JPS62250178A - 無電解めつきの初期析出方法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） この発明は無電解めっきの初期析出方法に関する。

（従来の技術） 従来より、電子回路形成技術として無電解めっき技術が
利用されている０例えば、下地としてのハイブリットＪ
Ａ板に予め銅（Ｃｕ）から成る金属回路パターンを設け
、この金属回路パターン上に拡散防止層としてのニッケ
ルーリン（Ｎｉ−Ｐ）層及びポンディング性向上のため
の金（Ａｕ）層を順次に積層形成する場合に無電解めっ
きによって各金属層を積層形成することが行なわれる。

このような多層の金属層を無電解めっきによって形成す
る方法として次に述べるような種々の方法がある。

第一の方法として、金属回路パターン（以下、ｒａｔに
回路パターンと称する）上でのみ初期析出を起こさせる
ようにするためにレジストを用いる方法がある。この方
法ではまず、基板及び基板に設けられた回路パターンｔ
に触媒としてパラジウムを付着させ、次に回路パターン
の領域外のめっき不要部をレジストで覆い、次にパラジ
ウムが付着した金属回路パターン上にめっき金属を析出
させていた。

また第二の方法では、まず、めっき不要部をレジストで
覆って１回路パターンのみを露出させ、次に、レジスト
及び回路パターンにパラジウムを付Ｒさせた後レジスト
を除去し、然る後パラジウムが付着した回路パターン上
にめっき金属を析出させていた。

また第三の方法として、めっき金属、及び回路パターン
を構成する被めっき金属の組め合せによっては触媒を用
いずに置換反応によって初期析出が始まるので、この置
換反応によって金属層の無電解めっきを行う方法もあっ
た。

さらに第四の方法として、置換反応によって析出を起こ
す金属を回路パターンに接触させて、イオン化傾向に起
因して生ずる局部電池を形成する方法もある。この方法
では、置換反応による析出を本来は起こさないめっき金
属及び被めっき金属において、局部電池の作用でめっき
金属の初期析出を生じさせ、よって回路パターンに金属
層を積層させていた。

（発明が解決しようとするＩ！１１８点）しかしながら
、前述した第−及び第二の方法では、レジストをめっき
不要部に被着させて回路パターンに被着する触媒のみを
無電解めっきに寄与させるためレジスト塗布、フォトリ
ソ、その他の作業を含むマスキング工程が必要となり、
このマスキングに時間を要するという問題点があった。

また第三及び第四の方Ｕ：では、第−及び第二の力υ、
の如きマスキングｒ二程は必要としないが、置換反応を
起こす金属の組み合せに制約がある。例えば、被めっき
金属を銅、金、銀、ロジウムのうちいずれか１つとし及
びめっさ金属をニッケルとしたような場合においては、
めっき金属を被めっき金属へ析出させることが出来ない
、このように、これらの方法は利用範囲が狭いという問
題点があった。

また無電解めっきでは一般にめっき材料によっては、例
えば銅では初期析出までに時間を要するという１５１Ｎ
ＪＩＩ点があった。

この発１１の目的は上述した従来技術の問題点を解決し
、より製造工程が簡略化出来、利用範囲が限定されるこ
とがなく、かつ初期析出がより短時間のうちに始まる無
電解めっきの初期析出方法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） この目的の達成を図るため、この発明の無電解めっきの
初期析出方法によれば、無電解めっき浴中に被めっき体
とアノード電極とを設ける。そして、それぞれ設置され
たアノード電極及び被めっき体間に初期析出開始のため
の電圧を印加する。

印加電圧は初期析出の始まる混成電位以下であれば一定
電圧に限らず、どのような電圧波形を有する電圧を印加
しても良い、この混成電位は被めっき体を構成する金属
及び無電解めっき浴（還元剤含む）によって決まり１例
えばポテンショスタットと称する装置によって予め測定
出来る。

印加電圧の設定に当っては、初期析出を速やかに行わせ
るためには、この印加電圧と混成電位との間に差を生じ
させる方が良い、しかし、その場合、電位差が大きくな
りすぎると、めっき金属が膜として積層せずに粒状に析
出してしまう慣れがあるので留意する必要がある。

また、電圧印加時間が長くなると所期の物性が得られな
くなる惧れがあるため、初期析出の開始と共に電圧印加
を止めるのが最も良い、従って、初期析出開始時間を予
備実験で調べておくのが良い、所ｔｉ１１の物性が得ら
れない原因は、′；１ｒ圧ｌ加時に析出しためっき金属
から成る膜の組成が酸化還元反応或は置換反応による自
然析出で形成された場合の膜組成と異なるためである０
例えばニッケルめっきの場合、固有抵抗が高い、耐食性
が高く、酸に強い、表面が固いといった良好な特性が得
られなくなる。

（作用） この発明によれば、アノード電極及び被めっき体間に初
期析出開始のための電圧を印加する。

めっき金属の初期析出は、この電圧の印加によって被め
っき体表面に起こる。初期析出開始の後のめっき金属の
析出は電圧を印加せずとも無電解めっきの自己触媒性に
よってａ続して起こる。この結果、被めっき体上のみに
選択的にめっき金属から成る初期の金属層を形成出来る
。

