JP2001024309A - プラスチック成形品に回路を形成した部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワイヤボンディング性およびパターンめっき
性の両特性に優れた無電解ニッケルめっきが施されたプ
ラスチック成形品に回路を形成した部品をを提供する。 【解決手段】 プラスチック成形品に無電解ニッケルめ
っきを行う際に、そのニッケル膜中のリン含有率を５〜
１２ｗｔ％の範囲内に制限して回路を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック成形
品に、表面粗化、レジスト塗布、露光、銅エッチング、
レジスト剥離後、無電解ニッケル／金めっきを形成し
て、プラスチック成形品に回路を形成した部品に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック成形品に回路を形成する場
合、プラスチック成形品に、表面粗化を行った後、レジ
スト塗布、露光、銅エッチング、レジスト剥離によっ
て、回路パターンを作製して、その回路パターンに保護
めっきとして無電解ニッケル／金めっきを行うことが知
られている。

【０００３】この無電解ニッケル／金めっきを施した成
形回路部品に、素子（チップ）を搭載し、その素子とニ
ッケル／金パットおよびニッケル／金パット間をワイヤ
ボンディングによって電気的に接続して電子部品を形成
する。

【０００４】ここで、無電解ニッケルめっきとは、ニッ
ケルイオンから還元剤によってニッケル金属を析出させ
ることであるが、還元剤として次亜リン酸ナトリウム等
を用いるため、析出したニッケルめっき膜中にはリン原
子が含有している。

【０００５】従来、無電解ニッケルめっきを施した成形
回路部品において、素子とニッケル／金めっきパット、
あるいはニッケル／金パット間をワイヤにより電気的に
接続するために用いられるワイヤボンディングにおいて
接合不良が発生してしまうワイヤボンディング性の問題
があったが、その原因が分からなかった。

【０００６】また、成形回路部品への無電解ニッケルめ
っきでは、回路外へニッケルが異常に析出したり、はみ
出してしまうことにより、短絡や絶縁特性の低下を引き
起こしてしまうパターンめっき性の問題があったが、同
じくその原因も不明であった。

【０００７】特に、エポキシ樹脂を基材とする電子部品
ではニッケルの異常析出の問題が大きかった。

【０００８】ここで図２を用いて、無電解ニッケルめっ
きを施した成形回路部品において、回路外へのニッケル
の異常な析出およびはみ出しの状態を説明する。

【０００９】成形回路部品５は、絶縁体から成る成形品
６を表面粗化後、全面無電解銅めっき、レジスト塗布、
露光、銅エッチング、レジスト剥離を行ってくし型の回
路部７を形成して、その回路部７に保護めっきとして無
電解ニッケル／金めっきを行ったものである。

【００１０】図２において、くし型の回路部７からはみ
出しているはみ出し部８はニッケルの回路部７外へのは
み出しの状態を示しており、また、回路部７外の成形品
６上に示されている粒状９がニッケルの異常析出の状態
を示している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ワイヤ
ボンディング性およびパターンめっき性の悪い成形回路
品は製品不良となるため経済上、製品品質上好ましくな
い。

【００１２】本発明者は、ワイヤボンディング性および
パターンめっき性の優劣に、ニッケルめっき膜中に含ま
れるリン原子含有率が影響を与えていることを見出し、
本発明に至ったものである。

【００１３】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、ワイヤボンディング性およびパターンめっき性の両
特性に優れた無電解ニッケルめっきが施されたプラスチ
ック成形品に回路を形成した部品を提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、プラスチック成形品に、表面粗
化を行った後、全面無電解銅めっき、レジスト塗布、露
光、銅エッチングを施し、レジスト剥離後に、保護めっ
きとして無電解ニッケル／金めっきを形成して、プラス
チック成形品に回路を形成する部品において、上記無電
解ニッケルめっきを、ニッケルめっき膜中のリン原子含
有率が５〜１２ｗｔ％の範囲内になるように行うプラス
チック成形品に回路を形成した部品である。

【００１５】請求項２の発明は、回路を形成する成形品
の材料としてエポキシ樹脂を使用した、請求項１記載の
プラスチック成形品に回路を形成した部品である。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面および表に基づいて詳述する。

【００１７】まず、ニッケルめっき膜中のリン原子含有
率とワイヤボンディング性との相互関係を調べた。

【００１８】サンプルとなる成形回路部品の基材はエポ
キシ樹脂とし、エポキシ樹脂を５×５ｃｍの平板状に射
出成形して、クロム硫酸での表面粗化後、厚さ１５μｍ
の全面無電解銅めっき、レジスト塗布、露光、銅エッチ
ング、レジスト剥離を行って、線幅・線間が各々０．２
ｍｍのくし型の回路を形成し、保護めっきとして無電解
ニッケル／金めっきを行った。ニッケルめっき膜圧は５
μｍとし、金めっき膜圧は０．５μｍとした。

【００１９】サンプルの概略図を図１に示す。

【００２０】絶縁体としてエポキシ樹脂を射出成形した
成形基材（成形品）２を用い、その成形基材２の表面
に、無電解ニッケルめっきでくし型の回路部３を形成し
た成形回路部品１をサンプルとし、無電解ニッケルめっ
きの液種を変えてニッケルめっき膜中のリン原子含有率
を１〜１５ｗｔに変化させ、その他の条件は一定とした
１５種類サンプルを作成した。

