专利名称：带有金属被覆膜的构件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及以Si或者Si的氧化物作为主成份的带有金属被覆膜的构件，更详细地说，是涉及对其他构件的软钎焊强度优良的带有金属被覆膜的构件。
背景技术：
因为光纤(fiber-optic)具有与石英大致相同的组成，所以石英制光通讯部件的使用十分引人注目。例如在光通讯用透镜中，除了玻璃以外也有使用石英制透镜的情况。在以硅(Si)为主体的光通讯部件载体硅光具座(bench)(硅制光学座)中，搭载石英制光通讯部件的光通讯部件在光通讯中是构成其中枢的部分，能够谋求作为基干系光通讯部件的可靠性。另一方面，石英基片作为光布线、光栅(grating、衍射光栅)、可变分散补偿器等的基片，在光通讯领域中，是与硅基片并列广泛使用的一种基片。
迄今为止，在组装光通讯部件时，要在硅光具座上搭载部件，并通过紫外线固化型树脂等对这二者进行固定(专利文献1)。但是，此种方法虽然在常温下不会产生很大的问题，但是若长时间接触高温高湿度的环境，部件就会从硅光具座浮起，或者根据情况不同而产生脱离的问题。因此，人们考虑不用紫外线固化型树脂进行固定，而是通过金属结合来进行固定。例如用软钎焊、焊接等。为了通过软钎焊等进行固定，必需在固定部分上设金属被覆膜。设金属被覆膜的方法有真空镀膜或溅射(sputtering)等物理镀膜法、以及利用非电解镀层的湿法，不过从大量生产的观点来看，非电解镀层(plating)的湿法占有绝对的优势。
现有的非电解镀层的方法有如以下专利文献2等所公开的方法。在专利文献2中，公开了将NiP非电解镀到磁记录媒体用玻璃基片上的方法，为了提高镀膜的密着性，对玻璃基片施加设置微细的凹部的处理。
但是，采用专利文献2所记载的方法，无法得到具有充分密着性的作为光通讯部件的金属被覆膜。这是因为，对光通讯用部件要求在长时间内具有非常高的耐久性。在采用软钎料或者焊接进行结合时，由于金属被覆膜熔化，所以会产生金属被覆膜剥离的现象。将该现象称为“软钎料蚀坑”。为了防止软钎料蚀坑，要求金属被覆膜具有非常强的密着性和足够的厚度。
专利文献1特开昭61-93419号公报专利文献2特开平11-203674号公报发明内容本发明就是为了解决上述问题。本发明的第一个目的是，提供一种耐久性优良的带有金属被覆膜的构件及其制造方法。本发明的第二个目的是，提供一种与其它构件的金属结合优良的带有金属被覆膜的构件及其制造方法。
本发明的带有金属被覆膜的构件是以Si或者Si的氧化物作为主成份的带有金属被覆膜的构件，具有在上述构件的表面上形成的多个悬垂状的凹部；通过填埋上述凹部而形成的固定层；和在上述固定层上设的金属被覆膜。具有如此结构的带有金属被覆膜的构件，在过与其它构件金属结合而被固定的时候，可以坚固地将二者固定。
最佳实施方式中的凹部的深度是1～4μm。另外，优选的是，在带有金属被覆膜构件的表面上每15μm的直线上存在1～4个上述凹部。
另外，在最佳实施方式中的固定层由P或者B中的至少一个元素，和Ni组成。金属被覆膜优选含Au。另外，固定层的厚度优选为至少1μm以上、10μm或10μm以下。为10μm或10μm以下的原因是，如果厚度大于10μm则效果会达到饱和状态，而且形成该值以上的厚度也不经济。
