JPH02185981A - アルミニウム系材料のめっき方法 - Google Patents

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〕 本発明はアルミウニム系材料からなる基体の表面を活性
化させ、中間めっき処理等を施すことなしに直接に所望
のめっきを行う方法に関するものである。

〔従来技術〕

アルミニウム系材料は軽量、高熱伝導度、高電気伝導度
等の優れた特性を有し、各種部品として幅広い分野で利
用されている。近年、はんだ付は性、耐食性、耐摩耗性
等の機能を付与するためにアルミウニム系材料へのめっ
きが要求されることが多くなっている。しかしながら、
アルミニウムは酸化されやすいため、めっきを施す場合
、前処理として清浄化処理を行っても、表面が大気と接
触するとすぐに不活性となり、めっき処理工程において
、めっき膜の成形が全く起こらなかったり、形成がむら
になったり、あるいはめっき膜の基体への密着が不十分
でふくれを生じたりし、実用に供せられるめっき膜は得
られていなかった。従来、この解決策として、基体の清
浄化の処理を行った後、亜鉛置換めっきを中間皮膜とし
て形成し、然る後めっきを行ういわゆるジンケート法が
知られている。この方法によれば、均一なめっき膜が得
られるが密着力の強い、信頼性のあるめっき膜とするた
めには亜鉛置換処理を二度行うダブルジンケート処理が
必要であり、工程が複雑となる欠点がある。またこの方
法では、特に無電解めっきを施す場合に、めっき膜の形
成と同時に亜鉛皮膜の大部分がめつき液中へ溶出するた
め、その汚染によって高価なめっき液の寿命が短くなる
欠点があった。また、最近、中間めっき処理を行わずに
、表面活性化のみで直接めっき膜を得る方法が提案され
ている（特開昭６２−２９７４９２）。この方法は特殊
な電解活性化により直接めっきを可能としたものである
が、特殊な電源設備及び電解設備−式が必要で、簡易か
つ低コストのめっき法の開発が望まれていた。

〔発明の目的〕

本発明は中間めっき処理やめっき前に特殊な電解処理を
必要とする従来法の欠点を解消するためになされたもの
であって、アルミニウム系材料からなる基体表面を浸漬
処理のみでめっきに最適の状態に活性化させることによ
って中間めっき処理等を省略して、直接に所望のめっき
処理を可能とするものであり、めっき設備の簡易化、生
産性の向上及びめっき品質の向上が達成できるアルミニ
ウム系材料へのめっき方法を提供することである。

〔第１発明の説明〕 本第１発明（特許請求の範囲第（１）項に記載された発
明）は、アルミニウ系材料からなる基体表面を酸性又は
アルカリ性活性化処理液と接触させ、基体が一定の自然
電極電位に対応する表面性状になる時間まで保持した後
に、めっきを行うことを特徴とするアルミニウム系材料
のめっき方法である。

本第１発明によれば、アルミニウム系材料からなる基体
の表面に亜鉛置換めっき等の中間めっき処理を施すこと
なしに、また特殊な電解装置を必要とせずに直接基体表
面に所望のめっきができるため、めっき工程が簡略化さ
れ、設備費の低減、生産性の向上がはかれる。また中間
皮膜の溶出によるめっき液の汚染が防止されるため、高
価なめっき液の寿命を伸ばすことができ、コスト低減が
はかれる。さらに、めっき前の活性度を常に高いレベル
に維持できるため、めっきの均−性及び密着性の確保が
容易となる。

本第１発明において、アルミニウム系材料からなる基体
の自然電極電位がｐＨに応じた所定の値になる場合に、
直接めっきが可能となる理由は明確ではないが、めっき
膜の形成が電気化学反応、すなわち電極電位をパラメー
タとする反応であり、その進行が基体の自然電極に強く
依存することに基づいているためと考えられる。

〔第２発明の説明〕 以下、本第１発明をより具体化した発明（本第２発明と
する）を説明する。

本第２発明においてアルミニウム系材料とは鋳造、圧延
、押出し、焼結等の方法で製造されたアルミニウム材料
あるいはアルミニウム合金材料をいう。その形状はブロ
ック、板、パイプ等、表面へのめっき処理が可能なもの
であればいかなるものでもよい。

本第２発明における活性化処理は、めっき所望部を有す
る基体を酸性もしくはアルカリ性の処理液と接触させて
、次工程のめっきが速やか、かつ均一に析出するように
表面を調整する処理である。

用意された基体があまり汚れていない場合には、表面清
浄化も兼ねて直ちに本活性化処理を適用してもかまわな
いが、通常の人手材あるいはプレスその他の２次的なＪ
ａ械前加工施された基体では酸化皮膜あるいは油分等の
汚れが付着しており、本活性化処理に入る前にそれらの
汚れを除去する清浄化処理を施すことが好ましい。清浄
化処理としてはエツチングを伴わない中性脱脂あるいは
エツチングを伴う酸あるいはアルカリ性の洗浄液など通
常の清浄化処理液を用いる通常の方法で行えばよい。

