特許 6984823 微小部品表面処理システム及び微小部品表面処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6984823

(24)【登録日】2021年11月29日

(45)【発行日】2021年12月22日

(54)【発明の名称】微小部品表面処理システム及び微小部品表面処理方法

(51)【国際特許分類】

   B24C 1/06 20060101AFI20211213BHJP

   B24C 1/04 20060101ALI20211213BHJP

   B24C 3/32 20060101ALI20211213BHJP

   B24C 9/00 20060101ALI20211213BHJP

   C25D 5/02 20060101ALI20211213BHJP

   C25D 5/56 20060101ALI20211213BHJP

   C23C 18/18 20060101ALI20211213BHJP

【ＦＩ】

   B24C1/06

   B24C1/04 B

   B24C3/32 D

   B24C9/00 J

   C25D5/02 Z

   C25D5/56 A

   C25D5/56 C

   C23C18/18

【請求項の数】5

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2018-155086(P2018-155086)

(22)【出願日】2018年8月22日

(65)【公開番号】特開2020-28936(P2020-28936A)

(43)【公開日】2020年2月27日

【審査請求日】2021年8月20日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】593087271

【氏名又は名称】ガウス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100170025

【弁理士】

【氏名又は名称】福島 一

(72)【発明者】

【氏名】高野 哲雄

(72)【発明者】

【氏名】高根 勝久

(72)【発明者】

【氏名】玉地 孝彰

【審査官】 奥隅 隆

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１５／１４１８０２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１６−１３２８１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｃ １／００−１１／００

Ｃ２５Ｄ ５／０２

Ｃ２５Ｄ ５／５６

Ｃ２３Ｃ １８／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の微小部品を、当該微小部品が一方向のみ入ることが可能な複数の整列穴が設けられた振込みパレットに供給する供給制御部と、
前記複数の微小部品が供給された振込みパレットに搖動と振動を与えて、当該振込みパレットの整列穴に前記微小部品を入れて、前記複数の整列穴に対応して前記複数の微小部品を整列配向させる搖動振動制御部と、
前記振込みパレットの整列穴と同等に整列した整列穴を有する最終パレットを用いて、前記振込みパレットの整列穴に整列配向した複数の微小部品を前記最終パレットの整列穴に移し替えるとともに、移し替わった微小部品のうち、表面処理の対象となる微小面を、前記最終パレットの整列穴から露出させる移し替え制御部と、
前記最終パレットの整列穴と同等に整列した露出孔を有するマスキング板を用いて、前記微小部品の微小面に対して前記マスキング板の露出孔を合わせて、前記最終パレットに前記マスキング板を固定し、表面粗化用治具を構成するマスキング制御部と、
前記表面粗化用治具のマスキング板に向かって処理材を投射して、前記マスキング板の露出孔を介して前記微小部品の微小面のみを粗化する表面粗化制御部と、
前記表面粗化用治具が分解されたことで出された前記微小部品のうち、粗化された微小面に、めっき処理を含む表面処理を施す表面処理制御部と、
を備える微小部品表面処理システム。

【請求項2】

前記微小部品は、軸方向の上方から下方までの２つ以上の異なる外径を有する円筒形であり、最小の外径を有する先端部分の上面に微小面を有し、
前記振込みパレットの整列穴は、前記微小部品の最大の外径と同等の第一の直径を有し、前記整列穴の直径は、前記第一の直径から下方に向かって縮径して、前記微小部品の最小の外径と同等の第二の直径となる形状であり、
前記移し替え制御部は、前記振込みパレットの整列穴と同等に整列した整列穴を有する移載パレットを経由して、前記振込みパレットの整列穴の微小部品を前記最終パレットの整列穴に移し替える
請求項１に記載の微小部品表面処理システム。

【請求項3】

前記微小部品は、セラミックス製であり、
前記表面処理制御部は、前記微小部品にめっき処理を施すことで、当該微小部品の微小面にめっき層を形成させる、
請求項１又は２に記載の微小部品表面処理システム。

【請求項4】

前記表面粗化制御部は、前記表面粗化用治具のマスキング板に向かってショットブラスト処理を行う
請求項１〜３のいずれか一項に記載の微小部品表面処理システム。

【請求項5】

複数の微小部品を、当該微小部品が一方向のみ入ることが可能な複数の整列穴が設けられた振込みパレットに供給する供給制御ステップと、
前記複数の微小部品が供給された振込みパレットに搖動と振動を与えて、当該振込みパレットの整列穴に前記微小部品を入れて、前記複数の整列穴に対応して前記複数の微小部品を整列配向させる搖動振動制御ステップと、
前記振込みパレットの整列穴と同等に整列した整列穴を有する最終パレットを用いて、前記振込みパレットの整列穴に整列配向した複数の微小部品を前記最終パレットの整列穴に移し替えるとともに、移し替わった微小部品のうち、表面処理の対象となる微小面を、前記最終パレットの整列穴から露出させる移し替え制御ステップと、
前記最終パレットの整列穴と同等に整列した露出孔を有するマスキング板を用いて、前記微小部品の微小面に対して前記マスキング板の露出孔を合わせて、前記最終パレットに前記マスキング板を固定し、表面粗化用治具を構成するマスキング制御ステップと、
前記表面粗化用治具のマスキング板に向かって処理材を投射して、前記マスキング板の露出孔を介して前記微小部品の微小面のみを粗化する表面粗化制御ステップと、
前記表面粗化用治具が分解されたことで出された前記微小部品のうち、粗化された微小面に、めっき処理を含む表面処理を施す表面処理制御ステップと、
を備える微小部品表面処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、微小部品の微小面にのみに密着強度の強い表面処理を行うことが可能な微小部品表面処理システム及び微小部品表面処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

デジタル半導体に代表される高性能電子部品は、動作周波数が高く、且つ、消費電力が大きくなる傾向にあり、寄生容量や電気抵抗が小さい接続端子や放熱性の良いパッケージが求められている。更に、携帯機器等に使用される電子部品については、一層の小型化・高機能化が進行している。

【0003】

ここで、ＩＣチップ（ダイとも称する）等の電子部品は、セラミックス製の微小部品（パッドとも称する）を介して、アルミナ等からなるセラミックス積層基板に実装され、微小部品に予め設けられた金属めっき層を通じて、基板の表面配線層と電気的に接続される。微小部品は、通常、基板の回路設計に応じて多様の形状を有している。微小部品の微小面には、電子部品との電気的接続を可能とするために、通常金属めっき層が予め形成される。

【0004】

微小部品への金属めっき層の形成の前処理として、微小部品の金属めっき層形成部分に脱脂及び酸洗が行われるが、更に、微小部品の微小面と金属めっき層との接合強度（密着性）を高めるために、化学的・物理的手段を用いて、微小部品の表面を予め粗化し、アンカー効果を生じさせることが行われている。

【0005】

この粗化には、ケミカルエッチング、反応性イオンエッチング、レーザビーム照射、ブラスト処理、スパッタリング、機械加工等の方法が用いられている。ブラスト処理は、その方式により、ドライブラストやウェットブラスト等に分類され、処理材（研削材、研掃材、砥粒とも称する）により、ショットブラスト、サンドブラスト、ビーズブラスト等に分類される。

【0006】

このようなブラスト処理に関して様々な技術が存在する。例えば、特開２００８−２２９８０９号公報（特許文献１）には、電気めっきの下地処理として被膜成形部へのブラスト加工法が開示されている。この方法は、処理対象の被膜形成部に対して砥粒を弾性体である母材に配合分散し、又は砥粒を弾性体である母材の表面に担持させた弾性研磨材を噴射することにより、被膜形成部に砥粒の埋め込みを生じさせることなく、被膜形成部上に形成される被膜に所定の表面粗さで凹凸を形成する。これにより、砥粒を残存させることなく処理対象の被膜形成部にアンカー効果を生じ得る。しかしながら、この方法には、砥粒、被加工物の形状やそれらの位置関係についての記載が無い。

【0007】

又、実開昭５６−６８７２１号公報（特許文献２）には、チップ部品等のワーク振込装置が開示されている。この装置では、マガジンを載置するテーブルを水平方向に振動させると共に搖動させても、ワークがマガジン内の穴から飛び出さない構造としている。しかしながら、この装置では、ワークをマガジンから取り外して処理することについては触れられていない。

