無電解めっき前処理剤及びセラミック基材への電極形成方法
【課題】 製造が容易な白金錯体であって、媒体に有害性の高い溶剤を使用する必要のない、セラミック基材への電極形成に適した無電解めっき前処理剤を提供する。
【解決手段】 ビス（２，４−オクタンジオン）白金錯体などの白金錯体0.005〜10.000質量％と、有機溶剤60.000〜99.895質量％と、増粘剤0.100〜30.000質量％とを含有する無電解めっき前処理剤。有機溶剤としては、ターピネオール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテートが好ましい。セラミック基材の表面に、前記無電解めっき前処理剤を塗布した後、３５０〜４５０℃で焼成することによりセラミックス基板上に白金の触媒を形成し、次いで前記触媒上に無電解白金めっきを行い、セラミック基板に電極を形成する。
【解決手段】 ビス（２，４−オクタンジオン）白金錯体などの白金錯体0.005〜10.000質量％と、有機溶剤60.000〜99.895質量％と、増粘剤0.100〜30.000質量％とを含有する無電解めっき前処理剤。有機溶剤としては、ターピネオール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテートが好ましい。セラミック基材の表面に、前記無電解めっき前処理剤を塗布した後、３５０〜４５０℃で焼成することによりセラミックス基板上に白金の触媒を形成し、次いで前記触媒上に無電解白金めっきを行い、セラミック基板に電極を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無電解めっき前処理剤及びそれを用いるセラミック基材上への電極形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミック部品の表面に電極を形成する方法としては、一般に金属微粉末を含むペーストを塗布、焼成して金属の厚膜を形成する方法や、無電解めっきを用いる方法が知られている。無電解めっきを用いる方法においては、まずセラミック基材に金属錯体を含む前処理剤を塗布し、次いで焼成を行う。これにより、前処理剤に含まれる溶剤等の有機物質が除去され、基材表面に金属の触媒が形成される。このセラミック基材に無電解めっきを施すことにより、前記触媒上に金属薄膜が形成される。無電解めっきにより形成された薄膜の電極は、緻密性が高く、導電性に優れるものとなる。
【０００３】
無電解めっき前処理剤としては、ビス［ジ（イソブチル）ベンジリデンアセトン］白金等の白金錯体を含有する組成物が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第3543482号公報 （特許請求の範囲）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
無電解めっき前処理剤を用いる電極の形成方法は、以下の点で問題となっている。従来使用されている無電解めっき前処理剤には、白金錯体を溶解するために、トルエン、キシレンなど人体への有害性が高い低沸点溶剤が含有されている。使用時にこの低沸点溶剤が蒸発するので、安全性、作業性の面で改善が求められている。
【０００６】
一方、従来の無電解めっき前処理剤に使用されている白金錯体は、複雑な製造工程が必要とされ、経済的に負担が大きいものとなっている。また、白金錯体の製造工程では、安全性確保及び電極の機能性確保の観点から、還元雰囲気にて錯体を分離精製する必要がある。そのため、精製工程等に還元雰囲気を必要とせず、簡単な工程により製造できる白金錯体を配合した無電解めっき前処理剤の開発が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は無電解めっき前処理剤に配合する白金錯体について検討を行った結果、ビス（２，４−オクタンジオン）白金錯体、ビス（２−エチルヘキサナト）白金錯体、ビス（オクタナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体、ビス（２−エチルヘキサナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体などの白金錯体は、精製工程等に還元雰囲気が不要で複雑な製造工程を要せずに製造でき、媒体として有害な溶剤を必要とせず、電極製造用の無電解めっき前処理剤に好適に配合できることを見出し、本発明を完成するに到った。
【０００８】
上記目的を達成する本発明は、以下に記載するものである。
【０００９】
〔１〕 ビス（２，４−オクタンジオン）白金錯体、ビス（２−エチルヘキサナト）白金錯体、ビス（オクタナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体若しくはビス（２−エチルヘキサナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体、又は、これら白金錯体の２種以上の混合物を白金濃度で0.002〜4.2質量％含有し、有機溶剤を前記白金錯体中の有機物成分との合計で65.8〜99.898質量％含有し、且つ増粘剤を0.100〜30.0質量％を含有する無電解めっき前処理剤。
【００１０】
〔２〕 セラミック基材の表面に、〔１〕に記載の無電解めっき前処理剤を塗布した後、３５０〜４５０℃で焼成することによりPt金属の触媒層を形成し、次いで前記触媒層上に無電解めっきにより白金又は白金合金の薄膜を形成するセラミック基材への電極形成方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の無電解めっき前処理剤は、白金錯体としてビス（２，４−オクタンジオン）白金錯体、ビス（２−エチルヘキサナト）白金錯体、またはビス（オクタナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体若しくはビス（２−エチルヘキサナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体、又は、これら白金錯体の混合物を使用する。これら白金錯体は、印刷用溶剤として広く使用されているターピネオールやブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテートなどの沸点が高く有害性が低い溶剤へ溶解が容易であり、人体への有害性が高い化学溶剤を使用する必要は無い。
【００１２】
更に、前記白金錯体は、製造工程が単純で製造容易かつ製造装置も簡素であり、経済的に有利である。加えて、白金錯体の製造工程、無電解めっき前処理剤の製造工程、電極の形成工程のいずれにおいても有害性の高い溶剤、化学物質を必要としない。本発明によれば、安全性に問題が生じることなくセラミック基材との密着性に優れた電極を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１のペースト状の無電解めっき前処理剤Ａを用いてパッド印刷により形成したパターンの図面代用写真である。
