JP4038917B2 - 無電解金めっき方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、素材上に無電解ニッケルめっき下地を形成し、この無電解ニッケルめっき下地上に無電解金めっき膜を形成する無電解金めっき方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリント配線板、リードフレーム、ＴＡＢ、半導体デバイスなどの接点端子、電極などに代表されるように、電子デバイスにおいては無電解金めっきが必要とされることが多い。無電解金めっきは、被めっき物の素材を溶解することによって電子の受け渡しを行い、析出するものであるため、下地および素材の腐食を必然的に伴う。この下地および素材の腐食による機能の低下を防止するために、素材上にバリアー層として無電解ニッケルめっき膜を形成した後に無電解金めっき膜を施す方法が用いられてきた。特に、プリント配線板の無電解金めっき処理においては、プリント配線板の銅素材上に無電解ニッケルめっき下地を３μｍから５μｍ形成した後に無電解金めっき膜を形成するのが一般的である。しかし、無電解ニッケルめっき膜の厚さが７μｍ以下の場合、無電解ニッケルめっき膜は粒状に析出しているため、各粒の境界には凹状の粒界が存在する。この粒界部分には無電解金めっきが形成される際、金の析出反応が集中するため、無電解ニッケルめっき膜の溶出が顕著となり、さらに凹状となる。この凹部には、はんだ付けの際に用いられるフラックスが溜まりやすく、はんだ付け後もフラックスが残留する。この結果、はんだと無電解ニッケルめっき膜との接合面積が減少するばかりか、破壊の起点となりやすいため、はんだとの密着力を低下させる原因となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術では、はんだ付けを行った時に、はんだとの密着力が低下するといった欠点がある。はんだとの密着力が低下した場合、特にプリント配線板では、ボールグリッドアレイ（以下ＢＧＡと称す）チップスケールパッケージ（以下ＣＳＰと称す）といった熱応力が溜まりやすく、強度が必要とされる部品のはんだ付け工程において、はんだ付け不良が増加し、歩留まりを悪化させる。さらに、はんだ付け工程内で不良とならない場合であっても、十分な接続信頼性を得ることが困難となる。
【０００４】
そこで、ＢＧＡやＣＳＰなどの部品の実装においては、はんだ付け部のはんだ量を多くしたり、はんだフィレット形状を工夫することにより、はんだ付け部に集中する熱応力を吸収する方法が検討されてきたが、部品の接続信頼性を向上させるまでには至っていない。また、部品とプリント配線板とをはんだ付けした後に、部品とプリント配線板とをエポキシ樹脂などで接着補強する方法が実施されているが、エポキシ樹脂の挿入・硬化といった工数が増加するデメリットがある。
【０００５】
本発明は、無電解ニッケルめっき下地とはんだとの密着力を向上させ、ＢＧＡやＣＳＰなどの強度が必要とされる部品のはんだ付け工程における歩留まりを改善し、十分な接続信頼性を確保することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、素材上に形成する無電解ニッケルめっき膜表面の十点平均粗さを０．５μｍから１．５μｍとし、この無電解ニッケルめっき膜上に無電解金めっき膜を形成する構造を有したものである。
【０００７】
これにより、はんだ付けした際の無電解ニッケル膜とはんだとの密着力を向上させることが可能となり、強度が必要とされる部品のはんだ付け工程での歩留まりを良化させ、はんだ付け部の接続信頼性を向上させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、素材上に無電解ニッケルめっき下地を形成し、この無電解ニッケルめっき下地上に無電解金めっき膜を形成する無電解金めっき方法において、素材上に形成する無電解ニッケルめっき膜表面の十点平均粗さを０．５μｍから１．５μｍとする無電解金めっき方法であり、はんだ付けした際の無電解ニッケル膜とはんだとの密着力を向上させることが可能となり、強度が必要とされる部品のはんだ付け工程での歩留まりを良化させ、はんだ付け部の接続信頼性を向上させる作用を有する。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の発明は、素材上に形成する無電解ニッケルめっき膜の厚さが７μｍから１５μｍである請求項１に記載の無電解金めっき方法であり、請求項１と同様の作用を有する。
