JPH0849100A - 電解加工用電解液組成物 - Google Patents

電解加工用電解液組成物

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JPH0849100A
JPH0849100A JP21419694A JP21419694A JPH0849100A JP H0849100 A JPH0849100 A JP H0849100A JP 21419694 A JP21419694 A JP 21419694A JP 21419694 A JP21419694 A JP 21419694A JP H0849100 A JPH0849100 A JP H0849100A
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JP
Japan
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electrolytic
oxide film
film removal
etching
acid
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JP21419694A
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English (en)
Inventor
Masabumi Nomura
正文 野村
Yoshiharu Kikuchi
義治 菊地
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Yuken Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Yuken Kogyo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電解エッチング,電解酸化膜除去を含む電解
加工を実施する上で,これらの電解加工を極めて有効に
実施する電解液組成物を提供する。 【構成】 電解加工用の電解液組成を組み立てる上で,
基本的に,通電を安定に確保する水溶性の電解質と,
濃度分極を維持する分極向上剤と,金属表面がエッ
チング性成分によって腐食するのを防止する抑制剤(イ
ンヒビター)の内,の電解質を基本として,〜の
いずれかを組み合わせて,陽極表面近傍に電解溶出した
金属イオンと電解液成分によつて形成される粘性液体の
ヤッケ層ヤッケ層を成長させずに電解エッチング処理,
または電解酸化膜除去処理を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,原子炉用精密用や半導
体加工装置用の金属パイプ,電子材用接点材や回路部
品,電子用および機械機器用の精密部品などを製造する
工程において,部品の金属表面を機械加工後に,または
金属表面をそのまま,所望の平滑度/または粗さに整え
るために,電解エッチングまたは電解酸化膜除去処理な
どの電解加工を実施するのに用いる電解液組成物であっ
て,これらは,本発明者らが,特願平4−30117
9,特願平5−28238,特願平5−79713,特
願平5−132302,特願平5−213202,特願
平6−121012等として特許出願した電解バリ取
り,電解研磨のための電解加工装置を用いて,特願平6
−121006に記載された電解エッチング処理方法お
よび電解酸化膜除去処理方法を実施する際に,所望の効
果を得るのに用いられる電解液組成物に関するものであ
る。
【0002】本発明で言う電解加工の装置と方法は,既
に上記の特許出願明細書に詳しく記載されているが,被
処理物側を陽極にして電解処理を行う際に,溶液の流動
を行ってエッチング(粗化)処理または酸化膜除去処理
を行うことが出来る。
【0003】電解エッチング処理と電解酸化膜除去処理
は,電解バリ取り・電解研磨と同じ電解装置を用い,電
解液の流速を電解バリ取り・電解研磨と同じ程度に設定
し,電解電流密度(電解電圧)を,電解バリ取り・電解
研磨の時よりも大きく下げれば,電解エッチングおよび
電解酸化膜除去を実施することが可能になる。
【0004】
【従来の技術】従来の電解加工,特に電解エッチング
は,公知の文献としては幾つかの例が示されたいるが,
実際には電解電流が被処理物全体にわたって均一になら
ず,部位によってエッチング状態が異なったり,継続的
な通電処理による電解液の劣化によって,電解液が新し
い時と比べてエッチングの仕上がりが変化する欠点が見
られ,電解エッチング処理は文献では見られても,実際
には実用化が困難であった。
【0005】このため,実際的にエッチング処理には,
