(57)【要約】【課題】本発明は、環境負荷の少ないノーシアン型の置換型無電解金めつき浴を用いた下地金属層表面に細孔ややけを生じさせることのない置換型無電解めつき方法の提供を課題とする。【解決手段】ノーシアン型置換型無電解金めつき浴を用いて置換型無電解金めつきを行うに際して、該無電解金めつき液中の金濃度を０．５〜１．０ｇ／ｌ、ｐＨを６．７〜８．２とし、めつき温度を５０〜６０℃とし、めつき厚さを０．００１〜０．０３μｍの厚さになるようにするものである。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノーシアン型置換型無電解金めつき浴を用いて置換型無電解金めつきを行うに際して、該無電解金めつき液中の金濃度を０．５〜１．０ｇ／ｌ、ｐＨを６．７〜８．２とし、めつき温度を５０〜６０℃とすることを特徴とする置換型無電解金めつき法。
【請求項２】
置換型無電解金めつき法により得られる金めつき皮膜の厚さが０．００１〜０．０３μｍである請求項１記載の置換型無電解金めつき法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気、電子、光機器装置等に多用されている、置換型無電解金めつき方法に関し、具体的には置換型無電解金めつきを下地の腐蝕無しに効率的且つ安価に施す方法である。
【０００２】
【従来の技術】
電気、電子、光機器装置等を製造する際に、ボンディングワイヤー、半田材等を用いて熱圧着等で各部材を接合する工程がある。この工程では、接合性を良くするため、各部材の接合すべき表面の最表層を金めつき層とすることが通例である。
【０００３】
近年の電気、電子、光機器装置等は軽薄短小、高速・高密度化が進み、これらに用いられる多層配線板等の製造においても、電解めつきのための導通線を引き回すことが出来なくなり前記金めつき層も無電解めつき法が多用されている。
【０００４】
無電解金めつき法としては、まず置換型無電解金めつき法により厚さ０．０５μｍ程度の緻密な無電解金めつき皮膜を作成し、引き続き還元型無電解金めつき法により所望厚さの無電解金めつき層を設ける。置換型無電解金めつき法を最初に適用するのは、これによれば、前記したように薄くて緻密な金めつき層を得ることができ、その上に還元型無電解金めつきを施すため、信頼性の高い無電解めつき皮膜を得られることが可能だからである。
【０００５】
しかしながら、置換型無電解金めつきには次のような問題がある。即ち、置換型と称されているめつき方法からわかるように、被めつき表面の素材であるＣｕやＮｉが溶解しイオン化した時に生じる電子を、めつき液中の金イオンが受け取って金属金となり析出することを利用したものである。このことからわかるように、被めつき表面が荒れ、細孔ができたりやけが生じたりすることがある。この現象は、無電解金めつき層の厚さを厚くしたり、金の析出速度を速くすると顕著となる。また、対環境負荷の大きいシアン型の置換型無電解金めつき浴を用いると顕著になる。
【０００６】
こうした細孔ややけが起きると、細孔に溜まっためつき液の残渣やガスにより、あるいは焼け状態の表面より密着性の劣化を起こし、ボンディング時及びその後の接合信頼性を著しく阻害することになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点のないノーシアン型の置換型無電解金めつき浴を用いた置換型無電解めつき方法の提供を課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは前記課題を解決すべく種々の検討を行った結果、ノーシアン型の置換型無電解金めつき浴を用いてもめつき条件を選定すれば、容易に被めつき層の良好な溶解面を確保しつつ目的とする置換型無電解金めつき層を得ることが可能であることを見いだし本発明に至った。
