JPH1171697A - メッキ製品並びにその製造方法およびその製造装置 - Google Patents
メッキ製品並びにその製造方法およびその製造装置Info
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- JPH1171697A JPH1171697A JP25001197A JP25001197A JPH1171697A JP H1171697 A JPH1171697 A JP H1171697A JP 25001197 A JP25001197 A JP 25001197A JP 25001197 A JP25001197 A JP 25001197A JP H1171697 A JPH1171697 A JP H1171697A
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- depression
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来のメッキよりもその薄層金属が材料表面
から剥離しにくいようにしたメッキ製品を提供する。 【解決手段】 開口の大きさが5〜100μm、深さが
0.2d〜d(d:窪みの開口の大きさ μm)であり
かつアンカー部を有する窪みを多数個表面に備えた材料
と、材料の表面を覆いかつ一部が窪みに侵入している薄
層金属と、を具備したことを特徴とするメッキ製品。
から剥離しにくいようにしたメッキ製品を提供する。 【解決手段】 開口の大きさが5〜100μm、深さが
0.2d〜d(d:窪みの開口の大きさ μm)であり
かつアンカー部を有する窪みを多数個表面に備えた材料
と、材料の表面を覆いかつ一部が窪みに侵入している薄
層金属と、を具備したことを特徴とするメッキ製品。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属または非金属
の材料の表面をメッキして成る製品並びにその製造方法
およびその製造装置に関する。
の材料の表面をメッキして成る製品並びにその製造方法
およびその製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、金属あるいは非金属の材料の表面
をメッキする場合、材料と薄層金属(メッキ)との密着
性を高める目的で、メッキをする前に材料の表面に微細
な窪みを形成することが行われており、その窪みの形成
方法としては、材料に微細な粉体粒子を投射するように
したものや、ある溶液に溶けやすい分子レベルの物質ま
たは微細な粒子を前もって材料の表面近くに埋め込んだ
り混在させて、メッキ前にその溶液でその物質または粒
子を溶かすようにしたものがある。
をメッキする場合、材料と薄層金属(メッキ)との密着
性を高める目的で、メッキをする前に材料の表面に微細
な窪みを形成することが行われており、その窪みの形成
方法としては、材料に微細な粉体粒子を投射するように
したものや、ある溶液に溶けやすい分子レベルの物質ま
たは微細な粒子を前もって材料の表面近くに埋め込んだ
り混在させて、メッキ前にその溶液でその物質または粒
子を溶かすようにしたものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の窪み形成方法のうち前者では、微細な粉体粒子と
して数十μmから数百μmの大きさの粒子が使われるた
め、微細窪みは粉体の衝突による塑性変形または切削に
よって形成される。すなわち、図4(a)に示すよう
に、粒子が材料の表面にほぼ直角に衝突して形成される
塑性変形が主体の窪みと、図4(b)に示すように、粒
子が材料の表面に対して鋭角の入射角で衝突して形成さ
れる切削が主体の窪みとがある。しかし、これら窪み
は、惑星に隕石が衝突したような外に開いた形状をして
いるため、この表面にメッキをした場合、材料表面に対
する薄層金属の密着性は、薄層金属それ自体の密着力
と、薄層金属が被覆される材料表面の凹凸による抵抗
と、密着面積の広狭で決まる。そのため、材料表面に対
する薄層金属の密着性においては、材料表面と平行する
方向に力が働く場合には、薄層金属自体の密着力ばかり
でなく、材料表面の凹凸による抵抗と密着面積の広さに
対応した抵抗力(耐剥離性)が生じるが、材料の表面に
ほぼ直角に力が働く場合には、薄層金属自体が持つ密着
