JP2022090514A - Method for forming gold plating film - Google Patents

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Abstract

To provide a method for forming a gold plating film that can prevent a porous membrane from being clogged with gold fine particles.SOLUTION: The present invention discloses a method for forming a gold plating film on a base material by displacement electroless plating. The method includes the step of bringing a porous membrane containing an electroless gold plating solution into contact with the surface of the substrate. The electroless gold plating solution at least contains gold sulfite salt. The sulfate ion concentration relative to the sulfite ion concentration of the electroless gold plating solution remaining on the surface of the porous membrane after the step for contact, (sulfate ion concentration/sulfite ion concentration), is 16.0 or less.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、金めっき膜の形成方法に関する。 The present disclosure relates to a method for forming a gold plating film.

一般に、めっき液中の金属イオンを還元してめっきする方法は、外部からの電流を用いる電気めっき法と、外部からの電気を用いない無電解めっき法に大別される。後者の無電解めっき法は、さらに、(1)被めっき物の溶解に伴って遊離する電子によって溶液中の金属イオンが還元されて被めっき物上に析出する置換型無電解めっき法と、(2)溶液中に含まれる還元剤が酸化される際に遊離する電子によって溶液中の金属イオンが金属皮膜として析出する自己触媒的な還元型無電解めっき法に大別される。無電解めっき法は複雑な形状面にも均一な析出が可能であり、多くの分野で広く利用されている。 Generally, the method of reducing and plating metal ions in a plating solution is roughly classified into an electroplating method using an external current and an electrolytic plating method not using external electricity. The latter electrolysis-free plating method further includes (1) a displacement-type electrolysis-free plating method in which metal ions in the solution are reduced by electrons released by the dissolution of the object to be plated and deposited on the object to be plated. 2) It is roughly classified into a self-catalytic reduction type electrolyticless plating method in which metal ions in the solution are precipitated as a metal film by electrons released when the reducing agent contained in the solution is oxidized. The electroless plating method is widely used in many fields because it enables uniform precipitation even on complicated shaped surfaces.

置換型無電解めっきは、めっき液中の金属と下地金属のイオン化傾向の差を利用して金属めっき膜を形成する。例えば、金めっき法において、めっき液に下地金属が形成された基板を浸漬すると、イオン化傾向が大きい下地金属がイオンになってめっき液中に溶解し、めっき液中の金イオンが金属として下地金属上に析出して金めっき膜を形成する。 Substitutional electroless plating forms a metal plating film by utilizing the difference in ionization tendency between the metal in the plating solution and the base metal. For example, in the gold plating method, when a substrate on which a base metal is formed is immersed in a plating solution, the base metal having a large ionization tendency becomes ions and dissolves in the plating solution, and the gold ions in the plating solution become the base metal as a metal. Precipitates on top to form a gold-plated film.

例えば、特許文献1は、無電解金めっき浴を開示している。特許文献1は、非シアン化金塩、錯化剤及び還元剤を含有する無電解金メッキ浴に、シアン化物又はその錯塩をKCNとして0.1ng/L~1g/L添加してなり、pHが3.0~9.5であることを特徴とする無電解金めっき浴を開示している。 For example, Patent Document 1 discloses an electroless gold plating bath. Patent Document 1 comprises adding 0.1 ng / L to 1 g / L of cyanide or a complex salt thereof as KCN to a non-electrolyzed gold-plated bath containing a non-cyanide gold salt, a complexing agent and a reducing agent, and the pH is adjusted. Disclosed is an electrolytic gold plating bath characterized by being 3.0 to 9.5.

特開2002-020874号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-02874

本発明者らが、置換型無電解めっき法について様々な検討を行った結果、多孔質膜を用いて金めっき膜を形成する際に、多孔質膜に金微粒子が詰まる場合があることを見出した。 As a result of various studies on the substitutional electroless plating method, the present inventors have found that when a gold plating film is formed using a porous film, the porous film may be clogged with gold fine particles. rice field.

そこで、本開示の目的は、多孔質膜に金微粒子が詰まることを抑制することが可能な、金めっき膜の形成方法を提供することである。 Therefore, an object of the present disclosure is to provide a method for forming a gold-plated film, which can prevent the porous film from being clogged with gold fine particles.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を行ったところ、めっき後の多孔質膜の表面に残留する無電解金めっき液の亜硫酸イオン濃度に対する硫酸イオン濃度を制御することにより、多孔質膜に金微粒子が詰まることを抑制することができることを見出し、本開示に至った。 The present inventors conducted diligent studies to solve the above problems, and found that by controlling the sulfate ion concentration with respect to the sulfite ion concentration of the electroless gold plating solution remaining on the surface of the porous film after plating. We have found that it is possible to prevent the porous film from being clogged with gold fine particles, and have reached the present disclosure.

本実施形態の態様例は、以下の通りに記載される。 Examples of embodiments of this embodiment are described below.

(1) 基材上に置換型無電解めっき法により金めっき膜を形成する方法であって、
無電解金めっき液を含む多孔質膜を前記基材の表面に接触させる工程を含み、
前記無電解金めっき液が、亜硫酸金塩を少なくとも含有し、
前記接触させる工程後の多孔質膜の表面に残留する無電解金めっき液の亜硫酸イオン濃度に対する硫酸イオン濃度(硫酸イオン濃度/亜硫酸イオン濃度)が16.0以下である、方法。
(2) 複数の基材上に置換型無電解めっき法により金めっき膜を連続的に形成する方法であって、
無電解金めっき液を含む多孔質膜を基材の表面に接触させる工程、及び
前記接触させる工程後の金めっき膜が形成された基材を回収する工程を含み、
前記接触させる工程及び回収する工程を繰り返し実施する方法であり、
前記無電解金めっき液が、亜硫酸金塩を少なくとも含有し、
前記接触させる工程の後、且つ回収する工程の前、及び回収する工程の後且つ接触させる工程の前の少なくとも一方において、多孔質膜の表面に残留する無電解金めっき液を洗浄する工程を有し、
前記接触させる工程後の多孔質膜の表面に残留する無電解金めっき液の亜硫酸イオン濃度に対する硫酸イオン濃度(硫酸イオン濃度/亜硫酸イオン濃度)が16.0以下である、方法。
(3) 前記基材が、ニッケル又はニッケル合金である、(1)又は(2)に記載の方法。
(4) 前記無電解金めっき液は、該無電解金めっき液を収容するめっき液室から供給される、(1)~(3)のいずれか1つに記載の方法。
(5) 前記めっき液室は、前記多孔質膜に接して配置されている、(4)に記載の方法。
(6) 基材に置換型無電解めっき法により金めっき膜を形成するための成膜装置であって、
多孔質膜と、
前記多孔質膜に接して配置された、無電解金めっき液を収容するめっき液室と、
前記めっき液室と前記基材とを相対的に押圧することにより、前記多孔質膜と前記基材とを接触させる押圧手段と、
前記多孔質膜を洗浄する洗浄手段と、
を備える、成膜装置。
(1) A method of forming a gold plating film on a substrate by a displacement type electroless plating method.
A step of bringing a porous film containing an electroless gold plating solution into contact with the surface of the base material is included.
The electroless gold plating solution contains at least gold sulfite,
A method in which the sulfate ion concentration (sulfate ion concentration / sulfite ion concentration) with respect to the sulfite ion concentration of the electroless gold plating solution remaining on the surface of the porous film after the contacting step is 16.0 or less.
(2) A method of continuously forming a gold plating film on a plurality of substrates by a substitutional electroless plating method.
It includes a step of bringing a porous film containing a non-electrolytic gold plating solution into contact with the surface of a base material, and a step of recovering the base material on which the gold plating film is formed after the contacting step.
It is a method of repeatedly carrying out the contacting step and the collecting step.
The electroless gold plating solution contains at least gold sulfite,
There is a step of cleaning the electrolytic-free gold plating solution remaining on the surface of the porous film at least one of after the contacting step, before the recovering step, and after the recovering step and before the contacting step. death,
A method in which the sulfate ion concentration (sulfate ion concentration / sulfite ion concentration) with respect to the sulfite ion concentration of the electroless gold plating solution remaining on the surface of the porous film after the contacting step is 16.0 or less.
(3) The method according to (1) or (2), wherein the substrate is nickel or a nickel alloy.
(4) The method according to any one of (1) to (3), wherein the electroless gold plating solution is supplied from a plating solution chamber accommodating the electroless gold plating solution.
(5) The method according to (4), wherein the plating solution chamber is arranged in contact with the porous film.
(6) A film forming apparatus for forming a gold plating film on a base material by a displacement type electroless plating method.
Porous membrane and
A plating solution chamber for accommodating electroless gold plating solution, which is arranged in contact with the porous film, and
A pressing means for bringing the porous film into contact with the substrate by relatively pressing the plating solution chamber and the substrate.
A cleaning means for cleaning the porous membrane and
A film forming apparatus.

