JP6145681B2 - 無電解銅メッキ用の水系銅コロイド触媒液並びに無電解銅メッキ方法 - Google Patents
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Description
このうち、水系銅コロイド触媒液の従来技術を挙げると、次の通りである。
可溶性銅塩と、分散剤と、錯化剤を添加し、還元剤により還元処理した後に安定剤を添加して無電解銅メッキ用の微細な銅触媒液を製造する。
上記分散剤はゼラチン、ノニオン性界面活性剤であり、錯化剤はジカルボン酸、オキシカルボン酸などであり、還元剤は水素化ホウ素ナトリウム、ジメチルアミンボランなどである。安定剤は次亜リン酸ナトリウム、ジメチルアミンボランなどである。
また、実施例4(第4頁左上欄)では、硫酸銅とゼラチンと水素化ホウ素ナトリウムと次亜リン酸塩を含有する触媒液に被メッキ物を浸漬した後、無電解銅メッキを施している。
銅塩とアニオン性界面活性剤と還元剤からなる無電解メッキ用触媒を被メッキ物に付与し、無電解銅メッキを施した後、電気銅メッキを施す(請求項1〜2、段落42)。
銅触媒液の具体例である製造例2(段落52)では、触媒液は硫酸銅及びアンモニアによる銅アンミン錯体と、アニオン性界面活性剤と、水素化ホウ素ナトリウム(還元剤)とを含む。
基板に酸化銅(I)コロイド触媒溶液による触媒付与をした後、銅塩と還元剤と錯化剤を含む溶液への浸漬で銅を基板にダイレクトプレーティングするものであり、上記触媒付与後の溶液には錯化剤や還元剤を含むが、上記触媒溶液の組成は不明である。
第一銅塩と次亜リン酸塩と塩素イオンを含み(請求項1)、或いはさらに有機又は無機還元剤(アミンボラン類、水素化ホウ素化合物、ギ酸など)を含む触媒溶液を調製する方法(請求項1〜3)、並びに、被メッキ物を界面活性剤(カチオン性、アニオン性、両性、ノニオン性;段落56)を含むコンディショニング剤で前処理し、触媒溶液で触媒処理し、無電解メッキをする方法(請求項8〜9)が開示される。
上記無電解メッキの種類は銅、ニッケル、金などであり、無電解銅メッキが好ましい(段落70)。
また、上記コンディショニング剤においては、特に、カチオン性界面活性剤を用いると、被メッキ物に吸着した界面活性剤の親水基がマイナスに帯電し、上記第一銅イオンが吸着し易く、均一に銅イオンが吸着した触媒化被メッキ物が得られることが記載される(段落58)。
貴金属/金属−コロイド(例えば、パラジウム/スズのコロイド溶液)を含む活性化剤溶液で非導電性基板を処理し、次いで、銅塩などの金属塩溶液と当該金属イオンの錯化剤と還元剤を含む導電体溶液に接触させた後、無電解メッキ及び電気メッキを行う非導電性基板の直接金属化法が記載される(段落1、13)。
上記導電体溶液の金属塩は活性化剤溶液の金属で還元され、例えば、活性化剤溶液の2価スズ(酸化性カチオン)は導電体溶液の2価銅イオン(還元性カチオン)に作用して、スズは4価に酸化するのに伴い、2価銅イオンは還元されて金属銅になる(段落24、29)。
実施例1では、ABSプラスチック基板をパラジウム−スズ系コロイド含有の活性化剤分散液で活性化処理した後、酒石酸(錯化剤)と次亜リン酸塩(又は、次亜リン酸塩及びヒドロキシメチルスルホン酸塩;還元剤)と銅塩及びリチウム塩などとを含む導電体溶液で処理することが記載される(段落65、段落66の表1)。
また、非導電性基板を銅触媒液で触媒付与した後、無電解メッキを施しても、析出が困難であったり、部分的に皮膜析出しないメッキ欠けが発生したり、メッキ皮膜にムラが生じたり、均一性に劣るなどの問題がある。
そして、銅触媒液に銅塩を安定させるオキシカルボン酸類、アミノカルボン酸類などのコロイド安定剤を含有するとともに、銅塩と安定剤の混合比率を調整することで経時安定性を改善できること、次いで、界面活性剤の存在は経時安定性に悪影響があり、添加してもその含有量はごく少量に止めるべきであること、また、所定の水溶性ポリマーの存在は経時安定性に大きく寄与することなどの知見を得た。
さらに、この知見に基づいて、基板を銅触媒液で触媒付与する前に、界面活性剤からなる吸着促進剤の含有液に浸漬するという予備処理を加重的に行うと、触媒付与に際して触媒活性が高まり無電解銅メッキにより得られる析出皮膜の均一性と、皮膜の外観ムラの発生防止に優れることを新たに見い出して、本発明を完成した。
(A)可溶性銅塩と、
(B)還元剤と、
(C)オキシカルボン酸類、アミノカルボン酸類、ポリカルボン酸類よりなる群から選ばれたコロイド安定剤の少なくとも一種
とからなり、
上記成分(A)と(C)の含有モル比率をA:C=1:0.03〜1:35、上記成分(A)の含有量を0.05〜0.5モル/L、上記成分(A)と(B)の含有モル比率をA:B=1:0.1〜1:5とし、
界面活性剤を含有しないか、或いは界面活性剤の含有量を950mg/L以下とするとともに、
pHが1〜6又は8〜12であり、平均粒径1〜250nmの銅コロイドを有することを特徴とする無電解銅メッキ用の水系銅コロイド触媒液。
(b)上記本発明1〜5のいずれかの水系銅コロイド触媒液に非導電性基板を浸漬して、基板表面上に銅コロイド粒子を吸着させる触媒付与工程と、
(c)吸着処理された上記基板上に無電解銅メッキ液を用いて銅皮膜を形成する無電解メッキ工程
とからなることを特徴とする無電解銅メッキ方法である。
ちなみに、上記特許文献1の金属体含有液(つまり触媒液)では、銅塩の錯化作用をする成分の含有はない。また、特許文献1の実施例4(第4頁左上欄〜右上欄)の触媒液では、分散剤としてのゼラチン1000mg/Lを含有し、或いは、上記特許文献2の製造例2(段落52)の触媒液では、アニオン性界面活性剤を1000mg/L含有しており、共に本発明1の触媒液での界面活性剤の規定量の上限を越えている。
上記非導電性基板は、ガラス・エポキシ樹脂、ガラス・ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ABS樹脂、PET樹脂などの樹脂基板を初め、ガラス基板、セラミックス基板などをいう。
上記可溶性塩(A)は、水溶液中で第一又は第二銅イオンを発生させる可溶性の塩であれば任意のものが使用でき、特段の制限はなく、難溶性塩をも排除しない。具体的には、硫酸銅、酸化銅、塩化銅、ピロリン酸銅、炭酸銅、或いは酢酸銅、シュウ酸銅及びクエン酸銅等のカルボン酸銅塩、又はメタンスルホン酸銅及びヒドロキシエタンスルホン酸銅等の有機スルホン酸銅塩などが挙げられ、硫酸銅、クエン酸銅、メタンスルホン酸銅が好ましい。
