JP2017082339A - Stainless substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は所望部位に高分子化合物層と部分的に金めっきパターンを有するステンレス基板に関する。 The present invention relates to a stainless steel substrate having a polymer compound layer and a gold plating pattern partially at a desired site.
従来から、ステンレス鋼は基板等の形態としてコネクタ、燃料電池、ハードディスクサスペンション、デバイスケース等の種々の製品に用いられている。そして、ステンレス基板の耐食性を部分的に高めたり、外部接続導通のために、例えば、ステンレス基板に表面粗化を施した後、銅、ニッケル、銀、金等の導電性材料を析出させることが行われている(特許文献1)。 Conventionally, stainless steel has been used in various products such as connectors, fuel cells, hard disk suspensions, device cases, etc. as a form of a substrate or the like. And, in order to partially increase the corrosion resistance of the stainless steel substrate or to conduct external connection, for example, after roughening the surface of the stainless steel substrate, a conductive material such as copper, nickel, silver, or gold may be deposited. (Patent Document 1).
また、所望の高分子化合物層をステンレス基板上に配設することにより、表面緩衝機能、制振機能、表面めっきエリアの制限機能等を付与することが行われている。例えば、ハードディスクサスペンションでは、ステンレス鋼からなるロードビーム上に、樹脂フィルムからなる拘束体と接着剤からなる粘弾性体とが積層されてなる高分子化合物層が貼合され、制振機能が付与されている(特許文献2〜6)。また、ステンレス基板上に表面粗度の大きい導電性金属層を形成し、この導電性金属層上にポリイミド系樹脂等の絶縁体層、電気回路形成用の金属箔層を積層したハードディスクサスペンション用材料が知られている(特許文献7)。さらに、磁気ディスク装置ケースのトップカバーに取り付ける呼吸フィルター装置であって、ケースに作用する振動を抑制するための制振部材を備えた呼吸フィルター装置が開発されている(特許文献8)。
一方、ステンレス基板の表面に存在する不動態被膜と樹脂との接着性が低いため、ステンレス基板表面にレーザー加工を施したり、無機珪素化合物を含むプライマー層を設けることにより、樹脂との接着性を向上させることが行われている(特許文献9、10)。
Further, by providing a desired polymer compound layer on a stainless steel substrate, a surface buffer function, a vibration damping function, a surface plating area limiting function, and the like are imparted. For example, in a hard disk suspension, a polymer compound layer in which a restraint body made of a resin film and a viscoelastic body made of an adhesive are laminated on a load beam made of stainless steel is bonded to provide a vibration damping function. (
On the other hand, since the adhesiveness between the passive film on the surface of the stainless steel substrate and the resin is low, the surface of the stainless steel substrate is subjected to laser processing or a primer layer containing an inorganic silicon compound can be used to increase the adhesiveness to the resin. Improvements have been made (Patent Documents 9 and 10).
しかし、例えば、拘束体と粘弾性体とを積層した高分子化合物層であって、粘弾性体に接着剤を使用したものをステンレス基板に貼り付けた後、当該高分子化合物層に隣接するように、部分的に金めっきパターンを形成する場合、ウエットプロセスであるめっき処理中に、高分子化合物層を構成する粘弾性体が溶解して、ステンレス基板に対する密着性が低下するおそれがある。また、拘束体と粘弾性体の界面でも、ウエットプロセス中に粘弾性体の溶解が進んで、両者の剥離を起すおそれがある。
一方、ステンレス基板上に予め形成した導電性金属層上への高分子化合物層の形成は、不動態被膜が存在するステンレス基板表面に直接高分子化合物層を形成する場合に比べて、密着性が高いものとなる。しかし、当該高分子化合物層に隣接するように、部分的に金めっきパターンを形成するには、ウエットプロセスであるめっき処理が必要であり、高分子化合物層が粘弾性体を備える場合、上記と同様に、粘弾性体の溶解が生じるおそれがある。また、粘弾性体を備えない高分子化合物層であっても、ウエットプロセスであるめっき処理におけるアルカリ系剥離液により、導電性金属層に対する密着性が低下するおそれがある。
However, for example, a polymer compound layer in which a restraint body and a viscoelastic body are laminated and an adhesive is used for the viscoelastic body is attached to a stainless steel substrate, and then adjacent to the polymer compound layer. In addition, when a gold plating pattern is partially formed, the viscoelastic body constituting the polymer compound layer is dissolved during the plating process, which is a wet process, and the adhesion to the stainless steel substrate may be reduced. Further, even at the interface between the restraint body and the viscoelastic body, the dissolution of the viscoelastic body may progress during the wet process, and the two may be peeled off.
On the other hand, the formation of the polymer compound layer on the conductive metal layer previously formed on the stainless steel substrate has a higher adhesion than the case where the polymer compound layer is formed directly on the stainless steel substrate surface where the passive film exists. It will be expensive. However, in order to form a gold plating pattern partially so as to be adjacent to the polymer compound layer, a plating process that is a wet process is required, and when the polymer compound layer includes a viscoelastic body, Similarly, the viscoelastic body may be dissolved. Even in a polymer compound layer that does not include a viscoelastic body, the adhesion to the conductive metal layer may be reduced by an alkaline stripping solution in a plating process that is a wet process.
また、上記のようなステンレス基板上への導電性金属層の形成では、ステンレス基板表面に存在する不動態被膜の除去が必要であるが、ステンレス基板の不動態被膜の除去処理が不十分であると、導電性金属層の密着性が不均一となったり、密着不良が発生する。逆に、不動態被膜の除去処理が過度になるとステンレス基板の表面腐蝕が発生するという問題があった。このため、ステンレス基板表面に存在する不動態被膜を除去しながら導電性金属層を形成できるめっき処理が最も有効的であると考えられるが、このようなめっき種は限定され、単層での導電性金属層形成には大きな制約が存在する。一方、良好な密着性が得られるめっき種を用いて中間層を形成し、この中間層上に所望の導電性金属層を形成することとなれば、工程数が多くなり、生産効率に影響を及ぼすことになる。 In addition, in the formation of the conductive metal layer on the stainless steel substrate as described above, it is necessary to remove the passive film present on the surface of the stainless steel substrate, but the removal treatment of the passive film on the stainless steel substrate is insufficient. Then, the adhesion of the conductive metal layer becomes non-uniform or poor adhesion occurs. On the contrary, when the passive film removal process becomes excessive, there is a problem that the surface corrosion of the stainless steel substrate occurs. For this reason, the plating process that can form a conductive metal layer while removing the passive film present on the surface of the stainless steel substrate is considered to be the most effective. There are significant restrictions on the formation of the conductive metal layer. On the other hand, if an intermediate layer is formed using a plating type that provides good adhesion, and a desired conductive metal layer is formed on this intermediate layer, the number of processes increases, which affects production efficiency. Will be affected.
また、特許文献7に記載のように、表面粗度の大きい導電性金属膜を形成するためには、めっき層を厚くする必要があるが、めっき層を厚くすると、めっき処理時間が長くなり、ステンレス基板上の不動態被膜の局所的な除去作用が生じ、めっき層の密着性が向上する半面、選択的に鉄成分を溶解させるような孔蝕現象が発生するという問題があった。
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたものであり、高分子化合物層と、薄く欠陥のない金めっき層のパターンとを所望部位に有するステンレス基板を提供することを目的とする。
In addition, as described in Patent Document 7, in order to form a conductive metal film having a large surface roughness, it is necessary to thicken the plating layer. However, if the plating layer is thickened, the plating treatment time becomes long, On the other hand, there is a problem that a pitting corrosion phenomenon that selectively dissolves an iron component occurs, while a local removal action of the passive film on the stainless steel substrate occurs and adhesion of the plating layer is improved.
This invention is made | formed in view of the above situations, and it aims at providing the stainless steel substrate which has a polymer compound layer and the pattern of the thin gold plating layer without a defect in a desired site | part.
このような課題を解決するために、本発明は、対向する主平面と、該主平面とは異なる面で構成される加工部位とを備え、少なくとも前記加工部位に位置する金めっきパターンと、前記金めっきパターンよりも薄い金めっき層を介して前記加工部位を除く所望部位に位置する高分子化合物層と、を有するような構成とした。 In order to solve such a problem, the present invention comprises an opposing main plane and a processing portion constituted by a surface different from the main plane, and at least a gold plating pattern positioned in the processing portion, And a polymer compound layer located at a desired site excluding the processed site via a gold plating layer thinner than the gold plating pattern.
本発明の他の態様として、前記金めっきパターンは、前記加工部位のみに位置するような構成とした。 As another aspect of the present invention, the gold plating pattern is configured to be located only at the processing site.
本発明の他の態様として、前記金めっきパターンの厚みは、前記高分子化合物層の厚みの1/10未満であるような構成とした。 As another aspect of the present invention, the gold plating pattern has a thickness that is less than 1/10 of the thickness of the polymer compound layer.
