JPH09165685A - Method for plating on ceramics and dielectric resonator - Google Patents

Method for plating on ceramics and dielectric resonator

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JPH09165685A
JPH09165685A JP32338795A JP32338795A JPH09165685A JP H09165685 A JPH09165685 A JP H09165685A JP 32338795 A JP32338795 A JP 32338795A JP 32338795 A JP32338795 A JP 32338795A JP H09165685 A JPH09165685 A JP H09165685A
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ceramic
thin film
zinc oxide
dielectric
oxide thin
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JP32338795A
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Shoji Kai
昇司 甲斐
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Alps Alpine Co Ltd
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Alps Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to efficiently produce a dielectric resonator having excellent characteristics by making it possible form an electrode layer at adequate adhesive strength on the surface of a ceramic even if the ceramic surface is not roughened. SOLUTION: The dielectric ceramic 1 is first immersed into an aq. zinc acetate soln. and, thereafter, the ceramic is dried and calcined, by which the zinc oxide thin film 2 is formed on the surface of the dielectric ceramic 1. The dielectric ceramic 1 is then immersed into an aq. palladium chloride soln. to form a catalyst film 3. The dielectric ceramic 1 is thereafter immersed into an aq. copper sulfate soln. and is subjected to electroless plating, by which a copper plating layer (electrode layer) 4 is formed thereon.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体セラミック
表面に電極層を形成して誘電体共振器を構成する際に好
適に用いられるセラミックへのメッキ方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of plating a ceramic, which is preferably used when an electrode layer is formed on the surface of a dielectric ceramic to form a dielectric resonator.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、誘電体セラミックを用いて誘
電体共振器や誘電体フィルタを構成する際に、誘電体セ
ラミックの表面に無電解メッキによりCuメッキ層を被
着させて電極層を形成することが知られている。このよ
うなセラミック表面への無電解銅メッキは、従来、例え
ば図3に示すような手順で行われていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, when a dielectric resonator or a dielectric filter is made of a dielectric ceramic, a Cu plating layer is deposited on the surface of the dielectric ceramic by electroless plating to form an electrode layer. Is known to do. Conventionally, such electroless copper plating on the ceramic surface has been performed by the procedure shown in FIG. 3, for example.

【0003】まず、セラミック11(図3(a))の表
面を強酸、強アルカリ等のエッチング液でエッチングし
て粗化する(図3(b))。次にセラミック11表面上
での無電解銅メッキの反応性(Cu析出反応)を上げる
ための前処理として、Sn2+イオン12を用いた感受性
化(図3(c))を行い、引き続いてPb2+イオン13
を用いた触媒化(図3(d))を行う。そしてこの後
に、無電解メッキによりセラミック11表面上の銅メッ
キ層14を析出させる(図3(e))。
First, the surface of the ceramic 11 (FIG. 3 (a)) is roughened by etching with an etching solution such as strong acid or strong alkali (FIG. 3 (b)). Next, as a pretreatment for increasing the reactivity (Cu deposition reaction) of the electroless copper plating on the surface of the ceramic 11, sensitization using Sn 2+ ions 12 (FIG. 3C) was performed, and subsequently, Pb 2+ ion 13
Is used for catalysis (FIG. 3 (d)). Then, after this, the copper plating layer 14 on the surface of the ceramic 11 is deposited by electroless plating (FIG. 3E).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
に無電解メッキに先立ってセラミック表面を粗化するこ
とは、アンカー効果によってセラミックとメッキ層との
密着強度を向上させ、適当な密着強度を得るのに必要で
ある。しかしながら、粗化されたセラミック表面上に形
成されたメッキ層を、誘電体共振器等の電極層として用
いた場合には表皮効果の影響で導体損が増大してしま
う。したがって、得られた誘電体共振器においては無負
荷時のQ(Qu)値が低いという不都合があった。しか
も、この電極層の導体損の影響は、誘電体共振器の小型
化、高周波化が進む程大きくなるので、誘電体共振器の
小型化や高周波化を進める上で障害の1つとなってい
た。また、セラミック表面を粗化するのに用いられる強
酸や強アルカリのエッチング液は、エッチングの対象と
なるセラミック材料との相性により表面粗度にバラツキ
が生じるので、その結果、セラミック材料の違いによっ
てQu値のばらつきが大きい、あるいは各種のセラミッ
ク材料にそれぞれ適した組成のエッチング液を開発する
のに時間と手間を要する、といった不都合があった。
By roughening the ceramic surface prior to electroless plating as described above, the adhesion strength between the ceramic and the plating layer is improved by the anchor effect, and an appropriate adhesion strength is obtained. It is necessary to get it. However, when the plated layer formed on the roughened ceramic surface is used as an electrode layer of a dielectric resonator or the like, the conductor loss increases due to the effect of the skin effect. Therefore, the obtained dielectric resonator has a disadvantage that the Q (Qu) value at the time of no load is low. Moreover, the influence of the conductor loss of the electrode layer increases as the size and frequency of the dielectric resonator increase, which is one of the obstacles to the size reduction and frequency increase of the dielectric resonator. . Further, the etching solution of a strong acid or a strong alkali used for roughening the ceramic surface has a variation in surface roughness due to compatibility with the ceramic material to be etched, and as a result, Qu varies depending on the ceramic material. There are inconveniences such as large variation in the values, and time and labor required to develop etching solutions having compositions suitable for various ceramic materials.

