JPH01222064A

JPH01222064A - 化学ニッケルめっき液およびそれを使用する方法

Info

Publication number: JPH01222064A
Application number: JP4744888A
Authority: JP
Inventors: Takayoshi Watabe; 渡部　隆好; Hitoshi Oka; 岡　齊
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-03-02
Filing date: 1988-03-02
Publication date: 1989-09-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は化学ニッケルめつきｇｇよびそれを使用する方
法に係り、籍にめつき皮膜中のホウ素含有率をＬＯｒｎ
ｔ　％以下とするために好適な高純度化学ニッケルめっ
き液組成及びその使用方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、化学ニッケルには還元剤のａＩ類により５１１１
類がある。（１）還元剤として次亜リン酸ナトリウムを
用いる場合、リンを含有するニッケル・リン合金皮膜が
得られる。この皮膜はリンのｔｉｔを５〜１５ｗｔ％に
調節することによって１Ｍ晶から非結晶の皮膜か得られ
、めつき速度か１０μｍ／　Ａと速く、かつめつき液が
安定な利点を有する。しかし、ニッケルとリンが反応し
て化合物を作る温度が低く、高い温良を加えることがで
きない、表面の酸化が速く、はんだ付は性や蝋ａ−付は
性に劣るなどの欠点が有る。したがって、エレク）（２
ニクス用などへの用途には限界があった。（２）還元剤
としてセトラジンを用いる場合、ニッケル純［９９，９
％以上の為純度皮膜が得られる。しかし、めっき液の安
定性に、著しく劣るため、実用に供されることかない。

（３）還元剤としてジメチルアミ″う′を用いる場合、
ニッケル・ホウ素合金［Ｍが得られる。この場合、ニッ
ケルとホウ素の反応ｍ＆が尚く、商い温度を加えること
ができる。また、表面のは化が遅く、はんだ付は性や鯖
ａ−付は性に被れる利点かある。しかし、従来のめつき
液は金属表面技術、Ｖｏ１４４　、４６　、　ｐ、４０
２〜４０８に記載のごと（、ｇＰＢが置注から中性では
液安定性が高いが、ホウ素含有率が約５　ｗｔ％と尚（
、皮膜にクラックを生じるものであった。−万、ｇＰＢ
を中性からアルカリ性とすると、ホウ素含有率が約１１
ＩＪｔｑｋに低下し、その純度を上げることができるが
、液安定性が低くなった。すなわち、尚純度ニッケル皮
膜を得ることと、液安定性を同時に優る実用的ｉＩｉｌ
１ＭＡ度化学ニッケルめっき液が無かりだ。

〔発明か解決しようとする課題〕

上記従来技術は液安定性の高い液ＰＲが酸性から中性の
領域であり℃も、ホウ素含有率を１　ｗｔ％以下とする
点について配慮がされておらず、笑用土の問題かあった
。

本発明の目的は液ｐＨが酸性から物アルカリ性の領域で
ありて、尚い液安定性とともに、速いめっき速度を優、
かつめつき反展中すホク系含有率をｊ　ｗｔ％以下の烏
純腿化学ニッケルめつき敵及びその使用方法を提供する
ことＶＣ，ある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、ニッケルイオンの鱈化剤、ニッケルイオン
の還元剤を営んでなる化学ニッケルめっき液において、
イオン、輩索、Ｒ索を１分子中に含む化合物な有するこ
とを特徴とする化学・ニッケルめっき液を用いることに
より−ｓａできる。

〔作用〕

ニッケルイオンの還元剤として、ジメチルアミンホ５　
ン（＜ＣＭ、＞、ＢＮＢＩＩ、、　ＤＭＡ　Ｂ　ト略に
、−ｒ７ａ　）を使用する場合、めつき反応は次式のご
とく示される。