本発明によれば、前処理を施したステンレス基板の全面、あるいは、所望の部位に、第1金めっき層を塩酸めっき液を用いて形成するので、ステンレス基板と第1金めっき層との密着性が良好なものとなる。また、第1金めっき層上に高分子化合物を溶融圧着して高分子化合物層を設けるので、ステンレス基板上に直接高分子化合物層を形成する場合に比べて、良好な密着性が得られるとともに、その後の第2金めっき層形成であるウエットプロセスでの密着性低下が抑制される。さらに、第1金めっき層の所望の部位にのみ、所望のパターンで第2金めっき層を形成し、その後、アルカリ系剥離液を用いて第1金めっき層を剥離除去するので、ステンレス基板の侵食が防止される。また、第1金めっき層と第2金めっき層との間にイオン化傾向の差異が存在しないので、第2金めっき層の侵食が発生せず、第2金めっき層の厚みを薄くすることができる。これにより、ステンレス基板への1μm以下の薄膜パターン形成が可能となる。また、形成された金めっき層のパターンは2層構造でありながら2層とも金めっき層であるため、層間での電池反応も起きない安定した被膜となる。さらに、ステンレス基板が金めっきパターンの不要な部位を有する場合には、この部位を露出させることができるので、予めステンレス基板に加工が施されている場合であっても、この加工部位の活用に支障を来すことがない。また、レジストパターンを用いて所望の部位にのみ金めっき層を形成する場合には、金使用量を抑えることができ、効率的に金めっきパターンを形成することができる。 According to the present invention, the first gold plating layer is formed using the hydrochloric acid plating solution on the entire surface of the pretreated stainless steel substrate or on a desired site, so that the stainless steel substrate and the first gold plating layer are in close contact with each other. The property is good. In addition, since the polymer compound layer is provided by melt-compression bonding of the polymer compound on the first gold plating layer, better adhesion can be obtained compared to the case where the polymer compound layer is directly formed on the stainless steel substrate. And the adhesive fall in the wet process which is subsequent 2nd gold plating layer formation is suppressed. Further, the second gold plating layer is formed in a desired pattern only at a desired portion of the first gold plating layer, and then the first gold plating layer is peeled and removed using an alkaline stripping solution. Erosion is prevented. Moreover, since there is no difference in ionization tendency between the first gold plating layer and the second gold plating layer, the second gold plating layer does not erode and the thickness of the second gold plating layer can be reduced. it can. Thereby, a thin film pattern of 1 μm or less can be formed on the stainless steel substrate. Moreover, since the pattern of the formed gold plating layer is a two-layer structure, both layers are gold plating layers, so that a stable coating without causing a battery reaction between the layers is obtained. Furthermore, if the stainless steel substrate has an unnecessary part of the gold plating pattern, this part can be exposed, so even if the stainless steel substrate has been processed in advance, this processed part can be utilized. There will be no hindrance. Moreover, when forming a gold plating layer only in a desired site | part using a resist pattern, gold usage-amount can be restrained and a gold plating pattern can be formed efficiently.
以下、本発明の実施形態について説明する。
<第1の実施形態>
図1は、ステンレス基板への高分子化合物層と部分金めっきパターンの形成方法の一実施形態を説明するための工程図である。
本実施形態では、第1めっき工程にて、ステンレス基板1に前処理を施した後、このステンレス基板1の全面に塩酸めっき液を用いて第1金めっき層11を直接形成する(図1(A))。
ステンレス基板1のステンレス鋼には特に制限はなく、例えば、オーステナイト系、フェライト系のステンレス鋼からなるものであってよい。図示例のステンレス基板1は、対向する主平面1a,1bを有し、この主平面1a,1bとは異なる壁面2aで構成される貫通孔2を加工部位として有しており、主平面1a,1bと、加工部位である貫通孔2を構成する壁面2aに第1金めっき層11が形成される。加工部位としての貫通孔2は、その数、位置、大きさ、形状には制限はない。
尚、本発明において主平面とは、エッチング加工やプレス加工等の加工を施す前の状態において、ステンレス基板の厚み方向で対向する一対の平面のことである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
<First Embodiment>
FIG. 1 is a process diagram for explaining an embodiment of a method for forming a polymer compound layer and a partial gold plating pattern on a stainless steel substrate.
In the present embodiment, after the pretreatment is performed on the
There is no restriction | limiting in particular in the stainless steel of the stainless steel board |
In addition, in this invention, a main plane is a pair of plane which opposes in the thickness direction of a stainless steel substrate in the state before giving processing, such as an etching process and a press process.
ステンレス基板1に対する前処理は、表面の脱脂、不動態被膜を除去して活性化することが目的であり、例えば、アルカリ浸漬処理、アルカリ電解処理、酸電解処理、酸浸漬処理等の処理方法から適宜選択して行うことができる。尚、前処理を施した後、第1金めっき層11の形成までの移行時間は、ステンレス基板1に不動態被膜が再形成されない程度の範囲とする。
また、第1金めっき層11の形成は、塩酸めっき液を用いて行われる。使用する塩酸めっき液は、ステンレス基板1の侵食防止とめっき時間の短縮化とを考慮したものを使用することが好ましい。例えば、対象となるステンレス基板1の表面への微小孔蝕の発生程度が単位面積(mm2)当り2個以下となるように調製された塩酸めっき液を使用することができる。ここで、微小孔蝕の測定は、塩酸めっき液中にステンレス基板を10秒間浸漬し、水洗して乾燥させた後に走査電子顕微鏡で観察して測定する。このような塩酸めっき液を使用することにより、金めっき中に、同時作用としてステンレス基板1の表面に適度の溶解が生じ、これにより第1金めっき層11とステンレス基板1との密着性は良好なものとなる。
The pretreatment for the
The first
形成する第1金めっき層11の厚みの上限は0.15μmとすることができ、0.10μm未満とすることが好ましい。第1金めっき層11の厚みが0.10μm以上となると、剥離工程における第1金めっき層11の剥離効率が低下し、剥離に要する時間が長くなり、あるいは、高濃度の剥離液が必要となり、好ましくない。また、形成する第1金めっき層11の厚みの下限は、第2めっき工程で使用するめっき液に応じて設定することが好ましい。すなわち、第2めっき工程でシアン系めっき液を使用する場合、第1金めっき層11の厚みの下限は、均一な膜厚制御が可能であることを考慮して、0.010μmとする。また、第2めっき工程で塩酸系めっき液を使用する場合、第1金めっき層11の厚みの下限は、第2めっき工程での塩酸系めっき液によるステンレス基板の腐蝕を防止することを考慮して、0.015μmとする。
The upper limit of the thickness of the first
ここで、第1金めっき層、および、後述する第2金めっき層の厚みの測定は、以下のように行うものとする。すなわち、各々のめっき層形成後、セイコーインスツル(株)製の蛍光X線膜厚測定装置を使いて測定を行う。尚、前もって、測定したい膜厚目標値を包含するような、これよりも薄い標準箔と厚い標準箔を準備し、少なくともこれら2つの標準箔を用いて、X線出力と膜厚との検量線を事前に作成しておく。また、FIB(集束イオンビーム)による断面加工を行った後、SEM(走査電子顕微鏡)にて断面を観察し、撮影される倍率に応じたスケールをもとに、断面に現れている金粒子の大きさが異なる層毎の厚みの確認を行う。
尚、第1めっき工程で形成した第1金めっき層11の活性化を目的として、中和処理を施してもよい。このような活性化を行うことにより、後工程での高分子化合物層および第2金めっき層の密着性が更に向上する。
Here, the thicknesses of the first gold plating layer and the second gold plating layer to be described later are measured as follows. That is, after each plating layer is formed, measurement is performed using a fluorescent X-ray film thickness measuring device manufactured by Seiko Instruments Inc. In advance, prepare a thin standard foil and a thick standard foil that include the target film thickness to be measured, and use at least these two standard foils to create a calibration curve between the X-ray output and the film thickness. Create in advance. In addition, after processing the cross-section with FIB (focused ion beam), the cross-section is observed with SEM (scanning electron microscope), and the gold particles appearing in the cross-section are measured based on the scale corresponding to the magnification to be photographed. Check the thickness of each layer of different size.
