JPS63114997A - 電気めつき方法 - 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 本発明はニッケル、コバルト、鉄又はこれらを含む合金
の均一電着性に優れた電気めっき膜を与えるこ−とがで
きる電気めっき方法に関する。

皿米勿茨亙 従来より、耐食性、エツチングレジスト用、ボンディン
グや半田付けの下地被膜用等の種々の目的で各種電子部
品などの表面に電気ニッケルめっき膜を形成することが
行われているが、従来の電気ニッケルめっき方法は、ワ
ットタイプのニッケルめっき浴やスルファミン酸ニッケ
ルめっき浴等の金属ニッケル濃度が通常５０〜１２０　
ｇ　／　Ｄ、のめつき液を使用し、陰極電流密度３〜８
Ａ／ｄｍ”程度の電流で電気めっきを行うのが通常であ
る。

明が解決しようとする問題点 しかしながら、従来の電気ニッケルめっき方法は、均一
電着性に劣り、例えば後述する実験の結果にも見られる
通り、ハーリングセルを使用し。

陽極と２個の陰極との距雅比を５＝１に設定した場合の
均一電着性は２０％以下である。従って。

電子部品などにめっきを施した場合、電子部品の高電流
密度部分と低電流密度部とのめっき膜厚に大きな差が生
じ、めっき品質を損なう場合がある。

即ち、最近においては電子部品の表面処理に際してより
一層の高品質化が望まれ、電気めっきを施す場合でもめ
っき膜厚の部分的ばらつきをできるだけ少なくし、厚さ
の均一な電気めっき膜を形成することが強く望まれてい
るが、上述したような均一電着性に劣る電気めっき液を
使用する場合には高電流密度部分と低電流密度部分との
めっき膜厚差を解消し、めっき膜厚を均一化することは
困難である。勿論、補助陽極や補助陰極を使用したり、
被めっき物を保持するラックを改良するなど、めっき装
置面を工夫することによって均一電着性をある程度改善
することは可能であるが、それにも限度があり１通常の
電気ニッケルめっき方法で均一電着性を５０％以上にす
ることは実際上非常に田辺である。

本発明は上記事情に鑑みなされたもので、均一電着性に
非常に優れ、ハーリングセルを用いて陽極と２個の陰極
との距離比を５；１に設定した比較的過酷な均一電着性
測定条件下においても５０％以上の均一電着性を達成し
得、それ放液めっき物に対して高電流密度部分と低電流
密度部分との膜厚差を可及的になくして、膜厚の均一な
ニッケル、コバルト、鉄或いはこれらを含む合金の電気
めっき膜を形成することができる電気めっき方法を提供
することを目的とする。

。１　慨を解決するための手段及び作 本発明者らは、上記目的を達成するため種々検討を行っ
た結果、めっき液として、ニッケル、コバルト及び鉄か
ら選ばれる少なくとも１種の金属イオンを含む全金属イ
オン濃度が１〜１５　ｇ　／　Ｑの低濃度で、かつアル
カリ金属、アルカリ土類金属及びアルミニウムから選ば
れる金属の水溶性ハロゲン化物、硫酸塩及びスルファミ
ン酸塩の少なくとも１種の導電性塩の濃度が１５０〜８
００ｇ／ｌの高濃度であるものを使用し、このめっき液
中で被めっき物を陰極電流密度０．１〜４　Ａ　／　ｄ
ｍ”において電気めっきを行うことにより、非常に均一
電着性の高い電気めっきが施され、後述する実験の結果
からも明らかなように、５０％以上の均一電着性が達成
されることを知見し、本発明をなすに至ったものである
。

以下、本発明につき更に詳しく説明する。

本発明の電気めっき方法は、ニッケル、コバルト及び鉄
から選ばれる少なくとも１種の金属イオンを含む全金属
イオン濃度が１〜１５　ｇ　／　Ｑであり、かつアルカ
リ金属、アルカリ土類金属及びアルミニウムから選ばれ
る金属の水溶性ハロゲン化物、硫酸塩及びスルファミン
酸塩の少なくとも１種の導電性塩を１５０〜８００ｇ／
（ｌ溶解してなる電気めっき液中で被めっき物に対し陰
極電流密度０．１〜４　Ａ　／　ｄｍ”の電流で電気め
っきを施して、ハーリングセルを用いて陽極と２個の陰
極との距離比を５＝１とした場合の均一電着性を５０％
以上としたものである。

