JP2001049448A - Electroless nickel plating method - Google Patents
Electroless nickel plating methodInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、次亜りん酸塩を還
元剤とする無電解ニッケルめっき方法に関し、更に詳述
すると、無電解ニッケルめっき液の半永久的な使用を可
能とした無電解ニッケルめっき方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electroless nickel plating method using hypophosphite as a reducing agent, and more particularly, to an electroless nickel plating method capable of semipermanently using an electroless nickel plating solution. It relates to a plating method.
【0002】[0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、次亜りん酸ナトリウムを還元剤とする無電解ニッケ
ルめっき(無電解ニッケルめっき)は各種分野で広く用
いられている。この種の無電解ニッケルめっきは、次亜
りん酸イオンの還元作用でニッケルイオンが還元されて
被めっき物に析出していくことにより、めっきが行われ
る。2. Description of the Related Art Conventionally, electroless nickel plating (electroless nickel plating) using sodium hypophosphite as a reducing agent has been widely used in various fields. In this type of electroless nickel plating, plating is performed by reducing nickel ions by the reducing action of hypophosphite ions and depositing them on the object to be plated.
【0003】従って、めっきの進行により、めっき液中
のニッケルイオン及び次亜りん酸イオンが低下し、析出
速度が低下したり析出物の組成(NiとPの合金組成)
が変化する。このため、不足したニッケルイオン及び次
亜りん酸イオンを適宜補給し、これらのイオンの濃度を
初期のレベルに戻し、めっきを継続していくことが行わ
れている。Accordingly, as the plating proceeds, nickel ions and hypophosphite ions in the plating solution decrease, and the deposition rate decreases or the composition of the precipitate (the alloy composition of Ni and P).
Changes. For this reason, it has been practiced to appropriately replenish the insufficient nickel ions and hypophosphite ions, return the concentrations of these ions to the initial levels, and continue plating.
【0004】しかし、上記のように次亜りん酸イオンの
還元作用でニッケルイオンを還元する時、同時に次亜り
ん酸イオンが酸化されて亜りん酸イオン(H2PO3 -)
が生成し、これが漸次めっき液中に蓄積されていく。However, as described above, when nickel ions are reduced by the action of hypophosphite ions, hypophosphite ions are simultaneously oxidized and phosphite ions (H 2 PO 3 − ) are oxidized.
Are generated and are gradually accumulated in the plating solution.
【0005】この亜りん酸イオン(H2PO3 -)は、少
量であればめっきに殆ど影響を与えないが、多量に蓄積
するとめっきに影響を与える場合が生じ、例えば被めっ
き物とめっき皮膜との密着性に問題を与えたり、めっき
皮膜中に共析してその均一性や耐食性に悪影響を与え、
はなはだしい場合はめっき液を分解させる場合がある。[0005] The phosphite ion (H 2 PO 3 -), which hardly affects the plating if small, occurred affect the plating and large quantities to accumulate, for example, plating the object to be plated film Causes a problem with the adhesion to the coating, or causes eutectoids in the plating film to adversely affect its uniformity and corrosion resistance.
In extreme cases, the plating solution may be decomposed.
【0006】この場合、従来の無電解ニッケルめっき液
の管理は、主としてめっき液中のニッケルイオン管理、
pH管理、更にはめっき液の比重管理によっているのが
実情であった。In this case, the conventional management of the electroless nickel plating solution mainly includes nickel ion management in the plating solution,
The fact was that the pH was controlled and the specific gravity of the plating solution was controlled.
【0007】即ち、無電解ニッケルめっきにおいては、
ニッケルイオンが次亜りん酸イオンに還元されてNi−
P皮膜の析出が行われるものであるが、この場合、ニッ
ケルイオンの消費量、次亜りん酸イオンの消費量、Ni
−P皮膜の析出量乃至は被めっき物処理量(被めっき物
の表面積×めっき時間)、更にはめっき液のpH低下度
合にはほぼ一定の関係があり、ニッケルイオンの分析か
ら計算されたニッケルイオンの不足分を補給する際に、
その不足分に応じて所定の次亜りん酸塩、pH調整剤
(主として苛性アルカリ)をも補給することにより、め
っき液組成を正常化することが行われており、この際、
めっき液のpHを測定して、めっき液pHを確認するこ
とが行われていた。また、上記ニッケルイオンの総補給
量乃至はめっき皮膜の総析出量から亜りん酸塩の蓄積量
を推定し、めっき液の老化度を推定すること、この際め
っき液の比重を測定することにより、老化度を確認する
ことが行われていた。That is, in electroless nickel plating,
Nickel ions are reduced to hypophosphite ions to form Ni-
In this case, the P film is deposited. In this case, the consumption of nickel ions, the consumption of hypophosphite ions,
The deposition amount of the P film or the treatment amount of the object to be plated (surface area of the object to be plated × plating time), and the degree of pH decrease of the plating solution have a substantially constant relationship, and the nickel calculated from the analysis of nickel ions When replenishing the shortage of ions,
According to the shortage, a predetermined hypophosphite and a pH adjuster (mainly caustic alkali) are also replenished to normalize the plating solution composition.
It has been practiced to measure the pH of the plating solution to check the pH of the plating solution. Further, by estimating the amount of phosphite accumulated from the total replenishment amount of the nickel ions or the total deposition amount of the plating film and estimating the degree of aging of the plating solution, by measuring the specific gravity of the plating solution at this time, Checking the degree of aging was done.
【0008】また、無電解ニッケルめっき液において、
ニッケルイオンを錯化する錯化剤(主として有機カルボ
ン酸類)も重要な成分であるが、錯化剤はめっきによっ
ては消費せず、汲み出しによって消費されるという点か
ら、錯化剤は経験的に適宜間隔で少量補給する程度であ
った。In the electroless nickel plating solution,
Complexing agents (mainly organic carboxylic acids) that complex nickel ions are also important components, but complexing agents are empirically used because they are not consumed by plating but are consumed by pumping. Only a small amount was supplied at appropriate intervals.
【0009】そして、無電解ニッケルめっきを行う場
合、3〜10ターン(1ターンは最初の無電解ニッケル
めっき液中に含まれていたニッケルイオン全量が消費乃
至は析出した量で、例えば最初の無電解ニッケルめっき
液中にニッケルイオンが6g/L存在していたとする
と、6g/Lのニッケルイオンが消費乃至は析出した場
合を1ターンとする。従ってこの場合、3〜10ターン
はニッケルイオンが18〜60g/L消費乃至は析出し
たことを意味する。)使用した後は、無電解ニッケルめ
っき液を廃棄していたのが実情であり、このような点か
ら上述した管理方法でも大きな支障は生じないものであ
った。In the case of performing electroless nickel plating, 3 to 10 turns (1 turn is the total amount of nickel ions contained or consumed in the first electroless nickel plating solution, for example, Assuming that 6 g / L of nickel ions are present in the electrolytic nickel plating solution, one turn is a case where 6 g / L of nickel ions are consumed or precipitated, so that in this case, 3 to 10 turns of nickel ions are 18 times. It means that the electroless nickel plating solution was discarded after use, and from this point, even the above-mentioned management method caused a great trouble. There was nothing.
【0010】しかし、無電解ニッケルめっき液の寿命は
比較的短く、無電解ニッケルめっき液の廃棄に伴う廃液
処理が産業上の問題となっているため、その対策として
種々の無電解ニッケルめっき液の再生方法も提案されて
おり、本出願人も先に水溶性ニッケル塩、錯化剤及び還
元剤として次亜りん酸又はその塩を含み、かつめっきに
より次亜りん酸又はその塩が酸化して生成した亜りん酸
イオンを100g/L以上含有する無電解ニッケルめっ
き液の老化液に、水溶性ニッケル塩を上記亜りん酸イオ
ン1モルに対し、0.5モル以上の割合で添加して亜り
ん酸ニッケルを生成、沈殿させ、この沈殿物を除去する
ことを特徴とする無電解ニッケルめっき液の再生方法を
提案した(特開平5−247660号公報、特開平10
−183359号公報)。However, the life of the electroless nickel plating solution is relatively short, and the disposal of the electroless nickel plating solution has become an industrial problem. A regenerating method has also been proposed, and the applicant has previously included hypophosphorous acid or a salt thereof as a water-soluble nickel salt, a complexing agent and a reducing agent, and oxidized hypophosphorous acid or a salt thereof by plating. A water-soluble nickel salt was added to the aging solution of the electroless nickel plating solution containing 100 g / L or more of the generated phosphite ions at a ratio of 0.5 mol or more based on 1 mol of the phosphite ions. A method for regenerating an electroless nickel plating solution characterized by generating and precipitating nickel phosphate and removing the precipitate has been proposed (JP-A-5-247660, JP-A-10-247660).
