説明

めっき方法

【課題】Cu成分を含むセラミック基材上に設けられたAg電極の表面全体に、無電解めっきにより確実にめっき膜を形成することが可能であるとともに、セラミック基材の上記Ag電極外の領域には、無用のめっき膜を析出させることのないめっき方法を提供する。
【解決手段】Cu成分を含むセラミック基材上に形成されたAg電極に無電解めっきを行うにあたって、Ag電極上およびセラミック基材上のAg電極が形成されていない領域に存在するCu成分を除去するためのエッチングを行うCuエッチング工程と、セラミック基板上の、Ag電極が形成されていない領域に存在するAg成分を除去するためのエッチングを行うAgエッチング工程とを実施した後に、Ag電極に無電解めっきを行う。
Cuエッチング工程とAgエッチング工程とを、別工程として実施する。
Cuエッチング工程は、Agを溶解しないエッチング液を用いて実施する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、無電解めっき方法に関し、詳しくは、Cu酸化物などのCu成分を含むセラミック基材上に形成されたAg電極に無電解めっきを行うためのめっき方法に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、Fe−Cu−Zn系フェライトや、Fe−Ni−Cu−Zn系フェライトなどからなるフェライト系電子部品には、フェライト系基材上に外部との電気的接続などのためのAg電極を備えたものがある。
【0003】
フェライト系電子部品を構成するフェライト系基材に含まれるCu成分は焼成中に基材全体に広く拡散しており、基材表面への偏析が多く認められるばかりでなく、Ag電極の表面にもCuやCu酸化物などの状態で存在している。
【0004】
そして、このようなAg電極の表面に、はんだ付け性を確保する目的で、無電解めっき法により、例えばNiめっきやAuめっきなどを施すことが行われている。ところが、そのようなめっきを施そうとした場合、Ag電極の表面の、Cu酸化物などのCu成分が付着した領域には、無電解めっきプロセスにおいて付着させることが必要なめっき触媒(例えば、パラジウム(Pd))が付着しにくく、Cu酸化物などのCu成分が付着した領域には、めっき金属が未着になる(めっき膜が形成されない)リスクが高まる。その結果、Ag電極に十分なはんだ付け性を付与することができなくなり、信頼性が不十分になるという問題点がある。
【0005】
したがって、Ag電極の表面に、確実にNiめっきやAuめっきを施すためには、Pdなどのめっき触媒の付与を行う前に、Ag電極上のCu酸化物などのCu成分を除去しておくことが必要になる。
【0006】
また、基板のAg電極外の領域にAgが付着している場合、該領域にもPdなどのめっき触媒が付着し、めっき金属が析出してしまう(結果として、はんだが付着してしまう)ことになる。したがって、本来めっき金属を析出させるべき領域(Ag電極の表面)以外の領域に付着しているAg成分も除去しておくことが必要になる。
なお、上述のような課題は、Cu成分を含むフェライト系電子部品の場合に限らず、Cu成分を含む他のセラミック電子部品にもあてはまるものである。
ところで、Ag成分の除去に関する技術として、リードフレームなど、部分銀めっきを有する板材の漏れ銀を溶解除去するのに用いる表面処理液(シアン系銀エッチング液)が提案されている(特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開平7−316845号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、上記特許文献1の表面処理剤を、フェライト系電子部品のAgエッチングに用いた場合、フェライト基材のAg電極外の領域に付着しているAgを除去することはできても、Ag電極上にCu成分が存在する場合、表面処理剤に含まれるAgがCu成分上に置換析出してCu成分の溶解が阻害されるため、Ag電極上のCu成分を除去することは事実上困難である。
本発明は、上記課題を解決するものであり、Cu成分を含むセラミック基材上に設けられたAg電極の表面全体に、無電解めっきにより確実にめっき膜を形成することが可能であるとともに、セラミック基材上の上記Ag電極外の領域には、無用のめっき膜を析出させることのないめっき方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するために、本発明のめっき方法は、
Cu成分を含むセラミック基材上に形成されたAg電極に無電解めっきを行うためのめっき方法において、
前記Ag電極上および前記セラミック基材上の前記Ag電極が形成されていない領域に存在するCu成分を除去するためのエッチングを行うCuエッチング工程と、
