JPH06228762A - 無電解金めっき方法 - Google Patents

無電解金めっき方法

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JPH06228762A
JPH06228762A JP3395393A JP3395393A JPH06228762A JP H06228762 A JPH06228762 A JP H06228762A JP 3395393 A JP3395393 A JP 3395393A JP 3395393 A JP3395393 A JP 3395393A JP H06228762 A JPH06228762 A JP H06228762A
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JP
Japan
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plating
gold
film
electroless
potential
Prior art date
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Pending
Application number
JP3395393A
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English (en)
Inventor
Takashi Konase
隆 木名瀬
Yoshiyuki Hisumi
義幸 日角
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Eneos Corp
Original Assignee
Japan Energy Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ピンホールがなくかつ光沢ムラのないめっき
皮膜の形成を可能とする置換による無電解金めっき技術
の確立。 【構成】 素材又は下地めっき材付き素材と無電解金め
っき液とを接触させて金との置換により金めっき皮膜を
得る無電解金めっき方法において、無電解金めっきの前
処理として素材又は下地めっき材と金との中間に位置す
る電位を有する金属のめっき或いはストライク皮膜を該
素材又は下地めっき材上に形成した後、無電解金めっき
を実施することを特徴とする。電位が若干金側に移行し
て金めっきをスタートさせることによって、微細な金結
晶の発生と成長が起こり、均一で、密着性のよいピンホ
ールのない金めっき皮膜が得られる。微細化するパター
ンへのめっきが可能となり、軽量化、小型化、高信頼性
化を指向している移動体通信用のプリント回路製造のワ
イヤボンディング等に寄与する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、置換による無電解金め
っき方法に関するものであり、特には例えば現在急速に
発展しつつある移動体通信用の軽量化、小型化、高信頼
性化を指向しているプリント回路におけるワイヤボンデ
ィング等を目的としてプリント基板上にピンホールや光
沢むらのない金めっき皮膜を形成するための無電解金め
っき方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】銅張りプリント基板、リードフレーム、
TAB、半導体デバイス等のワイヤボンディング、金電
極形成等に代表されるように、電子デバイスにおいては
金めっきが必要とされることが非常に多い。例えば、プ
リント基板におけるワイヤーボンディングを目的とする
金めっき皮膜の形成においては、必要とされるめっき皮
膜厚0.3μm以上を得ることのできる無電解金めっき
液がなかったため、これまでは電気めっきで対応してい
た。
【0003】しかし、パターンが微細化すると電気めっ
きではもはや対応できず、無電解めっき液が要望される
ようになった。しかし、ワイヤーボンディングのための
金めっき皮膜が高い信頼性の下で形成されるためには、
所要の膜厚に加えて、均一な膜厚を有すると共に、平滑
な結晶を有しそしてピンホール等の欠陥のない金めっき
皮膜が要求される。従来このような皮膜要求を満たす無
電解金めっき浴はなかった。即ち、従来のめっき技術で
は、析出結晶が大きく、析出膜厚に均一性が欠けてい
る。このためピンホールが多くしかも光沢ムラのあるめ
っき皮膜となっていた。
【0004】均一な厚い膜厚と、平滑な結晶及びピンホ
ール等の欠陥のない金めっき皮膜の形成を目的とする従
来技術は見当らないが、めっき浴に金以外の金属塩を添
加して、浴の安定性や析出速度の向上を提案している公
報及び尿素系化合物反応の触媒として前処理に金属膜を
付与する公報があるので、参考までに示しておく。 浴中にメタルを添加:特公昭55−85641号、特公
平2−19190号、特公平2−16385号。 前処理:特開平1−180985
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ピン
ホールがなくかつ光沢ムラのない金めっき皮膜の形成を
可能とする置換による無電解金めっき技術を確立するこ
とである。
【0006】
【課題を解決するための手段】課題解決のため研究の結
果、無電解金めっきの前処理として素材又はその上の下
地めっき材と金との中間に位置する電位を有した金属の
めっき或いはストライク皮膜を該素材又は下地めっき材
上に形成した後、無電解金めっきを実施することによ
り、電位が若干金側に移行してスタートすることによっ
て、微細な金結晶の発生と成長が起こり、めっき皮膜が
均一で、全面を被覆することができることが判明した。
この知見に基づいて、本発明は、金より卑な素材又は金
より卑な下地めっき材付き素材と無電解金めっき液とを
