JPS60149782A

JPS60149782A - 選択的メツキ方法

Info

Publication number: JPS60149782A
Application number: JP611684A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Inoue; 潔井上
Original assignee: Inoue Japax Research Inc
Current assignee: Inoue Japax Research Inc
Priority date: 1984-01-17
Filing date: 1984-01-17
Publication date: 1985-08-07
Also published as: JPH0577748B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、合成樹脂基板やシリコンその他の磁器基板、
或いノオ金属酸化物等の如き半導電性乃至は絶縁性等の
不良導電性体の表面、マスキング等を施すことなく部分
的又は選択的にメッキして、種々の複雑かつ微細な金属
析出パターンを製作する方法、特に製作速度及び能率を
向上させた製作方法に関する。

斯種のメッキ方法として電気メンキを用いたものに、例
えば特開昭５５−１４８，７９７号公報に記載された選
択的電気メツキ法がある。この公報によれば、電解物質
中に陰極を設け、上記電解物質中に上記陰極から離して
陽極を設け、４二記陰極の表面の選択的にメンキすべき
領域を加熱するためにエネルギ・ビーム（レーザ等の電
磁放射線）を上記領域に当て、上記陽極との間に電圧を
印加し、上記ビーム・スポットに所定メッキ・パターン
を描かせるようにヒー１、・スポフトと陰極とを相対的
に移動させつつメンキをすると計う先行技術が開示され
ている。しかしなからこの先行技術によれば、０．２乃
至０．４４の厚さを有する＠ｔＯ川のＮｉラインメンキ
を形成するのに、アルゴン・レーザを集束して直径２０
μのビームとし、スポットでの強度を２×１Ｏ５Ｗ／ｃ
ｍ２としてＮ１法６陰極と陽極との間に１．５Ｖの直流
メッキ電位を印加した場合、陰極に対する実効露光時間
を２０ミリ秒とすることが必要で、光源のメンキライン
進路速度は１　ｍｍ／　ｓｅｃ　（＝　６０　ｍｍ／　
ｍｉｎ　）というものである。そしてこのことは、上記
レーザに於てビーム・スポットの直１￥を上記の半分以
下と１、てスポットでの電力強度を４倍にし、機械的チ
ョッピングによりパルス化した０　３ミリ秒の光パルス
を繰り返し照射しつつ］二連と同一の条件でメンキした
場合、厚さ６ｐＬで直径３０μのメッキ・スボｙ　ｌ・
を造るのに１秒を要することからも明らかなように高速
とは計い難く、寧ろ低速度であり、１−記先行技術文献
が適用分野として挙げるＩｃやＬＳＩ等の各種電子デバ
イス及びプリント基板等には、特別な場合等以外には到
底適用できないものであった。

また、特開昭５５−１４８．７５７号公報には、非感光
性のメッキ浴を準備する工程、該メンキ浴に被メンキ対
象物を接触させる工程、該接触ｔ７７７を局部的に加熱
してメンキを促進するに十分な強度のエネルギ・ビーム
（レーザ等の′電磁放射線）をＬ記接触面に当てる工程
とを有し、」−記ビーム・スポフトに所定メンキ・パタ
ーンを描かせるようにビーム・スポットと被メンキ対象
物とを相対的に移動させつつ選択的にメッキ（電気を用
いない無電解又は化学メンキ）をするとＪう先行技術が
開示されている。そして、この先行技術のメンギ法によ
れば、Ｎｉを蒸着した被メンキ対象物に対してのメッキ
速度を前記第１の先行技術の条件（メッキ厚さ０．２〜
０４川、メッキ幅１０．）により換算するとメンキ速度
は大兄０　、５−３　、６ｍｍ／５ｅａ（＝　３０−２
１６ｍｍ／ｗｉｎ　）　テあって、」二記第１の先行技
術のものより倍程度速い条件の場合があるとごうに過ぎ
ず、目的とする集積回路等への適用は矢張り特別な場合
等以外は、メッーキ速度が低速なため適用不可と思惟さ
れる。