【図２】比較例１の液状の無電解めっき前処理剤Ｂを用いてパッド印刷により形成したパターンの図面代用写真である。
【図３】実施例１のペースト状の無電解めっき前処理剤Ａを用いてスクリーン印刷により形成したパターンの図面代用写真である。
【図４】比較例１の液状の無電解めっき前処理剤Ｂを用いてスクリーン印刷により形成したパターンの図面代用写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の無電解めっき前処理剤は、ビス（２，４−オクタンジオン）白金錯体、ビス（２−エチルヘキサナト）白金錯体、ビス（オクタナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体若しくはビス（２−エチルヘキサナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体、又は、これら白金錯体の２種以上の混合物0.005〜10.000質量％と、有機溶剤60.000〜99.895質量％と、増粘剤0.100〜30.000質量％とを含有するペースト状の組成物である。
【００１５】
ビス（２，４−オクタンジオン）白金錯体、ビス（２−エチルヘキサナト）白金錯体、ビス（オクタナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体、ビス（２−エチルヘキサナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体自体は公知の化合物である。
【００１６】
ビス（２，４−オクタンジオン）白金錯体は、例えば以下の方法に従って製造することが可能である。
【００１７】
5.0〜10.0質量％の炭酸水素ナトリウム溶液１Ｌに２，４−オクタンジオン100〜150ｇを加え、30〜50℃で加熱攪拌する。これに、２，４−オクタンジオン１モルに対して0.1〜0.5モルのＫ２ＰｔＣｌ４をPt濃度1.0〜5.0質量％のＫ２ＰｔＣｌ４水溶液として添加し、30〜50℃で12〜48時間攪拌する。沈澱物として白金錯体が得られるので、公知の方法により分離・精製を行う。
【００１８】
ビス（２−エチルヘキサナト）白金錯体は、例えば以下の方法に従って製造することが可能である。
【００１９】
10.0〜15.0質量％の水酸化ナトリウム溶液１Lに２−エチルヘキサン酸400〜500ｇを加え、攪拌する。これに、２−エチルヘキサン酸１モルに対して0.1〜0.3モルのＫ２ＰｔＣｌ４をPt濃度1.0〜5.0質量％のＫ２ＰｔＣｌ４水溶液として添加し、35〜45℃で12〜48時間攪拌する。沈澱物として白金錯体が得られるので、公知の方法により分離・精製を行う。
【００２０】
ビス（オクタナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体は、例えば以下の方法に従って製造することが可能である。
【００２１】
Pt濃度1.0〜5.0質量％のＫ２ＰｔＣｌ４水溶液１０Lに、Ｋ２ＰｔＣｌ４と等モルのシクロヘキサンジアミンを加え、５時間攪拌還流する。これを濾過し、濾液を乾燥させてジクロロシクロヘキサンジアミン白金を得た。このジクロロシクロヘキサンジアミン白金100ｇを純水1Lに溶かし、ジクロロシクロヘキサンジアミン白金と等モルの硫酸銀を加えて暗所で10〜20時間攪拌後、濾過し、沈澱物を除去する。これに、濾液の白金１モルに対して１〜２モルのオクタン酸ナトリウムを添加し、30〜60分間攪拌する。沈澱物として白金錯体が得られるので、公知の方法により分離・精製を行う。
【００２２】
ビス（２−エチルヘキサナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体は、例えば上記製造方法においてオクタン酸ナトリウムの代わりに２−エチルヘキサン酸ナトリウムを加えることで作製が可能である。
【００２３】
無電解めっき前処理剤におけるビス（２，４−オクタンジオン）白金錯体、ビス（２−エチルヘキサナト）白金錯体、ビス（オクタナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体若しくはビス（２−エチルヘキサナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体、又は、これら白金錯体の２種以上の混合物の含有量は白金濃度で0.002〜4.2質量％とするが、0.04〜0.8質量％とすることが好ましく、0.2〜0.6質量％とすることがより好ましい。
【００２４】
0.002質量％未満では、焼成後にセラミック基材上に形成される触媒量が不十分になる。そのため、めっき膜を形成するときに初期めっき速度が遅くなり白金めっき膜厚が不均一となる。その結果、白金めっき膜厚の薄い部分では抵抗が高くなり十分な電極特性が得られない。
【００２５】
4.2質量％を超えると、焼成後にセラミック基材上に形成される触媒層が不均一な薄膜になる。更には、その後に触媒層上に形成される白金めっき膜の厚みも不均一になる。
【００２６】
なお、白金錯体中の白金含有量は、白金錯体の種類によって大きく相違する。そのため、無電解めっき前処理剤中の白金の含有量を、白金錯体の含有量として普遍的に示すのは適当ではないが、白金錯体の種類を特定する場合は、操作管理が容易であるので、白金錯体の含有量として示すのが適している。
【００２７】
白金錯体の種類を特定する例として、白金錯体がビス（２，４−オクタンジオン）白金錯体の場合、無電解めっき前処理剤中の白金錯体の含有量は0.005〜10.000質量％とするが、0.1〜2.0質量％とすることが好ましく、0.5〜1.5質量％とすることがより好ましい。
【００２８】
上述したように、白金錯体中の白金含有量は、白金錯体の種類によって大きく相違する。また、無電解めっき前処理剤中の成分として、白金錯体中の有機物成分は、有機溶剤成分と同類の成分と見なすことができる。
【００２９】
そのため、無電解めっき前処理剤中の有機溶剤の含有量は、有機溶剤単独の含有量としてよりも、白金錯体中の有機物成分との合計量として示すことが合理的である。
【００３０】
そこで、有機溶剤の含有量は、白金錯体中の有機物成分との合計量として示すと、65.8〜99.898質量％とするが、74.2〜96.96質量％とすることが好ましく、79.4〜92.8質量％とすることがより好ましい。60.000質量％未満では、白金錯体を均一に分散させることが難しくなる。99.895質量％を超えると、白金錯体の配合量が少なくなり、基板上に充分な量の触媒を形成することができない。
【００３１】
なお、白金錯体がビス（２，４−オクタンジオン）白金錯体の場合、無電解めっき前処理剤中の有機溶剤単独の含有量は、60.000〜99.895質量％とするが、73.0〜96.9質量％とすることが好ましく、78.5〜92.5質量％とすることがより好ましい。
【００３２】
