JP4559936B2 - 無電解めっき方法およびこの方法を用いた回路形成方法 - Google Patents
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Description
また、本発明に係る他の無電解めっき方法の特徴は、錫・パラジウムコロイド溶液、または塩化錫溶液と塩化パラジウム溶液とを用いて、酸化物を少なくとも表面に有しAg系のビアが形成されたガラス基材或いはセラミック基材に触媒層を形成する触媒処理工程と、前記触媒処理工程の後、前記基材を、酸素を含む雰囲気内において酸化銀の分解温度以上にて加熱する銅めっき前熱処理工程と、前記銅めっき前熱処理工程の後、前記ビアの表面に形成された酸化膜を除去する酸化膜除去工程と、前記酸化膜除去工程の後、前記基材に、銅めっき液を用いて銅めっき膜を形成するにあたり、前記触媒層と前記銅めっき膜との密着力を確保するためのニッケルイオン、コバルトイオンおよび鉄イオンのうち少なくとも1つを含む前記銅めっき液を用いて前記銅めっき膜を形成するめっき処理工程と、前記めっき処理工程の後、前記基材を、実質的に酸素および水素を含まない雰囲気内においてガラス転移温度以下の熱処理温度によって加熱する銅めっき後熱処理工程とを有する点にある。
この本発明に係る他の無電解めっき方法においては、前記酸化膜除去工程において、純水、H 2 O 2 水溶液、温純水、アンモニア水および希硝酸のいずれかを用いるとよい。
この本発明に係る他の無電解めっき方法によれば、Ag系のビアにおいては、銅めっき前熱処理工程の後、温度が低下する過程においてAg層が酸化することにより酸化膜が形成されてしまうが、酸化膜除去工程においてビアに形成されてしまった除去することができる。また、銅めっき後熱処理工程における熱処理温度を酸化銀の分解温度以上とすることにより、ビアに酸化膜が形成されてしまうのを防止することができる。
さらに、本発明に係る他の無電解めっき方法の特徴は、錫・パラジウムコロイド溶液、または塩化錫溶液と塩化パラジウム溶液とを用いて、酸化物を少なくとも表面に有するガラス基材或いはセラミック基材に触媒層を形成する触媒処理工程と、前記触媒処理工程の後、前記基材を、酸素を含む雰囲気内において加熱する銅めっき前熱処理工程と、前記銅めっき前熱処理工程の後、前記基材に、銅めっき液を用いて銅めっき膜を形成するにあたり、前記触媒層と前記銅めっき膜との密着力を確保するためのニッケルイオン、コバルトイオンおよび鉄イオンのうち少なくとも1つを含む前記銅めっき液を用いて前記銅めっき膜を形成する第1めっき処理工程と、前記第1めっき処理工程の後、前記基材を、実質的に酸素および水素を含まない雰囲気内においてガラス転移温度以下の熱処理温度によって加熱する銅めっき後熱処理工程と、前記銅めっき後熱処理工程の後、ニッケル化合物のめっき液を用いてニッケルめっき膜を形成する第2めっき処理工程と、前記第2めっき処理工程の後、前記基材を、実質的に酸素および水素を含まない雰囲気内においてニッケル化合物の硬度が変化しない温度以下の熱処理温度によって加熱するニッケルめっき後熱処理工程とを有する点にある。
この本発明に係る他の無電解めっき方法においては、前記第2めっき処理工程の後であって前記ニッケルめっき後熱処理工程の前に、金めっき液を用いて金めっき膜を形成する第3めっき処理工程を有するとよい。
また、この本発明に係る他の無電解めっき方法においては、前記ニッケルめっき後熱処理工程における熱処理温度が150〜350℃であるとよい。
さらに、この本発明に係る他の無電解めっき方法においては、前記ニッケルめっき後熱処理工程の熱処理時間が10分〜12時間であるとよい。