本開示により、無電解めっき法において、多孔質膜に金微粒子が詰まることを抑制することが可能な、金めっき膜の形成方法を提供できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present disclosure, it is possible to provide a method for forming a gold plating film capable of suppressing clogging of gold fine particles in a porous film in an electroless plating method.

本実施形態の一態様における成膜時の状態を説明するための模式的断面図である。It is a schematic cross-sectional view for demonstrating the state at the time of film formation in one aspect of this Embodiment. 図1に示す本実施形態の一態様における洗浄時の状態を説明するための模式的断面図である。It is a schematic cross-sectional view for demonstrating the state at the time of washing in one aspect of this Embodiment shown in FIG. 本実施形態の一態様における成膜時及び洗浄時の状態を説明するための模式的断面図である。It is a schematic cross-sectional view for demonstrating the state at the time of film formation and the state at the time of cleaning in one aspect of this Embodiment. 図3に示す本実施形態の一態様における成膜及び洗浄後を説明するための模式的断面図である。It is a schematic cross-sectional view for demonstrating after film formation and washing in one aspect of this Embodiment shown in FIG. 初期値、実施例、比較例の硫酸イオン濃度/亜硫酸イオン濃度及び実施例、比較例の多孔質膜の変色の有無を示す図である。It is a figure which shows the initial value, the sulfate ion concentration / sulfite ion concentration of an Example, a comparative example, and the presence or absence of discoloration of a porous membrane of an Example, a comparative example.

本実施形態の一態様(態様1)は、基材上に置換型無電解めっき法により金めっき膜を形成する方法であって、無電解金めっき液を含む多孔質膜を前記基材の表面に接触させる工程を含み、前記無電解金めっき液が、亜硫酸金塩を少なくとも含有し、前記接触させる工程後の多孔質膜の表面に残留する無電解金めっき液の亜硫酸イオン濃度に対する硫酸イオン濃度(硫酸イオン濃度/亜硫酸イオン濃度)が16.0以下である、方法である。 One aspect (aspect 1) of the present embodiment is a method of forming a gold plating film on a base material by a substitution type electroless plating method, in which a porous film containing an electroless gold plating solution is formed on the surface of the base material. The sulfate ion concentration with respect to the sulfite ion concentration of the electroless gold plating solution containing at least gold sulfite and remaining on the surface of the porous film after the contact step. It is a method in which (sulfate ion concentration / sulfite ion concentration) is 16.0 or less.

本実施形態によれば、多孔質膜に金微粒子が詰まることを抑制することができる。この理由を本発明者らは以下のように推測した。本実施形態に係る方法(めっき膜の製造方法)では、多孔質膜と基材とを接触させることにより、基材上で金イオンが還元されて被めっき物である基材上に析出する。この反応はAu(SO 3-+e→Au+2(SO2-で表すことができる。この時に、副反応として亜硫酸金塩の酸化分解反応が起こると考えられる。この副反応は3Au(SO 3-+3O→2Au+Au3++6(SO2-で表すことができる。この副反応により錯化効果が減少し、無電解金めっき液中でAuが異常析出すると考えられる。この異常析出したAuは、必ずしも基材上に析出せず、少なくとも一部は基材と多孔質膜との界面に存在する無電解金めっき液中に存在し、それが多孔質膜の空孔において蓄積することにより、多孔質膜に金微粒子が詰まると考えられる。前記副反応では、Auの異常析出と共に、硫酸イオンも生成する。このため、硫酸イオンの濃度を制御することにより、間接的にAuの異常析出を制御することが可能であり、多孔質膜に金微粒子が詰まることを抑制することができると本発明者らは推測した。本発明者らの検討によると、硫酸イオンの濃度は、亜硫酸イオン濃度に対する濃度、すなわち、硫酸イオン濃度/亜硫酸イオン濃度として制御することが、効果的であることが見出された。 According to this embodiment, it is possible to prevent the porous film from being clogged with gold fine particles. The present inventors speculated that the reason for this was as follows. In the method according to the present embodiment (method for producing a plating film), by contacting the porous film with the base material, gold ions are reduced on the base material and deposited on the base material to be plated. This reaction can be expressed by Au (SO 3 ) 23-3 + e- → Au + 2 (SO 3 ) 2- . At this time, it is considered that an oxidative decomposition reaction of gold sulfite occurs as a side reaction. This side reaction can be represented by 3Au (SO 3 ) 2-3 + 3O 22Au + Au 3 + +6 (SO 4 ) 2- . It is considered that this side reaction reduces the complexing effect and causes Au to abnormally precipitate in the electroless gold plating solution. This abnormally precipitated Au does not necessarily precipitate on the substrate, and at least a part thereof exists in the electrolytic gold plating solution existing at the interface between the substrate and the porous film, and the pores of the porous film are present. It is considered that the porous film is clogged with gold fine particles due to the accumulation in. In the side reaction, sulfate ions are also generated along with the abnormal precipitation of Au. Therefore, by controlling the concentration of sulfate ions, it is possible to indirectly control the abnormal precipitation of Au, and it is possible to prevent the porous film from being clogged with gold fine particles. I guessed. According to the studies by the present inventors, it has been found that it is effective to control the concentration of sulfate ion as the concentration with respect to the sulfite ion concentration, that is, the sulfate ion concentration / sulfite ion concentration.

本実施形態の別の一態様(態様2)は、複数の基材上に置換型無電解めっき法により金めっき膜を連続的に形成する方法であって、無電解金めっき液を含む多孔質膜を基材の表面に接触させる工程、及び前記接触させる工程後の金めっき膜が形成された基材を回収する工程を含み、前記接触させる工程及び回収する工程を繰り返し実施する方法であり、前記無電解金めっき液が、亜硫酸金塩を少なくとも含有し、前記接触させる工程の後、且つ回収する工程の前、及び回収する工程の後且つ接触させる工程の前の少なくとも一方において、多孔質膜の表面に残留する無電解金めっき液を洗浄する工程を有し、前記接触させる工程後の多孔質膜の表面に残留する無電解金めっき液の亜硫酸イオン濃度に対する硫酸イオン濃度(硫酸イオン濃度/亜硫酸イオン濃度)が16.0以下である、方法である。なお、複数の基材上に連続的に金メッキ膜を形成するために、態様1に対して、回収する工程、洗浄する工程を追加したものが、態様2である。すなわち、態様2は態様1の下位概念であるといえる。 Another aspect (Aspect 2) of the present embodiment is a method of continuously forming a gold plating film on a plurality of substrates by a substitution type electroless plating method, and is porous including an electroless gold plating solution. It is a method including a step of bringing the film into contact with the surface of the base material and a step of recovering the base material on which the gold-plated film is formed after the step of contacting, and repeating the step of contacting and the step of recovering. The electroless gold plating solution contains at least gold sulfite and is a porous film at least one after the contacting step and before the recovery step and after the recovery step and before the contacting step. It has a step of cleaning the electroless gold plating solution remaining on the surface of the above, and the sulfate ion concentration (sulfate ion concentration / sulfate ion concentration) with respect to the sulfite ion concentration of the electroless gold plating solution remaining on the surface of the porous film after the contacting step. The method is such that the sulfite ion concentration) is 16.0 or less. In order to continuously form a gold-plated film on a plurality of substrates, the second aspect is the addition of a recovery step and a cleaning step to the first aspect. That is, it can be said that aspect 2 is a subordinate concept of aspect 1.

本発明者らの検討によると、多孔質膜に金微粒子が詰まる確率は、接触させる工程を複数回繰り返した際に顕著に上昇することを見出した。これは上述の異常析出が、めっき膜の形成を繰り返すことにより、累積的に発生するためであると本発明者らは推測した。本発明者らの検討により、硫酸イオン濃度/亜硫酸イオン濃度を制御するために、多孔質膜の表面に残留する無電解金めっき液を洗浄する工程を設けることが効果的であることが見出された。本実施形態によれば、多孔質膜に金微粒子が詰まるのを抑制することにより、正常な成膜ができなくなる可能性を低減することができる。 According to the studies by the present inventors, it has been found that the probability that the porous film is clogged with gold fine particles is remarkably increased when the contacting step is repeated a plurality of times. The present inventors speculate that this is because the above-mentioned abnormal precipitation is cumulatively generated by repeating the formation of the plating film. According to the studies by the present inventors, it has been found that it is effective to provide a step of cleaning the electroless gold plating solution remaining on the surface of the porous film in order to control the sulfate ion concentration / sulfate ion concentration. Was done. According to the present embodiment, by suppressing the clogging of the porous film with gold fine particles, it is possible to reduce the possibility that a normal film formation cannot be formed.

