TW201905236A - 無電解鎳觸擊鍍液及鎳鍍膜的形成方法 - Google Patents

Abstract

本案發明的課題係在於提供，即使膜厚薄亦可形成確實披覆銅材表面的鎳鍍膜的無電解鎳鍍液、及使用該無電解鎳鍍液的鎳鍍膜的形成方法為目標。為解決上述課題，用於在銅材表面形成鎳鍍膜的無電解鎳觸擊鍍液，其特徵在於：包含：以鎳換算為0.002~1g/L的水溶性鎳鹽；1種以上的羧酸或其鹽；選自由二甲基胺硼烷、三甲胺硼烷、聯胺、聯胺衍生物之群之1種以上的還原劑。

Description

無電解鎳觸擊鍍液及鎳鍍膜的形成方法

本發明係關於用於在銅材表面形成鎳鍍膜的無電解鎳觸擊鍍液及使用其之鎳鍍膜的形成方法。

近幾年，對電子機器的高功能化或多功能化的要求提升，而另一方面對使用於該等電子機器的樹脂基板、陶瓷基板、晶圓基板等的電子電路基板，要求進一步輕薄短小化。由於為對應該輕薄短小化需要高密度構裝，故要求可實現高密度構裝的表面處理技術。然後，在電子電路基板的技術領域，已確立使用焊錫或打線接合的構裝技術作為接合構裝零件的技術。

以確保構裝時連接可靠度為目的，在電子電路基板上的電路圖案的構裝部分的配線墊上，施以作為表面處理的鍍敷處理。例如，在藉由低電阻的銅等的金屬形成的電路圖案上，藉由鍍敷處理依序形成鎳鍍膜及金鍍膜。以下，將依序形成鎳鍍膜及金鍍膜的皮膜紀載為「Ni/Au皮膜」。鎳鍍膜係為預防銅對金鍍膜的擴散而形成，金鍍膜係為得到良好的構裝特性而形成。

再者，已知在鎳鍍膜與金鍍膜之間形成鈀皮膜的技術。以下，將依序形成鎳鍍膜、鈀鍍膜及金鍍膜的皮膜記載為「Ni/Pd/Au皮膜」。鈀皮膜係為預防鎳在鍍敷基板的熱處理時對金鍍膜的擴散而形成。在鎳鍍膜上形成鈀皮膜時可使鎳鍍膜薄膜化。

上述鍍敷處理，以電鍍製程為主流，惟關於無法以電鍍製程應付的使用無電電鍍製。

先前，在銅的表面形成Ni/Pd/Au皮膜的技術，例如，在專利文獻1揭示，對施以脫脂、蝕刻等的前處理的銅材表面，賦予鈀觸媒之後，進行無電解鎳、無電鍍鈀及無電鍍金的無電電鍍製程。在無電解鎳，使用包含22.5g/L硫酸鎳‧6水和物（以鎳換算為5g/L）、作為還原劑的次亞磷酸鈉、錯合劑的蘋果酸及琥珀酸的同時，包含作為穩定劑的鉛鹽、鉍鹽、硫黃化合特等，pH為4.6，浴溫調整為60~90℃的無電解鎳鍍液。還原劑，可使用二甲基胺硼烷取代次亞磷酸鈉。然後，藉由上述無電電鍍製程，在銅材表面，形成膜厚0.1~15μm的鎳鍍膜、及膜厚0.001~2μm的鈀鍍膜、及膜厚0.001~1μm的金鍍膜。

為在Ni/Au皮膜或Ni/Pd/Au皮膜進一步實現高密度構裝，期望鎳鍍膜的進一步薄膜化。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1] 日本特開2008-174774號公報

[發明所欲解決的課題]

但是，使用上述無電解鎳鍍液形成膜厚例如為0.01μm以下的非常薄的鎳鍍膜時，披覆變得不充分而在鎳鍍膜的表面有時會發生微小的凹部（孔）。然後，進行後續的無電鍍金（S17）時有時會發生該凹部被腐蝕而產生貫通鎳鍍膜的貫通孔（鎳局部腐蝕現象）。此時，Ni/Au皮膜或Ni/Pd/Au皮膜有無法得到優良的構裝特性等的不適。

本發明的課題係在於提供，即使膜厚薄亦可形成確實披覆銅材表面的鎳鍍膜的無電解鎳鍍液及使用該無電解鎳鍍液的鎳鍍膜的形成方法為目標。 [用於解決課題的手段]

關於本發明的無電解鎳觸擊鍍液，其係用於在銅材表面形成鎳鍍膜的無電解鎳觸擊鍍液，其特徵在於包含：以鎳換算為0.002~1g/L的水溶性鎳鹽、1種以上的羧酸或其鹽、選自由二甲基胺硼烷、三甲胺硼烷、聯胺、聯胺衍生物之群之1種以上的還原劑。

