JPH0463286A - めっき方法および装置 - 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〕 本発明はめっき方法およびめっき装置に関し詳しくはス
テンレススチール製容器を用いて行う無電解ニッケルめ
っき方法および装置に関する。

〔従来の技術〕

無電解ニッケルめっきは、一般に、硝酸による不働態化
によりニッケルの析出を防止したステンレススチール製
容器に７０〜９８℃に加温した無電解ニッケルめっき液
を満たし　その液中に被めっき物を所定の時間浸漬して
所望の膜厚のニッケルめっき析出を行うものである。

めっき液を連続して使用する場合に（戯　析出により消
耗する金属ニッケル量、分解消費される還元剤の量、ま
たその他の成分及び最適ｐＨ値を維持するためく　硫酸
ニッケル等のニッケル塩、次亜燐酸ナトリウム、キレー
ト剤その他船化合物本および水酸化ナトリウム等を消耗
量に応じて補給する。しかしこの場合、補給時に生じる
沈澱物やゴミ、ニッケル粒等を核としてニッケルが析出
しそれがきっかけとなって使用しているステンレススチ
ール容器にもニッケルが析出し始める。そのままめっき
を続けると、更に容器への付着が進べやがて急激なめっ
き析出となって、めっき液成分濃度のバランスが崩れ　
よい被膜を得ることが困難となる。

銅箔パターンが形成されたプリント配線基板上に無電解
ニッケルめっきを選択的に行う場合に、めっき液がこの
ような状態になったときには銅箔パターン以外の絶縁樹
脂部分にもめっきが析出しプリント配線板は回路が短絡
し　不良品になってしまう。

上述の容器へのニッケル析出は初期段階では検知が不可
能で、発見したときには容器全体にニッケルが析出して
しまっていることが多い。このような状態になった段階
のめっき液は各成分のバランスが崩へ　通常再生不能で
あり、廃棄しなければならない。また、この場合の被め
っき製品は不良となり、浴そのものの損失に加え、廃液
処理費もかさ本　美大な損失になってしまう。

このような問題を防止するために従来とられていた方法
哄　ある程度の時間めっきを行った後、めっき液を他の
槽に移し、ステンレススチール槽を硝酸で不働態化処理
し　再びこの槽にニッケルめっき液を移してめっきを行
うという方法であっな 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら従来は容器へのめっき析出が検知できない
ため、上記の方法でも前記問題を回避できないことがあ
り、確実さに欠ける。また確実さを追求すればするほど
、めっき液の移し替え、洗浄、めっき液の昇温等の操作
を早め早めに行わなければならない。しかしながらこの
ような操作には手間がかかり、その間めっき作業は停止
しなければならず、めっきの稼働率がきわめて低かった
すなわち従来はこれらの操作を本当に必要なときに行う
ことができず、本来必要とされるよりはるかに多くの手
間や停止時間が生■　不良品発生の恐れを完全になくす
こともできなかっ九本発明の目的は上記従来技術の問題
を解決し不良品を作らず、効率よく無電解ニッケルめっ
きを行える方法を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明＃戯　ステンレススチール製容器に入れられため
っき液中に被めっき物を入れてニッケルを析出させる無
電解ニッケルめっき方法において、導電体をめっき液に
漬け、この導電体を陰極とし、ステンレススチール製容
器を陽極として直流電圧をかけ、この陰極と陽極の間に
流れる電流値を測定しながらめっきを行うことを特徴と
するめっき方法である。

また本発明代　無電解ニッケルめっき液を入れるための
実質的にステンレススチールからなる容器　導電弧　該
容器および該導電体と接続された直流電撒　および該容
器と該導電体とを通って流れる電流を測定するための電
流計を有する無電解ニッケルめっき装置である。

ステンレススチール製容器（めっき槽）、めっき激　被
めっき物として１　特に制限はなく、従来無電解ニッケ
ルめっき法に用いられている如何なるものも使用できる
。

導電体も、めっき液を変化させず、まためっき液に対し
て安定なものであれば、またその少なくとも一部をめっ
き液中に浸せる程度の寸法、形状であれば特に制限なく
使用できる。例えば金鳳カーボン等が好ましく用いられ
る。

