JPS62250179A - セラミツクス上への表面処理方法 - 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〕 この発明はセラミックスから成る基材表面上への表面処
理方法に関するものである。

〔従来の技術］ 周知のように・半導体デバイスの開発・製造に伴って、
今日家電製品から産業機器に至るまで小型化、軽量化、
高速化、高密度化、高信頼性化。

低価格の要請はま丁ま丁強くなり、絶え間のない技術革
新が展開されている。

これらの動向の中で、最近注目されているのがエンジニ
アリングセラミックスである。

エンジニアリングセラミックスは従来の陶磁器とは異な
り、工業的に高性能化を図ったものであす、窒化ケイ素
、炭化ケイ素、アルミナ、ジルコニア、酸化クロム添加
アルミナ、チタン酸バリウム・酸化亜鉛・べ１３１ヤ、
および？）種焼結フェライト等があげられる。

エンジニアリングセラミックスは典型的な脆性材料であ
るが、合鴨やプラスチックに比較して高映度であり、耐
摩耗性、耐食性、１ＩＩＨ熱性に優れており、添加剤の
種類によっては高熱伝導性を有する。

又１通信苗報艮の増加、広域通信システムの発展に伴っ
て・マイクロ波回路の小型化が要請されている。

マイクロ波回路の小型化は電磁波の波長が基準となり・
一般に次のようになる、 Ｄ中□　　　　　　　　・・・・・・・・・　（１）Ｊ
ｑ Ｄ：誘電体共振器の直径 ｆ二共振周波数 Ｃ：光速 εｒ：比誘電率 り二同軸共振器の長さ Ｌニストリップラインの長さ ε−＝　０．６〜０．９εｒ …〜（３１式に示したように８マイクロ波回路の小型化
には誘電体の比誘電率Ｃｅｒ）の大きい材料が望ましい
ことがわかり、二ンシニアリングセラミックスはかかる
点において最も有望な材料である。

以上のように、高硬度、耐食性、耐摩耗性、耐熱性、比
誘電率等の材料特性を生かした分野への利用方法が確立
しているが、材料の脆性に加え。

電気伝導性が劣っており、セラミックスからなる基材表
面に表面処理技術を応用して金属化することにより、セ
ラミックスからなる基材表面に電気伝導性をＨ与し、さ
らに応用分野を広げるＣとが期待されている。

かかる表面処理技術として１例えは、ア）スクリーン印
刷法、イ）真空蒸右・又はスパッタリング法、つ）無電
解及び電解めっき法等が挙げられる。

〔発明が解決しようとする問題点」 上記のような庭木のセラミックスからなる基材表面に耐
熱性が良好で電気伝導性の優れた皮膜を付与するための
表面処理方法では次に述べるような問題点が挙げられる
。

即ち、上記（ア１の方法によれは、セラミックスから成
る基材表面上に金、銀、パラジウム、銅等の導電性ペー
ストを印刷インクとしてスクリーン印刷法により電子回
路を印刷し、６００〜１．０００℃の範囲の各電導付焼
結最適温度でセラミックス基材表面に焼付けて必要な電
子回路を得るものである。

又、胞法では、セラミックス基材表面全体に上記導電性
ペーストをスクリーン印刷法により印刷後、所要の電子
回路の部分のみ各電導材の最適温度（例えはレーザー装
置を利用）で焼付けて、その後、所要の電子回路以外の
不要部分を溶解して除去するのである。

上記の導電性ペーストの電気伝導性は１Ｇ−４０−側オ
ーダーであり、電子回路部品、マイクロ波回路部品にと
って要求される特性としては不充分である。

上記１イｌの方法によれは、セラミックスからなる基材
を真空然看、又はスパッタリング装置にセットシ、所要
の真寛度で所要の金属１例えはクロム。

ニッケル、銅、金、チタニウム、アルミニウム。

合金等を加熱・溶融させ、セラミックス基村上に堆積さ
せるものである。

上記の方法では、メタライズ層を比較的厚く・例えば１
０００Å以上成膜するのに長時間（約５時間以上）要し
１例え厚くできても数μｍという厚みで、実用に俳する
こ２は田Ｍであスー又、形状が複雑な製品に適用するに
も限度がある。

