JP4012968B2 - Electroless plating method and product on smooth substrate - Google Patents

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Description

本発明は、平滑基板への無電解めっき方法及び製品に関する。   The present invention relates to an electroless plating method and a product on a smooth substrate.

セラミックス基板上への無電解めっき方法において、無電解めっきを行う前処理として、セラミックス基板にシランカップリング溶液を処理してシランカップリング処理を行い、さらに、このセラミックス基板に塩化パラジウム等を含有するめっき触媒溶液を処理してめっき触媒処理工程を行うことにより、良好な密着性(例えば、約9Kgfmm−2(約26MPa))を有する無電解めっき皮膜を形成することができることが知られている(例えば、非特許文献1参照。)。 In the method of electroless plating on a ceramic substrate, as a pretreatment for performing electroless plating, the ceramic substrate is treated with a silane coupling solution to perform a silane coupling treatment, and the ceramic substrate further contains palladium chloride or the like. It is known that an electroless plating film having good adhesion (for example, about 9 Kgfmm −2 (about 26 MPa)) can be formed by treating the plating catalyst solution and performing the plating catalyst treatment step ( For example, refer nonpatent literature 1.).

ところで、近年においては、エレクトロニクス産業の発展により、これを支える各種電子デバイス等においてもさらなる高品質化が求められている。このため、これら各種電子デバイス等に用いられる各種基板としても、より平滑な表面を有する基板(平滑基板)を用いることが求められている。その結果、このような平滑基板においても良好な密着性を有する無電解めっき皮膜を形成することができる無電解めっき方法が必要となってきている。   By the way, in recent years, due to the development of the electronics industry, there is a demand for higher quality in various electronic devices that support this. For this reason, it is required to use a substrate (smooth substrate) having a smoother surface as various substrates used in these various electronic devices. As a result, an electroless plating method capable of forming an electroless plating film having good adhesion even on such a smooth substrate has become necessary.

しかしながら、平滑基板に無電解めっきを施す場合には、基板表面にはアンカー効果を発現するような凹凸が存在しないため、形成される無電解めっき皮膜の密着性は低いものとなってしまう。このため、上記した非特許文献1に記載の無電解めっき方法によっても、平滑基板に密着性よく無電解めっき皮膜を形成することは容易ではないという問題があった。
山梨大学地域共同開発研研究センター研究成果報告書 1998年 第6号 第55〜第60頁 「セラミックス上への高度精密メッキ技術に関する基礎研究」
However, when electroless plating is applied to a smooth substrate, the surface of the substrate does not have unevenness that exhibits an anchor effect, so the adhesion of the formed electroless plating film is low. For this reason, even with the electroless plating method described in Non-Patent Document 1 described above, there is a problem that it is not easy to form an electroless plating film on a smooth substrate with good adhesion.
Research Results Report, Research Center for Area Development, University of Yamanashi 1998 No. 6, pp. 55-60 “Basic research on advanced precision plating technology on ceramics”

そこで、本発明は、上記した問題を解決するためになされたもので、平滑基板においても良好な密着性を有する無電解めっき皮膜を形成することができる無電解めっき方法を提供することを目的とする。   Then, this invention was made in order to solve the above-mentioned problem, and it aims at providing the electroless-plating method which can form the electroless-plating film which has favorable adhesiveness also in a smooth substrate. To do.

本発明者は、上述した目的を達成すべく鋭意努力を重ねた結果、無電解めっきを行う前処理として、従来よりも低濃度のカップリング溶液を用いてカップリング処理を行うことにより、平滑基板においても良好な密着性を有する無電解めっき皮膜を形成することが可能になることを見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive efforts to achieve the above-mentioned object, the present inventor performed a coupling treatment using a coupling solution having a concentration lower than that of a conventional substrate as a pretreatment for performing electroless plating, thereby obtaining a smooth substrate. The inventors have found that it is possible to form an electroless plating film having good adhesion, and have completed the present invention.

すなわち、本発明に係る平滑基板への無電解めっき方法は、平滑基板にカップリング剤を含有するカップリング溶液を接触させるカップリング処理工程と、前記平滑基板にめっき触媒を含有するめっき触媒溶液を接触させるめっき触媒処理工程と、前記平滑基板に無電解めっきを施す無電解めっき工程と、をこの順序で含む平滑基板への無電解めっき方法において、前記カップリング溶液は、0.001〜0.3容量%のカップリング剤を含有することを特徴とする。   That is, the method of electroless plating on a smooth substrate according to the present invention includes a coupling treatment step in which a smoothing substrate is contacted with a coupling solution containing a coupling agent, and a plating catalyst solution containing a plating catalyst on the smooth substrate. In the electroless plating method for a smooth substrate including a plating catalyst treatment step for contact and an electroless plating step for performing electroless plating on the smooth substrate in this order, the coupling solution is 0.001 to 0.00. It contains 3% by volume of a coupling agent.

このため、本発明に係る平滑基板への無電解めっき方法によれば、カップリング処理工程において、平滑基板にカップリング剤が結合する。そして、めっき触媒処理工程において、平滑基板に結合したカップリング剤にめっき触媒が担持される。そして、無電解めっき工程においては、担持されためっき触媒によって無電解めっき反応が開始され無電解めっき皮膜が形成される。
この際、カップリング処理工程においては、0.001〜0.3容量%という、従来よりもかなり低濃度のカップリング溶液を用いているため、平滑基板にはカップリング剤が単分子膜として結合する。
For this reason, according to the electroless plating method on the smooth substrate according to the present invention, the coupling agent is bonded to the smooth substrate in the coupling treatment step. In the plating catalyst treatment step, the plating catalyst is supported on the coupling agent bonded to the smooth substrate. In the electroless plating step, the electroless plating reaction is started by the supported plating catalyst to form an electroless plating film.
At this time, in the coupling treatment step, a coupling solution having a concentration of 0.001 to 0.3% by volume, which is considerably lower than the conventional one, is used. To do.

ところで、カップリング剤が多分子膜として平滑基板に結合した場合には、この多分子膜が結合力の小さい部位(カップリング剤分子同士の結合部)を有するため、外力が加わるとこの部位で結合が破壊され、その結果平滑基板から無電解めっき皮膜が簡単に剥がれてしまう。すなわち、無電解めっきの密着力は弱いものとなる。
これに対して、本発明に係る平滑基板への無電解めっき方法によれば、この単分子膜は結合力の小さい部位を有さないため、外力が加わっても、カップリング剤分子自身が破壊されるまでは単分子膜が破壊されることはないと推測される。このため、平滑基板から無電解めっき皮膜が剥がれ易くなることもなくなり、結果として良好な密着性を示すようになると推測される。
すなわち、本発明に係る平滑基板への無電解めっき方法によれば、平滑基板においても良好な密着性を有する無電解めっき皮膜を形成することが可能になるのである。
By the way, when the coupling agent is bonded to the smooth substrate as a multimolecular film, the multimolecular film has a portion having a low binding force (bonding portion between coupling agent molecules). The bond is broken, and as a result, the electroless plating film is easily peeled off from the smooth substrate. That is, the adhesion of electroless plating is weak.
On the other hand, according to the electroless plating method on the smooth substrate according to the present invention, this monomolecular film does not have a portion having a small binding force, so that the coupling agent molecule itself is destroyed even when an external force is applied. It is speculated that the monomolecular film will not be destroyed until this is done. For this reason, it is estimated that the electroless plating film does not easily peel off from the smooth substrate, and as a result, good adhesion is exhibited.
That is, according to the electroless plating method on the smooth substrate according to the present invention, it is possible to form an electroless plating film having good adhesion even on the smooth substrate.