上記白金錯体を分散させる有機溶剤としては、例えばテルピネオール、ブチルカルビトール、ターピネオールアセテート、ジヒドロターピネオール、ジヒドロターピネオールアセテート、ブチルカルビトールアセテート等を挙げることができる。これらのうち、テルピネオール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテートは揮発性が低いため、作業環境への拡散が少なく安全である。更に使用中の白金錯体濃度の変化が小さいことから特に好ましい。
【００３３】
本発明の無電解めっき前処理剤には、増粘剤を必須成分として配合する。増粘剤を配合することにより、微細なパターンを印刷により形成する場合であっても精度の高いパターンを形成することができる。更に、増粘剤を含まない低粘度の前処理剤に比較してセラミックス基板上に多量の触媒を担持させることが可能となる。触媒を多く担持させることにより触媒とめっき皮膜との接合面積が増加し、セラミックス基板上に形成した電極と基板との密着性が高くなる。
【００３４】
無電解めっき前処理剤に配合する増粘剤としては、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ニトロセルロース等の増粘剤；アクリル樹脂、アルキッド樹脂、ブチラール樹脂等の樹脂等を挙げることができる。
【００３５】
増粘剤の配合量は0.100〜30.000質量％とするが、3.0〜25.0質量％とすることが好ましく、7.0〜20.0質量％とすることがより好ましい。増粘剤の配合量が0.100質量％未満では前処理剤の粘度を充分高くすることができず、30.000質量％を超えると、前処理剤の粘度が高くなりすぎて実用的でない。
【００３６】
無電解めっき前処理剤の粘度は、3〜200Ｐａ・ｓとするが、5〜50Ｐａ・ｓとすることが好ましく、7〜30Ｐａ・ｓとすることがより好ましい。無電解めっき前処理剤の粘度は、セラミック基材への塗布方法等に応じて上記範囲内で適切な値に調整することが可能である。例えば、増粘剤の配合量を調整することにより上記範囲の粘度とすることができる。
【００３７】
本発明の無電解めっき前処理剤を使用してセラミック基板上へ電極を形成する方法は、以下の通りである。
【００３８】
本発明の無電解めっき前処理剤をセラミック基材の表面に所望のパターン、例えば線幅0.5〜1.0ｍｍの微細パターンで塗布した後、３５０〜４５０℃で焼成し、白金金属の触媒層を形成する。焼成によりセラミックス基材の表面に形成される触媒層を構成する白金金属は、通常粒径1〜5ｎｍ程度の粒子状である。その後、触媒が表面に形成されたセラミック基材に無電解白金めっきを行い、白金薄膜が所望の厚さとなるまで白金を析出させる。
【００３９】
無電解めっき前処理剤をセラミック基材に塗布した後に行う焼成は、焼成温度を350〜450℃とするが、380〜410℃が好ましく、390〜400℃がより好ましい。焼成温度が３５０℃未満の場合は、セラミックス基板上に形成した電極と基板との密着性が低下するので好ましくない。これは触媒層と基板の密着性が低くなることや白金錯体の分解が不十分となり基材と電極の界面に有機物等が多量に残留することなどが原因と考えられる。また、焼成温度が４５０℃を超える場合も、セラミックス基板上に形成した電極と基板との密着性が低下するので好ましくない。これは触媒層の白金金属が凝集し、触媒層と電極の接合点が減少するためと考えられる。
【００４０】
焼成時間は特に制限されないが、５分以上とすることが好ましく、５〜３０分程度とすることがより好ましく、５〜１５分程度とすることが更に好ましい。
【００４１】
無電解めっき前処理剤の塗布及び焼成と、白金の無電解めっきとは、２回以上繰り返し行うことが可能である。この場合、これらの操作を必ずしも交互に行う必要はない。
【００４２】
無電解めっき前処理剤のセラミック基材への塗布は、スクリーン印刷、パッド印刷等により行うことができる。
【００４３】
無電解めっき前処理剤のセラミック基材への塗布量は、スクリーン印刷の場合には20〜100μｇ／ｍｍ２とすることが好ましく、パッド印刷の場合には1〜10μｇ／ｍｍ２とすることが好ましい。
【００４４】
電極の形成に使用する無電解白金めっき液は、還元型の公知の無電解白金めっき液を使用することができる。また、無電解めっき液には白金以外の金属が含まれていてもよい。例えば、無電解めっき液として白金−ロジウムめっき液、白金−パラジウムめっき液等を使用する場合には、これらを用いてセラミックス基板上に金属皮膜を形成し、その後焼成することにより、白金とこれら金属との合金からなる電極を形成することができる。
【００４５】
セラミックス基板の材質としては、例えばＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、Ｙ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ等を挙げることができる。
【実施例】
【００４６】
合成例１
炭酸水素ナトリウム70ｇを純水1Lに溶解し、これに２，４−オクタンジオン130ｇを加え40℃で加熱攪拌した。これに、Ｐｔ濃度３質量％のＫ２ＰｔＣｌ４水溶液1Lを投入し、40℃で24時間攪拌して反応させた。沈澱物を水洗した後、乾燥させてビス（２，４−オクタンジオン）白金錯体を得た。得られたビス（２，４−オクタンジオン）白金錯体はTG-DTA測定により約３８０℃で完全に分解されることが確認された。
【００４７】
合成例２
水酸化ナトリウム溶液130gを純水１Lに溶解し、２−エチルヘキサン酸470ｇを加え、40℃で加熱攪拌し２−エチルヘキサン酸ナトリウム水溶液を作製した。これに、Ｐｔ濃度３質量％のＫ２ＰｔＣｌ４水溶液5.3Lを投入し、40℃で48時間攪拌して反応させた。沈澱物を水洗した後、乾燥させて２−エチルヘキサナト白金錯体を得た。得られたビス（２−エチルヘキサナト）白金錯体はTG-DTA測定により約３４０℃で完全に分解されることが確認された。
【００４８】
合成例３
Ｐｔ濃度３質量％のＫ２ＰｔＣｌ４水溶液5Lに、シクロヘキサンジアミンを９０ｇ加え、５時間攪拌還流した。これを濾過し、濾液を乾燥させてジクロロシクロヘキサンジアミン白金を得た。このジクロロシクロヘキサンジアミン白金100ｇを純水1Lに溶かし、ジクロロシクロヘキサンジアミン白金と等モルの硫酸銀80ｇを加えて暗所で12時間攪拌後、濾過し、沈澱物を除去した。次いで、濾液にオクタン酸ナトリウム85ｇを添加し、１時間攪拌して反応させた。沈澱物を濾過、乾燥させてビス（オクタナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体を得た。得られたビス（オクタナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体はTG-DTA測定により約360℃で完全に分解されることが確認された。
【００４９】
合成例４
合成例３において、オクタン酸ナトリウムの代わりに合成例１の方法で予め作製した濃度３４質量％の２−エチルヘキサン酸ナトリウム水溶液250ｇを添加し、１時間攪拌して反応させた。沈澱物を濾過、乾燥させてビス（２−エチルヘキサナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体を得た。得られたビス（２−エチルヘキサナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体はTG-DTA測定により約380℃で完全に分解されることが確認された。
