JPH0971871A - 無電解金めっき液 - Google Patents

無電解金めっき液

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JPH0971871A
JPH0971871A JP25465295A JP25465295A JPH0971871A JP H0971871 A JPH0971871 A JP H0971871A JP 25465295 A JP25465295 A JP 25465295A JP 25465295 A JP25465295 A JP 25465295A JP H0971871 A JPH0971871 A JP H0971871A
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JP
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gold
gold plating
mol
electroless
salt
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JP25465295A
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English (en)
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Hidehiro Nakao
英弘 中尾
Satoshi Kawashima
敏 川島
Tadashi Sasaki
忠 佐々木
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MERUTETSUKUSU KK
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MERUTETSUKUSU KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高品質の金めっき膜を高い成膜速度で形成す
ることができ、かつ、毒性が低く安定性に優れた無電解
金めっき液を提供する。 【解決手段】 シアンを含有しない水溶性金塩、チオシ
アン酸塩と亜硫酸塩の組み合わせからなる錯化剤および
還元剤を少なくとも含有した無電解金めっき液とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は無電解金めっき液に
係り、特に毒性が低く安定性に優れた無電解金めっき液
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子部品の小型化と高性能化に伴
って配線の微細化、実装技術の改良、プリント配線板材
料の多様化が見られる。そして、例えば、電子機器のプ
リント配線板の回路と半導体のチップを接続するための
ボンディング用接点、電気的に独立した微細部分等に金
めっきを施す場合、通電するためのリードが必要な電気
金めっきに代わって、複雑な形状面にも均一な析出が可
能な無電解金めっきが用いられるようになっている。
【0003】従来の無電解金めっき液は、金イオンの錯
化剤としてシアン化合物を含み、ジメチルアミンボラン
(DMAB)等のホウ化物を還元剤として含有するもの
であった(特公昭50−3743号等)。しかし、この
無電解金めっき液は、シアン化合物を含有するため毒性
が非常に高く、作業上、環境保全上の問題があった。ま
た、還元剤の安定性やめっき速度の向上のために、上記
の無電解金めっき液は高アルカリとする必要があった。
このため、アルカリ溶液中で不安定な窒化アルミニウム
等の被めっき材料が侵食されたり、被めっき材料に通常
のポジ型フォトレジストのようにアルカリ性で不安定な
物質が存在する場合には、剥離が生じる等の問題があっ
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このため、シアン化合
物を含有しない無電解金めっき液(ノーシアン浴)の要
望が高まり、塩化金、塩化金酸またはチオ硫酸金を金塩
とし、錯化剤にチオシアン酸塩を用いた無電解金めっき
液(特開昭62−174384号)や、錯化剤として亜
硫酸塩とチオ硫酸塩を用いた無電解金めっき液(特開平
6−145996号)等が使用されている。
【0005】しかしながら、上記の無電解金めっき液
は、いずれも浴安定性が悪く、安定剤を添加しても数十
時間しかめっき浴を連続稼働させることができないとい
う問題がある。
【0006】本発明は上述のような事情に鑑みてなされ