本発明に係る平滑基板への無電解めっき方法においては、カップリング溶液の濃度を0.3容量%以下としている。これは、カップリング溶液の濃度が0.3容量%を超えると、カップリング剤同士の重合による多分子膜の形成が始まり、形成される無電解めっき皮膜の密着性が低下することがあるからである。その観点からいえば、カップリング溶液の濃度を0.1容量%以下とすることが好ましく、0.075容量%以下とすることがさらに好ましい。   In the electroless plating method on the smooth substrate according to the present invention, the concentration of the coupling solution is set to 0.3% by volume or less. This is because when the concentration of the coupling solution exceeds 0.3% by volume, formation of a polymolecular film by polymerization of coupling agents begins, and the adhesion of the formed electroless plating film may decrease. It is. From this viewpoint, the concentration of the coupling solution is preferably 0.1% by volume or less, and more preferably 0.075% by volume or less.

また、本発明に係る平滑基板への無電解めっき方法においては、カップリング溶液の濃度を0.001容量%以上としている。これは、カップリング溶液の濃度が0.001容量%未満となると、カップリング処理に要する時間が長くなり生産性が低下することがあるとともに、カップリング剤の膜形成が不均一になり無電解めっきのめっきむらが生じる場合があるからである。その観点からいえば、カップリング溶液の濃度を0.01容量%以上とすることが好ましく、0.02容量%以上とすることがさらに好ましい。   In the electroless plating method on the smooth substrate according to the present invention, the concentration of the coupling solution is set to 0.001% by volume or more. This is because when the concentration of the coupling solution is less than 0.001% by volume, the time required for the coupling process becomes longer and the productivity may decrease, and the film formation of the coupling agent becomes non-uniform and electroless This is because uneven plating may occur. From that viewpoint, the concentration of the coupling solution is preferably 0.01% by volume or more, and more preferably 0.02% by volume or more.

なお、本発明に係る平滑基板への無電解めっき方法においては、平滑基板上における単分子膜の被覆率が50%以上となるようにカップリング処理の条件を採択することが好ましい。これは、この被覆率が50%未満となると、めっき触媒処理工程において、平滑基板上に担持されるめっき触媒の量が少なくなりすぎて、無電解めっき形成反応が遅くなったり、無電解めっき皮膜が不均一に形成されたりする場合が生じるからである。   In the electroless plating method on the smooth substrate according to the present invention, it is preferable to adopt the coupling treatment conditions so that the coverage of the monomolecular film on the smooth substrate is 50% or more. This is because when the coverage is less than 50%, the amount of the plating catalyst supported on the smooth substrate becomes too small in the plating catalyst treatment step, and the electroless plating formation reaction becomes slow, or the electroless plating film This is because there is a case where the film is formed unevenly.

本発明に係る平滑基板への無電解めっき方法においては、カップリング剤としては、シランカップリング剤及びチタンカップリング剤を好ましく用いることができる。なかでも、シランカップリング剤をさらに好ましく用いることができる。
シランカップリング剤としては、末端にアミノ基を有するシランカップリング剤、なかでも、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N,N−ビス〔3−(トリメトキシシリル)プロピル〕エチレンジアミン、p−〔N−(2−アミノエチル)アミノメチル〕フェネチルトリメトキシシラン等を好ましく用いることができる。
In the electroless plating method on the smooth substrate according to the present invention, a silane coupling agent and a titanium coupling agent can be preferably used as the coupling agent. Of these, a silane coupling agent can be more preferably used.
As the silane coupling agent, a silane coupling agent having an amino group at the terminal, among them, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyl Trimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N, N-bis [3- (trimethoxysilyl) propyl] ethylenediamine, p- [N- (2-aminoethyl) amino Methyl] phenethyltrimethoxysilane and the like can be preferably used.

本発明に係る平滑基板への無電解めっき方法においては、カップリング処理工程でカップリング溶液を平滑基板に接触させる方法としては、カップリング溶液中に平滑基板を浸漬させることによって行うことが好ましい。これにより均一なカップリング処理を容易に行うことができる。
しかしながら、本発明に係る平滑基板への無電解めっき方法においては、これに限られず、例えば平滑基板にカップリング溶液を塗布することによって、カップリング溶液を平滑基板に接触させるようにすることもできる。
In the electroless plating method on the smooth substrate according to the present invention, the method of bringing the coupling solution into contact with the smooth substrate in the coupling treatment step is preferably performed by immersing the smooth substrate in the coupling solution. Thereby, a uniform coupling process can be performed easily.
However, the electroless plating method for the smooth substrate according to the present invention is not limited to this, and the coupling solution can be brought into contact with the smooth substrate by, for example, applying the coupling solution to the smooth substrate. .

本発明に係る平滑基板への無電解めっき方法においては、カップリング処理工程でカップリング溶液を平滑基板に接触させる時間としては、カップリング剤の種類、カップリング溶液の濃度、処理温度、接触の方法などにもよるが、2分〜30分程度の時間とすることができる。この時間が短くなると、均一なカップリング処理が行えなくなる場合が生じ、この時間が長くなると、生産性が低下する場合が生じるからである。
なお、カップリング溶液の濃度が薄い場合には、30分以上とすることも好ましい。
In the electroless plating method on the smooth substrate according to the present invention, the time for bringing the coupling solution into contact with the smooth substrate in the coupling treatment step includes the type of coupling agent, the concentration of the coupling solution, the treatment temperature, and the contact temperature. Depending on the method and the like, the time may be about 2 to 30 minutes. This is because if this time is shortened, uniform coupling processing may not be performed, and if this time is long, productivity may be reduced.
In addition, when the density | concentration of a coupling solution is thin, it is also preferable to set it as 30 minutes or more.

本発明に係る平滑基板への無電解めっき方法においては、カップリング剤を含有する溶媒としては、水と有機溶剤との混合溶媒を用いることが好ましい。この場合において、水とアルコールの混合溶媒を用いることがより好ましく、水とエタノールの混合溶媒を用いることがさらに好ましい。水とエタノールの比率としては、溶媒全容量を100%とするとき、エタノールの容量が20%以下となるような条件を選ぶと、良好な密着性が得られる。   In the electroless plating method on the smooth substrate according to the present invention, it is preferable to use a mixed solvent of water and an organic solvent as the solvent containing the coupling agent. In this case, it is more preferable to use a mixed solvent of water and alcohol, and it is more preferable to use a mixed solvent of water and ethanol. As the ratio of water and ethanol, when the total volume of the solvent is 100% and the conditions are such that the ethanol volume is 20% or less, good adhesion can be obtained.

本発明に係る平滑基板への無電解めっき方法においては、密着強度の測定は、薄膜密着性試験機を用いて行うこともできるし、JIS規格のテープ試験法に従って行うこともできる。このうち、電子デバイスを用途とする無電解めっき皮膜の評価を行う場合には、これらのうち特に前者が好ましい。   In the method of electroless plating on a smooth substrate according to the present invention, the measurement of adhesion strength can be performed using a thin film adhesion tester, or can be performed according to a JIS standard tape test method. Among these, when evaluating the electroless-plating film | membrane which uses an electronic device, the former is especially preferable among these.

