JPS59193295A - ニツケルめつき方法及び装置 - Google Patents

ニツケルめつき方法及び装置

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JPS59193295A
JPS59193295A JP6558183A JP6558183A JPS59193295A JP S59193295 A JPS59193295 A JP S59193295A JP 6558183 A JP6558183 A JP 6558183A JP 6558183 A JP6558183 A JP 6558183A JP S59193295 A JPS59193295 A JP S59193295A
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JP
Japan
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nickel
anode
anolyte
plating
cathode
Prior art date
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Pending
Application number
JP6558183A
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English (en)
Inventor
Hitoshi Oka
岡 齊
Ryoichi Endo
遠藤 良一
Makio Watabe
渡部 真貴雄
Hiroaki Okudaira
奥平 弘明
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)

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】 〔発明の利用分野〕 本発明はニッケルめっきの改良に係り、ニッケルめっき
液中のスラッジをなくすことによって、ニッケルめっき
液の長寿命化とニッケルめっき膜の低応力化をしたニッ
ケルめっき方法及びその装置に関する。
〔発明の背景〕
技術の進歩に伴なって、ニッケルめっき技術も高度なも
のが要求されるようになってぎている。
例えば元デスクに必要なディスクレプリカを作るために
は、約01μmのパターンがカッティングされた金型が
必要である。この金型は、ニッケルめっきによって作ら
れる。
従ってこの金型を高精度に作るためには、めっき厚さが
均一であり一旦つめっぎ膜の応力を極めて小さくてる必
要がある。
従来から一般に行なわれている電気ニッケルめっきは、
陽極に金属ニッケルが用いられた。
これは、襟めっぎ物である陰極に析出するニッケルを、
陽極溶解によって補給し、めっき液中のニッケル濃度を
一定とするための最良の方法だからである。しかし、金
属ニッケルは陽極溶解し難いので、ニッケル酸化物から
成るめっきに有害なスラッジとなり易い。丁なわち、陽
極電流密度が約0.2 amp / dm2以下におい
て、金属ニッケルはニッケルイオンとして陽極溶解する
が、それ以上の陽極電流密度では、スラッジとなるだけ
である。この欠点を補うために、従来より次のような種
々の対策がなされてきた。
(1)デボラライズニノケル、カーボナイズドニッケル
など陽極溶解し易い合金ニッケルを陽極として用いる。
(2)金属ニッケルを粒状とし、可能な限り表面積を犬
として、前記の陽極溶解可能な陽極電流密度:約0.2
 amp / dm2に近づけるなどである。しかしな
がら、以上の対策にもかかわらず、スラッジの発生は抑
制し難く、更に陽極を布製の袋(アノードバック)で被
い、スラッジがめつぎ液中に分散することを防止した。
これらの対策によっても、ミクロン・サイズ以下のコロ
イド状スラッジはアノードバッグを通過し−めっき液中
に分散し、めっきの(り返しによって蓄積する結果、ニ
ッケルめっき膜の応力を次矛に増加し、ニッケル電鋳は
不可能であった0 しかしながら高度なめっき技術が要求されている現状に
おいては、上記技術的な問題を何らかの手段で解決せね
ばなら1にい差し迫った問題となっている。
これに対処丁べぎ最後の手段としては、めっき溶液中に
分散した上記スラ・ソジを自然にめっき液中に化学溶さ
せるために、めっきを一時中断して長時間めっき液をフ
ィルターを通して循環させるか、或は、この循環系路中
に、最高純度のニッケル陽極と陰極とが対となった電解
装置を設けて、常時、前記陽極電流密度:約0.2am
p/dm? となるよう微弱な電流を流して、めっき液
中のスラッジを陰極で還元析出させしめ、発生スラッジ
を回収てるしかない。このような手段(・マー明らかに
長時間(1度のめつぎに対して、そのめっき時間の数倍
時間を要した)を必要とするので、生産性の低い方法で
あり、完全な再溶解および回収のためには、理論上、無
限大の時間を必要とする。このようにスラツレ11階無
と成り得す、めっき膜応力に、上記手段を取らないもの
より良いという程度であって、やはり、徐々に増大する
ものであり、ディスクレプリカの金型を製作するような
高精度のものりζは適用できず、このことが他の技術進
