JP2000008174A - 自己触媒型無電解銀めっき液 - Google Patents
自己触媒型無電解銀めっき液Info
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Abstract
非シアン、非アンモニアタイプの自己触媒型無電解銀め
っき液であって、めっき液の安定性が良く、良好な皮膜
物性の銀めっき皮膜を形成できる無電解銀めっき液を提
供する。 【解決手段】(i)水溶性銀塩、(ii)分子内に2個の
モノスルフィド基を有する水溶性含硫黄有機化合物、及
び(iii)還元剤、を含有する水溶液からなる自己触媒
型無電解銀めっき液。
Description
解銀めっき液、及び無電解銀めっき方法に関する。
業分野などにおいて広く利用されている。従来用いられ
ている銀めっき液は、殆どが銀のキレート剤として、シ
アンイオンを含有するものであるが、シアン化合物には
強い毒性があり、排水処理、薬品管理、作業時の安全管
理等において、取り扱いに注意が必要である。このため
シアン化合物を含まない、非シアン型の銀めっき液が要
望されている。
あることから、浴中で分解し沈殿を生じ易く、めっき液
の安定性に課題がある。さらに、銅等の素材に対して置
換し易いため、密着性のある皮膜が得られ難いという欠
点もある。
提案されている。例えば、電解めっきを例に挙げると、
特公平5−75837号公報には、有機スルホン酸銀、
硝酸銀、塩化銀等の銀化合物とヨウ化カリウムを含むめ
っき液に、スルファニル酸誘導体を配合しためっき液が
報告されている。しかしながら、このめっき液は、液の
安定性や電導性を維持するためにヨウ化カリウムを大量
に配合する必要があり、従来のシアン浴に比べて非常に
コストが高くなるという欠点がある。
は、有機スルホン酸銀塩、コハク酸イミド又はその誘導
体、緩衝剤等を含むめっき液に、界面活性剤を配合した
電解銀めっき液が報告されている。このめっき液によれ
ば、光沢皮膜を形成することが可能であるが、主キレー
ト成分がめっき液中で不安定で適応できるpHが狭く、
加水分解等が生じやすく、浴寿命が短いという欠点があ
る。
へめっきを行う場合には、無電解めっき処理等を施して
導電性を付与した後、電解銀めっきを行う必要があり、
経済的、時間的に不利な点は否めない。
つかの報告がなされている。例えば、特開平05−28
7543号公報には、チオ硫酸塩、チオシアン酸塩、亜
硫酸塩等をキレート剤として用い、水素化ホウ素カリウ
ムを還元剤とした自己触媒型無電解銀めっき液が報告さ
れている。しかしながら、チオ硫酸塩、亜硫酸塩等は空
気等で酸化されやすく不安定である。しかも、形成され
る錯体は光に対して敏感であり、安定した溶液を得るこ
とは困難である。
は、アンモニアやエチレンジアミン等の窒素化合物をキ
レート剤とした自己触媒型無電解銀めっき液が報告され
ている。しかしながら、窒素系化合物は爆発性を有する
窒化銀を形成するおそれがあり、しかもアンモニアやエ
チレンジアミン等は臭気の問題から、作業環境にも注意
を払う必要がある。
シアン化合物、窒素系化合物などを含有しない非シア
ン、非アンモニアタイプの自己触媒型無電解銀めっき液
であって、めっき液の安定性が良く、良好な物性の銀め
っき皮膜を形成できる無電解銀めっき液を提供すること
である。
従来技術の問題点を解決するために、鋭意研究を重ねて
きた。その結果、分子内に2個のモノスルフィド基を有
する水溶性含硫黄有機化合物をキレート剤として用いる
ことによって、シアン、アンモニア等を用いることな
く、安定性が良好で、優れた物性を有する銀めっき皮膜
を形成できる非シアン非アンモニアタイプの自己触媒型
無電解銀めっき液が得られることを見出し、ここに本発
明を完成するに至った。
銀めっき液、無電解銀めっき方法、及び銀めっき処理品