进而金属被覆膜的厚度优选为50nm或50nm以上、1μm或1μm以下。为1μm或1μm以下的原因是，如果厚度大于1μm则效果会达到饱和状态，而且形成该值以上的厚度也不经济。最佳实施方式中的带有金属被覆膜的构件是石英制箍。
另外，在最佳实施方式中，上述带有金属被覆膜的构件通过与其它构件金属结合而被固定。
根据本发明另一观点，是带有金属被覆膜的构件的制造方法，具有在以Si或者Si的氧化物作为主要成份的构件表面上形成多个悬垂状的凹部的工序；在形成上述凹部的表面上填埋上述凹部而形成固定层的工序；和使上述固定层介于中间设金属被覆膜的工序。
这里，优选的是，形成上述多个悬垂状的凹部的工序依次包括对上述构件表面进行物理粗糙化的工序；和化学浸蚀的工序。
另外，上述化学浸蚀工序优选使用含氧化剂的浸蚀液。
在最佳实施方式中，形成上述固定层的工序和设上述金属被覆膜的工序都是非电解镀层的工序。
另外，上述构件是由Si构成的构件，优选在形成上述凹部的工序和形成上述固定层的工序之间，还包括对上述构件的表面进行氧化的工序。
根据本发明的又一观点，是镀层方法，在对以Si或者Si的氧化物作为主成份的构件的表面进行镀层的方法中，在上述构件表面上形成多个悬垂状的凹部之后，形成镀层膜。
按照本发明，能够提供耐久性优良的带有金属被覆膜的构件及其制造方法。更详细地说，在本发明中，使用在氢氟酸(hydrofluoric acid)、氟化铵(ammonium fluoride)或者酸式氟化铵中添加过氧化氢的浸蚀液对石英基体表面上进行化学浸蚀，可以在石英基体的表面上形成高度为1～4μm的凹部，而且是其壁面形成悬垂状的凹部。由此，在石英基体表面上依次设1μm或1μm以上的NiP层或者NiB层、50nm或50nm以上的Au层或者AuSn层，就可以通过软钎焊在已经被覆金属(metalize)的基体上结合固定石英部件，因此可以飞跃性地提高石英部件与基体之间的结合强度。
图1是本发明实施例中的用NiP/Au被覆金属的石英构件表层附近的断面FIB-SIM图像；图2是本发明比较例中的石英构件表层附近的断面FIB-SIM图像。
具体实施例方式
本发明的带有金属被覆膜的构件是以Si或者Si的氧化物作为主成份的构件，例如有石英制箍、硅基片、硅光具座(silicon optical bench)、玻璃、石英制基片、石英制光通讯部件。尤其为在本发明的带有金属被覆膜的构件上进行与其它构件金属结合的固定，所以设有金属被覆膜。与该带有金属被覆膜构件固定的其他构件，也同样设金属被覆膜。按照最佳实施方式，对硅光具座的V形槽部分等固定石英制箍。这里，V形槽的含义是通过各向异性浸蚀而在硅基片上设的槽，除了V形槽以外，还包括V形的底是平坦的梯形槽。通过金属结合将箍固定在硅光具座上的V形槽中时候，必须在硅光具座的V形槽部分以及箍的外周侧面设金属被覆膜。
这里，利用金属结合的固定例如是用软钎焊、焊接等固定。由可以利用简易装置进行固定这一点出发，软钎焊占有优势。
另外，关于金属被覆膜，用软钎焊进行固定的时候，优选对软钎料浸润性高的金属。对软钎料浸润性高的金属例如可举出Au、Sn、或者以Au和Sn的合金为主成份的材料等。如上所述，金属被覆膜的厚度优选50nm或50nm以上、1μm或1μm以下。如果厚度为50nm或50nm以上，就可以确保与软钎料等的充分浸润性，适合在金属结合中使用。为1μm或1μm以下的原因是，如果厚度大于1μm则效果会达到饱和状态，而且形成该值以上的厚度也不经济。金属被覆膜例如可以通过非电解镀层而形成。
