JP2014145110A - Electroless plating bath, method of producing molybdenum trioxide film and chemical sensor - Google Patents

Electroless plating bath, method of producing molybdenum trioxide film and chemical sensor Download PDF

Info

Publication number
JP2014145110A
JP2014145110A JP2013014448A JP2013014448A JP2014145110A JP 2014145110 A JP2014145110 A JP 2014145110A JP 2013014448 A JP2013014448 A JP 2013014448A JP 2013014448 A JP2013014448 A JP 2013014448A JP 2014145110 A JP2014145110 A JP 2014145110A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
molybdenum trioxide
electroless plating
plating bath
substrate
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013014448A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6077318B2 (en
Inventor
Toshifumi Mizogami
利文 溝上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koa Corp
Original Assignee
Koa Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koa Corp filed Critical Koa Corp
Priority to JP2013014448A priority Critical patent/JP6077318B2/en
Publication of JP2014145110A publication Critical patent/JP2014145110A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6077318B2 publication Critical patent/JP6077318B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Chemically Coating (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electroless plating bath which enables easy and quick formation of a molybdenum trioxide film on a substrate and has high versatility, a method of producing the molybdenum trioxide film and a chemical sensor.SOLUTION: An electroless plating bath is for coating a substrate with a molybdenum trioxide film by immersing the substrate provided with a catalyst and contains at least one of lithium molybdate and sodium molybdate, dimethylamine borane, nitric acid and an alcohol. The electroless plating bath allows easy and quick formation of the molybdenum trioxide film on the substrate and has high versatility, providing excellent productivity of the molybdenum trioxide film by electroless plating.

Description

本発明は、基板に三酸化モリブデン膜を形成するための無電解めっき浴、この無電解めっき浴を用いて製造される三酸化モリブデン膜の製造方法、及びこの製造方法で製造された三酸化モリブデン膜を用いて形成された化学センサに関する。   The present invention relates to an electroless plating bath for forming a molybdenum trioxide film on a substrate, a method for manufacturing a molybdenum trioxide film manufactured using the electroless plating bath, and a molybdenum trioxide manufactured by the manufacturing method. The present invention relates to a chemical sensor formed using a film.

従来より、膜を基板上に被覆させる際に、スパッタリング法やゾルゲル法等の種々の方法が用いられており、これらの方法は生産性や効率性等を考慮して最適なものが選択されているが、膜と基板の特性や種類によっては基板上に形成された膜が使用される状態として適していないことがある。   Conventionally, when coating a film on a substrate, various methods such as a sputtering method and a sol-gel method have been used, and these methods are selected in consideration of productivity and efficiency. However, depending on the characteristics and types of the film and the substrate, the film formed on the substrate may not be suitable for use.

例えば、ガスセンサの作成に用いられる膜として、内部に導電性高分子がインターカレートされた層状の三酸化モリブデン膜(MoO)が用いられるものがあるが、この三酸化モリブデン膜は基板との密着性が良くないので、三酸化モリブデン膜が使用時に基板から剥がれる虞があった。そこで、三酸化モリブデン膜と基板との密着性を改善する従来技術の1つとして、例えば特許文献1に示す有機無機ハイブリッド薄膜の作成方法が提案されている。 For example, as a film used for making a gas sensor, a layered molybdenum trioxide film (MoO 3 ) in which a conductive polymer is intercalated is used, and this molybdenum trioxide film is connected to a substrate. Since the adhesion is not good, the molybdenum trioxide film may be peeled off from the substrate during use. Thus, as one of the prior arts for improving the adhesion between the molybdenum trioxide film and the substrate, for example, a method for producing an organic-inorganic hybrid thin film disclosed in Patent Document 1 has been proposed.

この従来技術の有機無機ハイブリッド薄膜の作成方法では、三酸化モリブデンの高配向薄膜の作成、この三酸化モリブデン膜への水和アルカリイオンのインターカレート、及びこの水和アルカリイオンと導電性ポリマーあるいは有機イオンとの置換反応の3段階の工程が行われる。   In this prior art method for producing an organic-inorganic hybrid thin film, a highly oriented thin film of molybdenum trioxide, intercalation of hydrated alkali ions into the molybdenum trioxide film, and the hydrated alkali ions and conductive polymer or A three-stage process of substitution reaction with organic ions is performed.

これらの3段階の工程のうち1段階目の工程において、基板上に形成される三酸化モリブデン膜の結晶構造をb軸方向に高配向化させる、すなわち三酸化モリブデン膜の層方向を基板の表面に対して平行に配置し、インターカレート時において三酸化モリブデン膜が基板の表面に対して垂直方向に膨張することを抑えることにより、三酸化モリブデン膜と基板との密着性の改善が図られており、この際に効率的に三酸化モリブデン膜を生産できるようにCVD法が用いられている。しかしながら、このCVD法は真空を利用した方法であり、装置が大きくなって高価になり易いので、三酸化モリブデン膜を基板上により簡便に形成できる方法が要望されていた。   In the first step among these three steps, the crystal structure of the molybdenum trioxide film formed on the substrate is highly oriented in the b-axis direction, that is, the layer direction of the molybdenum trioxide film is set to the surface of the substrate. By arranging them parallel to each other and suppressing the expansion of the molybdenum trioxide film in the direction perpendicular to the surface of the substrate during intercalation, the adhesion between the molybdenum trioxide film and the substrate can be improved. At this time, the CVD method is used so that the molybdenum trioxide film can be efficiently produced. However, this CVD method is a method using a vacuum, and since the apparatus tends to be large and expensive, there has been a demand for a method by which a molybdenum trioxide film can be more easily formed on a substrate.

そこで、CVD法を用いてなくても三酸化モリブデン膜を基板上に形成できる従来技術の1つとして、例えば特許文献2に示す酸化モリブデン薄膜の製造方法が提案されている。この従来技術の酸化モリブデン薄膜の製造方法は、モリブデン酸化物から成る析出物をアルコールに分散させた後、この析出物を含有するアルコールを基板に供給し、乾燥・焼成することにより、三酸化モリブデン膜の層方向が基板の表面に対して平行に配向した高配向(b軸方向への高配向をいう。以下の説明において、高配向とはb軸方向の配向を指す)の薄膜を基板上に形成している。   Thus, as one of the prior arts that can form a molybdenum trioxide film on a substrate without using the CVD method, for example, a method for manufacturing a molybdenum oxide thin film shown in Patent Document 2 has been proposed. In this prior art method of manufacturing a molybdenum oxide thin film, a precipitate made of molybdenum oxide is dispersed in an alcohol, and then the alcohol containing the precipitate is supplied to a substrate, followed by drying and firing, thereby obtaining molybdenum trioxide. A thin film having a high orientation in which the layer direction of the film is oriented parallel to the surface of the substrate (referring to a high orientation in the b-axis direction. In the following description, high orientation refers to an orientation in the b-axis direction) Is formed.

特開2005−179115号公報JP-A-2005-179115 特開2008−224447号公報JP 2008-224447 A

特許文献1に開示された従来技術の有機無機ハイブリッド薄膜の作成方法は、上述したように装置が大きくなって高価になるだけでなく、下地に格子定数の近い膜を作成した後でゆっくりエピタキシャル成長をさせなければ、配向性の高い膜を得ることができないので、三酸化モリブデン膜の形成に時間がかかることが問題になっている。   As described above, the method for producing the organic-inorganic hybrid thin film disclosed in Patent Document 1 is not only large and expensive as described above, but also slowly epitaxially grows after forming a film having a lattice constant close to the base. Otherwise, a highly oriented film cannot be obtained, so that it takes time to form the molybdenum trioxide film.

また、特許文献2に開示された従来技術の酸化モリブデン薄膜の製造方法は、モリブデン酸化物から成る析出物をアルコールに分散して、含有するアルコールを基板の表面に塗布する方法として、ディップコート、滴下、スピンコート等が好ましいとされている。しかし、一般的にこのような方法から得られる膜厚は非常に小さいため、所望の膜厚を得るには同じ工程を繰り返すなどの工夫が必要となる。   Moreover, the manufacturing method of the molybdenum oxide thin film of the prior art disclosed by patent document 2 disperse | distributes the deposit which consists of molybdenum oxides in alcohol, and dip-coating as a method of apply | coating the containing alcohol to the surface of a board | substrate, Dropping, spin coating and the like are preferred. However, since the film thickness obtained by such a method is generally very small, it is necessary to devise measures such as repeating the same process in order to obtain a desired film thickness.