183359).
【0011】このような再生方法で、無電解ニッケルめ
っき液の長寿命化は可能となったが、10ターンを超え
るようなNi−Pめっき液では、析出速度が低下した
り、Ni−P皮膜組成の変動が生じるなどの問題が生
じ、多く使用しても15〜20ターン程度で無電解ニッ
ケルめっき液を有用成分を含んだまま廃棄しなければな
らなかった。With such a regenerating method, it is possible to extend the life of the electroless nickel plating solution. However, if the Ni-P plating solution exceeds 10 turns, the deposition rate is reduced, or the Ni-P coating Problems such as fluctuations in the composition occur, and even when used frequently, the electroless nickel plating solution must be discarded while containing useful components in about 15 to 20 turns.
【0012】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、無電解ニッケルめっき液を更に長期間に亘って使用
することができる無電解ニッケルめっき方法を提供する
ことを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an electroless nickel plating method that can use an electroless nickel plating solution for a longer period of time.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するため鋭意検討を行った結果、亜りん酸イオンが
ある程度蓄積した無電解ニッケルめっき液を用いる場
合、析出速度及びNi−P析出皮膜組成が比較的安定し
ていることを見出すと共に、この点に着目して更に種々
検討を進めた結果、亜りん酸塩を0.2〜2.5モル/
Lの範囲で含む無電解ニッケルめっき液のうちで所定の
析出速度及びNi−P析出皮膜組成を与える無電解ニッ
ケルめっき液組成を選定し、このめっき液のめっき液組
成並びにpH値と合致するニッケルイオン、錯化剤、次
亜りん酸塩及び亜りん酸塩濃度並びにpH値を有する無
電解ニッケルめっき液を使用すること、即ち、従来はむ
しろ不純物として位置づけられ、通常建浴時の使用成分
でないと考えられていた亜りん酸塩を積極的に建浴液に
添加すること、つまり、建浴当初から亜りん酸イオンを
0.2〜2.5モル/L含む無電解ニッケルめっき液を
使用すること、そして上記析出速度から計算される次亜
りん酸イオンの還元使用量(亜りん酸イオンへの酸化
量)に応じてめっき液の一部を抜き出すと共に、この抜
き出し量に相応して補給液を補給すること、この場合こ
の補給液として、上記析出速度から計算されるニッケル
消耗量、次亜りん酸イオン消耗量、pH上昇度合、及び
上記めっき液の抜き出し量及び補給液の補給によるめっ
き液の希釈量に応じた上記各成分を所定濃度を含む補給
液を用いて、即ち、亜りん酸イオンをも配合した補給液
をも用いてめっき液中の上記各成分濃度及びpHを建浴
時のめっき液中の成分濃度及びpHに維持することによ
り、20ターン以上、特には50ターン以上のめっき液
の連続使用が可能になると共に、建浴時から一定の析出
速度、Ni−P析出皮膜組成が維持できることを見出し
たものである。Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object. As a result, when using an electroless nickel plating solution in which phosphite ions are accumulated to some extent, the deposition rate and Ni-P As a result of finding that the composition of the deposited film is relatively stable, and further focusing on this point, the phosphite was added in an amount of 0.2 to 2.5 mol / mol.
The electroless nickel plating solution which gives a predetermined deposition rate and a Ni-P deposition film composition is selected from the electroless nickel plating solutions included in the range of L, and nickel which matches the plating solution composition and pH value of this plating solution is selected. Use of an electroless nickel plating solution having ions, complexing agents, hypophosphite and phosphite concentrations and pH values, that is, conventionally regarded as rather impurities and not usually used in building baths The phosphite which was considered to be positively added to the construction bath solution, that is, an electroless nickel plating solution containing 0.2 to 2.5 mol / L of phosphite ions from the beginning of the construction bath was used. And withdrawing a portion of the plating solution in accordance with the amount of reduction of hypophosphite ion (the amount of oxidation to phosphite ion) calculated from the above deposition rate, and in accordance with this amount of extraction. Replenish the supply, in this case, as the replenisher, the nickel consumption, hypophosphite ion consumption, pH increase calculated from the deposition rate, and the amount of the plating solution withdrawn and replenishment of the replenisher. Using a replenisher containing a predetermined concentration of each of the above components according to the dilution amount of the plating solution, that is, using a replenisher containing also phosphite ions, the concentration of each of the above components in the plating solution and the pH are established. By maintaining the component concentration and pH in the plating solution at the time of bathing, continuous use of the plating solution of 20 turns or more, especially 50 turns or more becomes possible, and a constant deposition rate, Ni-P It has been found that the composition of the deposited film can be maintained.
【0014】従って、本発明は、ニッケルイオンと、こ
のニッケルイオンの錯化剤と、次亜りん酸塩とを含む無
電解ニッケルめっき液を用いて20ターン以上めっきを
継続する無電解ニッケルめっき方法であって、次亜りん
酸塩の酸化によって生じる亜りん酸塩を0.2〜2.5
モル/Lの範囲で含む無電解ニッケルめっき液のうち所
定の析出速度及びNi−P析出皮膜組成を与える無電解
ニッケルめっき液組成を選定し、このめっき液の組成並
びにpH値と合致するニッケルイオン、錯化剤、次亜り
ん酸塩及び亜りん酸塩濃度並びにpH値を有する無電解
ニッケルめっき液を建浴し、このめっき液を用いてめっ
きを行いながら、上記めっき液の一部を連続的又は所定
間隔毎に抜き出すと共に、この抜き出し量に応じて上記
成分の濃度及びpH値を維持するように上記成分を含む
補給液を連続的又は所定間隔毎に補給することを特徴と
する無電解ニッケルめっき方法を提供する。Accordingly, the present invention provides an electroless nickel plating method in which plating is continued for at least 20 turns using an electroless nickel plating solution containing nickel ions, a complexing agent for the nickel ions, and hypophosphite. Wherein the phosphite generated by the oxidation of hypophosphite is 0.2 to 2.5
An electroless nickel plating solution that gives a predetermined deposition rate and a Ni-P deposition film composition is selected from the electroless nickel plating solutions contained in the range of mol / L, and nickel ions that match the plating solution composition and pH value are selected. , A complexing agent, hypophosphite and an electroless nickel plating solution having a phosphite concentration and a pH value are bathed, and while plating is performed using this plating solution, a part of the plating solution is continuously applied. A replenisher containing the above components is continuously or replenished at predetermined intervals so as to maintain the concentration and the pH value of the above components in accordance with the amount of the extracted components. A nickel plating method is provided.
【0015】この場合、上記めっき液のニッケルイオン
濃度及びpHを連続的又は間欠的に測定すると共に、上
記めっき液の錯化剤、次亜りん酸イオン、及び亜りん酸
イオンの濃度を連続的又は間欠的に定量分析し、上記分
析値及びpH測定値に応じてニッケルイオン、錯化剤、
次亜りん酸塩、亜りん酸塩、pH調整剤を所定の管理幅
内に含まれるように所定成分を補給し又はめっき液の抜
き出しを行うようめっき液を調整することが好ましく、
これによりめっき液の抜き出し、補給によってめっき液
変動が生じた場合にあっても、迅速、確実にめっき液組
成、pHを一定に維持できる。In this case, the nickel ion concentration and the pH of the plating solution are measured continuously or intermittently, and the concentrations of the complexing agent, hypophosphite ion and phosphite ion of the plating solution are continuously measured. Or intermittently quantitative analysis, nickel ion, complexing agent according to the above analysis value and pH measurement value,
It is preferable to adjust the plating solution so that hypophosphite, phosphite, and a pH adjuster are replenished with a predetermined component so as to be included in a predetermined management range or the plating solution is withdrawn,
Thus, even when the plating solution fluctuates due to the withdrawal and replenishment of the plating solution, the plating solution composition and pH can be quickly and reliably maintained at a constant level.
