説明

電子部品の製造方法

【課題】セラミック、ガラス、樹脂などの素体に対し、金属膜を接合形成する際、簡便さと接合信頼性とを両立させることが問題となっていた。
【解決手段】多数の孔部を有する多孔質金属めっき膜と、前記孔部に充填されたガラス成分と、を備える金属膜を用意し、これを素体に加熱接着すればよい。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、たとえば、セラミック素体、ガラス素体、樹脂素体の上に形成された、ガラス成分が充填された多数の孔部を有する多孔質金属めっき膜を備えた電子部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、セラミックなどの素体上に、所望のパターンを有する金属膜を形成する場合、無電解めっき、ガラスフリット入り金属ペーストの焼付け、導電性接着剤の塗布、接着層付き金属箔を転写、など様々な方法が用いられている。
【0003】
しかし、無電解めっきは、リソグラフィー等のパターニング工程が煩雑だという欠点がある。また、密着性を高めるために素体の表面を粗化する工程も煩雑である。
【0004】
ガラスフリット入りの金属ペーストを印刷し、焼き付ける方法は簡便である。しかし、金属粉末が焼結する温度以上の温度、たとえば600〜800℃程度の温度における加熱処理が必要となるため、素体にダメージを与える懸念がある。
【0005】
導電性接着剤や、接着層付き金属箔を用いた場合は、樹脂を用いた接着であることから、接触抵抗が高くなり、結果として電極としての性能が損なわれる懸念がある。
【0006】
特許文献1には、ガラス素体上に、内部にガラス成分が分散した金属膜を形成し、金属膜の素体に対する接合力を高める技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2005‐231937号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
特許文献1では、ガラス成分が分散した金属膜は、電鋳、すなわち電解めっきによってを形成されている。
【0009】
しかし、上記の方法では、めっき浴中の金属成分と、めっき浴中のガラス粒子とが同時に共析するよう制御する必要があり、この制御が困難であった。また、めっき浴中のガラス粒子がめっき浴中の錯化剤成分などにより溶解消失することもあった。よって、上記の方法による金属膜においては、内部におけるガラス粒子の分散性が悪いため、金属膜の接合力が不安定になるという欠点があった。
【0010】
この発明の目的は、上述した金属膜を用いた電子部品の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
すなわち、本発明の電子部品の製造方法は、支持基材上に多数の孔部を有する多孔質金属めっき膜を形成する工程と、前記孔部にガラス成分を充填する工程と、前記ガラス粒子の充填された多孔質金属めっき膜を、セラミック、ガラス、または樹脂を主成分とする素体に対し、前記ガラスの軟化点以上の温度にて接着する工程と、前記素体より、前記支持基材を除去する工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
本発明の電子部品の製造方法によれば、セラミックなどの硬い素体にも、電極を加熱接着により簡単に転写できるため、製造工程が非常に簡便となる。また、熱圧着時の加熱温度がガラス成分の軟化点以上程度に抑えられるため、加熱により素体にダメージを与える懸念が少ない。よって、低コストで信頼性に優れる電子部品を簡便に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
本発明の金属膜は、その金属部分がめっき法により形成されためっき膜からなり、その表面および内部に、孔部が多数形成されている。この孔部はめっき膜に存在する気孔からなるものである。孔部を有する基体上にめっき膜をコーティングしたものは、本発明の金属膜からは除かれる。
【0014】
この多孔質金属めっき膜には、膜中にミクロンオーダーからナノオーダーの多数の気孔が存在している。この気孔はめっき膜の表面にも開口しており、このめっき膜表面を正面からみたときの開口部の平均径は10μm以下程度である。
【0015】
そして、本発明の金属膜においては、多孔質金属めっき膜の孔部が、ガラス成分で充填されている。このガラス粒子の種類は特に限定されるものではなく、たとえば、B-Si系ガラスがあげられる。詳しくは、B-Si-Bi系、B-Si-アルカリ金属系、B-Si-アルカリ金属-(Ti,Zr)系、B-Si-アルカリ土類金属系、B-Si-アルカリ金属-アルカリ土類金属系、B-Si-Zn-アルカリ金属系、B-Si-Zn-アルカリ土類金属系、など様々な種類のものが使用可能である。
【0016】
また、多孔質金属めっき膜の主成分は、多孔質めっき膜の形成の容易さの点から、NiやCuなどが好ましい。
【0017】
次に、本発明の金属膜を用いた電子部品とその製造方法について、図1を参照しながら説明する。
【0018】