在關於本發明的無電解鎳觸擊鍍液，其中上述羧酸，以選自由單羧酸、二羧酸、三羧酸、羥基二羧酸、羥基三羧酸、芳香族羧酸、氧代羧酸及胺基酸所組成之群之1種以上為佳。

在關於本發明的無電解鎳觸擊鍍液，其中上述羧酸，以選自由蟻酸、醋酸、丙酸、酪酸之群之1種以上為佳。

在關於本發明的無電解鎳觸擊鍍液，其中上述二羧酸，以選自由草酸、丙二酸、琥珀酸、葡糖酸、己二酸、富馬酸、馬來酸之群之1種以上為佳。

在關於本發明的無電解鎳觸擊鍍液，其中上述三羧酸，以烏頭酸為佳。

在關於本發明的無電解鎳觸擊鍍液，其中上述羥基二羧酸，以選自由乳酸、蘋果酸之群之1種以上為佳。

在關於本發明的無電解鎳觸擊鍍液，其中上述羥三羧酸，以檸檬酸為佳。

在關於本發明的無電解鎳觸擊鍍液，其中上述芳香族羧酸，以選自由安息香酸、鄰苯二甲酸、水楊酸之群之1種以上為佳。

在關於本發明的無電解鎳觸擊鍍液，其中上述羥基羧酸，以丙酮酸為佳。

在關於本發明的無電解鎳觸擊鍍液，其中上述胺基酸，以選自由精胺酸、天門冬胺、天門冬胺酸、胱胺酸、麩胺酸、甘胺酸之群之1種以上為佳。

在關於本發明的無電解鎳觸擊鍍液，其係以藉由將上述水溶性鎳鹽、上述羧酸或其鹽、及水混合攪拌調製含有鎳錯合物的水溶液之後，藉由對該水溶液混合上述還原劑攪拌調製為佳。

在關於本發明的鎳鍍膜的形成方法，其係在銅材表面形成鎳鍍膜的方法，其特徵在於：使用上述無電解鎳觸擊鍍液，在銅材表面藉由無電觸擊鍍法形成鎳鍍膜。

在關於本發明的鎳鍍膜的形成方法，其中上述無電解鎳觸擊鍍液係pH調整為6~10，浴溫為20~55℃。

在關於本發明的鎳鍍膜的形成方法，其中以形成膜厚為0.005~0.3μm的鎳鍍膜為佳。 [發明效果]

根據關於本發明的無電解鎳觸擊鍍液及鎳鍍膜的形成方法，藉由無電解觸擊鍍法，在前處理的銅材表面直接形成鎳鍍膜，即使膜厚很薄，亦可在銅材表面得到確實披覆的鎳鍍膜。

以下說明關於本發明的無電解鎳觸擊鍍液及使用其之鎳鍍膜的形成方法的實施的形態。

1. 無電解鎳觸擊鍍液 關於本發明的無電解鎳觸擊鍍液，係用於在銅材表面形成鎳鍍膜，其特徵在於：以鎳換算為0.002~1g/L的水溶性鎳鹽、1種以上的羧酸或其鹽、選自由二甲基胺硼烷、三甲胺硼烷、聯胺、聯胺衍生物之群之1種以上的還原劑。在本說明書，所謂「1種以上」係指可僅為1種，亦可為2種以上的複數種的意思。

水溶性鎳鹽︰ 用於無電解鎳觸擊鍍液的水溶性鎳鹽，可舉例如，硫酸鎳、氯化鎳、碳酸鎳、或醋酸鎳、次亞磷酸鎳、胺基磺酸鎳、檸檬酸鎳等的有機酸鎳。該等可以單獨使用，亦可組合2種以上使用。在本案發明，水溶性鎳鹽，使用硫酸鎳6水和物最佳。

無電解鎳觸擊鍍液，將水溶性鎳鹽，以鎳換算含有0.002~1g/L的範圍。此係先前技術的無電解鎳鍍液的鎳濃度5g/L的1/5以下，濃度相當低。無電解鎳觸擊鍍液，藉由使水溶性鎳鹽的鎳換算含量在上述範圍，可實現良好的無電解鎳觸擊鍍法。

水溶性鎳鹽的鎳換算含量未滿0.002g/L，則由於析出速度會過慢，故為得所期望的膜厚的鎳鍍膜需要使浸漬時間變長，無法滿足工業生產性而不佳。另一方面，水溶性鎳鹽的鎳換算含量超過1g/L，則析出速度變得過快而無法得到具備良好的表面性的鎳鍍膜而不佳。水溶性鎳鹽的鎳換算含量，以0.01~0.5g/L的範圍更佳，以0.03~0.1g/L的範圍最佳。

