JP3914832B2

JP3914832B2 - 配線基板の製造方法

Info

Publication number: JP3914832B2
Application number: JP2002185120A
Authority: JP
Inventors: 俊介千阪
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-06-25
Filing date: 2002-06-25
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2022-06-25
Also published as: JP2004031602A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子や容量素子・抵抗器等の電子部品を搭載する配線基板であって、その表面の配線導体に無電解法によってめっき層を被着させて成る配線基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体素子や容量素子・抵抗器等の電子部品が搭載される配線基板は、一般に、酸化アルミニウム質焼結体等から成り、電子部品の搭載部を有する略四角板形状の絶縁体と、絶縁体の搭載部から外部にかけて導出形成されたタングステン・モリブデン・マンガン等の高融点金属材料から成る複数個の配線層とから構成されており、絶縁体の搭載部に半導体素子や容量素子・抵抗器等の電子部品を搭載するとともに電子部品の各電極を配線層に半田やボンディングワイヤ等の導電性接続材を介して電気的に接続するようになっている。
【０００３】
このような配線基板は、配線導体の外部に導出されている部位を外部電気回路基板の回路配線に半田等を介し接続することによって外部電気回路基板上に実装され、同時に配線基板に搭載されている電子部品の各電極が所定の外部電気回路に電気的に接続されることとなる。
【０００４】
また、このような配線基板は、配線層の表面にニッケル・銅等の下地めっき金属層および半田濡れ性の良好な金めっき層が順次被着形成された多層構造となっており、タングステン等の高融点金属材料から成る配線層に対する半田やボンディングワイヤの濡れ性・ボンディング性等を良好としている。
【０００５】
一方、このニッケル・銅等のめっき金属層を被着形成する方法としては、配線基板の小型化に伴う配線導体の高密度化によってめっき電力供給用の引き出し線の形成が困難なことから、引き出し線が不要である無電解法が多用されつつある。
【０００６】
このような無電解法による配線導体上へのめっき金属層の被着形成は、タングステン・モリブデン・マンガン等の高融点金属がニッケル・銅等の金属の無電解法（自己触媒型）による還元析出に対して触媒活性を有しないことから、通常、まず配線導体の表面にパラジウム・白金等の白金族元素を被着させて触媒活性を付与した後、配線導体を無電解めっき液中に浸漬してめっき金属層を被着させるという方法が採用され、一般に、以下のようにして行なわれている。即ち、
まず、表面に配線導体を有する絶縁基体を準備し、
次に、塩化パラジウム等の白金族元素の供給源となる金属化合物と塩化鉛等の鉛化合物とを主成分とする水溶液に水酸化ナトリウム・水酸化カリウム等のｐＨ調整剤等の添加剤を添加して成る触媒液中に配線導体を浸漬し、配線導体の表面にパラジウム等の白金族元素を金属粒子として析出被着させ、
次に、硫酸ニッケル・硫酸銅等のめっき金属の供給源となる金属化合物と、次亜リン酸ナトリウム・ジメチルアミンボラン・ホルマリン等の還元剤とを主成分とする水溶液に錯化剤・ｐＨ緩衝剤・安定剤等を添加して成る無電解めっき液に浸漬し、配線導体の表面に金属粒子として被着させたパラジウム等の白金族元素の触媒活性作用によりニッケル・銅等の金属を還元析出させることにより、配線導体の表面のみに選択的にめっき金属層を被着形成する。
【０００７】
