JPS5946312B2 - 熱処理された銅被膜の酸化防止法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は誘電体、絶縁体、抵抗体、半導体などのセ
ラミック素体に無電解メッキ法、真空蒸着法、スパッタ
リング法、イオンブレーティング法などにより形成され
、その後熱処理された銅被膜の酸化防止法に関するもの
である。

一般に、セラミック素体などの非導電体の表面に銅被
膜を形成する方法としては、無電解メッキ法、真空蒸着
法、スパッタリング法、イオンブレーティング法などが
あり、回路基板上の導電部、あるいはセラミックコンデ
ンサの電極部分を構成する場合などに用途があることは
知られている。

そして上記した方法により形成された銅被膜は緻密化
、金属化、密着性向上および安定化を図るため、膜を形
成した後熱処理に付されるのが通常である。

この熱処理は一般に銅被膜が酸素と反応しないように不
活性雰囲気中で行われている。 このように熱処理の工
程に付することによつてはじめて無電解メッキ法、真空
蒸着法、スパッタリング法、イオンブレーティング法な
どによつて形成した銅被膜は純銅に近い電気特性を有す
る銅被膜となり、高信頼性の電子部品を構成することに
なる。

しかしながら、無電解メッキ法、真空蒸着法、スパッタ
リング法などにより形成された銅被膜は熱処理工程に付
すと、熱処理を行わない銅被膜にくらべて酸化されやす
く、経時変化も受けやすくなる。 これは銅被膜そのも
のがもともと酸化されやすい金属である上に、高温の熱
処理を履歴することによつて、銅被膜表面に触媒活性が
付与され、一層、酸化されやすい状況が形成されること
による。

このため、熱処理を行つた銅被膜を、たとえばコンデ
ンサの電極としてそのまま用いると、酸化膜の形成によ
り導電率の低下を来たし、また熱処理後しばらく放置す
るだけで、半田付け性も低下するという好ましくない現
象がみられた。

したがつて、この発明の主たる目的は、熱処理を行つた
銅被膜表面の酸化を防止し、安定化させることにより、
銅被膜の長期保存、ひいては銅被膜を形成したセラミツ
ク素体よりなる電子部品の高信頼化を可能にすることに
ある。

すなわち、この発明の要旨とするところは、表面に銅被
膜を形成したセラミック素体を熱処理後、セラミツク素
体の表面を脂肪酸または高級脂肪酸エステルを溶解した
揮発怜・ロゲン化炭化水素化合物溶液に接触させること
を特徴とするものである。

ここで、揮発性ハロゲン化炭化水素化合物溶液としては
、たとえばトリクレン、パークレン、フレオン、クロル
ベンゼンなどがあり、これらはいずれも沸点が−２９．
８℃〜１３２℃の低沸点の既存物質である。この発明方
法の実施概要を説明すると、まず誘電体、絶縁体、抵抗
体、半導体などのセラミツク素体表面に、無電解メツキ
法、真空蒸着法、スパツタリング法、イオンプレーテイ
ング法などの薄膜形成技術により銅被膜を形成する。

たとえばセラミツク素体として誘電体セラミツクを用い
、表面に銅被膜を形成することにより、コンデンサが構
成でき、またセラミツク素体としてアルミナ、ジルコニ
ア、ホルステライトなどのセラミツク基板を用い、表面
に銅被膜の回路パターンを形成すれば回路用基板を構成
することができる。

そのほか、抵抗体、半導体などのセラミツク素体表面に
銅被膜を形成することにより種々の電子部品が構成でき
る。このようにセラミツク素体表面に各種方法により銅
被膜が形成された種々の電子部品は、その後窒素などの
不活性雰囲気中、たとえば約７００℃の温度で熱処理が
行われる。

熱処理された銅被膜はこのとき金属化され、密着性も強
固になり、さらに電気特性なども向土して非常に好まし
い特性が付与される。

しかし、熱処理により高温度の熱履歴を経るため、銅被
膜は触媒活性も付与され、ラネ一銅と同様の触媒能を有
した非常に活性な銅被膜となる。このような触媒活性は
熱処理後、できるだけ早く、ステアリン酸などの脂肪酸
や蝋などの高級脂肪酸エステルを溶解したトリクレン、
パークレン、フレオン、クロルベンゼンなどの揮発性ハ
ロゲン化炭化水素化合物溶液に接触させれば、これら揮
発性ハロゲン化炭化水素化合物溶液の被毒作用によつて
、銅被膜の活性点が消滅して触媒活性はなくなり、銅被
膜は安定になり、酸化されにくくなる。