羧酸或其鹽︰ 無電解鎳觸擊鍍液，包含羧酸或其鹽。該等係作用作為錯合劑及pH調整劑。羧酸，可使用例如選自由單羧酸（蟻酸、醋酸、丙酸、酪酸等）；二羧酸（草酸、丙二酸、琥珀酸、葡糖酸、己二酸、富馬酸、馬來酸等）；三羧酸（烏頭酸等）；羥基二羧酸（乳酸、蘋果酸）；羥基三羧酸（檸檬酸）；芳香族羧酸（安息香酸、鄰苯二甲酸、水楊酸等）；羥基羧酸（丙酮酸等）；及胺基酸（精胺酸、天門冬胺、天門冬胺酸、胱胺酸、麩胺酸、甘胺酸等）之1種以上。

羧酸或其鹽，其共計以0.5~5g/L的範圍使用為佳，以0.8~2g/L的範圍更佳。本實施形態的無電解鎳觸擊鍍液，由於與先前技術的無電解鎳鍍液相比鎳含量較低，將羧酸或其鹽的含量設定較低。羧酸或其鹽，雖依其種類，含量未滿0.5g/L，則無電解鎳觸擊鍍液中無法形成充分的鎳離子錯合物，而有時會發生沈澱而不佳。另一方面，羧酸或其鹽的含量超過5g/L，則不僅無法得到特別的效果，且浪費資源而不佳。

還原劑︰ 無電解鎳觸擊鍍液，包含選自由二甲基胺硼烷、三甲基胺硼烷、聯胺、聯胺衍生物之群之1種以上的還原劑。無電解鎳觸擊鍍液，藉由使用該等物質作為還原劑，可實現鎳對沒有賦予鈀觸媒的銅材表面析出。從對人體安全性的觀點，以二甲基胺硼烷、三甲胺硼烷更佳。

還原劑，以2~10g/L的範圍使用為佳，以4~8g/L的範圍更佳。上述還原劑的含量未滿2g/L，則無法得到充分的還原作用，鎳無法對銅表面進行析出而不佳。上述還原劑的含量超過10g/L，則鎳在銅以外的表面（絕緣基材的表面）析出（鎳異常析出）、或發生無電解鎳觸擊鍍液的浴分解而不佳。

無電解鎳觸擊鍍液，係藉由將上述成分以水混合攪伴溶解調製。該無電解鎳觸擊鍍液，藉由將上述水溶性鎳鹽、上述羧酸或其鹽、及水混合攪伴調製含有鎳錯合物的水溶液之後，藉由對該水溶液混合上述還原劑攪拌調製為佳。如此調製的無電解鎳觸擊鍍液，鎳錯合物可長期穩定存在，可得優良的溶穩定性。

無電解鎳觸擊鍍液，在上述成分以外，亦可包含硫酸鹽、硼酸、氯化物鹽等的成分。

本實施形態的無電解鎳觸擊鍍液，由於水溶性鎳鹽含量為0.002~1g/L而低，因此與先前技術的無電解鎳鍍液不同，即使不使用鉛鹽、鉍鹽等的穩定劑，亦可使溶液超壽命化。此外，上述無電解鎳觸擊鍍液，由於不含鉛鹽、鉍鹽等的穩定劑，可得不含鉛及鉍等重金屬的鎳鍍膜。

2. 鎳鍍膜的形成方法 本實施形態的鎳鍍膜的形成方法，其特徵在於：其係在銅材表面形成鎳鍍膜的方法，使用上述無電解鎳觸擊鍍液，在銅材表面藉由無電觸擊鍍法形成鎳鍍膜。

在施行無電解鎳觸擊鍍法之前，對銅材進行前處理。銅材，可舉例如，由設在在樹脂基板、陶瓷基板、晶圓基板等的絕緣基材的表面的銅或銅合金所組成的電極或配線、或由銅或銅合金所組成的銅板等。前處理可以習知的方法進行，例如，以酸性溶液的脫脂、過硫酸系、過氧化氫系、硫醇系等的蝕刻液去除銅氧化膜的蝕刻、以10%硫酸去除污跡的去污跡等。

在先前的無電解鎳，接著上述前處理在銅材表面進行賦予鈀觸媒的處理。對此，在本實施形態的鎳鍍膜的形成方法不需要賦予鈀觸媒的處理。

接著，藉由將施以前處理的銅材浸漬在無電解鎳觸擊鍍液，進行無電解鎳觸擊鍍法。為實現無電解鎳觸擊鍍法，無電解鎳觸擊鍍液，將pH調整在6~10的範圍、浴溫在20~55℃的範圍為佳。

上述無電解鎳觸擊鍍液的pH未滿6，則鎳的析出速度會下降而鎳鍍膜的成膜性會下降，而有時在鎳鍍膜的表面發生孔部或凹部（孔）而不佳。另一方面pH超過10，則鎳的析出速度會變得過快而難以控制鎳鍍膜的膜厚，或無法使析出鎳的結晶狀態緻密而不佳。

