JP3058063B2 - 無電解めっきのための活性化触媒液および無電解めっき方法 - Google Patents
無電解めっきのための活性化触媒液および無電解めっき方法Info
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- H05K3/181—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material by electroless plating
- H05K3/182—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material by electroless plating characterised by the patterning method
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、無電解めっきの
ための活性化触媒液およびそれを用いた無電解めっき方
法に関するものである。
ための活性化触媒液およびそれを用いた無電解めっき方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】たとえば、高周波用コイル、誘電体フィ
ルタ、コンデンサ、ハイブリッドＩＣなどのための導体
膜を、アルミナ基板、誘電体セラミック基板、ポリイミ
ド基板、ガラス・エポキシ基板、フェライト基板などの
基材上に、所定のパターンをもって形成するのに、無電
解めっきが適用されることがある。無電解めっきを行な
う場合、基材表面を活性化する必要があり、この活性化
のために活性化触媒液が用いられる。
ルタ、コンデンサ、ハイブリッドＩＣなどのための導体
膜を、アルミナ基板、誘電体セラミック基板、ポリイミ
ド基板、ガラス・エポキシ基板、フェライト基板などの
基材上に、所定のパターンをもって形成するのに、無電
解めっきが適用されることがある。無電解めっきを行な
う場合、基材表面を活性化する必要があり、この活性化
のために活性化触媒液が用いられる。
【０００３】活性化触媒液は、基材上に付与され、基材
上に活性化膜を形成する。このような活性化膜のための
活性化触媒液に関して、紫外線またはレーザ光を照射し
た領域においてのみ、選択的に活性化が図られ、したが
って特定の領域においてのみ選択的に無電解めっきする
ことを可能にするものが注目されている。このような活
性化触媒液によれば、フォトリソグラフィ技術を用い
て、微細なパターンの導体膜を能率的に基材上に形成で
きる。
上に活性化膜を形成する。このような活性化膜のための
活性化触媒液に関して、紫外線またはレーザ光を照射し
た領域においてのみ、選択的に活性化が図られ、したが
って特定の領域においてのみ選択的に無電解めっきする
ことを可能にするものが注目されている。このような活
性化触媒液によれば、フォトリソグラフィ技術を用い
て、微細なパターンの導体膜を能率的に基材上に形成で
きる。
【０００４】従来、上述のことを可能にする活性化触媒
液として、たとえば、パラジウムアセチルアセトナート
をクロロホルムなどの有機溶剤に溶解したものが用いら
れている。このような活性化触媒液は、適宜の基材上に
活性化膜を形成するように塗布され、この活性化膜にフ
ォトマスクを介してレーザ光または紫外線が照射され
る。これによって、露光された領域においてのみ、基材
上に金属パラジウムが析出する。その後、フォトマスク
が外され、露光されなかった領域の活性化膜がクロロホ
ルムなどの有機溶剤で洗い流され、それによって、残さ
れた金属パラジウムからなる膜がフォトマスクのパター
ンに相関するパターンをもって現像される。そして、こ
の基材は、無電解めっき浴に浸漬されることにより、金
属パラジウムを活性化触媒として、基材上に無電解めっ
き膜が形成される（以下、「第１の従来技術」と言
う。）。
