JPH09291367A - Surface treating agent for plating - Google Patents
Surface treating agent for platingInfo
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- JPH09291367A JPH09291367A JP13109096A JP13109096A JPH09291367A JP H09291367 A JPH09291367 A JP H09291367A JP 13109096 A JP13109096 A JP 13109096A JP 13109096 A JP13109096 A JP 13109096A JP H09291367 A JPH09291367 A JP H09291367A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はメッキ用表面処理剤
に係り、詳しくはセラミックス、ガラス、有機高分子、
金属等の基材にメッキ膜をメッキするに際して、メッキ
膜を一段と強固に基材に付着させるメッキ用表面処理剤
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface treatment agent for plating, more specifically, ceramics, glass, organic polymers,
The present invention relates to a surface treatment agent for plating which, when a plating film is plated on a base material such as metal, adheres the plating film to the base material more strongly.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来よりセラミックス、ガラス、有機高
分子等の非金属材料表面にメッキ膜層を設置し、良好な
導電性、熱伝導性等の金属的性質を付与する技術は数多
く検討されている。例えば、液相で行う電解メッキ、あ
るいは無電解メッキ、気相で行う蒸着、スパッタリング
等は代表的なものである。2. Description of the Related Art Conventionally, many techniques have been studied for providing a plating film layer on the surface of a non-metallic material such as ceramics, glass, organic polymer, etc., and imparting metallic properties such as good electrical conductivity and thermal conductivity. There is. For example, electrolytic plating performed in a liquid phase, electroless plating, vapor deposition performed in a gas phase, sputtering, etc. are typical.
【0003】このうち代表的な無電解メッキ処理は、電
気絶縁材料の表面を金属化させる方法として良く知られ
ている。例えば、被メッキ材料が酸化アルミニウム焼結
体、窒化アルミニウム焼結体、炭化珪素焼結体等のセラ
ミックスの場合、その表面に金属パラジウム微粒子を予
め付着させ、これを核としてメッキ膜を生成させ、セラ
ミックス表面を金属化させていた。金属パラジウム微粒
子は、パラジウムイオンを含む水溶液をセラミックス表
面に接触させ還元することで生成する。また、基材上に
パターンを描くため、エッチング処理を行わなければな
らない。Of these, a typical electroless plating process is well known as a method of metallizing the surface of an electrically insulating material. For example, when the material to be plated is a ceramic such as an aluminum oxide sintered body, an aluminum nitride sintered body, or a silicon carbide sintered body, metal palladium fine particles are preliminarily attached to the surface thereof, and a plating film is formed using this as a nucleus. The ceramic surface was metallized. The metal palladium fine particles are produced by bringing an aqueous solution containing palladium ions into contact with the surface of the ceramic material and reducing the same. In addition, an etching process must be performed to draw a pattern on the substrate.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、一般にメッキ
を行った場合、問題となるのは形成されたメッキ膜と被
メッキ層の接着性である。無電解メッキの場合、メッキ
膜生成の核となるパラジウム微粒子が被メッキ材料表面
に強固に接着していないため、メッキ膜の接着性が非常
に悪いという結果が出ている。However, generally, when plating is performed, the problem is the adhesiveness between the formed plating film and the layer to be plated. In the case of electroless plating, the results show that the adhesion of the plating film is very poor because the fine palladium particles, which are the nucleus for forming the plating film, are not firmly adhered to the surface of the material to be plated.
【0005】上記セラミックス焼結体を使用した場合、
材料表面の凹凸に助けられ、投錨効果によってわずかに
接着性が改善されている。しかし、材料表面が平滑なガ
ラスには従来技術は適用出来なかった。実際に従来技術
をガラスに適用すると、メッキ膜は生成するが、膜成長
に伴うわずかな収縮力のため、生成したメッキ膜はガラ
スから剥離してしまう欠点があった。When the above ceramics sintered body is used,
The adhesion is slightly improved by the anchoring effect, aided by the unevenness of the material surface. However, the conventional technique cannot be applied to glass having a smooth material surface. When the conventional technique is actually applied to glass, a plating film is formed, but there is a drawback that the generated plating film is peeled off from the glass due to a slight contracting force accompanying the film growth.
【0006】また、有機高分子をメッキする場合、材料
表面はガラス同等平滑であり、メッキ膜に接着性は悪
い。本発明はこのような問題点を改善するものであり、
セラミックス、ガラス、有機高分子、金属等の基材に金
属層をメッキするに際して、メッキ膜を強固に基材に付
着させ、かつ有機高分子基材が安定な温度範囲で処理可
能なメッキ用表面処理剤を提供することを目的とする。When an organic polymer is plated, the surface of the material is as smooth as glass, and the adhesion to the plated film is poor. The present invention improves such problems.
When plating a metal layer on a substrate such as ceramics, glass, organic polymer, metal, etc., the plating film can be firmly attached to the substrate and the organic polymer substrate can be treated in a stable temperature range. It is intended to provide a treatment agent.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の特徴とす
るところは、基材の表面にメッキ膜を付着する際に使用
する基材の表面処理剤であり、Au,Pt,Pd,R
h,Ag,Niから選ばれた少なくとも一種の金属超微
粒子と、上記金属超微粒子を被メッキ層に固定する金属
を含む有機化合物からなる固定剤と、膜補強剤と、そし
て有機溶剤からなり、上記固定剤と膜補強剤のそれぞれ
の熱分解温度を近似させたメッキ用表面処理剤にある。That is, a feature of the present invention is a surface treatment agent for a base material used when a plating film is attached to the surface of the base material, and is Au, Pt, Pd, R.
