JPS6329905A - チツプ部品の電極処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電子機器の軽量化、薄形化、小形化に寄与する
電子部品の一種であるチップ抵抗器などのチップ部品の
電極処理方法に関するものである。

従来の技術 従来、この種のチップ部品は、第２図に示すような構成
であった。第２図は例として角板形チップ抵抗器の断面
図を示しており、１はアルミナなどの絶家基板、２は抵
抗体、３は銀糸電極膜、４はニッケルＮ１膜、５は電気
メッキ法で析出されたはんだ（Ｓｎ　−Ｐｂ系合金）（
またはスズＳｎあるいは鉛ｐｂ　）膜、６は上記抵抗体
２を保護するためのガラス被覆膜である。

このように従来のチップ部品は、電極部の最外層に低融
点金属メッキ膜または低融点合金メッキ膜（以下、これ
らを低融点金属メッキ膜と総称する）を有し、また下地
層（ここではニッケル膜５）として上記低融点金属メッ
キ膜よりも融点が高く、しかも低融点金属メッキ膜と親
和性のよい材料からなる高融点金属膜または高融点合金
膜（以下、これらを高融点金属膜と総称する）が形成さ
れた構造となっている。

このような従来の構成のチップ部品では、電極部の最外
層が低融点金属メッキ膜から構成され、その表面が粗面
になっており、表面積が非常に大きなものとなっている
。このため、これらの膜は異物の吸蔵やガスの吸着がし
やすくなり、長期間保存した場合には１罹表面が酸化な
どの化学変化を起こし、プリント基板への実装はんだ付
は時にはんだ付は不良を発生させる可能性が犬であると
いう問題点があった。また、表面を平滑なものとするた
めに低融点金属メッキ膜を光沢メッキで構成した場合に
は、不純物（有機物）を含んでいるためにはんだ付は注
が悪いという致命的な欠点を有している。

さて、上述したような電極部の表面が粗面になっている
低融点金属メッキ膜を平滑な面とするための電極処理方
法としては、雰囲気炉、赤外線炉。

熱風炉、熱板などを用いる加熱電柵処理方法あるいはペ
ーパーフェイズンルダリング法（ｖｐｓ法）を利用する
方法が知ら扛ている。その中より、−例として赤外線加
熱器を利用したチップ部品の電極処理方法について、以
下に説明する。

第３図はこの赤外線加熱器を利用した電極処理方法を実
施するための装置の概略構成図を示すものである。

第３図において、７は第２図に示したような構造を有す
るチップ部品、８はチップ部品整列機、９はフラックス
塗布機、１ｏは赤外線加熱器、１１は冷却器、１２は電
極処理済チップ部品取出し機、１３はベルト１駆動部、
１４は電極処理装置架台、１５はチップ部品搬送ベルト
、１らはベルト洗浄器である。

そして、チップ部品の電極部の低融点金属メッキ膜を溶
融させる工程としては、■チップ部品整列−■フラック
ス塗布−■加熱溶融−■冷却固化−■チップ部品取出し
の５工程からなっている。

すなわち、ベルト駆動部１３により搬送されるチップ部
品搬送ベルト１５上にチップ部品整列機８よりチップ部
品７を供給し、次の工程でチップ部品７にフラックスを
塗布した後、トンネル式の赤外線加熱器１０でフラック
スを塗布した電極部を加熱溶融させ、続いてその溶融部
を冷却器１１によって冷却固化させ、その後電極処理済
チップ部品取出し機１２でもって電極処理の済んだチッ
プ部品７を取出す訳である。また、チップ部品搬送ベル
ト１５はベルト洗浄器１６で洗浄され之後、再びチップ
部品７が供給されるようになっている。

発明が解決しようとする問題点 このような従来の電極処理方法では、各工程に独立の設
備が必要な上に、チップ部品搬送ベルトがフラックスで
汚れるため、洗浄器を設置しなければならない。また、
そのようなことより設備が大きくならざるを得なく、し
かも各設備間のタイミングをとるために（搬送ベルトで
搬送されるチップ部品の移送速度と、フラックス塗布や
チップ部品取出しのタイミングとを同期させるため）、
精度が必要な設備にならざるを得ないという基本的な問
題点をもつものであった。