ここで、銅めっき膜上に、単にニッケルめっき膜や金めっき膜を形成しても、ニッケルめっき膜や金めっき膜を形成した銅めっき膜は基材から剥離しやすいことがわかっている。これは、第2めっき処理工程中に水素ラジカルがニッケルめっき膜、金めっき膜および銅めっき膜中に入り込んでしまい、この水素ラジカルが銅めっき膜と基材との間の密着性を低下させていると考えられているからである。そこで、これら本発明に係る他の無電解めっき方法によれば、第2めっき処理工程工程の後に、ニッケルめっき後熱処理を行うことにより、ニッケルめっき膜や金めっき膜を形成した銅めっき膜と基材との密着性を向上させることができる。これは、ニッケルめっき後熱処理工程により、ニッケルめっき膜、金めっき膜、銅めっき膜および中間層から水素ラジカルを放出させることができると考えられるからである。
約50%のホウ珪酸ガラスと約50%のアルミナ微粉とを混合して、ガラス成分を有するセラミック基材を、脱脂洗浄した。
約50%のホウ珪酸ガラスと約50%のアルミナ微粉とを混合して、ガラス成分を有するセラミック基材を脱脂洗浄した。
約50%のホウ珪酸ガラスと約50%のアルミナ微粉とを混合して、ガラス成分を有するセラミック基材であってAg系のビアが形成されたものを、水酸化ナトリウム、炭酸塩、リン酸塩等を含む脱脂液によって脱脂洗浄した。
約50%のホウ珪酸ガラスと約50%のアルミナ微粉とを混合して、ガラス成分を有するセラミック基材であってAg系のビアが形成されたものを脱脂洗浄した。
基材として、サファイア基材を用い、サファイア基材を、15%の濃度の50℃の水酸化ナトリウムを用いて3分間脱脂洗浄した。
ホウ珪酸ガラスからなるガラス基材の被処理面を研磨して鏡面状とし、前記ガラス基材を脱脂洗浄した。
ホウ珪酸ガラスからなるガラス基材の被処理面を研磨して鏡面状とし、前記ガラス基材を脱脂洗浄した。
基材として、ソーダライムガラス、およびホウ珪酸ガラスからなるガラス基材を用い、前記ガラス基材を、第3の実施形態における無電解めっき方法を用いた回路形成方法に示す塩化錫水溶液に3分間浸漬させてから、十分水洗した後、前記第3の実施形態に示す塩化パラジウム水溶液に2分間浸漬させた。
基材として、ホウ珪酸ガラス基材、ソーダライムガラス基材、パイレックス(登録商標)ガラス基材を用い、各基材を、15%の濃度の50℃の水酸化ナトリウムを用いて3分間脱脂洗浄した。
基材として、ホウ珪酸ガラス基材を用い、前記ガラス基材を、15%の濃度の50℃の水酸化ナトリウムを用いて3分間脱脂洗浄した。
3 レジスト
5 第1触媒層
6 銅めっき膜
7 ニッケルめっき膜
8 金めっき膜
9 積層触媒層
10 第2触媒層
11 ビアホール
12 Ag層
13 ビア
20 めっき基板
Claims (37)
- 塩化錫溶液と塩化パラジウム溶液とを用いて、酸化物を少なくとも表面に有するガラス基材或いはセラミック基材に触媒層を形成する触媒処理工程と、
前記触媒処理工程の後、前記基材を、酸素を含む雰囲気内において250〜450℃で加熱して前記基材の成分の酸素と前記触媒層の錫とを結合させる銅めっき前熱処理工程と、
前記銅めっき前熱処理工程の後、前記基材に、銅めっき液を用いて銅めっき膜を形成するにあたり、前記触媒層と前記銅めっき膜との密着力を確保するためのニッケルイオン、コバルトイオンおよび鉄イオンのうち少なくとも1つを含む前記銅めっき液を用いて前記銅めっき膜を形成するめっき処理工程と、
前記めっき処理工程の後、前記基材を、実質的に酸素および水素を含まない雰囲気内においてガラス転移温度以下の熱処理温度によって加熱する銅めっき後熱処理工程とを有することを特徴とする無電解めっき方法。 - 錫・パラジウムコロイド溶液を用いて、酸化物を少なくとも表面に有するガラス基材或いはセラミック基材に触媒層を形成する触媒処理工程と、