液として、たとえば、パラジウムアセチルアセトナート
をクロロホルムなどの有機溶剤に溶解したものが用いら
れている。このような活性化触媒液は、適宜の基材上に
活性化膜を形成するように塗布され、この活性化膜にフ
ォトマスクを介してレーザ光または紫外線が照射され
る。これによって、露光された領域においてのみ、基材
上に金属パラジウムが析出する。その後、フォトマスク
が外され、露光されなかった領域の活性化膜がクロロホ
ルムなどの有機溶剤で洗い流され、それによって、残さ
れた金属パラジウムからなる膜がフォトマスクのパター
ンに相関するパターンをもって現像される。そして、こ
の基材は、無電解めっき浴に浸漬されることにより、金
属パラジウムを活性化触媒として、基材上に無電解めっ
き膜が形成される（以下、「第１の従来技術」と言
う。）。
【０００５】他方、シュウ酸第二鉄と塩化パラジウムと
を水酸化カリウム溶液に溶解した、活性化触媒液を用い
る選択的な無電解めっき方法が、「ザ・エレクトロケミ
カル・ソサエティ・プロシーディングズ（The Electroc
hemical Society Proceedings ）」第９４−３１巻に掲
載されたトーマス・エイチ・バウム（Thomas H. Baum）
等による「テフロンおよびエポキシ系基板の回路形成の
ための銅の選択的めっき（SELECTIVE PLATING OF COPPE
R FOR CIRCUITIZATION OF TEFLON AND EPOXY-BASED SUB
STRATES ）」に記載されている（以下、「第２の従来技
術」と言う。）。
を水酸化カリウム溶液に溶解した、活性化触媒液を用い
る選択的な無電解めっき方法が、「ザ・エレクトロケミ
カル・ソサエティ・プロシーディングズ（The Electroc
hemical Society Proceedings ）」第９４−３１巻に掲
載されたトーマス・エイチ・バウム（Thomas H. Baum）
等による「テフロンおよびエポキシ系基板の回路形成の
ための銅の選択的めっき（SELECTIVE PLATING OF COPPE
R FOR CIRCUITIZATION OF TEFLON AND EPOXY-BASED SUB
STRATES ）」に記載されている（以下、「第２の従来技
術」と言う。）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した第１の従来技
術では、クロロホルムなどの有機溶剤を現像工程におい
て用いなければならない。このような有機溶剤は、有害
であるため、多量に用いることを安易には行なえず、そ
のため、露光されなかった活性化膜を完全に洗い流すこ
とが比較的困難である。このように、露光されなかった
活性化膜が残存すると、以後の無電解めっきによるめっ
き膜のパターンの鮮明さに欠けるという問題に遭遇す
る。また、活性化膜を露光するのに、たとえばエキシマ
レーザのような大きなエネルギの光源が必要で、しかも
長い露光時間が必要なため、露光に要するコストが高い
という問題も有している。
術では、クロロホルムなどの有機溶剤を現像工程におい
て用いなければならない。このような有機溶剤は、有害
であるため、多量に用いることを安易には行なえず、そ
のため、露光されなかった活性化膜を完全に洗い流すこ
とが比較的困難である。このように、露光されなかった
活性化膜が残存すると、以後の無電解めっきによるめっ
き膜のパターンの鮮明さに欠けるという問題に遭遇す
る。また、活性化膜を露光するのに、たとえばエキシマ
レーザのような大きなエネルギの光源が必要で、しかも
長い露光時間が必要なため、露光に要するコストが高い
という問題も有している。
【０００７】他方、第２の従来技術では、親水性の塩化
パラジウムを用いているので、水を用いて現像工程を実
施することができる。したがって、多量の水を用いて、
露光されなかった活性化膜を完全に洗い流すことが容易