無電解鎳觸擊鍍液的上述液溫，係較先前技術的無電解鎳鍍液的浴溫60~90℃低的值。浴溫未滿20℃，則鎳的析出速度會下降而鎳鍍膜的成膜性會下降，而有時在鎳鍍膜的表面發生孔部或凹部（孔），有時發生鎳未析出而不佳。另一方面浴溫超過55℃，則無電解鎳觸擊鍍液的浴穩定性會下降而有時無法實現無電解觸擊鍍法而不佳。

在本實施形態的鎳鍍膜的形成方法，包含在無電解鎳觸擊鍍液中的選自由二甲基胺硼烷、三甲胺硼烷、聯胺、聯胺衍生物之群之1種以上的物質作用作為還原劑。因此，與先前的無電解鎳不同，雖然沒有在銅材表面賦予鈀觸媒，可直接使鎳在前處理的銅材表面析出。然後，無電解鎳觸擊鍍液的鎳含量低，且將pH調整在6~10，浴溫在20~55℃。藉此，可使鎳的析出速度變慢，實現無電解鎳觸擊鍍法，可在銅材表面形成鎳鍍膜。此時，由於鎳的析出速度慢，可使鎳在銅材表面均勻地析出，結果膜厚均勻，而即使膜厚很薄，可確實披覆銅材表面，可形成對銅材的密著性及阻隔特性優良的鎳鍍膜。因此，可實現鎳鍍膜的薄膜化。所得鎳鍍膜，對銅材的密著性優良的同時，防止銅擴散的阻隔特性亦優良。

對此，在先前技術的無電解鎳，賦予銅材表面的鈀作用作為觸媒使鎳進行析出。因此，在銅材表面有賦予鈀觸媒的區域與沒有賦予的區域，形成的鎳鍍膜的膜厚會發生差異，而難以得到均勻膜厚的鎳鍍膜。

在本實施形態的鎳鍍膜的形成方法，使用二甲基胺硼烷、三甲胺硼烷作為包含在無電解鎳觸擊鍍液中的還原劑時，可得鎳與硼的合金（鎳-硼合金）所組成的鎳鍍膜。該鎳鍍膜，硼的含量非常的少（例如0.1%以下），實質上係由純鎳組成的鎳鍍膜。此外，使用聯胺、聯胺衍生物作為還原劑時，可得由純鎳組成的鎳鍍膜。

鎳鍍膜的膜厚，係藉由對無電解鎳觸擊鍍液的浸漬時間調整。鎳鍍膜的膜厚，以可防止銅擴散的範圍內儘可能越薄的為佳，根據本實施形態的鎳鍍膜的形成方法，可實現0.005~0.3μm的膜厚。鎳鍍膜的膜厚未滿0.005μm，則有時對銅材表面的披覆不充分而在鎳鍍膜表面發生微小的凹部。此時，進行後續的無電鍍金時有時會發生鎳的局部腐蝕現象，銅或鎳向金鍍膜表面擴散而不佳。另一方面，雖可形成膜厚超過0.3μm的鎳鍍膜，但鎳鍍膜的柔軟性會下降，且會造成資源的浪費而不佳。再者，為邊確保良好的構裝特性邊實現薄膜化，藉由本實施形態的鎳鍍膜的形成方法所形成的鎳鍍膜的膜厚，以0.007~0.1μm為佳。

再者，對藉由本實施形態的形成方法所得鎳鍍膜的表面，例如藉由無電電鍍法形成鈀鍍膜或金鍍膜，可得Ni/Au皮膜或Ni/Pd/Au皮膜。無電電鍍法已知取代型無電電鍍法、還原型無電電鍍法。但是，將鈀鍍膜或金鍍膜以無電電鍍法形成，則有時會發生鎳的局部腐蝕現象，即鎳溶出而發生貫通鎳鍍膜的貫通孔。因此，鈀鍍膜或金鍍膜的形成，以還原型無電電鍍法進行為佳。

如上所述，藉由本實施形態的形成方法形成的鎳鍍膜，膜厚均勻而平滑性優良，故可使形成在其上的鈀鍍膜及金鍍膜形成為均勻的膜厚。此外，該鎳鍍膜，由於與銅材的密著性優良，且防止銅擴散的阻隔特性優良，故Ni/Au皮膜或Ni/Pd/Au皮膜可得優良的構裝特性。

以下基於實施例等具體說明本發明。 [實施例1]

