JP2015161001A - 電気めっき浴及び電気めっき方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態のマンガン又はマンガン合金のめっき皮膜の形成に用いられる電気めっき浴は、水溶性マンガン塩と、電気めっき浴の導電性を高める導電性塩とを含有し、更に有機酸を含有する。電気めっきの対象物(被めっき物)は、レジスト層が積層された導体である。
水溶性マンガン塩としては、例えば、硫酸マンガン、塩化マンガン、臭化マンガン、及びスルファミン酸マンガンが挙げられる。マンガン合金のめっき皮膜を形成する場合、水溶性マンガン塩と、マンガンと合金化し得る金属の水溶性塩とを用いる。マンガンと合金化し得る金属としては、例えば、ニッケル、及び鉄が挙げられる。マンガンと合金化し得る金属の水溶性塩としては、例えば、硫酸塩、塩化物塩、臭化物塩、スルファミン酸塩、及びメタンスルホン酸塩が挙げられる。
導電性塩は、水溶性を有する塩である。導電性塩を構成するカチオンは、ナトリウムイオン及びカリウムイオン以外のカチオンであることが好ましい。導電性塩を構成する好ましいカチオンとしては、例えば、アンモニウムイオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン、カルシウムイオン、及びバリウムイオンが挙げられる。導電性塩を構成するアニオンとしては、例えば、硫酸イオン、塩酸イオン、臭化水素酸イオン、スルファミン酸イオン、及びメタンスルホン酸イオンが挙げられる。
電気めっき浴は、次の条件(a)又は条件(b)を満たす。条件(a)は、カリウムイオン及びナトリウムイオンの合計の含有量が5g/L以下の条件である。条件(a)を満たす電気めっき浴には、カリウムイオン及びナトリウムイオンの少なくとも一方が含有されているため、条件(a)を満たす電気めっき浴中における、カリウムイオン及びナトリウムイオンの合計の含有量は、0g/Lを超える。条件(a)におけるカリウムイオン及びナトリウムイオンの合計の含有量は、3g/L以下であることが好ましく、1g/L以下であることがより好ましい。
<有機酸>
有機酸は、カルボキシル基を有する。有機酸は、カルボキシル基と水酸基との合計が三つ以上の有機酸である。有機酸は、水酸基を有しないものであってもよい。有機酸は、六つ以下のカルボキシル基を有する有機酸であることが好ましい。好ましい有機酸としては、例えば、エチレンジアミン四酢酸(カルボキシル基数:4、水酸基数:0)、1,2−ジアミノシクロヘキサン四酢酸(カルボキシル基数:4、水酸基数:0)、シクロヘキサンジアミン四酢酸(カルボキシル基数:4、水酸基数:0)、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸(カルボキシル基数:3、水酸基数:1)、ジエチレントリアミン五酢酸(カルボキシル基数:5、水酸基数:0)、トリエチレントリアミン六酢酸(カルボキシル基数:6、水酸基数:0)、グルコン酸(カルボキシル基数:1、水酸基数:5)、クエン酸(カルボキシル基数:3、水酸基数:1)、及びリンゴ酸(カルボキシル基数:2、水酸基数:1)が挙げられる。
有機酸の含有量が1g/L以上の場合、導体の表面近傍のpHが安定化され易くなる。有機酸の含有量が100g/L以下の場合、レジスト層が有機酸で膨潤されることを抑制することができる。
電気めっき浴のpHは、7未満であることが好ましく、より好ましくは1以上、5以下の範囲である。電気めっき浴のpHが7未満の場合、レジスト層の剥離が更に抑制され易くなる。電気めっき浴のpHは、25℃におけるpHをいう。
<電気めっき浴の温度及び電流密度>
電気めっき浴の温度は、20〜60℃の範囲であることが好ましい。電気めっき浴の電流密度は、1〜10A/dm2の範囲であることが好ましい。電気めっき浴の撹拌方法としては、例えば、カソードロッキング、空気を用いた撹拌、プロペラ撹拌等を用いた機械的撹拌、及びポンプを用いた撹拌が挙げられる。陽極(アノード)としては、例えば、マンガン板が用いられる。
本実施形態の電気めっき方法では、上述した電気めっき浴が用いられる。この電気めっき方法では、有機高分子を基材とするレジスト層が積層された積層部分を有する導体を陰極に用いて電気めっき浴に通電する。これにより、導体の外面が露出した露出部分にマンガン又はマンガン合金のめっき皮膜を形成する。
以上説明した本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
(3)有機酸の含有量は、1g/L以上、100g/L以下であることが好ましい。有機酸の含有量が1g/L以上の場合、導体の表面近傍のpHが安定化され易くなる。有機酸の含有量が100g/L以下の場合、レジスト層が有機酸で膨潤されることを抑制することができる。このため、レジスト層の剥離が更に抑制され易くなる。