本発明に係る平滑基板への無電解めっき方法においては、用途に応じて種々の基板を用いることができる。例えば、磁気ディスク用ガラス基板の非磁性下地めっきを行う場合や垂直磁気記録用ガラス基板の軟磁性下地めっきの場合にはガラス基板、セラミックス基板上への配線回路形成の場合には精密研磨セラミックス基板、集積回路の絶縁性薄膜上への配線回路形成の場合には絶縁性薄膜が形成された基板、SAWフィルターのすだれ電極形成の場合には圧電性基板等を好ましく用いることができる。   In the electroless plating method on the smooth substrate according to the present invention, various substrates can be used depending on the application. For example, in the case of non-magnetic undercoating of a glass substrate for magnetic disks or in the case of soft magnetic undercoating of a glass substrate for perpendicular magnetic recording, a precision polished ceramic substrate is used in the case of forming a wiring circuit on a ceramic substrate. In the case of forming a wiring circuit on an insulating thin film of an integrated circuit, a substrate on which an insulating thin film is formed, and in the case of forming a blind electrode of a SAW filter, a piezoelectric substrate or the like can be preferably used.

本発明に係る平滑基板への無電解めっき方法においては、平滑基板として、1.0nm以下の平均表面粗さRaを有する平滑基板を用いることが好ましい。
このような方法とすることにより、エレクトロニクス産業で求められているような高品質な電子デバイスを製造できるようになる。
In the electroless plating method on the smooth substrate according to the present invention, it is preferable to use a smooth substrate having an average surface roughness Ra of 1.0 nm or less as the smooth substrate.
By adopting such a method, it becomes possible to manufacture a high-quality electronic device as required in the electronics industry.

本発明に係る平滑基板への無電解めっき方法において、平滑基板の平均表面粗さRaを1.0nm以下としたのは、この平均表面粗さRaを1.0nmを超える値とした場合には、製造される電子デバイスの性能(例えば、記録密度、保持力、配線幅、周波数特性など。)が所定の値を下回る場合があるためである。その観点からいえば、平滑基板の平均表面粗さRaを0.5nm以下とすることが好ましく、0.3nm以下とすることがさらに好ましい。   In the electroless plating method on the smooth substrate according to the present invention, the average surface roughness Ra of the smooth substrate is set to 1.0 nm or less when the average surface roughness Ra is set to a value exceeding 1.0 nm. This is because the performance (for example, recording density, holding power, wiring width, frequency characteristics, etc.) of the manufactured electronic device may be lower than a predetermined value. From this viewpoint, the average surface roughness Ra of the smooth substrate is preferably 0.5 nm or less, and more preferably 0.3 nm or less.

本発明に係る平滑基板への無電解めっき方法において、平均表面粗さRaは、一般に市販されている表面粗さ計を用いて測定することができる。   In the electroless plating method for a smooth substrate according to the present invention, the average surface roughness Ra can be measured using a commercially available surface roughness meter.

本発明に係る平滑基板への無電解めっき方法は、平滑基板においても良好な密着性を有する無電解めっき皮膜を形成することを目的とするため、無電解めっき方法を施す平滑基板の前処理としては、フッ酸処理やアルカリ処理のような、基板表面を粗面化して平均表面粗さRaを大きくするような処理はしないこととすることが好ましい。   The electroless plating method for a smooth substrate according to the present invention aims to form an electroless plating film having good adhesion even on a smooth substrate. Is preferably not subjected to a treatment such as a hydrofluoric acid treatment or an alkali treatment which roughens the substrate surface and increases the average surface roughness Ra.

本発明に係る平滑基板への無電解めっき方法においては、めっき触媒処理工程において用いるめっき触媒溶液は、パラジウムと金を含有する溶液であることが好ましい。
このような方法とすることにより、無電解めっきの密着性を高めることができる。
In the electroless plating method on the smooth substrate according to the present invention, the plating catalyst solution used in the plating catalyst treatment step is preferably a solution containing palladium and gold.
By setting it as such a method, the adhesiveness of electroless plating can be improved.

また、その場合、パラジウム及び金の合計量に対するパラジウムの比率を原子数比で表した数値が、0.25〜0.70の割合になるように金とパラジウムの比率を選択することが好ましい。
この場合において、パラジウムは、塩化パラジウム(PdCl2)や塩化パラジウム(II)ナトリウム(2NaCl・PdCl2)等のパラジウム化合物を好ましく用いることができる。また、金は、テトラクロロ金(III)酸四水和物(HAuCl4・4H2O)やテトラクロロ金(III)酸ナトリウム二水和物(NaAuCl4・2H2O)等の金化合物を好ましく用いることができる。
In that case, it is preferable to select the ratio of gold and palladium so that the numerical value of the ratio of palladium to the total amount of palladium and gold expressed in terms of the atomic ratio is 0.25 to 0.70.
In this case, a palladium compound such as palladium chloride (PdCl 2 ) or sodium palladium (II) chloride (2NaCl · PdCl 2 ) can be preferably used as the palladium. Gold is a gold compound such as tetrachlorogold (III) acid tetrahydrate (HAuCl 4 · 4H 2 O) or sodium tetrachloroaurate (III) sodium dihydrate (NaAuCl 4 · 2H 2 O). It can be preferably used.

これらのパラジウム化合物及び金化合物を塩酸(HCl)等の酸性水溶液に溶解し、その後水酸化ナトリウム等のアルカリ性水溶液でpHを調整した後、カップリング処理を行った平滑基板を浸漬してめっき触媒処理工程を行い、パラジウムと金とからなるめっき触媒を平滑基板に担持させる。   These palladium compounds and gold compounds are dissolved in an acidic aqueous solution such as hydrochloric acid (HCl), adjusted to pH with an alkaline aqueous solution such as sodium hydroxide, and then immersed in a smooth substrate that has been subjected to a coupling treatment, thereby treating the plating catalyst. A process is performed and a plating catalyst made of palladium and gold is supported on a smooth substrate.

本発明に係る平滑基板への無電解めっき方法においては、pHが3〜5の条件でめっき触媒処理工程を行うことが好ましい。
一般には、パラジウム化合物や金化合物などを溶解する際には塩酸等の酸性水溶液を用いるため、そのめっき触媒溶液のpHは2又はそれ以下となる。この場合には、めっき触媒となる金属はめっき触媒溶液中で錯アニオンとして存在しているものと推測される。このため、めっき触媒処理工程においては、カップリング剤に対して化学量論的比率の錯アニオンしか担持されないことになるため、後の還元工程で生成する微粒子状のめっき触媒の量が少ないものとなるうえ、微粒子状のめっき触媒が生成する際に凝集してメソスコピックなレベルでの偏析が起こってしまい、結果として触媒活性を高めることは容易ではない。
これに対して、本発明に係る平滑基板への無電解めっき方法においては、pHの値を上記範囲内の値としているため、めっき触媒となる金属はめっき触媒溶液中で微細な(平均粒径が30nm又はそれより小さい(好ましくは平均粒径が20μm以下の、さらに好ましくは平均粒径が10nm以下の))超微粒子が分散された状態(コロイド状態又はクラスターが分散された状態)で存在しているものと推測され、これによりめっき触媒金属の表面積の増大化が図られ、触媒活性が高まるものと推測される。
In the electroless plating method on the smooth substrate according to the present invention, it is preferable to perform the plating catalyst treatment step under the condition of pH 3-5.
Generally, an acidic aqueous solution such as hydrochloric acid is used to dissolve a palladium compound, a gold compound, and the like, so that the pH of the plating catalyst solution is 2 or lower. In this case, it is estimated that the metal used as a plating catalyst exists as a complex anion in the plating catalyst solution. For this reason, in the plating catalyst treatment step, only a complex amount of the stoichiometric ratio of the complex anion is supported with respect to the coupling agent, so that the amount of the finely divided plating catalyst generated in the subsequent reduction step is small. In addition, when the fine particle plating catalyst is generated, it aggregates and segregation occurs at a mesoscopic level, and as a result, it is not easy to increase the catalytic activity.
On the other hand, in the electroless plating method on the smooth substrate according to the present invention, the pH value is set to a value within the above range, so that the metal serving as the plating catalyst is fine (average particle size in the plating catalyst solution). Is 30 nm or smaller (preferably with an average particle size of 20 μm or less, more preferably with an average particle size of 10 nm or less) in a dispersed state (colloidal state or clustered state). It is presumed that the surface area of the plating catalyst metal is increased thereby increasing the catalytic activity.