上記１つ）の方法によれは、セラミックス基材表面上に
所定の前処理を行った後、所要の無電解めっきをｈｆＡ
って、その後所要の電解めっきを行なうものである。

かかる方法においては特許公報昭５４−２４４０５によ
って詳細に提案されている。

しかしながら、上記特許公報昭５４−２４４０５による
と、セラミック基板上に銅の無電解めっきを行ない０次
に上記無電解めっき土に電解めっきを行なう方法におい
て、一度１１℃、２０℃。

３０″Ｇ、４０℃の範囲で、めっき時曲を変化させｔか
ら不電右現象発生について検討した結果、銅の無電解め
っきの不電右現象は銅めつき層の厚さと使用するセラミ
ックスの大きさく表面ｍ）によるとしているが９本末め
っき液においてこのような現象はｔｌ（、無電解めっき
の場会、めっき液の建浴時において添加した金属塩中の
金属分と品物との表面積との関係で示される。

めっき厚Ｘ金属の比重Ｘ 【４１　　式で示したように、めっき液中の金属塩中の
金属分は各々のめつき液によって異なり、めっき厚と品
物の表面積との関係だけで示すのは粗雑な手法であり、
本末無電解めっきの不電看現象はめつきＩＴ＋ｉの処理
方法が確立されていないために発生するものと考えられ
る。

又、無電解及び電解めっき法では、無電解めっき法で厚
くめっきを付与するのに長時開裂するのを電気めっき法
で短時間にできるようにしたり。

又種々の金員を付与するという利点があるが、製品の形
状が複雑になると適用することはできない。

という問題点があった。

この発明は上記した問題点を解決するためになされたも
のであり、その目的は比較的簡単な方法により、セラミ
ック基材表面上に金属化した。かつ耐熱性・電導性の要
好な処理層を付与する方法を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るセラミックスから成る基材表面上への表
面処理方法は鋭意検討を重ねた結果、セラミックスから
成る基材表面を常法により脱脂後フッ化水素酸と、硝酸
と、無機酸塩とを含む水溶液中で所要時間浸漬してエツ
チングし、ついで所要厚みの無電解銅、無電解ニッケル
・無電解金めつきを行なうことにより上記目的が達成で
きることをみいだし１本発明を完成するに到った。

即ち１本発明のセラミックスから成る基材表面上への表
面処理方法はめつき皮膜の密着性を向上させるには適正
な表面粗さを得ることと、耐熱性。

電気伝導性を改良するための金属の組合せを８′慮し、
さらに複雑な形状の製品に適用できるように電流分布を
考慮しないでめっきできる無電解めっきで全て行なえる
ことを特徴としたものである。

以下において史に詳しく説明をする。

本発明の表面処理方法は先ず、セラミックスから成る基
材表面に付看した油脂等を除去するために塩素系有機溶
剤等で脱脂を行うのである。

本発明の表面処理方法はついでめっき皮膜の密着性を向
上させるための適正な表面粗さを得るためにセラミック
スから成る基材表面をフッ化水素酸と、硝酸と、無機酸
とを含む水溶液中で所要時間浸漬してエツチング後、常
法によりセンシタイジング、アクチベートを行ない、つ
いで無電解鋼・無電解ニッケル、無電解金めつきを行な
って、耐熱性、電気伝導性の良好なメタライズ層を得る
のである。

〔作　用〕 この発明においては、めっき面の脱脂、適正なエツチン
グによりめっき皮膜の密着性を確保し・その後外部を源
を一切用いないでメタライジング層を形成するので、電
解めっきの宿命的な欠点である物品の凹凸部及び端部に
おける膜厚が布の不均一化でき、複雑な形状の物品でも
補助極を使用しないでめっきが可能となり、めっき不′
ＩＬｓ部分がｆｊ　（ｆｌるので品質的に安定したもの
となる。

又、高温度に安定な無電解ニッケル皮膜及び無電解金め
つき皮膜を行なっているのでハンダ付温度に対しても安
定で、しかも良好な電気伝導性を得ることができる。

〔実施例〕

以下において一′＝Ａｌｉ！［５’ｌＪ例を掲げこの発
明を更に詳しく説明する。

第１図は種々のめつき仕様における赤外放射率の熱的変
化を示す図であり、試片ナンバー１１１・（２）は無電
解鋼めつき十電解金めつき、（３：は無電解鋼めっき十
無電解金めつき、　１４１　、１５１は無電解銀めつき
十電解金めつき、　＋６１．１７１は無電解銀めつき十
無電解金めつき、１Ｂ＋　、　（９１は無電解ニッケル
＋電解金めつき、ｔｌＱ、ｕυは無電解ニッケルめつき
十無電解金めつきである。