当該コロイド安定剤(C)は、モノカルボン酸類、オキシカルボン酸類、アミノカルボン酸類、ポリカルボン酸類よりなる群から選ばれる。
上記モノカルボン酸類としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、及びこれらの塩などが挙げられる。
また、当該触媒液については、中性付近では触媒活性が低下し易いため、液のpHは中性域を除く酸性側又はアルカリ側が好ましく、具体的にはpH1〜6及び8〜12が適しており、好ましくはpH2〜5及び8〜11である。
上記還元剤(B)は単用又は併用でき、その含有量は0.005〜1モル/L、好ましくは0.05〜0.5モル/Lである。還元剤の含有量が適正量より少ないと銅塩の還元作用が低下し、逆に、多過ぎると無電解メッキで析出する銅皮膜の均質性が低下する恐れがある。
上記コロイド安定剤(C)は単用又は併用でき、その含有量は0.005〜2モル/L、好ましくは0.05〜1.5モル/Lである。
また、水系コロイド触媒液では、上記(A)と(C)の含有モル比率はA:C=1:0.03〜1:35であり、好ましくはA:C=1:0.5〜1:24である。コロイド安定剤(C)の相対含有率が少な過ぎると触媒液の経時安定性が低下し、ひいては無電解メッキにより得られる銅皮膜に析出不良を生じる要因ともなる。逆に、コロイド安定剤(C)の含有率が多過ぎても、触媒液の経時安定性を損ない、得られる銅皮膜の質を低下させることになる(後述の試験例参照)。
水系コロイド触媒液では、上記(A)と(B)の含有モル比率はA:B=1:0.1〜1:5である。
当該触媒液の調製に際しては、還元剤から銅イオンに電子を円滑に供与するため、還元剤の溶液を可溶性銅塩(及びコロイド安定剤)の含有溶液に時間をかけて緩やかに滴下して製造することを基本とする。例えば、5〜50℃(好ましくは10〜40℃)の還元剤溶液を銅塩溶液に滴下して20〜1200分間(好ましくは30〜300分間)撹拌し、触媒液を調製する。尚、触媒液の調製では、可溶性銅塩の溶液を還元剤の液に滴下することを排除するものではない。
本発明の触媒液において、還元剤の作用により可溶性銅塩から生じる銅コロイド粒子は適した平均粒径が1〜250nm、好ましくは1〜120nm、より好ましくは1〜100nmの微細粒子である。
銅コロイド粒子の平均粒径が250nm以下になると、触媒液に非導電性基板を浸漬した場合、コロイド粒子が基板の微細な凹凸面の窪みに入り込み、緻密に吸着し、或いは引っ掛かるなどのアンカー効果により基板表面に銅コロイド核の付与が促進されるものと推定できる。逆に、平均粒径が250nmより大きくなると、凝集、沈殿或いは分離などにより、安定な銅コロイドが得られにくいうえ、アンカー効果も期待できないため、銅コロイド粒子が基板表面に部分的にしか付与できなかったり、付与不良になる恐れがある。
触媒液に界面活性剤を含有すると触媒活性が低下する恐れがあり、界面活性剤は添加しない方が好ましい。但し、含有量が950mg/L以下のごく少量の場合には、あまり触媒活性の低下に悪影響はなく、好ましくは700mg/L以下である。
上記界面活性剤はノニオン系、両性、カチオン系、或はアニオン系の各種界面活性剤を意味し、特に、両性、カチオン系、アニオン系、或いは、低分子のノニオン系界面活性剤は好ましくない。
上記ノニオン系界面活性剤としては、C1〜C20アルカノール、フェノール、ナフトール、ビスフェノール類、(ポリ)C1〜C25アルキルフェノール、(ポリ)アリールアルキルフェノール、C1〜C25アルキルナフトール、C1〜C25アルコキシル化リン酸(塩)、ソルビタンエステル、ポリアルキレングリコール、C1〜C22脂肪族アミン、C1〜C22脂肪族アミドなどにエチレンオキシド(EO)及び/又はプロピレンオキシド(PO)を2〜300モル付加縮合させたものや、C1〜C25アルコキシル化リン酸(塩)などが挙げられる。
上記カチオン系界面活性剤としては、第4級アンモニウム塩、或はピリジニウム塩などが挙げられ、具体的には、ラウリルトリメチルアンモニウム塩、ステアリルトリメチルアンモニウム塩、ラウリルジメチルエチルアンモニウム塩、オクタデシルジメチルエチルアンモニウム塩、ジメチルベンジルラウリルアンモニウム塩、セチルジメチルベンジルアンモニウム塩、オクタデシルジメチルベンジルアンモニウム塩、トリメチルベンジルアンモニウム塩、トリエチルベンジルアンモニウム塩、ジメチルジフェニルアンモニウム塩、ベンジルジメチルフェニルアンモニウム塩、ヘキサデシルピリジニウム塩、ラウリルピリジニウム塩、ドデシルピリジニウム塩、ステアリルアミンアセテート、ラウリルアミンアセテート、オクタデシルアミンアセテートなどが挙げられる。
上記アニオン系界面活性剤としては、アルキル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、{(モノ、ジ、トリ)アルキル}ナフタレンスルホン酸塩などが挙げられる。 上記両性界面活性剤としては、カルボキシベタイン、イミダゾリンベタイン、スルホベタイン、アミノカルボン酸などが挙げられる。また、エチレンオキシド及び/又はプロピレンオキシドとアルキルアミン又はジアミンとの縮合生成物の硫酸化、或はスルホン酸化付加物も使用できる。
上記合成系水溶性ポリマーとは、ゼラチン、澱粉などの天然由来の水溶性ポリマーを排除する意味である。
当該合成系の水溶性ポリマーは、本発明1の触媒液の含有排除又は抑制の対象である界面活性剤との関係で、その属する成分に一部重複する可能性も考えられるが、本発明では両者は別の概念である。
この合成系の水溶性ポリマーを含有する場合、例えば、界面活性剤の含有の有無は問わず、含有しても、或いはしなくても良いが、基本的に本発明1との関係で、界面活性剤は含有しない方が好ましい。
上記合成系の水溶性ポリマーとしては、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)、ポリビニルピロリドン(PVP)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリアクリルアミド(PAM)、ポリエチレンイミン(PEI)、ポリアクリル酸塩などが挙げられ、特に、高分子量のPEG、PVP、PVAなどが好ましい。
