JPH0385715A

JPH0385715A - 電子部品の電極形成方法

Info

Publication number: JPH0385715A
Application number: JP1223521A
Authority: JP
Inventors: Yuji Uesugi; 雄二植杉; Koichi Kumagai; 浩一熊谷; Yasuhiko Miyamoto; 宮本　康彦; Chihiro Saeki; 千尋佐伯; Shinichi Touzawa; 陶沢　真一
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-08-30
Filing date: 1989-08-30
Publication date: 1991-04-10

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、電子部品の電極を溶射にて形成する方法に関
する。

従来の技術従来、フィルムコンデンサ等の電子部品の電極形成は、
Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｐｂ等を主成分とした溶射材を用い
ている（例えば、特公昭５３２９２１８号公報、特公昭
５３−２９２１９号公報等参照）。

発明が解決しようとする課題電子部品の電極を溶射にて形成する場合、従来、Ｚｎ合
金または５ｎ−Ｐｂ合金等の線材をアークまたはプラズ
マ等で溶融させ、高速のエアーで吹付け、電子部品の当
該位置に付着させるという方法がとられるが、その際上
記金属が溶融した粉末状態で飛散するときの粒径は数μ
〜数１０μと微粒であるため、粉末の表面が容易に酸化
される。

そのため、溶射により形成した電極は半田付性が非常に
悪いという問題がある。

そこで、電極の半田付性を向上させるため、溶射後、溶
射金属の表面を還元し、溶射金属の表面を半田付性のよ
い金属、例えば半田をコーティングすれば電極としての
半田付性は若干向上する。

すなわち、第７図（ａ）に示すように、電子部品の素子
１６に溶射金属１７を溶射した後、溶射金属の表面を研
磨し、さらにフラックス等により、還元すると、溶射金
属の内部１７パは酸化物の多い層であるが、表面１７′
は還元された金属の状態となる。この状態で半田１８を
コーティングし、半田デイツプを行なう。

このようにすると、半田デイツプの回数が１〜２回まで
は、第７・図（ｂ）のように基板１９との間にきれいな
半田フィレット１８′を形成することができる。

しかし、半田デイツプを２〜３回以上行なうと、還元さ
れた金属層１７′は、半田中に拡散し消失していく。そ
のため半田付状態は、第７図（Ｃ）のように不充分な半
田フィレット１８“の状態となり半田付不良を生じるこ
とになる。

電子部品には、最近の高密度・高信頼化の実装技術の要
望に伴い、半田デイツプ３回までは良好な半田付状態を
得る半田付性が求められており、以上述べた従来の溶射
による電極形成では、充分な半田付性が得られていなか
った。

従来の溶射による電極形成法では、溶射金属粒子の表面
が酸化された状態で、電極を形成していくため、粒子間
の結合強度、すなわち電極としての強度が弱いという問
題点もあった。

本発明は、電子部品の電気を溶射にて形成する場合、従
来の方法では上記のように、電極としての半田付性が悪
く、また電極としての強度も弱いという問題点を解決す
るための電極形成方法を提供することを目的としている
。

課題を解決するための手段上記目的を達成するために、本発明の電極形成法におい
ては、０．１〜１０重量％のＰを含むＣｕ合金あるいは
Ａｇを６０重量％以上含むＣｕ合金を溶射材として用い
る。これにより溶射時に金属粒子の表面の酸化を抑える
ことができ、電極としての半田付性の向上と電極強度の
向上が計れる。

電極の特性あるいは半田付性をより向上させるため電極
構造を多層にする。たとえば電極の最内層は、電子部品
の素子と電位差の少ない金属、例えは、Ｃｕ−Ｚｎ合金
とし、次に中間層は、Ｐを含むＣｕ合金、あるいはＡｇ
を６０重量％以上含むＣｕ合金とし、最外層は５ｎ−Ｐ
ｂ合金とする。

作　　　用溶射金属としてＰを含むＣｕ合金を用いれば電極の酸化
が押えられる理由を次に述べる。

Ｐを含むＣｕ合金が溶射時に溶融したとき、Ｐは優先的
に０２と反応するため、溶射金属のＣｕ等の酸化を抑制
あるいはＣｕ等の酸化物を還元する。すなわち、４Ｐ＋Ｃｕ＋５０−＋２Ｐ２０５＋Ｃｕ２　Ｐ　＋　５
　Ｃｕ　Ｏ＋Ｐ　２０　ｓ　＋　５　Ｃｕ等の反応が生
しる。

また、溶射金属としてＡｇを６０重量％以上含む場合、
Ａｇは溶射時に殆ど酸化されないため、形成された電極
は半田付性が良好であり、また溶射粒子間の結合強度も
高いものが得られる。

実　　施　　例以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

第１図は本発明の第１実施例において、そのフィルムコ
ンデンザに溶射による電極を形成した状態を示す。第１
図において、１はフィルム、２はフィルム上に形成され
たＡＩ薄膜であり、フイルムコンデンザの素子１３を構
成している。３は溶射により形成したＰ−Ｃｕ合金又は
Ｐ−ＡｇＣｕ合金の電極である。溶射材としては表１の
■、■に示す合金のワイヤ材を用い、アーク溶射あるい
はプラズマ溶射により４の矢印の方向から溶射を行った
ものである。