である。しかしながら、この第２の従来技術による活性
化膜も、露光の感度が低く、長時間の露光が必要であ
る。また、これを活性化触媒として無電解めっきされた
金属膜は、電気伝導度が比較的低くなり、そのため高周
波特性が悪くなるという欠点を有している。また、この
無電解めっきされた金属膜は、基材に対する密着強度が
比較的低いという欠点も有している。この密着強度を高
めるため、基材表面をエッチングするという対策も可能
ではあるが、基材の材質によっては、このようなエッチ
ングが困難な場合もある。
パラジウムを用いているので、水を用いて現像工程を実
施することができる。したがって、多量の水を用いて、
露光されなかった活性化膜を完全に洗い流すことが容易
である。しかしながら、この第２の従来技術による活性
化膜も、露光の感度が低く、長時間の露光が必要であ
る。また、これを活性化触媒として無電解めっきされた
金属膜は、電気伝導度が比較的低くなり、そのため高周
波特性が悪くなるという欠点を有している。また、この
無電解めっきされた金属膜は、基材に対する密着強度が
比較的低いという欠点も有している。この密着強度を高
めるため、基材表面をエッチングするという対策も可能
ではあるが、基材の材質によっては、このようなエッチ
ングが困難な場合もある。
【０００８】そこで、この発明の目的は、上述したよう
な第１および第２の従来技術の問題を解決し得る、無電
解めっきのための活性化触媒液およびそれを用いた無電
解めっき方法を提供しようとすることである。
な第１および第２の従来技術の問題を解決し得る、無電
解めっきのための活性化触媒液およびそれを用いた無電
解めっき方法を提供しようとすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明に係る無電解め
っきのための活性化触媒液は、シュウ酸銅とパラジウム
塩とアルカリ溶液とを含む親水性のものである。好まし
くは、パラジウム塩としては、塩化パラジウムが用いら
れ、また、アルカリ溶液としては、アンモニア水が用い
られる。このような活性化触媒液の基材上への均一な付
与をより容易にするため、たとえばポリビニルアルコー
ルのような親水性バインダ等が活性化触媒液に添加され
ることもある。
っきのための活性化触媒液は、シュウ酸銅とパラジウム
塩とアルカリ溶液とを含む親水性のものである。好まし
くは、パラジウム塩としては、塩化パラジウムが用いら
れ、また、アルカリ溶液としては、アンモニア水が用い
られる。このような活性化触媒液の基材上への均一な付
与をより容易にするため、たとえばポリビニルアルコー
ルのような親水性バインダ等が活性化触媒液に添加され
ることもある。
【００１０】この発明に係る無電解めっき方法では、上
述した活性化触媒液が用いられ、これが基材上に付与さ
れ、基材上に活性化触媒液からなる活性化膜が形成され
る。この活性化膜には、波長１００〜４００ｎｍの光が
照射され、これによって金属パラジウムが基材上に析出
する。そして、この金属パラジウムが析出した基材が無
電解めっき浴に浸漬されることによって、金属パラジウ
ムを活性化触媒として、無電解めっき膜が基材上に形成
される。
述した活性化触媒液が用いられ、これが基材上に付与さ
れ、基材上に活性化触媒液からなる活性化膜が形成され
る。この活性化膜には、波長１００〜４００ｎｍの光が
照射され、これによって金属パラジウムが基材上に析出
する。そして、この金属パラジウムが析出した基材が無
電解めっき浴に浸漬されることによって、金属パラジウ
ムを活性化触媒として、無電解めっき膜が基材上に形成
される。
【００１１】上述した無電解めっき方法において、活性
化膜に光を照射するにあたって、たとえば、フォトマス
クを介して紫外線等の光を照射したり、レーザ光等の光
を走査させたりして、光を活性化膜の特定の領域にのみ
照射した場合、活性化膜における光が照射されなかった