従って、所望の膜厚を得るまでに、上述した従来技術の有機無機ハイブリッド薄膜の作成方法と同様に三酸化モリブデン膜の形成に時間がかかることが問題になっている。特に、酸化モリブデン薄膜の製造方法で三酸化モリブデン膜を基板上に厚く形成させた場合には、三酸化モリブデン膜が割れる虞があるので、目的とする配向の三酸化モリブデン膜が得られないことが懸念されている。   Accordingly, there is a problem that it takes time to form a molybdenum trioxide film in the same manner as the above-described conventional method for producing an organic-inorganic hybrid thin film until a desired film thickness is obtained. In particular, when a molybdenum trioxide film is formed thick on a substrate by a method of manufacturing a molybdenum oxide thin film, the molybdenum trioxide film may break, so a molybdenum trioxide film with the desired orientation cannot be obtained. There are concerns.

そして、これらの従来技術の有機無機ハイブリッド薄膜の作成方法及び酸化モリブデン薄膜の製造方法は、基板上に形成される三酸化モリブデン膜の層方向を基板の表面に対して平行に配向させるために、例えば三酸化モリブデンと格子定数の近い材料の基板を用いるか、あるいは三酸化モリブデンと格子定数の近い材料を下地として基板にコーティングする必要がある。   And, in order to align the layer direction of the molybdenum trioxide film formed on the substrate in parallel with the surface of the substrate, the method for producing the organic-inorganic hybrid thin film and the manufacturing method of the molybdenum oxide thin film of these prior arts, For example, it is necessary to use a substrate having a material with a lattice constant close to that of molybdenum trioxide or to coat the substrate with a material having a lattice constant close to that of molybdenum trioxide.

しかしながら、このような三酸化モリブデンと格子定数の近い材料としてアルミニウム酸ランタン(LaAlO)や酸化セシウム(CeO)が挙げられるが、このような下地用コート剤は、一般的に高価であり(例えば6万円/100ml)、高温焼成が不可欠であるので(高温焼成の温度は、例えば900℃以上)、工程が煩雑になると共に、基板や下地の種類が限定されることになる。すなわち、一般ガラスに代表される耐熱性の低い基板材料には適用することができず、汎用性が低いことが問題になっている。 However, such a material having a lattice constant close to that of molybdenum trioxide includes lanthanum aluminate (LaAlO 3 ) and cesium oxide (CeO 2 ), but such a base coating agent is generally expensive ( For example, 60,000 yen / 100 ml), high-temperature baking is indispensable (high-temperature baking temperature is, for example, 900 ° C. or more), which complicates the process and limits the types of substrates and substrates. That is, it cannot be applied to a substrate material with low heat resistance typified by general glass, and there is a problem that versatility is low.

ここで、ガスセンサや導電性薄膜に使用される三酸化モリブデン膜は、上述したCVD法や滴下焼成法で製造されるのが一般的であるが、これら以外にも無電解めっきを用いることが考えられており、この無電解めっきは、膜の形成に通電する必要がないことから、独立パターンのある電気回路や粒子状の被めっき物等にも広く利用されている。一方、還元されるべき金属イオンと還元剤が無電解めっき浴として共存しているので、温度、pH等が適正範囲から外れたり、あるいは浴負荷が大きくなった場合等には、無電解めっき浴に浴分解が生じることがある。   Here, the molybdenum trioxide film used for the gas sensor and the conductive thin film is generally manufactured by the above-described CVD method or the dropping baking method, but it is possible to use electroless plating in addition to these. Since this electroless plating does not require energization to form a film, it is widely used for an electric circuit having an independent pattern, a particulate object to be plated, and the like. On the other hand, since the metal ions to be reduced and the reducing agent coexist as an electroless plating bath, when the temperature, pH, etc. are out of the proper range or the bath load becomes large, the electroless plating bath May cause bath decomposition.

そのため、無電解めっき浴が開発されて以来、錯化剤の種類や濃度及び各種の安定化剤等が検討されており、無電解めっき浴の安定性は徐々に改善されてはいるが、それでも無電解めっき浴の浴分解は完全に解決されていない。このように、無電解めっき浴は、還元されるべき金属イオンと還元剤の共存によって潜在的な不安定さを有しているので、三酸化モリブデンのような金属酸化物の着膜に使用される例が少なく、三酸化モリブデン膜の形成に適用できるように改良されることが望まれている。   Therefore, since the development of electroless plating baths, the types and concentrations of complexing agents and various stabilizers have been studied, and the stability of electroless plating baths has been gradually improved. Bath decomposition of electroless plating baths has not been completely solved. Thus, the electroless plating bath has potential instability due to the coexistence of the metal ion to be reduced and the reducing agent, so it is used for depositing a metal oxide such as molybdenum trioxide. There are few examples, and it is desired to be improved so that it can be applied to formation of a molybdenum trioxide film.

本発明は、このような従来技術の実情からなされたもので、その目的は、三酸化モリブデン膜を基板に簡便かつ迅速に形成でき、汎用性が高い無電解めっき浴、三酸化モリブデン膜の製造方法、及び化学センサを提供することにある。   The present invention has been made based on the actual situation of the prior art as described above. The purpose of the present invention is to produce a molybdenum trioxide film easily and quickly on a substrate and to produce a versatile electroless plating bath and molybdenum trioxide film. It is to provide a method and a chemical sensor.

上記の目的を達成するために、本発明の無電解めっき浴は、触媒が付された基板を浸漬させて、この基板に三酸化モリブデン膜を被覆するための無電解めっき浴であって、モリブデン酸リチウム及びモリブデン酸ナトリウムの少なくとも一方と、ジメチルアミンボランと、硝酸と、アルコールと、を含有することを特徴としている。   In order to achieve the above object, an electroless plating bath of the present invention is an electroless plating bath for immersing a substrate provided with a catalyst and coating the substrate with a molybdenum trioxide film. It contains at least one of lithium acid and sodium molybdate, dimethylamine borane, nitric acid, and alcohol.

このように構成した本発明は、無電解めっき浴の組成にアルコールを含有することにより、無電解めっき浴の安定性を向上させることができるので、この無電解めっき浴から得られる三酸化モリブデン膜の状態を良好に保つことができる。また、基板が無電解めっき浴に浸漬している間、基板に付した触媒が下地として機能することにより、三酸化モリブデンと格子定数の近い材料の基板を用いたり、あるいは三酸化モリブデンと格子定数の近い材料を下地として基板にコーティングしなくても、配向性の高い三酸化モリブデン膜を基板に容易に形成させることができる。これにより、基板に形成される三酸化モリブデンを配向させるために高温焼成を必要とせず、より低い加熱温度で済むので、耐熱性の高い基板材料だけでなく耐熱性の低い基板材料にも適用することができる。このように、三酸化モリブデン膜を基板に簡便かつ迅速に形成でき、高い汎用性を得ることができる。   Since the present invention configured as described above can improve the stability of the electroless plating bath by containing alcohol in the composition of the electroless plating bath, the molybdenum trioxide film obtained from the electroless plating bath This state can be kept good. In addition, while the substrate is immersed in the electroless plating bath, the catalyst attached to the substrate functions as a base, so that a substrate of a material having a lattice constant close to that of molybdenum trioxide can be used, or molybdenum trioxide and the lattice constant can be used. A highly oriented molybdenum trioxide film can be easily formed on a substrate without coating the substrate with a material close to the substrate. As a result, high temperature firing is not required to align the molybdenum trioxide formed on the substrate, and a lower heating temperature is required. Therefore, the present invention can be applied not only to a substrate material having high heat resistance but also to a substrate material having low heat resistance. be able to. Thus, the molybdenum trioxide film can be easily and quickly formed on the substrate, and high versatility can be obtained.

また、本発明に係る無電解めっき浴は、前記発明において、前記アルコールは、全容量に対して70容量%以上90容量%以下であることを特徴としている。このように構成すると、無電解めっき浴の全容量に対するアルコールの体積比が大きくなるほど、三酸化モリブデン膜の成膜レートが減少するので、無電解めっき浴の全容量に対するアルコールの体積比を70容量%以上90容量%以下に設定することにより、三酸化モリブデン膜の膜厚の調整を容易に行うことができる。   The electroless plating bath according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the alcohol is 70% by volume or more and 90% by volume or less with respect to the total volume. With this configuration, as the volume ratio of alcohol to the total capacity of the electroless plating bath increases, the film formation rate of the molybdenum trioxide film decreases, so the volume ratio of alcohol to the total capacity of the electroless plating bath is set to 70 volumes. Setting the film thickness to not less than 90% and not more than 90% by volume makes it easy to adjust the film thickness of the molybdenum trioxide film.

