JPS583961A - 無電解メツキ下地活性ペ−ストおよびそれを用いた無電解メツキ方法 - 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】 本発明は製造容易、安価にしてかつ緒特性の安定したセ
ラミック物質への無電解ニッケルまたは銅メッキの下地
活性ペーストおよびそれを用いた無電解メッキ方法に関
するものである。

従来から＠重体、圧電体、半導体、絶縁体、単結晶の機
能特性および構造特性を利用したセラミック電、子部品
の電極材料としては磁器素体の表面にＡｇ、、Ａｇ−Ｐ
ｄＸＡｇ　−Ｐｔ、　Ａｇ−Ｎｉ等の針金属を主体とし
た焼付電極法が実用化されている。しかし近年の貴金属
の高騰に伴ない各種メッキ方法が開発されつつある。し
かしながらこれらのメッキ方法にも多くの欠点を有して
いる。

例えば磁器索体面に・焼付銀電極を形成し、その後ニラ
グル電極、銅電極等を電解メッキ法により形成すること
も可能であるが、この方法では金属間で歪のあることと
焼付金属層表面が粗面で多くの小孔を有するため、メッ
キ処理においてメッキ液が内部に浸透し、焼付金属層と
磁器索体面との接着強度を劣化させる欠点があった。

他の方法としては無電解メッキ法が用いられており、無
電解ニッケルメッキ、釦メッキは最初に塩化第一スズを
吸着させ塩化パラジウムを化学反応により活性化処理を
施すことが一般ｒ６ｊであった。

しかしセラミック電子部品用の電極として使用する場合
には多くの問題点がある、即ち電極材料および関連材料
の種類取付方法によって引張強度（銀焼付電極に比べて
１／２に低下）、さらには電気特性（特に寿命テストに
よる特性劣化）等が著しく劣化するものであった。例え
ば磁器コンデンサ、圧電素子、半導体素子に電極を形成
する場合無電解ニッケルメッキ法はその工法性質上ｎ、
板全全周面上形成され易く、その場合は周側面の皮膜を
研削除去して対向容量電極を形成、するが、この場合は
浴面耐電圧距離は基板の厚みで決定され、電極周辺部に
おける電界の集中沿面汚染によって絶縁破壊が起り易く
、基板の厚みを余り薄くすることはできないものであっ
た。またこれ等の方法に対し部分メッキ方法としては磁
器表面に所要パターンの金属層を形成するに際し、あら
かじめ磁器表面の所要部に（姦ｊ脂のメツキレシストを
附与し、次いで磁器面を活性化した後にメツキレシスト
を除去し、その後無電解メッキを施して磁器表面に金属
層を形成する方法、真空蒸着法、フォトエツチング法等
種々の方法があるが、いづれもセラミック電子部品用電
極としては温圧する結果が得られない。

このように、従来から知られているメッキ附与方法では
メッキの密輸性か悪く特に小型化を目的としたコンデン
サ製品の素子ｊＶみは０．１〜０．３ｆｌと薄く形状は
４．５〜１６φと種々あり量産性を考慮した場合困蛤な
ものであった。さらに容量値を少しでも大きく得る為全
面に電極を形成した場合は上Ｗ１、にも述べたように寿
命特性が極度に悪く信頼性の点からも磁器の電極部に縁
を設けることが設計上必要であった。

零発り」は上記のような従来の無電解メッキ法とけ異な
る新しい方法によってセラミック物質の必要個所に取付
けることが容易であるメッキ下地活性ペーストおよびそ
れを用いたメッキ方法を提供するものである。