歩に対し大ぎな障壁となっており、技術的解決が急がれ
ているのが実情である。
〔発明の目的〕
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、陽極
スラッジの発生をなくし、めっ@液の長寿命化とめっぎ
膜の低応力化を達成した電気ニッケルめっき方法及びそ
の装置を提供せんとするものである。
〔発明の概要〕
即ち本発明は、従来のように陽極に金属ニッケルを用い
、陽極溶解によってめっきを行’fx ウものに代え、
陽極に不溶性の電極を用い、めっき液とは区画された陽
極液を設け、この陽極液によってニッケルイオンを析出
させるようにしたものであって、陽極と陰極との間をニ
ッケルイオンのみを透過させる陽極イオン膜によって分
離し、陰極は電気ニッケルめっき液に浸漬し、一方陽極
は導電性且つ不溶性の電極を用いて、これを陽極液に浸
漬し、この陽極に電流を流丁ことによって陽極液中にニ
ッケルイオンを発生させ、このニッケルイオンを前記陽
極イオン膜を通し2てニッケルめっき液中に透過させ、
ニッケルめっきを行なうようにしためっぎ方法である。
又このめっき方法を実施するための装置として、先ずニ
ッケルめっき液に浸漬した陰極と一陽極室を設けこの陽
極室に陽極液を満し、この陽極液中に不溶性電極を浸漬
して成る陽極と、上記陽極室の陰極側に設は一陽イオン
のみを透過させる陽イオン交換膜とで構成し、上記不溶
性′電極に電流を流子ことによって、陽極液中にニッケ
ル陽イオンを発生させ−このニッケル陽イオンを一陽イ
オン交換膜を通して、陰極が浸漬しているニッケルめっ
き液中に透過させ、めっきするようにしたことを特徴と
でる。
〔発明の実施例〕
実施例1 乏・2図は2本発明の実施例であり、陽極のみを示した
図である。
図において陽極は一次のように構成されて1−Xる。先
ず陰極側に面する部分は網状チタン12と、その上に張
設された陽イオン交換膜11によって構成嬰れ、陰極側
のめつぎ液と、陽極液とは混ざらないようになっており
、且つ陽極液中テ発生した二・ノケル陽イオンのみが、
陽極イオン交換膜11を通し又、めっき液中に透過す、
るようになっている。
陽極ケース15中には陽極液がaされており、不溶性陽
極14、例えば、白金被覆チタン電極もしくはニッケル
酸化物電極がその中に浸漬され陽極が構成されている。
陽極液は陽極液槽15から、フィルター16を通して、
循環ポンプ17によって、陽極ケースまで揚げられ、陽
極ケース中の7(をオーバフローして、陽極液槽15へ
戻るようになっている。又上記陽極液の組成と1、−’
C−例Y 示セに!−スルファミン酸ニッケルと炭酸ニ
ッケルもしくは酸化ニッケル及び水の混合液である。
以上のように構成した本実施例にお℃・て、不溶性電極
に電流を流すと、陽極ケース13内において陽極液が化
学反応を起しニッケル陽イオンを発生させる。
この原理について更に詳しく説明すると一陽極では、流
した電流の100%が2l−(20→02++4 B”
+ 4 e−の反応を生じて、酸素の発生とともに、水
素イオンを生じる。生じた水素イメーンは前記の陽極液
のPI−]を低下するが、陽極液中に分散した炭酸ニッ
ケル、酸化二・ノケルと−NiCO8+ 2 H−+ 
N+ + Co2律十82ONiO+ 2 H−+N+
 + H,0の反応を生じて、炭酸ニッケルをニッケル
イオンと炭酸ガスに分解する結果、あた力・も、100
係の効率でニッケルイオンを陽極溶解したごとぎ現象を
生ずる。このようにして発生したニッケルイオンは陽イ
オンのみを透過する陽イオン交換膜11によって陽イオ
ンのニッケルイオンのみが外部のめつぎ液中へ移動する
。したカ一つ一〇へ ニッケルめっき液はスラツジを含
むことなく、液P Hを低下することな(、陰極で消費
したニッケルイオンのみが、陽極ケース13の陽イオン
交換膜11を通して補給されることになる。
以下本発明を確認てるため、めっき条件を1司−にし、
従来のめつぎ方法と本実施例の両方でめっきを行ない比
較した。
用いた電気ニッケルめつぎ液−めつぎ条件=めっぎ装置
縦は次の通りでキ)る。
(1)  電気ニッケルめっき液組成 スルフアミノ酸ニッケル 300g ホウ酸、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、
、、、、、、、、、、、、、、、−−60gスルファミ
ノ酸・・−・・・・・・・PHを4とすル量隘イオン界
面活性剤・・ ・  0.2 g水  ・・・・・・・
・ ・・・・・・・・・ ・・ ・・ 全体なi lと
する量(2)  めっき条件 めっき温度・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・  5 o’c陰極電流密度・−・−・・・・
・・・−・・・・・・   5 amp/dm2めつぎ
装置として図1に示すものを用℃また。
めっきを施す陰極は直径360間・φ、厚さ1ハのガラ
ス原盤上にニッケルを厚さ1000A蒸着したものを使
用した。
めっき装置は次のようである。上記ガラス原盤1を約5
 Orpmを回転する回転軸4にネジ留めで取り付け、
カーボンブラシ5から定電流電源6より、電流を通じる
。一方、陽極2は、チタン裂で、陰極1に対する側は網