以下に、この上述した電極処理方法のもつ問題点につい
て列挙する。

■　チップ部品の電極部を溶融した際に、互いのチップ
部品の電極部がくっつかないように個々のチップ部品の
間隔をとり整列しなけｎばならなく、このことが量産性
を阻害する大きな要因となる。

■　空気中にて加熱溶融させるため、溶融金属表面の酸
化防止としてフラックスが必要である。

■　フラックス全使用するため、フラックスが加熱され
てチップ部品に焼付き、チップ部品の洗浄が困難である
。

■　加熱部はトンネル式になっているため、空気が自由
に出入りし、温度を安定化させることが難しい。

■　搬送ベルトも同時に加熱されているため、加熱およ
び冷却に時間がかかることになり、非常に長い炉が必要
となるとともに、しかも急冷するためには冷却器が必要
となる。

■　搬送ベルトにフラックスが付着し、設備の故障の原
因にもなるので、搬送ベルトの洗浄を実施しなければな
らない。

■　設備全体からみても機械的に動く部分が多く、その
上にフラックスを使用しているため、フラックスが設備
の動く部分に付着して故障を起こし、設備の稼働率を落
とす原因となりやすい。

このように第３図に示す赤外線加熱器を利用した電極処
理方法では、多くの問題点を有しており、その改善が強
く求められている。

また、上述したところの他の電極処理方法においても、
犬なり小なり、この赤外線加熱器を利用した電極処理方
法と類似した問題点を有している。

そして、チップ部品の寸法は一般的に、３．２朋×１．
６朋と小さく、さらには最近では２．○朋Ｘ１．２５羽
といった非常に小さいチップ部品が使用されるようにな
ってきており、ますますその小形化傾向が強くなってい
る。このようにチップ部品の寸法が非常に小さいことも
あり、また上述したように従来知られているところの電
極処理方法が非常に多くの問題点を有していることもあ
って、現在のチップ部品においては電極部の表面を平滑
なものとする処理がほとんどなされていないのが実情で
ある。

本発明は上述したようなチップ部品の電極部がもつ問題
点を解決し、チップ部品の電極部表面積を小にし、しか
も平滑化してはんだ濡れ性の改善と長期の保存に対して
はんだ付けの信頼性を向上させることを第１の目的とし
ている。また、本発明の第２の目的は従来知られている
ところの電極処理方法のもつ問題点を解決し、機械的に
動く部分をなりシ、チップ部品を整列することなく投入
しても、溶融時に互いのチップ部品の１榎部同志がくっ
つくことなく、溶融処理が可能で、溶融温度も精度よく
コントロールすることができ、しかもフラックスを使用
せずに量産性よくチップ部品の電極処理を行うことを目
的とするものである。

問題点を解決するだめの手段 以上のような問題点を解決するために本発明は、筒状容
器にオイルなどの高沸点液体を入れるとともにその容器
中における上記高沸点液体に温度勾配をもたせ、電極に
下地層として高融点金属膜（または高融点合金膜）を有
し、最外層に低融点金属膜（または低融点合金膜）全保
持したチップ部品を、上記容器中における上記高沸点液
体の高温部側より低温部側に移動させ、高温部にて上記
電極部の上記低融点金属膜（または低融点合金膜）を溶
融させ、低温部にて冷却し、溶融部を固化させるように
したものである。また、好ましい実施形態としては、高
沸点液体として、天然植物系オイル、天然動物系オイル
、天然鉱物系オイル、合成／リコン系オイルまたはグリ
セリンのいずれか１つを用いてなるものである。さらに
、低融点金属膜（低融点合金膜）が電気メッキ膜または
化学メッキ膜で構成されてなるものである。