【０００９】
即ち、上記課題を解決する本発明は、ノーシアン型置換型無電解金めつき浴を用いて置換型無電解金めつきを行うに際して、該無電解金めつき液中の金濃度を０．５〜１．０ｇ／ｌ、ｐＨを６．７〜８．２とし、めつき温度を５０〜６０℃とし、めつき厚さを０．００１〜０．０３μｍの厚さになるようにするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明では、ノーシアン型置換型無電解金めつき浴を用いる。対環境負荷を低下させるためである。本発明は、基本的に金の析出速度を制御することにより、即ち被めつき物の溶解速度を制御することにより、局所的に被めつき物表面の溶解速度が高くなり、被めつき物表面に細孔ややけが発生しないようにするものである。
【００１１】
この目的のために制御すべき主要な因子は無電解めつき液中の金濃度とめつき温度とｐＨである。めつき液中の金濃度が１．０ｇ／ｌを越えると、他の要因、例えばめつき温度を如何に低くしても被めつき物の溶解速度を抑えることができず、被めつき物表面での細孔の発生ややけの発生を防止できない。金濃度を低くすれば被めつき物での細孔の発生ややけの防止を図ることができるものの、生産性の悪化をもたらす。このため、金濃度を０．５ｇ／ｌ以上とすることが好ましい。
【００１２】
めつき温度、即ち反応温度を低くすれば低くするほど反応速度、即ち被めつき物表面の溶解速度は低くなり、被めつき物での細孔ややけの発生を防止できる。しかし、５０℃を下回ると生産性が下がり好ましくない。一方、６０℃を越えると被めつき物表面の溶解速度が高くなり、被めつき物での細孔の発生ややけの発生を防止できない。加えて、労働環境上も好ましくない。
【００１３】
ｐＨも良好な被めつき物表面と良好な無電解金めつき皮膜とを得る上で重要である。ｐＨを６．７〜８．２の範囲とすることにより安定的にこの目的が達成される。
【００１４】
無電解金めつき皮膜の厚さを厚くしすぎるとその分、被めつき物の表面の溶解を促進することになり、細孔ややけの発生のおそれが高くなる。一方、あまりに薄いと良好な無電解金めつき皮膜が得られない。このため、本発明では無電解金めつき皮膜の厚さを０．００１〜０．０３μｍの厚さになるようにする。
【００１５】
【実施例】
次に実施例を用いて本発明をさらに説明する。
（実施例１）
電気及び電子部品を搭載するプリント基板の銅端子部を以下の条件で前処理した後、無電解ニッケルめつきに浸漬し、厚さ５〜６μｍの無電解ニッケル皮膜を設けた。その後、金濃度が１．０ｇ／ｌ、ｐＨが７．５の日鉱マテリアルズ（株）製の置換型無電解金めつき液（商品名  ＣＦ−４００）を用い、めつき液温度を６０℃として１０分間無電解金めつきを行い厚さ０．０２５μｍの無電解金めつき皮膜を得た。無電解金めつき皮膜表面を電子顕微鏡で観察し、写真を撮った。得られた写真を図１に示した。
【００１６】
その後、無電解金めつき皮膜を剥離し、露出した無電解ニッケル皮膜表面を電子顕微鏡で観察し、写真を撮った。得られた写真を図１に併せて示した。図１よりわかるとおり、無電解金めつき皮膜も、無電解ニッケル皮膜も共に細孔もなく、やけもないきれいな表面のものであった。
【００１７】
前処理条件
１）酸性脱脂  ／  スルカップ  ＡＣＬ−００７    ５０℃×５分（上村工業株式会社製）
２）酸洗浄    ／  １０％  硫酸  ２５℃×１分
３）ソフトエッチング  ／  ＭＥＯＸ  ４０℃×１分（ムラタ）
４）酸洗浄    ／  １０％  硫酸  ２５℃×１分
５）プレディップ  ／  アクセマルタ  ＭＳＲ−３０−Ｍ    ２５℃×１分（上村工業株式会社製）
６）Ｐｄ活性化／  アクセマルタ  ＭＳＲ−３０    ２５℃×２分（上村工業株式会社製）
【００１８】
無電解ニッケル条件