前記セラミック基材上の、前記Ag電極が形成されていない領域に存在するAg成分を除去するためのエッチングを行うAgエッチング工程と、
前記Cuエッチングの工程および前記Agエッチングの工程を経た後に、前記Ag電極に無電解めっきを行うめっき工程と
を具備することを特徴としている。
【0010】
本発明のめっき方法においては、前記Cuエッチング工程と前記Agエッチング工程とを、別工程として実施することが望ましい。
【0011】
また、前記Cuエッチング工程を、Agを溶解しないエッチング液を用いて行うことが望ましい。
【0012】
また、前記Agを溶解しないエッチング液として、酸化剤成分を含まない酸を用いることが望ましい。
【0013】
また、本発明は、前記Cu成分を含むセラミック基材が、Cu成分を含むフェライト系基材である場合に特に有意義である。
【発明の効果】
【0014】
本発明のめっき方法は、Ag電極上およびセラミック基材上のAg電極が形成されていない領域に存在するCu酸化物を除去するためのエッチングを行うCuエッチング工程と、セラミック基材上の、Ag電極が形成されていない領域に存在するAg成分を除去するためのエッチングを行うAgエッチング工程とを備えているので、Cu成分が除去されたAg電極の表面全体に無電解めっき触媒を付与することが可能になり、Ag電極の表面全体にめっき膜を形成することが可能になるとともに、セラミック基材上のAg電極が形成された領域以外の領域については、AgエッチングによりAgが除去されていることから、無電解めっき触媒が付与されることがなく、無用のめっき膜を析出させないようにすることが可能になる。
【0015】
なお、本発明において、CuエッチングおよびAgエッチングを行った後に実施されるめっき工程(無電解めっき工程)の具体的な手順や条件には特別の制約はなく、公知の種々の無電解めっき法およびそこで適用されている条件などを適宜採用することが可能である。
【0016】
また、本発明のめっき方法においては、Cuエッチング工程とAgエッチング工程とを別工程として実施することにより、Cuエッチング工程で、Ag電極上およびセラミック基材上のAg電極が形成されていない領域に存在するCu成分を確実に除去することが可能になるとともに、Agエッチング工程で、Ag電極の表面を清浄化して、無電解めっきを施すのに適した状態にするとともに、セラミック基材上の、Ag電極が形成されていない領域に存在するAg成分を確実に除去することが可能になる。
なお、Agエッチング工程とCu酸化物エッチング工程とを別工程として実施する場合において、その順序に特別の制約はない。
【0017】
金属Agは貴金属のため一般的にはエッチング液として強酸化剤を含む液もしくは、ハロゲンやシアンを含むエッチング液が使用される。それらのエッチング液は多くの場合、Agより卑な金属であるCuもしくはCu酸化物を溶解させることができる。しかしながら、Agエッチング反応が進行することで、エッチング液にはAgイオンが蓄積することになる。そして、そのような状態のエッチング液を用いてエッチングを行った場合、Cu成分上にAgが置換析出し、Cu成分の溶解を阻害するおそれがある。
【0018】
したがって、従来のように、Agイオンが蓄積されたエッチング液を用いてAgエッチングのみを行うだけでは、Ag電極の表面や、セラミック基材上のAg電極が形成されていない領域に存在するCu酸化物などのCu成分を効率よく除去できない場合が生じる。
【0019】
しかしながら、このような場合も、Cuエッチング工程とAgエッチング工程とを別工程とし、Cuエッチング工程を先に実施して、Agが置換析出するCu成分が存在しない状態とした後に、Agエッチング工程を実施することにより、Agが置換析出することによってCu成分の溶解が阻害されるという問題点を回避することができる。それゆえ、このような見地からはCuエッチング工程をAgエッチング工程の前に実施することが望ましい。
ただし、セラミック基材上にAgが置換析出する金属が存在せず、電極外に存在するCuへのめっき析出の懸念がない場合は、必ずしもCuエッチング工程を先に実施する必要はない。
【0020】
また、本発明においては、Cuエッチング工程を、Agを溶解しないエッチング液を用いて行うことにより、Ag電極の性状に悪影響を及ぼしたり、溶解したAgイオンがCu成分の溶解を阻害することを確実に防止することが可能になり有意義である。
【0021】
また、Cuエッチング工程において、エッチング液として酸化剤を含まない酸を用いることにより、Cuエッチング工程でAgが溶解することを効率よく抑制、防止して、本発明をさらに実効あらしめることができる。
【0022】