【0016】また、上記めっき液の管理には、キャピラ
リー電気泳動分析法、イオンクロマト分析法又はイソタ
コホレイシス分析法を採用することが好ましく、これに
より、次亜りん酸イオン、亜りん酸イオン、錯化剤濃度
を正確に、しかも3〜10分程度で簡単に定量できる。
即ち、次亜りん酸イオン、亜りん酸イオンの化学分析に
は2〜3時間要し、このような長時間分析をめっき液管
理システムに組み入れることが困難であり、また錯化剤
もめっき液の重要成分であるが、錯化剤としては、通常
2〜3種類の有機カルボン酸類(例えばクエン酸、コハ
ク酸、リンゴ酸、酒石酸、乳酸、酢酸などやそれらの塩
の2〜3種類)を組み合わせて使用しており、これらカ
ルボン酸類をそれぞれ正確に定量することが困難であっ
たため、次亜りん酸イオン、亜りん酸イオン、錯化剤
(有機カルボン酸類)の定量分析をめっき管理システム
に組み入れることは行われていなかったが、正確かつ迅
速にめっき液を管理するためには、これら成分の濃度を
正確に検知してめっき液組成の調整を行う必要があり、
そして上記成分は、キャピラリー電気泳動分析法、イオ
ンクロマト分析法又はイソタコホレイシス分析法を利用
することにより、正確に、しかも3〜10分程度で迅速
に定量でき、かかる定量法をめっき液の管理に組み入
れ、次亜りん酸イオン、亜りん酸イオン、錯化剤濃度を
管理することにより、20ターン以上、特に50ターン
以上の使用においても、より確実に一定のめっき速度、
めっき皮膜組成で無電解ニッケルめっきを行うことがで
きるものである。Further, it is preferable to employ a capillary electrophoresis analysis method, an ion chromatography analysis method or an isotachophoresis analysis method for controlling the plating solution, whereby the hypophosphite ion, the phosphite ion The complexing agent concentration can be accurately and easily determined in about 3 to 10 minutes.
That is, it takes 2 to 3 hours for chemical analysis of hypophosphite ions and phosphite ions, and it is difficult to incorporate such a long-term analysis into the plating solution management system. As a complexing agent, usually, two to three kinds of organic carboxylic acids (for example, two to three kinds of citric acid, succinic acid, malic acid, tartaric acid, lactic acid, acetic acid, and salts thereof) are used. Since it was difficult to accurately quantify each of these carboxylic acids, the quantitative analysis of hypophosphite ions, phosphite ions, and complexing agents (organic carboxylic acids) was performed by the plating management system. Although it was not incorporated, in order to accurately and quickly manage the plating solution, it is necessary to accurately detect the concentration of these components and adjust the plating solution composition,
Then, the above components can be accurately and quickly quantified in about 3 to 10 minutes by using capillary electrophoresis analysis, ion chromatography analysis, or isotachophoresis analysis. By incorporating into the control and controlling the concentration of hypophosphite ion, phosphite ion, and complexing agent, a constant plating rate, even in the use of more than 20 turns, especially more than 50 turns,
Electroless nickel plating can be performed with a plating film composition.
【0017】更に、上記抜き出しためっき液は、上記特
開平5−247660号公報、特開平10−18335
9号公報記載の方法により亜りん酸イオンを除去、低減
せしめて容易に再生でき、これを更に組成調整して上記
補給液として使用することにより、抜き出しめっき液の
無駄がないものであり、回収可能なめっき有用成分の全
量を使用し得るものである。Further, the extracted plating solution is used in the above-mentioned JP-A-5-247660 and JP-A-10-18335.
No. 9, phosphite ions can be removed and reduced by the method described in JP-A No. 9 to be easily regenerated, and the composition is further adjusted to be used as the replenishing solution, so that there is no waste of the extracted plating solution. All possible plating useful components can be used.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】本発明の処理対象となる無電解ニ
ッケルめっき液は、無電解析出されるべきニッケルの水
溶性塩、その錯化剤、及び還元剤として次亜りん酸塩を
主成分とし、好ましくは硫酸ニッケル、次亜りん酸ナト
リウム、及びpH調整剤として水酸化ナトリウムを補給
して連続使用するタイプのものであればいずれのもので
もよく、この場合、無電解ニッケルめっき液は酸性タイ
プ、中性タイプ、アルカリ性タイプのいずれでもよく、
またその組成は公知のものとすることができるが、特に
pH3.5〜6.5の酸性浴が好ましく適用される。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The electroless nickel plating solution to be treated according to the present invention contains a water-soluble salt of nickel to be electrolessly deposited, a complexing agent thereof, and a hypophosphite as a reducing agent as a main component. Preferably, any type of nickel sulfate, sodium hypophosphite, and sodium hydroxide as a pH adjuster may be used as long as they can be continuously used. In this case, the electroless nickel plating solution is an acidic type. , Neutral type or alkaline type,
The composition may be a known one, and an acidic bath having a pH of 3.5 to 6.5 is particularly preferably applied.
【0019】具体的には、無電解ニッケルめっき液とし
ては、ニッケルの水溶性塩として硫酸ニッケルなど、錯
化剤としてクエン酸、コハク酸、酒石酸、リンゴ酸、酢
酸、乳酸などのカルボン酸やそれらの塩、その他公知の
ニッケルの錯化剤、還元剤として次亜りん酸ナトリウム
を主成分としたものが用いられる。これらの成分の濃度
は通常の範囲であり、例えば硫酸ニッケルは0.02〜
0.3モル/L、錯化剤は硫酸ニッケル1モル/Lに対
し1〜7モル/Lの範囲、次亜りん酸ナトリウムは10
〜90g/Lとすることができる。なお、このめっき液
には安定剤、pH調整剤などを添加し得、無電解ニッケ
ルめっき液のpHもアルカリ性、酸性とすることができ
るが、連続使用のためのめっき液としてはpHが3.5
〜6.5、特に4〜6とすることが通常である。Specifically, examples of the electroless nickel plating solution include nickel sulfate as a water-soluble salt of nickel, and carboxylic acids such as citric acid, succinic acid, tartaric acid, malic acid, acetic acid, lactic acid and the like as complexing agents. And other known nickel complexing agents and reducing agents containing sodium hypophosphite as a main component. The concentrations of these components are in the usual range, for example, nickel sulfate is 0.02
0.3 mol / L, complexing agent is in the range of 1 to 7 mol / L with respect to 1 mol / L of nickel sulfate, and sodium hypophosphite is 10 mol / L.
9090 g / L. In addition, a stabilizer, a pH adjuster, and the like can be added to this plating solution, and the pH of the electroless nickel plating solution can be alkaline or acidic. However, the pH of the plating solution for continuous use is 3. 5
It is usually from 6.5 to 6, especially from 4 to 6.
【0020】本発明においては、このような無電解ニッ
ケルめっき液において、これを公知の補給法等に基づい
て使用することによりある程度老化しためっき液、即ち
次亜りん酸塩の酸化によって生じる亜りん酸塩を0.2
〜2.5モル/L、好ましくは0.6〜1.5モル/
L、より好ましくは0.6〜1.1モル/L、更に好ま
しくは0.7〜1.0モル/L含むめっき液のうち、所
定の析出速度及びNi−P析出皮膜組成を与えるめっき
液を選定し、その成分分析を行って、このめっき液の組
成並びにpH値と合致するニッケルイオン、錯化剤、次
亜りん酸塩及び亜りん酸塩濃度並びにpH値を有するめ
っき液を使用してめっきを行うものである。In the present invention, in such an electroless nickel plating solution, a plating solution aged to a certain extent by using the electroless nickel plating solution based on a known replenishing method or the like, that is, phosphorous acid generated by oxidation of hypophosphite. 0.2 salt
~ 2.5 mol / L, preferably 0.6-1.5 mol / L
L, more preferably from 0.6 to 1.1 mol / L, still more preferably from 0.7 to 1.0 mol / L, a plating solution giving a predetermined deposition rate and a Ni-P deposition film composition. And a component analysis is performed to use a plating solution having a nickel ion, a complexing agent, hypophosphite and a phosphite concentration and a pH value that match the composition and pH value of the plating solution. Plating.
【0021】即ち、かかる亜りん酸塩を当初から0.2
〜2.5モル/Lの範囲で含むめっき液を建浴し、この
めっき液で被めっき物をめっきしながら、上記めっき液
の一部を連続的又は所定間隔毎に(好ましくは10分以
下、特に5分以下毎の間隔で)めっき液の一部を抜き出
す(好ましくは1時間当りめっき液の5〜20%、特に
7〜15%の量)と共に、この抜き出し量に応じて補給
液を上記建浴時と同じめっき液成分濃度、pH値になる
ように連続的又は所定間隔毎に(好ましくは10分以
下、特に5分以下毎の間隔で)補給するものである。That is, the phosphite is added at an amount of 0.2 from the beginning.