在本實施例，首先，作為前處理，對銅材，進行脫脂、蝕刻及去污跡。接著，對去污跡的銅材進行無電解鎳觸擊鍍法，在銅材的表面形成膜厚0.01μm的鎳鍍膜。在無電解鎳觸擊鍍法，將銅材浸漬在以下組成的無電解鎳觸擊鍍液。無電解鎳觸擊鍍液，係藉由將硫酸鎳6水和物、DL-蘋果酸、及水攪拌混合調製包含鎳錯合物的水溶液之後，藉由添加二甲基胺硼烷攪拌調製。將銅材浸漬在無電解鎳觸擊鍍液的期間，將該無電解鎳觸擊鍍液藉由曝氣攪拌。 （無電解鎳觸擊鍍液）

然後，將形成鎳鍍膜的銅材浸漬在以下組成的還原型無電鍍鈀鍍液，在鎳鍍膜的表面形成鈀鍍膜。 （還原型無電鍍鈀鍍液）

之後，將形成鈀鍍膜的銅材浸漬在以下組成的還原型無電鍍金鍍液，在鈀鍍膜的表面形成金鍍膜。藉由以上，在銅材表面形成Ni/Pd/Au皮膜。 （還原型無線電融洽鍍液） [實施例2]

在本實施例，調製以下組成的無電解鎳觸擊鍍液以外，與實施例1完全同樣地形成鎳鍍膜。無電解鎳觸擊鍍液，係藉由將硫酸鎳6水和物、羧酸、及水混合攪拌調製包含鎳錯合物的水溶液之後，藉由添加二甲基胺硼烷攪拌調製。羧酸，選自由醋酸、蟻酸、丙二酸、草酸、蘋果酸、檸檬酸、甘胺酸所組成之群之1種或2種。使用2種羧酸時，以添加量較多的作為主羧酸，以添加量較少的作為副羧酸。 （無電解鎳觸擊鍍液） [實施例3]

在本實施例，調製包含同量與實施例1的無電解鎳觸擊鍍液相同的成分的無電解鎳觸擊鍍液。在本實施例，與實施例1的無電解鎳觸擊鍍液的調製方法不同，藉由將硫酸鎳6水和物、DL-蘋果酸、二甲基胺硼烷、及水混合攪拌，調製包含鎳錯合物的水溶液的無電解鎳觸擊鍍液。 [比較例]

[比較例1] 在本比較例，取代無電解鎳觸擊鍍液使用以下組成的無電解鎳鍍液以外，以與實施例1同樣地形成鎳鍍膜，之後形成鈀鍍膜及金鍍膜。但本比較例的無電解鎳鍍液，在銅材表面沒有賦予鈀觸媒時，由於完全無法使鎳析出，故在浸漬無電解鎳鍍液之前，將鈀銅材浸漬在含有鈀觸媒的溶液，在銅材表面賦予鈀觸媒。 （無電解鎳觸擊鍍液）

[比較例2] 在本比較例，使用以下組成的無電解鎳鍍液以外，以與比較例2同樣地形成鎳鍍膜。但是本比較例的無電解鎳鍍液，亦與比較例1的無電解鎳鍍液同樣地，在銅材表面沒有賦予鈀觸媒時，由於完全無法使鎳析出，故在浸漬無電解鎳鍍液之前，將鈀銅材浸漬在含有鈀觸媒的溶液，在銅材表面賦予鈀觸媒。 （無電解鎳觸擊鍍液）

＜評估＞ 1. 對鎳鍍膜的評估 首先，對以實施例1的無電解鎳觸擊鍍液及比較例1~2的無電解鎳鍍液所形成的鎳鍍膜，進行以下的評估。

1-1. 鎳的析出性 在此，使用在絕緣基材上，以30μm間隔，格子狀配置30個直徑0.45mm的銅墊的試驗板。然後，藉由實施例1的無電解鎳觸擊鍍液及比較例1~2的無電解鎳鍍液在銅墊的表面形成膜厚0.01μm的鎳鍍膜。

然後，將所得鎳鍍膜以金屬顯微鏡（倍率1000倍）觀察，計算鎳正常地進行析出的銅墊的數量。在此，所謂鎳正常地進行析出，係指鎳鍍膜披覆在銅墊的表面全體，而沒有被披覆的部分無法以金屬顯微鏡確認。將結果示於表1。表1中的○及△的的判斷基準係如下所示。 ○：鎳正常地進行析出的銅墊為30個 △：鎳正常地進行析出的銅墊為15~29個。

[表1]

如表1所示，實施例1的無電解鎳觸擊鍍液，可使鎳正常地進行析出，可理解鎳的析出性優良。另一方面，比較例1的無電解鎳鍍液，雖然鎳可正常地進行析出，但比較例2的無電解鎳鍍液，鎳無法正常地進行析出，可理解鎳的析出性差。

