JPH11217689A - 電解銅めっき液及びそれを用いた電解銅めっき方法 - Google Patents

電解銅めっき液及びそれを用いた電解銅めっき方法

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JPH11217689A
JPH11217689A JP1846898A JP1846898A JPH11217689A JP H11217689 A JPH11217689 A JP H11217689A JP 1846898 A JP1846898 A JP 1846898A JP 1846898 A JP1846898 A JP 1846898A JP H11217689 A JPH11217689 A JP H11217689A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント配線板等に予め塗布されたレジスト
の膨潤や剥離を起こすことなくめっきが施せる安定性の
高い電解銅めっき液を提供することを目的とする。 【解決手段】 硫酸銅を硫酸銅五水和物として20〜1
00g/lと、ジエチレントリアミン五酢酸及び/又は
エチレンジアミン硫酸塩を60〜150g/lと、亜硫
酸水素ナトリウムを1〜20g/lと、30%アンモニ
ア水を20〜200ml/lとを含有した電解銅めっき
液とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線板等
の電気・電子機器部品用あるいはウエハー配線バンプ形
成用の銅めっき液に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より銅めっきは、電気・電子機器部
品製造に広く用いられており、例えばプリント配線板製
造での配線回路の形成即ちパターンめっきやスルーホー
ルめっき等を行う場合にも使用されている。このプリン
ト配線板製造における銅めっき処理方法としては電気め
っきが知られており、そのめっき液種類は硫酸銅系の強
酸性めっき液とシアン化銅又はピロリン酸銅系のアルカ
リ性めっき液のものに大別される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の強酸
性或いはアルカリ性のめっき液を用いてプリント配線板
等に銅めっき処理を行うと、そのプリント配線板に予め
塗布されたレジスト(感光性樹脂等)を侵食したり、剥
離したりする現象が生じる。そのため、従来のめっき液
を使用して銅めっきによる回路形成等を行っても設計通
りに形成することが困難であった。また、そのめっき外
観としても満足できるものが得られなかった。
【0004】さらに、近年のプリント配線板の高密度化
・薄物化傾向により回路の細線化が進み使用されるレジ
スト厚みもさらに薄くなってきたため、従来のめっき液
ではレジスト膨潤・剥離の現象が著しくなりめっき処理
が行えない事態も生じてきた。
【0005】そこで、本発明は、従来酸性浴として分類
される硫酸銅の電解銅めっき液を改良し、レジストの膨
潤や剥離を起こすことなくめっきが施せる安定性の高い
電解銅めっき液を提供するとともに予めレジストが塗布
されているプリント配線板等にめっきを施す場合に好適
な電解銅めっき方法を提供せんとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明の電解銅めっき液は、硫酸銅と、ジエチレン
トリアミン五酢酸及び/又はエチレンジアンミン硫酸塩
と、亜硫酸水素ナトリウムと、アンモニア水とを含むも
のとした。このめっき液組成は硫酸銅をベースとしてい
るものであるが、めっき液のpHを中性付近で維持する
ことができるので、従来の強酸性又はアルカリ性のめっ
き液で発生するレジストの膨潤や剥離を引き起こすこと
なく銅めっき処理をすることが可能となる。ここにいう
中性付近とはpH5〜10の範囲を示すものである。
【0007】本発明のめっき液は、硫酸銅を硫酸銅五水
和物として20〜100g/l含有し、ジエチレントリ
アミン五酢酸又はエチレンジアミン硫酸塩のいずれか一
方を60〜150g/l含有するか、又はジエチレント
リアミン五酢酸とエチレンジアミン硫酸塩を合わせて6
0〜150g/l含有し、そして、亜硫酸水素ナトリウ
ムを1〜20g/l含有し、さらに30%アンモニア水
を20〜200ml/l含有することが好ましい。硫酸
銅五水和物で100g/lを越えるとめっき液中に硫酸
銅が溶解しなくなり、20g/lより少ないと電流効率