本発明に係る平滑基板への無電解めっき方法においては、前記めっき触媒処理工程は、パラジウム化合物と金化合物をpHが2.5以下の酸性水溶液に溶解させ、その後この水溶液のpHを3〜5に調整して得られる溶液を用いて行うことが好ましい。
このため、パラジウムと金は酸性水溶液中で一旦均一に溶解され、その後pHを3〜5に調整する過程で超微粒子化されるため、この超微粒子にはパラジウムと金とが極めて均一に含有されることになり、この観点からも触媒活性が高まるものと推測される。
In the electroless plating method on the smooth substrate according to the present invention, the plating catalyst treatment step dissolves the palladium compound and the gold compound in an acidic aqueous solution having a pH of 2.5 or less, and then adjusts the pH of the aqueous solution to 3 to 5. It is preferable to carry out using a solution obtained by adjusting to the above.
For this reason, palladium and gold are once dissolved uniformly in an acidic aqueous solution, and then converted into ultrafine particles in the process of adjusting the pH to 3 to 5. Therefore, the ultrafine particles contain palladium and gold extremely uniformly. Therefore, it is speculated that the catalytic activity is also increased from this viewpoint.

本発明に係る平滑基板への無電解めっき方法においては、めっき触媒処理工程でめっき触媒溶液を平滑基板に接触させる方法としては、めっき触媒溶液中に平滑基板を浸漬させることによって行うことが好ましい。これにより均一なめっき触媒処理を容易に行うことができる。
しかしながら、本発明に係る平滑基板への無電解めっき方法においては、これに限られず、例えば平滑基板にめっき触媒溶液を塗布することによって、めっき触媒溶液を平滑基板に接触させるようにすることもできる。
In the electroless plating method on the smooth substrate according to the present invention, the method of bringing the plating catalyst solution into contact with the smooth substrate in the plating catalyst treatment step is preferably performed by immersing the smooth substrate in the plating catalyst solution. Thereby, a uniform plating catalyst process can be performed easily.
However, the electroless plating method on the smooth substrate according to the present invention is not limited to this, and the plating catalyst solution can be brought into contact with the smooth substrate by, for example, applying the plating catalyst solution to the smooth substrate. .

本発明に係る平滑基板への無電解めっき方法においては、めっき触媒処理工程でめっき触媒溶液を平滑基板に接触させる時間としては、めっき触媒の種類、めっき触媒溶液の濃度、処理温度、接触の方法などにもよるが、2分〜30分程度の時間とすることができる。この時間が短くなると、均一なめっき触媒処理が行えなくなる場合が生じ、この時間が長くなると、生産性が低下する場合が生じるからである。   In the electroless plating method on the smooth substrate according to the present invention, the time for bringing the plating catalyst solution into contact with the smooth substrate in the plating catalyst treatment step includes the type of plating catalyst, the concentration of the plating catalyst solution, the treatment temperature, and the contact method. Depending on the above, the time can be set to about 2 to 30 minutes. This is because if this time is shortened, uniform plating catalyst treatment may not be performed, and if this time is long, productivity may be reduced.

また、本発明に係る平滑基板への無電解めっき方法においては、めっき触媒処理工程を行った後、めっき触媒を還元させる処理、すなわち還元処理を行うことなく無電解めっき工程を行うことが好ましい。
従来の無電解めっき方法においては、pHが比較的低い(例えば2又はそれ以下の)条件でめっき触媒処理工程を行っているため、めっき触媒となる金属は錯アニオンとしてカップリング剤に担持されている。このため、無電解めっき工程の前にこの錯アニオンを予め還元する必要があるが、上記したように、この際にめっき触媒となる金属が凝集してメソスコピックなレベルでの偏析が生じ、結果として触媒活性の低下ひいては密着性の低下を招いてしまうと推測される。
これに対して、本発明に係る平滑基板への無電解めっき方法によれば、pHが3〜5の条件でめっき触媒処理工程を行っているため、めっき触媒となる金属は極めて粒径の小さい(平均粒径が30nm又はそれより小さい)水酸化物などの超微粒子としてカップリング剤に担持されることになる。このため、この超微粒子は、還元処理を施さなくても容易に還元されて超微粒子からなるめっき触媒として機能する。従って、めっき触媒となる金属がカップリング剤上で凝集することもなくなり、密着性を低下させることもなくなる。
In the electroless plating method on the smooth substrate according to the present invention, it is preferable to perform the electroless plating step without performing the treatment for reducing the plating catalyst, that is, the reduction treatment after the plating catalyst treatment step.
In the conventional electroless plating method, since the plating catalyst treatment process is performed under conditions where the pH is relatively low (for example, 2 or less), the metal serving as the plating catalyst is supported on the coupling agent as a complex anion. Yes. For this reason, it is necessary to reduce this complex anion in advance before the electroless plating process. However, as described above, the metal as the plating catalyst aggregates and segregation at a mesoscopic level occurs as a result. It is presumed that the catalyst activity is lowered and the adhesiveness is lowered.
On the other hand, according to the electroless plating method on the smooth substrate according to the present invention, since the plating catalyst treatment process is performed under the condition of pH 3 to 5, the metal used as the plating catalyst has a very small particle size. (The average particle size is 30 nm or smaller) The ultrafine particles such as hydroxide are supported on the coupling agent. For this reason, the ultra fine particles are easily reduced without being subjected to a reduction treatment and function as a plating catalyst made of ultra fine particles. Therefore, the metal serving as the plating catalyst does not aggregate on the coupling agent, and the adhesion is not reduced.

本発明に係る平滑基板への無電解めっき方法においては、常法に従って、無電解めっき工程を行うことができる。無電解めっき液としては、自己触媒型の無電解めっき液、例えば、無電解Ni−Pめっき液、無電解Ni−Bめっき液、無電解Ni−P−Bめっき液、無電解Ni−Cu−Pめっき液、無電解銅めっき液などを好ましく用いることができる。
無電解めっきの条件についても特に限定はなく、平滑基板の種類や無電解めっき液の種類などに応じて、常法に従って好適な条件を採択することができる。
In the electroless plating method on the smooth substrate according to the present invention, an electroless plating step can be performed according to a conventional method. As the electroless plating solution, an autocatalytic electroless plating solution such as an electroless Ni-P plating solution, an electroless Ni-B plating solution, an electroless Ni-PB plating solution, and an electroless Ni-Cu- P plating solution, electroless copper plating solution and the like can be preferably used.
There are no particular limitations on the electroless plating conditions, and suitable conditions can be adopted in accordance with conventional methods according to the type of the smooth substrate and the type of the electroless plating solution.

本発明に係る平滑基板への無電解めっき方法においては、無電解めっき工程の後に、200〜350℃の条件で平滑基板の熱処理を行う熱処理工程をさらに含むことが好ましい。
このような方法とすることにより、平滑基板に対する無電解めっき皮膜の密着性を良好なものとすることができる。
In the electroless-plating method to the smooth substrate which concerns on this invention, it is preferable to further include the heat processing process which heat-processes a smooth substrate on 200-350 degreeC conditions after an electroless-plating process.
By setting it as such a method, the adhesiveness of the electroless plating film with respect to a smooth substrate can be made favorable.

