JP3669460B2 - 無電解めっき方法 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線板、電子部品等の銅回路パターン上に無電解めっき皮膜を形成するための無電解めっき方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プリント配線板の高密度化が進んでおり、配線板に直接半導体チップを実装するＣＯＢ、ＭＣＭ等の需要が伸びている。これらのチップ実装基板とチップの接続方法には、主にワイヤボンディングが使用されている。
このＣＯＢ、ＭＣＭ等の実装基板側のワイヤボンディング接続用端子の構造は基板上に形成した銅回路パターンによるワイヤボンディング接続用端子上に、ニッケル、金等の皮膜を順次形成したものであり、この形成には、無電解めっきによって皮膜を形成する方法を用いることがある。
半導体チップ実装基板のワイヤボンディング接続用端子には、表面の平滑性が金ワイヤと回路パターンとの密着のために重要であり、この端子表面の平滑性を確保するために、従来では、無電解めっき前処理に、酸脱脂、アルカリ脱脂、溶剤脱脂、又はプラズマ処理（ドライエッチング）等を行って、端子表面を清浄化してから無電解めっきを行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の技術のうち、前処理に、酸脱脂、アルカリ脱脂、溶剤脱脂を行う方法では、端子表面が十分に清浄化できずに、無電解めっきを行った後に、回路パターンに階段状のめっき皮膜が発生するという課題があった。
また、従来の技術のうち、プラズマ処理を前処理に用いた場合、その後に無電解めっきを行うと、無電解めっき皮膜の表面にこぶ状の析出が発生するという課題があった。
【０００４】
本発明は、平滑性に優れた半導体チップ実装基板の銅回路パターン上に無電解めっきを行う前処理法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の無電解めっき方法は、銅回路パターン上に無電解めっき皮膜を形成する前処理として、プラズマ処理とアルカリ処理を順次行うことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明に用いる無電解めっき皮膜には、ニッケル、パラジウム、金の一種類以上の金属を用いることができ、これらの無電解めっき皮膜は、それぞれの皮膜を単独でも、連続して多層化しても使用できる。
【０００７】
無電解ニッケルめっきには、めっき液中のニッケルイオンがニッケルイオンの還元剤の働きによって、銅の活性化した表面にニッケルを析出させるものであればよく特に限定しない。
【０００８】
また、無電解パラジウムめっきには、置換型、還元型どちらでも良く、置換パラジウムめっきには、下地のニッケルとめっき液中のパラジウムイオンの置換反応によって、ニッケル表面にパラジウム皮膜を形成するものであればどのようなものでも使用でき、また、還元型無電解パラジウムめっきは、めっき液中のパラジウムイオンを還元剤の働きによって、ニッケル表面にパラジウムとして析出させるものであればよく特に限定しない。
【０００９】
無電解金めっきには、置換型、還元型どちらでも使用でき、また、連続しためっきでも良い。置換金めっきは、下地のパラジウムと溶液中の金イオンとの置換反応によって、パラジウム表面に金皮膜を形成するものであり、還元型無電解めっきは、めっき液中の金イオンが金イオンの還元剤の働きによって、金表面に金を析出させるものであればよく特に限定しない。
【００１０】
本発明に用いるプラズマ処理のプラズマには、酸素プラズマが好ましい。
アルカリ処理には、アルカリ金属の水酸化物を含む水溶液である水溶液が好ましく、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物を含む水溶液であれば良く、炭酸ナトリウム、燐酸ナトリウム等の緩衝剤、界面活性剤等を含んでも良い。
【００１１】
