JPH10168578A - 無電解金めっき方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高信頼性のあるプリント回路基板を製造する
に適した無電解金めっき方法を提供する。 【解決手段】 基板上に無電解ニッケルめっきによって
下地層を形成し、この下地層上に無電解金めっき法にて
金皮膜を形成する方法において、下地層上に金以外のニ
ッケルより貴な金属層（Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｒｈ）を形
成させてから無電解金めっきをすることを特徴とする。
ニッケルより貴な金属層は無電解めっきにより形成し、
その際液中にアルコール類、さらには脂肪族カルボン酸
類を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント回路基
板、半導体デバイス等のワイヤボンディング、金属極形
成のための無電解金めっき方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリント回路基板のＣＯＢ用とし
ても電気めっきで金皮膜を形成し、ワイヤボンディング
に供しているが、配線パターンが微細化するにつれて電
気めっきでは十分に対応できないようになってきた。無
電解めっきの方が容易であるので、今後は無電解めっき
の方向に進むようになる。この無電解めっき法には還元
型と置換型があるが、還元型は金めっき液に還元剤を含
ませたものであり、他方置換型はイオン化傾向の差を利
用するものである。

【０００３】厚付けめっき（０．１μｍ〜３μｍ）に対
しては還元型金めっきが行われていたが、この液はアル
カリ性液であるため、レジスト皮膜材質や基板材質によ
っては溶解することがあり、悪影響を与えることがあっ
た。そこで中性液として置換型金めっき液が使われる様
になった。しかし、置換型は被めっき物を溶解し、金が
電子を受けて析出するため、下地や素材の腐食を伴っ
た。プリント回路基板は銅材上にＮｉめっき下地を形成
した後、金めっき皮膜を形成するのが一般的であるか
ら、置換型金めっきの場合、Ｎｉ下地を腐食して金の析
出が生じるため素材の侵食も生じる。これが原因で液の
汚染さらには金型膜を汚染が起こり、密着不良の原因と
もなり、悪影響をもたらした。これはＰ％の低い部分が
早くしかも結晶が柱状晶であることもあって縦方向に腐
食が進むためであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は通常使
用されるＮｉめっき液を使用し、無電解金めっきをも使
用して密着性の良好な金めっき皮膜を形成させるもので
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に無電
解ニッケルめっきによって下地層を形成し、この下地層
に無電解金めっき法にて金皮膜を形成する方法におい
て、下地層上に金以外のニッケルより貴な金属層を形成
させてから無電解金めっきをすることを特徴とする無電
解金めっき方法である。

【０００６】ニッケルよりも貴な金属はＰｔ，Ｐｄ，Ｒ
ｕ，Ｒｈより選択し、その層の形成は無電解めっき法に
よるとよい。その際無電解めっき液中に、１価、２価、
３価及び多価アルコールの１種を０．０００６モル／リ
ットル〜２モル／リットル含むか、さらには還元剤とし
て脂肪族カルボン酸及びこれらのアンモニウム塩、カリ
ウム塩、ナトリウム塩の１種又は２種以上を５モル／リ
ットル以内含むとよい。又、無電解めっき液中に超音波
振動を加えるとよい。従来のニッケル皮膜上のＰｄめっ
き形成に使用される液は還元剤成分である次亜リン酸化
合物やホウ素化合物によるＰ，Ｂがめっき皮膜中に混入
するため、硬度のバラツキが生じていた。

【０００７】本発明では、Ｎｉ皮膜の形成として、一般
に使用されている硫酸ニッケル、ホスフン酸ナトリウム
等が含まれている無電解Ｎｉめっき液を使用し、そのＮ
ｉ皮膜面上にＰｄ皮膜を形成する方法として、還元剤と
しては上述のように脂肪族カルボン酸及びこれらの水溶
性塩を使用した無電解Ｐｄめっき液、さらに上述の各種
アルコールを含む無電解Ｐｄめっき液を使用する。