本発明に係る平滑基板への無電解めっき方法によれば、平滑基板においても良好な密着性を有する無電解めっき皮膜を形成することができるため、例えば、磁気ディスク、垂直磁気記録磁気ディスク、セラミックス基板上に配線回路が形成された基板、絶縁性薄膜上に配線回路が形成された基板、SAWフィルターなどの電子デバイスの高性能化を図ることができる。   According to the method of electroless plating on a smooth substrate according to the present invention, an electroless plating film having good adhesion can be formed even on a smooth substrate. For example, magnetic disks, perpendicular magnetic recording magnetic disks, ceramics, etc. It is possible to improve the performance of electronic devices such as a substrate in which a wiring circuit is formed on a substrate, a substrate in which a wiring circuit is formed on an insulating thin film, and a SAW filter.

本発明に係る製品は、本発明に係る平滑基板への無電解めっき方法により無電解めっき皮膜が形成された平滑基板を用いて製造された製品である。
このため、本発明に係る製品は、上記のように平滑基板上に良好な密着性を有する無電解めっき皮膜が形成された基板を用いて製造されたものであるため、信頼性の高い高品質な製品となっている。
The product according to the present invention is a product manufactured using a smooth substrate on which an electroless plating film is formed by the electroless plating method on the smooth substrate according to the present invention.
For this reason, the product according to the present invention is manufactured using a substrate on which an electroless plating film having good adhesion is formed on a smooth substrate as described above. Product.

本発明に係る無電解めっき構造は、平滑基板と、この平滑基板に無電解めっき方法によって形成された無電解めっき皮膜とを含む無電解めっき構造であって、平滑基板上に形成されたカップリング剤の単分子膜上に前記無電解めっき皮膜が形成されてなることを特徴とする。   An electroless plating structure according to the present invention is an electroless plating structure including a smooth substrate and an electroless plating film formed on the smooth substrate by an electroless plating method, wherein the coupling is formed on the smooth substrate. The electroless plating film is formed on a monomolecular film of the agent.

このため、本発明に係る無電解めっき構造によれば、上述したように、外力が加わっても、カップリング剤分子自身が破壊されるまでは単分子膜が破壊されることはないと推測される。このため、平滑基板から無電解めっき皮膜が剥がれ易くなることもなくなり、結果として良好な密着性を有することになると推測される。すなわち、本発明に係る平滑基板への無電解めっき構造は、平滑基板においても良好な密着性を有する無電解めっき構造となるのである。   Therefore, according to the electroless plating structure according to the present invention, as described above, even when an external force is applied, it is presumed that the monomolecular film is not destroyed until the coupling agent molecule itself is destroyed. The For this reason, it is estimated that the electroless plating film is not easily peeled off from the smooth substrate, and as a result, it has good adhesion. That is, the electroless plating structure on the smooth substrate according to the present invention is an electroless plating structure having good adhesion even on the smooth substrate.

本発明に係る無電解めっき構造においては、前記平滑基板に対する前記単分子膜の被覆率は50%以上であることが好ましい。
これは、この被覆率が50%未満となると、めっき触媒処理工程において、平滑基板上に担持されるめっき触媒の量が少なくなりすぎて、無電解めっき皮膜が不均一に形成されている場合があるからである。
In the electroless plating structure according to the present invention, the coverage of the monomolecular film on the smooth substrate is preferably 50% or more.
If this coverage is less than 50%, in the plating catalyst treatment step, the amount of the plating catalyst supported on the smooth substrate becomes too small, and the electroless plating film may be formed unevenly. Because there is.

本発明に係る無電解めっき構造においては、前記無電解めっき皮膜は、パラジウム及び金を含有するとともに平均粒径が30nm以下の超微粒子からなるめっき触媒を用いて形成された無電解めっき皮膜であることが好ましい。
このように構成することにより、パラジウム及び金を含有するめっき触媒金属の表面積の増大化が図られ、触媒活性が高まり、結果として、無電解めっき皮膜の平滑基板に対する高い密着強度が得られる。この観点からいえば、平均粒径が20nm以下の超微粒子からなるめっき触媒を用いて形成された無電解めっき皮膜であることが好ましく、平均粒径が10nm以下の超微粒子からなるめっき触媒を用いて形成された無電解めっき皮膜であることがさらに好ましい。
In the electroless plating structure according to the present invention, the electroless plating film is an electroless plating film formed by using a plating catalyst containing ultrafine particles having an average particle diameter of 30 nm or less and containing palladium and gold. It is preferable.
By comprising in this way, the surface area of the plating catalyst metal containing palladium and gold is increased, the catalytic activity is increased, and as a result, high adhesion strength of the electroless plating film to the smooth substrate is obtained. From this point of view, the electroless plating film is preferably formed using a plating catalyst composed of ultrafine particles having an average particle diameter of 20 nm or less, and a plating catalyst composed of ultrafine particles having an average particle diameter of 10 nm or less is used. More preferably, the electroless plating film is formed.

本発明に係る無電解めっき構造においては、前記平滑基板は、1.0nm以下の平均表面粗さRaを有し、前記平滑基板に対する前記無電解めっき皮膜の、薄膜密着性試験機を用いて測定される引っ張り強度は、24MPa以上であることが好ましい。
このように構成することにより、エレクトロニクス産業で求められているような高品質な電子デバイスを製造できるようになる。
In the electroless plating structure according to the present invention, the smooth substrate has an average surface roughness Ra of 1.0 nm or less, and is measured using a thin film adhesion tester of the electroless plating film on the smooth substrate. The tensile strength to be applied is preferably 24 MPa or more.
Such a configuration makes it possible to manufacture high-quality electronic devices as required in the electronics industry.

この引っ張り強度の測定は、薄膜密着性試験機として、例えば、QUAD GROUP社製セバスチャンV型強度テスターを用いて、無電解めっき皮膜に測定用のφ1.8mmの銅製スタッドピンをはんだ付け(280℃6分間予備加熱後ホットプレート上で280℃2分間加熱)し、その後垂直に引っ張り、その引っ張り強度を測定することにより再現性よく行うことができる。   The tensile strength is measured by using a Sebastian V-type strength tester manufactured by QUAD GROUP as a thin film adhesion tester, and soldering a φ1.8 mm copper stud pin to the electroless plating film (280 ° C. It can be performed with good reproducibility by preheating for 6 minutes and then heating on a hot plate at 280 ° C. for 2 minutes, and then pulling it vertically and measuring its tensile strength.

本発明の製品は、上記した無電解めっき構造を備えた製品である。
このため、本発明に係る製品は、上記のように平滑基板上に良好な密着性を有する無電解めっき皮膜が形成された無電解めっき構造を備えたものであるため、信頼性の高い高品質な製品となる。
The product of the present invention is a product provided with the above electroless plating structure.
For this reason, since the product according to the present invention has an electroless plating structure in which an electroless plating film having good adhesion is formed on a smooth substrate as described above, the product has high reliability and high quality. Product.

