JP5316827B2 - 電子部品の製造方法 - Google Patents
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Description
この発明は、たとえば、セラミック素体、ガラス素体、樹脂素体の上に形成された、ガラス成分が充填された多数の孔部を有する多孔質金属めっき膜を備えた電子部品の製造方法に関する。
従来より、セラミックなどの素体上に、所望のパターンを有する金属膜を形成する場合、無電解めっき、ガラスフリット入り金属ペーストの焼付け、導電性接着剤の塗布、接着層付き金属箔を転写、など様々な方法が用いられている。
しかし、無電解めっきは、リソグラフィー等のパターニング工程が煩雑だという欠点がある。また、密着性を高めるために素体の表面を粗化する工程も煩雑である。
ガラスフリット入りの金属ペーストを印刷し、焼き付ける方法は簡便である。しかし、金属粉末が焼結する温度以上の温度、たとえば６００〜８００℃程度の温度における加熱処理が必要となるため、素体にダメージを与える懸念がある。
導電性接着剤や、接着層付き金属箔を用いた場合は、樹脂を用いた接着であることから、接触抵抗が高くなり、結果として電極としての性能が損なわれる懸念がある。
特許文献１には、ガラス素体上に、内部にガラス成分が分散した金属膜を形成し、金属膜の素体に対する接合力を高める技術が記載されている。
特許文献１では、ガラス成分が分散した金属膜は、電鋳、すなわち電解めっきによってを形成されている。
しかし、上記の方法では、めっき浴中の金属成分と、めっき浴中のガラス粒子とが同時に共析するよう制御する必要があり、この制御が困難であった。また、めっき浴中のガラス粒子がめっき浴中の錯化剤成分などにより溶解消失することもあった。よって、上記の方法による金属膜においては、内部におけるガラス粒子の分散性が悪いため、金属膜の接合力が不安定になるという欠点があった。
この発明の目的は、上述した金属膜を用いた電子部品の製造方法を提供することにある。
すなわち、本発明の電子部品の製造方法は、支持基材上に多数の孔部を有する多孔質金属めっき膜を形成する工程と、前記孔部にガラス成分を充填する工程と、前記ガラス粒子の充填された多孔質金属めっき膜を、セラミック、ガラス、または樹脂を主成分とする素体に対し、前記ガラスの軟化点以上の温度にて接着する工程と、前記素体より、前記支持基材を除去する工程と、を備えることを特徴とする。
本発明の電子部品の製造方法によれば、セラミックなどの硬い素体にも、電極を加熱接着により簡単に転写できるため、製造工程が非常に簡便となる。また、熱圧着時の加熱温度がガラス成分の軟化点以上程度に抑えられるため、加熱により素体にダメージを与える懸念が少ない。よって、低コストで信頼性に優れる電子部品を簡便に得ることができる。
本発明の金属膜は、その金属部分がめっき法により形成されためっき膜からなり、その表面および内部に、孔部が多数形成されている。この孔部はめっき膜に存在する気孔からなるものである。孔部を有する基体上にめっき膜をコーティングしたものは、本発明の金属膜からは除かれる。
この多孔質金属めっき膜には、膜中にミクロンオーダーからナノオーダーの多数の気孔が存在している。この気孔はめっき膜の表面にも開口しており、このめっき膜表面を正面からみたときの開口部の平均径は１０μｍ以下程度である。
そして、本発明の金属膜においては、多孔質金属めっき膜の孔部が、ガラス成分で充填されている。このガラス粒子の種類は特に限定されるものではなく、たとえば、Ｂ-Ｓｉ系ガラスがあげられる。詳しくは、Ｂ-Ｓｉ-Ｂｉ系、Ｂ-Ｓｉ-アルカリ金属系、Ｂ-Ｓｉ-アルカリ金属-（Ｔｉ，Ｚｒ）系、Ｂ-Ｓｉ-アルカリ土類金属系、Ｂ-Ｓｉ-アルカリ金属-アルカリ土類金属系、Ｂ-Ｓｉ-Ｚｎ-アルカリ金属系、Ｂ-Ｓｉ-Ｚｎ-アルカリ土類金属系、など様々な種類のものが使用可能である。
また、多孔質金属めっき膜の主成分は、多孔質めっき膜の形成の容易さの点から、ＮｉやＣｕなどが好ましい。
次に、本発明の金属膜を用いた電子部品とその製造方法について、図１を参照しながら説明する。
まず、図１の（Ａ）のように、たとえば、金属フィルムや高分子フィルムなどの支持基材３の上に、めっき方法によって多孔質金属めっき膜２が形成される。この多孔質金属めっき膜２は、所望のパターン形状にパターニングされているのが好ましい。
