JP2649750B2 - 銅系素材上への選択的無電解めっき方法 - Google Patents

銅系素材上への選択的無電解めっき方法

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JP2649750B2 JP3141688A JP14168891A JP2649750B2 JP 2649750 B2 JP2649750 B2 JP 2649750B2 JP 3141688 A JP3141688 A JP 3141688A JP 14168891 A JP14168891 A JP 14168891A JP 2649750 B2 JP2649750 B2 JP 2649750B2
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正記 芳賀
衛 内田
岡田  隆
宏子 内田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、銅系素材上にのみ選択
的に無電解めっきを行なう方法に関する。
【0002】
【従来の技術及びその課題】次亜リン酸化合物を還元剤
とするNi、Pd、Pd−Ni等の無電解めっきを、銅
系素材上に施す場合には、通常めっき皮膜の還元折出用
の触媒として、Pd化合物を素材上に付与した後、無電
解めっきが行なわれる。かかる場合の触媒付与方法とし
ては、SnCl2溶液とPdCl2溶液による2段処理、
PdCl2/SnCl2混合系の塩酸酸性水溶液による処
理等が行なわれている。しかしながら、これらの処理法
を、プリント基板、セラミック基板、チップ部品等の絶
縁体と導体とが一体となったものに対して適用する場合
には、絶縁部分及び導体部分の全てが触媒活性化され
て、無電解めっき工程で全面にめっきが行なわれ、導体
部分にのみめっき皮膜を形成することができない。ま
た、PdCl2の塩酸酸性水溶液を用いて銅系素材を触
媒活性化する方法も知られているが、この場合にも絶縁
体部分に触媒成分が一部吸着されて、めっき工程で絶縁
体部分に一部めっき皮膜が形成され、特に、導体間の間
隔が狭い場合には、導体と導体とが部分的に結合するブ
リッジ(メッキブリッジ)現象が生じるという問題点が
ある。
【0003】この対策として、pHを上げて触媒活性を
弱める工夫がなされているが、pHを5程度に上げても
メッキブリッジを解消することはできず、一方pHが6
以上となるとコロイド状の沈殿が生じるために、実際上
の取り扱いが困難である。
【0004】また、PdCl2の濃度を減少させて、触
媒活性力を弱める工夫もなされているが、この場合、メ
ッキブリッジはなくなるが、反対に触媒活性が弱くなり
すぎて、一部めっきがつかない現象(スキップ現象)を
引きおこすという問題点がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記した従
来技術の現状に鑑みて、銅系素材のみを選択的に活性化
でき、かつスキップ現象、ブリッジ現象等を生じること
のない無電解めっき用の触媒を見出すべく鋭意研究を重
ねてきた。その結果、パラジウム化合物と特定のキレー
ト化剤とを組み合わせて配合した触媒液によって、上記
目的が達成されることを見出した。
【0006】即ち、本発明は、 (I)パラジウム化合物0.0001〜0.5モル/
l、並びに (II)(a)一般式
【0007】
【化8】
【0008】(式中、X1、X2及びX3は各々同一又は
異なって、−CH2CO2M、−CH2PO3MM、−CH
(CH3)CO2M又は−CH2CH2CO2Mを示し、X4
は−CH2CO2M、−CH2PO3MM、−CH2CH2
H、−CH(CH3)CO2M又は−CH2CH2CO2
を示し、X5はH、−CH2CO2M、−CH2PO3
M、−CH(CH3)CO2M又は−CH2CH2CO2