【0008】

特開２０００−２５２６１１号公報（特許文献３）には、外表面に表面配線層（４）が形成された基板（１）を用意する基板用意工程と、表面配線層（４）の表面にめっき層（５）を形成するめっき層形成工程と、めっき層（５）表面の少なくとも一部の表面粗度（Ｒｚ）を５μｍ以上にするめっき層粗化工程と、めっき層（５）のうち、めっき層粗化工程にて表面粗度（Ｒｚ）を５μｍ以上にした部分を被覆する保護ガラス（７）を形成する保護ガラス形成工程とを備える配線基板の製造方法が開示されている。これにより、配線基板の製造において、サンドブラスト処理を施してめっき層表面粗度を上げ、表面電極部のめっき層と保護ガラス層との接合強度を向上させるとしている。しかしながら、この方法は、めっき層の上に形成された保護ガラス層の部位のみに対するブラスト処理であり、めっき層を形成する下地層に関する処理の記載がない。

【0009】

特開２０１２−２４３８９０号公報（特許文献４）には、一面（３０ａ）を有する第１ヒートシンク（３０）を用意する工程と、第１ヒートシンク（３０）に搭載される半導体チップ（１０、２０）を用意する工程と、第１ヒートシンク（３０）に第１導電性部材（７０）を介して半導体チップ（１０、２０）を搭載する搭載工程と、搭載工程の後、半導体チップ（１０、２０）をマスクとして、半導体チップ（１０、２０）及び第１ヒートシンク（３０）の一面（３０ａ）を粗化する第１粗化処理工程と、半導体チップ（１０、２０）及び第１導電性部材（７０）と第１ヒートシンク（３０）の少なくとも一部をモールド樹脂（６０）で封止する工程と、を行う半導体装置の製造方法が開示されている。この方法では、はんだ接合によりヒートシンク上に搭載された半導体チップをマスクで閉塞し、ヒートシンクの一面及び／又はパッドを粗化処理した後、モールド樹脂で封止する。

【0010】

他に、部分めっき法において、金属めっき膜形成以外の部分に絶縁テープ、レジスト等を用いてマスキングが行う方法も知られているが、いずれもめっき膜形成後にマスキング材を剥離する追加的工程を必要としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】特開２００８−２２９８０９号公報

【特許文献2】実開昭５６−６８７２１号公報

【特許文献3】特開２０００−２５２６１１号公報

【特許文献4】特開２０１２−２４３８９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

上述のように、近年、電子デバイスが小型化、高速化されるに伴い、電子部品と基板とをはんだ接合するために用いられる微小部品も一層小型で、且つ、複雑な形状となっている。例えば、微小部品は、軸方向の上方から下方までに２つ以上の異なる径寸法を有し、且つ、径寸法が小さい部分の上面には、電子部品とはんだ接合するためのめっき層にはんだ溜り用の凹部が設けられた構造等も採用されている。

【0013】

このような微小部品の凹部は、微小面であり、通常、この面のみを選択的に粗化することは極めて難しい。例えば、粗化処理のうち、回転・撹拌を伴うバレル方式のブラスト処理では、微小部品の全表面にランダムに砥粒の投射が行われるため、微小面のみを短時間で、均一に、且つ、選択的に粗化することは極めて難しい。通常の全表面に亘る粗化処理では、めっき層を形成する後工程において、微小面以外の表面にもめっき層が形成されてしまい、金属、酸、触媒等の試剤、特に高価な金の所要量が多くなり、さらに、排出する廃剤や回収する試剤の量も増え、全般の工程も複雑になるという課題がある。コーティングや塗装等の他の粗化処理に関しても、短時間で、均一に、且つ、選択的に微小面のみを粗化することは難しい。

【0014】

このように、微小部品の微小面にのみを粗化し、めっき等の表面処理を行う技術は、電気・電子分野のみならず、他の産業分野でも求められていた。

【0015】

そこで、本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、微小部品の微小面にのみに接着強度の強い表面処理を行うことが可能な微小部品表面処理システム及び微小部品表面処理方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0016】

本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、本発明に係る新規な微小部品表面処理システム及び微小部品表面処理方法を完成させた。即ち、本発明に係る微小部品表面処理システムは、供給制御部と、搖動振動制御部と、移し替え制御部と、マスキング制御部と、表面粗化制御部と、表面処理制御部と、を備える。供給制御部は、複数の微小部品を、当該微小部品が一方向のみ入ることが可能な複数の整列穴が設けられた振込みパレットに供給する。搖動振動制御部は、前記複数の微小部品が供給された振込みパレットに搖動と振動を与えて、当該振込みパレットの整列穴に前記微小部品を入れて、前記複数の整列穴に対応して前記複数の微小部品を整列配向させる。移し替え制御部は、前記振込みパレットの整列穴と同等に整列した整列穴を有する最終パレットを用いて、前記振込みパレットの整列穴に整列配向した複数の微小部品を前記最終パレットの整列穴に移し替えるとともに、移し替わった微小部品のうち、表面処理の対象となる微小面を、前記最終パレットの整列穴から露出させる。マスキング制御部は、前記最終パレットの整列穴と同等に整列した露出孔を有するマスキング板を用いて、前記微小部品の微小面に対して前記マスキング板の露出孔を合わせて、前記最終パレットに前記マスキング板を固定し、表面粗化用治具を構成する。表面粗化制御部は、前記表面粗化用治具のマスキング板に向かって処理材を投射して、前記マスキング板の露出孔を介して前記微小部品の微小面のみを粗化する。表面処理制御部は、前記表面粗化用治具が分解されたことで出された前記微小部品のうち、粗化された微小面に、めっき処理を含む表面処理を施す。

【0017】

本発明に係る微小部品表面処理方法は、供給制御ステップと、搖動振動制御ステップと、移し替え制御ステップと、マスキング制御ステップと、表面粗化制御ステップと、表面処理制御ステップと、を備える。微小部品表面処理方法の各ステップは、微小部品表面処理システムの各部に対応する。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、微小部品の微小面にのみに密着強度の強い表面処理を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施形態に係るセラミックス積層基板の構成の概略図（図１Ａ）と、本発明の実施形態に係る微小部品の断面概略図（図１Ｂ）と、である。

【図2】本発明の実施形態に係る微小部品表面処理システムの機能ブロック図である。

【図3】本発明の実施形態に係る微小部品表面処理方法の実行手順を示すためのフローチャートである。

【図4】本発明の実施形態に係る微小部品の斜視図・平面図・正面図・Ａ−Ａ線断面図・Ｂ−Ｂ線断面図である。

【図5】本発明の実施形態に係る振込みパレットの平面図・Ａ−Ａ線断面図である。

【図6】本発明の実施形態に係る振込み後の振込みパレットの断面概略図（図６Ａ）と、本発明の実施形態に係る固定時の振込みパレットと移載パレットの断面概略図（図６Ｂ）と、である。

【図7】本発明の実施形態に係る反転後の振込みパレットと移載パレットの断面概略図（図７Ａ）と、本発明の実施形態に係る固定時の移載パレットとセットパレットの断面概略図（図７Ｂ）と、である。

【図8】本発明の実施形態に係る反転後の移載パレットとセットパレットの断面概略図（図８Ａ）と、本発明の実施形態に係る反転後のセットパレットと蓋体の断面概略図（図８Ｂ）と、である。

【図9】本発明の実施形態に係る固定後のセットパレットとマスキング板の断面概略図（図９Ａ）と、本発明の実施形態に係る表面粗化用治具のマスキング板に処理材を投射した場合の斜視図（図９Ｂ）と、である。

【図10】本発明の実施形態に係る粗化後のマスキング板と微小部品の微小面との一例を示す図（図１０Ａ）と、本発明の実施形態に係るマスキング板を外した際のセットパレットと微小部品の微小面との一例を示す図（図１０Ｂ）と、である。

【図11】実施例１におけるレーザ顕微鏡写真の直線走査写真（図１１Ａ）と、実施例１におけるレーザ顕微鏡写真の平面写真（図１１Ｂ）と、実施例１におけるレーザ顕微鏡写真の断面表面プロファイル図（図１１Ｃ）と、である。

【図12】比較例１におけるレーザ顕微鏡写真の直線走査写真（図１２Ａ）と、比較例１におけるレーザ顕微鏡写真の平面写真（図１２Ｂ）と、比較例１におけるレーザ顕微鏡写真の断面表面プロファイル図（図１２Ｃ）と、である。

【図13】実施例１、２、比較例２、３の評価結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下に、添付図面を参照して、本発明に係る実施形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

【0021】

本発明の実施形態では、先ず、電気・電子分野で使用される微小部品について説明する。一般に、高性能電子部品１は、図１Ａに示すように、セラミックス製の微小部品１０を介してセラミックス積層基板１１に実装される。基板１１の内部には、配線層が内蔵されており、基板１１の外表面には、内部の配線層と電気的に接続された表面配線層１２が形成されている。