A bath containing a plating solution containing the plating solution in the range of ~ 2.5 mol / L and plating an object to be plated with the plating solution while continuously plating a part of the plating solution continuously or at predetermined intervals (preferably 10 minutes or less) A part of the plating solution is extracted (especially at intervals of 5 minutes or less) (preferably 5 to 20%, particularly 7 to 15% of the plating solution per hour). The replenishment is performed continuously or at predetermined intervals (preferably at intervals of 10 minutes or less, particularly at intervals of 5 minutes or less) so that the plating solution component concentration and the pH value at the time of the bathing are the same.
【0022】ここで、めっき液の成分及び濃度は、上記
の通りであるが、更に本発明の目的にとってより好適な
各成分の濃度及びその管理範囲(設定濃度からの許容増
減範囲)は下記の通りである。水溶性ニッケル塩(特に硫酸ニッケル) 濃度:0.03〜0.14モル/L、特に0.07〜
0.1モル/L(ニッケルとして2〜8g/L、特に4
〜6g/L) 管理範囲:±0.02モル/L、特に±0.01モル/
L(ニッケルとして±0.5g/L、特に±0.1g/
L) ニッケル濃度が高すぎるとめっき速度が速くなり、また
めっき液が分解し易くなる。一方、低すぎるとめっき速
度が遅くなる。次亜りん酸塩(特に次亜りん酸ナトリウム) 濃度:10〜40g/L、特に20〜30g/L 管理範囲:±1〜5g/L、特に±1g/L 次亜りん酸塩濃度が高すぎるとめっき速度が速くなり、
めっき液が分解し易くなる。また、皮膜中のりん含有量
が増加する。一方、低すぎるとめっき速度が遅くなる。亜りん酸塩(特に亜りん酸1ナトリウム) 濃度:0.2〜2.5モル/L(20〜260g/L) 管理範囲:±0.1〜1モル/L(±10〜100g/
L) 亜りん酸塩濃度が高すぎるとめっき速度が遅くなり、め
っき液が分解し易くなる。また、皮膜中のりん含有量が
増加して、その増加巾が大きすぎると、皮膜物性の安定
性が低下する。錯化剤(特にカルボン酸類) 濃度:ニッケル1モル/Lに対し50〜500モル%、
特に100〜300モル%(10〜100g/L、特に
20〜60g/L) 管理範囲:±0.01〜0.04モル/L、特に±0.
01〜0.02モル/L(±1〜5g/L、特に±1〜
2g/L) 錯化剤濃度が高すぎるとめっき速度が遅くなる。低すぎ
るとめっき速度が速くなり、めっき液が分解し易くな
る。また管理範囲を大きくしすぎると浴の特性が変化し
て、皮膜物性の安定性が低下する。pH(水素イオン濃度) pH値:3.5〜6.5、特に4〜6 管理濃度:±0.1、特に±0.05 pHが高すぎるとめっき速度が速くなり、めっき液が分
解し易くなる。低すぎるとめっき速度が遅くなり、また
皮膜中のりん含有量が増加する。Here, the components and concentrations of the plating solution are as described above, and the concentrations and the control ranges (permissible increase / decrease ranges from the set concentrations) of the respective components which are more preferable for the purpose of the present invention are as follows. It is on the street. Water-soluble nickel salt (particularly nickel sulfate) concentration: 0.03 to 0.14 mol / L, particularly 0.07 to
0.1 mol / L (2-8 g / L as nickel, especially 4
-6 g / L) Control range: ± 0.02 mol / L, especially ± 0.01 mol / L
L (± 0.5 g / L as nickel, especially ± 0.1 g / L
L) If the nickel concentration is too high, the plating rate is increased and the plating solution is easily decomposed. On the other hand, if it is too low, the plating rate will be slow. Hypophosphite (especially sodium hypophosphite) concentration: 10 to 40 g / L, especially 20 to 30 g / L Control range: ± 1 to 5 g / L, especially ± 1 g / L High hypophosphite concentration If too much, the plating speed will increase,
The plating solution is easily decomposed. Also, the phosphorus content in the coating increases. On the other hand, if it is too low, the plating rate will be slow. Phosphite (especially monosodium phosphite) concentration: 0.2 to 2.5 mol / L (20 to 260 g / L) Control range: ± 0.1 to 1 mol / L (± 10 to 100 g / L)
L) If the phosphite concentration is too high, the plating rate becomes slow, and the plating solution is easily decomposed. Further, if the phosphorus content in the film increases and the increase is too large, the stability of the film properties decreases. Complexing agent (especially carboxylic acids) concentration: 50 to 500 mol% per 1 mol / L of nickel,
Especially 100 to 300 mol% (10 to 100 g / L, especially 20 to 60 g / L) Management range: ± 0.01 to 0.04 mol / L, especially ± 0.
01 to 0.02 mol / L (± 1 to 5 g / L, especially ± 1 to
(2 g / L) If the concentration of the complexing agent is too high, the plating rate is reduced. If it is too low, the plating rate will be high and the plating solution will be easily decomposed. On the other hand, if the control range is too large, the properties of the bath change, and the stability of the film properties decreases. pH (hydrogen ion concentration) pH value: 3.5 to 6.5, especially 4 to 6 Management concentration: ± 0.1, especially ± 0.05 If the pH is too high, the plating rate becomes high, and the plating solution is decomposed. It will be easier. If it is too low, the plating rate will be slow and the phosphorus content in the film will increase.
【0023】この場合、抜き出し量、補給量、補給液の
各成分濃度については、析出速度に応じ、めっき液中の
亜りん酸イオンが漸増せず、亜りん酸イオンが維持され
る又は若干低下するように抜き出し量を設定すると共
に、この抜き出し量、及びめっき液の加熱による蒸発
分、被めっき物の汲み出し量を適宜考慮してめっき液量
が維持されるように補給液を設定することができる。In this case, the phosphite ions in the plating solution do not gradually increase and the phosphite ions are maintained or slightly decreased in accordance with the deposition rate with respect to the amount of withdrawal, the amount of replenishment, and the concentration of each component of the replenisher. In addition to setting the amount of extraction so that the amount of the extraction solution, the amount of the evaporation by heating the plating solution, and the amount of the object to be plated are appropriately taken into consideration, the replenisher may be set so that the amount of the plating solution is maintained. it can.
【0024】また、補給液における各成分の濃度は、錯
化剤、亜りん酸イオンは上記抜き出し量及び補給液の補
給量による希釈程度を勘案して一定濃度に維持されるよ
うな濃度とすることが好ましく、ニッケルイオン、次亜
りん酸イオン及びpH上昇剤(NaOH等の苛性アルカ
リやアンモニア水)は、これら抜き出し量、補給量と、
析出速度からの消耗量を勘案することによって設定する
ことができる。例えば、亜りん酸イオン、錯化剤は建浴
時のめっき液と同じ濃度で含み、かつ析出速度からの消
耗量を考慮した量でニッケルイオンを高濃度に含む第1
の補給液を用い、これを抜き出し量と同量使用すると共
に、次亜りん酸塩及びpH上昇剤を所定濃度で含む第2
の補給液を用い、これをめっき液のめっき中の蒸発速度
に応じて補給することができる。Further, the concentration of each component in the replenishing solution is such that the complexing agent and the phosphite ion are maintained at a constant concentration in consideration of the extraction amount and the degree of dilution by the replenishing amount of the replenishing solution. It is preferable that nickel ions, hypophosphite ions and a pH increasing agent (caustic alkali such as NaOH or ammonia water) are extracted and replenished at the same time.
It can be set by considering the amount of consumption from the deposition rate. For example, a phosphite ion and a complexing agent are contained in the same concentration as the plating solution at the time of building bath, and the first concentration containing nickel ions in a high concentration in consideration of the consumption from the deposition rate.
And the same amount as the withdrawal amount, and a second solution containing hypophosphite and a pH increasing agent at a predetermined concentration.
And the replenishing solution can be supplied according to the evaporation rate of the plating solution during plating.
