜は、Ａｇの金属膜の表面に選択的に形成することができ、印刷技法で形成する場合よりも薄くすることが可能である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、低コストでＡｇのマイグレーションを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】電子部品の要部断面図である。（実施例１）
【図２】導体パターンの平面図である。（実施例１）
【図３】電子部品の断面図である。（実施例２）
【図４】厚膜導体の構造を示す断面図である。（従来例）
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図３を参照しながら説明する。
【００２２】
＜実施例１＞  実施例１の電子部品について、図１及び図２を参照しながら説明する。
【００２３】
図１は、実施例１の電子部品の要部断面図である。図１に示すように、電子部品は、セラミック基板１２の表面１２ａに、導電膜１０が設けられている。すなわち、セラミック基板１２の表面１２ａに、Ａｇを主成分とする第１層１４が形成され、第１層１４の少なくとも一部を覆うように、第２層１６が形成されている。第２層１６は、Ａｇ／Ｓｎ合金のモル比率（Ａｇ／Ｓｎ）が８０／２０以下、かつ２０／８０以上の範囲内であるＡｇ／Ｓｎ合金を主成分とする。第１層１４及び第２層１６は、セラミック基板１２の表面１２ａに、電極や配線などの導体パターンを形成する。
【００２４】
セラミック基板１２は、セラミック材料からなる絶縁層を含み、絶縁層が１層のみの単層基板でも、絶縁層が積層された多層基板でも構わない。多層基板の場合には、隣接する絶縁層の間に形成された面内導体パターンや、絶縁層を貫通するビアホール導体により、多層基板の内部にコンデンサやコイル等を含む電気回路が形成されてもよい。
【００２５】
第１層１４は、例えば、Ａｇを含むＡｇペーストを用いて厚膜を塗布して焼き付けられたものである。別途形成でもよいし、セラミック基板１２と共焼成であっても構わない。
【００２６】
第２層１６は、例えば、第１層１４の表面１４ａにＳｎのめっき膜を形成した後、第１層１４のＡｇとめっき膜のＳｎとを熱処理により相互拡散させ、合金化させることにより、容易に形成することができる。なお、第２層１６は、これ以外の方法で形成しても構わない。
【００２７】
第２層１６のＡｇ／Ｓｎ合金により、第１層１４のＡｇのマイグレーションを防止することができる。Ｐｄのような貴金属を用いず、安価であるＳｎを用いているため、低コストでＡｇのマイグレーションを防止することができる。
【００２８】
第２層１６は、例えば、第１層１４によって形成される電極や配線の導体パターンのうち互いに隣り合う隙間が狭くなる部分など、第１層１４のＡｇのマイグレーションを防ぎたい箇所に選択的に形成することができる。
【００２９】
次に、実施例１の作製例について、説明する。
【００３０】
１００ｍｍ×１００ｍｍのＬＴＣＣ（Low temperature cofired ceramic）基板を作製し、マイグレーションを評価した。マイグレーション評価のため、セラミック基板の表面に、図２の平面図に示す導体パターン３０を形成した。導体パターン３０は、電極指３４が互いに間挿され、電極指３４はバスバー３２に接続されている。電極指３４の幅Ｗは１００μｍ、電極指３４間の距離Ｄは１００μｍ、電極指３４同士が対向する部分の長さＬは１０ｍｍである。
【００３１】
作製工程は、次の通りである。
【００３２】
（１）  まず、Ａｇを主成分とする金属膜が表面に形成されたセラミック基板を準備する。
【００３３】
詳しくは、Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＣａＯ系のセラミック原料粉末に、有機樹脂バインダ、水、添加物を混合して調整したスラリーを、ドクターブレード法により塗布することによりセラミックグリーンシートを作製する。セラミックグリーンシートをカットし、必要に応じて金型を用いて貫通孔を形成した後、Ａｇペーストを印刷により塗布することにより、セラミックグリーンシートの表面に面内導体や第１層のパターンを形成するとともに、セラミックグリーンシートの貫通孔にＡｇペーストを充填する。印刷後、セラミックグリーンシートを積み重ねてプレスし、未焼成のセラミック基板を形成する。
【００３４】