領域を水または水を主成分とする液体で洗い流す現像工
程をさらに備えることが好ましい。
化膜に光を照射するにあたって、たとえば、フォトマス
クを介して紫外線等の光を照射したり、レーザ光等の光
を走査させたりして、光を活性化膜の特定の領域にのみ
照射した場合、活性化膜における光が照射されなかった
領域を水または水を主成分とする液体で洗い流す現像工
程をさらに備えることが好ましい。
【００１２】
【発明の効果】この発明に係る活性化触媒液は、親水性
であるので、有機溶剤を用いることなく、無電解めっき
のための活性化触媒液を提供することができ、かつ、必
要に応じて現像工程を実施することができる。その結
果、活性化触媒液の準備工程から基材上への付与工程お
よび現像工程を経て無電解めっき工程に至るまで、すべ
て一貫して水系の処理操作とすることができる。
であるので、有機溶剤を用いることなく、無電解めっき
のための活性化触媒液を提供することができ、かつ、必
要に応じて現像工程を実施することができる。その結
果、活性化触媒液の準備工程から基材上への付与工程お
よび現像工程を経て無電解めっき工程に至るまで、すべ
て一貫して水系の処理操作とすることができる。
【００１３】したがって、まず、この発明に係る活性化
触媒液を用いた無電解めっき方法を安全なものとするこ
とができる。また、有機溶剤の代わりに水を用いること
によるコストダウンを期待できる。また、現像工程が実
施されるとき、この工程において、水による洗浄を適用
できるので、有害性を考慮することなく、多量の水を使
用して、光が照射されなかった活性化膜を洗い流すこと
ができる。そのため、不要な活性化膜の完全な除去を行
なって、めっき膜のパターンの分解能を高めることが容
易になる。したがって、より微細なパターンを形成する
ことが可能となる。また、現像工程で用いた水が残存し
ていても、それに煩わされることなく、次の無電解めっ
き工程を直ちに実施することができる。したがって、無
電解めっきのための一連の操作を能率的に進めることが
できる。
触媒液を用いた無電解めっき方法を安全なものとするこ
とができる。また、有機溶剤の代わりに水を用いること
によるコストダウンを期待できる。また、現像工程が実
施されるとき、この工程において、水による洗浄を適用
できるので、有害性を考慮することなく、多量の水を使
用して、光が照射されなかった活性化膜を洗い流すこと
ができる。そのため、不要な活性化膜の完全な除去を行
なって、めっき膜のパターンの分解能を高めることが容
易になる。したがって、より微細なパターンを形成する
ことが可能となる。また、現像工程で用いた水が残存し
ていても、それに煩わされることなく、次の無電解めっ
き工程を直ちに実施することができる。したがって、無
電解めっきのための一連の操作を能率的に進めることが
できる。
【００１４】また、この発明に係る活性化触媒液は、光
に対する感度が高い。そのため、露光のための紫外線等
の光のエネルギが小さくても、あるいは露光時間が短く
ても、十分な金属パラジウムの析出反応を達成すること
ができる。たとえば、安価な水銀ランプを用いて、２分
間の露光時間で、金属パラジウムの析出が可能であるこ
とが確認されている。これに対して、第１の従来技術で
は、高価なエキシマレーザを用いながら、５分間の露光
時間が析出のために必要である。
に対する感度が高い。そのため、露光のための紫外線等
の光のエネルギが小さくても、あるいは露光時間が短く
ても、十分な金属パラジウムの析出反応を達成すること
ができる。たとえば、安価な水銀ランプを用いて、２分
間の露光時間で、金属パラジウムの析出が可能であるこ
とが確認されている。これに対して、第１の従来技術で
は、高価なエキシマレーザを用いながら、５分間の露光
時間が析出のために必要である。
【００１５】また、この発明に係る活性化触媒液を用い
て実施された無電解めっきによるめっき膜は、基材に対