ここで、ニッケル、コバルト及び鉄から近ばれる金属イ
オンは、これら金属の水溶性塩として供給され、例えば
ニッケル、コバルト、鉄の硫酸塩、スルファミン酸塩、
ハロゲン化物等、具体的には硫酸ニッケル、硫酸第１鉄
、硫酸コバルト、臭化ニッケル、塩化ニッケル、塩化第
１鉄、塩化コバルト、スルファミン酸ニッケル、スルフ
ァミン酸第１鉄、スルファミン酸コバルトなどが挙げら
れる。また、本発明のめっき方法は、これらの金属を含
む合金めっき膜を形成することができ、かかる合金めっ
き膜を得る場合には、上記水溶性金属塩の２種以上、あ
るいは上記水溶性金属塩を主成分とし、これにタングス
テン酸及びその塩、モリブデン酸及びその塩、硫酸亜鉛
、塩化亜鉛などの亜鉛金属塩、硫酸銅、塩化銅などの銅
金属塩、硫酸錫、塩化錫などの錫金属塩、更にリン化合
物やホウ素化合物等のニッケル、コバルト、鉄と合金化
すべき所望の金属の水溶性塩の１種又は２種以上を選択
して使用する。

この場合、本発明に係るめっき液においては、上述した
金属の総金属イオン量を１〜１５　ｇ　／　Ｑ、好まし
くは、３〜８ｇ／ｌとするものであり、かかる低金属濃
度とすることにより、高均一電着性が達成されるが、上
記範囲より金属濃度が高くなると均一電着性が低下し、
本発明の目的を達成し得ない。なお、総金属イオン中に
占めるニンケル。

コバルト、鉄イオンの量は５０％以上とすることが好ま
しい。

本発明においては、上記水溶性金属塩をめっきすべき金
属のイオン源とするめっき液中に導電性塩としてアルカ
リ金属、アルカリ土類金属、アルミニウムから選ばれる
金属のハロゲン化物、硫酸塩及びスルファミン酸塩の１
種又は２種以上添加する。具体的には、塩化リチウム、
塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化アルミニウム、塩
化アンモニウム、塩化マグネシウム、臭化ナトリウム、
臭化カリウム、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カ
リウム、硫酸アルミニウム、スルファミン酸ナトリウム
、スルファミン酸カリウムなどが例示される。

これらの導電性塩の使用量は１５０〜８００ｇ／ｌとす
ることが必要であり、これら導電性塩を１５０　ｇ　／
　０以上の高濃度で使用することにより高均一電着性が
達成される。これに対し、その配合量が１５０　ｇ　／
　Ｑより少ない場合は均一電着性の向上に対する効果が
乏しく、本発明の目的を達成し得ない。なお、前記導電
性塩のより好ましい使用量は２００〜５００　ｇ　／　
Ｑである。

本発明で用いるめっき液には、上記成分に加えて更に緩
衝剤として有機カルボン酸及びその塩、ホウ酸、水酸化
アンモニウム、アンモニウム塩並びにアミン類から選ば
れる１種又は２種以上の水溶性化合物を添加することが
好ましく、前記導電性塩にこれら緩衝剤を併用すること
により、均一電着性を更に向上させることができる。よ
り具体的に例示すると、緩衝剤としては、リンゴ酸、リ
ンゴ酸アンモニウム、コハク酸、コハク酸アンモニウム
、酢酸カリウム、酢酸ナトリウム、酒石酸アンモニウム
、アスコルビン酸、クエン酸、クエン酸アンモニウム、
乳酸、ピルビン酸、プロピオン酸、酪酸、ギ酸、酢酸、
グリコール酸、オキサル酢酸、ホウ酸、アンモニア水、
エチレンジアミン、トリエタノールアミン、エタノール
アミン、塩化アンモニウム、臭化アンモニウムなどが挙
げられる。これらの中では、めっき物性面からホウ酸が
最適であるが、更にカルボン酸及びその塩、特にクエン
酸及びその塩が好適であり、その塩としてはアンモニウ
ム塩が好ましい。とりわけクエン酸三アンモニウムがめ
つき外観、物性（低応力、柔軟性）の点からも有効であ
る。

