JP2019044234A - Production method of metallic film formed product - Google Patents

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Abstract

To provide a production method of a metallic film formed product executable inexpensively in comparison with a conventional laser plating method, and excellent in adhesion between a substrate and the metallic film; and to provide the metallic film formed product.SOLUTION: There is provided a production method of a metallic film formed product, having a pretreatment step (S1) for processing the surface of a substrate in a wet system, and drying it, a fluid dispersion coating step (S2) for obtaining a coating film by coating fluid dispersion containing metallic fine particles partially on the surface of the substrate after the pretreatment step, and a laser sintering step (S3) for forming a sintered film of the metallic fine particles partially on the surface of the substrate by irradiating a laser beam to the coating film.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、金属皮膜形成品及び金属皮膜形成品の製造方法に関する。   The present invention relates to a metal film-formed article and a method of manufacturing a metal film-formed article.

本発明に関係する従来技術として、金属基板へ高い密着性を有するレーザ焼結膜の形成方法を開示する特許文献1がある。この方法は、不働態化被膜を有する母材金属の表面に、金や銀等の貴金属めっきを行う金属皮膜形成方法であり、母材金属の表面にレーザ光を照射して母材金属に形成されている不働態化被膜の分解除去を行う表面活性化工程を有し、その後貴金属ナノ粒子を溶媒に分散させた貴金属ナノ粒子分散液を塗布し乾燥してから、貴金属ナノ粒子塗布膜にレーザ光を照射して貴金属ナノ粒子を焼結する金属皮膜形成方法である。   As a prior art related to the present invention, there is Patent Document 1 which discloses a method of forming a laser-sintered film having high adhesion to a metal substrate. This method is a metal film forming method in which noble metal plating such as gold or silver is plated on the surface of a base metal having a passivation film, and the surface of the base metal is irradiated with laser light to form the base metal. Is applied to a noble metal nanoparticle dispersion liquid in which a noble metal nanoparticle is dispersed in a solvent and then dried, and then a laser is applied to the noble metal nanoparticle coating film. It is a metal film formation method of irradiating light and sintering precious metal nanoparticles.

また、特許文献1では、表面活性化工程の前に、母材金属の表面に撥液剤をコーティングし、撥液剤も同時に分解除去することで、貴金属ナノ粒子分散液の塗布領域を限定する金属皮膜形成方法である。表面活性化工程には、波長532nmのパルスグリーンレーザを用い、また金属ナノ粒子の焼結には波長915nmの定常波の半導体レーザを用いる。   Further, in Patent Document 1, a metal film is coated with a liquid repellent agent on the surface of the base metal before the surface activation step, and the liquid repellent agent is also decomposed and removed simultaneously, thereby limiting the application region of the noble metal nanoparticle dispersion. It is a formation method. A pulsed green laser with a wavelength of 532 nm is used for the surface activation step, and a semiconductor laser with a standing wave with a wavelength of 915 nm is used for sintering the metal nanoparticles.

特許第5760060号Patent No. 5760060

上記特許文献1は完全なドライプロセスであり、焼結膜の密着性を得るには有効な方法ではあるが、表面活性化用のグリーンレーザと金属ナノ粒子焼結用半導体レーザの2台の仕様の異なるレーザ照射装置を必要とするために、装置の低コスト化の観点で改善の余地がある。   The above-mentioned Patent Document 1 is a complete dry process, which is an effective method for obtaining adhesion of a sintered film, but it has two specifications of a green laser for surface activation and a semiconductor laser for metal nanoparticle sintering. Since different laser irradiation devices are required, there is room for improvement in terms of cost reduction of the devices.

また、表面活性化工程には、ブラスト処理等の機械的研磨方法があるが、このブラスト工程と金属ナノ粒子レーザ焼結膜形成法を組み合わせてドライプロセスを構築するには、ブラスト研磨粉の飛散の問題や、また外注などの別工程でブラスト処理をした場合、高価となる問題がある。   In addition, there are mechanical polishing methods such as blasting in the surface activation step, but in order to construct a dry process by combining this blasting step and the metal nanoparticle laser sintering film forming method, scattering of blast abrasive powder There is a problem that it becomes expensive when blasting is performed in another process such as a problem or outsourcing.

本発明は、上記事情に鑑み、従来のレーザめっき法と比較して、安価に実施でき、かつ基材と金属皮膜との密着性に優れた金属皮膜形成品の製造方法及び金属皮膜形成品を提供するものである。   In view of the above circumstances, the present invention can provide a method for producing a metal film-formed product and a metal film-formed product, which can be implemented inexpensively as compared with the conventional laser plating method and have excellent adhesion between a substrate and a metal film. It is provided.

本発明は、上記課題を解決するため、基材の表面を湿式で処理し、乾燥する前処理工程と、前処理工程後の基材の表面に金属微粒子を含む分散液を部分的に塗布して塗布膜を得る分散液塗布工程と、塗布膜にレーザ光を照射して基材の表面に金属微粒子の焼結膜を部分的に形成するレーザ焼結工程とを有することを特徴とする金属皮膜形成品の製造方法を提供する。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention partially treats the surface of the substrate with a wet treatment and dries it, and partially applies a dispersion containing metal fine particles on the surface of the substrate after the pretreatment step. And forming a sintered film of metal fine particles on the surface of the substrate by irradiating a laser beam to the coated film to form a coated film. Provided is a method of producing a molded article.

また、本発明は、基材と、基材の表面に形成された金属皮膜とを有し、基材は不働態化被膜を形成する金属からなり、金属皮膜は、金、銀、銅、スズ又はニッケルからなり、金属皮膜が溶融凝固組織を有することを特徴とする金属皮膜形成品を提供する。   Further, the present invention has a substrate and a metal film formed on the surface of the substrate, the substrate is made of a metal forming a passivation film, and the metal film is made of gold, silver, copper, tin Alternatively, the present invention provides a metal film-formed article comprising nickel, wherein the metal film has a melt-solidified structure.

本発明のより具体的な構成は、特許請求の範囲に記載される。   More specific configurations of the present invention are described in the claims.

本発明によれば、従来のレーザめっき法と比較して、安価に実施でき、かつ基材と金属皮膜との密着性に優れた金属皮膜形成品の製造方法及び金属皮膜形成品を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a method for producing a metal film-formed product and a metal film-formed product, which can be implemented inexpensively and have excellent adhesion between a substrate and a metal film, as compared with the conventional laser plating method. Can.

上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。   Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the description of the embodiments below.

従来の湿式めっき法による金属皮膜形成品の製造方法の一例を示すフロー図Flow chart showing an example of a method for producing a metal film-formed article by a conventional wet plating method 本発明のレーザめっき法による金属皮膜形成品の製造方法の一例を示すフロー図Flow chart showing an example of a method for producing a metal film-formed article by the laser plating method of the present invention 64チタン合金基板の化学研磨工程前のXPS分析の結果を示すグラフGraph showing the results of XPS analysis before chemical polishing process of 64 titanium alloy substrate 64チタン合金基板の化学研磨工程、水洗及び乾燥(大気中)工程を経た後のXPS分析の結果を示すグラフGraph showing the results of XPS analysis after chemical polishing, washing with water and drying (in air) steps of 64 titanium alloy substrate 金ナノ粒子の光の透過、吸収及び反射スペクトルを示すグラフGraph showing light transmission, absorption and reflection spectra of gold nanoparticles 本発明の金属被膜形成品の製造方法を実施するための装置の一例を示す模式図The schematic diagram which shows an example of the apparatus for enforcing the manufacturing method of the metal film formation goods of this invention 本発明の金属被膜形成品の製造方法を実施するための装置の他の例を示す模式図The schematic diagram which shows the other example of the apparatus for enforcing the manufacturing method of the metal film formation goods of this invention 実施例2の64チタン基板上に形成した銀ナノ粒子レーザ焼結膜断面のSIM像SIM image of silver nanoparticle laser sintered film cross section formed on 64 titanium substrate of Example 2

本発明者は、上述した背景から、レーザめっきの前処理として、乾式のレーザ処理やブラスト処理を用いるのではなく、湿式の金属めっきの前処理工程を用いることを検討した。すなわち、湿式の金属めっきにおける、脱脂、酸洗及び活性化前処理等の一部又は全部を含む前処理工程と、金属ナノ粒子レーザ焼結法(HLP)による金属基板への金属ナノ粒子レーザ焼結膜形成プロセスを融合した金属基材への金属ナノ粒子レーザ焼結膜の形成方法を検討した。「HLP」(High speed Laser Plating:高速レーザめっき)は、株式会社M&M研究所の登録商標である。   From the background described above, the present inventor examined using a wet metal plating pretreatment step as a pretreatment for laser plating, instead of using a dry laser treatment or a blast treatment. That is, a pretreatment step including part or all of degreasing, pickling and activation pretreatment in wet metal plating, and metal nanoparticle laser firing on metal substrate by metal nanoparticle laser sintering method (HLP) A method of forming metal nanoparticle laser sintered film on metal substrate fused with conjunctiva formation process was discussed. “HLP” (High speed Laser Plating) is a registered trademark of M & M Research Institute, Inc.