在本发明中，因为金属被覆膜对于石英制箍、硅基片、硅光具座、玻璃、石英制光通讯部件等的结合力极弱，所以需要注意的是，金属被覆膜必须使基底膜、即固定层介于中间而设置。固定层例如通过非电解镀层形成。作为固定层，优选使用对于硅、玻璃、石英等结合力较强的膜。例如，优选含P或者B中的至少一个元素，和Ni元素的材料形成。也就是说，是含镍磷、镍硼的材料。镍磷中磷的浓度优选是2～15at.％，镍硼(nickel boron)中硼的浓度优选是1～10at.％。在使用次磷酸作为还原剂的非电解镍镀层膜中，共析的磷浓度优选是2at.％～15at.％。另外，在使用二甲胺-硼烷(dimethylamine-borane)作为还原剂的非电解镍镀层中，共析的硼浓度优选是1at.％～10at.％。
本发明的发明人进而对硅、玻璃以及石英等的表面处理进行了研究。结果注目于在硅、玻璃以及石英的表面形成多个微细的悬垂状的凹部。这里，所谓悬垂状，是指在表面上形成的凹部的内侧面的表面附近的一部分或者全部向内侧突出的形状。在没有形成上述悬垂状的凹部的时候，若以0.5μm或0.5μm以上的厚度形成固定层，则会因膜应力而从表面剥离。但是，通过形成上述悬垂状的凹部，并且填埋凹部形成固定层，就可以确保能够防止上述软钎料蚀坑的充分的密着力以及膜厚。固定层优选以1μm或1μm以上、10μm或10μm以下的厚度形成。其中，固定层取10μm或10μm以下的原因是，若厚度大于10μm则效果会达到饱和状态，而且形成该值以上的厚度也不经济其理由是考虑到通过在硅等表面上设的凹部的悬垂状这样的特异形状，就能得到坚固的固定效果。另外，也考虑到在软钎焊时，即使高温的软钎料熔化固定层的时候，也不会熔化到嵌入悬垂状的凹部的固定层，所以不会产生软钎料蚀坑。
凹部的深度优选是1～4μm。这里，凹部的深度是指从表面一直到凹部的最深位置的距离。优选在石英等表面上每15μm的直线上形成1～4个凹部。不足1个时，就不能得到固定层的充分的结合强度，若超过4个，效果就会达到饱和。在该范围内可以得到固定层的强的结合力。另外，在考虑固定层上设的金属被覆膜表面的皴裂时，上述凹部的深度也应优选在4μm或4μm以下。
以下，对于在硅表面、玻璃表面或者石英表面等形成多个微细的悬垂状的凹部的表面处理方法，以硅基片为例进行叙述。
首先，对硅基片表面进行物理研磨，使表面粗糙。该物理粗糙化优选使用喷沙(sandblast)或者#300～#1000的磨粒。接着通过化学浸蚀进行进而的粗化。该化学浸蚀是在氟酸、氟化铵以及酸式氟化铵中混合了过氧化氢的浸蚀液中浸渍硅基片进行的。通过该工序，形成多个微细的悬垂状的凹部。在用玻璃或石英进行相同的表面处理的时候，也会得到同样的结果。
这样，因为使用过氧化氢等氧化剂作为化学浸蚀剂的一种，所以可以形成充分粗的悬垂状的凹部，并在内部形成固定层。更具体地说，在化学浸蚀剂中使用氧化剂时，硅基片表面被氧化，在硅基片上就会形成具有多个微细悬垂状的凹部的硅的氧化物被覆膜。
在通过非电解镀层形成固定层的场合，会很顺利地形成硅的氧化物被覆膜。在进行非电解镀层中，必须使Pd等金属催化剂附着在表面，这是因为催化剂比硅对石英等硅氧化物的附着力强。