作用 この構成によｎば、低融点金属膜（低融点合金膜）が容
器中における高沸点液体の高温部側で溶融され、低温部
側で冷却されるため、溶融時に表面張力が働き、表面積
は小さくなっており、この状態で冷却さｎることによっ
て、メッキ膜などで形成された低融点金属膜（低融点合
金膜）のものと比較して極めて表面積が小さくなり、し
かも表面も平滑になって保存中に異物の付着やガスの吸
着が極端に少ないものとなる。また、溶融時に表面ある
いはくぼみの内部に吸着、吸蔵していた異物、ガス類も
放吊されるので、最外層の膜自体も不純物を含まない清
潔な膜になり、はんだ濡れ註およびはんだ付は信頼性の
向上につながることとなる。そして、電極処理としては
、高沸点液体中をチップ部品が高温部側より低温部側に
移動するだけであり、複雑な設備を使用することなく、
簡単にして実施することができる。また、このように高
沸点液体中で溶融、冷却が行われ、しかも低温部側では
チップ部品の電極同志がくっつくことはないため、チッ
プ部品を１啄処理時に整列させることなく、バラバラの
状態で多量に投入するだけで処理ができ、しかもチップ
部品が液体と接触しているために加熱、冷却が短時間で
終了することにより、非常に量産性が高いものとなる。

さらに、高沸点液体中にて溶融、冷却が行われ、空気と
触れる機会がないので、溶融時でも電極部表面が酸化さ
ｎる心配がないものである。また、液体中で溶融処理を
行うということは、空気と比較して、溶融体（低融点金
属または低融点合金）と接触している高沸点液体の比重
が大で、しかも粘度が犬であるため、周囲より溶融した
金属に圧力をかけることになり、溶融金属表面状態が波
釘たずに平滑な面になり、厚みも均一なものができるこ
ととなる。なお、高沸点液体として天然植物系オイルな
どのオイルやグリセリンといったフラックスの作用を有
した液体を使用することにより、フラックスは不要とな
り、そのために設備は簡素化されるとともに処理済チッ
プ部品の洗浄も非常に容易なものとなる。また、低融点
金属膜（低融点合金膜）としては電気メッキ膜や化学メ
ッキ膜で構成されてなるものが、厚みを均一に作る上で
有利である。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明におけるチップ部品の電極処理方法を実
施するための装置の−ＰＪｋ示す概略構成図である。

第１図において、７は第２図に示したような構造を有す
るチップ部品で、第３図と同一符号を付しである。１了
は例えば長さ約１６０α、内径的９７ｍのガラス製の筒
状容器で、ここでは縦型に設置されている。１８はこの
容器１７中に入れられた天然植物系オイルであるやし油
、１９は上記筒状容器１了の上部外周に設けられたマン
トルヒータなどの加熱器、２０は上記筒状容器１７の上
面開口部より上記チップ部品７をその容器１了内に投入
するためのパーツフィーダである。

この実施例は上述したように筒状容器１７を縦型に設置
した例であり、本発明方法全実施するための基本的な装
置構成となるものである。

次に、この第１図の装置を用いて、チップ部品７の電極
部表面を処理する方法について説明する。

まず、加熱器１ってガラス製の筒状容器１７の上部を２
５０〜２８０℃に加熱する。この時、筒状容器１７の内
部にやし油１８が入っているため、やし油１８が２５０
〜２８０℃に加熱さｎる。この加熱さｎたやし油１８は
比重が小になり、下部の比重が犬である低温部へは対流
せずに上部のみで対流を起こす。そのために筒状容器１
７内におけるやし油１８に上部より下部へ向かって高温
状態から低温状態となる温度勾配ができ、底部側は常温
を保つことができる。上記のような準備の整ったところ
へ、やし油１８の液面上方より筒状容器１７内にパーツ
フィーダ２０からチップ部品７を投入する。ここで、こ
の実施例で使用したチップ部品７は角板形チップ抵抗器
で、電極部の構造が、最下層はλｇ　−Ｐｄ、中間層ば
Ｎｉ、最外層（低融点金属メッキ膜）にはＳｎ：Ｐｂ＝
６０：４ｏの厚み７〜１０μｍの電気メッキ膜を有した
ものである。また、上記最外層材料の融点は、１８０〜
１９０℃である。