合成系の水溶性ポリマーは単用又は併用でき、その触媒液に対する含有量は0.05〜100g/Lであり、好ましくは0.5〜50g/L、さらに好ましくは1.0〜30g/Lである。
(a)吸着促進工程
(b)触媒付与工程
(c)無電解銅メッキ工程
上記吸着促進工程(a)はいわば(b)の触媒付与の前処理(予備処理)工程であり、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性界面活性剤よりなる群から選ばれた吸着促進剤の少なくとも一種の含有液に非導電性基板を浸漬する工程であり、基板を界面活性剤の含有液に接触させることで基板表面の濡れ性を高めて触媒活性を増強し、次工程での銅コロイド粒子の吸着を促進するものである。
吸着促進工程では、非導電性基板を界面活性剤の含有液を接触させることが必要であるため、液に浸漬させることが基本であるが、含有液を基板に噴霧したり、刷毛で塗布するなどしても差し支えない。
本発明7に示すように、吸着を促進する見地から、正電荷を帯びたカチオン系や両性界面活性剤が好適であり、特にカチオン系界面活性剤がより好ましい。また、カチオン系界面活性剤に少量のノニオン系界面活性剤を併用すると、吸着促進効果がさらに増す。
本発明1の触媒液において、可溶性銅塩に還元剤を作用させて生じる銅コロイド粒子はゼータ電位がマイナスであるため、例えば、非導電性基板をカチオン性界面活性剤で接触処理すると、基板がプラス電荷を帯び易く、次工程における銅コロイド粒子の基板への吸着効率が増す。
界面活性剤の具体例は、前記本発明1の触媒液において排除又は抑制対象として述べた界面活性剤の説明の通りである。
界面活性剤の含有量は0.05〜100g/Lであり、好ましくは0.5〜50g/Lである。界面活性剤の含有液の温度は15〜70℃程度、浸漬時間は0.5〜20分間程度が好ましい。
触媒付与工程では、上記水系銅コロイド触媒液に非導電性基板を浸漬して、基板表面上に銅コロイドを吸着させる。
当該触媒液の液温は10〜70℃、浸漬時間は0.1〜20分程度であり、浸漬処理に際しては、基板を触媒液に静置状態で浸漬すれば充分であるが、撹拌や揺動を行っても良い。
無電解銅メッキは、従来と同様に処理すれば良く、特段の制約はない。無電解銅メッキ液の液温は一般に15〜70℃、好ましくは20〜60℃である。
銅メッキ液の撹拌では、空気撹拌、急速液流撹拌、撹拌羽根等による機械撹拌等を使用することができる。
無電解銅メッキ液は、基本的に可溶性銅塩と、還元剤と、錯化剤を含有し、或いは、さらに界面活性剤やpH調整剤などの各種添加剤、又は酸を含有できる。
可溶性銅塩については、前記銅コロイド触媒液で述べた通りである。
上記無機酸には、硫酸、ピロリン酸、ホウフッ酸などが挙げられる。また、有機酸には、グリコール酸や酒石酸等のオキシカルボン酸、メタンスルホン酸や2―ヒドロキシエタンスルホン酸等の有機スルホン酸などが挙げられる。
尚、本発明は下記の実施例、試験例に拘束されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意の変形をなし得ることは勿論である。
下記の実施例1〜10のうち、実施例5は銅コロイド触媒液にごく少量の界面活性剤を含む例、実施例1〜4、実施例6〜10は触媒液に界面活性剤を含まない例である。参考例1〜8は触媒液に合成系の水溶性ポリマーを含有する例である。
実施例1は触媒液にコロイド安定剤としてクエン酸を使用し、還元剤として水素化ホウ素ナトリウムを使用した例である。以下、実施例1を基本として、実施例2はコロイド安定剤の含有量を低減した例、実施例3はコロイド安定剤の含有量を増量した例、実施例4は還元剤の含有量を低減した例、実施例6はコロイド安定剤の種類と含有量を変更した例、実施例7は還元剤の種類と触媒液の液温を変更した例である。また、実施例7を基本として、実施例8〜10は可溶性銅塩を変更した例である。
実施例5は上述の通り、実施例1を基本として、ノニオン系の界面活性剤をごく少量含有し、コロイド安定剤の種類と触媒液のpHを変更した例である。
そして、実施例1を基本として、参考例1は触媒液にポリビニルピロリドン(PVP)を含有した例、参考例2は同じくポリエチレングリコール(PEG)を含有した例、参考例3と参考例5はPVP(平均分子量を変更)を含有した例、参考例4はポリエチレンイミン(PEI)を含有した例、参考例6はポリアクリルアミド(PAM)を含有した例である。
実施例1〜9と参考例1〜6は触媒液のpHが酸性の例であるが、実施例10と参考例7〜8は触媒液のpHがアルカリ側の例である。ちなみに、pHの調整には10〜20%程度の硫酸、或いは水酸化ナトリウムを使用した。
また、冒述の特許文献1の実施例4では触媒液に分散剤としてゼラチンを含有するが、比較例7は触媒液に上述の合成系ではなく、天然由来の水溶性ポリマーであるゼラチンを含有したもので、いわば上記特許文献1の準拠例である。
(a)吸着促進剤の含有液の調製
次の組成で吸着促進剤の含有液を調製した。
[吸着促進剤の含有液]
ジアリルアミンポリマーの4級アンモニウム塩 5g/L
ポリオキシアルキレン分岐デシルエーテル 1g/L
(b)銅コロイド触媒液の調製
[銅溶液]
硫酸銅(Cu2+として) 0.2モル/L
クエン酸 0.6モル/L
[還元剤溶液]
水素化ホウ素ナトリウム 0.2モル/L
pH4.0に調整した25℃の上記銅溶液に還元剤溶液を滴下して45分撹拌し、水系銅コロイド触媒液を調製した。
上記触媒液の各成分のモル比率は、次の通りである。
銅塩:コロイド安定剤=1:3、銅塩:還元剤=1:1
生成した銅コロイド粒子の平均粒径は約10nmであった。
(c)無電解銅メッキ液の調製
次の組成で無電解銅メッキ液を建浴した。当該メッキ液は下記の水酸化ナトリウムでpH調整した。
[無電解銅メッキ液]
硫酸銅五水和物(Cu2+として) 2.0g/L
ホルムアルデヒド 5.0g/L
EDTA 30.0g/L
水酸化ナトリウム 9.6g/L
残余 純水
pH(20℃) 12.8
(d)無電解銅メッキの処理条件
先ず、非導電性基板であるガラス・エポキシ樹脂基板(板厚:1.0mm)をもって試料基板とした。
そして、上記(a)の吸着促進剤を用いて試料基板に吸着促進を行った後、上記(b)の触媒液に浸漬して触媒付与を行い、さらに上記(c)のメッキ液で無電解銅メッキを行った。