また、本発明に係る無電解めっき浴は、前記発明において、蒸留水をさらに含有し、前記モリブデン酸リチウム及び前記モリブデン酸ナトリウムの少なくとも一方は、0.01モル/L以上0.5モル/L以下で、前記ジメチルアミンボランは、0.001モル/L以上0.1モル/L以下で、前記硝酸は、0.05モル/L以上0.1モル/L以下で、前記蒸留水は、10容量%以上30容量%以下であることを特徴としている。このように構成すると、無電解めっき浴を最適な条件に設定して建浴することにより、無電解めっき浴におけるpH等が適正範囲から外れたり、あるいは浴負荷が大きくなることを抑制することができる。これにより、無電解めっき浴をより安定化できるので、浴分解の発生頻度を減少させることができる。   The electroless plating bath according to the present invention further includes distilled water in the above invention, and at least one of the lithium molybdate and the sodium molybdate is 0.01 mol / L or more and 0.5 mol / L. In the following, the dimethylamine borane is 0.001 mol / L or more and 0.1 mol / L or less, the nitric acid is 0.05 mol / L or more and 0.1 mol / L or less, and the distilled water is It is characterized by being 10 volume% or more and 30 volume% or less. When configured in this way, by setting the electroless plating bath to an optimum condition, it is possible to prevent the pH, etc. in the electroless plating bath from deviating from the appropriate range, or to increase the bath load. it can. Thereby, since the electroless plating bath can be further stabilized, the occurrence frequency of bath decomposition can be reduced.

また、本発明に係る無電解めっき浴は、前記発明において、前記アルコールは、エタノール及びメタノールの少なくとも一方から成ることを特徴としている。このように構成すると、エタノール及びメタノールは容易に入手可能であるので、無電解めっき浴の建浴にかかるコストを抑えることができる。   Moreover, the electroless plating bath according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the alcohol is composed of at least one of ethanol and methanol. If comprised in this way, since ethanol and methanol can be obtained easily, the cost concerning the construction bath of an electroless-plating bath can be held down.

また、本発明の三酸化モリブデン膜の製造方法は、前記発明の無電解めっき浴に、触媒が付された基板を浸漬してこの基板に三酸化モリブデン膜を析出した後、この三酸化モリブデン膜を焼成して結晶化することを特徴としている。このように構成すると、無電解めっき浴から析出した三酸化モリブデン膜の膜質が無電解めっき浴に含有されたアルコールによって向上しており、しかもこの無電解めっき浴を用いることで三酸化モリブデン膜の製造時間が短縮されるので、析出した三酸化モリブデン膜を焼成しても、得られる三酸化モリブデン膜が割れてクラックが形成されることを抑制することができる。これにより、良質な三酸化モリブデン膜を製造することができる。   The method for producing a molybdenum trioxide film according to the present invention includes immersing a substrate provided with a catalyst in the electroless plating bath according to the present invention to deposit a molybdenum trioxide film on the substrate, and then depositing the molybdenum trioxide film. It is characterized by firing and crystallizing. With this configuration, the film quality of the molybdenum trioxide film deposited from the electroless plating bath is improved by the alcohol contained in the electroless plating bath, and by using this electroless plating bath, the molybdenum trioxide film is improved. Since the manufacturing time is shortened, even when the deposited molybdenum trioxide film is baked, the resulting molybdenum trioxide film can be prevented from cracking and forming cracks. Thereby, a high-quality molybdenum trioxide film can be manufactured.

また、本発明に係る三酸化モリブデン膜の製造方法は、前記発明において、前記基板を浸漬させるときの前記無電解めっき浴の温度は、20℃以上40℃以下であることを特徴としている。このように構成すると、基板を浸漬させるときの無電解めっき浴の温度が室温を考慮して調整されているので、三酸化モリブデン膜の製造過程において無電解めっき浴の温度が適正範囲から外れることを防止することができる。   In the method for manufacturing a molybdenum trioxide film according to the present invention, the temperature of the electroless plating bath when the substrate is immersed is 20 ° C. or more and 40 ° C. or less. With this configuration, the temperature of the electroless plating bath when the substrate is immersed is adjusted in consideration of the room temperature, so that the temperature of the electroless plating bath deviates from the appropriate range in the manufacturing process of the molybdenum trioxide film. Can be prevented.

また、本発明に係る三酸化モリブデン膜の製造方法は、前記発明において、前記三酸化モリブデン膜の焼成温度は、400℃以上500℃以下であることを特徴としている。このように構成すると、基板に形成される三酸化モリブデン膜を配向させるためには、無電解めっき浴から基板に析出された三酸化モリブデン膜を加熱して結晶粒を育てる必要があるが、その加熱温度は400℃以上500℃以下に設定されているので、耐熱性が低い一般ガラスであっても基板として十分に適用することができる。   In the method for manufacturing a molybdenum trioxide film according to the present invention, the firing temperature of the molybdenum trioxide film is 400 ° C. or more and 500 ° C. or less. With this configuration, in order to orient the molybdenum trioxide film formed on the substrate, it is necessary to grow the crystal grains by heating the molybdenum trioxide film deposited on the substrate from the electroless plating bath. Since the heating temperature is set to 400 ° C. or more and 500 ° C. or less, even general glass having low heat resistance can be sufficiently applied as a substrate.

また、本発明に係る三酸化モリブデン膜の製造方法は、前記基板を前記無電解めっき浴に浸漬させる前に、前記基板に前記触媒から成る下地膜を形成することを特徴としている。このように構成すると、三酸化モリブデン膜が下地膜上に析出し、この下地膜が三酸化モリブデン膜と基板との間に介在することにより、三酸化モリブデン膜と基板との密着性を高めることができる。これにより、製造された三酸化モリブデン膜が基板から剥がれるのを抑えることができる。   The method for producing a molybdenum trioxide film according to the present invention is characterized in that a base film made of the catalyst is formed on the substrate before the substrate is immersed in the electroless plating bath. With this configuration, the molybdenum trioxide film is deposited on the base film, and the base film is interposed between the molybdenum trioxide film and the substrate, thereby improving the adhesion between the molybdenum trioxide film and the substrate. Can do. Thereby, it can suppress that the manufactured molybdenum trioxide film | membrane peels from a board | substrate.

また、本発明に係る化学センサは、前記発明で製造された三酸化モリブデン膜を用いて形成されたことを特徴としている。このように構成すると、化学センサの感受性を高めることができるので、高感度に応答する化学センサを得ることができる。これにより、化学センサの実用性を向上させることができる。   In addition, the chemical sensor according to the present invention is characterized by being formed using the molybdenum trioxide film manufactured in the above invention. If comprised in this way, since the sensitivity of a chemical sensor can be raised, the chemical sensor which responds to high sensitivity can be obtained. Thereby, the practicality of a chemical sensor can be improved.

本発明によれば、三酸化モリブデン膜を基板に簡便かつ迅速に形成でき、汎用性が高いので、従来よりも無電解めっきによる三酸化モリブデン膜の優れた生産性を実現することができる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。   According to the present invention, a molybdenum trioxide film can be easily and quickly formed on a substrate and has high versatility. Therefore, it is possible to realize a superior productivity of a molybdenum trioxide film by electroless plating as compared with the prior art. Problems, configurations, and effects other than those described above will become apparent from the following description of embodiments.

本発明の実施例1に係る石英ガラス基板に対してXRD分析を行った測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result which performed the XRD analysis with respect to the quartz glass substrate which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る石英ガラス基板上に形成された三酸化モリブデン膜の表面の外観を示す図である。It is a figure which shows the external appearance of the surface of the molybdenum trioxide film | membrane formed on the quartz glass substrate which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係るアルミナ基板に対してXRD分析を行った測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result which performed the XRD analysis with respect to the alumina substrate which concerns on Example 2 of this invention. 比較例1に係る石英ガラス基板に対してXRD分析を行った測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result which performed the XRD analysis with respect to the quartz glass substrate which concerns on the comparative example 1. 比較例1に係る石英ガラス基板上に形成された三酸化モリブデン膜の表面の外観を示す図である。6 is a view showing the appearance of the surface of a molybdenum trioxide film formed on a quartz glass substrate according to Comparative Example 1. FIG. 本発明の実施例3及び比較例2に係る無電解めっき浴から析出される三酸化モリブデン膜の成膜レートの測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the film-forming rate of the molybdenum trioxide film | membrane deposited from the electroless-plating bath which concerns on Example 3 and Comparative Example 2 of this invention. 本発明の実施例4に係る三酸化モリブデン膜を母体として有機物をインターカレートした化学センサの感度評価の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the sensitivity evaluation of the chemical sensor which intercalated organic substance by using the molybdenum trioxide film | membrane based on Example 4 of this invention as a base | substrate.