但是，由于也存在通过化学浸蚀形成的氧化物被覆膜薄的情况，所以优选设置另一种氧化工序。氧化工序例如通过将硅基片放置在1000℃～1100℃的水蒸气中进行。氧化物被覆膜优选设为1～2μm。
在进行表面处理工序之后，可以通过设置氧化工序，确实地在硅基片上形成具有多个细微悬垂状的凹部的硅的氧化物被覆膜。
再有，该氧化工序是在硅光具座、硅基片等上形成金属被覆膜时必要的工序。在由硅的氧化物石英形成的石英制光通讯部件上形成金属被覆膜的时则不需要。
也有在硅基片、硅光具座、石英制基片等上安装各种部件的情况。尤其在实际安装激光二极管等活性元件的时候，会产生发热的问题。在长时间的使用中，会因为热的原因而引起误操作。上述金属被覆膜因为能够高效地从硅基片、硅光具座、石英基片等散热，所以也可以作为散热膜使用。由此，可以长时间稳定地驱动激光二极管等光通讯部件，维持高耐久性。另外，金属被覆膜也可以作为光电变换元件的电信号输出的导电电路使用。
将本发明的上述金属被覆膜作为上述散热膜使用时，优选由以导电性或者传热性良好的金属作为主成份的材料形成。上述导电性或者传热性良好的金属优选是Cu、Ni或者Cr。另外，作为上述散热膜使用时的上述金属被覆膜，要比用于金属结合时的金属被覆膜的适宜厚度(50nm或50nm以上、1μm或1μm以下)厚，优选以300μm或300μm以上的厚度设置。
因为光通讯部件要求高耐久性，所以作为散热膜使用时的上述金属被覆膜也必须与石英基片具有强的密着性。因此，在本发明中，在石英基片的表面形成多个微细悬垂状的凹部，进而使填埋上述凹部形成的固定层介于中间而形成金属被覆膜。
在石英基片的表面上作为散热膜使用时，设置金属被覆膜的方法如以下那样进行。对石英基片表面施加与上述硅基片的表面处理相同的处理，在石英基片表面上形成多个微细的悬垂状的凹部。之后，通过非电解镀形成固定层。凹部的深度、固定层的膜厚等的最佳值与上述情况相同。之后，利用电解镀，由以Cu、Ni或者Cr作为主成份的材料设置金属被覆膜。按照本方法制作的具有石英基片的模块，金属被覆膜的结合强度大，并且可以长时间稳定地驱动。
在硅基片的表面上作为散热膜使用时，设置金属被覆膜的方法如以下那样进行。对上述硅基片进行表面处理，形成具有多个微细的悬垂状的凹部的硅氧化物被覆膜。之后，通过非电解镀形成固定层。凹部的深度、固定层的膜厚等的最佳值与上述情况相同。之后，利用电解镀，由以Cu、Ni或者Cr作为主成份的材料设置金属被覆膜。按照本方法制作的具有硅基片的模块，金属被覆膜的结合强度大，并且可以长时间稳定地驱动。
(实施例1)用#800的磨粒对外径2mm、长度7mm的双芯圆柱形石英制箍表面进行物理研磨。之后，在常温下、将石英构件在含4wt.％酸式氟化铵、11wt.％过氧化氢的浸蚀液中浸渍10分钟。水洗之后，将箍在10规定的氢氧化钠(sodium)水溶液中常温浸渍2分钟。水洗之后，在常温下、将箍在75g/L奥野制药工业社制的阳离子表面活性剂OPC-370M的水溶液中浸渍3分钟。水洗之后，在常温下、将石英基体在シプレ一フア一スト社的单液体系催化剂(catalyst)9F的盐酸水溶液中浸渍3分钟。水洗之后，在常温下、将箍在シプレ一フア一スト社的加速剂(accelerator)240的硫酸水溶液中浸渍3分钟。水洗之后，将箍在浴温85℃的日进化成的非电解镀Ni液NP-700中浸渍10分钟。水洗之后，将箍在浴温65℃的奥野制药工业的取代型非电解镀Au液无电惰性AU中浸渍5分钟，最后完成本发明的带有金属被覆膜的构件(箍)。