具体的には、前記吸着促進剤の含有液に前記試料基板を50℃、2分の条件で浸漬し、純水で洗浄した。次いで、吸着促進処理(前処理)を施した試料基板を前記銅コロイド触媒液に25℃、10分の条件で浸漬し、純水で洗浄した。その後、触媒付与を施した試料基板を上記無電解銅メッキ液中に浸漬して、50℃、10分の条件で無電解メッキを施して、試料基板上に銅皮膜を形成した後、純水で洗浄し、乾燥した。
上記実施例1を基本として、吸着促進剤の含有液及び銅コロイド触媒液を次の組成で調製した以外は、銅コロイド触媒液や無電解銅メッキ液の調製方法並びに各工程の処理条件は実施例1と同じとした。
尚、上記触媒液の各成分のモル比率は、次の通りである。
銅塩:コロイド安定剤=1:0.2、銅塩:還元剤=1:1
(a)吸着促進剤の含有液の調製
[吸着促進剤の含有液]
ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド 5g/L
(b)銅コロイド触媒液の調製
[銅溶液]
硫酸銅(Cu2+として) 0.2モル/L
クエン酸 0.04モル/L
[還元剤溶液]
水素化ホウ素ナトリウム 0.2モル/L
pH4.0にした25℃の銅溶液に還元剤溶液を滴下して45分撹拌した。
生成した銅コロイド粒子の平均粒径は約15nmであった。
上記実施例1を基本として、吸着促進剤の含有液及び銅コロイド触媒液を次の組成で調製した以外は、銅コロイド触媒液や無電解銅メッキ液の調製方法並びに各工程の処理条件は実施例1と同じとした。
尚、上記触媒液の各成分のモル比率は、次の通りである。
銅塩:コロイド安定剤=1:15、銅塩:還元剤=1:1
(a)吸着促進剤の含有液の調製
[吸着促進剤の含有液]
ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン 5g/L
(b)銅コロイド触媒液の調製
[銅溶液]
硫酸銅(Cu2+として) 0.2モル/L
クエン酸 3.0モル/L
[還元剤溶液]
水素化ホウ素ナトリウム 0.2モル/L
pH4.0にした25℃の銅溶液に還元剤溶液を滴下して45分撹拌した。
生成した銅コロイド粒子の平均粒径は約12nmであった。
上記実施例1を基本として、吸着促進剤の含有液及び銅コロイド触媒液を次の組成で調製した以外は、銅コロイド触媒液や無電解銅メッキ液の調製方法並びに各工程の処理条件は実施例1と同じとした。
尚、上記触媒液の各成分のモル比率は、次の通りである。
銅塩:コロイド安定剤=1:4、銅塩:還元剤=1:0.05
(a)吸着促進剤の含有液の調製
[吸着促進剤の含有液]
ジアリルアミンポリマーの4級アンモニウム塩 5g/L
ポリオキシアルキレン分岐デシルエーテル 1g/L
(b)銅コロイド触媒液の調製
[銅溶液]
硫酸銅(Cu2+として) 0.2モル/L
クエン酸 0.8モル/L
[還元剤溶液]
水素化ホウ素ナトリウム 0.01モル/L
pH4.0にした25℃の銅溶液に還元剤溶液を滴下して45分撹拌した。
生成した銅コロイド粒子の平均粒径は約25nmであった。
上記実施例1を基本として、吸着促進剤の含有液及び銅コロイド触媒液を次の組成で調製した以外は、銅コロイド触媒液(但し、pH条件は除く)や無電解銅メッキ液の調製方法並びに各工程の処理条件は実施例1と同じとした。
尚、上記触媒液の各成分の比率は、次の通りである。
銅塩:コロイド安定剤=1:3.5、銅塩:還元剤=1:1
(a)吸着促進剤の含有液の調製
[吸着促進剤の含有液]
ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン 5g/L
(b)銅コロイド触媒液の調製
[銅溶液]
硫酸銅(Cu2+として) 0.2モル/L
グルコン酸 0.7モル/L
ポリオキシエチレン
−スチレン化フェニルエーテル(EO10モル) 0.2g/L
[還元剤溶液]
水素化ホウ素ナトリウム 0.2モル/L
pH3.0にした25℃の銅溶液に還元剤溶液を滴下して45分撹拌した。
生成した銅コロイド粒子の平均粒径は約17nmであった。
上記実施例1を基本として、吸着促進剤の含有液及び銅コロイド触媒液を次の組成で調製した以外は、銅コロイド触媒液(但し、撹拌条件を除く)や無電解銅メッキ液の調製方法並びに各工程の処理条件は実施例1と同じとした。
尚、上記触媒液の各成分のモル比率は、次の通りである。
銅塩:コロイド安定剤=1:3、銅塩:還元剤=1:1
(a)吸着促進剤の含有液の調製
[吸着促進剤の含有液]
ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド 5g/L
(b)銅コロイド触媒液の調製
[銅溶液]
硫酸銅(Cu2+として) 0.2モル/L
グリコール酸 0.6モル/L
[還元剤溶液]
水素化ホウ素ナトリウム 0.2モル/L
pH4.0にした25℃の銅溶液に還元剤溶液を滴下して90分撹拌した。
生成した銅コロイド粒子の平均粒径は約15nmであった。
上記実施例1を基本として、吸着促進剤の含有液及び銅コロイド触媒液を次の組成で調製した以外は、銅コロイド触媒液(但し、pHと銅溶液の液温条件は除く)や無電解銅メッキ液の調製方法並びに各工程の処理条件は実施例1と同じとした。
尚、上記触媒液の各成分のモル比率は、次の通りである。
銅塩:コロイド安定剤=1:4、銅塩:還元剤=1:0.5
(a)吸着促進剤の含有液の調製
[吸着促進剤の含有液]
ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド 5g/L
(b)銅コロイド触媒液の調製
[銅溶液]
メタンスルホン酸銅(Cu2+として) 0.2モル/L
クエン酸 0.8モル/L
[還元剤溶液]
ジメチルアミンボラン 0.1モル/L
pH3.0にした35℃の銅溶液に還元剤溶液を滴下して45分撹拌した。
生成した銅コロイド粒子の平均粒径は約16nmであった。
上記実施例1を基本として、吸着促進剤の含有液及び銅コロイド触媒液を次の組成で調製した以外は、銅コロイド触媒液(但し、pHと銅溶液の液温条件は除く)や無電解銅メッキ液の調製方法並びに各工程の処理条件は実施例1と同じとした。
尚、上記触媒液の各成分のモル比率は、次の通りである。
銅塩:コロイド安定剤=1:3.5、銅塩:還元剤=1:0.75
(a)吸着促進剤の含有液の調製
[吸着促進剤の含有液]
ジアリルアミンポリマーの4級アンモニウム塩 5g/L
(b)銅コロイド触媒液の調製
[銅溶液]
クエン酸銅2.5水和物(Cu2+として) 0.2モル/L