【0022】

微小部品１０（パッド）は、例えば、円筒形であり、図１Ｂに示すように、軸方向の上方から下方までの２つ以上の異なる外径を有する。微小部品１０の詳細な構成に特に限定は無いが、微小部品１０は、具体的には、基端部分１０ａの外径が先端部分１０ｂの外径よりも大きい段差を有している。そして、最小の外径を有する先端部分１０ｂの上面には、めっき層用の凹部１０ｃが微小面として設けられており、微小部品１０の中心には、先端部分１０ｂから基端部分１０ａまで開口１０ｄが設けられ、その開口１０ｄは金属種で充填あるいは内面が金属層で被覆されている。そのため、微小部品１０の下面が基板１１の表面配線層１２と電気的に接続され、微小部品１０の凹部１０ｃにめっき層１０ｅが設けられ、そのめっき層１０ｅと電子部品１とがはんだ接合されることで、電子部品１は、微小部品１０を介して基板１１の表面配線層１２と電気的に接続される。また、先端部分１０ｂの上面の凹部１０ｃの形状は、めっき層１０ｅへはんだの塗着が可能な限りの任意に選択でき、例えば、開口１０ｄを備える平坦面であってもよい。微小部品１０の寸法に特に限定は無いが、例えば、微小部品１０の軸方向の高さは、１．０ｍｍ〜１５．０ｍｍの範囲内であり、例えば、微小部品１０の最大の外径は、１．０ｍｍ〜１５．０ｍｍの範囲内である。

【0023】

本発明に係る微小部品表面処理システム２は、このような微小部品１０の微小面に粗化し、この微小面にめっき層を表面処理として形成するためのシステムであって、図２に示すように、振込みプロセス装置２０と、表面粗化プロセス装置２１と、表面処理プロセス装置２２とを備える。

【0024】

振込みプロセス装置２０は、複数の微小部品１０を振込みパレットに供給し、振込みパレットに振動と搖動を与えて振込みを行う。又、振込みプロセス装置２０は、移載パレットを介して複数の微小部品１０をセットパレット（最終パレット）に移し替え（移載し）、セットパレットをマスキング板と蓋体とで挟み込んで表面粗化用治具を構成する。表面粗化用治具では、マスキング板の露出孔から微小部品１０の微小面のみを露出させる。振込みプロセス装置２０は、その表面粗化用治具を表面粗化プロセス装置２１に渡す。

【0025】

表面粗化プロセス装置２１は、渡された表面粗化用治具のマスキング板に対して処理材を投射して、微小部品１０の微小面のみを粗化する。その後、表面粗化プロセス装置２１は、表面粗化用治具を分解して、粗化後の微小部品１０を表面処理プロセス装置２２に渡す。

【0026】

表面処理プロセス装置２２は、渡された微小部品１０に表面処理のめっき処理を行い、微小部品１０の微小面にめっき層を形成させる。微小部品１０の微小面は、粗化されることで、めっき層に対するアンカー効果が生じ、めっき層と下地の微小面との密着強度を高める。上述では、表面処理としてめっき処理を挙げたが、これに限定する必要は無く、例えば、コーティング、塗装等の表面処理であっても、微小部品１０の微小面の粗化により、表面処理層の密着強度を高めることが出来る。

【0027】

さて、振込みプロセス装置２０と、表面粗化プロセス装置２１と、表面処理プロセス装置２２とには、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を内蔵しており、ＣＰＵは、例えば、ＲＡＭを作業領域として利用し、ＲＯＭ等に記憶されているプログラムを実行する。後述する各部についても、ＣＰＵがプログラムを実行することで各部の機能を制御する。

【0028】

次に、図２、図３を参照しながら、本発明の実施形態に係る構成及び実行手順について説明する。先ず、作業者は、微小部品表面処理システム２の振込みプロセス装置２０に、複数の微小部品１０を投入する。

【0029】

ここで、微小部品１０は、図４に示すように、主に、段差を有する円筒形であり、下方部分（基端部分）１０ａの外径が先端部分１０ｂの外径よりも大きい。先端部分１０ｂの上面には、断面形状が長方形をなす凹部１０ｃが設けられ、先端部分１０ｂの凹部１０ｃの中央から基端部分１０ａの底面の中央まで開口１０ｄが設けられている。
［振込みプロセス］

【0030】

振込みプロセス装置２０の供給制御部２０１は、複数の微小部品１０が投入されると、複数の微小部品１０を、当該微小部品が一方向のみ入ることが可能な複数の整列穴が設けられた振込みパレットに供給する（図３：Ｓ１０１）。

【0031】

具体的には、供給制御部２０１は、振込み専用のテーブルに振込みパレットを載置し、その振込みパレットの上面へ複数の微小部品１０を供給する。ここで、整列穴の形状は、微小部品１０の形状に応じて適宜設計される。

【0032】

例えば、微小部品１０が、図４に示すように、円筒形であり、軸方向の上方から下方までの２つの異なる外径を有する場合、振込みパレット４の整列穴４０の上方は、図５に示すように、微小部品１０の最大の外径Ｒと同等の第一の直径４０ａを有し、整列穴４０の直径は、第一の直径４０ａから下方に向かって縮径して、微小部品１０の最小の外径ｒと同等の第二の直径４０ｂとなる形状であり、微小部品１０の軸方向の高さｈと同等の高さ４０ｂを有する。これにより、微小部品１０の基端部分１０ａが整列穴４０の第一の直径４０ｂの空間に配置され、微小部品１０の先端部分１０ｂが整列穴４０の第二の直径４０ｂの空間に入り、微小部品１０が整列穴４０に一方向のみ入ることになる。

【0033】

ここで、整列穴４０の第一の直径４０ａが微小部分１０の最大の外径Ｒと同等であるとは、整列穴４０の第一の直径４０ａが微小部品１０の最大の外径Ｒと厳密に同一である必要は無く、微小部品１０の最大の外径Ｒに対して所定のクリアランスを許容しても良い。所定のクリアランスは、例えば、微小部品１０の最大の外径Ｒに対して１％〜１０％の範囲内である。これにより、微小部品１０が整列穴４０に入る際にブロッキングを発生し難くすることが出来る。

【0034】

同様に、整列穴４０の第二の直径４０ｂが微小部分１０の最小の外径ｒと同等であるとは、整列穴４０の第二の直径４０ｂが微小部品１０の最小の外径ｒと厳密に同一である必要は無く、微小部品１０の最小の外径ｒに対して所定のクリアランスを許容しても良い。所定のクリアランスは、例えば、微小部品１０の最小の外径ｒに対して１％〜１０％の範囲内である。

【0035】

同様に、整列穴４０の高さ４０ｃが微小部品１０の軸方向の高さｈと同等であるとは、整列穴４０の高さ４０ｃが微小部分１０の軸方向の高さｈと厳密に同一である必要は無く、微小部分１０の軸方向の高さｈに対して所定のクリアランスを許容しても良い。所定のクリアランスは、例えば、図５に示す整列穴４０の高さ４０ｃに対して１０％以上に設定されても良いし、図５に示す整列穴４０の高さ４０ｃをテーパー面の深さとして微小部分１０の軸方向の高さｈと同等にしても良いし、微小部分１０の軸方向の高さｈに対して１％〜１０％の範囲内に設定しても良い。この整列穴４０は、非貫通のくぼみであっても、貫通孔であっても構わない。

【0036】

又、整列穴４０の第一の直径４０ａから第二の直径４０ｂまでの内壁は、断面視で傾斜面を有しており、微小部品１０の先端部分１０ｂと基端部分１０ａとの段差をガイドする役目を有するため、広げ過ぎない方が好ましい。この内壁の形状は、傾斜面の他に、例えば、段差面でも構わない。さらに、微小部品１０の落ち込みを容易にするために、整列穴４０の縁部に面取りがなされても良い。

【0037】

ここで、振込みパレット４の上面には、複数の整列穴４０が等間隔に設けられているが、整列穴４０の数や配置は、微小部品１０の種類や数に応じて適宜設計される。

【0038】

さて、供給制御部１０１が複数の微小部品１０を振込みパレット４に供給すると、振込みプロセス装置２０の搖動振動制御部２０２は、複数の微小部品１０が供給された振込みパレット４に搖動と振動を与えて、当該振込みパレット４の整列穴４０に微小部品１０を入れて、複数の整列穴４０に対応して複数の微小部品１０を整列配向させる（図３：Ｓ１０２）。