【００５０】
実施例１
ビス（２，４−オクタンジオン）白金１．２質量部、ビヒクル（エチルセルロース１０質量％、ターピネオール質量９０％）９８．８質量部を４０℃で１時間攪拌して混合し、白金濃度０．５質量％、粘度１０Ｐａ・ｓのペースト状の無電解めっき前処理剤Ａを得た。この無電解めっき前処理剤Ａをパッド転写によりジルコニア基板に印刷し、１００℃で２０分間乾燥させた後、４００℃で１０分間焼成した。焼成後のジルコニア基板に白金の無電解めっき（エヌ・イー ケムキャット社製、EL-Pt260を使用）を施し、これを1000℃で1時間焼成し、基板上に電極を形成した。乾燥及び焼成は全て空気中で行った。
【００５１】
比較例１
ビス（２，４−オクタンジオン）白金１．２質量部、ターピネオール９８．８質量部を４０℃で１時間攪拌して混合し、白金濃度０．５質量％、粘度５０ｍＰａ・ｓの液状の無電解めっき前処理剤Ｂを得た。
【００５２】
実施例２
ビス（２−エチルヘキサナト）白金１．２質量部、ビヒクル（エチルセルロース１０質量％、ターピネオール質量９０％）９８．８質量部を４０℃で１時間攪拌して混合し、白金濃度０．５質量％、粘度１０Ｐａ・ｓのペースト状の無電解めっき前処理剤Ｃを得た。以下、実施例１と同様にして無電解めっき前処理剤Ｃを処理し、ジルコニア基板に電極を形成した。
【００５３】
実施例３
ビス（オクタナト）シクロヘキサンジアミン白金２．０質量部、ビヒクル（エチルセルロース１０質量％、ターピネオール質量９０％）９８．０質量部を４０℃で１時間攪拌して混合し、白金濃度０．５質量％、粘度１０Ｐａ・ｓのペースト状の無電解めっき前処理剤Ｄを得た。以下、実施例１と同様にして無電解めっき前処理剤Ｄを処理し、ジルコニア基板に電極を形成した。
【００５４】
実施例４
ビス（２−エチルヘキサナト）シクロヘキサンジアミン白金２．０質量部、ビヒクル（エチルセルロース１０質量％、ターピネオール質量９０％）９８．０質量部を４０℃で１時間攪拌して混合し、白金濃度０．５質量％、粘度１０Ｐａ・ｓのペースト状の無電解めっき前処理剤Ｅを得た。以下、実施例１と同様にして無電解めっき前処理剤Ｅを処理し、ジルコニア基板に電極を形成した。
【００５５】
実施例５
印刷、乾燥後の焼成温度を３６０℃にした以外は、実施例１と同様に処理してジルコニア基板に電極を形成した。
【００５６】
実施例６
印刷、乾燥後の焼成温度を４４０℃にした以外は、実施例１と同様に処理してジルコニア基板に電極を形成した。
【００５７】
比較例２
印刷、乾燥後の焼成温度を３００℃にした以外は、実施例１と同様に処理してジルコニア基板に電極を形成した。
【００５８】
実施例７
ビス（２，４−オクタンジオン）白金0.008質量部、ビヒクル（エチルセルロース１０質量％、ターピネオール９０質量％）99.992質量部を４０℃で１時間攪拌して混合し、白金濃度0.003質量％、粘度１０Ｐａ・ｓのペースト状の無電解めっき前処理剤Ｆを得た。以下、実施例１と同様にして無電解めっき前処理剤Ｆを処理し、ジルコニア基板に電極を形成した。
【００５９】
実施例８
ビス（２，４−オクタンジオン）白金１０質量部、ビヒクル（エチルセルロース１０質量％、ターピネオール９０質量％）９０質量部を４０℃で１時間攪拌して混合し、白金濃度４．０質量％、粘度１０Ｐａ・ｓのペースト状の無電解めっき前処理剤Ｇを得た。以下、実施例１と同様にして無電解めっき前処理剤Ｇを処理し、ジルコニア基板に電極を形成した。
【００６０】
比較例３
ビス（２，４−オクタンジオン）白金0.003質量部、ビヒクル（エチルセルロース１０質量％、ターピネオール９０質量％）99.997質量部を４０℃で１時間攪拌して混合し、白金濃度0.001質量％、粘度１０Ｐａ・ｓのペースト状の無電解めっき前処理剤Ｈを得た。以下、実施例１と同様にして無電解めっき前処理剤Ｈを処理し、ジルコニア基板に電極を形成した。
【００６１】
〔めっき密着性、パターン性の評価〕
実施例１〜８及び比較例２、３で得られた電極のめっき皮膜のパターン性を目視で評価した。更に、基板と電極との密着性を、テープ剥離テスト（粘着テープとして3M社製メンディングテープ810を使用）により評価した。
【００６２】
その結果、実施例１〜８で形成されたジルコニア基板上の電極は、ペースト状の無電解めっき前処理剤Ａ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇのそれぞれについて全て、パターン性、密着性ともに良好（パターン外の析出なく、テープで剥離なし）であった。
【００６３】
一方、比較例２で得られた電極は、パターン外の析出は見られなかったが、テープ剥離テストでめっき皮膜の剥離が生じた。また、比較例３で得られた電極は無電解めっきの初期めっき速度が遅くなり、白金めっき皮膜が不均一となった。その結果、白金めっき皮膜の薄い部分では抵抗が高くなり、十分な電極特性が得られなかった。
【００６４】
〔前処理剤の印刷パターン評価〕
実施例１で得られたペースト状の無電解めっき前処理剤Ａと、比較例１で得られた液状の無電解めっき前処理剤Ｂをそれぞれパッド印刷により９８％アルミナ基板に塗布し、５．５ｍｍ×６．５ｍｍのパターンを印刷した。常温で５分間静置してレベリングを行ったのち、１００℃で２０分間乾燥させた。その後、４００℃で１０分間焼成し、焼成後のパターンを観察した。ペースト状の無電解めっき前処理剤Ａを用いて形成したパターンの写真を図１に、液状の無電解めっき前処理剤Ｂを用いて形成したパターンの写真を図２に示す。
【００６５】
ペースト状の無電解めっき前処理剤Ａ、液状の無電解めっき前処理剤Ｂを用い、スクリーン印刷により６ｍｍ×１４ｍｍのパターンを印刷した以外は上述した方法と同様の方法により、基板上にパターンを形成した。ペースト状の無電解めっき前処理剤Ａを用いて形成したパターンを図３に、液状の無電解めっき前処理剤Ｂを用いて形成したパターンを図４に示す。
【００６６】
図１〜４から明らかなように、実施例１のペースト状の無電解めっき前処理剤Ａを用いて印刷したパターンは非常に精度が高いものであった。それに対し、比較例１の液状の無電解めっき前処理剤Ｂを用いて印刷したパターンはにじみが観察され、精度の悪いものであった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無電解めっき前処理剤及びそれを用いるセラミック基材上への電極形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミック部品の表面に電極を形成する方法としては、一般に金属微粉末を含むペーストを塗布、焼成して金属の厚膜を形成する方法や、無電解めっきを用いる方法が知られている。無電解めっきを用いる方法においては、まずセラミック基材に金属錯体を含む前処理剤を塗布し、次いで焼成を行う。これにより、前処理剤に含まれる溶剤等の有機物質が除去され、基材表面に金属の触媒が形成される。このセラミック基材に無電解めっきを施すことにより、前記触媒上に金属薄膜が形成される。無電解めっきにより形成された薄膜の電極は、緻密性が高く、導電性に優れるものとなる。