次いで、未焼成のセラミック基板を焼成する。このとき、セラミック基板の表面に形成されたＡｇペーストが焼結して、セラミック基板の表面にＡｇを主成分とする金属膜が形成される。金属膜の膜厚は、３〜３０μｍが好ましく、作製例では８μｍであった。
【００３５】
（２）  次に、焼結済みセラミック基板の表面に形成された金属膜に被着する、Ｓｎを主成分とするめっき膜を形成する。めっき膜の膜厚は、０．０２〜２μｍが好ましい。
【００３６】
詳しくは、奥野製薬工業株式会社製エースクリーンにより、６０℃、１分の条件で処理し、セラミック基板に水ぬれ性付与する。
【００３７】
次いで、水洗した後、奥野製薬工業株式会社製ＮＮＰアクセラを使用し、２５℃、３分の条件で処理して、セラミック基板の表面に触媒を付与する。
【００３８】
次いで、水洗した後、６０℃、ｐＨ＝７、めっき時間０．５〜３００分の条件で、セラミック基板の表面に無電解Ｓｎめっきを行う。
【００３９】
めっき液の成分は、次の通りである。
・クエン酸三ナトリウム：０．３４ｍｏｌ／リットル
・エチレンジアミン四酢酸：０．０８ｍｏｌ／リットル
・ニトリロ三酢酸：０．２０ｍｏｌ／リットル
・塩化第一スズ：０．０８ｍｏｌ／リットル
・塩化カルシウム：０．０１３ｍｏｌ／リットル
・三塩化チタン溶液：０．０４ｍｏｌ／リットル
【００４０】
次いで、水洗した後、乾燥する。
【００４１】
（３）  次に、熱処理を行う。熱処理の条件は、１００〜２５０℃、３０秒、Ｎ２雰囲気とした。
【００４２】
熱処理により、金属膜のＡｇとめっき膜のＳｎとが相互拡散して合金化する。金属膜のうち、Ｓｎが拡散せず、合金化していない部分が、第１層になる。金属膜のうちＳｎが拡散した部分とめっき膜とにより、Ａｇ／Ｓｎ合金を主成分とする第２層（Ａｇ／Ｓｎ膜）が形成される。すなわち、熱処理によって、金属膜の一部とめっき膜を、第２層（Ａｇ／Ｓｎ膜）に変える。第２層（Ａｇ／Ｓｎ膜）は、めっき膜の全部にＡｇが拡散してＡｇ／Ｓｎ合金が形成される方が好ましいが、めっき膜の一部にＡｇが拡散せず、純粋なＳｎが部分的に残っても構わない。第２層（Ａｇ／Ｓｎ）は、なるべく薄く均一に形成されるのが理想的であるので、めっき膜は薄く均一に形成することが好ましい。
【００４３】
以上の工程により、Ｓｎめっき膜厚、熱処理温度を変化させて作製した試料（試料番号：１０１〜１１２）について、Ａｇマイグレーションを評価した。比較のため、Ｓｎめっきしていない試料（試料番号：１〜４）を作製し、同様に評価した。
【００４４】
Ａｇマイグレーション評価条件は、温度８５℃、湿度８５％の環境において、図２に示した導体パターン３０の端子電極３６に電源を接続し、１００μｍ離れている電極指３４間に１０Ｖの電圧を１２０時間印加することにより、Ａｇマイグレーションの発生有無を観察した。Ａｇマイグレーションの発生有無は、ＩＲ（絶縁抵抗）≧１０６Ωで判断した。すなわち、図２に示した導体パターン３０の端子電極３６間の絶縁抵抗が１ＭΩ以上であれば、Ｇ（Ａｇマイグレーションの発生無し）、絶縁抵抗が１ＭΩ未満であれば、ＮＧ（Ａｇマイグレーションの発生有り）と評価した。
【００４５】
次の表１に、Ｓｎめっき膜厚／熱処理温度／熱処理時間によるＡｇマイグレーションの発生有無を示す。合わせて、めっき膜の表面からＷＤＸ分析（波長分散型Ｘ線分析）した結果より求めた第２層のＡｇ／Ｓｎ比率を示す。比較のため、Ｓｎめっきしていない試料（試料番号：１〜４）のＡｇマイグレーションの発生有無を示す。
【表１】
2012243817.tif 000003
【００４６】
表１から、Ａｇ／Ｓｎ合金のモル比率（Ａｇ／Ｓｎ）が８０／２０以下、かつ２０／８０以上の範囲内であると、Ａｇのマイグレーションが発生していないことが分かる。
【００４７】
＜実施例２＞  実施例２の電子部品について、図３を参照しながら説明する。
【００４８】
図３は、実施例２の電子部品の要部断面図である。図３に示すように、実施例２の電子部品は、実施例１の構成に、第３層１８及び第４層２０が追加されている。すなわち、実施例２の電子部品の導電膜１０ａは、（ａ）セラミック基板１２の表面１２ａに形成された、Ａｇを主成分とする第１層１４と、（ｂ）第１層１４の少なくとも一部を覆う第２層１６に加え、（ｃ）第２層１６の表面１６ａに形成された、Ｎｉを主成分とする第３層１８と、（ｄ）第３層１８の表面１８ａに形成された、Ａｕを主成分とする第４層２０とを含む。
【００４９】