を提供するものである。 1.(i)水溶性銀塩、(ii)分子内に2個のモノスル
フィド基を有する水溶性含硫黄有機化合物、及び(ii
i)還元剤、を含有する水溶液からなる自己触媒型無電
解銀めっき液。 2.水溶性銀塩が、硫酸銀、硝酸銀、及び過塩素酸銀か
ら選ばれた少なくとも1種である上記項1に記載の無電
解銀めっき液。 3.分子内に2個のモノスルフィド基を有する水溶性含
硫黄有機化合物が、分子内に水酸基、カルボキシル基、
スルホン酸基、アミノ基、ホスホン基及びメルカプト基
から選ばれた少なくとも一種の水溶性基を有し、2個の
モノスルフィド基の間に炭素数2〜8個の2価の炭化水
素基が存在する化合物、及び該化合物の塩から選ばれた
少なくとも一種である上記項1又は2に記載の無電解銀
めっき液。 4.還元剤が、水溶性アルデヒド化合物、水溶性ヒドラ
ジン誘導体、水素化ホウ素化合物、次亜リン酸化合物、
亜リン酸化合物、及びアスコルビン酸化合物から選ばれ
た少なくとも1種である上記項1〜3のいずれかに記載
の無電解銀めっき液。 5.(i)水溶性銀塩を、銀金属量として、0.2〜1
0g/l、(ii)分子内に2個のモノスルフィド基を有
する水溶性含硫黄有機化合物を、銀イオン量に対して、
等モル〜20倍モル、及び(iii)還元剤を、水溶性銀
塩に対して、等グラム当量〜20倍グラム当量、含有す
る水溶液からなる上記項1〜4のいずれかに記載の無電
解銀めっき液。 6.上記項1〜5のいずれかに記載の無電解銀めっき液
を、pH1〜14、液温0〜80℃として、該銀めっき
液に被めっき物を浸漬することを特徴とする無電解銀め
っき方法。 7.無電解銀めっき液が、pH6〜13、液温10〜6
0℃である上記項6に記載の無電解銀めっき方法。 8.上記項6又は7の方法で銀めっき皮膜が形成された
銀めっき処理品。
き液は、(i)水溶性銀塩、(ii)分子内に2個のモノ
スルフィド基を有する水溶性含硫黄有機化合物、及び
(iii)還元剤、を含有する水溶液からなるものであ
る。
しては、めっき液に可溶性であって、所定の濃度の水溶
液が得られるもので有れば特に限定されないが、特に硫
酸銀、硝酸銀、過塩素酸銀等の無機銀塩が溶解性が良好
である点で好ましい。銀化合物は、一種単独又は二種以
上混合して用いることができる。
0.2〜10g/lの程度とすることが好ましく、0.
5〜5g/l程度とすることがより好ましい。
度な析出速度を有し、しかも、良好な安定性を有するめ
っき液となり、しかもめっき液の無駄な持ち出しを減少
させることができる。
分子内に2個のモノスルフィド基を有する水溶性含硫黄
有機化合物を用いる。該水溶性含硫黄有機化合物を配合
することによって、浴中の銀イオンが十分に錯化され
て、めっき浴の安定性が良好になる。該含硫黄有機化合
物は、分子内に2個のモノスルフィド基を有すると共
に、分子内に水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基、
アミノ基、ホスホン基及びメルカオプト基から選ばれた
少なくとも一種の水溶性基を有し、2個のモノスルフィ
ド基の間に炭素数2〜8個の2価の炭化水素基が存在す
る化合物、該化合物のアルカリ金属塩、アンモニウム塩
等が好ましい。水溶性基は、分子内に一個以上存在すれ
ば良いが、二個以上存在することが好ましい。該水溶性
含硫黄有機化合物は、一種単独又は2種以上混合して用
いることができる。
しては、下記一般式で表される化合物、その塩等を挙げ
ることができる。
炭素数1〜5の直鎖又は分岐鎖状のアルキレン基、R3
は、炭素数2〜8の直鎖又は分岐鎖状のアルキレン基、
X及びYは、同一又は異なって、水酸基、カルボキシル
基、スルホン酸基、アミノ基、ホスホン基又はメルカプ
ト基である。)該水溶性含硫黄有機化合物の具体例とし
ては、1,2−ビス(2−ヒドロキシエチルチオ)エタ
