JP3288457B2 - Gold plating solution and gold plating method - Google Patents
Gold plating solution and gold plating methodInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、金属、ろう材などの表
面の濡れ性向上、電気的接続性向上、酸化防止、美観向
上などの機能付与を目的として被めっき体表面に金の皮
膜を析出させる金めっき液及び金めっき方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a gold coating on the surface of a body to be plated for the purpose of improving the wettability of the surface of a metal or brazing material, improving the electrical connectivity, preventing oxidation, and improving the appearance. The present invention relates to a gold plating solution to be deposited and a gold plating method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の金めっき液としては、主として、
後述する組成で示されるような、致死量200〜800mgとさ
れる猛毒のシアンイオン(CN~)を含み、致死量２〜３ppm
とされる猛毒のシアン化水素ガス(HCN)を発生するシア
ン溶液が用いられていた。このため、めっき液の運搬、
廃棄、回収、保管に際しては、法規の定めに従って厳重
に実施しなければならなかった。また、めっき液の調
製、めっき作業も法規の定めに従って局所排気設備内で
実施しなければならず、これらの諸費用から、コストの
高いものとなっていた。また、一般家庭では実質的に使
用できないものであった。CN~、一価金イオンからなる
従来の金めっき液は、液中で下式のような各イオン間の
平衡状態が成立している。2. Description of the Related Art Conventional gold plating solutions mainly include:
As shown in the composition described below, contains a deadly dose of 200 to 800 mg of highly toxic cyanide ions (CN ~) and a lethal dose of 2 to 3 ppm
A cyanide solution that generates highly toxic hydrogen cyanide gas (HCN) was used. Therefore, transportation of plating solution,
Disposal, collection and storage had to be carried out strictly in accordance with the regulations. In addition, the preparation of the plating solution and the plating operation also have to be performed in the local exhaust equipment in accordance with the regulations, and these costs have been high. In addition, they could not be used practically in ordinary households. In the conventional gold plating solution composed of CN ~ and monovalent gold ions, an equilibrium state between the respective ions is established in the solution as shown in the following formula.
【０００３】[0003]
【数１】 (Equation 1)
【０００４】[0004]
【数２】 (Equation 2)
【０００５】[0005]
【数３】 (Equation 3)
【０００６】[0006]
【数４】 (Equation 4)
【０００７】上記(2)式で示されているように、Au+ は
CN~ と強く結合し、安定なシアノ錯体[Au(CN)2~]を形成
して、Au+ 濃度の２倍以上の CN~ を含むことによって
金めっき液が安定化されている。一方、CN~ は水素イオ
ン(H+)と平衡関係にあり、その会合体であるシアン化水
素(HCN)を生じる。HCN の沸点は25.7℃であり、めっき
液中から徐々に揮発して、常に新しい平衡状態が作られ
る。すなわち、CN~の濃度が徐々に低下する。CN~ 濃度
が Au+イオン濃度の２倍以下となったとき、CN~ の不足
に応じてシアン化金(AuCN)が沈殿する。AuCN は光と反
応して金属金に変化するので、めっき液の劣化は AuC
N、Au 粒子の発生もしくは沈殿の形で現れる。HCN の沸
点は25.7℃であるので、めっき液が高温であればあるほ
ど HCN の揮発が激しくなり、めっき液の劣化が急速に
生じる。以下、置換めっき液、電気金めっき液、無電解
金めっき液の従来技術について詳述する。As shown in the above equation (2), Au + is
The gold plating solution is stabilized by strongly binding to CN ~ to form a stable cyano complex [Au (CN) 2 ~] and containing CN ~ at least twice the Au + concentration. On the other hand, CN ~ is in equilibrium with the hydrogen ion (H +), and hydrogen cyanide (HCN), which is an aggregate thereof, is generated. HCN has a boiling point of 25.7 ° C, and evaporates gradually from the plating solution to create a new equilibrium state. That is, the concentration of CNCN gradually decreases. When the CN ~ concentration becomes less than twice the Au + ion concentration, gold cyanide (AuCN) precipitates due to the shortage of CN ~. Since AuCN reacts with light and changes to metallic gold, the degradation of the plating solution is AuC
Appears in the form of N or Au particles generated or precipitated. Since the boiling point of HCN is 25.7 ° C, the higher the temperature of the plating solution, the more volatile the HCN and the more rapidly the plating solution deteriorates. Hereinafter, conventional techniques of the displacement plating solution, the electrogold plating solution, and the electroless gold plating solution will be described in detail.
【０００８】置換めっき液 従来の置換めっき液は、上記の理由によって取扱い上 C
N~ の含有量を極力低減し、かつ、めっき液 pH を高く
保つ必要があり、めっき液を高温に保つと金及びシアン
化金の粒子を発生して沈殿物を生じるという不安定性が
問題となっていた。例えば配線板形成の際、めっき操作
中にこれらの粒子が生じると、配線材料の存在する配線
パターン以外の絶縁層表面に多数付着(異常析出)し、パ
ターン間の電気的短絡を生じることになる。 Displacement plating solution Conventional displacement plating solution is difficult to handle due to the above reasons.
It is necessary to reduce the content of N ~ as much as possible and keep the pH of the plating solution high.If the plating solution is kept at a high temperature, gold and gold cyanide particles will be generated and instability will occur, causing a problem. Had become. For example, when these particles are generated during a plating operation during the formation of a wiring board, a large number of these adhere to the surface of the insulating layer other than the wiring pattern where the wiring material is present (abnormal deposition), resulting in an electrical short circuit between the patterns. .
【０００９】また、配線材料として例えばニッケル(Ni)
を取り上げた場合、置換金めっきによって付着した金め
っき皮膜と配線材料との間の密着力の問題がある。Ni
が溶解する反応は次式で示される。Further, as a wiring material, for example, nickel (Ni)
However, there is a problem of adhesion between the gold plating film adhered by displacement gold plating and the wiring material. Ni
Is dissolved by the following formula.
【００１０】[0010]
【数５】 (Equation 5)
【００１１】[0011]
【数６】 (Equation 6)
【００１２】この場合、主反応は(5)式の反応である
が、副反応として(6)式の反応も同時に生じる。ここ
で、Ni の酸化物 NiO が生成すると、置換金めっきの密
着性が著しく低くなる。NiO の生成を防止するために
は、(6)式の右辺の酸性度を強くする必要がある。しか
し、酸性度が高すぎると、(3)式によって猛毒の HCN ガ
スを生じるので、酸性度は両者のトレードオフによって
選択される。現在、シアン系置換金めっき液は pH 3.5
以上で用いられているが、pH 3.5以上では置換金めっき
液による金皮膜の密着性が劣り、金めっきしたものを N
2 中350℃以上で熱をかけると、金皮膜が剥離し、フク
レを生じる問題につながる。従って、現在用いられてい
る置換金めっき液はめっき作業管理上裕度が極めて小さ
く、かつ、管理条件のロットごとの変更も極めて多い。
上記のことは、呂 成辰著 「プラスチックめっき」(昭和
39年、日刊工業新聞社)186〜188頁に記載されている。
なお、置換金めっき液としては、シアンイオンを用いる
もの以外は未だ知られていない。In this case, the main reaction is the reaction of the formula (5), but the reaction of the formula (6) occurs simultaneously as a side reaction. Here, when Ni oxide, NiO, is formed, the adhesion of the displacement gold plating is significantly reduced. In order to prevent the formation of NiO, it is necessary to increase the acidity on the right side of equation (6). However, if the acidity is too high, highly toxic HCN gas is generated according to equation (3), so the acidity is selected by a trade-off between the two. Currently, cyan-based substitution gold plating solution is pH 3.5
However, at pH 3.5 or higher, the adhesion of the gold film with the replacement gold plating solution is inferior.