以下、本実施形態について、詳細に説明する。 Hereinafter, this embodiment will be described in detail.

(無電解金めっき液)
本実施形態で使用する無電解金めっき液は、亜硫酸金塩を少なくとも含有する無電解金めっき液である。無電解金めっき液は、亜硫酸金塩以外に、例えば、錯化剤を含み、必要に応じて添加剤を含んでもよい。添加剤としては、例えば、pH緩衝剤又は安定剤等が挙げられる。無電解金めっき液は市販のものを用いてもよい。
(Electroless gold plating solution)
The electroless gold plating solution used in this embodiment is an electroless gold plating solution containing at least a gold sulfite. The electroless gold plating solution contains, for example, a complexing agent in addition to the gold sulfite salt, and may contain an additive if necessary. Examples of the additive include a pH buffer and a stabilizer. A commercially available electroless gold plating solution may be used.

無電解金めっき液は、亜硫酸金塩を少なくとも含有し、通常はさらに錯化剤を含有し、必要に応じて添加剤を含んでもよい。 The electroless gold plating solution contains at least a gold sulfite salt, usually further contains a complexing agent, and may contain an additive if necessary.

亜硫酸金塩としては、例えば、亜硫酸金アンモニウム、亜硫酸金カリウム、亜硫酸金ナトリウム等を挙げることができる。 Examples of the gold sulfite salt include gold ammonium sulfite, potassium gold sulfite, and sodium gold sulfite.

無電解金めっき液中の亜硫酸金塩の含有量は、金として0.5g/L以上2.5g/L以下の範囲であることが好ましく、1.0g/L以上2.0g/L以下の範囲であることがより好ましい。これらの数値範囲の上限値及び下限値は、それぞれ任意に組み合わせて好ましい範囲を規定することができる。金の含有量が0.5g/L以上である場合、金の析出反応を向上することができる。また、金の含有量が2.5g/L以下である場合、めっき液の安定性を向上することができる。 The content of gold sulfite in the electroless gold plating solution is preferably in the range of 0.5 g / L or more and 2.5 g / L or less as gold, and 1.0 g / L or more and 2.0 g / L or less. It is more preferably in the range. The upper limit value and the lower limit value of these numerical values can be arbitrarily combined to define a preferable range. When the gold content is 0.5 g / L or more, the gold precipitation reaction can be improved. Further, when the gold content is 2.5 g / L or less, the stability of the plating solution can be improved.

錯化剤は、金イオン(Au)を安定的に錯体化し、Auの不均化反応(前述の酸化分解反応)(3Au→Au3++2Au)の発生を低下させ、その結果、液の安定性を向上するという効果を奏する。錯化剤は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。 The complexing agent stably complexes gold ions (Au + ) and reduces the generation of Au + disproportionation reaction (the above-mentioned oxidative decomposition reaction) (3Au + → Au 3+ + 2Au), resulting in a liquid. It has the effect of improving the stability of. One type of complexing agent may be used alone, or two or more types may be used in combination.

錯化剤としては、例えば、シアン系錯化剤又は非シアン系錯化剤が挙げられる。シアン系錯化剤としては、例えば、シアン化ナトリウム又はシアン化カリウム等が挙げられる。非シアン系錯化剤としては、例えば、亜硫酸塩、チオ硫酸塩、チオリンゴ酸塩、チオシアン酸塩、メルカプトコハク酸、メルカプト酢酸、2-メルカプトプロピオン酸、2-アミノエタンチオール、2-メルカプトエタノール、グルコースシステイン、1-チオグリセロール、メルカプトプロパンスルホン酸ナトリウム、N-アセチルメチオニン、チオサリチル酸、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、ピロリン酸等が挙げられる。錯化剤としては、取扱い、環境及び毒性の観点から、非シアン系錯化剤を用いることが好ましく、非シアン系錯化剤の中でも亜硫酸塩を用いることが好ましい。 Examples of the complexing agent include cyanide-based complexing agents and non-cyanide-based complexing agents. Examples of the cyanide complexing agent include sodium cyanide and potassium cyanide. Examples of the non-cyan complexing agent include sulfite, thiosulfate, thiolinate, thiocyanate, mercaptosuccinic acid, mercaptoacetic acid, 2-mercaptopropionic acid, 2-aminoethanethiol, 2-mercaptoethanol, and the like. Examples thereof include glucose cysteine, 1-thioglycerol, sodium mercaptopropanesulfonate, N-acetylmethionine, thiosalicylic acid, ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA), pyrophosphate and the like. As the complexing agent, it is preferable to use a non-cyanide complexing agent from the viewpoint of handling, environment and toxicity, and it is preferable to use a sulfite among the non-cyanide complexing agents.

無電解金めっき液中の錯化剤の含有量は、1g/L以上200g/L以下であることが好ましく、20g/L以上50g/L以下であることがより好ましい。これらの数値範囲の上限値及び下限値は、それぞれ任意に組み合わせて好ましい範囲を規定することができる。錯化剤の含有量が1g/L以上である場合、金錯化力が高くなり、めっき液の安定性を向上することができる。錯化剤の含有量が200g/L以下である場合、めっき液中の再結晶の生成を抑制することができる。 The content of the complexing agent in the electroless gold plating solution is preferably 1 g / L or more and 200 g / L or less, and more preferably 20 g / L or more and 50 g / L or less. The upper limit value and the lower limit value of these numerical values can be arbitrarily combined to define a preferable range. When the content of the complexing agent is 1 g / L or more, the gold complexing force is increased and the stability of the plating solution can be improved. When the content of the complexing agent is 200 g / L or less, the formation of recrystallization in the plating solution can be suppressed.

無電解金めっき液は、必要に応じて添加剤を含み得る。添加剤としては、例えば、pH緩衝剤又は安定剤等が挙げられる。 The electroless gold plating solution may contain additives as required. Examples of the additive include a pH buffer and a stabilizer.

pH緩衝剤は、析出速度を所望の値に調整することができ、また、めっき液のpHを一定に保つことができる。pH緩衝剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。pH緩衝剤としては、例えば、リン酸塩、酢酸塩、炭酸塩、硼酸塩、又はクエン酸塩等が挙げられる。 The pH buffer can adjust the precipitation rate to a desired value and can keep the pH of the plating solution constant. One type of pH buffer may be used alone, or two or more types may be used in combination. Examples of the pH buffer include phosphates, acetates, carbonates, borolates, citrates and the like.

無電解金めっき液のpHは、5.0以上8.0以下であることが好ましく、6.0以上7.8以下であることがより好ましく、6.8以上7.5以下であることが特に好ましい。これらの数値範囲の上限値及び下限値は、それぞれ任意に組み合わせて好ましい範囲を規定することができる。pHが5.0以上である場合は、めっき液の安定性が向上する傾向にある。pHが8.0以下である場合、下地金属としての基材の腐食を抑制できる。pHは、例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム及び水酸化アンモニウム等の添加により調整することができる。 The pH of the electroless gold plating solution is preferably 5.0 or more and 8.0 or less, more preferably 6.0 or more and 7.8 or less, and preferably 6.8 or more and 7.5 or less. Especially preferable. The upper limit value and the lower limit value of these numerical values can be arbitrarily combined to define a preferable range. When the pH is 5.0 or more, the stability of the plating solution tends to be improved. When the pH is 8.0 or less, corrosion of the base material as the base metal can be suppressed. The pH can be adjusted, for example, by adding potassium hydroxide, sodium hydroxide, ammonium hydroxide and the like.

安定剤は、めっき液の安定性を向上することができる。安定剤としては、例えば、チアゾール化合物、ビピリジル化合物、又はフェナントロリン化合物等が挙げられる。 Stabilizers can improve the stability of the plating solution. Examples of the stabilizer include a thiazole compound, a bipyridyl compound, a phenanthroline compound and the like.