また、Ag電極が形成されるセラミック基材としては、Cu成分を含むフェライト系基材が広く用いられるが、そのようなフェライト系基材上に形成されたAg電極に無電解めっきを施す場合に本発明を適用することにより、無電解めっきにより、Ag電極上にNiめっき膜やAuめっき膜などを確実に形成することが可能になり、特に有意義である。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明のめっき方法により形成された、Ag電極の表面にNiめっき膜およびAuめっき膜が形成された、はんだ付け性を有する電極を備えたフェライト系電子部品の要部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下に本発明の実施の形態を示して、本発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【実施例1】
【0025】
この実施例では、代表的なセラミック電子部品の1つであるフェライト系電子部品を構成するフェライト系基材の表面に形成されたAg電極に、はんだ付け性を付与するために、無電解めっきによりNiめっき膜およびAuめっき膜を形成する場合を例にとって説明する。
【0026】
[フェライト系電子部品の用意]
まず、エッチングの対象となるフェライト系電子部品として、Fe−Ni−Cu−Zn系フェライトからなるフェライト系基材上に、同時焼成により形成されたAg電極を備えたフェライト系電子部品を用意した。
【0027】
[エッチング液の用意]
上記フェライト系電子部品をエッチングするためのエッチング液として、以下の(1),(2)のCuエッチング用のエッチング液と、(3)〜(8)のAgエッチング用のエッチング液を用意した。
【0028】
<Cuエッチング用のエッチング液>
(1)10%硫酸水溶液
(2)50%硫酸水溶液
【0029】
<Agエッチング用のエッチング液>
(3)5%過酸化水素水
(4)5%過酸化水素水+5%アンモニア
(5)30g/l硝酸鉄(III)水溶液
(6)30g/l硫酸鉄(III)水溶液
(7)10%硝酸水溶液
(8)100g/Lペルオキソ2硫酸カリウム水溶液
【0030】
なお、上記(1),(2)のCuエッチング用のエッチング液は、Cu酸化物などのCu成分は溶解させるが、Agなどの貴金属を溶解させることのない、酸化力の弱いエッチング液である。
また、上記(3)〜(8)のAgエッチング用のエッチング液は、Agなどの貴金属も溶解除去できるような酸化力の強いエッチング液である。
【0031】
[それぞれのエッチング液を用いて行った単独のエッチング工程]
上記(1),(2)のCuエッチング用のエッチング液、および、上記(3)〜(8)のAgエッチング用のエッチング液を、それぞれ単独で用いて、Ag電極を備えた上記フェライト系電子部品のエッチングを行った。
なお、エッチングを行うにあたっては、フェライト系電子部品を上記(1)〜(8)の各エッチング液に浸漬することにより行った。
エッチング条件は以下の通りである。
エッチング方法:水溶液への浸漬
エッチング温度:30℃
Cuエッチング時間:30min
Agエッチング時間:5min
【0032】
[各エッチング液を用いて行ったエッチングの評価]
上記(1)〜(8)のエッチング液を用いてエッチングしたフェライト系電子部品を水洗、乾燥した後、×50倍顕微鏡による外観観察を行った。
【0033】
その結果、上記(1)および(2)のCuエッチング用のエッチング液(10%硫酸水溶液、50%硫酸水溶液)を用いたCuエッチング工程では、Cu酸化物などのCu成分は溶解除去されるが、Ag電極はそのまま残存し、また、フェライト系電子部品の、Ag電極外の領域に存在するAg成分も溶解除去されないことが確認された。これは、Cuエッチング用のエッチング液として、Cuよりも貴な金属であるAgを溶解しない、酸化力の弱いエッチング液を用いていることによる。
なお、上記(1)および(2)のCuエッチング用のエッチング液は、Agを溶解しないことから、Agの置換析出のおそれもなく、Cu酸化物などのCu成分を効率よく溶解除去することができる。
【0034】
また、上記(3)〜(8)のAgエッチング用のエッチング液を用いたAgエッチングの工程では、Agイオンのエッチング液への蓄積量が十分に少ない段階では、Ag成分とともにCu成分も溶解して除去されることが確認されている。
一方、連続的な使用によりエッチング液にAgイオンが相当量溶解している状態では、AgのCu成分上への置換析出反応が起こるため、Ag電極上や、基板のAg電極外の領域に存在するCu成分の溶解は進行しないことが確認された。
【0035】
[本発明の実施例にかかる方法によるAg電極への無電解めっき]
本発明の実施例として、Fe−Ni−Cu−Zn系フェライトからなるフェライト系基材上に同時焼成により形成されたAg電極を備えた上述のフェライト系電子部品に対して、以下に説明する方法で、Cuエッチング工程とAgエッチング工程を別工程として実施した後、Ag電極上にNi無電解めっきおよびAu無電解めっきを行った。
【0036】
以下にその手順について説明する。
