JPH10265961A

JPH10265961A - Ａｌ又はＡｌ合金への無電解ニッケルめっき方法

Info

Publication number: JPH10265961A
Application number: JP7296397A
Authority: JP
Inventors: Shigeyuki Gotou; 習志後藤; Akira Nakabayashi; 明中林
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1997-03-26
Filing date: 1997-03-26
Publication date: 1998-10-06

Abstract

(57)【要約】【課題】亜鉛置換処理において亜鉛皮膜を基板の全表
面に均一に形成させてＮｉ−Ｐ皮膜を基板の全表面に均
一に形成する。【解決手段】Ａｌ又はＡｌ合金を亜鉛置換処理した
後、無電解ニッケルめっきを行う方法において、Ａｌ又
はＡｌ合金を乾燥した後に亜鉛置換処理することを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＡｌ又はＡｌ合金
（アルミニウム又はアルミニウム合金）への無電解ニッ
ケルめっき時の亜鉛置換工程の前処理方法に関する。更
に詳しくはハードディスク用のアルミニウム基板への無
電解ニッケルめっきに適するめっき方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、ハードディスクの製造において、
Ａｌ又はＡｌ合金基板に下地めっきとして次亜リン酸又
はその塩を還元剤とする無電解ニッケルめっき皮膜（以
下、無電解Ｎｉ−Ｐ皮膜又は単にＮｉ−Ｐ皮膜という）
を形成することが行われており、このＮｉ−Ｐ皮膜を形
成するために、機械加工したＡｌ又はＡｌ合金基板を亜
鉛置換処理した後、無電解ニッケルめっきを行ってい
る。この亜鉛置換処理を行う主たる理由は、Ａｌ又はＡ
ｌ合金基板に直接無電解ニッケルめっきを行ったので
は、Ａｌのイオン化傾向とＮｉのイオン化傾向の差が大
き過ぎ、皮膜形成が速過ぎて均一な皮膜が形成できない
ためである。即ち、ＡｌとＮｉの中間のイオン化傾向を
有するＺｎをＡｌ又はＡｌ合金基板上に析出させて亜鉛
皮膜を形成させた後に無電解ニッケルめっきを行うこと
により、均一なＮｉ−Ｐ皮膜を形成している。

【０００３】このＮｉ−Ｐ皮膜の形成方法には、図６に
示すように、Ａｌ又はＡｌ合金の脱脂工程１、水洗工程
２、エッチング工程３、水洗工程４、亜鉛置換工程５、
水洗工程６及び無電解ニッケルめっき工程７が通常採用
されている。また別の従来のＮｉ−Ｐ皮膜の形成方法と
して、図７に示すように、Ａｌ又はＡｌ合金の脱脂工程
１１、水洗工程１２、エッチング工程１３、水洗工程１
４、第１亜鉛置換工程１５、水洗工程１６、硝酸水溶液
中への浸漬工程１７、水洗工程１８、第２亜鉛置換工程
１９、水洗工程２０及び無電解ニッケルめっき工程２１
が採用されている。これ以外にも、これらの工程の間に
種々の工程が入る場合があり、例えばエッチング後に硝
酸水溶液中への浸漬工程を入れる場合や、第２亜鉛置換
工程の後にも更に硝酸水溶液中への浸漬工程と亜鉛置換
工程を繰返していく場合もある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の方法では、亜鉛置換した後にＡｌ又はＡｌ合金基板の
表面に均一に亜鉛皮膜を形成させることができなかっ
た。これは亜鉛置換をする前に基板は水洗後、乾燥され
ることなく、鉛直な状態で亜鉛置換工程まで移送され、
そこで処理されるため、図４（ａ）に符号Ａで示す部分
は他の部分よりも基板表面の付着水が多いことによる。
このように付着水にムラがある状態で亜鉛置換すると、
この部分Ａには亜鉛が殆ど析出せず、この状態で無電解
ニッケルめっきを行うと、図４（ｂ）に符号Ａで示す付
着水の多かった部分は他の部分と比べてＮｉの膜厚が小
さくなり、全体としての平滑度の低下の原因となってい
た。この付着水にムラがある状態での亜鉛置換は、図５
に示すように行われると考えられる。まずＡｌ又はＡｌ
合金基板２２を付着水２３にムラがある状態で（図５
（ａ）及び（ｂ））亜鉛置換液の中に入れると、Ｚｎイ
オンが付着水２３の内部に拡散する（図５（ｃ））。こ
こで付着水の多い部分Ａより先に付着水の少ない部分Ｂ
ではＺｎイオンが基板表面に到達し、置換反応が起きる
（図５（ｄ））。その結果、付着水の少ない部分Ｂの基
板表面に亜鉛皮膜２５が形成される（図５（ｅ））。こ
の状態では亜鉛皮膜２５の表面は局部カソード２６とな
り、Ａｌ基板表面は局部アノード２７となり、引続き拡
散してくるＺｎイオンは局部カソード２６でのみＺｎと
して析出し、局部アノード２７からはＡｌがＡｌイオン
として溶出する（図５（ｆ））。こうしてＺｎの析出に
偏りが生じ（図５（ｇ））、その後の無電解ニッケルめ
っき工程における初期の置換反応によるニッケルの析出
は、局部カソードになるＺｎ皮膜２８の表面に集中す
る。