力によるものだけであり、材料表面の凹凸による抵抗と
密着面積の広さはあまり寄与せず、この結果、打撃のよ
うな機械的に大きな力が作用したときには、その部分に
微細な剥離現象が発生し、さらに、繰り返しの力が作用
するとやがて剥離が成長し、薄層金属が材料から剥離し
てしまう問題があった。
従来の窪み形成方法のうち前者では、微細な粉体粒子と
して数十μmから数百μmの大きさの粒子が使われるた
め、微細窪みは粉体の衝突による塑性変形または切削に
よって形成される。すなわち、図4(a)に示すよう
に、粒子が材料の表面にほぼ直角に衝突して形成される
塑性変形が主体の窪みと、図4(b)に示すように、粒
子が材料の表面に対して鋭角の入射角で衝突して形成さ
れる切削が主体の窪みとがある。しかし、これら窪み
は、惑星に隕石が衝突したような外に開いた形状をして
いるため、この表面にメッキをした場合、材料表面に対
する薄層金属の密着性は、薄層金属それ自体の密着力
と、薄層金属が被覆される材料表面の凹凸による抵抗
と、密着面積の広狭で決まる。そのため、材料表面に対
する薄層金属の密着性においては、材料表面と平行する
方向に力が働く場合には、薄層金属自体の密着力ばかり
でなく、材料表面の凹凸による抵抗と密着面積の広さに
対応した抵抗力(耐剥離性)が生じるが、材料の表面に
ほぼ直角に力が働く場合には、薄層金属自体が持つ密着
力によるものだけであり、材料表面の凹凸による抵抗と
密着面積の広さはあまり寄与せず、この結果、打撃のよ
うな機械的に大きな力が作用したときには、その部分に
微細な剥離現象が発生し、さらに、繰り返しの力が作用
するとやがて剥離が成長し、薄層金属が材料から剥離し
てしまう問題があった。
【0004】一方、後者では、材料表面の微細窪みの大
きさは、埋め込まれ等された物質または粒子の大きさで
決まるが、2〜3μm以下の小さなものであり、しか
も、この微細窪みの上端開口部の大きさは、図5(a)
に示すように、窪みの大きさに比較して小さいものもあ
り、そのため、メッキをしたときに薄層金属がその窪み
に入り込みにくく、図5(b)に示すように、薄層金属
が窪みの上端開口部を塞ぐだけであり、これに伴って、
材料表面に対する薄層金属の密着性は、薄層金属自体の
密着力によるものだけであり、この結果、機械的に大き
な力が働くと、特に、材料の表面にほぼ直角に力が働く
場合は、その部分が剥離しやすい問題があった。本発明
は上記の問題を解決するためになされたもので、その目
的は、従来のメッキよりもその薄層金属が材料表面から
剥離しにくいようにしたメッキ製品並びにその製造方法
およびその製造装置を提供することにある。
きさは、埋め込まれ等された物質または粒子の大きさで
決まるが、2〜3μm以下の小さなものであり、しか
も、この微細窪みの上端開口部の大きさは、図5(a)
に示すように、窪みの大きさに比較して小さいものもあ
り、そのため、メッキをしたときに薄層金属がその窪み
に入り込みにくく、図5(b)に示すように、薄層金属
が窪みの上端開口部を塞ぐだけであり、これに伴って、
材料表面に対する薄層金属の密着性は、薄層金属自体の
密着力によるものだけであり、この結果、機械的に大き
な力が働くと、特に、材料の表面にほぼ直角に力が働く
場合は、その部分が剥離しやすい問題があった。本発明
は上記の問題を解決するためになされたもので、その目
的は、従来のメッキよりもその薄層金属が材料表面から
剥離しにくいようにしたメッキ製品並びにその製造方法
およびその製造装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに請求項1の発明におけるメッキ製品は、金属または
非金属の材料の表面をメッキして成る製品であって、開
口の大きさが5〜100μm、深さが0.2d〜d
(d:窪みの開口の大きさ μm)であり、かつアンカ
ー部を有する窪みを多数個表面に備えた材料と、この材
料の表面を覆いかつ一部が前記窪みに侵入している薄層
金属と、を具備したことを特徴とする。
めに請求項1の発明におけるメッキ製品は、金属または
非金属の材料の表面をメッキして成る製品であって、開
口の大きさが5〜100μm、深さが0.2d〜d
(d:窪みの開口の大きさ μm)であり、かつアンカ
ー部を有する窪みを多数個表面に備えた材料と、この材
料の表面を覆いかつ一部が前記窪みに侵入している薄層
金属と、を具備したことを特徴とする。
【0006】また、請求項3の発明におけるメッキ製品