【0005】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、セラミック表面を粗化しなくても、その表面上に適
度の密着強度で電極層を形成できるようにして、特性に
優れた誘電体共振器を効率良く製造できるようにしたセ
ラミックへのメッキ方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and enables the dielectric layer having excellent characteristics to be formed by forming an electrode layer on the surface of the ceramic with an appropriate adhesion strength without roughening the surface. It is an object of the present invention to provide a method for plating ceramics that enables efficient manufacture of a container.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の請求項1記載のセラミックへのメッキ方法
は、セラミックの表面に酸化亜鉛薄膜を被着させ、該酸
化亜鉛薄膜の表面に無電解銅メッキを施すことを特徴と
するものである。また請求項2記載のセラミックへのメ
ッキ方法は、セラミックを酢酸亜鉛水溶液に浸漬した後
に、乾燥させ、焼成してセラミック表面上に酸化亜鉛薄
膜を形成するバインダー層形成工程と、バインダー層形
成工程後に、セラミックを塩化パラジウム水溶液中に浸
漬して触媒化する触媒化工程と、触媒化工程後に、セラ
ミックを硫酸銅水溶液に浸漬して銅メッキ層を形成する
無電解メッキ工程とを具備してなることを特徴とするも
のである。請求項3記載の誘電体共振器は、柱状に成形
された誘電体セラミックと、該誘電体セラミックの一端
面から他端面に貫通する貫通孔と、該貫通孔の内面に設
けられた内部電極層と、該誘電体セラミックの一端面以
外の外周面に設けられた外部電極層とを有してなり、前
記内部電極層と外部電極層の少なくとも一方が、前記誘
電体セラミック上に酸化亜鉛薄膜を介して形成された銅
メッキ層からなることを特徴とするものである。また請
求項4記載の誘電体共振器は、前記酸化亜鉛薄膜の少な
くとも一部がパラジウムイオンで置換された触媒被膜と
なっており、その上に前記銅メッキ層が形成されてなる
ことを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the method of plating a ceramic according to claim 1 of the present invention comprises depositing a zinc oxide thin film on the surface of the ceramic, and then applying the zinc oxide thin film surface. It is characterized in that electroless copper plating is applied to. The method of plating a ceramic according to claim 2 further comprises a step of forming the zinc oxide thin film on the surface of the ceramic by immersing the ceramic in an aqueous solution of zinc acetate, followed by drying and firing, and after the step of forming the binder layer. A catalytic step of immersing the ceramic in an aqueous palladium chloride solution to catalyze it, and an electroless plating step of immersing the ceramic in an aqueous solution of copper sulfate to form a copper plating layer after the catalytic step. It is characterized by. The dielectric resonator according to claim 3, wherein the dielectric ceramic formed into a columnar shape, a through hole penetrating from one end surface to the other end surface of the dielectric ceramic, and an internal electrode layer provided on the inner surface of the through hole. And an external electrode layer provided on an outer peripheral surface other than one end surface of the dielectric ceramic, wherein at least one of the internal electrode layer and the external electrode layer forms a zinc oxide thin film on the dielectric ceramic. It is characterized by comprising a copper plating layer formed through the above. The dielectric resonator according to claim 4 is characterized in that at least a part of the zinc oxide thin film is a catalyst film substituted with palladium ions, and the copper plating layer is formed thereon. To do.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
図1は本発明のセラミックへのメッキ方法の例を示した
概略工程図である。まず、セラミック1(図1(a))
の表面に、バインダー層となる酸化亜鉛(ZnO)薄膜
2を被着させる(バインダー層形成工程、図1
(b))。このバインダー層形成工程は、セラミック表
面に酸化亜鉛薄膜2を適当な密着強度で被着できるもの
であれば、各種の手法を用いて行うことができる。酸化
亜鉛薄膜2の膜厚は、厚過ぎると成膜に時間がかかり、
薄過ぎるとメッキとの密着強度が得られないので、0.
5〜2μm程度に形成するのが好ましい。例えば、まず
セラミック1を酢酸亜鉛水溶液中に浸漬させた状態で、
真空ポンプを用いて脱泡した後、常圧に戻して放置す
る。このようにして浸漬した後、乾燥させ、さらに焼成
して酸化亜鉛薄膜2を形成する。酸化亜鉛薄膜2の乾燥
は、加熱温度100〜120℃、乾燥時間5〜30分程
度で行うのが好ましい。また、酸化亜鉛薄膜2の焼成
は、加熱温度400〜600℃、焼成時間10〜60分
程度で行うのが好ましい。そして酸化亜鉛薄膜2が好ま
しい膜厚となるまで、浸漬、乾燥、焼成を繰り返す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention is described in detail below.
FIG. 1 is a schematic process diagram showing an example of a method for plating a ceramic according to the present invention. First, ceramic 1 (Fig. 1 (a))
A zinc oxide (ZnO) thin film 2 serving as a binder layer is adhered to the surface of the (the binder layer forming step, FIG.
(B)). This binder layer forming step can be performed by using various methods as long as the zinc oxide thin film 2 can be adhered to the ceramic surface with an appropriate adhesion strength. If the zinc oxide thin film 2 is too thick, it takes time to form the film.
If it is too thin, the adhesion strength with the plating cannot be obtained.
The thickness is preferably about 5 to 2 μm. For example, first, with the ceramic 1 immersed in an aqueous solution of zinc acetate,
After defoaming using a vacuum pump, return to normal pressure and leave. After soaking, the zinc oxide thin film 2 is formed by drying and further baking. The zinc oxide thin film 2 is preferably dried at a heating temperature of 100 to 120 ° C. and a drying time of about 5 to 30 minutes. The zinc oxide thin film 2 is preferably fired at a heating temperature of 400 to 600 ° C. and a firing time of about 10 to 60 minutes. Then, the dipping, drying and firing are repeated until the zinc oxide thin film 2 has a preferable thickness.