銅回路パターンを支持する基材の種類には、セラッミク、半導体、樹脂基板等が使用でき、特に限定するものではない。樹脂基板についてもフェノール、エポキシ、ポリイミド等のものがあるが特に限定するものではない。
【００１２】
【実施例】
実施例１
銅張り積層板を穴あけ、スルーホールめっき、エッチングレジスト形成、エッチング、半田レジスト形成後の導体パターンの露出した銅端子上に、以下の処理を以下の順に行う。
(1)プラズマ処理
・プラズマ処理装置：ＤＥＡ５０６（日電アネルバ株式会社製、商品名）
・条件：０．５ＫＷ、３分、酸素濃度＝５０ＳＣＣＭ
(2)アルカリ処理
・組成：ＮａＯＨ水溶液・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１５ｇ／ｌ
・条件：５０℃、３分
(3)水洗（１分、室温）
(4)ソフトエッチング
・組成：過硫酸アンモニウム・・・・・・・・・・・・・・・・１００ｇ／ｌ
・条件：室温、１分
(5)水洗（２分、室温）
(6)酸洗
・組成：１０％硫酸
・条件：室温、１分
(7)水洗（２分、室温）
(8)活性化
・組成：SA-100（日立化成工業株式会社製、商品名）
・条件：室温、５分
(9)水洗（２分、室温）
(10)無電解ニッケルめっき
・組成：NIPS-100（日立化成工業株式会社製、商品名）
・条件：８５℃、２０分
(12)水洗（２分、室温）
(12)置換金めっき
・組成：HGS-100（日立化成工業株式会社製、商品名）
・条件：８５℃、１０分
(13)水洗（２分、室温）
(14)無電解金めっき
・組成：HGS-2000（日立化成工業株式会社製、商品名
・条件：６５℃、４０分
【００１３】
比較例１
銅張り積層板を穴あけ、スルーホールめっき、エッチングレジスト形成、エッチング、半田レジスト形成後の導体パターンの露出した銅端子上に、以下の処理を行う。
(1)プラズマ処理
・プラズマ処理装置：ＤＥＡ５０６（日電アネルバ株式会社製、商品名）
・条件：０．５ＫＷ、３分、酸素濃度＝５０ＳＣＣＭ
(2)ソフトエッチング
・組成：過硫酸アンモニウム・・・・・・・・・・・・・・・・１００ｇ／ｌ
・条件：室温、１分
(3)水洗（２分、室温）
(4)酸洗
・組成：１０％硫酸
・条件：室温、１分
(5)水洗（２分、室温）
(6)活性化
・組成：SA-100（日立化成工業株式会社製、商品名）
・条件：室温、５分
(7)水洗（２分、室温）
(8)無電解ニッケルめっき
・組成：NIPS-100（日立化成工業株式会社製、商品名）
・条件：８５℃、２０分
(9)水洗（２分、室温）
(10)置換金めっき
・組成：HGS-100（日立化成工業株式会社製、商品名）
・条件：８５℃、１０分
(11)水洗（２分、室温）
(12)無電解金めっき
・組成：HGS-2000（日立化成工業株式会社製、商品名）
・条件：６５℃、４０分
【００１４】
比較例２
銅張り積層板を穴あけ、スルーホールめっき、エッチングレジスト形成、エッチング、半田レジスト形成後の導体パターンの露出した銅端子上に、以下の処理を行う。
(1)プラズマ処理
・プラズマ処理装置：ＤＥＡ５０６（日電アネルバ株式会社製、商品名）
・条件：０．５ＫＷ、３分、酸素濃度＝５０ＳＣＣＭ
(2)酸性脱脂
・組成：Z-200（ワールドメタル株式会社製、商品名）
・条件：５０℃、３分
(2)水洗（１分、室温）
(3)ソフトエッチング
・組成：過硫酸アンモニウム・・・・・・・・・・・・・・・・１００ｇ／ｌ
・条件：室温、１分
(4)水洗（２分、室温）
(5)酸洗
・組成：１０％硫酸
・条件：室温、１分
(6)水洗（２分、室温）
(7)活性化
・組成：SA-100（日立化成工業株式会社製、商品名）
・条件：室温、５分
(8)水洗（２分、室温）
(9)無電解ニッケルめっき
・組成：NIPS-100（日立化成工業株式会社製、商品名）
・条件：８５℃、２０分
(10)水洗（２分、室温）
(11)置換金めっき
・HGS-100（日立化成工業株式会社製、商品名）
・条件：８５℃、１０分
(12)水洗（２分、室温）
(13)無電解金めっき