In addition, you may perform a neutralization process for the purpose of activation of the 1st
次に、高分子化合物層形成工程にて、第1金めっき層11上の所望の部位に高分子化合物を溶融圧着して高分子化合物層15を設ける(図1(B))。使用する高分子化合物としては、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレン、ポリアミド、アクリル樹脂等が挙げられる。溶融圧着では、所望の形状を有する高分子化合物フィルムを第1金めっき層11上に載置し、高分子化合物が圧着可能な温度、例えば、使用する高分子化合物の融点よりも10〜50℃程度高い温度で高分子化合物フィルムを加熱しながら第1金めっき層に圧着し、その後、固化することにより高分子化合物層15を形成することができる。また、第1金めっき層11上に高分子化合物を溶融状態の供給して所望の形状の高分子化合物膜を形成し、押圧可能な状態まで冷却した後に、当該高分子化合物膜を第1金めっき層に圧着し、その後、固化することにより高分子化合物層15を形成することができる。圧着手段としては、例えば、シリコンローラー2本を1対として構成したロールラミネータや、真空プレス方式のラミネータ、さらには、当該高分子化合物層だけを局所的に圧着するために、熱ヒータを具備するプレート型ヒータ等を使用することができ、圧着条件は、例えば、1×105〜5×105N/m2の範囲で設定することができる。また、溶融圧着時に、超音波振動接合等を併用してもよい。
尚、第1金めっき層11上での高分子化合物層15の形成位置、形状、寸法は特に制限はなく、高分子化合物層15に要求される機能等により適宜設定することができる。例えば、高分子化合物層15の厚みは20〜200μmの範囲で適宜設定することができる。
Next, in the polymer compound layer formation step, the
The formation position, shape, and dimensions of the
次に、第2めっき工程にて、開口部17を有するマスク16と開口部17′を有するマスク16′を使用したマスクめっき(図1(C))により、高分子化合物層15が存在しない第1金めっき層11の所望部位に第2金めっき層12を形成する(図1(D))。図示例では、ステンレス基板1の加工部位である貫通孔2の壁面を被覆する第1金めっき層11上、および、加工部位と高分子化合物層15との間に位置する第1金めっき層11上に第2金めっき層12が形成されている。
Next, in the second plating step, mask plating (FIG. 1C) using the
第2めっき工程のマスクめっきに使用するマスク16′は、その開口部17′の面積S1が、ステンレス基板1の主平面1bにおける貫通孔2(加工部位)の面積S2よりも小さいものとすることができる。このように、開口部17′の面積S1が、加工部位の面積S2よりも小さいマスクを使用することにより、ステンレス基板1の主平面1b側の第1金めっき層11に不要な第2金めっき層が形成されることが防止される。したがって、凹部および開口部のコーナーへ厚めっき層が形成されるという従来のめっき形成断面の発生を抑制することができ、第2金めっき層の形成制御に有利である。また、使用するマスクの精度も余裕を持たせることが可能となり、安価で簡易的なめっき層を形成することができる。この場合のマスク16′の開口部17′の面積S1は、加工部位の面積や、めっき液の条件、マスクの配置の精度などを考慮し、適宜適切な値を設定することができ、例えば、加工部位の開口面積S2の90〜50%の範囲となるように設定することが望ましい。
尚、上記の例では、マスク16は貫通孔2(加工部位)の面積S2よりも大きな開口部17を有しているが、ステンレス基板1の主平面1aには金めっきパターンを形成せず、貫通孔2(加工部位)の壁面にのみ金めっきパターンを形成する場合には、マスク16もマスク16′と同様の開口部を備えたものを使用することができる。
このようなマスク16,16′の材質は、電気絶縁性であれば特に制限はなく、例えば、信越化学工業(株)製のめっき用シリコンマスク等であってよい。
The
In the above example, the
The material of the
この第2めっき工程で使用するめっき液は、シアン系めっき液および塩酸系めっき液のいずれであってもよい。使用するシアン系めっき液は、特に制限はなく、公知のめっき液を使用することができる。また、使用する塩酸系めっき液は、第1めっき工程のような制限はなく、公知のめっき液を使用することができる。
形成する第2金めっき層12の厚みは、形成する金めっき層のパターンの用途に応じて適宜設定することができるが、本発明では、第1金めっき層11との総厚みが1μm以下の薄膜となるように第2金めっき層12の厚みを設定することが可能である。
The plating solution used in the second plating step may be either a cyan plating solution or a hydrochloric acid plating solution. There is no restriction | limiting in particular in the cyan type plating solution to be used, A well-known plating solution can be used. Moreover, the hydrochloric acid type plating solution to be used is not limited as in the first plating step, and a known plating solution can be used.
Although the thickness of the 2nd
次に、剥離工程にて、第2金めっき層12と高分子化合物層15が存在しない領域の第1金めっき層11を、アルカリ系剥離液を用いて剥離除去する。これにより、加工部位である貫通孔2の壁面2a、および、ステンレス基板1の主平面1aの所望部位に、金めっきパターン10を形成する(図1(E))。上記のように、本発明では、第1金めっき層11と第2金めっき層12との総厚みを1μm以下に設定することが可能であるので、形成した金めっきパターン10の厚みを、高分子化合物層15の厚みに比べ、1/10未満とすることができる。
Next, in the peeling step, the first
剥離工程で使用するアルカリ系剥離液としては、エボニック デグサ ジャパン(株)製のゴールドストリッパー645やメルテックス(株)製のエンストリップAU−78M等を挙げることができ、これらの任意の1種を使用して、スプレー噴霧、浸漬等により第1金めっき層を剥離することができる。
上記の実施形態では、金めっきパターン10が高分子化合物層15の一部に隣接しているが、高分子化合物層15を囲むように金めっきパターン10を隣接させて形成してもよく、また、高分子化合物層15から離間するように金めっきパターン10を形成してもよい。尚、本発明においてパターンとは、所望の線、円、楕円、角形、模様等の図形であってよく、例えば、所望の電気配線形状、凸部形状等が含まれる。
Examples of the alkaline stripping solution used in the stripping process include Gold Stripper 645 manufactured by Evonik Degussa Japan Co., Ltd. and Enstrip AU-78M manufactured by Meltex Co., Ltd. In use, the first gold plating layer can be peeled off by spraying, dipping, or the like.
In the above embodiment, the
このような本発明では、第1めっき工程にて、前処理を施したステンレス基板の全面に第1金めっき層を塩酸めっき液を用いて形成するので、ステンレス基板と第1金めっき層との密着性が良好なものとなる。また、高分子層化合物形成工程にて、第1金めっき層上に高分子化合物を溶融圧着して高分子化合物層を設けるので、ステンレス基板上に直接高分子化合物層を形成する場合に比べて、良好な密着性が得られるとともに、その後の第2金めっき層形成であるウエットプロセスでの密着性低下が抑制される。また、第2めっき工程にて、第1金めっき層の所望の部位にのみ、マスクめっきにより所望のパターンで第2金めっき層を形成し、その後、剥離工程にて、アルカリ系剥離液を用いて第1金めっき層を剥離除去するので、ステンレス基板の侵食が防止される。また、第1金めっき層と第2金めっき層との間にイオン化傾向の差異が存在しないので、第2金めっき層の侵食が発生せず、第2金めっき層の厚みを薄くすることができる。これにより、ステンレス基板への1μm以下の薄膜パターン形成が可能となる。 In the present invention, since the first gold plating layer is formed on the entire surface of the pretreated stainless steel substrate using the hydrochloric acid plating solution in the first plating step, the stainless steel substrate and the first gold plating layer are formed. Adhesion is good. Further, in the polymer layer compound forming step, the polymer compound layer is provided by melting and pressing the polymer compound on the first gold plating layer, so that compared with the case where the polymer compound layer is directly formed on the stainless steel substrate. Good adhesion can be obtained, and a decrease in adhesion in the wet process, which is the subsequent formation of the second gold plating layer, is suppressed. Further, in the second plating step, the second gold plating layer is formed in a desired pattern only by mask plating only at a desired portion of the first gold plating layer, and then an alkaline stripping solution is used in the peeling step. Since the first gold plating layer is peeled and removed, erosion of the stainless steel substrate is prevented. Moreover, since there is no difference in ionization tendency between the first gold plating layer and the second gold plating layer, the second gold plating layer does not erode and the thickness of the second gold plating layer can be reduced. it can. Thereby, a thin film pattern of 1 μm or less can be formed on the stainless steel substrate.
尚、形成する金めっきパターンの厚みは、電気的導通の信頼性の観点から0.15μm以上であることが好ましく、一方、金めっきを使用する製造コストの観点から1μm以下であることが好ましい。また、形成された金めっきパターンは2層構造でありながら2層とも金めっき層であるため、層間での電池反応も起きない安定した被膜となる。さらに、ステンレス基板が金めっきパターンの形成が不要な部位を有する場合には、この加工部位を露出させることができるので、加工部位の目的に応じた活用に支障を来すことがない。
また、ステンレス基板にエッチング加工やプレス加工等で形成された加工部位に、従来の方法で金めっき層のパターンを形成すると、加工部位のエッチ箇所では電流密度が高く、局所的に金めっき層が厚膜となる。しかし、本発明では、剥離工程にて第2金めっき層の存在しない領域の第1金めっき層をアルカリ系剥離液を用いて剥離除去し、この際、第2金めっき層もアルカリ系剥離液により侵食を受けるので、加工部位を被覆している部分金めっきパターンは滑らかであり、局所的に金めっき層が厚膜になっていないことも外観上の特徴である。
The thickness of the gold plating pattern to be formed is preferably 0.15 μm or more from the viewpoint of reliability of electrical continuity, and is preferably 1 μm or less from the viewpoint of manufacturing cost using gold plating. In addition, since the formed gold plating pattern is a two-layer structure, both layers are gold-plated layers, so that a stable coating without causing a battery reaction between the layers is obtained. Furthermore, when the stainless steel substrate has a part that does not require the formation of a gold plating pattern, this processed part can be exposed, so that there is no hindrance to utilization according to the purpose of the processed part.
In addition, when a pattern of a gold plating layer is formed by a conventional method on a processed part formed on a stainless steel substrate by etching or pressing, the current density is high at the etched part of the processed part, and the gold plating layer is locally formed. It becomes a thick film. However, in the present invention, the first gold plating layer in the region where the second gold plating layer does not exist is peeled and removed using an alkaline stripping solution in the stripping step. As a result, the partial gold plating pattern covering the processing site is smooth and the gold plating layer is not locally thick.
上記の実施形態では、加工部位として貫通孔2を有するステンレス基板1を使用しているが、加工部位には特に制限はなく、例えば、図2に示されるように、対向する主平面21a,21bを有し、主平面21aとは異なる底面22a、壁面22bで構成される凹部22であってもよい。ステンレス基板にエッチング加工、プレス加工等によって形成された加工部位である凹部、溝の形状としては、所望の線、円、楕円、角形、模様等の図形であってよく、例えば、所望の電気配線形状、凸部形状等が含まれる。
また、ステンレス基板として、上述のような加工部位を備えていないようなステンレス基板も使用できる。
In the above embodiment, the
Further, as the stainless steel substrate, a stainless steel substrate that does not include the above-described processed portion can also be used.