【０００５】本発明の目的は、亜鉛置換処理において亜
鉛皮膜を基板の全表面に均一に形成させてＮｉ−Ｐ皮膜
を基板の全表面に均一に形成するＡｌ又はＡｌ合金への
無電解ニッケルめっき方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１及び図２に示すように、Ａｌ又はＡｌ合金を亜鉛置
換処理した後、無電解ニッケルめっきを行う方法におい
て、上記Ａｌ又はＡｌ合金を乾燥した後に上記亜鉛置換
処理することを特徴とするＡｌ又はＡｌ合金への無電解
ニッケルめっき方法である。Ａｌ又はＡｌ合金を乾燥し
た後に亜鉛置換処理することにより、亜鉛置換時にＡｌ
又はＡｌ合金の全表面に付着水が存在しないために、図
５（ｇ）に示すような不均一な亜鉛皮膜は形成されず
に、亜鉛が均一にＡｌ又はＡｌ合金表面に析出して均一
な亜鉛皮膜を形成する。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明につき更に詳しく説
明する。本発明のＡｌ又はＡｌ合金に対する無電解Ｎｉ
−Ｐ皮膜の形成方法は、Ａｌ又はＡｌ合金にまず亜鉛置
換処理を施した後にＮｉ−Ｐ無電解めっきを施す方法に
係るものである。図１に示すように、このめっき方法
は、Ａｌ又はＡｌ合金の脱脂工程３１、水洗工程３２、
エッチング工程３３、水洗工程３４、乾燥工程３５、亜
鉛置換工程３６、水洗工程３７及び無電解ニッケルめっ
き工程３８をこの順に有する。また本発明の別のＮｉ−
Ｐ皮膜の形成方法は、図２に示すように、Ａｌ又はＡｌ
合金の脱脂工程４１、水洗工程４２、エッチング工程４
３、水洗工程４４、乾燥工程４５、第１亜鉛置換工程４
６、水洗工程４７、硝酸水溶液中への浸漬工程４８、水
洗工程４９、乾燥工程５０、第２亜鉛置換工程５１、水
洗工程５２及び無電解ニッケルめっき工程５３をこの順
に有する。これ以外にも、これらの工程の間に種々の工
程が入る場合があり、例えばエッチング後に硝酸水溶液
中への浸漬工程を入れる場合や、第２亜鉛置換工程の後
にも更に硝酸水溶液中への浸漬工程と乾燥工程と亜鉛置
換工程を繰返していく場合もある。