たものであり、高品質の金めっき膜を高い成膜速度で形
成することができ、かつ、毒性が低く安定性に優れた無
電解金めっき液を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明はシアンを含有しない水溶性金塩、錯
化剤および還元剤を少なくとも含有し、前記錯化剤はチ
オシアン酸塩および亜硫酸塩であるような構成とした。
【0008】また、前記チオシアン酸塩を0.05mo
l/l以上含有し、前記亜硫酸塩を0.05〜0.2m
ol/lの範囲で含有するような構成、前記水溶性金塩
を0.005〜0.015mol/lの範囲で含有する
ような構成、前記還元剤を0.01mol/l以上含有
するような構成、あるいは、前記還元剤はアスコルビン
酸またはその塩であるような構成とした。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の無電解金めっき液を構成
する水溶性金塩は、塩化金、塩化金酸、亜硫酸金、チオ
シアン酸金およびこれらの塩を使用することができる。
無電解金めっき液中の水溶性金塩の濃度は0.005〜
0.015mol/l程度とすることができる。水溶性
金塩の濃度が0.005mol/l未満では析出速度が
不十分であり、また、0.015mol/lを超えると
浴安定性が損なわれることになる。
【0010】また、本発明の無電解金めっき液を構成す
る錯化剤は、チオシアン酸塩および亜硫酸塩である。本
発明は、錯化剤としてチオシアン酸塩と亜硫酸塩を組み
合わせることにより、従来のチオ硫酸塩や亜硫酸塩、そ
れらの組み合わせからなる錯化剤を使用した場合に比べ
て、安定剤を添加しないベース浴の安定性が著しく向上
することに着目してなされたものである。
【0011】無電解金めっき液中のチオシアン酸塩の濃
度は0.05mol/l以上、好ましくは0.05〜
0.2mol/l程度とすることができる。チオシアン
酸塩の濃度が0.05mol/l未満では金の析出速度
が不十分である。また、無電解めっき液中の亜硫酸塩の
濃度は0.05〜0.2mol/l程度とすることがで
きる。亜硫酸塩の濃度が0.05mol/l未満では浴
安定性が損なわれ、0.2mol/lを超えると金の析
出速度が不十分なものとなり好ましくない。
【0012】本発明の無電解金めっき液を構成する還元
剤としては、アスコルビン酸またはその塩;水素化ホウ
素化合物、ジメチルアミンボラン、ジエチルアミンボラ
ン、トリエチルアミンボラン等のボロン系化合物;ヒド
ラジンとその塩、メチルヒドラジンとその誘導体、エチ
ルヒドラジンとその誘導体等のヒドラジン化合物;チオ
尿素、N−メチルチオ尿素、N,N’−ジメチルチオ尿
素等のチオ尿素とその塩;ヒドロキノン、カテコール、
ピロガロール等のフェノール化合物とその誘導体;o−
フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン等の芳香
族アミン化合物とその誘導体等の還元剤を使用すること
ができる。無電解金めっき液中の還元剤の濃度は0.0
1mol/l以上、好ましくは0.05〜0.2mol
/l程度とすることができる。還元剤の濃度が0.01
mol/l未満の場合、金の析出速度が不十分なものと
なり好ましくない。
【0013】さらに、本発明の無電解金めっき液には、
Pb、Bi、Tl等の重金属水溶塩(添加濃度:1〜1
00mg/l)、2−メルカプトベンゾチアゾール、2
−メルカプトベンズイミダゾール等の含硫黄有機化合物
(添加濃度:1〜100mg/l)、ベンゾトリアゾー
ル等の含窒素有機化合物(添加濃度:1〜100mg/
l)、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、ト
リエタノールアミン等のアミノアルコール化合物とその
誘導体(添加濃度:1〜100ml/l)、ニトリロ三
酢酸、エチレンジアミン四酢酸等のイミノカルボン酸
(添加濃度:1〜100g/l)、ポリエチレングリコ
ール、ポリプロピレングリコール等の非イオン界面活性
剤(添加濃度:0.1〜100mg/l)等を添加する
ことができる。
【0014】本発明の無電解金めっき液を用いた無電解
金めっきは、例えば、浴温度40〜70℃、浴pH4〜
10の条件で行うことができる。浴温度が40℃未満で
は金の析出速度が不十分であり、また、70℃を超える
と浴安定性が損なわれ、成膜された金めっき膜の外観が
悪化してしまう。また、浴pHが上記の範囲をはずれる
と、浴安定性が損なわれ、成膜された金めっき膜の外観
が悪化してしまう。
【0015】
【実施例】次に、本発明の実施例を示して本発明を更に