If heat is applied at 350 ° C or more in 2 , the gold film will peel off, leading to the problem of blistering. Therefore, the replacement gold plating solution currently used has a very small margin in terms of plating operation management, and the management conditions are often changed for each lot.
The above is described in "Plastic Plating" written by Seishiro Lu (Showa
39, Nikkan Kogyo Shimbun) pages 186-188.
As a replacement gold plating solution, no solution other than one using cyan ions has been known yet.
【００１３】電気金めっき液 電気金めっき液については、電気化学協会編 「電気化学
便覧」(昭和39年、丸善)843頁に記載のように、金イオン
の錯化剤として有害な CN~ が用いられ、かつ、遊離の
CN~(金イオンと錯体を形成しない CN~)を必要とするの
で、上記の置換金めっき液よりも CN~ 濃度が高く、毒
性がより高いという問題があった。[0013] For electrical gold plating solution electrical gold plating solution, electrochemical Association ed., "Electrochemical Handbook" (1964, Maruzen) as described in 843 pages, is harmful CN ~ as a complexing agent of gold ions Used and free
Since CN ~ (CN ~ which does not form a complex with gold ions) is required, there is a problem that the CN ~ concentration is higher and the toxicity is higher than the above substituted gold plating solution.
【００１４】この欠点を除くために、近年、金イオンの
錯化剤として亜硫酸、チオ硫酸などイオウの酸素酸イオ
ンを用いる金めっき液が開発された。このような非シア
ン系の電気金めっき液の例はエレクトロケミカルパブリ
ケーション社発行のゴールドプレーティングテクノロジ
ー 第52〜57頁(D.G.Foulke : Gold Plating Technology
pp.52‐57，Electrochemical Publication(1974))に多
く示されている。In order to eliminate this drawback, gold plating solutions using sulfur oxyacid ions such as sulfurous acid and thiosulfuric acid as complexing agents for gold ions have recently been developed. Examples of such non-cyanide electroplating solution are Gold Plating Technology, published by Electrochemical Publications, pp. 52-57 (DGFoulke: Gold Plating Technology).
pp.52-57, Electrochemical Publication (1974)).
【００１５】しかし、イオウの酸素酸イオンを錯化剤と
する電気金めっき液では、錯化剤の熱力学的不安定性に
起因する金イオンの還元分解に対する対策がなされてお
らず、また、それが困難であり、シアンを錯化剤とする
金めっき液に比べて、めっき液が分解し、望まない箇所
に金の析出が起る(異常析出)という問題があった。すな
わち、シアン系、非シアン系を問わず、これまでのとこ
ろ、使いやすい安全で安定な電気金めっき液は得られて
いなかった。However, in the electrogold plating solution using sulfur oxyacid ion as a complexing agent, no measures are taken against reductive decomposition of gold ions due to the thermodynamic instability of the complexing agent. However, compared with a gold plating solution using cyanide as a complexing agent, there was a problem that the plating solution was decomposed and gold was deposited at an undesired portion (abnormal deposition). That is, an easy-to-use, safe and stable electrogold plating solution has not been obtained irrespective of cyan or non-cyan.
【００１６】無電解金めっき液 従来の無電解金めっき液としては、Plating ,Vol.67(19
70),pp.914‐920 に示されているように、シアン化金
(I)カリウム、シアン化カリウム、ボラン系化合物を主
成分とするものが知られている。また、シアン化物イオ
ンを含まない無電解金めっき液としては、塩化金(III)
酸塩とヒドラジンとを主成分とするものが米国特許第33
00328号に開示され、さらに、塩化金(III)酸カリウム塩
とボラン系化合物とを主成分とするものが特公昭 56‐2
0353号に開示されている。さらに、錯化剤がチオ硫酸
塩、還元剤がチオ尿素であることを特徴とするものが特
開平 1‐268876号に開示されている。 Electroless Gold Plating Solution Conventional electroless gold plating solutions include Plating, Vol.
70), pp. 914-920.
(I) Those containing potassium, potassium cyanide, and a borane-based compound as main components are known. Further, as the electroless gold plating solution containing no cyanide ion, gold (III) chloride
U.S. Pat.
JP-A-56-328, further disclosed in Japanese Patent Publication No. Sho 56-2, which is mainly composed of potassium chloroaurate (III) and a borane compound.
No. 0353. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-268876 discloses that the complexing agent is a thiosulfate and the reducing agent is thiourea.
【００１７】この中、CN~ を錯化剤とする無電解金めっ
き液は、電気金めっき液の場合と同様に、遊離の CN~
を必要とするので、CN~ 濃度が高く、より毒性が強いと
いう問題があった。Among these, the electroless gold plating solution using CN ~ as a complexing agent is free CN ~
Therefore, there is a problem that the CN concentration is high and the toxicity is higher.
【００１８】また、ヒドラジンを還元剤として用いる無
電解金めっき液は、ヒドラジン及びヒドラジンの分解物
と金イオンとの反応によって爆発性の雷金酸を生じる可
能性が高く、安全上の問題に加えてめっき液が不安定な
ため実用に供されていない。また、ボラン系を還元剤と
する無電解金めっき液は、金イオンの錯化剤としてCN~
を用いない限り、めっき液が極めて不安定なため実用に
供されていない。The electroless gold plating solution using hydrazine as a reducing agent has a high possibility of producing explosive thunderbolic acid by the reaction of hydrazine and a decomposition product of hydrazine with gold ions. Therefore, the plating solution is not practical because it is unstable. Further, an electroless gold plating solution using a borane-based reducing agent may be used as a complexing agent for gold ions.
Unless is used, the plating solution is not practically used because it is extremely unstable.
【００１９】さらに、イオウの酸素酸イオン(チオ硫
酸、亜硫酸など)を金イオンの錯化剤として用いる無電
解金めっき液は、前述の電気金めっき液の項で述べたよ
うに、錯化剤の熱力学的不安定性に起因する金イオンの
還元分解のために、金酸化物の粒子を生じ易く、めっき
液の不安定性に加えて、配線材料の存在する配線パター
ン以外の絶縁層表面にこの粒子が多数付着し、パターン
間の電気的短絡を生じるという問題があった。すなわ
ち、被めっき部分以外にもめっきが生じる(異常析出)問
題があった。Further, an electroless gold plating solution using sulfuric acid oxyacid ions (thiosulfuric acid, sulfurous acid, etc.) as a gold ion complexing agent is, as described in the above-mentioned electrogold plating solution, a complexing agent. Due to the reductive decomposition of gold ions due to the thermodynamic instability of gold, particles of gold oxide are likely to be generated, and in addition to the instability of the plating solution, the surface of the insulating layer other than the wiring pattern where the wiring material is present There is a problem that a large number of particles adhere and cause an electric short circuit between the patterns. That is, there is a problem that plating occurs (abnormal deposition) in portions other than the portion to be plated.
