JPH06330335A - 置換金めっき液 - Google Patents

置換金めっき液

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JPH06330335A
JPH06330335A JP12399793A JP12399793A JPH06330335A JP H06330335 A JPH06330335 A JP H06330335A JP 12399793 A JP12399793 A JP 12399793A JP 12399793 A JP12399793 A JP 12399793A JP H06330335 A JPH06330335 A JP H06330335A
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gold
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昭男 高橋
Sumiko Nakajima
澄子 中島
Akishi Nakaso
昭士 中祖
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Abstract

(57)【要約】 【目的】シアン化合物を用いず毒性が低く、かつ従来の
シアン系置換金めっきと同等の皮膜特性を有する非シア
ン置換金めっき液を提供すること。 【構成】非シアン金源、亜硫酸塩、及び有機リン系金属
錯化剤を含み、不純物として、アンモニウムイオン、塩
素イオン、硫酸イオン、臭素イオン、またはヨウ素イオ
ンが特定の値以下であること。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、置換金めっき液に関す
る。
【0002】
【従来の技術】金めっきは、従来、装飾用や電子部品の
電気的接続部の接触抵抗を小さくするために多く用いら
れている。このような金めっきに用いるめっき液は、下
地が連続して導電性を有する材料の場合、電解めっきを
用いるが、電子部品、特に配線板や半導体装置のような
場合には、孤立した導体部分にめっきしなければならな
いことが多く、無電解めっきが用いられている。
【0003】このような無電解金めっきを行うために、
下地金属と置換して金を析出させる置換金めっき液とし
ては、従来、シアン化物が用いられている。このような
例として、日本プレーティング協会編、昭和59年9月
槇書店発行の「実用めっき(I)」には、シアン化金カ
リウム、塩化ニッケル、塩化コバルト、エチレンジアミ
ン四酢酸2ナトリウム、トリエタノールアミン、塩化ア
ンモニウム−アンモニア緩衝剤を含む置換金めっき液
を、pH6または9、液温95℃で使用することが開示
され、日本プレーティング協会編、昭和59年9月槇書
店発行の「実用めっき(III)」には、シアン化金ナト
リウム、シアン化ナトリウム、ソーダ灰を含む金めっき
液が開示されている。
【0004】また、置換金めっき液として、シアンを用
いないものとしては、特開平4−314870号公報
に、非シアン金源、亜硫酸塩、及びポリアミンとアミノ
カルボン酸を含む金属錯化剤を含むものが開示されてお
り、このポリアミンは、析出した金めっきの外観を向上
するために用いられている。
【0005】さらにまた、還元剤を含み、その還元作用
によって被めっき体に金を析出させる還元金めっき液も
知られている。このようなものとして、還元剤にチオ尿
素を用いるものが特開昭62−270779号公報、特
開昭63−79976号公報、特開平2−107780
号公報及び特開平4−32575号公報に開示され、還
元剤にヒドラジン及びその化合物を用いるものが特開平
3−215677号公報や特開平4−314871号公
報に開示され、還元剤に水素化ホウ素化合物、次亜リン
酸、ホルマリン等を用いるものが特開昭63−7997
6号公報、特開平2−107780号公報、あるいは特
開平1−125891号公報に開示されている。これら
のうち、特開昭62−270779号公報、特開昭63
−79976号公報、特開平2−107780号公報、
特開平3−215677号公報、及び特開平4−314
871号公報には、金の錯化剤としてチオ硫酸を使用す
ることが開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、置換金めっ
きにおいてシアン化合物を用いるものは、シアン化合物
が青酸カリの名称でも知られているとおり、微量でも毒
性の高いものであって、作業や保存に注意を払わねばな
らず、作業環境としても好ましいものではない。
【0007】また、従来の置換金めっきを行うものであ