無電解金めっき液としては、市販のものを用いてもよい。市販品としては、例えば、エピタスTDS-25、TDS-20(上村工業株式会社)、又はフラッシュゴールド(奥野製薬工業社製)等が挙げられる。 As the electroless gold plating solution, a commercially available one may be used. Examples of commercially available products include Epitaph TDS-25, TDS-20 (Uyemura & Co., Ltd.), Flash Gold (manufactured by Okuno Pharmaceutical Industry Co., Ltd.), and the like.

(多孔質膜)
本実施形態で使用する多孔質膜は、前述の無電解金めっき液を含有することができればよく、特に制限はない。多孔質膜としては、セパレータのようにフィルム状のものであってもよく、不織布のように繊維から形成されていてもよい。
(Porous membrane)
The porous film used in the present embodiment is not particularly limited as long as it can contain the above-mentioned electroless gold plating solution. The porous film may be in the form of a film such as a separator, or may be formed of fibers such as a non-woven fabric.

多孔質部材膜は、内部に多数の気孔(特に、開気孔)を有する多孔質構造(組織)を持つ膜である。多孔質膜としては、例えば、スポンジ状の網目状骨格を有する発泡体、粒子同士を結合した粒子集合体、織編布や不織布に代表される繊維集合体が挙げられる。 The porous member membrane is a membrane having a porous structure (tissue) having a large number of pores (particularly open pores) inside. Examples of the porous film include a foam having a sponge-like network skeleton, a particle aggregate in which particles are bonded to each other, and a fiber aggregate represented by a woven or knitted fabric or a non-woven fabric.

多孔質膜の材質としては、樹脂、金属、ガラス、セラミックス等が挙げられるが、樹脂が好ましい。樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂、ポリオレフィン系樹脂が挙げられる。 Examples of the material of the porous film include resin, metal, glass, ceramics and the like, but resin is preferable. Examples of the resin include a fluorine-based resin such as polytetrafluoroethylene and a polyolefin-based resin.

多孔質膜としては、市販のものを用いてもよい。市販品としては、例えば、「ポアフロン(登録商標)メンブレン」等が挙げられる。 As the porous membrane, a commercially available one may be used. Examples of commercially available products include "Poreflon (registered trademark) membrane" and the like.

多孔質膜の平均細孔径は例えば0.05μm以上100μm以下であり、0.1μm以上80μm以下であることが好ましい。これらの数値範囲の上限値及び下限値は、それぞれ任意に組み合わせて好ましい範囲を規定することができる。平均細孔径が前記範囲内にあると、多孔質膜に十分な量の無電解金めっき液を含浸させることができる。 The average pore diameter of the porous membrane is, for example, 0.05 μm or more and 100 μm or less, and preferably 0.1 μm or more and 80 μm or less. The upper limit value and the lower limit value of these numerical values can be arbitrarily combined to define a preferable range. When the average pore diameter is within the above range, the porous film can be impregnated with a sufficient amount of electroless gold plating solution.

多孔質膜の膜厚は、10μm以上200μm以下であることが好ましく、20μm以上160μm以下であることがより好ましい。これらの数値範囲の上限値及び下限値は、それぞれ任意に組み合わせて好ましい範囲を規定することができる。固体電解質膜の膜厚が10μm以上であると、固体電解質膜が破れ難く、耐久性に優れる。固体電解質膜の膜厚が200μm以下であると、無電解金めっき液が固体電解質膜を通過させるのに必要な圧力を低減することができる。 The film thickness of the porous membrane is preferably 10 μm or more and 200 μm or less, and more preferably 20 μm or more and 160 μm or less. The upper limit value and the lower limit value of these numerical values can be arbitrarily combined to define a preferable range. When the film thickness of the solid electrolyte membrane is 10 μm or more, the solid electrolyte membrane is not easily torn and the durability is excellent. When the thickness of the solid electrolyte film is 200 μm or less, the pressure required for the electroless gold plating solution to pass through the solid electrolyte film can be reduced.

一実施形態として、多孔質膜としてはイオン交換官能基を有していてもよい。イオン交換官能基としては、金属イオンを補足できるアニオン性基、アニオンを補足できるカチオン性基等があげられるが、アニオン性基を有することが好ましい。 As one embodiment, the porous membrane may have an ion exchange functional group. Examples of the ion exchange functional group include an anionic group capable of capturing a metal ion, a cationic group capable of capturing an anion, and the like, and it is preferable to have an anionic group.

アニオン性基は、特に限定するものではないが、例えば、スルホン酸基、チオスルホン酸基(-SH)、カルボキシ基、リン酸基、ホスホン酸基、ヒドロキシ基、シアノ基及びチオシアノ基から選択される少なくとも1種である。 The anionic group is not particularly limited, but is, for example, a sulfonic acid group, a thiosulfonic acid group (-S 2 O 3 H), a carboxy group, a phosphoric acid group, a phosphonic acid group, a hydroxy group, a cyano group and a thiocyano group. At least one selected from.

(基材)
本実施形態で使用する基材は、被めっき物であり、特に制限されるものではない。基材は、通常は金属で構成されている。基材を構成する金属としては、金よりイオン化傾向が大きい金属であれば特に制限されるものではなく、例えば、銅、ニッケル、コバルト、パラジウム又はこれらの少なくとも2種を含む合金であり得る。一実施形態において、基材はニッケル又はニッケル合金である。基材がニッケル又はニッケル合金である場合、置換型無電解めっき法により金めっきを容易に形成することができる。なお、基材には金属以外の成分が存在していてもよい。例えば、基材がニッケルである場合には、リン(P)を含んでいてもよい。一実施形態において、基材は、別の基材上に金属をめっきしたものであってもよい。例えば基材としては、銅等の別の基材に、無電解Ni-Pめっきを行ったものでもよい。
(Base material)
The base material used in this embodiment is an object to be plated, and is not particularly limited. The substrate is usually composed of metal. The metal constituting the base material is not particularly limited as long as it is a metal having a higher ionization tendency than gold, and may be, for example, copper, nickel, cobalt, palladium, or an alloy containing at least two of these. In one embodiment, the substrate is nickel or nickel alloy. When the base material is nickel or a nickel alloy, gold plating can be easily formed by the substitutional electroless plating method. The base material may contain components other than metal. For example, when the substrate is nickel, it may contain phosphorus (P). In one embodiment, the substrate may be another substrate plated with metal. For example, the base material may be another base material such as copper obtained by electroless Ni-P plating.

基材は、任意の形状を有することができる。基材の形状は、例えば、平板状若しくは曲板状のような板状物、棒状物、又は球状物等が挙げられる。また、被めっき物は、溝、穴等の微細な加工が施されたものであってもよく、例えば、プリント配線基板、ITO基板、セラミックICパッケージ基板等の電子工業用部品の配線であってもよい。基材は、樹脂製品、ガラス製品、セラミックス部品、又は金属部品等の製品上に形成されためっき膜であってもよい。 The substrate can have any shape. Examples of the shape of the base material include a plate-like object such as a flat plate or a curved plate, a rod-like object, a spherical object, and the like. Further, the object to be plated may be one that has been finely processed such as grooves and holes, and is, for example, wiring for electronic industrial parts such as a printed wiring board, an ITO substrate, and a ceramic IC package substrate. May be good. The base material may be a plating film formed on a product such as a resin product, a glass product, a ceramic component, or a metal component.

(接触工程)
本実施形態の金めっき膜の形成する方法では、無電解金めっき液を含む多孔質膜を基材の表面に接触させる工程を含む。該工程を接触工程とも記す。
接触工程では、基材上に金を析出させることにより、基材上に金めっき膜を形成する。
接触工程は、例えば、以下の成膜装置を用いて、以下の方法で実施することができる。
(Contact process)
The method for forming the gold plating film of the present embodiment includes a step of bringing the porous film containing the electroless gold plating solution into contact with the surface of the base material. The process is also referred to as a contact process.
In the contacting step, a gold-plated film is formed on the base material by depositing gold on the base material.
The contact step can be carried out by the following method using, for example, the following film forming apparatus.