接触させて金との置換により金めっき皮膜を該素材又は
下地めっき材上に得る無電解金めっき方法において、無
電解金めっきの前処理として前記素材又は下地めっき材
と金との中間に位置する電位を有する金属のめっき或い
はストライク皮膜を該素材又は下地めっき材上に形成し
た後、無電解金めっきを実施することを特徴とする無電
解金めっき方法を提供する。好ましい具体例の一つとし
て、本発明は、銅張りプリント基板上に形成したNi乃
至Ni合金、例えばNi−P下地めっき材上に無電解金
めっきの前処理としてCu、Ag、Pt、Pd、Rh及
びRuの群から選択される金属のめっき或いはストライ
ク皮膜を形成し、その後無電解金めっきを実施すること
を特徴とする無電解金めっき方法を提供する。
【0007】本発明により、上記要求を充分に満足し、
ワイヤーボンディング性等に優れためっき皮膜を得るこ
とが出来た。前述した通り、従来技術で、めっき浴に金
属塩を添加する方法や前処理に金属膜を形成してからめ
っきを行う方法が提案されているが、本発明は、目的、
構成、作用及び効果においてこうした従来技術とはまっ
たく相違するものである。
【0008】
【作用】金より卑な素材又は下地めっき材と金との中間
に位置する電位を有する金属のめっき或いはストライク
皮膜を該素材又は下地めっき材上に形成した後、無電解
金めっきを実施(例えば、Ni−P下地めっきにCu、
Pd、Ru等のストライクを形成後金めっきを実施)す
ることにより、電位が若干金側に移行してスタートする
ことによって、微細な金結晶の発生と成長が起こり、金
めっき皮膜が均一で、全面を被覆することができる。ま
た、下地めっきの濃度のばらつき、例えばNi−P下地
めっきのP含有量のばらつきによって析出電位が異なる
が、本発明においてはその電位を均等化できることか
ら、安定しためっき皮膜を得ることができる。更に、ス
トライクを行うことによる密着性向上への寄与も得られ
る。ワイヤーボンディングを行うプリント基板に於い
て、0.3μm以上の厚さのめっき皮膜を、均一でピン
ホールのないめっき皮膜として得ることができたため、
微細化するパターンへのめっきが可能となり、軽量化、
小型化、高信頼性化を指向している移動体通信用のプリ
ント回路製造等に大きく寄与する。
【0009】本発明が対象とする素材又は下地めっき材
付き素材としては、銅張りプリント基板、リードフレー
ム、TAB、半導体デバイス、透明導電膜回路、硝子、
セラミック等を例示することができ、ワイヤボンディン
グのための金皮膜形成、金電極形成等を必要としそして
電位が金より卑なもの全般を包括する。
【0010】素材又は下地めっき材と金との中間に位置
する電位を有した金属のめっき或いはストライク皮膜
は、当該金属の可溶性塩を溶解しためっき液或いはスト
ライク液を使用して適正なpH及び浸漬時間を選択する
ことにより実施される。素材または下地めっき材の電位
を金側に移行するような混成電位を発現するに充分薄い
厚さのものでなければならない。幾つかのストライク条
件を挙げておく。 (1)Cuストライク条件: 硫酸銅:0.05〜0.2g/l(Cu量) pH:1〜2 液温:室温 処理時間:5〜20秒 (2)Pdストライク条件: 塩化パラジウム:0.02〜0.1g/l(Pa量) pH:1〜2 液温:室温 処理時間:15〜40秒 (3)Ruストライク条件: 硫酸ルテニウム:2〜9g/l(Ru量) pH:0.5〜1.5 液温:室温 処理時間:2〜8秒
【0011】置換による無電解金めっき液としてはこれ
まで様々のものが知られている。例えば、可溶性金塩に
シアン化アルカリ安定化剤等を添加した置換金めっき液
が知られている。本発明はそのいずれをも使用すること
ができるが、特に好ましい金めっき液はKG−550の
商品名で市販されているものである。これは次の組成及
び使用条件を有する: (A)組成 KAu(CN)2 :0.5〜5g/l 錯化剤:10〜50g/l pH緩衝剤:10〜150g/l 添加剤:1〜20ml/l (B)使用条件 pH:6 温度:60℃ めっき厚:0.5μm/30分
【0012】
【実施例】
(実施例1)Cu張りプリント基板に洗浄、硫酸浸漬処
理、エッチング及び硫酸浸漬処理を施した後、触媒付与
処理工程を経てNi−P下地無電解めっきを施した。N
i−Pめっきは、商品名KG−530Ni−Pめっき液
を用いて85℃×15分の条件で実施することにより4
〜5μmの皮膜厚を形成した。洗浄後、5%塩酸溶液に
浸漬しそして下記のストライク処理をした。
【0013】洗浄後、Cuストライクを施した。Cuス
トライク条件は次の通りとした: Cu:0.1g/l(硫酸銅) pH:1.5 液温:室温 処理時間:10秒
【0014】その後、前述したKG−550無電解めっ
き液(Au:2g/l)を使用してpH=6及び温度=
60℃の条件で30分で0.5μmのめっき厚の金めっ
きを形成した。
【0015】(実施例2)実施例1のCuストライクに
替えて、Pdストライクを実施した。Pdストライク条
件は次の通りとした: Pd:0.05g/l(塩化パラジウム) pH:1.5 液温:室温 処理時間:30秒
【0016】(実施例3)実施例1のCuストライクに
替えて、Ruストライクを実施した。Ruストライク条
件は次の通りとした: Ru:5g/l(硫酸ルテニウム) pH:1.0 液温:室温 処理時間:5秒
【0017】いずれも均一な金皮膜の形成の点で良好な
結果を示した。実施例3のRuストライクの場合を例に
とって本発明及び比較例の試験結果を示す。
【0018】図1は、新建浴Auめっき浴にRuスト
ライクを形成することなくNi−P下地を形成した試験
品を浸漬した場合、実施例3に従ってRuストライク
を形成した試験品を浸漬した場合、そして純Ni板浸
漬の場合それぞれの経過時間(分)に対する混成電位
(mV, Ag/AgCl )の変化を示すグラフである。図1から