[実施形態1]
図1は、本発明の実施形態1に係る平滑基板への無電解めっき方法のフローチャートを示す図である。図1に示すように、実施形態1に係る平滑基板への無電解めっき方法は、平滑基板にカップリング剤を含有するカップリング溶液を接触させるカップリング処理工程と、前記平滑基板にめっき触媒を含有するめっき触媒溶液を接触させるめっき触媒処理工程と、前記平滑基板に無電解めっきを施す無電解めっき工程と、をこの順序で含む平滑基板への無電解めっき方法である。実施形態1に係る平滑基板への無電解めっき方法をその製造工程毎に説明する。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram showing a flowchart of an electroless plating method on a smooth substrate according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the electroless plating method on a smooth substrate according to Embodiment 1 includes a coupling treatment step in which a coupling solution containing a coupling agent is brought into contact with the smooth substrate, and a plating catalyst on the smooth substrate. An electroless plating method for a smooth substrate, which includes a plating catalyst treatment step for contacting a contained plating catalyst solution and an electroless plating step for subjecting the smooth substrate to electroless plating in this order. The electroless plating method on the smooth substrate according to Embodiment 1 will be described for each manufacturing process.

1.平滑基板の準備
サファイア基板(株式会社信光社製、直径30mm、厚さ1mm、平均表面粗さRa=0.18nm)を準備し、イソプロピルアルコールにより洗浄したものを実施形態1の平滑基板とした。イソプロピルアルコールによる洗浄に代えて、弱アルカリ性脱脂液を用いた脱脂、塩酸を用いた洗浄及び純水洗浄による洗浄としてもよい。
1. Preparation of Smooth Substrate A sapphire substrate (manufactured by Shinko Co., Ltd., diameter 30 mm, thickness 1 mm, average surface roughness Ra = 0.18 nm) was prepared and washed with isopropyl alcohol as the smooth substrate of the first embodiment. Instead of washing with isopropyl alcohol, degreasing using a weak alkaline degreasing solution, washing with hydrochloric acid, and washing with pure water may be used.

2.カップリング処理工程
エタノール20容量%、水80容量%の混合溶媒に3−アミノプロピルトリエトキシシランを溶解し、この3−アミノプロピルトリエトキシシランを0.005容量%含有するシランカップリング溶液を作成した。
その後、上記1.で準備したサファイア基板を、このシランカップリング溶液に15分間浸漬してシランカップリング処理を行った。その後、室温で風乾し、80℃で1時間熱処理した。
2. Coupling treatment step 3-aminopropyltriethoxysilane is dissolved in a mixed solvent of 20% ethanol and 80% water by volume, and a silane coupling solution containing 0.005% by volume of this 3-aminopropyltriethoxysilane is prepared. did.
Thereafter, the above 1. The sapphire substrate prepared in (1) was immersed in this silane coupling solution for 15 minutes to perform silane coupling treatment. Then, it air-dried at room temperature and heat-processed at 80 degreeC for 1 hour.

3.めっき触媒処理工程
塩化パラジウム(II)ナトリウム及びテトラクロロ金(III)酸ナトリウム二水和物をそれぞれ塩酸に溶解した後、水酸化ナトリウム水溶液を用いてこれらの水溶液のpHをそれぞれ4に調整した。その後、これらの溶液を混合して、パラジウムの割合が原子比で0.5である、めっき触媒溶液を作成した。このめっき触媒溶液には、平均粒径が約10nmである水酸化物の超微粒子が含まれている。
その後、上記2.でシランカップリング処理のなされたサファイア基板を、このめっき触媒溶液に15分間浸漬してめっき触媒処理を行った。
3. Plating catalyst treatment step After sodium palladium chloride (II) and sodium tetrachloroaurate (III) dihydrate were dissolved in hydrochloric acid, the pH of these aqueous solutions was adjusted to 4 using an aqueous sodium hydroxide solution. Then, these solutions were mixed and the metal-plating catalyst solution whose ratio of palladium is 0.5 by atomic ratio was created. This plating catalyst solution contains hydroxide ultrafine particles having an average particle diameter of about 10 nm.
After that, 2. The sapphire substrate subjected to the silane coupling treatment was immersed in this plating catalyst solution for 15 minutes to perform the plating catalyst treatment.

4.無電解めっき工程
硫酸ニッケル(六水和物)26.3g/l、次亜リン酸ナトリウム(一水和物)21.0g/l、グリシン15.0g/lからなる無電解Ni−Pめっき浴を作成した。pHを4、浴温度を68℃とした。
その後、上記3.でめっき触媒処理のなされたサファイア基板を、このめっき浴に15分間浸漬し、無電解めっきを施して膜厚0.5μm程度の無電解めっき皮膜を形成した。
4). Electroless plating step Electroless Ni-P plating bath consisting of nickel sulfate (hexahydrate) 26.3 g / l, sodium hypophosphite (monohydrate) 21.0 g / l, glycine 15.0 g / l It was created. The pH was 4 and the bath temperature was 68 ° C.
Thereafter, the above 3. The sapphire substrate subjected to the plating catalyst treatment was immersed in this plating bath for 15 minutes and subjected to electroless plating to form an electroless plating film having a thickness of about 0.5 μm.

5.熱処理工程
上記4.で無電解めっき皮膜が形成されたサファイア基板を乾燥機に入れ、280℃で30分間の熱処理を行った。
5). Heat treatment step 4. The sapphire substrate on which the electroless plating film was formed was placed in a dryer and heat-treated at 280 ° C. for 30 minutes.

以上の工程によって、平滑基板上に無電解めっき皮膜が形成された無電解めっき構造が得られた。図2は、この無電解めっきを説明するための模式図である。実施形態1に係る無電解めっき構造100は、図2に示すように、平滑基板10にシランカップリング剤20の単分子膜が形成され、このシランカップリング剤20の単分子膜に、めっき触媒30が担持され、このめっき触媒30を触媒として、無電解めっき皮膜40が形成されている。   Through the above steps, an electroless plating structure in which an electroless plating film was formed on a smooth substrate was obtained. FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the electroless plating. As shown in FIG. 2, the electroless plating structure 100 according to the first embodiment includes a smooth substrate 10 on which a monomolecular film of a silane coupling agent 20 is formed, and a plating catalyst is formed on the monomolecular film of the silane coupling agent 20. 30 is supported, and the electroless plating film 40 is formed using the plating catalyst 30 as a catalyst.

6.平滑基板に対する無電解めっき皮膜の評価
実施形態1に係る平滑基板への無電解めっき方法において、得られる無電解めっき構造についての密着強度の測定は、薄膜密着性試験機(QUAD GROUP社製セバスチャンV型強度テスター)を用いて行った。具体的には、無電解めっき皮膜に測定用のφ1.8mmの銅製スタッドピンをはんだ付け(280℃6分間予備加熱後ホットプレート上で280℃2分間加熱)し、その後垂直に引っ張り、その引っ張り強度を測定することにより行った。
その結果、引っ張り強度として36MPaという極めて優れた値が得られた。
6). Evaluation of Electroless Plating Film on Smooth Substrate In the method of electroless plating on a smooth substrate according to Embodiment 1, the adhesion strength of the obtained electroless plating structure is measured by a thin film adhesion tester (QUAD GROUP Sebastian V A mold strength tester). Specifically, a φ1.8 mm copper stud pin for measurement is soldered to the electroless plating film (preheating at 280 ° C. for 6 minutes and then heating on a hot plate at 280 ° C. for 2 minutes), and then pulled vertically, This was done by measuring the strength.
As a result, an extremely excellent value of 36 MPa was obtained as the tensile strength.

[実施形態2]
実施形態2においては、実施形態1における「3.めっき触媒処理工程」を以下の「3A.めっき触媒処理工程」に代えて行った以外は、実施形態1と同様な方法によって無電解めっき行った。
[Embodiment 2]
In Embodiment 2, electroless plating was performed by the same method as in Embodiment 1 except that “3. Plating catalyst treatment step” in Embodiment 1 was replaced with the following “3A. Plating catalyst treatment step”. .

