JP2006135206A - めっき方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
無電解ニッケルめっき表面に、還元型無電解金めっき処理を行って金を析出させるに際して、従来予め置換型無電解金めっき処理を行って無電解ニッケルめっき面に中間層としての金を析出させていたが、この際に、無電解ニッケル面に孔食などの腐食が発生し、爾後の還元型無電解金めっき処理による金めっき皮膜が密着不良となって、電気配線基板の実装処理を行うに際してワイヤーボンディングでのボンディング不良や、配線基板に部品を半田付けする際の接続不良を生ずるなどの問題があったのを解決する。
【解決手段】
電気配線基板の接続端子部分に施した無電解ニッケルめっき皮膜面に、中間めっき処理としての置換型無電解金めっき処理を施すことなく、パラジウム触媒付与処理を行い、次にこれを還元処理液に浸漬した後、常法による還元型無電解金めっき処理を行ってその表面に良好な析出状態の金めっき皮膜を生成させる。
【選択図】 なし

Description

本発明は、電気配線基板に還元型無電解金めっきを施す方法に関する。

近年、絶縁性基板上に所定のパターンの銅回路を設けたプリント配線基板などの電気配線基板（以下、配線基板と称することもある）においては、薄膜高密度化が進んでおり、配線基板に直接半導体チップを接合するいわゆるチップオンボード法による実装方法が広く行われている。このための実装用配線基板においては、銅回路を施した配線基板と半導体チップとの接合に際しての電気的接続の信頼性を向上さるために、銅回路上に無電解金めっき皮膜を施すことが行われており、このためには、例えば、非特許文献１に記載されているように、配線基板における接続端子部分の銅回路上に無電解ニッケルめっき皮膜／置換型無電解金めっき皮膜／還元型無電解金めっき皮膜の順に多層めっき皮膜を形成し、これにより半田バンプやボンディングワイヤーとの接合性を向上させている。

この様に無電解金めっき皮膜を形成させるに際して、無電解ニッケルめっき（通常は、無電解ニッケルーリンめっき）皮膜を形成させる理由は、無電解金めっき皮膜は絶縁性基板への被着性が悪く、基板に対して被着性の良いニッケルめっき皮膜層を介し金めっき皮膜を形成させる必要があるからであり、また還元型無電解金めっきに先立って置換型無電解金めっきを施すのは、還元型無電解金めっき処理においては、還元反応を開始させるための触媒が必要であるが、無電解ニッケルめっきは皮膜表面の活性度が低く、触媒として金の還元促進作用がないので、予め表面に触媒となる金を中間層として被着させておくためである。
社団法人プリント回路学会誌「サーキットテクノロジー」：１９９３年Ｖｏｌ．８ Ｎｏ．５ ３６８〜３７２頁

ところで、上記しためっき方法においては、無電解ニッケルめっき皮膜面に置換型無電解金めっき処理を行って触媒となる金を析出させると、ニッケルが金よりもイオン化傾向が大きいので、ニッケルが溶解し、無電解ニッケル皮膜面に孔食などの腐食を発生しやすく、このような腐食が発生すると、爾後の還元型無電解金めっき処理を施した際に金めっきが密着不良となり、実装処理を行うに際してワイヤーボンディングでのボンディング不良や、さらに配線基板に部品を半田付けする際の接続不良を生ずるなど電気機器の組立てに深刻な欠陥を生ずるなどの問題があり、その解決が求められていた。

上記の課題を解決するための本発明のめっき法は、配線基板の接続端子部分に無電解ニッケルめっき皮膜を施し、次に前記無電解ニッケルめっき皮膜面にパラジウム触媒付与処理を行い、次にこれを還元処理液に浸漬して還元処理を施した後、常法による還元型無電解金めっき処理を行ってその表面に金めっき皮膜を生成させることを特徴とするものである。

上記した本発明によれば、配線基板において接続端子部に施した無電解ニッケルめっき皮膜面に孔食などの腐食を生ずることなく、置換型無電解金めっき処理を経ることなしに還元型無電解金めっき処理を施すことで良好な析出状態の金めっき皮膜を形成させることができる。

本発明は、配線基板において接続端子部に無電解ニッケルめっき皮膜を施した後に、パラジウム触媒付与処理を施し、次ぎにこれを還元処理液に浸漬して還元処理をした後、常法による還元型無電解金めっき処理を行うことによって金めっき皮膜を形成させることを特徴とする配線基板のめっき方法である。

本発明をさらに具体的に述べると次ぎの如くである。無電解ニッケル処理は、配線基板の接続端子部に常法による無電解ニッケル−リンめっき処理を施せばよい。次に無電解ニッケル皮膜面にパラジウム触媒付与処理を行う。パラジウム触媒の付与は、次工程の還元型無電解金めっきにおける金の還元反応を促進させて金の析出を円滑に行わせるために行われるものである。パラジウム触媒付与は、通常の無電解めっき法で行われている処理法、例えば市販の促進剤（酸またはアルカリ溶液が用いられる）とパラジウムコロイド混合溶液を用いたキャタリスト−アクセレータ法や、市販の塩化スズと塩化パラジウムの混合溶液を用いるセンシタイジング−アクチベータ法を用いればよい。ただし、本発明においては、いずれの場合も処理時間はこの種の処理に通常必要とされる１〜３分よりも短い１５〜３０秒程度でよく、また処理温度も常温でよい。