ここで、湿式めっき法の前処理とレーザめっき法のレーザ焼結を合わせる場合に生じ得る問題点について記述する。64チタン(6mass%Al−4mass%V−Ti合金)等のチタン合金の表面に湿式電気めっき法等で部分めっきする場合、チタン合金表面には非常に安定な不働態化被膜であるチタンの酸化被膜(酸化チタン/TiO)が形成されているので、この不働態化被膜を除去する必要がある。このTiO被膜の厚さは、自然酸化被膜では数nm、また圧延加工などにより製造され加熱を受けたチタン材料では数10nm程度である。通常純チタンや、チタン合金基板では、弗酸(HF)水溶液で酸洗いして不働態化被膜を除去してから、電気ニッケルめっきや電気銅めっきを行うが、この方法では十分なめっき密着性が得られない。これは、チタン特有の性質として不働態化被膜の瞬間的な自己修復作用のためである。即ち、酸洗いによる酸化被膜除去後の水洗工程において、水に含まれる溶存酸素により、瞬間的にチタンの酸化被膜が形成されるためである。特に、チタン、チタン合金、コバール、マグネシウム合金及びステンレスでの自己修復作用は瞬間的である。 Here, the problems that may occur when combining the pretreatment of the wet plating method and the laser sintering of the laser plating method will be described. When partially plating the surface of a titanium alloy such as 64 titanium (6 mass% Al-4 mass% V-Ti alloy) by wet electroplating, etc., oxidation of titanium, which is a highly stable passivation film on the surface of the titanium alloy Since the film (titanium oxide / TiO 2 ) is formed, it is necessary to remove this passivation film. The thickness of the TiO 2 film is about several nm for a natural oxide film, and about several tens of nm for a titanium material that has been manufactured by rolling or the like and has been heated. Normally, for pure titanium and titanium alloy substrates, the passivation film is removed by pickling with an aqueous solution of hydrofluoric acid (HF), and then electro nickel plating or electro copper plating is performed, but with this method sufficient plating adhesion Can not be obtained. This is due to the instantaneous self-healing action of the passivation film as a property of titanium. That is, in the water-washing process after oxide film removal by pickling, the oxide film of titanium is instantaneously formed by dissolved oxygen contained in water. In particular, the self-repairing action of titanium, titanium alloy, kovar, magnesium alloy and stainless steel is instantaneous.

このことから、通常の工程で高密着性の電気めっき被膜をチタン表面に形成することは非常に困難であり、別の方法としてチタンやチタン合金の表面をアルミナ粉末や石英粉末などの研磨剤による、ブラスト処理(微粒子粉体吹付研磨処理)を行い電気めっきする方法(参考文献1)が一般的に用いられるようになっている。   From this, it is very difficult to form a highly adhesive electroplating film on a titanium surface in a normal process, and as another method, the surface of titanium or a titanium alloy is polished by an abrasive such as alumina powder or quartz powder. The method (reference 1) which carries out a blast process (fine particle powder spray polishing process) and performs electroplating (general reference 1) comes to be used generally.

参考文献1:福井工業大学研究紀要 第29号 1999
この方法では、表面粗化によるアンカー効果で密着性を得る方法であるが、特殊なブラスト処理加工をめっき前に行わなければならず、ブラスト処理を外注するなど工程が増えるほか、高価となる欠点がある。またチタンへのめっき前処理法には下記の参考特許文献2がある。
Reference 1: Research bulletin of Fukui Institute of Technology No. 29 1999
In this method, adhesion is achieved by the anchor effect due to surface roughening, but a special blasting process must be performed before plating, and the process of outsourcing the blasting process is increased and the cost increases. There is. Further, there is the following reference patent document 2 as a method for pre-plating titanium.

参考文献2:特開平10−265974号公報
この方法は硫酸とヨウ素源としてのHI又はIを含むエッチング液による、チタン又はチタン合金へのめっき前処理用エッチング液に関するものである。ブラスト処理に替わる微細な凹凸が得られるので、ブラスト代替法として有用であると説明されている。しかしながら、これらのチタンへのこれらチタン合金表面に微細な凹凸を形成する方法は、アンカー効果により密着性を確保する方法のために、金属ナノ粒子レーザ焼結法における相互拡散結合と比較して密着性は低く、温度サイクル試験や熱衝撃試験において剥離や膨れが発生するために、実用上の高い信頼性が得られない。
Reference 2: Japanese This method No. Hei 10-265974 relates to HI or by the etchant containing I 2, plating pretreatment etching solution to the titanium or titanium alloy as sulfuric acid and iodine source. It is described as useful as a blasting alternative, as it provides fine asperities that replace blasting. However, the method of forming fine asperities on these titanium alloy surfaces on these titanium is in close contact with the interdiffusion bond in metal nanoparticle laser sintering method because of the method of securing the adhesion by the anchor effect. The properties are low, and peeling and swelling occur in temperature cycle tests and thermal shock tests, so that high reliability in practical use can not be obtained.

そこで、本発明者は、鋭意検討の結果、湿式めっきの前処理工程で生じる不働態化被膜の自己修復作用の課題を克服し、レーザめっきにつなげることができる金属皮膜形成品の製造方法を見出した。以下に本発明の金属皮膜形成品の製造方法について、従来の湿式めっき工程と比較しながら詳述する。   Therefore, as a result of intensive investigations, the inventor found a method for producing a metal film-formed product that can overcome the problem of the self-repairing action of the passivation film generated in the pretreatment step of wet plating and can lead to laser plating. The Hereinafter, the method for producing a metal film-formed article of the present invention will be described in detail in comparison with a conventional wet plating process.

図1は従来の湿式めっき法による金属皮膜形成品の製造方法の一例を示すフロー図であり、図2は本発明のレーザめっき法による金属皮膜形成品の製造方法の一例を示すフロー図である。図1に示すように、従来の湿式めっき法による金属皮膜の製造方法では、前処理の5工程、めっき処理の4工程及び後処理の4工程の合計13工程を含む。図2に示す本発明のレーザめっき法による金属皮膜の製造方法は、前処理の6工程及びレーザ焼結処理の3工程の合計9工程となる。本発明では、めっきを乾式のレーザ焼結によって行うことから、湿式の前処理の後に基材を乾燥する必要がある。このため、前処理に乾燥工程(6)が入ることになり、前処理工程は図1の従来の湿式めっきよりも1つ多くなるものの、全体の工程数は本発明の方が大幅に低減できることがわかる。図1と図2との比較から、湿式めっき法は工程が長いために設備費が高価となるほか、廃液や洗浄排水の処理設備が必要になる。   FIG. 1 is a flow chart showing an example of a method of producing a metal film-formed article by a conventional wet plating method, and FIG. 2 is a flow chart showing an example of a method of producing a metal film-formed article by a laser plating method of the present invention. . As shown in FIG. 1, the conventional method for producing a metal film by a wet plating method includes a total of 13 steps of 5 steps of pre-treatment, 4 steps of plating treatment and 4 steps of post-treatment. The method of producing a metal film by the laser plating method of the present invention shown in FIG. 2 is a total of nine steps of six steps of pretreatment and three steps of laser sintering treatment. In the present invention, since the plating is performed by dry laser sintering, it is necessary to dry the substrate after wet pretreatment. Therefore, although the drying step (6) is included in the pretreatment and the pretreatment step is one more than the conventional wet plating of FIG. 1, the total number of steps can be significantly reduced according to the present invention. I understand. From the comparison between FIG. 1 and FIG. 2, the wet plating method is expensive in equipment cost due to the long process, and the equipment for treatment of waste liquid and washing drainage is required.

本発明は、従来の湿式めっき法における前処理工程をそのまま利用し、その次工程として金属ナノ粒子レーザ焼結プロセスを連結するものである。このことにより、湿式めっき工程および、湿式めっきにおける洗浄、乾燥などの後処理工程を省略でき、大幅な工程の削減と低コスト化を図るものである。図2は、湿式の電気めっきの前処理工程に、前処理としての乾燥工程(6)と金属ナノ粒子レーザ焼結プロセス(7)〜(9)を連結した例を示している。   The present invention utilizes the pretreatment process in the conventional wet plating method as it is, and connects the metal nanoparticle laser sintering process as the next process. As a result, the wet plating process and the post-treatment processes such as washing and drying in the wet plating can be omitted, and significant reduction of the process cost and cost reduction can be achieved. FIG. 2 shows an example in which a drying step (6) as pretreatment and a metal nanoparticle laser sintering process (7) to (9) are connected to the wet electroplating pretreatment step.

次に、本発明の金属皮膜形成品の製造方法について詳述する。本発明の金属皮膜形成品の製造方法は、基材の表面を、酸化剤(強制酸化剤)を含む化学研磨液を用いて化学研磨する化学研磨工程(酸洗(S1))と、化学研磨した基材の表面に金属微粒子を含む分散液を塗布して塗布膜を得る分散液塗布工程(S2)と、塗布膜にレーザ光を照射して金属微粒子の焼結膜を得るレーザ焼結工程(S3)を必須の工程として含む。   Next, the method for producing the metal film-formed article of the present invention will be described in detail. The method for producing a metal film-formed article of the present invention comprises a chemical polishing step (acid washing (S1)) of chemically polishing the surface of a substrate using a chemical polishing solution containing an oxidizing agent (forced oxidizing agent), and chemical polishing The dispersion liquid application process (S2) which applies the dispersion liquid containing metal particulates on the surface of the base material to obtain a coating film, and the laser sintering process which irradiates a laser beam to the coating film to obtain a sintered film of metal microparticles ( S3) is included as an essential step.

