説明

無電解銅めっき浴用反応促進剤

【課題】析出速度と浴安定性を兼ね備えた無電解銅めっき浴を簡便に提供することのできる無電解銅めっき浴用反応促進剤を提供すること。
【解決手段】 以下の式(I)、
【化1】


(式中、RおよびR’はそれぞれ独立して水素または炭素数1〜4のアルキル基を示し、Xは対アニオンを示す)
で表される構造単位を有するジアリルアミン系重合物を含有することを特徴とする無電解銅めっき浴用反応促進剤。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、無電解銅めっき浴の反応を促進することのできる無電解銅めっき浴用反応促進剤に関する。
【背景技術】
【0002】
無電解銅めっき浴はかなり成熟した技術であり、各めっき薬品メーカーから、数多くの種類のめっき浴が販売されている。それらのうちには、例えば、応力がゼロで樹脂上の密着が良いもの、安定性を犠牲にして極端に厚付け高速を目指したものなど、特徴をもたせたものもある。しかし、最も多いタイプは室温付近の使用で、ほどほどの析出速度と浴安定性を兼ね備えた仕様の浴である。
【0003】
無電解銅めっき浴の析出速度を向上させるためには、還元剤であるホルムアルデヒドの濃度を上げたり、安定剤濃度を下げたりすればよいが、これにより浴安定性が低下するという問題が生じる。また、浴安定性を向上させるためには、安定剤の量を増やしたり、イオウ系の抑制力の強い安定剤を使う等すればよいが、これにより析出速度が低下するという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記のように、従来の常識では、析出速度と安定性は両立し得ないとされていたが、本発明はこのような常識に反する、高い析出速度と浴安定性を兼ね備えた無電解銅めっき浴を簡便に提供することのできる無電解銅めっき浴用反応促進剤を提供することを課題とした。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意研究をした結果、特定のジアリルアミン系重合物を添加した無電解銅めっき浴は、高い析出速度と浴安定性を兼ね備えたものとなることを見出し、本発明を完成させた。
【0006】
すなわち、本発明は以下の式(I)、
【化3】

(式中、RおよびR’はそれぞれ独立して水素または炭素数1〜4のアルキル基を示し、Xは対アニオンを示す)
で表される構造単位を有するジアリルアミン系重合物を含有することを特徴とする無電解銅めっき浴用反応促進剤である。
【0007】
また、本発明は上記ジアリルアミン系重合物、銅塩、キレート剤および還元剤を含有することを特徴とする無電解銅めっき浴である。
【0008】
更に、本発明は上記無電解銅めっき浴に被めっき物を浸漬することを特徴とする無電解銅めっき方法である。
【発明の効果】
【0009】
本発明の無電解銅めっき浴用反応促進剤は、これを無電解銅めっき浴に添加することにより高い析出速度と浴安定性を兼ね備えさせることのできる優れたものである。
【0010】
従って、無電解銅めっき浴用反応促進剤を添加した無電解銅めっき浴を用いて被めっき物に無電解銅めっきを施す場合には、従来よりも短時間で安定に無電解銅めっきを施すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
本発明の無電解銅めっき浴用反応促進剤(以下、単に「本発明促進剤」という)は、以下の式(I)、
【化4】