の製造方法は、金属または非金属の材料の表面をメッキ
して成る製品を製造する方法であって、針または太さ3
〜95μmの伸線材の先端を材料の表面にこの表面に対
して90度未満または45度以上の角度で突き刺した後
抜き出して、前記材料の表面に開口の大きさが5〜10
0μm、深さが0.2d〜d(d:窪みの開口の大きさ
μm)でありかつアンカー部を有する窪みを多数個形
成し、その後窪みの形成させた材料の前記窪みを含む表
面を薄層金属で被覆するようにしたことを特徴とする。
の製造方法は、金属または非金属の材料の表面をメッキ
して成る製品を製造する方法であって、針または太さ3
〜95μmの伸線材の先端を材料の表面にこの表面に対
して90度未満または45度以上の角度で突き刺した後
抜き出して、前記材料の表面に開口の大きさが5〜10
0μm、深さが0.2d〜d(d:窪みの開口の大きさ
μm)でありかつアンカー部を有する窪みを多数個形
成し、その後窪みの形成させた材料の前記窪みを含む表
面を薄層金属で被覆するようにしたことを特徴とする。
【0007】なお、前記窪みの開口の大きさが5μm未
満では、薄層金属の分子同士の結合力が、薄層金属の分
子と材料の分子との結合力または重力よりも大きくなっ
て薄層金属が材料の窪み内に入り込むことができず、ま
た窪みの開口の大きさが100μmを越えると、薄層金
属が窪みに入り込むが、窪み内の密着部分をミクロ的に
見ると、材料表面に窪みのない状態で被覆される状態に
近くなり、従来法によると同様の結果が現れて密着性も
従来法に近い。また、前記窪みの深さが開口の大きさの
0.2倍未満では、従来法と同等の耐剥離性しかなく耐
剥離性が改善されず、また深さが開口の大きさを越える
と、針等を材料内に刺し込むのにエネルギを要するが、
それに比較してその効果が小さい。ここでいうアンカー
部とは、図6に示すように、窪みの開口の縁から材料表
面に垂直に引いた線から反開口側に入り込んだ部分の凹
みaをいう。
満では、薄層金属の分子同士の結合力が、薄層金属の分
子と材料の分子との結合力または重力よりも大きくなっ
て薄層金属が材料の窪み内に入り込むことができず、ま
た窪みの開口の大きさが100μmを越えると、薄層金
属が窪みに入り込むが、窪み内の密着部分をミクロ的に
見ると、材料表面に窪みのない状態で被覆される状態に
近くなり、従来法によると同様の結果が現れて密着性も
従来法に近い。また、前記窪みの深さが開口の大きさの
0.2倍未満では、従来法と同等の耐剥離性しかなく耐
剥離性が改善されず、また深さが開口の大きさを越える
と、針等を材料内に刺し込むのにエネルギを要するが、
それに比較してその効果が小さい。ここでいうアンカー
部とは、図6に示すように、窪みの開口の縁から材料表
面に垂直に引いた線から反開口側に入り込んだ部分の凹
みaをいう。
【0008】
【実施例】本発明の効果を確認するために、10×60
×1(mm)のアルミ板の表面を、各種の方法で粗面化
した後、その粗面化した表面を銅メッキして多数枚の試
験片を作り、各試験片について両振り疲労試験(屈曲繰
り返し試験)を104回行い、その場合に被覆した薄層
金属の剥離個所の有無についてチェックを行い、その結
果を表1に示す。
×1(mm)のアルミ板の表面を、各種の方法で粗面化
した後、その粗面化した表面を銅メッキして多数枚の試
験片を作り、各試験片について両振り疲労試験(屈曲繰
り返し試験)を104回行い、その場合に被覆した薄層
金属の剥離個所の有無についてチェックを行い、その結
果を表1に示す。
【0009】
【表1】
【0010】表1に示すように、化学エッチングで粗面
化した試験片では、全枚数の試験片の60%以上に何ら
かの剥離が生じた。また、大きさ0.8mmのショット
を速度70m/sで投射して表面粗さ55μmに粗面化
した試験片では、全枚数の試験片の50%以上に何らか
の剥離が生じた。また、大きさ0.2mmのショットを
速度30m/sで投射して表面粗さ8μmに粗面化した
試験片では、全枚数の試験片の40%以上に何らかの剥
離が生じた。これに対して、アルミ板の表面に対して9
0度未満または45度以上の角度の下、単位面積当たり
の本数をいろいろ変えてアルミ板表面に針を突き刺し、
アルミ板の表面に窪み(開口10μm、深さ5μm)を
生成した後、メッキして試験片を作った。
化した試験片では、全枚数の試験片の60%以上に何ら
