JPH0320470B2 - - Google Patents

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JPH0320470B2
JPH0320470B2 JP60157142A JP15714285A JPH0320470B2 JP H0320470 B2 JPH0320470 B2 JP H0320470B2 JP 60157142 A JP60157142 A JP 60157142A JP 15714285 A JP15714285 A JP 15714285A JP H0320470 B2 JPH0320470 B2 JP H0320470B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bath
solution
plating
nickel
boiling point
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP60157142A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS61124576A (ja
Inventor
Kameru Dosu Saado
Biuari Paueru Fuitsupusu Piitaa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
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Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of JPS61124576A publication Critical patent/JPS61124576A/ja
Publication of JPH0320470B2 publication Critical patent/JPH0320470B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/31Coating with metals
    • C23C18/32Coating with nickel, cobalt or mixtures thereof with phosphorus or boron
    • C23C18/34Coating with nickel, cobalt or mixtures thereof with phosphorus or boron using reducing agents
    • C23C18/36Coating with nickel, cobalt or mixtures thereof with phosphorus or boron using reducing agents using hypophosphites

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 A 産業上の利用分野 本発明は、基板上に金属被膜を自触反応により
めつきする無電解金属付着方法に係わり、更に具
体的に言えば、付着される被膜の質に影響を与え
ずに、基板上に於ける被膜の付着速度を増加させ
る、改良された無電解金属付着方法に係わる。
B 開示の概要 本発明による無電解金属付着方法は、被膜の特
性に影響を与えたり又はめつき浴に悪影響を生じ
たりせずに、基板上に於ける金属被膜の付着速度
に相当に増加させる。めつき浴の反応性を変化さ
せない、エチレン・グリコールの如き物質を上記
めつき浴に加えることにより、又は周囲圧力を増
加させるために上記めつき浴の上に封止された囲
いを設けることにより、上記めつき浴の沸点を上
昇させる。それから、上記めつき浴を、沸点が上
昇される前のめつき浴のめつき温度よりも相当に
高いが、局部的沸騰が生じる温度よりも低い温度
に加熱する。優れた質の金属被膜が、従来の無電
解めつきの場合よりも相当に速い速度で、基板上
に得られ、めつき浴を自然分解させる核発生位置
は上記めつき浴中に何ら形成されない。
C 従来技術 自触反応によるめつき(無電解めつき又は無電
解付着とも言う)に於ては、溶液中の化学的還元
剤が金属イオンを金属を還元し、その金属が適当
な基板上に付着する。そのめつきは、溶液全体で
なく、“触媒”として働く表面上にだけ生じる。
初めは、基板が触媒として働き、その後は上記基
板上に付着された金属が触媒として働く。
無電解めつきは、ニツケル−燐合金めつき等に
用いられている周知の技術である。ニツケル−燐
を無電解付着するための典型的なめつき浴は、ニ
ツケル塩、次亜燐酸ナトリウム(NaH2PO2)の
如き還元剤、ニツケルが溶液中に保たれるように
助ける錯化剤、及び浴の安定性を増す化合物を含
有する。基板上に於けるニツケル−燐の付着速度
は、特に浴のPH及びめつき温度の関数である。浴
のめつき温度は出来る限り高いことが望ましい
が、浴中に局部的沸騰が生じると、ニツケルの基
板への移動が著しく乱されて、許容し得ない特性
の被膜が形成される。更に、局部的な沸騰は、浴
中のニツケルを析出させて、自然分解を生ぜしめ
ることがある。或る種の材料(エキサルタントと
呼ばれる)は、浴のめつき温度を上昇させずに、
付着速度を増加させる。それらが付着を促進させ
るメカニズムについては、未だ完全には解明され
ていない。
ニツケル−燐の無電解付着については、「シン
ポジウム・オン・エレクトロレス・ニツケル・プ
レイテイング」、ASTMスペシヤル・テクニカ