【0039】

具体的には、搖動振動制御部２０２は、搖動駆動部と水平駆動部とを用いて、振込みパレット４が載置されたテーブルを水平方向に搖動・振動させる。ここで、図５に示すように、微小部品１０の基端部分１０ａが上方に、先端部分１０ｂが下方に向いた状態で、微小部品１０が整列穴４０に一方向に入り込む。微小部品１０の供給量が適量であれば、搖動振動制御部２０２は、振込みパレット４を２往復〜３往復だけ搖動・振動させることで、振込みパレット４の全ての整列穴４０に微小部品１０を入れ込み、振込みプロセスは完了する。尚、振込みパレット４の端部の周囲に外枠を設けて、搖動・振動中に振込みパレット４から微小部品１０が落ちないように構成しても良い。

【0040】

さて、複数の微小部品１０が振込みパレット４の整列穴４０に入り込むと、微小部品１０の形状が、軸方向の上方から下方まで縮径していることから、微小部品１０が整列穴４０へ入った状態は、図６Ａに示すように、微小部品１０の最大の外径を有する基端部分１０ａが上方となり、微小部品１０の先端部分１０ｂが下方となる。

【0041】

搖動振動制御部２０２が振込みパレット４の搖動・振動を完了すると、振込みプロセス装置２０の移し替え制御部２０３は、振込みパレット４の整列穴４０と同等に整列した整列穴を有する最終パレットを用いて、振込みパレット４の整列穴４０に整列配向した複数の微小部品１０を前記最終パレットの整列穴に移し替えるとともに、移し替わった微小部品１０のうち、表面処理の対象となる微小面を、前記最終パレットの整列穴から露出させる（図３：Ｓ１０３）。

【0042】

ここで、移し替え制御部２０３が、整列配向後の複数の微小部品１０を移し替える方法に特に限定は無く、微小部品１０のうち、粗化対象の微小面がどこにあるかによって、適宜設計される。本発明の実施形態では、粗化対象の微小面が、微小部品１０の先端部分１０ｂの凹部１０ｃであり、整列配向後の微小部品１０の微小面１０ｃが、振込みパレット４の整列穴４０において下向きになる場合、下方に入り込んだ微小部品１０の先端部分１０ｂの微小面１０ｃを上方に反転させる必要がある。

【0043】

そこで、移し替え制御部２０３は、先ず、図６Ｂに示すように、振込みパレット４の整列穴４０に対して移載パレット５の整列穴５０を合わせて、振込みパレット４に移載パレット５を固定する。ここで、移載パレット５の整列穴５０は、微小部品１０の微小面１０ｃが下方から上方に反転されるように設計され、例えば、振込みパレット４の整列穴４０の第一の直径４０ａと同等の直径を有する円筒形であり、移載パレット５の整列穴５０の数と位置は、振込みパレット４の整列穴４０の数と位置と同等である。又、振込みパレット４の整列穴４０の微小部品１０が円滑に移載パレット５の整列穴５０に移し替えされるように、移載パレット５の整列穴５０の縁部に面取りがなされても良い。

【0044】

又、振込みパレット４には、位置決め用のガイドピン４１が設けられ、移載パレット５には、振込みパレット４のガイドピン４１に対応して、位置決め穴５１が予め設けられており、移し替え制御部２０３は、振込みパレット４のガイドピン４１に移載パレット５の位置決め穴５１を入れて位置合わせして、振込みパレット４を移載パレット５の下方に配置する。

【0045】

次に、移し替え制御部２０３は、図７Ａに示すように、移載パレット５を固定した振込みパレット４を上下反転させ、振込みパレット４を上方に移載パレット５を下方に配置させる。そして、移し替え制御部２０３は、振込みパレット４の側面を軽くたたいて振動を与える（図７Ａの矢印７１）ことで、振込みパレット４の整列穴４０に入った微小部品１０を移載パレット５の整列穴５０に落とす。

【0046】

更に、移し替え制御部２０３は、図７Ｂに示すように、振込みパレット４を取り除くとともに、移載パレット５の整列穴５０に対してセットパレット６（最終パレットとなる）の貫通孔６０（整列穴）を合わせて、移載パレット５の上面にセットパレット６の下面を固定する。ここで、セットパレット６の貫通孔６０の形状は、微小部品１０が固定されるように設計され、例えば、微小部品１０の先端部分１０ｂと基端部分１０ａが入り込む段差のある円筒形と同等であり、セットパレット６の貫通孔６０の数と位置は、移載パレット５の整列穴５０の数と位置と同等である。ただし、貫通孔６０の深さは、微小部品をセットパレット６の面から外部に露出しやくするために微小部品の高さと同等であることが好ましい。セットパレット６は貫通孔６０が穿孔された金属板であるため、セットパレット６の上面には、底面体７が載置され、貫通孔６０の底面を形成する。

【0047】

又、セットパレット６には、移載パレット５の位置決め穴５１に対応して、位置決め用のガイドピン６１を予め設けて、移し替え制御部２０３は、セットパレット６のガイドピン６１に移載パレット５の位置決め穴５１を入れて位置合わせしても良い。

【0048】

そして、移し替え制御部２０３は、図８Ａに示すように、セットパレット６を固定した移載パレット５を上下反転させ、移載パレット５を上方に、セットパレット６を下方に、配置させる。そして、移し替え制御部２０３は、移載パレット５の側面を軽くたたいて振動を与える（図８Ａの矢印８１）ことで、移載パレット５の整列穴５０に入った微小部品１０をセットパレット６の貫通孔６０に落とす。

【0049】

移し替え制御部２０３は、図８Ｂに示すように、セットパレット６の上面に蓋体８を固定し、再度、セットパレット６を上下反転させる（図８Ａの矢印８２）。蓋体８には、セットパレット６のガイドピン６１に対応して、位置決め用の位置決め穴８３を予め設けて、移し替え制御部２０３は、セットパレット６のガイドピン６１に蓋体８の位置決め穴８３を入れて位置合わせしても良い。

【0050】

そして、移し替え制御部２０３は、図９Ａに示すように、底面板７を取り除く。これにより、セットパレット６の貫通孔６０に移し替わった微小部品１０の微小面１０ｃは、セットパレット６の貫通孔６０から露出される。

【0051】

尚、上述では、整列配向後の微小部品１０の微小面１０ｃが、振込みパレット４の整列穴４０において下向きになっているため、移し替え制御部２０３は、振込みパレット４の整列穴４０の微小部品１０を、移載パレット５を経由して、セットパレット６の貫通孔６０に移し替えた。例えば、整列配向後の微小部品１０の微小面１０ｃが、振込みパレット４の整列穴４０において上向きになっている場合、移し替え制御部２０３は、移載パレット５を経由せずに、振込みパレット４の整列穴４０の微小部品１０をセットパレット６の貫通孔６０に直接移し替えても構わない。つまり、移し替えの方法は、微小部品１０の微小面１０ｃの位置や整列配向後の微小部品１０の状態に応じて適宜設計変更される。更に、移し替えの方法は、上述のように、振動を与えたり、上下反転させたりしたが、その他に、吸着装置を用いたり、シャッター板を用いたりしても構わない。

【0052】

さて、移し替え制御部２０３が微小部品１０の移し替えを完了すると、振込みプロセス装置２０のマスキング制御部２０４は、セットパレット６の貫通孔６０と同等に整列した露出孔を有するマスキング板を用いて、微小部品１０の微小面１０ｃに対してマスキング板の露出孔を合わせて、セットパレット６にマスキング板を固定し、表面粗化用治具を構成する（図３：Ｓ１０４）。

【0053】

ここで、マスキング制御部２０４がマスキング板を固定する方法に特に限定は無い。例えば、マスキング制御部２０４が、セットパレット６の貫通孔６０に入った微小部品１０の微小面１０ｃ（凹部１０ｃの底面）に対してマスキング板９の露出孔９０を合わせて、セットパレット８にマスキング板９を固定して、表面粗化用治具を構成する。尚、マスキング板９には、セットパレット６の位置決め穴に対応して、ガイドピンを予め設けて、マスキング制御部２０３は、セットパレット６の位置決め穴にマスキング板９のガイドピンを入れて位置合わせしても良い。これにより、微小部品１０の微小面１０ｃだけマスキング板９の露出孔９０を介して外部に露出させることが出来る。

【0054】

尚、振込みパレット４と、移載パレット５と、セットパレット６と、底面体７と、蓋体８の材質に特に限定は無いが、例えば、フェノール樹脂、ウレア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることが出来る。特に、剛直性、穿孔の容易さ、コスト等から、これらの素材は、フェノール樹脂が好ましく、具体的には、ベークライトが更に好ましい。又、これらのパレットの厚み（例えば、振込みパレット４の高さ４０ｃに相当する）は、微小部品１０の軸方向の高さｈに応じて適宜規定され、具体的には、これらのパレットの厚みは、１ｍｍ〜２０．０ｍｍの範囲内が好ましく、３ｍｍ〜１５ｍｍの範囲内が更に好ましい。