At least one kind of ultrafine metal particles selected from h, Ag, and Ni, a fixing agent made of an organic compound containing a metal for fixing the ultrafine metal particles to a layer to be plated, a film reinforcing agent, and an organic solvent, It is a surface treatment agent for plating in which the thermal decomposition temperatures of the fixing agent and the membrane reinforcing agent are approximated.
【0008】また、本発明は金属超微粒子の金属1モル
に対して上記固定剤を0.1〜10モル、上記膜補強剤
を0.01〜5モル添加した場合や、有機溶剤に溶解で
きる高分子材料からなる粘度調整材料を、混合した場合
や、金属超微粒子が予め高分子中に独立して分散したも
のである場合や、金属超微粒子が予め有機溶剤に独立し
て分散したものである場合を含む。Further, the present invention can be dissolved in an organic solvent when 0.1 to 10 mol of the above-mentioned fixing agent and 0.01 to 5 mol of the above-mentioned membrane reinforcing agent are added to 1 mol of the metal of the ultrafine metal particles. When a viscosity adjusting material composed of a polymer material is mixed, when the ultrafine metal particles are previously dispersed independently in a polymer, or when the ultrafine metal particles are independently dispersed in an organic solvent. Including cases.
【0009】[0009]
【作用】本発明の処理剤においては、金属超微粒子と、
上記金属超微粒子を被メッキ層に固定する金属を含む有
機化合物からなる固定剤と、膜補強剤と、そして有機溶
剤からなり、上記固定剤と膜補強剤のそれぞれの熱分解
温度を近似させたことによって、焼成時に固定剤と膜補
強剤の反応速度を合わせ、固定剤と膜補強剤から生成さ
れたそれぞれの金属酸化物を結合させた強固な処理層を
形成し、また処理層の金属超微粒子が核となって金属イ
オンを析出させ、強固に付着したメッキ膜を生成する。
また、粘度調整材料は処理剤の粘度を適度に維持してス
クリーン印刷時の取扱を良好に維持する。In the treating agent of the present invention, ultrafine metal particles and
A fixing agent made of an organic compound containing a metal for fixing the ultrafine metal particles to a layer to be plated, a film reinforcing agent, and an organic solvent were used to approximate the thermal decomposition temperatures of the fixing agent and the film reinforcing agent. As a result, the reaction rates of the fixing agent and the membrane reinforcing agent are matched at the time of firing to form a strong treatment layer in which the respective metal oxides produced from the fixing agent and the membrane reinforcing agent are bonded together. The fine particles serve as nuclei to deposit metal ions and form a strongly adhered plating film.
Further, the viscosity adjusting material maintains the viscosity of the treating agent at an appropriate level to maintain good handling during screen printing.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】メッキ用表面処理剤で使用する金
属超微粒子は、金属超微粒子を予め高分子中に独立して
分散させた複合物や金属超微粒子を有機溶剤中に独立し
て分散したものを使用することができる。複合物の場合
においては、高分子層を熱力学的に非平衡化した状態に
成形する必要がある。具体的には、これは高分子を真空
中で加熱して融解し蒸発させて基板の上に高分子層を固
化する真空蒸着方法、あるいは熱分解法、高分子を融解
温度以上で融解し、この状態のまま直ちに液体窒素等に
投入して急冷し、基板の上に高分子層を付着させる融解
急冷固化方法などがある。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The ultrafine metal particles used in the surface treatment agent for plating are composites in which the ultrafine metal particles are previously dispersed independently in a polymer, and ultrafine metal particles are independently dispersed in an organic solvent. It is possible to use the one that has been made. In the case of a composite, it is necessary to form the polymer layer in a thermodynamically non-equilibrium state. Specifically, this is a vacuum deposition method in which a polymer is heated in a vacuum to melt and evaporate to solidify a polymer layer on a substrate, or a thermal decomposition method, the polymer is melted at a melting temperature or higher, In this state, there is a method such as a rapid quenching solidification method in which the polymer layer is immediately put into liquid nitrogen or the like to be rapidly cooled and a polymer layer is attached onto the substrate.
【0011】そのうち真空蒸着方法の場合には、通常の
真空蒸着装置を使用して10-4〜10-6Torrの真空
度、蒸着速度0.1〜100μm/分、好ましくは0.
5〜5μm/分で、ガラス等の基板の上に高分子層を得
ることができる。In the case of a vacuum deposition method, a vacuum degree of 10 -4 to 10 -6 Torr and a deposition rate of 0.1 to 100 μm / min, preferably 0.1 to 10 -6 Torr, using an ordinary vacuum deposition apparatus.
At 5 to 5 μm / min, a polymer layer can be obtained on a substrate such as glass.