前記触媒処理工程の後、前記基材を、酸素を含む雰囲気内において250〜450℃で加熱して前記基材の成分の酸素と前記触媒層の錫とを結合させる銅めっき前熱処理工程と、
前記銅めっき前熱処理工程の後、前記基材に、銅めっき液を用いて銅めっき膜を形成するにあたり、前記触媒層と前記銅めっき膜との密着力を確保するためのニッケルイオン、コバルトイオンおよび鉄イオンのうち少なくとも1つを含む前記銅めっき液を用いて前記銅めっき膜を形成するめっき処理工程と、
前記めっき処理工程の後、前記基材を、実質的に酸素および水素を含まないの雰囲気内においてガラス転移温度以下の熱処理温度によって加熱する銅めっき後熱処理工程とを有することを特徴とする無電解めっき方法。 - 前記触媒処理工程を第1触媒層を形成する第1触媒処理工程とし、
前記銅めっき前熱処理工程の後であって前記めっき処理工程の前に、塩化錫溶液および塩化パラジウム溶液、または錫・パラジウムコロイド溶液を用いて、前記基材に積層触媒層を形成する積層触媒処理工程を有することを特徴とする請求項1または請求項2記載の無電解めっき方法。 - Ag系のビアが形成されている前記基材に対する無電解めっき方法であって、
前記銅めっき前熱処理工程における熱処理温度が、酸化銀の分解温度以上であり、
前記銅めっき前熱処理工程の後であって前記めっき処理工程の前に、前記ビアの表面に形成された酸化膜を除去する酸化膜除去工程を有することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の無電解めっき方法。 - 前記酸化膜除去工程において、純水、H2O2水溶液、温純水、アンモニア水および希硝酸のいずれかを用いることを特徴とする請求項4に記載の無電解めっき方法。
- Ag系のビアが形成されている前記基材に対する無電解めっき方法であって、
前記銅めっき前熱処理工程における熱処理温度が、酸化銀の分解温度以上であり、
前記銅めっき前熱処理工程の後であって前記めっき処理工程の前に、前記ビアの表面に形成された酸化膜を除去する酸化膜除去工程を有し、
前記積層触媒処理工程を、前記酸化膜除去工程の後に行うことを特徴とする請求項3に記載の無電解めっき方法。 - 前記銅めっき液に含まれる銅イオン100モルに対し、前記ニッケルイオンの添加量が1〜25モルであることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の無電解めっき方法。
- 前記銅めっき後熱処理工程における熱処理温度が250〜450℃であることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の無電解めっき方法。
- 前記銅めっき前熱処理工程および前記銅めっき後熱処理工程における熱処理時間が10分以上であることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の無電解めっき方法。
- 前記銅めっき後熱処理工程において、前記基材に所定の圧力を加えながら熱処理を行うことを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の無電解めっき方法。
- 前記基材に所定の圧力を加えながら熱処理を行う場合の前記銅めっき後熱処理工程における熱処理温度が、150〜400℃であることを特徴とする請求項10に記載の無電解めっき方法。
- 前記めっき処理工程を銅めっき膜を形成する第1めっき処理工程とし、
前記銅めっき後熱処理工程の後、ニッケル化合物のめっき液を用いてニッケルめっき膜を形成する第2めっき処理工程と、