【0008】次に、セラミック1表面上での無電解銅メ
ッキの反応性(Cu析出反応)を上げるための前処理と
して、触媒化を行う(触媒化工程、図1(c))。この
触媒化工程は、塩化パラジウム水溶液中に酸化亜鉛薄膜
2が形成されたセラミックを浸漬し、酸化亜鉛薄膜2の
一部をパラジウムイオンで置換して表面に触媒被膜3を
形成することによって行われる。ここで、酸化亜鉛薄膜
2の表面がパラジウムイオンで置換されることにより酸
化亜鉛薄膜2自身の膜厚は薄くなるが、酸化亜鉛薄膜2
の膜厚が薄くなりすぎるとメッキとの密着強度が得られ
ない。したがって触媒化工程においては、膜厚0.1μ
m以上の酸化亜鉛薄膜2が残るように反応条件を制御す
る必要がある。このようにして触媒化を行った後は、セ
ラミックを十分水洗いする。
Next, as a pretreatment for increasing the reactivity (Cu deposition reaction) of the electroless copper plating on the surface of the ceramic 1, catalysis is performed (catalyzing step, FIG. 1 (c)). This catalyzing step is carried out by immersing the ceramic on which the zinc oxide thin film 2 is formed in an aqueous solution of palladium chloride and substituting part of the zinc oxide thin film 2 with palladium ions to form the catalyst coating 3 on the surface. . Here, since the surface of the zinc oxide thin film 2 is replaced with palladium ions, the thickness of the zinc oxide thin film 2 itself becomes thin.
If the film thickness is too thin, the adhesion strength with the plating cannot be obtained. Therefore, in the catalysis process, the film thickness is 0.1 μm.
It is necessary to control the reaction conditions so that the zinc oxide thin film 2 of m or more remains. After catalyzing in this way, the ceramic is thoroughly washed with water.

【0009】続いて、触媒被膜3が形成されたセラミッ
ク表面に無電解メッキを施して銅メッキ層4を形成する
(無電解メッキ工程、図1(d))。この無電解メッキ
工程は、適宜調製された無電解銅メッキ浴にセラミック
を浸漬することにより行われる。無電解銅メッキ浴とし
ては、例えば、適宜の組成に調製された硫酸銅水溶液を
用いる。そしてその組成や温度を変えることによって銅
メッキ層の析出速度や緻密さが変化する。例えば、硫酸
銅の濃度が比較的低いメッキ浴を用い、常温にて無電解
メッキを行えば、析出速度は遅いが緻密なメッキ層が得
られ、硫酸銅の濃度が比較的高いメッキ浴を用い、メッ
キ浴を加温して無電解メッキを行えばメッキ層は粗くな
るが析出速度が速くなる。
Subsequently, electroless plating is performed on the ceramic surface on which the catalyst coating 3 is formed to form a copper plating layer 4 (electroless plating step, FIG. 1D). This electroless plating step is performed by immersing the ceramic in an appropriately prepared electroless copper plating bath. As the electroless copper plating bath, for example, an aqueous copper sulfate solution having an appropriate composition is used. Then, the deposition rate and the density of the copper plating layer are changed by changing the composition and the temperature. For example, if electroless plating is performed at room temperature using a plating bath with a relatively low concentration of copper sulfate, a dense plating layer with a low deposition rate is obtained, and a plating bath with a relatively high concentration of copper sulfate is used. If the electroless plating is performed by heating the plating bath, the plating layer becomes rough but the deposition rate becomes faster.

【0010】したがって、生産効率を上げ、かつ比較的
に良質の銅メッキ層を形成するには、まず硫酸銅の濃度
が比較的低いメッキ浴を用い、常温にて無電解メッキを
行ってセラミック表面に薄付け銅メッキを行い、引き続
いて、硫酸銅の濃度を上げ、50℃程度に加温したメッ
キ浴を用いて厚付け銅メッキを行って、所望の膜厚の銅
メッキ層4を得る方法が用いられる。例えば誘電体共振
器の電極層として厚さ4〜6μm程度の銅メッキ層4を
形成する場合には、まず薄付け銅メッキによって厚さ1
μm程度の銅メッキ層4を形成し、さらにその上に厚付
け銅メッキを行うことが好ましい。そして無電解メッキ
終了後、N2雰囲気炉にてアニール処理を施す。このア
ニール処理温度は300〜500℃程度にするのが好ま
しい。
Therefore, in order to increase the production efficiency and to form a relatively high quality copper plating layer, first, electroless plating is performed at room temperature using a plating bath having a relatively low concentration of copper sulfate to form a ceramic surface. A method for obtaining a copper plating layer 4 having a desired film thickness by performing thin copper plating on the substrate, subsequently increasing the concentration of copper sulfate, and performing thick copper plating using a plating bath heated to about 50 ° C. Is used. For example, when forming a copper plating layer 4 having a thickness of about 4 to 6 μm as an electrode layer of a dielectric resonator, first, thin copper plating is performed to a thickness of 1 μm.
It is preferable to form a copper plating layer 4 having a thickness of about μm and further perform thick copper plating on the copper plating layer 4. After completion of electroless plating, annealing treatment is performed in a N 2 atmosphere furnace. The annealing temperature is preferably about 300 to 500 ° C.