プリント基板程度のものをめっきするような場合、例え
ばステンレススチール製の直径１０ｍｍ程度の丸棒が扱
いやすい。導電体は１つでも複数個設けてもよい。

この導電体を陰極とし、ステンレススチール製容器を陽
極として直流電圧をかけるが、この極性を逆にしたり、
交流電圧をがけたりするとステンレススチール壁にニッ
ケルが析出し　めっき液が分解する。

導電体の配置も、特に制限はないが、ステンレススチー
ル容器の壁と導電体との間隔をむやみに大きくとると有
効投影面積が減少するので一回当りの作業量が少なくな
り、生産性が低下する傾向にあることを考慮すると良い
。

また両極が接触しないようにすることはもちろんである
。プリント基板程度のものをめっきするような場合、例
えば導電体を容器の内壁から２〜３ｃｍ離して懸架する
ように配置するのがこのましい。

直流電圧の大きさも制限はない。但しむやみに大きくす
ると陰極部にめっきの析出量が多くなって、必要な部品
への無電解ニッケルめっき量が局部的に減少したり、ま
たステンレススチール容器の内壁がエツチングされたり
することがあり、また電圧があまりに小さいと電流値を
読み取りにくくなることを考慮すると良い。この電圧は
０．７ｖ〜１．０ｖ程度が実用上好ましい。

直流電源としては、従来公知の如何なるものも使用でき
るが、一定電圧を精度よく保持できる定電圧電源を用い
ることが好ましい。

このようにめっき液に直流電圧をかけることで、めっき
液が電解さ汰　容器と導電体との間に電流が流れる。こ
の電流を監視しつつめっきを行い、電流値が所定の値を
越えた時点でめっき槽の洗浄等の処置を行う。

例えば１ｖで電解上　無電解ニッケルめっきの浴温が９
０℃の場合、初期０．１〜０．２Ａ程度の電流が流れる
。めっきを続けると還元剤の影響を受けて徐々に電流値
が上昇していく。電流値がＩＡを越えると肉眼で十分認
められる量のニッケルが容器壁面に析出してくる。この
場合電流値がＩＡより小さい間は無電解めっきを続けて
いて何ら差し支えなく、　ＩＡを越えた時点でめっきを
中断し　めっき液を他の容器に移し　めっき槽に硝酸を
満たして析出したニッケルを溶解し　一定時間（例えば
１時間程度）そのままにしてステンレススチールの不働
態化を行い、その後硝酸を排出して上記めっき液をめっ
き槽に戻し　再びめっきを続けることができる。

このような電圧と電流と不働態の状態の相関は発明者が
見いだしたものである。この相関の例を第２図に示す。

第２図中Ａは正常なめつき液を用いた場合である。めっ
き作業中、めっき液中の組ＪＬ　　成分のバランスが狂
った場合や異物が液中に入ったりするとＢｓ？Ｃのよう
なカーブになり、めっき槽内壁にはめっきが析出する（
Ａ−Ｃすべて温度９０℃、電圧０．９Ｖ）。　ＩＡでは
めつき析出はほとんどない。所定の電流値を決めるのは
このような実験によれば良く、この場合ではＩＡとすれ
ばよい。

めっき槽内壁へのニッケルめっきの析出速度は初期の間
はきわめて遅いが、めっき面積が内壁面積の約５％を越
えるようになると反応は急激に速くなる。従ってニッケ
ルめっきが容器内壁に析出し始めた時点でこれを検知し
　処置を行え（！、析出ニッケル量もごく少なく、硝酸
で短時間で溶解でき、容器の不働態化も容易であるので
、作業の停止時間も短時間です本　良好なめつき製品を
得ることができ、プリント配線板の銅箔上への選択無電
解めっきのような場合でも、絶縁樹脂部分へのニッケル
析出がなく、不良が発生しない。本発明はニッケルの容
器への析出を電流値により検知し　これらの効果を得る
ものである。

無電解ニッケルめっきを自動めっき装置を用いて行う場
合、通常めっき層へのニッケル析出の発見が困難で、大
量の不良品を出し、めっき液の廃棄による損失も美大な
ものとなる。この場合でも、本発明のように、陰陽極を
設置し、両極間に流れる電流を監視するための電流計を
設け、設定電流になった時点で自動的に装置を停止させ
、めっき液を他の槽に移し　硝酸を満たし　一定時間（
例えば１〜４時間程度）不働態化を行い、洗浄の後めっ
き液を戻し　めつきを再開することをすべて自動的に行
え（戴　不良の発生もなく、稼働効率を高めることがで
きる。