【0012】熱分解法は、減圧下にある閉鎖した空間で
原材料である高分子を熱分解して気化し、この気化物を
固化することで熱力学的に非平衡化した状態(準安定構
造を有する)再生高分子を製造する方法であり、投入し
た所定量の高分子を熱分解して気化した後、この気化物
を加熱処理領域で再生高分子に凝集し、凝集しなかった
気化物を冷却領域にてオイル状の低分子量物に凝集する
ことにより、オイル状の低分子量物が混在しない再生高
分子を得る方法である。In the thermal decomposition method, a polymer as a raw material is thermally decomposed and vaporized in a closed space under reduced pressure, and the vaporized substance is solidified to a thermodynamically nonequilibrium state (metastable structure). A method for producing a recycled polymer, in which a predetermined amount of the charged polymer is thermally decomposed and vaporized, and then this vaporized substance is agglomerated into the regenerated polymer in the heat treatment region, and the vaporized substance is not agglomerated. Is a method of obtaining a regenerated polymer in which the oily low molecular weight substance is not mixed by aggregating with the oily low molecular weight substance in the cooling region.
【0013】また、融解急冷固化方法では、高分子を融
解し、該高分子固有の臨界冷却速度以上の速度で冷却し
て高分子層を得る。このようにして得られた高分子層は
熱力学的に不安定な非平衡化した状態におかれ、時間の
経過につれて平衡状態へ移行する。In the melting rapid solidification method, the polymer is melted and cooled at a rate not lower than the critical cooling rate specific to the polymer to obtain a polymer layer. The polymer layer thus obtained is placed in a non-equilibrium state, which is thermodynamically unstable, and transitions to an equilibrium state over time.
【0014】ここで使用する高分子は、例えばナイロン
6、ナイロン66、ナイロン11、ナイロン12、ナイ
ロン69、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポ
リビニルアルコール、ポリフェニレンスルフィド(PP
S)、ポリスチレン(PS)、ポリカーボネート、ポリ
メチルメタクリレート等であって、分子凝集エネルギー
として2000cal/mol以上有するものが好まし
い。この高分子は、通常言われている結晶性高分子や非
晶性高分子も含む。尚、分子凝集エネルギーについて
は、日本化学会編 化学便覧応用編(1974年発行)
の第890頁に詳細に定義されている。The polymer used here is, for example, nylon 6, nylon 66, nylon 11, nylon 12, nylon 69, polyethylene terephthalate (PET), polyvinyl alcohol, polyphenylene sulfide (PP).
S), polystyrene (PS), polycarbonate, polymethylmethacrylate, etc., which preferably have a molecular cohesive energy of 2000 cal / mol or more. The polymer includes a crystalline polymer and an amorphous polymer which are generally referred to. As for the molecular cohesion energy, see Chemical Chemistry Handbook, edited by The Chemical Society of Japan (issued in 1974)
On page 890.
【0015】続いて、前記熱力学的に非平衡化した高分
子層は、その表面に金属層を密着させる工程へと移され
る。この工程では真空蒸着装置によって金属を高分子層
に蒸着させるか、もしくは金属箔、金属板を直接高分子
層に密着させる等の方法で金属層を高分子層に積層させ
る。その金属としてはAu(金)、Pt(白金)、Pd
(パラジウム)、Rh(ロジウム)、Ag(銀),Ni
(ニッケル)等である。Subsequently, the thermodynamically non-equilibrium polymer layer is transferred to the step of bringing the metal layer into close contact with the surface thereof. In this step, a metal layer is deposited on the polymer layer by a method such as depositing a metal on the polymer layer using a vacuum vapor deposition apparatus, or directly adhering a metal foil or a metal plate to the polymer layer. As the metal, Au (gold), Pt (platinum), Pd
(Palladium), Rh (rhodium), Ag (silver), Ni
(Nickel) and the like.
【0016】上記金属層と高分子層とが密着した複合物
を、高分子のガラス転移点以上、融点以下の温度で加熱
して高分子層を安定状態へ移行させる。その結果、金属
層の金属は、100nm以下で、1〜10nmの領域に
粒子径分布の最大をもつ金属超微粒子となって高分子層
内へ拡散浸透し、この状態は高分子層が完全に緩和する
まで続き、高分子層に付着している金属層はその厚さも
減少して最終的に無くなる。上記超微粒子は凝集するこ
となく高分子層内に分布している。この場合、超微粒子
の含有量は0.01〜80重量%であるが、この含有量
は高分子層の作製条件を変えたり、金属層の厚みを変え
ることによって調節ができる。The composite in which the metal layer and the polymer layer are in close contact with each other is heated at a temperature not lower than the glass transition point and not higher than the melting point of the polymer to bring the polymer layer into a stable state. As a result, the metal of the metal layer becomes 100 nm or less and becomes ultrafine metal particles having a maximum particle size distribution in the region of 1 to 10 nm and diffuses and permeates into the polymer layer. The metal layer adhering to the polymer layer also decreases in thickness until it relaxes, and eventually disappears. The ultrafine particles are distributed in the polymer layer without aggregation. In this case, the content of the ultrafine particles is 0.01 to 80% by weight, but this content can be adjusted by changing the production conditions of the polymer layer or the thickness of the metal layer.
【0017】複合物の製造方法は上記の方法だけでな
く、例えば溶融気化法に属する気相法、沈殿法に属する
液相法、固相法、分散法で金属超微粒子を作製し、この
超微粒子を溶液あるいは融液からなる高分子と機械的に
混合する方法、あるいは高分子と貴金属とを同時に蒸発
させ、気相中で混合する方法等がある。The method for producing the composite is not limited to the above-mentioned method, but for example, a gas phase method belonging to the melt vaporization method, a liquid phase method belonging to the precipitation method, a solid phase method or a dispersion method is used to prepare ultrafine metal particles. There are a method of mechanically mixing fine particles with a polymer composed of a solution or a melt, a method of simultaneously evaporating a polymer and a noble metal and mixing them in a gas phase.