【０００８】例えば、塩化パラジウム、塩化パラジウム
ナトリウム、塩化パラジウムカリウム、塩化パラジウム
アンモニウム、硫酸パラジウム、酢酸パラジウム等の水
溶性パラジウム化合物に、プロピオン酸、酪酸、イソ酪
酸、ギ酸、酢酸、しゅう酸、マロン酸、コハク酸、リン
ゴ酸、酒石酸、クエン酸及びこれらのアンモニウム塩、
カリウム塩、ナトリウム塩を加えた無電解パラジウムめ
っき液を使用する。

【０００９】これに加える脂肪族カルボン酸及びこれら
の水溶性塩としては、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、
ギ酸、酢酸、しゅう酸、マロン酸、コハク酸、リンゴ
酸、酒石酸、クエン酸及びこれらのアンモニウム塩、カ
リウム塩、ナトリウム塩等の１種又は２種以上が挙げら
れる。これらの添加物は、パラジウムめっき液の還元剤
として添加する。その量は５モル／リットルを越えても
還元作用は変らないので５モル／リットル以内で良い。

【００１０】さらにメチルアミン、エチルアミン、プロ
ピルアミン、トリメチルアミン、ジメチルエチルアミン
等のモノアミン類、メチレンジアミン、エチレンジアミ
ン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン
等のジアミン類、ジエチレントリアミン、ペンタエチレ
ンヘキサミン等のポリアミン類、その他アミノ類として
エチレンジアミン四酢酸、ニトロ三酢酸、これら各種の
アンモニウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩を加える。

【００１１】さらに本発明ではアルコール類を加える
が、その例としては、メチルアルコール、エチルアルコ
ール、エチレングリコール、グリセリン、アリルアルコ
ール、イソプロピルアルコール、第三ブチルアルコール
などが挙げられる。かかるアルコール類は、配線パター
ン面に対する濡れ性改善や還元促進作用などにより、一
層安定なＰｄめっき効果が得られる。

【００１２】その量は０．０００６モル／リットル未満
では効果がなく、２モル／リットルを越えると他の試薬
との相乗効果が減少する。上記はＰｄめっきについて記
述したが、同様の手段でＰｔ，Ｒｕ，Ｒｈめっきをする
ことも本発明の範囲である。

【００１３】かかる中間層の形成により、配線基板の素
材侵食、めっき液の汚染もなくなり密着不良は生ぜず、
さらに配線パターン面に対する濡れ性改善や還元促進作
用などにより、一層安定な中間めっきが得られる。そし
て、その中間めっき層の上にシヤン化金カリウム、シア
ン化ナトリウム等による薄付無電解金めっきを行うこと
でボンディング性やハンダ付け性の優れた皮膜を形成す
ることができる。又、薄付無電解金めっき面上にさらに
シアン化金カリウム、シアン化カリウム等の中性厚付無
電解金めっきを行うことでさらに皮膜特性が向上する。

【００１４】

【発明の実施の形態】つぎに実施例に基づいて本発明を
さらに具体的に説明する。 実施例１ プリント回路基板上への導体回路の形成は、例えばスク
リーン印刷法等によって、導電成分及びガラス成分を含
有する導電ペーストを印刷し、焼成し、回路形成後、め
っき法で回路を形成する方法やエッチング、触媒付与、
無電解銅めっき工程によってめっき後、フォトマスキン
グ法、レーザビーム法等で回路を形成する。

【００１５】こうして得られた銅配線パターンに対して
無電解Ｎｉめっきを行うため、アルカリ性液、脱脂液に
浸漬して基板表面の汚れを除去し、過硫酸アンモニウム
によるソフトエッチング、硫酸で中和後、塩化第一ス
ズ、塩化パラジウムム、塩化ナトリウム、塩酸等による
触媒、活性化付与し、硫酸ニッケル、ホスフィン酸ナト
リウムを含有する液で８５℃前後で無電解Ｎｉめっきを
行い、Ｎｉ導体回路を形成した。

