JPS6220279B2 - - Google Patents

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JPS6220279B2
JPS6220279B2 JP61013565A JP1356586A JPS6220279B2 JP S6220279 B2 JPS6220279 B2 JP S6220279B2 JP 61013565 A JP61013565 A JP 61013565A JP 1356586 A JP1356586 A JP 1356586A JP S6220279 B2 JPS6220279 B2 JP S6220279B2
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JP
Japan
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palladium
oxalate
ion source
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composition according
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JP61013565A
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JPS61183490A (ja
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Aaru Robii Jon
Ei Somaazu Gerarudasu
Jei Emu Hendorikusu Yan
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OMI International Corp
Original Assignee
OMI International Corp
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/50—Electroplating: Baths therefor from solutions of platinum group metals
    • C25D3/52—Electroplating: Baths therefor from solutions of platinum group metals characterised by the organic bath constituents used
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/56—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys
    • C25D3/567—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys containing more than 50% by weight of platinum group metals

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、パラジウムおよびパラジウム合金め
つき用組成物ならびに方法に関する。
貴金属パラジウムは、電気用スイツチ接点エレ
メントの導電率を高めるための機能的用途、およ
び品質においてロジウムに比肩し得る光沢ある白
色めつき層を提供するための装飾用途として、こ
こ数年来各種の素地上にめつきされてきた。パラ
ジウムめつき層はまた、その性能としてめつき後
の成形作業に耐え、かつ低い接点抵抗を維持し、
更にそれらは十分に長持ちし、また良好なはんだ
付け適性を有することが知られている。
従来パラジウムは、例えば米国特許第409865号
公報に開示されるように、一般にジアンミンジ塩
化パラジウム塩を含有する組成物からめつきされ
ていた。しかし、これらの組成物は望ましくない
アノード反応を受け、該反応は塩素ガス、次亜塩
素酸塩およびその他の酸化物質の発生を伴い、そ
してこれらの物質は浴中に存在する可能性のある
有機添加剤（通常、光沢剤および応力減少剤）の
分解、ならびにさらにパラジウム金属または合金
を折出させるためのニツケルのような素地を不動
態化させる可能性がある。このような系中にみら
れる反応は次の通りである。