3A.めっき触媒処理工程
塩化パラジウム(II)ナトリウム及びテトラクロロ金(III)酸ナトリウム二水和物を塩酸に溶解してパラジウム及び金の両方を含む酸性水溶液を作成した後、水酸化ナトリウム水溶液を用いてこの酸性水溶液のpHを4に調整して、めっき触媒溶液に含まれるパラジウムの割合が原子比で0.5となるめっき触媒溶液を作成した。
その後、上記2.でシランカップリング処理のなされたサファイア基板を、このめっき触媒溶液に15分間浸漬してめっき触媒処理を行った。
3A. Plating catalyst treatment process Palladium (II) sodium chloride and sodium tetrachloroaurate (III) dihydrate are dissolved in hydrochloric acid to create an acidic aqueous solution containing both palladium and gold. The pH of this acidic aqueous solution was adjusted to 4 to prepare a plating catalyst solution in which the proportion of palladium contained in the plating catalyst solution was 0.5 in atomic ratio.
After that, 2. The sapphire substrate subjected to the silane coupling treatment was immersed in this plating catalyst solution for 15 minutes to perform the plating catalyst treatment.

その結果、引っ張り強度として45MPaという極めて優れた値が得られた。
このように、実施形態1の場合よりも優れた密着力が得られたのは、実施形態2の場合においては、めっき触媒溶液に含まれる各微粒子のそれぞれにパラジウムと金とが良好に分散され、これによりめっき触媒の触媒活性が高まったためであると推測される。
As a result, an extremely excellent value of 45 MPa was obtained as the tensile strength.
Thus, in the case of Embodiment 2, palladium and gold are well dispersed in each of the fine particles contained in the plating catalyst solution because the adhesion strength superior to that of Embodiment 1 was obtained. This is presumably because the catalytic activity of the plating catalyst was increased.

[比較実験1]
比較実験1においては、シランカップリング溶液に含まれるシランカップリング剤の濃度を変化させて、平滑基板に対する無電解めっき皮膜の密着強度を評価した。
比較実験1に係る無電解めっき方法の各工程は、基本的には、上記した実施形態1に係る無電解めっき方法の各工程と同じであるが、比較実験1においては、カップリング処理工程においてシラカップリング溶液に含まれるシランカップリング剤の濃度を、0.001〜0.5容量%にかけて変化させている。
[Comparative Experiment 1]
In Comparative Experiment 1, the adhesion strength of the electroless plating film to the smooth substrate was evaluated by changing the concentration of the silane coupling agent contained in the silane coupling solution.
Each step of the electroless plating method according to Comparative Experiment 1 is basically the same as each step of the electroless plating method according to Embodiment 1 described above, but in Comparative Experiment 1, in the coupling process step The concentration of the silane coupling agent contained in the sila coupling solution is varied from 0.001 to 0.5% by volume.

図3は、シランカップリング剤濃度と密着強度との関係を示す図、すなわち、シランカップリング剤濃度を変化させて、平滑基板に対する無電解めっき皮膜の密着強度を評価した結果を示す図である。横軸は、シランカップリング溶液に含有されるシランカップリング剤の濃度を示し、縦軸は密着強度(MPa)を示す。   FIG. 3 is a diagram showing a relationship between the silane coupling agent concentration and the adhesion strength, that is, a diagram showing a result of evaluating the adhesion strength of the electroless plating film to the smooth substrate by changing the silane coupling agent concentration. . The horizontal axis indicates the concentration of the silane coupling agent contained in the silane coupling solution, and the vertical axis indicates the adhesion strength (MPa).

図3からも明らかなように、シランカップリング剤の濃度が0.05容量%の場合に、最も大きな密着強度(36Mpa)が得られることがわかった。また、シランカップリング剤の濃度が0.001〜0.3容量%の場合に、良好な密着強度(約28MPa以上)が得られることがわかった。   As is clear from FIG. 3, it was found that the highest adhesion strength (36 Mpa) was obtained when the concentration of the silane coupling agent was 0.05% by volume. It was also found that good adhesion strength (about 28 MPa or more) was obtained when the concentration of the silane coupling agent was 0.001 to 0.3% by volume.

[比較実験2]
比較実験2においては、めっき触媒溶液に含まれるパラジウムの割合を変化させて、平滑基板に対する無電解めっき皮膜の密着強度を評価した。
比較実験2に係る無電解めっき方法の各工程は、基本的には、比較実験1に係る無電解めっき方法の各工程と同じである。比較実験2に係る無電解めっき方法が、比較実験1に係る無電解めっき方法と異なるのは、以下の2点である。すなわち、(1)比較実験1に係る無電解めっき方法においては、シランカップリング剤の濃度を変化(0.001〜0.5容量%)させているが、比較実験2においては、この濃度を0.05容量%に固定している点、及び(2)比較実験1に係る無電解めっき方法においては、めっき触媒溶液に含まれるパラジウムの割合を固定(0.5)しているが、比較実験2においては、この割合を変化(0.1〜1)させている点が異なる。
[Comparative Experiment 2]
In Comparative Experiment 2, the adhesion strength of the electroless plating film to the smooth substrate was evaluated by changing the ratio of palladium contained in the plating catalyst solution.
Each process of the electroless plating method according to Comparative Experiment 2 is basically the same as each process of the electroless plating method according to Comparative Experiment 1. The electroless plating method according to Comparative Experiment 2 is different from the electroless plating method according to Comparative Experiment 1 in the following two points. That is, (1) In the electroless plating method according to Comparative Experiment 1, the concentration of the silane coupling agent is changed (0.001 to 0.5% by volume). (2) In the electroless plating method according to Comparative Experiment 1, the proportion of palladium contained in the plating catalyst solution is fixed (0.5). Experiment 2 differs in that this ratio is changed (0.1 to 1).

図4は、めっき触媒溶液の組成と密着強度との関係を示す図、すなわち、めっき触媒溶液に含まれるパラジウムの割合を変化させて、平滑基板に対する無電解めっき皮膜の密着強度を評価した結果を示す図である。横軸は、めっき触媒溶液に含まれるパラジウムの組成比(パラジウム及び金の合計量に対するパラジウムの割合を原子比で表したもの)を示し、縦軸は密着強度(MPa)を示す。   FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the composition of the plating catalyst solution and the adhesion strength, that is, the result of evaluating the adhesion strength of the electroless plating film to the smooth substrate by changing the proportion of palladium contained in the plating catalyst solution. FIG. The horizontal axis represents the composition ratio of palladium contained in the plating catalyst solution (the ratio of palladium to the total amount of palladium and gold expressed in terms of atomic ratio), and the vertical axis represents the adhesion strength (MPa).

図4からも明らかなように、めっき触媒溶液に含まれるパラジウムの組成比が0.5の場合に最も大きな密着強度(36MPa)が得られることがわかった。また、めっき触媒溶液に含まれるパラジウムの組成比が0.25〜0.7の場合に、良好な密着強度(24MPa以上)が得られることがわかった。   As is apparent from FIG. 4, it was found that the highest adhesion strength (36 MPa) was obtained when the composition ratio of palladium contained in the plating catalyst solution was 0.5. It was also found that good adhesion strength (24 MPa or more) was obtained when the composition ratio of palladium contained in the plating catalyst solution was 0.25 to 0.7.