【0018】得られた複合物は、メタクレゾール、ジメ
チルホルムアミド、シクロヘキサン、ギ酸等の有機溶剤
からなる溶媒に混合し溶解させ、超微粒子を均一に分散
させた超微粒子分散ペーストにする。超微粒子は粒径が
小さく高分子との相互作用が存在するためにペースト中
で高分子との分離、沈澱および超微粒子同志の凝集が生
じない。The obtained composite is mixed and dissolved in a solvent consisting of an organic solvent such as metacresol, dimethylformamide, cyclohexane and formic acid to obtain an ultrafine particle dispersion paste in which ultrafine particles are uniformly dispersed. Since the ultrafine particles have a small particle size and interact with the polymer, separation and precipitation from the polymer and aggregation of the ultrafine particles do not occur in the paste.
【0019】また、金属の超微粒子を有機溶剤に独立し
て分散させたものは、例えば特開平3−34211号公
報に開示されているようなガス中蒸発法と呼ばれる方法
によって製造される。これはチャンバ内にヘリウム不活
性ガスを導入して金属を蒸発させ、不活性ガスとの衝突
により冷却され凝縮して得られるが、この場合生成直後
の粒子が孤立状態にある段階でα−テレピネオール、ト
ルエン等の有機溶剤の蒸気を導入して粒子表面の被覆を
行っている。Further, ultrafine metal particles independently dispersed in an organic solvent are produced by a method called an in-gas evaporation method as disclosed in, for example, JP-A-3-34211. This is obtained by introducing a helium-inert gas into the chamber to evaporate the metal, cooling by condensation with an inert gas, and condensing.In this case, α-terpineol is generated at the stage where the particles immediately after generation are in an isolated state. The surface of the particles is coated by introducing the vapor of an organic solvent such as toluene.
【0020】本発明で使用する固定剤は、例えばBa,
Mg,Si,P,Al,Ca,Ti,V,Cr,Mn,
Fe,Co,Ni,Cu,Zr,In,Sn,Pb等の
金属を含む有機化合物であり、これらの金属のエトキシ
ド、プロポキシド等のアルコキシド類、ナフテン酸塩、
酢酸塩等の有機酸塩類、アセチルアセトン錯塩、オキシ
ン錯塩等の有機錯塩類を用いることにより本発明の目的
は達成される。The fixative used in the present invention is, for example, Ba,
Mg, Si, P, Al, Ca, Ti, V, Cr, Mn,
Organic compounds containing metals such as Fe, Co, Ni, Cu, Zr, In, Sn and Pb, alkoxides of these metals such as ethoxide and propoxide, naphthenates,
The object of the present invention can be achieved by using organic acid salts such as acetate salts and organic complex salts such as acetylacetone complex salts and oxine complex salts.
【0021】上記固定剤は処理剤の焼成により金属酸化
物となり、あるいは縮重合反応により高分子化すること
により金属超微粒子の粒成長を抑制すると同時に被メッ
キ材料である基材表面と金属超微粒子を強固に付着させ
る接着剤として働く。メッキ前処理液や無電解メッキ液
を考慮すれば、Al,Ti,In,Sn,Siが好まし
い。例えば、具体的な例として、Al−アセチルアセト
ン塩、エチルアセト酢酸ジイソプロポキシドAl、Al
−オキシン錯塩、Si−プロポキシド、テトラエトキシ
シラン、テトラプロポキシチタン、テトラブトキシチタ
ン、Ti−アセチルアセトン塩、ステアリン酸Ti、I
n−アセチルアセトン塩、In−イソプロポキシド、オ
クチル酸In、Sn−エトキシド、Sn−イソアミノキ
シド、Sn−アセチルアセトン塩等が挙げることができ
る。The above-mentioned fixing agent becomes a metal oxide by baking the treating agent, or polymerizes by a polycondensation reaction to suppress the particle growth of the ultrafine metal particles, and at the same time, the surface of the substrate as the material to be plated and the ultrafine metal particles. Acts as an adhesive that firmly attaches. Considering the plating pretreatment liquid and the electroless plating liquid, Al, Ti, In, Sn and Si are preferable. For example, as specific examples, Al-acetylacetone salt, ethylacetoacetic acid diisopropoxide Al, Al
-Oxine complex salt, Si-propoxide, tetraethoxysilane, tetrapropoxytitanium, tetrabutoxytitanium, Ti-acetylacetone salt, stearic acid Ti, I
Examples thereof include n-acetylacetone salt, In-isopropoxide, In octylate, Sn-ethoxide, Sn-isoaminoxide, and Sn-acetylacetone salt.
