專利名稱：化學鍍鎳的預處理溶液及預處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學鍍鎳的預處理溶液、預處理方法和化學鍍鎳的方法。
背景技術(shù)：
許多印刷電路板最后一道工序是靠化學鍍鎳/金來完成。這一步驟之前是銅電路蝕刻和阻焊劑的涂覆，以及在暴露的銅部分選擇性地進行化學鍍以沉積鎳和金膜。
化學鍍鎳是接在一些預處理步驟之后，這些預處理步驟中電路板被浸入一系列的預處理溶液中。預處理步驟之一是激活劑，其中Pd催化劑附著在暴露的銅部分上以便引發(fā)化學鍍鎳的沉積，其后面是化學鍍金。
然而，這樣一種化學鍍鎳步驟經(jīng)常伴隨著鎳不僅在銅電路上而且還在接近絕緣體的區(qū)域沉積的現(xiàn)象。
這種現(xiàn)象被叫做“橋接”、“過度鍍敷”或“滲鍍”，這取決于界(communities)和區(qū)(organization)。
近來，日益要求印刷電路板具有最窄的線路寬度和空間。因為這一點對由橋接引起的缺陷如短路的出現(xiàn)顯著增加有影響。
橋接現(xiàn)象的出現(xiàn)在由熔接(build-up)法制備的電路板中增長顯著，該法涉及Pd催化劑附著在樹脂表面上，化學鍍銅，電解鍍銅以及通過蝕刻沉積的銅層形成電路。Pd催化劑基本上溶解在用作電路圖形蝕刻劑的氯化銅和氯化鐵溶液中。然而，如果局部剩余的話，化學鍍鎳的橋接很容易在剩余的Pd催化劑上出現(xiàn)。結(jié)果，引起了嚴重的問題，因為即使一次短路也能損壞整個的圖案。
為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，必須非常嚴格的控制化學鍍鎳溶液的組成和攪拌條件。
本發(fā)明的目的在于建立一種能防止在銅圖案之間的化學鍍鎳/金產(chǎn)生“橋接”的技術(shù)。
本發(fā)明的發(fā)明人，在為了解決上述問題進行廣泛的研究之后，發(fā)現(xiàn)“橋接”現(xiàn)象能有效地通過電路板在用于化學鍍鎳的預處理之前直接浸入含硫代硫酸鹽溶液中而被阻止，包括脫脂、軟蝕刻、酸處理以及激活劑處理一系列的步驟。
此外，發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)當Pd催化劑沉積在孔的側(cè)壁上，而孔是通過鉆孔法或其它方法在電路板上制成時，硫代硫酸鹽處理之前先用高錳酸鹽處理和中和步驟是有效的。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明提供1.用于化學鍍鎳的預處理溶液，其特征在于含有硫代硫酸鹽。
2.用于化學鍍鎳的預處理溶液，其特征在于含硫代硫酸鹽，具有蝕刻銅圖案的電路板浸于所述溶液中或者在電路板化學鍍鎳前先將所述溶液噴射在所述電路板上，3.上述1或2所述用于化學鍍鎳的預處理溶液，其特征在于含有選自pH調(diào)節(jié)劑、絡合劑、表面活性劑和腐蝕抑制劑中至少一種。
4.用于化學鍍鎳的預處理方法，其特征在于電路板浸入含硫代硫酸鹽的預處理溶液中或?qū)⒑虼蛩猁}的預處理溶液噴射在電路板上，和5.用于化學鍍鎳的預處理方法，其特征在于電路板用高錳酸鹽處理、中和再浸入含硫代硫酸鹽的預處理溶液中，或用含硫代硫酸鹽的預處理溶液噴射在上述電路板上。
實施方案用于化學鍍制鎳合金，如Ni-P和Ni-B和純鎳的方法均在本發(fā)明所述的化學鍍鎳的范圍內(nèi)。
用于化學鍍鎳的本發(fā)明預處理溶液含硫代硫酸鹽為主成分。
硫代硫酸鹽的濃度優(yōu)選在0.01-500g/L的范圍內(nèi)。如果硫代硫酸鹽存在的濃度過低，則硫代硫酸鹽不能足以顯示其固有的作用。硫代硫酸鹽濃度的上限由溶解度確定。用于本發(fā)明的硫代硫酸鹽包括硫代硫酸鈉、硫代硫酸鉀和硫代硫酸銨。這些化合物使留在電路之間空間內(nèi)的Pd催化劑失活，從而阻止了“橋接”化學鍍鎳的沉積。
本發(fā)明的預處理溶液可與作為pH調(diào)節(jié)劑的檸檬酸鹽、磷酸鹽、焦磷酸鹽、四硼酸鹽或硼酸混合。溶液的pH值盡管沒有限制，但就硫代硫酸鹽的穩(wěn)定性來說，溶液的pH值適于保持在4或以上，11或以下(即在弱酸性到堿性區(qū)域內(nèi))。
浸漬銅圖案電路板的本發(fā)明預處理溶液能溶解銅離子，因此使其與絡合劑，如EDTA混合以穩(wěn)定它們。
預處理溶液還可進一步與其它的添加劑混合，例如，改進電路板對溶液潤滑性的表面活性劑，和抑制銅腐蝕的腐蝕抑制劑，例如苯并三唑。
本發(fā)明的預處理溶液在5-50℃，優(yōu)選15-30℃下使用是合適的。