以下、本発明に係る無電解めっき浴、及び三酸化モリブデン膜の製造方法を実施するための形態を図に基づいて説明する。   Hereinafter, an embodiment for carrying out an electroless plating bath and a method for producing a molybdenum trioxide film according to the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の一実施形態に係る無電解めっき浴は、例えばモリブデン酸リチウム(LiMoO)及びモリブデン酸ナトリウム(NaMoO)の少なくとも一方と、ジメチルアミンボラン(DMAB)と、硝酸(HNO)と、アルコールと、蒸留水(HO)とを含有し、触媒が付された基板を浸漬させて、この基板に三酸化モリブデン膜(MoO)を被覆するためのものである。なお、基板には、例えば石英ガラスや並ガラス(ソーダガラス)等の一般ガラス(三酸化モリブデンの結晶を配向させる際に行われる加熱処理(例えば400℃以上500℃以下)に耐え得るもの)等の絶縁基板が用いられている。 An electroless plating bath according to an embodiment of the present invention includes, for example, at least one of lithium molybdate (Li 2 MoO 4 ) and sodium molybdate (Na 2 MoO 4 ), dimethylamine borane (DMAB), and nitric acid (HNO). 3 ), alcohol, and distilled water (H 2 O), and a substrate provided with a catalyst is dipped to coat the substrate with a molybdenum trioxide film (MoO 3 ). For the substrate, for example, general glass such as quartz glass or ordinary glass (soda glass) (which can withstand heat treatment (for example, 400 ° C. or higher and 500 ° C. or lower) performed when orienting the crystals of molybdenum trioxide), etc. Insulating substrate is used.

ここで、基板に触媒を付与する方法として、例えば印刷焼成法(例えば基板にキャタペースト(CCP−4010FKB:奥野製薬工業株式会社製キャタペースト(有機パラジウム化合物を含む有機溶媒))をスクリーン印刷法により塗布した後、120℃で10分間仮焼きしてから500℃で20分間本焼きする焼成により作成する方法)やセンシベーティング−アクチベーティング法(例えば基板を塩化第一錫水溶液(0.5g/L)中に5分間浸漬して水洗した後、塩化パラジウム水溶液(0.33g/L)中に5分間浸漬して水洗する作業を2回繰返し、基板を70℃で30分間乾燥させる方法)が知られている。特に、印刷焼成法を用いればパターニングが容易になり、センシベーティング−アクチベーティング法を用いれば大量処理及び大面積への処理が容易になるが、本実施形態は基板に触媒を付与できる方法であれば、特にこれらの方法に限定されるものではない。   Here, as a method for imparting a catalyst to a substrate, for example, a printing baking method (for example, a cata paste (CCP-4010FKB: cata paste manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd. (an organic solvent containing an organic palladium compound)) on a substrate by a screen printing method is used. After the coating, it is calcined at 120 ° C. for 10 minutes and then burned at 500 ° C. for 20 minutes, or a sensitizing-activating method (for example, stannous chloride aqueous solution (0.5 g) / L) 5 minutes immersion in water, followed by washing with water and then immersion in an aqueous palladium chloride solution (0.33 g / L) for 5 minutes, followed by washing with water twice and drying the substrate at 70 ° C. for 30 minutes) It has been known. In particular, patterning is facilitated by using a printing and firing method, and mass processing and processing to a large area are facilitated by using a sensitizing-activating method, but this embodiment is a method capable of imparting a catalyst to a substrate. If it is, it will not be limited to these methods in particular.

また、無電解めっき浴に含有されるモリブデン酸リチウム及びモリブデン酸ナトリウムの少なくとも一方は、金属源として用いられており、例えば0.01モル/L以上0.5モル/L以下である。また、無電解めっき浴に含有されるジメチルアミンボランは、還元剤として用いられており、例えば0.001モル/L以上0.1モル/L以下である。   Further, at least one of lithium molybdate and sodium molybdate contained in the electroless plating bath is used as a metal source, for example, 0.01 mol / L or more and 0.5 mol / L or less. Further, dimethylamine borane contained in the electroless plating bath is used as a reducing agent, and is, for example, 0.001 mol / L or more and 0.1 mol / L or less.

さらに、無電解めっき浴に含有される硝酸は、pH調整剤として用いられており、例えば0.05モル/L以上0.1モル/L以下であり、無電解めっき浴に含有される蒸留水は、例えば10容量%以上30容量%以下である。   Furthermore, nitric acid contained in the electroless plating bath is used as a pH adjuster, for example, 0.05 mol / L or more and 0.1 mol / L or less, and distilled water contained in the electroless plating bath. Is, for example, 10 volume% or more and 30 volume% or less.

そして、無電解めっき浴に含有されるアルコールは、後述するように三酸化モリブデン膜の膜質を向上させる膜質向上剤として用いられており、例えば全容量に対して70容量%以上90容量%以下である。また、アルコールは、例えばエタノール及びメタノールの少なくとも一方から成っている。   The alcohol contained in the electroless plating bath is used as a film quality improver for improving the film quality of the molybdenum trioxide film as will be described later. For example, the alcohol content is 70% by volume to 90% by volume with respect to the total capacity. is there. The alcohol is made of at least one of ethanol and methanol, for example.

次に、本実施形態に係る無電解めっき浴を用いた三酸化モリブデン膜の製造方法について説明する。   Next, a method for manufacturing a molybdenum trioxide film using the electroless plating bath according to the present embodiment will be described.

まず、上述のように設定した含有量のモリブデン酸リチウム及びモリブデン酸ナトリウムの少なくとも一方、ジメチルアミンボラン、硝酸、エタノール及びメタノールの少なくとも一方、及び蒸留水を用意し、これらを建浴して無電解めっき浴を作成する。一方、三酸化モリブデン膜を被覆させる基板上に予め触媒を付しておく。   First, prepare at least one of lithium molybdate and sodium molybdate with the content set as described above, at least one of dimethylamine borane, nitric acid, ethanol and methanol, and distilled water, and build these to electroless Create a plating bath. On the other hand, a catalyst is previously applied on the substrate to be coated with the molybdenum trioxide film.

次に、作成した無電解めっき浴に、触媒が付された基板を浸漬し、この基板に触媒を下地膜として三酸化モリブデン膜を析出させる。このとき、基板を無電解めっき浴に浸漬させている間、無電解めっき浴の温度は、例えば20℃以上40℃以下に設定されている。   Next, the substrate provided with the catalyst is immersed in the electroless plating bath thus prepared, and a molybdenum trioxide film is deposited on the substrate using the catalyst as a base film. At this time, while the substrate is immersed in the electroless plating bath, the temperature of the electroless plating bath is set to, for example, 20 ° C. or higher and 40 ° C. or lower.

そして、三酸化モリブデン膜が基板に析出すると、基板上の三酸化モリブデン膜を、例えば400℃以上500℃以下の温度で焼成して結晶化し、三酸化モリブデン膜を基板に形成させる。このようにして、本実施形態に係る無電解めっき浴を用いて三酸化モリブデン膜が製造される。   When the molybdenum trioxide film is deposited on the substrate, the molybdenum trioxide film on the substrate is baked and crystallized at a temperature of, for example, 400 ° C. to 500 ° C. to form the molybdenum trioxide film on the substrate. In this manner, a molybdenum trioxide film is manufactured using the electroless plating bath according to the present embodiment.

このように構成した本実施形態に係る無電解めっき浴、及び三酸化モリブデン膜の製造方法によれば、三酸化モリブデン膜の製造に無電解めっきを用いているので、装置を小型化することができ、製造コストを抑えることができる。しかも、無電解めっきを用いても、無電解めっき浴の組成にエタノール及びメタノールの少なくとも一方を含有することにより、無電解めっき浴から得られる三酸化モリブデン膜の膜質が良くなると共に、基板には触媒を付すだけで良いので、三酸化モリブデン膜の製造工程も簡単になり、配向性の高い三酸化モリブデン膜を短時間で製造することができる。   According to the electroless plating bath and the method for manufacturing a molybdenum trioxide film according to the present embodiment configured as described above, since the electroless plating is used for manufacturing the molybdenum trioxide film, the apparatus can be downsized. Manufacturing cost can be reduced. Moreover, even when electroless plating is used, the composition of the electroless plating bath contains at least one of ethanol and methanol, so that the film quality of the molybdenum trioxide film obtained from the electroless plating bath is improved and the substrate has Since only a catalyst is required, the manufacturing process of the molybdenum trioxide film is simplified, and a highly oriented molybdenum trioxide film can be manufactured in a short time.