を示す。上記において、Mは、同一又は異なって、各々
H、K、Na又はNH4を示し、nは0〜2の整数を示
す)で表わされる化合物、 (b)一般式
【0009】
【化9】
【0010】(式中、X6及びX7は、同一又は異なっ
て、各々H、C1-5アルキル、アラルキル、アラルケニ
ル、アリール、−CH2CO2M、−CH(CH3)CO2
M、−CH2CH2CO2M、−CH2PO3MM又は−C
2CH2OHを示し、X8は、H、C1-5アルキル、アラ
ルキル、アリール、−CH2CO2M、−CH(CH3
CO2M、−CH2CH2CO2M、−CH2PO3MM、−
CH2CH2OH、−(CH2p−NH2又は−[(C
2q−NH]r−Hを示す。上記において、Mは前記
に同じ、Pは0〜10の整数、qは1〜3の整数、rは
1〜10の整数を示す)で表わされる化合物、 (c)一般式
【0011】
【化10】
【0012】(式中、X9はH、−CH2CO2M又は−
PO3MMを示し、X10はC1-5アルキル、−CO2M又
は−CH2CO2Mを示し、X11は−CO2M、−CH2
2M、−PO3MM又は−CH(OH)CO2Mを示
し、X12はH又はOHを示す。上記において、Mは前記
に同じ)で表わされる化合物、 (d)一般式
【0013】
【化11】
【0014】(式中、Z1、Z2、Z3及びZ4は同一又は
異なって、各々H、CH3、CONH2又は−C(N
2)=NHを示す。上記においてMは前記に同じ、m
は1〜15の整数を示す。)で表わされる化合物、 (e)一般式
【0015】
【化12】
【0016】(式中、AはH、−OH、−SH、NH2
CO−、−COOM、アミノ基、−NH−C(NH2
=NH、−ONH2、−CH(NH2)CO2H、RS
−、NH2CONH−、
【0017】
【化13】
【0018】又は
【0019】
【化14】
【0020】を示し、Z5、Z6及びZ7は同一又は異な
って各々H、CH3又はC25を示し、Z8はNH2又は
OHを示す。上記において、Mは前記に同じ、RはC
1-5アルキルを示し、lは0〜4の整数、kは0又は1
を示す。)で表わされる化合物、 (f)一般式(IV)の化合物及び/又は一般式(V)の
化合物が縮合したジペプチド又はトリペプチド化合物、
及び (g)環状窒素化合物から選ばれた少なくとも一種のキ
レート化剤0.0001〜2モル/lを含有する水溶液
からなる触媒液に、銅系素材と絶縁体とから構成される
被めっき物を浸漬した後、無電解めっきを行なうことを
特徴とする銅系素材上への選択的無電解めっき方法に係
る。
【0021】以下に、本発明の無電解めっき方法で用い
る触媒液について説明する。本発明で用いる触媒液
、パラジウム化合物としては、(NH42[PdCl
6]、(NH42[PdCl4]、[PdCl2(NH3
2]、[PdI2(NH32]、[Pd(NO22(NH
32]、K2[PdCl6]、K2[PdCl4]、K
2[Pd(NO24]、Na2[PdCl4]、Na2[P
d(NO24]、PdBr2、PdCl2、PdI2、P
d(NO32・2H2O、PdO、PdSO4、PdS、
[Pd(NH34]Cl2、 [Pd(NH34](N
32、Pd(C2322、Pd(NO32、[Pd
(NH34](OH)2等を用いることができる。パラ
ジウム化合物の添加量は、0.0001〜0.5モル/
l程度、好ましくは0.0005〜0.1モル/l程度
とすればよく、0.0001モル/lを下回るとスキッ
プ現象が生じ易くなり、0.5モル/lを上回ると不経
済となるので好ましくない。
【0022】本発明では、キレート化剤としては、前記
(a)〜(g)で示した化合物の少なくとも1種を用い
る。
【0023】前記(b)、(c)、(e)及び(f)に
おいて示されたアルキル基としては、好ましくは、炭素
数1〜5のもの、具体的には、メチル、エチル、プロピ