1.-2. 表面形態 為評估形成在銅墊表面的鎳鍍膜的表面形態，將鎳鍍膜的表面藉由掃描式電子顯微鏡（SEM）以倍率5000倍及3萬倍拍攝，得到反射電子組成像（COMPO像）。將結果示於圖1~圖3。圖1係表示藉由實施例1的無電解鎳觸擊鍍液所得的鎳鍍膜的COMPO像，圖2係藉由比較例1的無電解鎳鍍液所得的鎳鍍膜的COMPO像、圖3係藉由比較例2的無電解鎳鍍液所得的鎳鍍膜的COMPO像。圖1（a）、圖2（a）及圖3（a）為倍率5000倍，圖1（b）、圖1（b）及圖1（b）為倍率3萬倍。

由圖1~圖3，藉由實施例1的無電解鎳觸擊鍍液所得的鎳鍍膜，與藉由比較例1及比較例2的無電解鎳鍍液所得的鎳鍍膜比較，可確認黑色部較少。黑色部係表示在鎳鍍膜上存在原子序較小的碳等的元素。由此可理解，藉由實施例1的無電解鎳觸擊鍍液所得的鎳鍍膜，與藉由比較例1及比較例2的無電解鎳鍍液所得的鎳鍍膜比較，可理解係缺陷部分較少且緻密的膜。此外，由比較例2的無電解鎳鍍液所得的鎳鍍膜，從黑色部特別多，可理解係缺陷部分多而並不緻密的膜。

再者，相對於藉由比較例1及比較例2的無電解鎳鍍液所得的鎳鍍膜，表面存在很大的凹凸，藉由實施例1的無電解鎳觸擊鍍液所得的鎳鍍膜，表面並不存在很大的凹凸，只能確認細小凹凸的存在。由此可理解，藉由實施例1的無電解鎳觸擊鍍液所得的鎳鍍膜，與藉由比較例1及比較例2的無電解鎳鍍液所得的鎳鍍膜比較，平滑性優良。此外，由比較例2的無電解鎳鍍液所得的鎳鍍膜，存在很多很大的凹凸，可理解平滑性差。

由以上，可理解根據實施例1的無電解鎳觸擊鍍液，與比較例1及比較例2的無電解鎳鍍液比較，可得緻密且平滑性優良的鎳鍍膜。

1-3. 表面元素分析 關於形成在銅墊表面的鎳鍍膜，藉由歐傑電子能譜分析裝置進行表面元素分析。如上所述，由於比較例2的鎳鍍膜性能較差，僅以實施例1及比較例1的鎳鍍膜作為對象。

對鎳鍍膜進行3次迴焊處理。迴焊處理，係將鎳鍍膜以230℃進行預備加熱之後，以250℃的加熱進行。然後，在迴焊處理前，及進行迴焊處理自然冷卻至室溫之後，進行表面元素分析。表面元素分析的測定條件，係加速電壓10kV，探針電流值10nA，測定徑50μm、掃描範圍30~2400eV。將結果示於表2。表2的數值，係由所得能譜的波峰強度比定量元素（單位：原子%）。表2中的-標誌，係指完全沒有檢測到該元素的意思。

[表2]

由於藉由實施例1的無電解鎳觸擊鍍液所得的鎳鍍膜，雖然可認為含有來自於二甲基胺硼烷的硼，但實際上並沒有檢測出硼，發現實質上係由純鎳組成。另一方面，藉由比較例1的無電解鎳觸擊鍍液所得的鎳鍍膜，係如表2所示，由含有來自於次亞磷酸鈉的磷的鎳磷合金所組成。

由表2可理解，藉由實施例1的無電解鎳觸擊鍍液所得的鎳鍍膜，即使是在第2次迴焊處理之後，銅並沒有擴散到表面，而阻隔性能優良。另一方面，藉由比較例1的無電解鎳觸擊鍍液所得的鎳鍍膜，雖在第1次迴焊處理之後，銅並沒有擴散到表面，但在第2次迴焊處理之後，銅擴散到表面，可理解阻隔性能較差。

1-4. 低電位電解 在此，取代上述試驗板使用銅板，在銅板的表面形成0.01μm的鎳鍍膜。然後，對所得鎳鍍膜，在0.5體積%的硫酸溶液中以50mV進行低電位電解，評估阻隔特性。將結果示於圖4。圖中的橫軸為電解時間，縱軸為電流密度。電流密度的上升，係表示從鎳鍍膜的底層的銅材溶出銅。

如圖4所示，藉由實施例1的無電解鎳觸擊鍍液所得的鎳鍍膜，與藉由比較例1的無電解鎳觸擊鍍液所得的鎳鍍膜比較，電流密度的上升較小，可理解阻隔性能優良。

由以上的鎳析出性、表面形態、表面元素分析及低電位電解的結果，可理解實施例1的無電解鎳觸擊鍍液，與比較例1及比較例2的無電解鎳鍍液比較，不只是鎳析出性優良，可得緻密而平滑且阻隔性能優良的鎳鍍膜。再者，可理解藉由實施例1的無電解鎳觸擊鍍液所得的鎳鍍膜，和與其相同膜厚的比較例1及比較例2的無電解鎳鍍液所得的鎳鍍膜比較，具備優良的性能。