金属皮膜を形成する基材としては、特に限定は無いが、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、ステンレス鋼、コバール、ハステロイ、銅、銅合金及びニッケルめっき金属からなる基材が挙げられる。本発明は、特に自然環境において強固な不働態化酸化被膜を形成し、湿式の電気めっきでは高密着性のめっき被膜の形成が困難な金属材料(難めっき材料)に対して有効である。金属ナノ粒子レーザ焼結法では、レーザエネルギーにより基材と金属ナノ粒子界面が加熱されるので、基材上に薄い不働態化被膜があったとしても、その欠陥部から金属原子が相互拡散され、高密着強度のレーザ焼結膜が得られる特徴を持っている。自然環境において強固な不働態化被膜を生ずる金属としては、チタン、チタン合金、ステンレス鋼、マグネシウム合金、アルミニウム、アルミニウム合金、コバール、ハステロイなどが知られている。レーザ焼結工程については、追って詳述する。   The substrate for forming the metal film is not particularly limited, but includes, for example, a substrate comprising aluminum, aluminum alloy, magnesium, magnesium alloy, stainless steel, kovar, hastelloy, copper, copper alloy and nickel plated metal. . The present invention is particularly effective for metal materials (difficulty plating materials) which form a strong passivation oxide film in a natural environment and in which it is difficult to form a highly adhesive plated film by wet electroplating. In the metal nanoparticle laser sintering method, the laser energy heats the interface between the substrate and the metal nanoparticle, so that even if there is a thin passivation film on the substrate, metal atoms are interdiffused from the defect portion. It has the feature that high adhesion strength laser sintered film can be obtained. As a metal which produces a strong passivation film in the natural environment, titanium, titanium alloy, stainless steel, magnesium alloy, aluminum, aluminum alloy, kovar, hastelloy and the like are known. The laser sintering process will be described in detail later.

図2に示すように、基材に対して脱脂処理(1)及び水洗処理(2)を行ってもよい。これらの処理は、従来の湿式めっき法と同様である。脱脂は、基材の油分をアルカリ性の脱脂液で分解洗浄除去する処理である。脱脂処理として、浸漬法と陰極電解脱脂法及び超音波脱脂法が主に用いられる。また脱脂法では炭化水素等の有機溶剤による洗浄や界面活性剤を含む水溶液に浸漬する方法等もある。   As shown in FIG. 2, the substrate may be subjected to degreasing treatment (1) and water washing treatment (2). These treatments are similar to conventional wet plating methods. The degreasing is a process of decomposing and removing the oil component of the base material with an alkaline degreasing solution. As the degreasing treatment, a dipping method, a cathodic electrolytic degreasing method and an ultrasonic degreasing method are mainly used. In the degreasing method, there are also a method of washing with an organic solvent such as hydrocarbon and a method of immersing in an aqueous solution containing a surfactant.

化学研磨工程(S1)は、基材表面に形成された不働態化被膜の除去と基材表面をエッチングすることを目的として行う。この工程は、酸に難溶性の不純物や添加金属元素も溶解除去できる特徴がある。シリカやカーボンは除去できないが、これらは付着微粒子として付着するので、これらが含まれる場合には化学研磨後の水中で超音波洗浄を行うことで除去できる。   The chemical polishing step (S1) is performed for the purpose of removing the passivation film formed on the surface of the substrate and etching the surface of the substrate. This process is characterized in that impurities and additive metal elements which are poorly soluble in acid can be dissolved and removed. Silica and carbon can not be removed, but since they adhere as attached fine particles, when they are included, they can be removed by performing ultrasonic cleaning in water after chemical polishing.

この化学研磨工程では、不働態化被膜を溶解除去し、さらに強制酸化剤の作用により基板の表層を0.1〜数μm程度材料に応じて溶解して、基材表面の金属原子を露出させるとともに、研磨作用により基板表面を平滑化することができる。強制酸化剤の作用は、下記参考文献に記載がある。
参考文献:表面技術 川村;過酸化水素系化学研磨液の原理と応用Vol.57 No.12 PP.26−30
化学研磨の原理は、金属を強制酸化剤で一旦酸化し、可溶性の塩として溶解させるものである。このため、残渣が残ることなくエッチングすることが可能である。
In this chemical polishing process, the passivation film is dissolved and removed, and the surface layer of the substrate is dissolved according to the material by about 0.1 to several μm by the action of a forced oxidizing agent to expose metal atoms on the substrate surface. At the same time, the substrate surface can be smoothed by the polishing action. The action of forced oxidants is described in the following references:
Reference: Surface technology Kawamura; Principle and application of hydrogen peroxide based chemical polishing solution Vol. 57 No. 12 PP. 26-30
The principle of chemical polishing is to oxidize a metal once with a forced oxidizing agent and dissolve it as a soluble salt. Therefore, it is possible to etch without leaving a residue.

この強制酸化剤を含む化学研磨液で処理した場合、1nm程度の厚さの不働態化被膜を除去し、さらに母材をエッチングするので、金属材料の表面傷のほか転位欠陥等の格子欠陥を除去することができる。金属材料は圧延などにより不働態化被膜の厚さが数nmの厚さとなり、また表面に加工歪が残る場合もある。このため、化学研磨液によるエッチング深さは材料種及び加工履歴によって異なるため、最適なエッチング条件(化学研磨液の組成及び処理時間)と深さを材料及び加工履歴によって選定することが好ましい。   When treated with a chemical polishing solution containing this forced oxidizing agent, the passivation film having a thickness of about 1 nm is removed and the base material is further etched. Therefore, lattice defects such as dislocation defects as well as surface flaws of metal materials are removed. It can be removed. In the metal material, the thickness of the passivation film becomes a thickness of several nm by rolling or the like, and there may be a case where processing distortion remains on the surface. For this reason, since the etching depth by chemical polishing liquid changes with material types and processing history, it is preferable to select optimal etching conditions (composition and processing time of chemical polishing liquid) and depth by material and processing history.

化学研磨工程で使用する化学研磨液としては、市販の物を用いることができる。例えば、菱江化学株式会社製の化学研磨液クリーンエッチTCP−09(「クリーンエッチ」は菱江化学株式会社の登録商標である。)を用いることができる。この化学研磨液は、水に酸性フッ化アンモニウムと酸化剤として過酸化水素水を添加した研磨液である。化学研磨工程S1後、基材に残留する化学研磨液を除去するために基材を水洗(5)し、乾燥(6)を行うことが好ましい。乾燥は、不働態化被膜を特に形成しやすい基材においては、基材表面への不働態化被膜の形成を防止するために、不活性雰囲気中や真空中で行うことが好ましい。不活性ガス雰囲気は、例えば窒素(N)ガスを吹き付けて乾燥することが好ましい。 A commercially available thing can be used as chemical polishing liquid used at a chemical polishing process. For example, a chemical polishing solution clean etch TCP-09 ("clean etch" is a registered trademark of Hishie Chemical Co., Ltd.) manufactured by Hishie Chemical Co., Ltd. can be used. This chemical polishing solution is a polishing solution obtained by adding ammonium acid fluoride and hydrogen peroxide solution as an oxidizing agent to water. After the chemical polishing step S1, in order to remove the chemical polishing solution remaining on the substrate, it is preferable to wash the substrate with water (5) and to dry it (6). Drying is preferably performed in an inert atmosphere or in vacuum in order to prevent the formation of the passivation film on the surface of the substrate, in the case of a substrate which is particularly susceptible to the formation of the passivation film. The inert gas atmosphere is preferably dried by, for example, blowing nitrogen (N 2 ) gas.

図3は64チタン合金基板の化学研磨工程前のXPS(X−ray Photoelectron Spectroscopy)分析の結果を示すグラフであり、図4は64チタン合金基板の化学研磨工程、水洗及び乾燥(大気中)工程を経た後のXPS分析の結果を示すグラフである。また、表1は化学研磨前後の表面のXPS分析による原子比率(atomic%)を示す。表1には64チタン合金の合金成分も併記する。   FIG. 3 is a graph showing the results of XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) analysis before the chemical polishing process of 64 titanium alloy substrate, and FIG. 4 is the chemical polishing process of 64 titanium alloy substrate, water washing and drying (in air) process. Is a graph showing the results of XPS analysis after lapse of time. Table 1 also shows the atomic ratio (atomic%) by XPS analysis of the surface before and after chemical polishing. Table 1 also shows the alloy components of the 64 titanium alloy.

Figure 2019044234
Figure 2019044234

図4に示すように、化学研磨後は化学研磨前には現れない純鉄(Fe2p)のピークが現れる。64チタン合金には圧延性を良くするために0.4mass%>の鉄を添加するが、化学研磨前は鉄のピークは見られない。表1からもFe2pは0mass%である。   As shown in FIG. 4, a peak of pure iron (Fe2p) which does not appear before chemical polishing appears after chemical polishing. Iron of 0.4 mass%> is added to the 64 titanium alloy in order to improve the rollability, but the peak of iron is not observed before chemical polishing. Also from Table 1, Fe2p is 0 mass%.

また、化学研磨前の64チタン合金基板の表面はTiとOの原子比率から、二酸化チタン(TiO)であることが解る。したがって化学研磨工程前の64チタン合金基板の表面はTiOの不働態化被膜で覆われていることが解る。化学研磨後もTiOの存在は確認できるが、Feの成分が2.12mass%現れる。このことから、化学研磨後の64チタンの表面は、TiOの不働態化被膜とFeが共存した状態になっている。この程度Feが露出した基板に金属ナノ粒子ペーストを塗布してレーザ照射した場合、Feと金属ナノ粒子が相互拡散する結果、基板と焼結膜との高い密着性が得られる。 Further, it is understood from the atomic ratio of Ti and O that the surface of the 64 titanium alloy substrate before chemical polishing is titanium dioxide (TiO 2 ). Therefore, it can be seen that the surface of the 64 titanium alloy substrate before the chemical polishing process is covered with a passivation film of TiO 2 . Although the presence of TiO 2 can be confirmed even after chemical polishing, a component of Fe appears at 2.12 mass%. From this, the surface of 64 titanium after chemical polishing is in a state in which Fe and a passivation film of TiO 2 coexist. When a metal nanoparticle paste is applied to a substrate exposed to such an extent and irradiated with a laser, the Fe and the metal nanoparticles mutually diffuse, resulting in high adhesion between the substrate and the sintered film.