ル、イソプロピル、シクロプロピル、n−ブチル、t−
ブチル、n−ペンチル、イソアミル、ネオペンチル等を
示すことができる。前記(b)において示されたアラル
キル基又はアラルケニル基としては、ベンジル、フェネ
チル、フェニルプロピル、シンナミル、フルフリル、ナ
フチルメチル、ナフチルエチル、ピリジルメチル、ピリ
ジルエチル、キノリルメチル等を示すことができる。前
記(b)において示されたアリール基としては、フェニ
ル、トリル、メシチル、1ーナフチル、2−ナフチル、
ピリジル、キノリル、キノキサリル、アントラキノリ
ル、チアゾリル、フリル等を示すことができる。
【0024】本発明で用いるキレート化剤の好ましい具
体例を以下に示す。
【0025】(a)一般式
【0026】
【化15】
【0027】(式中、X1、X2、X3、X4、X5及びn
は前記に同じ)で表わされる化合物:エチレンジアミン
四酢酸(EDTA)、エチレンジアミン四酢酸二ナトリ
ウム塩(EDTA・2Na)、ヒドロキシエチルエチレ
ンジアミン三酢酸(HEDTA)、ジエチレントリアミ
ン五酢酸(DTPA)、トリエチレンテトラミン六酢酸
(TTHA)、エチレンジアミンテトラプロピオン酸、
エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、ジエチレ
ントリアミンペンタメチレンホスホン酸等。
【0028】(b)一般式
【0029】
【化16】
【0030】(式中、X6、X7及びX8は上記に同じ)
で表わされる化合物:ニトリロ三酢酸(NTA)、イミ
ノジ酢酸(IDA)、イミノジプロピオン酸(ID
P)、アミノトリメチレンホスホン酸、アミノトリメチ
レンホスホン酸五ナトリウム塩、メチルアミン、エチル
アミン、プロピルアミン、ジメチルアミン、トリメチル
アミン、ジメチルエチルアミン、ベンジルアミン、2−
ナフチルアミン、イソブチルアミン、イソアミルアミ
ン、メチレンジアミン、エチレンジアミン、テトラメチ
レンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレ
ンジアミン、ジエチレントリアミン、テトラエチレンペ
ンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ヘキサエチレン
ヘプタミン、シンナミルアミン、p−メトキシシンナミ
ルアミン、アンモニア等。
【0031】(c)一般式
【0032】
【化17】
【0033】(式中、X9、X10、X11及びX12は前記
に同じ)で表わされる化合物:1−ヒドロキシエチリデ
ン−1、1−ジホスホン酸、1−ヒドロキシエチリデン
−1、1−ジホスホン酸三ナトリウム塩、クエン酸、酒
石酸、リンゴ酸、マロン酸等。 (d)一般式
【0034】
【化18】
【0035】(式中、Z1、Z2、Z3、Z4、M及びmは
前記に同じ)で表わされる化合物:グリシン、アラニ
ン、N−メチルグリシン、グリコシアミン、ジメチルグ
リシン、ヒダントイン酸、アミノ吉草酸、 β−アラニ
ン等。
【0036】(e)一般式
【0037】
【化19】
【0038】(式中、A、Z5、Z6、Z7、M、l及び
kは前記に同じ)で表わされる化合物:バリン、ノルバ
リン、ロイシン、ノルロイシン、イソロイシン、セリ
ン、システイン、アスパラギン、アスパラギン酸、グル
タミン酸、オルニチン、リジン、アルギニン、グルタミ
ン、ジアミノプロピオン酸、シトルリン、ヒドロキシ−
L−リジン、ジアミノ酪酸、アミノアジピン酸、カナリ
ン、キヌレニン、ジアミノピメリン酸、ホモシステイ
ン、ヒスチジン、メチオニン等。
【0039】(f)一般式(IV)の化合物及び/又は一
般式(V)の化合物が縮合したジペプチド又はトリペプ
チド化合物:アスパルチル−ヒスチジン、アラニル−ア
ラニン、アラニル−β−アラニン、β−アラニル−β−