パラジウム触媒付与後の配線基板は、還元処理液への浸漬処理を行うが、処理液には酸化還元電位が酸化還元計測器（以下、ＯＲＰ計と称する）で−５０ｍＶ以下になるように還元剤を水などで調整したものを用いる。浸漬処理中は常にＯＲＰ計を監視し、ＯＲＰ計の酸化還元電位が−５０ｍＶ以上になったときは、還元剤を追加添加して、還元処理液が常に−５０ｍＶ以下の酸化還元電位を維持するようにすればよい。ただし、特に強力な還元剤を用いた場合には、酸化還元電位を−３０ｍＶ以下に調整することもできる。本発明で用いる還元剤は、還元作用を有する物質であればとくに限定されるものではない。好ましい還元剤としては、ジメチル・アミンボラン、塩酸ヒドロキシルアミン、アスコルビン酸、水素化ホウ素ナトリウム、硫酸ヒドラジンなどが挙げられる。浸漬処理時間および処理温度は、特に限定するものではないが処理時間については作業性を考慮すると１分間程度が好ましく、また処理温度については温度が高すぎると還元剤の分解が速くなり消耗量が多くなるので常温から３５℃位までの範囲が適当である。

還元処理液で浸漬処理を施した後、配線基板に常法により還元型無電解金めっき処理を施し、無電解ニッケルめっき皮膜面に金めっき皮膜を形成させる。この場合に、還元型無電解金めっき液としては、シアン化金アルカリ、シアン化アルカリなどのシアン化物を含む金めっき液と、塩化金酸アルカリ、亜硫酸アルカリ、チオ硫酸アルカリなどを含みシアン化物を含まないノーシアン型の金めっき液のいずれも用いることができるが、後者のめっき液のほうが無電解金めっき処理に際して、下地に存在するニッケルの影響を抑制し得る点から好ましい。

次に実施例を用いて本発明を説明する。本実施例では、通常の銅回路を配置したＢＴレジン製プリント配線板（２５０ｍｍ×１５０ｍｍ×１ｍｍ）に常法により厚さｍｍの無電解ニッケル−リンめっき皮膜を施した後、該配線板を市販の（上村工業社製、アクセマルタ３０）のパラジウム触媒付与剤溶液５ｌ中に３０℃、１５秒間浸漬してパラジウム触媒付与処理をし、次に、還元剤として、ジメチル・アミンボラン、塩酸ヒドロキシルアミン、アスコルビン酸、水素化ホウ素ナトリウム、硫酸ヒドラジンの各種還元剤のそれぞれの酸化還元電位を−１０ｍＶ、−３０ｍＶ、−５０ｍＶ、−１００ｍＶ、−２００ｍＶになるように水で調整した還元処理液５ｌ中に３０℃、２分間浸漬する還元処理を施し、次いで市販（エヌ イー・ケムキャット社製、スーパーメックス＃８５０）のノーシアンタイプ還元型無電解めっき液５ｌを用い、還元処理後の配線板を該液中に７０℃、３０分間浸漬して無電解金めっき処理を施し、無電解ニッケル表面に厚さ０．５ｍｍの金めっき皮膜を形成し、そのときの金皮膜の析出状態を調べた。

表１は、それぞれの還元剤について、酸化還元電位毎の金の析出状態を比較して示したものである。

表１の結果からわかるように、還元処理液の酸化還元電位を低く調整することによって還元型無電解金めっき皮膜の析出状況が改善され、特に、還元剤としてジメチル・アミンボランや水素化ホウ素ナトリウムのように強い還元力を有する物質を用いた場合には−３０ｍＶから良好な析出状態の金めっき皮膜が得られ、更に−５０ｍＶ以下では、全ての還元剤で調整した処理液に浸漬処理することによって良好な金めっき皮膜が得られることがわかる。

本発明によるときは、ニッケルめっき処理を施した配線基板において、ニッケルめっき面に孔食などの腐食を生ずることがなく、還元型無電解金めっき皮膜の析出状態が改善されるので、プリント基板などの電気配線基板への半導体チップや各種部品の接合を高い接続信頼性で容易に行うことができ、したがって各種電気配線基板に対しての利用可能性が高い。

Claims (5)

1. 電気配線基板の接続端子部分に無電解ニッケルめっき皮膜を施し、前記無電解ニッケルめっき皮膜面にパラジウム触媒付与処理を行い、次にこれを還元処理液に浸漬して還元処理した後、常法による還元型無電解金めっき処理を行ってその表面に金めっき皮膜を生成させることを特徴とする電気配線基板のめっき方法。
2. パラジウム触媒付与処理をパラジウムコロイド液を用いたキャタリスト−アクセレータ法または塩化スズと塩化パラジウムの混合液を用いたセンシタイジング−アクチベータ法により行うことを特徴とする請求項１に記載のめっき方法。
3. パラジウム触媒付与処理は、処理時間が１５〜３０秒で、処理温度が常温であることを特徴とする請求項１または２に記載のめっき方法。
4. 還元処理液は、還元剤を−３０ｍＶ以下、好ましくは５０ｍＶ以下に調整することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のめっき方法。
5. 還元処理は、処理時間が１分、処理温度が常温〜３０℃の範囲であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のめっき方法。