なお、上記触媒液中に含有される鉛化合物は、高融点金属から成る配線導体を触媒液中に浸漬したときに最初に配線導体の表面に吸着して配線導体の表面を感受性化して活性化剤の析出被着を容易なものとする感受性化剤として作用し、配線導体へのパラジウム等の白金族元素の析出被着を容易、かつ均一なものとしている。また、配線導体の表面に被着されためっき金属層の内部には、配線導体の表面に被着したパラジウム等の白金族元素の活性化剤と感受性化剤である鉛とが残留し、含有されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の配線基板の製造方法では、無電解法による触媒活性付与工程において、鉛が基板表面に吸着し、パラジウム等の白金族元素が鉛を核として析出するため、めっき金属層中に鉛が含有されることから、熱処理の際に、鉛が単独で、あるいは配線導体に含有されるガラス等と化合物を形成して、めっき金属層の表面に移動拡散してしみ状の変色を生じさせるという機能上の不具合や、めっき金属層中の鉛により人体に害を及ぼすという環境・安全上の不具合を生じてしまうという問題点があった。
【０００９】
さらに、配線導体の表面にパラジウム等の白金族元素が被着した鉛を触媒核として、金属粒子として析出被着するため、めっき金属層に残留したパラジウム等の白金族元素の金属粒子は、その粒子径が0.5μｍ以上と大きくなり、核密度が0.1〜１核／μｍ²と低いものとなっていた。そのため、この触媒液によって、得られる無電解めっき皮膜は、初期析出の核密度が低いため、均一な皮膜とならず、初期析出層に多くの欠陥を有するものとなってしまう問題点もあった。
【００１０】
また、上記問題点を解決するために、触媒液から鉛を除去するということが考えられる。この場合、高融点金属から成る配線導体の表面はパラジウム・白金等の白金族元素の析出被着に対する感受性が不十分であることから、配線導体の表面に白金族元素をムラなくかつ強固に析出被着させることができず、その結果、めっき金属層にムラ・カケ・フクレ等の不具合を生じるという問題点を誘発してしまい、場合によってはめっき金属が析出しないという問題点を誘発してしまう。
【００１１】
本発明は、上記問題点を解決するために案出されたものであり、その目的は、配線導体上に無電解めっき金属層が均一かつ強固に被着しているとともに、このめっき金属層中に鉛等の感受性化剤が含有されず、しみ状変色等の機能上の不具合を生じたり、人体に害を及ぼしたりすることのない配線基板の製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の配線基板の製造方法は、
（１）表面に高融点金属から成る配線導体が形成された絶縁体を準備する工程と、
（２）前記配線導体を、ＩＢ族元素とピロリン酸塩とジカルボン酸またはトリカルボン酸とを主成分とする触媒液中に浸漬し、前記配線導体の表面に前記ＩＢ族元素を金属粒子として、１０〜２００核／μｍ^２の核密度で分布して前記金属粒子の間に前記配線導体の一部が露出するように被着させて触媒活性を付与する工程と、
（３）前記ＩＢ族元素が被着された前記配線導体を無電解めっき液中に浸漬し、前記ＩＢ族元素が被着された前記配線導体の表面に無電解めっき金属層を被着させる工程と
からなることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の配線基板の製造方法によれば、配線導体に被着させた無電解めっき金属層の内部に、無電解めっき金属層を被着させるのに必要なＩＢ族元素は配線導体の表面に被着した金属粒子として含有されるが、鉛は非含有であることから、ＩＢ族元素の作用により配線導体に良好な触媒活性が付与されて配線導体にのみ無電解めっき金属層を均一に被着させることができ、かつ、鉛が無電解めっき金属層中に含有されることに起因する無電解めっき金属層のしみ状変色や人体に対する害という問題の発生を有効に防止することができる。
【００１６】