【0055】

又、マスキング板９の材質に特に限定は無いが、例えば、研掃材への耐摩耗性、曲がり難さ、硬さ、コスト等から金属や合金、特にステンレス鋼が好ましく、具体的には、ＳＵＳ３０４が更に好ましい。ＳＵＳ３０４とは、オーステナイト系のクロム・ニッケルの合金のステンレス鋼である。又、マスキング板の厚みは、微小部品１０の軸方向の高さ、処理材の投射角等に応じて適宜規定され、具体的には、マスキング板の厚みは、０．１ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲内が好ましく、０．３ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲内が更に好ましい。
［表面粗化プロセス］

【0056】

さて、マスキング制御部２０４が表面粗化用の治具の構成を完了すると、表面粗化用の治具は、表面粗化プロセス装置２１へ移動し、表面粗化プロセス装置２１の表面粗化制御部２０５は、表面粗化用治具のマスキング板９に向かって処理材を投射して、マスキング板９の露出孔９０を介して微小部品１０の微小面１０ｃのみを粗化する（図３：Ｓ１０５）。

【0057】

これにより、微小部品１０の微小面１０ｃのみを粗化することが出来るため、この微小面１０ｃのみにアンカー効果を生じさせ、後に続く表面処理において表面処理層の接着強度を高めることが出来る。

【0058】

表面粗化制御部２０５が粗化する方法に特に限定は無いが、例えば、ケミカルエッチング、反応性イオンエッチング、レーザビーム照射、ブラスト処理、スパッタリング、機械加工法等を挙げることが出来る。

【0059】

本発明の実施形態では、微小部品１０がセラミックス製であることから、表面粗化制御部２０５は、図９Ｂに示すように、表面粗化用治具のマスキング板８に向かってショットブラスト処理を行う。表面粗化用治具では、複数の微小部品１０の微小面１０ｃがマスキング板９の露出孔９０に向かって整列配向しているため、ショットブラスト処理の処理材（研掃材、研削材）がマスキング板９の露出孔９０を介して微小部品１０の微小面１０ｃに当たり（図９Ｂの矢印９１）、微小部品１０の微小面１０ｃの表面粗さＲｚを大きくする。このように、微小部品１０がセラミックス製である場合、ショットブラスト処理という比較的簡単な方法を採用することで、微小部品１０の微小面１０ｃに対してサブミクロン〜ミクロンオーダーの微細な凹凸粗面を簡単に付与することが可能となり、微小部品１０の接着強度の向上やその寿命改善を達成することが出来る。

【0060】

又、微小部品１０がセラミックス製である場合、微小部品１０をセラミックス製として焼成する際に、炉内で拾ってくる各種の汚染部を清浄化し、同時に、ショットブラスト処理の乾式方法により微細な凹凸粗面を選択的に集中して均質に調整することが出来る。

【0061】

ショットブラスト処理により形成される微小部品１０の微小面１０ｃの表面粗さＲｚは、具体的には、表面処理層との接着強度の点から、ＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１に規定される最大粗さであって、０．１μｍ〜３００μｍの範囲内が好ましく、１．０μｍ〜１５０μｍの範囲内が更に好ましい。

【0062】

又、ショットブラスト処理は、処理材の粗化物性状、表面処理層との接着強度等の点から、噴射距離、ノズル先端の形状、噴射量等のブラスト条件を適宜選択して調整することが出来る。

【0063】

ショットブラスト処理では、微小部品１０を構成するセラミックスのガラス質を適度に除去することを目的としている。処理材の投射方法には、機械式、空気式、湿式等の種類が存在するが、処理材を所望のブラスト条件で噴射することが出来れば、その投射方法に特に限定は無く、例えば、回転する羽根車の遠心力で処理材を投射する方法であっても、打出しロータにより処理材を叩くことで処理材を投射する方式であっても良い。

【0064】

ショットブラスト処理で吹き付ける処理材には特に限定は無く、金属、アルミナ、炭化ケイ素、ガラス、樹脂等が用いられるが、例えば、処理対象のパッドの材質と同等以上の硬度を有する処理材が好ましく、具体的には、アルミナ粒子やアルミナ微粉末が好ましい。

【0065】

処理材の粒子径（番手）に特に限定は無く、微小部品１０の微小面１０ｃに形成する表面粗さＲｚ（凹凸）の程度に応じて適宜調整することが出来る。表面粗さＲｚは、その後に形成される表面処理層の材質、厚み、形成方法等に応じて、アンカー効果を生じさせるように調整される。処理材の粒子径は、具体的には、表面処理層に対するパッドの適当な表面粗さＲｚを得るために、０．５μｍ（番手＃２００００）〜２００．０μｍ（番手＃３０）の範囲内であると好ましく、１６．０μｍ（番手＃１０００）〜１４０．０μｍ（番手＃９０）の範囲内であると更に好ましい。

【0066】

処理材の形状は、微小部品１０の材質やブラスト条件等によって適宜設計変更可能であり、例えば、通常の球形の他に、各種形状を広く使用することが出来る。

【0067】

処理材の投射条件のうち、投射圧力は、例えば、０．０１ＭＰａ〜１．０ＭＰａの範囲内であると好ましい。ここで、投射圧力が０．０１ＭＰａ未満の場合、ノズルより投射される処理材の投射速度が遅くなり、微小部品１０の微小面１０ｃを処理するための衝撃が小さくなり、工業用利用に適さない。一方、投射圧力が０１．０ＭＰａを超える場合、投射された処理材が微小部品１０の微小面１０ｃに衝突した際に、投射速度が速いため、処理材に大きな力が印加され、処理材が微小部品１０の微小面１０ｃにめり込む可能性があり、好ましくない。投射圧力は、例えば、０．０２ＭＰａ〜０．４０ＭＰａの範囲内であると好ましい。又、投射条件の空気量は、例えば、２５０Ｌ／ｍｉｎ〜３００Ｌ／ｍｉｎの範囲内であると好ましい。

【0068】

処理材の投射速度は、投射圧力や処理材の粒度等によって適宜調整される。処理材の噴射距離は、標準的には、５ｃｍ〜５０ｃｍの範囲内に設定され、好ましくは、１０ｃｍ〜３０ｃｍの範囲内に設定される。ここで、噴射距離が５ｃｍ未満の場合、投射速度が速くなり過ぎて、微小部品１０の微小面１０ｃに過度に損傷を与えるため、好ましくない。噴射距離が５０ｃｍを超える場合、処理材の投射面が広がり、微小部品１０の微小面１０ｃに対する正確な加工処理が達成出来ず、更に、ブラスト処理に要する時間が長くなる可能性があり、好ましくない。

【0069】

投射条件の入射角は、処理材の投射目的に応じて適宜選択されるが、通常は、マスキング板９に対して７０°〜１１０°の範囲内であり、好ましくは、８０°〜１００°の範囲内に設定される。入射角は、ノズル先端の形状、ブラスト面の広さ、マスキング板９の露出孔９０の間隔、露出孔９０の幾何学配置、マスキング板９の厚み、所望の処理形状等に応じて適宜調整される。

【0070】

上述のように、微小部品１０の微小面１０ｃに対する粗化の程度は、投射する処理材の粒子径や投射条件の調整により、容易かつ正確に調整することが出来るため、電気的・機械的に安定な微小部品１０の加工が可能である。
［表面処理プロセス］

【0071】

さて、表面粗化制御部２０５が粗化を完了すると、表面粗化用治具が分解され、微小面１０ｃが粗化された複数の微小部品１０が出され、表面処理プロセス装置２２へ移動し、表面処理プロセス装置２２の表面処理制御部２０６は、微小部品１０のうち、粗化された微小面１０ｃに、めっき処理を含む表面処理を施す（図３：Ｓ１０６）。

【0072】

表面処理制御部２０６が表面処理を施す方法に特に限定は無い。本発明の実施形態において、表面処理がめっき処理である場合、上述のように、微小部品１０の微小面１０ｃのみが粗化されており、他の面は粗化されていないため、めっき処理において、微小部品１０の全体面にめっき層が析出することが無く、微小面１０ｃのみにめっき層が析出するため、必要な部分に必要なめっき層を形成させることが可能となるとともに、めっき処理の素材となる金属種の所要量を削減することが可能となる。後述するめっき処理のニッケルや金の所要量が数分の一以下に低減することも出来る。