【0022】配合量は金属超微粒子の金属1モルに対し
て0.1〜10モル、好ましくは0.2〜4モルであ
る。0.1モル未満の場合には、金属超微粒子が凝集し
て触媒活性にならないとともに基材との接着ができなく
なる。一方、10モルを越えると、固定剤が金属超微粒
子を包囲して触媒活性がなくなり、また固定剤の結晶化
によって基材の表面にできた膜が容易に壊れて剥離す
る。The compounding amount is 0.1 to 10 mol, preferably 0.2 to 4 mol, per 1 mol of metal of the ultrafine metal particles. If it is less than 0.1 mol, the ultrafine metal particles will not be aggregated to be catalytically active and cannot be adhered to the substrate. On the other hand, if the amount exceeds 10 moles, the fixative surrounds the ultrafine metal particles and loses catalytic activity, and the film formed on the surface of the substrate is easily broken and peeled off due to crystallization of the fixative.
【0023】本発明で使用する膜補強剤は、M’(M’
はSi,B,P,In,Snである)で表示される元素
を含む有機化合物である。これは作製した膜の強度を向
上させることができるもので、具体的には、テトラi−
プロポキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシ
シラン、シリコーンオイル、ポリシロキサン、トリエト
キシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−ブト
キシシラン、ジエトキシジメチルシラン、ほう酸トリエ
チル、ほう酸トリステアリル、ほう酸トリフェニル、リ
ン酸トリクレジル、リン酸トリフェニル、リン酸イプロ
ニアジド、リン酸ジフェニル、ホスホノ酢酸、ホスホラ
ミドン、リン酸ジn−ブチル、リン酸トリエチル、リン
酸トリn−アミル等がある。この添加量は金属超微粒子
の金属1モルに対して0.01〜5モルである。膜補強
剤の添加量が5モルを越えると、メッキ析出性、成長性
が悪くなる。The membrane reinforcing agent used in the present invention is M '(M'
Is Si, B, P, In, Sn) and is an organic compound containing an element represented by. This can improve the strength of the produced film. Specifically, tetra-i-
Propoxysilane, γ-ureidopropyltriethoxysilane, silicone oil, polysiloxane, triethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-butoxysilane, diethoxydimethylsilane, triethyl borate, tristearyl borate, triphenyl borate, phosphoric acid There are tricresyl, triphenyl phosphate, iproniazide phosphate, diphenyl phosphate, phosphonoacetic acid, phosphoramidon, di-n-butyl phosphate, triethyl phosphate, tri-n-amyl phosphate and the like. This addition amount is 0.01 to 5 mol per 1 mol of the metal of the ultrafine metal particles. If the amount of the film reinforcing agent added exceeds 5 mol, the plating deposition property and the growth property deteriorate.
【0024】本発明においては、固定剤と膜補強剤とは
これらの熱分解温度が近似したものが使用される。固定
剤と膜補強剤のそれぞれの熱分解温度の差は、30°C
以内が好ましい。これを超えると、焼成時に固定剤と膜
補強剤の反応速度が相違し、固定剤と膜補強剤から生成
されたそれぞれの金属酸化物を結合させた強固な処理層
の形成ができなくなる。In the present invention, as the fixing agent and the membrane reinforcing agent, those having similar thermal decomposition temperatures are used. The difference in thermal decomposition temperature between the fixative and the membrane reinforcing agent is 30 ° C.
Is preferably within. If it exceeds this, the reaction rates of the fixing agent and the membrane reinforcing agent are different during firing, and it becomes impossible to form a strong treatment layer in which the respective metal oxides produced from the fixing agent and the membrane reinforcing agent are bonded.
【0025】尚、上記固定剤である代表的なTi−アセ
チルアセトン塩とテトラエトキシシランの各熱分解温度
は540°C付近、550°C付近であり、また膜補強
剤であるポリシロキサンとγ−ウレイドプロピルトリエ
トキシシランの各熱分解温度は570°C付近、515
°C付近である。The thermal decomposition temperatures of typical Ti-acetylacetone salts and tetraethoxysilane, which are the above-mentioned fixing agents, are around 540 ° C. and 550 ° C., respectively, and polysiloxane and γ-which are membrane reinforcing agents. Each thermal decomposition temperature of ureidopropyltriethoxysilane is around 570 ° C, and 515
It is around ° C.
【0026】本発明で使用する有機溶剤は、処理剤中の
金属超微粒子を凝集させず、固定剤を溶解する溶剤が選
定される。金属超微粒子を予め高分子中に独立して分散
させた複合物を使用する場合には、メタクレゾール、メ
チルホルムアミド、クロロフェノール、ジメチルイミド
ゾリジノン、ジクロロメタン等が好ましい。一方、金属
超微粒子を有機溶剤に独立して分散したものを使用する
場合には、キシレン、ベンゼン、トルエン、ジフェニル
メタン、テレピネオール等が好ましい。As the organic solvent used in the present invention, a solvent which does not aggregate the ultrafine metal particles in the treating agent and dissolves the fixing agent is selected. When using a composite in which ultrafine metal particles are independently dispersed in a polymer in advance, metacresol, methylformamide, chlorophenol, dimethylimidozolidinone, dichloromethane and the like are preferable. On the other hand, when the ultrafine metal particles independently dispersed in an organic solvent are used, xylene, benzene, toluene, diphenylmethane, terpineol and the like are preferable.