【００１１】
本発明の請求項３に記載の発明は、化学的あるいは機械的に研磨することにより表面の十点平均粗さを０．５μｍから１．５μｍに調整した素材表面上に無電解ニッケルめっき膜を形成した請求項１に記載の無電解金めっき方法であり、請求項１と同様の作用を有する。
【００１２】
（実施の形態１）
ガラスエポキシ基板に銅による配線パターンを形成した配線基板に、一般に行われている有機溶剤による脱脂、硫酸による酸洗を行い、ついでパラジウムによる活性化を行った後、次亜リン酸ナトリウムを還元剤とする無電解ニッケルめっき液を用いて、８０℃でめっきを行い無電解ニッケル膜を形成した。その後、シアン化金カリウムを主成分とする無電解金めっき液を用いて、８５℃で１０分間めっきを行い０．０５μｍの無電解金めっき膜を形成した。その結果を（表１）に示す。
【００１３】
【表１】
（表１）に示すように、無電解金めっき後のはんだ付け強度、外観ともに本発明の条件では良好である。一方、比較例に示すように無電解ニッケルめっき膜が７μｍ以下でははんだ付け強度として不十分である。また、１５μｍ以上では無電解ニッケルめっき膜中のめっき内部応力によりめっき表面に割れが生じている。
【００１５】
（実施の形態２）
ガラスエポキシ基板に銅による配線パターンを形成した配線基板に、一般に行われている有機溶剤による脱脂、硫酸による酸洗を行い、ついでパラジウムによる活性化を行った後、安定剤としてイオウ化合物を添加した次亜リン酸ナトリウムを還元剤とする無電解ニッケルめっき液を用いて、８０℃でめっきを行い５μｍの無電解ニッケル膜を形成した。その後、シアン化金カリウムを主成分とする無電解金めっき液を用いて、８５℃で１０分間めっきを行い０．０５μｍの無電解金めっき膜を形成した。その結果を（表２）に示す。
【００１６】
【表２】
（表２）に示すように、無電解金めっき後のはんだ付け強度、外観ともに本発明の条件では良好である。一方、比較例に示すようにイオウ化合物の濃度が０．０１ｍＬ／Ｌ以下あるいは０．０５ｍＬ／Ｌ以上でははんだ付け強度として不十分である。
【００１８】
【発明の効果】
本発明により、はんだ付けした際の無電解ニッケル膜とはんだとの密着力が向上し、良好なはんだ付け性が得られ、はんだ付け強度についても高い値が得られるようになった。この結果、強度が必要とされる部品のはんだ付け工程での歩留まりが改善され、はんだ付け部の接続信頼性も向上させることができた。
Claims (3)
- 素材上に無電解ニッケルめっき下地を形成し、この無電解ニッケルめっき下地上に無電解金めっき膜を形成する無電解金めっき方法において、素材上に形成する無電解ニッケルめっき膜表面の十点平均粗さを０．５μｍから１．５μｍとすることを特徴とする無電解金めっき方法。
- 素材上に形成する無電解ニッケルめっき膜の厚さが７μｍから１５μｍである請求項１に記載の無電解金めっき方法。
- 化学的あるいは機械的に研磨することにより表面の十点平均粗さを０．５μｍから１．５μｍに調整した素材表面上に無電解ニッケルめっき膜を形成した請求項１に記載の無電解金めっき方法。
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| JP02823199A JP4038917B2 (ja) | 1999-02-05 | 1999-02-05 | 無電解金めっき方法 |
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| JP02823199A JP4038917B2 (ja) | 1999-02-05 | 1999-02-05 | 無電解金めっき方法 |
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