・組成：HGS-2000（日立化成工業株式会社製、商品名）
・条件：６５℃、４０分
【００１５】
比較例３
銅張り積層板を穴あけ、スルーホールめっき、エッチングレジスト形成、エッチング、半田レジスト形成後の導体パターンの露出した銅端子上に、以下の処理を行う。
(1)アルカリ処理
・組成：ＮａＯＨ水溶液・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１５ｇ／ｌ
・条件：５０℃、３分
(2)水洗（１分、室温）
(3)ソフトエッチング
・組成：過硫酸アンモニウム・・・・・・・・・・・・・・・・１００ｇ／ｌ
・条件：室温、１分
(4)水洗（２分、室温）
(5)酸洗
・組成：１０％硫酸
・条件：室温、１分
(6)水洗（２分、室温）
(7)活性化
・組成：SA-100（日立化成工業株式会社製、商品名）
・条件：室温、５分
(8)水洗（２分、室温）
(9)無電解ニッケルめっき
・組成：NIPS-100（日立化成工業株式会社製、商品名）
・条件：８５℃、２０分
(10)水洗（２分、室温）
(11)置換金めっき
・組成：HGS-100（日立化成工業株式会社製、商品名）
・条件：８５℃、１０分
(12)水洗（２分、室温）
(13)無電解金めっき
・組成：HGS-2000（日立化成工業株式会社製、商品名）
・条件：６５℃、４０分
【００１６】
比較例４
銅張り積層板を穴あけ、スルーホールめっき、エッチングレジスト形成、エッチング、半田レジスト形成後の導体パターンの露出した銅端子上に、以下の処理を行う。
(1)酸性脱脂
・組成：Z-200（ワールドメタル株式会社製、商品名）
・条件：５０℃、３分
(2)水洗（１分、室温）
(3)ソフトエッチング
・組成：過硫酸アンモニウム・・・・・・・・・・・・・・・・１００ｇ／ｌ
・条件：室温、１分
(4)水洗（２分、室温）
(5)酸洗
・組成：１０％硫酸
・室温、１分
(6)水洗（２分、室温）
(7)活性化
・組成：SA-100（日立化成工業株式会社製、商品名）
・条件：室温、５分
(8)水洗（２分、室温）
(9)無電解ニッケルめっき
・組成：NIPS-100（日立化成工業株式会社製、商品名）
・条件：８５℃、２０分
(10)水洗（２分、室温）
(11)置換金めっき
・組成：HGS-100（日立化成工業株式会社製、商品名）
・条件：８５℃、１０分
(12)水洗（２分、室温）
(13)無電解金めっき
・組成：HGS-2000（日立化成工業株式会社製、商品名）
・条件：６５℃、４０分
【００１７】
実施例と比較例１、２、３、４で得たプリント配線板の銅パターン上の表面形状は違っていた。実施例の無電解金めっき表面は、平滑な無電解めっき表面でワイヤボンディング性は良好であったのに対して、比較例１、２の無電解金めっき表面はこぶ状析出であり、比較例３、４は段差めっきであり、ワイヤボンディングは不可能であった。以上のように、本発明は平滑な無電解めっき表面を得ることに優れている無電解めっき方法である。
【００１８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によって、平滑な無電解めっき表面を得ることに優れた無電解めっき方法を提供することができる。

Claims (4)

  1. 銅回路パターン上に無電解めっき皮膜を形成する前処理として、プラズマ処理とアルカリ処理を順次行うことを特徴とする無電解めっき方法。
  2. 無電解めっき皮膜が、ニッケル、パラジウム、金の一種類以上の金属を含むことを特徴とする請求項１に記載の無電解めっき方法。
  3. プラズマ処理のプラズマが、酸素プラズマであることを特徴とする請求項１又は２に記載の無電解めっき方法。
  4. アルカリ処理が、アルカリ金属の水酸化物を含む水溶液であることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれかに記載の無電解めっき方法。
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