JPH051396A - プリント回路板の製法 - Google Patents

プリント回路板の製法

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JPH051396A
JPH051396A JP14706191A JP14706191A JPH051396A JP H051396 A JPH051396 A JP H051396A JP 14706191 A JP14706191 A JP 14706191A JP 14706191 A JP14706191 A JP 14706191A JP H051396 A JPH051396 A JP H051396A
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JP
Japan
Prior art keywords
nickel
layer
nickel layer
electroplating
printed circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP14706191A
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English (en)
Inventor
Kaoru Tone
薫 戸根
Hiroaki Takahashi
広明 高橋
Junji Kaneko
醇治 兼子
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Publication of JPH051396A publication Critical patent/JPH051396A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 銅層を有する絶縁基板の該銅層上にニッケル
層を介して金皮膜を形成してなるプリント回路板で、銅
の拡散の防止のためのバリヤーとしてのニッケル層の性
能を向上させる。 【構成】 銅層上に電流密度 8A/dm2 未満で電気ニッケ
ルメッキを施して第1のニッケル層を形成した後、この
第1のニッケル層をニッケル濃度 5〜50g/l のメッキ浴
中で、電流密度 8A/dm2 以上で電気メッキする方法で表
面処理し、さらにこの表面処理された第1のニッケル層
上に電流密度 8A/dm2 未満で電気ニッケルメッキを施し
て、第2のニッケル層を形成させ、ニッケル層を多層構
成にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、銅層を有する絶縁基板
の該銅層上に電気メッキによりニッケル層を形成した
後、このニッケル層上に金皮膜を形成するプリント回路
板の製法に関するもので、さらに詳しくは、前記ニッケ
ル層の形成法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、電気的接続を良好にする等の目的
で表面に金皮膜を必要とするプリント回路板では、銅層
と金皮膜との間に銅の拡散の防止のためのバリヤーとし
てニッケル層が設けられている。このニッケル層は、硫
酸ニッケルを主成分としたワット浴やスルファミン酸ニ
ッケルを主成分としたスルファミン酸浴等のメッキ浴を
用い、電流密度 1〜 5A/cm2 で、一工程の電気メッキに
より厚さ数μmに形成されるのが一般的である。このよ
うにして得られるプリント回路板では、銅の拡散の防止
のためのバリヤーとしてのニッケル層の性能が不充分な
ため、高温下でニッケル層の下の銅がニッケル層を通り
抜け、プリント回路板の最表面にまで拡散し、その結
果、金の色調が変化すると共に、搭載する電子部品との
電気的接続に問題が生じることがあり、ニッケル層のバ
リヤーとしての性能の向上が求められている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記の事情に鑑み、本
発明の解決しようとする課題は金皮膜を必要とするプリ
ント回路板で、銅の拡散を防止するためのバリヤーとし
てのニッケル層の性能を向上させることである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、銅層を有する
絶縁基板の該銅層上に電気メッキによりニッケル層を形
成した後、このニッケル層上に金皮膜を形成するプリン
ト回路板の製法において、前記ニッケル層の形成法が、
該銅層上に電流密度 8A/dm2 未満で電気ニッケルメッキ
を施して第1のニッケル層を形成した後、この第1のニ
ッケル層をニッケル濃度 5〜50g/l のメッキ浴中で、電
流密度 8A/dm2 以上で電気メッキする方法で表面処理
し、さらにこの表面処理された第1のニッケル層上に電
流密度 8A/dm2 未満で電気ニッケルメッキを施して、第
2のニッケル層を形成させることを特徴とするプリント
回路板の製法である。
【0005】以下、図面を参照して説明する。図1は本
発明に係るプリント回路板の構成を示す断面図ある。図
1に示すように本発明に係るプリント回路板は、銅層2
を有する絶縁基板1にニッケル層3を介して金皮膜4が
形成されている構成となっている。
【0006】本発明の絶縁基板1としては、アルミナ基
板などの無機基板あるいはガラス布基材エポキシ樹脂基
板などの有機基板が用いられる。この絶縁基板1の上の