さらに、本発明は、化学研磨工程の後に、酸化防止剤(インヒビター)を添加した洗浄水で前記基材を洗浄して基材の表面に酸化防止皮膜を形成する酸化防止皮膜形成工程を有していてもよい。上述したように、チタン及びチタン合金は、化学研磨工程後、基材の表面に不働態化膜があったとしても、露出したFeの存在によって、基材と焼結膜との高い密着性を実現できる。しかしながら、チタン及びチタン合金よりも不働態化膜の自己修復作用が大きく、化学研磨工程後に瞬時に不働態化膜で覆われてしまう基材に対しては、不働態膜の形成を防止するために、化学研磨工程後の基材の表面に酸化防止皮膜を形成することが有効である。さらに、酸化防止皮膜は撥水性を有し、金属ナノ粒子分散液の飛散を防止できるため、金属ナノ粒子分散液を塗布する前の撥水剤の塗布が不要となる。また、酸化防止皮膜をレーザ照射により部分的に分解除去することで、分解除去した部分にのみ金属ナノ粒子分散液を塗布することができる。このことによって、塗布エリアの特定がより可能となり、塗布境界に鮮明なパターン形成が可能になる。ディスペンサやインクジェット印刷の場合、液滴を飛ばすためにパターンの境界に液滴の形状が残るのに対して、この方法ではパターンの境界が直線であり、より鮮明なパターン、例えば文字印刷なども可能になる。酸化防止皮膜の分解除去には半導体レーザやYAGレーザを用いることができるので、金ナノ粒子の焼結と同じレーザ線源を使用できる。   Furthermore, the present invention has an anti-oxidation film forming step of forming an anti-oxidation film on the surface of the base material by washing the base material with washing water to which an antioxidant (inhibitor) is added after the chemical polishing step. It may be As described above, titanium and titanium alloys achieve high adhesion between the substrate and the sintered film due to the presence of exposed Fe even if there is a passivated film on the surface of the substrate after the chemical polishing process. it can. However, in order to prevent the formation of the passivation film on a substrate which has a larger self-healing action of the passivation film than titanium and titanium alloy and which is covered with the passivation film instantaneously after the chemical polishing process In addition, it is effective to form an antioxidant film on the surface of the substrate after the chemical polishing process. Furthermore, since the antioxidative coating has water repellency and can prevent scattering of the metal nanoparticle dispersion, it becomes unnecessary to apply a water repellent before applying the metal nanoparticle dispersion. In addition, by partially decomposing and removing the antioxidant film by laser irradiation, it is possible to apply the metal nanoparticle dispersion liquid only to the portion that is decomposed and removed. This makes it possible to specify the application area more clearly, and enables clear pattern formation on the application boundary. In the case of dispensers and ink jet printing, while the shape of droplets remains at the boundaries of the pattern to fly droplets, in this method the boundaries of the patterns are straight, and sharper patterns such as characters can also be printed. become. Since a semiconductor laser or a YAG laser can be used for decomposing and removing the anti-oxidation film, the same laser beam source as the sintering of the gold nanoparticles can be used.

酸化防止剤を含む混合液は、具体的には、水にDICHAN(ジシクロヘキシルアンモニウムナイトライド)を0.1mass%添加した混合液を使用することができる。このような混合液を用いることで、基材の表面に酸化防止皮膜を形成し、例え大気中であっても不働態化膜の自己修復を防止することができる。このような酸化防止皮膜の表面に金属ナノ粒子分散液を塗布し、レーザ光を照射することで高い密着強度のレーザ焼結被膜を形成できる。酸化防止剤にはDICHANの他、アルミニウムやニッケル等に有効なアミン系化合物のベンゾトリアゾール等も用いることができる。酸化防止剤として、トリアゾール系、イミダゾール系又は亜硝酸塩類を用いることができる。金属の種類によって、最適な酸化防止剤を選定する。   Specifically, a mixed solution containing 0.1 mass% of DICHAN (dicyclohexyl ammonium nitride) in water can be used as the mixed solution containing the antioxidant. By using such a mixed solution, an antioxidant film can be formed on the surface of the substrate, and self-repairing of the passivation film can be prevented even in the air. A metal nanoparticle dispersion liquid is applied to the surface of such an antioxidant film, and a laser-sintered film having high adhesion strength can be formed by irradiating a laser beam. As the antioxidant, in addition to DICHAN, benzotriazole of an amine compound effective for aluminum, nickel and the like can be used. As an antioxidant, triazoles, imidazoles or nitrites can be used. Select the most suitable antioxidant according to the type of metal.

次に、基材の表面に金属ナノ粒子分散液(導電性ペースト)を塗布する(S2)。金属ナノ粒子分散液としては、例えば、平均粒子径が1〜100nmの金、銀、銅、スズ又はニッケル等の高導電性金属ナノ粒子を、有機溶剤、バインダー及び粘度調整剤等を混合した粘性体に均一分散させたものを用いることができる。導電性ペーストの印刷方法には、スクリーン印刷及びディスペンサ印刷等によるパターン印刷を用いることができる。また、スキージーを用いた全面印刷を行い、後述する導電性金属皮膜形成工程後に、レーザ光を照射した部分以外の部分の導電性ペーストを溶剤で除去する方法でも構わない。   Next, a metal nanoparticle dispersion (conductive paste) is applied to the surface of the substrate (S2). As the metal nanoparticle dispersion liquid, for example, a viscosity obtained by mixing highly conductive metal nanoparticles such as gold, silver, copper, tin or nickel having an average particle diameter of 1 to 100 nm, an organic solvent, a binder, a viscosity modifier, etc. It can be used uniformly dispersed in the body. The pattern printing by screen printing, dispenser printing, etc. can be used for the printing method of a conductive paste. Alternatively, the entire surface printing using a squeegee may be performed, and after the conductive metal film forming step described later, the conductive paste of the portion other than the portion irradiated with the laser beam may be removed by a solvent.

金属ナノ粒子分散液の粘度は、インクジェット印刷やディスペンサ印刷では5〜10mPa・sが好ましい。粘度が5mPa・s未満であると、金属粒子の含有量が少なくなり、溶剤成分が多くなるため、後述する乾燥工程における乾燥時間が長くなる。また、10mPa・sを超えると、粘度が高くなり過ぎて、印刷性が悪くなる。   The viscosity of the metal nanoparticle dispersion is preferably 5 to 10 mPa · s in inkjet printing or dispenser printing. When the viscosity is less than 5 mPa · s, the content of the metal particles is reduced, and the solvent component is increased, so that the drying time in the drying step to be described later becomes long. Moreover, when it exceeds 10 mPa · s, the viscosity becomes too high and the printability is deteriorated.

塗布膜の膜厚(導電性ペーストの印刷厚さ)は、レーザ焼結工程(S3)で得られる最終の必要膜厚より厚く塗布する。導電性ペーストの中の金属粒子の容積比率によるが、容積比率が10%の場合には、目標とする焼結膜の厚さの10倍程度の厚さを塗布する。   The film thickness of the coating film (the printing thickness of the conductive paste) is thicker than the final required film thickness obtained in the laser sintering step (S3). Although depending on the volume ratio of metal particles in the conductive paste, when the volume ratio is 10%, a thickness about 10 times the thickness of the target sintered film is applied.

導電性ペーストの印刷後、印刷した導電性ペーストに含まれる余分な有機溶剤を除去する目的で加熱乾燥(8)を行う。乾燥温度と時間の条件は、大気中での乾燥における金属粒子の酸化を抑制するために、温度は100〜120℃とし、時間は1〜15minとすることが好ましい。乾燥処理は、大気圧の1/2程度(0.05MPa)の弱い減圧下で行うと時間を短縮することができる。   After the printing of the conductive paste, heat drying (8) is performed in order to remove the excess organic solvent contained in the printed conductive paste. The conditions of the drying temperature and time are preferably 100 to 120 ° C. and 1 to 15 minutes, in order to suppress oxidation of the metal particles during drying in the air. The drying process can be shortened in time if it is performed under a weak pressure of about 1/2 (0.05 MPa) of the atmospheric pressure.

次に、乾燥処理を行った塗布膜の表面にレーザ光を照射し、金属微粒子の焼結膜を得るレーザ焼結工程(S3)を実施する。このレーザ焼結工程S3は、レーザエネルギーにより金属ナノ粒子を焼結するとともに、金属ナノ粒子分散液を透過したレーザ光によって基板を加熱し、基板加熱による金属ナノ粒子の金属原子と基板の金属原子の相互拡散を促進し高い密着強度を得るものである。塗布膜に含まれる金属粒子焼結のためのレーザ照射条件は、周波数、ビーム径、パワー(又はエネルギー)、走査速度及びレーザビーム焦点位置等を、基材と金属皮膜との密着が得られ、また金属ナノ粒子が焼結する値に設定する。   Next, the surface of the coated film subjected to the drying treatment is irradiated with a laser beam to carry out a laser sintering step (S3) for obtaining a sintered film of metal fine particles. In this laser sintering step S3, metal nanoparticles are sintered by laser energy, and the substrate is heated by laser light transmitted through the metal nanoparticle dispersion, and metal atoms of the metal nanoparticles by substrate heating and metal atoms of the substrate Promote the mutual diffusion of the metal and obtain high adhesion strength. The laser irradiation conditions for sintering metal particles contained in the coating film include frequency, beam diameter, power (or energy), scanning speed, laser beam focal position, etc., and adhesion between the substrate and the metal film can be obtained. Also, the value is set to a value at which the metal nanoparticles sinter.