【０００３】
無電解めっき前処理剤としては、ビス［ジ（イソブチル）ベンジリデンアセトン］白金等の白金錯体を含有する組成物が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第3543482号公報 （特許請求の範囲）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
無電解めっき前処理剤を用いる電極の形成方法は、以下の点で問題となっている。従来使用されている無電解めっき前処理剤には、白金錯体を溶解するために、トルエン、キシレンなど人体への有害性が高い低沸点溶剤が含有されている。使用時にこの低沸点溶剤が蒸発するので、安全性、作業性の面で改善が求められている。
【０００６】
一方、従来の無電解めっき前処理剤に使用されている白金錯体は、複雑な製造工程が必要とされ、経済的に負担が大きいものとなっている。また、白金錯体の製造工程では、安全性確保及び電極の機能性確保の観点から、還元雰囲気にて錯体を分離精製する必要がある。そのため、精製工程等に還元雰囲気を必要とせず、簡単な工程により製造できる白金錯体を配合した無電解めっき前処理剤の開発が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は無電解めっき前処理剤に配合する白金錯体について検討を行った結果、ビス（２，４−オクタンジオン）白金錯体、ビス（２−エチルヘキサナト）白金錯体、ビス（オクタナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体、ビス（２−エチルヘキサナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体などの白金錯体は、精製工程等に還元雰囲気が不要で複雑な製造工程を要せずに製造でき、媒体として有害な溶剤を必要とせず、電極製造用の無電解めっき前処理剤に好適に配合できることを見出し、本発明を完成するに到った。
【０００８】
上記目的を達成する本発明は、以下に記載するものである。
【０００９】
〔１〕 ビス（２，４−オクタンジオン）白金錯体、ビス（２−エチルヘキサナト）白金錯体、ビス（オクタナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体若しくはビス（２−エチルヘキサナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体、又は、これら白金錯体の２種以上の混合物を白金濃度で0.002〜4.2質量％含有し、有機溶剤を前記白金錯体中の有機物成分との合計で65.8〜99.898質量％含有し、且つ増粘剤を0.100〜30.0質量％を含有する無電解めっき前処理剤。
【００１０】
〔２〕 セラミック基材の表面に、〔１〕に記載の無電解めっき前処理剤を塗布した後、３５０〜４５０℃で焼成することによりPt金属の触媒層を形成し、次いで前記触媒層上に無電解めっきにより白金又は白金合金の薄膜を形成するセラミック基材への電極形成方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の無電解めっき前処理剤は、白金錯体としてビス（２，４−オクタンジオン）白金錯体、ビス（２−エチルヘキサナト）白金錯体、またはビス（オクタナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体若しくはビス（２−エチルヘキサナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体、又は、これら白金錯体の混合物を使用する。これら白金錯体は、印刷用溶剤として広く使用されているターピネオールやブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテートなどの沸点が高く有害性が低い溶剤へ溶解が容易であり、人体への有害性が高い化学溶剤を使用する必要は無い。
【００１２】
更に、前記白金錯体は、製造工程が単純で製造容易かつ製造装置も簡素であり、経済的に有利である。加えて、白金錯体の製造工程、無電解めっき前処理剤の製造工程、電極の形成工程のいずれにおいても有害性の高い溶剤、化学物質を必要としない。本発明によれば、安全性に問題が生じることなくセラミック基材との密着性に優れた電極を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１のペースト状の無電解めっき前処理剤Ａを用いてパッド印刷により形成したパターンの図面代用写真である。
【図２】比較例１の液状の無電解めっき前処理剤Ｂを用いてパッド印刷により形成したパターンの図面代用写真である。
【図３】実施例１のペースト状の無電解めっき前処理剤Ａを用いてスクリーン印刷により形成したパターンの図面代用写真である。
【図４】比較例１の液状の無電解めっき前処理剤Ｂを用いてスクリーン印刷により形成したパターンの図面代用写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の無電解めっき前処理剤は、ビス（２，４−オクタンジオン）白金錯体、ビス（２−エチルヘキサナト）白金錯体、ビス（オクタナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体若しくはビス（２−エチルヘキサナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体、又は、これら白金錯体の２種以上の混合物0.005〜10.000質量％と、有機溶剤60.000〜99.895質量％と、増粘剤0.100〜30.000質量％とを含有するペースト状の組成物である。
【００１５】
ビス（２，４−オクタンジオン）白金錯体、ビス（２−エチルヘキサナト）白金錯体、ビス（オクタナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体、ビス（２−エチルヘキサナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体自体は公知の化合物である。
【００１６】
ビス（２，４−オクタンジオン）白金錯体は、例えば以下の方法に従って製造することが可能である。
【００１７】
5.0〜10.0質量％の炭酸水素ナトリウム溶液１Ｌに２，４−オクタンジオン100〜150ｇを加え、30〜50℃で加熱攪拌する。これに、２，４−オクタンジオン１モルに対して0.1〜0.5モルのＫ２ＰｔＣｌ４をPt濃度1.0〜5.0質量％のＫ２ＰｔＣｌ４水溶液として添加し、30〜50℃で12〜48時間攪拌する。沈澱物として白金錯体が得られるので、公知の方法により分離・精製を行う。
【００１８】
