JPS6311675A - アルミナ基板への無電解めつき方法 - Google Patents

アルミナ基板への無電解めつき方法

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JPS6311675A
JPS6311675A JP15499986A JP15499986A JPS6311675A JP S6311675 A JPS6311675 A JP S6311675A JP 15499986 A JP15499986 A JP 15499986A JP 15499986 A JP15499986 A JP 15499986A JP S6311675 A JPS6311675 A JP S6311675A
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JP
Japan
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electroless plating
plating
alumina
alumina substrate
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JP15499986A
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Wataru Igarashi
五十嵐 渡
Toshifumi Yoshii
吉井 敏文
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Eneos Corp
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Nippon Mining Co Ltd
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    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • C23C18/16Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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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】 出発材料たるアルミナ基板は、焼結したセラミック多結
晶体である。基板としては、(1)電気的絶縁性が良い
こと、(2)高温で物理的及び化学的に安定であること
、(3)反り等のない均一厚のものが入手しうること、
(4)熱放散性が比較的良好であること、(5)スルー
ホール等の加工が可能であること等が一般に要求され、
94%以上の純度のアルミナ基板が現在のところこれら
要求を全般的に満すものである。アルミナ基板は、アル
ミナ粒子にCaO,MU O等のバインダーを添加混合
し、成形及び焼結の工程を経由して生成される。こうし
たアルミナ基板は市販されている。
アルミナ基板は、油脂等の汚れを除去するべくアルカリ
脂肪、水洗等の予備洗浄工程を経由した後、粗化処理さ
れる。この粗化処理は、アンカー効果を発現するため、
アルミナ粒界を侵食させるもので、HF系酸溶液による
処理、アルカリ溶融塩への浸漬、アルカリ溶液を塗布し
焼成する方法等によってもたらされる。この粗化処理に
よって微細な凹凸がアルミナ基板表面に均一に発生し、
模に無電解めっき皮膜の析出に際してアンカ一点となる
。こうしたアンカ一点がアルミナ基板表面全体に一様に
分布していることが重要である。
ところが、こうした表面粗化工程は反面では基板表面に
結合力の弱い、即ち脱落しやすいアルミナ粒子を発生せ
しめているのである。結合力の弱いアルミナ粒子上にい
くら無電解めっき皮膜を形成しても密着性の良い皮膜は
得られない。このような結合力の弱いアルミナ粒子は無
電解めっき前に強制的に徹底して除去しておく必要があ
るのである。従来法はこの認識を全面的に欠いていた。
結合力の弱いアルミナ粒子は従来からの通常的洗浄では
完全に除去しえない。
そこで、本発明に従えば、粗化後の基板は超音波洗浄に
より充分な期間、代表的に10分以上洗浄が施される。
超音波洗浄は、粗化処理によってバインダーが侵食され