ン、2,2’−(エチレンジチオ)ジエタンチオール、
1,4−ビス(2−ヒドロキシエチルチオ)ブタン、3,
3’−(プロピレンジチオ)ジプロピオン酸、これらの化
合物の塩(アルカリ金属塩、アンモニウム塩等)等を挙
げることができる。
は2種以上混合して用いることができる。
っき浴中の銀イオンに対して、等モル以上とすることが
好ましく、2倍モル以上とすることがより好ましい。該
水溶性含硫黄有機化合物の配合量が少なすぎると、銀が
十分に錯化されないため、めっき浴が不安定となり、液
の分解が生じ易くなる。配合量の上限については、使用
する含硫黄有機化合物の溶解度までとすることが可能で
あり、配合量が多いほどめっき液の安定性は向上する
が、大過剰に配合すると、めっき析出速度が低下して、
所定の析出銀量を得るために長時間が必要となる。また
持ち出しの増大により、経済的にも好ましくない。この
ため、通常、銀イオンに対して20倍モル程度までの配
合量とすることが好ましい。
量は、めっき浴中の銀イオンに対して、等モル〜20倍
モルとすることが好ましく、2倍モル〜20倍モルとす
ることがより好ましい。
を金属銀に還元する能力を有し、且つ水溶性の化合物を
用いることができる。この様な還元剤としては、ホルマ
リン、グリオキシル酸、ヒドロキシベンズアルデヒド、
還元糖類(ブドウ糖、蔗糖等)等の水溶性アルデヒド化
合物;水加ヒドラジン、セミカルバジド等の水溶性ヒド
ラジン誘導体;水素化ホウ素ナトリウム、ジメチルアミ
ンボラン等の水素化ホウ素化合物;次亜リン酸、次亜リ
ン酸塩等の次亜リン酸化合物;亜リン酸、亜リン酸塩等
の亜リン酸化合物;アスコルビン酸、アスコルビン酸塩
等のアスコルビン酸化合物等が挙げられる。還元剤は、
一種単独又は2種以上混合して用いることができる。
グラム当量以上とすることが好ましい。配合量が少なす
ぎると、めっき液中に水溶性銀塩が未反応のまま存在す
るために経済的に好ましくない。還元剤の配合量の上限
は、使用する還元剤の溶解度までとすることができる
が、大量に還元剤を配合すると、めっき液の安定性に悪
影響を及ぼし、しかも経済的に好ましくない。このた
め、還元剤の配合量は水溶性銀塩に対して20倍グラム
当量程度以下とすることが望ましい。
要に応じて、上記した各成分の働きに悪影響を及ぼさな
い限り、各種の添加剤を配合することができる。
成分を水に溶解したものであり、好ましくは、水溶性銀
塩及び水溶性含硫黄化合物を溶解した水溶液中に、還元
剤を添加する方法によって調製することができる。
0℃程度の範囲で用いることが好ましい。めっき液の温
度が低い場合には、銀の析出速度が遅く所定の銀析出量
を得るために長時間が必要となる。また液温が高過ぎる
と、自己分解反応による還元剤の損失や、浴安定性の低
下を引き起こし易い。本発明めっき液は、特に、10〜
60℃程度で用いることが好ましく、この温度範囲とす
ることによって、めっき液の安定性が良好となり、適度
な析出速度を有するものとなる。
が適当である。pHが低過ぎる場合には自己分解反応に
よる還元剤の損失や、還元剤自身が水溶性銀塩を還元で
きる電位に達しない場合があり、一方、pHが高過ぎる
場合には、還元剤の還元性が強くなりすぎて、めっき液
が分解する恐れがある。特に、めっき液のpHを6〜1
3程度とすることによって、めっき液の安定性が良好
で、しかも適度な析出速度を有するものとなる。めっき
液のpH調整は、通常、pHを下げる場合には、水溶性
銀塩のアニオン部分と同種のアニオン部分を有する酸、
例えば、水溶性銀塩として硫酸銀を用いる場合には硫
酸、水溶性銀塩として硝酸銀を用いる場合には硝酸を用
いて行えばよく、pHを上げる場合には、アルカリ金属
水酸化物、アンモニア等を用いて行えばよい。
処理を行うには、上記した液温、及びpH値に調節した
めっき液中に被めっき物を浸漬すればよい。