【0011】このようにしてセラミック1表面上に酸化
亜鉛薄膜2を介して銅メッキ層4を形成すれば、無電解
メッキに先立ってセラミック1の表面を粗化しなくて
も、適度な密着強度を得ることができる。また、セラミ
ック1の表面を粗化せずに、その上に形成された酸化亜
鉛薄膜2の表面はセラミック1の表面よりも平坦化され
ており、十分なめらかである。したがって、この酸化亜
鉛薄膜2上に形成された銅メッキ層4とその下層の酸化
亜鉛薄膜2との界面の表面粗度は、従来の粗化されたセ
ラミック11と銅メッキ層14との界面に比べて、十分
小さくなる。よって、セラミック1上に形成された銅メ
ッキ層4を、誘電体共振器等の電極層として用いる場合
の表皮効果の悪影響が小さくなり導体損を低減させるこ
とができる。さらに、バインダー層としての酸化亜鉛薄
膜2は、基本的に相性が悪い素材はなく、組成が異なる
各種のセラミック材料に対しての適用が容易であるの
で、従来のようなエッチング液の開発に手間と時間がか
かるという不都合を解消して、製造効率を向上させるこ
とができる。また材料の種類の違いによる表面粗度のば
らつきも小さい。
By thus forming the copper plating layer 4 on the surface of the ceramic 1 with the zinc oxide thin film 2 interposed therebetween, a suitable adhesion strength can be obtained without roughening the surface of the ceramic 1 prior to electroless plating. Obtainable. Further, the surface of the zinc oxide thin film 2 formed on the surface of the ceramic 1 is not roughened, but the surface of the zinc oxide thin film 2 is flattened more than the surface of the ceramic 1, which is sufficiently smooth. Therefore, the surface roughness of the interface between the copper plating layer 4 formed on the zinc oxide thin film 2 and the zinc oxide thin film 2 below it is the same as that of the conventional roughened ceramic 11 and copper plating layer 14. In comparison, it is sufficiently small. Therefore, when the copper plating layer 4 formed on the ceramic 1 is used as an electrode layer of a dielectric resonator or the like, the adverse effect of the skin effect is reduced and the conductor loss can be reduced. Further, since the zinc oxide thin film 2 as the binder layer is basically free of incompatible materials and can be easily applied to various ceramic materials having different compositions, it is troublesome to develop a conventional etching solution. It is possible to improve the manufacturing efficiency by eliminating the disadvantage that it takes time. Also, the variation in surface roughness due to the difference in the type of material is small.

【0012】本発明のセラミックへのメッキ方法は、誘
電体共振器の電極層を形成するのに適している。図2は
誘電体共振器の一実施例を示す斜視図である。この例の
誘電体共振器は、柱状に成形された誘電体セラミック2
1の上端面から下端面に貫通する貫通孔が形成されてお
り、該貫通孔の内面に内部電極層22が設けられ、誘電
体セラミック21の上端面以外の外面に外部電極層23
が設けられている。そして内部電極層22および外部電
極層23は、誘電体セラミック21上に酸化亜鉛薄膜
(図示略)を介して形成された銅メッキ層で構成されて
いる。
The ceramic plating method of the present invention is suitable for forming an electrode layer of a dielectric resonator. FIG. 2 is a perspective view showing an embodiment of the dielectric resonator. The dielectric resonator of this example is a dielectric ceramic 2 formed in a columnar shape.
1 is formed with a through hole penetrating from the upper end surface to the lower end surface, the internal electrode layer 22 is provided on the inner surface of the through hole, and the external electrode layer 23 is provided on the outer surface other than the upper end surface of the dielectric ceramic 21.
Is provided. The internal electrode layer 22 and the external electrode layer 23 are composed of a copper plating layer formed on the dielectric ceramic 21 via a zinc oxide thin film (not shown).

【0013】本実施例の誘電体共振器は、以下のように
して製造することができる。まず、例えばBa−Ti系
やBa−Ti−Nd系などの誘電体セラミック材料粉体
に有機バインダを添加し、押出成形等の手段によって成
形した後、千数百℃の高温で焼成を行って焼結体とする
ことによって円筒状の誘電体セラミック21を成形す
る。次に、図1に示した手順で、誘電体セラミック21
の全表面に無電解メッキにより銅メッキ層を形成する。
すなわち、誘電体セラミック21の全表面に酸化亜鉛薄
膜を被着させた後、パラジウムイオンを用いた触媒化処
理を行って酸化亜鉛薄膜の少なくとも一部に触媒被膜を
形成する。そしてその上に無電解銅メッキを施して、銅
メッキ層(内部電極層22および外部電極層23を含
む)を形成する。誘電体共振器における電極層(銅メッ
キ層)22,23の厚さは、一般に、使用周波数帯によ
って必要な厚さが決まるので、この必要な厚さ以上とな
るように設定される。この後、切削研磨加工等によって
誘電体セラミック21の上端面の銅メッキ層を取り除
き、さらにこの一端面を切削研磨加工することによって
内部電極層22の長さを変えて、共振周波数の調整を行
う。
The dielectric resonator of this embodiment can be manufactured as follows. First, for example, an organic binder is added to a dielectric ceramic material powder such as Ba-Ti system or Ba-Ti-Nd system, and the mixture is molded by a method such as extrusion molding, and then fired at a high temperature of several thousand and several hundred degrees Celsius. The cylindrical dielectric ceramic 21 is molded by using a sintered body. Next, according to the procedure shown in FIG.
A copper plating layer is formed on the entire surface of the sheet by electroless plating.
That is, after depositing a zinc oxide thin film on the entire surface of the dielectric ceramic 21, a catalytic film is formed on at least a part of the zinc oxide thin film by performing a catalytic treatment using palladium ions. Then, electroless copper plating is applied thereon to form a copper plating layer (including the internal electrode layer 22 and the external electrode layer 23). The thickness of the electrode layers (copper plated layers) 22 and 23 in the dielectric resonator is generally set to be equal to or larger than the required thickness because the required thickness is determined by the frequency band used. Thereafter, the copper plating layer on the upper end surface of the dielectric ceramic 21 is removed by cutting and polishing, and the one end surface is further cut and polished to change the length of the internal electrode layer 22 to adjust the resonance frequency. .