本実施形態に用いる成膜装置は、基材に置換型無電解めっき法により金めっき膜を形成するための成膜装置であって、多孔質膜と、前記多孔質膜に接して配置された、無電解金めっき液を収容するめっき液室と、前記めっき液室と前記基材とを相対的に押圧することにより、前記多孔質膜と前記基材とを接触させる押圧手段とを備える成膜装置である。押圧する際の加圧力としては特に制限はなく、例えば0.05MPa以上5MPa以下であり、0.1MPa以上1MPa以下であることが好ましい。これらの数値範囲の上限値及び下限値は、それぞれ任意に組み合わせて好ましい範囲を規定することができる。また、本実施形態に用いる成膜装置は、前記多孔質膜を洗浄する洗浄手段を備えることが好ましい。 The film forming apparatus used in this embodiment is a film forming apparatus for forming a gold plating film on a base material by a substitution type electroless plating method, and is arranged in contact with the porous film and the porous film. The plating solution chamber for accommodating the electroless gold plating solution and the pressing means for bringing the porous film into contact with the substrate by relatively pressing the plating solution chamber and the substrate are provided. It is a membrane device. The pressing force at the time of pressing is not particularly limited, and is preferably 0.05 MPa or more and 5 MPa or less, and preferably 0.1 MPa or more and 1 MPa or less. The upper limit value and the lower limit value of these numerical values can be arbitrarily combined to define a preferable range. Further, it is preferable that the film forming apparatus used in the present embodiment is provided with a cleaning means for cleaning the porous film.

成膜装置は、押圧手段により多孔質膜を基材に押圧することにより、無電解金めっき液を多孔質膜を通して基材に供給することができる。そして、基材の金属がイオンになって無電解金めっき液中に溶解し、無電解金めっき液由来の金イオンが還元されて基材の表面に析出し、金めっき膜が形成される。 The film forming apparatus can supply the electroless gold plating solution to the substrate through the porous film by pressing the porous film against the substrate by the pressing means. Then, the metal of the base material becomes ions and dissolves in the electroless gold plating solution, and the gold ions derived from the electroless gold plating solution are reduced and deposited on the surface of the base material to form a gold plating film.

また、本実施形態に係る金めっき膜の形成方法は、少量の金めっき液の使用で金めっき膜を形成できるという効果も奏する。すなわち、従来の無電解金めっき法では、一般に、被めっき物を金めっき液中に浸漬することにより、被めっき物上に金めっき膜を形成する。被めっき物を金めっき液中に浸漬するためには、比較的大量の金めっき液を使用する必要がある。一方、本実施形態に係る金めっき膜の形成方法における金めっき液の使用量は、実質的には多孔質膜に含浸させる量だけであるため、従来の基材を浸漬させるのに使用する量よりも少ない。そのため、本実施形態に係る方法は、少量の金めっき液の使用で金めっき膜を形成できる。 Further, the method for forming a gold plating film according to the present embodiment also has an effect that the gold plating film can be formed by using a small amount of gold plating solution. That is, in the conventional electroless gold plating method, a gold plating film is generally formed on the object to be plated by immersing the object to be plated in a gold plating solution. In order to immerse the object to be plated in the gold plating solution, it is necessary to use a relatively large amount of gold plating solution. On the other hand, since the amount of the gold plating solution used in the method for forming the gold plating film according to the present embodiment is substantially only the amount of impregnating the porous film, the amount used for immersing the conventional base material. Less than. Therefore, the method according to the present embodiment can form a gold plating film by using a small amount of gold plating solution.

本実施形態に係る金めっき膜の形成方法は、前記接触させる工程後の多孔質膜の表面に残留する無電解金めっき液の亜硫酸イオン濃度に対する硫酸イオン濃度(硫酸イオン濃度/亜硫酸イオン濃度)が16.0以下であり、14.0以下であることが好ましく、13.0以下であることがより好ましく、12.0以下であることが特に好ましく、11.0以下であることが最も好ましい。その下限としては特に制限はないが、例えば0.5以上、1.0以上が挙げられる。本実施形態に係る金めっき膜の形成方法は、硫酸イオン濃度/亜硫酸イオン濃度を16.0以下にすることにより多孔質膜に金微粒子が詰まることを抑制することができる。 In the method for forming a gold plating film according to the present embodiment, the sulfate ion concentration (sulfate ion concentration / sulfate ion concentration) with respect to the sulfate ion concentration of the electroless gold plating solution remaining on the surface of the porous film after the contacting step is determined. It is 16.0 or less, preferably 14.0 or less, more preferably 13.0 or less, particularly preferably 12.0 or less, and most preferably 11.0 or less. The lower limit is not particularly limited, and examples thereof include 0.5 or more and 1.0 or more. In the method for forming a gold-plated film according to the present embodiment, it is possible to prevent the porous film from being clogged with gold fine particles by setting the sulfate ion concentration / sulfite ion concentration to 16.0 or less.

無電解金めっきにおけるめっき温度(めっき液室の温度)は、例えば、50℃以上95℃以下であり、好ましくは60℃以上90℃以下である。これらの数値範囲の上限値及び下限値は、それぞれ任意に組み合わせて好ましい範囲を規定することができる。めっき温度が50℃以上である場合、金めっき膜の析出速度を向上することができる。また、めっき温度が95℃以下である場合、めっき液中の成分の分解を抑制することができる。 The plating temperature (temperature of the plating solution chamber) in electroless gold plating is, for example, 50 ° C. or higher and 95 ° C. or lower, preferably 60 ° C. or higher and 90 ° C. or lower. The upper limit value and the lower limit value of these numerical values can be arbitrarily combined to define a preferable range. When the plating temperature is 50 ° C. or higher, the precipitation rate of the gold plating film can be improved. Further, when the plating temperature is 95 ° C. or lower, decomposition of components in the plating solution can be suppressed.

めっき時間は、めっき温度にも依るが、例えば、1~60分間である。 The plating time depends on the plating temperature, but is, for example, 1 to 60 minutes.

(回収工程)
本実施形態の一態様である金めっき膜を連続的に形成する方法では、接触させる工程後の金めっき膜が形成された基材を回収する工程を含む。該工程を回収工程とも記す。回収する方法としては、特に制限なく、接触工程により、金めっき膜が形成された基材を回収できればよい。
(Recovery process)
The method of continuously forming the gold-plated film, which is one aspect of the present embodiment, includes a step of recovering the base material on which the gold-plated film is formed after the step of contacting. The process is also referred to as a recovery process. The method of recovery is not particularly limited as long as the base material on which the gold-plated film is formed can be recovered by the contact step.

本実施形態の一態様である金めっき膜を連続的に形成する方法は、接触工程及び回収工程を繰り返し行うことにより、複数の基材上に金めっき膜を連続的に形成することができる。なお、接触工程及び回収工程を行い、次の接触工程を行う際には、基板を取り換えることにより、複数の基材上に金めっき膜を連続的に形成することができる。 In the method of continuously forming the gold-plated film, which is one aspect of the present embodiment, the gold-plated film can be continuously formed on a plurality of substrates by repeating the contact step and the recovery step. When the contact step and the recovery step are performed and the next contact step is performed, the gold plating film can be continuously formed on the plurality of substrates by replacing the substrate.

(洗浄工程)
本実施形態の一態様である金めっき膜を連続的に形成する方法では、接触させる工程の後、且つ回収する工程の前、及び回収する工程の後且つ接触させる工程の前の少なくとも一方において、多孔質膜の表面に残留する無電解金めっき液を洗浄する工程を含む。該工程を洗浄工程とも記す。
(Washing process)
In the method of continuously forming a gold-plated film, which is one aspect of the present embodiment, at least one of after the contacting step and before the collecting step, and after the collecting step and before the contacting step. It includes a step of cleaning the electrolytic-free gold plating solution remaining on the surface of the porous film. The process is also referred to as a cleaning process.

本発明者らの検討によると、洗浄工程を設けることにより、接触させる工程後の多孔質膜の表面に残留する無電解金めっき液の亜硫酸イオン濃度に対する硫酸イオン濃度(硫酸イオン濃度/亜硫酸イオン濃度)の上昇を抑制することができ、効率的に接触工程及び回収工程を繰り返すことができる。このため、洗浄工程を設けることにより、一度又は数度の接触工程を行う毎に多孔質膜を交換する場合と比べて、生産性を向上させること、及びコストを低減することができる。 According to the study by the present inventors, the sulfate ion concentration (sulfate ion concentration / sulfate ion concentration) with respect to the sulfate ion concentration of the electrolyzed gold plating solution remaining on the surface of the porous film after the contacting step by providing the cleaning step. ) Can be suppressed, and the contact step and the recovery step can be efficiently repeated. Therefore, by providing the cleaning step, the productivity can be improved and the cost can be reduced as compared with the case where the porous membrane is replaced every time the contact step is performed once or several times.