谷試片を温度２００〜２９０℃の各一度で４時間保持し
、加熱ｊｉｆ後において、定置的な把握の目安として赤
外放Ｍ（率を測定し０前後の変化を図示したものである
。

第１図から明らかなように、ベーキング温度２９０℃に
おいて、各めっき仕様の赤外放射率の変化が′＆著とな
るが１本発明の表面処理方法である試片α［１，Ｑυは
加熱前後の変化が少す＜、実用に供する程度の変化であ
り、最も良好な熱的安定性を示した。

第２図は各無電解めっき皮膜の比抵抗値の測定結果であ
る。得られた各めっき皮膜の比抵抗値は純金属に近い値
を示している。

一般に皮膜の電気抵抗は接触型と高周波数帯（例えば準
ミ’１波？ｔｒ％）で便用する電子機器のように表皮効
果を考慮する場合とがある。

接触型の場合は一番上層のめつき皮膜の抵抗値により電
Ａｔ伝導性は決定されるが、高周波数帯で使用する電す
機器の場合は、めっき皮ＪＩＱＪψ全体の抵抗値を考慮
する必餐がある。

例として、第３図のめつき皮膜の断面図を利用して説明
すると０図において、１１）はセラミックス。

（２）は無電解銅めっき層、（３Ｉは無電解ニッケルめ
つきす、１４１は無電解金めつき層である。

第３図のように、輻（Ｗｌ、長さ化１のセラミックス（
１）上に無電解銅めっき（２１，無電解ニッケル（３；
、無電解金めつき（４）の例を考察すると次のようにな
る。

金めつき皮膜＋４１の抵抗（Ｒ１） ｊ、＝＋＝金めつき厚 ニッケル皮膜（３）の抵抗（Ｒ２） ρ２＝ニッケルめっき皮膜の比抵抗値 １２＝ニツケルめつき厚 銅めつき皮膜（２夛の抵抗（Ｒ５） ρ５＝銅めっき皮膜の比抵抗値 【３８銅めっき厚 １５１　、１６１　、　＋７１の関係式から合成抵抗式
は次のようになる。

・・・・・・ｔａ＋ となる。

（８１式と第２図の結果から・無電解ニッケルめっき厚
は可能な限り薄＜シ、無電解銅めっき（２：、無電解金
めつき（４）の各々のめっき厚を可能な限り厚くした方
がめつき皮膜の全抵抗は低下し、電気伝導性の良好な皮
膜が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば長年待望されて
いた複雑な形状をした物品にも容易にめっきを強てこと
ができ、しかも高温度（例えば温度３００℃）における
耐熱性が改善されるので今後、広範に使用されると予想
される。

例えは、準ミリ波帯で使用する立体回路部品の表面処理
に大いに期待されるところであり・高い信頼性を保証す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は種々のめつき仕様における赤外放射率の熱的変
化を示す図、第２図は各無電解めっき皮膜の比抵抗値の
測定結果を示す図、第３図はめっき皮膜の断面図である
。 Ｍ巾−ＩＩＩ　１！　−ｈ　’ｘ　２　”ＩＮ　？　　
ＩＱＩ　ｌ−＋　ｄ区’ＷＩ　ＷａＧ　仏＾１ｃ層・（
３１は無電解ニッケルめっき層、（４）は無電解金めつ
き層である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 所要形状のセラミックスから成る物品を常法により脱脂
   後、フッ化水素酸と、硝酸と、無機酸塩とを含む水溶液
   中で所要時間浸漬してエッチングし、ついで常法により
   センシタイジング、アクチベート後所要厚みの無電解銅
   めっきと、無電解ニッケルめっきと、無電解金めっきと
   を順番に行って複数のめっき層を形成し、上記無電解ニ
   ッケルめっき皮膜と無電解金めっき皮膜とで高温度（例
   えは３００℃）に対する安定性及び良好な電気伝導性を
   得るようにしたことを特徴とするセラミックス上への表
   面処理方法。