【0027】尚、上記金属超微粒子、固定剤、膜補強
剤、そして有機溶剤を含んだ処理剤において、固定分で
ある金属超微粒子、固定剤、そして膜補強剤の添加量
は、処理液中の濃度で0.0001〜50重量%であ
り、好ましくは処理液を基材に付着する方法により適宜
決定される。In the treatment agent containing the ultrafine metal particles, the fixative, the membrane reinforcing agent, and the organic solvent, the addition amount of the ultrafine metal particles, the fixing agent, and the membrane reinforcing agent, which are the fixed components, is the same as that in the treatment liquid. The concentration is 0.0001 to 50% by weight, and is preferably appropriately determined by the method of attaching the treatment liquid to the substrate.
【0028】本発明で使用する粘度調整材料は、処理剤
の粘度を適度に維持してスクリーン印刷時の取扱を良好
に維持する。この粘度調整材料は焼成時において低温で
分解することが好ましいが、特に限定されるものではな
く有機溶媒に可溶なものであればよい。この粘度調整材
料としては、例えばニトロセルロース、エチルセルロー
ス、酢酸セルロース、ブチルセルロース等のセルロース
類、メチルアクリレート等のアクリル類、ナイロン6、
ナイロン11、ナイロン12等のポリアミド類、ポリエ
チレンテレフタレート、ポリカプロラクトン等のポリエ
ステル類、ポリオキシメチレン等のポリエーテル類、ポ
リカーボネート類、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポ
リイソプレン等のポリビニル類等である。The viscosity adjusting material used in the present invention maintains the viscosity of the treating agent at an appropriate level to maintain good handling during screen printing. This viscosity adjusting material is preferably decomposed at a low temperature during firing, but is not particularly limited as long as it is soluble in an organic solvent. Examples of the viscosity adjusting material include celluloses such as nitrocellulose, ethyl cellulose, cellulose acetate, and butyl cellulose; acrylics such as methyl acrylate; nylon 6;
Polyamides such as nylon 11 and nylon 12, polyesters such as polyethylene terephthalate and polycaprolactone, polyethers such as polyoxymethylene, polycarbonates, polyvinyls such as polystyrene, polybutadiene and polyisoprene.
【0029】粘度調整材料の添加量は、処理剤の使用目
的によって濃度が決定されるが、処理液中の濃度で最大
50重量%である。また、粘度調整材料を含んだ処理剤
においても、金属超微粒子と固定剤とは、固定剤が金属
超微粒子の金属1モルに対して0.1〜10モル、好ま
しくは0.2〜4モル配合され、金属超微粒子と固定剤
の添加量は、処理液中の濃度で0.0001〜50重量
%であり、好ましくは処理液を基材に付着する方法によ
り適宜決定される。Although the concentration of the viscosity adjusting material is determined depending on the purpose of use of the treating agent, the concentration in the treating liquid is 50% by weight at maximum. Also in the treatment agent containing the viscosity adjusting material, the ultrafine metal particles and the fixing agent are 0.1 to 10 moles, preferably 0.2 to 4 moles, relative to 1 mole of metal of the ultrafine metal particles. The amount of the ultrafine metal particles and the fixing agent added is 0.0001 to 50% by weight in terms of the concentration in the treatment liquid, and is preferably appropriately determined by the method of adhering the treatment liquid to the substrate.
【0030】上記処理剤の作製では、所定量の金属超微
粒子を有機溶剤に分散させる。有機溶剤中には予め粘度
調整材料が添加され溶解されている。最後に固定剤を添
加し、良く攪拌する。処理剤はセラミックス、ガラス、
有機高分子、金属等の基材に刷毛塗り、スクリーン印
刷、ディッピング、スプレー、ナイフコート等により塗
布される。このうちスクリーン印刷では、水平に置かれ
たスクリーン(例えば、ポリエステル平織物、255メ
ッシュ)の下に、数ミリメートルの間隔をもたせて基材
(ガラス)を設置する。このスクリーンの上に処理剤を
のせた後、スクレパーを用いてスクリーン全面に処理剤
を広げる。この時には、スクリーンと基材とは間隔を有
している。続いて、スクリーンが基材に接触する程度に
スキージーでスクリーンを押さえ付けて移動させると基
材に任意のパターンが形成される。その後、基材を10
0〜200°Cの大気中に10〜30分間放置して有機
溶剤を除去して乾燥、あるいは密閉容器中で脱気しなが
ら乾燥し、重合あるいは焼成工程と移る。In the preparation of the above treatment agent, a predetermined amount of ultrafine metal particles are dispersed in an organic solvent. A viscosity adjusting material is previously added and dissolved in the organic solvent. Finally, the fixative is added and stirred well. Processing agents are ceramics, glass,
It is applied to a substrate such as an organic polymer or a metal by brush coating, screen printing, dipping, spraying, knife coating or the like. Among them, in the screen printing, a base material (glass) is placed below a horizontally placed screen (for example, polyester plain weave, 255 mesh) with an interval of several millimeters. After the treatment agent is placed on this screen, the treatment agent is spread over the entire surface of the screen using a scraper. At this time, there is a space between the screen and the base material. Subsequently, the squeegee presses the screen to the extent that the screen comes into contact with the base material, and the screen is moved to form an arbitrary pattern on the base material. Then, the base material 10
It is left to stand in the atmosphere of 0 to 200 ° C. for 10 to 30 minutes to remove the organic solvent and dried, or dried in a closed container while being deaerated, and then the polymerization or firing step is performed.