(式中、RおよびR’はそれぞれ独立して水素または炭素数1〜4のアルキル基を示し、Xは対アニオンを示す)
で表される構造単位を有するジアリルアミン系重合物を有効成分として含有するものである。このジアリルアミン系重合物を構成する構造単位(I)としては、RおよびR’の両方が水素またはメチル基のものが好ましく、特にRおよびR’の両方がメチル基のものが好ましく、また、対アニオン(X)が、フッ素イオン、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオン等のハロゲンイオンから選ばれるものが好ましく、特に塩素イオンのものが好ましい。さらに、ジアリルアミン系重合物の分子量は特に限定されないが、1,000〜100,000が好ましく、特に2,000〜10,000のものが好ましい。このようなジアリルアミン系重合物の市販品としては、PAS−A−1(分子量5,000)、PAS−A−5(分子量4,000)、PASA−120L(分子量100,000)、PAS−A−120S(分子量100,000)、PAS−92(分子量5,000)(いずれも日東紡株式会社製)が挙げられる。これらの市販品の中でもPAS−A−1が好ましい。
【0012】
上記した本発明促進剤を、無電解銅めっき浴に添加する際の添加量は、無電解銅めっき浴中で5〜200mg/Lとなる量が好ましく、特に10〜100mg/Lとなる量が好ましい。また、本発明促進剤を無電解銅めっき浴に添加する方法は、特に制限されず、例えば、めっき前の無電解銅めっき浴に添加して混合・攪拌するだけでよい。
【0013】
また、本発明促進剤が添加される無電解銅めっき浴の組成としては、特に制限がないが、例えば、銅塩、キレート剤および還元剤を含有するものが好ましい。この無電解銅めっき浴に含有される銅塩としては、塩化第2銅、硫酸銅等が挙げられ、これらの中でも塩化第2銅が好ましい。この銅塩の無電解銅めっき浴中の濃度は銅として1.5〜4g/Lが好ましく、特に2〜3g/Lが好ましい。また、キレート剤としては、ロッシェル塩またはエチレンジアミン四酢酸(EDTA)、EDTA・二ナトリウム塩、EDTA・四ナトリウム塩等のEDTAまたはその塩等が挙げられ、これらの中でもEDTAまたはその塩が好ましく、特にEDTAが好ましい。このキレート剤の無電解銅めっき浴中の濃度は5〜50g/Lが好ましく、特に10〜50g/Lが好ましい。更に、還元剤としては次亜リン酸塩、ホルムアルデヒド、ジメチルアミンボラン等が挙げられ、これらの中でもホルムアルデヒドが好ましい。この還元剤の無電解銅めっき浴中の濃度は3〜30g/Lが好ましく、特に3〜20g/Lが好ましい。また更に、前記無電解銅めっき浴には本発明の効果を妨げない限り、安定剤、pH調整剤等を添加しても良い。安定剤としては、例えば、シアン化ナトリウム等のシアン化合物、2−2’ジピリジル等の窒素化合物およびチオ尿素等のイオウ化合物から選ばれる安定剤の1種以上が挙げられ、これら安定剤の中でも2−2’ジピリジルを用いることが環境への配慮等の点から好ましい。これら安定剤の無電解銅めっき浴中の濃度は、例えば、シアン化合物であれば10〜100mg/L、窒素化合物であれば0.1〜100mg/Lおよびイオウ化合物であれば0.01〜10mg/Lである。また、pH調整剤としては、水酸化ナトリウム等が挙げられる。この水酸化ナトリウムの無電解銅めっき浴中の濃度は3〜20g/Lが好ましい。この濃度で水酸化ナトリウムを無電解銅めっき浴に添加すると、pHが10.5〜14程度となる。
【0014】
本発明促進剤が添加される無電解銅めっき浴の好ましい態様を示せば次の通りである。
<無電解銅めっき浴組成>
塩化第2銅または硫酸銅:銅として2〜3g/L
EDTA:10〜50g/L
ホルムアルデヒド:3〜20g/L
2−2’ジピリジル:0.1〜100mg/L
水酸化ナトリウム:3〜20g/L
【0015】
上記のようにして本発明促進剤が添加された無電解銅めっき浴(以下、これを「本発明めっき浴」という)に、被めっき物を浸漬すれば無電解銅めっきを施すことができる。この無電解銅めっきの条件としては、特に限定されないが、例えば、20〜40℃、好ましくは25〜40℃とした本発明めっき浴に被めっき物を10〜20分間、好ましくは15〜20分間浸漬する条件が挙げられる。また、無電解銅めっきの際にはめっき浴1Lあたり0.1〜1Lの送気量でエアーバブリングすることが好ましい。
【0016】
本発明めっき浴で無電解銅めっきを施される被めっき物には、めっきを施す前に、脱脂、洗浄、エッチング、触媒付与、触媒の活性化等の前処理を行っておくことが好ましい。このような前処理としてはライザトロンシステム(荏原ユージライト株式会社製)等の無電解銅めっきシステムの一部を利用しても良い。
【0017】
本発明めっき浴でめっきを施される被めっき物としてはプリント基板、エンジニアリングプラスチックが挙げられ、これらの中でもプリント基板が好ましい。
【0018】
上記した本発明めっき浴を用いためっき方法によれば、本発明めっき浴の析出速度が高いためめっき時間を短縮することができる。
【実施例】
【0019】
以下、本発明を、実施例を挙げて説明するが、本発明は何らこれらに制限されるものではない。
【0020】
実 施 例 1
無電解銅めっき浴の調製(1):
以下の組成の無電解銅めっき浴に、更に、以下の式(II)で示される構造単位を有する重合物であり、その分子量が5,000であるジアリルアミン系重合物(PAS−A−1;日東紡株式会社製)を10mg/L添加・混合して無電解銅めっき浴を調製した。
【0021】
<無電解銅めっき浴組成>
塩化第2銅:銅として2.5g/L
EDTA:20g/L
水酸化ナトリウム:10g/L
ホルムアルデヒド:6g/L
2−2’ジピリジル:30mg/L
【0022】
【化5】