ル・パブリケーシヨン、No.265、1959年、及び
「シン・フイルム・プロセシズ」、アカデミツク・
プレス、1978年、第213頁乃至第218頁の文献に於
て、詳細に記載されている。
D 発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、付着される被膜の質に影響を
与えずに、基板上に於ける被膜の付着速度を増加
させる、改良された無電解金属付着方法を提供す
ることである。
E 問題点を解決するための手段 本発明は、付着される被膜の特性に影響を与え
たり、自然分解を生ぜしめたりせずに、めつき浴
のめつき温度を上昇させ、従つて基板上に於ける
被膜の付着速度を増加させる、改良された無電解
金属付着方法を提供する。本発明の方法は、特に
ニツケル−燐を無電解めつきするために有用であ
る。
めつき速度は、浴中の反応が、局部的沸騰及び
その悪影響を生じずに、相当により高い温度で生
じることができるように、浴の組成及び浴の上の
雰囲気のいずれか一方又は両方を変化させること
によつて、増加される。本発明の方法の一実施例
に於ては、イオン化して、浴の溶液の反応性又は
錯化剤の効果を変化させない、エチレン・グリコ
ールの如き、特定の物質を浴に加える。上記物質
は、浴の沸点を上昇させ、従つて浴のめつき温度
が始めの溶液の沸点よりも相当に高い温度に増加
されることを可能にして、基板上に於けるニツケ
ル−燐の付着速度を増加させる。又、他の実施例
に於ては、浴の表面上の気体の周囲圧力を、例え
ば浴の上に封止された囲いを設けることにより、
増加させる。従つて、溶液の上の蒸気圧が増加し
て、沸点が上昇し、付着をより速い速度で行わせ
ることができる。
本発明の方法の更に他の実施例に於ては、浴の
ための容器の周囲を、別の容器内に配置されてい
る液体で囲み、そしてそれらの浴及び周囲の液体
の両方に前述の物質を加える。それらの物質は、
周囲の液体の沸点が浴の沸点よりも低くなるよう
な量で、浴及び周囲の液体に加えられる。上記溶
及び周囲の液体の上の気体の周囲圧力を増すため
に、両方の容器に封止された囲いを設ける。周囲
の液体はその沸点よりも高い温度に加熱されない
ので、浴の温度は、上記物質の添加及び浴の表面
上の気体の周囲圧力の増加によつて上昇されたそ
の沸点よりも低い、比較的一定の温度に維持され
る。
E 実施例 次に、本発明の方法を、ニツケル−燐をめつき
するために適用した場合について、詳細に説明す
る。20容量%のNiculoy 22M(1のニツケルに
つき、7.2g)と、3.3容量%のNiculoy 22S(1
のNa2HPO2につき、38.6g)と、76.7容量%の
蒸留水とより成り、ニツケルイオン及び次亜燐酸
イオンを含むニツケル−燐めつき浴が用いられ
た。Niculoy22M及び22Sは、Shipley社製の浴の
溶液の商品名であり、両者とも、錯化剤及び安定
剤を含んでいる。上記浴のPHは略4.6乃至4.8であ
り、その沸点は100.3℃であつた。その浴の溶液
を用いて、従来の方法でニツケルをめつきする場
合には、その浴をその溶液の持つ沸点の近傍であ
る93.3℃加熱し、ニツケル濃度を所定の範囲内に
維持するために、上記浴を周期的に補充する。そ
の方法によるニツケルめつきは、1時間につき略
10μmの速度で行われる。
本発明の方法の一実施例に於ては、種々の量の
エチレン・グリコールを加えそしてその溶液を
93.3℃よりも高い温度に加熱することによつて、
上記方法が修正された。第1図に於ける実線は、
種々の浴の温度を、エチレン・グリコールと、そ
の加えられたエチレン・グリコールを含む浴の溶
液全体とのモル比の関数として示している。例え
ば、新しい溶液が、略40容量%のエチレン・グリ
コールを含み、従つて0.176のモル比を有するよ
うに、エチレン・グリコールを加えたとき、その
溶液の沸点は105.5℃に上昇した。局部的沸騰が
何ら生じないように、上記温度よりも少し低い温
度で、かつエチレン・グリコールを加える前のめ
つき温度である93.3℃より高い温度でめつき処理
を行つた。その結果、1時間につき略15.6μmの
めつき速度が得られた。めつき浴にエチレン・グ
リコールを加える方法を用いて形成されたニツケ
ル被膜は、優れた質を示した。更に、溶液内に、
ニツケルの析出は何ら生じなかつた。エチレン・
グリコールは、めつき浴の沸点を上昇させるため
の好ましい物質であるが、浴の反応性を変化させ
たり、他の悪影響を生じたりしない他の物質も、
同様にして良好に働く。例えば、他のグリコー
ル、シユクロース、又はグルコースの如き物質
も、浴の反応性又は他の特性に悪影響を与えず
に、溶液の沸点を上昇させるように働く。
又、他の実施例に於て、めつき浴の表面上の気
体の周囲圧力を増加させることによつても、被膜
の質に悪影響を与えずに、付着速度を増加させる
ことができる。めつき浴の表面上の気体の周囲圧
力の増加は、上記浴の沸点を上昇させ、従つてめ
つき浴が、より高いが、局部的沸騰が生じる温度
よりも低い温度で動作されることを可能にする。
めつき浴の表面上の気体の周囲圧力は、上記浴の
表面の上に封止された囲いを設けることによつて
増加される。浴の沸点を上昇させるために、上記
浴の表面上の気体の周囲圧力の増加だけを用いる
こともでき、又はそれをエチレン・グリコール又
は他の適当な物質の添加と組合わせて用いること
もできる。第1図に於ける点線は、浴の表面上の
気体の周囲圧力を2気圧に増加させたときに、増
加した付着速度及び沸点を、エチレン・グリコー
ルと、浴の溶液全体との種々のモル比に関して示