【0025】なお、本発明方法を実施するに際し、めっ
き液組成、補給液の組成濃度の設定において、還元剤
(次亜りん酸塩)の利用効率を考慮することが有効であ
る。即ち、従来より還元剤の利用効率という概念はあっ
たが、これは利用効率が高ければ経済的であり、低けれ
ば不経済である程度の指標として使用されていたにすぎ
ない。しかし、廃棄までの寿命が比較的短かった今まで
の操業方法においては高々10数%の効率の違いは問題
とならないものであった。これに対し、本発明において
は、操業上の重要な技術的因子として利用することが有
効である。例えば、次亜りん酸塩の還元効率が40%の
浴の場合には、ニッケル1モルが析出すると、亜りん酸
イオンが2.5モル生成するために、亜りん酸の設定
(設計)濃度に合わせて補給剤のニッケル濃度を設定し
ておくと、濃度管理が比較的簡単にできて、装置を複雑
にせずにすむ。なお、次亜りん酸の還元効率とニッケル
1モルが析出した際に生成する亜りん酸イオンの生成モ
ル数との関係は下記の通りである。 次亜りん酸塩の還元効率 亜りん酸塩の生成モル数(Ni1モル当り) 40% 2.5 33% 3.0 25% 4.0 この値はめっき浴の系(錯化剤の種類、pHなど)によ
って変化し、このため使用するめっき液について次亜り
ん酸の還元効率を考慮することがよい。In carrying out the method of the present invention, it is effective to consider the utilization efficiency of the reducing agent (hypophosphite) in setting the composition of the plating solution and the composition of the replenishing solution. That is, the concept of the use efficiency of the reducing agent has been conventionally used, but this is economical if the use efficiency is high, and is uneconomical if the use efficiency is low, and is merely used as an index to some extent. However, in the conventional operation method in which the life until disposal is relatively short, the difference in efficiency of at most 10% is not a problem. On the other hand, in the present invention, it is effective to use it as an important technical factor in operation. For example, in the case of a bath having a hypophosphite reduction efficiency of 40%, when 1 mol of nickel is precipitated, 2.5 mol of phosphite ions are generated. If the nickel concentration of the replenisher is set in accordance with, the concentration management can be relatively easily performed, and the apparatus does not need to be complicated. The relationship between the reduction efficiency of hypophosphorous acid and the number of moles of phosphite ions generated when 1 mole of nickel is precipitated is as follows. Hypophosphite reduction efficiency Number of moles of formed phosphite (per mole of Ni) 40% 2.5 33% 3.0 25% 4.0 This value is based on the plating bath system (type of complexing agent, pH, etc.), and the reduction efficiency of hypophosphorous acid should be considered for the plating solution used.
【0026】また、本発明においては、上記抜き出し、
補給を行いながら、ニッケルイオンを連続的又は間欠的
に定量分析し、適宜間隔毎にニッケルイオン濃度が所定
の管理幅にあることを確認し、或いはこの管理幅内にあ
るようにニッケルイオンを補給、調整することが推奨さ
れる。なお、ニッケルイオンの定量分析は、分光光度法
で行えば、分析データを連続的に取り出すことができる
ので、分光光度計を用いて行うことが好ましい。Also, in the present invention, the above extraction,
While performing replenishment, quantitatively analyze nickel ions continuously or intermittently, confirm that the nickel ion concentration is within a predetermined control range at appropriate intervals, or replenish nickel ions so that they are within this control range. It is recommended to adjust. It should be noted that quantitative analysis of nickel ions can be performed continuously by using a spectrophotometer because analysis data can be continuously taken out by a spectrophotometric method.
【0027】また、本発明においては、めっき液のpH
をpHメーターを用いて連続的又は間欠的に測定し、p
Hが所定の管理幅にあることを確認し、或いはこの管理
幅内にあるようにpHを調整することが推奨される。In the present invention, the pH of the plating solution is
Is measured continuously or intermittently using a pH meter and p
It is recommended to confirm that H is within a predetermined control range, or to adjust the pH so that it is within this control range.
【0028】更に、本発明では、次亜りん酸イオン、亜
りん酸イオン、錯化剤(通常、2〜3種又はそれ以上の
有機カルボン酸類)を連続的又は間欠的に定量すること
が推奨される。この場合、この定量分析には、キャピラ
リー電気泳動(CE)法、イオンクロマト(IC)法又
はイソタコホレイシス(ITP)法を採用することが好
ましく、特にキャピラリー電気泳動法が分析所要時間が
短く、有機酸(塩)と無機酸(塩)が混合していても分
析でき、アニオンとカチオンの同時定量もできるので好
ましい。Furthermore, in the present invention, it is recommended to continuously or intermittently determine hypophosphite ion, phosphite ion, and complexing agent (usually, two or three or more organic carboxylic acids). Is done. In this case, it is preferable to employ a capillary electrophoresis (CE) method, an ion chromatography (IC) method or an isotachophoresis (ITP) method for the quantitative analysis. In particular, the capillary electrophoresis method requires a short analysis time. It is preferable because analysis can be performed even when an organic acid (salt) and an inorganic acid (salt) are mixed, and simultaneous quantification of anions and cations can be performed.
【0029】本発明においては、上記方法で得られた次
亜りん酸イオン濃度値、亜りん酸イオン濃度値及び錯化
剤濃度値から、これらが所定の管理幅にあることを確認
し、或いはこの管理幅内にあるように次亜りん酸塩、亜
りん酸塩、錯化剤を補給、又はめっき液を抜き出し、調
整することが推奨される。In the present invention, it is confirmed from the hypophosphite ion concentration value, the phosphite ion concentration value and the complexing agent concentration value obtained by the above method that these are within a predetermined control range, or It is recommended that hypophosphite, phosphite, and complexing agent be supplied or the plating solution is extracted and adjusted so as to be within this control range.
【0030】更に、本発明において、上記抜き出された
めっき液は、下記の方法により再生処理を施すことが好
ましい。Further, in the present invention, the extracted plating solution is preferably subjected to a regenerating treatment by the following method.
【0031】即ち、上記抜き出されためっき液に対し、
まず硫酸ニッケルを添加し、めっき液中の亜りん酸イオ
ンを亜りん酸ニッケルとして沈殿、除去する。That is, with respect to the extracted plating solution,
First, nickel sulfate is added, and phosphite ions in the plating solution are precipitated and removed as nickel phosphite.
【0032】この場合、この処置における添加量は、そ
のめっき液の通常のめっき作業におけるニッケルイオン
濃度(通常のめっき管理ニッケルイオン濃度)より高濃
度であればよいが、好ましくは当該めっき管理ニッケル
イオン濃度の1を超え10重量倍以下、好ましくは1.
2〜10重量倍、特に1.5〜6重量倍になるように添
加することが、難溶性亜りん酸塩の生成、沈殿の点で好
適である。また、上記硫酸ニッケルの添加は、亜りん酸
イオン1モルに対して0.5モル以上、好ましくは1モ
ル以上となる割合とすることが好ましい。In this case, the amount added in this treatment may be higher than the nickel ion concentration (normal plating control nickel ion concentration) in the normal plating operation of the plating solution, but is preferably the plating control nickel ion concentration. The concentration is more than 1 and not more than 10 times by weight, preferably 1.
It is preferable to add the phosphite in an amount of 2 to 10 times by weight, particularly 1.5 to 6 times by weight, from the viewpoint of the formation and precipitation of the hardly soluble phosphite. Further, it is preferable that the addition of the nickel sulfate is in a ratio of 0.5 mol or more, preferably 1 mol or more, per 1 mol of phosphite ions.
【0033】なお、上記硫酸ニッケルの添加と共に、上
記めっき液をそのめっき作業温度(通常のめっき管理温
度)より高温度に上げる操作及び上記めっき液をそのめ
っき作業におけるpH(通常のめっき管理pH)より高
pHに上げる操作のいずれか一方又は双方の処置を行う
ことが、難溶性亜りん酸ニッケルの生成、沈殿を更に効
果的に行う点で好ましい。In addition, the operation of raising the plating solution to a temperature higher than the plating operation temperature (normal plating management temperature) together with the addition of the nickel sulfate, and the operation of increasing the plating solution pH in the plating operation (normal plating management pH). It is preferable to perform one or both of the operations of raising the pH to a higher pH in order to more effectively generate and precipitate the hardly soluble nickel phosphite.
【0034】この場合、前者の操作は、通常のめっき管
理温度より5℃以上であることが好ましい。例えば、通
常の酸性タイプの無電解ニッケルめっき液は90℃でめ
っきすることが多く、このようなめっき液に対しては9
5℃以上、特に97℃以上、場合によっては沸点に上げ
る。また、後者の操作は、通常のめっき管理pHより
0.1以上、特に1以上pHを上げることが好ましく、
例えばpH4〜6の酸性タイプの無電解ニッケルめっき
液の場合、pH4.5〜12、好ましくはpH7〜1
0、特にpH8〜9の範囲において上記のような高pH
にすることが好ましい。In this case, the former operation is preferably performed at 5 ° C. or higher than the normal plating control temperature. For example, a common acidic electroless nickel plating solution is often plated at 90 ° C.
