JPH05129376A - 絶 縁 体 表 面 に 形 成 さ れ た 銅 表 面 へ の 無 電 解 ニ ツ ケ ル め つ き 方 法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 絶縁体表面に形成された銅表面にのみ、銅と
の密着性に優れかつ銅のポリイミド樹脂に対する密着強
度を低下することなく無電解ニッケルめっきを施す。 【構成】 絶縁体上に形成された銅表面に無電解ニッケ
ルめっきを施す工程において、絶縁体表面および銅表面
を硫酸、塩酸、リン酸から選ばれる一種あるいは二種以
上を合計量で０．１〜５０重量％含有する酸溶液を用い
て超音波洗浄し、アルカリ洗浄し、絶縁体表面および銅
表面を酸でエッチングし、該両表面に触媒付与し、触媒
が付与された絶縁体表面を選択的に溶解除去し、０．５
〜５モル／ｌの水酸化アルカリと１〜１５モル／ｌの還
元剤を含有する溶液に浸漬し、次いでＰＨ７以下のめっ
き液を用いて無電解ニッケルめっきを施す。 【効果】 高い信頼性をもった２層テープ自動ボンディ
ングテープ等の高性能電子部品を提供することが可能と
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テープ自動ボンディン
グ（ＴＡＢ）テープやフレキシブルプリント回路（ＦＰ
Ｃ）等の電子部品の銅回路上に無電解ニッケルめっきを
行う際の前処理方法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、民生機器全体が小型薄型の傾向に
あり、これに対応したＴＡＢ技術を含めたベアチップ実
装技術が注目を集めている。ＴＡＢの特徴としては、薄
型．ファインピッチ実装が可能となる、折り曲げて使う
ことにより機器の小型化がはかれる、プリテスト、バー
ンインテストが可能となる、一括のボンディングが出来
るなど多くのものがある。

【０００３】従来ＴＡＢは銅箔とポリイミド樹脂を接着
剤で貼り合わせた基板を加工することによって得られる
３層ＴＡＢが主流であった。しかし、上記のように電子
部品がより高密度化されるようになると存在する接着剤
層への不純物の吸着による電気絶縁性の低下等の問題が
生じるため、最近では接着剤を用いない、いわゆる２層
ＴＡＢの開発が行われている。

【０００４】２層ＴＡＢは、絶縁樹脂フィルム上にスパ
ッタ法、真空蒸着法のような乾式表面処理法、または、
無電解めっき法のような湿式表面処理法を用いて金属層
を被着させる。通常、絶縁樹脂フィルムには電気絶縁性
が高くまた熱安定性に優れたポリイミド樹脂が使用さ
れ、また被着金属層には銅が使用される。このようにし
て得られた銅ポリイミド基板の銅層にパターニング処理
を施すのであるが、これには、形成されるリードの厚さ
以上の厚みに感光性レジストを塗布し、所望のリードパ
ターンを有するマスキングを用いてレジストに光を照射
し、レジスト上に露光部と非露光部によるパターンを形
成し、その後これを現像し、露光部または非露光部を選
択的に溶解除去して金属層上にレジストパターンを形成
する。次いで現像によってレジストが除去された部分、
即ち銅層が露出した部分に電気めっきでレジストの厚さ
かまたはそれ以下の厚さまで銅を電析させ、その後残存
レジストを溶解除去して回路を形成し、次いでポリイミ
ド樹脂上にレジストパターンを形成し、ポリイミド樹脂
を溶解してテープ送り用のスプロケットホール、リード
後端部を外部回路に接続するためのＯＬＢホール等を設
けて得られるＴＡＢテープを切断して得られる。

【０００５】このようにして形成された２層ＴＡＢの銅
表面に、最終的に金めっきを施すが、この際金が銅中へ
拡散するのを防止するために下地めっきとして銅表面
に、ニッケルめっきを施す場合がある。この時、２層Ｔ
ＡＢの銅のパターンがすべて導通がとれている場合は電
気ニッケルめっきにより簡単にニッケルめっきが行える
が、パターンの中に導通がとれていない部分があるとそ
の部分への電気めっきは困難となる。このため、通常は
無電解ニッケルめっきでニッケル層を形成している。

【０００６】しかしながら、銅上にニツケルを無電解め
っきする場合は銅上に直接無電解ニッケルめっき被膜を
形成できないためキャタライジングーアクセレレーティ
ング法あるいはセンシタイジングーアクチベーション法
等により銅表面に触媒活性化処理を施す必要がある。