クエン酸 0.7モル/L
[還元剤溶液]
ジメチルアミンボラン 0.15モル/L
pH5.0にした35℃の銅溶液に還元剤溶液を滴下して45分撹拌した。
生成した銅コロイド粒子の平均粒径は約14nmであった。
上記実施例1を基本として、吸着促進剤の含有液及び銅コロイド触媒液を次の組成で調製した以外は、銅コロイド触媒液(但し、銅溶液の液温条件は除く)や無電解銅メッキ液の調製方法並びに各工程の処理条件は実施例1と同じとした。
尚、上記触媒液の各成分のモル比率は、次の通りである。
銅塩:コロイド安定剤=1:2、銅塩:還元剤=1:0.5
(a)吸着促進剤の含有液の調製
[吸着促進剤の含有液]
ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン 5g/L
(b)銅コロイド触媒液の調製
[銅溶液]
硫酸銅(Cu2+として) 0.2モル/L
グルコン酸 0.4モル/L
[還元剤溶液]
ジメチルアミンボラン 0.1モル/L
pH4.0にした35℃の銅溶液に還元剤溶液を滴下して45分撹拌した。
生成した銅コロイド粒子の平均粒径は約20nmであった。
上記実施例1を基本として、吸着促進剤の含有液及び銅コロイド触媒液を次の組成で調製した以外は、銅コロイド触媒液(但し、pH条件は除く)や無電解銅メッキ液の調製方法並びに各工程の処理条件は実施例1と同じとした。
尚、上記触媒液の各成分のモル比率は、次の通りである。
銅塩:コロイド安定剤=1:3、銅塩:還元剤=1:0.5
(a)吸着促進剤の含有液の調製
[吸着促進剤の含有液]
ジアリルアミンポリマーの4級アンモニウム塩 5g/L
(b)銅コロイド触媒液の調製
[銅溶液]
硫酸銅(Cu2+として) 0.2モル/L
ジエチレントリアミン五酢酸 0.6モル/L
[還元剤溶液]
水素化ホウ素ナトリウム 0.1モル/L
pH10.0にした25℃の銅溶液に還元剤溶液を滴下して45分撹拌した。
生成した銅コロイド粒子の平均粒径は約20nmであった。
上記実施例1を基本として、吸着促進剤の含有液及び銅コロイド触媒液を次の組成で調製した以外は、銅コロイド触媒液や無電解銅メッキ液の調製方法並びに各工程の処理条件は実施例1と同じとした。
尚、上記触媒液の各成分のモル比率は、次の通りである。
銅塩:コロイド安定剤=1:4、銅塩:還元剤=1:2.25
(a)吸着促進剤の含有液の調製
[吸着促進剤の含有液]
ジアリルアミンポリマーの4級アンモニウム塩 5g/L
(b)銅コロイド触媒液の調製
[銅溶液]
硫酸銅(Cu2+として) 0.2モル/L
クエン酸 0.8モル/L
ポリビニルピロリドン(平均分子量40,000) 2.0g/L
[還元剤溶液]
水素化ホウ素ナトリウム 0.45モル/L
pH4.0にした25℃の銅溶液に還元剤溶液を滴下して45分撹拌した。
生成した銅コロイド粒子の平均粒径は約8nmであった。
上記実施例1を基本として、吸着促進剤の含有液及び銅コロイド触媒液を次の組成で調製した以外は、銅コロイド触媒液(但し、撹拌時間は除く)や無電解銅メッキ液の調製方法並びに各工程の処理条件は実施例1と同じとした。
尚、上記触媒液の各成分のモル比率は、次の通りである。
銅塩:コロイド安定剤=1:3、銅塩:還元剤=1:0.5
(a)吸着促進剤の含有液の調製
[吸着促進剤の含有液]
ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド 5g/L
(b)銅コロイド触媒液の調製
[銅溶液]
硫酸銅(Cu2+として) 0.2モル/L
クエン酸 0.6モル/L
ポリエチレングリコール(平均分子量10,000) 1.0g/L
[還元剤溶液]
水素化ホウ素ナトリウム 0.1モル/L
pH4.0にした25℃の銅溶液に還元剤溶液を滴下して60分撹拌する。
生成した銅コロイド粒子の平均粒径は約30nmであった。
上記実施例1を基本として、吸着促進剤の含有液及び銅コロイド触媒液を次の組成で調製した以外は、銅コロイド触媒液(但し、銅溶液の液温条件は除く)や無電解銅メッキ液の調製方法並びに各工程の処理条件は実施例1と同じとした。
尚、上記触媒液の各成分のモル比率は、次の通りである。
銅塩:コロイド安定剤=1:3、銅塩:還元剤=1:0.5
(a)吸着促進剤の含有液の調製
[吸着促進剤の含有液]
ジアリルアミンポリマーの4級アンモニウム塩 5g/L
ポリオキシアルキレン分岐デシルエーテル 1g/L
(b)銅コロイド触媒液の調製
[銅溶液]
硫酸銅(Cu2+として) 0.2モル/L
クエン酸 0.6モル/L
ポリビニルピロリドン(分子量300,000) 1.0g/L
[還元剤溶液]
ジメチルアミンボラン 0.1モル/L
pH4.0にした35℃の銅溶液に還元剤溶液を滴下して45分撹拌した。
生成した銅コロイド粒子の平均粒径は約45nmであった。
上記実施例1を基本として、吸着促進剤の含有液及び銅コロイド触媒液を次の組成で調製した以外は、銅コロイド触媒液や無電解銅メッキ液の調製方法並びに各工程の処理条件は実施例1と同じとした。
尚、上記触媒液の各成分のモル比率は、次の通りである。
銅塩:コロイド安定剤=1:4、銅塩:還元剤=1:1
(a)吸着促進剤の含有液の調製
[吸着促進剤の含有液]
ジアリルアミンポリマーの4級アンモニウム塩 5g/L
(b)銅コロイド触媒液の調製
[銅溶液]
硫酸銅(Cu2+として) 0.2モル/L
クエン酸 0.8モル/L
ポリエチレンイミン 1.5g/L
[還元剤溶液]
水素化ホウ素ナトリウム 0.2モル/L
pH4.0にした25℃の銅溶液に還元剤溶液を滴下して45分撹拌した。
生成した銅コロイド粒子の平均粒径は約17nmであった。
上記実施例1を基本として、吸着促進剤の含有液及び銅コロイド触媒液を次の組成で調製した以外は、銅コロイド触媒液や無電解銅メッキ液の調製方法並びに各工程の処理条件は実施例1と同じとした。
尚、上記触媒液の各成分のモル比率は、次の通りである。
銅塩:コロイド安定剤=1:4、銅塩:還元剤=1:1
(a)吸着促進剤の含有液の調製
[吸着促進剤の含有液]
ジアリルアミンポリマーの4級アンモニウム塩 5g/L
(b)銅コロイド触媒液の調製
[銅溶液]
硫酸銅(Cu2+として) 0.2モル/L
クエン酸 0.8モル/L
ポリビニルピロリドン(分子量300,000) 1.0g/L
[還元剤溶液]
水素化ホウ素ナトリウム 0.2モル/L
pH4.0にした25℃の銅溶液に還元剤溶液を滴下して45分撹拌した。