電気化学的処理よりもむしろ酸やアルカリなどの純化学
的な薬液によるエッチング溶解の方が広く用いられてい
るのが現状である。
【0006】また,電解酸化膜除去は,もともと被処理
物側を陽極として電解するので,これまでは陽極電解で
は殆どの場合に酸化皮膜が新たに発生するか元々あった
酸化膜が成長すると考えられていたため,陽極電解で酸
化膜を除去する様な発想は殆ど無かった。この分野も,
エッチングと同様に薬液,特に酸による表面酸化膜の溶
解除去が主体であった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は,以上に述べ
た従来の金属表面の電解エッチング処理または電解酸化
膜除去処理を実施するための電解液組成物に関するもの
で,本発明の電解加工用の電解液組成物は,本発明者ら
が,特願平4−301179,特願平5−28238,
特願平5−79713,特願平5−132302,特願
平5−213202,特願平6−121012等として
特許出願した電解バリ取り,電解研磨等のための電解加
工装置と,特願平6−121006に記載された電解エ
ッチング処理方法および電解酸化膜除去処理方法に基づ
き電解エッチング処理または電解酸化膜除去処理を実施
するにあたり,所望の電解加工効果を得るために好適な
電解液組成物に関するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の電解エッチング
処理または電解酸化膜除去の電解加工を実施するための
電解液組成を組み立てるには,いずれも基本的に,被
加工物側を陽極にしてその表面を持続的に安定して溶解
するために,まず通電を安定に確保する水溶性の電解質
と,被加工物表面を均一に溶解するに当たって,適度
に濃度分極を維持する分極向上剤と,金属表面がエッ
チング性成分によって過度に腐食するのを防止する抑制
剤(インヒビター)の内,の水溶性の電解質を基本と
して,〜のいずれか1種または2種以上を組み合わ
せて用いる。
【0009】
【手段の詳細な説明】次に,電解エッチング処理と電解
酸化膜除去処理を実施するための電解液組成を以下に詳
しく説明する。
【0010】電解質 水溶性の電解質は,電解加工液の通電性を確保する基本
成分となり,それ自体に通電性があることが最低限必要
である。この目的のためには,次の電解質を挙げること
ができる。
【0011】・硫酸,硝酸,塩酸,リン酸などの単体お
よび混合物 ・上記酸のナトリウム塩,カリ塩,アンモニウム塩 ・水酸化ナトリウム,水酸化カリ これらの電解質は,電解液として使用する際の濃度は,
各電解加工で必要な通電性を確保できる濃度から各電解
質の溶解度限度の間で使用することが出来る。これらの
電解質は,所定の通電性が確保できない濃度では,無理
に通電すると陽極側の素材が部分的に素地荒れを起こし
て仕上がりのムラを生じたり,表面に不溶性皮膜を形成
する。また溶解度以上に濃度を上げてもコスト・アップ
になるばかりで何らメリットが無く,電解質それ自体
と,他の必要成分の両方の溶解性を阻害するので望まし
くない。
【0012】本発明の電解エッチングおよび電解酸化膜
除去では,電解バリ取り・電解研磨とは異なって,積極
的に金属表面の平滑化・光沢化を目的としないので,金
属研磨面に酸化膜を形成して表面溶解を抑制して平滑化
するような酸化性化合物の添加を必須としない。
【0013】分極向上剤 分極向上剤は,被加工物表面を均一に溶解するに当たっ
て,適度に濃度分極を維持するるもので,本発明者ら
が,特願平4−301179,特願平5−28238,
特願平5−79713,特願平5−132302,特願
平5−213202,特願平6−121012等として
特許出願した電解バリ取り,電解研磨のための装置及び
方法において記述されている「ヤッケ層」形成を促進す
る成分であるが,電解エッチングと電解酸化膜除去の場
合は均一な被加工物の表面溶解は必要でも,電解研磨時
のように表面凹凸の差を無くするような高粘性物質によ
る大きい分極効果は必要ない。
【0014】・EDTAとその塩,NTAとその塩,D
TPAとその塩,グリシンとその塩などアミノカルボン
酸とその塩。 ・トリエタノールアミン,ジエタノールアミン,モノエ
タノールアミン,トリイソプロパノールアミンなどのエ
タノールアミン類。 ・シュウ酸,酢酸,コハク酸,マロン酸クエン酸,酒石
酸,グルコン酸などのカルボン酸またはそのアンモニウ
ム,カリ,ナトリウム塩。 などの金属と安定な可溶性錯化合物を形成する化合物が
使用できる。
【0015】分極向上剤は,電解液として使用する際の
濃度として,0.5〜70g/L,望ましくは1〜50
g/Lで使用することが出来る。濃度の下限である0.