次の結果を見ることができる:のストライク処理がな
い場合:スタートの溶出電位が高く、以降の電位も高く
推移している。30分に至ってもAu混成電位の−20
0mVに到達しないことからピンホールが存在し、下地
Ni−Pの溶出が続いている。のRuストライク処理
の場合:スタートの電位が低くなったことにより、核生
成が微細となり、以後の電位は−200mVに向かって
低下し、ピンホールのないAuめっきが得らたことを示
している。純Niの場合:スタート及び推移電位が高
く、粗でピンホールの多いめっきとなる。
【0019】図2は、のRuストライクのない場合の
30分間めっき後の無電解めっき析出状態のSEM写真
である。図3は、Ruストライクのある場合の30分間
めっき後の無電解めっき析出状態のSEM写真である。
Ruストライクによって微細な組織のピンホールのない
皮膜が形成されたことがわかる。
【0020】次に、表1は、Ruストライクのある場合
の30分間めっき後の無電解めっき析出皮膜の10測定
箇所での皮膜厚の測定結果を示す。皮膜形成が極めて均
一であることがわかる。
【0021】
【表1】
【0022】さらに、テープ剥し法による密着性の評価
を行った。Ni−P下地めっき上に直接0.5μm厚の
Auめっき皮膜を形成した場合は、Au膜はNi−P下
地めっきから全面にわたって剥れた。他方、本発明に従
い、Ni−P下地めっき上にRuストライク処理後0.
5μm厚のAuめっき皮膜を形成した場合、Au膜はN
i−P下地めっきから剥れなかった。
【0023】
【発明の効果】素材又は下地めっき材と金との中間に位
置する電位を有した金属のめっき或いはストライク皮膜
を該素材又は下地めっき材上に形成した後、無電解金め
っきを実施することにより、電位が若干金側に移行して
スタートすることによって、微細な金結晶の発生と成長
が起こり、結晶組織が小さく、めっき皮膜が均一で、全
面を被覆することができる。下地めっきの濃度のばらつ
きによって析出電位が異なるが、本発明においてはその
電位を均等化できることから、安定しためっき皮膜を得
ることができる。更に、ストライクを行うことによる密
着性向上への寄与も得られる。ワイヤーボンディングを
行うプリント基板に於いて、0.3μm以上のめっき皮
膜を、均一でピンホールのないめっき皮膜として得るこ
とができるため、微細化するパターンへのめっきが可能
となり、軽量化、小型化、高信頼性化を指向している移
動体通信用のプリント回路等の製造に大きく寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】新建浴Auめっき浴にRuストライクを形成
することなくNi−P下地を形成した試験品を浸漬した
場合、実施例2に従ってRuストライクを形成した試
験品を浸漬した場合、そして純Ni板浸漬の場合の経
過時間(分)に対する混成電位(mV, Ag/AgCl )の変化
を示すグラフである。
【図2】Ruストライクのない場合の30分間めっき後
の無電解めっき析出状態の金属組織の電子顕微鏡写真で
ある。
【図3】本発明に従いRuストライクのある場合の30
分間めっき後の無電解めっき析出状態の金属組織の電子
顕微鏡写真である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年4月23日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図3
【補正方法】変更
【補正内容】
【図3】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05K 3/24 A 7511−4E

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金より卑な素材又は金より卑な下地めっ
    き材付き素材と無電解金めっき液とを接触させて金との
    置換により金めっき皮膜を該素材又は下地めっき材上に
    得る無電解金めっき方法において、無電解金めっきの前
    処理として前記素材又は下地めっき材と金との中間に位
    置する電位を有する金属のめっき或いはストライク皮膜
    を該素材又は下地めっき材上に形成した後、無電解金め
    っきを実施することを特徴とする無電解金めっき方法。
  2. 【請求項2】 銅張りプリント基板上に形成したNi乃
    至Ni合金下地めっき材上に無電解金めっきの前処理と
    してCu、Ag、Pt、Pd、Rh及びRuの群から選
    択される金属のめっき或いはストライク皮膜を形成し、
    その後無電解金めっきを実施することを特徴とする無電
    解金めっき方法。
JP3395393A 1993-02-01 1993-02-01 無電解金めっき方法 Pending JPH06228762A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH108262A (ja) * 1996-03-22 1998-01-13 Macdermid Inc 表面のはんだ付け性増強方法
US6737104B2 (en) 2001-08-29 2004-05-18 Araco Kabushiki Kaisha Manufacturing method of anti-corrosive multi-layered structure material

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JPH108262A (ja) * 1996-03-22 1998-01-13 Macdermid Inc 表面のはんだ付け性増強方法
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19990112