【0073】

ここで、表面処理制御部２０６がめっき処理を施す方法に特に限定は無い。本発明の実施形態では、表面処理制御部２０６は、粗化された微小部品１０に無電解ニッケルめっき処理を施して、微小部品１０の微小面１０ｃに導電性のニッケルめっき層を付与した後、電解ニッケルめっき処理を施し、ニッケルめっき層の上に金めっき層を形成させる。金めっき層は、電子部品１とのはんだ接合の対象となる。ニッケルめっき層の厚さは、１μｍ〜９μｍの範囲内に設定され、金めっき層の厚さは、０．０５μｍ〜１．５０μｍの範囲内に設定される。これにより、ＩＣチップ等の電子部品１の金属配線部分を微小部品１０の微小面１０ｃのめっき層にはんだ接合することで、電子部品１を微小部品１０の微小面１０ｃのめっき層および開口１０ｄを介して表面配線層１２に電気的に接続することが出来る。

【0074】

ここで、めっき処理プロセスにおいて、必要に応じて、微小部品１０の微小面１０ｃに追加的な表面調整を行ったり、微小部品１０の微小面１０ｃに金属触媒の核を付着させる触媒化を行ったりしても構わない。

【0075】

表面調整は、微小部品１０の微小面１０ｃに対する物理的処理及び／又は化学的処理に対応し、表面調整を行うことで、微小部品１０の微小面１０ｃに微細な凹凸を残し、めっき層の足場となり、アンカー効果を得ることが出来る。表面調整は、具体的には、バフ研磨、ホーニング等の物理的処理、フッ酸、硝酸を含む群から選ばれた少なくとも１種類の酸に浸漬する化学的処理（ソフトエッチング）を選択することが出来る。

【0076】

又、感受性化、触媒化には、例えば、パラジウム、スズ等の微細な金属種が用いられ、これらの金属種は、無電解ニッケルめっき処理においてニッケルイオンの足場となり、ニッケルイオンが微小部品１０の微小面１０ｃに固着する際に、ニッケルイオンが還元されて表面に堆積することを促進する。

【0077】

さて、本発明の実施形態のＳ１０６のめっき処理プロセスについて、一例を具体的に説明する。先ず、表面処理制御部２０６は、微小面１０ｃが粗化された微小部品１０を脱脂洗浄して、微小部品１０の微小面１０ｃに付着した油分を分離する。例えば、表面処理制御部２０６は、微小部品１０に対して、塩素系有機溶剤を用いる予備脱脂及び／又はアルカリ塩類と界面活性剤とを用いるアルカリ浸漬の脱脂洗浄を行う（図３：Ｓ２０１）。

【0078】

次に、表面処理制御部２０６は、脱脂洗浄後の微小部品１０を水洗し、酸化性の酸を用いて水洗後の微小部品１０に酸洗を行う（図３：Ｓ２０２）。この酸洗は、ソフトエッチングも兼ねている。

【0079】

そして、表面処理制御部２０６は、酸洗後の微小部品１０を水洗し、アルカリ性脱脂及び／又はコンディショナーを用いて水洗後の微小部品１０に表面調整（平滑化）を行う（図３：Ｓ２０３）。

【0080】

表面処理制御部２０６は、表面調整後の微小部品１０を水洗し、感受性化のためにプレディッピング剤を用いて水洗後の微小部品１０の触媒の吸着性を高める（プレディップ）（図３：Ｓ２０４）。

【0081】

その後、表面処理制御部２０６は、プレディップ後の微小部品１０を水洗し、水洗後の微小部品１０の微小面１０ｃに対してパラジウム−スズのコロイド粒子を有する触媒を付着させる（触媒化）（図３：Ｓ２０５）。

【0082】

更に、表面処理制御部２０６は、微小面１０ｃに触媒を付着させた微小部品１０を水洗し、水洗後の微小部品１０に硫酸系の促進化剤（アクセレーター）を付与し、パラジウム触媒を露出させ、活性化し、ニッケルの析出性や密着性を高める（促進化）（図３：Ｓ２０６）。

【0083】

そして、表面処理制御部２０６は、促進化後の微小部品１０を水洗し、水洗後の微小部品１０に無電解ニッケルめっき処理を施す（図３：Ｓ２０７）。

【0084】

ここで、表面処理制御部２０６が無電解ニッケルめっき処理を施す方法に特に限定は無いが、例えば、表面処理制御部２０６は、化学還元型・自己触媒型のＮｉ―Ｐ（次亜リン酸塩）、中リン（７重量％〜９重量％の濃度）の条件で無電解ニッケルめっき処理を実施する。

【0085】

無電解ニッケルめっき処理の浴組成は、Ｎｉを９０重量％〜９２重量％、Ｐを８重量％〜１０重量％、ニッケルイオン源としての硫酸ニッケルを１５ｇ／Ｌ〜２５ｇ／Ｌ、還元剤としての次亜リン酸ナトリウムを２０ｇ／Ｌ〜２５ｇ／Ｌ、錯化剤としてのリンゴ酸を１０ｇ／Ｌ〜２０ｇ／Ｌ、コハク酸を１０ｇ／Ｌ〜２０ｇ／Ｌ、９０％乳酸を５ｇ／Ｌ〜１５ｇ／Ｌ、又はクエン酸、酒石酸、グリコール酸、酢酸等を適量としている。更に、安定剤としてのチオ尿素を０．２ｇ／Ｌ〜０．４ｇ／Ｌ、補助成分としての微量の重金属イオン、促進剤として酢酸、ぎ酸、及び界面活性剤を共存させている。

【0086】

ここで、めっき処理の進行と共に、めっき浴液のｐＨが低下するので、調整剤として水酸化ナトリウム又はアンモニアを補給して、めっき浴液のｐＨを４．５〜５．２の範囲内に保ち、めっき浴温を８０℃〜９０℃の範囲内とし、めっき析出速度を１５μｍ／ｈ〜２０μｍ／ｈの範囲内に設定する。

【0087】

無電解ニッケルめっき処理により形成されためっき層の厚みは０．１μｍ〜１．５μｍの範囲、好ましくは０．３μｍ〜１．０μｍの範囲内となり、めっき層は多孔性でなく、めっき層のビッカース硬度は、５５０Ｈｖ〜６００Ｈｖの範囲内となる。

【0088】

さて、表面処理制御部２０６は、無電解ニッケルめっき処理を終了後、無電解ニッケルめっき後の微小部品１０に水洗を行い、金属表面を活性化し、フッ化物を適量含有した固形酸で活性化後の微小部品１０を処理することで、めっき層の剥離等を完全に防止する。

【0089】

次に、表面処理制御部２０６は、無電解ニッケルめっき処理後の微小部品１０に電解ニッケルめっき処理を施す（図３：Ｓ２０８）。

【0090】

ここで、表面処理制御部２０６が電解ニッケルめっき処理を施す方法に特に限定は無いが、例えば、表面処理制御部２０６は、微小部品１０をワット浴に入れて電解ニッケルめっき処理を実施する。

【0091】

電解ニッケルめっき処理の浴組成は、ニッケルイオン源としての硫酸ニッケルを２４０ｇ／Ｌ〜３００ｇ／Ｌ、塩化ニッケルを４０ｇ／Ｌ〜５０ｇ／Ｌ、緩衝剤としてのホウ酸を３０ｇ／Ｌ〜４５ｇ／Ｌ又はクエン酸、マロン酸、リンゴ等を適量としている。

【0092】

めっき浴液のｐＨを４．０〜４．６の範囲内とし、めっき浴温を５０度〜６０度の範囲内とし、電流密度を１．０Ａ／ｄｍ^２〜５．０Ａ／ｄｍ^２の範囲内とし、めっき浴液を空気撹拌又は機械撹拌により撹拌しながら、搖動又は振動装置の付いた電解浴で実施される。アノードには、白金被覆チタンや高純度の電解ニッケル等が用いられる。

【0093】

表面処理制御部２０６は、電解ニッケルめっき処理を終了後、電解ニッケルめっき処理後の微小部品１０を水洗し、ドライヤー等で乾燥させる。微小部品１０に得られためっき層のビッカース硬度は、２００Ｈｖ〜３００Ｈｖの範囲内となる。

【0094】

最後に、表面処理制御部２０６は、電解ニッケルめっき処理後の微小部品１０に電解金めっき処理を施す（図３：Ｓ２０９）。

【0095】

ここで、表面処理制御部２０６が電解金めっき処理を施す方法に特に限定は無いが、例えば、表面処理制御部２０６は、微小部品１０をシアン化浴に入れ、弱酸性（ｐＨが３．５〜５．５の範囲内）のシアン化浴中で微小部品１０に電解金めっき処理を施す。