また、各種の電子デバイスやプリント板等の基板は、通
常、絶縁体乃至は半導体であるから、金属導電性表面領
域内に所定パターン等の選択メッキを行なうものである
上記第１及び第２の先行技術文献に記載のものは、本発
明に於ける被メツキ対象物の基板には何等かの工夫なし
には適用できず、」−記先行技術に記載の選択メッキ後
に、該メンキがされなかったＮ１蒸着膜部分を、好まし
くは選択的に除去する処置等をしなければ、絶縁性基板
にに金属又は合金の導電性のパターンを有するものを製
作することができない。

本発明はかかる点に鑑みて提案されたものであり、高速
メッキが可能となり、かつ絶縁性基板に対するメンキが
行なえる選択的メッキ方法を提供することを目的とする
。

この目的を達成するため、本発明においては、化学メッ
キを行なう前に、析出核となる物質を含む流体を基板上
に接触させながらエネルギ・スポットを基板表面に照射
することにより１−記析出核となる物質を被着させる工
程を設け、該被着工程が所定のパターンの部分的被着と
して高速度で行なわれるようにしたことにより、後工程
としては、被着パターン全体に対して従来慣用の化学メ
ッキを行なえば良いのであるから、全体として選択的メ
ンキが高速度で能率良く行なえるようになったものであ
る。

本発明において、上記析出核となる物質としては、パラ
ジウムや錫等が用いられ、これらの塩化物等の化合物が
液体あるいはペースト状の流体中に含有されて使用され
る。また、上記化学メッキを行なう物質は一般的にはニ
ッケル、銅、金等である。すなわち本発明は、化学メッ
キを行なうものであるが、化学メッキの金属析出の段階
でエネルギ・ビームを用いるのではなく、化学メッキの
前処理の段階でエネルビ・ビームを用いるもので、エネ
ルギ会ビームの照射により、化学メッキの際の析出核の
被着形成を析出効率良く、かつ所定パターン形成と共に
高速で行なわれるようにしたことにより、爾後は所定パ
ターンの析出核に対して一度に化学メッキにより金属析
出をさせれば良いのであるから、全体として化学メッキ
による１＋Ｒ的メツキが高速で行なわれるようになった
ものである。

以下本発明の詳細を第１図に示す実施例により説明する
。第１図（Ａ）に示すように、ＮＧ装置ｌにより位置制
御されるＸＹテーブル２に選択的メッキを施こすべき基
板３をセットする。なお、該基板３は、例えば第２図（
Ａ）に示すように、ガラス繊ｉ３Ａの表面をエポキシ樹
脂３Ｂによりコーティングしたものであり、セットの前
に中性洗剤で洗浄し、水で中性洗剤を良く洗い落とし、
その後電気炉並びに天火で乾燥させたものである。該基
板３の表面に対してノズル４から塩化パラジウム溶液５
を５０ｍｕ／ｍｉｎで噴霧すると同時に、変調器を含む
レーザ装置６より凸レンズ７により直ＰＩ：１ｆｆｌｆ
ｆｌに集束させた１、５Ｘ１０”Ｗ／Ｃ１１１２のレー
ザ・ビーム８を照射することにより、基板３の表面にＮ
Ｃ装置ｌにより発生される数値に基づく線幅１ｍｍの析
出パラジウムによる画線が描かれる。第２図（Ｂ）（Ｃ
）は塩化パラジウム溶液５の存在下でレーザ・ビーム８
を照射することにより基板３の表面に凹状の活性化点（
線）３ａを生じてこの活性化点３ａに残留する塩化パラ
ジウム溶液５に続けてレーザ・ビームが照射されること
により、パラジウムによる析出核９が形成される様子を
示している。勿論、これ等の作用は極短時間の内に殆ん
ど同時進行的に行なわれ、場合によって溶液５中の塩化
パラジウムの分解が活性点３ａの形成よりも先行する場
合もあり、また、活性点３ａは廻りの表面に対してそれ
程判然とした活性を有する部分でなくても、当該部分の
溶液５のみがレーザービームで加熱されている訳である
から、結局レーザ・ビームのエネルギが所定値以上であ
れば、当該部分にパラジウムの析出核が形成されること
になる。