【0023】
実 施 例 2
無電解銅めっき浴の調製(2):
実施例1の分子量5,000のPAS−A−1に代えて、分子量4,000のジアリルアミン系重合物(PAS−A−5;日東紡株式会社製)を10mg/L添加・混合する以外は実施例1と同様に無電解銅めっき浴を調製した。
【0024】
実 施 例 3
析出速度の検討(1):
実施例1または実施例2で調製した無電解銅めっき浴を35℃に調整した。この無電解めっき浴に、ライザトロンシステム(荏原ユージライト株式会社製)にて触媒の活性化(アクセラレーター)まで処理したエポキシ板(松下電工株式会社製)を浸漬した。各浸漬時間あたりの膜厚をエポキシ板の重さから算出した。また、比較として無電解銅めっき浴(PB−503F:荏原ユージライト株式会社製)を25℃にしたものについても同様の測定を行った。膜厚と浸漬時間との関係を図1に示した。
【0025】
実施例1および実施例2の無電解銅めっき浴は、PB−503Fよりも短い浸漬時間で同じ膜厚を達成できた。
【0026】
実 施 例 4
スルーホール内被覆性の検討:
実施例1の無電解銅めっき浴を35℃に調整した。一方、1.0mmφ×1.6mmtのスルーホールを形成したプリント基板(FR−4:松下電工株式会社製)を、実施例3と同様にライザトロンシステムにて触媒の活性化(アクセラレーター)まで処理した後、前記無電解銅めっき浴に浸漬した。各浸漬時間におけるスルーホール内への銅めっき被覆性を以下のバックライト試験と基準により評価した。また、比較として無電解銅めっき浴(PB−503F:荏原ユージライト株式会社製)を25℃にしたものについても同様の測定を行った。
【0027】
<バックライト試験>
各浸漬時間後にスルーホールを切り開いてスルーホール内壁を露出させ、それに下方向からライトをあて、光の遮断具合を以下の評価基準で評価した。また、浸漬5分後、10分後および15分後のバックライト試験の結果の一例を図2に示した。
【0028】
<評価基準>
(評価) (内容)
レイティングNo.0 :スルーホールが銅めっきにより全く被覆されていない状態
レイティングNo.10:スルーホールが完全に銅めっきで被覆され、遮光された状態
*レイティングNo.1〜9については自社基準に従った。
【0029】
【表1】

【0030】
実施例1の無電解銅めっき浴は、PB−503Fよりも短時間でスルーホール内を完全に被覆できた。
【0031】
実 施 例 5
浴安定性の検討(1):
実施例1の無電解銅めっき浴を容量100mlのガラス瓶に入れ、フタをして密封した。次いで、これを50℃の温浴で加温して銅が析出し始めるまでの時間を測定した。また、比較として無電解銅めっき浴(PB−503F:荏原ユージライト株式会社製)についても同様の測定を行った。
【0032】
【表2】

【0033】
実施例1の無電解銅めっき浴は、PB−503Fよりも安定性が優れていた。
【0034】
実 施 例 6
浴安定性の検討(2):
実施例1の無電解銅めっき浴を容量100mlのガラス瓶に入れ、フタをして密封した。次いで、これを室温(昼間、約25℃:夜間、約15℃)で放置して銅が析出し始めるまでの日数を測定した。また、比較として無電解銅めっき浴(PB−503F:荏原ユージライト株式会社製)についても同様の測定を行った。
【0035】
【表3】