図5は金ナノ粒子の光の透過、吸収及び反射スペクトルを示すグラフである。図5に示すように、金ナノ粒子は半導体レーザの915nmの波長域において、70%の高い透過率を有し、また吸収率は20%である。このためにレーザエネルギーの70%は透過して金属基板の加熱に消費される。レーザ照射により基板界面は急速に温度が上昇して、一方金ナノ粒子は焼結が開始される。この時、金属基板と金ナノ粒子の界面では、お互いの金属原子の相互拡散が加速される。また急激な温度上昇で、金ナノ粒子分散液中の溶剤成分は膨張し揮発し逸脱する。   FIG. 5 is a graph showing the light transmission, absorption and reflection spectra of gold nanoparticles. As shown in FIG. 5, the gold nanoparticles have a high transmittance of 70% and an absorptivity of 20% in the 915 nm wavelength region of the semiconductor laser. For this purpose, 70% of the laser energy is transmitted and consumed to heat the metal substrate. The laser irradiation rapidly raises the temperature of the substrate interface, while the gold nanoparticles begin to sinter. At this time, mutual diffusion of metal atoms of each other is accelerated at the interface between the metal substrate and the gold nanoparticles. Also, with a rapid temperature rise, the solvent component in the gold nanoparticle dispersion expands, volatilizes and deviates.

このように金属ナノ粒子レーザ焼結法による金属基板への焼結膜の形成方法は、装置が単純化されるのみでなく、密着性にすぐれた膜が得られる点で、自動車や航空機用途に求められる温度サイクル試験や熱衝撃試験などの信頼性試験に耐えるという大きな特徴を持っている。   As described above, the method of forming a sintered film on a metal substrate by metal nanoparticle laser sintering method is required not only for the simplification of the apparatus but also for a film excellent in adhesion, so it is required for automobile and aircraft applications It has the great feature of enduring the reliability test such as temperature cycle test and thermal shock test.

レーザ光としては、上述した915nmの波長を有する半導体レーザの他、波長が1064nmのYAGレーザ及び波長が532nmのNd:YVOグリーンレーザも使用することができる。 As the laser beam, in addition to the above-described semiconductor laser having a wavelength of 915 nm, a YAG laser having a wavelength of 1064 nm and an Nd: YVO 4 green laser having a wavelength of 532 nm can be used.

図6は本発明の金属被膜形成品の製造方法を実施するための装置の一例を示す模式図であり、図7は本発明の金属被膜形成品の製造方法を実施するための装置の他の例を示す模式図である。図6は長尺の金属条15aを連続的に巻き取りながら金属条の表面に部分的に金属ナノ粒子焼結膜を形成する装置の例を示す。また図7には、金属加工部品を搬送機により順次搬送して処理する装置の例を示す。   FIG. 6 is a schematic view showing an example of an apparatus for carrying out the method for producing a metal film-formed article of the present invention, and FIG. 7 is another example of an apparatus for carrying out the method for producing a metal film-coated article according to the present invention. It is a schematic diagram which shows an example. FIG. 6 shows an example of an apparatus for forming a metal nanoparticle sintered film partially on the surface of a metal strip while continuously rolling up a long metal strip 15a. Further, FIG. 7 shows an example of an apparatus for sequentially transporting and processing metal-worked parts by a transport machine.

図6の装置で基材(金属皮膜を形成する対象)となる金属条は、半導体用リードフレームに使用される銅合金条、ニッケルめっき銅合金条、42アロイ条(42mass%Ni−Fe)、コバール条等であり、通常0.1−0.3mmの厚さで、幅は20−50mm、長さは200m程度である。このような金属状は、従来連続的に巻取方式で電気めっきがなされていた。通常、半導体用製品では、金属皮膜として、金又は銀の部分めっきがなされる。また、コネクター用途では、バネ特性に優れたリン青銅、ニッケルめっき処理したリン青銅、高強度銅合金及びステンレス等が使用される。コネクタの場合は金めっきが主流であるが、銀めっきや錫めっきの場合もある。また、これら条はプレス加工前の平坦な板の場合と、プレス加工済の場合があるが、いずれの場合も連続的に巻き取りながら電気めっき加工している。   The metal strip serving as the base material (target for forming a metal film) in the apparatus of FIG. 6 is a copper alloy strip, a nickel-plated copper alloy strip, a 42 alloy strip (42 mass% Ni-Fe) used for a lead frame for semiconductor It is a Kovar strip or the like, usually 0.1 to 0.3 mm in thickness, 20 to 50 mm in width, and about 200 m in length. Such metal shapes have been conventionally electroplated in a continuous winding method. Usually, in products for semiconductors, partial plating of gold or silver is performed as a metal film. In the connector application, phosphor bronze having excellent spring characteristics, nickel-plated phosphor bronze, high-strength copper alloy, stainless steel and the like are used. In the case of connectors, gold plating is the mainstream, but there are also cases of silver plating and tin plating. These strips may be flat plates before pressing or may be pressed. In either case, electroplating is performed while being wound up continuously.

通常の電気めっきの場合、装置幅約2m、長さは30m程と長くなるが、これは前処理工程が約10m、めっき工程が約10m、後処理工程が約10mの合計の長さである。本発明によれば、前処理工程は同じく10m程度であるが、金属ナノ粒子分散液塗布工程、乾燥及びレーザ照射工程の合計長さは2m程度なので、装置長さの合計を12m程度に短縮できる。この長さは、従来の湿式電気めっき方式の長さ30mの約1/3の長さである。この分装置設置建屋面積は小さくて済む。   In the case of normal electroplating, the device width is about 2 m and the length is as long as about 30 m, which is a total length of about 10 m for the pretreatment step, about 10 m for the plating step and about 10 m for the post treatment step. . According to the present invention, although the pretreatment process is about 10 m as well, the total length of the metal nanoparticle dispersion application process, the drying and the laser irradiation process is about 2 m, so the total apparatus length can be shortened to about 12 m. . This length is about 1/3 of the length 30 m of the conventional wet electroplating method. The installation installation area can be small by this amount.

また、通常、連続巻取式の電気めっき装置の価格は、6000万円程度であるがこの内前処理工程の占める価格は1000万円程度である。これは電気めっきにおいては、直流電源や後処理工程の価格が高いためである。本発明の金属被膜形成品の製造方法を実施するための装置とすることで、装置価格は前処理工程価格1,000万円は同じであるが、レーザめっき工程の価格は合計で2000万円程度なので、本発明による装置価格は合計3000万円と低コスト化できる。この価格は、湿式の電気めっき装置の約1/2である。   Further, the price of the continuous winding type electroplating apparatus is usually about 60 million yen, but the price occupied by the pretreatment process is about 10 million yen. This is because, in electroplating, the cost of the DC power supply and the post-processing step is high. With the apparatus for carrying out the method for producing a metal film-formed article of the present invention, the apparatus price is the same as the pre-processing process price of 10 million yen, but the price of the laser plating process is 20 million yen in total. Because of this, the cost of the apparatus according to the present invention can be reduced to a total of 30 million yen. This price is about half of that of a wet electroplating apparatus.

また、前処理工程で排出される酸及びアルカリ性水溶液は、有害物質を含まないため特別の廃液処理装置や排水処理装置を必要としない。しかし、湿式電気めっきでは、シアン等の有害物質の処理装置や貴金属回収装置及び高純度水製造装置等、装置価格6000万円の他に3000万円程の付帯設備費用が発生する。この価格を含めると湿式の電気めっき装置は、合計9000万円となるので、この価格は本発明の装置価格の3倍となり非常に高価である。   Moreover, since the acid and alkaline aqueous solution discharged | emitted by the pre-processing process do not contain a harmful substance, a special waste-liquid-treatment apparatus or a waste-water-treatment apparatus is not required. However, in wet electroplating, incidental equipment costs of about 30 million yen are generated in addition to the device price of 60 million yen, such as a treatment device for harmful substances such as cyanide, a precious metal recovery device, and a high purity water production device. Including this price, the wet electroplating apparatus totals 90 million yen, which is three times the price of the apparatus of the present invention, which is very expensive.

金や銀のめっき加工は、半導体用、コネクタ用いずれの場合も部分めっきがされるが、湿式の電気めっきでは、軟質のシリコーンゴムを硬質の樹脂基板に加工し、微細な穴加工を施したマスクを押し当ててめっきを行う。このめっきマスクは非常に高価であり、湿式の部分電気めっき装置では、このめっきマスクは消耗品なのでマスク交換費用の維持費が嵩むことになる。部分めっきの範囲は最大φ1mm、最小φ0.2mm程度であり、図6の金属ナノ粒子分散液塗布膜8´、レーザ焼結膜10´に示すような形状である。また、部分めっき形状は、円形や矩形の形状があり、この形状に応じて電気めっきではマスクの穴加工がなされる。本発明の金属ナノ粒子レーザ焼結膜形成装置では、金属ナノ粒子分散液を微量吐出できる高速描画ディスペンサ12を備えており、部分めっきの形状に応じてその都度パターン変更がディスペンサのソフト入力変更で可能である。このために、湿式の電気めっきのように、その都度マスクを新たに購入する必要が無くなる。湿式電気めっき用マスクの費用は通常100万円程度かかるので、この価格が製品コストに加算され、生産数量が少ない場合コストアップに繋がる。この点本発明では、マスクにかかる費用は発生しない。   Gold and silver plating is partially plated in both semiconductor and connector applications, but in wet electroplating, soft silicone rubber is processed into a hard resin substrate and fine holes are formed. Press the mask to perform plating. This plating mask is very expensive, and in the case of a wet partial electroplating apparatus, the plating mask is a consumable item, and the maintenance cost of mask replacement is increased. The range of partial plating is about 1 mm at the maximum and 0.2 mm at the minimum, and has a shape as shown in the metal nanoparticle dispersion liquid coating film 8 'and the laser sintering film 10' in FIG. In addition, the partial plating shape has a circular shape or a rectangular shape, and according to the shape, holes are formed in the mask in electroplating. The metal nanoparticle laser sintered film forming apparatus of the present invention is provided with the high-speed drawing dispenser 12 capable of discharging a minute amount of metal nanoparticle dispersion, and the pattern change can be made by the soft input change of the dispenser according to the shape of partial plating. It is. For this reason, it is not necessary to newly purchase a mask each time as in wet electroplating. Since the cost of the wet electroplating mask usually costs about 1 million yen, this price is added to the product cost, and if the production quantity is small, it leads to cost increase. In this regard, the present invention does not incur the expense of masks.

