JP5382888B2 - 表面に酸化層を有する電気銀めっき及び/又は電気銀合金めっき物 - Google Patents
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Description
しかし、特許文献1記載の方法では、無電解めっき処理により銀膜が製造されているために、通常用いられる膜厚200nmを形成する場合でも10〜30分程度の時間を要し、生産性が極めて低い。また、めっき処理に用いられる浴の寿命が短いためにランニングコストが高くなるなどの問題があった。
前記銀皮膜中への拡散を防止するための技術については例えば、銀めっき皮膜の形成前に、白金族金属のパラジウム、ロジウム、白金、ルテニウム、イリジウムのいずれかまたはそれらの合金からなる拡散防止層を設けることが提案されている(特許文献2)。
しかし、銀皮膜の光反射性能の改善、特に硫黄を含む雰囲気中での変色による光反射性能の低下に対する対策については、まだ有効な技術開発がなされておらず、特に白色光源としての利用促進に資する上でこうした改善が要望されている。
また、本発明の他の目的は、生産性が高く、可視光領域において高い反射率を有し、かつ耐硫化性に優れる膜を反射面として有する光反射材及び発光ダイオードデバイスを提供することにある。
尚、本発明において前記酸化層とは、銀中、又は銀合金中に酸素が拡散している層のことを言う。
(1)基材上に電気銀めっき及び/又は電気銀合金めっきにより銀めっき層及び/又は銀合金めっき層を形成した後、酸化処理を行い、前記めっき層表面に酸化層を形成した光反射材であることを特徴とする表面に酸化層を有する電気銀めっき及び/又は電気銀合金めっき物。
(2)前記めっき層表面に形成された酸化層の膜厚が0.05μm以上であることを特徴とする前記(1)記載の光反射材である表面に酸化層を有する電気銀めっき及び/又は電気銀合金めっき物。
(3)前記銀合金めっき層において、亜鉛、ガリウム、インジウム、ゲルマニウム、錫、アンチモン、金、ビスマス、パラジウム、白金、ロジウム、イリジウム、ルテニウムから選ばれる少なくとも1種以上の金属を0.01〜5wt%含むことを特徴とする前記(1)又は(2)記載の表面に酸化層を有する電気銀めっき及び/又は電気銀合金めっき物。
(4)前記酸化層を有する銀めっき及び/又は電気銀合金めっき層が、Lab表色系立体座標において、Lが70以上、aが−1.0〜1.0、bが−1〜4であることを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれかに記載の光反射材である表面に酸化層を有する電気銀めっき及び/又は電気銀合金めっき物。
(5)前記酸化処理が、酸化性ガス雰囲気中50〜600℃で行われることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれか1項に記載の光反射材である表面に酸化層を有する電気銀めっき及び/又は電気銀合金めっき物。
(6)前記酸化処理が、水中で煮沸する湿式処理、又は酸化剤を用いた湿式処理で行われることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれか1項に記載の光反射材である表面に酸化層を有する電気銀めっき及び/又は電気銀合金めっき物。
(7)前記(1)〜(6)のいずれか1項に記載の光反射材を有することを特徴とする発光ダイオードデバイス。
銀めっき層及び/又は銀合金めっき層を電気めっきにより形成することにより生産性を高めることができる。
銀めっき液および銀合金めっき液は、高シアン浴でも低シアン浴でも良いが、加熱処理により酸化層を形成する際は、低シアン浴が好ましい。また光沢剤を添加しなくてもよい。電気めっきに用いられる光沢剤濃度を測定することは現状の分析技術では不可能であるため、めっき浴中の光沢剤濃度を厳密に定量、維持、管理することは実質上できない。このため、光沢剤を含まないめっき浴の方が製造上一定品質を維持しやすい。
