專利名稱：鍍覆基材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基材表面具有無電解鍍鎳皮膜、作為中間層的置換型無電解鍍鈀皮 膜、作為上層的無電解鍍金皮膜，并且基底金屬的耐蝕性、軟釬焊性優(yōu)異的鍍覆基材。
背景技術(shù)：
無電解鍍金層適用于印刷布線板的線路、IC組件、ITO基板、IC卡等電子工業(yè)部件 的端子、線路表面。更具體地講，無電解鍍金層是為了提高基材上的銅箔或鍍銅布線的耐蝕 性、焊料接合性、搭接性而使用的。在基底無電解鍍鎳被膜上進(jìn)行所規(guī)定厚度的置換型無電解鍍金的場合，尤其是剛 開始反應(yīng)后鎳與金的置換反應(yīng)快，選擇性地強(qiáng)烈攻擊無電解鎳被膜中的析出粒子的晶粒邊 界部分，析出粒子的侵蝕較深地進(jìn)行，在鍍金被膜的下面形成缺陷部分。根據(jù)情況，缺陷部 分連續(xù)、或集中，甚至引起鍍金被膜的外觀不良(表面產(chǎn)生點(diǎn)腐蝕)。此外，盡管析出的金被 膜的膜厚度薄，但是侵蝕深度深，由于這樣的置換型鍍金液所導(dǎo)致的無電解鍍鎳被膜的脆 弱化及與鍍金被膜的粘附性不足，在耐久性試驗(yàn)時引起剝離，或進(jìn)行軟釬焊時不能確保充 分的軟釬焊強(qiáng)度，上述等等的問題已被指出。為了解決該無電解鍍金中的問題，希望提高基底金屬的耐蝕性、提高焊料接合性。 在這種狀況中，提出了通過在無電解鍍鎳層和無電解鍍金層之間設(shè)置無電解鍍鈀層來提高 軟釬焊性的方案(專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1 特公平8-28561號公報

發(fā)明內(nèi)容
然而，上述的方案中，中間層的鍍鈀層為0. 01 0. 2 μ m(10 200nm)，并且鍍鈀液
使用了含有還原劑的還原型(自催化型)鍍鈀液。還原型鍍鈀液的問題是浴穩(wěn)定性低，因 此浴控制非常繁雜，也容易引起浴分解。另外，如上述那樣由于膜厚度厚，較多地使用貴金 屬鈀，在成本方面產(chǎn)生問題。本發(fā)明的目的在于，提供一種即使極薄地形成作為中間層的鍍鈀層，基底金屬的 耐蝕性也優(yōu)異，并且可提高焊料接合性的具有無電解鍍金皮膜的基材。本發(fā)明者潛心研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在設(shè)于基材上的無電解鍍鎳層和無電解鍍金層之 間形成置換型無電解鍍鈀層的場合，即使該鍍鈀層為小于IOnm的薄皮膜，也可以具備充分 的基底金屬耐蝕性及焊料接合性，從而完成了本發(fā)明。S卩，本發(fā)明涉及以下方案[1] 一種鍍覆基材，是在基材上具有多層膜的鍍覆基材，其特征在于，該多層膜包 括
下層，其為無電解鍍鎳皮膜；中間層，其是膜厚度為0. 2nm以上、小于lOnm，或者重量為0. 2432 μ g/cm2以上、小 于12. 160 μ g/cm2的置換型無電解鍍鈀皮膜；上層，其為無電解鍍金皮膜。[2]如[1]所述的鍍覆基材，其特征在于，無電解鍍鎳皮膜為無電解鍍Ni-P皮膜。[3]如[1]或[2]所述的鍍覆基材，其特征在于，無電解鍍鎳皮膜中的磷含有率為 15重量％以下。[4]如[1] [3]的任一項(xiàng)所述的鍍覆基材，其特征在于，無電解鍍金皮膜為亞硫 酸系的無氰型(cyanide-free type)。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，可大大降低成本高的貴金屬鈀的被覆量，而且關(guān)于基底金屬的耐蝕 性及焊料接合性，可得到與現(xiàn)有技術(shù)的使用鈀被覆量為多量的還原型皮膜的場合相比實(shí)質(zhì) 上并不遜色的結(jié)果。