本発明における溶剤乾燥装置9は、金属ナノ粒子分散液の溶剤の一部を除去するために行うが、金属ナノ粒子分散液塗布装置8において、塗布ステージを100℃程度に昇温した場合、特に金属ナノ粒子分散液の塗布量が少ない場合には、溶剤乾燥は省略できる場合がある。残存溶剤を完全に除去した場合、金属ナノ粒子は凝集を開始して、内部に溶剤が残存したまま凝集した凝集膜を形成するので、内部に多量のボイドを発生した膜となり、後続のレーザ照射においてもボイド欠陥の多い焼結膜となる。このため乾燥条件は、金属ナノ粒子塗布膜の厚さ、金属条の材質(形状、熱伝導率)、塗布ステージの温度、金属ナノ粒子分散液の粘度、溶剤含有量等に応じて最適な乾燥条件を設定する。乾燥方法には熱風乾燥、赤外線ヒーター加熱、ステージ加熱、減圧乾燥など多くの方法を用いることができる。   Although the solvent drying device 9 in the present invention is performed to remove a part of the solvent of the metal nanoparticle dispersion, in the case where the temperature of the coating stage is raised to about 100 ° C. in the metal nanoparticle dispersion coating device 8, in particular When the coating amount of the metal nanoparticle dispersion is small, solvent drying may sometimes be omitted. When the residual solvent is completely removed, the metal nanoparticles start to aggregate and form an aggregated film in which the solvent remains while remaining in the interior, so a film in which a large amount of voids are generated inside, and subsequent laser irradiation The sintered film has many void defects. Therefore, the drying conditions are optimum depending on the thickness of the metal nanoparticle coating film, the material of the metal strip (shape, thermal conductivity), the temperature of the coating stage, the viscosity of the metal nanoparticle dispersion, the solvent content, etc. Set the conditions. As the drying method, many methods such as hot air drying, infrared heater heating, stage heating, and reduced pressure drying can be used.

レーザ照射装置10では、波長915nmの定常波半導体レーザや波長1064nmの定常波YAGレーザを用いることができる。レーザ照射光学系13では、ガルバノミラー方式の高速描画照射が可能な光学系を用いることができる。また高速のレーザ照射位置座標設定には、高速移動が可能な性XYZステージを用いて行うこともできる。レーザ光の発振器14は小型なので、金属ナノ粒子レーザ焼結膜形成装置のステージの近傍に配置すれば良い。   In the laser irradiation apparatus 10, a standing wave semiconductor laser having a wavelength of 915 nm or a standing wave YAG laser having a wavelength of 1064 nm can be used. In the laser irradiation optical system 13, an optical system capable of high-speed drawing irradiation of a galvano mirror system can be used. The high-speed laser irradiation position coordinate setting can also be performed using a property XYZ stage capable of high-speed movement. Since the oscillator 14 for laser light is small, it may be disposed near the stage of the metal nanoparticle laser sintered film forming apparatus.

図7には、プレス加工や切削加工で加工された単品の金属加工部品用の金属ナノ粒子レーザ焼結膜形成装置の例を示す。単品の金属加工部品では、作業員が手作業で金属部品を部品吊り下げラックに取り付けて、手作業で各工程を搬送することも行われるが、図7は自動搬送方式の場合を示している。この方式は部品送り出し機(部品搬送機)2bを用いて金属加工部品15bを搬送する方式である。搬送機は上下および横移動が可能であり、また処理時間のプログラム設定が可能である。部品搬送の機構が変わるのみで基本的な機能は図3の連続巻き取り方式と同じであるが、連続巻き取り方式と比較して、巻出し機、巻き取り機が無い分装置の長さを短縮できる。しかし装置価格は巻取方式と搬送方式では大きく変わらず、3000万円程度である。単品の部品搬送は、少量多品種に対応が可能なことであるために、半導体リードフレームやコネクタ用のほかに切削加工やプレス加工した多くの用途の金属加工部品に適している。例えば最近、チタンの加工品やステンレス加工品、コバール加工品、マグネシウム合金加工品などが、次世代のEV用や航空機、用途に開発されているが、これらの試作開発用にも対応が可能である。   FIG. 7 shows an example of a metal nanoparticle laser sintered film forming apparatus for a single-piece metal-processed part processed by press processing or cutting processing. In the case of single-piece metalworking parts, workers manually attach the metal parts to the parts suspension rack and manually convey each process. However, FIG. 7 shows the case of the automatic conveyance method. . This method is a method of conveying the metal-processed part 15b using the part delivery machine (parts transfer machine) 2b. The carrier can move up and down and sideways, and can be programmed to process time. The basic function is the same as that of the continuous winding system shown in FIG. 3 except that the mechanism for transferring parts is the same, but compared with the continuous winding system, the length of the device is longer because there are no unwinding machine and winding machine. It can be shortened. However, the price of the apparatus does not change significantly between the winding method and the transfer method, and is about 30 million yen. The single component transport is suitable for small amounts of various types, and therefore suitable for semiconductor lead frames and connectors, as well as metal processing components for many applications that have been machined and pressed. For example, processed titanium products, stainless steel products, Kovar products, magnesium alloy products, etc. have recently been developed for next-generation EVs, aircraft, and applications, but these can also be used for trial development is there.

以下に、実施例に基づき本発明をより具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be more specifically described based on examples.

本実施例では、基材としてチタン合金基板を用意し、この基板の表面に銀ナノ粒子の焼結膜を形成した金属皮膜形成品を作製し、密着性を評価した。   In this example, a titanium alloy substrate was prepared as a base material, and a metal film-formed product having a sintered film of silver nanoparticles formed on the surface of the substrate was manufactured, and the adhesion was evaluated.

64チタン合金基板(6Al−4V−Ti合金、t0.41mm×12.5mm×12.5mm)をアルカリ系脱脂液により1分間の超音波脱脂処理を行い、水道水で洗浄した後、化学研磨液クリーンエッチTCP−09(菱江化学株式会社製化学研磨液)により化学研磨処理した。この化学研磨液は、この化学研磨液は、酸性フッ化アンモニウムを10mass%と強制酸化剤として過酸化水素20mass%を含む、64チタン合金や純チタン専用の水系の化学研磨液である。該化学研磨液によって、表面の不働態化被膜の除去のみならず金属基板(母材)の表面をエッチングして平滑化する処理が可能である。化学研磨処理条件は、常温において90秒とし、基板の約1μmの厚さをエッチングした。   Ultrasonic degreasing treatment of a 64 titanium alloy substrate (6Al-4V-Ti alloy, t 0.41 mm × 12.5 mm × 12.5 mm) with an alkaline degreasing solution for 1 minute, and after washing with tap water, a chemical polishing solution Chemical polishing was performed using clean etch TCP-09 (chemical polishing solution manufactured by Hishie Chemical Co., Ltd.). This chemical polishing solution is a chemical polishing solution of an aqueous system of 64 titanium alloy or pure titanium containing 10 mass% of ammonium acid fluoride and 20 mass% of hydrogen peroxide as a forced oxidizing agent. The chemical polishing solution enables not only removal of the passivation film on the surface but also treatment for etching and smoothing the surface of the metal substrate (base material). The chemical polishing conditions were 90 seconds at normal temperature to etch the substrate about 1 μm thick.

エッチングした基板の表面に、銀ナノ粒子ペーストNPS−J(ハリマ化成株式会社製)をスピンコート法により約3μmの厚さになるように塗布し、その後大気中において100℃×1min間乾燥して、銀ナノ粒子ペースト中に含まれる余分な溶剤成分を除去した。   Silver nanoparticle paste NPS-J (manufactured by Harima Chemicals, Inc.) is applied on the surface of the etched substrate to a thickness of about 3 μm by spin coating, and then dried in the air at 100 ° C. for 1 minute. And excess solvent components contained in the silver nanoparticle paste were removed.

その後、波長915nmの半導体レーザ光(定常波)を、銀ナノ粒子塗布膜に照射して銀ナノ粒子ペーストを焼結した。レーザ照射条件は、ビームスポット径0.4mm、出力10W,走査速度0.5mm/sとした。レーザビームを走査することで、ライン状の焼結膜を形成できた。   Then, the silver nanoparticle paste was sintered by irradiating the silver nanoparticle coating film with semiconductor laser light (stationary wave) having a wavelength of 915 nm. Laser irradiation conditions were a beam spot diameter of 0.4 mm, an output of 10 W, and a scanning speed of 0.5 mm / s. By scanning the laser beam, a linear sintered film could be formed.

レーザ焼結銀ナノ粒子膜の密着性を、接着端子の引張強度試験により測定した。その結果、351kg/cmの高い密着強度を得ることができた。 The adhesion of the laser-sintered silver nanoparticle film was measured by a tensile strength test of the adhesive terminal. As a result, a high adhesion strength of 351 kg / cm 2 could be obtained.