銅層2は例えば、銅箔のラミネート、スパッタリングあ
るいは無電解メッキなどの方法で形成される。本発明
は、この銅層2の上に電流密度 8A/dm2 未満で電気メッ
キを施して形成した第1のニッケル層の表面に対し、表
面処理をし、この表面処理がされたニッケル層上に、さ
らに電流密度 8A/dm2 未満で電気メッキを施して第2の
ニッケル層を形成して、ニッケル層を多層構成にしたも
のである。ここで、第1のニッケル層及び第2のニッケ
ル層を形成するのに電流密度 8A/dm2 未満で電気ニッケ
ルメッキを施すのは、電流密度を 8A/dm2 以上にすると
次の不具合が生じるからである。すなわち、電流密度が
8A/dm2 以上で、メッキ浴のニッケル濃度が50g/l より
も薄い場合は厚い膜が形成出来ないという不具合を生
じ、電流密度が 8A/dm2 以上で、メッキ浴のニッケル濃
度が50g/l よりも濃い場合は形成されるニッケル層の結
晶状態が粗大結晶の多い状態となるため、銅の拡散を防
止する性能が悪いという不具合が生じるからである。
【0007】従来の単に一工程の電気メッキでニッケル
層3を形成させた場合、得られる厚さ数μmのニッケル
層3の結晶状態は図2の模式図に示すように、素地面で
ある銅層2に近い部分は微細結晶であり、この微細結晶
の上に粗大結晶が成長している状態となる。そして、こ
の一工程の電気メッキを多数回の電気メッキに変えただ
けでは得られるニッケル層3の結晶状態は、一工程で電
気メッキを行ったときの結晶状態と同じものしか得られ
ないが、本発明では第1のニッケル層の上に、ニッケル
濃度 5〜50g/l のメッキ浴を用い、電流密度 8A/dm2
上で電気メッキする方法で表面処理を施して、 1μm以
下の極めて薄い、そして微細なニッケルの核を多数有す
る表面状態の膜を形成させ、その上に電気ニッケルメッ
キを施して第2のニッケル層を形成するようにしたた
め、図3に示すようなニッケルの結晶状態が実現するも
のである。ここで、図3は本発明の方法により得られる
2層構成のニッケル層3の結晶状態を示す模式図であ
る。図3で明らかなように、本発明による、多層構成の
ニッケル層3の結晶状態は微細結晶の割合が多く、粗大
結晶の割合が少ない状態となる。このように、本発明で
は、ニッケル層3の微細結晶の割合を多くすることによ
り、銅の拡散の防止のためのバリヤーとしてのニッケル
層3の性能を向上させるものである。
【0008】上記の表面処理をニッケル濃度が 5g/l よ
りも薄いメッキ浴を用いて行うと、ニッケルの生成が極
めて少なく、表面処理した上に、電気ニッケルメッキを
施して第2のニッケル層を形成した場合、得られる結晶
状態は粗大結晶が多い結晶状態となる。また、ニッケル
濃度が50g/l より濃いメッキ浴を用いて行ったり、電流
密度が 8A/dm2 未満であったりすると、この表面処理に
よって厚い膜が形成され、その膜は一工程で電気メッキ
を行ったときの結晶状態と同じものに近くなるので、そ
の上に、電気ニッケルメッキを施して第2のニッケル層
を形成した場合、得られる結晶状態は粗大結晶が多い結
晶状態となる。従って、表面処理をニッケル濃度 5〜50
g/l のメッキ浴を用い、電流密度 8A/dm2 以上で電気メ
ッキする方法で行うことが本発明では重要である。
【0009】本発明においては、さらに多層とするには
第2のニッケル層を前記の表面処理方法で表面処理し、
この上に電流密度 8A/dm2 未満で電気ニッケルメッキを
施して第3のニッケル層を形成させる方法で順次多層に
していくことが可能である。本発明の各層の厚さ及び層
数については特に限定はなく、各層の厚さが厚いほど、
また、より多層にするほど、銅の拡散の防止のためのバ
リヤーとしてのニッケル層3の性能は向上する。
【0010】また、本発明において、第1のニッケル層
及び第2のニッケル層を形成するための電気メッキの前
処理として、脱脂処理や酸洗いの処理を施すことは何ら
差し支えない。
【0011】
【作用】本発明の、ニッケル層3の形成法が特定の表面
処理がされたニッケル層上に電気ニッケルメッキを施し
て、次のニッケル層を形成して、ニッケル層3を多層の
ニッケル層で構成することは、ニッケル層3の結晶状態
を微細結晶の割合が多い状態にする働きをし、このニッ
ケル層3の結晶状態を微細結晶の割合が多い状態にする
ことは、銅の拡散の防止のためのバリヤーとしてのニッ
ケル層3の性能を向上させる働きをする。
【0012】
【実施例】
実施例1 銅の厚さ10μmの銅層を片面に形成したアルミナ基板を
メッキ前処理として10%の硫酸を用いて酸洗いをした
後、下記の組成1のメッキ浴を用い電流密度 2A/dm2
条件で電気メッキし、厚さ 2μmの第1のニッケル層を
銅層の上に形成し、次に、ニッケル濃度が 13.7g/l で
ある下記の組成2のメッキ浴を用い電流密度10A/dm2
条件で10秒間電気メッキする方法で表面処理をした。さ
らに、メッキ前処理として10%の硫酸を用いて酸洗いを
した後、再び組成1のメッキ浴を用い電流密度 2A/dm2
の条件で電気メッキし、厚さ2μmの第2のニッケル層
を表面処理された第1のニッケル層の上に形成し、次
に、厚さ 0.5μmの金皮膜を第2のニッケル層の上に電
気メッキで形成してプリント回路板を作成した。得られ
たプリント回路板を空気中、 350℃の雰囲気で耐熱性の