The temperature is raised to 5 ° C. or higher, particularly 97 ° C. or higher, and in some cases, to the boiling point. In the latter operation, it is preferable to raise the pH by 0.1 or more, particularly 1 or more, from the normal plating management pH,
For example, in the case of an acid type electroless nickel plating solution having a pH of 4 to 6, the pH is 4.5 to 12, preferably a pH of 7 to 1.
0, especially high pH as described above in the range of pH 8-9
Is preferable.
【0035】なお、このpH調整は、難溶性の亜りん酸
ニッケルを効果的に生成、沈殿させる点から重要であ
る。即ち、無電解ニッケルめっきを行うと、下記のよう
に次亜りん酸イオンH2PO2 -の酸化によって亜りん酸
イオンH2PO3 -が生成するが、これは浴のpHによっ
てH3PO3或いはHPO3 2-に変化する。この場合、N
i2 +と反応して難溶性の亜りん酸ニッケル塩を作り、沈
殿するのはHPO3 2-であるため、上記のようなpH調
整を行うものである。 H2PO2 -+H2O=H2PO3 -+2H++2e NaH2PO3+NaOH=Na2HPO3+H2OThe pH adjustment is important from the viewpoint of effectively producing and precipitating hardly soluble nickel phosphite. That is, when performing electroless nickel plating, hypophosphite as follows ion H 2 PO 2 - phosphite ion H 2 PO 3 by oxidation of - but is produced which H 3 PO by the pH of the bath 3 or HPO 3 2- . In this case, N
i 2 + react with make phosphite nickel salt sparingly soluble, to precipitate for HPO 3 2-one in which adjusting pH as described above. H 2 PO 2 − + H 2 O = H 2 PO 3 − + 2H + + 2e NaH 2 PO 3 + NaOH = Na 2 HPO 3 + H 2 O
【0036】なお、めっき液のpHを上げる方法として
は、水酸化ナトリウム等の水酸化アルカリやアンモニア
水を添加する方法が挙げられるほか、ニッケルの水酸化
物や炭酸化物を添加する方法が挙げられる。なお、後者
の場合、このpHを上げるための処置においては、その
添加によってpHが上昇するため、上記の添加剤の添加
の処置よりもニッケルイオンの添加量は少なくてもよ
い。As a method of increasing the pH of the plating solution, a method of adding an alkali hydroxide such as sodium hydroxide or ammonia water and a method of adding a hydroxide or carbonate of nickel can be used. . In the latter case, in the treatment for increasing the pH, the addition increases the pH, so that the amount of nickel ions added may be smaller than in the above-described treatment for adding the additive.
【0037】このpHの上昇方法を実施する場合、めっ
き液は室温でもよいが、40℃前後に保持、放置するこ
とが好ましい。When carrying out this method of raising the pH, the plating solution may be at room temperature, but it is preferable to keep and leave it at about 40 ° C.
【0038】なお、上記の各処置は、必要により撹拌下
に放置して難溶性亜りん酸ニッケル塩を生成、沈殿させ
るが、この場合、放置時間は30分〜24時間、特に1
〜5時間とすることが好ましい。In each of the above treatments, if necessary, the mixture is allowed to stand with stirring to form and precipitate a poorly soluble nickel phosphite salt. In this case, the standing time is 30 minutes to 24 hours, particularly 1 minute.
It is preferably set to 5 hours.
【0039】生じた沈殿の分離、除去は濾過などの常法
に従って行うことができる。この場合、高温度下で濾別
することが好ましい。Separation and removal of the formed precipitate can be carried out by a conventional method such as filtration. In this case, it is preferable to separate by filtration at a high temperature.
【0040】この再生されためっき液は、ニッケルイオ
ン濃度、次亜りん酸イオン濃度、pHなどを調整した
後、再度同じようにめっきに使用でき、従ってこれを上
記補給剤として使用することができる。なお、この補給
剤としては、新しい無電解ニッケルめっきを使用するこ
とも可能である。The regenerated plating solution can be used for plating again after adjusting the nickel ion concentration, hypophosphite ion concentration, pH, etc., and thus can be used as the replenisher. . It should be noted that a new electroless nickel plating can be used as the replenishing agent.
【0041】なおまた、分離された亜りん酸ニッケルN
iHPO3は、これに硫酸又は硫酸と硫酸ナトリウムを
添加、処理することができ、これによって亜りん酸ニッ
ケルから下記の反応i又はiiに従って硫酸ニッケルと
亜りん酸又は亜りん酸1ナトリウムが生成する。 NiHPO3+H2SO4=NiSO4+H3PO3 …i NiHPO3+1/2H2SO4+1/2Na2SO4 =NiSO4+NaH2PO3 …ii この処理において、iの反応の場合の硫酸の使用量は、
亜りん酸ニッケル1モルに対し0.5〜1.2モル、特
に0.7〜1.0モルとすることが好ましい。硫酸量が
少なすぎると亜りん酸ニッケルの溶解が遅くなるという
不利があり、多すぎると硫酸ニッケルと亜りん酸とを分
離した後、再使用する場合にpH調整剤を多量に必要と
する場合が生じる。The separated nickel phosphite N
iHPO 3 can be treated by adding sulfuric acid or sulfuric acid and sodium sulfate thereto, whereby nickel sulfate and phosphorous acid or monosodium phosphite are formed from nickel phosphite according to the following reaction i or ii. . In NiHPO 3 + H 2 SO 4 = NiSO 4 + H 3 PO 3 ... i NiHPO 3 + 1 / 2H 2 SO 4 + 1 / 2Na 2 SO 4 = NiSO 4 + NaH 2 PO 3 ... ii this process, in the case of the reaction of i sulfuric acid The amount used is
It is preferably from 0.5 to 1.2 mol, particularly preferably from 0.7 to 1.0 mol, per mol of nickel phosphite. When the amount of sulfuric acid is too small, there is a disadvantage that dissolution of nickel phosphite is delayed.When the amount is too large, after separating nickel sulfate and phosphorous acid, a large amount of a pH adjuster is required when reused. Occurs.
【0042】なお、この処理に用いる硫酸としては、5
〜20重量%、特に10〜15重量%の希硫酸を用いる
ことが望ましい。The sulfuric acid used in this treatment is 5
It is desirable to use 硫酸 20% by weight, especially 10-15% by weight of dilute sulfuric acid.
【0043】一方、iiの反応の場合においては、硫酸
と硫酸ナトリウムとは当量を使用し、その合計量が亜り
ん酸ニッケル1モルに対し0.5〜1.2モル、特に
0.7〜1.0モルとなるようにすることが好ましい。
また、硫酸ナトリウムは、2〜20重量%、特に5〜1
5重量%の希硫酸に溶解して用いることができる。On the other hand, in the case of the reaction (ii), sulfuric acid and sodium sulfate are used in an equivalent amount, and the total amount thereof is 0.5 to 1.2 mol, particularly 0.7 to 0.7 mol per mol of nickel phosphite. It is preferable to make it 1.0 mol.
Sodium sulfate is 2 to 20% by weight, especially 5 to 1%.
It can be used by dissolving it in 5% by weight of dilute sulfuric acid.
【0044】亜りん酸ニッケルに硫酸又は硫酸と硫酸ナ
トリウムを加えて硫酸ニッケルと亜りん酸又は亜りん酸
1ナトリウムを生成させ、得られた硫酸ニッケルと亜り
ん酸又は亜りん酸1ナトリウムとを分離する具体的な方
法としては、硫酸ニッケルと亜りん酸又は亜りん酸1ナ
トリウムの水への溶解度の差を利用する通常の晶析処
理、或いはイオン交換膜を用いた電気透析法により硫酸
ニッケル濃縮液を得る方法を採用することができる。Sulfuric acid or sulfuric acid and sodium sulphate are added to nickel phosphite to form nickel sulphate and phosphorous acid or monosodium phosphite, and the resulting nickel sulphate and phosphorous acid or monosodium phosphite are converted. Specific methods for separation include a conventional crystallization treatment utilizing the difference in solubility between nickel sulfate and phosphorous acid or monosodium phosphite in water, or nickel sulphate by electrodialysis using an ion exchange membrane. A method for obtaining a concentrate can be employed.
【0045】以上のようにして分離された硫酸ニッケル
は、めっき液の構成成分として使用することもできる
が、上記亜りん酸ニッケルを沈殿、生成させる場合に用
いる原料硫酸ニッケルとして用いることが推奨される。
また、亜りん酸又は亜りん酸1ナトリウムは系外に排出
される。The nickel sulfate separated as described above can be used as a component of the plating solution, but it is recommended to use it as a raw material nickel sulfate used for precipitation and formation of the above-mentioned nickel phosphite. You.