【０００７】しかしこの方法では、ポリイミド樹脂表面
も同時に触媒活性されるため、２層ＴＡＢ全面に無電解
ニッケルめっき被膜が形成され、回路間の絶縁性が損わ
れる。この問題を解決すべく、本発明者は、絶縁体上に
形成された銅表面に無電解ニッケルめっきを施す工程に
おいて、絶縁体表面および銅表面に触媒を付与した後、
絶縁体を溶解する作用を有する溶液で触媒が付与された
絶縁体表面をエッチング処理し、その後無電解ニッケル
めっきを施す方法を提案している。

【０００８】この提案により確かに銅表面にのみ無電解
ニッケルめっきが可能となったものの、得られたニッケ
ル被膜の上に金等のめっきを施した場合、ポリイミド樹
脂と銅層との界面や銅層と無電解ニッケルめっき層との
界面で剥離が生ずるという新たな問題が発生してきてい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、絶縁
体表面に形成された銅表面にのみ、銅との密着性に優れ
かつ銅のポリイミド樹脂に対する密着強度を低下するこ
となく無電解ニッケルめっきを施す方法を提供すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の方法は、絶縁体上に形成された銅表面に無電
解ニッケルめっきを施す工程において、絶縁体表面およ
び銅表面を酸溶液を用いて超音波洗浄し、アルカリ洗浄
し、絶縁体表面および銅表面を酸でエッチングし、該両
表面に触媒付与し、触媒が付与された絶縁体表面を選択
的に溶解除去し、０．５〜５モル／ｌの水酸化アルカリ
と１〜１５モル／ｌの還元剤を含有する溶液に浸漬し、
次いでＰＨ７以下のめっき液を用いて無電解ニッケルめ
っきを施すものであり、前記超音波洗浄時に用いる酸溶
液として硫酸、塩酸、リン酸から選ばれる一種あるいは
二種以上を合計量で０．１〜５０重量％含有する酸溶液
を用いるものである。

【００１１】なお、本発明で用いることのできる絶縁層
としては、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ
樹脂、ＡＢＳ樹脂がある。これらの樹脂の中でＴＡＢテ
ープ用として主として用いられポリイミド樹脂が本発明
の対象として取り分け好ましい。

【００１２】

【作用】本発明の特徴は、絶縁体表面と銅表面とを酸溶
液中で超音波洗浄し、次いで両表面に同時に触媒付与
し、その後に選択的に触媒付与された絶縁層を溶解し、
ｐＨ７以下のめっき液を用いて無電解めっきを施す構成
に有り、本発明の構成により初めて銅表面への選択的な
触媒付与の困難性の解消とめっき面の密着強度の確保を
図るものである。

【００１３】ところで、無電解めっきにおける界面の密
着不良は前処理不良が原因となり起こることは良く知ら
れており、密着不良を回避するために脱脂などがよく行
われる。脱脂方法としては脱脂力の高さ、操作性の良さ
より電解脱脂法がよく用いられる。しかし、本発明の被
めっき物のように導通のとれていない銅層がある場合に
はこの電解脱脂法を適用することは困難である。この点
より本発明者は前処理として酸溶液中での超音波洗浄法
を採用した。超音波洗浄法はキャビティション効果によ
るものであり、複雑な細かい部品の洗浄と盲孔やすき間
にたまっている汚れの除去作業に用いて効果がある。

【００１４】本発明において、超音波洗浄の際に用いる
酸を硫酸、塩酸、リン酸等の鉱酸が好ましく、液中の酸
濃度は０．１〜５０重量％とするのは、該濃度が０．１
重量％未満であれば、酸による洗浄効果が得られず、５
０重量％以上では回路間に露出した絶縁層にアニオンが
吸着しやすく、その後洗浄を行っても該アニオンは脱離
し難く、回路間の絶縁性を損ねる可能性があるからであ
る。なお、該酸溶液の浸透性を向上させるために該酸溶
液にドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ等の界面活性剤
を添付することは好ましいことである。

【００１５】超音波洗浄後にアルカリ洗浄するのは表面
に付いた酸成分を確実に除去するためである。よって用
いるアルカリ洗浄水は公知のものでよい。例えば、オル
トケイ酸ソーダ４５ｇ／１、炭酸ソーダ２０ｇ／１とい
った溶液が使用可能である。

【００１６】触媒が付与された絶縁層表面を選択的に除
去し、０．５〜５モル／ｌのアルカリ金属水酸化物と１
〜１５モル／ｌの還元剤を含有する溶液に浸漬するの
は、銅表面に吸着したパラジウム等の触媒を還元作用に
よって活性化すると共に、絶縁体表面に残留している触
媒を完全に除去するためであり、上記範囲を逸脱する場
合には十分な無電解ニッケルめっき被膜は得られない。

【００１７】本発明の方法でＰＨ７以下の無電解ニッケ
ルめっき液を用いたのは、アルカリ性のめっき液を用い
ると銅層と絶縁層との界面が劣化し、銅層と絶縁層との
密着強度が低下するためである。この劣化はポリイミド
樹脂を用いた場合特に激しく、理由としてはポリイミド
樹脂がアルカリにより加水分解される可能性が指摘され
ている。