かの剥離が生じた。また、大きさ0.8mmのショット
を速度70m/sで投射して表面粗さ55μmに粗面化
した試験片では、全枚数の試験片の50%以上に何らか
の剥離が生じた。また、大きさ0.2mmのショットを
速度30m/sで投射して表面粗さ8μmに粗面化した
試験片では、全枚数の試験片の40%以上に何らかの剥
離が生じた。これに対して、アルミ板の表面に対して9
0度未満または45度以上の角度の下、単位面積当たり
の本数をいろいろ変えてアルミ板表面に針を突き刺し、
アルミ板の表面に窪み(開口10μm、深さ5μm)を
生成した後、メッキして試験片を作った。
【0011】この場合、アンカー部を有する窪みの個数
が10,000個/cm2の試験片では、剥離したもの
は全枚数の試験片の10%以下であり、さらにアンカー
部を有する窪みの個数が250,000個/cm2の試
験片では、剥離したものは全枚数の試験片の1%以下で
あった。したがって、表1から、本発明のように材料の
表面にアンカー部を有する多数の窪み設けると、薄層金
属が剥離しにくことが分かる。なお、アンカー部を有す
る窪みの個数が5,000個/cm2の試験片では、剥
離したものは全枚数の試験片の35%以上であり、実用
性にかける。この窪みの個数は、窪みの開口の大きさを
dμmとしたとき、針の突き刺しピッチが10dを越え
る数値では実用性に問題があり、また、2d未満では針
の突き刺しで窪みに干渉が生じアンカー部を破壊する恐
れがある。
が10,000個/cm2の試験片では、剥離したもの
は全枚数の試験片の10%以下であり、さらにアンカー
部を有する窪みの個数が250,000個/cm2の試
験片では、剥離したものは全枚数の試験片の1%以下で
あった。したがって、表1から、本発明のように材料の
表面にアンカー部を有する多数の窪み設けると、薄層金
属が剥離しにくことが分かる。なお、アンカー部を有す
る窪みの個数が5,000個/cm2の試験片では、剥
離したものは全枚数の試験片の35%以上であり、実用
性にかける。この窪みの個数は、窪みの開口の大きさを
dμmとしたとき、針の突き刺しピッチが10dを越え
る数値では実用性に問題があり、また、2d未満では針
の突き刺しで窪みに干渉が生じアンカー部を破壊する恐
れがある。
【0012】次に、材料の表面に針を突き刺してその表
面を粗面化する装置の実施例について図面に基づき詳細
に説明する。図1および図2に示すように、C字状のコ
ラム1の空洞内に、材料Mを固定するとともに水平面内
で移動させることができる支持機構2が装着してあり、
コラム1における支持機構2の真上位置には窪み成形機
構3が装着してある。この窪み成形機構3は、針4また
は太さ3〜95μmの伸線材と、この針4または太さ3
〜95μmの伸線材の基部を前記材料Mのに対して90
度未満または45度以上の角度で保持する保持手段5
と、この保持手段5をガイド部材6を介して昇降させる
昇降手段としての下向きのシリンダ7とで構成してあ
り、シリンダ7は取付け部材8を介して前記コラム1の
上部に装着してある。そして、シリンダ7には、これに
かかる反力を検知してこれの下降力を制御する指令を出
すコントローラ9が電気的に接続してある。
面を粗面化する装置の実施例について図面に基づき詳細
に説明する。図1および図2に示すように、C字状のコ
ラム1の空洞内に、材料Mを固定するとともに水平面内
で移動させることができる支持機構2が装着してあり、
コラム1における支持機構2の真上位置には窪み成形機
構3が装着してある。この窪み成形機構3は、針4また
は太さ3〜95μmの伸線材と、この針4または太さ3
〜95μmの伸線材の基部を前記材料Mのに対して90
度未満または45度以上の角度で保持する保持手段5
と、この保持手段5をガイド部材6を介して昇降させる
昇降手段としての下向きのシリンダ7とで構成してあ
り、シリンダ7は取付け部材8を介して前記コラム1の
上部に装着してある。そして、シリンダ7には、これに
かかる反力を検知してこれの下降力を制御する指令を出
すコントローラ9が電気的に接続してある。
【0013】このように構成した装置を用いてメッキ製
品の材料Mの表面を粗面化するには、その材料Mを支持
機構2で固定し、その後シリンダ7を伸長作動して針
4、保持手段5等を下降させ、針4を前記材料Mの表面
に突き刺す。次いで、シリンダ7を収縮作動して針4、
保持手段5等を上昇させ、針4を材料から抜き出して材