［Pd（NH3）2Cl2］＋2NH3 →［Pd（NH3）4］2+＋2Cl- カソード：［Pd（NH3）4］2+＋2e- →Pd＋4NH3 アノード：2Cl- →Cl2＋2e- しかし：3Cl2＋2NH3＋6OH- →N2＋6Cl-＋6H2O そして：NH3＋H2O→NH4 +＋OH- 全体では：3Pd（NH3）2Cl2＋2NH3 →3Pd＋N2＋6Cl-＋6NH4 + この図式にはOCl-、NH2ClおよびPd（）を
包含する中間反応が記述されていないことに注意
すべきである。
他の公知のパラジウム浴組成物は、例えば米国
特許第4401527号公報中に教示されるように、ジ
アンミンジ亜硝酸パラジウム塩を包有している。
この種の組成物に附随する他の欠点は、亜硝酸イ
オンがアンモニウムイオンと反応して窒素ガスと
水を生成することである。したがつて、亜硝酸イ
オン濃度の制御が問題である。更に、これはさほ
ど重大な欠点ではないが、亜硝酸イオンがカソー
ドで酸化されるようになると、硝酸イオンおよび
アンモニウムイオンの両者が生成することにな
る。ジアンミンジ亜硝酸パラジウム塩系中で行な
われる反応は次の通りである。
［Pd（NH3）2（NO2）2］＋2NH3 →［Pd（NH3）4］2+＋2NO2 - カソード：［Pd（NH3）4］2+＋2e- →Pd＋4NH3 アノード：NO2 -＋2OH- →H2O＋NO3 -＋2e- 溶液中では：NH3＋H2O→NH4 +＋OH- そして：NH4 +＋NO2 -→N2＋2H2O 全体では：［Pd（NH3）2（NO2）2］→ Pd＋H2O＋N2＋NH4 +＋NO3 - また亜硫酸パラジウム組成物は当該技術分野で
それ程一般的に使用されるものではないが、これ
までに例えば、米国特許第3933602号公報に開示
がある。亜硝酸塩系中でみられる反応は次の通り
である。
［Pd（NH3）3SO3］＋NH3 →［Pd（NH3）4］2+＋SO3 2- カソード：［Pd（NH3）4］2+＋2e- →Pd＋4NH3 アノード：SO3 2-＋2OH- →SO4 2-＋H2O＋2e- 溶 液：NH3＋H2O→NH4 +＋OH- 全体では：［Pd（NH3）3SO3］＋H2O→ Pd＋NH3＋2NH4 +SO4 2- 亜硫酸塩浴に関する短所には、低くもなけれ
ば、高くない亜硫酸塩濃度を利用する困難性が包
含される。この中間濃度においてはトリアンミン
亜硫酸パラジウム塩錯体が、適当なカチオンによ
つて溶液から折出する傾向を有するからである。
この問題は理論的には、溶解度が問題とならない
低亜硫酸塩濃度において作業するか、あるいは可
溶性ジアンミン亜硫酸パラジウム錯イオンが生成
する高亜硫酸塩濃度において作業することにより
回避することができる。しかし、低い亜硫酸塩濃
度は制御するのが困難である。それは亜硫酸イオ
ンがアノードにおいて破壊されるからである。一
方、高い亜硫酸塩濃度はめつき層中に受容不可能
量の硫黄を導入する可能性があり、これが耐食性
も乏しいものにする。更に硫酸イオンの蓄積も生
ずる。
ジアンミンジ亜硝酸パラジウム塩およびトリア
ンミン亜硫酸パラジウム塩組成物に伴う困難性の
故に、ジアンミンジ塩化パラジウム塩
［（NH3）2PdCl2］浴が当該技術分野において最も
広く使用されるものとなつている。
本発明の目的は、ジアンミンジ塩化パラジウム
塩組成物におけるよりも問題の少ないアノード反
応を示すパラジウムめつき浴組成物およびその方
法の提供にある。
もし蓚酸または蓚酸イオン源（この二つの術語
は、本明細書中互換性を有するものとする）が浴
中に存在し、かつそれらが存在するもののうち最
も容易に酸化し得る種であれば、それらは不溶性
アノードにおいて、二酸化炭素、炭酸イオンまた
は炭酸水素イオンの発生を伴つて酸化されるとい
うことが発見された。この酸化は、実質上100％
の電気化学的効率をもつて進行し、その結果その
他の望ましくないアノード反応の発生を有効に阻
止するものであることが理解される。
本発明の第一の特徴は、パラジウムイオン源お
よび蓚酸イオン源、ならびに場合により合金金属
イオン源を含んで構成されるパラジウム（合金）
めつき組成物が提供される。該組成物中のパラジ
ウム濃度は１〜60ｇ／、好ましくは５〜30ｇ／
、最適には約10ｇ／である。
これらの合金金属イオンは、ニツケル、コバル
ト、銀あるいは他の如何なる適切な合金金属であ
つてもよい。ある合金イオン、例えばニツケルお
よびコバルトが存在する場合、一般に錯化剤を存
在させて溶液中にイオンを保持し、かつ蓚酸塩に
よるそれらの沈澱を阻止する。ニツケルまたはコ
バルト用錯化剤の一例はピロりん酸塩である。例
えば、浴可溶性塩として添加される合金イオン濃
度は１〜60ｇ／、好ましくは５〜30ｇ／、最
も好ましくは約10ｇ／である。
使用すべき錯化剤の濃度は、合金金属イオンの
濃度および合金金属と錯化剤との錯体の化学量論
に左右される。