即ち本発明ｉｌｌ誘電体、半導体、圧電体、絶縁体等の
セラミック物質への無電解ニッケルまたり銅メッキの下
地活性用金ｋｌ、　利料として、Ｐｔあるい−Ｐｄ成分
の１種または２ｗｉを溶剤で溶解あるいは分散させてな
るワニスを繊維素系、ゴム系、ヒτニール系、フェノー
ル系樹脂およびその誘導体等の脂溶性、水溶性調性樹脂
の１種あるいは２種以上のビヒクルに金属成分に換算し
０．０３〜４．０ｗｔ％、炭素粉末を０．１−１−１Ｏ
％、ガラス粉末を０．１〜２０ｗｔ％を分散ｌ−て活性
金掬材料ペーストを構成し、該ペーストをセラミック物
質の必要個所へスクリーン印刷、吹付法あるいはその他
の方法により塗布しその後３５０〜９００°Ｃの湯度範
囲内で焼付処理を施こしその後無電解メッキを行なうこ
とを特徴とするものであり、本発明の方法によつで得た
電極は従来までの化学還元メッキ方法によって′＃たも
のに比べて接着強度、電気特性等の緒特性においても優
秀な特性を得るものである。

以下本発明の実施例および限定理由について述ベる。

蓋・電解メッキ下地活性ペーストの作成方法として１」
、埴化白金酸、塩化パラジウム、バラジクムブラック化
合物あるいけ金属粉末を水あるいは鉱酸に電解してカル
ビトールターピネオル、セロソルブアＩレコール等のワ
ニスを作り、有機質バインダとしては、エチルセルロー
ズ、酢酸セルローズ、ブチルゴム、ポリビニールブチラ
ール、フェノール州１］ｈ等の樹脂を用い、成分割合と
しては金属成分が０．０３−４．０ｗｔ％、ガラス粉末
Ｏ１１〜２０ｗｔ％、炭素粉末を０．１〜１０ｗｔ％、
残分に樹脂および溶剤成分を添加して、スクリーン印刷
用としては粘度が約３０．０００〜６０，０００　ｃｐ
ｓ、吹付用としては約１００〜４００ｃｐｓ　Ｋ　ｕ７
Ａ　’Ｍし、セラミック物質への無電解メッキ活性用ペ
ーストとした。前記＃素粉末およびガラス粉末の粒度は
１μｍ以下とする。なおスクリーン印刷焼付後の寸法精
度を向上させる為に硅素成分を外削で５　ｗｔ％以下の
範囲内で添加することによってバクーン精度を著しく向
上させる。なお本発明組成物においてＰｔ、Ｐｄ／４！
ば無電解メッキ用のＰ１性作用を持ち、０．０３　ｗｔ
％以下ではその効果が弱く、４　ｗｔ％以１でけ価格的
に問題があり、さらにメッキ時の汚染が著しく好ましく
ない。ガラス成分はセラミック物質との接着性を高め、
良好な下地活性膜を作る効果を持つ。０．１　ｗｔ％以
下ではその効果が弱（，２０ｗｔ％以上ではメッキ表面
状態が著しく悪化するため好１しくない。炭素５え分は
焼成時において金属粒子の酸化防止に効果がある。

捷だ印刷時において樹脂成分のみでフイラ成分が含まれ
ていないとタレが発生するが、これを防１４二する為に
炭素成分は優れた効果を発揮する。なお０、１　ｗｔ％
以下では効果が薄（１０ｗｔ％以上１゛は焼付時に完全
に飛散せず炭素成分が残るために電気特性等に悪影響を
与え好ましくない。

次にセラミック物質への利用方法としては電子部品とし
て使用する訪電体磁器素子として：ｉ　ｒＴ　ｉ　０３
−　Ｂｉ２Ｏ３・’Ｉ’ｉ０１−　ＣａＴｉＯ３糸で厚
み２ＩＩ＋１、形４に２０φの素子を用いてその両面に
０．５　ｍの縁が外ろようなマスクを用い印刷や吹付方
法を用いて塗布後８０〜１５０°Ｃの温度で乾燥して溶
剤を蒸発さ−ｔ！た後電気炉により３５０〜９００°Ｃ
の温度範囲で焼付を行ないｐａ、　ｐｔ　ｑの金胱Ｘ’
ｉ／、子を析出させる。なお３５０〜９００°Ｃの開で
焼伺を行なうことの必要性はセラミック基板面に強固な
Ｐｄ、Ｐｔ成分の金属粒子層を形成することであり、３
５０°Ｃ以下では樹脂成分が残り、Ｎｉ（”Ｃｕメツギ
の付着が悪く、９００°Ｃ以」二では析出粒子が半溶融
して活性が低下するので好ましくない。