【0014】このようにして形成された誘電体共振器に
あっては、誘電体セラミック21の表面を粗化せずに、
酸化亜鉛薄膜からなるバインダー層を介して内部電極層
22および外部電極層23が形成されているので、これ
らの電極層22,23とその下層の酸化亜鉛薄膜との界
面の表面粗度は、従来の粗化されたセラミック11と電
極層14との界面に比べて、十分小さい。したがって、
電極層22,23における表皮効果の悪影響が低減さ
れ、導体損の増大が抑えられるので、その結果、誘電体
共振器の特性(Qu値)が向上する。特に、セラミック
21自身の表面粗度が電極層22,23の厚さよりも小
さい場合には表皮効果の悪影響が極めて小さくなるの
で、使用周波数が高くなった場合でも、より理論値に近
いQuを得ることができる。そしてQuが向上すること
によって、従来と同一材料で同一使用周波数の誘電体共
振器を構成する場合に、小型化が可能となる。さらにエ
ッチング液を用いた誘電体セラミック21の表面粗化を
行わないので、セラミック材料の種類の違い等による表
面粗度のばらつきが小さく、結果的に誘電体共振器の特
性(Qu値)が安定する。
In the dielectric resonator thus formed, the surface of the dielectric ceramic 21 is not roughened,
Since the internal electrode layer 22 and the external electrode layer 23 are formed through the binder layer made of a zinc oxide thin film, the surface roughness of the interface between these electrode layers 22 and 23 and the zinc oxide thin film as the lower layer is Is sufficiently smaller than the interface between the roughened ceramic 11 and the electrode layer 14. Therefore,
The adverse effect of the skin effect on the electrode layers 22 and 23 is reduced, and the increase in conductor loss is suppressed. As a result, the characteristics (Qu value) of the dielectric resonator are improved. In particular, when the surface roughness of the ceramic 21 itself is smaller than the thickness of the electrode layers 22 and 23, the adverse effect of the skin effect becomes extremely small, so that Qu close to the theoretical value can be obtained even when the operating frequency becomes high. be able to. Further, the improvement of Qu enables downsizing when a dielectric resonator made of the same material as the conventional one and having the same use frequency is formed. Furthermore, since the surface of the dielectric ceramic 21 is not roughened by using an etching solution, variations in surface roughness due to differences in the types of ceramic materials are small, and as a result the characteristics (Qu value) of the dielectric resonator are stable. To do.

【0015】[0015]

【実施例】【Example】

(実施例1)本発明のメッキ方法を用いて、図2に示し
たような四角筒状の誘電体共振器を作製した。まず、四
角筒状に成形した誘電体セラミックと、0.1mol/l の
酢酸亜鉛水溶液を用意した。誘電体セラミックの大きさ
は外径2mm×1.8mm、内径0.4mm角、長さ
5.3mmで、酢酸亜鉛水溶液は誘電体セラミック20
個に対して50mlの割合で用いた。そして酢酸亜鉛水
溶液中に誘電体セラミックを浸漬させ、真空ポンプを用
いて約1分間脱泡した後、常圧に戻し浸漬した状態で1
0分間放置した。次に、120℃で約5分間乾燥を行
い、続いて400℃で30分間焼成した。これらの浸
漬、乾燥および焼成を10回繰り返して、誘電体セラミ
ックの表面上に膜厚0.5μm以上のZnO(酸化亜
鉛)薄膜を形成した。次いで、ZnO薄膜が被着された
誘電体セラミックを塩化パラジウム水溶液中に約5分間
浸漬して、ZnO薄膜の一部をパラジウムイオンで置換
し、触媒化を行った。
(Example 1) Using the plating method of the present invention, a rectangular tube-shaped dielectric resonator as shown in FIG. 2 was produced. First, a dielectric ceramic molded into a rectangular tube shape and a 0.1 mol / l zinc acetate aqueous solution were prepared. The size of the dielectric ceramic is an outer diameter of 2 mm × 1.8 mm, an inner diameter of 0.4 mm square, and a length of 5.3 mm.
It was used at a ratio of 50 ml per piece. Then, the dielectric ceramic is dipped in an aqueous solution of zinc acetate, defoamed for about 1 minute using a vacuum pump, then returned to normal pressure and dipped 1
It was left for 0 minutes. Next, it was dried at 120 ° C. for about 5 minutes and then baked at 400 ° C. for 30 minutes. These dipping, drying and firing were repeated 10 times to form a ZnO (zinc oxide) thin film having a film thickness of 0.5 μm or more on the surface of the dielectric ceramic. Next, the dielectric ceramic to which the ZnO thin film was deposited was immersed in an aqueous palladium chloride solution for about 5 minutes to replace a part of the ZnO thin film with palladium ions to carry out catalysis.