具體實(shí)施例方式作為本發(fā)明所使用的基材，為印刷布線板的電路、IC組件、ITO基板、IC卡等電子 工業(yè)部件的端子、電路表面等，但沒有特殊限制，可適用于需要無電解鍍金的基材。本發(fā)明所使用的用于形成無電解鍍鎳皮膜的無電解鍍鎳液，并沒有特殊限制，可 以使用在無電解鍍金時為形成基底鍍鎳皮膜而通常使用的無電解鍍鎳液。優(yōu)選使用形成 M-P鍍覆皮膜的鍍覆液。在該場合，形成無電解鍍鎳皮膜并使得該皮膜中的磷含有率為15 重量％以下，優(yōu)選為5-10重量％的范圍。另外，對于用于形成無電解鍍金皮膜的無電解鍍金液，也沒有特殊限制，可以使用 通常作為置換型無電解鍍金液而使用的無電解鍍金液，但優(yōu)選亞硫酸系的無氰型。另外，本發(fā)明中使用的、在上述基底無電解鍍鎳皮膜和無電解鍍金皮膜之間設(shè)置 的無電解鍍鈀皮膜，規(guī)定為置換型無電解鍍鈀層是重要的。通過還原型無電解鍍鈀來形成 該皮膜的場合，需要控制皮膜厚度，并且為確保充分的焊料接合性而使該皮膜厚度為50nm 左右以上，但根據(jù)本發(fā)明，采用置換型無電解鍍覆的場合，可以使之極薄。在本發(fā)明中，置換 型無電解鍍鈀皮膜的厚度也很重要。在本發(fā)明中，無電解鍍鈀皮膜的厚度以0. 2nm以上、小 于IOnm的范圍形成?；蛘?，按重量計(jì)，以0. 2432 μ g/cm2以上、小于12. 160 μ g/cm2的范圍 形成。優(yōu)選為0. 2nm以上9nm以下，另外，按重量計(jì)優(yōu)選為0. 2432 μ g/cm2以上10. 444 μ g/ cm2以下，更優(yōu)選為0. 5nm以上5nm以下(0. 608 μ g/cm2以上6. 080 μ g/cm2以下)的范圍。 當(dāng)小于0. 2nm或小于0. 2432 μ g/cm2時，不能呈現(xiàn)無電解鍍鈀中間層的效果，而達(dá)到IOnm或 12. 160 μ g/cm2時，由于貴金屬鈀的使用量增大因此不僅在成本方面的優(yōu)越性變小，而且也 產(chǎn)生導(dǎo)致焊料接合強(qiáng)度降低的問題。對于用于形成中間鍍覆皮膜的置換型無電解鍍鈀液本身，可以使用公知的鍍覆 液。另外，本發(fā)明中，上述無電解鎳基底鍍層的皮膜厚度優(yōu)選為1-20 μ m,而無電解鍍 金皮膜厚度優(yōu)選為10-500nm。實(shí)施例
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以下對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。實(shí)施例1-5，比較例1-4鍍覆工藝實(shí)施例1-5及比較例2-3中，如下述所示，堿脫脂液、活化劑、無電解鍍鎳液，分別 使用了日礦^夕> — f 4 公司的制品，而置換型無電解鍍鈀液、無電解鍍金液，使 用了日礦7 >文公司的制品。將下述所示的評價用印刷布線板1)、2)使用堿脫脂液(日礦7 > — 7 4 y V公司 制，P-1000)，在45°C、pH12. 0的條件下進(jìn)行2分鐘堿脫脂。接著，按下述順序進(jìn)行各工序。 再者，除了預(yù)浸漬一賦予活化劑之間以外均插入有1分鐘的水洗工序。軟蝕刻(硫酸+過硫酸鈉系，25°C，2分鐘)—硫酸洗滌(3%，25 °C，2分鐘)—預(yù)浸漬(鹽酸系，25°C，1分鐘)—賦予活化劑(日礦>—〒^、”公司制，KG-522 (氯化物系，Pd濃度0. 12g/ L，25°C，pH < 1. 0,30 秒))—硫酸洗滌(3%，25°C，10 秒)—無電解鍍鎳(日礦>—歹4 >夕’公司制，KG-530 (88 V，ρΗ4· 5，25分鐘，P含 有率為))—置換型無電解鍍鈀(日礦"^歹U7 > <公司制，CF_400(氯化物系，Pd 0. lg/L， 25°C,pH2. 