<第2の実施形態>
図3は、ステンレス基板への高分子化合物層と部分金めっきパターンの形成方法の他の実施形態を説明するための工程図である。
本実施形態は、上述のステンレス基板1と同じステンレス基板を使用した例として説明する。
まず、第1めっき工程において、少なくとも加工部位が露出するようにステンレス基板上にレジストパターンを形成し、次いで、露出しているステンレス基板面に塩酸めっき液を用いて第1金めっき層を直接形成する。すなわち、第1めっき工程では、対向する主平面1a,1bと、この主平面1a,1bとは異なる壁面2aで構成される貫通孔2を加工部位として有するステンレス基板1に前処理を施す。その後、第2金めっき層を形成する貫通孔2(加工部位)、および、高分子化合物層を形成する部位が少なくとも露出するように、主平面1a,1bにレジストパターン36,36′を形成する。
レジストパターン36,36′は、例えば、ドライフィルムレジストをラミネートしてフォトリソグラフィーでパターンニングすることにより形成することができる。この際、めっきにおける給電のために、ステンレス基板1の一部を露出させておく。例えば、ステンレス基板1の外周部を露出させる、あるいは、外周部に設けた給電用パターンを露出させればよい。
<Second Embodiment>
FIG. 3 is a process diagram for explaining another embodiment of a method for forming a polymer compound layer and a partial gold plating pattern on a stainless steel substrate.
This embodiment will be described as an example in which the same stainless steel substrate as the above-described
First, in the first plating step, a resist pattern is formed on the stainless steel substrate so that at least the processing site is exposed, and then the first gold plating layer is directly formed on the exposed stainless steel substrate surface using a hydrochloric acid plating solution. To do. That is, in the first plating step, pretreatment is performed on the
The resist
次に、露出しているステンレス基板の主平面1a,1bと、加工部位である貫通孔2を構成する壁面2aに第1金めっき層31を形成する(図3(A))。尚、前処理を施した後のレジストパターン36,36′の形成は、ステンレス基板1に不動態被膜が再形成されないよう早期に行う。また、その後の第1金めっき層31の形成までの移行時間も、ステンレス基板1に不動態被膜が再形成されない程度の範囲とする。
尚、この第1金めっき層31の形成は、塩酸めっき液を用いて行われ、上述の第1の実施形態における第1金めっき層11の形成と同様とすることができ、ここでの説明は省略する。
次に、高分子化合物層形成工程にて、第1金めっき層31上の所望の部位に高分子化合物を溶融圧着して高分子化合物層35を設ける(図3(B))。この高分子化合物層35の形成は、上述の第1の実施形態における高分子化合物層15の形成と同様とすることができ、ここでの説明は省略する。
Next, the first
The first
Next, in the polymer compound layer formation step, the
次に、第2めっき工程にて、開口部38を有するマスク37,37を載置し(図3(C))、このマスク37,37を使用したマスクめっきにより、ステンレス基板1の加工部位である貫通孔2の壁面を被覆する第1金めっき層31上にのみ、所望のパターンで第2金めっき層32を形成する。その後、マスク37,37を除去し、レジストパターン36,36′を剥離する(図3(D))。第2金めっき層32の形成は、上述の第1の実施形態における第2金めっき層12の形成と同様とすることができ、ここでの説明は省略する。
レジストパターン36,36′の剥離では、アルカリ系剥離液を使用することができるが、第1金めっき層31は剥離除去し得ないようなアルカリ系剥離液を使用することが好ましい。これは、レジストパターン36,36′とともに第1金めっき層31が同時に剥離されると、後述するような金イオンの回収効率が低下するので、これを防止するためである。尚、溶融圧着により第1金めっき層31上に設けられている高分子化合物層35は、例えば、第1金めっき層31を剥離除去し得ないよう10%未満の濃度に調整されたアルカリ系剥離液に対して、十分な剥離耐性を具備している。
Next, in the second plating step, masks 37 and 37 having
For stripping the resist
次いで、剥離工程にて、第2金めっき層32および高分子化合物層35が存在しない領域の第1金めっき層31をアルカリ系剥離液を用いて剥離除去する。これにより、加工部位である貫通孔2の壁面2aのみに、金めっきパターン30を形成する(図3(E))。
この実施形態では、レジストパターン36,36′は、第1金めっき層31よりも厚くなるように形成することが好ましい。これは、レジストパターン36,36′上に第1金めっき層31が乗り上がることを防止し、レジストパターン36,36′の剥離除去を容易なものとするためである。
また、マスク37,37を使用したマスクめっきを行う前に、レジストパターン36,36′を剥離してもよい。図4は、このように、レジストパターン36,36′を剥離した後にマスク37,37を配置した状態を示す図であり、上述の図3(C)に対応する。
また、図3(D)の段階でレジストパターン36,36′を剥離せずに、次の剥離工程にて、第1金めっき層31を剥離除去し、その後、レジストパターン36,36′を剥離してもよい。
この実施形態においても、図2に示したような他の加工部位を有するステンレス基板が使用可能であり、また、加工部位を具備していないステンレス基板も使用可能である。
Next, in the peeling step, the first
In this embodiment, the resist
Further, the resist
Further, the first
Also in this embodiment, a stainless steel substrate having another processing site as shown in FIG. 2 can be used, and a stainless steel substrate not having a processing site can also be used.
このような本発明では、第1めっき工程にて、前処理を施したステンレス基板の所望の部位に第1金めっき層を塩酸めっき液を用いて形成するので、ステンレス基板と第1金めっき層との密着性が良好なものとなる。また、高分子層化合物形成工程にて、第1金めっき層上に高分子化合物を溶融圧着して高分子化合物層を設けるので、ステンレス基板上に直接高分子化合物層を形成する場合に比べて、良好な密着性が得られるとともに、その後の第2金めっき層形成であるウエットプロセスでの密着性低下が抑制される。また、第2めっき工程にて、第1金めっき層の所望の部位にのみ、マスクめっきにより所望のパターンで第2金めっき層を形成し、その後、剥離工程にて、アルカリ系剥離液を用いて第1金めっき層を剥離除去するので、ステンレス基板の侵食が防止される。また、第1金めっき層と第2金めっき層との間にイオン化傾向の差異が存在しないので、第2金めっき層の侵食が発生せず、第2金めっき層の厚みを薄くすることができる。これにより、ステンレス基板への1μm以下の薄膜パターン形成が可能となる。 In the present invention, since the first gold plating layer is formed using a hydrochloric acid plating solution at a desired portion of the stainless substrate that has been pretreated in the first plating step, the stainless steel substrate and the first gold plating layer are formed. Adhesiveness with is good. Further, in the polymer layer compound forming step, the polymer compound layer is provided by melting and pressing the polymer compound on the first gold plating layer, so that compared with the case where the polymer compound layer is directly formed on the stainless steel substrate. Good adhesion can be obtained, and a decrease in adhesion in the wet process, which is the subsequent formation of the second gold plating layer, is suppressed. Further, in the second plating step, the second gold plating layer is formed in a desired pattern only by mask plating only at a desired portion of the first gold plating layer, and then an alkaline stripping solution is used in the peeling step. Since the first gold plating layer is peeled and removed, erosion of the stainless steel substrate is prevented. Moreover, since there is no difference in ionization tendency between the first gold plating layer and the second gold plating layer, the second gold plating layer does not erode and the thickness of the second gold plating layer can be reduced. it can. Thereby, a thin film pattern of 1 μm or less can be formed on the stainless steel substrate.
<第3の実施形態>
図5は、ステンレス基板への高分子化合物層と部分金めっきパターンの形成方法の他の実施形態を説明するための工程図である。
本実施形態は、上述のステンレス基板1を使用した例であり、上述の第1の実施形態と同様に、第1めっき工程において、ステンレス基板1に前処理を施した後、このステンレス基板1の全面に塩酸めっき液を用いて第1金めっき層11を直接形成する(図5(A))。
<Third Embodiment>
FIG. 5 is a process diagram for explaining another embodiment of a method for forming a polymer compound layer and a partial gold plating pattern on a stainless steel substrate.
This embodiment is an example in which the above-described
次に、マスク形成工程にて、第1金めっき層11の所望の部位のみが露出するように高分子化合物を溶融圧着して、主平面1a側にめっきマスク19、主平面1b側にめっきマスク19′を形成する(図5(B))。めっきマスク19,19′の形成に使用する高分子化合物としては、後工程においてめっきマスク19,19′の不要な部位を溶解除去して、残部を高分子化合物層とすることができる化合物を使用することができ、例えば、永久レジストと呼ばれるアクリル樹脂を主成分としたソルダーレジストが挙げられる。溶融圧着では、後工程において第2金めっき層を形成する部位が露出するような所望の形状を有する高分子化合物フィルムを第1金めっき層11上に載置し、高分子化合物が圧着可能な温度、例えば、使用する高分子化合物フィルムのメーカ推奨の温度条件(例えば、100〜150℃程度)で、当該高分子化合物フィルムを加熱しながら第1金めっき層に圧着し、その後、メーカ推奨の紫外線露光条件で硬化することにより、めっきマスク19,19′を形成することができる。また、めっきマスク19,19′の厚みは、後工程で形成される高分子化合物層15に要求される厚みに応じて設定することができるが、後工程で形成する第2金めっき層12よりも厚くなるように設定することが好ましい。これは、めっきマスク19,19′上に第2金めっき層12が乗り上がることを防止し、後工程においてめっきマスク19,19′の不要部位の溶解除去を容易なものとするためである。
尚、圧着条件は、例えば、真空方式のラミネータを使って1×105〜5×105N/m2の範囲で設定することができる。また、溶融圧着時に、超音波振動接合等を併用してもよい。
Next, in the mask forming step, the polymer compound is melt-pressed so that only a desired portion of the first
The crimping conditions can be set in the range of 1 × 10 5 to 5 × 10 5 N / m 2 using, for example, a vacuum laminator. Further, ultrasonic vibration bonding or the like may be used at the time of melt-bonding.