実施例2は、実施例1の化学研磨処理後に酸化防止皮膜形成工程を実施し、それ以外は実施例1と同様にして64チタン合金基板に銀ナノ粒子の焼結膜を形成した。酸化防止皮膜形成工程は、酸化防止剤(インヒビター)としてDICHAN0.1mass%を含む水洗水で基板を洗浄してから純水による仕上げ洗浄を行い、乾燥することで、64チタン基板表面にDICHANの酸化防止被膜を形成した。   In Example 2, an oxidation-resistant film forming step was carried out after the chemical polishing treatment of Example 1, and a sintered film of silver nanoparticles was formed on a 64 titanium alloy substrate in the same manner as in Example 1 except for this. In the step of forming an anti-oxidation film, after the substrate is washed with washing water containing 0.1 mass% of DICHAN as an antioxidant (inhibitor), the finish washing with pure water is carried out, and it is dried to oxidize DICHAN on the surface of the 64 titanium substrate. A protective coating was formed.

レーザ焼結銀ナノ粒子膜の密着性を、接着端子の引張強度試験により測定した。その結果、実施例1よりも10%高い393kg/cmの高い密着強度を得ることができた。これは、化学研磨処理後に酸化防止皮膜を形成することで、チタンが自己修復によって不働態化被膜を形成することを防止できたためであると考えられる。 The adhesion of the laser-sintered silver nanoparticle film was measured by a tensile strength test of the adhesive terminal. As a result, a high adhesion strength of 393 kg / cm 2 , which is 10% higher than that of Example 1, could be obtained. This is considered to be because titanium was prevented from forming a passivation film by self-repairing by forming an anti-oxidation film after the chemical polishing treatment.

図8は64チタン基板上に形成した銀ナノ粒子レーザ焼結膜断面のSIM像である。図8に示すように、銀の結晶組織が明確に観察され、銀ナノ粒子が焼結してバルク化していることが解る。焼結膜の厚さは約0.3μmであり、バルク化によって塗布膜厚さ(約3μm)の1/10の厚さとなっている。焼結膜には膜内に大きさが直径約2μm程度の空孔(ボイド)が見られるが、これは銀ナノ粒子ペースト中に含まれる残留溶剤成分の凝集が原因の独立空孔である。通常湿式の電気めっきではピンホールと呼ばれる貫通孔が一般的であるが、レーザ焼結膜では、貫通しない独立空孔となる特徴がある。湿式電気めっきでは、電流密度やめっき液のpH調整等によりピンホールの発生を少なくできるのに対して、レーザ焼結では銀ナノ粒子ペースト塗布後の乾燥条件や、レーザ照射条件の最適化により空孔の発生を少なくすることが可能である。   FIG. 8 is a SIM image of a cross section of a silver nanoparticle laser sintered film formed on a 64 titanium substrate. As shown in FIG. 8, the crystal structure of silver is clearly observed, and it can be seen that the silver nanoparticles are sintered and bulkized. The thickness of the sintered film is about 0.3 μm, and the thickness is 1/10 of the coating film thickness (about 3 μm) due to bulking. In the sintered film, voids (voids) having a diameter of about 2 μm are observed in the film, which are independent voids caused by the aggregation of the residual solvent component contained in the silver nanoparticle paste. Usually, through holes called pinholes are generally used in wet electroplating, but the laser-sintered film is characterized by being independent holes which do not penetrate. While wet electroplating can reduce the generation of pinholes by adjusting the current density and pH of the plating solution, laser sintering can optimize the drying conditions after applying the silver nanoparticle paste and optimize the laser irradiation conditions. It is possible to reduce the occurrence of holes.

[比較例1]
比較例1では、実施例1において64チタン合金基板表面の化学研磨に代えて、エメリー紙で研磨処理した。具体的には、64チタン合金基板表面を常温大気中で#4000のエメリー研磨紙による自動回転研磨を行った。それ以外は実施例1と同様にして基板の表面に銀ナノ粒子焼結膜を形成し、密着性の評価を行った。その結果、245kg/cmの密着強度の銀ナノ粒子レーザ焼結膜が得られた。この値は、実施例1の化学研磨法と比較して、約40%低い密着強度となった。これは、エメリー研磨による摩擦熱で酸化膜が瞬時に厚く再生されるために密着性が低下したと考えられる。
Comparative Example 1
In Comparative Example 1, in place of chemical polishing of the surface of the 64 titanium alloy substrate in Example 1, polishing was performed with emery paper. Specifically, the surface of the 64 titanium alloy substrate was subjected to automatic rotational polishing with # 4000 emery polishing paper in a normal temperature atmosphere. A silver nanoparticle sintered film was formed on the surface of the substrate in the same manner as in Example 1 except for the above, and adhesion was evaluated. As a result, a silver nanoparticle laser sintered film with an adhesion strength of 245 kg / cm 2 was obtained. This value was about 40% lower in adhesion strength as compared with the chemical polishing method of Example 1. This is considered to be due to the decrease in adhesion because the oxide film is instantaneously regenerated to be thick due to the frictional heat of the emery polishing.

[比較例2]
比較例2では、実施例1において化学研磨に代えてアルカリ水溶液で1分間の超音波脱脂処理を行った。それ以外は実施例1と同様にして基板の表面に銀ナノ粒子焼結膜を形成し、密着性の評価を行った。その結果130kg/cmの密着強度の銀ナノ粒子レーザ焼結膜が得られた。この値は、実施例1の値の約1/3の密着強度である。これは、64チタン合金基板表面の不働態化被膜が、64チタン合金基板と銀ナノ粒子レーザ焼結膜間の金属原子の相互拡散を抑制する、完全な拡散バリア膜となったためである。
Comparative Example 2
In Comparative Example 2, in place of chemical polishing in Example 1, ultrasonic degreasing treatment was performed for 1 minute with an aqueous alkaline solution. A silver nanoparticle sintered film was formed on the surface of the substrate in the same manner as in Example 1 except for the above, and adhesion was evaluated. As a result, a silver nanoparticle laser sintered film having an adhesion strength of 130 kg / cm 2 was obtained. This value is about 1⁄3 of the adhesion strength of the value of Example 1. This is because the passivation film on the surface of the 64 titanium alloy substrate becomes a complete diffusion barrier film that suppresses the interdiffusion of metal atoms between the 64 titanium alloy substrate and the silver nanoparticle laser sintered film.

実施例1及び比較例1〜2の結果から、64チタン合金基板表面の不働態化被膜を除去し、さらに母材をエッチングする方法として、化学研磨液を用いる方法が最も優れていることが明確となった。これに対してエメリー紙による機械的な研磨法や表面の付着油分を除去する脱脂処理のみでは、十分な密着性が得られないことが判明した。   From the results of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, it is clear that the method using a chemical polishing solution is the best as a method of removing the passivation film on the surface of the 64 titanium alloy substrate and further etching the base material. It became. On the other hand, it was found that sufficient adhesion can not be obtained only by mechanical polishing using emery paper or degreasing treatment for removing the oil adhering to the surface.

以上、本発明によれば、従来のレーザめっき法と比較して、安価に実施でき、かつ基材と金属皮膜との密着性に優れた金属被膜形成品の製造方法及び金属被膜形成品を提供することができることが実証された。   As described above, according to the present invention, there is provided a method for producing a metal film-formed product and a metal film-formed product, which can be implemented inexpensively and have excellent adhesion between a substrate and a metal film, as compared with the conventional laser plating method. It has been demonstrated that it can be done.

湿式電気めっき等で実施される前処理工程に、金属ナノ粒子レーザ焼結膜形成プロセスを連結することで、以下の効果が得られる。   The following effects can be obtained by connecting the metal nanoparticle laser sintered film forming process to the pretreatment process performed by wet electroplating or the like.

(i)めっき装置コストを1/2に低減できる。   (I) The cost of the plating apparatus can be reduced to 1/2.

(ii)めっき装置の長さを1/3に短縮でき、装置設置面積を小さくできる。   (Ii) The length of the plating apparatus can be shortened to 1/3 and the apparatus installation area can be reduced.

(iii)めっき製品のコスト低減が図れる。   (Iii) The cost of the plated product can be reduced.

(iv)安定な不働態化被膜を形成し、従来の湿式めっきでは、密着性に優れためっき被膜の形成が困難な、チタン、チタン合金、ステンレス鋼、マグネシウム合金、アルミニウム、アルミニウム合金、コバール、ハステロイ等の高耐食性金属基板に対して、高い密着性を有する金属ナノ粒子レーザ焼結膜を安価に形成できる方法を提供する。   (Iv) Form a stable passivation film, and it is difficult to form a plating film having excellent adhesion by conventional wet plating, titanium, titanium alloy, stainless steel, magnesium alloy, aluminum, aluminum alloy, kovar, Provided is a method capable of forming a metal nanoparticle laser sintered film having high adhesion at a low cost to a highly corrosion resistant metal substrate such as hastelloy.

(v)安定な不働態化被膜を形成し、めっき被膜の形成が困難な、チタン、チタン合金、ステンレス鋼、マグネシウム合金、アルミニウム、アルミニウム合金、コバール、ハステロイなどの高耐食性金属基板に対して、高い密着性を有する金属ナノ粒子レーザ焼結膜することで、これら材料の電気接点材料や、半導体実装基板への応用が可能となる。   (V) With respect to highly corrosion resistant metal substrates such as titanium, titanium alloy, stainless steel, magnesium alloy, aluminum, aluminum alloy, kovar, hastelloy and the like which form stable passivation film and difficult to form plated film By using a metal nanoparticle laser sintered film having high adhesiveness, application to the electric contact material of these materials and a semiconductor mounting substrate becomes possible.