【0016】そして、流水で10分以上洗浄した後、無
電解銅メッキを行った。すなわち、約25℃のOPC−
700無電解銅メッキM(奥野製薬工業株式会社製)な
る無電解銅メッキ浴に触媒化処理した誘電体セラミック
を約30分浸漬して、膜厚約1μmの銅メッキ層を形成
した。この誘電体セラミックを、約50℃に加湿したO
PCカッパーT(奥野製薬工業株式会社製)なる無電解
銅メッキ浴にさらに浸漬して銅メッキ層を厚くし、最終
的に誘電体セラミック全面に膜厚10μmの銅メッキ層
を形成した。この後、N2雰囲気炉にて400℃でアニ
ール処理を行った後、誘電体セラミックの一端面の銅メ
ッキ層を切削研磨加工にて取り除き、誘電体共振器を得
た。また、誘電体共振器の一端面をさらに切削研磨する
ことにより、共振周波数を1470MHzに調整した。得
られた誘電体共振器10個について、Qu値および銅メ
ッキ層の密着強度を評価した。その結果を下記表1に示
す。尚、銅メッキ層の密着強度は、次のようにして測定
される引張強度で評価した。すなわち、まず銅メッキ層
の表面に金属線をはんだ付けする。このとき、はんだ付
けする面積を4mm2とする。そして金属線を引っ張っ
て銅メッキ層を剥がすのに用した応力を測定する。
After washing with running water for 10 minutes or more, electroless copper plating was performed. That is, OPC-at about 25 ° C
The catalyzed dielectric ceramic was immersed in an electroless copper plating bath of 700 electroless copper plating M (manufactured by Okuno Chemical Industries Co., Ltd.) for about 30 minutes to form a copper plating layer having a thickness of about 1 μm. This dielectric ceramic was O
The copper plating layer was further thickened by further immersing it in an electroless copper plating bath called PC Copper T (manufactured by Okuno Chemical Industries Co., Ltd.), and finally a copper plating layer having a film thickness of 10 μm was formed on the entire surface of the dielectric ceramic. Then, after annealing at 400 ° C. in an N 2 atmosphere furnace, the copper plating layer on one end face of the dielectric ceramic was removed by cutting and polishing to obtain a dielectric resonator. The resonance frequency was adjusted to 1470 MHz by further cutting and polishing one end surface of the dielectric resonator. With respect to the 10 obtained dielectric resonators, the Qu value and the adhesion strength of the copper plating layer were evaluated. The results are shown in Table 1 below. The adhesion strength of the copper plating layer was evaluated by the tensile strength measured as follows. That is, first, a metal wire is soldered to the surface of the copper plating layer. At this time, the area to be soldered is 4 mm 2 . Then, the stress used for pulling the metal wire to peel off the copper plating layer is measured.

【0017】[0017]

【表1】 [Table 1]

【0018】(比較例1)従来の方法、すなわちセラミ
ック表面を粗化した後に無電解メッキを行う方法で誘電
体共振器を作製した。まず上記実施例1と同様の四角筒
状に成形した誘電体セラミックを用意し、これを98%
硫酸…750ml/l、55%弗酸…250ml/lな
る組成のエッチング液に浸漬して表面粗化を行った後、
塩化第一錫水溶液に浸漬して感受性化を行った。そして
十分に水洗いした後、上記実施例1と同様にして、触媒
化、無電解銅メッキ、アニール処理、切削研磨加工を順
次行って、共振周波数1470MHzの誘電体共振器を作
製した。得られた誘電体共振器について、上記実施例1
と同様にしてQu値および引張強度を調べたところ、Q
u値は約150で、引張強度は約8kg/4mm2であった。
Comparative Example 1 A dielectric resonator was produced by a conventional method, that is, a method of electroless plating after roughening a ceramic surface. First, a dielectric ceramic molded in a rectangular tube shape similar to that in the above-mentioned Example 1 was prepared, and 98% thereof was prepared.
Sulfuric acid ... 750 ml / l, 55% hydrofluoric acid ... After immersing in an etching solution having a composition of 250 ml / l to roughen the surface,
Sensitization was performed by immersing in a stannous chloride aqueous solution. Then, after sufficiently washing with water, catalysis, electroless copper plating, annealing, and cutting and polishing were sequentially performed in the same manner as in Example 1 to fabricate a dielectric resonator having a resonance frequency of 1470 MHz. Regarding the obtained dielectric resonator, the above-mentioned Example 1 was used.
When the Qu value and the tensile strength were examined in the same manner as
The u value was about 150, and the tensile strength was about 8 kg / 4 mm 2 .

【0019】上記実施例1および比較例1の結果より、
比較例1においてはQu値が150(理論値の約50
%)であったのに対して、実施例1においてはQu値の
平均が約190(理論値の約80%)に増加しており、
誘電体共振器の特性が向上したことが認められる。引張
強度については、実施例1で得られた平均値と比較例1
で得られた値とがほぼ同等であった。また実施例1にお
ける引張強度の最小値は、比較例1で得られた値より小
さいが、通常当該分野において許容範囲とされている6
kg/4mm2以上を確保していることから、実用上の問題は
ないと言える。このように本発明によれば、セラミック
誘電体の表面粗化を行わなくても、適度な密着強度で電
極層(銅メッキ層)を形成することができ、その結果、
誘電体共振器の特性を向上できることが認められた。
From the results of Example 1 and Comparative Example 1 above,
In Comparative Example 1, the Qu value is 150 (about 50 of the theoretical value).
%), In Example 1, the average Qu value increased to about 190 (about 80% of the theoretical value),
It can be seen that the characteristics of the dielectric resonator are improved. Regarding the tensile strength, the average value obtained in Example 1 and Comparative Example 1
It was almost the same as the value obtained in. Further, the minimum value of the tensile strength in Example 1 is smaller than the value obtained in Comparative Example 1, but it is usually within the permissible range in the field.
It can be said that there is no problem in practical use because it has secured at least kg / 4mm 2 . As described above, according to the present invention, the electrode layer (copper plating layer) can be formed with appropriate adhesion strength without roughening the surface of the ceramic dielectric, and as a result,
It was confirmed that the characteristics of the dielectric resonator can be improved.