ココでレーザ・ビームを含むエネルギ・ビームによる活
性化について説明すると、エネルギ・ヒー１、を合成樹
脂等の高分子、酸化物等のセラミンクス、金属等の表面
に局部的に照射すると、照射された部分に温度上昇を生
じ、或いは表面の吸着物（薄い分子層の酸化物、水、塵
芥、油脂″９）か飛び出し、エネルギ的或いは化学的に
清浄な表面が出現する。固体の物質におけるこの清浄化
された最外面の表面原子は前記吸着物で覆われた部分に
比較して電子構造的に極めて不安定ないわば「尻丸出し
」の状態にあると言って良く、この状態を解消しようと
して分子、原子をくっつけたいと常に指向する一種の興
奮状態を形成しており、エネルギ的に表面Ｆの原子に比
較して高い状態にある。このような局部的に活性な状態
を、エネルギ・ビームの照射によって希望する場所に形
成する訳である。

ここで使用した塩化パラジウム溶液５としてはＦ記の組
成のものを使用した。

ＰｄＣ文２　０．２５〜１２．５ｇ／す３６％ＨＣｎ　
２．５−１２５　ｍ　’ｌ　／　ＩＣ３Ｈ＠　０３　０
−２００　ｍ　ｌ　／　１Ｃ２Ｈ６０Ｈベースなお、−１−記ＨＣｕはＰｄＣＭ２をエタノール（Ｃ２
Ｈ５０Ｈ）に溶解させるために、また、グリセリン（Ｏ
３Ｈ８０３）は溶液の粘性を高め、溶液５が基板３に湿
潤する効果を持たせるためにそれぞれ添加したものであ
り、ベースとしてエタノールを用いたのは、これが１−
記エポキシ樹脂でコーティングした基板３をエンチング
する効果を持ち、また蒸発熱が小さいため、レーザ争パ
ワーを小さくする効果を合わせ持つからである。ベース
としては、この他にアセトンや水等ヲ用いることができ
る。

ト記のようにして析出核９を形成させた後、第１図（Ｂ
）に示すようにノズル１０から１０％塩酸水溶液を噴霧
または噴射し、基板３の表面に流下させて何着している
塩化パラジウム溶液を洗い流し、水で塩酸溶液を洗い流
した後、次いで第１図（Ｃ）に示すように該基板３を銅
あるいはニッケル無電解メッキ溶液ｌｌ中に浸漬して無
電解メッキ（化学メンキ）を行なう。この無電解メッキ
においては、第２図（Ｄ）に示すように、上記パラジウ
ムでなる析出核９上に銅またはニッケル１４が析出する
ことになる。

ここで、本実施例において無電解メッキに使用した銅メ
ンキ液は水中に下記の量の物質を含むものである。

硫酸銅　７　ｇ／、Ｑロンシェルｉ！２０　ｇ　／交炭酸ナトリウム　２　ｇ　／　Ｌ；Ｌ水酸化すトリウム　５ｇ／文ホルムアルデヒド４０％水溶液　２５＋ｎＱ／９゜また
、ニッケルメンキ液としては下記の組成のものを使用し
た。− ｊスＡ化ニッケル　４５ｇ／立次亜リン酸すトリウム　１１ｇ、７文クエン酸す）・リウム　１００ｇ／す塩化アンモニウム　５０ｇ／又その後、第１図（Ｄ）に示すように、ノズル１２により
基板３に水を流下させて洗浄し、メッキ厚かさらに必要
な場合には第１図（Ｅ）のように電気メッキ液１３中に
基板３を浸漬して電気メッキを行なう。この電気メッキ
は回し金属のみならず、例えば銀や金等のような異なる
金属について行なってもよい。