【0096】

電解金めっき処理の浴組成は、金イオン源としてのシアン化第一金カリウムを８ｇ／Ｌ〜１２ｇ／Ｌ、リン酸塩としてのリン酸二水素カリウムを８０ｇ／Ｌ〜１２０ｇ／Ｌ、補助的成分としての金属塩添加剤、電導塩、緩衝剤、結晶調整剤、合金金属、界面活性剤等を適量としている。

【0097】

めっき浴温を４０℃〜７０℃の範囲内とし、めっき浴液のｐＨを４．０〜５．０の範囲内とし、電流密度を０．１Ａ／ｄｍ^２〜１．５Ａ／ｄｍ^２の範囲内とし、アノードには、例えば白金被覆チタンを用い、搖動又は振動装置の付いた電解浴で実施される。

【0098】

得られた金めっき膜の厚さは０．５μｍ〜１．５μｍの範囲内であり、金の純度は９９．７％であり、金めっき層のビッカース硬度は、５０Ｈｖ〜１００Ｈｖの範囲内となる。金めっき層の外観は、金の金属色を呈する。これにより、Ｓ２０６のめっき処理プロセスは完了する。

【0099】

さて、表面処理制御部２０６がめっき処理を完了すると、微小面１０ｃにめっき層を有する微小部品１０が出来上がる。この微小部品１０は基板１１に配置され、微小部品１０のめっき層はＩＣチップ等の電子部品とはんだ接合されるが、めっき層にはアンカー効果が生じるため、十分な接着強度を有することになる。

【0100】

ところで、上述では、表面処理がめっき処理の場合について説明したが、これに限定される必要は無い。即ち、めっき処理以外のコーティングや塗装等の表面処理を行ったとしても、微小部品１０の微小面１０ｃの粗化のアンカー効果により、どのような表面処理層であっても、その密着強度を高めることが出来る。

【実施例】

【0101】

以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。
［微小部品］

【0102】

微小部品は、アルミナを混練し、成形し、脱脂し、焼結することで製造した。具体的には、混練では、原料粉末は、平均粒径が０．４８μｍの９９．９％アルミナ（住友化学株式会社製、ＡＥＳ１１Ｅ）を用いた。バインダーは、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリブチルメタクリレート、パラフィンワックス、ジブチルフタレート及びステアリン酸が３０：３０：３０：５：５の重量比の配合で用いた。バインダーは、原料粉末１００重量部に対して１８．５重量部となるように配合した。混練において、３００ｃｃ加圧式ニーダーを１５０℃に加熱し、バインダーを投入し、６０分間混練した後、冷却した。得られた混練物をポットミルで粉砕し、成形材料とした。

【0103】

成形では、金型をＣＡＤイメージに従って製作した。射出成形機は、型締力３５トン横型の成形機を用い、射出圧力の初期設定値を６４ＭＰａとし、成形機のシリンダの温度を１６０℃とし、金型温度を３５℃とし、射出速度を８０ｍｍ／ｓとした。

【0104】

脱脂では、大気脱脂炉にて、大気雰囲気下最高温度４５０℃まで５℃／ｈの昇温速度で加熱し、２時間保持後に冷却した。この工程は、冷却時間を含めて８０〜１００時間であった。セッターとして、９０％アルミナを用いた。

【0105】

焼結では、大気雰囲下室温から最高温度１６２０℃まで加熱し、２〜３時間保持して以降炉冷した。セッターは、脱バインダー工程のものをそのまま用いた。

【0106】

製造した微小部品１０は、図４に示すように、段差を有する円筒形であり、微小部品１０の軸方向の高さは、５ｍｍであり、微小部品１０の基端部分１０ａの直径に対応する微小部品１０の最大の外径Ｒは、５ｍｍであり、微小部品１０の先端部分１０ｂの直径に対応する微小部品１０の最小の外径ｒは、３ｍｍである。
［微小部品表面処理システム］

【0107】

図２、図３に従って、本発明の実施形態に係る微小部品表面処理システム２を構成し、各ステップを実施した。
［振込みプロセス］

【0108】

上述で製造した微小部品１０と、図５に示す振込みパレット４とを用意し、振込みパレット４を振込みプロセス装置２０のテーブル上に載置し、図５に示すように、複数の微小部品１０を供給し、テーブルを所定時間（約３分間）、搖動及び振動させた。

【0109】

振込みプロセス装置２０が振込みパレット４を搖動・振動させることで、図６Ａに示すように、複数の微小部品１０を振込みパレット４の整列穴４０に収容した。

【0110】

振込み完了後に、図６Ｂに示すように、移載パレット５の整列穴５０に振込みパレット４の整列穴４０を合わせて、移載パレット５を振込みパレット４に固定し、図７Ａに示すように、これを反転して、振込みパレット４の側面を軽く叩いて振動させ、微小部品１０を振込みパレット４の整列穴４０から移載パレット５の整列穴５０に移し替えた。

【0111】

次に、図７Ｂに示すように、振込みパレット４を取り除いた後に、移載パレット５の整列穴５０に対してセットパレット６の貫通孔６０を合わせて、移載パレット５にセットパレット６を固定する。セットパレット６には底面板７を載置し、図８Ａに示すように、これを反転して、移載パレット５の側面を軽く叩いて振動させ、微小部品１０を移載パレット５の整列穴５０からセットパレット６の貫通孔６０に移し替えた。

【0112】

そして、図８Ｂに示すように、移載パレット５を蓋体８に入れ替え、図９Ａに示すように、底面板７をマスキング板９に入れ替えることで、微小部品１０の微小面１０ｃをマスキング板９の露出孔９０から露出させた。これにより、表面粗化用治具を構成した。尚、マスキング板９が無い場合を比較例とし、マスキング板９がある場合を実施例とした（後述する）。
［ブラスト処理］

【0113】

次に、表面粗化用治具を表面粗化プロセス装置２１へセットし、表面粗化プロセス装置２１は、図９Ｂに示すように、圧縮空気により処理材を表面粗化用治具のマスキング板９に投射させた。表面粗化プロセス装置２１は、株式会社不二製作所の微粉用手動ブラスト機ＳＦＫ−２を用いた。処理材には、粒子径が４０μｍのアルミナを用い、噴射条件の吐出圧は０．５ＭＰａ、空気量は２８０Ｌ／分と設定した。ここで、処理時間（全投射時間）を０分〜３０分と設定することで、実施例、比較例を作製した（後述する）。入射角は９０度に設定し、マスキング板９に均等にブラストショットが行われるように所定の時間、ノズルを手動で操作した。その際の噴射距離は５０ｃｍであり、マスキング板９表面の投射ビームの直径は２０ｃｍであった。

【0114】

ブラスト処理後は、図１０Ａに示すように、マスキング板９の露出孔９０のみに処理材が投射され、露出孔９０から露出された微小部品１０の微小面１０ｃだけが粗化されていた。マスキング板９を外すと、図１０Ｂに示すように、セットパレット６の貫通孔６０に整列配置された微小部品１０の微小面１０ｃのみが粗化されていた。粗化面は、共焦点レーザ顕微鏡により評価した（後述する）。
［表面処理］

【0115】

そして、表面処理プロセス装置２２において微小部品１０の微小面１０ｃにめっき処理を施した。ここで、めっき処理は、図３に従って行った。表面処理プロセス装置２２は、脱脂洗浄では、奥野製薬株式会社のエースクリーンＡ２２０の処理剤５０ｇ／Ｌを用い、５０℃、５分の条件で実施した。又、表面処理プロセス装置２２は、酸処理・ソフトエッチングでは、硝酸１５ｍＬ／Ｌと５５％フッ化水素酸５ｍＬ／Ｌからなる酸を用い、４０℃の条件で実施し、ガラス質の一部を溶解した。

【0116】

表面処理プロセス装置２２は、表面調整では、奥野製薬株式会社ＯＰＣ‐３７０のコンディクリーン１００ｍＬ／Ｌを用い、４０℃、１５分の条件で実施した。表面処理プロセス装置２２は、プレディップでは、３５％塩酸２００ｍＬ／Ｌを用い、２５℃、１分の条件で実施した。

【0117】

表面処理プロセス装置２２は、触媒化では、奥野製薬株式会社ＯＰＣ‐８０のキャタリスト６０ｍＬ／Ｌと３５％塩酸２００ｍＬ／Ｌを用い、３０℃、５分の条件で実施した。促進化では、奥野製薬株式会社ＯＰＣ‐５０５のアクセレーター５００Ｍ１００ｍＬ／Ｌを用い、３０℃、１分の条件で実施した。