表１の酸化を最少限に抑える量であることが必要である。そ
のため溶射時の雰囲気により必要なＰの量は異なってく
る。溶射をＮ２等の非酸化性カスにて行なう場合、ある
いは減圧容器中で非酸化性カスにて行なう場合、Ｐｆｆ
ｉは、０．１〜０．５重量％あれば充分である。しかし
、通常のアーク溶剤のようにエアにて行なう場合は、Ｐ
量を多くする必要がある。但しＰ量が１０　ｗ　ｔ％を
越えると、Ｐ−Ｃｕ合金として脆くなるため、ワイヤ材
として加工が困難になり実用的てなくなる。またＰ量が
多くなるほと、溶射粒子の凝固収縮量が多くなり、溶射
層の残留応力および変形が多くなり、実用的でなくなる
。溶射て実用的なＰ量の範囲は０．１〜１０ｗｔ％と限
定される。

また、Ｐ−Ｃｕ合金の残留応力、溶射時の変形量は、溶
射前のＰ−Ｃｕ合金に含まれるＰ量により異なるが、残
留応力及び溶射時の変形を実用レベルに押さえるには、
第１図に示す電極３の厚さ５を０．７ｍｍ以下にするこ
とが有効である。

表１の■て示ずようにＰ−ＣｕにＡｇを加えると、融点
を下げると共に、溶射金属粒子の酸化をより少なくする
ことができる。特に７Ｐ−２０Ａｇ−７３Ｃｕは三元共
晶で、融点が６４６℃と低いため、低温溶射が可能であ
る。

第２図は本発明の第２の実施例で、１０は電子部品の素
子１３と電位差の少ない溶射金属層、例えば素子１３の
主構成要素がＡＩ薄膜２であればＣｕ−Ｚｎ合金層であ
る。次にＰ−Ｃｕ合金３を溶射し、さらにその上にＳｎ
あるいは５ｎ−Ｐｂ合金のコーティング層１１を形成し
たものである。

素子に接する溶射金属を素子と電位差の少ない金属にす
るのは局所電池作用による電蝕を防ぐためてあり、電極
の最外層に５ｎ−Ｐｂ合金をコーティングすることによ
りプリント基板等への実装時の半田付性をより向上させ
ることができる。

なお、電極の最外層にＳｎ合金をコーティングする方法
としては、第２図のＰ−Ｃｕ合金の溶射層３の表面の凹
凸が０．５ｍ、ｍ以下になるよう研磨した後、Ｓｎ合金
を溶融浸漬でコーティングする方法、あるいはＰ−Ｃｕ
合金の溶射層の表面を研磨後、有機酸あるいはフラック
スで表面を還元し、Ｓｎ合金の溶融浸漬でコーティング
する方法が望ましい。

Ｐ−Ｃｕ合金の溶射層３は、前述のようにＰの還元作用
により酸化が非常に少ないので、５ｎＰｂ合金と合金層
をつくった状態となる。そのため、実装時のデイツプ半
田付を３回以上繰り返しても半田付性の劣化はない。

なお、電子部品の素子とＰ−Ｃｕ合金の電位差が小さい
場合、たとえば０．３Ｖ以下の場合は、第２図の如く３
層にせず、第１図の溶射層３の」二に、５ｎ−Ｐｂ合金
をコーティングすればよい。

第５図は電極を複数の溶射金属層て形成する場合、Ｐ−
Ｃｕ合金層の下の溶射金属層１０の表面の凹凸をＰ−Ｃ
ｕ合金層の厚さ以下にする必要性を説明するための図を
示す。電子部品の所定の場所のみに溶射金属層を形成す
るには、遮蔽板等を用いるので、溶射金属層には同図に
示すような凹凸１２が生しる。この凹凸がある状態てＰ
−Ｃｕ合金を溶射し、Ｐ−Ｃｕ合金の表面を所定の形状
　０に研磨すると、電極の表面にＰ−Ｃｕ合金以外の合金層
が現れ、半田付性を阻害する。そのため、同図Ａ−Ａ’
　、Ｂ−Ｂ’の一点鎖線の如く、研磨あるいはパリ取り
を行ない、溶射合金層１０の表面の凹凸がＰ−Ｃｕ合金
層の厚さ以下にすることが不可欠となる。

第３図は本発明の第３の実施例を示す図で、電子部品の
素子１３にＣｕ−Ｚｎの溶射層１０、その上にＡｇを２
０重量％以上含むＣｕ合金層１４を溶射し、さらにＰ−
Ｃｕ合金層３、Ｓｎ合金のコーティング層１１で電極を
形成する方法を示す。

溶射したＣｕ−Ｚｎ合金層１０は比較的酸化が大きいた
め、Ｃｕ−Ｚｎ溶射金属粒子間の結合力が弱い。そのた
め、Ｃｕ−Ｚｎの溶射層に直接厚＜Ｐ−Ｃｕ合金を溶射
すると、Ｐ−Ｃｕ合金層の凝固収縮力で、Ｃｕ−Ｚｎ溶
射層の内部にクラックが生じやすい。クラックを防止す
るには本実施例のように酸化の少ないＡｇ−Ｃｕ合金層
１４を中間層として形成することが、有効な手段となる
。