洗浄工程は、接触工程の後、回収工程の前に行ってもよく、回収工程の後、接触工程の前に行ってもよい。接触工程の後、回収工程の前に行う場合には、金めっき膜が形成された基材の表面に残留する無電解金めっき液を同時に洗浄してもよい。 The cleaning step may be performed after the contact step and before the recovery step, or after the recovery step and before the contact step. If it is performed after the contact step and before the recovery step, the electroless gold plating solution remaining on the surface of the base material on which the gold plating film is formed may be washed at the same time.

洗浄工程は、接触工程を一度行う毎に行ってもよく、接触工程を複数回行った後に行ってもよいが、接触工程を一度行う毎に行うことが好ましい。 The cleaning step may be performed every time the contact step is performed, or may be performed after the contact step is performed a plurality of times, but it is preferable to perform the cleaning step every time the contact step is performed.

洗浄は、通常は、液体、例えば、水、又はアルコール等を用いて行うことができ、水が好ましい。水としては精製された水(純水)、例えばイオン交換水、蒸留水等を用いることが好ましい。 The washing can usually be carried out using a liquid such as water or alcohol, and water is preferable. As the water, it is preferable to use purified water (pure water), for example, ion-exchanged water, distilled water, or the like.

洗浄に用いる液体の温度としては、通常は、10~90℃、好ましくは15~50℃である。これらの数値範囲の上限値及び下限値は、それぞれ任意に組み合わせて好ましい範囲を規定することができる。前記範囲では、コストと洗浄力とのバランスに優れるため好ましい。 The temperature of the liquid used for cleaning is usually 10 to 90 ° C, preferably 15 to 50 ° C. The upper limit value and the lower limit value of these numerical values can be arbitrarily combined to define a preferable range. The above range is preferable because it has an excellent balance between cost and detergency.

金めっき膜を連続的に形成すると、硫酸イオン濃度/亜硫酸イオン濃度が上昇するが、洗浄工程を設けることにより、洗浄工程を行わない場合と比べて、上昇を抑制することができる。なお、本発明者らの検討によると、洗浄工程を行うことにより、硫酸イオン濃度/亜硫酸イオン濃度の上昇が緩やかになるが、繰り返し接触工程、回収工程、洗浄工程を行う場合には上昇を完全に抑制することは困難であり、徐々に硫酸イオン濃度/亜硫酸イオン濃度が上昇する場合があることを見出した。また、硫酸イオン濃度/亜硫酸イオン濃度が所定の値(16.0)以下であれば、濃度が上がっても、多孔質膜に金微粒子が詰まることはないが、所定の値を上回ると多孔質膜に金微粒子が詰まり、多孔質膜の変色が観察されることを見出した。よって、硫酸イオン濃度/亜硫酸イオン濃度が所定の値に達するか、所定の値に近づいた時点で、多孔質膜を取り換える等の処置を行うことにより、好適に金めっき膜の形成を行い続けることができる。 When the gold plating film is continuously formed, the sulfate ion concentration / sulfate ion concentration increases, but by providing the cleaning step, the increase can be suppressed as compared with the case where the cleaning step is not performed. According to the study by the present inventors, the increase in the sulfate ion concentration / sulfate ion concentration is moderated by performing the cleaning step, but the increase is completely completed when the repeated contact step, the recovery step, and the cleaning step are performed. It was found that it is difficult to suppress this, and the sulfate ion concentration / sulfate ion concentration may gradually increase. Further, if the sulfate ion concentration / sulfite ion concentration is equal to or less than a predetermined value (16.0), the porous film will not be clogged with gold fine particles even if the concentration is increased, but if it exceeds the predetermined value, the porous film is porous. It was found that the film was clogged with gold fine particles and discoloration of the porous film was observed. Therefore, when the sulfate ion concentration / sulfate ion concentration reaches a predetermined value or approaches a predetermined value, the gold-plated film should be suitably formed by taking measures such as replacing the porous film. Can be done.

洗浄方法としては特に制限はなく、例えば、シャワーヘッドを用いて、多孔質膜の表面に残留する無電解金めっき液を洗い流すことにより行ってもよく、洗浄浴や洗浄漕を設け、多孔質膜(例えば、めっき液室に設置して配置された多孔質膜)を、洗浄浴や洗浄漕に浸漬することにより行ってもよい。 The cleaning method is not particularly limited. For example, a shower head may be used to wash away the electroless gold plating solution remaining on the surface of the porous film, and a cleaning bath or a cleaning tank is provided to provide the porous film. (For example, the porous film installed and arranged in the plating solution chamber) may be immersed in a washing bath or a washing tank.

以下、本実施形態の一態様を、成膜装置の構成例と共に説明する。図1は、成膜装置1の成膜時の状態を説明するための断面模式図である。本実施形態に用いる成膜装置1は、置換型無電解めっき法により金めっき膜を形成する装置であり、無電解金めっき液2に由来する金イオンを還元することで金を基材3上に析出させることにより、金めっき膜を被めっき物である基材3の表面に形成する。 Hereinafter, one embodiment of the present embodiment will be described together with a configuration example of the film forming apparatus. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining a state of the film forming apparatus 1 at the time of film formation. The film forming apparatus 1 used in the present embodiment is an apparatus for forming a gold plating film by a substitution type electroless plating method, and gold is transferred onto the base material 3 by reducing gold ions derived from the electroless gold plating solution 2. A gold-plated film is formed on the surface of the base material 3 which is the object to be plated.

成膜装置1は、多孔質膜4と、多孔質膜4に接して配置された、無電解金めっき液2を収容するめっき液室5と、めっき液室5と基材3とを相対的に押圧することにより、多孔質膜4と基材3とを接触させる押圧手段(不図示)とを備える。めっき液室5は、ハウジング6により形成されている。多孔質膜4は、ハウジング6の開口端に取り付けられ、ハウジング6と共に無電解金めっき液2をめっき液室5内に収容している。すなわち、ハウジング6は、無電解金めっき液2を収容するめっき液室5を有し、めっき液室5の基材3側に開口部を有している。多孔質膜4は、ハウジング6の開口部を封止するようにハウジング6に取り付けられている。また、成膜装置1は、基材を載置する載置台7を備えていてもよい。また、成膜装置1には、ハウジング6の上部に、バネ等の緩衝部材(不図示)を介して押圧手段(不図示)が設けられている。押圧手段は、例えば、油圧式又は空気式のシリンダであり得る。これにより、多孔質膜4を基材3の表面に押圧し、金めっき膜を形成することができる。また、緩衝部材(不図示)により、多孔質膜4を基材3の表面に緩やかに押圧することができる。成膜装置1は、多孔質膜の表面に残留する無電解金めっき液を洗浄するためのシャワーヘッド8が設けられている。シャワーヘッド8を介して水等の液体を多孔質膜にかけることにより、多孔質膜の表面に残留する無電解金めっき液を洗浄することができる。なお、成膜装置1は、陽極等の電極が不要である。 In the film forming apparatus 1, the porous film 4, the plating solution chamber 5 for accommodating the electrolytic-free gold plating solution 2 arranged in contact with the porous film 4, and the plating solution chamber 5 and the base material 3 are relative to each other. (Not shown) is provided with a pressing means (not shown) that brings the porous film 4 into contact with the base material 3 by pressing against. The plating solution chamber 5 is formed by a housing 6. The porous film 4 is attached to the open end of the housing 6, and together with the housing 6, the electroless gold plating solution 2 is housed in the plating solution chamber 5. That is, the housing 6 has a plating solution chamber 5 for accommodating the electroless gold plating solution 2, and has an opening on the base material 3 side of the plating solution chamber 5. The porous membrane 4 is attached to the housing 6 so as to seal the opening of the housing 6. Further, the film forming apparatus 1 may include a mounting table 7 on which a base material is placed. Further, the film forming apparatus 1 is provided with a pressing means (not shown) on the upper part of the housing 6 via a cushioning member (not shown) such as a spring. The pressing means may be, for example, a hydraulic or pneumatic cylinder. As a result, the porous film 4 can be pressed against the surface of the base material 3 to form a gold-plated film. Further, the porous film 4 can be gently pressed against the surface of the base material 3 by the cushioning member (not shown). The film forming apparatus 1 is provided with a shower head 8 for cleaning the electroless gold plating solution remaining on the surface of the porous film. By applying a liquid such as water to the porous film via the shower head 8, the electroless gold plating solution remaining on the surface of the porous film can be washed. The film forming apparatus 1 does not require an electrode such as an anode.