、結合力が弱くなったアルミナ粒子をふるい落すのにき
わめて効果的である。
一般に10分未満では基板表面に結合力の弱い粒子が残
留する。長期間をかける程、こうした粒子のふるい落し
効果は完全となるが、ある程度かけても効果は飽和する
ので、一般に10〜120分で充分である。アルミナ粒
子の強制離脱によりアンカー効果の層進も期持しえる。
無電解めっき用基板の超音波洗浄自体は知られているが
、その機械的振動及び流体圧作用により粗化後の結合力
の弱いアルミナ粒子を強制除去することは本発明による
初めての知見である。
超音波洗浄されたアルミナ基板は水洗機触媒付与工程に
供される。アルミナ基板のようにめっき液に不活性な基
板表面に無電解めっきを施す為には、めっき金属の成長
核となり、めっき反応の触媒として働く微粒子を基盤表
面に付着させることが必要であり、これが触媒付与と呼
ばれている。
触媒付与工程は、センシタイジングとアクチベーティン
グの2段階から構成される。触媒としては現在ではスズ
及びパラジウムを使用するものが広く採用されている。
これはスズ−パラジウム−波型(混合型)触媒液を用い
ても実施しうるが、本発明においてはスズ液とパラジウ
ム液とを別々に適用する、二液型触媒の使用が好ましい
。即ち、Sn Cl 2 、 Sn SO2等の酸性溶
液を用いてPd2+を還元するためのS02+を吸着さ
せるセンシタイジング段階と、その後Pd C12等の
溶液を用いてPd核を形成するアクチベーティング段階
によって触媒付与は実施される。
無電解めっき皮膜を均一にしかも密着性良く形成するに
は、この触媒付与工程も重要な鍵をにぎっている。良好
な無電解めっき皮膜を形成するには析出が過度に速くな
りすぎない範囲(粉状めっきが析出しない範囲)で充分
量のPd核を基板表面に付着しておくことが必要である
現在一般的に採用されている触媒液では実は予想程にP
d核が形成されていないことが判明した。
従来も、触媒付与工程を繰返すことは行なわれていたが
、せいぜい−回繰返す程度にすぎず、密着性と関連して
充分に配慮されたものでなかった。
従って、本発明に従えば、充分量のPd核が付着するよ
う触媒付与工程が反覆的に繰返される。ここで[充分量
のPd核の付着」とは、過度のパラジウム核付着による
急激な無電解めっき反応によって粒状めっきが生成しな
い程度において多量のpd核を付着させることと定義す
る。
反覆数は、アルミナ基板表面の性状、触媒液の種類及び
濃度、無電解めっき条件等に依存するので一義的に決定
しえないが、現在の一般的方法に基づけば2〜4回が適
当である。1回では基板上にPd核が均一に生成せず、
他方5回以上では過度にPd核が生成し、粉状めっきを
生じる。
こうして充分に触媒付与されたアルミナ基板は水洗機無
電解めっき工程に置かれる。無電解めっきは、銅、ニッ
ケル、貴金属等を代表とする。無電解めっきは従来から
実施されているめっき液及びめっき条件に従って実施さ
れる。参考までに、銅及びニッケルの無電解めっき液組
成及び条件の一例を示しておく。
と1」L肚及コ」[ 液組成   CuSO4・5H2゜ 7〜12g/J!。
EDTA    25〜60g/ヱ 有機添加剤  適量 界面活性剤 めっき条件 pH11,5〜13 液温 70〜75℃ 連続撹拌 無電解ニッケルめっき めっき液  N15O+ ・6H20 12〜20 g/4 クエン酸ナトリウム 40〜50g/f 次亜リン酸ナトリウム 8〜12y/、e 乳酸   2〜4rd/l ?hつき条件 Ol−1(NH40H)7.5〜8.2 温度   40〜45℃ めっき厚は用途により異なるが0.5〜30μmが一般
であり、プリント配線板の場合10〜20μm、好まし
くは15μm前後である。
無電解めっきされたアルミナ基板は、水洗後50〜10
0℃で充分に乾燥される。
こうして得られた無電解めっき皮膜はかなりの水準の内
部応力を有し、こうした内部応力は密着性悪化の大きな
要因となることが見出された。そこで、本発明に従えば
、応力除去を目的とする焼成が行われる。最初に述べた
ように、酸化銅とアルミナとを反応させる目的で高温焼
成が行われたことがあったが、ここでは応力除去を目的
とするため100〜300℃の低温焼成が行なわれる。
乾燥と焼成とを二段処理として行うことが良質の無電解
銅めっきアルミナ基板を得る点で有益である。前処理及
びめっき工程により基板中に水分が残留しているが、そ
のままではめっき皮膜の腐食、色むら(はん点)、密着