(6)上記の電気めっき浴を用いる電気めっき方法では、有機高分子を基材とするレジスト層が積層された積層部分を有する導体を陰極として電気めっき浴に通電する。この電気めっき方法では、導体の外面が露出した露出部分にマンガン又はマンガン合金のめっき皮膜を形成する。この方法によれば、マンガン又はマンガン合金のめっき皮膜の形成において、導体に積層されたレジスト層の剥離が抑制され易く、導体とめっき皮膜と密着性の確保、及びめっき皮膜の金属光沢の確保が容易となる。
・本実施形態の電気めっき浴には、上述した成分に加えて、例えば、応力緩和剤、及びpH緩衝剤が含有されてもよい。応力緩和剤としては、例えば、サッカリン、及びブチンジオールが挙げられる。pH緩衝剤としては、例えば、本実施形態の有機酸以外の有機酸、有機塩基及びホウ酸が挙げられる。なお、電気めっき浴中における応力緩和剤及びpH緩衝剤の合計の含有量は、10g/L以下であることが好ましい。
(実施例1〜8)
表1に示される実施例1〜8の電気めっき浴を調製した。表1中のCyDTAは、1,2−ジアミノシクロヘキサン四酢酸を示し、EDTAは、エチレンジアミン四酢酸を示し、HEDTAは、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸を示す。表1中の「官能基数」欄には、有機酸について、カルボキシル基及び水酸基の合計数を示している。表1に示される水溶性マンガン塩(A)、導電性塩(B)及び有機酸(C)の各成分の配合量を示す数値の単位は「g/L」であり、電気めっき浴は、pH調整剤として硫酸又はアンモニア水を用いて「電気めっき浴のpH」欄に示されるpHに調整した。
(比較例1〜5)
比較例1〜5では、表2に示すように電気めっき浴を変更した以外は、実施例1と同様にして、レジスト層が積層された導体に電気めっきを施すことにより、各比較例のめっき物品を得た。
各例で得られためっき物品の有するレジスト層について、電子顕微鏡検査(×1000)によりレジスト層の密着性を確認し、以下の評価基準でレジスト層の剥離抑制効果を評価した。
レジスト層の形状に変化が確認されるが、導体とレジスト層が接合しているもの:良好(○)
レジスト層の剥離が確認され、パターンが形成できなかったもの:不良(×)
各例の結果を表1及び表2の「レジスト層の剥離抑制」欄に示す。
各例で得られためっき物品について、JIS H8504(めっきの密着性試験方法)に規定されるテープ試験方法に準拠してめっき皮膜の密着性を確認し、以下の評価基準でめっき皮膜の剥離抑制効果を評価した。
目視でめっき皮膜の剥離が確認されたもの、又は、めっき皮膜の密着不良と判定されたもの:不良(×)
各例の結果を表1及び表2の「めっき皮膜の剥離抑制」欄に示す。
各例で得られためっき物品について、めっき皮膜を目視で観察し、以下の評価基準でめっき皮膜の金属光沢を評価した。
金属光沢を有するが、ややくすんだ金属光沢であるもの:良好(○)
金属光沢が得られていないもの:不良(×)
各例の結果を表1及び表2の「金属光沢」欄に示す。
比較例3の電気めっき浴には、官能基数が2の乳酸が含有されている。比較例4の電気めっき浴には、官能基数が1の酢酸が含有されている。各実施例は、レジスト層の剥離抑制、めっき皮膜の剥離抑制、及び金属光沢のいずれの観点においても比較例3及び比較例4よりも有利である。
Claims (6)
- 水溶性マンガン塩と、
電気めっき浴の導電性を高める導電性塩とを含有し、
マンガン又はマンガン合金のめっき皮膜の形成に用いられる電気めっき浴であって、
前記電気めっき浴は、
カリウムイオン及びナトリウムイオンの合計の含有量が5g/L以下の条件、又は、カリウムイオン及びナトリウムイオンを含有しない条件を満たし、
更に、カルボキシル基を有する有機酸を含有し、
前記有機酸は、カルボキシル基と水酸基との合計が三つ以上の有機酸であることを特徴とする電気めっき浴。 - 前記有機酸は、窒素原子を有する有機酸を含むことを特徴とする請求項1に記載の電気めっき浴。
- 前記有機酸の含有量は、1g/L以上、100g/L以下であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電気めっき浴。
- 前記有機酸は、前記電気めっき浴のpHよりも高い値の酸解離定数pKaを有する有機酸を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の電気めっき浴。
- 前記電気めっき浴のpHが7未満であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の電気めっき浴。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の電気めっき浴を用いる電気めっき方法であって、
有機高分子を基材とするレジスト層が積層された積層部分を有する導体を陰極に用いて前記電気めっき浴に通電することにより、前記導体の外面が露出した露出部分にマンガン又はマンガン合金のめっき皮膜を形成することを特徴とする電気めっき方法。
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