試験を行い、金表面の色調がレモンイエローから黒色へ
と変化するまでの時間を測定した。その結果を表1に示
す。
【0013】組成1 硫酸ニッケル 300g/l 塩化ニッケル 45g/l ほう酸 30g/l 組成2 塩化ニッケル 50g/l ほう酸 100g/l 実施例2 実施例1と同様にして第2のニッケル層まで形成後、第
2のニッケル層に対し実施例1の表面処理と同様の表面
処理を行い、さらに、第3のニッケル層を第1のニッケ
ル層の形成の場合と同じ酸洗い条件及びメッキ条件で形
成し、ニッケル層全体の厚さを 6μmとした。次に、厚
さ 0.5μmの金皮膜を第3のニッケル層の上に電気メッ
キで形成してプリント回路板を作成した。得られたプリ
ント回路板を空気中、 350℃の雰囲気で耐熱性の試験を
行い、金表面の色調がレモンイエローから黒色へと変化
するまでの時間を測定した。その結果を表1に示す。
【0014】実施例3 実施例1の第1のニッケル層と第2のニッケル層の厚さ
を、それぞれ 3μmとし、ニッケル層全体の厚さを 6μ
mとした以外は実施例1と同様にして、プリント回路板
を作成した。得られたプリント回路板を空気中、 350℃
の雰囲気で耐熱性の試験を行い、金表面の色調がレモン
イエローから黒色へと変化するまでの時間を測定した。
その結果を表1に示す。
【0015】実施例4 メッキ前処理である、10%の硫酸を用いた酸洗いをせず
に、ニッケルの電気メッキをした以外は実施例1と同様
にして、プリント回路板を作成した。得られたプリント
回路板を空気中、 350℃の雰囲気で耐熱性の試験を行
い、金表面の色調がレモンイエローから黒色へと変化す
るまでの時間を測定した。その結果を表1に示す。
【0016】比較例1 銅の厚さ10μmの銅層を片面に形成したアルミナ基板を
メッキ前処理として10%の硫酸を用いて酸洗いをした
後、前記の組成1のメッキ浴を用い電流密度 2A/dm2
条件で電気メッキし、厚さ 4μmのニッケル層を銅層の
上に形成し、次に、厚さ 0.5μmの金皮膜をニッケル層
の上に電気メッキで形成してプリント回路板を作成し
た。得られたプリント回路板を空気中、 350℃の雰囲気
で耐熱性の試験を行い、金表面の色調がレモンイエロー
から黒色へと変化するまでの時間を測定した。その結果
を表1に示す。
【0017】
【表1】
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、銅層と金皮膜との間に
銅の拡散の防止のためのバリヤーとしてニッケル層が設
けられているプリント回路板において、該ニッケル層の
バリヤーとしての性能が向上する。その結果、金皮膜へ
の銅の拡散により生じる、金皮膜と搭載する電子部品と
の電気的接続不良を減少できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るプリント回路板の構成を示す断面
図である。
【図2】従来のプリント回路板の製法により得られるニ
ッケル層の結晶状態を示す模式図である。
【図3】本発明のプリント回路板の製法により得られる
2層構成のニッケル層の結晶状態を示す模式図である。
【符号の説明】
1 絶縁基板 2 銅層 3 ニッケル層 4 金皮膜

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 銅層を有する絶縁基板の該銅層上に電気
    メッキによりニッケル層を形成した後、このニッケル層
    上に金皮膜を形成するプリント回路板の製法において、
    前記ニッケル層の形成法が、該銅層上に電流密度 8A/dm
    2 未満で電気ニッケルメッキを施して第1のニッケル層
    を形成した後、この第1のニッケル層をニッケル濃度 5
    〜50g/l のメッキ浴中で、電流密度 8A/dm2 以上で電気
    メッキする方法で表面処理し、さらにこの表面処理され
    た第1のニッケル層上に電流密度 8A/dm2 未満で電気ニ
    ッケルメッキを施して、第2のニッケル層を形成させる
    ことを特徴とするプリント回路板の製法。
JP14706191A 1991-06-19 1991-06-19 プリント回路板の製法 Pending JPH051396A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1297693C (zh) * 2003-02-26 2007-01-31 株式会社太洋工作所 生产电镀模制产品的方法
WO2016115702A1 (zh) * 2015-01-22 2016-07-28 华为技术有限公司 一种小尺寸器件的散热装置和电路板散热系统
US11223002B2 (en) 2016-08-22 2022-01-11 Lg Electronics Inc. Superlattice thermoelectric material and thermoelectric device using same

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WO2016115702A1 (zh) * 2015-01-22 2016-07-28 华为技术有限公司 一种小尺寸器件的散热装置和电路板散热系统
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