詳細に説明する。実施例1 水溶性金塩の濃度を下記の表1に示されるように変化さ
せた下記の組成の無電解金めっき液(試料1〜3、比較
試料1〜2)を調製した。
【0016】 (無電解金めっき液の組成) ・水溶性金塩(塩化金酸) … 表1に示される濃度 ・チオシアン酸カリウム(KSCN) … 0.1mol/l ・亜硫酸ナトリウム(Na2 SO3 ) … 0.1mol/l ・アスコルビン酸 … 0.1mol/l 次に、無電解ニッケル−置換金めっき(厚み0.05μ
m)を施した真ちゅう板を被めっき材料とし、上記の無
電解金めっき液を用いて無電解めっきにより金めっき膜
の形成を行った。めっき条件は下記のとおりとした。
【0017】(めっき条件) ・浴温度 : 60℃ ・pH : 6.0 ・めっき時間: 30分 上述のような無電解金めっきにおける金の析出速度、浴
安定性および形成した金めっき膜の外観の評価結果を下
記の表1に示した。
【0018】
【表1】 表1に示されるように、水溶性金塩の濃度が0.005
〜0.015mol/lの範囲内にある場合(試料1〜
3)、金の析出速度が高く、浴安定性が良好で金めっき
膜の外観は光沢金色(一部無光沢金色)を呈するもので
あった。しかし、水溶性金塩の濃度が0.005mol
/l未満の場合(比較試料1)には、析出速度が実用レ
ベル(0.3μm/時)に達せず、また、水溶性金塩の
濃度が0.015mol/lを超える場合(比較試料
2)、めっき浴が加温分解を生じた。実施例2 還元剤であるアスコルビン酸の濃度を下記の表2に示さ
れるように変化させた下記の組成の無電解金めっき液
(試料4〜11、比較試料3)を調製した。
【0019】 (無電解金めっき液の組成) ・水溶性金塩(塩化金酸) … 0.01mol/l ・チオシアン酸カリウム(KSCN) … 0.1mol/l ・亜硫酸ナトリウム(Na2 SO3 ) … 0.1mol/l ・アスコルビン酸 … 表2に示される濃度 次に、実施例1と同様の条件により、上記の無電解金め
っき液を用いて無電解めっきにより金めっき膜の形成を
行い、金の析出速度、浴安定性および形成した金めっき
膜の外観の評価結果を下記の表2に示した。
【0020】
【表2】 表2に示されるように、還元剤であるアスコルビン酸の
濃度が0.01mol/l以上である場合(試料4〜1
1)、金の析出速度が高く、浴安定性が良好で金めっき
膜の外観は光沢金色を呈するものであった。しかし、ア
スコルビン酸の濃度が0.01mol/l未満の場合
(比較試料3)には、金の析出速度が実用レベル(0.
3μm/時)に達しないものであった。実施例3 錯化剤である亜硫酸ナトリウムの濃度を下記の表3に示
されるように変化させた下記の組成の無電解金めっき液
(試料12〜14、比較試料4〜5)を調製した。
【0021】 (無電解金めっき液の組成) ・水溶性金塩(塩化金酸) … 0.01mol/l ・チオシアン酸カリウム(KSCN) … 0.1mol/l ・亜硫酸ナトリウム(Na2 SO3 ) … 表3に示される濃度 ・アスコルビン酸 … 0.1mol/l 次に、実施例1と同様の条件により、上記の無電解金め
っき液を用いて無電解めっきにより金めっき膜の形成を
行い、金の析出速度、浴安定性および形成した金めっき
膜の外観の評価結果を下記の表3に示した。
【0022】
【表3】 表3に示されるように、錯化剤である亜硫酸ナトリウム
の濃度が0.05〜0.2mol/lの範囲内にある場
合(試料12〜14)、金の析出速度が高く、浴安定性
が良好で金めっき膜の外観は光沢(一部無光沢)金色を
呈するものであった。しかし、亜硫酸ナトリウムの濃度
が0.05mol/l未満の場合(比較試料4)にはめ
っき浴の分解が生じ、また、亜硫酸ナトリウムの濃度が
0.2mol/lを超える場合(比較試料5)、金の析
出速度が実用レベル(0.3μm/時)に達しないもの
であった。実施例4 錯化剤であるチオシアン酸カリウムの濃度を下記の表4
に示されるように変化させた下記の組成の無電解金めっ
き液(試料15〜19、比較試料6)を調製した。
【0023】 (無電解金めっき液の組成) ・水溶性金塩(塩化金酸) … 0.01mol/l ・チオシアン酸カリウム(KSCN) … 表4に示される濃度 ・亜硫酸ナトリウム(Na2 SO3 ) … 0.1mol/l ・アスコルビン酸 … 0.1mol/l 次に、実施例1と同様の条件により、上記の無電解金め
っき液を用いて無電解めっきにより金めっき膜の形成を
行い、金の析出速度、浴安定性および形成した金めっき
膜の外観の評価結果を下記の表4に示した。
【0024】