图1表示用NiP/Au被覆金属的箍表层附近的断面SEM图像。可知在箍表面上形成的悬垂的高度为2～3μm。确认NiP层的厚度是6～8μm。另外，NiP中P的浓度是3at.％。NiP层上的Au层的厚度是100nm。使用Scotch公司制造的修补带(mending tape)810，对这种用NiP/Au被覆金属的箍进行剥落(peel)试验，但没有产生膜的剥离。
接着，通过溅射法同样在硅光具座(以下记为Si-OB)的V形槽表面上也形成Ti、Pt、Au层。
用软钎料将与软钎焊对应的石英构件固定在上述Si-OB上。此时没有产生软钎料蚀坑。测定软钎焊结合强度的结果显示，结合强度2kg以上。进而在85℃、90％RH的环境下将软钎焊的带有石英构件的Si-OB进行500次2000小时+85/-40℃的热循环(thermo cycle)，但石英制构件没有从Si-OB上浮起或脱离。
(实施例2)用#800的磨粒对外径2mm、长7mm的双芯圆柱形石英制箍进行物理研磨。之后，在常温下、将箍在含4wt.％酸式氟化铵、11wt.％过氧化氢的浸蚀液中浸渍10分钟。水洗之后，将箍在10规定的氢氧化钠水溶液中常温浸渍2分钟。水洗之后，在常温下、将石英基体在75g/L奥野制药工业社制的阳离子表面活性剂OPC-370M的水溶液中浸渍3分钟。水洗之后，在常温下、将石英基体在シプレ一フア一スト社的单一液体系催化剂9F的盐酸水溶液中浸渍3分钟。水洗之后，在常温下、将箍在シプレ一フア一スト社的加速剂240的硫酸水溶液中浸渍3分钟。水洗之后，将箍在浴温85℃的日本カニゼン(JAPAN KANIGEN CO.，LTD)的非电解镀NiB液ガニボロン(kaniboron)中浸渍10分钟。水洗之后，将箍在浴温65℃的奥野制药工业的取代型非电解镀Au液无电惰性AU中浸渍5分钟，最后完成本发明的带有软钎焊金属被覆膜的构件(箍)。用断面SEM观察箍的表层附近的结果是，可以确认在石英基体表面上形成的悬垂的高度为2～3μm，NiB层的厚度是6～8μm。
另外，NiB中的B浓度是2at.％。NiB层上的Au层厚度是100nm。使用Scotch社制的修补带810，对这种用NiB/Au被覆金属的石英制构件的箍进行剥落试验，没有产生膜的剥离。
接着，通过溅射法，在硅光具座(以下记为Si-OB)表面上形成Ti、Pt、Au层。
用软钎料将箍固定在上述Si-OB上。此时没有产生软钎料蚀坑。测定软钎焊的结合强度的结果，显示2kg以上的结合强度。进而在85℃、90％RH的环境下将带有软钎焊的箍的Si-OB进行500次2000小时+85/-40℃的热循环，箍没有从Si-OB上浮起或脱离。
(实施例3)对厚度为1.5mm的(100)面的硅基片进行各向异性浸蚀，设置宽度1000μm、深度500μm、长度5mm的梯形的V形槽，制作硅光具座。在设置了上述硅光具座的上述V形槽的面的背面，按照以下顺序施加镀层。
①表面处理用#800的磨粒物理研磨对象物。
之后，在常温下、在含4wt.％酸式氟化铵、11wt.％过氧化氢的浸蚀液中浸渍10分钟。