Ｎｉメンキと１７ては硫酸二ングルに錯化剤として有機
酸ナトリツム塩、還元剤として次亜リン酸ナトリウム（
−！たＣまヒドラジン、ボラザン化合物等）を含むメッ
キ液に浸漬してニッケル膜を形成、した。

また銅メッキとしては硫酸銅にロッシェル塩、苛性ソー
ダ、ホルマリンを加えて銅浴とし銅の無電解メッキを行
なった。なお不発ＦＪ４の無電解メッキ活性金ム材料は
Ｐｄ５Ｐｔ成分の粒子層として０．５μｍ以下で４宙件
のない状態で十分にその機能を発揮することができる。

なお本実施例としてはＭ電体磁器材料のみについて述べ
だが、その他の圧電体、絶縁体、半萼体磁器、ガラス等
３５０°Ｃ以上に耐えるセラミック物質であれば全く問
題は無く、従来の無電解メッキ法とは全く異なる新しい
メッキ下地形１Ｊ１２．力法である。特に局部メッキ等
に用いるとその特色と効果を充分に発揮できるものであ
る。

次表において、Ａ１．９．１６．１７．２３．２９．３
５．３８．３９け本発明外の実施例あるいけ比較例であ
る。ここで４ｌ−Ａ９はＰｄ、　Ｐｔ等の成分含有散を
変えた場合の実施例であり、本発明範囲内の実施例は良
好な特性を示している。特に省、・布掛としては０．１
〜０．７　ｗｔ％附近がセラミック基板との接着強度も
高く、銹電体セラミックに利用した場合誘電特性も良好
である。扁１０〜Ａ１６ｊ乞に１炭素粉末量を変化させ
た場合で、Ａ１０のように少ない量では寸法精度の高い
メッキ状態を得ることが困難である。まだＡ１６のよう
に多い場合は下地活性金属粒子がセラミック基板と強固
に接着せず、半田付強度が低下する。最適用け１〜５ｗ
ｔ％附近であった。扁１７〜Ａ２３迄はガラス量を変化
させた場合で、４１７のように少ないとセラミツク基板
との接着強度が低い傾向にあり、最適量は１〜１０ｗｔ
％附近であった。なお１０　ｗｔ％以上になると誘電特
性が悪化する傾向にあり、扁２３のように２２　ｗｔ％
になると誘電特性が著しく低下する。また添加するガラ
ス粉末において、ガラス成分の種類より溶融点に関係し
、下地活性金属」温度より５０°Ｃ〜１００°Ｃ高いガ
ラス粉末を用いると良好な特性を示した。まだセラミッ
ク基板との相関性はセラミックの熱膨張係数とほぼ同程
度のガラス粉末を用いると良好な特性が得られる。実施
例においてＡ１〜扁２３、ｌ６２７〜Ａ３７迄は無電解
メッキの種類としてＮｉメッキを施したが、ｌ６２４〜
Ａ２６けＣｕメッキを施した。このＣｕメッキの場合、
Ｎｉメッキに比べごく僅か特性が低い傾向を示した。し
かし実用上は全く問題がない。