次に、第2めっき工程にて、めっきマスク19,19′を介して第1金めっき層11上に第2金めっき層12を形成する(図5(C))。この第2めっき工程で使用するめっき液は、上述の第1の実施形態、第2の実施形態と同様に、シアン系めっき液および塩酸系めっき液のいずれであってもよい。形成する第2金めっき層12の厚みは、形成する金めっき層のパターンの用途に応じて適宜設定することができ、本発明では、第1金めっき層11との総厚みが1μm以下の薄膜となるように第2金めっき層12の厚みを設定することが可能である。
次いで、高分子化合物層形成工程にて、めっきマスク19,19′の不要な部位を溶解除去して、残部を高分子化合物層15として第1金めっき層11上に位置させる(図5(D))。めっきマスク19,19′の不要な部位の溶解除去は、例えば、濃度10%未満のアルカリ系水溶液を使用して行うことができる。
次いで、剥離工程にて、第2金めっき層12および高分子化合物層15が存在しない領域の第1金めっき層11をアルカリ系剥離液を用いて剥離除去する。これにより、加工部位である貫通孔2の壁面2a、および、ステンレス基板1の主平面1aの所望部位に、金めっきパターン10を形成する(図5(E))。尚、加工部位である貫通孔2の壁面2aにのみ金めっきパターン10を形成してもよいことは勿論である。
Next, in the second plating step, the second
Next, in the polymer compound layer forming step, unnecessary portions of the plating masks 19 and 19 ′ are dissolved and removed, and the remainder is positioned on the first
Next, in the peeling step, the first
この実施形態においても、図2に示したような他の加工部位を有するステンレス基板が使用可能であり、また、加工部位を具備していないステンレス基板も使用可能である。
また、第1めっき工程において、上述の第2の実施形態のようにレジストパターンを使用することにより、ステンレス基板の所望の部位に第1金めっき層を形成してもよい。この場合、マスク形成工程では、第1めっき工程に使用したレジストパターンを残した状態で、形成された第1金めっき層の所望の部位が露出するようにめっきマスク19,19′を形成する。
Also in this embodiment, a stainless steel substrate having another processing site as shown in FIG. 2 can be used, and a stainless steel substrate not having a processing site can also be used.
In the first plating step, the first gold plating layer may be formed on a desired portion of the stainless steel substrate by using a resist pattern as in the second embodiment described above. In this case, in the mask formation process, the plating masks 19 and 19 ′ are formed so that a desired portion of the formed first gold plating layer is exposed with the resist pattern used in the first plating process remaining.
このような本発明では、第1めっき工程にて、前処理を施したステンレス基板の全面、あるいは、所望の部位に第1金めっき層を塩酸めっき液を用いて形成するので、ステンレス基板と第1金めっき層との密着性が良好なものとなる。マスク形成工程にて、第1金めっき層上に高分子化合物を溶融圧着してめっきマスクを設けるので、ステンレス基板上に直接高分子化合物からなるめっきマスクを形成する場合に比べて、良好な密着性が得られるとともに、その後の第2金めっき層形成であるウエットプロセスでのめっきマスクの密着性低下が抑制される。そして、第2めっき工程にて第2金めっき層を形成した後に、めっきマスクの不要部位を溶解除去して高分子化合物層とするので、ステンレス基板に対する密着性が良好な高分子化合物層が得られる。最後に、剥離工程にて、アルカリ系剥離液を用いて第1金めっき層を剥離除去するので、金めっきパターンと高分子化合物層の形成工程におけるステンレス基板の侵食が防止される。また、第1金めっき層と第2金めっき層との間にイオン化傾向の差異が存在しないので、第2金めっき層の侵食が発生せず、第2金めっき層の厚みを薄くすることができる。これにより、ステンレス基板への1μm以下の薄膜パターン形成が可能となる。 In the present invention as described above, the first gold plating layer is formed on the entire surface of the stainless substrate that has been pretreated in the first plating step or on a desired site using the hydrochloric acid plating solution. 1 Adhesiveness with a gold plating layer is improved. In the mask formation process, a polymer compound is melt-compressed on the first gold plating layer to provide a plating mask, so that the adhesion is better than when a plating mask made of a polymer compound is directly formed on a stainless steel substrate. In addition, a reduction in the adhesion of the plating mask in the wet process, which is the subsequent formation of the second gold plating layer, is suppressed. Then, after the second gold plating layer is formed in the second plating step, unnecessary portions of the plating mask are dissolved and removed to form a polymer compound layer, so that a polymer compound layer having good adhesion to the stainless steel substrate is obtained. It is done. Finally, since the first gold plating layer is peeled and removed using an alkaline stripping solution in the stripping step, erosion of the stainless steel substrate in the step of forming the gold plating pattern and the polymer compound layer is prevented. Moreover, since there is no difference in ionization tendency between the first gold plating layer and the second gold plating layer, the second gold plating layer does not erode and the thickness of the second gold plating layer can be reduced. it can. Thereby, a thin film pattern of 1 μm or less can be formed on the stainless steel substrate.
上述の本発明の実施形態は例示であり、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
また、上述の各図に示されるステンレス基板、加工部位、第1金めっき層、第2金めっき層、高分子化合物層、マスク等の寸法は、便宜的に記載したものであり、本発明を限定するものではない。
The above-described embodiments of the present invention are examples, and the present invention is not limited to these embodiments.
In addition, the dimensions of the stainless steel substrate, the processing site, the first gold plating layer, the second gold plating layer, the polymer compound layer, the mask, and the like shown in each of the above drawings are described for convenience, and the present invention is described below. It is not limited.
次に、より具体的な実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
[実施例1]
ステンレス基板として、厚み0.15mmのSUS316材(150mm×150mm)を準備した。
<第1めっき工程>
塩酸めっき液として、下記の組成の塩酸めっき液Aを調製した。
(塩酸めっき液Aの組成)
・金属金 … 2.0g/mL
・塩酸 … 40g/mL
・コバルト … 0.1g/mL
Next, the present invention will be described in more detail by showing more specific examples.
[Example 1]
As a stainless steel substrate, a SUS316 material (150 mm × 150 mm) having a thickness of 0.15 mm was prepared.
<First plating process>
As a hydrochloric acid plating solution, a hydrochloric acid plating solution A having the following composition was prepared.
(Composition of hydrochloric acid plating solution A)
・ Metallic gold: 2.0 g / mL
・ Hydrochloric acid: 40 g / mL
・ Cobalt: 0.1 g / mL
上記のステンレス基板に前処理として、アルカリ洗浄処理(常温、30秒間)を施し、次いで、塩酸浸漬処理(10%塩酸水溶液に30秒間浸漬)を施した。この前処理後に水洗と乾燥を行い、その後、ステンレス基板の両面にドライフィルムレジストをラミネートし、このドライフィルムレジストをフォトリソグラフィーによりパターニングして、直径が3mmの円形開口を10個有し、厚みが15μmのレジストパターンを形成した。このようにレジストパターンを形成したステンレス基板を、上記の塩酸めっき液Aに10秒間浸漬し、水洗した後、走査電子顕微鏡で観察した結果、ステンレス基板の表面への微小孔蝕の発生程度は単位面積(mm2)当り2個以下であることを確認した。
また、上記のようにレジストパターンを形成したステンレス基板に塩酸浸漬処理(10%塩酸水溶液に30秒間浸漬)を施した後、水洗し、その直後に、上記の塩酸めっき液Aを用いて、下記の条件で第1金めっき層をステンレス基板の露出面に形成した。この第1金めっき層の形成では、めっき処理時間を調節することにより、下記の表1に示すように6種(試料1−1〜試料1−6)の厚みで第1金めっき層を形成した。
(第1金めっきの条件)
・電流密度 : 3A/dm2
・処理時間 : 5〜15秒
As a pretreatment, the above stainless steel substrate was subjected to an alkali cleaning treatment (normal temperature, 30 seconds), and then a hydrochloric acid immersion treatment (immersion in a 10% hydrochloric acid aqueous solution for 30 seconds). After this pretreatment, washing and drying are performed, and then a dry film resist is laminated on both surfaces of the stainless steel substrate, and this dry film resist is patterned by photolithography to have 10 circular openings with a diameter of 3 mm and a thickness of 10 mm. A 15 μm resist pattern was formed. The stainless substrate on which the resist pattern was formed in this manner was immersed in the hydrochloric acid plating solution A for 10 seconds, washed with water, and then observed with a scanning electron microscope. As a result, the degree of occurrence of micropitting on the surface of the stainless substrate was measured in units. It was confirmed that the number was 2 or less per area (mm 2 ).