図2に、成膜装置1の洗浄時の状態を説明するための断面模式図を示す。図2は接触工程の後、めっき液室5が上方に移動し、回収工程が行われた後に、洗浄工程が行われる場合を示す断面模式図である。洗浄工程では、残留する無電解金めっき液10が洗浄されるが、残留する無電解金めっき液10は、多孔質膜4の表面以外、例えば載置台7にも残留している場合があるが、これらも洗浄されることが好ましい。洗浄はシャワーヘッド8を介して液体9を多孔質膜4等にかけることにより行われる。図2における矢印11は、洗浄時の液体9及び残留する無電解金めっき液10の流れ方向を意味する。 FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view for explaining the state of the film forming apparatus 1 at the time of cleaning. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a case where the plating solution chamber 5 moves upward after the contact step and the cleaning step is performed after the recovery step is performed. In the cleaning step, the remaining electroless gold plating solution 10 is washed, but the remaining electroless gold plating solution 10 may remain on the mounting table 7, for example, in addition to the surface of the porous film 4. It is preferable that these are also washed. Cleaning is performed by applying the liquid 9 to the porous membrane 4 or the like via the shower head 8. The arrow 11 in FIG. 2 means the flow direction of the liquid 9 and the residual electroless gold plating liquid 10 at the time of cleaning.

以下、本実施形態の別の一態様を、成膜装置の構成例と共に説明する。図3に記載の成膜装置は、無電解金めっき液2、多孔質膜4、めっき液室5、ハウジング6を有するヘッド部が2つ存在する。なお、ヘッドの数は複数あればよく、3つ以上存在してもよい。図3は、成膜装置1の1つのヘッド(図3左側のヘッド)が成膜時の状態であり、他方のヘッド(図3右側のヘッド)が洗浄時の状態を説明するための断面模式図である。本実施形態に用いる成膜装置1は、置換型無電解めっき法により金めっき膜を形成する装置であり、無電解金めっき液2に由来する金イオンを還元することで金を基材3上に析出させることにより、金めっき膜を被めっき物である基材3の表面に形成する。また、本実施形態に用いる成膜装置1は、複数のヘッドを有し、あるヘッドを用いて成膜を行う際に、別のヘッドを構成する多孔質膜に対して洗浄を行うことができる。すなわち、本実施形態では、2つのヘッドを用いて、接触工程と、洗浄工程とが同時に行うことができる。また、2つのヘッドは、連結部12によって連結されている。なお、ある実施態様においては連結部12を有していなくてもよい。連結部12を有さない場合には、成膜装置は、通常各ヘッドを独立して移動できるよう構成される。 Hereinafter, another embodiment of the present embodiment will be described together with a configuration example of the film forming apparatus. The film forming apparatus shown in FIG. 3 has two head portions having an electroless gold plating solution 2, a porous film 4, a plating solution chamber 5, and a housing 6. The number of heads may be plural, and may be three or more. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining a state in which one head (head on the left side of FIG. 3) of the film forming apparatus 1 is in a state at the time of film formation and the other head (head on the right side in FIG. 3) is in a state at the time of cleaning. It is a figure. The film forming apparatus 1 used in the present embodiment is an apparatus for forming a gold plating film by a substitution type electroless plating method, and gold is transferred onto the base material 3 by reducing gold ions derived from the electroless gold plating solution 2. A gold-plated film is formed on the surface of the base material 3 which is the object to be plated. Further, the film forming apparatus 1 used in the present embodiment has a plurality of heads, and when forming a film using one head, it is possible to clean the porous film constituting another head. .. That is, in the present embodiment, the contact step and the cleaning step can be performed simultaneously by using the two heads. Further, the two heads are connected by a connecting portion 12. In some embodiments, the connecting portion 12 may not be provided. When the connecting portion 12 is not provided, the film forming apparatus is usually configured so that each head can be moved independently.

成膜装置1は、多孔質膜4と、多孔質膜4に接して配置された、無電解金めっき液2を収容するめっき液室5と、めっき液室5と基材3とを相対的に押圧すること、すなわち1つのヘッド(図3左側のヘッド)と基材3とを相対的に押圧することにより、多孔質膜4と基材3とを接触させる押圧手段(不図示)とを備える。また、成膜装置1は、1つのヘッドを構成する多孔質膜4が基材3と接触している際に、他方のヘッド(図3右側のヘッド)を構成する多孔質膜4が液体13に浸漬され洗浄されている。 In the film forming apparatus 1, the porous film 4, the plating solution chamber 5 for accommodating the electrolytic-free gold plating solution 2 arranged in contact with the porous film 4, and the plating solution chamber 5 and the base material 3 are relative to each other. That is, by pressing one head (head on the left side of FIG. 3) and the base material 3 relatively, a pressing means (not shown) for bringing the porous film 4 into contact with the base material 3 is provided. Be prepared. Further, in the film forming apparatus 1, when the porous film 4 constituting one head is in contact with the base material 3, the porous film 4 constituting the other head (head on the right side of FIG. 3) is liquid 13. It is soaked in and washed.

また、成膜装置1は、基材を載置する載置台(不図示)を備えていてもよい。また、成膜装置1には、連結部12の上部に、バネ等の緩衝部材(不図示)を介して押圧手段(不図示)が設けられている。押圧手段は、例えば、油圧式又は空気式のシリンダであり得る。これにより、多孔質膜4を基材3の表面に押圧し、金めっき膜を形成することができる。また、緩衝部材(不図示)により、多孔質膜4を基材3の表面に緩やかに押圧することができる。なお、成膜装置1は、陽極等の電極が不要である。 Further, the film forming apparatus 1 may include a mounting table (not shown) on which the base material is placed. Further, the film forming apparatus 1 is provided with a pressing means (not shown) on the upper part of the connecting portion 12 via a cushioning member (not shown) such as a spring. The pressing means may be, for example, a hydraulic or pneumatic cylinder. As a result, the porous film 4 can be pressed against the surface of the base material 3 to form a gold-plated film. Further, the porous film 4 can be gently pressed against the surface of the base material 3 by the cushioning member (not shown). The film forming apparatus 1 does not require an electrode such as an anode.

図3における接触工程及び洗浄工程終了後、連結部12を上方に移動させることにより2つのヘッドを上方に移動し、回収工程を行うことができる。回収工程の前後いずれかにおいて、連結部12を、略鉛直軸回りに180°回転させたものが図4である。すなわち、図4における右側のヘッドが、図3にける左側のヘッドであり、図4における左側のヘッドが、図3における右側のヘッドである。図4では、右側のヘッドが有する多孔質膜4の表面に、残留する無電解金めっき液10が存在する。一方、左側のヘッドの下方には、基材が存在せず、次の接触工程の前に、基材設置予定部14に基材が設置される。基材をセットした後、連結部12を下方に移動させることにより、図3の状態とすることができ、次の接触工程及び洗浄工程を行うことができる。 After the contact step and the cleaning step in FIG. 3 are completed, the two heads can be moved upward by moving the connecting portion 12 upward, and the recovery step can be performed. FIG. 4 shows the connecting portion 12 rotated by 180 ° about a substantially vertical axis before or after the recovery step. That is, the head on the right side in FIG. 4 is the head on the left side in FIG. 3, and the head on the left side in FIG. 4 is the head on the right side in FIG. In FIG. 4, the residual electroless gold plating solution 10 is present on the surface of the porous film 4 of the right head. On the other hand, there is no base material below the head on the left side, and the base material is installed in the base material installation planned portion 14 before the next contact step. By moving the connecting portion 12 downward after setting the base material, the state shown in FIG. 3 can be obtained, and the next contact step and cleaning step can be performed.

以下、実施例を挙げて本実施形態を説明するが、本開示はこれらの例によって限定されるものではない。 Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to examples, but the present disclosure is not limited to these examples.

(基材)
基材として、無電解Ni-PめっきCuブロックを使用した。なお、Cuブロックを構成するNi-P膜が金めっきされる対象、すなわち被めっき物である。
(Base material)
An electroless Ni-P plated Cu block was used as the base material. The Ni-P film constituting the Cu block is an object to be gold-plated, that is, an object to be plated.