また、本発明の配線基板の製造方法によれば、配線導体に被着させた無電解めっき金属層の内部に含有されるＩＢ族元素の核密度を１０〜２００核／μｍ^２と適度にするとともに、金属粒子の間に配線導体の一部を露出させたことから、めっき皮膜を、初期析出が緻密で高密度な欠陥の無い、均一で密着性の良い皮膜とすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を添付図面に基づき詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の製造方法により製作される配線基板を半導体素子を収容する半導体素子収納用パッケージに適用した場合の実施の形態の一例を示す断面図であり、１は絶縁体、２は配線導体である。この絶縁体１と配線導体２とで半導体素子３を搭載するための配線基板４が形成される。
【００２０】
絶縁体１は、酸化アルミニウム質焼結体・ムライト質焼結体・窒化アルミニウム質焼結体・炭化珪素質焼結体等の電気絶縁材料から成り、その上面に半導体素子３を搭載する搭載部を有し、この半導体素子３が搭載される搭載部から下面にかけてタングステン・モリブデン・マンガン等の高融点金属から成る多数の配線導体２が被着形成されている。
【００２１】
絶縁体１は、搭載部に半導体素子３が搭載されるとともに、半導体素子３の各電極は搭載部に露出している配線導体２に半田ボール５を介して電気的に接続され、また配線導体２の絶縁体１の下面に導出されている部位は外部電気回路基板の回路配線に半田等を介して電気的に接続される。
【００２２】
配線導体２は、図２に断面図で示すように、その表面に無電解法によりめっき金属層６が被着されている。
【００２３】
めっき金属層６は、配線導体２に対する半田の濡れ性・接合強度・ボンディング性を良好なものとする機能を有し、ニッケルの含有率が99.9重量％以上である高純度ニッケル・ニッケル−リン合金・ニッケル−ホウ素合金・銅または銅を主成分とする合金等から成る。これらめっき金属層６は、その厚さが１μｍ未満であると配線導体２を被覆する効果が弱く、また20μｍを超えるとめっき金属層６自体の応力が大きくなり配線導体２との密着性が劣化する傾向にある。従って、めっき金属層６は、その厚さを１〜20μｍの範囲としておくことが好ましい。
【００２４】
本発明においては、このようなめっき金属層６の内部にＩＢ族元素を配線導体２の表面に被着した金属粒子として含有し、かつ鉛が非含有であるとともに、そのＩＢ族元素の金属粒子の核密度が１０〜２００核／μｍ^２であり、金属粒子の間に配線導体２の一部が露出していることが重要である。
【００２５】
これは、配線導体２の表面にめっき金属層６を初期析出が緻密で高密度な欠陥の無い均一な密着性の良い皮膜として、ムラ・カケ・フクレ等の不具合を生じることなく被着させるためである。
【００２６】
無電解法でめっき金属層６を配線導体２上に被着させるために必要な触媒付与の作用を有する銅・銀・金等のＩＢ族元素が、金属粒子として配線導体２の表面に析出被着されるとともにめっき金属層６中に残留して含有される際に、配線導体２の表面に析出したＩＢ族元素の金属粒子の核密度が10核／μｍ²より低くなると、配線導体２の表面は酸化され易くなって、触媒化が不十分となり、めっき金属層６の形成に際してムラ・カケ・フクレ等の不具合を生じるという問題があるものとなる。また、金属粒子の核密度が200核／μｍ²より過剰に高くなると、配線導体２とめっき金属層６との界面にＩＢ族元素が過剰に存在するために、配線導体２との密着強度が弱くなってしまうという問題がある。
【００２７】
従って、配線導体２の表面に析出したＩＢ族元素の金属粒子の核密度は、10〜200核／μｍ²としておくことが必要である。
【００２８】