【0031】重合あるいは焼成工程では、縮重合反応す
る固定剤(金属アルコキシド)の場合、室温から300
°Cの温度範囲で空気中で熱処理する。また、300〜
800°Cの温度に加熱し酸化分解させて金属酸化物に
しても本発明の目的は達成される。縮重合しない固定剤
を使用する場合には、空気中で300°C以上の温度条
件で酸化分解させ金属酸化物化させる。In the polymerization or calcination step, in the case of a fixing agent (metal alkoxide) which undergoes a polycondensation reaction, the temperature is from room temperature to 300.
Heat treatment in air in the temperature range of ° C. Also, from 300
The object of the present invention can be achieved even when a metal oxide is obtained by heating at a temperature of 800 ° C. to cause oxidative decomposition. When a fixing agent that does not undergo polycondensation is used, it is oxidized and decomposed into a metal oxide in the air at a temperature of 300 ° C or higher.
【0032】処理剤を付着して焼成して得られた基材
は、表面に金属超微粒子を独立して分散させた被メッキ
層を形成している。金属超微粒子は完全には包囲されて
おらず、部分的に露出している。これを酸処理して水洗
いした後、メッキ槽に入れて無電解メッキ処理すると、
露出した金属超微粒子を核として金属イオンが析出し、
メッキ膜が作製される。即ち、基材の表面では、被メッ
キ層は金属超微粒子が独立して分散し、これが比較的表
面に多く集まっている。そして、該被メッキ層の表面に
は金属イオンを析出させたメッキ膜が形成されている。
被メッキ材である基材として、平滑な表面をもつガラス
やセラミックスを使用した場合に、本発明の処理剤の効
果が発揮される。しかも、パターン以外の場所には、メ
ッキが析出しないため、そのまま回路を作製することが
できる。必要に応じて、エッチングによりパターン形成
を行ってもよい。尚、メッキは一般に無電解メッキ処理
が行われる。The base material obtained by depositing the treating agent and baking the surface has a plated layer on which ultrafine metal particles are independently dispersed. The ultrafine metal particles are not completely surrounded and are partially exposed. After this is treated with acid and washed with water, put it in a plating tank and perform electroless plating,
Metal ions are deposited from the exposed ultrafine metal particles as nuclei,
A plated film is produced. That is, on the surface of the base material, the ultrafine metal particles are independently dispersed in the layer to be plated, and these are relatively concentrated on the surface. Then, a plating film in which metal ions are deposited is formed on the surface of the layer to be plated.
The effect of the treatment agent of the present invention is exhibited when glass or ceramics having a smooth surface is used as the substrate to be plated. Moreover, since the plating does not deposit on a place other than the pattern, the circuit can be manufactured as it is. If necessary, pattern formation may be performed by etching. The plating is generally performed by electroless plating.
【0033】[0033]
【実施例】次に、本発明を具体的な実施例により更に詳
細に説明する。Next, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples.
【0034】実施例1〜2、比較例1〜3 表1に示した配合表はのスクリーン印刷用配合である。
この配合は、まず所定量の有機溶剤に粘度調整材料を添
加して攪拌し十分に溶解させた後、ガス中蒸着で得た金
属超微粒子、固定剤、膜補強剤を順次添加、攪拌して作
製した。作製温度は室温である。被処理材である基材と
して無アルカリガラスを使用した。Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3 The compounding table shown in Table 1 is for screen printing.
This formulation was carried out by first adding a viscosity adjusting material to a predetermined amount of an organic solvent, stirring and sufficiently dissolving it, and then successively adding ultrafine metal particles obtained by vapor deposition in a gas, a fixing agent, and a film reinforcing agent and stirring. It was made. The fabrication temperature is room temperature. Alkali-free glass was used as the substrate to be treated.
【0035】スクリーン印刷では、水平に置かれたスク
リーン(例えば、ポリエステル平織物、300メッシ
ュ)の下に、数ミリメートルの間隔をもたせて上記基材
を設置した。スクリーンの上に処理剤をのせた後、スキ
ージーを用いてスクリーン全面に処理剤を広げた。続い
て、スクリーンが基材に接触する程度にスキージーでス
クリーンを押さえ付けて移動させ、処理剤を基材表面に
塗布した。In screen printing, the substrate was placed under a horizontally placed screen (for example, polyester plain weave, 300 mesh) with a spacing of several millimeters. After the treatment agent was placed on the screen, a squeegee was used to spread the treatment agent on the entire surface of the screen. Subsequently, the squeegee was pressed against the screen so that the screen was in contact with the substrate, and the screen was moved to apply the treatment agent to the surface of the substrate.
【0036】処理剤塗布後の基材は120°Cで10分
間、空気中で乾燥し、その後600°Cの温度で空気
中、30分間熱処理した。この基材を市販の酸性クリー
ナ液に室温で1〜5分間漬けて洗浄した。その後、メッ
キ処理した。メッキ処理は、試料を無電解メッキ浴(N
i−B系無電解メッキ液、65°C、20分間浸漬)に
漬けてメッキした。ニッケル膜と基材との接着性は、基
材上の2×2mmにメッキしたニッケル膜にハンダ付け
をして導線を固着し、導線にはかりを付けて引っ張るこ
とにより評価した。その結果を表1に併記する。The substrate after application of the treatment agent was dried in air at 120 ° C. for 10 minutes, and then heat-treated in air at a temperature of 600 ° C. for 30 minutes. This base material was immersed in a commercially available acidic cleaner solution at room temperature for 1 to 5 minutes for cleaning. Then, it was plated. For the plating process, the sample is electroless plating bath (N
It was dipped in an i-B type electroless plating solution at 65 ° C. for 20 minutes for plating. The adhesiveness between the nickel film and the base material was evaluated by soldering the nickel film plated on the base material to a size of 2 × 2 mm to fix the conductive wire, and attaching a scale to the conductive wire and pulling. The results are also shown in Table 1.