5g/L以下では,添加量が少な過ぎて所望の高価が得
られず,100g/L以上では,場合により陽極素材の
溶解を促進しすぎたり,電解液の粘度を過剰に上昇して
問題を生じる。
【0016】抑制剤 金属表面がエッチング性成分によって腐食し,目的の表
面状態が損なわれることを防止する成分で,工業的に広
く用いられている酸洗用インヒビターがこれに相当す
る。
【0017】ジシクロヘキシルアンモニウム塩,脂肪族
アミン(オレイルアミン,ステアリルアミンなど)やポ
リアルキレンポリアミン(ジエチレントリアミン,トリ
エチレンテトラミン,テトラメチレンテトラミンなど)
の高級脂肪酸(炭素数C10〜C20のアルキル基を持
つカルボン酸)塩などのアミン系有機物,ジアルキルチ
オ尿素(アルキル:エチル,ブチルなど),モルホリ
ン,イミダゾールやベンゾトリアゾールの誘導体などが
用いられる。
【0018】これらの抑制剤は,電解液として使用する
際の濃度として,0.1〜10g/L,望ましくは1〜
5g/Lで使用することが出来る。使用出来る濃度下限
の0.1g/L以下では,これらの成分によるインヒビ
ター効果が満足に得られず,金属表面の素地荒れを抑制
できない。また,上限の10g/L以上では,これらが
比較的高価な成分であり,これ以上濃度を上昇しても効
果が期待できないし,これらの抑制剤が金属表面に強く
吸着して有害でもある。
【0019】以上に説明した,本発明の電解加工用の電
解液組成物の構成成分を組み合わせることによって,電
解エッチングや電解酸化膜除去などの幅広い加工処理を
実施することが可能になる。
【作用】
【0020】上記に示した電解エッチングおよび電解酸
化膜除去の用途に用いることで,優れた電解加工性が得
られるところの本発明電解液の効果と成分を関連付けて
説明すると,次のようになる。
【0021】通電性を確保するための水溶性の電解質,
加工金属表面に吸着して腐食防止する抑制剤の働きは自
明であるが,本発明の電解液組成物中の分極向上剤は,
電解バリ取りおよび電解研磨のための電解液組成物と比
べて,その種類において異なっている。
【0022】電解質,抑制剤などの成分と分極向上剤が
共存する電解液中で,上記の各特許出願で記載される装
置と方法を用いて電解エッチング処理または電解酸化膜
除去処理を行うと,被加工物表面にヤッケ層は顕著に生
成しないために,表面の平滑化とは逆の電解エッチング
が行われるとともに,電解酸化膜除去では,電解研磨で
は不可避的に形成される酸化膜生成を回避する電解液組
成によって電解酸化膜除去を行うことが出来る。勿論,
これは厳密な議論として述べているのではなく,本電解
酸化膜除去処理後,軽い活性化用の酸に浸漬する程度で
電気めっきを施して,充分な密着性が得られると云う程
度の実用上としての議論である。
【0023】分極向上剤は,被加工物である陽極近傍
に,高濃度状態で溶出した金属イオンを錯化剤により可
溶化して軽度のヤッケ層を形成し,電解エッチング,電
解酸化膜除去を実施することが可能になる。
【実施例】
【0024】本発明の電解エッチング処理および電解酸
化膜除去処理用の電解液について,以下に具体的な例を
挙げて詳細説明する。
【0025】<実施例1> [銅の電解エッチング] 電解液組成と電解条件 (液組成) 硝酸アンモニウム 200g/L シュウ酸アンモニウム 100g/L (条件) 陽極電流密度(DA) 0.5A/cm 電圧 25V 電解液温度 室温 電解時間 10秒 電解液の流速 1m/秒 厚み1mm×幅33.5mmの白銅条材(JIS H3
100:C7060)を,上記の組成を用いて,特願平
5−213202の図2の装置概念図に示した連続電解
装置を用いて,上記の条件で電解研磨を行った。電解研
磨前後で,素材の表面粗さを比較すると,Ra値は,処
理前に約0.1μmであったものが,処理後には,Ra
値1.8μmが得られた。
【0026】<実施例2> [ベリリウム銅の電解酸化膜除去] 電解液組成と電解条件 (液組成) 硫酸アンモニウム 200g/L シュウ酸アンモニウム 10g/L (条件) 陽極電流密度(DA) 0.1A/cm 電圧 7V 電解液温度 室温 電解時間 10秒 電解液の流速 0.1m/秒 厚み0.3mmのベリリウム銅合金板(JIS H31
00:C1720)を被加工物とし,実施例1と同一の