５１Ｖ”、”−Ｌ＋　（（、ｆ、　）、　ＨＮＢＩＩ、
　＋　５Ｍ、　０→５Ｎ４　＋ＳＬ＋　＜ＣＭ、　）Ｉ
　Ｈ，Ｎ＋＋Ｈ，７ｊｌＪ、　＋５１ｉ◆・・・（１シ
４Ｎ”、”−Ｌ＋　２　＜Ｃ１ｉ、　）、　ＪｉＮＢＨ
，＋　５Ｍ、　０→２Ｎ、＋Ｎｉ＊Ｂ＋４Ｌ＋２　（偶
　）、Ｅ、Ｎ＋＋ノｉ、ＢＯ，＋６１１”十−＞Ｈ。

・・（２）なお、各式中、Ｌはニッケルイオンの錯化剤を示す。

式（１）か王反応で、式（２１は副反応である。ニッケ
ル皮膜中のホウ素は式（２）によって生じるｓ　Ｎｚ６
　Ｂの形で屁入すると百われる。式（２１中の轡似は、
この反応によりて水素ガス（ｋＩ、）を発生するところ
Ｋある。発明省らは、この点に層目し、氷菓ガスの発生
を阻止、すなわち式（２）の反応を阻止する麻加剤につ
いて鋭ｔ、検討した。その結果、イオウ。

濾索、炭系を１分子中に含む化合物の礒加によって、そ
の著しい作用を見出し、その結果、めっき液のＰＭがば
性から初アルカリ性においても、皮膜中のホウ素含有率
１ｕｕｔ％以下を達成した。さらに、めつき速度が５　
ｉｔｓ／ｈ以上と運（、かつ液安定性が＾く、かつ皮膜
中のホウ系含有＄１　ｗｔ％以下を維持できるニッケル
イオンの雑化剤として１分子中にカルポルシル基を１個
を含むヒトミキシカルボン酸とアミノカルボン酸、もし
くは、それらのアルカリ金属塩の混合物を見出した。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を以下に示す。

〔比較例〕

本発明によるイオウ、窒素、炭素を１分子中に含む化合
ｖＪ（以下、ＳＮＣ化合物と称す）を隙加することな（
、第１表、４１〜４に示す化学ニッケルめっき液組成１
条件でめっきした。なお、実験方法０分析方法は以下の
とうりである。

ｗＪ１表に示すめっき液を調製し、１１ビーカーに入れ
、ウォーターバス中、所定温度に加熱したｄめっきサン
プルは５　Ｘ　ｓｃｍの純［９６％のセラミック基板を
用いた。本基板を、常法によりて、脱硝。

水洗した後、シブレイ社展のめつき開始用触媒：キャタ
ポジット４４　　液に５分間浸漬することによって、セ
ラミック基板にめつき核となるバラジニウムを付層させ
た。このよう罠処理したセラミック基板を上記のめっき
液に浸漬し、１時間めっきした。めっき後、皮膜のクラ
ック発生、光沢の有無を観察するとともに、約１０９６
′ｌｌ４ｍ水溶液にめっき皮膜を溶解し、所定容量とし
た後、発光分光分析装置によって、ニッケルとホウ素の
含有率な末めた。さらに、分析ｍより１時間当りのめつ
き速度を算出した。

第１表の／１６１〜雇４の結果より、いずれの錯化剤を
用いても、ホウ素含有軍は５．８　ｔｕｔ％以上と高く
、皮膜にはクラックが発生した。さらに、めっき速度は
５μφ以下と遅いものであった。

〔実力例１〕第２表に示すめつきｇ組成１条件によりめっきを行なっ
た。なお、実験方法１分析方法は前記した比較例と同じ
である。

昆２表の属５〜肩７によれば、イオウ、炭素を１分子中
に含む化合物の添加では、無１１Ａ、ｍに比較すると、
大幅にめつき皮膜中のホウ素含有量を低減できたが、目
標の１ｗｔ％以下を達成するものではなかった。

賜２表中には記載しなかったが、′Ｍ！Ｌ素、炭素を１
分子中に含む化合物の添加では、めっきＢＬ腺中のホウ
素含有率低減に例んら効果を見出すことができず、冥實
的に無添加と刈株でありた。