そして、上記仕様のチップ部品７をパーツフィーダ２０
を使い、２５０個／分の速度で加熱されたやし油１８面
に落下投入する。これにより、チップ部品７はやし油１
８面に当り、やし油１８中を落下していく。この時、や
し油１８とチップ部品７の摩擦のために、チップ部品７
は個々に分離された状態で落下し、２５０〜２８０℃に
加熱された高温部で電極の最外層であるＳｎ　−Ｐｂ合
金メッキ膜が溶融され、温度勾配の付いている低温部に
落下していき、やし油１８の温度がおよそ１８０℃以下
になった部分を通過した時点より溶融部が固化され、表
面が滑らかな電極を有したチップ部品７として筒状容器
１７の底部に溜まる。この時、筒状容器１了の底部は常
温であるので、チップ部品７同志が接触しても１甑同志
がくっつく心配はない。ここで、電極表面処理の済んだ
チップ部品了の取出し方法については、例えばやし油１
８の高温部のものを抜出し、部品投入口より取出すか、
または筒状容器１７の底部に栓を付けておき、その栓を
開くことによりやし油１８とともに取出すなどの方法が
考えられる。このようにしてチップ部品７の低融点金属
メッキ膜の溶融処理が行われる０ ここで、上記の一実施例においては、高沸点液体として
天然植物系オイルであるやし油を使用した場合について
説明したが、これはその他に天然動物系オイル、天然鉱
物系オイル、合成ンリコン系オイル、またはグリセリン
などのフラックスの作用を有した材料が同様の効果をも
つものとして使えるものであり、さらにはこれらの材料
にとどまらず、チップ部品の電極部における溶融体（低
融点金属＠）の、融点よりも高い沸点を有する高沸点液
体であれば使用可能なものである。ｉた、溶融されるチ
ップ部品の電極部最外層としては、電気メッキや化学メ
ッキで構成された低融点金属メッキ膜（低、融点合金メ
ッキ膜）に限られることはなく、溶射や蒸着などにより
形成された低融点金属膜（低融点合金膜）であっても差
支えないものである。さらに、これらの低融点金属膜（
低融点合金膜）を構成する材料としては、上記実施例の
はんだの他に、一般によく用いられるスズや、さらには
鉛などが使用可能なものである。

そして、低融点金属膜（低融点合金膜）の１融点は１０
０〜６６０’Ｃ１膜厚は１μｍ以上であることが好まし
い。まず、融点が１００℃未満の場合ははんだ付けした
後、再溶融金属７漠が部品使用中に自己発熱で溶融して
しまうことがあり、５５０℃を超える場合は抵抗体や被
覆膜が破壊されてじまい、チップ部品としての性能を保
持できなくなる恐れがある。また、膜厚が１μｍ未満の
場合、熱処理後に均一な膜が形成できなく、実装時にお
けるはんだ事けの信頼性が落ちることになり、保管中に
酸化してしまうことにもなる。この膜厚は８〜１５μｍ
であれば非常にはんだ付けがしやすいことが実験により
確認されている。

発明の効果 以上のように本発明におけるチップ部品の電極処理方法
は構成されているものであり、数多くの特徴を有してい
る。まず、低融点金属膜（低融点合金膜）が容器中にお
ける高沸点液体の高温部側で溶融され、低温部側で冷却
されるため、溶融時に表面張力が働き、表面積は小さく
なっており、この状態で冷却されることによって、メッ
キ膜などで形成された低融点金属膜（低、＠焦合金膜）
のものと比較して極めて表面積が小さくなり、しかも表
面も平滑になって保存中に異物の付着やガスの吸着が極
端に少ないものとなる。また、溶融時に表面１ちるいは
くぼみの内部に吸着、吸蔵していた異物、ガス類も放出
されるので、最外層の膜自体も不純物を含まない清潔な
膜になり、はんだ濡れ注およびはんだ付は信頼性が向上
することとなる。そして、電接処理としては、高沸点液
体中をチップ部品が高温部ｆｔ’、’ｌより低温部側に
移動するだけであり、複維な設備を使用することなく、
簡単にして実施することができる。また、このように高
沸点液体中で溶融、冷却が行われ、しかも低温部側では
チップ部品の電極同志がくっつくことはないため、チッ
プ部品を電極処理時に整列させることなく、バラバラの
状態で多量に投入するだけで処理ができ、しかもチップ
部品が液体と接触しているために加熱、冷却が短時間で
終了することにより、非常に量産性が高いものとなる。