めっき皮膜を形成できる被めっき物の材質については特
に限定はなく、金属材料やその他の各種の導電性材料、
非導電性材料を被めっき物とすることができる。
常、常法に従って脱脂処理等の前処理を行った後、被め
っき物を直接めっき液中に浸漬すればよい。
材料にめっき処理を行うには、脱脂処理等の前処理を行
った後、被めっき物を活性化処理し、その後めっき液に
浸漬すればよい。活性化処理は、常法に従えばよく、例
えば、パラジウム触媒(キャタリスト−アクセラレータ
ー法、センシタイズ−アクチベーター法等)、酸性塩化
第1スズ溶液、特開平10−3188号公報に記載の銀
触媒又は銅触媒等を用いて、公知の条件に従って、活性
化処理を行えばよい。
された材料は、従来から銀めっき皮膜が適用されている
各種分野において用いることができる。例えば、電磁波
シールド、セラミックコンデンサー、抗菌材料等の用途
に有効に用いることができる。
アン化合物やアンモニア等の窒素系化合物を含んでおら
ず、安全で取り扱い易いめっき液である。そして、該め
っき液は、安定性が良好で、適度な析出速度を有し、形
成される銀めっき皮膜は、密着性、耐食性、耐磨耗性等
の皮膜物性、電気的特性などが良好である。
に説明する。 (実施例1)硝酸銀0.17g/l、1,2−ビス(2
−ヒドロキシエチルチオ)エタン10g/l、及び水加
ヒドラジン8g/lを含有する水溶液からなる無電解銀
めっき液を調製し、これを水酸化カリウムを用いてpH
10に調整した。
を被めっき物として用い、これをPd触媒(商標名:キ
ャタリストC、奥野製薬工業(株)製)50ml/l及び
35%塩酸150ml/lを含有する触媒液中に25℃
で3分間浸漬し、次いで、10%硫酸水溶液中に35℃
で3分間浸漬した後、上記無電解銀めっき液に浸漬し、
35℃で1時間無電解銀めっきを行った。その結果、厚
さ1.2μmの平滑で無光沢の緻密な銀めっき皮膜が析
出し、銀めっき皮膜の表面には、外観ムラは認められな
かった。さらに、めっき液を室温で4週間放置後、同様
のめっき試験を行ったが、良好なめっき性能を示し、p
Hの変動、沈殿などは認められなかった。 (実施例2)硫酸銀0.31g/l、1,4−ビス(2
−ヒドロキシエチルチオ)ブタン15g/l、及びホル
ムアルデヒド4g/lを含有する水溶液からなる無電解
銀めっき液を調製し、これを水酸化ナトリウムを用いて
pH11に調整した。
cm、厚さ0.2mm)を被めっき物として用い、これ
を上記無電解銀めっき液に浸漬し、50℃で1時間無電
解銀めっきを行った。その結果、厚さ3μmの平滑で無
光沢の緻密な皮膜が析出し、銀めっき皮膜の表面には、
外観ムラは認められなかった。さらに、めっき液を室温
で4週間放置後、同様のめっき試験を行ったが、良好な
めっき性能を示し、pHの変動、沈殿などは認められな
かった。 (実施例3)硝酸銀0.34g/l、2,2’−(エチ
レンジチオ)ジエタンチオール20g/l、及び次亜リ
ン酸ナトリウム10g/lを含有する水溶液からなる無
電解銀めっき液を調製し、これを水酸化ナトリウムを用
いてpH10.5に調整した。
1.8mm)を被めっき物として用い、これを塩化第一
スズ2水和物30g/l及び35%塩酸20ml/lを
含有する酸性塩化第一スズ溶液に25℃で3分間浸漬し
た後、上記無電解銀めっき液に浸漬し、50℃で1時間
無電解銀めっきを行った。その結果、厚さ2.8μmの
平滑で無光沢の緻密な皮膜が析出し、銀めっき皮膜の表
面には、外観ムラは認められなかった。さらに、めっき
液を室温で4週間放置後、同様のめっき試験を行った
が、良好なめっき性能を示し、pHの変動、沈殿などは
認められなかった。 (比較例1)硝酸銀0.5g/l、エチレンジアミン
1.08g/l、ロッセル塩(酒石酸ナトリウムカリウ
ム4水和物)3.78g/l、及び3,5−ジヨードチ