ビス（２−エチルヘキサナト）白金錯体は、例えば以下の方法に従って製造することが可能である。
【００１９】
10.0〜15.0質量％の水酸化ナトリウム溶液１Lに２−エチルヘキサン酸400〜500ｇを加え、攪拌する。これに、２−エチルヘキサン酸１モルに対して0.1〜0.3モルのＫ２ＰｔＣｌ４をPt濃度1.0〜5.0質量％のＫ２ＰｔＣｌ４水溶液として添加し、35〜45℃で12〜48時間攪拌する。沈澱物として白金錯体が得られるので、公知の方法により分離・精製を行う。
【００２０】
ビス（オクタナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体は、例えば以下の方法に従って製造することが可能である。
【００２１】
Pt濃度1.0〜5.0質量％のＫ２ＰｔＣｌ４水溶液１０Lに、Ｋ２ＰｔＣｌ４と等モルのシクロヘキサンジアミンを加え、５時間攪拌還流する。これを濾過し、濾液を乾燥させてジクロロシクロヘキサンジアミン白金を得た。このジクロロシクロヘキサンジアミン白金100ｇを純水1Lに溶かし、ジクロロシクロヘキサンジアミン白金と等モルの硫酸銀を加えて暗所で10〜20時間攪拌後、濾過し、沈澱物を除去する。これに、濾液の白金１モルに対して１〜２モルのオクタン酸ナトリウムを添加し、30〜60分間攪拌する。沈澱物として白金錯体が得られるので、公知の方法により分離・精製を行う。
【００２２】
ビス（２−エチルヘキサナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体は、例えば上記製造方法においてオクタン酸ナトリウムの代わりに２−エチルヘキサン酸ナトリウムを加えることで作製が可能である。
【００２３】
無電解めっき前処理剤におけるビス（２，４−オクタンジオン）白金錯体、ビス（２−エチルヘキサナト）白金錯体、ビス（オクタナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体若しくはビス（２−エチルヘキサナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体、又は、これら白金錯体の２種以上の混合物の含有量は白金濃度で0.002〜4.2質量％とするが、0.04〜0.8質量％とすることが好ましく、0.2〜0.6質量％とすることがより好ましい。
【００２４】
0.002質量％未満では、焼成後にセラミック基材上に形成される触媒量が不十分になる。そのため、めっき膜を形成するときに初期めっき速度が遅くなり白金めっき膜厚が不均一となる。その結果、白金めっき膜厚の薄い部分では抵抗が高くなり十分な電極特性が得られない。
【００２５】
4.2質量％を超えると、焼成後にセラミック基材上に形成される触媒層が不均一な薄膜になる。更には、その後に触媒層上に形成される白金めっき膜の厚みも不均一になる。
【００２６】
なお、白金錯体中の白金含有量は、白金錯体の種類によって大きく相違する。そのため、無電解めっき前処理剤中の白金の含有量を、白金錯体の含有量として普遍的に示すのは適当ではないが、白金錯体の種類を特定する場合は、操作管理が容易であるので、白金錯体の含有量として示すのが適している。
【００２７】
白金錯体の種類を特定する例として、白金錯体がビス（２，４−オクタンジオン）白金錯体の場合、無電解めっき前処理剤中の白金錯体の含有量は0.005〜10.000質量％とするが、0.1〜2.0質量％とすることが好ましく、0.5〜1.5質量％とすることがより好ましい。
【００２８】
上述したように、白金錯体中の白金含有量は、白金錯体の種類によって大きく相違する。また、無電解めっき前処理剤中の成分として、白金錯体中の有機物成分は、有機溶剤成分と同類の成分と見なすことができる。
【００２９】
そのため、無電解めっき前処理剤中の有機溶剤の含有量は、有機溶剤単独の含有量としてよりも、白金錯体中の有機物成分との合計量として示すことが合理的である。
【００３０】
そこで、有機溶剤の含有量は、白金錯体中の有機物成分との合計量として示すと、65.8〜99.898質量％とするが、74.2〜96.96質量％とすることが好ましく、79.4〜92.8質量％とすることがより好ましい。60.000質量％未満では、白金錯体を均一に分散させることが難しくなる。99.895質量％を超えると、白金錯体の配合量が少なくなり、基板上に充分な量の触媒を形成することができない。
【００３１】
なお、白金錯体がビス（２，４−オクタンジオン）白金錯体の場合、無電解めっき前処理剤中の有機溶剤単独の含有量は、60.000〜99.895質量％とするが、73.0〜96.9質量％とすることが好ましく、78.5〜92.5質量％とすることがより好ましい。
【００３２】
上記白金錯体を分散させる有機溶剤としては、例えばテルピネオール、ブチルカルビトール、ターピネオールアセテート、ジヒドロターピネオール、ジヒドロターピネオールアセテート、ブチルカルビトールアセテート等を挙げることができる。これらのうち、テルピネオール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテートは揮発性が低いため、作業環境への拡散が少なく安全である。更に使用中の白金錯体濃度の変化が小さいことから特に好ましい。
【００３３】
本発明の無電解めっき前処理剤には、増粘剤を必須成分として配合する。増粘剤を配合することにより、微細なパターンを印刷により形成する場合であっても精度の高いパターンを形成することができる。更に、増粘剤を含まない低粘度の前処理剤に比較してセラミックス基板上に多量の触媒を担持させることが可能となる。触媒を多く担持させることにより触媒とめっき皮膜との接合面積が増加し、セラミックス基板上に形成した電極と基板との密着性が高くなる。
【００３４】
無電解めっき前処理剤に配合する増粘剤としては、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ニトロセルロース等の増粘剤；アクリル樹脂、アルキッド樹脂、ブチラール樹脂等の樹脂等を挙げることができる。
【００３５】
増粘剤の配合量は0.100〜30.000質量％とするが、3.0〜25.0質量％とすることが好ましく、7.0〜20.0質量％とすることがより好ましい。増粘剤の配合量が0.100質量％未満では前処理剤の粘度を充分高くすることができず、30.000質量％を超えると、前処理剤の粘度が高くなりすぎて実用的でない。
【００３６】
無電解めっき前処理剤の粘度は、3〜200Ｐａ・ｓとするが、5〜50Ｐａ・ｓとすることが好ましく、7〜30Ｐａ・ｓとすることがより好ましい。無電解めっき前処理剤の粘度は、セラミック基材への塗布方法等に応じて上記範囲内で適切な値に調整することが可能である。例えば、増粘剤の配合量を調整することにより上記範囲の粘度とすることができる。
【００３７】
本発明の無電解めっき前処理剤を使用してセラミック基板上へ電極を形成する方法は、以下の通りである。
【００３８】