生成した銅コロイド粒子の平均粒径は約15nmであった。
上記実施例1を基本として、吸着促進剤の含有液及び銅コロイド触媒液を次の組成で調製した以外は、銅コロイド触媒液や無電解銅メッキ液の調製方法並びに各工程の処理条件は実施例1と同じとした。
尚、上記触媒液の各成分のモル比率は、次の通りである。
銅塩:コロイド安定剤=1:4、銅塩:還元剤=1:1
(a)吸着促進剤の含有液の調製
[吸着促進剤の含有液]
ジアリルアミンポリマーの4級アンモニウム塩 5g/L
(b)銅コロイド触媒液の調製
[銅溶液]
酢酸銅一水和物(Cu2+として) 0.2モル/L
クエン酸 0.8モル/L
ポリアクリルアミド 0.5g/L
[還元剤溶液]
水素化ホウ素ナトリウム 0.2モル/L
pH4.0にした25℃の銅溶液に還元剤溶液を滴下して45分撹拌した。
生成した銅コロイド粒子の平均粒径は約22nmであった。
上記実施例1を基本として、吸着促進剤の含有液及び銅コロイド触媒液を次の組成で調製した以外は、銅コロイド触媒液(但し、pH条件は除く)や無電解銅メッキ液の調製方法並びに各工程の処理条件は実施例1と同じとした。
尚、上記触媒液の各成分のモル比率は、次の通りである。
銅塩:コロイド安定剤=1:3、銅塩:還元剤=1:0.5
(a)吸着促進剤の含有液の調製
[吸着促進剤の含有液]
ジアリルアミンポリマーの4級アンモニウム塩 5g/L
ポリオキシアルキレン分岐デシルエーテル 1g/L
(b)銅コロイド触媒液の調製
[銅溶液]
硫酸銅(Cu2+として) 0.2モル/L
エチレンジアミン四酢酸 0.6モル/L
ポリビニルピロリドン(分子量300,000) 1.0g/L
[還元剤溶液]
水素化ホウ素ナトリウム 0.1モル/L
pH9.0にした25℃の銅溶液に還元剤溶液を滴下して45分撹拌した。
生成した銅コロイド粒子の平均粒径は約18nmであった。
上記実施例1を基本として、吸着促進剤の含有液及び銅コロイド触媒液を次の組成で調製した以外は、銅コロイド触媒液(但し、pH条件は除く)や無電解銅メッキ液の調製方法並びに各工程の処理条件は実施例1と同じとした。
尚、上記触媒液の各成分のモル比率は、次の通りである。
銅塩:コロイド安定剤=1:4、銅塩:還元剤=1:1
(a)吸着促進剤の含有液の調製
[吸着促進剤の含有液]
ジアリルアミンポリマーの4級アンモニウム塩 5g/L
ポリオキシアルキレン分岐デシルエーテル 1g/L
(b)銅コロイド触媒液の調製
[銅溶液]
硫酸銅(Cu2+として) 0.2モル/L
ニトリロ三酢酸 0.8モル/L
ポリアクリルアミド 1.0g/L
[還元剤溶液]
ジメチルアミンボラン 0.2モル/L
pH10.0にした25℃の銅溶液に還元剤溶液を滴下して45分撹拌した。
生成した銅コロイド粒子の平均粒径は約15nmであった。
上記実施例1を基本として、吸着促進剤の含有液及び銅コロイド触媒液を次の組成で調製した以外は、銅コロイド触媒液や無電解銅メッキ液の調製方法並びに各工程の処理条件は実施例1と同じとした。
尚、上記触媒液の各成分のモル比率は、次の通りである。
銅塩:コロイド安定剤=1:0、銅塩:還元剤=1:1
(a)吸着促進剤の含有液の調製
[吸着促進剤の含有液]
ジアリルアミンポリマーの4級アンモニウム塩 5g/L
(b)銅コロイド触媒液の調製
[銅溶液]
硫酸銅(Cu2+として) 0.2モル/L
[還元剤溶液]
水素化ホウ素ナトリウム 0.2モル/L
pH4.0にした25℃の銅溶液に還元剤溶液を滴下して45分撹拌した。
銅コロイド粒子は生成したが、凝集・沈殿した。
上記実施例1を基本として、吸着促進剤の含有液及び銅コロイド触媒液を次の組成で調製した以外は、銅コロイド触媒液や無電解銅メッキ液の調製方法並びに各工程の処理条件は実施例1と同じとした。
尚、上記触媒液の各成分のモル比率は、次の通りである。
銅塩:コロイド安定剤=1:0.01、銅塩:還元剤=1:1
(a)吸着促進剤の含有液の調製
[吸着促進剤の含有液]
ジアリルアミンポリマーの4級アンモニウム塩 5g/L
(b)銅コロイド触媒液の調製
[銅溶液]
硫酸銅(Cu2+として) 0.2モル/L
クエン酸 0.002モル/L
[還元剤溶液]
水素化ホウ素ナトリウム 0.2モル/L
pH4.0にした25℃の銅溶液に還元剤溶液を滴下して45分撹拌した。
銅コロイド粒子は生成したが、凝集・沈殿した。
上記実施例1を基本として、吸着促進剤の含有液及び銅コロイド触媒液を次の組成で調製した以外は、銅コロイド触媒液や無電解銅メッキ液の調製方法並びに各工程の処理条件は実施例1と同じとした。
尚、上記触媒液の各成分のモル比率は、次の通りである。
銅塩:コロイド安定剤=1:36、銅塩:還元剤=1:1
(a)吸着促進剤の含有液の調製
[吸着促進剤の含有液]
ジアリルアミンポリマーの4級アンモニウム塩 5g/L
(b)銅コロイド触媒液の調製
[銅溶液]
硫酸銅(Cu2+として) 0.2モル/L
乳酸 7.2モル/L
[還元剤溶液]
水素化ホウ素ナトリウム 0.2モル/L
pH4.0にした25℃の銅溶液に還元剤溶液を滴下して45分撹拌した。
銅コロイド粒子は生成しなかった。
上記実施例1を基本として、吸着促進剤の含有液及び銅コロイド触媒液を次の組成で調製した以外は、銅コロイド触媒液や無電解銅メッキ液の調製方法並びに各工程の処理条件は実施例1と同じとした。
尚、上記触媒液の各成分のモル比率は、次の通りである。
銅塩:コロイド安定剤=1:4、銅塩:還元剤=1:1
(a)吸着促進剤の含有液の調製
[吸着促進剤の含有液]
ジアリルアミンポリマーの4級アンモニウム塩 5g/L
ポリオキシアルキレン分岐デシルエーテル 1g/L
(b)銅コロイド触媒液の調製
[銅溶液]
硫酸銅(Cu2+として) 0.2モル/L
クエン酸 0.8モル/L
ポリオキシエチレン
−オクチルフェニルエーテル(EO15モル) 1.0g/L
[還元剤溶液]
水素化ホウ素ナトリウム 0.2モル/L
pH4.0にした25℃の銅溶液に還元剤溶液を滴下して45分撹拌した。
生成した銅コロイド粒子の平均粒径は約15nmであった。
上記実施例1を基本として、吸着促進剤の含有液及び銅コロイド触媒液を次の組成で調製した以外は、銅コロイド触媒液や無電解銅メッキ液の調製方法並びに各工程の処理条件は実施例1と同じとした。
尚、上記触媒液の各成分のモル比率は、次の通りである。
銅塩:コロイド安定剤=1:4、銅塩:還元剤=1:1
(a)吸着促進剤の含有液の調製