さらに、高沸点液体中にて溶融、冷却が行わｎＸ空気と
触れる保合がないので、溶融時でも電極部表面が酸化さ
れる心配がないものである。また、液体中で溶融処理全
行うということは、空気と比較して、溶融体（低融点金
属まｔは低、＠点合金）と接触している高沸点液体の比
重が大で、しかも粘変が犬でちるため、周囲より溶融し
た金属に圧力をかけることになり、溶融金属表面状態が
波釘たず・；て平滑な面になり、厚みも均一なものがで
きることとなる。々お、高沸点液体として天然植物系オ
イルなどのオイルやグリセリンといったフラックスの作
用？有した液体を使用することにより、フラノクスは不
要となり、そのために設備は簡素化さｎるとともに処理
済チップ部品の洗１争も非常に容易なものとなる。また
、低融点金属、漠（低融点合金膜）としては電気メッキ
膜や化学メッキ１嘆で構成されてなるものが、厚みを均
一に作る上で有利である。

さらに、本発明の効果を以下に列挙する。

■　チップ部品を整列することなく投入できるので、チ
ップ部品の寸法に関係なく同−設備で処理することがで
きる。また、寸法の異なったチップ部品を混合して処理
することもできる。

■　フラックスを使用することなく処理できるため、洗
浄が容易であり、しかもフラックスの焼付きがなく出来
上りがきれいである。

■　熱媒体が高沸点液体のため、温度コントロールも精
度が高く、高沸点液体とチップ部品が接触しているため
、熱伝導が早ぐ、溶融および固化の処理が短時間ででき
、しかも溶融処理の信頼性が高い。すなわち、溶融の失
敗がないものとなる。

■　高沸点液体に温度勾配を付けているため、処理済チ
ップ部品を低温部に一度に山積状態で溜めることができ
、まとめて−度に取出しが可能で、取出し作業が非常に
簡素化できる。

■　高沸点液体の種類または比重を選ぶことにより、チ
ップ部品の液体中の通過時間を変えることができる。ま
た、高沸点液体の温度勾配を変えることにより、比重が
変化するのでチップ部品の液体中の通過時間′ｆ！：同
じく変えることができる。これにより、チップ部品の低
融点合金膜ま念は低融点合金膜の種類あるいは寸法形状
が変わっても容易に対処することができる。

■　機械的に動く部分が全くないので、設備の故障が皆
無といってよく、稼働率が飛躍的に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明におけるチップ部品の電極処理方法を実
施するための装置の一実施例を示す概略構成図、第２図
はチップ部品の一種である角板形チップ抵抗器を示す断
面図、第３図は従来知られているところのチップ部品の
電極処理方法を実施するための装置の一列を示す概略構
成図である。 １・・・・・・絶縁基板、２・・・・・・抵抗体、３・
・・・・・銀系電極膜、４・・・・・・ニッケル膜、５
・・・・・・はんだ膜、６・・・・・・ガラス被覆膜、
了・・・・・・チップ部品、１７・旧・・筒状容器、１
８・・・・・・やし油（高沸点液体）、１９・・・・°
・加熱器、２０・・・・・・パーツフィーダ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）筒状容器にオイルなどの高沸点液体を入れるとと
   もにその容器中における上記高沸点液体に温度勾配をも
   たせ、電極に下地層として高融点金属膜または高融点合
   金膜を有し、最外層に低融点金属膜または低融点合金膜
   を保持したチップ部品を、上記容器中における上記高沸
   点液体の高温部側より低温部側に移動させ、高温部にて
   上記電極部の上記低融点金属膜または低融点合金膜を溶
   融させ、低温部にて冷却し、溶融部を固化させるように
   したチップ部品の電極処理方法。
2. （２）高沸点液体として、天然植物系オイル、天然動物
   系オイル、天然鉱物系オイル、合成シリコン系オイルま
   たはグリセリンのいずれか１つを用いてなる特許請求の
   範囲第１項記載のチップ部品の電極処理方法。
3. （３）低融点金属膜にスズまたは鉛を用いてなる特許請
   求の範囲第１項記載のチップ部品の電極処理方法。
4. （４）低融点合金膜にはんだを用いてなる特許請求の範
   囲第１項記載のチップ部品の電極処理方法。
5. （５）低融点金属膜または低融点合金膜が電気メッキ膜
   または化学メッキ膜で構成されてなる特許請求の範囲第
   １項記載のチップ部品の電極処理方法。