料Mの表面に多数のアンカー部を有する窪みを設る。そ
の後、表面に窪みを設けた材料Mをメッキして所望のメ
ッキ製品を得る。
品の材料Mの表面を粗面化するには、その材料Mを支持
機構2で固定し、その後シリンダ7を伸長作動して針
4、保持手段5等を下降させ、針4を前記材料Mの表面
に突き刺す。次いで、シリンダ7を収縮作動して針4、
保持手段5等を上昇させ、針4を材料から抜き出して材
料Mの表面に多数のアンカー部を有する窪みを設る。そ
の後、表面に窪みを設けた材料Mをメッキして所望のメ
ッキ製品を得る。
【0014】なお、上記の実施例では、針4等は保持手
段5に固定的に装着してあるが、図3に示すように、個
々の針4等を小型のシリンダ11のピストンロッドの先
端に取り付けて相互に独立して昇降できるようにしても
よく、また、個々の針4等を回転機能を有する保持手段
に取り付けて回転させながら昇降してもよく、この場合
には針11等を材料Mに円滑に突き刺すことができる。
段5に固定的に装着してあるが、図3に示すように、個
々の針4等を小型のシリンダ11のピストンロッドの先
端に取り付けて相互に独立して昇降できるようにしても
よく、また、個々の針4等を回転機能を有する保持手段
に取り付けて回転させながら昇降してもよく、この場合
には針11等を材料Mに円滑に突き刺すことができる。
【0015】
【効果】以上の説明から明らかなように本発明は、開口
の大きさが5〜100μm、深さが0.2d〜d(d:
窪みの開口の大きさ μm)であり、かつアンカー部を
有する窪みを多数個表面に備えた材料と、この材料の表
面を覆いかつ一部が前記窪みに侵入している薄層金属
と、を具備したメッキ製品であるから、従来のメッキよ
りもその薄層金属が材料表面から剥離しにくいなどの優
れた効果を奏する。
の大きさが5〜100μm、深さが0.2d〜d(d:
窪みの開口の大きさ μm)であり、かつアンカー部を
有する窪みを多数個表面に備えた材料と、この材料の表
面を覆いかつ一部が前記窪みに侵入している薄層金属
と、を具備したメッキ製品であるから、従来のメッキよ
りもその薄層金属が材料表面から剥離しにくいなどの優
れた効果を奏する。
【図1】本発明の第1実施例を示す一部断面正面図であ
る。
る。
【図2】図1のA−A矢視図である。
【図3】本発明の第2実施例を示す一部断面正面図であ
る。
る。
【図4】従来の材料表面の粗面化法について説明するた
めの概略正面図である。
めの概略正面図である。
【図5】従来の材料表面の粗面化法について説明するた
めの概略正面図である。
めの概略正面図である。
【図6】本発明によって形成された窪みを説明するため
の概略正面図である。
の概略正面図である。
4 針 5 保持手段 7 シリンダ 9 コントローラ
Claims (6)
- 【請求項1】 金属または非金属の材料の表面をメッキ
して成る製品であって、開口の大きさが5〜100μ
m、深さが0.2d〜d(d:窪みの開口の大きさμ
m)でありかつアンカー部を有する窪みを多数個表面に
備えた材料と、この材料の表面を覆いかつ一部が前記窪
みに侵入している薄層金属と、を具備したことを特徴と
するメッキ製品。 - 【請求項2】 請求項1記載のメッキ製品において、前
記窪みが1cm2当り106/d2〜108/4d2(d:
窪みの開口の大きさ μm)個であることを特徴とする
メッキ製品。 - 【請求項3】 金属または非金属の材料の表面をメッキ
して成る製品を製造する方法であって、針または太さ3
〜95μmの伸線材の先端を前記材料の表面にこの表面
に対して90度未満または45度以上の角度で突き刺し
た後抜き出して、前記材料の表面に開口の大きさが5〜
100μm、深さが0.2d〜d(d:窪みの開口の大
きさ μm)でありかつアンカー部を有する窪みを多数
個形成し、その後窪みの形成された材料の前記窪みを含
む表面を薄層金属で被覆するようにしたことを特徴とす
るメッキ製品の製造方法。 - 【請求項4】 請求項3記載のメッキ製品の製造方法に
おいて、前記窪みが1cm2当り106/d2〜108/4
d2(d:窪みの開口の大きさμm)個であることを特
徴とするメッキ製品の製造方法。 - 【請求項5】 金属または非金属の材料の表面をメッキ
して成る製品を製造する装置であって、針または太さ3
〜95μmの伸線材と、この針または太さ3〜95μm
の伸線材の基部を、前記材料の表面に対して90度未満