[吸着促進剤の含有液]
ジアリルアミンポリマーの4級アンモニウム塩 5g/L
ポリオキシアルキレン分岐デシルエーテル 1g/L
(b)銅コロイド触媒液の調製
[銅溶液]
硫酸銅(Cu2+として) 0.2モル/L
クエン酸 0.8モル/L
ポリオキシエチレン
−オクチルフェニルエーテル(EO15モル) 8.0g/L
[還元剤溶液]
水素化ホウ素ナトリウム 0.2モル/L
pH4.0にした25℃の銅溶液に還元剤溶液を滴下して45分撹拌した。
銅コロイド粒子は生成したが、凝集・沈殿した。
上記実施例1を基本として、吸着促進工程を省略した例であり、銅コロイド触媒液を次の組成で調製した以外は、銅コロイド触媒液や無電解銅メッキ液の調製方法並びに各工程の処理条件は実施例1と同じとした。
尚、上記触媒液の各成分のモル比率は、次の通りである。
銅塩:コロイド安定剤=1:4、銅塩:還元剤=1:1
(a)銅コロイド触媒液の調製
[銅溶液]
硫酸銅(Cu2+として) 0.2モル/L
クエン酸 0.8モル/L
[還元剤溶液]
水素化ホウ素ナトリウム 0.2モル/L
pH4.0にした25℃の銅溶液に還元剤溶液を滴下して45分撹拌した。
生成した銅コロイド粒子の平均粒径は約17nmであった。
上記実施例1を基本として、吸着促進剤の含有液及び銅コロイド触媒液を次の組成で調製した以外は、銅コロイド触媒液や無電解銅メッキ液の調製方法並びに各工程の処理条件は実施例1と同じとした。
尚、上記触媒液の各成分のモル比率は、次の通りである。
銅塩:コロイド安定剤=1:4、銅塩:還元剤=1:1
(a)吸着促進剤の含有液の調製
[吸着促進剤の含有液]
ジアリルアミンポリマーの4級アンモニウム塩 5g/L
(b)銅コロイド触媒液の調製
[銅溶液]
硫酸銅(Cu2+として) 0.2モル/L
クエン酸 0.8モル/L
ゼラチン 1.0g/L
[還元剤溶液]
水素化ホウ素ナトリウム 0.2モル/L
pH4.0にした25℃の銅溶液に還元剤溶液を滴下して45分撹拌した。
銅コロイド粒子は生成したが、凝集・沈殿した。
そこで、上記実施例1〜10、比較例1〜7及び参考例1〜8で調製した各銅コロイド触媒液について、
下記の基準でコロイド安定性の優劣を評価した。
○:建浴後1ヶ月間沈殿、或いは分解が起こらなかった。
×:建浴後すぐに沈殿、或いは分解した。
次いで、上記実施例1〜10、比較例1〜7及び参考例1〜8の無電解銅メッキ方法で得られた銅の無電解皮膜について、下記の基準で皮膜外観の優劣を目視により評価した。
◎:銅メッキ皮膜が均一でムラがなかった。
○:銅メッキ皮膜にムラが認められた。
△:銅メッキ皮膜に一部未析出(メッキ欠け)が認められた。
×:銅皮膜が析出しなかった。
尚、析出皮膜の「ムラ」は、皮膜の緻密性や平滑性などに周囲と異なる部分があると認められる。皮膜の「ムラ」は皮膜の均一性とは別の観点である。
皮膜外観 経時安定性 皮膜外観 経時安定性
実施例1 ◎ ○ 比較例1 × ×
実施例2 ◎ ○ 比較例2 × ×
実施例3 ○ ○ 比較例3 × ×
実施例4 ◎ ○ 比較例4 △ ○
実施例5 ○ ○ 比較例5 × ○
実施例6 ◎ ○ 比較例6 △ ○
実施例7 ◎ ○ 比較例7 △ ×
実施例8 ◎ ○
実施例9 ○ ○
実施例10 ◎ ○
参考例1 ◎ ○
参考例2 ◎ ○
参考例3 ◎ ○
参考例4 ◎ ○
参考例5 ◎ ○
参考例6 ◎ ○
参考例7 ◎ ○
参考例8 ◎ ○
銅コロイド触媒液にコロイド安定剤を欠く比較例1では、触媒液の経時安定性に劣り、もって触媒液との接触後に非導電性基板に無電解メッキを施しても銅皮膜の析出はなかった。
また、コロイド安定剤と銅塩の比率において、コロイド安定剤の相対量が少な過ぎると比較例2に示すとように、やはり触媒液の経時安定性に劣り、もって無電解メッキにおいて銅皮膜の析出はなかった。これは、コロイド安定剤の相対量が多過ぎる場合も同様で、比較例3に示すように、触媒液の経時安定性に劣り、無電解メッキにおいて銅皮膜の析出はなかった。
非導電性基板を吸着促進処理なしで触媒付与し、無電解銅メッキを施した比較例6では、触媒液の経時安定性は実施例と同様であったが、析出した銅皮膜では一部に未析出の箇所が生じる「メッキ欠け」が認められたことから、触媒付与の前に吸着促進の予備処理がないことに因り、触媒活性が不足し、基板への銅コロイド粒子の吸着が実施例に比べて劣ることが判断できる。
当該実施例1〜10を上記比較例1に対比すると、ムラがなく優れた均一性の銅皮膜を得るためには、触媒液には銅塩と還元剤だけではなく、コロイド安定剤の含有が必須であることが分かる。また、実施例1〜10を比較例2〜3に対比すると、ムラがなく優れた均一性の銅皮膜を得るためには、コロイド安定剤を含有するだけでは足りず、コロイド安定剤と銅塩との含有比率の適正化が重要であることが判断できる。
触媒液に界面活性剤を本発明1の抑制規定量を越えて含有した比較例4では、無電解メッキにおいて析出した銅皮膜の一部に未析出が生じる「メッキ欠け」が認められた。そして、触媒液に比較例4より多く界面活性剤を含有させた比較例5では、無電解メッキにおいて銅皮膜は析出しなかった。これに対して、界面活性剤を本発明1の規定量以下のごく少量に抑制した実施例5では、無電解メッキにおいてメッキ欠けなどが生じることなく、銅皮膜は円滑に析出した(但し、皮膜にムラが認められた)。また、触媒液に界面活性剤を含有しない実施例1〜4、実施例6〜10では、当然にムラがなく優れた均一性の銅皮膜が析出した。即ち、触媒液に本発明の規定値を越えて界面活性剤を添加すると、銅コロイド触媒液の触媒活性が低下して無電解メッキで得られる銅皮膜にはメッキ欠けが生じ、さらに界面活性剤の含有量を多くすると液の触媒活性が失われて銅皮膜が析出しなかったことから、界面活性剤の含有量をごく少量に抑制する場合のみ、銅皮膜は円滑に析出するが、触媒液への界面活性剤の含有量が増すほど触媒液の活性は低下するため、銅コロイド触媒液の触媒活性を保持するためには、基本的に界面活性剤を添加しない方が好ましいことが判断できる
また、天然由来の水溶性ポリマーの代表例であるゼラチンを触媒液に含有した比較例7では、本発明1の触媒液にゼラチンがいわば余分に付加された形態であり、触媒液の経時安定性に劣り、もって無電解メッキに際しては、得られた銅皮膜において一部に未析出の「メッキ欠け」が認められた。一方、触媒液に合成系の水溶性ポリマーを含有した参考例1〜8では、ムラがなく優れた均一性の銅皮膜が析出したことから、優れた実用レベルの銅皮膜を得るためには、水溶性ポリマーの中でも、合成系のポリマーを選択する必要があることが裏付けられた。