アラニン、グリシル−リジン、アラニル−オルニチン、
リジル−リジン、オルニチル−オルニチン、グリシル−
オルニチン、β−アラニル−リジル−リジン、オルニチ
ル−リジル−リジン、グリシルーオルニチルーオルニチ
ン等。
【0040】(g)環状窒素化合物:イミダゾリン、
2,4,5−トリフェニル−2−イミダゾリン、2,2
´−ビス(2−イミダゾリン)、ピリジン、モルホリ
ン、ビピリジル、ピラゾール、トリアジン等。
【0041】本発明で用いる触媒液では、上記した
(a)〜(g)のキレート化剤の少なくとも1種を用い
ればよく、その配合量は、触媒液中に0.0001〜2
モル/l程度、好ましくは0.0005〜0.4モル/
l程度とすればよい。0.0001モル/lを下回ると
ブリッジ現象が生じ易く、2モル/l程度を上回ると不
経済となるので好ましくない。
【0042】本発明で用いる触媒液の調製方法は、特に
限定的ではなく、例えばキレート化剤の水溶液に、直接
パラジウム化合物を添加して溶解する方法、パラジウム
化合物をHCl、H2SO4等の酸に溶解したものをキレ
ート化剤の水溶液と混合する方法等を採用することがで
きる。
【0043】触媒液のpHは特に限定されるものでは
ないが、pH調整を行なう場合には、必要に応じて、H
Cl、H2SO4等の酸やNaOH等のアルカリ化合物を
用いればよい。
【0044】また、該触媒液中には、非イオン性、カチ
オン性、アニオン性、両性等の界面活性剤を添加するこ
ともでき、これにより、触媒液の表面張力を下げ、銅系
素材表面の触媒活性力を均一にすることができる。更
に、チオ尿素類の添加により、銅系素材の析出電位を下
げ、パラジウムとの置換を促進させることもできる。チ
オ尿素類としては、チオ尿素、ジメチルチオ尿素、トリ
メチルチオ尿素、アリルチオ尿素、アセチルチオ尿素、
エチレンチオ尿素、フェニルチオ尿素等を例示できる。
また、pH緩衝剤として、塩酸−塩化カリウム、フタル
酸水素カリウム−塩酸、フタル酸水素カリウム−水酸化
ナトリウム、リン酸二水素カリウム−水酸化ナトリウ
ム、ホウ酸−水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム−
水酸化ナトリウム、リン酸水素ニナトリウム−水酸化ナ
トリウム、水酸化ナトリウム−塩化カリウム、トリス
(ヒドロキシメチル)アミノメタン−塩酸、酢酸ナトリ
ウム−酢酸等を添加することもできる。界面活性剤、チ
オ尿素類及びpH緩衝剤は、必要に応じて単独又は適宜
混合して用いることができる。
【0045】上記触媒液は、銅系素材を選択的に触媒活
性化するものである。よって、本発明のめっき方法で
は、被めっき物としては、プリント基板、セラミック基
板、チップ部品等の銅系素材と絶縁体とから構成される
材料を用いることができ、この様な被めっき物に対して
も、銅系素材のみを選択的に触媒活性化して、銅系素材
部分にのみ無電解めっきを行なうことが可能となる。
【0046】適用対象となる銅系素材としては、銅、黄
銅、リン青銅、洋白等を挙げることができ、これら素材
自体又は、各種素地の上に、めっき、蒸着、ペースト等
によってこれらの銅系素材の皮膜を形成したものに適用
できる。
【0047】上記触媒液による処理法は、通常の触媒液
による処理と同様でよく、液温10〜90℃程度、好ま
しくは25〜70℃程度の触媒液中に、被処理物を10
秒〜10分程度浸漬すればよい。液温が低すぎる場合に
は、スキップ現象が生じ易く、一方液温が高すぎるとブ
リッジ現象が生じ易くなるので注意が必要である。
【0048】触媒液によって活性化した後、無電解めっ
きを行なうことによって、銅系素材上に選択的にめっき
皮膜を形成できる。本発明触媒液は、無電解めっき液と
しては、特に限定はないが、次亜リン酸化合物を還元剤
とするNi、Pd、Pd−Ni等の無電解めっき液を用