使用薬液    ／  上村工業株式会社製    製品名  ニムデンＮＰＲ−４
処理温度    ／  ８０℃
処理時間    ／  ３０分
【００１９】
（実施例２）
無電解金めつき液として金濃度が３ｇ／ｌ、ｐＨ７．０のエヌイーケムキャット（株）製商品名スーパーメックス＃２５０を金濃度１ｇ／ｌに調整して用いた以外は実施例１と同様にして無電解ニッケルめつき鼓膜と厚さ０．０２５μｍの無電解金めつき皮膜を得た。
その後、無電解金めつき皮膜表面を電子顕微鏡で観察し、引き続き無電解金めつき皮膜を剥離し、露出した無電解ニッケル皮膜表面を電子顕微鏡で観察した。その結果、実施例１と同様に細孔もなく、やけもないきれいな表面であった。
【００２０】
（実施例３）
無電解金めつき液として金濃度が２ｇ／ｌ、ｐＨ７．０の奥野製薬工業株式会社製商品名ムデンノーブル金を金濃度１ｇ／ｌに調整して用いた以外は実施例１と同様にして無電解ニッケルめつき鼓膜と厚さ０．０２５μｍの無電解金めつき皮膜を得た。
その後、無電解金めつき皮膜表面を電子顕微鏡で観察し、引き続き無電解金めつき皮膜を剥離し、露出した無電解ニッケル皮膜表面を電子顕微鏡で観察した。その結果、実施例１と同様に細孔もなく、やけもないきれいな表面であった。
【００２１】
（実施例４、５）
無電解金めつき液のｐＨを６．７と８．２に変化させた以外は実施例１と同様にして無電解ニッケル皮膜と厚さ０．０２５μｍの無電解金めつき皮膜を得た。
その後、無電解金めつき皮膜表面を電子顕微鏡で観察し、引き続き無電解金めつき皮膜を剥離し、露出した無電解ニッケル皮膜表面を電子顕微鏡で観察した。その結果、実施例１と同様に細孔もなく、やけもないきれいな表面であった。
【００２２】
（実施例６）
無電解金めつき液の金濃度を０．５ｇ／ｌに変化させた以外は実施例１と同様にして無電解ニッケル皮膜と厚さ０．０１２μｍの無電解金めつき皮膜を得た。
その後、無電解金めつき皮膜表面を電子顕微鏡で観察し、引き続き無電解金めつき皮膜を剥離し、露出した無電解ニッケル皮膜表面を電子顕微鏡で観察した。その結果、実施例１と同様に細孔もなく、やけもないきれいな表面であった。
【００２３】
（実施例７）
無電解金めつき液の金濃度を０．５ｇ／ｌに変化させ、めつき時間を１分とした以外は実施例１と同様にして無電解ニッケル皮膜と厚さ０．００１μｍの無電解金めつき皮膜を得た。
その後、無電解金めつき皮膜表面を電子顕微鏡で観察し、引き続き無電解金めつき皮膜を剥離し、露出した無電解ニッケル皮膜表面を電子顕微鏡で観察した。その結果、実施例１と同様に細孔もなく、やけもないきれいな表面であった。
【００２４】
（比較例１）
無電解金めつき時のめつき液温度を８０℃、無電解めつき時間を１０分とした以外は実施例１と同様にして厚さ０．０３μｍの金めつき皮膜を得た。無電解金めつき皮膜表面を電子顕微鏡で観察し、写真を撮った。得られた写真を図２に示した。
その後、無電解金めつき皮膜を剥離し、露出した無電解ニッケル皮膜表面を電子顕微鏡で観察し、写真を撮った。得られた写真を図２に併せて示した。図２よりわかるとおり、無電解金めつき皮膜も、無電解ニッケル皮膜も共に細孔が見られ、良好な表面となっていなかった。
【００２５】
（比較例２）
無電解金めつき液として金濃度が３ｇ／ｌ、ｐＨ７．０のエヌイーケムキャット（株）製商品名スーパーメックス＃２５０をそのまま用い、めつき液温度を７０℃とした以外は比較例１と同様にして無電解ニッケル皮膜と厚さ０．１μｍの無電解金めつき皮膜を得た。
その後、無電解金めつき皮膜表面を電子顕微鏡で観察し、引き続き無電解金めつき皮膜を剥離し、露出した無電解ニッケル皮膜表面を電子顕微鏡で観察した。その結果、比較例１と同様にそれぞれの表面に細孔が確認できた。
【００２６】
（比較例３）