次に、図１の（Ｂ）のように、本発明の多孔質金属めっき膜２に対し、ガラス成分を付与することにより、多孔質金属めっき膜の孔部にガラス粒子が充填された金属膜１が形成される（ガラス成分の図示は省略する）。このガラス成分は特に金属膜１の表面近くの孔部に多く充填される。このようにして、本発明の金属膜１が用意される。ガラス成分としては、ガラス粒子を用いるのが簡便で好ましい。
次いで、セラミック、ガラス、または樹脂からなる素体５を用意する。これが本発明の金属膜１を電極として形成すべき素体となる。この素体５は、ある程度の剛性をもっており、焼結前のセラミック成形体や、硬化前の流動性を有するガラスや樹脂などは除かれる。また、この素体５は、ガラスとセラミックのハイブリッドからなるガラスセラミックでも構わない。
そして、図１の（Ｃ）のように、本発明の金属膜１を、素体５の所定の位置にあて、ガラス成分の軟化点以上の温度に加熱し、この状態にて金属膜１を素体側に圧力を加えることにより接着する。このとき、金属膜中のガラス成分が溶解して素体側へ流動し、素体５と金属膜１とが接合される。
最後に、図１の（Ｄ）のように、金属膜１に付着していた支持基材３を剥離する。このようにして、本発明の電子部品６が得られる。
この電子部品６は、セラミック、ガラス、または樹脂などの素体上に金属膜が形成されるものであれば、その役割や形状は特に問われるものではない。たとえば、コンデンサ、チップ抵抗、サーミスタ、圧電素子、回路基板などがあげられる。
まず、金属膜の支持基材としてステンレス性フィルムを用意した。このフィルムの表面に、通常用いられる方法にて、無電解めっきの触媒核となるＰｄ微粒子を付着させた。
上記前処理の完了したフィルムを、以下に示す無電解Ｎｉめっき浴に浸漬し、フィルムの表面に多孔質Ｎｉめっき膜を形成した。このとき、孔部の平均孔径は約５μｍであった。
塩化ニッケル ０.０８mol／L
次亜リン酸ナトリウム ０.１９mol／L
クエン酸 ０.０５mol／L
塩化アンモニウム ０.６５mol／L
アセチレン系添加剤 １g／L
ｐＨ ９.５
浴温度 ８０℃
形成された多孔質Ｎｉめっき膜を８０℃において乾燥させた後、多孔質Ｎｉめっき膜を振動させながら粒径１〜５μｍ程度のＢ-Ｓｉ系ガラス粒子を吹きつけ、多孔質Ｎｉめっき膜の孔部にＢ-Ｓｉ系ガラス粒子を充填した。
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次に、金属膜を形成すべき素体として、Ｂ-Ｓｉ系ガラスを主成分とするガラス基板を用意した。このガラス基板にはエッチングなどの粗化は施されていない。
このガラス基板に対し、上記の多孔質Ｎｉめっき膜を、フィルムごと所定の位置に押し当てた。そして、熱圧着装置を用いて、４００℃の温度を保持しながら、１時間固定することにより接着した。その後、フィルムをガラス基板に形成された金属膜より剥離した。このようにして、ガラス基板に対し、多孔質Ｎｉめっき膜とガラス成分からなる金属膜が形成された。この金属膜のパターンの形状は５０ｍｍ×５０ｍｍであった。
上述のガラス基板上に形成された金属膜に対し、テープ剥離試験を行った。すなわち、粘着テープ（ニチバン（株）製 セロテープ）を金属膜の表面に強く貼り付け、金属膜に対して垂直方向に急激に剥離して、金属膜の剥離の有無を観察した。その結果、金属膜がガラス基板から剥離した箇所は全く観察されなかった。
１ 金属膜
２ 多孔質金属めっき膜
３ 支持基材
５ 素体
６ 電子部品
２ 多孔質金属めっき膜
３ 支持基材
５ 素体
６ 電子部品
Claims (2)
- 支持基材上に多数の孔部を有する多孔質金属めっき膜を形成する工程と、
前記孔部にガラス成分を充填する工程と、
前記ガラス粒子の充填された多孔質金属めっき膜を、セラミック、ガラス、または樹脂を主成分とする素体に対し、前記ガラスの軟化点以上の温度にて接着する工程と、
前記素体より、前記支持基材を除去する工程と、を備える、電子部品の製造方法。 - 前記多孔質金属めっき膜が前記素体に接する面に多くのガラス成分が充填されていることを特徴とする、請求項１に記載の電子部品の製造方法。
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