一方、ｇ１４２表の肩８〜７に１２に示すように、イオ
ク、窒素、炭素を１分子中に含む化合物の麻澗によって
、著しいホウ素含有率低減の効果を見出すことができ、
目標とするホウ素含有単１ｗｔ％以下を達成し得ること
が判った。このような作用嶺徊については、前記した式
は）で示す、副反応を阻止するに、ニッケル面に対する
分子構造に起因する吸漕力が強く関係すると考えられる
が、実際の作ａ構につい℃は判らない。

（実施例２〕ｉ＠５表には、めっき速度、ホウ素含有量と液安定性に
及はす、各種のニッケルイオンのｆｌｉｔ化剤について
示した。鷹１５〜１６ＩＩｃ示すように、一般に錯化剤
の分子量が増大するほど、めっき速度か低下し、ホウ素
含有量が増大した。すなわち、１分子中にカルポルシル
基が２個以上あると、めっき速度が著しく低下した（４
１５　、１４．１６　）。肩１５で示すグリシンの場合
、埋出は明確でないが、著しい、めつき速度の増大が酩
められたが、ホウ素含有量が増大し、めっき開始恢、２
時間で液分解した。

一方、肩１７　、１８．１９に示すように、１分子中に
カルポルシル１１個と、１個以上の水酸基を含むヒトミ
キシカルボン酸系の錯化剤では、めつき速良、ホウ素含
有軍への影曽がなく、本発明の目的とする高純度化学ニ
ッケルめっき液に好適の錯化剤であることが判った。

〔実施例５〕〔実施例２〕において、グリシンかめつき速度向上に効
果があり、１分子中にカルポルシル基１憧を含むヒトミ
キシカルボン酸にホウ素含有単低＃１．に効果あること
を示した。そこで、両者の一＆所を活かし、相刺効果に
よって、めっき速度速（、かつ液安定性が良好で、かつ
ホク累官Ｎ＄１’ｌ’ｔ％以下とするに好適な錯化剤を
慣討した。その結果は第４表の１２０〜４２５のようで
ある。グリシンと１分子中にカルポルシル基を１個含む
ヒトミキシカルボン酸の混合錯化剤の効果は罵くべきも
ので、めっき速度を５．１〜８．５μφを得るにもかか
わらず、ホウ素含有ｔ　ｏ、ａｕｔｔ　ｓ以下を得た。

また。

液安定性も良好であった。さらに、クリシンと１橿以上
の上記ヒトミキシカルボン酸を加えた混合錯化剤でも同
様の結果を得た。

本実施例より１本発明による最適な成分子Ｉｋ度。

めっき条件軸回として以下が明らかとなった。

ニッケルイオン：　０．０１９〜１００ｍｇ　ｍｏｌ／
１グリシン　　　：　Ｏ，Ｏ１Ｓ〜０．４カルポルシル
基を１分子中１個宮むヒトａキシｌｙルホン＃ｉＬ：０
．０３８〜０．５　１ｎｏｌ／ＩＤＭＡＨ：　０．００
８５〜０．０８５　１ＳＣＮ化合物　：０．５　〜１０
０１ルｙ／ｌ液ｐｌｉ　　　　　：６〜８液温度　　　　：５２〜７０℃ 上記最適範咄外では、めつき速度が５μφ以下となるか
、ホウ素含有率が１ｗｔ％以上となるか、めっき液が、
めっき開始２時間以内で分解することを意味する。

なお、本発明の化学ニッケルめつき液は、めっき速度が
速く、かつ、液の安定性が為＜、かつめつき皮膜のホウ
糸含有率を１　ｗｔ％以下とするものである。したがっ
℃、これらの特性に患影替を及ぼす化合物でなければ、
めっきＳＬ膜のビット生成防止、めつき皮膜の応力低減
、めっき皮膜の光沢　。