無電解金めつき液として金濃度が２ｇ／ｌ、ｐＨ７．０の奥野製薬工業株式会社製商品名ムデンノーブル金をそのまま用い、めつき液温度を６５℃とした以外は比較例１と同様にして無電解ニッケル皮膜と厚さ０．０６μｍの無電解金めつき皮膜を得た。
その後、無電解金めつき皮膜表面を電子顕微鏡で観察し、引き続き無電解金めつき皮膜を剥離し、露出した無電解ニッケル皮膜表面を電子顕微鏡で観察した。その結果、比較例１と同様にそれぞれの表面に細孔が確認できた。
【００２７】
（比較例４、５）
無電解金めつき液のｐＨを６．５と８．５に変化させた以外は実施例１と同様にして無電解ニッケル皮膜と厚さ０．０２５μｍの無電解金めつき皮膜を得た。
その後、無電解金めつき皮膜表面を電子顕微鏡で観察し、引き続き無電解金めつき皮膜を剥離し、露出した無電解ニッケル皮膜表面を電子顕微鏡で観察した。その結果、比較例１と同様にそれぞれの表面に細孔が確認できた。
【００２８】
（比較例６）
無電解金めつき液の温度を４５℃にし、めつき時間を成り行きとした以外は実施例１と同様にして無電解ニッケル皮膜と厚さ０．０２５μｍの無電解金めつき皮膜を得た。
その後、無電解金めつき皮膜表面を電子顕微鏡で観察し、引き続き無電解金めつき皮膜を剥離し、露出した無電解ニッケル皮膜表面を電子顕微鏡で観察した。その結果、実施例１と同様に良好な表面ではあった。
しかし、所定の膜厚にするために必要とされためつき時間は３０分であり、工業的量産に耐えうる方法とはならなかった。
【００２９】
（比較例７）
無電解金めつき液の金濃度を０．３ｇ／ｌに変化させ、めつき液温度を５０℃とし、めつき時間を成り行きとした以外は実施例１と同様にして無電解ニッケル皮膜と厚さ０．０２５μｍの無電解金めつき皮膜を得た。
その後、無電解金めつき皮膜表面を電子顕微鏡で観察し、引き続き無電解金めつき皮膜を剥離し、露出した無電解ニッケル皮膜表面を電子顕微鏡で観察した。その結果、実施例１と同様に良好な表面ではあった。
しかし、所定の膜厚にするために必要とされためつき時間は２０分であり、工業的量産に耐えうる方法とはならなかった。
【００３０】
（比較例８）
無電解金めつき液としてシアン化合物を含み、金濃度１．０ｇ／ｌ、ｐＨ７．０エヌイーケムキャット株式会社製  商品名  アトメックス  を用いた以外は実施例１と同様にして無電解ニッケル皮膜と厚さ０．０２５μｍの無電解金めつき皮膜を得た。
その後、無電解金めつき皮膜表面を電子顕微鏡で観察し、引き続き無電解金めつき皮膜を剥離し、露出した無電解ニッケル皮膜表面を電子顕微鏡で観察した。その結果、比較例１と同様にそれぞれの表面に細孔が確認できた。
また、プリント基板に塗布されているソルダーレジスト（絶縁性皮膜）が侵されて、白色化されていた。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、無電解金めつき時に被めつき層である無電解ニッケルめつき表面に細孔ややけが発生しないため、極めて薄く、また接合性の良く且つ信頼性のある置換型無電解金めつき層が得られる。また、本発明によれば無電解金めつき時の不良率を大幅に低減できるため、生産性、品質性および経済性を大幅に向上させることか可能となる。しかも、シアン化合物を含まないめつき液を用いるために、装置を侵す事無く、また環境改善が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１で得られた金めつき表面と、その金めつきを除去した後の下地Ｎｉ表面の電子顕微鏡写真である。
【図２】比較例１で得られた金めつき表面と、その金を除去した後の下地Ｎｉ表面の電子顕微鏡写真である。
【図１】
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【図２】
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