②氧化物被覆膜形成工序将对象物放置在1000℃的水蒸气中5小时，在表面上形成氧化物被覆膜。氧化物被覆膜的厚度是约1.2μm③为进行镀层的前处理工序在常温下、将对象物在10规定的氢氧化钠水溶液中浸渍2分钟。水洗之后，在常温下、在75g/L奥野制药工业社制的阳离子表面活性剂OPC-370M的水溶液中浸渍3分钟。
④赋予金属催化剂核的工序水洗之后，在常温下、将对象物在シプレ一フア一スト社的单一液体系催化剂9F的盐酸水溶液中浸渍3分钟。水洗之后，在常温下、在シプレ一フア一スト社的加速剂240的硫酸水溶液中浸渍3分钟。
⑤固定层镀层工序水洗之后，将对象物在浴温85℃的日进化成的非电解镀Ni液NP-700中浸渍5分钟。由此，形成由镍磷构成的固定层。
⑥金属被覆膜镀层工序水洗之后，将对象物在浴温65℃的奥野制药工业的取代型非电解镀Au液无电惰性AU中浸渍5分钟，设置金属被覆膜(Au膜)，得到成品。
观察成品的金属被覆膜表层附近的断面SEM图像。在对象物表面上形成了具有多个悬垂状的凹部的硅的氧化物被覆膜。凹部的深度为2～3μm。在断面照片中，在表面上每15μm的直线上形成约3个凹部。固定层的厚度是6～8μm，固定层中的P浓度是3at.％。固定层上的金属被覆膜的厚度是100nm。使用Scotch公司制造的修补带810对该金属被覆膜部分进行剥离试验，没有产生膜剥离。
(实施例4)用#800的磨粒对玻璃基片表面进行物理研磨。之后，在常温下、将玻璃基片在含4wt.％酸式氟化铵、11wt.％过氧化氢的浸蚀液中浸渍10分钟。水洗之后，将玻璃基片在10规定的氢氧化钠水溶液中浸渍2分钟。水洗之后，在常温下、将玻璃基片在75g/L奥野制药工业社制的阳离子表面活性剂OPC-370M的水溶液中浸渍3分钟。水洗之后，在常温下、将玻璃基片在シプレ一フア一スト社的单一液体系催化剂9F的盐酸水溶液中浸渍3分钟。水洗之后，在常温下、将玻璃基片在シプレ一フア一スト社的加速剂240的硫酸水溶液中浸渍3分钟。水洗之后，将玻璃基片在浴温85℃的日进化成的非电解镀Ni液NP-700中浸渍10分钟。水洗之后，将玻璃基片在浴温65℃的奥野制药工业的取代型非电解镀Au液无电惰性AU中浸渍5分钟，最后完成本发明的与软钎焊对应的玻璃基片。
在玻璃基片表面上，形成的悬垂的高度为2～3μm。可以确认NiP层的厚度是6～8μm。另外，NiP中的P浓度是3at.％。NiP层上的Au层厚度是100nm。使用Scotch公司生产的修补带810，对用NiP/Au被覆金属的该玻璃基片进行剥落试验，没有产生膜剥离。
(比较例1)
在常温下、将外径2mm、长7mm的双芯圆柱形石英制箍在200ml/L的氢氟酸水溶液中浸渍2分钟。水洗之后，在常温下、将箍在75g/L奥野制药工业社制的阳离子表面活性剂OPC-370M的水溶液中浸渍3分钟。水洗之后，在常温下、将箍在シプレ一フア一スト社的单一液体系催化剂9F的盐酸水溶液中浸渍3分钟。水洗之后，在常温下、将箍在シプレ一フア一スト社的加速剂240的硫酸水溶液中浸渍3分钟。水洗之后，将箍在浴温85℃的日进化成的非电解镀Ni液NP-700中浸渍10分钟。水洗之后，将箍在浴温65℃的奥野制药工业的取代型非电解镀Au液无电惰性AU中浸渍5分钟。用NiP/Au被覆金属，完成带有金属被覆膜的箍。使用Scotch公司生产的修补带810对其进行剥落试验，在箍/NiP界面处产生膜剥离。用断面SEM观察该箍的表层附近的结果是，可以确认在箍表面上没有形成悬垂状的凹部，石英基体的表面粗糙度峰对谷(Peak toValley)为0.5μm，NiP层的厚度是6～8μm，以及NiP层上的Au厚度是100nm。另外，NiP中P的浓度是3at.％。