基材上に電気銀めっき層を形成し、その表面に酸化層を形成しためっき物は、該銀めっき層の膜厚が薄い場合であっても、高い反射率を実現し、生産性を高めることができる。一方で、銀めっき層は4μm以上の膜厚を有していてもよい。
基材上に電気銀合金めっき層を形成し、その表面に酸化層を形成しためっき物は、該銀合金めっき膜が、それ自体で被めっき材の銅からの拡散を防止する効果を有し、めっき膜厚が薄い場合でも反射率の低下を防ぐことが可能である。この効果は亜鉛、ガリウム、インジウム、ゲルマニウム、錫、アンチモン、金、ビスマス、パラジウム、白金、ロジウム、イリジウム、ルテニウムから選ばれる少なくとも1種以上の金属を0.01〜5wt%含むことにより得られることを見出した。より好ましい含有量は0.1〜1wt%である。
銀合金めっき層の膜厚は0.1〜8μmが好ましく、0.5〜6μmがより好ましい。
湿式酸化処理の方法としては、水中で煮沸する方法や、適量の酸化剤を添加した水溶液で処理する方法などを使用することができるが、生産性を考慮すると適量の酸化剤を添加した水溶液で処理する方法を使用するのが好ましい。酸化剤としては、硝酸、硝酸ナトリウムなどの硝酸塩、過酸化水素、過酸化マンガン、過マンガン酸カリウム、過硫酸カリウム、次亜塩素酸ナトリウムなどの酸化剤を使用することができる。
また、銀めっき膜表面には大気中では自然酸化膜が形成されるが0.05μm未満に過ぎない。一方、酸化処理を行うことにより0.05μm以上の深さまで酸素が拡散した層が形成される。
実施例1及び比較例1
銅基材に以下の銀めっき浴及びめっき条件で電気銀めっきを行った。
銀めっき浴
Ag:2.5g/L(Agとしてはシアン化銀カリウムを使用)
KCN:5g/L
めっき温度:25℃
めっき面積:0.1dm2(25mm×20mm)
被めっき材:銅板
電流密度:2A/dm2
次に、実施例1では表1記載の条件で以下のように酸化処理を行い、酸化処理後、硫化処理を行う前後で酸化層の膜厚及び反射率を測定した。また、比較例1では酸化処理を行わず、硫化処理を行う前後で酸化層の膜厚及び反射率を測定した。
尚、銀めっき膜及び/又は銀合金めっき膜の膜厚は、蛍光X線分析により求めた。
結果を表1に示す。
乾式処理を行った。ホットプレートを用い、大気中で10分間所定の温度で加熱。
表面に形成された酸化層の厚みは、表面からSIMS分析を行い、エッチングレートの変化と酸素の測定値が表面から急減して一旦平坦になる深さを持って酸化層の厚みとした。
JIS H 8502に基づく硫化水素ガス試験は、硫化水素を使用し危険であるため、簡便な代替試験として一般に行われる以下の試験を行い、外観の変化を反射率の変化として評価した。表では「硫化処理」として表示する。
硫化アンモン試薬0.3%水溶液
液温度 25℃
浸漬時間 5分
反射率:
分光光度計(島津製作所製UV−2200)を用い、硫酸Ba粉末標準で、波長550nmにて測定した。一般に白色を得るために波長550nmの黄色のLEDを光源として用い、更にその光を蛍光体を用いて調整している。反射率の評価にはその光源の波長を用いて評価した。
実施例1において、電気銀めっきの代わりに以下の銀合金めっき浴及びめっき条件を使用し、酸化処理温度を表1記載の温度とした以外は実施例1と同様にめっきを行い、実施例2及び3のめっき物を得、実施例1と同様に評価した。
また、比較例1において、電気銀めっきの代わりに以下の銀合金めっき浴及びめっき条件で銀合金めっきを行った以外は比較例1と同様にして比較例2のめっき物を得、比較例1と同様に評価した。
銀−パラジウムめっき浴
Ag:2.5g/L(Agとしてはシアン化銀カリウムを使用)
Pd:5.0g/L(シアン化パラジウムカリウムを使用)
KCN:5g/L
めっき温度:25℃
めっき面積:0.1dm2(25mm×20mm)
被めっき材:銅板
電流密度:2A/dm2
尚、銀合金めっき膜の合金組成は形成された銀合金めっきの強度により求めた。