前記第2めっき処理工程の後、前記基材を、実質的に酸素および水素を含まない雰囲気内においてニッケル化合物の硬度が変化しない温度以下の熱処理温度によって加熱するニッケルめっき後熱処理工程とを有することを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の無電解めっき方法。 - 前記第2めっき処理工程の後であって前記ニッケルめっき後熱処理工程の前に、金めっき液を用いて金めっき膜を形成する第3めっき処理工程を有することを特徴とする請求項12に記載の無電解めっき方法。
- 前記ニッケルめっき後熱処理工程における熱処理温度が150〜350℃であることを特徴とする請求項12または請求項13に記載の無電解めっき方法。
- 前記ニッケルめっき後熱処理工程の熱処理時間が10分〜12時間であることを特徴とする請求項12から請求項14のいずれか1項に記載の無電解めっき方法。
- 塩化錫溶液と塩化パラジウム溶液とを用いて、酸化物を少なくとも表面に有するガラス基材或いはセラミック基材に触媒層を形成する触媒処理工程と、
前記触媒処理工程の後、前記基材を、酸素を含む雰囲気内において250〜450℃で加熱して前記基材の成分の酸素と前記触媒層の錫とを結合させる銅めっき前熱処理工程と、
前記銅めっき前熱処理工程の後、前記基材に、銅めっき液を用いて銅めっき膜を形成するにあたり、前記触媒層と前記銅めっき膜との密着力を確保するためのニッケルイオン、コバルトイオンおよび鉄イオンのうち少なくとも1つを含む前記銅めっき液を用いて前記銅めっき膜を形成するめっき処理工程と、
前記めっき処理工程の後、前記基材を、実質的に酸素および水素を含まない雰囲気中においてガラス転移温度以下の熱処理温度によって加熱する銅めっき後熱処理工程と、
前記触媒層、または前記めっき膜をパターニング処理するパターニング処理工程とを有することを特徴とする無電解めっき方法を用いた回路形成方法。 - 錫・パラジウムコロイド溶液を用いて、酸化物を少なくとも表面に有するガラス基材或いはセラミック基材に触媒層を形成する触媒処理工程と、
前記触媒処理工程の後、前記基材を、酸素を含む雰囲気内において250〜450℃で加熱して前記基材の成分の酸素と前記触媒層の錫とを結合させる銅めっき前熱処理工程と、
前記銅めっき前熱処理工程の後、前記基材に、銅めっき液を用いて銅めっき膜を形成するにあたり、前記触媒層と前記銅めっき膜との密着力を確保するためのニッケルイオン、コバルトイオンおよび鉄イオンのうち少なくとも1つを含む前記銅めっき液を用いて前記銅めっき膜を形成するめっき処理工程と、
前記めっき処理工程の後、前記基材を、実質的に酸素および水素を含まないの雰囲気中においてガラス転移温度以下の熱処理温度によって加熱する銅めっき後熱処理工程と、
前記触媒層または前記めっき膜をパターニング処理するパターニング工程とを有することを特徴とする無電解めっき方法を用いた回路形成方法。 - Ag系のビアが形成されている前記基材に対する無電解めっき方法を用いた回路形成方法であって、
前記銅めっき前熱処理工程における熱処理温度が、酸化銀の分解温度以上であり、
前記銅めっき前熱処理工程の後であって前記めっき処理工程の前に、前記ビアの表面に形成される酸化膜を除去する酸化膜除去工程を有することを特徴とする請求項16または請求項17に記載の無電解めっき方法を用いた回路形成方法。 - 前記めっき処理工程を銅めっき膜を形成する第1めっき処理工程とし、
前記銅めっき後熱処理工程の後、ニッケル化合物のめっき液を用いてニッケルめっき膜を形成する第2めっき処理工程と、