している。
本発明の方法の更に他の実施例に於ては、第2
図に示されている如く、沸点を上昇させる物質の
添加及び浴の表面上の気体の周囲圧力の増加の両
方が用いられた。エチレン・グリコールを含むめ
つき浴が容器10内に保持されている。水及びエ
チレン・グリコールを保持する別の容器12が、
該容器12内の上記液体が容器10の外側を囲む
ように、上記容器10を取囲んでいる。圧力放出
安全弁16を有する蓋14が、容器12のための
封止されたカバーを形成している。エチレン・グ
リコールは、容器10内の浴及び容器12内の水
に、動作圧力に於ける容器12内の周囲の液体の
沸点がめつき浴の所望のめつき温度になるような
量で加えられている。蓋14により示されている
如く、浴の溶液及び周囲の液体の両方に、封止さ
れた囲いが設けられており、その封止された囲い
は、浴及び周囲の液体の上の気体の周囲圧力を増
加させ、従つて浴の沸点を上昇させる。それか
ら、容器12の外側を、該容器12内の液体がそ
の沸点に達する迄加熱し、その時点に於て、浴
は、容器12内の周囲の液体の沸点の略等しい一
定の温度に維持される。容器12内の周囲の液体
は又、略均一な熱をめつき浴に伝達する。雰囲気
が、浴の蒸気圧よりも高圧の蒸気より成るので、
浴からの水分の損失がなく、又浴の蒸発端部の周
りに、浴の自然分解を生ぜしめる核発生位置の源
になるニツケル塩の結晶が生じない。封止された
囲いは、浴の自発分解を生ぜしめる該発生位置と
して働くことがある塵又は望ましくない粒子か
ら、溶液を保護する。
G 発明の効果 本発明の方法によれば、付着される被膜の質に
影響を与えずに、基板上に於ける被膜の付着速度
を増加させる、改良された無電解金属付着方法が
得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、めつき浴の沸点を、該めつき浴に加
えられた物質の量の関数として、異なる周囲圧力
について示しているグラフであり、第2図は、付
着速度を増加させるために、封止された囲いと、
めつき浴を囲む液体とを組合わせて用いた場合を
示している図である。 10……浴のための容器、12……周囲の液体
のための容器、14……蓋、16……圧力放出安
全弁。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 適当な基板をニツケルイオン及び次亜燐酸イ
    オンを含むニツケル−燐合金めつき溶液に接触さ
    せることにより、上記基板上にニツケル−燐合金
    被膜をめつきする無電解金属附着方法に於て、上
    記溶液の表面の上の気体の周囲圧力を増加させて
    上記溶液の沸点を上昇させ、上昇された上記溶液
    の新たな沸点近傍に上記溶液を加熱してめつきす
    ることを特徴とする無電解金属附着方法。 2 適当な基板をニツケルイオン及び次亜燐酸イ
    オンを含むニツケル−燐合金めつき溶液に接触さ
    せることにより、上記基板上にニツケル−燐合金
    被膜をめつきする無電解金属附着方法に於て、上
    記溶液に混和し且つ該溶液の反応性を実質的に変
    化させないグリコールを上記溶液に加えて上記溶
    液の沸点を上昇させ、上昇された上記溶液の新た
    な沸点近傍に上記溶液を加熱してめつきすること
    を特徴とする無電解金属附着方法。
JP60157142A 1984-11-19 1985-07-18 無電解金属付着方法 Granted JPS61124576A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/672,518 US4594273A (en) 1984-11-19 1984-11-19 High-rate electroless deposition process
US672518 1984-11-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61124576A JPS61124576A (ja) 1986-06-12
JPH0320470B2 true JPH0320470B2 (ja) 1991-03-19

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ID=24698888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60157142A Granted JPS61124576A (ja) 1984-11-19 1985-07-18 無電解金属付着方法

Country Status (3)

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US (1) US4594273A (ja)
EP (1) EP0191227A1 (ja)
JP (1) JPS61124576A (ja)

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Also Published As

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EP0191227A1 (en) 1986-08-20
US4594273A (en) 1986-06-10
JPS61124576A (ja) 1986-06-12

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