性向上などを目的とし、ホウ酸、各種の界面活性剤など
を併用できることも明白である。さらに、ニッケルのイ
オン源として、塩化ニッケル、酢酸ニッケルなども使用
できることも明白である。本発明の実施例では、王とし
て雌済的理由により℃、硫酸ニッケルを使用したにすぎ
ない。したがって、これら化合物を含む化学ニッケルめ
っき准も本発明に含まれる。

（以下余白）〔発明の効果〕本発明によれば、高純度なニッケル皮膜を烏速、かつ安
定に優られるので、安価に（１）高−点のため、耐熱性
に後れ、に）はんだ付は性が艮＜、（５）電気抵抗が小
さく、（４１硬度の大きいために機能性の高いニッケル
皮膜を優る力来がある。

代畝弁社小川勝男

Claims

【特許請求の範囲】１、ニッケルイオン、ニッケルイオンの錯化剤、ニッケ
ルイオンの還元剤を含んでなる化学ニッケルめっき液に
おいて、イオン、窒素、炭素を１分子中に含む化合物を
有することを特徴とする化学ニッケルめっき液。２、該ニッケルイオンの還元剤がジメチルアミンボラン
を有することを特徴とする請求項１記載の化学ニッケル
めっき液。３、該ニッケルイオンの錯化剤が１分子中にカルボルシ
ル基を１個含むヒドロキシカルボン酸とグリシンもしく
はそれらのアルカリ金属塩の混合物であることを特徴と
する請求項１又は２記載の化学ニッケルめっき液。４、該ニッケルイオンの錯化剤がグルコン酸、グリコー
ル酸、リンゴ酸、グリシンからなる請求項３記載の化学
ニッケルめっき液。５、該ニッケルイオンが０．０１９〜０．１１４ｍｏｌ
、該ニッケルイオンの錯化剤としてのヒドロキシカルボ
ン酸が０．０３８〜０．５ｍｏｌ、グリシンが０．０１
３〜０．４ｍｏｌ、該ニッケルイオンの還元剤としての
ジメチルアミンボランが０．００８５〜０．０８５ｍｏ
ｌ含まれており、めっき液１ｌ当りに、該イオウ、窒素
、炭素を１分子中に含む化合物を０．５〜１００ｍｇ含
むことを特徴とする請求項４記載の化学ニッケルめっき
液。６、ニッケルイオン、ニッケルイオンの錯化剤、ニッケ
ルイオンの還元剤を含んでなる化学ニッケルめっき液に
おいて、イオン、窒素、炭素を１分子中に含む化合物を
添加して被めっき表面にめっき被膜を形成することを特
徴とする化学ニッケルめっき液を使用する方法。７、該ニッケルイオンの還元剤がジメチルアミンボラン
を有することを特徴とする請求項６記載の化学ニッケル
めっき液を使用する方法。８、該ニッケルイオンの錯化剤が１分子中にカルボルシ
ル基を１個分含むヒドロキシカルボン酸とグリシンもし
くはそれらのアルカリ金属塩の混合物であることを特徴
とする請求項６又は７記載の化学ニッケルめっき液を使
用する方法。９、該ニッケルイオンの錯化剤がグルコン酸、グリコー
ル酸、リンゴ酸、グリシンからなる請求項８記載の化学
ニッケルめっき液を使用する方法。１０、該ニッケルイオンが０．０１９〜０．１１４ｍｏ
ｌ、該ニッケルイオンの錯化剤としてのヒドロキシカル
ボン酸が０．０３８〜０．５ｍｏｌ、グリシンが０．０
１３〜０．４ｍｏｌ、該ニッケルイオンの還元剤として
のジメチルアミンボランが０．００８５〜０．０８５ｍ
ｏｌ含まれており、めっき液１ｌ当りに、該イオウ、窒
素、炭素を１分子中に含む化合物を０．５〜１００ｍｇ
含むことを特徴とする請求項９記載の化学ニツケルめっ
き液を使用する方法。