【００１８】本発明の上記以外の各単位操作の条件は、
それぞれ用いる樹脂に合せ選択されるが、何れも従来よ
り採用されている方法で良く、特殊な条件を必要とする
ものではない。例えば、絶縁体としてポリイミド樹脂を
用いた２層ＴＡＢテープを例とすると、２層ＴＡＢテー
プを上記条件で超音波洗浄しアルカリ洗浄した後、過硫
安と硫酸との混合溶液で処理し、その表面を荒し、水洗
後、塩酸溶液で洗浄してアンモニア分を除去し、さらに
水洗後硫酸溶液で処理して塩素イオンを除去し、次いで
キャタライジング液に浸漬し、アクセレーティング液に
浸漬して触媒付与し、次いで水酸化アルカリとヒドラジ
ン１水和物により触媒付与されたポリイミド樹脂表面を
溶解し、該表面と共に付与された触媒を除去する。そし
て、上記条件により触媒活性を施し、無電解ニッケルめ
っきを施す。

【００１９】因みに、ポリイミド樹脂の溶解条件につい
て述べると、０．５〜１０モル／ｌの水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウムのうちの少なくとも１種と、１〜１
５モル／ｌのヒドラジン１水和物を含み、液温２０〜８
０℃の溶解液にポリイミド樹脂を１０秒〜３０分間浸漬
するものであり、従来採用されているものと差はない。

【００２０】

【実施例】次に本発明の実施例について述べる

【００２１】（実施例） （工程１）１８ｃｍ×１５ｃｍの大きさの東レ・デュポ
ン社製「Ｋａｐｔｏｎ ２００Ｈ型」のポリイミド樹脂
フィルムの片面に厚さ０．３μmの銅被膜を無電解めっ
き法により形成した。その後、該基板の銅被膜上にアク
リル樹脂を主成分としたネガ型フォトレジスト（以下、
アクリル樹脂系フォトレジストという）を厚さ４０μm
に均一に塗布し、次いで乾燥した。その後該基板のポリ
イミド樹脂側表面にゴムを主成分としたネガ型フォトレ
ジスト（以下、ゴム系フォトレジストという）を厚さ１
０μmに均一に塗布して乾燥した。

【００２２】得られた基板のアクリル樹脂系フォトレジ
スト側に、インナーリード部のリード幅が５０μm、リ
ード間隔が５０μmとなるリードが形成されるようなマ
スクを密接し、一方のゴム系フォトレジスト側にはデバ
イスホールおよびスプロケットホールが形成されるよう
なマスクを密接し、それぞれのフォトレジスト層に所定
の強度の紫外線を照射して露光し、その後現像処理をし
た。次いで上記処理によって露出した無電解銅めっき被
膜上に厚さ３５μmの銅層を電気めっき法により形成
し、アクリル樹脂系フォトレジストの剥離を行った。そ
の後、露出した無電解銅めっき被膜を銅層をマスクとし
て溶解除去した。その後、銅層および露出したポリイミ
ド樹脂表面にゴム系フォトレジストを厚さ15μmに塗布
し、乾燥させて基板Ａを得た。この基板Ａをヒドラジン
−水和物に５０℃で５分間浸漬してポリイミド樹脂の所
定部を溶解除去し、ゴム系レジストを剥離してインナー
リード部のリード幅が５０μm、リード間隔が５０μmで
あるリードを有する２層ＴＡＢを作製した。

【００２３】（工程２）工程１でえられた２層ＴＡＢ
を、酸性脱脂剤（キザイ株式会社製 商品名 マックス
クリーン）を洗浄液とし、周波数４５ＫＨｚで超音波洗
浄を１分３０秒行い、水洗し、その後、炭酸水素ナトリ
ウム２０ｇ／ｌ、オルトケイ酸ナトリウム４５ｇ／ｌと
からなりｐＨ１０、液温５０℃に調整した溶液に1分浸
漬し、次いで水洗した。

【００２４】（工程３）次に過硫安５０ｇ／ｌと硫酸２
０ｇ／ｌとを含む水溶液に１５秒間浸漬し、水洗した
後、１０体積％の塩酸に1分間浸漬し、水洗し、その後
１０体積％の硫酸に３０秒間浸漬し、次いで水洗した。

【００２５】（工程４）工程３の処理後、奥野製薬製Ｏ
ＰＣ−８０キャタリストＭを用いて２５℃で３０秒間キ
ャタライジングし、水洗し、その後奥野製薬製ＯＰＣ−
５５５アクセレータを用いて２５℃で４５秒間アクセレ
レーティングし、水洗した。