【0118】

表面処理プロセス装置２２は、無電解ニッケルめっきでは、微小部品１０をステンレス製のラックに保持させ、めっき浴に硫酸ニッケル２０ｇ／Ｌ、次亜塩素ナトリウム２４ｇ／Ｌ、リンゴ酸１６ｇ／Ｌ、コハク酸１８ｇ／Ｌを添加し、めっき浴液のｐＨを４．５〜５．２に調整しながら、温度９０℃、１０分の条件で実施した。酸活性では、奥野製薬株式会社トップサン５０ｇ／Ｌを用い、２５℃、１０分の条件で実施した。電解ニッケルめっきでは、微小部品１０をステンレス製のラックに保持し、ワット浴に硫酸ニッケル２５０ｇ／Ｌ、塩化ニッケル４０ｇ／Ｌ、ホウ酸３０ｇ／Ｌを添加し、ワット浴液のｐＨ４．０〜４．４に調整しながら、空気撹拌下で温度５０℃、１０分、電流密度２Ａ／ｄｍ^２の条件で実施した。得られた微小部品１０は、ドライヤーを用いて乾燥した、硬度は２５０Ｈｖであった。尚、各めっきにおいて、処理工程の間では、脱イオン水を用いて微小部品１０の水洗を実施した。電解金めっきは、微小部品１０をステンレス製のラックに保持させ、電解浴に収容し、電解浴にＫＡｕ（ＣＮ）_２を８〜１２ｇ／Ｌ、リン酸二水素カリウムを１００ｇ／Ｌ添加し、電解浴液のｐＨを４．２〜４．４、電流密度を０．５Ａ／ｄｍ^２、温度を６０℃〜７０℃の保ち、約１０分間実施した。得られた微小部品１０の色調は金の金属色であり、硬度は１００〜２００Ｈｖであった。
［粗化の評価］
［表面粗さＲｚ］

【0119】

共焦点レーザ顕微鏡（株式会社キーエンス製、形状測定レーザ顕微鏡ＶＫ−Ｘ２５０）を用いて、粗化された微小部品１０の微小面１０ｃの共焦点レーザ顕微鏡写真を撮影し、表面粗さＲｚ（μｍ）を測定した。表面粗さＲｚの測定方法は、先ず、倍率５０００倍で微小部品１０の微小面１０ｃを観察し、微小面１０ｃのうち、５００μｍ×５００μｍの矩形領域の表面プロファイルを深さの分解能０．０１μｍの条件で取り込み、画像処理して、孤立点除去１回及び画像輝度平均化を１回行った後、ＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１に規定する最大粗さＲｚ（μｍ）をパラメータとして測定した。
［断面形状］

【0120】

又、粗化された微小面１０ｃの断面形状について、微小面１０ｃの両端部の垂直度及び底面全体の傾斜度を確認し、両端部のいずれかにダレがあるか否かを目視で観察し、ダレがある場合を「×」、ダレが一部ある場合を「△」、ダレがない場合を「○」と評価した。
［めっき膜の評価］
［析出性］

【0121】

めっき層の析出性について、微小面１０ｃのめっき膜の剥がれ、フクレ、ピンホール等の有無を光学顕微鏡及び目視で確認し、めっき層全体の未析出を観察し、未析出の場合を「×」、未析出が一部ある場合を「△」、全面析出の場合を「○」と評価した。
［密着性（接着強度）］

【0122】

金めっきされた微小部品１０の微小面１０ｃ（約１．５ｍｍ×約１．３ｍｍ）に半導体チップを模した銅板を接着剤（東亞合成株式会社アロンアルフア）で貼り付け、φ０．３ｍｍの金属線を微小部品１０の開口１０ｄの下方から上方に通じてめっき層に押圧した。そして、荷重変位測定装置（株式会社イマダ製、荷重変位測定装置ＳＶＨ−１０００Ｎ）を用いて、金属線へ上方に向けて荷重を掛けて、その荷重及び変位を測定し、その測定値の変化から破壊圧力を測定した。そして、破壊圧力が２０ＭＰａ未満の場合を「×」、破壊圧力が２０ＭＰａ〜４０ＭＰａの場合を「△」、破壊圧力が４０ＭＰａを超える場合を「○」と評価した。

【0123】

［実施例１］
上述において、マスキング板９を設け、ブラスト処理の処理時間を１５．０分に設定した場合を実施例１とした。

【0124】

［実施例２］
上述において、マスキング板９を設け、ブラスト処理の処理時間を７．５分に設定した場合を実施例２とした。

【0125】

［比較例１］
上述において、マスキング板９を無くし、ブラスト処理の処理時間を１５．０分に設定した場合を比較例１とした。

【0126】

［比較例２］
上述において、マスキング板９を無くし、ブラスト処理の処理時間を０分に設定した場合を比較例２とした。

【0127】

［比較例３］
上述において、マスキング板９を設け、ブラスト処理の処理時間を３０．０分に設定した場合を比較例３とした。
［評価結果］

【0128】

先ず、マスキング板９の有無による断面形状を確認した。図１１Ａは、実施例１におけるレーザ顕微鏡写真の直線走査写真であり、図１１Ｂは、実施例１におけるレーザ顕微鏡写真の平面写真であり、図１１Ｃは、実施例１におけるレーザ顕微鏡写真の断面表面プロファイル図であり、図１１Ｃにおける横軸は、図１１Ａにおける中心線上の上方から下方に向かって走査した断面表面プロファイルに対応する。図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃに示すように、実施例１では、微小面のみが綺麗に粗化されていることが理解される。

【0129】

図１２Ａは、比較例１におけるレーザ顕微鏡写真の直線走査写真であり、図１２Ｂは、比較例１におけるレーザ顕微鏡写真の平面写真であり、図１２Ｃは、比較例１におけるレーザ顕微鏡写真の断面表面プロファイル図であり、図１２Ｃにおける横軸は、図１２Ａにおける中心線上の上方から下方に向かって走査した断面表面プロファイルに対応する。図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｃに示すように、比較例１では、微小面以外の上面全体が粗化されていることが理解される。

【0130】

次に、上述の評価結果を図１３に示す。図１３に示すように、マスキング板９を設けた場合において、実施例１、２の処理時間が７．５分〜１５．０分では、表面粗さＲｚが適当であり、断面形状が良好であり、めっき層の析出性も密着性も良好であった。

【0131】

一方、マスキング板９を無くした場合において、比較例２の処理時間が０分では、表面粗さＲｚが無く、めっき層の析出性も密着性も不良であった。又、マスキング板９を設けた場合において、比較例３の処理時間が３０．０分では、表面粗さＲｚが大きく、断面形状が不良で、めっき層の析出性も密着性も今一であった。即ち、この場合は、単に、表面粗化の条件が悪かった。

【0132】

従って、マスキング板９の存在により、微小部品の微小面にのみに密着強度の強いめっき処理を行うことが可能であることが分かった。

【0133】

尚、図１１に示すように、実施例１では、微小面のみが綺麗に粗化されていることから、めっき処理以外の表面処理（コーティング、塗装等）であっても、同様の作用効果を有する。例えば、ブラケット矯正のブラケットの微小面に、歯との密着強度を高めるための表面処理を行う場合でも、同様である。

【0134】

又、実施例１では、微小面を凹部１０ｃとしたが、これに限定する必要は無く、凹部１０ｃを設けずに、微小部品１０の先端部分１０ｂの表面の一部又は全部でも、本発明の原理・原則から、同様の作用効果を有する。

【0135】

本発明の実施形態では、微小部品表面処理システム２が各部を備えるよう構成したが、当該各部を実現するプログラムを記憶媒体に記憶させ、当該記憶媒体を提供するよう構成しても構わない。各部が実行するステップを本発明の微小部品表面粗化方法として提供することも可能である。

【0136】

又、本発明の実施形態では、微小部品表面処理システム２に振込みプロセス装置２０と、表面粗化プロセス装置２１と、表面処理プロセス装置２２とを備え、微小部品１０への振込みから表面処理まで自動的に行うよう構成したが、一部が手動で構成されても、本発明の作用効果を有する。

【産業上の利用可能性】

【0137】

以上のように、本発明に係る微小部品表面処理システム及び微小部品表面処理方法は、高性能電子部品を用いる電気・電子分野はもちろん、微小部品の微小面に表面処理を施す必要がある産業分野等に有用であり、微小部品の微小面にのみに接着強度の強い表面処理を行うことが可能な微小部品表面処理システム及び微小部品表面処理方法として有効である。

【符号の説明】

【0138】

１ 高性能電子部品
１０ 微小部品
２ 微小部品表面処理システム
２０ 振込みプロセス装置
２１ 表面粗化プロセス装置
２２ 表面処理プロセス装置
２０１ 供給制御部
２０２ 搖動振動制御部
２０３ 移し替え制御部
２０４ マスキング制御部
２０５ 表面粗化制御部
２０６ 表面処理制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】