上記緩衝剤の使用量は必ずしも制限されないが、有機カ
ルボン酸及びその塩を用いる場合は５〜３００　ｇ　／
　Ｑ、特に１０〜２００　ｇ　／　Ｑとすることが好ま
しい。また、ホウ酸を用いる場合は２０〜５０　ｇ　／
　Ｑ、特に３０〜４５　ｇ　／　Ｑ、水酸化アンモニウ
ム、カルボン酸アンモニウム以外のアンモニウム塩、ア
ミン類を用いる場合は１０〜１００　ｇ　／　ｆｌ、特
に１０〜５０ｇ／ｌとすることが好ましい。

なお、上記電気めっき液には、塩酸や硫酸、更に光沢剤
、レベリング剤などの添加剤として通常用いられる添加
剤、例えばサッカリン、ナフタレンジスルホン酸ナトリ
ウム、ナフタレントリスルホン酸ナトリウム、アリルス
ルホミン酸ナトリウム、プロパギルスルホミン酸ナトリ
ウム、ブチンジオール、プロパギルアルコール、クマリ
ン、ホルマリンなどを適量添加することができる。

また、めっき液のｐＨは１〜１２、特に１〜１０が好適
であり、酸性浴、中性浴、アルカリ性浴のいずれであっ
てもよいが、とりわけ酸性めっきにおいてその効果を有
効に発揮する。

本発明は、上述しためっき液を使用して被めっき物に電
気めっきを施すものであるが、この場合陰極電流密度（
Ｄｋ）を０．１〜４Ａ／ｄｍ２、好ましくは０　、３−
２　Ａ／ｄｍ”、より好ましくは０．３〜ＬＡ／ｄｍ”
とするものであり、このような低電流密度で電気めっき
を行うことにより、高均一電着性が達成され、特に低電
流密度にする程均−電着性が向上する。

また、めっき温度は３ｏ〜６５℃、特に４５〜６０℃と
することが好ましい。更に、めっき液は空気攪拌、カソ
ードロッキング、ポンプ等による液循環、プロペラ攪拌
などの方法で攪拌を行うことができるが、攪拌の程度は
均一電着性の点からゆるい方が好ましく、カソードロッ
キング、あるいはバレルめっきにおけるバレルの回転に
よる品物の攪拌程度が特に好ましい。アノードはそのめ
っき液の種類に応じ選定され、例えば電気ニッケル、硫
黄含有ニッケル、カーボナイズドニッケル、鉄、コバル
ト、合金アノード等の可溶性陽極が用いられ、また場合
によっては白金、カーボン等の不溶性陽極を使用するこ
ともできる。

本発明において、被めっき物の材質に制限はなく、電気
めっき可能な材質であればいずれのものもめっきし得、
例えば金属や導電化されたプラスチック、セラミック等
がめっきされる。これらは公知の前処理を施し、所望の
下地めっきを施した後、本発明のめっき液を用いてめっ
きすることができ、また本発明のめっき液によるめっき
後、その上にクロムめっき、金めつき、その他の所望の
めっきを施すなどの公知の後処理を施すことができる。

なお、これらの被めっき物にめっきを施す場合、ラック
めっき法を採用することができるが、バレルめっきに特
に好適であり、更にその他の種々のめっき態様をも有効
に採用し得る。

発」Ｂη婁釆− 本発明の電気めっき方法によれば、ハーリングセルを用
いて陽極と２枚の陰極との距離比を５＝１に設定した場
合の均一電着性が５０％以上、多くは６０％以上という
非常に高い均一電着性を達成することができ、このため
高電流密度部分と低電流密度部分との膜厚差の少ないめ
っき被膜が得られる。このため、本発明めっき方法は電
子部品のめっきなどに好適に採用される。

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１本発明は下記の実施例に制限されるものではない
。

なお、下記の例において、めっきは山水鍍金試験器社製
改良型ハーリングセルを使用して行った。

この場合、陽極には電気ニッケル板、陰極にはそれぞれ
裏面にテープコーティングを施した６１×１００Ｘ０．
３ａ＋サイズの銅板２枚を用い、陽極と一方の陰極との
間及び陽極と他方の陰極との間の距離比を５＝１にて、
電気めっき液を液温５５℃に保ち、ゆるい空気攪拌を行
いながら総電流０．５Ａにて３０分間通電した。なお、
この総電流０．５Ａは平均陰極電流密度約０．４２Ａ／
ｄａ”に相当する。