(金めっき液)
無電解金めっき液として、金めっき液(亜硫酸置換金めっき液、エピタス(登録商標)TDS-25、上村工業株式会社製)を用いた。該金めっき液は、金塩として亜硫酸金ナトリウム、錯化剤として亜硫酸ナトリウム及びEDTA塩、pH緩衝剤としてリン酸塩を含む。金めっき液のpHは7.3とし、金濃度は1.5g/Lとした。なお、金めっき液の一部を採取し、1000倍に希釈した後、シリンジろ過を行い、イオンクロマトグラフ(日本ダイオネクス株式会社製、ICS-5000)を用いて、亜硫酸イオン(SO 2-)及び硫酸イオン(SO 2-)のイオン濃度[μS]を求め、硫酸イオン濃度/亜硫酸イオン濃度を算出した。この値を初期値とした。
(Gold plating solution)
As the electroless gold plating solution, a gold plating solution (a sulfite substituted gold plating solution, Epitus (registered trademark) TDS-25, manufactured by Uemura Kogyo Co., Ltd.) was used. The gold plating solution contains sodium gold sulfite as a gold salt, sodium sulfite and EDTA salt as a complexing agent, and a phosphate as a pH buffer. The pH of the gold plating solution was 7.3, and the gold concentration was 1.5 g / L. A part of the gold plating solution was collected, diluted 1000 times, filtered with a syringe, and sulfurous acid ion (SO 3-2- ) was used with an ion chromatograph (ICS - 5000 manufactured by Nippon Dionex Corporation). And the ion concentration [ μS ] of sulfate ion (SO 4-2 ) was determined, and the sulfate ion concentration / sulfate ion concentration was calculated. This value was used as the initial value.

[実施例1]
(めっき膜の形成)
無電解めっきは、図1に示す構成を有し、且つ多孔質膜4として住友電工製WPW-045-80(孔径0.45μm、厚さ80μm)を備える成膜装置1を使用して行った。
[Example 1]
(Formation of plating film)
Electroless plating was performed using a film forming apparatus 1 having the configuration shown in FIG. 1 and equipped with WPW-045-80 (pore diameter 0.45 μm, thickness 80 μm) manufactured by Sumitomo Electric Industries, Ltd. as the porous film 4. ..

まず、めっき液室5に上記金めっき液を充填し、金めっき液を多孔質膜4に含浸させた。金めっき液の温度は80℃に設定した。次に、押圧手段により多孔質膜4をNi-P膜に加圧して接触させ、Ni-P膜上に金めっき膜を形成した。成膜面積は18×35mm、加圧力は0.3kNとし、成膜時間は10分とした。 First, the plating solution chamber 5 was filled with the gold plating solution, and the porous film 4 was impregnated with the gold plating solution. The temperature of the gold plating solution was set to 80 ° C. Next, the porous film 4 was pressed against the Ni-P film by a pressing means and brought into contact with the Ni-P film to form a gold-plated film on the Ni-P film. The film forming area was 18 × 35 mm, the pressing force was 0.3 kN, and the film forming time was 10 minutes.

(硫酸イオン濃度/亜硫酸イオン濃度)
めっき後の多孔質膜の表面に残留する金めっき液の一部をスポイトで回収した。なお、回収した金めっき液を、1000倍に希釈した後、シリンジろ過を行い、イオンクロマトグラフ(日本ダイオネクス株式会社製、ICS-5000)を用いて、亜硫酸イオン及び硫酸イオンのイオン濃度[μS]を求め、硫酸イオン濃度/亜硫酸イオン濃度を算出した。
(Sulfate ion concentration / sulfate ion concentration)
A part of the gold plating solution remaining on the surface of the porous film after plating was recovered with a dropper. After diluting the recovered gold plating solution 1000 times, it is filtered by a syringe, and an ion chromatograph (ICS-5000 manufactured by Nippon Dionex Co., Ltd.) is used to determine the ion concentration of sulfite ion and sulfate ion [μS]. Was obtained, and the sulfate ion concentration / sulfite ion concentration was calculated.

(回収及び洗浄)
金めっきされた基材を回収し、シャワーヘッド8から多孔質膜4に純水をかけ、洗浄した。
(Recovery and cleaning)
The gold-plated base material was recovered, and pure water was sprinkled on the porous membrane 4 from the shower head 8 to wash it.

実施例1では、多孔質膜4に変色が観察されず、多孔質膜に金微粒子が詰まっていなかった。 In Example 1, no discoloration was observed in the porous film 4, and the porous film was not clogged with gold fine particles.

[実施例2~4、比較例1]
実施例1において、一度目のめっき膜の形成、基材の回収、多孔質膜の洗浄を行った後に、実施例1と同様の方法で、新たな基材を用いためっき膜の形成、基材の回収、多孔質膜の洗浄を繰り返し行った。なお、めっき膜の形成は毎回新しい基材を用いた。
[Examples 2 to 4, Comparative Example 1]
In Example 1, after the first formation of the plating film, the recovery of the base material, and the cleaning of the porous film, the formation and base of the plating film using the new base material by the same method as in Example 1. The material was recovered and the porous membrane was washed repeatedly. A new base material was used to form the plating film each time.

合計で、2回(実施例2)、20回(実施例3)、40回(実施例4)、80回(比較例1)のめっき膜の形成を行った時点で、めっき後の多孔質膜の表面に残留する金めっき液の一部をスポイトで回収し、硫酸イオン濃度/亜硫酸イオン濃度を求め、実施例2、3、4、比較例1とした。 In total, when the plating film was formed twice (Example 2), 20 times (Example 3), 40 times (Example 4), and 80 times (Comparative Example 1), the porosity after plating was performed. A part of the gold plating solution remaining on the surface of the film was recovered with a dropper, and the sulfate ion concentration / sulfate ion concentration was determined and used as Examples 2, 3, 4, and Comparative Example 1.

実施例2、3、4の時点では、多孔質膜4に変色が観察されず、多孔質膜に金微粒子が詰まっていなかった。一方、比較例1の時点では、多孔質膜4に変色が観察され、多孔質膜に金微粒子が詰まっていた。 At the time points of Examples 2, 3 and 4, no discoloration was observed in the porous film 4, and the porous film was not clogged with gold fine particles. On the other hand, at the time of Comparative Example 1, discoloration was observed in the porous film 4, and the porous film was clogged with gold fine particles.

[比較例2]
多孔質膜の洗浄を行わない以外は、実施例1と同様な方法で、めっき膜の形成を行い、基材の回収を行い、新たな基材を用いためっき膜の形成、基材の回収を繰り返し行った。
[Comparative Example 2]
The plating film is formed, the base material is recovered, the plating film is formed using a new base material, and the base material is recovered by the same method as in Example 1 except that the porous film is not washed. Was repeated.

合計で、10回のめっき膜の形成を行った時点で、めっき後の多孔質膜の表面に残留する金めっき液の一部をスポイトで回収し、硫酸イオン濃度/亜硫酸イオン濃度を求めた。 When the plating film was formed 10 times in total, a part of the gold plating solution remaining on the surface of the porous film after plating was recovered with a dropper, and the sulfate ion concentration / sulfite ion concentration was determined.

実施例、比較例の結果を表1及び図5にまとめる。 The results of Examples and Comparative Examples are summarized in Table 1 and FIG.

Figure 2022090514000002
Figure 2022090514000002

実施例、比較例より、硫酸イオン濃度/亜硫酸イオン濃度)が16.0以下であることにより、多孔質膜の着色がなく、多孔質膜に金微粒子が詰まることを抑制することが可能であることが確認された。 From Examples and Comparative Examples, when the sulfate ion concentration / sulfate ion concentration) is 16.0 or less, the porous film is not colored and it is possible to prevent the porous film from being clogged with gold fine particles. It was confirmed that.

以上、本実施形態を詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲における設計変更があっても、それらは本開示に含まれるものである。
Although the present embodiment has been described in detail above, the specific configuration is not limited to this embodiment, and even if there are design changes within the scope of the gist of the present disclosure, they are included in the present disclosure. It is a thing.

Claims (1)

基材上に置換型無電解めっき法により金めっき膜を形成する方法であって、
無電解金めっき液を含む多孔質膜を前記基材の表面に接触させる工程を含み、
前記無電解金めっき液が、亜硫酸金塩を少なくとも含有し、
前記接触させる工程後の多孔質膜の表面に残留する無電解金めっき液の亜硫酸イオン濃度に対する硫酸イオン濃度(硫酸イオン濃度/亜硫酸イオン濃度)が16.0以下である、方法。
It is a method of forming a gold plating film on a substrate by a displacement type electroless plating method.
A step of bringing a porous film containing an electroless gold plating solution into contact with the surface of the base material is included.
The electroless gold plating solution contains at least gold sulfite,
A method in which the sulfate ion concentration (sulfate ion concentration / sulfite ion concentration) with respect to the sulfite ion concentration of the electroless gold plating solution remaining on the surface of the porous film after the contacting step is 16.0 or less.
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