【0020】尚、上記実施例では、酸化亜鉛薄膜を形成
する方法として酢酸亜鉛水溶液に浸漬する方法を用いた
が、これに限らず、各種の手法を用いることができる。
また誘電体共振器として四角筒状のものを例に挙げた
が、本発明の方法はこれに限らず、誘電体セラミックが
円筒状に成形されたもの、複数の共振器が一体的に形成
されているものなど各種の変形のものに適用可能であ
り、電極層の構成も、内部電極層と外部電極層とがセラ
ミック誘電体の両端で短絡しておらず、開放している構
成のものにも適用することが可能である。
In the above embodiment, the method of forming the zinc oxide thin film is the method of immersing in the zinc acetate aqueous solution, but the method is not limited to this and various methods can be used.
Also, although the rectangular resonator is taken as an example of the dielectric resonator, the method of the present invention is not limited to this, and the dielectric ceramic is molded into a cylindrical shape, and a plurality of resonators are integrally formed. It is also applicable to various modifications such as the ones that are open, and the structure of the electrode layer is such that the internal electrode layer and the external electrode layer are not short-circuited at both ends of the ceramic dielectric and are open. Can also be applied.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上説明したように本発明のセラミック
のメッキ方法は、セラミックの表面に酸化亜鉛薄膜を被
着させ、該酸化亜鉛薄膜の表面に無電解銅メッキを施す
ことを特徴とするものである。また好ましくは、セラミ
ックを酢酸亜鉛水溶液に浸漬した後に、乾燥させ、焼成
してセラミック表面上に酸化亜鉛薄膜を形成するバイン
ダー層形成工程と、バインダー層形成工程後に、セラミ
ックを塩化パラジウム水溶液中に浸漬して触媒化する触
媒化工程と、触媒化工程後に、セラミックを硫酸銅水溶
液に浸漬して銅メッキ層を形成する無電解メッキ工程と
を具備してなることを特徴とするものである。
As described above, the ceramic plating method of the present invention is characterized in that the surface of the ceramic is coated with a zinc oxide thin film, and the surface of the zinc oxide thin film is subjected to electroless copper plating. Is. Further preferably, the ceramic is dipped in an aqueous solution of zinc acetate, then dried and baked to form a zinc oxide thin film on the surface of the ceramic layer, and a ceramic layer is dipped in the aqueous solution of palladium chloride after the step of forming the binder layer. The method is characterized by comprising a catalyzing step of catalyzing and then performing an electroless plating step of immersing the ceramic in a copper sulfate aqueous solution to form a copper plating layer after the catalyzing step.

【0022】したがって、無電解銅メッキに先立ってセ
ラミックの表面を粗化しなくても、適度な密着強度の銅
メッキ層を形成するこができる。また、セラミックの表
面を粗化せずに、その上に酸化亜鉛薄膜介して銅メッキ
層を形成するので、銅メッキ層とその下層の酸化亜鉛薄
膜との界面の表面粗度を小さくすることができる。した
がって、セラミック上に形成された銅メッキ層を、誘電
体共振器等の電極層として用いた場合の表皮効果の悪影
響が小さくなり導体損を低減させることができる。ま
た、バインダー層となる酸化亜鉛薄膜は、組成が異なる
各種のセラミック材料に対して適用が容易であるので、
従来のようなエッチング液の開発に手間と時間がかかる
という不都合を解消して、製造効率を向上させることが
できる。また材料の種類の違いによる表面粗度のばらつ
きも小さい。
Therefore, it is possible to form a copper plating layer having an appropriate adhesion strength without roughening the surface of the ceramic prior to electroless copper plating. Further, since the copper plating layer is formed on the ceramic surface without roughening the surface of the ceramic through the zinc oxide thin film, it is possible to reduce the surface roughness of the interface between the copper plating layer and the zinc oxide thin film thereunder. it can. Therefore, when the copper plating layer formed on the ceramic is used as an electrode layer of a dielectric resonator or the like, the adverse effect of the skin effect is reduced and the conductor loss can be reduced. Further, since the zinc oxide thin film to be the binder layer can be easily applied to various ceramic materials having different compositions,
It is possible to improve the manufacturing efficiency by eliminating the conventional inconvenience that it takes time and effort to develop an etching solution. Also, the variation in surface roughness due to the difference in the type of material is small.

【0023】本発明の誘電体共振器は、柱状に成形され
た誘電体セラミックと、該誘電体セラミックの一端面か
ら他端面に貫通する貫通孔と、該貫通孔の内面に設けら
れた内部電極層と、該誘電体セラミックの一端面以外の
外周面に設けられた外部電極層とを有してなり、前記内
部電極層と外部電極層の少なくとも一方が、前記誘電体
セラミック上に酸化亜鉛薄膜を介して形成された銅メッ
キ層からなることを特徴とするものである。また好まし
くは、前記酸化亜鉛薄膜の少なくとも一部がパラジウム
イオンで置換された触媒被膜となっており、その上に前
記銅メッキ層が形成されてなることを特徴とするもので
ある。
The dielectric resonator of the present invention comprises a dielectric ceramic molded in a columnar shape, a through hole penetrating from one end surface to the other end surface of the dielectric ceramic, and an internal electrode provided on the inner surface of the through hole. And an external electrode layer provided on an outer peripheral surface other than one end surface of the dielectric ceramic, wherein at least one of the internal electrode layer and the external electrode layer is a zinc oxide thin film on the dielectric ceramic. It is characterized by comprising a copper plating layer formed through. Further, preferably, at least a part of the zinc oxide thin film is a catalyst film substituted with palladium ions, and the copper plating layer is formed thereon.