さらに、配線導体２表面に１０〜２００核／μｍ^２の核密度で分布しているＩＢ族元素の金属粒子は、配線導体２に対するめっき皮膜の密着性の観点からは配線導体２が金属粒子で覆い尽くされずに配線導体２の表面の一部が金属粒子の間に露出していることが重要である。また金属粒子が小さい方がめっき金属とともに金属間化合物を形成して移動拡散するのを抑制することができるため、その平均粒子径が０．１μｍ以下であることが好ましい。これにより、配線導体２に対するめっき皮膜の良好な密着性を確保することができるとともに、めっき皮膜の密着性を向上させる目的で熱処理を行なう場合に、粗大化したＩＢ族元素の金属粒子がめっき金属と金属間化合物を形成しながら配線導体の表面まで移動拡散して表面に酸化物等を形成することによって半田濡れ性を低下させるという問題の発生を有効に防止することができ、高い半田実装信頼性を実現することができる。
【００２９】
また、ＩＢ族元素としては、銀または金、特に銀が好ましく、高融点金属から成る配線導体２の表面に良好に被着するとともに、ニッケル・銅等のめっき金属層６の無電解法による被着形成に対して良好な触媒活性を付与することができる。
【００３０】
なお、ここでいうＩＢ族元素の金属粒子の粒子径および核密度は、それぞれＳＥＭ等の電子顕微鏡により直接観察される析出粒の大きさおよび単位面積（μｍ²）に存在する析出粒子の数を示している。そして、平均粒子径は、ＳＥＭ等の電子顕微鏡により直接観察される任意に選んだ10〜100個程度の粒子径の平均値により求める。
【００３１】
また、配線基板４は、ニッケルの含有率が99.9重量％以上である純ニッケル・ニッケル−リン合金・ニッケル−ホウ素合金・銅または銅を主成分とする合金等から成るめっき金属層６の表面を金めっき層（非図示）で被覆するようにしておくと、めっき金属層６の酸化腐食を効果的に防止することができるとともに、配線導体２に対する半田の濡れ性をより一層良好なものとすることができる。従って、配線基板４は、めっき金属層６の表面をさらに金めっき層で被覆するようにしておくことが好ましい。この場合、金めっき層は、その厚さが0.03μｍ未満ではめっき金属層６を被覆する効果が弱く、また0.8μｍを超えると半田中の錫と金との間で脆い金属間化合物が大量に生成し、半田の接合強度が劣化する傾向にある。従って、金めっき層は、その厚さを0.03μｍ〜0.8μｍの範囲としておくことが好ましい。
【００３２】
かくして本発明の配線基板の製造方法によれば、製作された配線基板４について、絶縁体１の搭載部に半導体素子３を搭載するとともに半導体素子３の各電極を配線導体２に半田ボール５を介して電気的に接続し、しかる後、絶縁体１の上面に金属やセラミックスから成る椀状の蓋体７をガラスや樹脂・ロウ材等の封止材を介して接合させ、絶縁体１と蓋体７とから成る容器内部に半導体素子３を気密に収容することによって、製品としての半導体装置が完成する。
【００３３】
次に、上述の配線基板の製造方法について図３（ａ）および（ｂ）に示す工程毎の要部拡大断面図に基づいて説明する。なお、図１および図２と同一箇所には同一符号が付してある。
【００３４】
まず、図３（ａ）に示す、表面に高融点金属から成る配線導体２を設けた絶縁体１を準備する。
【００３５】
絶縁体１は、酸化アルミニウム質焼結体・窒化アルミニウム質焼結体・ムライト質焼結体・炭化珪素質焼結体等の電気絶縁材料から成る略四角板であり、その上面に半導体素子を搭載するための搭載部を有し、この搭載部に半導体素子が搭載される。
【００３６】
絶縁体１は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体から成る場合には、酸化アルミニウム・酸化珪素・酸化カルシウム・酸化マグネシウム等の原料粉末に適当な有機バインダ・溶剤を添加混合して泥漿状セラミックスラリーと成すとともにこのセラミックスラリーを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等のシート形成技術を採用しシート状と成すことによってセラミックグリーンシート（セラミック生シート）を得て、しかる後、このセラミックグリーンシートを切断加工や打ち抜き加工により適当な形状とするとともにこれを複数枚積層し、最後にこの積層されたセラミックグリーンシートを還元雰囲気中にて約1600℃の温度で焼成することによって製作される。