【００２０】従来の無電解金めっき液が不安定である一
次的理由は、金イオンと従来の錯化剤との結合エネルギ
ーが十分大きくなく、還元剤の還元力が強すぎる結果、
金表面の析出反応以外に固体粒子(例えば、塵埃)表面、
器壁表面での反応が顕著となり、めっき液を分解に至ら
しめるという点にある。The primary reason that the conventional electroless gold plating solution is unstable is that the binding energy between the gold ion and the conventional complexing agent is not sufficiently large, and the reducing power of the reducing agent is too strong.
Solid particles other than the deposition reaction on the gold surface (for example, dust) surface,
The reaction on the surface of the vessel wall becomes remarkable, and the plating solution is decomposed.
【００２１】二次的理由は、金イオン源として塩化金を
用いる場合に顕著になるもので、金イオン源としての塩
化金が出発時点で純粋でないことにある。すなわち、塩
化金はその結晶化過程において光や水と反応して金粒子
及び金酸化物を生じるために、その結晶中に多数の金粒
子及び金酸化物を含む。これを金イオン源とすると、こ
れら粒子の表面でも無電解金めっき反応が生じ、めっき
液を分解に至らしめる。A secondary reason is more pronounced when gold chloride is used as the source of gold ions, because gold chloride as a source of gold ions is not pure at the start. That is, since gold chloride reacts with light or water in the crystallization process to generate gold particles and gold oxides, the crystal contains many gold particles and gold oxides. When this is used as a gold ion source, an electroless gold plating reaction occurs also on the surface of these particles, and the plating solution is decomposed.
【００２２】[0022]
【発明が解決しようとする課題】従来の金めっき液は上
記のような多くの問題点を有していた。The conventional gold plating solution has many problems as described above.
【００２３】本発明の目的は、上記従来技術の有してい
た課題を解決して、第一に、猛毒のシアンイオンを一切
含むことなく、めっき作業、めっき液の保管及び廃棄に
際して安全な金めっき液を提供すること、第二に、熱処
理等によりフクレを発生しないように密着力の優れた金
めっきを形成し得、強酸性でめっき可能な金めっき液を
提供すること、第三に、長時間保管及びめっき作業を行
っても金粒子、金酸化物粒子を発生することなく、異常
析出や液分解を生じることのない金めっき液を提供する
こと、および、金めっき方法を提供することにある。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art. First, the present invention does not include any highly toxic cyanide ions, and provides a safe metal for plating, storage and disposal of a plating solution. To provide a plating solution, secondly, to provide a gold plating solution which can form a gold plating having excellent adhesion so as not to cause blisters due to heat treatment and the like, and which can be plated with a strong acid, thirdly, To provide a gold plating solution that does not generate abnormal particles or liquid decomposition without generating gold particles and gold oxide particles even when stored and plated for a long time, and to provide a gold plating method. It is in.
【００２４】[0024]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、発明者等は大環状ポリアミン(化学同人社刊「クラウ
ンエーテルとクリプタントの化学」 288頁参照)と三価金
イオンとの錯化合物を用いた。ここで考える大環状ポリ
アミンとしては、脂肪族あるいは芳香族の環状化合物
で、その主鎖に２個以上の窒素原子を含み、その他のヘ
テロ原子を含んでいてもよく、特に、脂肪族の環状化合
物が好ましい。側鎖はアルキル基、アリル基などで、ヘ
テロ原子を含んでいてもよい。具体的には、下記の(イ)
サイクラム‐三価金イオン錯体、(ロ)フェノール‐ペン
ダントサイクラム‐三価金イオン錯体、(ハ)ピリジル‐
ペンダントサイクラム‐三価金イオン錯体、(ニ)モノオ
キソサイクラム‐三価金イオン錯体、(ホ)ピリジル‐ペ
ンダントモノオキソサイクラム‐三価金イオン錯体、
(ヘ)フェノールペンダントモノオキソサイクラム‐三価
金イオン錯体などを挙げることができる。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present inventors have developed a complex compound of a macrocyclic polyamine (see "Chemistry of Crown Ether and Cryptant", page 288, published by Kagaku Dojin) and trivalent gold ions. Was used. The macrocyclic polyamine considered here is an aliphatic or aromatic cyclic compound having two or more nitrogen atoms in its main chain and may contain other hetero atoms. Is preferred. The side chain is an alkyl group, an allyl group, or the like, and may contain a hetero atom. Specifically, the following (a)
Cyclam-trivalent gold ion complex, (b) phenol-pendant cyclam-trivalent gold ion complex, (c) pyridyl-
Pendant cyclam-trivalent gold ion complex, (d) monooxocyclam-trivalent gold ion complex, (ho) pyridyl-pendant monooxocyclam-trivalent gold ion complex,
(F) Phenol pendant monooxocyclam-trivalent gold ion complex.
【００２５】[0025]
【化１】 Embedded image
【００２６】[0026]
【化２】 Embedded image
【００２７】[0027]
【化３】 Embedded image
【００２８】[0028]
【化４】 Embedded image
【００２９】[0029]
【化５】 Embedded image
【００３０】[0030]
【化６】 Embedded image
【００３１】サイクラム誘導体と三価金イオンとの錯体
は、未置換サイクラム等のサイクラム誘導体を金化合物
例えば塩化金酸ナトリウムと反応させることによって生
成することができる。The complex of a cyclam derivative and a trivalent gold ion can be formed by reacting a cyclam derivative such as unsubstituted cyclam with a gold compound such as sodium chloroaurate.
【００３２】具体的には、例えば、未置換サイクラムを
等量の NaAuCl4・2H2O と還流アセトニトリル中１時間処
理すると、黄色針状結晶である「金(III)‐イン」(環内に
金イオンを取り込んだ)錯体が生成し、この錯体をイオ
ン交換カラムクロマトグラフィ(溶出液は３規定塩酸)に
よる分離及び１規定の過塩素酸水溶液での再結晶によっ
て精製することができる。上記反応によって単一生成物
のみが得られる(シリカゲル薄層クロマトグラフィによ
る確認法 ; 溶出液はメタノール‐10％塩化ナトリウム
(1:1)、Rf値0.6)。三価金イオンのサイクラム錯体は固
体として及び酸性溶液中で極めて安定である。Specifically, for example, when unsubstituted cyclam is treated with an equal amount of NaAuCl 4 .2H 2 O in refluxing acetonitrile for 1 hour, yellow needle-like crystals “gold (III) -yne” (in the ring) A complex (incorporating gold ions) is formed, and this complex can be purified by separation by ion exchange column chromatography (eluent: 3N hydrochloric acid) and recrystallization from a 1N aqueous solution of perchloric acid. Only a single product is obtained by the above reaction (confirmation method by silica gel thin layer chromatography; eluent: methanol-10% sodium chloride)
(1: 1), Rf value 0.6). The cyclam complexes of trivalent gold ions are extremely stable as solids and in acidic solutions.