ってシアンを使用しないものは、めっき液中の金以外の
金属、例えば銅や鉄等をブロックする力が弱く、液の安
定性が低く、また、析出しためっきと下地金属であるニ
ッケルとの密着力が低い。
【0008】さらにまた、従来の還元金めっきは、還元
剤との反応を、被めっき体の存在下においてのみ行わせ
ようとするために、液の安定剤を用いたり、液の組成比
を調節しなければならない。
【0009】本発明は、シアン化合物を用いず毒性が低
く、かつ従来のシアン系置換金めっきと同等の皮膜特性
を有する非シアン置換金めっき液を提供することを目的
とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の置換金めっき液
は、非シアン金源、亜硫酸塩、及び有機リン系金属錯化
剤を含み、不純物として、アンモニウムイオン濃度が
0.02モル/l以下、塩素イオン濃度が0.3モル/
l以下、硫酸イオン濃度が0.3モル/l以下、臭素イ
オン濃度が0.03モル/l以下、またはヨウ素イオン
濃度が0.006モル/l以下であることを特徴とす
る。
【0011】本発明に用いる非シアン金源としては、亜
硫酸金ナトリウム、亜硫酸金カリウム、亜硫酸金アンモ
ニウム、塩化金酸、塩化金酸ナトリウム、塩化金酸カリ
ウム、ヨウ化金酸ナトリウム、臭化金酸カリウム等のシ
アン化合物を使用しない金化合物を1種類以上使用する
ことができる。この非シアン金源の濃度は、0.5g/
l以上含むことが好ましく、1〜10g/lの範囲がさ
らに好ましい。濃度が0.5g/lより低いと、置換反
応速度が低下し、10g/lを越えると、経済的でない
他、アンモニウムイオン、塩素イオン、臭素イオン、ヨ
ウ素イオン等不純物が増加し、後に述べるように、めっ
き液としての特性を低下させる。
【0012】なかでも、上記不純物を含まない亜硫酸金
ナトリウムや亜硫酸金カリウムを用いることが好まし
く、他の金化合物を用いるときには、不純物として、ア
ンモニウムイオン濃度が0.02モル/l以下、塩素イ
オン濃度が0.3モル/l以下、臭素イオン濃度が0.
03モル/l以下、またはヨウ素イオン濃度が0.00
6モル/l以下となるようにめっき液を調整しなければ
ならない。アンモニウムイオン濃度が0.02モル/
l、塩素イオン濃度が0.3モル/l、硫酸イオン濃度
が0.3モル/l、臭素イオン濃度が0.03モル/
l、またはヨウ素イオン濃度が0.006モル/lを越
えると、めっき液が不安定になったり、自己分解を起こ
すことがあり、下地ニッケルとの密着力の低下やめっき
皮膜の外観が悪化することもある。これらの不純物イオ
ンは、めっき液の他の成分によるものもあり、非シアン
金源に使用する組成と合わせて、ここに示した範囲を越
えないように調整することが好ましい。以下に他の組成
について述べるが、他の組成についてもこの不純物イオ
ンを含まないようにすることが好ましい。
【0013】有機リン系金属錯化剤としては、アミノト
リ(メチレンホスホン酸)の塩類、1−ヒドロキシエチ
リデン−1,1−ジホスホン酸の塩類、エチレンジアミ
ンテトラ(メチレンホスホン酸)の塩類、ジエチレント
リアミンペンタ(ホスホン酸)の塩類から選択されたも
のを用いることができる。この有機リン系金属錯化剤の
濃度は、0.5g/l〜100g/lの範囲であること
が好ましい。0.5g/l未満では、めっきの光沢がな
くなり、下地金属のニッケルやコバルトとの密着力が低
下することもある。100g/lを越えると、金光沢を
失い茶褐色となり好ましくない。
【0014】亜硫酸塩の濃度は、7g/l〜150g/
lの範囲であることが好ましい。7g/l未満である
と、めっき液の安定性が失われ、150g/lを越える
と、置換反応が著しく抑制され、しかも経済的でなく好
ましくない。
【0015】本発明の置換金めっき液は、pHが、5〜
12の範囲であることが好ましく、さらには6〜11の
範囲が好ましい。5未満であると、亜硫酸が酸である水
素イオンと反応して有毒な亜硫酸ガスを発生し、12を
越えると、金は析出するが、めっきレジストを使用した
ときに、レジストがめっき液に溶解しレジストとして使
用できなくなり好ましくない。pHを調整するために各
種酸やアルカリを用いることができるが、上記不純物を
増加しないことが好ましい。例えば、アンモニウム塩を
用いるよりナトリウム塩やカリウム塩を使用することが
好ましい。
【0016】本発明の置換金めっき液の使用温度は、3
0〜95℃が好ましく、めっきを行う下地金属は、ニッ
ケルやコバルトが好ましい。
【0017】
【作用】本発明は、発明者らが鋭意検討の結果、主成分
として、非シアン金源、亜硫酸塩、ヒドロキシカルボン