状となっており、陽極全体を、細孔度二05μmのポリ
プロピレン布で被ったものである。この中に、直径約1
−の球状、高純度ニッケルを入れたものである。このよ
うな陽極2を陰極1に対して平行に、極間距離20(1
)で配置したものである。めっき槽3には一前記組成の
めつぎ液1004が入っており、ヒーター10にて所定
の50°Cに保った。さらに、循環ポンプ7により、牙
1フィルタ(細孔度:5μm)、牙2フィルター(細孔
度:02μm)を通して、めっき液を常時、循環口過し
た。
上記、めっき液、めっき条件、めつ@装置を用いて、上
記ガラス原盤に電気ニッケルめっきを200μmを施し
た後、ガラス原盤のそりの犬ぎさ、そのとぎのめつぎ液
から、スパイラル試験装置で測定しためっぎ皮膜の応力
、めっき液PHをめっき回数と対比して示した結果を表
に示す。
K負のとぎ:圧縮応力、正のとぎ:引張り応力その結果
、めっき回数の増大とともに、ガラス原盤のそりが増大
し、めっき膜応力は圧縮応力側へ増大することが判った
。一方、めっき液PHはめっぎ回数の増大とともに低下
した。すなわち、従来のめつぎ方法では、めっき液の劣
化は明白で、めっき液Illの低下から、めっき膜応力
の増大は、以下の原因に起因すると推察された。陽極ニ
ッケルの陽極溶解は不完全で、陽極では、2H20−+
02 +4H−+−+eの反応のもとに酸素と水素イオ
ンを発生する反応が伴い、液PI−1を低下する。この
ような状態ではニッケルは、ニッケルイオンとならず、
NiO、Ni30゜などのニッケル酸化物、−f Yx
わちスラッジとなる。
以上のごとく、従来技術では、めっき液の低下とともに
、めっき膜応力が増大し、平坦なガラス原盤を常時祷る
ことができなかった。
実施例2 .1−1図に示した従来のめっぎ製電において、陽極の
みを本発明の陽極に置き換え、その他は従来のものと同
じ構成にしためつぎ装置を使用した。
なお、陽極液槽15の容葉を15tとし、陽極液の組成
は、以下の通りとした。
スルファミン酸ニンケル  400g 炭酸ニッケル        50g 水            全体を11とてる量このめ
っキ装置を使用して連a30回のめっきを行なった結果
、めっき後のガラス原盤のそりとじて±2μm(めっき
膜応力±0.10にν餅)を得−めっき液P)−1も変
化することもなかった。
〔発明の効果〕
以上詳述した通り本発明によれば、陽極と陰極との間に
陽イオン交換膜を設け、陽極電極には不溶性の電極を使
用し、この電極を陽極液中に浸漬し、上記電極に電流を
流すことによって陽極液中にニッケルイオンを発生させ
、このニッケルイオンを上記陽イオン交換膜を通してめ
っき液中に透過させるようにしたので、めっき液中には
スラッジがまったくなくなり、又陽イオン交換膜によっ
てめっき液と陽極液とは一完全に分離されて混合しない
ので、めっき液のPHも低下しない。
その結果−めっぎ膜の応力を常に低く且つ一定に保つこ
とができると共にめっき液組成を一定に保って使用寿命
を長(し、めっきの高精度化と生産性の点で優れた効果
を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のめつぎ装置の概略を示す図、3〜2図は
本発明の一実施例であり、陽極のみを示した図である。 1・陰極原盤(陰極)、2・陽極、3・・めっき槽−1
0ヒータ、11・・・陽イオン交換膜、12・・網状チ
タン+ 13・・・陽極ケース−14不溶性電極−15
・・陽極液槽。 竿 / 図 、乙 茅 2 図 手続補正書(自発) の表示 昭和58 年特許願第 65581   号7)名 称
 ニッケルめっき方法及び装置する者 [顧 特許出願人 称  (:+1O)I4、大会)f  jl  立 製
 fl  所理   人 の対象 明細書の%肝請求の範囲の欄。 の内容 %計訪3くの範囲を別紙のとおり訂正する。 特許請求の範囲 1. 陽極と陰極との間をニッケルイオンのみを透過さ
せる陽極イオン膜で分離し、陰極はニッケルイオン、ス
ルファミン酸イオン、ホウ酸及びP HII!!整剤を
必須成分とする電気ニッケルめっき液に浸漬し、一方陽
極は専′14L住電極を用いてこれを陽極液中に浸漬し
、陽極に電流を派して陽極液中にニッケル陽イオンを発
生させ、このニッケル陽イオンを陽極イオン膜を通して
電気ニッケルめっき液中に透過し、電気ニッケルめっき
を行なっようにしたことを%徴とするニッケルめっき方
法。 2、 ニッケルイオン、スルファミン酸イオン、ホウ酸
、及びPH調整剤を必唄成分として含んで成る電気ニッ
ケルめっき液に浸漬した陰極と、陽極室に陽極液を満し
、この陽極液中に4を性電極を浸漬して成る陽極と、上
記陽極室の陰極側に設は陽イオンのみを透過させる陽イ
オン交換膜とから成り、上記4亀性電極に電流をσIL
ずことによって陽極液中にニッケル陽イオン交換膜させ
、陽イオン交換膜を通してニッケル陽イオンのみを前記
電気ニッケルめっき液中に透過させ、ニッケルめっきす
ることを特徴とするニッケルめっき装置。 3、特許請求の範囲第2項記載の陽極液において、スル
ファミン酸ニッケルUf用い、陽極液中のニッケルイオ
ン濃度の減少に応じて、炭酸ニッケルを添加補給するこ
とを特徴とするニッケルめっき装置。 −51(