【０００８】本発明の特徴ある乾燥工程（図１の符号３
５、図２の符号４５及び５０で示す）では、乾燥はＡｌ
又はＡｌ合金を室温〜２００℃の雰囲気下に置いて、Ａ
ｌ又はＡｌ合金表面の付着水が消失するまで行われる。
Ａｌ又はＡｌ合金に風等を当てても当てなくてもよい。
図１及び図２における水洗以外の工程を詳述すると、脱
脂工程（図１の符号３１、図２の符号４１で示す）では
通常のアルミニウム用アルカリ性脱脂液を用いた浸漬又
は電解脱脂が行われる。エッチング工程（図１の符号３
３、図２の符号４３で示す）ではエッチャントとしてア
ルカリ性又は酸性水溶液を用いる。即ち、１〜１０重量
％程度の水酸化アルカリ或いは１〜２０容積％程度の酸
水溶液、例えば硫酸・リン酸混合水溶液を使用し、この
エッチャントに６０〜７５℃で１〜１５分間浸漬処理す
る。また亜鉛置換処理工程（図１の符号３６、図２の符
号４６及び５１で示す）では亜鉛置換液として従来から
用いられている組成のものをそのまま使用することがで
き、また亜鉛置換の条件も通常の条件と同じでよい。な
お亜鉛置換液には金属分として亜鉛を含む以外に更に
鉄、ニッケル、銅等の金属塩を含んでいても差し支えな
い。また亜鉛置換処理は図２に示すように必要により複
数回繰り返して行うことができ、特にハードディスクの
製造においては亜鉛置換処理を２回以上施すことが好ま
しい。

【０００９】また硝酸水溶液中への浸漬工程（図２の符
号４８で示す）では濃硝酸２００〜７００ｍｌ／ｌの硝
酸水溶液を使用し、１５〜３５℃で３０秒〜２分間浸漬
処理する。なお硝酸水溶液には必要に応じてフッ酸等を
混合してもよい。更に無電解ニッケルめっき工程（図１
の符号３８、図２の符号５３で示す）では水溶性ニッケ
ル塩（Ｎｉとして通常４〜７ｇ／ｌ）、有機酸塩やアン
モニウム塩、アミン等のニッケルの錯化剤（通常２０〜
８０ｇ／ｌ）を含有し、次亜リン酸又は次亜リン酸ナト
リウム等の次亜リン酸塩（２０〜４０ｇ／ｌ）を還元剤
として用いた公知のめっき浴、めっき条件が採用され
る。この場合、めっき浴は酸性浴でもアルカリ性浴でも
よく、例えばｐＨ４〜１０のものが使用される。なおハ
ードディスクの製造においては、ｐＨ４〜６の酸性無電
解ニッケルめっき浴を用いて、リン含量９〜１３％（重
量％、以下同様）のＮｉ−Ｐ皮膜を５〜３０μｍ程度形
成することが好ましい。

【００１０】ここで、無電解ニッケルめっき浴として
は、このように公知の組成のものを使用し得るが、より
好ましくは、水溶性のアンチモン化合物又はビスマス化
合物、例えば酒石酸アンチモニルカリウム、酒石酸アン
チモン、硫酸アンチモン、酒石酸水素ビスマス、酒石酸
ビスマス、硫酸ビスマスの１種又２種以上を微量添加し
たものを使用する。これらの水溶性アンチモン化合物又
はビスマス化合物の添加量は、金属として０．０１〜１
００ｐｐｍ、より好ましくは０．０５〜３０ｐｐｍ、更
に好ましくは２〜２０ｐｐｍであり、４〜１５ｐｐｍが
最適である。その添加量が少な過ぎると添加効果が発揮
されず、多過ぎると析出速度の減少、無めっき、耐熱磁
気特性の悪化等が発生する。なお水溶性アンチモン化合
物、ビスマス化合物は、水溶性鉛化合物と併用できる。
この場合、水溶性鉛化合物の添加量は鉛として０．０１
〜１０ｐｐｍ、特に０．１〜２ｐｐｍが好ましい。また
水洗工程（図１の符号３２、３４及び３７、図２の符号
４２、４４、４７４９及び５２で示す）での水洗は、い
ずれも通常の水洗方法でよいが超音波下で水洗を行って
もよい。

【００１１】

【実施例】以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるも
のではない。＜実施例１＞Ａｌ合金板（神戸製鋼所製アルミサブスト
レートグラインディング品）に対し図１に示すように、
次の工程で無電解ニッケルめっきを施した。 (1) 脱脂工程炭酸ナトリウム０．２モル／ｌ、リン酸ナトリウム０．
０５モル／ｌ、ホウ酸ナトリウム０．２モル／ｌ及び界
面活性剤０．５モル／ｌを含む５０℃のｐＨが９．０の
アルミニウム用アルカリ性脱脂液にＡｌ合金板を５分間
浸漬した。 (2) 水洗工程脱脂したＡｌ合金板を室温の純水で３０秒間水洗し、鉛
直状態にした。 (3) エッチング工程水洗したＡｌ合金板を硫酸１モル／ｌ及びリン酸０．５
モル／ｌを含む７０℃のエッチャントに２分間浸漬して
エッチングした。 (4) 水洗工程エッチングしたＡｌ合金板を室温の純水で３０秒間水洗
し、鉛直状態にした。