【００３７】
配線導体２は、タングステン・モリブデン・マンガン等の高融点金属材料から成り、タングステン等の高融点金属粉末に適当な有機バインダや溶剤を添加混合して得た金属ペーストを絶縁体１となるセラミックグリーンシートに予め従来周知のスクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗布しておくことによって、絶縁体１の搭載部から下面にかけて被着形成される。
【００３８】
次に、配線導体２を、銅・銀・金から構成されるＩＢ族元素の少なくとも１種と、ピロリン酸カリウム・ピロリン酸ナトリウム等のピロリン酸塩の少なくとも１種と、グルタミン酸・クエン酸等のジカルボンサン酸またはトリカルボン酸の少なくとも１種とを主成分とする触媒液中に浸漬し、図３（ｂ）に示す如く、配線導体２の表面にＩＢ族元素８の金属粒子を、１０〜２００核／μｍ ^２の核密度で分布して金属粒子の間に配線導体２の一部が露出するように被着させて触媒活性を付与する。ただし、図中、ＩＢ族元素８の金属粒子は説明のため実際のスケールよりも誇張して大きく図示している。
【００３９】
このような触媒液において、ＩＢ族元素８は配線導体２の表面に被着することにより配線導体２の表面に触媒活性を付与する作用をなし、後の工程でめっき金属層６を配線導体２の表面に選択的に均一に被着させることを可能としている。
【００４０】
またピロリン酸塩は、触媒液中でＩＢ族元素に配位して錯体を形成し、ＩＢ族元素８を安定化させる作用がある。
【００４１】
また、ジカルボン酸またはトリカルボン酸は、触媒液中に鉛を含有させることなく配線導体２の表面にＩＢ族元素８を被着させることを可能とする、という重要な機能を有している。即ち、クエン酸等のジカルボン酸またはトリカルボン酸は、ピロリン酸塩と同様に、触媒液中でＩＢ族元素に配位して錯体を形成し、ＩＢ族元素８を安定化させる機能を有し、かつ、タングステン等の高融点金属から成る配線導体２の表面に作用し、配線導体２の表面部分の高融点金属を酸化・錯体化して触媒液中に溶出させるとともに、その溶出跡にタングステン等と置換するようにしてＩＢ族元素８を金属粒子として析出させる作用をなす。これは、このクエン酸等の有機酸の金属に対する錯体の安定度がＩＢ族元素等の活性化剤に対する場合よりもタングステン等の高融点金属に対する場合の方が大きいためであると推定される。
【００４２】
そしてこのように、ピロリン酸塩とジカルボン酸またはトリカルボン酸とを触媒液中に添加しておくと、これらの錯化剤はＩＢ族元素およびタングステン等の高融点金属に対する適度な錯化力を持つことから、タングステン等の高融点金属を触媒液中に溶出し、ＩＢ族元素８を置換析出させることで、触媒液中に感受性化剤として鉛を添加することなく、配線導体２の表面にＩＢ族元素８の金属粒子を容易に、かつ粒子径０．１μｍ以下で、核密度１０〜２００核／μｍ^２で均一に析出被着させることが可能となる。
【００４３】
なお、例えば、ＩＢ族元素に対する錯化力が強く、タングステン等の高融点金属に対する錯化力が弱すぎる場合は、タングステン等の高融点金属が触媒液中に溶出し難いために、均一にＩＢ族元素８を置換析出することができなくなり、核密度が低くなってしまう。反対に、ＩＢ族元素に対する錯化力が弱く、タングステン等の高融点金属に対する錯化力が強すぎる場合は、タングステン等の高融点金属が触媒液中へ溶出し易いために、ＩＢ族元素８の置換析出速度が過剰に速くなるため、ＩＢ族元素８の金属粒子の粒子径が過剰に大きくなり、核密度も過剰に高くなってしまう。さらに、触媒液の寿命が短くなる。
【００４４】