これと共にこの発ＩＩを適用して好適なめっき金属及び
被めっき体を構成する被めっき金属は、酸化還元反応に
よる初期析出を行う従来方法と同じであって、置換反応
による初期析出を行えない場合にも適用出来る０例えば
、被めっき金属を銅、金、銀、ロジウムのうちいずれか
１つとし、めっき金属をニッケルとした場合にも適用出
来る。

さらにこの発明によれば、初期析出の開始を電圧印加に
よって行うので従来に比し初期析出の開始を早めること
が出来る。

（実施例） 以下、図を参照しながら、この発明の一実施例につき説
明する。尚、図はこの発明が理解出来る程度に概略的に
示しであるにすぎず、従って、各構成成分の寸法、形状
及び配置関係は図示例に限定されるものではない。

第１図はこの実施例で用いる無電解めっき装置の一例の
説明図であり、同図においてｌｌはめつき処理槽、１３
はめっき処理槽１１に貯えた無電解めっき浴を示してい
る。また、１５は外部電源としての直流電源であり、こ
の電源１５には白金（ｐｔ）アノード電極１７及び白金
（ｐｔ）プローブ（接触端子）　１９がリード線２１を
介して接続されている。アノード電極１７は予め、めっ
き浴１３中に固定しておく、この無電解めっき装置は、
これら各構成成分１１〜２１で構成されている。尚、ア
ノード電極１７及びプローブ１９は無電解めっき浴に溶
は込まない材料であればどのような材料を用いても良い
。

次に、この実施例の無電解めっきの初期析出力り、につ
き説明する。

まず、銅箔付ガラスエポキシ基板２３を用意し、このＪ
、Ｉｉ　＆　２３の銅箔を通常行われる如くエツチング
して、回路パターン２５及び共通給電部２７を形成する
。ここでめっさ金属を積層すべき被めっき体としての回
路パターン２５は共通給電部２７にそれぞれ接続させる
ように形成する。

次に、無電解めっき浴１３として例えば、８０’Ｃに加
温したニッケルーリンめっき浴を用い、このめっき浴１
３中へ基板２３を浸漬する０次いで、プローブ１９を共
通給電部２７に接触させ、めっき浴１３申にそれぞれ設
置されたアノード電極１７及び回路パターン２５間に初
期析出開始のための電圧を印加する。この時、被めっき
体が銅でめっき浴がニッケルーリンめっき浴である場合
の混成電位は約−０，７Ｖであることが予備実験でわか
っているので、プローブ１９の電位はニッケルーリン析
出の混成電位である約−０，７Ｖよりも低い約−ＩＶに
設定した。電圧の印加時間は約１秒間とし、この１秒の
間に回路パターン２７を構成する銅箔表面でニッケルー
リン（Ｎ　ｉ　−Ｐ）の析出が起こる。その後は電圧を
印加せずとも無電解めっきの自己触媒性によって、めっ
き金属の析出が継続して起こる。

さらに、第２図を参照してこの無電解めっきのプロセス
につき詳細に説明する。

第２図は被めっき体である回路パターン２５の電位の経
時的変化の説ＩＪＩ　ｒＡであり、基板２３の浸漬後の
経過時間（秒）を横軸に取って示し、また参照極（Ａｇ
／ＡｇＣ１）に対する回路パターン２５すなわち被めっ
き体の電位（Ｖ）を縦軸に取って示す、参照極は通常の
電位の測定で用いられる電位の安定した電極であり、こ
の参照極と回路パターンとの電位差をポテンショスタッ
トと称する装置を用いて測定した。

同図において、曲線Ａはこの実施例によって焦゛心解め
っきを行った際の回路パターン２５の電位変化を示して
いる。まずプローブ１９を共通給電部２７に接触させ回
路パターン２５に負電位を印加すると、直流電源１５よ
り電子が供給され、この電子によって通常の電気めっき
と同様Ｎ２°＋２ｅ゛→Ｎｉの析出反応が引き起こされ
る。１秒間の電圧印加の後、電圧印加を止めると１回路
パターン２５を構成する銅箔表面にニッケルＮｉが既に
析出しており１．これがため、ニッケルの自己触媒性に
よって析出反応が継続して起こる。このときの析出反応
においては還元剤である次亜リン酸の酸化によって電子
が供給され、この電子がニッケルの析出に寄１ｉ−する
と共に、参照極に対する回路パターン２５の電位はこの
析出反応での混成′電位である約−Ｇ、？　Ｖまで増加
した後、一定値（混成電位）を保つ状態となる。

また、第２図に示した曲線Ｂは従来の方法で回路パター
ン２５のみにパラジウムを付着させて無電解めっき浴に
ノ＾板２３を浸漬した際の回路パターン２５の電位変化
を示したものである。この従来方法による焦゛市解めっ
きを行うに名っては、湿式プロセスでパラジウムを付着
させた。湿式プロセスにおいては塩化第−ｊ！Ｓ　ｎ　
Ｃ文２１ｇ／！；Ｌと塩酸ＨＣ交（通常市販されている
もの）１ｍＪ１／４１を含む水溶液に基板２３を１分間
浸漬し、次に塩化パラジウムＰ　ｄ　Ｃ１２０，１ｇ／
文と塩＃ＨＣｆＬ（通常市販されているもの）０．１ｍ
Ｌｉ／ｉとを含む水溶液に基板２３を１分間浸漬した。