上述のようにレーザ・ビームを用いてパラジウム析出を
行なった場合、最高的２２０ｍ／ｍ１ｎ（３、６７ｍ／
’Ｓｅｃ　）の無電解メッキ用のパラジウム析出ライン
進路速度を得ることができた。基板３にパラジウムによ
るパターンを描いた後は、無電解メッキによるメッキで
あるが、これは能率アンプの−Ｌで問題となることはな
い。なぜならば、この無電解メンキは析出核を寄り所と
して高速に進行する１−、、多数の基板３をメンキ槽に
浸漬しておくことによってメッキを進行させることがで
きるからである。

ここで、」−記パラジウム溶液の代わりに、硝酩アンモ
ニウムおよび亜硝酸ナトリウムを含むアンモニア水中ニ
Ｐ　ｄ　（ＮＨ３）　２　（ＮＯ２）　２を０．０４Ｍ
含有させたＰＨ８，５，４５°ＣＬ７）溶液を用いた場
合にもほぼ同様の結果を得た。

また、パラジウム溶液として、水中に０．１％のｊ！化
パラジウムと０．３％の塩化水素とを加えた溶液を使用
し、基板３の表面に、第３図に示すように何らかの供給
口１５からパラジウム化合物を含む溶液５を基板３の表
面に０．１〜１ｍｍの液層ができるようにｌｃｃ／ｓｅ
ｃの流量で層状に流下させるようにし、出力ビームの直
径が０．６ｃｍ、出力１０Ｗ、波長１０　、６　ｐ、＋
７）ＣＯ２レーザを用いると、４４ｃｍ／ｍｉｎの析出
ライン進路速度（走査速度）でパラジウム析出を行なわ
せることが可能であった。従って、１分間にパラジウム
を析出できる面積は、０　、６Ｘ４４＝２６　、４ｃｍ２／ｍｉｎとなる。こ
こでビームを０　、０６ｃｍ　（０、６ｍｍ）に縮った
とすれば、２６．４÷０　、０６　＝　４４０ｃｍ／ｍｉｎの走査
速度を実現することが可能である。同じビーム直径でレ
ーザ出力を１０倍、即ち１００Ｗとすると、走査速度は
レーザ出力に比例する関係から、走査速度も最大で１０
倍、すなわち４４００ｃｍ／ｍｉｎ　（４４ｍ／ｍｉｎ
　）となり、秒速に換算すると約０．７ｍ／ｓｅｃとな
る。なお」二記走査速度は前記塩化パラジウム溶液の温
度や供８６　！ｌｊにも比例する。

上記実施例においては、塩化パラジウム溶液を基板に対
して噴霧することにより供給するようにしたが、パラジ
ウム化合物を含む流体は液体ではなくペースト状をなす
ものであっても良く、その場合には第４図に示すように
ペースト状のパラジウム化合物を含む流体５をホッパ１
６から塗布用ローラ１７を介して基板３の表面に塗布す
る等の塗布機構が採用できる。

第５図は本発明の他の実施例であり、本実施例は、上記
パラジウム等の析出を促進するために、超音波発生装置
１８から基板３に対して例えばｌＯ〜５０ｋＨｚの超音
波を当てながら上記溶液５を基数表面に供給しっつレー
ザ・ビーム８を照射するものであり、本実施例によれば
、第１図の実施例と同様の溶液５の組成、供給量、レー
ザφビーム強度等の条件下で約２倍の析出速度を得るこ
とができ、前記パターン形成のための走査速度（析出ラ
イン進路速度）を、それだけ速くすることができた。ま
た、超音波を基板３に当てることにより、レーザ・ビー
ム出力を只にしても同じ析出速度を得ることができた。