そして、基板に形成される三酸化モリブデン膜を配向させる際に、無電解めっき浴から基板上に析出した三酸化モリブデン膜を400℃以上500℃以下の温度で焼成しているので、一般ガラス等の耐熱性の低い基板材料にも十分に適用することができる。このように、三酸化モリブデン膜を基板に簡便かつ迅速に形成でき、汎用性を高めることができるので、無電解めっきによる三酸化モリブデン膜の優れた生産性を実現することができる。   And when orienting the molybdenum trioxide film formed on the substrate, the molybdenum trioxide film deposited on the substrate from the electroless plating bath is baked at a temperature of 400 ° C. to 500 ° C. It can be sufficiently applied to a substrate material having low heat resistance. As described above, since the molybdenum trioxide film can be easily and quickly formed on the substrate and versatility can be improved, excellent productivity of the molybdenum trioxide film by electroless plating can be realized.

また、本実施形態に係る無電解めっき浴、及び三酸化モリブデン膜の製造方法は、無電解めっき浴の全容量に対するアルコールの体積比が大きくなるほど、三酸化モリブデン膜の成膜レートが減少することから、無電解めっき浴の全容量に対するアルコールの体積比を変更することにより、三酸化モリブデン膜の成膜レートを自由に調整することができる。   In addition, in the electroless plating bath and the method of manufacturing a molybdenum trioxide film according to this embodiment, the film formation rate of the molybdenum trioxide film decreases as the volume ratio of alcohol to the total capacity of the electroless plating bath increases. Thus, the film formation rate of the molybdenum trioxide film can be freely adjusted by changing the volume ratio of alcohol to the total capacity of the electroless plating bath.

従って、本実施形態に係る無電解めっき浴、及び三酸化モリブデン膜の製造方法は、無電解めっき浴の全容量に対するアルコールの体積比を70容量%以上90容量%以下に設定し、三酸化モリブデン膜の膜厚を調整し易い成膜レートまで低下させているので、所望の膜厚の三酸化モリブデン膜を基板に的確に形成させることができる。なお、無電解めっき浴の全容量に対するアルコールの体積比が60容量%未満では、クラック発生のない高品位の膜形成、無電解めっき浴の安定化、及び成膜速度のコントロール等の点で劣るので、本実施形態のように無電解めっき浴の全容量に対するアルコールの体積比を70容量%以上90容量%以下に設定するのがより好ましい。   Therefore, in the electroless plating bath and the method of manufacturing the molybdenum trioxide film according to the present embodiment, the volume ratio of alcohol to the total capacity of the electroless plating bath is set to 70% by volume or more and 90% by volume or less, and molybdenum trioxide is obtained. Since the film thickness is reduced to a film formation rate that allows easy adjustment, a molybdenum trioxide film having a desired film thickness can be accurately formed on the substrate. If the volume ratio of alcohol to the total volume of the electroless plating bath is less than 60% by volume, it is inferior in terms of forming a high-quality film without cracking, stabilizing the electroless plating bath, and controlling the film formation rate. Therefore, it is more preferable to set the volume ratio of the alcohol with respect to the total capacity of the electroless plating bath to 70% by volume or more and 90% by volume or less as in the present embodiment.

なお、上述した本実施形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。   In addition, this embodiment mentioned above was described in detail in order to demonstrate this invention easily, and is not necessarily limited to what is provided with all the demonstrated structures. Further, a part of the configuration of an embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of an embodiment.

次に、上記無電解めっき浴を用いて異なる2種類の基板に三酸化モリブデン膜を形成させた実施例1、2、及びこれらの実施例1、2と比較する比較例1について説明する。   Next, Examples 1 and 2 in which molybdenum trioxide films are formed on two different types of substrates using the electroless plating bath, and Comparative Example 1 compared with Examples 1 and 2 will be described.

[実施例1]
本実施例1は、上記無電解めっき浴の組成をさらに以下のように規定した。すなわち、金属源として0.1モル/Lのモリブデン酸ナトリウム、還元剤として0.05モル/Lのジメチルアミンボラン、pH調整剤として0.07モル/Lの硝酸、膜質向上剤として70容量%のエタノール、その他全量調整用に30容量%以下の蒸留水を使用した。建浴は、モリブデン酸ナトリウム、硝酸、ジメチルアミンボランを8割程度の蒸留水に溶解し、その後エタノールを添加し、最後に残った蒸留水で全量の調整をおこなった。無電解めっき浴のpHを0.8〜1.2に調整し、基板には石英ガラス基板(SiO)を用いた。
[Example 1]
In Example 1, the composition of the electroless plating bath was further defined as follows. That is, 0.1 mol / L sodium molybdate as a metal source, 0.05 mol / L dimethylamine borane as a reducing agent, 0.07 mol / L nitric acid as a pH adjuster, and 70% by volume as a film quality improver. 30% by volume or less of distilled water was used to adjust ethanol and other total amounts. For the bath, sodium molybdate, nitric acid, and dimethylamine borane were dissolved in about 80% distilled water, ethanol was added, and the remaining amount was finally adjusted with distilled water. The pH of the electroless plating bath was adjusted to 0.8 to 1.2, and a quartz glass substrate (SiO 2 ) was used as the substrate.

そして、上述した三酸化モリブデン膜の製造方法の製造工程を前提として、まず上述の組成で無電解めっき浴を建浴する。一方、石英ガラス基板を超音波洗浄してから石英ガラス基板に印刷法にて触媒を付す。その後、建浴した無電解めっき浴に石英ガラス基板を30秒から6分程度浸漬する。このとき、無電解めっき浴の温度は20℃に保たれている。   And on the premise of the manufacturing process of the manufacturing method of the molybdenum trioxide film | membrane mentioned above, an electroless-plating bath is first constructed with the above-mentioned composition. On the other hand, after the quartz glass substrate is ultrasonically cleaned, a catalyst is attached to the quartz glass substrate by a printing method. Thereafter, the quartz glass substrate is dipped in the built electroless plating bath for about 30 seconds to 6 minutes. At this time, the temperature of the electroless plating bath is kept at 20 ° C.

次に、石英ガラス基板を無電解めっき浴から取り出し、石英ガラス基板を蒸留水で水洗した後、80℃で30分間乾燥する。石英ガラス基板の乾燥が終了した後、石英ガラス基板を大気雰囲気の処理炉に入れて400℃で5時間熱処理を行い、処理炉から取り出した石英ガラス基板に対してXRD分析を行った。   Next, the quartz glass substrate is taken out from the electroless plating bath, washed with distilled water, and then dried at 80 ° C. for 30 minutes. After the drying of the quartz glass substrate was completed, the quartz glass substrate was put into a processing furnace in the air atmosphere and subjected to heat treatment at 400 ° C. for 5 hours, and XRD analysis was performed on the quartz glass substrate taken out from the processing furnace.

[実施例2]
本実施例2は、上述した実施例1が基板に石英ガラス基板を用いたのに対して、基板にアルミナ基板(Al)を用いており、その他は実施例1と同様である。
[Example 2]
The second embodiment is the same as the first embodiment except that the quartz glass substrate is used as the substrate in the above-described first embodiment and an alumina substrate (Al 2 O 3 ) is used as the substrate.

[比較例1]
一方、比較例1は、上述した実施例1の無電解めっき浴に70容量%のエタノールが含有されていたのに対して、無電解めっき浴にエタノール等のアルコールが含有されておらず、アルコールの代わりに蒸留水を用いて全量を調整している。その他は実施例1と同様である。
[Comparative Example 1]
On the other hand, in Comparative Example 1, 70% by volume of ethanol was contained in the electroless plating bath of Example 1 described above, whereas no alcohol such as ethanol was contained in the electroless plating bath. Instead of using distilled water, the total amount is adjusted. Others are the same as in the first embodiment.

以上の結果、図1に示すように、実施例1における石英ガラス基板から三酸化モリブデン膜に起因する2θ=020、040、060のピークの検出が確認されたので、基板が下地に格子定数を合わせた配向膜を用いない石英ガラス基板であっても高配向の三酸化モリブデン膜が得られたことが分かる。特に、図2に示すように、実施例1における石英ガラス基板上に形成された三酸化モリブデン膜の表面にはクラックがあまり見られず、三酸化モリブデン膜の状態が良好であることが分かる。   As a result, as shown in FIG. 1, detection of peaks of 2θ = 020, 040, 060 due to the molybdenum trioxide film from the quartz glass substrate in Example 1 was confirmed, so that the substrate had a lattice constant on the base. It can be seen that a highly oriented molybdenum trioxide film was obtained even on a quartz glass substrate that did not use a combined alignment film. In particular, as shown in FIG. 2, it can be seen that the surface of the molybdenum trioxide film formed on the quartz glass substrate in Example 1 does not show much cracks, and the state of the molybdenum trioxide film is good.