Further, the stainless steel substrate on which the resist pattern was formed as described above was subjected to hydrochloric acid immersion treatment (immersion in a 10% aqueous hydrochloric acid solution for 30 seconds), then washed with water, and immediately after that, using the above hydrochloric acid plating solution A, Under the conditions, the first gold plating layer was formed on the exposed surface of the stainless steel substrate. In the formation of the first gold plating layer, the first gold plating layer is formed with a thickness of six types (sample 1-1 to sample 1-6) as shown in Table 1 below by adjusting the plating treatment time. did.
(Conditions for first gold plating)
・ Current density: 3A / dm 2
・ Processing time: 5 to 15 seconds
<高分子化合物層形成工程>
上記の6種の試料(試料1−1〜試料1−6)において、レジストパターンの直径3mmの円形開口内のステンレス基板上に形成された第1金めっき層(片面10個、計20個)のうち、片面5個、計10個の金めっき層上に、接着層としての熱可塑性ポリイミド樹脂とポリイミド樹脂の積層からなる直径3mmのシート(厚み25μm)を載置し、熱ヒータを具備するプレート型ヒータを230℃に加熱し、2.5×105N/m2の圧着条件で溶融圧着して、高分子化合物層を形成した。尚、使用した接着層としての熱可塑性ポリイミド樹脂は、ガラス転移温度が215℃であるため、上記の溶融圧着時の加熱温度は、当該ガラス転移温度に対して15℃高く設定した。
また、レジストパターンを形成した後、上記の第1金めっき層を形成しない試料(試料1−7)を準備した。この試料1−7において、上記と同様の条件で溶融圧着して、高分子化合物層をステンレス基板に直接形成した。
<Polymer compound layer forming step>
In the above six types of samples (Sample 1-1 to Sample 1-6), the first gold plating layer (10 on one side, 20 in total) formed on the stainless steel substrate in the circular opening having a diameter of 3 mm of the resist pattern Among them, on a total of 10 gold plating layers on one side, a sheet (thickness 25 μm) having a diameter of 3 mm made of a laminate of a thermoplastic polyimide resin and a polyimide resin as an adhesive layer is placed, and a heater is provided. A plate-type heater was heated to 230 ° C. and melt-bonded under pressure bonding conditions of 2.5 × 10 5 N / m 2 to form a polymer compound layer. In addition, since the thermoplastic polyimide resin used as the adhesive layer has a glass transition temperature of 215 ° C., the heating temperature at the time of the melt-bonding is set higher by 15 ° C. than the glass transition temperature.
Moreover, after forming a resist pattern, the sample (sample 1-7) which does not form said 1st gold plating layer was prepared. In Sample 1-7, the polymer compound layer was directly formed on the stainless steel substrate by melt-bonding under the same conditions as described above.
<第2めっき工程>
シアンめっき液として、下記の組成のシアンめっき液を調製した。
(シアンめっき液の組成)
・金属金 … 6.0g/mL
・コバルト … 0.5g/mL
次に、直径が2mmの円形開口部を5個有するマスク(材質は汎用めっき向けで使用されるシリコン)を準備した。そして、試料1−1〜試料1−6においては、高分子化合物層が形成されずに第1金めっき層(直径3mmの円形)が露出しているレジストパターンの5個の円形開口の中心に、マスクの円形開口部の中心が一致するように、ステンレス基板の両面にマスクを配置した。また、試料1−7においては、高分子化合物層が形成されずにステンレス基板(直径3mmの円形)が露出しているレジストパターンの5個の円形開口の中心に、マスクの円形開口部の中心が一致するように、ステンレス基板の両面にマスクを配置した。そして、これらのマスクを介して、上記のシアンめっき液を使用し、下記の条件で第2金めっき層(厚み0.25μm)を形成した。尚、処理時間は、第2金めっき層の厚みが厚み0.25μmとなるように、下記の範囲で適宜設定した。
(第2金めっきの条件)
・電流密度 : 12A/dm2
・処理時間 : 3〜10秒
その後、マスクを除去し、剥離液としてアルカリ系剥離液(3%水酸化ナトリウム水溶液)を調製し、この剥離液(液温50℃)にステンレス基板を30秒間浸漬し、その後、水洗した。これにより、レジストパターンを剥離除去した。
<Second plating process>
A cyan plating solution having the following composition was prepared as a cyan plating solution.
(Composition of cyan plating solution)
・ Metallic gold: 6.0 g / mL
・ Cobalt: 0.5g / mL
Next, a mask (material is silicon used for general-purpose plating) having five circular openings with a diameter of 2 mm was prepared. In Sample 1-1 to Sample 1-6, the polymer compound layer is not formed, and the first gold plating layer (circle having a diameter of 3 mm) is exposed at the center of the five circular openings of the resist pattern. The masks were placed on both sides of the stainless steel substrate so that the centers of the circular openings of the masks coincided. Further, in Sample 1-7, the center of the circular opening of the mask is formed at the center of the five circular openings of the resist pattern in which the stainless steel substrate (circular with a diameter of 3 mm) is exposed without forming the polymer compound layer. Were placed on both sides of the stainless steel substrate so that the two match. Then, the second gold plating layer (thickness: 0.25 μm) was formed under these conditions using the above cyan plating solution through these masks. The treatment time was appropriately set in the following range so that the thickness of the second gold plating layer was 0.25 μm.
(Conditions for second gold plating)
・ Current density: 12 A / dm 2
・ Processing time: 3 to 10 seconds
Thereafter, the mask was removed, an alkaline stripping solution (3% sodium hydroxide aqueous solution) was prepared as a stripping solution, a stainless steel substrate was immersed in the stripping solution (solution temperature 50 ° C.) for 30 seconds, and then washed with water. Thereby, the resist pattern was peeled and removed.
<剥離工程>
試料1−1〜試料1−6について、剥離液としてアルカリ系剥離液(エボニック デグサ ジャパン(株)製のゴールドストリッパー645)を用い、この剥離液(液温25〜35℃)にステンレス基板を10秒間浸漬し、その後、水洗した。これにより、第2金めっき層および高分子化合物層の存在しない領域の第1金めっき層が剥離され、直径2mmの円形の金めっきパターンと、直径3mmの高分子化合物層をステンレス基板上に形成することができた。
<Peeling process>
For Sample 1-1 to Sample 1-6, an alkaline stripping solution (Gold Stripper 645 manufactured by Evonik Degussa Japan Co., Ltd.) was used as the stripping solution, and a stainless steel substrate was applied to this stripping solution (liquid temperature 25-35 ° C.). It was immersed for 2 seconds and then washed with water. As a result, the second gold plating layer and the first gold plating layer in the region where the polymer compound layer does not exist are peeled off, and a circular gold plating pattern having a diameter of 2 mm and a polymer compound layer having a diameter of 3 mm are formed on the stainless steel substrate. We were able to.
<評 価>
(高分子化合物層の密着性テスト)
高分子化合物層と金めっきパターンを形成したステンレス基板を85℃、85%の高温高湿槽で24時間保持し、常温に戻した後、高分子化合物層における異常(膨れ、剥がれ、クラックのいずれかの発生)の有無を顕微鏡で観察して、下記の表1に示した。
(金めっきパターンの密着性テスト)
高分子化合物層と金めっきパターンを形成したステンレス基板を350℃で5分間保持し、常温に戻した後、金めっきパターンにおける異常(膨れ、クラックのいずれかの発生)の有無を顕微鏡で観察して、下記の表1に示した。尚、この密着性テストでは、350℃保持による高分子化合物層への影響は無視している。
(テープ剥離試験)
粘着テープ(住友スリーエム(株)製 600番)を使用し、高分子化合物層および金めっきパターンに対してテープ剥離試験を行い、高分子化合物層、金めっきパターンの剥離の有無を下記の表1に示した。
(基板侵食)
剥離工程において第1金めっき層を剥離して露出したステンレス基板の表面を顕微鏡で観察し、侵食の有無を評価して結果を下記の表1に示した。
<Evaluation>
(Adhesion test of polymer compound layer)
The stainless steel substrate on which the polymer compound layer and the gold plating pattern are formed is held in a high-temperature and high-humidity tank at 85 ° C. and 85% for 24 hours, and after returning to room temperature, any abnormality (swelling, peeling or cracking in the polymer compound layer) The presence or absence of such occurrence was observed with a microscope and is shown in Table 1 below.
(Gold plating pattern adhesion test)
The stainless steel substrate on which the polymer compound layer and the gold plating pattern are formed is held at 350 ° C. for 5 minutes, and after returning to room temperature, the gold plating pattern is observed for any abnormality (whether blistering or cracking) with a microscope. The results are shown in Table 1 below. In this adhesion test, the influence on the polymer compound layer by holding at 350 ° C. is ignored.
(Tape peeling test)
Using an adhesive tape (No. 600 manufactured by Sumitomo 3M Limited), a tape peeling test was performed on the polymer compound layer and the gold plating pattern, and the presence or absence of peeling of the polymer compound layer and the gold plating pattern was shown in Table 1 below. It was shown to.
(Substrate erosion)
The surface of the stainless steel substrate exposed by peeling the first gold plating layer in the peeling process was observed with a microscope, and the presence or absence of erosion was evaluated. The results are shown in Table 1 below.