接着，通过溅射法，在硅光具座(以下记为Si-OB)表面上形成Ti、Pt、Au层。
用软钎料将带有金属被覆膜的箍固定在上述Si-OB上。测定软钎焊结合强度的结果是，结合强度为0.4kg。进而在85℃、90％RH的环境下将软钎焊的石英构件进行500次2000小时+85/-40℃的热循环，在试验后，石英构件从Si-OB上浮起。
(比较例2)用#800的磨粒对双芯圆柱上石英制箍进行物理研磨。之后，在常温下、将箍在酸式氟化铵浓度为4wt.％的浸蚀液中浸渍10分钟。该浸蚀液中不含过氧化氢。水洗之后，将箍在10规定的氢氧化钠水溶液中浸渍2分钟。水洗之后，在常温下、将石英基体在75g/L奥野制药工业社制的阳离子表面活性剂OPC-370M的水溶液中浸渍3分钟。水洗之后，在常温下、将箍在シプレ一フア一スト社的单一液体系催化剂9F的盐酸水溶液中浸渍3分钟。水洗之后，在常温下、将箍在シプレ一フア一スト社的加速剂240的硫酸水溶液中浸渍3分钟。水洗之后，在浴温85℃的日进化成的非电解镀Ni液NP-700中浸渍箍10分钟。水洗之后，将箍在浴温65℃的奥野制药工业的取代型非电解镀Au液无电惰性AU中浸渍5分钟，最后完成带有金属被覆膜的箍。
在石英基片表面上形成的悬垂的高度为2～3μm。可以确认NiP层的厚度是6～8μm。另外，NiP中的P浓度是3at.％。NiP层上的Au层厚度是100nm。但是，因为凹部的宽度比实施例细，所以NiP层不能充填该凹部。图2表示本比较例的箍表层附近的断面SEM图像。使用Scotch公司生产的修补带810，对用NiP/Au被覆金属的箍进行剥落试验时，产生膜剥离。
(参考例)用#800的磨粒对外径2mm、长7mm的双芯圆柱形的石英制箍表面进行物理研磨。之后，在常温下、将箍在含4wt.％酸式氟化铵、11wt.％过氧化氢的浸蚀液中浸渍10分钟。水洗之后，将箍在10规定的氢氧化钠水溶液中浸渍2分钟。水洗之后，在常温下、将箍在75g/L奥野制药工业社制的阳离子表面活性剂OPC-370M的水溶液中浸渍3分钟。水洗之后，在常温下、将箍在シプレ一フア一スト社的单一液体系催化剂9F的盐酸水溶液中浸渍3分钟。水洗之后，在常温下、将箍在シプレ一フア一スト社的加速剂240的硫酸水溶液中浸渍3分钟。水洗之后，将箍在浴温85℃的日进化成的非电解镀Ni液NP-700中浸渍10分钟。水洗之后，将箍在浴温65℃的奥野制药工业的取代型非电解镀Au液无电惰性AU中浸渍5分钟，最后完成石英制构件。在用NiP/Au被覆金属的箍的表层附近的截面SEM进行观察的结果是，可以确认在箍表面上形成的悬垂的高度为2～3μm，NiP层的厚度是6～8μm，以及NiP层上的Au层厚度是100nm。另外，NiP层中的P浓度是3at.％。使用Scotch公司制的修补带810，对用NiP/Au被覆金属的箍进行剥落试验，没有产生膜剥离。接着，用紫外线固化型粘合剂将石英制箍结合到Si基片上，测量结合强度的结果是，结合强度为0.7kg。进而在85℃、90％RH的环境下将通过紫外线固化型粘合剂结合在Si基片上的箍进行500次2000小时+85/-40℃的热循环，试验后，箍从Si-OB上浮起。