第６図は本発明の他の実施例であり、本実施例は、基板
２０として、帯状をなす可撓性を有する合成樹脂材を用
いるか、帯状基材に基板を貼り伺けることにより、連続
処理ができるようにしたものである。第６図において、
供給リール２１から繰り出される適宜の洗浄処理が為さ
れている基板２０は、活性化処理槽２２内のパラジウム
化合物溶液５に浸漬され、該処理槽２２内に設けられた
ローラ２３にカイトされ、レーザ装置６かも凸レンズ７
で集束させたレーザ・ビーム８が照射されて活性化処理
、すなわち予め定められた画線にそって金属パラジウム
の析出を行なわせ、その後槽外のカイトローラ２４．２
５間でノズル２６から噴出する水により水洗し、次にガ
イドローラ２７．２８でガイドして化学メッキ槽２９中
のニッケルや銅の無電解メッキ液１１に浸漬して無電解
メンキを行なわせる。この場合イオン制御槽３０と化学
メンキ槽２９との間でメッキ液１１を循環させ、ニッケ
ルあるいは銅イオンの濃度が一定になるように陽極にニ
ッケルあるいは銅３１を接続して電解する。次に槽外の
ガイドローラ３２，３３間でノズル２６から噴出する水
により水洗し、次にガイドローラ３４．３５でガイドし
て電気メンキ槽３６中のニッケルや銅、金銀等の電気メ
ツキ液１３に浸漬し、接触ローラ３７を介して析出金属
を陰極に接続して電気メッキを行なわせる。次にガイド
ローラ３８を介して引−した部分でノズル３９等から噴
出する温風等により乾燥させた後に巻取リリール４０に
巻取る等の手段によりまとめる。なお、本実施例で用い
た活性化処理用の溶液は、塩化パラジウム溶液の場合に
は、ＫＣ文　３．３ｇＰｄＣ文　２ｇ３６％ＨＣｌ　２５　ｍ　ｌを木１文に溶解したものを用いた。またこの他に塩化錫
の溶液を用い、この場合には、５ｎＣＱ２拳Ｈ２０２５，２ｇＫＣ文２　２５ｇ３６％ＨＣｌ　２５　ｍ　ｌを氷１文に溶解したものを用いた。また、活性化処理の
場合に、増感剤としてＡｇＮ０．を１．５ｇ加えた所、
約２０％析出速度を」−げることができた。

また、Ｌ記無電解メンキ液としては、ニッケルを含むも
のとしては、クエン酸すトリウム　０．２Ｍホウ酸　０．５Ｍ次亜鉛酸すＩ・リウへ　〇、２Ｍ硫酎ニン耐ル　Ｏ，１Ｍを含むＰＨ８，７０°Ｃの溶液を用い、銅を含むものと
しては。

ホルムアルデヒド　０．３Ｍ硫酸銅　０．１Ｍを含むＰＨＩＩ、２５°Ｃの溶液を用いた。

ｉ記のような連続処理とすれば、自動的に作業を行なう
事かでき、省力化が容易となる。

本発明を実施する場合、基板３，２０としては、ＡＢＳ
、ポリプロピレン、エポキシ、ポリエステル、フェノー
ル、ポリフェニレンオキシド、ポリヒニル、ウレタン、
アクリル等の合成樹脂やシリコン、カラス、アルミナ等
の磁器等を用いることができる。また、エネルギービー
ムとしては、１００ＭＨｚ以上の電磁波を用いることが
できる。

以上述へたように、本発明によれば、化学メンキの金属
析出の段階でエネルギ・ビームを用いるのではなく、化
学メッキの前処理の段階でエネルビ・ビームを用いるよ
うにしたので、化学メッキの金属析出の際に析出核とな
るパラジウム等の析出が極めて高速で行なわれるので、
絶縁性基板に対して所定パターン等の選択的メッキを高
速で行なうことができる。また、本発明によれば、化学
メッキ用の核析出の溶液及び無電解メッキ液の使用損耗
量は、所定パターン等の選択的メン＋破に対応するもの
であるから、無駄がなく、極めて経ン斉的である。