表1に示されるように、試料1−1〜試料1−6では、ステンレス基板に高分子化合物層を形成することができ、かつ、形成された高分子化合物層はステンレス基板に対して優れた密着性を示した。また、試料1−1〜試料1−6では、ステンレス基板に1μm以下の薄膜の部分金めっきパターンを直接形成することができ、かつ、形成された金めっきパターンはステンレス基板に対して優れた密着性を示し、ステンレス基板の侵食もないことが確認された。しかし、試料1−5、試料1−6では、剥離工程における第1金めっき層の剥離に要する時間が、試料1−1〜試料1−4に比べて、大幅に長く、例えば、試料1−4に比べて、試料1−5では2倍、試料1−6では3倍の剥離時間を要した。 As shown in Table 1, in Sample 1-1 to Sample 1-6, the polymer compound layer can be formed on the stainless steel substrate, and the formed polymer compound layer is superior to the stainless steel substrate. Adhesion was shown. In Sample 1-1 to Sample 1-6, a partial gold plating pattern of a thin film of 1 μm or less can be directly formed on a stainless steel substrate, and the formed gold plating pattern has excellent adhesion to the stainless steel substrate. It was confirmed that there was no erosion of the stainless steel substrate. However, in Sample 1-5 and Sample 1-6, the time required for stripping the first gold plating layer in the stripping step is significantly longer than that of Sample 1-1 to Sample 1-4. Compared to 4, it took 2 times longer for sample 1-5 and 3 times longer for sample 1-6.
[実施例2]
実施例1同様に、ステンレス基板を準備した。
<第1めっき工程>
実施例1と同様に、ステンレス基板に前処理を施した後、水洗し、直後にレジストパターンを形成し、その直後に、実施例1と同じ塩酸めっき液Aを使用し、実施例1と同じめっき条件で第1金めっき層をステンレス基板の露出面に形成した。この第1金めっき層の形成では、めっき処理時間を調節することにより、下記の表2に示すように6種(試料2−1〜試料2−6)の厚みで第1金めっき層を形成した。
[Example 2]
A stainless steel substrate was prepared in the same manner as in Example 1.
<First plating process>
As in Example 1, the stainless steel substrate was pretreated, washed with water, and immediately after that, a resist pattern was formed. Immediately thereafter, the same hydrochloric acid plating solution A as in Example 1 was used, and the same as in Example 1. A first gold plating layer was formed on the exposed surface of the stainless steel substrate under plating conditions. In the formation of the first gold plating layer, the first gold plating layer is formed with a thickness of six types (sample 2-1 to sample 2-6) as shown in Table 2 below by adjusting the plating treatment time. did.
<高分子化合物層形成工程>
上記の6種の試料(試料2−1〜試料2−6)において、レジストパターンの直径3mmの円形開口内のステンレス基板上に形成された第1金めっき層(片面10個、計20個)のうち、片面5個、計10個の金めっき層上に、接着層としての熱可塑性ポリイミド樹脂とポリイミド樹脂の積層からなる直径3mmのシート(厚み25μm)を載置し、熱ヒータを具備するプレート型ヒータを230℃に加熱し、2.5×105N/m2の圧着条件で溶融圧着して、高分子化合物層を形成した。尚、使用した接着層としての熱可塑性ポリイミド樹脂は、ガラス転移温度が215℃であるため、上記の溶融圧着時の加熱温度は、当該ガラス転移温度に対して15℃高く設定した。
また、レジストパターンを形成した後、上記の第1金めっき層を形成しない試料(試料2−7)を準備した。この試料2−7において、上記と同様の条件で溶融圧着して、高分子化合物層をステンレス基板に直接形成した。
<Polymer compound layer forming step>
In the above six types of samples (Sample 2-1 to Sample 2-6), the first gold plating layer formed on the stainless steel substrate in the circular opening having a diameter of 3 mm of the resist pattern (10 on one side, 20 in total) Among them, on a total of 10 gold plating layers on one side, a sheet (thickness 25 μm) having a diameter of 3 mm made of a laminate of a thermoplastic polyimide resin and a polyimide resin as an adhesive layer is placed, and a heater is provided. A plate-type heater was heated to 230 ° C. and melt-bonded under pressure bonding conditions of 2.5 × 10 5 N / m 2 to form a polymer compound layer. In addition, since the thermoplastic polyimide resin used as the adhesive layer has a glass transition temperature of 215 ° C., the heating temperature at the time of the melt-bonding is set higher by 15 ° C. than the glass transition temperature.
Moreover, after forming a resist pattern, the sample (sample 2-7) which does not form said 1st gold plating layer was prepared. In Sample 2-7, the polymer compound layer was directly formed on the stainless steel substrate by melt-compression bonding under the same conditions as described above.
<第2めっき工程>
塩酸めっき液として、下記の組成の塩酸めっき液Bを調製した。
(塩酸めっき液Bの組成)
・金属金 … 4.0g/mL
・塩酸 … 60g/mL
・コバルト … 0.1g/mL
尚、第1めっき工程におけるめっき処理前の、上記のレジストパターンを形成した状態のステンレス基板を、この塩酸めっき液Bに10秒間浸漬し、水洗した後、走査電子顕微鏡で観察した結果、ステンレス基板の表面への微小孔蝕の発生程度は単位面積(mm2)当り5個を超える(10〜15個)ことを確認した。
<Second plating process>
As a hydrochloric acid plating solution, a hydrochloric acid plating solution B having the following composition was prepared.
(Composition of hydrochloric acid plating solution B)
・ Metallic gold: 4.0 g / mL
・ Hydrochloric acid: 60 g / mL
・ Cobalt: 0.1 g / mL
As a result of observing with a scanning electron microscope, the stainless steel substrate in which the above resist pattern was formed before the plating treatment in the first plating process was immersed in the hydrochloric acid plating solution B for 10 seconds, washed with water, It was confirmed that the degree of occurrence of micropitting on the surface of the surface exceeded 5 (10 to 15) per unit area (mm 2 ).
次に、直径が2mmの円形開口部を有するマスク(材質は汎用めっき向けで使用されるシリコン)を準備した。そして、試料2−1〜試料2−6においては、高分子化合物層が形成されずに第1金めっき層(直径3mmの円形)が露出しているレジストパターンの5個の円形開口の中心に、マスクの円形開口部の中心が一致するように、ステンレス基板の両面にマスクを配置した。また、試料2−7においては、高分子化合物層が形成されずにステンレス基板(直径3mmの円形)が露出しているレジストパターンの5個の円形開口の中心に、マスクの円形開口部の中心が一致するように、ステンレス基板の両面にマスクを配置した。そして、これらのマスクを介して、上記の塩酸めっき液Bを使用し、下記の条件で第2金めっき層(厚み0.25μm)を形成した。尚、処理時間は、第2金めっき層の厚みが厚み0.25μmとなるように、下記の範囲で適宜設定した。
(第2金めっきの条件)
・電流密度 : 3A/dm2
・処理時間 : 50〜60秒
その後、マスクを除去し、実施例1と同様にして、レジストパターンを剥離除去した。
Next, a mask having a circular opening with a diameter of 2 mm (the material is silicon used for general-purpose plating) was prepared. In Samples 2-1 to 2-6, the polymer compound layer is not formed, and the first gold plating layer (circular with a diameter of 3 mm) is exposed at the center of the five circular openings of the resist pattern. The masks were placed on both sides of the stainless steel substrate so that the centers of the circular openings of the masks coincided. Further, in sample 2-7, the center of the circular opening of the mask is formed at the center of the five circular openings of the resist pattern in which the stainless steel substrate (circular with a diameter of 3 mm) is exposed without forming the polymer compound layer. Were placed on both sides of the stainless steel substrate so that the two match. And using said hydrochloric acid plating liquid B through these masks, the 2nd gold plating layer (thickness 0.25 micrometer) was formed on condition of the following. The treatment time was appropriately set in the following range so that the thickness of the second gold plating layer was 0.25 μm.
(Conditions for second gold plating)
・ Current density: 3A / dm 2
・ Processing time: 50-60 seconds
Thereafter, the mask was removed, and the resist pattern was peeled and removed in the same manner as in Example 1.
<剥離工程>
試料2−1〜試料2−6について、実施例1と同様にして、露出している第1金めっき層を剥離した。これにより、第2金めっき層および高分子化合物層の存在しない領域の第1金めっき層が剥離され、直径2mmの円形の金めっきパターンと、直径3mmの高分子化合物層をステンレス基板上に形成することができた。
<Peeling process>
For Sample 2-1 to Sample 2-6, the exposed first gold plating layer was peeled off in the same manner as in Example 1. As a result, the second gold plating layer and the first gold plating layer in the region where the polymer compound layer does not exist are peeled off, and a circular gold plating pattern having a diameter of 2 mm and a polymer compound layer having a diameter of 3 mm are formed on the stainless steel substrate. We were able to.
<評 価>
実施例1と同様にして、密着性テスト、テープ剥離試験および基板侵食の評価を行い、結果を下記の表2に示した。
<Evaluation>
In the same manner as in Example 1, the adhesion test, the tape peeling test and the substrate erosion were evaluated, and the results are shown in Table 2 below.