权利要求
1.带有金属被覆膜的构件，以Si或者Si的氧化物作为主成份，其特征在于，具有在上述构件表面形成的多个悬垂(overhang)状的凹部；通过填埋上述凹部而形成的固定(anchor)层；和在上述固定层上设的金属被覆膜。
2.根据权利要求1所述的带有金属被覆膜的构件，其特征在于，上述凹部的深度为1～4μm。
3.根据权利要求1所述的带有金属被覆膜的构件，其特征在于，在上述构件表面上的每15μm的直线上存在1～4个上述凹部。
4.根据权利要求1所述的带有金属被覆膜的构件，其特征在于，上述固定层由P或者B中的至少一个元素，和Ni构成。
5.根据权利要求1所述的带有金属被覆膜的构件，其特征在于，上述金属被覆膜含Au。
6.根据权利要求1所述的带有金属被覆膜的构件，其特征在于，上述固定层的厚度为至少1μm以上。
7.根据权利要求1所述的带有金属被覆膜的构件，其特征在于，上述金属被覆膜的厚度为50nm或50nm以上。
8.根据权利要求1所述的带有金属被覆膜的构件，其特征在于，上述带有金属被覆膜的构件是石英制箍(ferrule)。
9.构件，其特征在于，是通过将权利要求1～8任一项所述的带有金属被覆膜的构件与其它构件金属结合而固定的。
10.根据权利要求1所述的带有金属被覆膜的构件，其特征在于，上述带有金属被覆膜的构件由Si构成，并且在构件的表面上形成氧化膜。
11.带有金属被覆膜的构件的制造方法，其特征在于，具有在以Si或者Si的氧化物作为主成份的构件表面上形成多个悬垂状的凹部的工序；在形成了上述凹部的表面上填埋上述凹部以形成固定层的工序；和使上述固定层介于中间设金属被覆膜的工序。
12.根据权利要求11所述的带有金属被覆膜构件的制造方法，其特征在于，形成上述多个悬垂状的凹部的工序依次包括使上述构件表面物理粗糙化的工序；和化学浸蚀的工序。
13.根据权利要求12所述的带有金属被覆膜构件的制造方法，其特征在于，上述化学浸蚀的工序使用含氧化剂的浸蚀液。
14.根据权利要求11所述的带有金属被覆膜构件的制造方法，其特征在于，形成上述固定层的工序和设上述金属被覆膜的工序都是非电解镀层的工序。
15.根据权利要求11所述的带有金属被覆膜构件的制造方法，其特征在于，上述构件由Si构成，并且在形成上述凹部的工序和形成上述固定层的工序之间，还包括对上述构件表面进行氧化的工序。
16.镀层方法，对以Si或者Si的氧化物作为主成份的构件表面进行镀层，其特征在于，在上述构件表面上形成多个悬垂状的凹部之后，形成镀层膜。
全文摘要
本发明涉及以Si或者Si氧化物作为主成份的带有金属被覆膜的构件。其目的是提供一种耐久性优良的带有金属被覆膜的构件及其制造方法。本发明的带有金属被覆膜的构件，例如是硅基片或石英基片，是以Si或者Si氧化物作为主成份的物质。并且，还设有在该构件表面上形成的多个悬垂状的凹部、通过填埋凹部而形成的固定层和在固定层上设的金属被覆膜。凹部例如是在进行了物理粗糙化之后再进行化学浸蚀而形成的。固定层例如是NiP、NiB。金属被覆膜例如是Au或AuSn。
文档编号G02B6/25GK1497278SQ200310100318
公开日2004年5月19日 申请日期2003年10月9日 优先权日2003年10月9日
发明者大门英夫, 鹈川公平, 梅林信弘, 酒本章人, 人, 平, 弘 申请人:日立麦克赛尔株式会社