【0024】したがって、誘電体セラミックの表面を粗
化せずに、酸化亜鉛薄膜からなるバインダー層を介して
内部電極層や外部電極層が形成されているので、これら
の電極層とその下層の酸化亜鉛薄膜との界面の表面粗度
を小さくすることができる。したがって、電極層におけ
る表皮効果の悪影響が低減され、導体損の増大が抑えら
れるので、その結果、誘電体共振器の特性(Qu値)を
向上させることができる。特に、セラミック自身の表面
粗度が電極層の厚さよりも小さい場合には表皮効果の悪
影響が極めて小さくなるので、使用周波数が高くなった
場合でも、より理論値に近いQuを得ることができる。
そしてQuが向上することによって、従来と同一材料で
同一使用周波数の誘電体共振器を構成する場合に、小型
化が可能となる。さらにエッチング液を用いた誘電体セ
ラミックの表面粗化を行なくて済むので、セラミック材
料の種類の違い等による表面粗度のばらつきが小さく、
結果的に誘電体共振器の特性(Qu値)を安定させるこ
とができる。
Therefore, since the internal electrode layer and the external electrode layer are formed through the binder layer composed of the zinc oxide thin film without roughening the surface of the dielectric ceramic, the oxidation of these electrode layers and the layers below them is performed. The surface roughness of the interface with the zinc thin film can be reduced. Therefore, the adverse effect of the skin effect on the electrode layer is reduced and the increase of the conductor loss is suppressed, and as a result, the characteristics (Qu value) of the dielectric resonator can be improved. In particular, when the surface roughness of the ceramic itself is smaller than the thickness of the electrode layer, the adverse effect of the skin effect becomes extremely small, so that even if the operating frequency becomes high, Qu closer to the theoretical value can be obtained.
Further, the improvement of Qu enables downsizing when a dielectric resonator made of the same material as the conventional one and having the same use frequency is formed. Furthermore, since it is not necessary to roughen the surface of the dielectric ceramic using an etching solution, the variation in surface roughness due to the difference in the type of ceramic material is small,
As a result, the characteristic (Qu value) of the dielectric resonator can be stabilized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のセラミックへのメッキ方法の例を示し
た概略工程図である。
FIG. 1 is a schematic process diagram showing an example of a method for plating a ceramic according to the present invention.

【図2】本発明の誘電体共振器の実施例を示した斜視図
である。
FIG. 2 is a perspective view showing an embodiment of the dielectric resonator of the present invention.

【図3】従来のセラミックへのメッキ方法の例を示した
概略工程図である。
FIG. 3 is a schematic process diagram showing an example of a conventional method for plating ceramics.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 セラミック 2 酸化亜鉛薄膜(バインダー層) 3 触媒被膜 4 銅メッキ層 21 誘電体セラミック 22 内部電極層 23 外部電極層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ceramic 2 Zinc oxide thin film (binder layer) 3 Catalyst coating 4 Copper plating layer 21 Dielectric ceramic 22 Internal electrode layer 23 External electrode layer

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 セラミックの表面に酸化亜鉛薄膜を被着
させ、該酸化亜鉛薄膜の表面に無電解銅メッキを施すこ
とを特徴とするセラミックへのメッキ方法。
1. A method for plating ceramics, which comprises depositing a zinc oxide thin film on the surface of a ceramic and subjecting the surface of the zinc oxide thin film to electroless copper plating.
【請求項2】 セラミックを酢酸亜鉛水溶液に浸漬した
後に、乾燥させ、焼成してセラミック表面上に酸化亜鉛
薄膜を形成するバインダー層形成工程と、 バインダー層形成工程後に、セラミックを塩化パラジウ
ム水溶液中に浸漬して触媒化する触媒化工程と、 触媒化工程後に、セラミックを硫酸銅水溶液に浸漬して
銅メッキ層を形成する無電解メッキ工程とを具備してな
ることを特徴とするセラミックへのメッキ方法。
2. A binder layer forming step of forming a zinc oxide thin film on a ceramic surface by immersing the ceramic in an aqueous solution of zinc acetate, followed by drying and firing, and after the binder layer forming step, the ceramic is placed in an aqueous solution of palladium chloride. Plating on a ceramic, comprising a catalyzing step of dipping and catalyzing, and an electroless plating step of dipping the ceramic in a copper sulfate aqueous solution to form a copper plating layer after the catalyzing step. Method.
【請求項3】 柱状に成形された誘電体セラミックと、
該誘電体セラミックの一端面から他端面に貫通する貫通
孔と、該貫通孔の内面に設けられた内部電極層と、該誘
電体セラミックの一端面以外の外周面に設けられた外部
電極層とを有してなり、 前記内部電極層と外部電極層の少なくとも一方が、前記
誘電体セラミック上に酸化亜鉛薄膜を介して形成された
銅メッキ層からなることを特徴とする誘電体共振器。
3. A columnar dielectric ceramic,
A through hole penetrating from one end surface to the other end surface of the dielectric ceramic, an internal electrode layer provided on the inner surface of the through hole, and an external electrode layer provided on an outer peripheral surface other than the one end surface of the dielectric ceramic. At least one of the internal electrode layer and the external electrode layer comprises a copper plating layer formed on the dielectric ceramic with a zinc oxide thin film interposed therebetween.
【請求項4】 前記酸化亜鉛薄膜の少なくとも一部がパ
ラジウムイオンで置換された触媒被膜となっており、そ
の上に前記銅メッキ層が形成されてなることを特徴とす
る請求項3記載の誘電体共振器。
4. The dielectric film according to claim 3, wherein at least a part of the zinc oxide thin film is a catalyst film substituted with palladium ions, and the copper plating layer is formed thereon. Body resonator.
JP32338795A 1995-12-12 1995-12-12 Method for plating on ceramics and dielectric resonator Withdrawn JPH09165685A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006152431A (en) * 2004-10-21 2006-06-15 Alps Electric Co Ltd Plating substrate, electroless plating method, and circuit forming method using the same
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