【0036】
実施例1の無電解銅めっき浴は、PB−503Fと同程度の安定性を有し、実用上問題はなかった。
【0037】
実 施 例 7
浴安定性の検討(3):
1.0mmφ×1.6mmtのスルーホールを形成したプリント基板(FR−4:松下電工株式会社製)を、試験例1と同様にライザトロンシステムにてアクセラレーターまで処理し、これを35℃に調整した、実施例1の無電解銅めっき浴に浸漬した。浸漬後にプリント基板を取りだし、浴温を維持したまま放置して銅が析出し始めるまでの日数を測定した。また、比較として無電解銅めっき浴(PB−503F:荏原ユージライト株式会社製)を25℃にしたものについても同様の測定を行った。
【0038】
【表4】

【0039】
実施例1の無電解銅めっき浴は実稼働においてもPB−503Fより優れた安定性を有する。
【0040】
実 施 例 8
析出速度の検討(2):
実施例1の無電解銅めっき浴中のPAS−A−1の含有量を20mg/Lまたは30mg/Lに代えた無電解銅めっき浴を調製した。この無電解銅めっき浴に、樹脂基板(FR−4(松下電工株式会社製)から銅を剥がしたもの)を15分浸漬した場合の銅の析出速度を以下の方法により測定した。また、実施例2の無電解銅めっき浴中のPAS−A−5の含有量を20mg/Lまたは30mg/Lに代えた無電解銅めっき浴についても上記と同様に銅の析出速度を測定した。これらの結果を図3に示した。
【0041】
<析出速度の測定>
まず、樹脂基板の重量を測定した。次に、樹脂基板を試験例1と同様にライザトロンシステムにてアクセラレーターまで処理し、これを35℃に調整した無電解銅めっき浴に15分浸漬させた。その後、銅めっき後の樹脂基板の重量を測定し、重量の変化等から樹脂基板上に施された銅めっきの膜厚および析出速度を算出した。
【0042】
本発明無電解銅めっき浴を使用した場合の銅の析出速度は、添加するPAS−A−1およびPAS−A−5の濃度に依存して高くなった。
【産業上の利用可能性】
【0043】
本発明の無電解銅めっき浴用反応促進剤は、従来の無電解銅めっき浴に添加するだけで、高い析出速度と浴安定性を兼ね備えさせることができる。
【0044】
従って、この無電解銅めっき浴用反応促進剤は無電解銅めっきのプロセスの時間の短縮等に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【0045】
【図1】図1は、実施例1、実施例2およびPB−503Fの無電解銅めっき浴で無電解銅めっきを施した場合の膜厚と浸漬時間との関係を示す図面である。
【図2】図2は、実施例1およびPB−503Fの無電解銅めっき浴で無電解銅めっきを施した場合のプリント基板のバックライト試験の結果の一例を示す図面である。
【図3】図3は、無電解銅めっき浴中のPAS−A−1およびPAS−A−5の各濃度における析出速度を示す図面である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
以下の式(I)、
【化1】

(式中、RおよびR’はそれぞれ独立して水素または炭素数1〜4のアルキル基を示し、Xは対アニオンを示す)
で表される構造単位を有するジアリルアミン系重合物を含有することを特徴とする無電解銅めっき浴用反応促進剤。
【請求項2】
以下の式(I)、
【化2】

(式中、RおよびR’はそれぞれ独立して水素または炭素数1〜4のアルキル基を示し、Xは対アニオンを示す)
で表される構造単位を有するジアリルアミン系重合物、銅塩、キレート剤および還元剤を含有することを特徴とする無電解銅めっき浴。
【請求項3】
キレート剤が、EDTAまたはその塩である請求項2記載の無電解銅めっき浴。
【請求項4】
請求項2または3記載の無電解銅めっき浴に被めっき物を浸漬することを特徴とする無電解銅めっき方法。
【請求項5】
無電解銅めっき浴の温度が、20〜40℃である請求項4記載の無電解銅めっき方法。


【図1】
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【図3】
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【図2】
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【公開番号】特開2008−88523(P2008−88523A)
【公開日】平成20年4月17日(2008.4.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−272486(P2006−272486)
【出願日】平成18年10月4日(2006.10.4)
【出願人】(000120386)荏原ユージライト株式会社 (48)
【Fターム(参考)】