触媒液は、例えばＩＢ族元素として銀を用いる場合であれば、塩化銀・硝酸銀等の銀化合物と、ピロリン酸カリウム・ピロリン酸ナトリウム等のピロリン酸塩と、グルタミン酸・クエン酸等のジカルボンサン酸またはトリカルボン酸とを主成分とする水溶液に、塩酸・硫酸・硼弗化水素酸・水酸化ナトリウム・水酸化カリウム・水酸化リチウム等のｐＨ調整剤等の添加剤を添加したものを用いることができる。なお、触媒液中のＩＢ族元素の濃度は、高濃度になるとＩＢ族元素の偏析等の不具合を誘発するおそれがあることから、約20〜300ｐｐｍ程度としておくことが好ましい。
【００４５】
そして次に、配線導体２を無電解めっき液中に浸漬し、ＩＢ族元素８を触媒として、図２に示す如く、配線導体２の表面に無電解法にてめっき金属層６を析出・被着させる。
【００４６】
めっき金属層６は、ニッケルの含有率が99.9重量％以上である純ニッケル・ニッケル−リン合金・ニッケル−ホウ素合金・銅または銅を主成分とする合金等から成り、配線導体２に対する半田の濡れ性・ボンディング性等を良好なものとする機能を有する。
【００４７】
無電解めっき液は、例えば、めっき金属層６がニッケル−ホウ素合金から成る場合であれば、硫酸ニッケル等のニッケル供給源となるニッケル化合物と、ジメチルアミンボラン等のホウ素系の還元剤とを主成分とし、錯化剤・安定剤・ｐＨ緩衝剤等を添加して成る無電解ニッケルめっき液を用いることができる。この場合、無電解ニッケルめっき液中のニッケル（イオン）は、配線導体２の表面に予め被着させたＩＢ族元素８の触媒作用で還元剤が酸化分解されるのに伴って金属ニッケルに還元され、還元剤の分解に伴って生じるホウ素とともに配線導体２の表面に共析被着して、ニッケル−ホウ素合金から成るめっき金属層６を形成する。
【００４８】
なお、一旦、配線導体２の表面にニッケル（ニッケル−ホウ素合金）が被着し始めると、この被着したニッケル自身が後続のニッケルの還元剤による還元・析出に対して触媒活性を有することから、めっき液中に触媒であるＩＢ族元素８が露出・接触していなくても、ニッケルの還元析出・被着する反応を継続して行なわせることができる。
【００４９】
また、めっき金属層６の表面に金めっき層（非図示）を被着させる場合には、めっき金属層６を被着させた配線導体２を、シアン化金カリウム等の金化合物と、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）等の錯化剤とを主成分とする置換型の無電解金めっき液中に所定時間浸漬する方法を用いることができる。
【００５０】
なお、本発明の配線基板の製造方法は上述の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。例えば、上述の実施例では本発明の配線基板の製造方法を、半導体素子を収容する半導体素子収納用パッケージの製作に適用したが、混成集積回路基板等の他の用途に適用しても良い。
【００５１】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
【００５２】
実施例１〜８において、本発明の配線基板の製造方法を用いた無電解めっき処理を行ない、得られた配線基板の評価用サンプルの密着性について評価した。本実施例で用いた配線基板の評価用サンプルは、以下のようにして作製した。
【００５３】
＜配線基板の絶縁体へのメタライズ配線導体の形成＞
酸化アルミニウム質焼結体から成る絶縁体となるセラミックグリーンシート上に、タングステンのペーストをスクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗布し、セラミックグリーンシートとタングステンペーストとを同時焼成し、酸化アルミニウム質焼結体から成る絶縁体にタングステンメタライズの配線導体を形成した配線基板を作製した。この配線基板には、タングステンメタライズの配線導体により、直径0.7ｍｍ／ピッチ（繰り返し配置間隔）1.4ｍｍの多数の丸パッド（いわゆるＢＧＡパッド）を形成した。
【００５４】
次に、触媒液による活性化処理および無電解めっき処理を行なった。
【００５５】
＜めっき前処理＞