そしてさらに銅被膜表面に脂肪酸や脂肪液エステルの単
分子膜を形成することによつて、銅被膜の酸化と経時変
化が防止できる。熱処理後、脂肪酸や脂肪酸エステルを
溶解した揮発性ハロゲン化炭化水素化合物に接触させる
までの時間は短いほど好ましく、できれば熱処理後３０
分以内に接触させることが好ましい。使用される脂肪酸
または脂肪酸エステルとしては、ステアリン酸、蝋など
があるが、これらに限定されるものではなく、このほか
バルミチン酸、ラノリン酸など単分子膜を形成しやすい
脂肪酸類、脂肪酸エステル類などもあり、上記したいず
れも酸化防止に効果がある。

熱処理された銅被膜と、脂肪酸や脂肪酸エステルを溶解
した揮発性ハロゲン化炭化水素化合物溶液との接触方法
としては、この溶液を塗布、吹き付け、浸漬するなどの
方法があるが、いずれの方法を用いてもよい。

以下にこの発明を無電解銅メッキ析出被膜からなる実施
例について説明する。

実施例 １ 直径６．６ｍｍ、厚み０．５ｍｍの酸化チタン系誘導体
セラミツク素体を無電解銅メツキ液に浸漬し、このセラ
ミツク素体の全面に銅メツキ被膜を形成した。

次いで、このセラミツク素体を窒素雰囲気中、７００℃
の温度の熱処理に付し、冷却後、ステンレス製網かごの
容器に入れて、融点５０℃の蝋を２％溶解させたトリク
レンを吹きつけた。このあと銅被膜表面を自然乾燥させ
た。このようにして得られたセラミツク誘電体について
、蝋を溶解したトリクレンを吹き付けたセラミツク誘電
体とこのような処理をしていないセラミツク誘電体につ
いて、それぞれ２４時間自然雰囲気中に放置し、銅被膜
表面を観察したところ、この発明方法による処理を行つ
ていないものについては、褐色を呈しはじめ、半田付け
性も低下した。

しかしながら、この発明方法によるものは、１力月放置
したものについても、何らの変化も見られず、半田付け
性も良好であつた。実施例 ２ チタン酸ストロンチウム系の粒界絶縁型半導体磁器とし
て、直径１０．０ｍ』厚み０．３ｍｍのものを用意し、
無電解銅メツキ液に浸漬し、半導体磁器の全面に銅メツ
キ被膜を形成した。

次いでこの半導体磁器を窒素よりなる不活性雰囲気中、
７００℃で熱処理した。

引き続き、融点６０℃のステアリン酸を２％溶解したフ
レオン溶液中に銅メツキ被膜を形成した半導体磁器を約
１分間浸漬した。この溶液から半導体磁器を引き上げ、
自然乾燥させて銅メツキ被膜を安定化させた。

さらにこの半導体磁器を湿度９５％、温度４０℃の条件
下で強制的に酸化したところ、５０００ｈｒ後において
も銅被膜表面の色調変化は全くなく、また半田付け性も
良好であつた。

以上の各実施例から明らかなように、この発明によれば
、無電解メツキ法により表面に銅被膜を形成したセラミ
ツク素体の該銅被膜表面を熱処理後、脂肪酸や脂肪酸エ
ステルを溶解したトリクレンやフレオン等の揮発性ハロ
ゲン化炭化水素化合物溶液に接触させると、銅被膜表面
の酸化現象は見られず、半田付け性も良好であるなど、
熱処理後の銅被膜の酸化防止法としてきわめて有用なも
のである。

なお、上記した実施例では無電解メツキ法により形成し
た銅被膜の例について説明したが、そのほか真空蒸着法
、スパツタリング法、イオンプレーテイング法による銅
被膜についてこの発明を適用しても同様な効果が得られ
ることはもちろんである。

またセラミツク素体については誘電体セラミツク素体、
粒界絶縁型半導体磁器について説明したが、そのほか誘
電体、絶縁体、半導体、抵抗体よりなるものに銅被膜を
形成したものにこの発明を適用しても同様な効果が得ら
れる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 表面に銅被膜を形成したセラミック素体を熱処理後
   、セラミック素体の表面を脂肪酸または高級脂肪酸エス
   テルを溶解した揮発性ハロゲン化炭化水素化合物溶液に
   接触させることを特徴とする熱処理された銅被膜の酸化
   防止法。 ２ 銅被膜は、無電解メッキ法、真空蒸着法、スパッタ
   リング法、イオンプレーティング法のいずれか１種によ
   り形成されたものであることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の熱処理された銅被膜の酸化防止法。 ３ セラミック素体は、誘電体、絶縁体、抵抗体、半導
   体のうちいずれか１種であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の熱処理された銅被膜の酸化防止法。 ４ セラミック素体は誘電体であり、銅被膜は容量取り
   出し用の電極であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の熱処理された銅被膜の酸化防止法。 ５ セラミック素体の熱処理は不活性雰囲気中で行われ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の熱処理
   された銅被膜の酸化防止法。