【００１２】(5) 乾燥工程水洗後、鉛直状態にしたＡｌ合金板の付着水を室温で風
を当てて吹飛ばした。 (6) 亜鉛置換工程乾燥したＡｌ合金板を水酸化ナトリウム２．５モル／
ｌ、酸化亜鉛０．２５モル／ｌ、塩化第２鉄０．０１モ
ル／ｌ及び酒石酸ナトリウム０．１モル／ｌを含む２０
℃の亜鉛置換液に５０秒間浸漬して亜鉛置換した。 (7) 水洗工程亜鉛置換したＡｌ合金板を室温の純水で３０秒間水洗
し、鉛直状態にした。 (8) 無電解ニッケルめっき工程水洗したＡｌ合金板を硫酸ニッケル０．１モル／ｌ、酢
酸ナトリウム０．５モル／ｌ、次亜リン酸ナトリウム
０．２モル／ｌ及び鉛イオン０．５ｐｐｍを含む９０℃
のｐＨが４．６の無電解ニッケルめっき液中に９０分間
浸漬し、無電解ニッケルめっきを行った。

【００１３】＜比較例１＞実施例１の(5)乾燥工程がな
い以外は、実施例１と同じ工程を経て、実施例１と同一
のＡｌ合金板を無電解ニッケルめっきを行った。

【００１４】＜実施例２＞図２に示すように、実施例１
と同じＡｌ合金板を無電機ニッケルめっきを施した。
(1)脱脂工程から(5)乾燥工程までは実施例１と同様に行
い、この(5)乾燥工程以降を次の工程で無電解ニッケル
めっきを施した。 (9) 第１亜鉛置換工程上記(5)乾燥工程で乾燥したＡｌ合金板を水酸化ナトリ
ウム２．５モル／ｌ、酸化亜鉛０．２５モル／ｌ、塩
化第２鉄０．０１モル／ｌ及び酒石酸ナトリウム０．１
モル／ｌを含む２０℃の亜鉛置換液に５０秒間浸漬して
亜鉛置換した。 (10) 水洗工程亜鉛置換したＡｌ合金板を室温の純水で３０秒間水洗
し、鉛直状態にした。 (11) 硝酸水溶液中への浸漬工程水洗したＡｌ合金板を５００ｍｌ／ｌ濃度の２５℃の硝
酸水溶液中に３０秒間浸漬して、Ａｌ合金板表面の亜鉛
を除去した。

【００１５】(12) 水洗工程亜鉛を除去したＡｌ合金板を室温の純水で３０秒間水洗
し、鉛直状態にした。 (13) 乾燥工程水洗後、鉛直状態にしたＡｌ合金板の付着水を室温で風
を当てて吹飛ばした。 (14) 第２亜鉛置換工程乾燥したＡｌ合金板を(9)第１亜鉛置換工程で用いた亜
鉛置換液と同一の２０℃の亜鉛置換液に２０秒間浸漬し
て亜鉛置換した。 (15) 水洗工程亜鉛置換したＡｌ合金板を室温の純水で３０秒間水洗
し、鉛直状態にした。 (16) 無電解ニッケルめっき工程水洗したＡｌ合金板を硫酸ニッケル０．１モル／ｌ、硫
酸アンモニウム０．５モル／ｌ、クエン酸ナトリウム
０．２モル／ｌ、次亜リン酸ナトリウム０．１５モル／
ｌ及び鉛イオン０．５ｐｐｍを含む９０℃のｐＨが８．
０の無電解ニッケルめっき液中に９０分間浸漬し、無電
解ニッケルめっきを行った。

【００１６】＜比較例２＞実施例２の(5)乾燥工程及び
(13)乾燥工程がない以外は、実施例２と同じ工程を経
て、実施例１と同一のＡｌ合金板を無電解ニッケルめっ
きを行った。