Phosphorous acid or monosodium phosphite is discharged out of the system.
【0046】一方、上述した亜りん酸ニッケルを分離し
た後のめっき液は、上述したように、再生、補給液とし
て再使用することができるが、このような再生、再使用
されていくうちにめっき液には次第に硫酸ナトリウムが
蓄積されていく場合がある。On the other hand, the plating solution after the above-mentioned nickel phosphite has been separated can be reused as a regenerating and replenishing solution as described above. Sodium sulfate may gradually accumulate in the plating solution.
【0047】このため、上記のように亜りん酸ニッケル
を除去した後の無電解ニッケルめっき液は、必要に応じ
てこれを室温より低温に冷却して硫酸ナトリウムを析
出、沈殿させ、これを除去することが推奨され、これに
より、めっき液中に蓄積する亜りん酸イオンを効果的に
除去してめっき液を再生し、再使用することができると
共に、このような使用の繰り返しによって大量に蓄積す
る硫酸ナトリウムを簡単かつ確実に、しかも不純物イオ
ンを混入することなく除去することができ、従ってめっ
き液が更に長寿命化し、より長期間に亘って無電解ニッ
ケルめっき液の繰り返し使用が可能となる。For this reason, the electroless nickel plating solution from which nickel phosphite has been removed as described above is cooled, if necessary, to a temperature lower than room temperature to precipitate and precipitate sodium sulfate. It is recommended that the phosphite ions accumulate in the plating solution can be effectively removed, and the plating solution can be regenerated and reused. Sodium sulfate can be easily and reliably removed without mixing impurity ions, so that the plating solution has a longer life and the electroless nickel plating solution can be used repeatedly over a longer period of time. .
【0048】ここで、硫酸ナトリウムの蓄積量がどの程
度になったらかかる処置を施すかは適宜選定されるが、
200g/L以上、特に400g/L以上で、硫酸ナト
リウムの溶解限度に達する前である。また、冷却温度は
特に制限されないが、−3〜15℃、特に0〜5℃であ
る。低すぎるとめっき液全体が結晶化し、高すぎると一
度に除去できる量が少なくなる。更に、析出した硫酸ナ
トリウムの除去方法としては、通常の晶析法が使用でき
る。Here, the amount of the accumulated sodium sulfate when the treatment is performed is appropriately selected.
At 200 g / L or more, especially at 400 g / L or more, before the solubility limit of sodium sulfate is reached. Although the cooling temperature is not particularly limited, it is -3 to 15C, particularly 0 to 5C. If it is too low, the entire plating solution will crystallize, and if it is too high, the amount that can be removed at one time will be small. Further, as a method for removing the precipitated sodium sulfate, an ordinary crystallization method can be used.
【0049】この場合、めっき液から除去された硫酸ナ
トリウムは、上述した亜りん酸ニッケルから硫酸ニッケ
ルを得る場合のiiの反応に使用することができる。In this case, the sodium sulfate removed from the plating solution can be used in the above reaction ii when nickel sulfate is obtained from nickel phosphite.
【0050】このように硫酸ナトリウムが除去されため
っき液は、上記と同様に液組成を調整し、めっき液の補
給液として再使用する。The plating solution from which the sodium sulfate has been removed in this manner is adjusted in the same manner as described above, and is reused as a replenisher for the plating solution.
【0051】なお、上記抜き出しためっき液を上記のよ
うに再生処理すると共に、必要によってはめっき液全体
に対し、上記と同様の処理を施して、めっき液中の亜り
ん酸イオンを低減し、上述した本発明に基づいためっき
液濃度、pH管理法によってめっき液濃度、pHを調整
し、再生することができる。The extracted plating solution is regenerated as described above, and if necessary, the same treatment is applied to the entire plating solution to reduce the phosphite ions in the plating solution. The plating solution concentration and pH can be adjusted and regenerated by the plating solution concentration and pH management method based on the present invention described above.
【0052】本発明によれば、上記管理方法によって、
めっき液を20ターン以上、好ましくは30ターン以
上、より好ましくは40ターン以上、特には50ターン
以上使用することができ、100ターン以上のめっきも
可能であり、このように長期間使用しても、析出速度、
Ni−P皮膜組成は実質的に初期と同じに保持できる。According to the present invention, according to the management method,
The plating solution can be used for 20 turns or more, preferably 30 turns or more, more preferably 40 turns or more, particularly 50 turns or more, and plating of 100 turns or more is also possible. , Deposition rate,
The Ni-P coating composition can be kept substantially the same as the initial one.
【0053】なお、本発明において、析出速度、Ni−
P析出皮膜組成が一定であるということは、上述した方
法でかつめっき温度及び浴比(めっき液量Lに対する被
めっき物のめっきされるべき部分の全面積S、即ちS/
L)を一定として連続的にめっきした場合の状態を意味
し、従って本発明で管理されるめっき液の特性を示すも
のである。In the present invention, the deposition rate, Ni-
The fact that the composition of the P deposited film is constant means that the total area S of the portion of the object to be plated with respect to the plating temperature and the bath ratio (the plating solution amount L, ie, S /
L) means a state in which plating is continuously performed with a constant value, and thus indicates characteristics of the plating solution managed in the present invention.
【0054】本発明における実際のめっき作業におい
て、適宜めっき温度、浴比を変動させることは任意であ
り、このようにめっき温度、浴比を変えても上述しため
っき方法(めっき液管理)を採用すれば、この条件にお
いて一定の析出速度のNi−P析出皮膜組成が維持され
る。なおまた、本発明において、被めっき物の材質等に
ついては特に制限はない。In the actual plating operation of the present invention, it is optional to appropriately change the plating temperature and the bath ratio, and even if the plating temperature and the bath ratio are changed, the above-described plating method (plating solution management) is adopted. Then, under these conditions, the composition of the Ni-P deposition film at a constant deposition rate is maintained. In the present invention, there is no particular limitation on the material and the like of the object to be plated.
【0055】[0055]
【実施例】以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明
するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではな
い。The present invention will be described below in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.
【0056】析出速度が11.3μm/h、Ni−P皮
膜組成がNi93.0重量%、P7.0重量%である下
記組成の無電解ニッケルめっき液を建浴した。An electroless nickel plating solution having the following composition having a deposition rate of 11.3 μm / h and a Ni—P coating composition of 93.0% by weight of Ni and 7.0% by weight of P was prepared.
【0057】 硫酸ニッケル 0.085モル/L 次亜りん酸ナトリウム 0.31 モル/L 酢酸ナトリウム 0.23 モル/L リンゴ酸 0.30 モル/L 鉛イオン(Pb2+) 0.3 mg/L 亜りん酸ナトリウム 0.70 モル/L pH 4.6 一方、下記の補給液I,IIを用意した。 (補給液I) 硫酸ニッケル 0.317モル/L 次亜りん酸ナトリウム 0.31 モル/L 酢酸ナトリウム 0.23 モル/L リンゴ酸 0.30 モル/L 鉛イオン(Pb2+) 0.25 ミリモル/L 亜りん酸ナトリウム 0.14 モル/L pH 4.6 (補給液II) 次亜りん酸ナトリウム 1.099モル/L 水酸化ナトリウム(NaOH) 0.825モル/L 次いで、めっき液1リットルに対し被めっき物(スチー
ル、表面積2dm2)を入れ、80℃で100時間のめ
っきテストを行った。この場合、上記補給液Iを0.1
27リットル/時間、補給液IIを0.069リットル
/時間の割合で20分間隔で補給すると同時に、めっき
液を0.127リットル/時間の割合で抜き出した。な
お、補給液IIの補給に対応する液量は、蒸発による液
減少に対応し、めっき液はめっき中1リットルを保持し
ていた。Nickel sulfate 0.085 mol / L Sodium hypophosphite 0.31 mol / L Sodium acetate 0.23 mol / L Malic acid 0.30 mol / L Lead ion (Pb 2+ ) 0.3 mg / L L Sodium phosphite 0.70 mol / L pH 4.6 On the other hand, the following replenishers I and II were prepared. (Replenisher I) Nickel sulfate 0.317 mol / L Sodium hypophosphite 0.31 mol / L Sodium acetate 0.23 mol / L Malic acid 0.30 mol / L Lead ion (Pb 2+ ) 0.25 Mmol / L sodium phosphite 0.14 mol / L pH 4.6 (Replenisher II) Sodium hypophosphite 1.099 mol / L sodium hydroxide (NaOH) 0.825 mol / L An object to be plated (steel, surface area: 2 dm 2 ) was put per liter, and a plating test was performed at 80 ° C. for 100 hours. In this case, the replenishment liquid I is 0.1
The replenishing solution II was replenished at a rate of 0.069 liter / hour at an interval of 20 minutes at a rate of 27 liters / hour, and at the same time, the plating solution was withdrawn at a rate of 0.127 liters / hour. The amount of the solution corresponding to the replenishment of the replenishment solution II corresponded to the decrease in the solution due to evaporation, and the plating solution held 1 liter during plating.