【００３３】発明者等は、大環状ポリアミンすなわちサ
イクラム及びその誘導体が三価金イオンと安定な錯体を
生じること、かつ、金属金まで還元できる何らかの駆動
力を与えると金の皮膜として析出させることができるこ
とを見出したことから、上記の CN~ を一切含まない金
めっき液を発明することができた。The present inventors have found that a macrocyclic polyamine, ie, cyclam and its derivatives, form a stable complex with trivalent gold ions, and that when given some driving force capable of reducing to metallic gold, they can be deposited as a gold film. Since it was found that it was possible, it was possible to invent a gold plating solution not containing any of the above CN ~.
【００３４】図１は前出の(イ)に示したサイクラム‐三
価金イオン錯体(Au(III)‐1,4,8,11‐tetraazacyclotet
radecane complex)の電流‐電位曲線を示すものであ
る。なお、この場合、測定条件は以下の通りとした。FIG. 1 shows the cyclam-trivalent gold ion complex (Au (III) -1,4,8,11-tetraazacyclotet) shown in (a) above.
2 shows a current-potential curve of a radecane complex). In this case, the measurement conditions were as follows.
【００３５】 サイクラム‐三価金イオン錯体 …0.00013モル Na2SO4 …0.1モル Na2B4O7・10H2O …0.02モル H2SO4 …所定の pH と
する量 水 …1リットルと
する量 測定温度 : 25℃ 上記の組成、条件において、日厚計測社製の金回転電極
(回転数 : 2000rpm)を用いて測定を行った。参照電極は
飽和カロメル電極(S.C.E.)である。Cyclam-trivalent gold ion complex: 0.00013 mol Na 2 SO 4 … 0.1 mol Na 2 B 4 O 7 · 10H 2 O… 0.02 mol H 2 SO 4 … a predetermined pH amount Water… 1 liter Amount Measurement temperature: 25 ° C Under the above composition and conditions, a gold rotating electrode manufactured by Nikko Keizai
(Rotation speed: 2000 rpm). The reference electrode is a saturated calomel electrode (SCE).
【００３６】図において、(a) は pH 1.4での電流‐電
位曲線で、約−0.06 V vs.S.C.E.から負の電流が流れ始
め、サイクラム‐三価金イオンが還元されることが判っ
た。さらに、約−0.45 V 付近から水素ガスの発生が始
まった。また、(b) は pH 7.0の時の曲線で、約−0.12
V 付近から負の電流が流れ始めてサイクラム‐三価金イ
オンが還元され、約−0.75 V から水素の発生が始まっ
た。(c) は pH 10.0の時の曲線で、約−0.25 V からサ
イクラム‐三価金イオンが還元された。In the figure, (a) is a current-potential curve at pH 1.4, and it was found that a negative current started to flow from about -0.06 V vs. SCE, and cyclam-trivalent gold ions were reduced. Further, the generation of hydrogen gas started at about −0.45 V. (B) is a curve at pH 7.0, which is approximately -0.12
Negative current began to flow around V, and the cyclam-trivalent gold ions were reduced, and hydrogen generation started at about -0.75 V. (c) is a curve at pH 10.0, where cyclam-trivalent gold ions were reduced from about -0.25 V.
【００３７】以上のことから、サイクラム‐三価金イオ
ンの金属金への還元は液 pH が小さくなるとより負な電
位に変動するが、約−0.06 V 以下である。従って、約
−0.06 V 以下となるように負に分極すればサイクラム
‐三価金イオンからの金めっきが可能になる。From the above, the reduction of cyclam-trivalent gold ions to metallic gold fluctuates to a more negative potential as the pH of the solution decreases, but is less than about -0.06 V. Therefore, if negatively polarized so as to be about -0.06 V or less, gold plating from cyclam-trivalent gold ions becomes possible.
【００３８】置換金めっき液 金めっきする物質としては、上記のように、−0.06 V
以下にもたらすことのできる電気導伝体であれば何でも
よい。例えば、Ni、Co、Fe、Cu、W、Ti、Sn、Zn、Siな
どを挙げることができる。置換金めっき反応の原理を N
i の場合を例にとって以下に説明する。サイクラム‐三
価金イオンから金属金が Ni 表面に析出する駆動力は
(5)式で示される。(5)式で示される Ni の溶解反応は−
0.491 V vs.S.C.E.以上で生じる。従って、Ni 表面にお
いて、Ni が溶解することによって、サイクラム‐三価
金イオン溶液から金属金を析出させる電位、約−0.06 V
以下にすることができる。 Substitution gold plating solution As described above, the substance to be gold-plated is -0.06 V
Any electrical conductor that can be provided below. For example, Ni, Co, Fe, Cu, W, Ti, Sn, Zn, Si and the like can be mentioned. The principle of displacement gold plating reaction
The case of i will be described below as an example. Driving force for metal gold to precipitate on Ni surface from cyclam-trivalent gold ions
It is shown by equation (5). The dissolution reaction of Ni represented by equation (5) is −
Occurs above 0.491 V vs. SCE. Therefore, the potential for depositing metallic gold from the cyclam-trivalent gold ion solution by dissolving Ni on the Ni surface, about -0.06 V
It can be:
【００３９】Ni の溶解反応を促進する目的で Ni2+に配
位する錯化剤を共存させれば、(5)式の反応はより負の
電位で生じ、より容易な置換金めっきを可能にする。従
来のシアン系置換金めっき液では使用できない pH １〜
3.5の極めて強い酸性側において置換金めっきを行え
ば、(6)式の反応を困難とし、熱処理によってフクレを
発生しない密着力の大きい金皮膜を Ni などの電気導伝
体表面に形成することができる。If a complexing agent coordinating with Ni 2 + is co-present for the purpose of accelerating the dissolution reaction of Ni, the reaction represented by the formula (5) occurs at a more negative potential, thereby enabling easier displacement gold plating. To PH 1 to 1, which cannot be used with conventional cyan-based replacement gold plating solutions
If the displacement gold plating is performed on the extremely strong acid side of 3.5, the reaction of equation (6) becomes difficult, and a gold film with large adhesion that does not generate blisters due to heat treatment can be formed on the surface of an electric conductor such as Ni. it can.
【００４０】電気金めっき液 金めっきをする物質としては電気導伝体であれば何でも
よい。被めっき体である電気導伝体を陰極、別の電気導
伝体を陽極としてサイクラム‐三価金イオン溶液に浸漬
し、外部電源から電気を通して約−0.06 V よりも負と
すれば、被めっき体表面に金皮膜を形成することができ
る。Electrogold plating solution Any substance can be used for gold plating as long as it is an electric conductor. When the conductor to be plated is immersed in a cyclam-trivalent gold ion solution using the electric conductor as a cathode and another electric conductor as an anode, and the electricity is supplied from an external power source to make it negative than about -0.06 V, A gold film can be formed on the body surface.
【００４１】無電解金めっき液 被めっき体としては、後述する還元剤に酸化反応を生ぜ
しめる表面を有する物質であれば何でもよい。一般に、
パラジウム、白金などの貴金属あるいはその化合物をコ
ロイドと共に分散させた水溶液に被めっき体を浸漬し
て、被めっき体表面に上記貴金属、コロイドを吸着させ
て無電解めっき可能な表面を形成する。従って、被めっ
き体は上記貴金属、コロイドが付着する物質であれば何
でもよい。As the object to be plated with an electroless gold plating solution , any substance may be used as long as it has a surface that causes an oxidation reaction with a reducing agent described later. In general,
The object to be plated is immersed in an aqueous solution in which a noble metal such as palladium or platinum or a compound thereof is dispersed together with a colloid, and the noble metal and the colloid are adsorbed on the surface of the object to be plated to form a surface capable of electroless plating. Therefore, the object to be plated may be any substance to which the above-mentioned noble metal and colloid adhere.