まず、図1の(A)のように、たとえば、金属フィルムや高分子フィルムなどの支持基材3の上に、めっき方法によって多孔質金属めっき膜2が形成される。この多孔質金属めっき膜2は、所望のパターン形状にパターニングされているのが好ましい。
【0019】
次に、図1の(B)のように、本発明の多孔質金属めっき膜2に対し、ガラス成分を付与することにより、多孔質金属めっき膜の孔部にガラス粒子が充填された金属膜1が形成される(ガラス成分の図示は省略する)。このガラス成分は特に金属膜1の表面近くの孔部に多く充填される。このようにして、本発明の金属膜1が用意される。ガラス成分としては、ガラス粒子を用いるのが簡便で好ましい。
【0020】
次いで、セラミック、ガラス、または樹脂からなる素体5を用意する。これが本発明の金属膜1を電極として形成すべき素体となる。この素体5は、ある程度の剛性をもっており、焼結前のセラミック成形体や、硬化前の流動性を有するガラスや樹脂などは除かれる。また、この素体5は、ガラスとセラミックのハイブリッドからなるガラスセラミックでも構わない。
【0021】
そして、図1の(C)のように、本発明の金属膜1を、素体5の所定の位置にあて、ガラス成分の軟化点以上の温度に加熱し、この状態にて金属膜1を素体側に圧力を加えることにより接着する。このとき、金属膜中のガラス成分が溶解して素体側へ流動し、素体5と金属膜1とが接合される。
【0022】
最後に、図1の(D)のように、金属膜1に付着していた支持基材3を剥離する。このようにして、本発明の電子部品6が得られる。
【0023】
この電子部品6は、セラミック、ガラス、または樹脂などの素体上に金属膜が形成されるものであれば、その役割や形状は特に問われるものではない。たとえば、コンデンサ、チップ抵抗、サーミスタ、圧電素子、回路基板などがあげられる。
【実施例】
【0024】
まず、金属膜の支持基材としてステンレス性フィルムを用意した。このフィルムの表面に、通常用いられる方法にて、無電解めっきの触媒核となるPd微粒子を付着させた。
【0025】
上記前処理の完了したフィルムを、以下に示す無電解Niめっき浴に浸漬し、フィルムの表面に多孔質Niめっき膜を形成した。このとき、孔部の平均孔径は約5μmであった。
【0026】
塩化ニッケル 0.08mol/L
次亜リン酸ナトリウム 0.19mol/L
クエン酸 0.05mol/L
塩化アンモニウム 0.65mol/L
アセチレン系添加剤 1g/L
pH 9.5
浴温度 80℃
形成された多孔質Niめっき膜を80℃において乾燥させた後、多孔質Niめっき膜を振動させながら粒径1〜5μm程度のB-Si系ガラス粒子を吹きつけ、多孔質Niめっき膜の孔部にB-Si系ガラス粒子を充填した。
【0027】
次に、金属膜を形成すべき素体として、B-Si系ガラスを主成分とするガラス基板を用意した。このガラス基板にはエッチングなどの粗化は施されていない。
【0028】
このガラス基板に対し、上記の多孔質Niめっき膜を、フィルムごと所定の位置に押し当てた。そして、熱圧着装置を用いて、400℃の温度を保持しながら、1時間固定することにより接着した。その後、フィルムをガラス基板に形成された金属膜より剥離した。このようにして、ガラス基板に対し、多孔質Niめっき膜とガラス成分からなる金属膜が形成された。この金属膜のパターンの形状は50mm×50mmであった。
【0029】
上述のガラス基板上に形成された金属膜に対し、テープ剥離試験を行った。すなわち、粘着テープ(ニチバン(株)製 セロテープ)を金属膜の表面に強く貼り付け、金属膜に対して垂直方向に急激に剥離して、金属膜の剥離の有無を観察した。その結果、金属膜がガラス基板から剥離した箇所は全く観察されなかった。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】本発明の電子部品の製造工程に関する断面図である。
【符号の説明】
【0031】
1 金属膜
2 多孔質金属めっき膜
3 支持基材
5 素体
6 電子部品

【特許請求の範囲】
【請求項1】
支持基材上に多数の孔部を有する多孔質金属めっき膜を形成する工程と、
前記孔部にガラス成分を充填する工程と、
前記ガラス粒子の充填された多孔質金属めっき膜を、セラミック、ガラス、または樹脂を主成分とする素体に対し、前記ガラスの軟化点以上の温度にて接着する工程と、
前記素体より、前記支持基材を除去する工程と、を備える、電子部品の製造方法。
【請求項2】
前記多孔質金属めっき膜が前記素体に接する面に多くのガラス成分が充填されていることを特徴とする、請求項1に記載の電子部品の製造方法。

【図1】
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【公開番号】特開2013−38429(P2013−38429A)
【公開日】平成25年2月21日(2013.2.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−183861(P2012−183861)
【出願日】平成24年8月23日(2012.8.23)
【分割の表示】特願2008−150150(P2008−150150)の分割
【原出願日】平成20年6月9日(2008.6.9)
【出願人】(000006231)株式会社村田製作所 (3,635)
【Fターム(参考)】