JP3121421B2 - 非導電性物質のメッキ方法 - Google Patents

非導電性物質のメッキ方法

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邦夫 森
八重子 佐々木
英俊 平原
立也 於本
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テクニア岩手協同組合
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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、例えば、電気機器筺
体、プリント基板や電気,電子部品等に用いられるプラ
スチック等の非導電性物質のメッキ方法に係り、特に、
非導電性物質の表面に部分メッキを行なう非導電性物質
のメッキ方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、非導電性物質の表面の必要部に部
分メッキする方法としては、例えば、非導電性物質の表
面に光照射を行なって、金属のメッキ層を形成するメッ
キ方法がある。
【0003】この方法は、図9に示すように、非導電性
物質の表面をエッチング処理して粗面化し、この粗面化
された非導電性物質の表面にパラジュウム(Pd)やス
ズ(Sn)等の触媒層を形成し、これに無電解メッキ処
理を行ない、必要部を含む表面全体に金属層を形成す
る。次に、この表面にレジストを塗布し、このレジスト
を塗布した表面の必要部以外の部分にマスキングをして
該表面に光を照射する。これにより、光が照射された必
要部に対応するレジスト部分が硬化する。次に、エッチ
ングを行なう。これにより、未硬化レジスト部分と未硬
化レジスト部分に覆われた金属層が剥離され、硬化した
レジスト部分とこの硬化したレジスト部分に覆われた必
要部の金属層が残る。その後、硬化したレジストを除去
して必要部の金属層を露出させ、更に、この金属層に厚
付けを行なって完成させる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の非導電性物質のメッキ方法にあっては、予め全
面メッキを行ない、その後、レジストの塗布、マスキン
グをしてのレジスト硬化、そして、余分なメッキのエッ
チングによる剥離、レジストの除去という複雑で長い工
程を必要とし、それだけ、処理効率が悪いという問題が
あった。また、処理工程が多いと、残すべきメッキ金属
のエッジ(境界部)が傷み易く、そのため、寸法精度が
悪くなって限界があるとともに、パターン不良が多発し
歩留りを悪くする原因ともなっているという問題があっ
た。しかも、メッキの剥離やレジストの除去の際に、有
機排水が生じるので、この有機排水の処理も行なわなけ
ればならないことから、この点でも効率が悪くなってい
る。
【0005】本発明は、上記の問題点にかんがみてなさ
れたもので、処理工程を簡略化し、寸法精度を向上させ
てパターンの微細化,高品質(高合格率)化に対応でき
るようにするとともに、表面を処理する物質の除去をな
くするようにした非導電性物質のメッキ方法の提供を目
的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、非導電性物質の表面の必要部に金属のメ
ッキ層を形成する非導電性物質のメッキ方法において、
非導電性物質の表面に金属核を付与し、この金属核を付
与した表面にトリアジンチオールの皮膜を形成するトリ
アジンチオール処理を行ない、次に、該トリアジンチオ
ールの皮膜を形成した非導電性物質の表面の必要部にマ
スキングをして該表面に光を照射し、その後、無電解メ
ッキ処理を行なうものである。
【0007】本発明の好ましい態様としては、図1に示
すように、非導電性物質の表面を粗面化する表面粗面化
工程()と、表面が粗面化された非導電性物質に金属
コロイド処理をして金属核を付与する金属核付与工程
()と、金属核が付与された非導電性物質にトリアジ
ンチオール皮膜を形成する皮膜形成工程()と、この
トリアジンチオール皮膜が形成された表面の必要部にマ
スキングをして該表面に光を照射する光照射工程()
と、その後、無電解メッキ処理をするメッキ工程()
とを備えたものが有効である。
【0008】上記非導電性物質として、例えば、熱可塑
性あるいは熱硬化性の樹脂が用いられる。好適な熱可塑
性樹脂としては、アセタール樹脂;メチルアクリレート
のようなアクリル樹脂;エチルセルロース、酢酸セルロ
ース、プロピオン酸セルロース、セルロースアセテート
ブチレート、硝酸セルロース等のセルロース樹脂;塩素
化ポリエーテル;ナイロン;ポリエチレン;ポリプロピ
レン;ポリスチレン;アクリルニトリル−スチレン共重
合体、アクリルニトリル−ブタジェン−スチレン(AB
S)共重合体のようなスチレン系重合体;ポリカーボネ
ート;ポリクロロトリフロロエチレン;酢酸ビニル、ビ
ニルアルコール、ビニルブチラール、塩化ビニル、塩化
ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニリデン及びビニ