実施例1を基準として他の実施例との相対的な評価を説明する。先ず、実施例1はカチオン系界面活性剤であるジアリルアミンポリマーの4級アンモニウム塩を含む吸着促進剤で非導電性基板を予備処理し、硫酸銅を銅塩とし、水素化ホウ素ナトリウムを還元剤とし、クエン酸をコロイド安定剤とする触媒液で触媒付与した後、無電解銅メッキした例であるが、触媒液の経時安定性は良好で、建浴後1ケ月経過しても沈殿が生じたり、分解することはなく、また、無電解メッキで得られた銅皮膜は均一性に優れ、析出ムラも認められなかった。
実施例2は実施例1に対してコロイド安定剤の銅塩に対する含有比率を下げた例、実施例4は実施例1に対して還元剤の含有量を下げた例、実施例6はコロイド安定剤を実施例1のクエン酸からグリコール酸に変更した例であるが、触媒液の経時安定性とメッキ皮膜の外観については、夫々実施例1と同様の評価であった。
実施例7は実施例1に対してメタンスルホン酸銅を銅塩とした例、実施例8はクエン酸銅を銅塩とした例であるが、触媒液の経時安定性とメッキ皮膜の外観は実施例1と同様の評価であった。
前述したように、触媒液に界面活性剤を含有しない実施例1〜4、実施例6〜10では、概ねメッキ皮膜は均一性に優れ、ムラも認められなかった。また、界面活性剤が本発明1の規定量以下のごく少量存在する実施例5では、無電解メッキにおいてメッキ欠けなどが生じることなく、銅皮膜は円滑に析出したが、皮膜に析出ムラが認められた。
触媒液に水溶性ポリマーとしてPVP(平均分子量4万)を含有した参考例1、同じくPEGを含有した参考例2、PEIを含有した参考例4、PVP(平均分子量30万)を含有した参考例3と5、PAMを含有した参考例6では、触媒液の経時安定性とメッキ皮膜の外観については、夫々実施例1と同様の評価であった。
触媒液をpH4.0に設定した実施例1に対して、pH3の実施例7、pH5の実施例8、pH10の実施例10では、触媒液の経時安定性とメッキ皮膜の外観については、夫々実施例1と同様の評価であった。
Claims (7)
- 無電解銅メッキを施す非導電性基板に接触させて触媒付与を行うための水系銅コロイド触媒液において、
(A)可溶性銅塩と、
(B)還元剤と、
(C)オキシカルボン酸類、アミノカルボン酸類、ポリカルボン酸類よりなる群から選ばれたコロイド安定剤の少なくとも一種
とからなり、
上記成分(A)と(C)の含有モル比率をA:C=1:0.03〜1:35、上記成分(A)の含有量を0.05〜0.5モル/L、上記成分(A)と(B)の含有モル比率をA:B=1:0.1〜1:5とし、
界面活性剤を含有しないか、或いは界面活性剤の含有量を950mg/L以下とするとともに、
pHが1〜6又は8〜12であり、平均粒径1〜250nmの銅コロイドを有することを特徴とする無電解銅メッキ用の水系銅コロイド触媒液。。 - 還元剤(B)が、水素化ホウ素化合物、アミンボラン類、次亜リン酸類、アルデヒド類、アスコルビン酸類、ヒドラジン類、多価フェノール類、多価ナフトール類、フェノールスルホン酸類、ナフトールスルホン酸類、スルフィン酸類よりなる群から選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする請求項1に記載の無電解銅メッキ用の水系銅コロイド触媒液。
- オキシカルボン酸類(C)が、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、グルコン酸、ゴルコヘプトン酸、グリコール酸、乳酸、トリオキシ酪酸、イソクエン酸、タルトロン酸、グリセリン酸、ヒドロキシ酪酸、ロイシン酸、シトラマル酸、及びこれらの塩よりなる群から選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする請求項1又は2に記載の無電解銅メッキ用の水系銅コロイド触媒液。
- アミノカルボン酸類(C)が、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、トリエチレンテトラミン六酢酸、エチレンジアミン四酢酸、エチレンジアミン四プロピオン酸、ニトリロ三酢酸、イミノジ酢酸、ヒドロキシエチルイミノジ酢酸、イミノジプロピオン酸、1,3−プロパンジアミン四酢酸、1,3−ジアミノ−2−ヒドロキシプロパン四酢酸、グリコールエーテルジアミン四酢酸、メタフェニレンジアミン四酢酸、1,2−ジアミノシクロヘキサン−N,N,N′,N′−四酢酸、ジアミノプロピオン酸、グルタミン酸、ジカルボキシメチルグルタミン酸、オルニチン、システイン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)グリシン、(S、S)−エチレンジアミンコハク酸及びこれらの塩よりなる群から選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の無電解銅メッキ用の水系銅コロイド触媒液。
- ポリカルボン酸類(C)が、コハク酸、グルタル酸、マロン酸、アジピン酸、シュウ酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、メサコン酸及びこれらの塩よりなる群から選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の無電解銅メッキ用の水系銅コロイド触媒液。
- (a)ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性界面活性剤よりなる群から選ばれた吸着促進剤の少なくとも一種の含有液に非導電性基板を浸漬する吸着促進工程(前処理工程)と、
(b)請求項1〜5のいずれか1項の水系銅コロイド触媒液に非導電性基板を浸漬して、基板表面上に銅コロイド粒子を吸着させる触媒付与工程と、
(c)吸着処理された上記基板上に無電解銅メッキ液を用いて銅皮膜を形成する無電解メッキ工程
とからなることを特徴とする無電解銅メッキ方法。 - 工程(a)の吸着促進剤が、カチオン系界面活性剤及び/又は両性界面活性剤であることを特徴とする請求項6に記載の無電解銅メッキ方法。
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