不働態化処理に使用する硝酸中にニッケルがある程度以
上溶解すると硝酸の効果が失われる。内壁に析出したニ
ッケルの量がごくわずかであれば短時間で不働態化する
ので例えば１〜４時間（プリント配線板程度のものを対
象としたとき通常この程度）の処理ですむ力（、内壁に
ある程度以上のニッケルが析出した場合にはそれを溶解
すると硝酸中のニッケル濃度が高くなり、ステンレスス
チールを不働態化することができなくなる。めっきが析
出して不働態化が壊れた部分は十分に不働態化するのに
長時間（上記１〜４時間に対して１０時間以上）必要と
なり、場合によっては硝酸を入れ換えなければならなく
なる。その間装置停止時間は掛かり、濃硝酸の取扱は非
常に危険である。本発明はこのような事態を未然に防ぐ
。

このように本発明によれば、ステンレススチール製容器
を使用する無電解ニッケルめっきにおいて、めっき作業
中一定電圧でめっき液を電解し、その電流値を監視し、
一定電流に達した時点で無電解ニッケルめっきを中止し
　槽内のめっき液を他に啓上　析出したニッケルを硝酸
で溶解した後、めっき作業を再開する方法によって、無
駄のない、経済的にも品質的にも最大効率の無電解ニッ
ケルめっき作業が可能になる。

不働態化に用いる硝酸は従来無電解ニッケルめっき法に
用いられているものでよく、１２規定以上の濃硝酸で、
金属溶解量のより少ないもの（例えばニッケル３ｇ／ｌ
以下）が好ましい。

〔実施例〕

実施例１ 両面鋼張り積層板（２５０ｍｍＸ３３０ｍｍ）の所望部
にＮＣ付きボール盤で穴を開け、公知のスルーホール銅
めっきを行い、　ドライフィルム−写真法で所望のラン
ド及び回路を形成し、塩化第二銅２００ｇ／ｌおよび塩
＠：２０ｇ／ｌからなる溶液により不要部の銅箔を溶解
除去し　次いで不要となったドライフィルムを３％水酸
化ナトリウム水溶液により剥離除去した　続いて市販の
ソルダーレジストを用い、所望の端子部やランド部等を
残して他の部分を覆った このプリント配線板を試料としてソルダーレジストで覆
われていない銅表面に無電解ニッケルめっきを行った　
めっき液としては次の組成のものを用いた ・硫酸ニッケル・六水塩　３０ｇ ・次亜燐酸ナトリウム　　１５ｇ こはく酸ナトリウム　　　５ｇ ・酢酸ナトリウム　　　　　５ｇ ・酢酸鉛　　　　　　　０．００１ｇ ・水酸化ナトリウムまたは硫酸 ２０℃でｐｈ４．５となる量 ・水　　　　全量で１１となる量 めっき槽にはステンレススチール板（ＳＵＳ３１６．厚
さ３．２ｍｍ）製のもの（６００ＩＩＩｍＸ　１２００
ａｏ＋＋Ｘ　５０（１＋ｍ）を用い、めっき槽に１２規
定の硝酸を満なＬ−２４時間接硝酸を他の容器に移し　
めっき層を水で十分に洗浄し、最後に純水で洗浄しｆ、
　　その後上記めっき液をめっき層に満たし　９０℃に
加温した次に示す工程で、試料に公知の前処理を施した
後、無電解めっきを行った 脱脂→過流酸アンモニウム溶液浸漬→塩化パラジウム溶
液浸漬→塩酸浸漬→無電解ニッケルめっき めっき液はニッケル析出にしたがって変化するので、　
１時間ごとに組成を分析し　減量した成分を補給り、、
ｐＨはｐＨメーターで測定し水酸化ナトリウムにより４
．５±０．２の範囲となるようにしｆ。