Ｎｉを主成分とする第３層１８によって、Ａｇのマイグレーションがさらに改善する。また、Ａｕの第４層２０により、はんだが濡れやすくなる。第３層１８及び第４層２０は、例えば、セラミック基板１２に電子部品を実装するための端子電極となる部分に形成する。
【００５０】
次に、実施例２の作製例について説明する。
【００５１】
前述した実施例１の作製例においてＳｎめっき膜厚、熱処理温度、熱処理時間を変化させて作製した試料（マイグレーション評価を行う前のもの）に対し、さらにＮｉめっき、Ａｕめっきを行い、その後、Ａｇマイグレーションを評価した。
【００５２】
Ｎｉめっき、Ａｕめっきは、次のように行った。
【００５３】
まず、奥野製薬工業株式会社製エースクリーンにより、６０℃、１分の条件で処理し、セラミック基板に水ぬれ性を付与した。
【００５４】
次いで、水洗した後、奥野製薬工業株式会社製ＮＮＰアクセラを使用し、２５℃、３分の条件で処理し、セラミック基板の表面に触媒を付与した。
【００５５】
次いで、水洗した後、奥野製薬工業株式会社製ＩＣＰニコロンＧＭを使用し、８０℃、２０分の条件で処理し、セラミック基板上に無電解Ｎｉめっきを行った。Ｎｉめっき膜の膜厚は、２〜１０μｍが好ましく、作製例では３μｍであった。。
【００５６】
次いで、水洗した後、奥野製薬工業株式会社製フラッシュゴールド２０００を使用し、８５℃、１０分の条件で処理し、セラミック基板上に置換Ａｕめっきを行った。Ａｕめっき膜の膜厚は、０．０２〜０．１５μｍが好ましく、作製例では０．０５μｍであった。
【００５７】
次いで、水洗した後、水きり、乾燥した。
【００５８】
以上の工程により、セラミック基板の表面に形成された導体パターン３０（図２参照）にＮｉめっき、Ａｕめっきを行った試料を作製し、Ａｇマイグレーションを評価した。比較のため、Ｓｎめっきしていない試料（試料番号：１〜４）についても、同様に、Ｎｉめっき、Ａｕめっきし、Ａｇマイグレーションを評価した。
【００５９】
Ａｇマイグレーション評価条件は、印加電圧の大きさを除き、実施例１と同じである。すなわち、温度８５℃、湿度８５％の環境において、２０Ｖの電圧を１２０時間印加することにより、Ａｇマイグレーションの発生有無を観察した。Ａｇマイグレーションの発生有無は、ＩＲ（絶縁抵抗）≧１０６Ωで判断した。すなわち、絶縁抵抗が１ＭΩ以上であれば、Ｇ（Ａｇマイグレーションの発生無し）、絶縁抵抗が１ＭΩ未満であれば、ＮＧ（Ａｇマイグレーションの発生有り）と評価した。
【００６０】
次の表２に、Ｓｎめっき膜厚／熱処理温度／熱処理時間によるＡｇマイグレーションの発生有無を示す。比較のため、ＳｎめっきしていないもののＡｇマイグレーションの発生有無を示す。
【表２】
2012243817.tif 000004
【００６１】
表２から、Ａｇ／Ｓｎ合金のモル比率（Ａｇ／Ｓｎ）が、８０／２０以下、かつ２０／８０以上の範囲内であると、Ａｇのマイグレーションが発生していないことが分かる。
【００６２】
また、実施例１の構成は、Ｎｉ＋Ａｕめっきの下地としても問題なく使用できることが分かる。
【００６３】
なお、表には示していないが、実施例２の作製例の試料は、実施例１の作製例の試料よりも絶縁抵抗が大きかった。このことから、ＮｉとＡｕのめっき膜を追加すると、さらにＡｇマイグレーションが改善することが分かる。
【００６４】
＜まとめ＞  以上に説明したように、Ａｇ／Ｓｎ合金の第２層を備えた電子部品は、低コストでＡｇのマイグレーションを防止することができる。
【００６５】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。
【００６６】
例えば、本発明は、基板がセラミック基板の場合を例示したが、これに限るものではなく、基板は、樹脂材料からなる樹脂基板等であってもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１０，１０ａ  導電膜
１２  セラミック基板（基板）
１４  第１層
１６  第２層（Ａｇ／Ｓｎ膜）
１８  第３層
２０  第４層
【図１】
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【図２】
2012243817.tif 000006
【図３】
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【図４】
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