JPWO2015060449A1 - めっき品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(Niめっき液の調製)
イオン交換水に下記の化合物を溶解させた。濃度は以下の通りである。
・塩化ニッケル[NiCl2・6H2O]:0.1M(mol/L)
・塩化アンモニウム[NH4Cl]:2.0M(mol/L)
まず、基材として20mm×20mm×0.3mmの銅板を用意し、ユケン工業株式会社製の電解脱脂剤「パクナTHE−210」を50g/Lの濃度で溶解した50℃の水溶液に浸漬した。当該銅板をカソードとして、陰極電流密度5A/dm2で60秒間、通電して脱脂処理を行った。脱脂処理された基材をイオン交換水で3回水洗した後、10vol%の硫酸水溶液に室温にて60秒間浸漬し酸洗浄した。引き続き、再度、3回水洗した。
電解脱脂処理された基材を、30℃に保温した上記Niめっき液に浸漬した。そして、空気撹拌を行いながら、陰極電流密度30A/dm2で300秒間、電気Niめっき処理をした。次いで、基材をイオン交換水で3回洗浄した後、50℃の水酸化ナトリウム水溶液(50g/L)に60秒間浸漬した。次いで、基材をイオン交換水で3回洗浄した後、50℃のイオン交換水中に浸漬して、60秒間超音波洗浄してめっき品を得た。Niめっき層の厚みは約50μmであった。
(1)表面観察
株式会社日立ハイテクノロジーズ社製の電界放射型走査電子顕微鏡(FE−SEM)「S−4800」を用い、めっき品の表面を撮影し二次電子像を得た。得られた二次電子像を図1に示す。
A:基材の表面全体に均質な多孔質Niめっき層が形成されていた。
B:基材の一部にのみ多孔質Niめっき層が形成されていた。
C:多孔質Niめっき層は形成されなかった。
得られためっき品の二次電子像から複数の孔を選び、それら孔の直径を計測し面積荷重平均した。孔が円形でない場合には、円相当径を直径とした。結果を表1に示す。
Niめっき液のpHを表1に示すように変更した以外は実施例1と同様にして、基材にNiめっき層を形成した。Niめっき層の厚みは約50μmであった。そして、実施例1と同様にしてNiめっき層を評価した。結果を表1に示す。
陰極電流密度を表1に示すように変更した以外は実施例1と同様にして、基材にNiめっき層を形成させた。Niめっき層の厚みは約50μmであった。そして、実施例1と同様にしてNiめっき層を評価した。結果を表1に示す。
表1に示すようにNiめっき液のpH又は陰極電流密度を変更した以外は実施例1と同様にして、基材にNiめっき層を形成させた。そして、実施例1と同様にしてNiめっき層を評価した。結果を表1に示す。また、比較例1のめっき品の表面を撮影した二次電子像を図2に示す。
Niめっき液中の塩化ニッケル濃度を0.2Mに変更して、アンモニア水でpHを調整しなかった以外は実施例1と同様にしてNiめっき液を調製した。このときのNiめっき液のpHは3.5であった。そして、陰極電流密度を表1に示すように変更した以外は実施例1と同様にして、基材にNiめっき層を形成させてNiめっき層を評価した。結果を表1に示す。また、比較例3のめっき品の表面を撮影した二次電子像を図3に示す。
実施例1で用いためっき液の代わりに、下記のめっき液を調製して用いた以外は実施例1と同様にして、基材にNiめっき層を形成させた。Niめっき層の厚みは約50μmであった。そして、実施例1と同様にしてNiめっき層を評価した。結果を表2に示す。
イオン交換水に下記の化合物を溶解させた。濃度は以下の通りである。めっき液の粘度は1.8mPa・sであった。
・硫酸ニッケル[NiSO4・6H2O]:0.15M
・塩化ニッケル[NiCl2・6H2O]:0.05M
・硫酸アンモニウム[(NH4)2SO4]:1.0M
実施例8のめっき液に水溶性ポリマーであるカルボキシビニルポリマー(和光純薬工業社の商品名「ハイビスワコー105」:架橋型ポリアクリル酸)を0.1g/L添加した以外は実施例8と同様にして、基材にNiめっき層を形成させた。めっき液の粘度は2mPa・sであった。得られたNiめっき層の厚みは約50μmであった。そして、実施例1と同様にしてNiめっき層を評価した。結果を表2に示す。