まず、メタライズ配線導体が形成された配線基板を液温60℃に温度調節されたアルカリ脱脂液に浸漬して脱脂を行なった。この脱脂液は、水酸化ナトリウム・ケイ酸ナトリウム・リン酸ナトリウム等のアルカリ塩と界面活性剤とを主成分とし、絶縁体および配線導体の表面に付着している油脂等の汚れを除去するとともに、タングステンエッチング液およびガラス（絶縁基体）エッチング液との濡れ性を持たせるものである。この脱脂の後、水道水にて水洗した。
【００５６】
次いで、フェリシアン化カリウムと水酸化カリウムとを主成分とする20〜30℃のタングステンエッチング液に所定時間浸漬し、焼成により配線基板上に飛散した不要なタングステンやタングステンメタライズ配線導体の表面の酸化皮膜を除去した。その後、水道水にて水洗した。
【００５７】
次いで、フッ化物を主成分とする20〜30℃のガラスエッチング液に所定時間浸漬することにより、メタライズ配線導体の表面まで上がって来ているガラス相を取り除いた。その後、水道水にて水洗した。
【００５８】
次いで、例えば20〜30℃の10％塩酸に浸漬することにより、タングステンメタライズ配線導体の表面の酸化皮膜を取り除き、最後に純水にて水洗した。
【００５９】
＜無電解めっき用触媒液への浸漬＞
得られたタングステンメタライズの配線導体は、無電解ニッケルのめっきに対して触媒能がないことから、めっき処理の前に無電解めっき用触媒液に浸漬した。この無電解めっき用触媒液としては、塩化銀・ピロリン酸カリウムおよびトリカルボン酸を含むものを使用し、触媒液を温度調整し、浸漬時間を調整して、析出したＩＢ族元素が表１に示すような粒子径の金属粒子となるように調製することによって、ＩＢ族元素触媒核の付与を行なった。
【００６０】
＜無電解めっき処理＞
このようにして活性化処理（ＩＢ族元素触媒核の付与）を行なった配線基板を、液温60℃でｐＨ6.8に調整された無電解Ｎｉ−Ｂめっき液（日本カニゼン社製ＳＢ55）に15分間浸漬して、無電解ニッケルめっき処理を行なった。
【００６１】
＜半田実装＞
以上のようにして各めっき処理を行なった配線基板を、150℃・３時間で熱処理した後、ＢＧＡパッドにＲタイプフラックス（アルファメタル製Ｒ5003）を使用して直径0.65ｍｍの共晶半田ボールを載置し、230℃に設定されたホットプレート上に１分間放置して半田実装した。
【００６２】
このようにして得られた配線基板の評価用サンプルを、以下の方法で評価した。
＜評価用サンプルの評価方法＞
析出ＩＢ族元素の金属粒子の核密度（ＩＢ族元素粒子の核密度、単位：核／μｍ²）および粒子径（ＩＢ族元素粒子径、単位：μｍ）については、ＩＢ族元素触媒核の付与後に走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察した。
ニッケルめっきの析出状況については、無電解Ｎｉ−Ｂめっき後に肉眼および10倍の実体顕微鏡を用いて、ニッケルめっきの色・光沢等の外観およびめっき欠けの有無を観察した。
密着性評価に関しては、テープテストによる剥離の有無を確認した。この評価結果を表１に示す。
【００６３】
【表１】

【００６４】
＜判定基準（ニッケルの析出状況について）＞
表１において、ニッケルの析出状況について、「○」は、めっきのカケ等の不具合が見られないことを表す。「△」は、ＢＧＡパッドにおいて、一部にめっきのカジリが見られるが実用上問題の無いレベルであることを表す。また、「×」は、ＢＧＡパッドにおいてめっきの欠けが見られ、ニッケルで被覆できていないことから、実用上問題があることを表す。
【００６５】
＜判定基準（密着性について）＞
表１において、密着性について、「○」は、テープテスト後のニッケルめっき皮膜が、剥離していないことから、メタライズ／めっき界面が非常に強固で密着性に優れていることを表す。また、「×」は、テープテスト後のニッケルめっき皮膜が、メタライズ／めっき界面より剥離しており、接合強度が弱く、実用上密着性に問題があることを表す。
【００６６】
＜判定基準（半田接合性について）＞