[比較実験3]
比較実験3においては、めっき触媒溶液のpHを変化させて、平滑基板に対する無電解めっき皮膜の密着強度を評価した。
比較実験3に係る無電解めっき方法の各工程は、基本的には、比較実験1に係る無電解めっき方法の各工程と同じである。比較実験3に係る無電解めっき方法が、比較実験1に係る無電解めっき方法と異なるのは、以下の2点である。すなわち、(1)比較実験1に係る無電解めっき方法においては、シランカップリング剤の濃度を変化(0.001〜0.5容量%)させているが、比較実験3においては、この濃度を0.05容量%に固定している点、及び(2)比較実験1に係る無電解めっき方法においては、めっき触媒溶液のpHの値を4に固定しているが、比較実験3においては、このpHの値を変化(1.5〜6)させている点である。
[Comparative Experiment 3]
In Comparative Experiment 3, the adhesion strength of the electroless plating film to the smooth substrate was evaluated by changing the pH of the plating catalyst solution.
Each process of the electroless plating method according to Comparative Experiment 3 is basically the same as each process of the electroless plating method according to Comparative Experiment 1. The electroless plating method according to comparative experiment 3 is different from the electroless plating method according to comparative experiment 1 in the following two points. That is, (1) In the electroless plating method according to Comparative Experiment 1, the concentration of the silane coupling agent is changed (0.001 to 0.5% by volume). (2) In the electroless plating method according to Comparative Experiment 1, the pH value of the plating catalyst solution is fixed at 4, but in Comparative Experiment 3, The pH value is changed (1.5 to 6).

図5は、めっき触媒溶液のpHと密着強度との関係を示す図、すなわち、めっき触媒溶液のpHの値を変化させて、平滑基板に対する無電解めっき皮膜の密着強度を評価した結果を示す図である。横軸は、めっき触媒溶液のpHの値を示し、縦軸は密着強度(MPa)を示す。   FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the pH of the plating catalyst solution and the adhesion strength, that is, a diagram showing the results of evaluating the adhesion strength of the electroless plating film to the smooth substrate by changing the pH value of the plating catalyst solution. It is. The horizontal axis indicates the pH value of the plating catalyst solution, and the vertical axis indicates the adhesion strength (MPa).

図5からも明らかなように、めっき触媒溶液のpHの値が4の場合に最も大きな密着強度(36MPa)が得られることがわかった。また、めっき触媒溶液のpHの値が3〜5の場合に、良好な密着強度(26MPa以上)が得られることがわかった。   As is clear from FIG. 5, it was found that when the pH value of the plating catalyst solution was 4, the greatest adhesion strength (36 MPa) was obtained. It was also found that good adhesion strength (26 MPa or more) was obtained when the pH value of the plating catalyst solution was 3-5.

以上のように、本発明に係る平滑基板への無電解めっき方法によれば、平滑基板においても良好な密着性を有する無電解めっき皮膜を形成することができる。   As described above, according to the electroless plating method for a smooth substrate according to the present invention, an electroless plating film having good adhesion can be formed even on the smooth substrate.

実施形態1に係る平滑基板への無電解めっき方法のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of the electroless-plating method to the smooth substrate which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る無電解めっき構造を説明するための模式図である。3 is a schematic diagram for explaining an electroless plating structure according to Embodiment 1. FIG. 比較実験1におけるシランカップリング剤濃度と密着強度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the silane coupling agent density | concentration and the adhesive strength in the comparative experiment 1. 比較実験2におけるめっき触媒溶液の組成と密着強度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the composition of the plating catalyst solution in Comparative Experiment 2, and adhesive strength. 比較実験3におけるめっき触媒溶液のpHと密着強度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the pH of the metal-plating catalyst solution in Comparative Experiment 3, and adhesive strength.

符号の説明Explanation of symbols

10…平滑基板、20…シランカップリング剤、30…めっき触媒、40…無電解めっき皮膜、100…無電解めっき構造   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Smooth substrate, 20 ... Silane coupling agent, 30 ... Plating catalyst, 40 ... Electroless plating film, 100 ... Electroless plating structure

Claims (7)

1.0nm以下の平均表面粗さRaを有する平滑基板に、前記平滑基板に対する、薄膜密着性試験機を用いて測定される引っ張り強度が24MPa以上である無電解めっき皮膜を形成するための平滑基板への無電解めっき方法であって、
前記平滑基板に、0.001〜0.1容量%のカップリング剤を含有するカップリング溶液を接触させるカップリング処理工程と、
前記平滑基板に、パラジウムと金とを含有するめっき触媒溶液を接触させるめっき触媒処理工程と、
前記平滑基板に、無電解めっきを施す無電解めっき工程とをこの順序で含むことを特徴とする平滑基板への無電解めっき方法。
A smooth substrate for forming an electroless plating film having a tensile strength of 24 MPa or more measured on a smooth substrate having an average surface roughness Ra of 1.0 nm or less using a thin film adhesion tester. An electroless plating method for
A coupling treatment step of contacting the smooth substrate with a coupling solution containing 0.001 to 0.1% by volume of a coupling agent;
A plating catalyst treatment step of bringing the plating catalyst solution containing palladium and gold into contact with the smooth substrate;
An electroless plating method for a smooth substrate, comprising: an electroless plating step for applying electroless plating to the smooth substrate in this order.
請求項1に記載の平滑基板への無電解めっき方法において、
前記カップリング溶液は、0.001〜0.075容量%のカップリング剤を含有することを特徴とする平滑基板への無電解めっき方法。
In the electroless-plating method to the smooth substrate of Claim 1,
The method for electroless plating on a smooth substrate, wherein the coupling solution contains 0.001 to 0.075% by volume of a coupling agent.
請求項1又は2に記載の平滑基板への無電解めっき方法において、
前記めっき触媒処理工程は、pHが3〜5の条件で行うことを特徴とする平滑基板への無電解めっき方法。
In the electroless-plating method to the smooth substrate of Claim 1 or 2,
The electroless plating method for a smooth substrate, wherein the plating catalyst treatment step is performed under conditions of pH 3-5.
請求項1又は2に記載の平滑基板への無電解めっき方法において、
前記めっき触媒処理工程は、パラジウム化合物と金化合物とをpHが2.5以下の酸性水溶液に溶解させ、その後この水溶液のpHを3〜5に調整して得られる溶液を用いて行うことを特徴とする平滑基板への無電解めっき方法。
In the electroless-plating method to the smooth substrate of Claim 1 or 2,
The plating catalyst treatment step is performed using a solution obtained by dissolving a palladium compound and a gold compound in an acidic aqueous solution having a pH of 2.5 or less, and then adjusting the pH of the aqueous solution to 3 to 5. An electroless plating method on a smooth substrate.
請求項1〜4のいずれかに記載の平滑基板への無電解めっき方法において、
前記めっき触媒処理工程を行った後、めっき触媒を還元させる処理を行うことなく前記無電解めっき工程を行うことを特徴とする平滑基板への無電解めっき方法。
In the electroless-plating method to the smooth substrate in any one of Claims 1-4,
An electroless plating method for a smooth substrate, wherein the electroless plating step is performed without performing a treatment for reducing the plating catalyst after the plating catalyst treatment step.
請求項1〜5のいずれかに記載の平滑基板への無電解めっき方法において、
前記無電解めっき工程の後に、200〜350℃の条件で前記平滑基板の熱処理を行う熱処理工程をさらに含むことを特徴とする平滑基板への無電解めっき方法。
In the electroless-plating method to the smooth substrate in any one of Claims 1-5,
An electroless plating method for a smooth substrate, further comprising a heat treatment step of performing a heat treatment of the smooth substrate at 200 to 350 ° C. after the electroless plating step.
請求項1〜6のいずれかに記載の平滑基板への無電解めっき方法により無電解めっき皮膜が形成された平滑基板を用いて製造された製品。   The product manufactured using the smooth substrate in which the electroless-plating film was formed with the electroless-plating method to the smooth substrate in any one of Claims 1-6.
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