実施例8のめっき液に水溶性ポリマー(和光純薬工業社の商品名「ハイビスワコー105」)を0.3g/L添加した以外は実施例8と同様にして、基材にNiめっき層を形成させた。めっき液の粘度は2.4mPa・sであった。Niめっき層の厚みは約50μmであった。そして、実施例1と同様にしてNiめっき層を評価した。結果を表2に示す。
めっき時間を600秒に変更した以外は実施例8と同様にして、基材にNiめっき層を形成させた。Niめっき層の厚みは約100μmであった。そして、実施例1と同様にしてNiめっき層を評価した。結果を表2に示す。
実施例8のめっき液に水溶性ポリマー(和光純薬工業社の商品名「ハイビスワコー105」)を0.1g/L添加し、めっき時間を600秒に変更した以外は実施例8と同様にして、基材にNiめっき層を形成させた。Niめっき層の厚みは約100μmであった。そして、実施例1と同様にしてNiめっき層を評価した。結果を表2に示す。また、顕微鏡を用いてめっき品の表面を観察した。得られた顕微鏡写真を図4に示す。
実施例8のめっき液に水溶性ポリマー(和光純薬工業社の商品名「ハイビスワコー105」)を0.3g/L添加し、めっき時間を600秒に変更した以外は実施例8と同様にして、基材にNiめっき層を形成させた。Niめっき層の厚みは約100μmであった。そして、実施例1と同様にしてNiめっき層を評価した。結果を表2に示す。
実施例8のめっき液にアニオン性界面活性剤(AGCセイミケミカル株式会社製の商品名「サーフロンS−211」)を1mg/L添加した以外は実施例8と同様にして、基材にNiめっき層を形成させた。Niめっき層の厚みは約50μmであった。そして、実施例1と同様にしてNiめっき層を評価した。結果を表2に示す。
アニオン性界面活性剤の添加量を5mg/Lに変更した以外は実施例14と同様にして、基材にNiめっき層を形成させた。Niめっき層の厚みは約50μmであった。そして、実施例1と同様にしてNiめっき層を評価した。結果を表2に示す。
アニオン性界面活性剤の添加量を10mg/Lに変更した以外は実施例14と同様にして、基材にNiめっき層を形成させた。Niめっき層の厚みは約50μmであった。そして、実施例1と同様にしてNiめっき層を評価した。結果を表2に示す。
実施例8のめっき液に両性界面活性剤(AGCセイミケミカル株式会社製の商品名「サーフロンS−231」)を1mg/L添加した以外は実施例8と同様にして、基材にNiめっき層を形成させた。Niめっき層の厚みは約50μmであった。そして、実施例1と同様にしてNiめっき層を評価した。結果を表2に示す。
両性界面活性剤の添加量を5mg/Lに変更した以外は実施例17と同様にして、基材にNiめっき層を形成させた。Niめっき層の厚みは約50μmであった。そして、実施例1と同様にしてNiめっき層を評価した。結果を表2に示す。
両性界面活性剤の添加量を10mg/Lに変更した以外は実施例17と同様にして、基材にNiめっき層を形成させた。Niめっき層の厚みは約50μmであった。そして、実施例1と同様にしてNiめっき層を評価した。結果を表2に示す。
実施例8の液に28質量%アンモニア水を加えて、pHが5.0のNiめっき液を調製した。しかしながら、調製したNiめっき液に沈殿が発生したため、めっき処理を行うことができなかった。
陰極電流密度を表2に示すように変更した以外は実施例8と同様にして、基材にNiめっき層を形成させた。そして、実施例1と同様にしてNiめっき層を評価した。結果を表2に示す。
実施例1で用いためっき液の代わりに、下記のめっき液を調製して用いた以外は実施例1と同様にして、基材にNiめっき層を形成させた。Niめっき層の厚みは約50μmであった。そして、実施例1と同様にしてNiめっき層を評価した。結果を表3に示す。
イオン交換水に下記の化合物を溶解させた。濃度は以下の通りである。
・スルファミン酸ニッケル[Ni(NH2SO3)2・4H2O]:0.2M
・スルファミン酸アンモニウム[NH4OSO2NH2・H2O]:2.0M