(I)Cuエッチング
Cuエッチング用のエッチング液として、上述の(1)のエッチング液(10%硫酸水溶液)を用い、脱脂した後のフェライト系電子部品についてCuエッチングを行い、Ag電極上およびAg電極外の領域に存在するCu成分を除去した。
【0037】
(II)Agエッチング
上記(I)の工程でCuエッチングを行ったフェライト系電子部品を水洗した後、Agエッチング用のエッチング液として、上述の(4)のエッチング液(5%過酸化水素水+5%アンモニア)を用いてAgエッチングを行い、フェライト系基材上のAg電極が形成されていない領域に存在するAg成分を除去した。
【0038】
(III)無電解めっき
上記(I),(II)の工程でCuエッチングおよびAgエッチングを行ったフェライト系電子部品のAg電極の表面に、無電解めっき触媒としてPdを付与した。
それから、Ni無電解めっきを施して、Ag電極の表面にNiめっき膜を形成した後、さらに、Au無電解めっきを施して、Niめっき膜の表面にAuめっき膜を形成した。
これにより、図1に模式的に示すように、フェライト系基材1a上に形成されたAg電極2の表面を覆うようにNiめっき膜3が形成され、Niめっき膜3の表面を覆うようにAuめっき膜4が形成された、はんだ付け性を有する電極Eを備えたフェライト系電子部品1を得た。
【0039】
なお、無電解めっきの方法に特別な制約はなく、Ag電極上にNiめっき+金めっきを施すことが可能な方法であれば、種々の方法を適用することが可能であるが、例えば以下の手順・方法により実施することができる。
(1)まず、上述のようにしてCuエッチング、Agエッチングを行ったフェライト系電子部品のAg電極上に触媒を付与する。
触媒としては、AT−909((株)ワールドメタル製)を用い、25℃×3minの条件で、Ag電極を備えたフェライト系電子部品を浸漬する。
(2)それから、Niめっき液として、リンデン204L((株)ワールドメタル製)を用い、Ag電極の表面に触媒を付与したフェライト系電子部品を、80℃×30minの条件でNiめっき液に浸漬することによりNi無電解めっきを行う。
(3)次に、Auめっき液として、CF−500SS(日鉱金属(株))を用い、Ni無電解めっきを済ませたフェライト系電子部品を、80℃×30minの条件でAuめっき液に浸漬することによりAu無電解めっきを行う。
なお、使用する触媒液、めっき液、各工程での条件などについては、この例に限られないのは上述の通りである。
【0040】
それから、上述のようにして、Ag電極にNiおよびAuの無電解めっきを施したFe−Ni−Cu−Znフェライト系電子部品について、Ag電極上へのNiめっき膜およびAuめっき膜の形成状態や、フェライト系電子部品のAg電極外の領域へのNiめっき膜およびAuめっき膜の形成状態などを調べた。
【0041】
その結果、Ag電極の表面全面にNiめっき膜が正常に析出しており、さらに、Ag電極の表面に析出したNiめっき膜の全面にAuめっき膜が正常に析出していることが確認された。
また、フェライト系電子部品の、Ag電極外の領域へのNiおよびAuのめっき膜の析出は認められなかった。
【0042】
[比較例]
比較のため、以下の比較例1〜3の方法で無電解めっきを実施した。
(1)比較例1(Cuエッチング、Agエッチングのいずれも実施せず)
Fe−Ni−Cu−Zn系フェライトからなるフェライト系基材上に同時焼成により形成されたAg電極を備えた、上記実施例で用いたものと同じフェライト系電子部品を脱脂した後、CuエッチングおよびAgエッチングは行わずに、Ag電極に無電解めっき触媒としてPdを付与した後、Ni無電解めっき、Au無電解めっきの順で無電解めっきを施した。
【0043】
(2)比較例2(Agエッチングのみ実施)
Fe−Ni−Cu−Zn系フェライトからなるフェライト系基材上に同時焼成により形成されたAg電極を備えた、上記実施例で用いたものと同じフェライト系電子部品を脱脂した後、Cuエッチングは行わずに、Agエッチングのみを行った。それから、Ag電極に無電解めっき触媒としてPdを付与した後、Ni無電解めっき、Au無電解めっきの順で無電解めっきを施した。
【0044】
そして、上記比較例1および2の方法でAg電極にNi無電解めっきおよびAu無電解めっきが施されたフェライト系電子部品について、Niめっき膜およびAuめっき膜の形成状態を調べた。
【0045】
その結果、Cuエッチング、Agエッチングのいずれも実施せずに無電解めっきを行った比較例1の場合、Ag電極の表面の一部が無めっき状態であることが確認された。また、フェライト系電子部品を構成するフェライト系基材上の、Ag電極が形成された領域以外の領域にもめっき膜の析出が認められた。
【0046】