表2に示されるように、第2めっき工程で塩酸めっき液を使用する場合、第1めっき工程で形成する第1金めっき層の厚みは0.015μm以上であることが好ましい。また、第1金めっき層の厚みが0.015μm以上である試料2−2〜試料2−6では、ステンレス基板の侵食を生じることなく1μm以下の薄膜の金めっきパターンをステンレス基板に直接形成することができ、かつ、形成された金めっきパターンはステンレス基板に対して優れた密着性を示し、かつ、ステンレス基板の侵食もないことが確認された。また、これらの試料2−2〜試料2−6では、ステンレス基板に高分子化合物層を形成することができ、かつ、形成された高分子化合物層はステンレス基板に対して優れた密着性を示した。しかし、試料2−5、試料2−6では、剥離工程における第1金めっき層の剥離に要する時間が、試料2−1〜試料2−4に比べて、大幅に長く、例えば、試料2−4に比べて、試料2−5では2倍、試料2−6では3倍の剥離時間を要した。 As shown in Table 2, when the hydrochloric acid plating solution is used in the second plating step, the thickness of the first gold plating layer formed in the first plating step is preferably 0.015 μm or more. Further, in Sample 2-2 to Sample 2-6 in which the thickness of the first gold plating layer is 0.015 μm or more, a thin gold plating pattern of 1 μm or less is directly formed on the stainless steel substrate without causing corrosion of the stainless steel substrate. It was confirmed that the formed gold plating pattern showed excellent adhesion to the stainless steel substrate and there was no erosion of the stainless steel substrate. In Samples 2-2 to 2-6, the polymer compound layer can be formed on the stainless steel substrate, and the formed polymer compound layer exhibits excellent adhesion to the stainless steel substrate. It was. However, in Sample 2-5 and Sample 2-6, the time required for stripping the first gold plating layer in the stripping step is significantly longer than Sample 2-1 to Sample 2-4. Compared to 4, it took 2 times longer for sample 2-5 and 3 times longer for sample 2-6.
[実施例3]
ステンレス基板として、厚み0.15mmのSUS316L材(150mm×150mm)を使用した他は、実施例1と同様にして、試料1−1〜試料1−7に対応した試料3−1〜試料3−7を作製した。
作製した7種の試料(試料3−1〜試料3−7)について、実施例1と同様にして、密着性テスト、テープ剥離試験および基板侵食の評価を行ったところ、試料3−1〜試料3−6については、実施例1と同様の結果(密着性テストにおける異常なし、テープ剥離試験における剥離なし、ステンレス基板の侵食なし)が得られた。また、試料3−5、試料3−6では、剥離工程における第1金めっき層の剥離に要する時間が、試料3−1〜試料3−4に比べて、大幅に長いことが確認された。
[Example 3]
Samples 3-1 to 3-corresponding to Sample 1-1 to Sample 1-7 in the same manner as in Example 1 except that a SUS316L material (150 mm × 150 mm) having a thickness of 0.15 mm was used as the stainless steel substrate. 7 was produced.
About the produced seven types of samples (Sample 3-1 to Sample 3-7), the adhesion test, the tape peeling test, and the evaluation of the substrate erosion were performed in the same manner as in Example 1. Sample 3-1 to Sample For 3-6, the same results as in Example 1 (no abnormality in the adhesion test, no peeling in the tape peeling test, no erosion of the stainless steel substrate) were obtained. In Samples 3-5 and 3-6, it was confirmed that the time required for peeling the first gold plating layer in the peeling step was significantly longer than that of Samples 3-1 to 3-4.
[実施例4]
ステンレス基板として、厚み0.15mmのSUS316L材(150mm×150mm)を使用した他は、実施例2と同様にして、試料2−1〜試料2−7に対応した試料4−1〜試料4−7を作製した。
作製した7種の試料(試料4−1〜試料4−7)について、実施例1と同様にして、密着性テスト、テープ剥離試験および基板侵食の評価を行ったところ、実施例2と同様の結果(第1金めっき層の厚みが0.015μm以上である試料4−2〜試料4−6では、密着性テストにおける異常なし、テープ剥離試験における剥離なし、ステンレス基板の侵食なし)が得られた。また、試料4−5、試料4−6では、剥離工程における第1金めっき層の剥離に要する時間が、試料4−1〜試料4−4に比べて、大幅に長いことが確認された。
[Example 4]
Sample 4-1 to Sample 4 corresponding to Sample 2-1 to Sample 2-7 were performed in the same manner as in Example 2 except that a SUS316L material (150 mm × 150 mm) having a thickness of 0.15 mm was used as the stainless steel substrate. 7 was produced.
About the produced seven types of samples (Sample 4-1 to Sample 4-7), the adhesion test, the tape peeling test, and the evaluation of substrate erosion were performed in the same manner as in Example 1. The results (Sample 4-2 to Sample 4-6, in which the thickness of the first gold plating layer is 0.015 μm or more, obtained no abnormality in the adhesion test, no peeling in the tape peeling test, and no corrosion of the stainless steel substrate) were obtained. It was. In Sample 4-5 and Sample 4-6, it was confirmed that the time required for peeling the first gold plating layer in the peeling step was significantly longer than that of Sample 4-1 to Sample 4-4.
[実施例5]
ステンレス基板として、厚み0.15mmのSUS304材およびSUS304L材(150mm×150mm)を使用した他は、実施例1と同様にして、試料1−1〜試料1−7に対応した試料5−1〜試料5−7(SUS304材使用)、および、試料5−1′〜試料5−7′(SUS304L材使用)を作製した。
作製した14種の試料(試料5−1〜試料5−7、試料5−1′〜試料5−7′)について、実施例1と同様にして、密着性テスト、テープ剥離試験および基板侵食の評価を行ったところ、試料5−1〜試料5−6、試料5−1′〜試料5−6′については、実施例1の試料1−1〜1−6と同様の結果(密着性テストにおける異常なし、テープ剥離試験における剥離なし、ステンレス基板の侵食なし)が得られた。また、試料5−5、試料5−6および試料5−5′、試料5−6′では、剥離工程における第1金めっき層の剥離に要する時間が、試料5−1〜試料5−4、試料5−1′〜試料5−4′に比べて、大幅に長いことが確認された。
[Example 5]
Samples 5-1 to 5-1 corresponding to Sample 1-1 to Sample 1-7 are the same as Example 1 except that SUS304 material and SUS304L material (150 mm × 150 mm) having a thickness of 0.15 mm are used as the stainless steel substrate. Sample 5-7 (using SUS304 material) and Sample 5-1 ′ to Sample 5-7 ′ (using SUS304L material) were prepared.
For the 14 samples prepared (Sample 5-1 to Sample 5-7, Sample 5-1 'to Sample 5-7'), in the same manner as in Example 1, the adhesion test, the tape peeling test, and the substrate erosion were performed. As a result of the evaluation, Sample 5-1 to Sample 5-6 and Sample 5-1 ′ to Sample 5-6 ′ were the same as in Sample 1-1 to 1-6 of Example 1 (adhesion test). In the tape peeling test and no corrosion of the stainless steel substrate). In Sample 5-5, Sample 5-6, Sample 5-5 ', and Sample 5-6', the time required for stripping the first gold plating layer in the stripping step is Sample 5-1 to Sample 5-4. It was confirmed that it was significantly longer than Samples 5-1 ′ to 5-4 ′.
[実施例6]
ステンレス基板として、厚み0.15mmのSUS304材およびSUS304L材(150mm×150mm))を使用した他は、実施例2と同様にして、試料2−1〜試料2−7に対応した試料6−1〜試料6−7、および、試料6−1′〜試料6−7′(SUS304L材使用)を作製した。
作製した14種の試料(試料6−1〜試料6−7、および、試料6−1′〜試料6−7′)について、実施例1と同様にして、密着性テスト、テープ剥離試験および基板侵食の評価を行ったところ、実施例2と同様の結果(第1金めっき層の厚みが0.015μm以上である試料6−2〜試料6−6、および、試料6−2′〜試料6−6′では、密着性テストにおける異常なし、テープ剥離試験における剥離なし、ステンレス基板の侵食なし)が得られた。また、試料6−5、試料6−6および試料6−5′、試料6−6′では、剥離工程における第1金めっき層の剥離に要する時間が、試料6−1〜試料6−4、試料6−1′〜試料6−4′に比べて、大幅に長いことが確認された。
[Example 6]
Sample 6-1 corresponding to Sample 2-1 to Sample 2-7 was performed in the same manner as in Example 2 except that SUS304 material and SUS304L material (150 mm × 150 mm) having a thickness of 0.15 mm were used as the stainless steel substrate. Sample 6-7 and Sample 6-1 ′ to Sample 6-7 ′ (using SUS304L material) were prepared.
About the produced 14 types of samples (Sample 6-1 to Sample 6-7 and Sample 6-1 ′ to Sample 6-7 ′), in the same manner as in Example 1, the adhesion test, the tape peeling test, and the substrate When the erosion was evaluated, the same results as in Example 2 (Sample 6-2 to Sample 6-6 and Sample 6-2 ′ to Sample 6 in which the thickness of the first gold plating layer was 0.015 μm or more) No. 6 ′ showed no abnormality in the adhesion test, no peeling in the tape peeling test, and no corrosion of the stainless steel substrate. In Sample 6-5, Sample 6-6, Sample 6-5 ′, and Sample 6-6 ′, the time required for stripping the first gold plating layer in the stripping step is Sample 6-1 to Sample 6-4. It was confirmed that it was significantly longer than Samples 6-1 ′ to 6-4 ′.
ステンレス鋼に金めっきパターンの形成を必要とする種々の製造分野に利用することができる。 It can be utilized in various manufacturing fields that require the formation of a gold plating pattern on stainless steel.
1,21…ステンレス基板
1a,1b,21a,21b…主平面
2…貫通孔
12…凹部
10,30…金めっきパターン
11,31…第1金めっき層
12,32…第2金めっき層
15,35…高分子化合物層
16,16′,37…マスク
17,17′,38…開口部
19,19′…マスク
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