また、本第２発明では基体表面の粗面化は必要条件でな
いため、めっき後の表面光沢が必要とされる場合には、
化学研磨あるいは電解研磨による清浄化を行ってもよい
。

上記の方法等によって表面の汚れが除去された基体に、
酸性活性化処理液もしくはアルカリ性活性化処理液によ
る活性化を施す。酸性もしくはアルカリ性の活性化処理
液の種類及び濃度は特に限定されるものではなく、例え
ば、酸性処理液としては塩酸、フッ酸、酸性フッ化アン
モニウム等の化合物、一方アルカリ性処理液としては、
水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化アンモニウ
ム、各種アミン類等の化合物の一種もしくは二種以上の
混合物を１〜５０ｇ／β程度の濃度となるよう水溶液に
調整すればよい。処理時間は処理液の種類及び基体の種
類によって変化するが通常１分〜５分程度の処理を行え
ば十分である。

また、活性化処理は必要に応じ、２段階の処理とするこ
とができる。例えば、酸性活性化処理による第１段活性
化の後にアルカリ性活性化処理による第２段活性化を行
ってもよい。

本活性化処理において、最も特徴とするところは該活性
化処理の終了時期すなわち、基体表面が十分に活性化さ
れたか否かをその基体が有する自然電極電位の青年によ
り判定することにある。すなわら、該活性化処理によっ
て基体が所定のｐ　Ｈに応じた所定の自然電極電位にな
るようにすることである。

自然電極電位の測定はアルカリ性測定液中で行う。該測
定液は所定のｐＨ値を有するアルカリ水溶液であればい
かなるものでもよく、例えば、炭酸ナトリウム、水酸化
ナトリウム、水酸化アンモニウムあるいは各種アミン類
等の中から選択された一種もしくは二種以上を混合した
水溶液を用いる。自然電極電位の測定はｐＨを１１．５
に調整したアルカリ水溶液を用いた場合は、該測定液に
活性化後の基体及び飽和カロメル電極を浸漬し、電位差
計にて該基体の自然電極電位を直ちに測定する。該基体
の自然電極電位が−１，５０Ｖより責な値を示す場合に
のみ、該基体の表面は良好なめっきを得るに十分な活性
を呈しているのである。該電位が−１，５０Ｖよりも卑
である場合は活性化が十分でなく、次工程のめっき処理
において良好なめっき膜を得ることができない。基体の
自然電極電位は同一の活性度の基体でもｐＨが異なれば
異なり、例えばｐＨ１１，０の溶液では−１，４５Ｖよ
り責、またｐ　Ｈ１２，０の溶液では−１，５３Ｖより
責な電位にあれば同様の活性化が達成されているもので
ある。第１図は測定液のｐＨと良好なめっきを得るのに
十分な活性化を示す基体表面の自然電極電位との関係を
示したもので、曲線と直線で囲まれた斜線で示した範囲
が十分な活性を示す自然電極電位の範囲である。したが
って、基体表面を酸性又はアルカリ性の活性化処理液と
接触させた後、基体の自然電極電位が上記範囲の値にな
るまで保持すれば基体表面が活性化され以後に施すめっ
きが良好に行われることになる。基準電極としては、飽
和カロメル電極以外に、例えば、塩化銀、酸化水銀等の
各電極を用いることも可能であるが、その場合も飽和カ
ロメル電極を基準に換算した値が上記条件を満足するこ
とが必要である。

本第２発明において、アルカリ性測定液はアルカリ性活
性化処理液を兼ねることができる。この場合、活性化の
進行状況が自然電極電位の経時変化として測定すること
ができ、適正な活性化処理を簡便に行うことができる。

また前述したように、活性化処理を２段階で行う場合に
は第２段目の処理にこの方法を適用することが好ましい
。

また、自然電極電位の測定は所望のアルミニウム系材料
について最初に、自然電極電位が−１，５０■より責と
なる活性化条件が決定できれば以後同一条件で行われる
めっき作業においては実施しなくともよい。

次に、上記のように活性化処理を施したアルミニウム系
材料からなる基体にめっきを施す。本第２発明において
用いることができるめっきとして”・よ、無電解ニッケ
ルめっきあるいは電気銅又は電気ニッケルめっき等通常
中間めっき処理を施したアルミニウム系材料に適用でき
るものであればよい。

本第２発明の活性化を終えた基体表面は十分な活性度を
有しているため、めっきの析出反応は速やかにかつ均一
に進行する。このようにして形成された所望の厚さを有
するめっき膜は基体と強固に密着しており、通常の使用
において剥離等の問題を生じることはない。しかし密着
力の信頬性をより確実なものにしたい場合には公知のベ
ーキング処理例えば２００°Ｃの温度で１時間程度ベー
キングすることが望ましい。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細な説明する。