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、陽極と陰極との間をニッケルイオンのみを透過させ
    る陽極イオン膜で分離し、陰極はニッケルイオン、スル
    ファミン酸イオン、ホウ酸及びP■〜」調整剤を必須成
    分とする電気ニッケルめっき液に浸漬し、一方陽極は導
    電性電極を用いてこれを陽極液中に浸漬し、陽極に電流
    を流して陽極液中にニッケル陽イオンを発生させ−この
    ニッケル陽イオンを陽極イオン膜を通して電気ニッケル
    めっき液中に透過し一電気ニッケルめっきを行なうよ’
    )Icしたことを特徴とするニッケルめっき方法。 2、ニッケルイオン、スルファミン酸イオン−ホウ酸、
    及びPHg周整剤を必須成分として含んで成る電気ニッ
    ケルめっき液に浸漬した陰極と、陽極室に陽極液を満し
    、この陽極液中に導電性電極を浸漬して成る陽極と、上
    記陽極室の陰極側に設は陽イオンのみを透過させる陽イ
    オン交換膜とから成り、上記導電性電極に電流を流すこ
    とによって陽極液中にニッケル陽イオンを発生させ、陽
    イオン交換膜を通してニッケル陽イオンのみを前記電気
    ニッケルめっき液中に透過させ、ニッケルめっきするこ
    とを特徴とするニッケルめっき装置。 (6)1%許請求の範牙2項記載の陽極液において、ア
    ルファミン酸ニッケル液を用い、陽極液中のニッケルイ
    オン濃度の減少に応じて、炭酸ニッケルを添加補給する
    ことを特徴とするニッケルめっき装置。
JP6558183A 1983-04-15 1983-04-15 ニツケルめつき方法及び装置 Pending JPS59193295A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01297884A (ja) * 1988-05-25 1989-11-30 Permelec Electrode Ltd プリント基板の銅メッキ方法
DE19848467C5 (de) * 1998-10-21 2006-04-27 Walter Hillebrand Gmbh & Co. Kg Galvanotechnik Alkalisches Zink-Nickelbad
US7807035B2 (en) 1998-07-30 2010-10-05 Ewh Industrieanlagen Gmbh & Co. Kg Methods of plating zinc-containing coatings under alkaline conditions

Cited By (4)

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DE19848467C5 (de) * 1998-10-21 2006-04-27 Walter Hillebrand Gmbh & Co. Kg Galvanotechnik Alkalisches Zink-Nickelbad

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