また、無電解めっき浴には実施例と同様のニッケルーリ
ンめっき浴・　　を用いた。

曲１ｉＡ及び曲線Ｂを比較すると明らかなように、初期
析出開始までの時間は従来方法の場合の方が実施例の場
合よりも多くの時間を必要とするのがわかる。これから
理解出来るように従来に比しより短い時間で初期析出を
開始出来ることを期待出来る。

めっき終了後、めっき浴１３より取り出した基板２３は
基板２３の任意好適な部分に設けた切断線２９に沿って
切断し１回路パターン２５と共通給電部２７とを分離す
る。この分離によって電気回路として独＋’／、した多
層構造の回路パターン２５を得る。

１−述した実施例では、共通給電部を介して回路パター
ンに電圧の印加を行ったが例えばプローブ先端を回路パ
ターンの形状に対応させて枝状に形成してプローブに多
数の接触端ｆ−を設け、これによって回路パターンへ電
圧印加を行っても良い。

回路パターン２５Ｌのみに析出させたニッケルーリンの
めっき金属にニッケルーリン層）は拡散防止層として用
いて好適である０例えばハイブリットノ、（板子の作成
において、銅から成る回路パターン４−にポンディング
性向上のために金めつきを行うと、この後に例えば厚膜
素子形成のために行う、製造二「程中の熱処理で銅と金
とが相互拡散してしまう、この場合に回路パターン２５
４１にニッケルーリン層及び金層を１順次に形成すると
拡散を防止出来る。

１−述した実施例では、この９．明の好ましい特定の数
値的条件、材料、その他の条件の下で説１５１シたが、
これらは巾なる一例であるにすぎず、従って、この発明
は上述の実施例のみに限定されるものではないことを理
解されたい。

（発明の効果） 上述した説明から明らかなように、この発明の無電解め
っきの初期析出方法によれば、！！ｉ電解めっき浴中に
それぞれ設置した被めっき体及びアノード電極間に電圧
を印加することによって初期析出を行い、この初期析出
によって金属回路パターン七のみに選択的にめっき金属
の析出が継続して起こる。従って、この発明は金属回路
パターン上に選択的にめっき金属を析出させる（めっき
金属の選択析出）に当り、マスキング工程が必要であっ
た酸化還元反応による従来の初期析出方法に比し、工程
数を減らせ、めっき金属の選択析出が容易となる。これ
と共に、この発明は置換反応による従来方法がマスキン
グ工程は必要ないが、利用範囲が狭かったのに比し、酸
化還元反応による従来方法と同じにめっき金属及び被め
っき金属を選択出来、その利用範囲は広い。

このように、この発明によれば利用範囲が広く嶋１つ丁
Ｆ、！　４　酪ｆｆｉ　Ｊし＋ｌｔ　、ｕス暮・、ｌ＞
　＆ｌｌ　ｋ　ｌ　薯ｔｒｓ　ｋｎ　１ｔｌｌ　ｋｌ’
、　＋ｌｔ方法を提供出来る。

さらに、これと共に、この発明によれば従来初期析出に
時間を要していた金属であっても、その初期析出をより
短時間のうちに開始させて効率良くめっき処理出来る。

この発明は例えば、印刷配線板の製造に用いて好適であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施に用いた装置の説明図、 第２図は被めっき体電位の時間変化の説明図である。 １１・・・めっき処理槽、　　　１３・・・無電解めっ
き浴１５・・・電源、　　　　　　　１７・・・アノー
ド電極１９・・・プローブ（接触端子） ２３・・・ノ、（板、　　　　　　　２５・・・回路パ
ターン２７・・・共通給電部、　　　２９・・・切断線
。 特許出願人　　　沖電気工業株式会社 代理人　弁理士　　　大　　垣　　　老ｌｌ　　めフ！
処理橿　　　　　　　　２１　　リード線ｔＪ　　島ｆ
ｌｌｌ尋ｒ−＋！−，ｈ　　　　　　　　　　　　　　
　ｚ３　　裏事＊１５・電＊、　　　　　　　　　　　
２５：回路ｔＰ９−７１７　　アノード電権　　　　　
　　　ｚ７°尺蓮詐電部／’？　　プローブｚｑ°リー
」匁 二の発明の笑胞（ＳｙＡ＋虫袋！の一例の説明図晴　　
簡　（廿） 浄以、め−）！外電４ｆｉの灸イ乙の盲定明図ＩＩ２図 手続補正書 昭和６２年３月５日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）無電解めっきの初期析出を行うに当り、無電解め
   っき浴中に被めっき体の他にアノード電極を設置し、そ
   れぞれ設置されたアノード電極及び被めっき体間に初期
   析出開始のための電圧を印加することを特徴とする無電
   解めっきの初期析出方法。