【００２１】ニッケルめっき膜中のリン原子含有率の調
整は、無電解ニッケルめっき液の種類を変えると共に還
元剤として使用する次亜リン酸ナトリウムの濃度等を変
えて行った。

【００２２】すなわち、通常、無電解ニッケルめっき液
の種類を大別すると、酸性タイプとアルカリ性タイプに
分けられ、さらにアルカリ性タイプは、アンモニアアル
カリ液とカセイアルカリ液に大別される。

【００２３】ここで、酸性タイプのめっき液やカセイア
ルカリ液を使用するとニッケルめっき膜中には５〜１０
ｗｔ％程度のリン原子を含ませることができ、アンモニ
アアルカリ液を使用するとニッケルめっき膜中には３〜
５％程度のリン原子を含ませることができるので、これ
ら無電解ニッケルめっき液の液種の選択と、還元剤とし
て使用する次亜リン酸ナトリウムの濃度等の条件を適宜
変えることにより、リン原子含有率を１〜１５ｗｔに変
化させたサンプルを作成した。

【００２４】これらリン原子含有率の異なる１５種類の
サンプルのめっきパターン部に、ワイヤボンダでφ２５
μｍの金線をボンディングし、プルテスタでその接合強
度を測定した。この場合、ワイヤの接合強度が０．０８
Ｎ以上を合格とした。

【００２５】この測定結果を表１に示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】表１に示すように、リン原子含有率が１〜
１２ｗｔ％のニッケルめっきの時は、いずれも０．０８
Ｎ以上の接合強度が得られ、この範囲のリン原子含有率
を持つニッケルめっきはワイヤボンディング性に優れて
いることが分かった。

【００２８】一方、リン原子含有率が１３，１４，１５
ｗｔ％の高いリン原子含有率の時は接合強度が、それぞ
れ０．０３Ｎ，０．０２Ｎ，０．０４Ｎであり接合不良
を示した。

【００２９】次に、リン原子含有率とパターンめっき性
との相互関係を調べた。

【００３０】サンプルとしては、上述したサンプルと同
じ工程で銅めっき回路まで形成した成形回路部品におい
て、異常析出が起こり易くするために、無電解ニッケル
めっきを行う前処理の一つであるパラジウム活性化を行
う際に、液濃度を標準液濃度の２倍とし、さらに処理時
間を標準条件の５倍にして行い、回路部外である成形基
材上へのニッケルの異常析出、およびはみ出しの有無を
確認した。

【００３１】この結果を表１に示す。

【００３２】表１に示すように、リン原子含有率が１〜
４ｗｔ％の時には、回路部からめっきのはみ出し、およ
び絶縁部への異常析出が発生した。

【００３３】一方、リン原子含有率が５〜１５ｗｔ％の
範囲のニッケルめっきの時は、回路部からめっきのはみ
出し、および異常析出は確認されず、この範囲のリン原
子含有率を持つニッケルめっきはパターンめっき性に優
れていることが分かった。

【００３４】以上の結果より、本発明では、ワイヤボン
ディング性およびパターンめっき性の両特性は無電解ニ
ッケルめっきのニッケルめっき膜中のリン含有率と関係
があり、その両特性を同時に満足するリン含有率の範囲
は５〜１２ｗｔ％であることが分かった。

【００３５】また、比較例として、リン含有率が１〜４
ｗｔ％の範囲の無電解ニッケルめっきは、ワイヤボンデ
ィング性には優れているが、パターンめっき性が悪く、
回路外へのはみ出しや異常析出が起こることが分かっ
た。

【００３６】リン含有率が１３〜１５ｗｔ％の範囲の無
電解ニッケルめっきは、パターンめっき性には優れてい
るが、ワイヤボンディング性が悪く、接続不良が起こる
ことが分かった。

【００３７】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、プラスチ
ック成形品に無電解ニッケルめっきを行う際に、そのニ
ッケル膜中のリン含有率を５〜１２ｗｔ％の範囲内に制
限することによって、成形回路部品において、優れたワ
イヤボンディング性とパターンめっき性の両特性を同時
に得ることが可能になりコスト削減、効率アップにつな
がる。

【００３８】また、エポキシ樹脂を基材とする電子部品
ではニッケルの異常析出の問題が大きかったがこの発明
の適用により確実に、製品不良の低減が実現できるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の、ワイヤボンディング性とパターンめ
っき性の評価に用いたサンプルの概略図である。

【図２】無電解ニッケルめっきで発生した、ニッケルの
異常析出およびはみ出しの状態を示す図である。

【符号の説明】

１ 成形回路部品 ２ 成形基材 ３ 回路部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅野 秀樹 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社パワーシステム研究所内 Ｆターム(参考） 5E343 AA17 BB23 BB24 BB44 DD33 DD76 ER18 GG20

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラスチック成形品に、表面粗化を行っ
   た後、レジスト塗布、露光、銅エッチングを施し、レジ
   スト剥離後に、保護めっきとして無電解ニッケル／金め
   っきを形成して、プラスチック成形品に回路を形成する
   部品において、上記無電解ニッケルめっきを、ニッケル
   めっき膜中のリン原子含有率が５〜１２ｗｔ％の範囲内
   になるように行うことを特徴とするプラスチック成形品
   に回路を形成した部品。
2. 【請求項２】 回路を形成する成形品の材料としてエポ
   キシ樹脂を使用した請求項１記載のプラスチック成形品
   に回路を形成した部品。