強度低下の原因となる。50〜100℃において例えば
20〜40分充分な乾燥を行った後、100〜300℃
で例えば40〜120分焼成を行うという二段処理を行
うことで初めて水分を完全に除去した応力除去されため
つき皮膜が得られる。焼成温度が高すぎると、皮膜の酸
化や変色が起きやすくなる。
この後、酸洗、防錆処理等の工程を経由して無電解めっ
きアルミナ基板製品が完成する。
発明の効果 1〉基板とめっき皮膜との密着性が高い(工業的要求密
着強度1.57(g/n+m2以上)。
2)高温条件でも密着性は高いまま変化しない。
3)下地めっきを必要としない(エツチングしゃすい)
4)高温処理を必要としない。
5)均一性の良好なめっきが得られる。
これらにより、益々厳しくなる印刷回路板その他への高
度の信頼性及び高品質化に対応することが出来る。
実施例1 96%純度のアルミナ基板に対して次の工程条件で粗化
、超音波洗浄及び触媒付与した:アルカリ脱脂  50
℃、5分 ↓ 水  洗 ↓ 粗  化     Na  OH溶液、  300℃。
↓    10分 水  洗 ↓ 超音波洗浄  30分 ↓ 水  洗 ↓ 次いで、こうして触媒付与された基板に次のめつき液組
成及び条件で無電解銅めっきを施した:めっき液組成及
び条件 CU 804 ・5H2010g/J!EDTA   
     3C1/ヱ 界面活性剤      適量 有機添加剤      適量 pH(NaOH>    12.8 温度72℃、空気撹拌 最後に、無電解銅めっきアルミナ基板に次の条件で乾燥
及び焼成を行った: 無電解銅めっきアルミナ基板 ↓ 乾−一2−80℃×30分 ↓ 焼  成    150℃×1hr ↓ 酸 洗  硫M5%×2分 ↓ ゛  水  洗 ↓ 製品 この製品に対して2+u+角のパターンでパターン形成
しそして密着性を試験する為Q、8mmφの銅線をハン
ダ付けし、上に引上げることによるpull試験にかけ
た。試験の結果2Kg/IIIII12以上の密着強度
が示され、最終的に剥離前にアルミナ基板の方が破壊さ
れた。本発明方法が密着性改善にきわめて効果的である
ことが確認しうる。
比較例1−1 上記実施例1において超音波洗浄を3分に短縮した。そ
の結果、めっき時にふくれが発生した。
密着強度はほとんど無い状態であった。
比較例1−2 上記実施例1においてセンシタイジング及びアクチベー
ティングを1回のみ行った結果、めつきむらが生じた。
逆に5回繰返した結果、めっきが粉状となった。
比較例1−3 実施例1において焼成を行わなかった。Full試験の
結果、密着強度は平均1 、4 K9/ram2となり
低下した。
これら比較例から、超音波洗浄、反覆触媒付与及び焼成
の重要性が明らかである。
実施例2 実施例1において、銅めっきに代えて、次のめっき液組
成及び条件で無電解ニッケルめっきを施した。
NiSO4・6H2015g/f クエン酸ナトリウム   45g/f 次亜リン酸ナトリウム  1C1/4 乳 Wl              3d/fp  
H(NH40H)      8・ O温  度   
           43℃浸漬時間       
 30分 優れた密着性のニッケル皮膜が得られた。
手続補正書 昭和61年11月4日 特許庁長官 黒 1)明 雄 殿 事件の表示 昭和61年特願第 154999号発明の
名称  アルミナ基板への無電解めっき方法補正をする
者 事件との関係           特許出願人名 称
 日本鉱業株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)アルミナ基板を粗化し、触媒付与しそして無電解め
    つきを行うことによるアルミナ基板への無電解めっき方
    法において、粗化後に超音波洗浄により基板表面上の結
    合力の弱い粒子を除去し、均一な無電解めっきを形成す
    るに充分量の触媒付与を行うべく触媒付与工程を反覆し
    、そして生成する無電解めつき皮膜を乾燥後焼成して該
    皮膜の応力除去を行うことを特徴とするアルミナ基板へ
    の無電解めっき方法。
JP15499986A 1986-07-03 1986-07-03 アルミナ基板への無電解めつき方法 Pending JPS6311675A (ja)

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