が悪くなり実用的でない。また、ジエチレントリアミン
五酢酸とエチレンジアミン硫酸塩とは、めっき液に含有
させるアンモニアにより液pHが中性付近となった場合
でも、液中の銅を錯体化し沈殿を防止するものである。
このジエチレントリアミン五酢酸とエチレンジアミン硫
酸塩とはそれぞれ単独で用いることもできるが双方を合
わせて用いてもよい。その際の含有量が60g/lより
少ないと銅の錯体化が完全にされず沈殿物が発生し易く
なり、150g/lを越えるとヤケめっき状態になるた
め外観が悪くなる。
【0008】亜硫酸水素ナトリウムは、析出する銅内に
不純物として共析し易い物質を還元する働きをするもの
で、めっき処理における不純物の共析を抑制することが
できる。この亜硫酸水素ナトリウムの含有量は、1g/
lより少ないとめっきで得られる銅中に不純物の共析が
多くなり、20g/lを越えるとヤケめっき状態になる
ため外観が悪くなる。この亜硫酸水素ナトリウムは、ジ
エチレントリアミン五酢酸のみの場合やジエチレントリ
アミン五酢酸とエチレンジアミン硫酸塩との両方を含有
する場合は必要であるが、エチレンジアミン硫酸塩のみ
を含有する場合には特に含有しなくてもよい。さらに3
0%アンモニア水の含有量は、20ml/lより少ない
と液pHが5よりも小さな酸性領域となるためレジスト
の膨潤・剥離を引き起し、200ml/lを越えると液
pHが10よりも大きなアルカリ性領域となるため同様
な現象を生じてしまう。
【0009】また、本発明の電解銅めっき液には、pH
調整剤、錯化剤、界面活性剤を少なくとも1種以上を含
むほうがより好ましい。pH調整剤としては、アンモニ
ア水、硫酸を使用することができる。このpH調整剤を
適宜添加することにより、めっき処理中に変動するpH
を中性領域(pH5〜10)に維持し、レジストの膨潤
や剥離を引き起こさず長時間めっき処理することも可能
となる。錯化剤としては、クエン酸水素2アンモニウム
を用いることができ、好ましくは20〜90g/l含有
しておけばめっき液の安定性がさらに向上する。そし
て、界面活性剤は一般的に知られるものを使用できる
が、好ましくはポリエチレングリコールを0.05〜1
g/l含有させるとピットやボイドの発生が抑制され良
好なめっき外観を得ることができる。
【0010】本発明のめっき方法は、上述する電解銅め
っき液を用い、pH5〜10、液温25〜60℃でめっ
きを施すことを特徴とするものである。pHがこの範囲
を超えるとレジストが膨潤又は剥離等する現象が発生す
るためである。また、液温が25℃より低いと不純物の
共析が多くなり、60℃を越えるとめっき液pHの変動
が著しくなるからである。より具体的なめっき条件とし
ては、めっき電流を電流密度1〜7A/dm2で供給
し、上記の液温、pH範囲でめっき液を弱撹拌すること
が好ましい。pHはpH調整剤のアンモニア水又は硫酸
を適宜添加することにより調整すればよく、より好まし
くはpH6〜8範囲になるようにコントロールする。
【0011】本発明のめっき液を用いてめっき処理する
場合、Pt/Ti系等の不溶性アノード或いは溶解性ア
ノードの双方を用いることができる。従来の強酸性硫酸
銅溶液で不溶性アノードを使用した場合、めっき性状を
コントロールするためにめっき液へ添加する有機添加剤
が著しく分解され、めっき液の安定性に欠けるものであ
った。しかし、本発明のめっき液では不溶性アノードを
使用しても有機添加剤の分解はあまり生じないのでめっ
き液の安定性は良く、めっき処理の工程管理も容易に行
うことができる。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を実施例1〜6
により具体的に説明する。各実施例のめっき液の組成を
表1に示す。
【0013】
【表1】
【0014】<表1の説明>表1中の記号は、次に示す
薬品を表示する。 A:硫酸銅五水和物(g/l) B:ジエチレントリアミン五酢酸(g/l) C:エチレンジアミン硫酸塩(g/l) D:亜硫酸水素ナトリウム(g/l) E:30%アンモニア水(ml/l) F:クエン酸水素2アンモニウム(g/l) G:ポリエチレングリコール(g/l)
【0015】表1で示す各薬品を純水に溶解し、実施例
1〜6の電解銅めっき液を作成した。めっき処理条件
は、液温45℃で、Pt/Ti系の不溶性アノードを用
い電流密度2A/dm2 のめっき電流を供給して行っ
た。また、めっき処理中は、アンモニア水又は硫酸を適
宜添加することでめっき液pHを7付近で維持し、めっ