また、Agエッチングのみを実施した比較例2の場合、Ag電極の表面の一部が無めっき状態であることが確認された。また、フェライト系電子部品の、Ag電極外の領域へのめっき膜の析出も一部ではあるが認められた。これは、Agエッチングに用いたエッチング液に蓄積されたAgの、Ag電極外の領域に存在するCu成分上への置換析出反応が生起し、この置換析出したAgに無電解めっき触媒が付着し、そこにめっき膜が析出したことによるものと考えられる。
【0047】
以上の結果より、Cuエッチング工程と、Agエッチング工程を別工程として実施した場合、CuエッチングによりAg電極上のCu成分を除去して、めっき未着部分が生じることを抑制、防止することが可能になるとともに、Agエッチングにより、Ag電極外に存在するAg成分(Ag核)を除去して、フェライト系電子部品の、Ag電極外の領域にめっき膜が析出することを抑制、防止できることが確認された。
【0048】
なお、上記実施例では、Fe−Ni−Cu−Zn系フェライトを用いたフェライト系電子部品のAg電極に無電解めっきを施す場合を例にとって説明したが、Cu成分を含む他のフェライト、例えば、Fe−Cu−Zn系フェライトなどを用いたフェライト系電子部品のAg電極に無電解めっきを施す場合にも本発明を有効に適用することができることを確認している。
【0049】
さらに、フェライト系電子部品に限らず、Cu成分を含む種々のセラミック基材上に形成されたAg電極に無電解めっきを行う場合にも、上記実施例の場合に準じる効果が得られることが確認されている。
【0050】
また、上記実施例では、Ag電極上にNi無電解めっきおよびAu無電解めっきを施す場合を例にとって説明したが、本発明は、Ag電極上にAu/Ni以外の金属、例えば、Au/Pd/Ni,Ag/Ni,Ag/Pd/Ni,Sn/Niなどの無電解Niめっきを下地としためっきを施す場合に適用することが可能である。
【0051】
また、上記実施例ではCuエッチングを先に実施し、その後にAgエッチングを実施するようにしているが、Agエッチングを先に実施し、その後にCuエッチングを実施するように構成することも可能である。ただし、先にも述べたように、CuエッチングをAgエッチングよりも先に行うようにした場合、Agエッチング液中のAgイオン濃度が高くなった場合にも、Cu成分がAgエッチングの前の段階ですでに除去されており、Cu成分上にAgが置換析出するおそれがなくなるため、この点からはCuエッチングを先に実施することが望ましい。
【0052】
本発明はさらにその他の点においても上記実施例に限られるものではなく、CuエッチングおよびAgエッチングに用いるエッチング液の種類、Cu成分を含むセラミック基材を構成する材料の種類、Ag電極の基板への配設態様、無電解めっき工程における具体的な方法や条件などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【符号の説明】
【0053】
1 フェライト系電子部品
1a フェライト系基材
2 Ag電極
3 Niめっき膜
4 Auめっき膜
E 電極

【特許請求の範囲】
【請求項1】
Cu成分を含むセラミック基材上に形成されたAg電極に無電解めっきを行うためのめっき方法において、
前記Ag電極上および前記セラミック基材上の前記Ag電極が形成されていない領域に存在するCu成分を除去するためのエッチングを行うCuエッチング工程と、
前記セラミック基材上の、前記Ag電極が形成されていない領域に存在するAg成分を除去するためのエッチングを行うAgエッチング工程と、
前記Cuエッチングの工程および前記Agエッチングの工程を経た後に、前記Ag電極に無電解めっきを行うめっき工程と
を具備することを特徴とするめっき方法。
【請求項2】
前記Cuエッチング工程と前記Agエッチング工程とを、別工程として実施することを特徴とする請求項1記載のめっき方法。
【請求項3】
前記Cuエッチング工程を、Agを溶解しないエッチング液を用いて行うことを特徴とする請求項1または2記載のめっき方法。
【請求項4】
前記Agを溶解しないエッチング液として、酸化剤成分を含まない酸を用いることを特徴とする請求項3記載のめっき方法
【請求項5】
前記Cu成分を含むセラミック基材が、Cu成分を含むフェライト系基材であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のめっき方法。

【図1】
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【公開番号】特開2011−184748(P2011−184748A)
【公開日】平成23年9月22日(2011.9.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−51946(P2010−51946)
【出願日】平成22年3月9日(2010.3.9)
【出願人】(000006231)株式会社村田製作所 (3,635)
【Fターム(参考)】