【００４２】上記還元剤としてホルムアルデヒド(HCHO)
を用いた場合を例とする無電解めっきの原理は次の通り
である。。Formaldehyde (HCHO) is used as the reducing agent.
The principle of electroless plating taking the case of using as an example is as follows. .
【００４３】[0043]
【数７】 (Equation 7)
【００４４】ここで、HCHO は約−1.0 V vs.S.C.E.以上
の電圧で酸化反応を生じて、ギ酸イオン(HCOO~)と水素
ガスとを生じる。従って、この酸化反応によってサイク
ラム‐三価金イオン溶液から金属金を析出させることが
できる。Here, HCHO undergoes an oxidation reaction at a voltage of about -1.0 V vs. SCE or more to generate formate ions (HCOOOO) and hydrogen gas. Accordingly, metallic gold can be precipitated from the cyclam-trivalent gold ion solution by this oxidation reaction.
【００４５】置換金めっき液であるか、電気金めっき液
であるか、無電解金めっき液であるかとは無関係に、析
出する金皮膜の結晶粒径、機械的性質、光沢などを改善
する目的で、各めっき液に分子中にイオウ、酸素、窒素
原子を含む高分子化合物を添加すると、より実用的な金
めっき液とすることができる。The purpose of improving the crystal grain size, mechanical properties, gloss, etc. of the deposited gold film irrespective of whether it is a replacement gold plating solution, an electrogold plating solution, or an electroless gold plating solution. By adding a polymer compound containing sulfur, oxygen and nitrogen atoms in the molecule to each plating solution, a more practical gold plating solution can be obtained.
【００４６】また、めっき反応に伴って発生するガス類
の離脱、析出した金皮膜のめっき液への濡れ性改善を目
的として湿潤剤を各めっき液に添加すれば、より実用的
な金めっき液とすることができる。Further, if a wetting agent is added to each plating solution for the purpose of releasing gases generated during the plating reaction and improving the wettability of the deposited gold film to the plating solution, a more practical gold plating solution can be obtained. It can be.
【００４７】さらに、めっき反応の進行に伴う液 pH の
変動の調節、めっき液調製時の精密な液 pH の調節を目
的として pH 緩衝剤を各めっき液に添加することによっ
てより実用的なめっき液を得ることができる。Further, by adding a pH buffer to each plating solution for the purpose of adjusting the fluctuation of the solution pH as the plating reaction progresses and precisely adjusting the solution pH during the preparation of the plating solution, a more practical plating solution can be obtained. Can be obtained.
【００４８】[0048]
【作用】金イオン(Au+、Au3+)は元来極めて不安定なも
のである。その不安定性を生む主たる反応は下記の通り
である。[Action] gold ions (Au +, Au 3 +) are those originally extremely unstable. The main reactions that cause the instability are as follows:
【００４９】[0049]
【数８】 (Equation 8)
【００５０】[0050]
【数９】 (Equation 9)
【００５１】[0051]
【数１０】 (Equation 10)
【００５２】[0052]
【数１１】 [Equation 11]
【００５３】(10)式、(11)式で示されるように、不均化
反応によって Au+は Au3+に変化し、Au3+は(8)式、(9)
式で示されるように、Au2O3となって沈殿する。これは
(9)式から pH １の強酸性でも生じる。従来のシアン系
めっき液は、(1)式で示されるように、Au+ に CN~ を強
く配位させ、安定なシアノ錯体とすることによって(10)
式反応の右への進行を防ぐものであった。サイクラムは
Au3+に強く配位させて(8)式の反応を防ぐものである。
これに適するサイクラムは前出(イ)〜(ヘ)に示したもの
である。As shown by the equations (10) and (11), Au + is changed to Au 3 + by the disproportionation reaction, and Au 3 + is converted into the equations (8) and (9).
As shown by the formula, it precipitates as Au 2 O 3 . this is
According to the formula (9), it is produced even at a strong acidity of pH 1. The conventional cyan plating solution, as shown by the formula (1), has a strong cyano complex (10)
This prevented the formula reaction from proceeding to the right. Cyclam
It is to coordinate strongly with Au 3 + to prevent the reaction of the formula (8).
Cycles suitable for this are those shown in (a) to (f) above.
【００５４】置換めっき液に必要な被めっき金属の溶解
促進のための錯化剤は次の通りである。The complexing agents required for the displacement plating solution to promote the dissolution of the metal to be plated are as follows.
【００５５】[0055]
【数１２】 (Equation 12)
【００５６】[0056]
【数１３】 (Equation 13)
【００５７】ここで、E は被めっき金属(M)の溶解電
位、E0は被めっき金属の標準電位、Zは被めっき金属 M
のイオンの電荷数、n は錯化剤 L の配位数、K は錯体
の安定度定数である。被めっき金属 M のイオンと配位
する錯化剤 L とを共存させると、(12)式で示す平衡反
応を生じる。その結果、被めっき金属が溶解する電位は
(−0.0591/Z)log K だけ負となる。K の値は一般に102
〜1040の値を有するので、その負への変化量は大きく、
被めっき金属の溶解は容易となり、容易にサイクラム‐
三価金イオンから金属金を析出することができる。この
ような錯化剤としては、イミノ二酢酸、ニトリロ三酢
酸、エチレンジアミン四酢酸、グルタミン酸、グリシン
などのアミノカルボン酸、クエン酸、酒石酸などのヒド
ロキシカルボン酸などが適する。要は、被めっき金属の
イオンと配位するものであればよいわけで、上記の例に
限定されるものではない。Here, E is the dissolution potential of the metal to be plated (M), E 0 is the standard potential of the metal to be plated, and Z is the metal M
, N is the coordination number of the complexing agent L, and K is the stability constant of the complex. When the ions of the metal to be plated M and the coordinating complexing agent L coexist, an equilibrium reaction represented by the equation (12) occurs. As a result, the potential at which the metal to be plated dissolves is
(−0.0591 / Z) log K is negative. The value of K is generally 10 2
Since it has a value of ~ 10 40 , its negative change is large,
Dissolution of the metal to be plated becomes easy, and
Metallic gold can be deposited from trivalent gold ions. As such a complexing agent, aminocarboxylic acids such as iminodiacetic acid, nitrilotriacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, glutamic acid and glycine, and hydroxycarboxylic acids such as citric acid and tartaric acid are suitable. The point is that it only needs to coordinate with ions of the metal to be plated, and is not limited to the above example.
【００５８】光沢剤は、析出した金の結晶核に吸着して
結晶の成長を阻害し、多結晶化させて光沢を出すこと、
結晶粒界への不純物の混入を防止して金皮膜の機械的性
質を改善することなどの作用を有する。該光沢剤として
は、分子中にイオウ、酸素、窒素等の元素を含む高分子
化合物が好適で、ポリエチレンオキシド基、アミノ基な
どを有する各種界面活性剤、イオウ元素を含む染料など
が代表例である。The brightener adsorbs on the crystal nuclei of the deposited gold and inhibits the growth of the crystals, and makes the crystals polycrystalline to give gloss.