ルホルマールのようなビニル重合体及び共重合体があげ
られる。また、液晶ポリマーであっても良い。
【0009】好適な熱硬化性樹脂にはアルキルフタレー
ト、フラン;メラミン−ホルムアルデヒド;フェノール
−ホルムアルデヒド、フェノール−フルフラール共重合
体;の単独あるいはそれらとブタジェン−アクリロニト
リル共重合体またはアクリロニトリル−ブタジェン−ス
チレン(ABS)共重合体との混合物;ポリアクリル酸
エステル;シリコーン樹脂;尿素−ホルムアルデヒド;
エポキシ樹脂;ポリイミド;アルキル樹脂;グリセリル
フタレート;ポリエステル等がある。
【0010】次に、各工程について説明する。
【0011】表面粗面化工程 先ず、樹脂の表面の汚れを除去する。例えば、非珪酸系
のアルカリクリーナ等を用いる。その後、例えば、硫酸
−クロム酸の混合液や強アルカリ液等を使用して化学エ
ッチングを行なう。これは、樹脂表面とメッキ層の密着
性を高めるために表面に微小な凹凸や微小孔を形成させ
るとともに、親水性を付与させるものである。更に、酸
洗いを行なってクロムコンプレックスの除去を行なう
か、アルカリ洗いによって中和する。更に、界面活性剤
を用いて湿潤化する。なお、樹脂の種類に合わせて適宜
の薬品を用いて良い。
【0012】金属核付与工程 無電解メッキの初期の析出に必要な金属触媒層(Pd,
Sn,Ag,Au,Ptなどの金属核)を形成させる。
例えば、センシタイザ(塩化第一錫と塩酸混合溶液)→
アクチベータ(塩化パラジウムと塩酸混合液)法と、キ
ャタリスト(塩化パラジウム、塩化第一錫と塩酸混合溶
液)とアクセレータ(硫酸溶液)法がある。図2にその
モデルの一例を示す。この例では、金属コロイド(Sn
Pd7 Cl16nSnCl2 )を用いて樹脂表面を処理
し、レドックス反応により表面にパラジウム(Pd)の
核を形成させる。この金属核の付与によって樹脂の表面
が活性化される。
【0013】皮膜形成工程 トリアジンチオールの水溶液または有機溶媒に溶解した
トリアジンチオールの溶液に金属核が付与された非導電
性物質を浸漬して行なう。処理温度は60℃以下で処理
時間は数十秒〜数十分程度が望ましい。トリアジンチオ
ールは、図3に示すような一般式(RTDM)で示さ
れ、Rは、例えば、−SH,−N(C492 ,−N
(C8172 ,−NHC65 ,−N(CH2 −CH
=CH)2である。また、Mは、例えば、H,Li,N
a,K,N(C494 等である。これにより、活性
化された樹脂の表面にトリアジンチオールの皮膜が形成
される。上記有機溶媒としては、例えば、メタノール、
エチルセルソルブ、プロピレングリコール、メチルケト
ン等が使用される。
【0014】光照射工程 トリアジンチオール皮膜が形成された表面の必要部にマ
スキングをして該表面に光を照射する。これにより、マ
スキングされた必要部以外の表面において、トリアジン
チオール化合物の光重合反応が生じる。トリアジンチオ
ール化合物の光重合反応は二つに分けられる。図4
(a)は、不飽和基を持たないトリアジンチオールで、
光と酸素の影響により光脱水素反応が起こり、ジスルフ
ィド結合(S−S)を形成しながら重合が進む。また、
このようにして構成された重合物は直鎖状である。
【0015】これに対して、図4(b)は、不飽和基を
持つトリアジンチオールで、光と酸素の影響により、チ
オール基が不飽和基に付加する反応と、ジスルフィド結
合を形成する反応によって進む。このようにして構成さ
れた重合物は3次元化する。これらの反応により、表面
上にトリアジンチオールの光重合膜(ポリマ膜)が形成
される。
【0016】メッキ工程 先ず、塩酸や硫酸を用いて酸処理し、マスキングをした
表面の必要部を再び活性化する。次に、銅やニッケル等
の金属イオン、還元剤、錯化剤を含む溶液に、上記の処
理をした樹脂を浸漬する。この工程において、光照射が
なされた表面は、トリアジンチオールの重合膜によって
覆われるので、金属の析出が阻害され、そのため、マス
キングされて光照射が行なわれなかった表面の必要部に
のみ、銅やニッケルのメッキ皮膜が例えば0.1から1
0μm形成される。図5に、必要部における析出モデル
を示す。
【0017】
【発明の効果】本発明による非導電性物質のメッキ方法
によれば、トリアジンチオールの光重合膜を非導電性物
質の表面に形成することにより、光照射面のメッキ析出
の抑制を行なうことができるので、光未照射部分への選
択メッキが可能になる。そして、従来の部分メッキ法に
比較して、レジスト除去工程が不要になるので、それだ
け、工程が簡略化され、処理効率が大幅に向上する。
【0018】また、メッキ後に従来のようなエッチング
やレジスト除去を行なわなくても良いので、メッキ金属
のエッジ(境界部)が傷むことがなく、それだけ、寸法
精度が良くなることからパターンの微細化の向上を図る
ことができるとともに、高品質(高合格率)化の向上を
図ることができる。更に、レジスト除去工程が不要にな
るので、有機排水が軽減され、排水処理の点でも、効率
が良くなる。
【0019】更にまた、本発明は、電磁波シールド方法
としての電気機器筺体の導電化方法、プラスチック基板