酸類の金属錯化剤を用いたときに、アンモニウムイオン
濃度が0.02モル/l以下、塩素イオン濃度が0.3
モル/l以下、硫酸イオン濃度が0.3モル/l以下、
臭素イオン濃度が0.03モル/l以下、またはヨウ素
イオン濃度が0.006モル/l以下であれば、毒性を
低くした上で、従来のシアン化合物を用いた金めっき液
と同等のめっき特性を得ることができるという知見を得
てなされたものである。
【0018】
【実施例】ガラス布−エポキシ樹脂銅張り積層板である
MCL−E−67(日立化成工業株式会社製、商品名)
の回路とならない不要な銅箔の箇所をエッチング除去
し、水洗して、配線パターンを形成し、過硫酸アンモニ
ウム200g/lの水溶液に90秒間浸漬して配線パタ
ーン表面を粗化し、水洗し、10%の硫酸に60秒浸漬
し、水洗し、無電解ニッケルめっき用触媒であるメルプ
レートアクチベータ350(メルテックス社製、商品
名)に5分間浸漬して配線パターン表面に触媒を付与
し、水洗し、無電解ニッケルめっきであるブルーシュー
マー(日本カニゼン株式会社製、商品名)に85℃で3
0分間浸漬し、配線パターン表面にニッケルめっきを行
い、水洗した後、表1の組成と条件により置換めっきし
た。また、表に記載していない条件は、液温85℃、浸
漬時間30分間、pHを7.0となるように、水酸化ナ
トリウムあるいは塩酸を用いて調整した。めっき面積は
5dm2/lを1サイクルとして、30dm2/lまで連
続的にめっきして評価した。その結果を表1に示す。
【0019】
【表1】
【0020】この表からも分かるように、本発明の非シ
アン金源、亜硫酸塩、及び有機リン系金属錯化剤を用い
たものは、めっきの外観、密着力及びめっき液の安定性
が共に優れている。これに対して、比較例1では、有機
リン系金属錯化剤を用いていないためにめっきの外観が
悪い。この理由は、ESCAによって詳細に分析した結
果、金めっき皮膜に、金の置換反応によって発生する銅
やニッケルが取り込まれており、そのために緻密な金の
皮膜が形成されていないからである。また、比較例の2
〜6は、本発明と同じ構成ではあるが、さらに、不純物
であるアンモニウムイオン、塩素イオン、硫酸イオン、
臭素イオン、またはヨウ素イオンが特定の値以上に含ま
れたものであり、めっき外観を改善する金属錯化剤の効
果を抑制し、外観が悪化する。さらにまた、比較例7
は、シアンを用いない金めっき液の従来例に使用されて
いる金錯化剤としてのチオ硫酸を、本発明の有機リン系
金属錯化剤に代えて用いたものであるが、下地ニッケル
との密着力が低く、プリント配線板等に使用する場合に
充分な特性でないことが分かる。
【0021】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によっ
て、毒性が低く、かつ、シアンを用いた従来の置換金め
っきと同じようにめっき液の安定性、めっき外観、及び
下地金属との密着力等めっき皮膜特性に優れた非シアン
金めっき液を提供することができる。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】非シアン金源、亜硫酸塩、及び有機リン系
    金属錯化剤を含み、不純物として、アンモニウムイオン
    濃度が0.02モル/l以下、塩素イオン濃度が0.3
    モル/l以下、硫酸イオン濃度が0.3モル/l以下、
    臭素イオン濃度が0.03モル/l以下、またはヨウ素
    イオン濃度が0.006モル/l以下であることを特徴
    とする置換金めっき液。
  2. 【請求項2】有機リン系金属錯化剤が、アミノトリ(メ
    チレンホスホン酸)の塩類、1−ヒドロキシエチリデン
    −1,1−ジホスホン酸の塩類、エチレンジアミンテト
    ラ(メチレンホスホン酸)の塩類、ジエチレントリアミ
    ンペンタ(ホスホン酸)の塩類から選択されたものであ
    ることを特徴とする請求項1に記載の置換金めっき液。
  3. 【請求項3】亜硫酸塩の濃度が、7g/l〜150g/
    lの範囲であることを特徴とする請求項1または2に記
    載の置換金めっき液。
  4. 【請求項4】ヒドロキシカルボン酸の金属錯化剤の濃度
    が、0.5g/l〜100g/lの範囲であることを特
    徴とする請求項1〜3のうちいずれかに記載の置換金め
    っき液。
  5. 【請求項5】pHが、5〜12の範囲であることを特徴
    とする請求項1〜4のうちいずれかに記載の置換金めっ
    き液。
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