めっき作業中法　第１図に示すように容器１を陽極とし
　導電体（直径１．　Ｏａ＋ａ＋のステンレススチール
製丸棒）３を陰極と獣　直流電源４を両極に接続し　回
路中に電圧計５および電流計６を設け、電圧を一定（０
，９Ｖ）に保つと共に、電流値を測定した。

このようにして１５分間めっきを行い４〜５μｍ厚のニ
ッケル被膜を得るという操作を試料を替えながら繰り返
しへ 初期電流値は０．１８Ａであったが、を流は徐々に上昇
し、合計１５時間めっきした時点で電流値がＩＡとなり
九　二二でめっきを中断獣　めっき液を他の槽に移して
、めっき槽を観察したところ、内壁の１カ所に約１５ｃ
ｍ２　のニッケル析出が認められ九　二のめっき槽を水
洗Ｌ−，１２規定硝酸を満たしたところ、約３０秒で析
出したニッケルが完全に溶解し八　そのまま１時間放置
した後硝酸を他の容器に移し、めっき槽を十分に水洗し
　さきに使用していためっき液を再びめっき槽に満たし
　上記めっき条件でめっきを再開し八　その後このめっ
き液で１０時間の連続めっきが良好に行えた比較例１ 実施例１と同様に連続的にめっきを繰り返した１５時間
めっきした時点で電流値はやはりＩＡとなったが、その
ままめっきを続は九　その後２時間で電流は３Ａを超え
島　この時点の試料は、銅表面部だけでなく、銅パター
ン部以外のソルダーレジストや、積層板のエポキシ樹脂
表面にもニッケルめっきが析出し　銅パターン部同士の
間の間隙部分はニッケル被膜で短絡し、回路として不良
となっ九　ここでめっき液を他の容器に移し、容器内壁
を観察したところ、はとんど全面にわたってニッケルが
析出していた　めつき槽を水洗し、１２規定硝酸を満た
したが、内壁に析出したニッケルの剥離に数分要した　
そのまま１時間放置後、実施例１同様めっきを再開した
が、数分で電流値がＩＡを超え、めっき槽内壁にニッケ
ルが析出しめっきを続けることができなくなった　これ
頃最初のニッケル析出量が多く、その剥離に使用した硝
酸中のニッケル濃度が高くなり不働態化処理が不十分と
なったことが一因と考えられる。

上記めっき液に限らず、日本カニゼン社製、また実計製
薬社製の無電解ニッケルめっき液でも実施例１および比
較例１と同様の結果を得た〔発明の効果〕 無電解ニッケルめっき液は種々の遼因で析出の活性度が
増す。作業時間が長くなるに従ってその機会が増加する
。その結果容器へのニッケル析出や、製品の、析出を望
まない位置へのめっき付着が生じる。このような析出を
早期に発見すればするほど被害は小さいが、従来は発見
が困難で、急激なｐＨの降下や異常なニッケル濃度の減
少によって初めて発見でき九　特に自動機の場合は発見
が遅れ不良の大量発生や液の損失につながっていた 本発明によれｉ！、ニッケルの濃度異常や急激なｐＨ降
下が起きる前に容器へのニッケル析出を発見することが
でき、安定した良好なめっき作業を行うことができる。

しかも早めに作業をやめる必要がないのでめっきの稼働
率が向上する。

特にプリント配線板等細かいパターンを有するものにニ
ッケルめっきする場合、本発明によればショート等の不
具合を防げるので、本発明は特に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の１例を示す模式１　第２図はめ
っき作業における電流と電圧の相関を示す図である。 １　容器　　　　　２　めつき液 ３　導電体　　　　４　直流電源 ５、電圧計　　　　６　電流計 ４直爪電三原

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．ステンレススチール製容器に入れられためっき液中
   に被めっき物を入れてニッケルを析出させる無電解ニッ
   ケルめっき方法において、 導電体をめっき液に漬け、この導電体を陰極としステン
   レススチール製容器を陽極として直流電圧をかけ、この
   陰極と陽極の間に流れる電流値を測定しながらめっきを
   行うことを特徴とするめっき方法。
2. ２．無電解ニッケルめっき液を入れるための実質的にス
   テンレススチールからなる容器、導電体、該容器および
   該導電体と接続された直流電源、および該容器と該導電
   体とを通って流れる電流を測定するための電流計を有す
   る無電解ニッケルめっき装置。