４２６〜４２８は下地活性金属としてＰｔ又はＰｔ−Ｐ
ｄ混合を用いた例で、何れも良好な特性を示している。

屓２９〜ｌ６３５は焼付熱処理温度を変化させた場合で
、Ａ２９けＮｉメッキの析出が不均一で、目的とする電
極は得られなかった。またム３５のように熱処理温度が
高いと一部焼結が進行して活性が低下し、表面酸化が生
じ、Ｎ１の析出状飽やその他諸特性も低い水準となって
いる。扁３６はコロイドシリカ成分として５ｉ０２を外
削で３　ｗｔ％添加（５ｗｔ％以下の範囲内で良い）し
た実施例で、良好な特性を示している。５３７け添加物
としてＭ粉末を外削で３　ｗｔ％添加（７ｗｔ％以下の
範囲内で良い）した例で、熱処理温度が低くなる特長を
持っている。扁３８は一般的に知られているＭ焼付電極
の比較例である。Ａ３９は従来から公知の５ｎＣＡ２　
＋ＰｄＣ＃２の水溶液を用い、Ｓｎ　−Ｐｄ　　の還元
による活性処理を行ない、その後金面Ｎｉメッキを施し
、その後周側部を研磨によって金属部を除去した例であ
り、この方法ではセラミックとの接着強度が低いもので
あった。なお本実施例には示していないが、面、ｔＭ度
負負荷寿命おいてＮｉ、、Ｃｕ無電解メッキ品は特性（
特にｔａｎδ）劣化はないが、４３８０Ｍ電極品は１０
〜３０％の特性ダクンが認められた。ところで本実施例
は誘電体材料を用いだが、構造材料であるＡｌ２Ｏ３、
フォルステライトセラミツタ基板においては一層良好ガ
電極特性を示し、今後局部電極の必要箇所への応用が期
待できる。またＣｕ　、　Ｎｉ無電解メッキ中にＣｏＸ
Ｃｒ等の微量成分を共被看させることにより半田付も容
易となる。

以」二のように本発明の無電解メッキ下地活性ペースト
およびそれを用いた無電解メッキ方法を実施することに
よって従来迄困難とされていたセラミック物質への局部
メッキが容易に形成することができ、１だ従来の焼付電
極銀に比べて価格も安価で特性的にも良好であり、さら
に工業的に量産化に適した産業価値の高い無電解メッキ
下地活性ペーストおよびそれを用いた無電解メッキ方法
を得るに至った。

代坩ｊ人　　　森　本　義　弘

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、　セラミック物質への無電解ニッケルまたは銅メッ
   キの下地活性用金属としてＰｄ、Ｐｔ成分の１種まだは
   ２柚を溶剤に溶解あるいは分散させてなるワニスを脂溶
   性樹脂、水溶性樹脂、両性樹脂の１ｍあるいは２種以上
   のビヒクルに金属成分として０．０３〜４ｗｔ％および
   炭素粉末を０．１−１０ｗｔ％、ガラス粉末を０．１〜
   ２Ｑｗｔ％分散させてなることを特徴とする無電解メッ
   キ下地活性ペースト。 ２、　ガラス粉末として融点が下地活性ペースト、熱処
   理温度より５０〜１００°Ｃ高い範囲で溶融するガラス
   粉末を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載１の無電解メッキ下地活性ペースト。 ３、　炭素粉末およびガラス粉末の粒度が１μｍ以下で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の無電
   解メッキ下地活性ペースト。 ４、焼結剤として５ｉｎ２粉末を外削で５ｗｔ％以下添
   加することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の無
   電解メッキ下地活性ペースト。 ５、焼結剤としてＡｌｉ＋粉末を外削で７ｗｔ％以下添
   加することを特徴とする特、ｖｆ請求の範囲第１項記載
   の無電解メッキ下地活性ペースト。 ６、　セラミック物質への無電解ニッケルまたは銅メッ
   キの下地活性用金属としてのＰｄ、　Ｐｔ成分の１種ま
   たは２種を溶剤に溶解あるいは分散させてなるワニスを
   脂溶性樹脂、水溶性樹脂、両性樹脂の１種あるいは２種
   以上のビヒクルに金属成分として０．０３〜４ｗｔ％お
   よび炭素粉末を０．１〜１０ｗｔ％、ガラス粉末を０．
   １〜２０　ｗｔ％分赦させてなるペーストをセラミック
   物質に塗布し、３ｓｏ’ｔ〜９００°Ｃの温度範囲内で
   熱処理を施し、金属微粒子を析出させ、その後無電解ニ
   ンクルまたは無電解６ｆｌメツキ浴で各々の金属を析出
   させることを特徴とする無電解メッキ下地活性ペースト
   を用いた無電解メッキ方法。