き液は弱撹拌し続けた。被めっき対象物はエポキシ樹脂
系積層板表面に回路形成用のレジストが塗布されたもの
で、レジストが塗布されていない部分は無電解銅めっき
により下地層となる銅が処理されたものを用いた。各実
施例のめっき液を用いて、この下地層の銅上に10μm
厚の銅を電析させ回路形成を行った。そして、めっき処
理終了後のレジスト及び形成された銅回路を目視及び顕
微鏡により観察した。
【0016】また、比較のために、硫酸銅五水和物15
0g/l、硫酸80g/l、Cl-10ppm(HCl
で添加)、有機添加剤としてニカワを5ppmを含む強
酸性銅めっき液[比較例1]と、シアン化銅50g/
l、シアン化ナトリウム80g/l、炭酸ナトリウム4
0g/l、水酸化カリウム15g/lを含有するアルカ
リ性銅めっき液[比較例2]とを作成し、両比較例ともに
液温30℃、電流密度2A/dm2 のめっき条件で、実
施例と同じ被めっき対象物にめっき処理を行った。
【0017】各実施例及び比較例での観察結果を表2に
示す。
【0018】
【表2】
【0019】<表2の説明>表2中レジストの膨潤及び
剥離の項目で、無、有、一部有とは以下のことを示す
(表中ボイド、ピットの項目も同じ)。 無:目視及び顕微鏡の観察で確認されなかった。 有:目視により確認された。 一部有:目視では確認できないが、顕微鏡により微小領
域で確認された。また、形成された銅回路の外観項目
で、◎、○、△は次の状態を示す。 ◎:めっき外観が非常に良い。 ○:めっき外観が良好。 △:めっき表面がややくもり気味の状態。
【0020】表2で示すように本実施例1〜6のめっき
液で処理を行っても、プリント基板に予め塗布されたレ
ジストの膨潤や剥離等の現象は生じていなく、得られた
銅回路もピット、ボイドの欠陥が無い上に外観も非常に
良好なものであった。また、クエン酸水素2アンモニウ
ム又はポリエチレングリコールを添加しているめっき液
(実施例5,6)では、より良好な外観を有する銅めっ
きが施せた。
【0021】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の電解銅めっ
き液は硫酸銅をベースとする溶液であるが中性付近の液
pHでめっき処理が可能となるので、プリント配線基板
等の製造工程で使用されるレジストの膨潤や剥離が無
く、良好な銅めっきを施すことができる。また、本発明
のめっき方法によれば、レジストとプリント配線板との
密着性が確保されるため良好なパターンめっきが可能と
なり、さらに、不溶性アノードを使用しても有機添加剤
の分解が少ないため、めっき処理の工程管理も容易とな
る。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 硫酸銅を硫酸銅五水和物として20〜1
    00g/lと、ジエチレントリアミン五酢酸及び/又は
    エチレンジアミン硫酸塩を60〜150g/lと、亜硫
    酸水素ナトリウムを1〜20g/lと、30%アンモニ
    ア水を20〜200ml/lとを含有するものである電
    解銅めっき液。
  2. 【請求項2】 pH調整剤、錯化剤、界面活性剤のうち
    一種以上を含む請求項1に記載の電解銅めっき液。
  3. 【請求項3】 pH調整剤がアンモニア水及び/又は硫
    酸である請求項2に記載の電解銅めっき液。
  4. 【請求項4】 錯化剤がクエン酸水素2アンモニウムで
    ある請求項2又は請求項3に記載の電解銅めっき液。
  5. 【請求項5】 界面活性剤がポリエチレングリコールで
    ある請求項2ないし請求項4いずれか1項に記載の電解
    銅めっき液。
  6. 【請求項6】 請求項1〜5のいずれか1項に記載の電
    解銅めっき液を用い、pH5〜10、液温25〜60℃
    でめっきを施すことを特徴とする電解銅めっき方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7517555B2 (en) * 2001-04-27 2009-04-14 Hitachi Metals, Ltd. Copper plating solution and method for copper plating

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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