前記第2めっき処理工程の後、前記基材を、実質的に酸素および水素を含まない雰囲気内においてニッケル化合物の硬度が変化しない温度以下の熱処理温度によって加熱するニッケルめっき後熱処理工程とを有することを特徴とする請求項16から請求項18のいずれか1項に記載の無電解めっき方法を用いた回路形成方法。 - 前記第2めっき処理工程の後であって前記ニッケルめっき後熱処理工程の前に、金めっき液を用いて金めっき膜を形成する第3めっき処理工程を有することを特徴とする請求項19に記載の無電解めっき方法を用いた回路形成方法。
- 錫・パラジウムコロイド溶液、または塩化錫溶液と塩化パラジウム溶液とを用いて、ガラス基材に触媒層を形成する触媒処理工程と、
前記触媒処理工程の後、前記基材に、銅めっき液を用いて銅めっき膜を形成するにあたり、前記触媒層と前記銅めっき膜との密着力を確保するためのニッケルイオン、コバルトイオンおよび鉄イオンのうち少なくとも1つを含む前記銅めっき液を用いて前記銅めっき膜を形成する第1めっき処理工程と、
前記第1めっき処理工程の後、前記ガラス基材を実質的に酸素および水素を含まないの雰囲気中においてガラス転移温度以下の熱処理温度によって加熱する銅めっき後熱処理工程と、
前記銅めっき後熱処理工程の後、ニッケル化合物のめっき液を用いてニッケルめっき膜を形成する第2めっき処理工程と、
前記第2めっき処理工程の後、前記ガラス基材を、実質的に酸素および水素を含まない雰囲気内においてニッケル化合物の硬度が変化しない温度以下の熱処理温度によって加熱するニッケルめっき後熱処理工程とを有することを特徴とする無電解めっき方法。 - 前記銅めっき液に含まれる銅イオン100モルに対し、前記ニッケルイオンの添加量が1.0〜25モルであることを特徴とする請求項21に記載の無電解めっき方法。
- 前記銅めっき後熱処理工程における熱処理温度が250〜450℃であることを特徴とする請求項21または請求項22に記載の無電解めっき方法。
- 前記銅めっき後熱処理工程における熱処理時間が10分以上であることを特徴とする請求項21から請求項23のいずれか1項に記載の無電解めっき方法。
- 前記銅めっき後熱処理工程において、前記ガラス基材に所定の圧力を加えながら熱処理を行うことを特徴とする請求項21から請求項24のいずれか1項に記載の無電解めっき方法。
- 前記ガラス基材に所定の圧力を加えながら熱処理を行う場合の前記銅めっき後熱処理工程における熱処理温度が150〜400℃であることを特徴とする請求項25に記載の無電解めっき方法。
- 前記第2めっき処理工程の後であって前記ニッケルめっき後熱処理工程の前に、金めっき液を用いて金めっき膜を形成する第3めっき処理工程を有することを特徴とする請求項21から請求項26のいずれか1項に記載の無電解めっき方法。
- 前記ニッケルめっき後熱処理工程の熱処理温度が150〜350℃であることを特徴とする請求項21から請求項27のいずれか1項に記載の無電解めっき方法。
- 前記ニッケルめっき後熱処理工程の熱処理時間が10分〜12時間であることを特徴とする請求項21から請求項28のいずれか1項に記載の無電解めっき方法。
- 錫・パラジウムコロイド溶液、または塩化錫溶液と塩化パラジウム溶液とを用いて、ガラス基材に触媒層を形成する触媒処理工程と、
前記触媒処理工程の後、前記基材に、銅めっき液を用いて銅めっき膜を形成するにあたり、前記触媒層と前記銅めっき膜との密着力を確保するためのニッケルイオン、コバルトイオンおよび鉄イオンのうち少なくとも1つを含む前記銅めっき液を用いて前記銅めっき膜を形成する第1めっき処理工程と、
前記第1めっき処理工程の後、前記ガラス基材を実質的に酸素および水素を含まない雰囲気中においてガラス転移温度以下の熱処理温度によって加熱する銅めっき後熱処理工程と、
前記銅めっき後熱処理工程の後、ニッケル化合物のめっき液を用いてニッケルめっき膜を形成する第2めっき処理工程と、