組成物中の蓚酸イオンまたは有効蓚酸イオンの
濃度は0.01〜2Mの広い範囲、好ましくは0.1〜
0.5Mの範囲であり、最も好ましくは約0.25Mであ
る。
蓚酸イオン源は、アンモニウムまたはアルカリ
金属塩、例えば蓚酸ナトリウムまたは蓚酸カリウ
ムあるいは蓚酸自体であつてもよく、またパラジ
ウム源は、テトラアンミンジ硝酸パラジウム塩、
ジアンミンジ亜硝酸パラジウム塩またはジアンミ
ンジ塩化パラジウム塩あるいはめつき溶液中でテ
トラアンミンパラジウム錯塩を生成する如何なる
他のパラジウム塩であつてもよい。好ましいのは
パラジウムの５、10または15％未満を亜硫酸塩部
分と錯体をつくらせることである。
しかし、特に好ましいのはパラジウム源と蓚酸
イオン源とを単一物として化合させたものであ
る。もしパラジウムが蓚酸塩錯体として、あるい
は水性浴組成物中で蓚酸イオンを生成する（例え
ば、溶解または加水分解により）錯体として添加
されれば、それ以上の効果が明らかとなる。つま
り、緩慢に、しかし着実にアンモニアおよび二酸
化炭素として大気中に失われて行く炭酸アンモニ
ウムと炭酸水素アンモニウムの平衡濃度の確立に
寄与すること以外にも、溶液中に認知し得る程度
の塩の堆積をじさせないという点にある。一実施
態様においてみられる反応は次の通りである。
［Pd（NH3）2C2O4］＋2NH3 →［Pd（NH3）4］2+＋C2O4 2- カソード：［Pd（NH3）4］2+＋2e- →Pd＋4NH3 アノード：C2O4 2-→2CO2＋2e- 全体では：［Pd（NH3）2C2O4］ →Pd＋2NH3＋2CO2 これらの反応の特性は、溶液が本質的に自己緩
衝性であることであり、その結果他の場合に要す
るよりも少ないPH緩衝性塩類を必要とするもので
ある。
本発明のこの好ましい特徴において、パラジウ
ムはジアンミンジ蓚酸パラジウム塩［Pd
（NH3）2C2O4］、テトラアンミン蓚酸パラジウム塩
［Pd（NH3）4C2O4］、またはパラジウムジオキサ
レート［M2Pd（C2O4）2］（但し、Ｍはアンモニ
ウムまたはアルカリ金属カチオンを示している）
として添加すればよい。これらの中でもテトラア
ンミン蓚酸塩が好ましく、このものは蓚酸塩部分
がパラジウム原子と錯体をつくつていないという
事実から、改良された光安定剤を有するからであ
る。
組成物はまた、浴中の溶解限度までの有効量を
もつて存在するりん酸水素二ナトリウムのような
電解質を含有していてもよい。10〜200ｇ／の
電解質、例えば50〜150ｇ／、典型的には100
ｇ／の電解質が存在していてもよい。
この組成物はまた、有効量の応力減少剤およ
び／または光沢剤を含んでいてもよい。有効であ
ることが判明している応力減少剤および光沢剤に
は、ニツケルめつき系で一般に使用されるものが
包含される。多くの受容可能な応力減少剤は硫
黄、例えばアリルスルホン酸ナトリウムおよびオ
イルベンズアルデヒドスルホン酸ナトリウムのよ
うなスルホン酸塩が包含される。サツカリンもま
た受容可能な応力減少剤である。光沢剤に関して
は、一般に不飽和性である一次または二次のニツ
ケル光沢剤のいずれかを使用することができる。
アルデヒドであるか、あるいはアルケン〜アルキ
ン性不飽和化合物から成る光沢剤が適切である。
浴のPHは、典型的には６〜９、好ましくは6.5
〜８、最適には７〜7.5である。
本発明の第二の特徴によれば、パラジウム金属
またはパラジウム合金を素地上にめつきする方法
が提供されるが、該方法は素地を、パラジウム
源、蓚酸イオン源および場合により合金金属イオ
ン源を含んで成る組成物と接触させる工程と、前
記素地にカソード的に電流を通じる工程とを包含
する。
この種の方法は、パラジウムを用途により0.1
〜10ミクロン、好ましくは0.2〜５ミクロンの厚
さをもつて、エレクトロニクス工業用のセパラブ
ルコネクタとしての用途では、典型的に0.5〜2.5
ミクロンの厚さをもつて電着させるために利用す
ることができる。
めつき温度は20゜〜70℃、好ましくは30゜〜70
℃、最も好ましくは約50℃である。
本方法が行なわれる電流密度は広い範囲に亘る
ことが可能で、例えば0.1〜200ASD、好ましくは
１〜100ASD、低速作業では典型的に２〜20ASD
である。めつき速度は明らかに電流密度に左右さ
れるが、１ミクロン／分のオーダーの速度は電流
密度４〜5ASDにおいて得られることが判明して
いる。
用いられるアノードの性質は、特に臨界的であ
るとは考えられない。(a)容易に不動態化される素
地に塗布された貴金属（例えば、白金めつきした
チタン）、(b)例えば、純粋白金のような純粋貴金
属〔これらのアノードはジエツトめつき（jet