It has effects such as preventing impurities from being mixed into crystal grain boundaries and improving the mechanical properties of the gold film. As the brightener, a polymer compound containing elements such as sulfur, oxygen, and nitrogen in the molecule is preferable, and various surfactants having a polyethylene oxide group, an amino group, etc., and a dye containing a sulfur element are typical examples. is there.
【００５９】また、湿潤剤は、めっき反応の進行と共に
発生するガスの析出金表面からの離脱を容易とし、か
つ、析出金皮膜の凹部分へのめっき液の濡れ性を改善す
る作用を持つもので、金皮膜のピンホールの発生を阻止
する。具体的には、ラウリル硫酸塩、ドデシル硫酸塩な
ど陰イオン界面活性剤が好適である。The wetting agent has a function of facilitating the release of gas generated with the progress of the plating reaction from the surface of the deposited gold film and of improving the wettability of the plating solution to the concave portions of the deposited gold film. To prevent the occurrence of pinholes in the gold film. Specifically, anionic surfactants such as lauryl sulfate and dodecyl sulfate are preferred.
【００６０】pH 緩衝剤は、めっき液の pH の変動と共
に、H+と解離、会合することによって所望の pH を安定
に保つ作用を有するものである。所望するめっき液 pH
によって異なるが、酸性側では塩素イオン、グリシン、
クエン酸、リン酸など、アルカリ性側ではホウ砂、炭酸
イオン、リン酸、フタル酸などが挙げられる。要は、H+
と解離、会合する化合物であればよいわけで、上記例
に限定されるものではない。The pH buffer has a function of stably maintaining a desired pH by dissociating and associating with H + together with the fluctuation of the pH of the plating solution. Desired plating solution pH
Depending on the acid side, chloride ion, glycine,
On the alkaline side such as citric acid and phosphoric acid, borax, carbonate ions, phosphoric acid, phthalic acid and the like can be mentioned. In short, H +
The compound is not limited to the above examples, as long as it is a compound that dissociates and associates with the compound.
【００６１】[0061]
【実施例】以下、本発明の構成について実施例によって
具体的に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration of the present invention will be specifically described below with reference to embodiments.
【００６２】実験方法は下記のようにした。 (1) 厚さ0.3mmの被めっき体を2.5×2.5cmに切り出し、
めっき試片とする。 (2) 10％‐水酸化ナトリウム水溶液中に90℃ 10分間浸
漬して脱脂する。 (3) ５％‐硫酸水溶液中、室温で３分間浸漬して中和す
る。 (4) 水洗する。 (5) 無電解金めっきの時、 (5‐1) 電気ニッケルめっき、厚さ２μm、 (5‐2) 水洗、 (5‐3) シアン系電気金めっき、厚さ１μm、 (5‐4) 水洗。 (6) 所望の組成に調製した各めっき液を１リットルビー
カに１リットル入れ、このビーカを所望の温度のウォー
タバスで加熱し、このビーカに上記(1)〜(5)のように処
理した試片を所定時間浸漬して金めっきする。 (7) 水洗、乾燥。The experimental method was as follows. (1) Cut out the object to be plated with a thickness of 0.3 mm into 2.5 × 2.5 cm,
Use as a plating specimen. (2) Degrease by immersing in 90% aqueous solution of 10% sodium hydroxide for 10 minutes. (3) Neutralize by soaking in 5% sulfuric acid aqueous solution at room temperature for 3 minutes. (4) Wash with water. (5) For electroless gold plating, (5-1) Electric nickel plating, thickness 2μm, (5-2) Rinse, (5-3) Cyanide electrogold plating, thickness 1μm, (5-4) Wash with water. (6) 1 liter of each plating solution prepared to a desired composition was placed in a 1 liter beaker, the beaker was heated in a water bath at a desired temperature, and the beaker was treated as described in (1) to (5) above. The test piece is immersed for a predetermined time and plated with gold. (7) Wash and dry.
【００６３】得られためっき試片について以下の試験を
行った。 密着力：めっき直後のめっき皮膜‐被めっき体間の密着
力を JIS H 8504‐1984 記載のテープ試験によって測定
し、剥離のない場合を０とした。 フクレ：めっき後、N2中350〜800℃で加熱し、光学顕微
鏡によって0.3mm以上の金皮膜のフクレを計測し、フク
レのない場合を○、フクレ数個の場合を△、多数個の場
合を×とした。 めっき液中の粒子：リオン社製液中微粒子カウンターを
用い、粒径１μm以上の粒子数を計測した。The following tests were conducted on the obtained plated specimens. Adhesion force: The adhesion force between the plating film and the object to be plated immediately after plating was measured by a tape test described in JIS H 8504-1984. Blister: After plating, heated in N 2 350 to 800 ° C., measured blistering over the gold coating 0.3mm by light microscopy, ○ where no swelling, △ the case of several blisters, if the large number Is indicated by x. Particles in plating solution: The number of particles having a particle size of 1 μm or more was counted using a particle counter in solution manufactured by Rion.
【００６４】[0064]
【実施例１】本実施例は置換めっき液に関するもので、
表１、表２に示す試料 No.１〜12の組成のめっき液を調
製し、何れも、めっき温度90℃、浸漬時間20分でめっき
を行い、それぞれ、同表に掲げるような結果を得た。Embodiment 1 This embodiment relates to a displacement plating solution.
Plating solutions having the compositions of Sample Nos. 1 to 12 shown in Tables 1 and 2 were prepared, and all were plated at a plating temperature of 90 ° C. and an immersion time of 20 minutes to obtain the results shown in the same tables, respectively. Was.
【００６５】[0065]
【表１】 [Table 1]
【００６６】[0066]
【表２】 [Table 2]
【００６７】試料 No.1 〜 No.6 は各種のサイクラム‐
三価金イオン錯体を用いた置換金めっき液に関するもの
で、何れも金皮膜の厚さ0.1〜0.5μmを得ることができ
た。これらのめっき液は３ヵ月の室温放置でも極めて安
定で、100回以上の繰返しめっき作業でも液中に金粒子
の生成が認められず、また、めっき皮膜を付けた Ni板
は N2 中350〜800℃で加熱してもフクレの発生は認めら
れなかった。さらに、密着性についても、めっき直後の
めっき膜が剥離することなく、優れたものであることが
わかった。Samples No. 1 to No. 6 show various cycle-
The present invention relates to a displacement gold plating solution using a trivalent gold ion complex. In each case, a thickness of the gold film of 0.1 to 0.5 μm was obtained. These plating solution is extremely stable even at room temperature left of three months, even at repeated plating operation of 100 times or more the generation of gold particles was not observed in the liquid, also, Ni plate in N 2 which attached a plating film 350 Even when heated at 800 ° C, no blistering was observed. Furthermore, it was also found that the adhesion was excellent without peeling of the plating film immediately after plating.