使用本發(fā)明的預處理方法，可在一系列用于化學鍍鎳預處理步驟之前，直接通過浸漬與溶液接觸的電路板，通過浸漬電路板于本發(fā)明處理溶液中或噴射本發(fā)明處理溶液于電路板上，所使用的這些方法均可采用噴淋的方式。用于化學鍍鎳的一序列預處理步驟，一般是用于化學鍍鎳之前的那些步驟，并且化學鍍鎳前一般包括脫脂、軟蝕刻、酸處理和激活劑一系列處理。
當Pd催化劑留在電路板內(nèi)已制成的孔側(cè)壁時，受硫代硫酸鹽處理之前，先用高錳酸鹽處理和中和的步驟將影響預處理更加有效。
對于高錳酸鹽處理，電路板被浸入酸性的高錳酸鹽水溶液中，高錳酸鹽的濃度在0.5-50g/L范圍內(nèi)，且pH為2或以下.為了中和處理，把電路板浸于溶解還原劑，例如硫酸羥胺的水溶液中。
中和處理時，電路板浸入溶解還原劑，例如硫酸羥胺的水溶液中。水溶液的實施例之一是溶解0.5-50g/L硫酸羥胺和0.1-30ml/L的96％硫酸的溶液。
實施例本發(fā)明借助于實施例進行說明，但決不是對本發(fā)明的限制。
(實施例和對比例)通過蝕刻一些銅包層層合板(尺寸為100mm×100mm)制備銅電路圖案(線路/空間＝100μm/100μm)。
電路板浸入具有下列組成的溶液5分鐘以再現(xiàn)Pd催化劑留于圖案之間的條件，然后用水洗滌和干燥。
氯化鈀(按Pd計)100mg/L氯化銨10g/L用鹽酸調(diào)節(jié)pH為2上述電路板浸入下列組成的預處理溶液中，然后用水洗滌再干燥。
實施例1硫代硫酸鉀50g/LpH6pH調(diào)節(jié)劑檸檬酸鈉實施例2硫代硫酸鈉30g/LpH9pH調(diào)節(jié)劑焦磷酸鉀實施例3硫代硫酸鉀30g/LpH6pH調(diào)節(jié)劑檸檬酸鉀腐蝕抑制劑苯并三唑?qū)嵤├?硫代硫酸鈉50g/LpH9pH調(diào)節(jié)劑焦磷酸鈉絡合劑EDTA·2Na表面活性劑聚氧乙烯壬基苯基醚上述各板浸入下列條件下的預處理溶液中溶液溫度25℃浸漬時間5min實施例5按與實施例1所用相同程序重復進行，只是在預處理之前進行高錳酸鹽處理和中和，使用下列高錳酸鹽處理和中和溶液高錳酸鹽處理溶液高錳酸鉀5g/L硫酸(96％)10ml/L中和溶液硫酸羥胺10g/L硫酸(96％)0.5ml/L
從另一方面說，制備未預處理的電路板(對比例1)，和浸入下列代替實施例預處理的溶液中的電路板(對比例2)。
對比例2碳酸鉀50g/LpH10通過實施例和對比例制備的各電路板，借助于浸入連續(xù)不斷的步驟，即，脫脂、軟蝕刻、酸處理、激活劑處理的溶液中。然后再把電路板浸入化學鍍鎳溶液和化學鍍金溶液中。
對每塊電路板都要用顯微鏡觀察其“橋接”程度。結(jié)果列于表1中。
表1


通過實施例制備的各電路板在線路間未顯示鍍鎳或金的“橋接”。從另一方面說，通過各對比例制備的各電路板在線路間顯示鍍鎳或金的“橋接”，并且部分短路。
發(fā)明優(yōu)點用于化學鍍鎳的本發(fā)明預處理溶液能阻止銅圖案間化學鍍鎳或金形成“橋接”現(xiàn)象，借此解決了由橋接引起的短路問題。對于由熔接法制備的電路板來說，它顯示了特別值得注意的效果，這種熔接法易于引起Pd催化劑留在圖案間。
權(quán)利要求
1.用于化學鍍鎳的預處理溶液，其特征在于含有硫代硫酸鹽。
2.用于化學鍍鎳的預處理溶液，其特征在于含有硫代硫酸鹽，在化學鍍鎳之前，通過蝕刻形成的具有銅圖案的電路板先浸入預處理溶液中或把預處理溶液噴射在電路板上。
3.按權(quán)利要求1或2所述用于化學鍍鎳的預處理溶液，其特征在于含有選自pH調(diào)節(jié)劑、絡合劑、表面活性劑和腐蝕抑制劑中的至少一種添加劑。
4.用于化學鍍鎳的預處理方法，其特征在于電路板浸于含有硫代硫酸鹽的預處理溶液中或含有硫代硫酸鹽的預處理溶液被噴射在電路板上。
5.用于化學鍍鎳的預處理方法，其特征在于電路板用高錳酸鹽處理、中和然后浸入含硫代硫酸鹽的預處理溶液中，或含有硫代硫酸鹽的預處理溶液噴射在上述電路板的上面。
全文摘要
本發(fā)明提供一種阻止在銅圖案間的化學鍍鎳或金形成的“橋接”。具有銅圖案的電路板被浸入用于化學鍍鎳含有硫代硫酸鹽的預處理溶液中,或預處理溶液被噴射到電路板上。預處理溶液可與添加劑,如pH調(diào)節(jié)劑、絡合劑、表面活性劑或腐蝕抑制劑混合。
文檔編號H05K3/24GK1247577SQ98802511
公開日2000年3月15日 申請日期1998年12月8日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月18日
發(fā)明者大久保利一, 日角義幸 申請人:株式會社日本能源