JP4636790B2 - 樹脂製筐体の高剛性・高硬度めっき方法 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂製筺体に金属めっきを施す樹脂めっき技術に係り、特に樹脂製筐体のめっき膜厚を均一にめっきすることができる高剛性・高硬度めっき方法に関する。

携帯電話やノートパソコン等の弱電製品の筐体には、高い剛性が要求される。そこで、従来からＭｇのダイキャストやチクソモールディングで成形された金属製筐体が多く使用されている。例えば、Ｍｇ等の金属製筐体の代替品とするために、ポリカーボネイト樹脂やポリカーボネイト・ＡＢＳ樹脂等の樹脂製筐体に電気めっきで金属を厚付けして剛性を高めていた。

この樹脂製筐体の樹脂めっき方法は、光沢銅めっき（高硫酸銅浴）や光沢ニッケルめっき（ワット浴）等の一般の装飾めっきの厚付けによって行われている。このときの膜厚は約１５〜３０μｍ程度であった。しかし、これら一般の装飾めっき用のめっき液で樹脂製筐体を樹脂めっきすると、その樹脂製筐体の凸部にめっき析出が極端に集中して盛り上がり部が生じ、めっき膜厚が不均一になりやすかった。そのために、めっき処理した樹脂製
筐体の寸法清度が悪く樹脂製筐体同士の嵌合に不具合が生じていた。

図３は樹脂製筐体の一例を示すものであり、樹脂めっきをするノートパソコンの筐体の斜視図である。図４は樹脂製筐体の一例を示すものであり、樹脂めっきをする携帯電話の筐体の分解正面図である。
例えば、樹脂製筐体の凹凸部には、図３のノートパソコン１に示すように、本体ケース２の下側本体ケース３と上側本体ケース４の周縁の嵌合部分、特に各角部５にめっきの盛り上がり部が生じやすい。また、本体ケース２と上蓋６とのヒンジ７部分にも凹凸部があり、ここにめっきの盛り上がり部が生じやすい。

同様に、図４の携帯電話８に示すように、画面のある表示側ケース９とキーがある操作側ケース１０とのヒンジ１１にめっきの盛り上がり部が生じやすい。特に携帯電話８は小型で精密に設計されているために、めっきの盛り上がり部があると両者を組み立てることができないことがあった。

めっき膜厚を均一にする手段としては、特許文献１の特開２００１−３２９４００公報「めっき装置及びめっき方法」のようにめっき槽に一枚の遮蔽板を構成することで、膜厚分布を容易に制御調整できるめっき方法が提案されている。

特開２００１−３２９４００

そこで、樹脂製筐体の凸部にめっき析出が極端に集中することを防止するために、めっき処理の際にその樹脂製筐体の凸部の周りを塩ビ等の合成樹脂製や金属製の遮蔽板で取り囲み、この凸部へのめっき析出を抑制して、部分的に厚く盛り上がらないようにしていた。

更に、樹脂めっき処理で盛り上がった樹脂製筐体の凸部のめっき部分は、後処理工程でその部分を削り取る切削加工又はその部分を研磨加工して樹脂製筐体としての嵌合性能を確保していた。

しかし、めっき時に樹脂製筐体の凸部の周りを遮蔽板で取り囲みながらめっき処理する方法では、めっき槽内においてこの遮蔽板を配置する作業工程が煩雑な作業になりやすいという問題を有していた。

また、樹脂めっき処理を施した樹脂製筐体の凸部のめっきの盛り上り部を切削加工又は研磨加工する方法では、めっき処理工程が一工程増加するだけでなく、後加工で削りとった削りカスが樹脂製筐体に付着するおそれがあり、その清掃作業も増加するという問題を有していた。特に、ノートパソコン１の本体ケース２と上蓋６とのヒンジ７部分における凹凸部の盛り上がり部や、携帯電話８のヒンジ１１におけるめっきの盛り上がり部は、精密部分であるために、後加工の処理時間が長くなりやすいという問題を有していた。

そこで、本発明の発明者らは、ワット浴ニッケルめっきよりも凸部の盛り上がりが少なく、めっきの均一性が高いスルフアミン酸ニッケル浴について着目した。しかし、このスルフアミン酸ニッケル浴に、同量の光沢剤、例えばサッカリンやアリルスルフォン酸塩を０．５〜３ｇ／Ｌを添加しただけのめっきは、そのめっき膜が柔らかく、その剛性も低く、十分な剛性と硬度を得ることできなかった。

本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の
目的は、スルファミン酸ニッケルをめっき浴に使用することで、均一性の高いめっき処理をして、樹脂めっきの剛性と硬度を高めることができる樹脂製筐体の高剛性・高硬度めっき方法を提供することにある。