【００１６】次に無電解パラジウムめっきを行うため、
塩化パラジウム０．０５モル／リットル、エチレンジア
ミン０．０７モル／リットル、プロピオン酸０．４モル
／リットル、ｐＨ５．７に塩酸、水酸化ナトリウムで調
整し、温度７３℃にて６０分間浸漬させた。その結果、
膜厚が２．３μｍのＰｄめっき層が得られた。

【００１７】さらに薄付無電解金めっきを行うためシア
ン化金カリウム、シアン化ナトリウム等の液で８５℃前
後して５〜７分間無電解金めっきを行ない。目的により
中性厚付無電解金めっきをシアン化金カリウム、シアン
化カリウム等の液で８５℃前後で５〜２０分間行なうこ
とにより、高純度金めっき皮膜を形成した。得られたも
ののポンディング性能及び半田付け性能は極めて良好で
あった。

【００１８】実施例２ Ｎｉめっきしたプリント回路基板を準備し、パラジウム
めっき工程において、塩化パラジウム０．０５モル／リ
ットル、ジエチレントリアミン０．０６モル／リット
ル、ギ酸ナトリウム０．２５モル／リットル、酢酸ナト
リウム０．００１モル／リットル、クエン酸０．０４モ
ル／リットルのめっき液を用い、酸、アルカリ液でｐＨ
６．３前後に調整し、液温７２℃として５０分間浸漬し
た結果、膜厚は１．８μｍのＰｄめっき皮膜が得られ
た。この皮膜の上に実施例１と同様にして金めっきを施
し、ボンディング性能および半田付け性能の良好なめっ
き皮膜が得られた。

【００１９】実施例３ 実施例２において液温を８０℃とし、１０分間浸漬した
結果０．６μｍのＰｄめっき皮膜が得られた。

【００２０】実施例４ Ｐｄめっき工程において、実施例２の無電解めっき液に
メタノール０．００１モル／リットルを添加し、液温を
７４℃として、６０分間浸漬した結果、２．４μｍのＰ
ｄめっき皮膜が得られ、微細Ｎｉ配線上のＰｄ未析出や
短絡もない無電解Ｐｄ面が得られた。さらに薄体無電解
金めっきにより皮膜特性が向上した。

【００２１】実施例５ 実施例３において、無電解めっき液中に２５ｋＨｚ、１
Ｗの超音波を与えてＰｄめっき皮膜形成を行なった。そ
の結果、基板面上での液撹拌、基板めっき面での化学反
応へ促進に著しい効果があって、１０分間処理で１．１
μｍのＰｄめっき皮膜が得られた。

【００２２】

【発明の効果】Ｎｉ下地めっき上に貴金属層を中間層と
して形成させ、そこへ金めっきすることにより、基板回
路パターンの侵食もなく、密着性の良い金皮膜が得られ
る。ワイヤボンディングを行なうプリント基板において
優れた金めっき皮膜を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、高信頼性のあるプ
リント回路基板を製造することができる。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に無電解ニッケルめっきによって
   下地層を形成し、この下地層上に無電解金めっき法にて
   金皮膜を形成する方法において、下地層上に金以外のニ
   ッケルより貴な金属層を形成させてから無電解金めっき
   をすることを特徴とする無電解金めっき方法。
2. 【請求項２】 ニッケルより貴な金属はＰｔ，Ｐｄ，Ｒ
   ｕ，Ｒｈより選択する請求項１記載の無電解金めっき方
   法。
3. 【請求項３】 ニッケルより貴な金属層を形成させる方
   法は無電解めっきである請求項１記載の無電解金めっき
   方法。
4. 【請求項４】 無電解めっき液中に、還元剤として脂肪
   族カルボン酸及びこれらのアンモニウム塩、カリウム
   塩、ナトリウム塩の１種又は２種以上を５モル／リット
   ル以内含む請求項３記載の無電解金めっき方法。
5. 【請求項５】 無電解めっき液中に１価、２価、３価及
   び多価アルコールの１種を０．０００６モル／リットル
   〜２モル／リットル含む請求項３又は４記載の無電解金
   めっき方法。
6. 【請求項６】 無電解めっき液中に超音波振動を加える
   請求項３ないし５のいずれかに記載の無電解金めっき方
   法。