ロシン0.18g/lを含有し、水酸化ナトリウムを使
用してpH11.0とした無電解銀めっき液を調製し
た。
セラミック試験片(5×5cm、厚さ0.2mm)を被
めっき物として用い、これを上記めっき液に浸漬し、3
0℃で1時間無電解銀めっきを行った。その結果、厚さ
0.4μmの平滑で無光沢の皮膜が析出したが、めっき
皮膜は試験片全体に析出することなく、所々無めっきの
部分があった。さらにめっき液からはエチレンジアミン
臭が立ちこめ、局所排気設備を必要とした。
様の試験を行ったが、pHの変動がみられ、めっき槽の
底に金属銀の沈殿が確認された。 (比較例2)硝酸銀3.5gにアンモニア水を沈殿が溶
解するまで加え、さらにブドウ糖45g/lを加えて、
水で1リットルとして、めっき液(銀鏡反応液)を調製
した。
性化したアルミナセラミック試験片を浸漬し、25℃で
無電解めっきを行った。
し始め、約10分後にめっき槽全面にめっきが析出し
た。めっき皮膜は試験片全体に析出したが、膜厚はめっ
き液が分解したため測定不可能であった。
触媒型無電解銀めっき液を使用することにより、安定で
しかも均一な銀めっき皮膜を形成することができる。ま
た、本発明のめっき液は、長期に亘って安定しためっき
性能を発揮できる。しかも、本発明めっき液は、非アン
モニア系であるため、アンモニアの飛散による臭気の問
題や、環境対策に配慮する必要もなく、また爆発性の窒
化銀を生ずることもない。
Claims (8)
- 【請求項1】(i)水溶性銀塩、(ii)分子内に2個の
モノスルフィド基を有する水溶性含硫黄有機化合物、及
び(iii)還元剤、を含有する水溶液からなる自己触媒
型無電解銀めっき液。 - 【請求項2】水溶性銀塩が、硫酸銀、硝酸銀、及び過塩
素酸銀から選ばれた少なくとも1種である請求項1に記
載の無電解銀めっき液。 - 【請求項3】分子内に2個のモノスルフィド基を有する
水溶性含硫黄有機化合物が、分子内に水酸基、カルボキ
シル基、スルホン酸基、アミノ基、ホスホン基及びメル
カプト基から選ばれた少なくとも一種の水溶性基を有
し、2個のモノスルフィド基の間に炭素数2〜8個の2
価の炭化水素基が存在する化合物、及び該化合物の塩か
ら選ばれた少なくとも一種である請求項1又は2に記載
の無電解銀めっき液。 - 【請求項4】還元剤が、水溶性アルデヒド化合物、水溶
性ヒドラジン誘導体、水素化ホウ素化合物、次亜リン酸
化合物、亜リン酸化合物、及びアスコルビン酸化合物か
ら選ばれた少なくとも1種である請求項1〜3のいずれ
かに記載の無電解銀めっき液。 - 【請求項5】(i)水溶性銀塩を、銀金属量として、
0.2〜10g/l、(ii)分子内に2個のモノスルフ
ィド基を有する水溶性含硫黄有機化合物を、銀イオン量
に対して、等モル〜20倍モル、及び(iii)還元剤
を、水溶性銀塩に対して、等グラム当量〜20倍グラム
当量、含有する水溶液からなる請求項1〜4のいずれか
に記載の無電解銀めっき液。 - 【請求項6】請求項1〜5のいずれかに記載の無電解銀
めっき液を、pH1〜14、液温0〜80℃として、該
銀めっき液に被めっき物を浸漬することを特徴とする無
電解銀めっき方法。 - 【請求項7】無電解銀めっき液が、pH6〜13、液温
10〜60℃である請求項6に記載の無電解銀めっき方
法。 - 【請求項8】請求項6又は7の方法で銀めっき皮膜が形
成された銀めっき処理品。
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1998
- 1998-06-25 JP JP17866598A patent/JP3937373B2/ja not_active Expired - Fee Related
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