また、図3に示すように、実施例2におけるアルミナ基板からこの基板に起因するピークが確認されたものの、実施例1と同様に三酸化モリブデン膜に起因する2θ=020、040、060のピークの検出が確認されたので、基板が下地に格子定数を合わせた配向膜を用いないアルミナ基板であっても高配向の三酸化モリブデン膜が得られたことが分かる。   Further, as shown in FIG. 3, although the peak due to this substrate was confirmed from the alumina substrate in Example 2, the peaks of 2θ = 020, 040, 060 due to the molybdenum trioxide film as in Example 1 were confirmed. Therefore, it can be seen that a highly oriented molybdenum trioxide film was obtained even if the substrate was an alumina substrate that did not use an alignment film having a lattice constant matched to the base.

一方、図4に示すように、比較例1における石英ガラス基板から三酸化モリブデン膜に起因する2θ=020、040、060のピークの検出が確認されたので、無電解めっき浴にアルコールを含んでいなくても、高配向の三酸化モリブデン膜が得られたが、図5に示すように比較例1における石英ガラス基板上に形成された三酸化モリブデン膜の表面には多数のクラックが見られ、三酸化モリブデン膜の状態が実施例1に比べて劣り、この三酸化モリブデン膜は使用される状態として適していないことが分かる。   On the other hand, as shown in FIG. 4, since detection of peaks of 2θ = 020, 040, 060 due to the molybdenum trioxide film was confirmed from the quartz glass substrate in Comparative Example 1, alcohol was contained in the electroless plating bath. Although a highly oriented molybdenum trioxide film was obtained even if not, many cracks were observed on the surface of the molybdenum trioxide film formed on the quartz glass substrate in Comparative Example 1 as shown in FIG. It can be seen that the state of the molybdenum trioxide film is inferior to that of Example 1, and this molybdenum trioxide film is not suitable for use.

従って、実施例1の無電解めっき浴に含有されている70容量%のアルコールが基板上の三酸化モリブデン膜の状態を安定化させ、得られた三酸化モリブデン膜の膜質が向上することが把握できる。この実施例1のように水とアルコールとの混合溶媒を用いた場合に、生成する三酸化モリブデン膜のクラックの発生が抑制される現象については、次のようなメカニズムが考えられる。   Therefore, it is understood that 70% by volume of alcohol contained in the electroless plating bath of Example 1 stabilizes the state of the molybdenum trioxide film on the substrate and improves the film quality of the obtained molybdenum trioxide film. it can. The following mechanism can be considered for the phenomenon in which the generation of cracks in the generated molybdenum trioxide film is suppressed when a mixed solvent of water and alcohol is used as in Example 1.

すなわち、モリブデン酸化合物は、水にのみ溶解し水和物となるが、アルコールには溶解しない。アルコールの濃度が高い液中において、モリブデン酸リチウム又はモリブデン酸ナトリウム中のモリブデン酸が溶媒中の水と反応して水和物となる確率が低下するため、三酸化モリブデン膜の生成速度が低下し緻密な膜が形成され、この得られた緻密な膜は、脱水縮合時の収縮率を小さくできるので、クラックの発生を抑制することができる。   That is, the molybdate compound dissolves only in water to form a hydrate, but does not dissolve in alcohol. In a liquid with a high alcohol concentration, the rate of formation of molybdenum trioxide film decreases because the probability that molybdic acid in lithium molybdate or sodium molybdate reacts with water in the solvent to form a hydrate decreases. A dense film is formed, and the obtained dense film can reduce the shrinkage rate at the time of dehydration condensation, so that generation of cracks can be suppressed.

さらに、水単体と比較して水とアルコールとの混合溶媒は、表面張力が小さくなるため、乾燥する際の収縮応力が低減されてクラックの発生が抑制される。しかしながら、単に、めっき液中の薬品濃度を下げるだけでは、反応の確率を低下できても加水分解の進行を抑制できないので緻密な皮膜とならず、クラックの発生を抑制することができない。以上のことにより、実施例1、2の無電解めっき浴から上述の三酸化モリブデン膜の製造方法を実施することで良質な三酸化モリブデン膜を製造することができる。   Furthermore, since the surface tension of the mixed solvent of water and alcohol is smaller than that of water alone, the shrinkage stress during drying is reduced, and the generation of cracks is suppressed. However, simply reducing the chemical concentration in the plating solution does not suppress the progress of hydrolysis even if the probability of reaction can be reduced, so that a dense film is not formed, and the occurrence of cracks cannot be suppressed. As described above, a high-quality molybdenum trioxide film can be manufactured by performing the above-described method for manufacturing a molybdenum trioxide film from the electroless plating baths of Examples 1 and 2.

次に、上述した実施例1の無電解めっき浴の全容量に対するエタノールの体積を変更して実施した実施例3、及びこの実施例3と比較する比較例2について説明する。   Next, Example 3 performed by changing the volume of ethanol with respect to the total capacity of the electroless plating bath of Example 1 described above and Comparative Example 2 compared with Example 3 will be described.

[実施例3]
本実施例3は、上述した実施例1の無電解めっき浴の全容量に対するエタノールの体積を30容量%、50容量%、70容量%、及び90容量%にそれぞれ変更し、実施例1と同様の手順を順次実施した。その際、石英ガラス基板に析出される三酸化モリブデン膜の成膜レート(無電解めっきを行った時間に対して析出した膜厚の比)をそれぞれ測定した。
[Example 3]
In Example 3, the volume of ethanol with respect to the total capacity of the electroless plating bath of Example 1 described above was changed to 30% by volume, 50% by volume, 70% by volume, and 90% by volume, respectively. The procedure was sequentially performed. At that time, the film formation rate of the molybdenum trioxide film deposited on the quartz glass substrate (ratio of the deposited film thickness to the electroless plating time) was measured.

[比較例2]
一方、比較例2は、上述の無電解めっき浴の全容量に対するエタノールの体積が0容量%、すなわち上述の比較例1を実施する際に、比較例1における石英ガラス基板に析出される三酸化モリブデン膜の成膜レートを測定した。
[Comparative Example 2]
On the other hand, in Comparative Example 2, the volume of ethanol with respect to the total capacity of the above-described electroless plating bath is 0% by volume, that is, trioxide deposited on the quartz glass substrate in Comparative Example 1 when carrying out Comparative Example 1 above. The deposition rate of the molybdenum film was measured.

以上の結果、図6に示すように、実施例3の無電解めっき浴の全容量に対するエタノールの体積が増加するほど三酸化モリブデン膜の成膜レートが低下しているので、無電解めっき浴の全容量に対するエタノールの体積比を変更することで三酸化モリブデン膜の成膜レートの制御が可能であることが分かる。   As a result, as shown in FIG. 6, the film formation rate of the molybdenum trioxide film decreases as the volume of ethanol increases with respect to the total capacity of the electroless plating bath of Example 3. It can be seen that the deposition rate of the molybdenum trioxide film can be controlled by changing the volume ratio of ethanol to the total capacity.

特に、無電解めっき浴の全容量に対するエタノールの体積が70容量%の無電解めっき浴を用いたときの1μmの三酸化モリブデン膜の膜厚を得るのに10分の時間がかかり、無電解めっき浴の全容量に対するエタノールの体積が90容量%の無電解めっき浴を用いたときの1μmの三酸化モリブデン膜の膜厚を得るのに20分の時間がかかった。これにより、無電解めっき浴の全容量に対するエタノールの体積比が70容量%以上90容量%以下の範囲が三酸化モリブデン膜の成膜レートの低下率が大きく、三酸化モリブデン膜の膜厚を調整し易くなることが分かる。   In particular, it takes 10 minutes to obtain a film thickness of 1 μm molybdenum trioxide film when using an electroless plating bath whose volume of ethanol is 70% by volume with respect to the total capacity of the electroless plating bath. It took 20 minutes to obtain a film thickness of 1 μm molybdenum trioxide film when using an electroless plating bath whose volume of ethanol was 90% by volume with respect to the total volume of the bath. As a result, the rate of decrease in the deposition rate of the molybdenum trioxide film is large when the volume ratio of ethanol to the total volume of the electroless plating bath is 70 volume% or more and 90 volume% or less, and the film thickness of the molybdenum trioxide film is adjusted. It turns out that it becomes easy to do.