【００６８】試料 No.1 と No.2 については、パターン
化(パターン幅、間隔各100μm)したNi 膜上にも置換金
めっきを行ったが、パターン以外の部分に金の析出は認
められなかった。また、めっき作業後、めっき液中の１
μm以上の粒子の測定を行ったが、めっき前後の粒子数
に差異がなく粒子の発生がないこともわかった。For samples No. 1 and No. 2, substitutional gold plating was also performed on the patterned Ni film (pattern width, spacing: 100 μm each), but no gold deposition was observed in the other parts than the pattern. Was. Also, after plating, 1% of the plating solution
The measurement of particles having a particle size of μm or more was performed, and it was also found that there was no difference in the number of particles before and after plating and no particles were generated.
【００６９】また、試料 No.7 〜 No.12 は錯化剤、pH
調整剤、光沢剤、湿潤剤、pH 緩衝剤を用いた場合の結
果である。No.7 〜 No.10 については上記 No.1 〜 No.
6 の場合と全く同様の結果であった。No.11、No.12 は
めっき液 pH が7.0、10.0の中性以上のもので、めっき
直後の密着力は良いものであったが、フクレ試験では金
皮膜に直径0.3mm以上のフクレが発生し、強酸性の No.7
〜 No.10 よりも悪い結果を示した。Samples No. 7 to No. 12 are complexing agents, pH
The results are obtained when a modifier, a brightener, a wetting agent, and a pH buffer were used. For No.7 to No.10, see No.1 to No.
The result was exactly the same as in the case of 6. No.11 and No.12 had a plating solution pH of 7.0 or 10.0 with neutrality or higher, and had good adhesion immediately after plating.However, in the blister test, blisters with a diameter of 0.3 mm or more occurred on the gold film. No. 7 with strong acidity
~ The result was worse than No. 10.
【００７０】次に、比較例として、従来技術であるシア
ン系置換金めっき液の場合について説明する。用いた置
換金めっき液の組成、条件は下記の通りである。Next, as a comparative example, a case of a cyan-based substituted gold plating solution as a prior art will be described. The composition and conditions of the substituted gold plating solution used are as follows.
【００７１】 KAu(CN)2 …0.017モル EDTA・2Na …0.013モル HCl …pH を3〜7とす
る量 水 …1リットルとす
る量 めっき温度 90℃、浸漬時間 10分 この場合、pH が７よりも低くなるに従ってめっき液中
の粒子数、粒子付着数が増大し、また、pH が高くなる
ほどフクレ試験で金皮膜にフクレが多数発生した。ま
た、液を使用温度90℃で放置した場合、金微粒子やコロ
イドの発生、増加がなく使用できる安定期間は約７日間
であった。これ以上の日数を経過すると、非めっき面以
外の部分にも金が析出するという悪影響が生じた。KAu (CN) 2 ... 0.017 mol EDTA · 2Na ... 0.013 mol HCl ... Amount to make the pH 3 to 7 Water ... Amount to make 1 liter Plating temperature 90 ° C, immersion time 10 minutes In this case, the pH is 7 As the pH became lower, the number of particles and the number of particles attached to the plating solution increased, and as the pH became higher, more blisters appeared on the gold film in the blister test. When the solution was left at a use temperature of 90 ° C., the stable period of use without generation and increase of gold fine particles and colloid was about 7 days. After the elapse of more days, there was an adverse effect that gold was deposited on portions other than the non-plated surface.
【００７２】以上の実施例で示したように、本発明構成
の置換金めっき液は、不足する金イオンを補給しさえす
れば、金微粒子の発生なく100回のめっき作業にも耐
え、極めて安定であり、かつ、安全面でも猛毒性がな
い。また、得られた金皮膜は N2中350℃以上の熱処理で
もフクレを発生することなく、密着力が極めて優れてお
り、一般用、工業用の如何を問わず使用可能な画期的な
ものである。As shown in the above examples, the replacement gold plating solution of the present invention can withstand 100 plating operations without generating fine gold particles, and is extremely stable as long as insufficient gold ions are supplied. And it is not very toxic in terms of safety. In addition, the obtained gold film does not generate blisters even in heat treatment at 350 ° C or higher in N 2 and has extremely excellent adhesion, and is an epoch-making material that can be used for general or industrial use. It is.
【００７３】[0073]
【実施例２】本実施例は電気金めっき液に関するもの
で、内容を表３、表４の試料 No.13〜No.24 に示す。こ
のうち、No.13 〜 No.18 は各種のサイクラム‐三価金
イオン錯体を用いた電気めっき液に関するもので、何れ
も90％以上の電流効率で電気めっきを行うことができ
た。Embodiment 2 This embodiment relates to an electrogold plating solution, and the contents are shown in Tables 3 and 4 in Sample Nos. 13 to 24. Among them, No. 13 to No. 18 relate to electroplating solutions using various cyclam-trivalent gold ion complexes, and all of them could perform electroplating with a current efficiency of 90% or more.
【００７４】[0074]
【表３】 [Table 3]
【００７５】[0075]
【表４】 [Table 4]
【００７６】得られた金皮膜は被めっき体に強固に密着
しており、テープ試験でも問題なく優れた結果を示し
た。また、これらのめっき液は３ヵ月以上の放置でも極
めて安定で、液中に金粒子の生成が見られず、めっき皮
膜を付けた Ni 基板を N2 中350〜800℃に加熱してもフ
クレを生じることがなかった。また、パターン化した被
めっき体にめっきをしたとき、パターン以外に金の析出
は認められなかった。さらに、めっき後、めっき液中の
１μm以上の粒子の測定を行ったが、めっき前後の粒子
数に差異がなく、粒子の発生のないことが確認された。The obtained gold film adhered firmly to the object to be plated, and showed excellent results without any problem in the tape test. These plating solution is extremely stable even when left for more than 3 months, the generation of gold particles was not observed in the liquid, be heated Ni substrate on which the plating film in N 2 to 350 to 800 ° C. blister Did not occur. Further, when plating was performed on the patterned object to be plated, no gold deposition was observed except for the pattern. Further, after plating, particles of 1 μm or more in the plating solution were measured, and it was confirmed that there was no difference in the number of particles before and after plating, and no particles were generated.
【００７７】また、試料 No.19 〜 No.24 は、電流密度
３mA/cm2において錯化剤、pH 調整剤、光沢剤、湿潤
剤、pH 緩衝剤を用いた場合の結果を示したものであ
る。No.19〜 No.22 については上記 No.13 〜 No.18 の
結果と同じであった。No.23、No.24 はめっき液 pH が
中性以上のものであるが、めっき直後の密着力は良好で
あるがフクレ試験では金皮膜にフクレが発生した。Samples No. 19 to No. 24 show the results when a complexing agent, a pH adjuster, a brightener, a wetting agent and a pH buffer were used at a current density of 3 mA / cm 2 . is there. The results for Nos. 19 to 22 were the same as the results for Nos. 13 to 18 above. No. 23 and No. 24 had a plating solution pH of neutral or higher, but had good adhesion immediately after plating, but blisters occurred on the gold film in the blister test.
【００７８】[0078]
【実施例３】本実施例は無電解金めっき液に関するもの
で、結果を表５の試料 No.25 〜 No.30に示す。Example 3 This example relates to an electroless gold plating solution, and the results are shown in Table 5 for samples No. 25 to No. 30.