への配線方法として、また、様々なプラスチック製品の
装飾等、広い分野に応用でき、その経済効果も大にな
る。
【0020】
【実施例】本発明の実施例を示す。実施例においては、
非導電性物質として、ABS樹脂(アクリルニトリル・
ブタジエン・スチロール共重合体)のペレットを用い、
25×10×1.5mmの形状の射出成型品を作成し、
試料とした。
【0021】また、図6に示すように、エッチング液に
は無水クロム酸と硫酸の混合液を用い、活性化には、上
記のような金属コロイドを希塩酸水溶液に溶解し使用し
た。トリアジンチオールは、試料がABS樹脂のため、
水溶性のトリアジンチオールナトリウム塩を使用した。
使用したトリアジンチオールナトリウム化合物を、図7
に示す。
【0022】また、光照射を行なう光照射装置は、水銀
ランプ(東芝(株)製のH−400P)を用いた装置で
あり、特に、紫外部全域(200〜400nm)を比較
的均等かつ強力に放射するように設計されているものを
使用した。トリアジンチオールの光重合に必要なのは、
紫外領域の波長であり、その光重合時間には光強度が関
係し、照射時間は、適宜に定められる。
【0023】上記の条件により上記の工程に従って試料
を処理した。この処理工程中あるいは処理後において、
試料についての各種の試験を行ない、実施例に係るメッ
キ方法の有効性を確認した。以下、その試験結果のいく
つかを示す。
【0024】表面粗面化工程において、化学エッチング
後の試料表面を走査型電子顕微鏡で観察すると、試料表
面にはエッチングにより溶出されたポリブタジエン孔が
形成されていることが確認される。ABS樹脂メッキ品
の密着機構は、このポリブタジエン孔と析出金属とのア
ンカー効果による物理的要因が支配的と考えられる。
【0025】また、トリアジンチオール皮膜が無電解銅
メッキ工程において銅析出に影響を及ぼしていないかを
確認した。これは、各メッキ試料のメッキ析出面積を調
べることにより確認した。その結果を図8に示す。これ
により、マスキングされて光照射が行なわれなかった表
面の必要部にのみ、銅のメッキ皮膜が形成されたことが
解る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の非導電性物質のメッキ方法の工程例を
示す流れ図である。
【図2】金属核付与工程の形成モデル図である。
【図3】トリアジンチオール一般式を示す図である。
【図4】トリアジンチオールの光重合モデル図である。
【図5】無電解メッキの析出モデル図である。
【図6】実施例に係るメッキ方法のメッキ処理条件を示
す図である。
【図7】実施例に係るメッキ方法で用いたトリアジンチ
オールを示す図である。
【図8】実施例に係るメッキ方法によるメッキ率の測定
結果を示す図である。
【図9】従来の非導電性物質のメッキ方法の工程例を示
す流れ図である。
【符号の説明】 表面粗面化工程 金属核付与工程 皮膜形成工程 光照射工程 メッキ工程
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 於本 立也 岩手県盛岡市緑が丘四丁目5番12号 テ クニア岩手協同組合内 (72)発明者 小林 伊知郎 岩手県盛岡市緑が丘四丁目5番12号 テ クニア岩手協同組合内 (56)参考文献 特開 昭60−121443(JP,A) 特開 平1−246894(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 18/00 - 18/54

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非導電性物質の表面の必要部に金属のメ
    ッキ層を形成する非導電性物質のメッキ方法において、
    非導電性物質の表面に金属核を付与し、この金属核を付
    与した表面にトリアジンチオールの皮膜を形成するトリ
    アジンチオール処理を行ない、次に、該トリアジンチオ
    ールの皮膜を形成した非導電性物質の表面の必要部にマ
    スキングをして該表面に光を照射し、その後、無電解メ
    ッキ処理を行なうことを特徴とする非導電性物質のメッ
    キ方法。
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JP4734637B2 (ja) * 2005-11-10 2011-07-27 国立大学法人岩手大学 表面反応性固体,表面反応性固体の製造方法,表面反応性固体を用いた配線基板及び配線基板の製造方法
JP2008205289A (ja) * 2007-02-21 2008-09-04 Fujitsu Ltd 回路基板の製造方法
JP2009081208A (ja) * 2007-09-25 2009-04-16 Panasonic Electric Works Co Ltd プリント配線板の製造方法
JP5309536B2 (ja) * 2007-11-16 2013-10-09 国立大学法人 新潟大学 ニッケル含有水溶液からのニッケルの回収方法とその装置

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