表3に示すようにNiめっき液のpHを変更した以外は実施例20と同様にして、基材にNiめっき層を形成させた。そして、実施例1と同様にしてNiめっき層を評価した。結果を表3に示す。
陰極電流密度を表3に示すように変更した以外は実施例20と同様にして、基材にNiめっき層を形成させた。そして、実施例1と同様にしてNiめっき層を評価した。結果を表3に示す。
実施例1で用いためっき液の代わりに、下記のめっき液を調製して用いた以外は実施例1と同様にして、基材にNiめっき層を形成させた。Niめっき層の厚みは約50μmであった。そして、実施例1と同様にしてNiめっき層を評価した。結果を表4に示す。
イオン交換水に下記の化合物を溶解させた。濃度は以下の通りである。
・酢酸ニッケル[Ni(CH3COOH)2・4H2O]:0.2M
・酢酸アンモニウム[CH3COONH4]:1.0M
アンモニア水でpHを調整しなかった以外は実施例21と同様にしてNiめっき液を調製した。このときのNiめっき液のpHは5.0であった。そして、実施例1と同様にして、基材にNiめっき層を形成させてNiめっき層を評価した。結果を表4に示す。
陰極電流密度を表4に示すように変更した以外は実施例21と同様にして、基材にNiめっき層を形成させた。そして、実施例1と同様にしてNiめっき層を評価した。結果を表4に示す。
シリコンウェハーの表面に厚さ5μmの無電解Niめっき層を形成した。そして、実施例1と同様の電気Niめっき施して、無電解Niめっき層の表面に多孔質Niめっき層を形成した。多孔質Niめっき層の厚さは100μmであった。シリコンウェハーの表面を観察したところ、表面全体に均質な多孔質Niめっき層が形成されていた。孔の平均径は22μmであった。
Claims (10)
- 導電性金属からなる基材をめっき液に浸漬し、該基材に電気めっきを施してめっき層を形成する、めっき品の製造方法であって;
前記めっき液が、Niイオンを0.01〜1mol/L含有するpHが6以上の液であり、
10A/dm2以上の陰極電流密度で前記電気めっきを施して多孔質Niめっき層を形成することを特徴とするめっき品の製造方法。 - 前記めっき液が、アンモニアを0.2〜30mol/L含有し、Niイオンに対するアンモニアのモル比(NH3/Niイオン)が1以上である請求項1に記載の製造方法。
- 前記めっき液が、アンモニウムイオン及びアルカリ金属イオンからなる群から選択される少なくとも1種のイオンを0.2〜10mol/L含有する請求項1又は2に記載の製造方法。
- 前記めっき液が、Niイオン、アンモニウムイオン及びアルカリ金属イオンのカウンターアニオンとして、塩化物イオン、硫酸イオン、スルファミン酸イオン及び酢酸イオンからなる群から選択される少なくとも1種のイオンを含有する請求項3に記載の製造方法。
- 前記めっき液が、水溶性ポリマーを0.01〜5g/L含有する請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法。
- 前記めっき液が、界面活性剤を0.1〜100mg/L含有する請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法。
- 前記多孔質Niめっき層に形成された孔の平均径が、面積荷重平均値で1〜300μmである請求項1〜6のいずれかに記載の製造方法。
- 前記多孔質Niめっき層の厚みが1〜300μmである請求項1〜7のいずれかに記載の製造方法。
- 前記基材が、非金属材料又は半金属材料の表面に導電性金属層が形成されたものである請求項1〜8のいずれかに記載の製造方法。
- 導電性金属からなる基材にめっき層を形成するためのめっき液であって;
Niイオンを0.01〜1mol/L、アンモニアを0.2〜30mol/L、並びにアンモニウムイオン及びアルカリ金属イオンからなる群から選択される少なくとも1種のイオンを0.2〜10mol/L含有し、Niイオンに対するアンモニアのモル比(NH3/Niイオン)が1以上であり、かつpHが6以上であることを特徴とするめっき液。
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