または45度以上の角度で保持する保持手段と、前記保
持手段を昇降させる昇降手段と、を具備したことを特徴
とするメッキ製品の製造装置。 - 【請求項6】 金属または非金属の材料の表面をメッキ
して成る製品を製造する装置であって、針または太さ3
〜95μmの伸線材と、この針または太さ3〜95μm
の伸線材の基部を、前記材料のに対して90度未満また
は45度以上の角度で保持する保持手段と、前記保持手
段を昇降させる昇降手段と、この昇降手段にかかる反力
を検知してこれの下降力を制御する指令を出すコントロ
ーラと、を具備したことを特徴とするメッキ製品の製造
装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25001197A JPH1171697A (ja) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | メッキ製品並びにその製造方法およびその製造装置 |
| US09/140,085 US6180171B1 (en) | 1997-08-29 | 1998-08-26 | Method of producing a plated product having recesses |
| EP98116098A EP0899053A3 (en) | 1997-08-29 | 1998-08-26 | A plated product and a method and apparatus for producing the same |
| US09/538,096 US6314785B1 (en) | 1997-08-29 | 2000-03-29 | Apparatus for producing a plated product having recesses |
| US09/537,313 US6254999B1 (en) | 1997-08-29 | 2000-03-29 | Plated product having recesses and anchor portions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25001197A JPH1171697A (ja) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | メッキ製品並びにその製造方法およびその製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1171697A true JPH1171697A (ja) | 1999-03-16 |
Family
ID=17201525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25001197A Pending JPH1171697A (ja) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | メッキ製品並びにその製造方法およびその製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1171697A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018124114A1 (ja) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | 古河電気工業株式会社 | 表面処理材およびこれを用いて作製した部品 |
-
1997
- 1997-08-29 JP JP25001197A patent/JPH1171697A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018124114A1 (ja) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | 古河電気工業株式会社 | 表面処理材およびこれを用いて作製した部品 |
| JPWO2018124114A1 (ja) * | 2016-12-27 | 2018-12-27 | 古河電気工業株式会社 | 表面処理材およびこれを用いて作製した部品 |
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