連続電解装置を用い,電解条件のうち電解電圧だけを7
Vとし,あとは実施例1と同一条件にして,電解酸化膜
除去を実施した。
【0027】酸化膜除去後に,被加工物を,水洗,希硫
酸(2wt%)浸漬,水洗して光沢ニッケルめっき
(2.3μm)を施した。その後,めつき面を180度
折り曲げて,折り曲げ部分を拡大鏡で観察したが,めっ
きの剥離は全く見られなかった。
【0028】<実施例3> [ステンレスの電解酸化膜除去] (液組成) 塩化アンモニウム 200g/L シュウ酸アンモニウム 20g/L ヒドロキシベンゾトリアゾール 1g/L (条件) 陽極電流密度(DA) 0.2A/cm 電圧 10V 電解液温度 室温 電解時間 1秒 電解液の流速 0.1m/秒 厚み0.3mmのSUS304板を,上記の組成を用い
て,実施例1と同様の連続電解装置を用い,上記の条件
で電解酸化膜除去を行った。
【0030】酸化膜除去後に,被加工物を,水洗,希硫
酸(2wt%)浸潰,水洗して下記の全塩化浴ストライ
ク・ニッケルめっき(0.2μm),継いで光沢ニッケ
ルめっき(2μm)を施した。その後,めっき面を18
0度折り曲げて,折り曲げ部分を拡大鏡で観察したが,
めっきの剥離は全く見られなかった。
【発明の効果】
【0031】電解エッチングおよび電解酸化膜除去を含
む電解加工に対して,本発明の電解液組成物を,本発明
者らが特許出願した特願平4−301179,特願平5
−28238,特願平5−79713,特願平5−13
2302,特願平5−213202,特願平6−121
012等に記載してあるバッチ式または連続式の電解加
工装置,および特願平6−121006に記載した電解
エッチング処理および電解酸化膜除去処理方法に適用す
ることによって,これら電解エッチング,電解酸化膜除
去を効果的に実施することが可能になる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電解エッチング処理,または電解酸化膜
    除去処理の内のいずれかを実施することを目的とした電
    解加工液組成物として,基本的に,水溶性の電解質,
    分極向上剤,腐食抑制剤(インヒビター)の内,
    の水溶性の電解質を基本として,〜のいずれか1種
    または2種以上を組み合わせて用いることにより,陽極
    表面近傍に電解溶出した金属イオンと電解液成分によっ
    て形成される粘性液体のヤッケ層の成長を抑制して電解
    することを特徴とする電解エッチング処理,または電解
    酸化膜除去処理用の電解液組成物。
  2. 【請求項2】 請求項1の電解エッチング処理,または
    電解酸化膜除去処理の内のいずれかを実施することを目
    的とした電解加工液組成物において,基本的に,水溶
    性の電解質として,塩酸,硝酸,硫酸,リン酸かそれら
    のアンモニウム,カリウム,またはナトリウム塩,水酸
    化カリウムの中から選ばれた1種または2種以上, 分極向上剤として,アミノカルボン酸とその塩,エタ
    ノールアミン類,カルボン酸またはその塩,の中から選
    ばれた1種または2種以上, 腐食抑制剤(インヒビター)として,脱水環化エタノ
    ール誘導体を含むアミン化合物,窒素含有ヘテロ環状化
    台物,チオ尿素誘導体の中から選ばれた1種または2種
    以上,の内,の水溶性の電解質を基本として,〜
    のいずれか1種または2種以上を組み合わせて用いるこ
    とにより,ヤッケ層の成長を抑制して電解することを特
    徴とする電解エッチング処理,または電解酸化膜除去処
    理用の電解液組成物。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000001799A (ja) * 1998-06-17 2000-01-07 Teikoku Micro Kk 金型の電解洗浄用組成物および該電解洗浄用組成物を用いた金型洗浄装置
JP2011131282A (ja) * 2009-12-22 2011-07-07 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk 白金の電解溶出方法及び電解処理装置

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