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例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、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。   The present invention is not limited to the embodiments described above, but includes various modifications. For example, the embodiments described above are described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. In addition, with respect to a part of the configuration of each embodiment, it is possible to add, delete, and replace other configurations.

1…金属ナノ粒子レーザ焼結膜形成装置、2a,2b…送り出し機、3…脱脂槽、3´…脱脂液、4…水洗槽、4´…水洗水、5…酸洗槽、5´…酸洗液、6…水洗槽、6´…水洗水、7…乾燥装置、7´…ヒーター、8…金属ナノ粒子分散液塗布装置、8´…金属ナノ粒子分散液塗布膜、9…溶剤乾燥装置、9´…ヒーター、10…レーザ照射装置、10´…レーザ焼結膜、11…巻取機、12…ディスペンサ、13…レーザ照射光学系、14…発振器、15a…金属条、15b…金属部品。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Metal nanoparticle laser sintering film formation apparatus, 2a, 2b ... Delivery machine, 3 ... Degreasing tank, 3 '... Degreasing liquid, 4 ... Washing tank, 4' ... Washing water, 5 ... Pickling tank, 5 '... Acid Washing liquid 6: water washing tank 6 'washing water 7' drying device 7 'heater 8' metal nanoparticle dispersion liquid coating device 8 'metal nanoparticle dispersion liquid coating film 9 solvent drying device , 9 '... heater, 10 ... laser irradiation device, 10' ... laser sintered film, 11 ... winding machine, 12 ... dispenser, 13 ... laser irradiation optical system, 14 ... oscillator, 15a ... metal strip, 15b ... metal part.

本発明は、金属皮膜形成品の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a metallic film formed article.

本発明は、上記課題を解決するため、基材の表面を湿式で処理し、乾燥する前処理工程と、前処理工程後の基材の表面に金属微粒子を含む分散液を部分的に塗布して塗布膜を得る分散液塗布工程と、塗布膜にレーザ光を照射して基材の表面に金属微粒子の焼結膜を部分的に形成するレーザ焼結工程とを有し、前処理工程は、酸化剤を含む化学研磨液を用いて化学研磨する化学研磨工程を含むことを特徴とする金属皮膜形成品の製造方法を提供する。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention partially treats the surface of the substrate with a wet treatment and dries it, and partially applies a dispersion containing metal fine particles on the surface of the substrate after the pretreatment step. the dispersion coating to obtain a coating film Te, the sintered membrane of the fine metal particles on the surface of the irradiated with laser light substrate the coating film have a laser sintering step of partially forming, pre-treatment step, Disclosed is a method for producing a metal film-formed article comprising a chemical polishing step of performing chemical polishing using a chemical polishing solution containing an oxidizing agent .

以上、本発明によれば、従来のレーザめっき法と比較して、安価に実施でき、かつ基材と金属皮膜との密着性に優れた金属被膜形成品の製造方法を提供することができることが実証された。 As described above, according to the present invention, as compared with the conventional laser plating, inexpensive to practice, and it can provide a manufacturing how the metal coating formed article having excellent adhesion to the substrate and the metal coating Was demonstrated.

Claims (13)

基材の表面を湿式で処理し、乾燥する前処理工程と、
前記前処理工程後の前記基材の表面に金属微粒子を含む分散液を部分的に塗布して塗布膜を得る分散液塗布工程と、
前記塗布膜にレーザ光を照射して前記基材の表面に前記金属微粒子の焼結膜を部分的に形成するレーザ焼結工程とを有することを特徴とする金属皮膜形成品の製造方法。
A pretreatment step of wet treating and drying the surface of the substrate;
A dispersion liquid applying step of partially applying a dispersion containing metal fine particles onto the surface of the base material after the pretreatment step to obtain a coated film;
And a laser sintering step of partially forming a sintered film of the metal fine particles on the surface of the substrate by irradiating the coated film with a laser beam.
前記前処理工程は、酸化剤を含む化学研磨液を用いて化学研磨する化学研磨工程を含むことを特徴とする請求項1記載の金属皮膜形成品の製造方法。   The method for producing a metal film-formed article according to claim 1, wherein the pretreatment step includes a chemical polishing step of chemically polishing using a chemical polishing solution containing an oxidizing agent. さらに、前記化学研磨工程と前記分散液塗布工程との間に、酸化防止剤添加水洗水で前記基材を洗浄して前記基材の表面に酸化防止皮膜を形成する酸化防止皮膜形成工程を含むことを特徴とする請求項2に記載の金属皮膜形成品の製造方法。   Furthermore, between the chemical polishing process and the dispersion application process, an antioxidant film forming process of forming an antioxidant film on the surface of the substrate by washing the substrate with an antioxidant added washing water is included. The method for producing a metal film-formed article according to claim 2, wherein さらに、前記酸化防止皮膜形成工程と前記分散液塗布工程の前に、前記基材を不活性ガス雰囲気又は真空中で乾燥させる乾燥工程を有することを特徴とする請求項3に記載の金属皮膜形成品の製造方法。   The metal film formation according to claim 3, further comprising a drying step of drying the substrate in an inert gas atmosphere or vacuum before the oxidation preventing film forming step and the dispersion liquid applying step. Product manufacturing method. 前記酸化防止皮膜の表面に赤外線領域のレーザを照射して前記酸化防止皮膜を除去し、
前記酸化防止皮膜を除去した部分に前記分散液を塗布することを特徴とする請求項3又は4に記載の金属皮膜形成品の製造方法。
Irradiating the surface of the anti-oxidation coating with a laser in the infrared region to remove the anti-oxidation coating;
The method for producing a metal film-formed article according to claim 3 or 4, wherein the dispersion is applied to a portion from which the anti-oxidation film has been removed.
前記酸化防止剤は、トリアゾール系、イミダゾール系又は亜硝酸塩類であることを特徴とする請求項3乃至5のいずれか1項に記載の金属皮膜形成品の製造方法。   The method for producing a metal film-formed article according to any one of claims 3 to 5, wherein the antioxidant is a triazole type, an imidazole type or a nitrite. 前記基材がチタン又はチタン合金、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、ステンレス鋼、コバール、ハステロイ、銅、銅合金又はニッケルめっき金属からなることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の金属皮膜形成品の製造方法。   The said base material consists of titanium or a titanium alloy, aluminum, aluminum alloy, magnesium, a magnesium alloy, stainless steel, kovar, hastelloy, copper, a copper alloy, or a nickel plating metal, It is characterized by the above-mentioned. The manufacturing method of the metal film formation goods as described in item. 前記金属微粒子は、金、銀、銅、スズ又はニッケルからなり、平均粒子径が1〜100nmであることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の金属皮膜形成品の製造方法。   The said metal fine particle consists of gold | metal | money, silver, copper, tin, or nickel, and an average particle diameter is 1-100 nm, The manufacturing of the metal film formation goods of any one of the Claims 1 thru | or 7 characterized by the above-mentioned. Method. 前記レーザ光は、波長が1064nmのYAGレーザ、波長が915nmの半導体レーザ又は波長が532nmのNd:YVOグリーンレーザであることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の金属皮膜形成品の製造方法。 The metal according to any one of claims 1 to 8, wherein the laser light is a YAG laser having a wavelength of 1064 nm, a semiconductor laser having a wavelength of 915 nm, or an Nd: YVO 4 green laser having a wavelength of 532 nm. Method for producing film-formed products. 前記基材は長尺の金属条又はプレス加工された金属条であり、前記金属条を連続的に巻出し、前記前処理工程、前記分散液塗布工程及び前記レーザ焼結工程を実施して前記金属条の表面に連続的に、かつ、部分的に金属皮膜を形成した後、前記金属条を巻取ることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の金属皮膜形成品の製造方法。   The base material is a long metal strip or a pressed metal strip, and the metal strip is continuously unwound, and the pretreatment step, the dispersion liquid applying step and the laser sintering step are carried out. The metal film-formed article according to any one of claims 1 to 9, wherein the metal strip is wound after forming a metal film continuously and partially on the surface of the metal strip. Production method. 前記基材は平板又はプレス加工された三次元構造を有する金属部品であり、前記金属部品を搬送しながら前記前処理工程、前記分散液塗布工程及び前記レーザ焼結工程を実施して前記金属部品の表面に連続的に、かつ、部分的に金属皮膜を形成することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の金属皮膜形成品の製造方法。   The base material is a flat or a metal part having a three-dimensional structure which has been pressed, and the metal part is carried by carrying out the pretreatment step, the dispersion liquid application step and the laser sintering step while conveying the metal part. The method for producing a metal film-formed article according to any one of claims 1 to 10, wherein a metal film is formed continuously and partially on the surface of the metal. 基材と、前記基材の表面に形成された金属皮膜とを有し、
前記基材は、不働態化被膜を形成する金属からなり、
前記金属皮膜は、金、銀、銅、スズ又はニッケルからなり、溶融凝固組織を有することを特徴とする金属皮膜形成品。
A substrate, and a metal film formed on the surface of the substrate,
The substrate comprises a metal that forms a passivation film,
The metal film-formed article, wherein the metal film is made of gold, silver, copper, tin or nickel and has a melt-solidified structure.
前記基材がチタン、チタン合金、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、ステンレス鋼、コバール、ハステロイ、銅、銅合金又はニッケルめっき金属からなることを特徴とする請求項12に記載の金属皮膜形成品。   The metal film formation according to claim 12, wherein the base material comprises titanium, titanium alloy, aluminum, aluminum alloy, magnesium, magnesium alloy, stainless steel, kovar, hastelloy, copper, copper alloy or nickel plated metal. Goods.
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