【0037】[0037]
【表1】 [Table 1]
【0038】この結果、固定剤と膜補強剤のそれぞれの
熱分解温度を近似させた実施例では、メッキ膜の密着性
が強固になり、基板が破壊して、それ以上の測定が不可
能になった。しかも、平滑性が向上して膜に光沢がで
た。しかし、膜補強剤のシリコン濃度が高くなると、メ
ッキ析出性、成長性が悪くなる。As a result, in the embodiment in which the thermal decomposition temperatures of the fixing agent and the film reinforcing agent are approximated to each other, the adhesion of the plated film becomes strong, the substrate is destroyed, and further measurement becomes impossible. became. Moreover, the smoothness was improved and the film was glossy. However, when the silicon concentration of the film reinforcing agent is high, the plating deposition property and the growth property are deteriorated.
【0039】[0039]
【発明の効果】以上のように本発明の処理剤では、金属
超微粒子と、上記金属超微粒子を被メッキ層に固定する
金属を含む有機化合物からなる固定剤と、膜補強剤と、
そして有機溶剤からなり、上記固定剤と膜補強剤のそれ
ぞれの熱分解温度を近似させたことによって、焼成時に
固定剤と膜補強剤の反応速度を合わせ、固定剤と膜補強
剤から生成されたそれぞれの金属酸化物を結合させた強
固な処理層を形成し、また処理層の金属超微粒子が核と
なって金属イオンを析出させ、強固に付着したメッキ膜
を生成する効果がある。また、粘度調整材料は処理剤の
粘度を適度に維持してスクリーン印刷時の取扱を良好に
維持する。As described above, in the treatment agent of the present invention, ultrafine metal particles, a fixing agent composed of an organic compound containing a metal for fixing the ultrafine metal particles to a layer to be plated, a membrane reinforcing agent,
It is composed of an organic solvent, and by approximating the respective thermal decomposition temperatures of the above-mentioned fixative and membrane reinforcing agent, the reaction rates of the fixative and membrane reinforcing agent are matched at the time of firing to generate the fixative and membrane reinforcing agent. It has the effect of forming a strong treatment layer in which the respective metal oxides are bonded, and the ultrafine metal particles of the treatment layer serve as nuclei to deposit metal ions and form a strongly adhered plating film. Further, the viscosity adjusting material maintains the viscosity of the treating agent at an appropriate level to maintain good handling during screen printing.
Claims (5)
する基材の表面処理剤であり、Au,Pt,Pd,R
h,Ag,Niから選ばれた少なくとも一種の金属超微
粒子と、上記金属超微粒子を被メッキ層に固定する金属
を含む有機化合物からなる固定剤と、膜補強剤と、そし
て有機溶剤からなり、上記固定剤と膜補強剤のそれぞれ
の熱分解温度を近似させたことを特徴とするメッキ用表
面処理剤。1. A surface treatment agent for a base material used when a metal film is attached to the surface of the base material, which comprises Au, Pt, Pd, R.
At least one kind of ultrafine metal particles selected from h, Ag, and Ni, a fixing agent made of an organic compound containing a metal for fixing the ultrafine metal particles to a layer to be plated, a film reinforcing agent, and an organic solvent, A surface treatment agent for plating, wherein the thermal decomposition temperatures of the fixing agent and the membrane reinforcing agent are approximated to each other.
固定剤を0.1〜10モル、上記膜補強剤を0.01〜
5モル添加した請求項1記載のメッキ用表面処理剤。2. The fixing agent is added in an amount of 0.1 to 10 mol, and the membrane reinforcing agent is added in an amount of 0.01 to 1 mol, based on 1 mol of the metal of the ultrafine metal particles.
The surface treating agent for plating according to claim 1, which is added with 5 mol.
る粘度調整材料を、混合した請求項1、または2記載の
メッキ用表面処理剤。3. The surface treating agent for plating according to claim 1, wherein a viscosity adjusting material made of a polymer material which can be dissolved in an organic solvent is mixed.
分散したものである請求項1、2、または3記載のメッ
キ用表面処理剤。4. The surface treating agent for plating according to claim 1, wherein the ultrafine metal particles are previously dispersed independently in a polymer.
分散したものである請求項1、2、または3記載のメッ
キ用表面処理剤。5. The surface treating agent for plating according to claim 1, wherein the ultrafine metal particles are previously dispersed independently in an organic solvent.
Priority Applications (1)
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JP13109096A JP3179339B2 (en) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | Surface treatment agent for plating |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013001936A (en) * | 2011-06-15 | 2013-01-07 | Adeka Corp | Pretreatment method for electroless plating |
JP2014074191A (en) * | 2012-10-02 | 2014-04-24 | Kanto Gakuin | Electroless plating method and electroless plating film |
JP2016073564A (en) * | 2014-10-08 | 2016-05-12 | 株式会社ビーバープランニングセンター | Pin badge |
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