1-5. 選擇析出性 在此，使用在表面設有阻焊劑的環氧樹脂所組成的絕緣基板，設有線寬/線間隔（L/S）為30μm/30μm的銅配線圖案的試驗板。然後，以羧酸的種類分別不同的實施例2的無電解鎳觸擊鍍液，在配線圖案的表面形成膜厚0.01μm的鎳鍍膜。

然後，對所得鎳鍍膜，以目視觀察是否在配線圖案的表面有鎳未析出部分的存在，即沒有被鎳鍍膜披覆的部分，是否在配線圖案之間的絕緣基材的表面有鎳析出，評估無電解鎳觸擊鍍液的選擇析出性。將結果示於表3。表3中的○、△及×的判斷基準係如下所示。 ○：在配線圖案的表面不存在鎳未析出部分，且在配線圖案之間沒有鎳析出。 △：雖然配線圖案的表面不存在鎳未析出部分，但在配線圖案之間有鎳析出。 ×：雖然配線圖案的表面存在鎳未析出部分，但在配線圖案之間沒有鎳析出 [表3]

如表3所示，選擇析出性最優良的無電解鎳觸擊鍍液，係作為羧酸，單獨使用羥基二羧酸（蘋果酸）或胺基酸（甘胺酸），或組合選自由單羧酸（醋酸、蟻酸）、二羧酸（丙二酸、草酸）、羥基二羧酸（蘋果酸）之群之1種與胺基酸（甘胺酸）。選擇析出性次優良的無電解鎳觸擊鍍液，係作為主羧酸使用選自由單羧酸（醋酸、蟻酸）、二羧酸（丙二酸、草酸）、羥基二羧酸（蘋果酸）之群之1種，作為副羧酸使用選自由單羧酸（醋酸、蟻酸）、二羧酸之群之1種，或組合單羧酸（醋酸、蟻酸）、羥基二羧酸（蘋果酸）。另一方面，單獨使用檸檬酸，或與別的羧酸組合使用的無電解鎳觸擊鍍液，選擇析出性不佳。

2. 關於浴穩定性的評估 2-1. 羧酸的種類 將羧酸的種類分別不同的實施例2的無電解鎳觸擊鍍液，以溫度50℃加溫8小時之後，停止加溫16小時藉由自然冷卻使浴溫恢復到常溫，之後，再度加溫為50℃的循環進行3循環。然後，在進行3循環期間，觀察無電解鎳觸擊鍍液有無浴分解。將結果示於表4。表4中的○、△及×的判斷基準係如下所示。 ○：在結束3循環之後（經過72小時之後）沒有浴分解而穩定。 △：1循環期間（在24小時之內）雖無浴分解，但在結束3循環之前浴分解。 ×：在結束1循環之前浴分解。

[表4]

如表4所示，浴穩定性最優良的無電解鎳觸擊鍍液，係作為羧酸，單獨使用羥二羧酸（蘋果酸）、羥基三羧酸（檸檬酸）、胺基酸（甘胺酸），或與別的羧酸組合使用。此外，作為主羧酸使用選自由單羧酸（醋酸、蟻酸）、二羧酸（丙二酸、草酸）之群之1種，作為副羧酸使用二羧酸的無電解鎳觸擊鍍液，浴穩定性特別優良。浴穩定性次優良的無電解鎳觸擊鍍液，係主羧酸使用二羧酸（丙二酸、草酸），作為副羧酸組合使用單羧酸（醋酸、蟻酸）。另一方面，單獨使用醋酸或蟻酸，或與醋酸及草酸組合使用的無電解鎳觸擊鍍液，浴穩定性低。

由表3及表4，可理解無電解鎳觸擊鍍液可組合各種羧酸。然後，希望優良的選擇析出性與優良的浴穩定性並存時，單獨使用羥基二羧酸（蘋果酸）或胺基酸（甘胺酸），或組合選自由單羧酸（醋酸、蟻酸）、二羧酸（丙二酸、草酸）、羥基二羧酸（蘋果酸）之群之1種與胺基酸（甘胺酸）組合使用最佳。

2-2. 調製方法 對實施例1及實施例3的無電解鎳觸擊鍍液，以與實施例2的無電解鎳觸擊鍍液同樣地，進行3循環加溫及停止加溫的循環，觀察有無浴分解。將結果示於表5。表5中的○、△及×的判斷基準與表4相同。

[表5]