【0058】そして、上記めっき中、連続的に、ニッケ
ルイオンとpHを分光光度法及びpHメータにより定量
すると共に、次亜りん酸イオン、亜りん酸イオン、錯化
剤(リンゴ酸、酢酸)をキャピラリー電気泳動法により
定量し、これら成分がその管理幅(なお、使用した装置
は各成分についての分析精度が個々の成分によって一定
ではないが、±1〜5%の範囲で管理できる装置であっ
た。)に入っているか否かを確認すると共に、管理幅を
超えた場合には、補給を止めると同時に、めっき液を抜
き出す操作も止めた。こうして補給した成分の補給量の
合計は、下記の通りであった(100時間のめっき中で
の総計)。 硫酸ニッケル 4.0 モル/L 次亜りん酸ナトリウム 11.5 モル/L 酢酸ナトリウム 2.9 モル/L リンゴ酸 3.8 モル/L 鉛イオン(Pb2+) 3.2 mg/L 水酸化ナトリウム(NaOH) 5.7 モル/LDuring the plating, nickel ions and pH were continuously determined by a spectrophotometer and a pH meter, and hypophosphite ions, phosphite ions, and complexing agents (malic acid and acetic acid) were added. Quantification was performed by capillary electrophoresis, and these components were controlled within the control range. (The equipment used was a device that can control the analytical accuracy of each component in a range of ± 1 to 5%, although the analysis accuracy for each component is not constant. ) Was checked, and if it exceeded the control range, replenishment was stopped and at the same time the operation of extracting the plating solution was stopped. The total replenishment amounts of the components thus replenished were as follows (total during plating for 100 hours). Nickel sulfate 4.0 mol / L Sodium hypophosphite 11.5 mol / L Sodium acetate 2.9 mol / L Malic acid 3.8 mol / L Lead ion (Pb 2+ ) 3.2 mg / L Hydroxide Sodium (NaOH) 5.7 mol / L
【0059】また、亜りん酸イオン分析値から、所定管
理域を超える場合(本実施例ではNaH2PO3の管理上
限濃度を0.70モル/Lとした)、上記抜き出しに加
えて、めっき液の抜き出しを行い、これに対応する量で
補給液Iを補給した。めっき時間の合計抜き出し量は1
2.7Lであった。When the phosphite ion analysis value exceeds the predetermined control range (in this embodiment, the control upper limit concentration of NaH 2 PO 3 was set to 0.70 mol / L), plating was performed in addition to the above extraction. The liquid was extracted, and the replenishing liquid I was replenished in a corresponding amount. The total extraction amount of plating time is 1
It was 2.7 L.
【0060】以上の結果、めっき100時間(約50タ
ーン)後のめっき液組成は下記の通りであった。 硫酸ニッケル 0.085モル/L 次亜りん酸ナトリウム 0.31 モル/L 酢酸ナトリウム 0.23 モル/L リンゴ酸 0.30 モル/L 鉛イオン(Pb2+) 0.3 mg/L 亜りん酸ナトリウム 0.70 モル/L pH 4.6As a result, the composition of the plating solution after 100 hours of plating (about 50 turns) was as follows. Nickel sulfate 0.085 mol / L Sodium hypophosphite 0.31 mol / L Sodium acetate 0.23 mol / L Malic acid 0.30 mol / L Lead ion (Pb 2+ ) 0.3 mg / L Phosphorous Sodium acid 0.70 mol / L pH 4.6
【0061】また、100時間めっきした時点における
めっき速度及びNi−P皮膜組成は下記の通りであり、
100時間めっきした後、即ち約50ターン処理した後
でもめっき速度、Ni−P皮膜組成はほぼ一定に保持さ
れていた。 1ターン後 30ターン後 50ターン後 めっき時間 11.3μm/h 11.3μm/h 11.3μm/h Ni-P皮膜中のりん含量 7.0wt% 7.0wt% 7.0wt%The plating rate and Ni—P coating composition at the time of plating for 100 hours are as follows:
Even after plating for 100 hours, that is, after about 50 turns, the plating rate and the Ni-P coating composition were kept almost constant. After 1 turn After 30 turns After 50 turns Plating time 11.3 μm / h 11.3 μm / h 11.3 μm / h Phosphorus content in Ni-P coating 7.0 wt% 7.0 wt% 7.0 wt%
【0062】[0062]
【発明の効果】本発明によれば、20ターン以上、とり
わけ50ターン以上の長期に亘って、しかも析出速度及
びNi−P皮膜組成を一定にして無電解ニッケルめっき
を行うことができる。According to the present invention, electroless nickel plating can be carried out over a long period of 20 turns or more, especially 50 turns or more, while keeping the deposition rate and Ni-P coating composition constant.
Claims (4)
の錯化剤と、次亜りん酸塩とを含む無電解ニッケルめっ
き液を用いて20ターン以上めっきを継続する無電解ニ
ッケルめっき方法であって、次亜りん酸塩の酸化によっ
て生じる亜りん酸塩を0.2〜2.5モル/Lの範囲で
含む無電解ニッケルめっき液のうち所定の析出速度及び
Ni−P析出皮膜組成を与える無電解ニッケルめっき液
組成を選定し、このめっき液の組成並びにpH値と合致
するニッケルイオン、錯化剤、次亜りん酸塩及び亜りん
酸塩濃度並びにpH値を有する無電解ニッケルめっき液
を建浴し、このめっき液を用いてめっきを行いながら、
上記めっき液の一部を連続的又は所定間隔毎に抜き出す
と共に、この抜き出し量に応じて上記成分の濃度及びp
H値を維持するように上記成分を含む補給液を連続的又
は所定間隔毎に補給することを特徴とする無電解ニッケ
ルめっき方法。1. An electroless nickel plating method in which plating is continued for 20 turns or more using an electroless nickel plating solution containing nickel ions, a complexing agent for the nickel ions, and hypophosphite, An electroless nickel plating solution containing a phosphite generated by the oxidation of hypophosphite in the range of 0.2 to 2.5 mol / L, which provides a predetermined deposition rate and Ni-P deposition film composition. The composition of the nickel plating solution is selected, and an electroless nickel plating solution having a nickel ion, a complexing agent, a hypophosphite and a phosphite concentration and a pH value that match the composition and the pH value of the plating solution is established. Then, while plating using this plating solution,
A part of the plating solution is withdrawn continuously or at predetermined intervals, and the concentration of the component and p
An electroless nickel plating method characterized by replenishing a replenisher containing the above components continuously or at predetermined intervals so as to maintain the H value.
pHを連続的又は間欠的に測定すると共に、上記めっき
液の錯化剤、次亜りん酸イオン、及び亜りん酸イオンの
濃度を連続的又は間欠的に定量分析し、上記分析値及び
pH測定値に応じてニッケルイオン、錯化剤、次亜りん
酸塩、亜りん酸塩、pH調整剤を所定の管理幅内に含ま
れるように所定成分を補給し又はめっき液の抜き出しを
行うようめっき液を調整する請求項1記載のめっき方
法。2. The method according to claim 2, wherein the nickel ion concentration and the pH of the plating solution are continuously or intermittently measured, and the concentrations of the complexing agent, hypophosphite ion, and phosphite ion of the plating solution are continuously or intermittently measured. Quantitatively analyzed intermittently, and according to the above analysis value and the measured pH value, nickel ions, complexing agents, hypophosphites, phosphites, and pH adjusters were specified so as to be included in the specified control range. 2. The plating method according to claim 1, wherein the plating solution is adjusted so as to replenish the components or withdraw the plating solution.
析法、イオンクロマト分析法又はイソタコホレイシス分
析法を使用する請求項2記載のめっき方法。3. The plating method according to claim 2, wherein capillary electrophoresis analysis, ion chromatography analysis or isotachophoresis analysis is used for plating solution management.
液を再生したものを使用する請求項1,2又は3記載の
めっき方法。4. The plating method according to claim 1, wherein the replenishing solution is a regenerated product of the extracted plating solution.
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- 1999-08-09 JP JP11224996A patent/JP2001049448A/en active Pending
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