一方、比較例2の無電解めっき浴の全容量に対するエタノールの体積が0容量%のときの三酸化モリブデン膜の成膜レートが最も高くなっている。このときの1μmの三酸化モリブデン膜の膜厚を得るのに2分程の時間で完了し、三酸化モリブデン膜の成膜レートが大きいので、三酸化モリブデン膜の膜厚を調整し難いことが分かる。従って、無電解めっき浴がエタノールを含有することにより、三酸化モリブデン膜の成膜レートを制御できるので、製造工程における三酸化モリブデン膜の膜厚の精度を高めることができる。   On the other hand, the deposition rate of the molybdenum trioxide film is highest when the volume of ethanol is 0% by volume with respect to the total capacity of the electroless plating bath of Comparative Example 2. At this time, the film thickness of 1 μm of the molybdenum trioxide film is completed in about 2 minutes, and the film formation rate of the molybdenum trioxide film is high, so it is difficult to adjust the film thickness of the molybdenum trioxide film. I understand. Therefore, since the film formation rate of the molybdenum trioxide film can be controlled when the electroless plating bath contains ethanol, the accuracy of the film thickness of the molybdenum trioxide film in the manufacturing process can be increased.

次に、上述した実施例2の手順にて形成された三酸化モリブデン膜を用いて作製した化学センサ、及びこの化学センサのアセトアルデヒドに対する感度評価を実施例4として説明する。   Next, a chemical sensor manufactured using the molybdenum trioxide film formed by the procedure of Example 2 described above, and sensitivity evaluation of this chemical sensor with respect to acetaldehyde will be described as Example 4.

[実施例4]
純度99.6%のアルミナ基板上にスクリーン印刷にてAuの印刷を行い、乾燥炉において120℃で10分間乾燥した後、800℃で焼成した。次に、フォトリソ・エッチング法を用いてLine/Spaceが50μm、面積が5×5mmとなる櫛電極のパターンを作製した。基板の櫛電極上にキャタペースト(CCP−4010FKB:奥野製薬工業株式会社製キャタペースト(有機パラジウム化合物を含む有機溶媒))をスクリーン印刷法により塗布した後、120℃で10分間仮焼きしてから500℃で20分間焼成して下地としての触媒を付与した。その後、実施例2に示した方法と同様の手順にて三酸化モリブデン膜を形成した。
[Example 4]
Au was printed on a 99.6% purity alumina substrate by screen printing, dried at 120 ° C. for 10 minutes in a drying furnace, and then fired at 800 ° C. Next, a comb electrode pattern having a Line / Space of 50 μm and an area of 5 × 5 mm was prepared by using a photolithographic etching method. After applying a cata paste (CCP-4010FKB: Cathode paste (organic solvent containing an organic palladium compound) manufactured by Okuno Seiyaku Kogyo Co., Ltd.) on the comb electrode of the substrate by a screen printing method, calcining at 120 ° C. for 10 minutes. Baking at 500 ° C. for 20 minutes gave a catalyst as a base. Thereafter, a molybdenum trioxide film was formed by the same procedure as the method shown in Example 2.

次に、三酸化モリブデン膜を形成した基板をナトリウムイオン水溶液に浸漬して、三酸化モリブデン膜の層間に、水和ナトリウムイオン([Na(HO))がインターカレートした[Na(HO)MoOを合成した。そして、前記の基板をポリアニリン水溶液に浸漬して、水和ナトリウムイオンとのカチオン交換反応を行い、ポリアニリン(PANI)を三酸化モリブデン膜の層間に挿入した(PANI)MoOを合成した。その後、基板を分割してVOCガス等を対象とした化学センサ素子を作製した。 Next, the substrate on which the molybdenum trioxide film was formed was immersed in a sodium ion aqueous solution, and hydrated sodium ions ([Na (H 2 O) Z ] + ) were intercalated between the layers of the molybdenum trioxide film [ Na (H 2 O) Z ] X MoO 3 was synthesized. Then, the substrate was immersed in polyaniline aqueous solution, subjected to cation exchange reaction between the hydrated sodium ions, was synthesized polyaniline (PANI) was inserted between layers of molybdenum trioxide film (PANI) X MoO 3. Thereafter, the substrate was divided to produce a chemical sensor element targeting VOC gas or the like.

作製した化学センサ素子に対して、アセトアルデヒドの濃度を5ppm、2ppm、1ppm、0.5ppmにそれぞれ設定し、キャリアガスを窒素としたガスセンサ評価装置にて感度測定を行った。なお、この感度測定は抵抗値をモニタリングすることにより実施された。   With respect to the produced chemical sensor element, the concentration of acetaldehyde was set to 5 ppm, 2 ppm, 1 ppm, and 0.5 ppm, respectively, and sensitivity measurement was performed with a gas sensor evaluation apparatus using nitrogen as the carrier gas. This sensitivity measurement was performed by monitoring the resistance value.

以上の結果、図7に示すように、アセトアルデヒドの各濃度に対してリニアな抵抗値変化が得られた。また、アセトアルデヒドの濃度が1ppm以下の極低濃度においても実施例4で作製した化学センサ素子はセンシング可能であり、このように高感度に応答する化学センサが得られることが確認された。   As a result, as shown in FIG. 7, a linear change in resistance value was obtained for each concentration of acetaldehyde. Moreover, it was confirmed that the chemical sensor element produced in Example 4 can sense even at an extremely low concentration of acetaldehyde of 1 ppm or less, and thus a chemical sensor that responds with high sensitivity can be obtained.

Claims (9)

触媒が付された基板を浸漬させて、この基板に三酸化モリブデン膜を被覆するための無電解めっき浴であって、
モリブデン酸リチウム及びモリブデン酸ナトリウムの少なくとも一方と、
ジメチルアミンボランと、
硝酸と、
アルコールと、
を含有することを特徴とする無電解めっき浴。
An electroless plating bath for immersing a substrate with a catalyst and coating the substrate with a molybdenum trioxide film,
At least one of lithium molybdate and sodium molybdate,
Dimethylamine borane,
Nitric acid,
Alcohol and
An electroless plating bath comprising:
請求項1に記載の無電解めっき浴において、
前記アルコールは、全容量に対して70容量%以上90容量%以下であることを特徴とする無電解めっき浴。
In the electroless plating bath according to claim 1,
The electroless plating bath, wherein the alcohol is 70% by volume or more and 90% by volume or less with respect to the total volume.
請求項2に記載の無電解めっき浴において、
蒸留水をさらに含有し、
前記モリブデン酸リチウム及び前記モリブデン酸ナトリウムの少なくとも一方は、0.01モル/L以上0.5モル/L以下で、
前記ジメチルアミンボランは、0.001モル/L以上0.1モル/L以下で、
前記硝酸は、0.05モル/L以上0.1モル/L以下で、
前記蒸留水は、10容量%以上30容量%以下であることを特徴とする無電解めっき浴。
In the electroless plating bath according to claim 2,
Further containing distilled water,
At least one of the lithium molybdate and the sodium molybdate is 0.01 mol / L or more and 0.5 mol / L or less,
The dimethylamine borane is 0.001 mol / L or more and 0.1 mol / L or less,
The nitric acid is 0.05 mol / L or more and 0.1 mol / L or less,
The electroless plating bath, wherein the distilled water is 10% by volume or more and 30% by volume or less.
請求項1ないし3のいずれか1項に記載の無電解めっき浴において、
前記アルコールは、エタノール及びメタノールの少なくとも一方から成ることを特徴とする無電解めっき浴。
In the electroless plating bath according to any one of claims 1 to 3,
The electroless plating bath, wherein the alcohol comprises at least one of ethanol and methanol.
請求項1ないし4のいずれか1項に記載の無電解めっき浴に、触媒が付された基板を浸漬してこの基板に三酸化モリブデン膜を析出した後、この三酸化モリブデン膜を焼成して結晶化することを特徴とする三酸化モリブデン膜の製造方法。   A substrate coated with a catalyst is immersed in the electroless plating bath according to any one of claims 1 to 4 to deposit a molybdenum trioxide film on the substrate, and then the molybdenum trioxide film is baked. A method for producing a molybdenum trioxide film, characterized by being crystallized. 請求項5に記載の三酸化モリブデン膜の製造方法において、
前記基板を浸漬させるときの前記無電解めっき浴の温度は、20℃以上40℃以下であることを特徴とする三酸化モリブデン膜の製造方法。
In the manufacturing method of the molybdenum trioxide film according to claim 5,
The method of manufacturing a molybdenum trioxide film, wherein the temperature of the electroless plating bath when the substrate is immersed is 20 ° C. or higher and 40 ° C. or lower.
請求項5又は6に記載の三酸化モリブデン膜の製造方法において、
前記三酸化モリブデン膜の焼成温度は、400℃以上500℃以下であることを特徴とする三酸化モリブデン膜の製造方法。
In the manufacturing method of the molybdenum trioxide film according to claim 5 or 6,
The method for producing a molybdenum trioxide film, wherein the firing temperature of the molybdenum trioxide film is 400 ° C. or higher and 500 ° C. or lower.
請求項7に記載の三酸化モリブデン膜の製造方法において、
前記基板を前記無電解めっき浴に浸漬させる前に、前記基板に前記触媒から成る下地膜を形成することを特徴とする三酸化モリブデン膜の製造方法。
In the manufacturing method of the molybdenum trioxide film according to claim 7,
Before dipping the substrate in the electroless plating bath, a base film made of the catalyst is formed on the substrate.
請求項5ないし8のいずれか1項に記載の三酸化モリブデン膜の製造方法で製造された三酸化モリブデン膜を用いて形成されたことを特徴とする化学センサ。   9. A chemical sensor formed using a molybdenum trioxide film manufactured by the method for manufacturing a molybdenum trioxide film according to claim 5.
JP2013014448A 2013-01-29 2013-01-29 Electroless plating bath, method for producing molybdenum trioxide film, and method for producing chemical sensor Active JP6077318B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013014448A JP6077318B2 (en) 2013-01-29 2013-01-29 Electroless plating bath, method for producing molybdenum trioxide film, and method for producing chemical sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013014448A JP6077318B2 (en) 2013-01-29 2013-01-29 Electroless plating bath, method for producing molybdenum trioxide film, and method for producing chemical sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014145110A true JP2014145110A (en) 2014-08-14
JP6077318B2 JP6077318B2 (en) 2017-02-08