して高い密着強度を有している。そのため、基材に予め
エッチングを施さなくても、十分な密着強度を与えるこ
とができるので、エッチングが困難な基材に対しても、
無電解めっきを適用して、十分な密着強度をもって、め
っき膜を形成することができる。
て実施された無電解めっきによるめっき膜は、基材に対
して高い密着強度を有している。そのため、基材に予め
エッチングを施さなくても、十分な密着強度を与えるこ
とができるので、エッチングが困難な基材に対しても、
無電解めっきを適用して、十分な密着強度をもって、め
っき膜を形成することができる。
【００１６】また、この発明に係る活性化触媒液を用い
て実施された無電解めっきによるめっき膜は、めっき膜
を構成する金属本来が有する電気伝導度を維持すること
ができる。したがって、高周波回路要素に対しても、こ
のめっき膜を問題なく適用することができる。
て実施された無電解めっきによるめっき膜は、めっき膜
を構成する金属本来が有する電気伝導度を維持すること
ができる。したがって、高周波回路要素に対しても、こ
のめっき膜を問題なく適用することができる。
【００１７】
【実施例】この発明の一実施例に従って、以下のような
組成の活性化触媒液１０ｍｌを準備するため、Ｃｕ（Ｃ
ＯＯ）2 ・１／２Ｈ2 ＯおよびＰｄＣｌ2 をアンモニア
水で溶解した後、水で希釈して、ポリビニルアルコール
を添加し、混合し、この混合液を、０．４５μｍのミリ
ポアフィルターで濾過した。
組成の活性化触媒液１０ｍｌを準備するため、Ｃｕ（Ｃ
ＯＯ）2 ・１／２Ｈ2 ＯおよびＰｄＣｌ2 をアンモニア
水で溶解した後、水で希釈して、ポリビニルアルコール
を添加し、混合し、この混合液を、０．４５μｍのミリ
ポアフィルターで濾過した。
【００１８】 Ｃｕ（ＣＯＯ）2 ・１／２Ｈ2 Ｏ …… ０．１ｇ ＰｄＣｌ2 ……………………………… ０．１ｇ アンモニア水（２５％） ……………… ２ ｍｌ 水 ………………………………………… ７ ｍｌ １０％ポリビニルアルコール溶液 …… １ ｍｌ 次に、上記活性化触媒液を、１０００ｒｐｍ／３０秒の
条件で、アルミナ基板上にスピンコートして、活性化膜
を形成した。次いで、石英・クロムフォトマスクを介し
て、活性化膜上にエキシマランプ（波長：１７２ｎｍ）
からの紫外線を３分間照射した後、水洗を行ない、以下
の組成を含有する１リットルの無電解めっき浴（６０
℃）に１０分間浸漬し、無電解めっき処理を行なった。
条件で、アルミナ基板上にスピンコートして、活性化膜
を形成した。次いで、石英・クロムフォトマスクを介し
て、活性化膜上にエキシマランプ（波長：１７２ｎｍ）
からの紫外線を３分間照射した後、水洗を行ない、以下
の組成を含有する１リットルの無電解めっき浴（６０
℃）に１０分間浸漬し、無電解めっき処理を行なった。
【００１９】 ＮｉＳＯ4 ・６Ｈ2 Ｏ ………………… ３０ｇ 次亜リン酸ソーダ ……………………… １０ｇ 酢酸ソーダ（無水） …………………… １０ｇ このようにして、基板上に、厚み０．３μｍでライン／
スペースが１００μｍのＮｉパターンが形成された。
スペースが１００μｍのＮｉパターンが形成された。
【００２０】上述した活性化触媒液の組成は、一例にす
ぎない。たとえば、Ｃｕ（ＣＯＯ） 2 ・１／２Ｈ2 Ｏの
含有量は、活性化触媒液１０ｍｌにおいて、０．０５〜
０．１５ｇの範囲で変更することができ、ＰｄＣｌ2 の
含有量は、０．０１〜０．１５ｇの範囲で変更すること
ができ、アンモニア水（２５％）の含有量は、１〜５ｍ
ｌの範囲で変更することができる。また、ＰｄＣｌ2 に
代えて、他の親水性のパラジウム塩、たとえば、パラジ
ウムの硫酸塩、硝酸塩、酢酸塩などを用いることもでき
る。
ぎない。たとえば、Ｃｕ（ＣＯＯ） 2 ・１／２Ｈ2 Ｏの
含有量は、活性化触媒液１０ｍｌにおいて、０．０５〜
０．１５ｇの範囲で変更することができ、ＰｄＣｌ2 の
含有量は、０．０１〜０．１５ｇの範囲で変更すること