実施例1において、電気銀めっきの代わりに以下の銀合金めっき浴及びめっき条件を使用し、酸化処理温度を表1記載の温度とした以外は実施例1と同様にめっきを行い、実施例4のめっき物を得、実施例1と同様に評価した。
また、比較例1において、電気銀めっきの代わりに以下の銀合金めっき浴及びめっき条件で銀合金めっきを行った以外は比較例1と同様にして比較例3のめっき物を得、比較例1と同様に評価した。
銀−ルテニウムめっき浴
Ag:2.5g/L(Agとしてはシアン化銀カリウムを使用)
Ru:5.0g/L(シアン化ルテニウムカリウムを使用)
KCN:5g/L
めっき温度:25℃
めっき面積:0.1dm2(25mm×20mm)
被めっき材:銅板
電流密度:2A/dm2
実施例1において、電気銀めっきの代わりに以下の銀合金めっき浴及びめっき条件を使用し、酸化処理温度を表1記載の温度とした以外は実施例1と同様にめっきを行い、実施例5のめっき物を得、実施例1と同様に評価した。
また、比較例1において、電気銀めっきの代わりに以下の銀合金めっき浴及びめっき条件で銀合金めっきを行った以外は比較例1と同様にして比較例4のめっき物を得、比較例1と同様に評価した。
銀−ロジウムめっき浴
Ag:2.5g/L(Agとしてはシアン化銀カリウムを使用)
Rh:5.0g/L(シアン化ロジウムカリウムを使用)
KCN:5g/L
めっき温度:25℃
めっき面積:0.1dm2(25mm×20mm)
被めっき材:銅板
電流密度:2A/dm2
実施例1において得られた銀めっき物の酸化処理を湿式処理に変更し、過酸化マンガン50g/L、水酸化ナトリウム40g/Lを含有する水溶液に80℃で5分間浸漬して酸化処理を行った以外は実施例1と同様にして実施例6のめっき物を得、実施例1と同様に評価した。
また銀合金の場合は被めっき材の銅からの拡散を防止することができるため、めっき膜厚が薄い場合でも反射率の低下を防ぐことができる。
Claims (7)
- 基材上に電気銀めっき及び/又は電気銀合金めっきにより銀めっき層及び/又は銀合金めっき層を形成した後、酸化処理を行い、前記めっき層表面に酸化層を形成した光反射材であることを特徴とする表面に酸化層を有する電気銀めっき及び/又は電気銀合金めっき物。
- 前記めっき層表面に形成された酸化層の膜厚が0.05μm以上であることを特徴とする請求項1記載の光反射材である表面に酸化層を有する電気銀めっき及び/又は電気銀合金めっき物。
- 前記銀合金めっき層において、亜鉛、ガリウム、インジウム、ゲルマニウム、錫、アンチモン、金、ビスマス、パラジウム、白金、ロジウム、イリジウム、ルテニウムから選ばれる少なくとも1種以上の金属を0.01〜5wt%含むことを特徴とする請求項1又は2記載の光反射材である表面に酸化層を有する電気銀めっき及び/又は電気銀合金めっき物。
- 前記酸化層を有する銀めっき及び/又は電気銀合金めっき層が、Lab表色系立体座標において、Lが70以上、aが−1.0〜1.0、bが−1〜4であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光反射材である表面に酸化層を有する電気銀めっき及び/又は電気銀合金めっき物。
- 前記酸化処理が、酸化性ガス雰囲気中50〜600℃で行われることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の光反射材である表面に酸化層を有する電気銀めっき及び/又は電気銀合金めっき物。
- 前記酸化処理が、水中で煮沸する湿式処理、又は酸化剤を用いた湿式処理で行われることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の光反射材である表面に酸化層を有する電気銀めっき及び/又は電気銀合金めっき物。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の光反射材を有することを特徴とする発光ダイオードデバイス。
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