plating）におけるノズルとして特に適切であ
る〕、(c)炭素、または(d)ステンレス鋼から形成さ
れるようなアノードは適切であることが判明して
いる。
下記の実施例は本発明を例示する。
実施例 １ 以下の成分をもつて水性めつき浴組政物500ml
を調製した。
Pd〔［Pd（NH3）2C2O4］として〕 10ｇ／ （NH4）2HPO4 100ｇ／ サツカリン １ｇ／ アリルスルホン酸ナトリウム ３ｇ／ PHを7.5に調節するに足るアンモニア溶液 白金めつきしたチタンアノードを組成物中に浸
漬し、一方、0.5dm2のニツケルめつき黄銅テスト
パネルをカソードとして浸漬した。めつきは浴温
50℃で４分間行つた。電流密度は3ASDであつ
た。めつきの間、組成物を電磁撹拌機を使用して
穏やかに撹拌した。厚さ４ミクロンの十分な光沢
を有するめつき層が得られた。めつき工程中、明
らかに望ましくないアノード反応は全くみられな
かつた。
実施例 ２ 以下の成分をもつて水性めつき浴組政物500ml
を調製した。
Pd〔Pd（NH3）4（NO3）2として〕 10ｇ／ 蓚酸アンモニウム 30ｇ／ オルトベンズアルデヒドスルホン酸ナトリウム
１ｇ／ ブチレン―１，４―ジオール 100mg／ PHを7.0に調節するに足るアンモニア溶液 白金めつきしたチタンアノードを組成物中に浸
漬し、一方0.5dm2のニツケル―めつき黄銅テスト
パネルをカソードとして浸漬した。めつきは温度
50℃で４分間行つた。電流密度は4ASDであつ
た。めつきの間、組成物を電磁撹拌機を使用して
穏やかに撹拌した。厚さ３ミクロンの十分な光沢
を有するめつき層が得られた。めつき工程中、明
らかに望ましくないアノード反応は全くみられな
かつた。
実施例 ３ 以下の成分をもつて水性めつき浴組成物500ml
を調製した。
Pd（NH3）4（NO3）2としてPd 10ｇ／ Ni〔NiSO4・7H2Oとして〕 ５ｇ／ ピロりん酸四カリウム 100ｇ／ 蓚酸二水和物 20ｇ／ オルトベンズアルデヒドスルホン酸ナトリウム
５ｇ／ PHを0.8に調節するに足るアンモニア溶液 白金めつきしたチタンアノードを組成物中に浸
漬し、一方0.5dm2の黄銅テストパネであつて、そ
の裏面を適当な接着テープで被覆したものをカソ
ードとして浸漬した。めつきは浴温60℃で20分間
行つた。電流密度は4ASDであつた。めつきの
間、ち組成物を電磁撹拌機を使用して穏やかに撹
拌した。接着テープを除去し、黄銅を、水中
H2SO4100mlおよびH2O2（35％）100mlから成る
溶液中で溶解すると、厚さ15μｍの滑らかで半光
沢性の箔が得られ、その分析結果はPd98％およ
びNi2％の含有を示した。めつき工程中、明らか
に望ましくないアノード反応は全くみられなかつ
た。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ パラジウムイオン源および蓚酸イオン源を含
    むパラジウムめつき浴組成物であつて、該パラジ
    ウムイオン源が、水性めつき浴中でテトラアミン
    パラジウム錯塩を生成するパラジウム塩であるこ
    とを特徴とするパラジウムめつき浴組成物。 ２ パラジウムイオン濃度が５〜30ｇ／である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の組
    成物。 ３ 蓚酸イオン濃度が0.1〜0.5Mであることを特
    徴とする特許請求の範囲第１項記載の組成物。 ４ 蓚酸イオン源が蓚酸のアンモニウムおよびア
    ルカリ金属塩ならびに遊離の蓚酸から成る群から
    選択されて成ることを特徴とする特許請求の範囲
    第１項記載の組成物。 ５ パラジウムイオン源および蓚酸イオン源が共
    に、蓚酸パラジウム錯塩であるか、または水性め
    つき浴中で蓚酸イオンを生成するようなパラジウ
    ム錯塩のいずれかの形態を成すことを特徴とする
    特許請求の範囲第１項記載の組成物。 ６ 蓚酸パラジウム錯塩が、ジアンミン蓚酸パラ
    ジウム塩［Pd（NH3）2C2O4］、テトラアンミン蓚
    酸パラジウム塩［Pd（NH3）4C2O4］ならびにジ
    蓚酸パラジウムのアンモニウム塩およびアルカリ
    金属塩［M2Pd（C2O4）2］（ただしＭはアンモニ
    ウムまたはアルカリ金属を示す）から選択されて
    成ることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載
    の組成物。 ７ 電解質をさらに含んで成ることを特徴とする
    特許請求の範囲第１項記載の組成物。 ８ 電解質が50〜150ｇ／のりん酸二ナトリウ