ができ、アンモニア水（２５％）の含有量は、１〜５ｍ
ｌの範囲で変更することができる。また、ＰｄＣｌ2 に
代えて、他の親水性のパラジウム塩、たとえば、パラジ
ウムの硫酸塩、硝酸塩、酢酸塩などを用いることもでき
る。
【００２１】また、活性化膜に照射される光の波長とし
ては、１００〜４００ｎｍの範囲で変更することができ
る。また、上述した実施例では、ニッケルの無電解めっ
きを行なったが、銅、パラジウム、金など、他の金属の
無電解めっきを行なう場合にも、この発明を適用するこ
とができる。
ては、１００〜４００ｎｍの範囲で変更することができ
る。また、上述した実施例では、ニッケルの無電解めっ
きを行なったが、銅、パラジウム、金など、他の金属の
無電解めっきを行なう場合にも、この発明を適用するこ
とができる。
【００２２】また、無電解めっき処理される基材として
は、上述したアルミナ基板に限らず、誘電体セラミック
基板、ポリイミド基板、ガラス・エポキシ基板、フェラ
イト基板など、他の基材であってもよい。また、この発
明に係る無電解めっき方法は、上述した水洗による現像
工程を省略して実施することもできる。たとえば、活性
化膜の特定領域のみの選択的露光を行なわず、全領域の
露光を行なった場合はもちろん、特定領域のみの選択的
露光を行なった場合でも、形成すべきめっき膜の分解能
をそれほど高くする必要がないときは、現像工程を省略
してもよい。このように現像工程の省略を可能にするの
は、前述の第１の従来技術とは異なり、活性化触媒液が
親水性であるためである。
は、上述したアルミナ基板に限らず、誘電体セラミック
基板、ポリイミド基板、ガラス・エポキシ基板、フェラ
イト基板など、他の基材であってもよい。また、この発
明に係る無電解めっき方法は、上述した水洗による現像
工程を省略して実施することもできる。たとえば、活性
化膜の特定領域のみの選択的露光を行なわず、全領域の
露光を行なった場合はもちろん、特定領域のみの選択的
露光を行なった場合でも、形成すべきめっき膜の分解能
をそれほど高くする必要がないときは、現像工程を省略
してもよい。このように現像工程の省略を可能にするの
は、前述の第１の従来技術とは異なり、活性化触媒液が
親水性であるためである。
【００２３】また、現像工程が実施される場合、水に代
えて、水を主成分とする液体を用いて洗浄することもで
きる。さらに、他の液体を用いることを妨げるものでは
ない。
えて、水を主成分とする液体を用いて洗浄することもで
きる。さらに、他の液体を用いることを妨げるものでは
ない。
Claims (5)
- 【請求項１】 シュウ酸銅とパラジウム塩とアルカリ溶
液とを含む親水性の無電解めっきのための活性化触媒
液。 - 【請求項２】 前記パラジウム塩は塩化パラジウムであ
る、請求項１に記載の無電解めっきのための活性化触媒
液。 - 【請求項３】 前記アルカリ溶液はアンモニア水であ
る、請求項１または２に記載の無電解めっきのための活
性化触媒液。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の活
性化触媒液を基材上に付与して、基材上に活性化触媒液
からなる活性化膜を形成し、 前記活性化膜に波長１００〜４００ｎｍの光を照射して
金属パラジウムを前記基材上に析出させ、 前記金属パラジウムが析出した前記基材を無電解めっき
浴に浸漬し、前記金属パラジウムを活性化触媒として無
電解めっきを施す、 各工程を備える、無電解めっき方法。 - 【請求項５】 前記活性化膜に光を照射する工程におい
て、前記光は前記活性化膜の特定の領域にのみ照射さ
れ、さらに、前記活性化膜における前記光が照射されな
かった領域を水または水を主成分とする液体で洗い流す
工程を備える、請求項４に記載の無電解めっき方法。
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