いる場合に特に有効である。
【0049】上記触媒液を用いる場合には、脱脂、酸洗
等の前処理は、常法に従えばよく、また無電解めっき条
件も通常通りでよい。
【0050】
【発明の効果】本発明のめっき方法によれば、上記した
特定の触媒液を用い、被めっき物を該触媒液に浸漬した
後、無電解めっきを行なうことによって、銅系素材上に
のみ選択的に無電解めっき皮膜を形成することができ、
プリント基板、セラミック基板、チップ部品等の絶縁体
銅系素材の導体とからなる材料に対しても、スキップ
現象、ブリッジ現象等を生じることなく、導体部分にの
み良好なめっき皮膜を形成することが可能となる。
【0051】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明する。
【0052】
【実施例1】ガラスエポキシ銅張積層板に穴あけをし、
無電解銅めっき、電気銅めっきを行なった後、エッチン
グレジスト層を形成し、次いで、エッチング、エッチン
グレジスト層剥離、ソルダーレジスト印刷、文字印刷、
外形加工の工程を経て得られた両面表面実装部品と片面
挿入型部品の混在実装用の100×170×16mmの
銅めっきスルーホールプリント配線板について、以下の
処理を行なった。
【0053】プリント配線板を浸漬脱脂、酸洗した後、
過硫酸アンモニウム150g/l水溶液に30℃で60
秒間浸漬してソフトエッチングを行ない、次いで酸洗
後、表1に示した触媒液組成及び条件で触媒を付与し
た。次いで、下記組成のNi、Pd、Pd−Niの各々
の無電解めっきを行ない、スキップ現象及びブリッジ現
象の発生の有無を調べた。スキップ現象の評価の場合に
は、めっき時間を30秒とし、ブリッジ現象の評価の場
合にはめっき時間を30分とした。スキップ現象につい
ては、被めっき物の表面を顕微鏡を用いて倍率50倍で
目視観察し、被めっき物であるプリント配線板の銅回路
が一か所でも露出している場合をスキップ有とし、銅回
路が全く露出していない場合をスキップ無として評価し
た。また、ブリッジ現象については、同様にして、被め
っき物の表面を顕微鏡を用いて倍率50倍で目視で観察
し、銅回路の短絡が一か所でも認められる場合をブリッ
ジ有とし、銅回路の短絡が全く認められない場合をブリ
ッジ無として評価した。
【0054】 無電解Niメッキ液 硫酸ニッケル(6水塩) 20g/l りんご酸 20g/l 次亜リン酸ナトリウム(1水塩) 30g/l 酢酸鉛(3水塩) 1mg/l pH(アンモニア水で調整) 6 浴温 85℃ 析出速度 約8μm/h 無電解Pdメッキ液 塩化パラジウム 0.01モル/l エチレンジアミン 0.08モル/l チオジグリコール酸 20mg/l 次亜リン酸ソーダ 0.06モル/l pH 8 浴温 50℃ 析出速度 約1μm/h 無電解Pd−Niメッキ液 塩化パラジウム 0.01モル/l 塩化ニッケル 0.1モル/l エチレンジアミン 0.08モル/l チオジグリコール酸 20mg/l 次亜リン酸ソーダ 0.06モル/l pH 8 浴温 50℃ 析出速度 約2μm/h
【0055】
【表1】
【0056】以上の試験の結果、キレート化剤を添加し
ていないNo.1〜3の触媒液を用いた場合には、N
i、Pd、Pd−Niの各めっき皮膜について、全て
試料でスッキップ現象は認められなかったが、全ての試
料において、ブリッジ現象認められた。一方、本発明
方法で用いる触媒液であるNo.4〜39の触媒液によ
り触媒を付与した場合には、スキップ現象及びブリッジ
現象は全く認められなかった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 宏子 兵庫県明石市太寺3丁目5の50 (56)参考文献 特開 昭58−185794(JP,A) 特開 昭63−58890(JP,A) 特開 昭60−24380(JP,A) 特開 平1−149971(JP,A) 特開 平1−195281(JP,A) 特開 昭59−172796(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(I)パラジウム化合物0.0001〜