    ムであることを特徴とする特許請求の範囲第７項
    記載の組成物。 ９ 応力減少剤、光沢剤およびそれらの混合物か
    ら成る群から選択された添加剤をさらに含んで成
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
    組成物。 １０ PHが6.5〜８であることを特徴とする特許
    請求の範囲第１項記載の組成物。 １１ パラジウムイオン源および蓚酸イオン源な
    らびに合金金属イオン源を含むパラジウム合金め
    つき浴組成物であつて、該パラジウムイオン源
    が、溶液中でテトラアンミンパラジウム錯塩を生
    成するパラジウム塩であることを特徴とするパラ
    ジウム合金めつき浴組成物。 １２ パラジウムイオン濃度が５〜30ｇ／であ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１１項記載
    の組成物。 １３ 合金金属イオンがニツケル、コバルトおよ
    び銀から成る群から選択されて成ることを特徴と
    する特許請求の範囲第１１項記載の組成物。 １４ 合金金属イオン濃度が５〜30ｇ／である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１１項記載の
    組成物。 １５ 合金金属イオンのための錯化剤をさらに含
    有して成ることを特徴とする特許請求の範囲第１
    １〜１４項のいずれか一つに記載の組成物。 １６ 蓚酸イオン濃度が0.1〜0.5Mであることを
    特徴とする特許請求の範囲第１１項に記載の組成
    物。 １７ 蓚酸イオン源が蓚酸のアンモニウムおよび
    アルカリ金属塩ならびに遊離の蓚酸から成る群か
    ら選択されて成ることを特徴とする特許請求の範
    囲第１１に記載の組成物。 １８ パラジウムイオン源および蓚酸イオン源が
    共に、蓚酸パラジウム錯塩であるか、または水性
    めつき浴中で蓚酸イオンを生成するようなパラジ
    ウム錯塩から成る群から選択された錯塩の形態を
    なすことを特徴とする特許請求の範囲第１１項に
    記載の組成物。 １９ 蓚酸パラジウム錯体が、ジアンミン蓚酸パ
    ラジウム塩［Pd（NH3）2C2O4］、テトラアンミン
    蓚酸パラジウム塩［Pd（NH3）4C2O4］ならびに
    ジ蓚酸パラジウムのアンモニウム塩およびアルカ
    リ金属塩［M2Pd（C2O4）2］（ただしＭはアンモ
    ニウムまたはアルカリ金属を示す）から選択され
    て成ることを特徴とする特許請求の範囲第１０項
    に記載の組成物。 ２０ 電解質をさらに含んで成ることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１１項記載の組成物。 ２１ 電解質が50〜150ｇ／のりん酸二ナトリ
    ウムであることを特徴とする特許請求の範囲第２
    ０項に記載の組成物。 ２２ 応力減少剤、光沢剤およびそれらの混合物
    から成る群から選択された添加剤をさらに含んで
    成ることを特徴とする特許請求の範囲第１１項記
    載の組成物。 ２３ 組成物のPHが6.5〜８であることを特徴と
    する特許請求の範囲第１１項記載の組成物。 ２４ パラジウムイオン源および蓚酸イオン源を
    含むパラジウムめつき浴組成物であつて、該パラ
    ジウムイオン源が、溶液中でテトラアンミンパラ
    ジウム錯塩を生成するパラジウム塩であることを
    特徴とするパラジウムめつき浴組成物と素地とを
    接触させ電流密度１〜100ASDにて素地上に厚さ
    0.1〜10ミクロンのパラジウムめつきを行なうこ
    とを特徴とするパラジウムめつき方法。 ２５ パラジウムイオン源および蓚酸イオン源な
    らびに合金金属イオン源を含むパラジウム合金め
    つき浴組成物であつて、該パラジウムイオン源
    が、溶液中でテトラアンミンパラジウム錯塩を生
    成するパラジウム塩であることを特徴とするパラ
    ジウムめつき浴組成物と素地とを接触させ電流密
    度１〜100ASDにて素地上に厚さ0.1〜10ミクロン
    のパラジウムめつきを行なうことを特徴とするパ
    ラジウム合金めつき方法。
JP61013565A 1985-01-25 1986-01-24 パラジウム（合金）めっき浴組成物および方法 Granted JPS61183490A (ja)

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