また、上記方法でめっきを行った後、陰極に析出しため
っき被膜重量を秤量し、下記の式に従いめっきの均一電
着性（Ｔ（％））を算出した。

但し、Ｔ：均一電着性 Ｐ：距離比（本実験では５） Ｍ：陰極に析出しためっき被膜重量比 〔実施例１〕 Ｎ　ａ　ＣＱ　　　　　　　　　２５０　ｇ　／　ｎ塩
化ニッケル　　　　　　　１６　〃 （Ｎｉ　　　　　　　　　　　　　４　　＃）ホウ酸　
　　　　　　　　４５　〃 ｐＨ４，２ Ｔ＝９０％ 電流効率＝９５％ 〔実施例２〕 Ｎａ、Ｓｏ、　　　　　　　　２８５ｇ／ｌ塩化ニッケ
ル　　　　　　　３０　〃 （Ｎｉ　　　　　　　　　　　　　７　　ｎ）ホウ酸　
　　　　　　　　４５１１ ｐＨ４，２ Ｔ＝７０％ 電流効率＝９０％ 〔実施例３〕 Ｎ　ａ　ＣＱ　　　　　　　　　１２５　ｇ　／　ＱＮ
ａ、Ｓｏ、　　　　　　　　１４Ｏｎ塩化ニッケル　　
　　　　　３０ｎ （Ｎｉ　　　　　　　　　　　　７　　／ｌ）ホウ１１
　　　　　　　　　　　４５１１ｐ　Ｈ４，２ Ｔ＝８０％ 電流効率＝９２％ 〔実施例４〕 ＫＣｕ　　　　　　’　　　　　２５０ｇ／ｌスルファ
ミン酸ニッケル　　１８　〃 （Ｎｉ　　　　　　　　　　　　　４　　ｕ）クエン酸
３アンモニウム　　１０　〃 ｐ　Ｈ５，０ Ｔ＝９５％ 電流効率＝９２％ 〔実施例５〕 Ｎａ２５ｏ、　　　　　　　　２８５ｇ／ｌ塩化ニッケ
ル　　　　　　　３０　〃 （Ｎｉ　　　　　　　　　　　　７　　ｎ）クエン酸三
アンモニウム　　１０　〃 ｐ　Ｈ５，０ Ｔ＝７５％ 電流効率＝９０％ 〔比較例１〕 Ｎ　ａ　ＣＱ　　　　　　　　　　１０　ｇ　／　Ｑ塩
化ニッケル　　　　　　　１６　〃 （Ｎｉ　　　　　　　　　　　　４　　＃）ホウ酸　　
　　　　　　　４５　〃 ｐＨ４，２ Ｔ＝１４％ 電流効率＝９３％ 〔比較例２〕 硫酸ニッケル　　　　　　２８０ｇ／ｌ塩化ニッケル　
　　　　　　４５　〃 ホウ酸　　　　　　　　　４Ｑｎ ｐＨ４，２ Ｔ＝　１３％ 電流効率＝１００％ 〔比較例３〕 スルファミン酸ニッケル　４５０　ｇ　／　Ｑ塩化ニッ
ケル　　　　　　　１５　〃 ホウ酸　　　　　　　　　４Ｏｎ ｐＨ４，２ Ｔ＝　１６％ 電流効率＝１００％

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ニッケル、コバルト及び鉄から選ばれる少なくとも
   １種の金属イオンを含む全金属イオン濃度が１〜１５ｇ
   ／ｌであり、かつアルカリ金属、アルカリ土類金属及び
   アルミニウムから選ばれる金属の水溶性ハロゲン化物、
   硫酸塩及びスルファミン酸塩の少なくとも１種の導電性
   塩を１５０〜８００ｇ／ｌ溶解してなる電気めっき液中
   で被めっき物に対し陰極電流密度０．１〜４Ａ／ｄｍ＾
   ２の電流で電気めっきを施して、ハーリングセルを用い
   て陽極と２個の陰極との距離比を５：１とした場合の均
   一電着性を５０％以上としたことを特徴とする電気めっ
   き方法。