表１において、半田接合性について、「○」は、高速シェア後のＢＧＡパッドの破壊界面が半田内部にあって半田内部で100％破断していることから、半田／めっき界面が非常に強固で半田接合性に優れていることを表す。また、「△」は、高速シェア後のＢＧＡパッドの破壊界面が一部は半田／めっき界面にあってニッケルめっき皮膜の露出面積が50％未満であり、半田／めっき界面で一部破壊しているが、実用上問題の無いレベルであることを表す。「×」は、高速シェア後のＢＧＡパッドの破壊界面が半田／めっき界面にあってニッケルめっき皮膜の露出面積が50％以上であり、半田／めっき界面で半分以上破壊しており、接合強度が弱く、実用上実装信頼性に問題があることを表す。
【００６７】
表１に示す結果より、本発明の配線基板の評価用サンプルである実施例２〜実施例４においては、ニッケルの析出状況、密着性および半田接合性が共に「○」で、いずれも実用上問題の無いレベルの良好な結果であった。
【００６８】
これに対し、ＩＢ族元素核密度が１（核／μｍ²）と低い実施例１では、めっきの欠けが見られ、密着性および半田接合性の評価ができなかった。一方、ＩＢ族元素核密度が500（核／μｍ²）と高い実施例５とＩＢ族元素核密度が1000（核／μｍ²）と高い実施例７およびＩＢ族元素核密度が１（核／μｍ²）と低くかつＩＢ族元素粒子径が0.5（μｍ）と大きい実施例６では、いずれも密着性においてメタライズ／めっき界面で剥離が見られて「×」となり、密着強度が弱くなっていた。さらに、実施例６では半田接合性においても半田／めっき界面で半分以上破壊して「×」となり、接合強度が弱くなっていた。
【００６９】
以上の結果より、本発明の配線基板の製造方法によれば、無電解めっき金属層の析出状況が良好でめっき金属層の皮膜の密着性が良いものであって、半田接合性も良好で高い半田実装性を有するものであることが確認できた。
【００７０】
【発明の効果】
本発明の配線基板の製造方法によれば、配線導体に被着させた無電解めっき金属層の内部に、無電解めっき金属層を被着させるのに必要なＩＢ族元素は配線導体の表面に被着した金属粒子として含有されるが、鉛は非含有であることから、ＩＢ族元素の作用により配線導体に良好な触媒活性が付与されて配線導体にのみ無電解めっき金属層を均一に被着させることができ、かつ、鉛がめっき金属層中に含有されることに起因するめっき金属層のシミ状変色や人体に対する害という問題の発生を有効に防止することができる。
【００７１】
また、本発明の配線基板の製造方法によれば、配線導体に被着させた無電解めっき金属層の内部に含有されるＩＢ族元素の核密度を１０〜２００核／μｍ^２と適度にするとともに、金属粒子の間に配線導体の一部を露出させたことから、めっき皮膜を、初期析出が緻密で高密度な欠陥の無い、均一で密着性の良い皮膜とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法により製作される配線基板の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】図１に示す配線基板の要部拡大断面図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図１に示す配線基板の製造方法を説明するための各工程毎の要部拡大断面図である。

Claims

（１）表面に高融点金属から成る配線導体が形成された絶縁体を準備する工程と、
（２）前記配線導体を、ＩＢ族元素とピロリン酸塩とジカルボン酸またはトリカルボン酸とを主成分とする触媒液中に浸漬し、前記配線導体の表面に前記ＩＢ族元素を金属粒子として、１０〜２００核／μｍ^２の核密度で分布して前記金属粒子の間に前記配線導体の一部が露出するように被着させて触媒活性を付与する工程と、
（３）前記ＩＢ族元素が被着された前記配線導体を無電解めっき液中に浸漬し、前記ＩＢ族元素が被着された前記配線導体の表面に無電解めっき金属層を被着させる工程と
からなることを特徴とする配線基板の製造方法。