本発明の無電解めっき前処理剤をセラミック基材の表面に所望のパターン、例えば線幅0.5〜1.0ｍｍの微細パターンで塗布した後、３５０〜４５０℃で焼成し、白金金属の触媒層を形成する。焼成によりセラミックス基材の表面に形成される触媒層を構成する白金金属は、通常粒径1〜5ｎｍ程度の粒子状である。その後、触媒が表面に形成されたセラミック基材に無電解白金めっきを行い、白金薄膜が所望の厚さとなるまで白金を析出させる。
【００３９】
無電解めっき前処理剤をセラミック基材に塗布した後に行う焼成は、焼成温度を350〜450℃とするが、380〜410℃が好ましく、390〜400℃がより好ましい。焼成温度が３５０℃未満の場合は、セラミックス基板上に形成した電極と基板との密着性が低下するので好ましくない。これは触媒層と基板の密着性が低くなることや白金錯体の分解が不十分となり基材と電極の界面に有機物等が多量に残留することなどが原因と考えられる。また、焼成温度が４５０℃を超える場合も、セラミックス基板上に形成した電極と基板との密着性が低下するので好ましくない。これは触媒層の白金金属が凝集し、触媒層と電極の接合点が減少するためと考えられる。
【００４０】
焼成時間は特に制限されないが、５分以上とすることが好ましく、５〜３０分程度とすることがより好ましく、５〜１５分程度とすることが更に好ましい。
【００４１】
無電解めっき前処理剤の塗布及び焼成と、白金の無電解めっきとは、２回以上繰り返し行うことが可能である。この場合、これらの操作を必ずしも交互に行う必要はない。
【００４２】
無電解めっき前処理剤のセラミック基材への塗布は、スクリーン印刷、パッド印刷等により行うことができる。
【００４３】
無電解めっき前処理剤のセラミック基材への塗布量は、スクリーン印刷の場合には20〜100μｇ／ｍｍ２とすることが好ましく、パッド印刷の場合には1〜10μｇ／ｍｍ２とすることが好ましい。
【００４４】
電極の形成に使用する無電解白金めっき液は、還元型の公知の無電解白金めっき液を使用することができる。また、無電解めっき液には白金以外の金属が含まれていてもよい。例えば、無電解めっき液として白金−ロジウムめっき液、白金−パラジウムめっき液等を使用する場合には、これらを用いてセラミックス基板上に金属皮膜を形成し、その後焼成することにより、白金とこれら金属との合金からなる電極を形成することができる。
【００４５】
セラミックス基板の材質としては、例えばＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、Ｙ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ等を挙げることができる。
【実施例】
【００４６】
合成例１
炭酸水素ナトリウム70ｇを純水1Lに溶解し、これに２，４−オクタンジオン130ｇを加え40℃で加熱攪拌した。これに、Ｐｔ濃度３質量％のＫ２ＰｔＣｌ４水溶液1Lを投入し、40℃で24時間攪拌して反応させた。沈澱物を水洗した後、乾燥させてビス（２，４−オクタンジオン）白金錯体を得た。得られたビス（２，４−オクタンジオン）白金錯体はTG-DTA測定により約３８０℃で完全に分解されることが確認された。
【００４７】
合成例２
水酸化ナトリウム溶液130gを純水１Lに溶解し、２−エチルヘキサン酸470ｇを加え、40℃で加熱攪拌し２−エチルヘキサン酸ナトリウム水溶液を作製した。これに、Ｐｔ濃度３質量％のＫ２ＰｔＣｌ４水溶液5.3Lを投入し、40℃で48時間攪拌して反応させた。沈澱物を水洗した後、乾燥させて２−エチルヘキサナト白金錯体を得た。得られたビス（２−エチルヘキサナト）白金錯体はTG-DTA測定により約３４０℃で完全に分解されることが確認された。
【００４８】
合成例３
Ｐｔ濃度３質量％のＫ２ＰｔＣｌ４水溶液5Lに、シクロヘキサンジアミンを９０ｇ加え、５時間攪拌還流した。これを濾過し、濾液を乾燥させてジクロロシクロヘキサンジアミン白金を得た。このジクロロシクロヘキサンジアミン白金100ｇを純水1Lに溶かし、ジクロロシクロヘキサンジアミン白金と等モルの硫酸銀80ｇを加えて暗所で12時間攪拌後、濾過し、沈澱物を除去した。次いで、濾液にオクタン酸ナトリウム85ｇを添加し、１時間攪拌して反応させた。沈澱物を濾過、乾燥させてビス（オクタナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体を得た。得られたビス（オクタナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体はTG-DTA測定により約360℃で完全に分解されることが確認された。
【００４９】
合成例４
合成例３において、オクタン酸ナトリウムの代わりに合成例１の方法で予め作製した濃度３４質量％の２−エチルヘキサン酸ナトリウム水溶液250ｇを添加し、１時間攪拌して反応させた。沈澱物を濾過、乾燥させてビス（２−エチルヘキサナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体を得た。得られたビス（２−エチルヘキサナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体はTG-DTA測定により約380℃で完全に分解されることが確認された。
【００５０】
実施例１
ビス（２，４−オクタンジオン）白金１．２質量部、ビヒクル（エチルセルロース１０質量％、ターピネオール質量９０％）９８．８質量部を４０℃で１時間攪拌して混合し、白金濃度０．５質量％、粘度１０Ｐａ・ｓのペースト状の無電解めっき前処理剤Ａを得た。この無電解めっき前処理剤Ａをパッド転写によりジルコニア基板に印刷し、１００℃で２０分間乾燥させた後、４００℃で１０分間焼成した。焼成後のジルコニア基板に白金の無電解めっき（エヌ・イー ケムキャット社製、EL-Pt260を使用）を施し、これを1000℃で1時間焼成し、基板上に電極を形成した。乾燥及び焼成は全て空気中で行った。
【００５１】
比較例１
ビス（２，４−オクタンジオン）白金１．２質量部、ターピネオール９８．８質量部を４０℃で１時間攪拌して混合し、白金濃度０．５質量％、粘度５０ｍＰａ・ｓの液状の無電解めっき前処理剤Ｂを得た。
【００５２】
実施例２
ビス（２−エチルヘキサナト）白金１．２質量部、ビヒクル（エチルセルロース１０質量％、ターピネオール質量９０％）９８．８質量部を４０℃で１時間攪拌して混合し、白金濃度０．５質量％、粘度１０Ｐａ・ｓのペースト状の無電解めっき前処理剤Ｃを得た。以下、実施例１と同様にして無電解めっき前処理剤Ｃを処理し、ジルコニア基板に電極を形成した。
【００５３】
実施例３
ビス（オクタナト）シクロヘキサンジアミン白金２．０質量部、ビヒクル（エチルセルロース１０質量％、ターピネオール質量９０％）９８．０質量部を４０℃で１時間攪拌して混合し、白金濃度０．５質量％、粘度１０Ｐａ・ｓのペースト状の無電解めっき前処理剤Ｄを得た。以下、実施例１と同様にして無電解めっき前処理剤Ｄを処理し、ジルコニア基板に電極を形成した。
【００５４】
実施例４