【００１７】＜実施例３＞実施例２の(5)乾燥工程及び
(13)乾燥工程における乾燥条件を１２０℃の雰囲気下で
１０分間静置してＡｌ合金板表面の付着水を蒸発させる
よう変更にした以外は、実施例２と同様にして、実施例
１と同一のＡｌ合金板に無電解ニッケルめっきを行っ
た。＜比較例３＞実施例３の乾燥工程が全てない以外は、実
施例３と同じ工程を経て、実施例１と同一のＡｌ合金板
を無電解ニッケルめっきを行った。

【００１８】＜比較試験とその結果＞実施例１の(6)亜
鉛置換工程、実施例２及び実施例３の(14)第２亜鉛置換
工程を終了した３枚のＡｌ合金板を水洗後乾燥して目視
により観察した。また同様に比較例１の亜鉛置換工程、
比較例２及び比較例３の第２亜鉛置換工程を終了した３
枚のＡｌ合金板を水洗後乾燥して目視により観察した。
更に実施例１の(8)無電解ニッケルめっき工程、実施例
２及び実施例３の(16)無電解ニッケルめっき工程を終了
した３枚のＡｌ合金板を水洗後乾燥して目視により観察
した。また同様に比較例１〜３の無電解ニッケルめっき
工程を終了した３枚のＡｌ合金板を水洗後乾燥して目視
により観察した。これらの結果を表１に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】表１より、乾燥した後に亜鉛置換した実施
例１〜３は、付着水のある状態で亜鉛置換した比較例１
〜３に比べて、外観に優れていることが明らかとなっ
た。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、Ａ
ｌ又はＡｌ合金を乾燥した後に亜鉛置換処理することに
より、Ａｌ又はＡｌ合金表面の付着水の多寡による影響
が解消され、亜鉛置換処理において亜鉛皮膜を基板の全
表面に均一に形成させてＮｉ−Ｐ皮膜を基板の全表面に
均一に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の無電解ニッケルめっき処理を示す工程
図。

【図２】本発明の別の無電解ニッケルめっき処理を示す
工程図。

【図３】（ａ）実施例１〜実施例３の亜鉛置換直後のＡ
ｌ合金板の正面図。（ｂ）実施例１〜実施例３の無電解ニッケルめっき直後
のＡｌ合金板の正面図。

【図４】（ａ）比較例１〜比較例３の亜鉛置換直後のＡ
ｌ合金板の正面図。（ｂ）比較例１〜比較例３の無電解ニッケルめっき直後
のＡｌ合金板の正面図。

【図５】亜鉛置換処理中にＡｌ又はＡｌ合金の表面に局
部電池が形成される状況を示す図。

【図６】従来の無電解ニッケルめっき処理を示す工程
図。

【図７】従来の別の無電解ニッケルめっき処理を示す工
程図。

【手続補正書】

【提出日】平成９年４月２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】＜実施例２＞図２に示すように、実施例１
と同じＡｌ合金板を無電解ニッケルめっきを施した。
(1)脱脂工程から(5)乾燥工程までは実施例１と同様に行
い、この(5)乾燥工程以降を次の工程で無電解ニッケル
めっきを施した。 (9) 第１亜鉛置換工程上記(5)乾燥工程で乾燥したＡｌ合金板を水酸化ナトリ
ウム２．５モル／ｌ、酸化亜鉛０．２５モル／ｌ、塩
化第２鉄０．０１モル／ｌ及び酒石酸ナトリウム０．１
モル／ｌを含む２０℃の亜鉛置換液に５０秒間浸漬して
亜鉛置換した。 (10) 水洗工程亜鉛置換したＡｌ合金板を室温の純水で３０秒間水洗
し、鉛直状態にした。 (11) 硝酸水溶液中への浸漬工程水洗したＡｌ合金板を５００ｍｌ／ｌ濃度の２５℃の硝
酸水溶液中に３０秒間浸漬して、Ａｌ合金板表面の亜鉛
を除去した。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ａｌ又はＡｌ合金を亜鉛置換処理した
後、無電解ニッケルめっきを行う方法において、前記Ａｌ又はＡｌ合金を乾燥した後に前記亜鉛置換処理
することを特徴とするＡｌ又はＡｌ合金への無電解ニッ
ケルめっき方法。