    0.5モル/l、並びに (II)(a)一般式 【化1】 (式中、X1、X2及びX3は各々同一又は異なって、−
    CH2CO2M、−CH2PO3MM、−CH(CH3)C
    2M又は−CH2CH2CO2Mを示し、X4は−CH2
    2M、−CH2PO3MM、−CH2CH2OH、−CH
    (CH3)CO2M又は−CH2CH2CO2Mを示し、X
    5はH、−CH2CO2M、−CH2PO3MM、−CH
    (CH3)CO2M又は−CH2CH2CO2Mを示す。上
    記において、Mは、同一又は異なって、各々H、K、N
    a又はNH4を示し、nは0〜2の整数を示す)で表わ
    される化合物、 (b)一般式 【化2】 (式中、X6及びX7は、同一又は異なって、各々H、C
    1-5アルキル、アラルキル、アラルケニル、アリール、
    −CH2CO2M、−CH(CH3)CO2M、−CH2
    2CO2M、−CH2PO3MM又は−CH2CH2OHを
    示し、X8は、H、C1-5アルキル、アラルキル、アリー
    ル、−CH2CO2M、−CH(CH3)CO2M、−CH
    2CH2CO2M、−CH2PO3MM、−CH2CH2
    H、−(CH2p−NH2又は−[(CH2q−NH]r
    −Hを示す。上記において、Mは前記に同じ、Pは0〜
    10の整数、qは1〜3の整数、rは1〜10の整数を
    示す)で表わされる化合物、 (c)一般式 【化3】 (式中、X9はH、−CH2CO2M又は−PO3MMを示
    し、X10はC1-5アルキル、−CO2M又は−CH2CO2
    Mを示し、X11は−CO2M、−CH2CO2M、−PO3
    MM又は−CH(OH)CO2Mを示し、X12はH又は
    OHを示す。上記において、Mは前記に同じ)で表わさ
    れる化合物、 (d)一般式 【化4】 (式中、Z1、Z2、Z3及びZ4は同一又は異なって、各
    々H、CH3、CONH2又は−C(NH2)=NHを示
    す。上記においてMは前記に同じ、mは1〜15の整数
    を示す。)で表わされる化合物、 (e)一般式 【化5】 (式中、AはH、−OH、−SH、NH2CO−、−C
    OOM、アミノ基、−NHC(NH2)=NH、−ON
    2、−CH(NH2)CO2H、RS−、NH2CONH
    −、 【化6】 又は 【化7】 を示し、Z5、Z6及びZ7は同一又は異なって各々H、
    CH3又はC25を示し、Z8はNH2又はOHを示す。
    上記において、Mは前記に同じ、RはC1-5アルキルを
    示し、lは0〜4の整数、kは0又は1を示す。)で表
    わされる化合物、 (f)一般式(IV)の化合物及び/又は一般式(V)の
    化合物が縮合したジペプチド又はトリペプチド化合物、
    及び (g)環状窒素化合物から選ばれた少なくとも一種のキ
    レート化剤0.0001〜2モル/lを含有する水溶液
    からなる触媒液に、銅系素材と絶縁体とから構成される
    被めっき物を浸漬した後、無電解めっきを行なうことを
    特徴とする銅系素材上への選択 的無電解めっき方法。
JP3141688A 1991-06-13 1991-06-13 銅系素材上への選択的無電解めっき方法 Expired - Lifetime JP2649750B2 (ja)

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