ビス（２−エチルヘキサナト）シクロヘキサンジアミン白金２．０質量部、ビヒクル（エチルセルロース１０質量％、ターピネオール質量９０％）９８．０質量部を４０℃で１時間攪拌して混合し、白金濃度０．５質量％、粘度１０Ｐａ・ｓのペースト状の無電解めっき前処理剤Ｅを得た。以下、実施例１と同様にして無電解めっき前処理剤Ｅを処理し、ジルコニア基板に電極を形成した。
【００５５】
実施例５
印刷、乾燥後の焼成温度を３６０℃にした以外は、実施例１と同様に処理してジルコニア基板に電極を形成した。
【００５６】
実施例６
印刷、乾燥後の焼成温度を４４０℃にした以外は、実施例１と同様に処理してジルコニア基板に電極を形成した。
【００５７】
比較例２
印刷、乾燥後の焼成温度を３００℃にした以外は、実施例１と同様に処理してジルコニア基板に電極を形成した。
【００５８】
実施例７
ビス（２，４−オクタンジオン）白金0.008質量部、ビヒクル（エチルセルロース１０質量％、ターピネオール９０質量％）99.992質量部を４０℃で１時間攪拌して混合し、白金濃度0.003質量％、粘度１０Ｐａ・ｓのペースト状の無電解めっき前処理剤Ｆを得た。以下、実施例１と同様にして無電解めっき前処理剤Ｆを処理し、ジルコニア基板に電極を形成した。
【００５９】
実施例８
ビス（２，４−オクタンジオン）白金１０質量部、ビヒクル（エチルセルロース１０質量％、ターピネオール９０質量％）９０質量部を４０℃で１時間攪拌して混合し、白金濃度４．０質量％、粘度１０Ｐａ・ｓのペースト状の無電解めっき前処理剤Ｇを得た。以下、実施例１と同様にして無電解めっき前処理剤Ｇを処理し、ジルコニア基板に電極を形成した。
【００６０】
比較例３
ビス（２，４−オクタンジオン）白金0.003質量部、ビヒクル（エチルセルロース１０質量％、ターピネオール９０質量％）99.997質量部を４０℃で１時間攪拌して混合し、白金濃度0.001質量％、粘度１０Ｐａ・ｓのペースト状の無電解めっき前処理剤Ｈを得た。以下、実施例１と同様にして無電解めっき前処理剤Ｈを処理し、ジルコニア基板に電極を形成した。
【００６１】
〔めっき密着性、パターン性の評価〕
実施例１〜８及び比較例２、３で得られた電極のめっき皮膜のパターン性を目視で評価した。更に、基板と電極との密着性を、テープ剥離テスト（粘着テープとして3M社製メンディングテープ810を使用）により評価した。
【００６２】
その結果、実施例１〜８で形成されたジルコニア基板上の電極は、ペースト状の無電解めっき前処理剤Ａ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇのそれぞれについて全て、パターン性、密着性ともに良好（パターン外の析出なく、テープで剥離なし）であった。
【００６３】
一方、比較例２で得られた電極は、パターン外の析出は見られなかったが、テープ剥離テストでめっき皮膜の剥離が生じた。また、比較例３で得られた電極は無電解めっきの初期めっき速度が遅くなり、白金めっき皮膜が不均一となった。その結果、白金めっき皮膜の薄い部分では抵抗が高くなり、十分な電極特性が得られなかった。
【００６４】
〔前処理剤の印刷パターン評価〕
実施例１で得られたペースト状の無電解めっき前処理剤Ａと、比較例１で得られた液状の無電解めっき前処理剤Ｂをそれぞれパッド印刷により９８％アルミナ基板に塗布し、５．５ｍｍ×６．５ｍｍのパターンを印刷した。常温で５分間静置してレベリングを行ったのち、１００℃で２０分間乾燥させた。その後、４００℃で１０分間焼成し、焼成後のパターンを観察した。ペースト状の無電解めっき前処理剤Ａを用いて形成したパターンの写真を図１に、液状の無電解めっき前処理剤Ｂを用いて形成したパターンの写真を図２に示す。
【００６５】
ペースト状の無電解めっき前処理剤Ａ、液状の無電解めっき前処理剤Ｂを用い、スクリーン印刷により６ｍｍ×１４ｍｍのパターンを印刷した以外は上述した方法と同様の方法により、基板上にパターンを形成した。ペースト状の無電解めっき前処理剤Ａを用いて形成したパターンを図３に、液状の無電解めっき前処理剤Ｂを用いて形成したパターンを図４に示す。
【００６６】
図１〜４から明らかなように、実施例１のペースト状の無電解めっき前処理剤Ａを用いて印刷したパターンは非常に精度が高いものであった。それに対し、比較例１の液状の無電解めっき前処理剤Ｂを用いて印刷したパターンはにじみが観察され、精度の悪いものであった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビス（２，４−オクタンジオン）白金錯体、ビス（２−エチルヘキサナト）白金錯体、ビス（オクタナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体若しくはビス（２−エチルヘキサナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体、又は、これら白金錯体の２種以上の混合物を白金濃度で0.002〜4.2質量％含有し、有機溶剤を前記白金錯体中の有機物成分との合計で65.8〜99.898質量％含有し、且つ増粘剤を0.100〜30.0質量％を含有する無電解めっき前処理剤。
【請求項２】
セラミック基材の表面に、請求項１に記載の無電解めっき前処理剤を塗布した後、３５０〜４５０℃で焼成することによりPt金属の触媒層を形成し、次いで前記触媒層上に無電解めっきにより白金又は白金合金の薄膜を形成するセラミック基材への電極形成方法。
【請求項１】
ビス（２，４−オクタンジオン）白金錯体、ビス（２−エチルヘキサナト）白金錯体、ビス（オクタナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体若しくはビス（２−エチルヘキサナト）シクロヘキサンジアミン白金錯体、又は、これら白金錯体の２種以上の混合物を白金濃度で0.002〜4.2質量％含有し、有機溶剤を前記白金錯体中の有機物成分との合計で65.8〜99.898質量％含有し、且つ増粘剤を0.100〜30.0質量％を含有する無電解めっき前処理剤。
【請求項２】
セラミック基材の表面に、請求項１に記載の無電解めっき前処理剤を塗布した後、３５０〜４５０℃で焼成することによりPt金属の触媒層を形成し、次いで前記触媒層上に無電解めっきにより白金又は白金合金の薄膜を形成するセラミック基材への電極形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−２４２９３８（Ｐ２００９−２４２９３８Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６０５７（Ｐ２００９−６０５７）
【出願日】平成２１年１月１４日（２００９．１．１４）
【出願人】（０００２２８１９８）エヌ・イーケムキャット株式会社 (87)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１４日（２００９．１．１４）
【出願人】（０００２２８１９８）エヌ・イーケムキャット株式会社 (87)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]