実施例１ アルミニウム系材料からなる基体（ＪＩＳＡＩｏｏ、縦
４ｃ＋ｎ、横６　ｃｔｎ、厚さ１岨）を、水酸化ナトリ
ウム５０　ｇ　／　ｅの水溶液を用いてエツチングし、
さらに、３０％硝酸水溶液で脱スマットし、清浄化した
。

次に、第１表に示すように実施例Ｎｏ、　１〜６、比較
例であるＮｏ、Ｃ１〜Ｃ３を酸性又はアルカリ性の活性
化処理液に各時間浸漬した。その後、Ｎｏ、　１．２及
びＮＯ，ＣＩについては同一溶液で、また、Ｎｏ、　３
〜６及びＮ［ｌＣ２、Ｃ３については別に用意したｐＨ
１１，５のＮａｚ　ＣＯ３水溶液中で飽和カロメル電極
を用いて自然電極電位を計測した。その結果、Ｎｏ、　
１〜６においてはいずれも−１，５０Ｖより責な電位を
示し、一方比較例であるＮｏ、Ｃ１−Ｃ５においてはい
ずれも−１，５０Ｖよりも卑な電位を有していた。その
後、各試料を市販の無電解ニンケルめっき液（ｐＨ５）
中に浸漬し、９０　’Ｃで１５分間のめっき処理を施し
た。その結果、Ｎｏ、　１〜６ではいずれも厚さ５μｍ
の均一かつ平滑なめっき膜が得られた。一方比較例にお
いては、基体表面にめっき膜の形成は認められなかった
。

第　　１　　表 実施例２ 第２表のＮｏ、　７〜１４に示す各種のアルミニウム系
材料について、実施例１と同一の清浄化を行った後、ｐ
Ｈ値がＩｌ、５の炭酸ナトリウム水溶液を用いて、３分
間活性化処理を行った。この時、各基体の自然電極電位
は飽和カロメル電極に対して、−１，５０Ｖより責な値
を有することを確認した。

一方Ｎｏ、　Ｃ４に示すようにＡｌ１００材について公
知のダブルジンケート処理を比較例として行い、その後
Ｎｏ、　７〜１４と共に実施例１と同様に無電解ニッケ
ルめっきを施した。その結果、めっき膜の析出状態は漱
７〜１４及び比較例ｋＣ４ともに良好であった。次に各
めっき膜の表面を２　ｍｍ　Ｘ　２　ｉｎの面積を残し
て、エポキシ樹脂でシールし、その後めっき露出部に０
．８　ｆｌＩｍφの錫めっき銅線をはんだ付けし、引張
試験機を用いて破断試験を行った。

その結果、いずれのＮａのものにおいても破断位置はは
んだ層の内部にあり基体とめっき膜との間は強固に密着
していることが確認された。本実施例で形成されためっ
き膜は従来のダブルジンケート処理を行った後に形成し
ためっき膜と同様の析出状態、密着強度を有しているこ
とが明確となった。

また、比較例ＮｃＬＣ４では、基体とめっき膜の界面部
について、電子線マイクロアナライザーを用い亜鉛の分
析を行った。その結果、亜鉛はほとんど検出されず、ジ
ンケート処理において形成されていた亜鉛めっき皮膜は
無電解ニッケルめっき液中にほとんど溶出し、めっき液
の汚染源となることが確認された。

第　　　２　　　表 実施例３ 実施例１と同じ基体を用い同じ清浄化を施した後、ｐＨ
値が１１．５の水酸化アンモニウム水溶液中でＮα１５
〜１日、比較例ＮＱ、Ｃ５、Ｃ６について各時間浸漬処
理を行った。この時基体の自然電極電位を飽和カロメル
電極を用いて測定した結果、第３表に示す値を有してい
た。そのＩＮα１５．１６、Ｃ５についてはワット浴に
よる電気ニッケルめっき（４Ａ／ｄｍ”　　１０分間）
を行った。その結果、Ｎα１５〜１８についてはスケや
ふくれのない良好なめっき膜が得られた。一方、比較例
Ｃ５及びＣ６ではめっき膜の析出が不均一でスケの多い
めっき膜しか得られなかった。

第　　３ 表

【図面の簡単な説明】

図は測定液のｐＨと良好なめっきを得るのに十分な活性
化を示す基体表面の自然電極電位との関係を示した図で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　アルミウニム系材料からなる基体表面を酸性又
   はアルカリ性活性化処理液と接触させ、基体が一定の自
   然電極電位に対応する表面性状になる時間まで保持した
   後に、めっきを行うことを特徴とするアルミニウム系材
   料のめっき方法。