如表5所示，實施例1的無電解鎳觸擊鍍液，與實施例3的無電解鎳觸擊鍍液比較，浴穩定性優良。由此可理解，調製無電解鎳觸擊鍍液時，將水溶性鎳鹽、羧酸或其鹽及還原劑，並不只是以水混合，而是藉由採用首先，將水溶性鎳鹽、羧酸或其鹽、及水混合攪拌調製含有鎳錯合物的水溶液之後，對該水溶液混合還原劑混合攪拌調製的方法，可提升浴穩定性。 [產業上的可利性]

如以上所說明，根據本案發明的無電解鎳觸擊鍍液，可形成即使膜厚薄，亦可確實地披覆銅材表面，且對銅材的密著性優良，防止銅擴散的阻隔特性優良的鎳鍍膜。因此，根據本發明的無電解鎳觸擊鍍液，可實現鎳鍍膜的薄膜化。然後，在藉由無電解鎳觸擊鍍液形成的鎳鍍膜上形成鈀鍍膜或金鍍膜構成Ni/Au皮膜或Ni/Pd/Au皮膜時，即使鎳鍍膜的膜厚薄，亦可得到優良的構裝特性。結果可對應複雜的配線圖案及窄間距線路，可實現高密度構裝。此外，所得Ni/Au皮膜或Ni/Pd/Au皮膜，由於全體膜厚薄而柔軟性優良，故適於軟性基板。

再者，根據本案發明的無電解鎳觸擊鍍液，即使不進行賦予鈀觸媒的處理，亦可在前處理的銅材表面直接形成鎳鍍膜，可提升生產性。

無。

［圖1］係藉由實施例1的無電解鎳觸擊鍍液所得之鎳鍍膜的SEM照片。 ［圖2］係藉由比較例1的無電解鎳鍍液所得之鎳鍍膜的SEM照片。 ［圖3］係藉由比較例2的無電解鎳鍍液所得之鎳鍍膜的SEM照片。 ［圖4］係表示對實施例1及比較例1所得鎳鍍膜進行低電位電解的結果的圖表。

Claims (14)

1. 一種無電解鎳觸擊鍍液，其係用於在銅材表面形成鎳鍍膜的無電解鎳觸擊鍍液， 其特徵在於包含： 以鎳換算為0.002~1g/L的水溶性鎳鹽； 1種以上的羧酸或其鹽； 選自由二甲基胺硼烷、三甲胺硼烷、聯胺、聯胺衍生物之群之1種以上的還原劑。
2. 如申請專利範圍第1項之無電解鎳觸擊鍍液，其中上述羧酸，係選自由單羧酸、二羧酸、三羧酸、羥基二羧酸、羥基三羧酸、芳香族羧酸、氧代羧酸及胺基酸所組成之群之1種以上。
3. 如申請專利範圍第2項之無電解鎳觸擊鍍液，其中上述羧酸，係選自由蟻酸、醋酸、丙酸、酪酸之群之1種以上。
4. 如申請專利範圍第2項之無電解鎳觸擊鍍液，其中上述二羧酸，係選自由草酸、丙二酸、琥珀酸、葡糖酸、己二酸、富馬酸、馬來酸之群之1種以上。
5. 如申請專利範圍第2項之無電解鎳觸擊鍍液，其中上述三羧酸，以烏頭酸。
6. 如申請專利範圍第2項之無電解鎳觸擊鍍液，其中上述羥基二羧酸，係選自由乳酸、蘋果酸之群之1種以上。
7. 如申請專利範圍第2項之無電解鎳觸擊鍍液，其中上述羥三羧酸，係檸檬酸。
8. 如申請專利範圍第2項之無電解鎳觸擊鍍液，其中上述芳香族羧酸，係選自由安息香酸、鄰苯二甲酸、水楊酸之群之1種以上。
9. 如申請專利範圍第2項之無電解鎳觸擊鍍液，其中上述羥基羧酸，係丙酮酸。
10. 如申請專利範圍第2項之無電解鎳觸擊鍍液，其中上述胺基酸，係選自由精胺酸、天門冬胺、天門冬胺酸、胱胺酸、麩胺酸、甘胺酸之群之1種以上。
11. 如申請專利範圍第1項之無電解鎳觸擊鍍液，其中以藉由將上述水溶性鎳鹽、上述羧酸或其鹽、及水混合攪拌調製含有鎳錯合物的水溶液之後，藉由對該水溶液混合上述還原劑攪拌調製。
12. 一種鎳鍍膜的形成方法，其係在銅材表面形成鎳鍍膜的方法， 其特徵在於： 使用申請專利範圍第1項之無電解鎳觸擊鍍液，在銅材表面藉由無電觸擊鍍法形成鎳鍍膜。
13. 如申請專利範圍第12項之鎳鍍膜的形成方法，其中上述無電解鎳觸擊鍍液係pH調整為6~10，浴溫為20~55℃。
14. 如申請專利範圍第12項之鎳鍍膜的形成方法，其中形成膜厚為0.005~0.3μm的鎳鍍膜。