(57)【要約】【課題】  回路基板における配線パターンを、焼付電極やフォトリソグラフィーのような煩雑な工程を経ることなく、直接無電解めっきをパターン状に行うことにより、簡単に形成する方法を提供する。【解決手段】  セラミック、樹脂、ガラスのうち少なくとも１種を主成分とする基板を用意する工程と、ニッケル塩およびニッケルに対し還元作用のある還元剤を含む触媒形成用溶液を用意する工程と、前記基板の表面に対し、前記触媒形成用溶液を印刷法によりパターン状に塗布し、その後１００℃以上の温度にて加熱することにより触媒パターンを形成する工程と、前記触媒パターンの形成された基板に対し無電解ニッケルめっきを行い、パターン状のニッケルめっき膜を形成する工程と、を備える。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック、樹脂、ガラスのうち少なくとも１種を主成分とする基板を用意する工程と、
ニッケル塩、およびニッケルに対し還元作用のある還元剤を含む触媒形成用溶液を用意する工程と、
前記基板の表面に対し、前記触媒形成用溶液を印刷法によりパターン状に塗布し、その後１００℃以上の温度で加熱を行うことにより、触媒パターンを形成する工程と、
前記触媒パターンの形成された基板に対し無電解ニッケルめっきを行い、パターン状のニッケルめっき膜を形成する工程と、
を備える、配線パターンの形成方法。
【請求項２】
前記印刷法がスクリーン印刷であることを特徴とする、請求項１に記載の配線パターンの形成方法。
【請求項３】
前記触媒形成用溶液のｐＨが１３以上であることを特徴とする、請求項１または２に記載の配線パターンの形成方法。
【請求項４】
前記還元剤が、次亜リン酸塩および亜リン酸塩のうち少なくとも１種であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の配線パターンの形成方法。
【請求項５】
前記ニッケル塩が、硫酸ニッケルであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の配線パターンの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板における配線パターンを無電解めっきにより形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線基板などの回路基板では、セラミックや樹脂からなる絶縁体の基板の表面に対し、導電体の配線パターンが形成される。この配線パターンの形成には、様々な方法が検討されている。
【０００３】
従来より一般的な方法として、焼付電極を形成してその上に無電解めっきを行う方法がある。すなわち、金属粉末、ガラス成分、樹脂成分、有機溶媒からなる導電性ペーストをパターン状に印刷し、焼き付けて金属パターンを形成し、その上にパラジウム等からなる触媒を付与し、その後、無電解めっきを行うことによって配線パターンを形成する方法である。
【０００４】
しかし、焼付電極を用いる場合、８００℃程度の熱処理が必要であるため、基板が熱に弱い場合には用いることができない。また、熱処理の設備が必要となる。
【０００５】
別の一般的な方法としては、フォトリソグラフィーを用いる方法がある。すなわち、基板表面全体にパラジウム等からなる触媒を付与し、その上に無電解めっきを行い、その後、レジストパターンを形成し、露光、現像、エッチング、レジスト剥離の工程を経て、配線パターンが形成される方法である。
【０００６】
しかし、フォトリソグラフィーを用いる方法は、熱処理は不要であっても、工程が煩雑であるという問題が生じる。そこで、簡便に基板上に配線パターンを形成する方法が望まれている。
【０００７】
以下の特許文献１には、樹脂材料と溶剤と導電性材料と触媒性材料とを有する導電性インクを基板の表面に印刷し、その印刷部の表面に無電解めっきを行い、配線パターンを形成する方法が開示されている。
【０００８】
また、特許文献２には、水溶性の有機溶媒と可溶性パラジウムと水からなる水性インクを、インクジェットによりドット状の集合体としてパターン状に吐出し、この上に無電解銅めっきを行って、配線パターンを形成する方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−３０３３６８号公報
【特許文献２】特開平７−２４５４６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に開示の方法では、触媒を含むパターンを簡便に形成はできるものの、触媒を含むパターンに樹脂成分が残留するため、配線パターンが厚くなりすぎたり、また、その表面に形成する無電解めっき膜の緻密性が低くなるという欠点があった。
【００１０】
また、特許文献２に開示の方法では、樹脂成分を含まない触媒パターンを形成できるものの、インクジェット吐出機という高価な設備が必要であり、さらに、パターン外にも触媒成分が析出しやすいという欠点があった。
【００１１】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであって、基板上に無電解めっき膜からなる配線パターンを形成するにあたり、その下地となる触媒パターンを簡便に精度良く形成でき、かつ、無電解めっき膜の基板に対する固着力の高い方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
すなわち本発明の配線パターンの形成方法は、セラミック、樹脂、ガラスのうち少なくとも１種を主成分とする基板を用意する工程と、ニッケル塩、およびニッケルに対し還元作用のある還元剤を含む触媒形成用溶液を用意する工程と、前記基板の表面に対し、前記触媒形成用溶液を印刷法によりパターン状に塗布し、その後１００℃以上の温度で加熱を行うことにより触媒パターンを形成する工程と、前記触媒パターンの形成された基板に対し無電解ニッケルめっきを行い、パターン状のニッケルめっき膜を形成する工程と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、前記印刷法の好ましい例として、スクリーン印刷法があげられる。