0,1 分鐘))—無電解鍍金(日礦"^〒U^ ^ <公司制，CF-500SS (亞硫酸系，Au濃度1. Og/ L，80°C，pH7. 5，2 分鐘))。評價用基板1)具有500個抗蝕劑開口部為Φ0. 48mm的焊盤(pad)的印刷布線板。2)具有抗蝕劑開口部為1 IOmm見方的焊盤的印刷布線板。另外，將不進(jìn)行上述置換型無電解鍍鈀的例子作為比較例1，將代替上述置換型 無電解鍍鈀、進(jìn)行了還原型無電解鍍鈀(日礦r ^ 7 <公司制，CA-400(Pd:0. 8g/L, 43°C，ρΗ7· 5，5分鐘)的例子作為比較例4。對于如上述那樣操作、形成了 3層鍍覆皮膜的印刷布線板進(jìn)行了以下評價。耐蝕性對1)的基板進(jìn)行所規(guī)定的鍍覆后，在20體積％的硝酸水溶液中浸漬10分鐘后， 進(jìn)行水洗，干燥。使用50倍的光學(xué)顯微鏡觀察全部焊盤的鍍金層外觀。其評價基準(zhǔn)為500 個焊盤中，變色的焊盤數(shù)量，小于的評價為〇，為以上、但小于10%的評價為Δ，為 10%以上的評價為X。焊料潤濕性對2)的基板上進(jìn)行所規(guī)定的鍍覆處理后，對基板進(jìn)行160°C X 24小時熱處理。然 后，在10個3mm見方的焊盤上涂布助焊劑，并將Φ0. 6mm的Sn-4. OAg-O. 5Cu焊料球擱置在 焊盤中央，在軟熔爐中、峰溫度250°C下進(jìn)行軟熔。焊料潤濕擴(kuò)展范圍為Φ 1. 5mm以上的評價為〇，為1. 2mm以上、但小于1. 5mm的評 價為Δ，小于1. 2mm的評價為X。
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焊料接合強(qiáng)度對1)的基板上進(jìn)行所規(guī)定的鍍覆處理后，對基板進(jìn)行160°C X24小時熱處理，然 后在20個Φ0. 48mm的焊盤上涂布助焊劑(flux)，搭載0. 6mmΦ的Sn_4. OAg-O. 5Cu焊料 球，在軟熔爐中、峰溫度250 0C下進(jìn)行軟熔。使用〒λ 7公司制的接合試驗(yàn)機(jī)(bond tester) _4000，采用加熱牽引法測定接合強(qiáng)度。另外，鈀成本，是用將使用還原型鍍鈀液，形成厚度50nm的鍍鈀層的場合(比較例 4)的鈀基體金屬成本作為1的場合的相對成本表示的。將上述的評價結(jié)果示于表1、2。表 權(quán)利要求
一種鍍覆基材，是在基材上具有多層膜的鍍覆基材，其特征在于，該多層膜包括下層，其為無電解鍍鎳皮膜；中間層，其是膜厚度為0.2nm以上、小于10nm，或者重量為0.2432μg/cm2以上、小于12.160μg/cm2的置換型無電解鍍鈀皮膜；上層，其為無電解鍍金皮膜。
2.如權(quán)利要求1所述的鍍覆基材，其特征在于，無電解鍍金皮膜為亞硫酸系的無氰型。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種基底金屬的耐蝕性優(yōu)異、并且可提高焊料接合性，而且在成本方面也比現(xiàn)有制品有利的具有無電解鍍金皮膜的基材。本發(fā)明的鍍覆基材，是在基材上具有多層膜的鍍覆基材，其特征在于，該多層膜包括下層，其為無電解鍍鎳皮膜；中間層，其是膜厚度為0.2nm以上、小于10nm，或者重量為0.2432μg/cm2以上、小于12.160μg/cm2的置換型無電解鍍鈀皮膜；上層，其為無電解鍍金皮膜。
文檔編號C23C18/42GK101942652SQ20101013344
公開日2011年1月12日 申請日期2006年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月1日
發(fā)明者河村一三, 相場玲宏, 高橋祐史 申請人:日礦金屬株式會社