Ａｇ−Ｃｕ合金の例として、表１の■の合金が上げられ
る。

第４図は本発明の第４の実施例を示す図で、電子部品の
素子１３にＣｕ　−Ｚ　ｎの溶射層１ｏ、その上にＡｇ
を６０重量％以上含むＣｕ合金層１５を溶射し、その表
面を研磨後、有機酸あるいはフラックスで還元し、Ｓｎ
合金のコーティング層１１を形成して電極を形成する方
法を示す。

半田デイツプ３回まで半田付状態が良好な電極を得るに
は、同図の溶射層１５の溶射金属粒子の酸化を極力小さ
くする必要があり、Ｐ−Ｃｕ合金以外の溶射金属として
は、Ａｇを６０重量％以上含むＣｕ合金が適している。

その合金の例を、表１の■に示す。

第６図は、以上の本発明の各実施例の方法と従来の方法
にて電極を形威し、半田デイツプにより半田付性を比較
検討した結果を示す。第６図よりわかるように、従来の
電極形成方法では、デイツプ半田付の回数とともに半田
付歩留が極端に低下する。本発明の各実施例の電極形成
方法では、デイツプ半田付を繰り返しても半田付歩留り
は良好である。特にＰ−Ｃｕ合金層とその上にＳｎ合金
をコーティングした実施例２，３は、デイツプ半田付を
３回以上行っても非常に良好な状態であることがわかる
。

発明の効果本発明は、以上説明したような電極形成方法であるため
、以下のような効果を奏する。

溶射時に酸化を殆ど生じないＰ−Ｃｕ合金、あるいはＡ
ｇ−Ｃｕ合金を用いるため、デイツプ半田付を繰り返し
ても半田付性は良好な状態を保つ。

特にＰ−Ｃｕ合金を溶射し、その表面を研磨し還元後、
Ｓｎ合金をコーティングする電極形成法では、半田付性
の非常に良好な電極が得られる。

また、溶射金属粒子の酸化が少ないため、粒子間の結合
力も強く、電極としての強度の向上が計れる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の第１〜第４実施例の電極形成
方法で電極形成を行った電子部品の断面図、第５図は溶
射金属層の表面処理の必要性を３説明する断面図、第６図は本発明の各実施例と従来例の
半田付特性を比較して示したグラフ、第７図（ａ）〜（
Ｃ）は従来例の電極形成方法で電極形成を行った電子部
品の断面図である。３−Ｐ−Ｃｕ、Ｐ−Ａｇ−Ｃｕ合金の溶射金属層からな
る電極、１０・・・・・・素子と電位差の少ない溶射金
属層、１１・・・・・・Ｓｎあるいは５ｎ−Ｐｂ合金の
コーティング層、１３・・・・・・素子、１４・・・・
・・Ａｇを２０％以上含むＣｕ合金の溶射金属層、１５
・・・・・・Ａｇを６０％以上含むＣｕ合金の溶射金属
層。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　電子部品の電極形成を溶射にて行なう方法にお
いて、溶射材としてＰを０．１〜１０重量％を含むＣｕ
合金を用いて溶射することを特徴とする電子部品の電極
形成方法。
（２）　複数の金属層から構成された電極の少なくとも
１つの金属層を、Ｐを０．１〜１０重量％含むＣｕ合金
を溶射材として溶射して形成することを特徴とする電子
部品の電極形成方法。
（３）　電極の複数の層のうち最外層がＳｎまたはＳｎ
合金である特許請求の範囲第２項記載の電子部品の電極
形成方法。
（４）　Ｐ−Ｃｕ合金の溶射層の表面の凹凸を０．５ｍ
ｍ以下にした後、Ｐ−Ｃｕ合金の表面を還元し、その上
にＳｎまたはＳｎ合金層を形成する特許請求の範囲第２
項記載の電子部品の電極形成方法。
（５）　電極の複数の金属層のうち最内層がＣｕ−Ｚｎ
合金である特許請求の範囲第２項記載の電子部品の電極
形成方法。
（６）　溶射により電極として形成されたＰ−Ｃｕ合金
の厚さが０．７ｍｍ以下である特許請求の範囲第１項ま
たは第２項記載の電子部品の電極形成方法。
（７）　Ｐ−Ｃｕ合金の層に接して、その内側に溶射に
より形成された層がＡｇを２０重量％以上含むＣｕ合金
である特許請求の範囲第２項記載の電子部品の電極形成
方法。
（８）　複数の金属層から構成された電極の内、その最
外層はＳｎまたはＳｎ合金にて形成し、最外層に接する
金属層はＡｇまたはＡｇを６０重量％以上含むＣｕ合金
を溶射して形成することを特徴とする電子部品の電極形
成方法。
（９）　溶射した金属層の表面の凹凸を０．５ｍｍ以下
にした後、次の層の金属を溶射することを特徴とする電
子部品の電極形成方法。