【００２６】（工程４）工程３の処理後、水酸化カリウ
ムを２モル／ｌ、ヒドラジン−水和物を１０モル／ｌ含
有する水溶液に２５℃で、３０秒間激しく攪はんしなが
ら浸漬し、水洗した後、該銅めっき層に以下に示す無電
解ニッケルめっきを施した。 得られた無電解ニッケルの厚みは１．５μmであり、無
電解ニッケルめっきは銅表面側にのみ形成され、ポリイ
ミド樹脂表面には形成されなかった。得られた２層ＴＡ
Ｂのリード部にセロテープを貼り、引き剥がすテープ試
験を行ったところ剥離は見られなかった。また、得られ
た２層ＴＡＢのリード部分をインストロンテスターを用
いて銅とポリイミド樹脂の密着強度を測定した結果、６
サンプルの平均で２．０８ｋｇ／ｃｍの値を得た。

【００２７】（比較例１）実施例に示した工程２の処理
後、工程３、工程４は行わず、無電解ニッケルめっきを
施したが、銅表面、ポリイミド樹脂表面とも無電解ニッ
ケルめっき被膜は形成されなかった。

【００２８】（比較例２）実施例に示した工程４におい
て、ポリイミド樹脂の溶解液として、２モル／ｌの水酸
化カリウムを用いた以外は実施例と同様の手順で無電解
ニッケルめっきを行ったところ、銅表面、ポリイミド樹
脂ともに無電解ニッケルめっき被膜が析出した。

【００２９】（比較例３）実施例に示した工程４におい
て、ポリイミド樹脂の溶解液として、１０モル／ｌのヒ
ドラジン−水和物水溶液を用いた以外は実施例と同様の
手順で無電解ニッケルめっきを行ったところ、銅表面お
よびポリイミド樹脂表面の一部に無電解ニッケルめっき
被膜が析出し、回路間の短絡が発生した。

【００３０】（比較例４）実施例に示した工程２におけ
る超音波洗浄のところを、マックスクリーンによる浸漬
洗浄だけにして、それ以外は実施例と同様の手順で無電
解ニッケルめっきを施し、得られた２層ＴＡＢに実施例
と同様のテープ試験を行ったところ無電解ニッケル層が
剥離してしまった。

【００３１】（比較例５）実施例に示した工程２におけ
る超音波洗浄とアルカリ浸漬洗浄を行う順番を変えて行
い、それ以外は、実施例と同様の手順で無電解ニッケル
めっきを施し、得られた２層ＴＡＢに実施例と同様のテ
ープ試験を行ったところ無電解ニッケル層が剥離してし
まった。

【００３２】（比較例６）実施例に示した工程２におい
てアルカリ洗浄を行わない以外は実施例と同様の手順で
無電解ニッケルめっきを施したが、銅表面上においてめ
っき不良を生じてしまった。

【００３３】（比較例７）実施例に示した工程４のう
ち、無電解ニッケルめっき液のｐＨを９にして行いそれ
以外は実施例と同様の手順で無電解ニッケルめっきを施
し、得られた２層ＴＡＢに実施例と同様のテープ試験を
行ったところ、無電解ニッケル層は剥離しなかったが金
属層とポリイミド樹脂層の間で剥離してしまった。

【００３４】

【発明の効果】本発明の方法によれば、従来困難であっ
た絶縁体と銅層で形成された基板の銅層のみに無電解ニ
ッケルめっきを施すことが可能になり、しかも安定した
密着性を保ちながら、複雑な形状を有する銅回路上に金
めっきを施す際の下地層として活用できる等、本発明に
よって高い信頼性をもった２層ＴＡＢ等の高性能電子部
品を提供することが可能となる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁体上に形成された銅表面に無電
   解ニッケルめっきを施す工程において、絶縁体表面およ
   び銅表面を酸溶液を用いて超音波洗浄し、アルカリ洗浄
   し、絶縁体表面および銅表面を酸でエッチングし、該両
   表面に触媒付与し、触媒が付与された絶縁体表面を選択
   的に溶解除去し、０．５〜５モル／ｌの水酸化アルカリ
   と１〜１５モル／ｌの還元剤を含有する溶液に浸漬し、
   次いでＰＨ７以下のめっき液を用いて無電解ニッケルめ
   っきを施すことを特徴とする絶縁体表面に形成された銅
   表面への無電解ニッケルめっき方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の方法において、超音
   波洗浄時に用いる酸溶液として硫酸、塩酸、リン酸から
   選ばれる一種あるいは二種以上を合計量で０．１〜５０
   重量％含有する酸溶液を用いることを特徴とする絶縁体
   表面に形成された銅表面への無電解ニッケルめっき方
   法。