【図面の簡単な説明】

第１１′Ａは本発明の一実施例を２Ｊ＼す上程図、第２
図ｊオ木発明の方法を実施した場合の原理図、第３図な
いし第５図は本発明の活性化処理の別の例を小才図、第
６図は本発明の他の実施例を示すＬ秤量である。１・・・ＮＣ装置、２・・・ＸＹテーブル、３，２ｏ・
・・基板、４・・・７　ｉ　、＋ｔ、　、　５・・・１
嘉化パラジウム溶液、６・・・１−ザ装置、７・・・凸
レンズ、８・・・【・−ザ・ビーム、９・・・ｌｉ　出
核、１０．１２・・・ノスル、１１・・・化学Ｊ・・キ
液、１３・・・電気、メンキ液、１４・・・ニンｆノ［
または銅、１８・・・超音波発生装置！ｌ″ｆ１負出願
人　株式会２−ｉ：　Ｊｌ’　Ｊ−ジャパックス研究所
代理Ｋ　弁理士　若ＦＦ１勝− 第１図第２図第３図　第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）化学メッキの際に析出核となる物質を化合物の状
態で含有する流体を用意し、該流体を被メツキ対象物で
ある絶縁性基板の表面に接触介設させ、該接触面を局部
的に加熱して前記流体中の化合物を分解させて化学メッ
キの際に析出核となる物質を上記基板表面に被着させる
に十分なエネルギ・ビームを上記接触面に照射し、この
エネルギ・ビームの照射を基板表面の所定部分に行なっ
た後前記基板を洗浄して残存する前記流体を除去し、次
いで前記エネルギ・ビームの照射面を所定の化学メッキ
液と接触させて前記被着物質部分に化学メンキにより金
属を析出させることを特徴とする選択的メンキ方法。
（２）前記エネルギ・ビームがレーザ・ビームである特
許請求の範囲第１項記載の選択的メッキ方法。
（３）前記化学メッキの際に析出核となる物質がパラジ
ウムで、該物質の化合物が塩化パラジウムである特許請
求の範囲第１項記載の選択的メッキ方法。
（４）前記化学メッキの際に析出核となる物質を化合物
の状態で含有する物質が、前記化合物を溶解含有する水
溶液である特許請求の範囲第１項記載の選択的メッキ方
法。
（５）前記流体がペースト状物である特許請求の範囲第
１項記載の選択的メッキ方法。
（６）前記流体の基板表面への接触介設が、前記流体を
基板表面に沿って層状に流すことにより行なわれる特許
請求の範囲第１項記載の選択的メッキ方法。
（７）前記流体の基板表面への接触介設が、前記流体を
基板表面へ層状に塗着することによって行なわれる特許
請求の範囲第１項記載の選択的メッキ方法。
（８）前記流体の基板表面への接触介設が、前記流体を
基板表面へ噴霧することによって行なわれる特許請求の
範囲第１項記載の選択的メンキ方法。
（９）前記エネルギ・ビームの照射を基板表面に行なう
際に、超音波により基板を振動させる特許請求の範囲第
１項記載の選択的メッキ方法。
（１０）前記絶縁性基板が長尺帯状板から成り、前記メ
ッキが長さ方向に順次行なわれるものである特許請求の
範囲第１項記載の選択的メッキ方法。
（１１）前記絶縁性基板が合成樹脂である特許請求の範
囲ｉ１項記載の選択的メンキ方法。
（１２）前記絶縁性基板が磁器である特許請求の範囲第
１項記載の選択的メンキ方法。
（１３）前記化学メンキがニッケル・メンキである特許
請求の範囲第１項記載の選択的メッキ方法。
（１４）前記化学メンキが銅メッキである特許請求の範
囲第１項記載の選択的メンキ方法。
（１５）前記エネルギ・ビームの基板表面の所定部分へ
の照射が、ビームと基板との相対的な数値制御移動によ
り行なわれるものである特許請求の範囲第１ダ１記載の
選択的メッキ方法。
（１６）前記化学メッキにより金属を析出させた基板を
さらに電気メッキする特許請求の範囲第１項記載の選択
的メッキ方法。