前記第2めっき処理工程の後、前記ガラス基材を、実質的に酸素および水素を含まない雰囲気内においてニッケル化合物の硬度が変化しない温度以下の熱処理温度によって加熱するニッケルめっき後熱処理工程と、
前記触媒層、または前記めっき膜をパターニング処理するパターニング処理工程とを有することを特徴とする無電解めっき方法を用いた回路形成方法。 - 前記第2めっき処理工程の後であって前記ニッケルめっき後熱処理工程の前に、金めっき液を用いて金めっき膜を形成する第3めっき処理工程を有することを特徴とする請求項30に記載の無電解めっき方法を用いた回路形成方法。
- 錫・パラジウムコロイド溶液、または塩化錫溶液と塩化パラジウム溶液とを用いて、酸化物を少なくとも表面に有しAg系のビアが形成されたガラス基材或いはセラミック基材に触媒層を形成する触媒処理工程と、
前記触媒処理工程の後、前記基材を、酸素を含む雰囲気内において酸化銀の分解温度以上にて加熱する銅めっき前熱処理工程と、
前記銅めっき前熱処理工程の後、前記ビアの表面に形成された酸化膜を除去する酸化膜除去工程と、
前記酸化膜除去工程の後、前記基材に、銅めっき液を用いて銅めっき膜を形成するにあたり、前記触媒層と前記銅めっき膜との密着力を確保するためのニッケルイオン、コバルトイオンおよび鉄イオンのうち少なくとも1つを含む前記銅めっき液を用いて前記銅めっき膜を形成するめっき処理工程と、
前記めっき処理工程の後、前記基材を、実質的に酸素および水素を含まない雰囲気内においてガラス転移温度以下の熱処理温度によって加熱する銅めっき後熱処理工程とを有することを特徴とする無電解めっき方法。 - 前記酸化膜除去工程において、純水、H 2 O 2 水溶液、温純水、アンモニア水および希硝酸のいずれかを用いることを特徴とする請求項32に記載の無電解めっき方法。
- 錫・パラジウムコロイド溶液、または塩化錫溶液と塩化パラジウム溶液とを用いて、酸化物を少なくとも表面に有するガラス基材或いはセラミック基材に触媒層を形成する触媒処理工程と、
前記触媒処理工程の後、前記基材を、酸素を含む雰囲気内において加熱する銅めっき前熱処理工程と、
前記銅めっき前熱処理工程の後、前記基材に、銅めっき液を用いて銅めっき膜を形成するにあたり、前記触媒層と前記銅めっき膜との密着力を確保するためのニッケルイオン、コバルトイオンおよび鉄イオンのうち少なくとも1つを含む前記銅めっき液を用いて前記銅めっき膜を形成する第1めっき処理工程と、
前記第1めっき処理工程の後、前記基材を、実質的に酸素および水素を含まない雰囲気内においてガラス転移温度以下の熱処理温度によって加熱する銅めっき後熱処理工程と、
前記銅めっき後熱処理工程の後、ニッケル化合物のめっき液を用いてニッケルめっき膜を形成する第2めっき処理工程と、
前記第2めっき処理工程の後、前記基材を、実質的に酸素および水素を含まない雰囲気内においてニッケル化合物の硬度が変化しない温度以下の熱処理温度によって加熱するニッケルめっき後熱処理工程とを有することを特徴とする無電解めっき方法。 - 前記第2めっき処理工程の後であって前記ニッケルめっき後熱処理工程の前に、金めっき液を用いて金めっき膜を形成する第3めっき処理工程を有することを特徴とする請求項34に記載の無電解めっき方法。
- 前記ニッケルめっき後熱処理工程における熱処理温度が150〜350℃であることを特徴とする請求項34または請求項35に記載の無電解めっき方法。
- 前記ニッケルめっき後熱処理工程の熱処理時間が10分〜12時間であることを特徴とする請求項34から請求項36のいずれか1項に記載の無電解めっき方法。
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