【表4】 表4に示されるように、錯化剤であるチオシアン酸カリ
ウムの濃度が0.05以上である場合(試料15〜1
9)、金の析出速度が高く、浴安定性が良好で金めっき
膜の外観は光沢金色を呈するものであった。しかし、チ
オシアン酸カリウムの濃度が0.05mol/l未満の
場合(比較試料6)には、金の析出速度が実用レベル
(0.3μm/時)に達しないものであった。実施例5 下記の組成の無電解金めっき液(上記の試料2,7,1
3,16に相当)を調製した。
【0025】 (無電解金めっき液の組成) ・水溶性金塩(塩化金酸) … 0.01mol/l ・チオシアン酸カリウム(KSCN) … 0.1mol/l ・亜硫酸ナトリウム(Na2 SO3 ) … 0.1mol/l ・アスコルビン酸 … 0.1mol/l 次に、無電解ニッケル−置換金めっき(厚み0.05μ
m)を施した真ちゅう板を被めっき材料とし、上記の無
電解金めっき液を用いて無電解めっきにより金めっき膜
の形成を行った。めっき条件は、浴温度を30〜80
℃、pHを3.0〜11.0の範囲で変化させ、めっき
時間は30分とした。そして、各めっき条件における金
の析出速度、浴安定性および形成した金めっき膜の外観
の評価結果をそれぞれ下記の表5〜表7に示した。
【0026】
【表5】
【0027】
【表6】
【0028】
【表7】 表5〜表7に示されるように、浴温度40〜70℃、p
H4.0〜10.0の範囲において金の析出速度が高
く、浴安定性が良好で金めっき膜の外観は光沢金色乃至
暗金色を呈するものであった。比較例 下記の組成の無電解金めっき液(比較試料7〜8)を調
製した。
【0029】 (無電解金めっき液(比較試料7)の組成) ・水溶性金塩(塩化金酸) … 0.01mol/l ・チオシアン酸カリウム(KSCN) … 0.1mol/l ・チオ硫酸ナトリウム(Na223 ) … 0.1mol/l ・アスコルビン酸 … 0.1mol/l (無電解金めっき液(比較試料8)の組成) ・水溶性金塩(塩化金酸) … 0.01mol/l ・チオ硫酸ナトリウム(Na223 ) … 0.1mol/l ・亜硫酸ナトリウム(Na2 SO3 ) … 0.1mol/l ・アスコルビン酸 … 0.1mol/l 次に、実施例1と同様の条件により、上記の無電解金め
っき液を用いて無電解めっきにより金めっき膜の形成を
行い、金の析出速度、浴安定性および形成した金めっき
膜の外観の評価結果を下記の表8に示した。
【0030】
【表8】 表8に示されるように、比較試料7の無電解めっき液は
水溶性金塩が溶解せず、また、比較試料8の無電解めっ
き液は加温により分解を生じ、浴安定性に欠けるもので
あった。
【0031】
【発明の作用および効果】以上詳述したように、本発明
によれば水溶性金塩、錯化剤および還元剤を少なくとも
含有し、水溶性金塩はシアンを含有せず、かつ、錯化剤
はチオシアン酸塩と亜硫酸塩の組み合わせであるため、
無電解金めっき液は毒性が極めて低いものであり、ま
た、上記の錯化剤を使用したことにより、従来のノーシ
アン無電解金めっき液に比べて、安定剤を添加しないベ
ース浴の安定性が著しく向上し、さらに、高品質の金め
っき膜を高い成膜速度で形成することが可能である。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シアンを含有しない水溶性金塩、錯化剤
    および還元剤を少なくとも含有し、前記錯化剤はチオシ
    アン酸塩および亜硫酸塩であることを特徴とする無電解
    金めっき液。
  2. 【請求項2】 前記チオシアン酸塩を0.05mol/
    l以上含有し、前記亜硫酸塩を0.05〜0.2mol
    /lの範囲で含有することを特徴とする請求項1に記載
    の無電解金めっき液。
  3. 【請求項3】 前記水溶性金塩を0.005〜0.01
    5mol/lの範囲で含有することを特徴とする請求項
    1または請求項2に記載の無電解金めっき液。
  4. 【請求項4】 前記還元剤を0.01mol/l以上含
    有することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれ
    かに記載の無電解金めっき液。
  5. 【請求項5】 前記還元剤は、アスコルビン酸またはそ
    の塩であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のい
    ずれかに記載の無電解金めっき液。
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