【００７９】[0079]
【表５】 [Table 5]
【００８０】No.25 〜 No.27 は還元剤、pH 調整剤、光
沢液、湿潤剤、pH 緩衝剤の作用を示したものである
が、何れも、アルカリ性のめっき液 pH で無電解金めっ
きが可能であることを示している。めっき電位は−0.7
V 以下を示し、30分以上めっき液が分解することなく金
めっきをすることができた。特に、還元剤としてホルマ
リンを用いた場合、めっき操作３時間でも安定にめっき
を行うことができた。試料 No.28 は pH １の強酸性で
の無電解金めっき液で、めっき液は40分で分解したが、
無電解金めっきが可能であった。試料 No.29 、No.30
は各種のサイクラム‐三価金イオンを用いた例である
が、無電解金めっき可能であることがわかった。以上の
実施例においては、めっき速度0.4μm/h 以上を有し、
密着力も良好であった。また、めっき膜についてＸ線回
折を行った結果、電気金めっき膜と差異のない結晶構造
を有するものであることが確認された。No. 25 to No. 27 show the action of reducing agent, pH adjuster, brightening solution, wetting agent, and pH buffering agent. Is possible. Plating potential is -0.7
V indicates that gold plating was possible without decomposition of the plating solution for 30 minutes or more. In particular, when formalin was used as the reducing agent, plating could be stably performed even in 3 hours of the plating operation. Sample No.28 was a strongly acidic electroless gold plating solution with a pH of 1, and the plating solution decomposed in 40 minutes.
Electroless gold plating was possible. Sample No.29, No.30
Are examples using various cycle-trivalent gold ions, but it was found that electroless gold plating was possible. In the above embodiments, the plating speed is 0.4 μm / h or more,
The adhesion was also good. Further, as a result of performing X-ray diffraction on the plating film, it was confirmed that the plating film had a crystal structure not different from that of the electrogold plating film.
【００８１】[0081]
【発明の効果】以上述べてきたように、金めっき液及び
金めっき方法を本発明構成の金めっき液及び金めっき方
法とすることによって、従来技術の有していた課題を解
決して、下記のような効果を得ることができた。As described above, by using the gold plating solution and the gold plating method of the present invention as the gold plating solution and the gold plating method, the problems of the prior art can be solved. The following effects could be obtained.
【００８２】(1) 熱処理等においてめっき膜にフクレを
発生することなく、密着力の優れためっき膜を形成する
ことのできる金めっき液を得ることができた。さらに、
長時間放置しても金及び金化合物粒子を発生することが
なく、パターン間に短絡を生じることなく、パターン状
に金めっきすることができた。(1) A gold plating solution capable of forming a plating film having excellent adhesion without causing blisters on the plating film during heat treatment or the like was obtained. further,
Even when left for a long time, gold and gold compound particles were not generated, and gold plating could be performed in a pattern without causing a short circuit between the patterns.
【００８３】(2) 長時間安定で、寿命が長く、使用効率
の高い金めっき液を得ることができた。(2) It was possible to obtain a gold plating solution which was stable for a long time, had a long service life, and had a high use efficiency.
【００８４】(3) めっき液成分として猛毒のシアンイオ
ンを含まないので、取扱い易く、作業、廃液処理が容易
となり、著しく大きな経済性が得られる。(3) Since it does not contain highly toxic cyanide ions as a plating solution component, it is easy to handle, work and waste liquid treatment are easy, and remarkably great economic efficiency is obtained.
【図１】サイクラム‐三価金イオンの電流‐電位曲線。FIG. 1. Current-potential curve of cyclam-trivalent gold ions.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牛尾 二郎 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所 生産技術研究所内 (72)発明者 安藤 節夫 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所 生産技術研究所内 (72)発明者 木村 榮一 広島県広島市佐伯区美鈴ケ丘東４丁目９ 番３号 (56)参考文献 特開 平３−72084（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−107780（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−61914（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 18/42 C25D 3/48 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Jiro Ushio 292, Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Production Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Eiichi Kimura 4-9-1-3 Misuzugaoka East, Saeki-ku, Hiroshima-shi, Hiroshima, Japan (56) References JP-A-3-72084 (JP, A) JP-A-2 -107780 (JP, A) JP-A-2-61914 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C23C 18/42 C25D 3/48 JICST file (JOIS)
Claims (8)
成分とすることを特徴とする金めっき液。1. A gold plating solution comprising a macrocyclic polyamine and trivalent gold ions as essential components.
はその誘導体であることを特徴とする請求項１記載の金
めっき液。2. The gold plating solution according to claim 1, wherein the macrocyclic polyamine is cyclam or a derivative thereof.
を溶解し、該溶液中に上記錯体の金への還元電位よりも
低い電位で酸化する金属を浸漬して、該金属表面に金の
皮膜を析出させることを特徴とする金めっき方法。3. A complex of a macrocyclic polyamine and a trivalent gold ion is dissolved, and a metal that oxidizes at a potential lower than the reduction potential of the complex to gold is immersed in the solution to form a gold on the metal surface. A gold plating method characterized by depositing a film of a gold.
を溶解し、該溶液中に被めっき体と電気導伝体とを浸漬
し、上記被めっき体が陰極、上記電気導伝体が陽極とな
るように外部電源から電流を流して、上記被めっき体表
面に金の皮膜を析出させることを特徴とする金めっき方
法。4. A method for dissolving a complex of a macrocyclic polyamine and a trivalent gold ion, immersing an object to be plated and an electric conductor in the solution, wherein the object to be plated is a cathode, and the electric conductor is A gold plating method, characterized in that a current is passed from an external power supply so as to serve as an anode to deposit a gold film on the surface of the body to be plated.
と、金表面において上記錯体から金属金を析出し得る還
元剤とを溶解し、該溶液中に上記還元剤の金属金を析出
する酸化反応を可能とする被めっき体を浸漬して、該被
めっき体表面に金の皮膜を析出させることを特徴とする
金めっき方法。5. A complex of a macrocyclic polyamine and a trivalent gold ion and a reducing agent capable of depositing metallic gold from the complex on the gold surface are dissolved, and the metallic gold as the reducing agent is precipitated in the solution. A gold plating method, comprising immersing an object to be oxidized to deposit a gold film on the surface of the object.
体、pH 調整剤、被めっき体の金属イオンと配位する錯
体を必須成分とし、光沢剤、湿潤剤、pH 緩衝剤の少な
くとも１種以上を含むことを特徴とする金めっき液。6. A complex comprising a macrocyclic polyamine and a trivalent gold ion, a pH adjuster, and a complex coordinating with a metal ion of an object to be plated are essential components, and at least one of a brightener, a wetting agent, and a pH buffering agent. A gold plating solution comprising the above.
体、pH 調整剤を必須成分とし、光沢剤、湿潤剤、pH 緩
衝剤の少なくとも１種以上を含むことを特徴とする金め
っき液。7. A gold plating solution comprising a complex of a macrocyclic polyamine and a trivalent gold ion, a pH adjuster as essential components, and at least one of a brightener, a wetting agent, and a pH buffer.
体、pH 調整剤、還元剤を必須成分とし、光沢剤、湿潤
剤、pH 緩衝剤の少なくとも１種以上を含むことを特徴
とする金めっき液。8. A gold comprising a complex of a macrocyclic polyamine and a trivalent gold ion, a pH adjuster and a reducing agent as essential components, and at least one of a brightener, a wetting agent and a pH buffer. Plating solution.
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