【００１４】
さらに、触媒形成用溶液のｐＨは１３以上であることが好ましい。還元剤は次亜リン酸塩および亜リン酸塩のうち少なくとも１種、ニッケル塩は硫酸ニッケルであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の配線パターンの形成方法によれば、基板上に塗布された触媒形成用溶液中のニッケル塩が還元剤により還元されて金属ニッケルとなり、これが無電解ニッケルめっき時の還元作用を活性化させるための触媒となる。この触媒形成用溶液は、めっき膜の緻密性を下げる原因となる樹脂成分を含まないにも関わらず、印刷により容易に触媒パターンを精度良く形成することを可能とする。
【００１６】
したがって、焼付電極、フォトリソグラフィーなどの煩雑な工程を必要とすることなく、さらにめっき膜の緻密性やパターン精度の問題もない、無電解めっき膜からなる配線パターンを基板上に容易に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の配線パターン形成方法は、絶縁性の基板の表面に対し、無電解ニッケルめっき膜からなる配線パターンを直接形成するにあたり、その無電解めっき膜の下地となる触媒パターンを簡便に形成する方法に関するものである。特に、本発明の特徴は、触媒パターン形成用の溶液として、ニッケル塩およびニッケルに対し還元作用のある還元剤を含む溶液を用いる点にあり、これを用いることにより、基板上にスクリーン印刷などの印刷法を用いて触媒パターンを簡単に形成することができる。
【００１８】
触媒形成用溶液中のニッケル塩は、水系溶媒中にてニッケルイオンまたはニッケル錯体として存在可能なものであれば、その具体的な形態は特に問われない。たとえば、硫酸ニッケルが好ましい。
【００１９】
ニッケル塩を還元してニッケル金属となすための還元剤も触媒形成用溶液中に含まれる。この還元剤は次亜リン酸ナトリウムなどの次亜リン酸塩が好んで用いられる。
【００２０】
また、溶液のｐＨが１３以上であると、触媒形成用溶液の粘度が大きく増加する。これは、還元剤に次亜リン酸を用いている場合、次亜リン酸が亜リン酸に変化し、この亜リン酸がニッケル成分と結びついて亜リン酸ニッケルからなる非水溶性の微粒子を形成するためと考えられる。触媒形成用溶液の粘度が大きく増加すると、スクリーン印刷により形成されたパターンの寸法精度が大きく向上する。よって、粘度を上げるための樹脂成分などが不要となる。当然ながら、最初から還元剤として亜リン酸を用いても構わない。
【００２１】
基板の表面に、触媒形成用溶液を印刷法によりパターン形成し、その後１００℃以上の温度に加熱すると、溶液中のニッケル塩が還元され、金属ニッケルとなって基板の表面に固着する。この金属ニッケルが無電解めっきのための触媒として作用することになる。
【００２２】
この触媒形成用溶液中のニッケル成分が基板の内部に浸透すると、還元されて金属化された後、アンカー効果により基板に強く固着する。この場合、後に水洗を行っても金属ニッケルは除去されることがない。よって、無電解ニッケルめっきを行う前に水洗を行って、容易に汚れなどを除去できる。金属ニッケルを基板により強く固着させるには、溶液塗布後の放置時間を長くしたり、また、事前に基板にエッチングを施して表面粗さを高めておくなどの方法がある。特に基板がセラミックやガラスを含む場合は有効である。
【００２３】
触媒パターンの形成された基板に対し、通常の無電解ニッケルめっきを行うと、触媒パターンの形成された部分にのみニッケルめっき膜が形成され、ニッケル膜からなる配線パターンが形成される。具体的には、ニッケル塩と、ニッケル塩を還元する還元剤とを含むめっき液に基板を浸漬させればよい。めっき液には、必要に応じて、ニッケル塩を錯化させる錯化剤、安定剤、界面活性剤などが含まれていてもよい。
【００２４】
なお、形成されたニッケル膜からなる配線パターン上には、無電解金めっき膜を容易に形成することができ、半田接合に適した配線パターンとすることができる。
【実施例】
【００２５】
［実施例１］  まず、１００×１００ｍｍ角のガラスエポキシ基板を用意した。
【００２６】
次に、０.４mol/ Lの濃度の硫酸ニッケルと、０.０８mol/ Lの濃度の次亜リン酸ナトリウムを含む水溶液を作製し、これに水酸化ナトリウムを加えて、ｐHを１３とした。このようにして、触媒形成用溶液を用意した。
【００２７】
次いで、ガラスエポキシ基板の表面に対し、スクリーン印刷により、触媒形成用溶液をパターン状に塗布した。パターンの形状は、２mm角の塗布部が縦方向および横方向に、２mmの等間隔を開けて整列している状態とした。この後、１５０℃にて１〜１０分の加熱乾燥を行い、その後水洗を行って、基板表面の不純物を除去した。
【００２８】
次に、０.２mol/ Lの硫酸ニッケル、０.４mol/Lの次亜リン酸ナトリウム、０.４mol/ Lの乳酸、０.０５mol/ Lのプロピオン酸を含む水溶液を作製し、水酸化ナトリウムを添加してｐHを４.５に調整し、さらに液温を９０℃に設定した。このようにして、無電解ニッケルめっき浴を得た。
【００２９】
この無電解ニッケルめっき浴中に、前述の触媒パターンを形成したガラスエポキシ基板を３０分間浸漬させた。こうして、膜厚６μmのニッケルめっき膜からなる配線パターンがガラスエポキシ基板上に形成された。
【００３０】
形成された配線パターンに対し、以下のようにして、テープ剥離試験を行った。すなわち、積水化学工業社製セロハンテープ（No.252）を指の腹で十分に押圧し、速やかに剥離させた。結果として、ニッケル膜からなる配線パターンは基板から剥離しなかった。
【００３１】
［実施例２］  基板として、６０×２５ｍｍ角のアルミナ基板を用意した。
【００３２】
以降は、実施例１と全く同じようにして、基板上に触媒パターンを形成し、無電解ニッケルめっきを行い、ニッケルめっき膜からなる配線パターンを形成した。
【００３３】
実施例１と同様にテープ剥離試験を行ったところ、ニッケル膜からなる配線パターンは基板から剥離しなかった。