Family

ID=51425587

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013014448A Active JP6077318B2 (en) 2013-01-29 2013-01-29 Electroless plating bath, method for producing molybdenum trioxide film, and method for producing chemical sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6077318B2 (en)

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS511328A (en) * 1974-05-24 1976-01-08 Richardson Chemical Co
JPS5290096A (en) * 1976-01-22 1977-07-28 Dainippon Printing Co Ltd Transparent conductive film and method of manufacture thereof
JPS55102297A (en) * 1979-01-22 1980-08-05 Richardson Chemical Co Method of controlling to electrolessly plate surface of support and product fabricated thereby
JPS63206480A (en) * 1987-02-23 1988-08-25 Hitachi Ltd Cobalt-molybdenum alloy plating liquid
JPH0448081A (en) * 1990-06-15 1992-02-18 Yazaki Corp Formation of molybdenum film on steel material
JPH04180579A (en) * 1990-11-13 1992-06-26 Minoru Tsuda Method for forming bright face on aluminum stock
JPH0541214A (en) * 1991-08-05 1993-02-19 Yuasa Corp Enclosed type secondary battery
JPH05171452A (en) * 1991-12-25 1993-07-09 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk Electroless gold plating bath
JP2001181853A (en) * 1999-12-28 2001-07-03 Nisshinbo Ind Inc Nonaqueous electroless plating solution and plating method using the plating solution
JP2003179000A (en) * 2001-12-12 2003-06-27 Sony Corp Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2005179115A (en) * 2003-12-19 2005-07-07 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Organic-inorganic hybrid thin film and its manufacturing method
JP2008069389A (en) * 2006-09-13 2008-03-27 Univ Waseda Stacked structure, very lsi wiring board and their forming method
JP2008128747A (en) * 2006-11-18 2008-06-05 National Institute Of Advanced Industrial & Technology High sensitivity gas sensor and its manufacturing method
JP2008224447A (en) * 2007-03-13 2008-09-25 Matsushita Electric Works Ltd Manufacturing method of molybdenum oxide membrane, and chemical sensor
JP2009019934A (en) * 2007-07-10 2009-01-29 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Gas sensor material, its manufacturing method, and gas sensor
JP2009145136A (en) * 2007-12-12 2009-07-02 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Organic-inorganic hybrid material having suppressed fluctuation of electric resistance
JP2010078380A (en) * 2008-09-24 2010-04-08 Panasonic Electric Works Co Ltd Method for manufacturing molybdenum oxide membrane and chemical sensor

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS511328A (en) * 1974-05-24 1976-01-08 Richardson Chemical Co
JPS5290096A (en) * 1976-01-22 1977-07-28 Dainippon Printing Co Ltd Transparent conductive film and method of manufacture thereof
JPS55102297A (en) * 1979-01-22 1980-08-05 Richardson Chemical Co Method of controlling to electrolessly plate surface of support and product fabricated thereby
JPS63206480A (en) * 1987-02-23 1988-08-25 Hitachi Ltd Cobalt-molybdenum alloy plating liquid
JPH0448081A (en) * 1990-06-15 1992-02-18 Yazaki Corp Formation of molybdenum film on steel material
JPH04180579A (en) * 1990-11-13 1992-06-26 Minoru Tsuda Method for forming bright face on aluminum stock
JPH0541214A (en) * 1991-08-05 1993-02-19 Yuasa Corp Enclosed type secondary battery
JPH05171452A (en) * 1991-12-25 1993-07-09 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk Electroless gold plating bath
JP2001181853A (en) * 1999-12-28 2001-07-03 Nisshinbo Ind Inc Nonaqueous electroless plating solution and plating method using the plating solution
JP2003179000A (en) * 2001-12-12 2003-06-27 Sony Corp Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2005179115A (en) * 2003-12-19 2005-07-07 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Organic-inorganic hybrid thin film and its manufacturing method
JP2008069389A (en) * 2006-09-13 2008-03-27 Univ Waseda Stacked structure, very lsi wiring board and their forming method
JP2008128747A (en) * 2006-11-18 2008-06-05 National Institute Of Advanced Industrial & Technology High sensitivity gas sensor and its manufacturing method
JP2008224447A (en) * 2007-03-13 2008-09-25 Matsushita Electric Works Ltd Manufacturing method of molybdenum oxide membrane, and chemical sensor
JP2009019934A (en) * 2007-07-10 2009-01-29 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Gas sensor material, its manufacturing method, and gas sensor
JP2009145136A (en) * 2007-12-12 2009-07-02 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Organic-inorganic hybrid material having suppressed fluctuation of electric resistance
JP2010078380A (en) * 2008-09-24 2010-04-08 Panasonic Electric Works Co Ltd Method for manufacturing molybdenum oxide membrane and chemical sensor

Also Published As

Publication number Publication date
JP6077318B2 (en) 2017-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111051560B (en) Method for producing a film of light-absorbing material having a perovskite-like structure
KR20220009457A (en) Method for producing a semiconductor film of an organic-inorganic metal-halide compound having a perovskite-like structure
JP6077318B2 (en) Electroless plating bath, method for producing molybdenum trioxide film, and method for producing chemical sensor
KR101096079B1 (en) Method for controlling the electrical performances of thin-film transistors based on solution-processed oxide semiconductor via fluorine-doping method
CN113346024A (en) Perovskite crystal thin film and preparation method of perovskite solar cell
JP5401142B2 (en) Method for producing transparent conductive substrate, precursor solution used therefor, and method for handling the same
CN108390070B (en) Tin-antimony oxide anode material coating, preparation method thereof and titanium-based tin-antimony oxide electrode of flow battery
JP3834339B2 (en) Transparent conductive film and method for producing the same
JP3079262B2 (en) Transparent conductive thin film and method for producing the same
TWI780275B (en) Coating agent for forming oxide film, method for producing oxide film, and method for producing metal-plated structure
JP2010165888A (en) Method of manufacturing resistor film, and resistor film
KR101415089B1 (en) Metal-oxide semiconductor ink composition and manufacturing method of thin film transistor using the same
JP5465915B2 (en) Method for forming thin film conductive film
JP2001053224A (en) Thin-film capacitor and manufacture thereof
CN114242906B (en) Preparation method of tin oxide electron transport layer and perovskite solar cell
CN105679966B (en) A kind of preparation method of the transistor based on perovskite material
KR100531130B1 (en) Preparation of composite palladium membranes using etching process of metal chlorides
KR101116705B1 (en) Solution phase preparation method of cigs thin film and cigs thin film prepared thereby
JP2002114515A (en) METHOD FOR PRODUCING THIN CuAlO2 FILM BY CHEMICAL PROCESS
KR20220089565A (en) Fabrication method for dense thin film oxide using sulphide
CN116709877A (en) Lead halide film and preparation method and application thereof
KR20220129332A (en) Method of manufacturing metal oxide thin film, metal oxide thin film prepared therefrom, and electronic device using same
CN116528637A (en) FA (FA) capable of being prepared in large area x Cs 1-x PbX 3 Method for preparing high quality perovskite film
CN115915881A (en) Perovskite thin film and preparation method and application thereof
JP2022180341A (en) Method for producing conductive material using rutile titanium oxide crystal material, and conductive material

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20151211

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20161007

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161018

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161207

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170110

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170112

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6077318

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250