本発明は、めっき析出が極端に集中して盛り上がり部が生じ、めっき膜厚が不均一になりやすい凸部を有する樹脂製筐体への樹脂めっき方法であって、前記樹脂製筐体に触媒を吸着させ、無電解めっき浴で該樹脂製筐体に下地金属を析出させ、めっき浴濃度が３００〜６００ｇ／Ｌのスルファミン酸ニッケル浴に、酢酸を含有量が３〜１０ｇ／Ｌになるように添加しためっき浴中に、前記樹脂製筐体を浸漬して、そのニッケルのめっき膜厚が５〜３０μｍになるように電解析出させる、ことを特徴とする。

めっき析出が極端に集中して盛り上がり部が生じ、めっき膜厚が不均一になりやすい凸部を有する樹脂製筐体への樹脂めっき方法であって、前記樹脂製筐体に触媒を吸着させ、無電解めっき浴で該樹脂製筐体に下地金属を析出させ、めっき浴濃度が３００〜６００ｇ／Ｌのスルファミン酸ニッケル浴に、酢酸ニッケルを含有量が３〜１０ｇ／Ｌになるように添加しためっき浴中に、前記樹脂製筐体を浸漬して、そのニッケルのめっき膜厚が５〜３０μｍになるように電解析出させることができる。この置き換える酢酸ニッケルは、上述した酢酸の約２倍量が好ましい。

また、めっき析出が極端に集中して盛り上がり部が生じ、めっき膜厚が不均一になりやすい凸部を有する樹脂製筐体への樹脂めっき方法であって、前記樹脂製筐体に触媒を吸着させ、無電解めっき浴中で該樹脂製筐体に下地金属を析出させ、めっき浴濃度が３００〜６００ｇ／Ｌのスルファミン酸ニッケル・コバルト合金浴に、酢酸を含有量が３〜１０ｇ／Ｌになるように添加しためっき浴中に、前記樹脂製筐体を浸漬して、そのニッケルのめっき膜厚が５〜３０μｍになるように電解析出させることができる。

めっき析出が極端に集中して盛り上がり部が生じ、めっき膜厚が不均一になりやすい凸部を有する樹脂製筐体への樹脂めっき方法であって前記樹脂製筐体に触媒を吸着させ、無電解めっき浴中で該樹脂製筐体に下地金属を析出させ、めっき浴濃度が３００〜６００ｇ／Ｌのスルファミン酸ニッケル・コバルト合金浴に、酢酸ニッケルを含有量が３〜１０ｇ／Ｌになるように添加しためっき浴中に、前記樹脂製筐体を浸漬して、そのニッケルのめっき膜厚が５〜３０μｍになるように電解析出させることができる。この置き換える酢酸ニッケルは、上述した酢酸の約２倍量が好ましい。

前記樹脂めっきの導電化めっきは、化学銅めっき以外に、化学ニッケルめっき又はダイレクトめっきなど、その種類にとらわれない。

例えば、樹脂製筐体にダイレクトめっき法で直接金属を析出させ、めっき浴濃度が３００〜６００ｇ／Ｌのスルファミン酸ニッケル浴又はスルファミン酸ニッケル・コバルト合金浴に酢酸又は酢酸ニッケルを含有量が３〜１０ｇ／Ｌになるように添加しためっき浴中に、前記樹脂製筐体を浸漬して、そのニッケルのめっき膜厚が５〜３０μｍになるように電解析出させることも可能である。

上述したように、本発明の樹脂製筐体の高剛性・高硬度めっき方法は、スルファミン酸ニッケル浴が従来のワット浴より、樹脂製筐体における凸部のめっきの盛り上がりが少なく析出させることを利用した。このスルファミン酸ニッケル浴に酢酸又は酢酸ニッケル又は有機酸塩を添加すると、めっき応力を下げる効果と凸部盛り上がりを更に少なくする効果がある。いわゆる、高電部めっき析出抑制効果がある。そこで、ニッケル・コバルト合
金めっきは、硬さが硬いのでめっき膜厚を下げても高い剛性を得ることができる。
更に、本発明では、ニッケル・コバルト合金めっきはめっき電着応力が高いが、スルファミン酸ニッケル浴に酢酸又は酢酸ニッケルを適量添加することで電着応力を下げることができる。

このように、本発明は樹脂製筐体の凸部のめっき盛り上がりの少ないめっき浴を使用したので、樹脂製筐体について全体的にめっき膜厚を下げることにより、めっき製品の寸法精度を良好にすることもできる。そこで、樹脂めっきの樹脂製筐体の寸法精度が良くなり、より厚いめっき膜を付けることが可能となるので、めっき処理した樹脂めっき筐体の剛性を更に高めることができる。

本発明の樹脂製筐体の高剛性・高硬度めっき方法は、先ず、嵌合性能が要求される弱電製品等の樹脂製筐体に触媒を吸着させ、無電解めっき浴でこの樹脂製筐体に下地金属を析出させる。本発明では、スルファミン酸ニッケル浴又はスルファミン酸ニッケル・コバルト合金浴に有機酸等を添加しためっき浴中に、この樹脂製筐体を浸漬してそのニッケルのめっき膜厚が薄くなるように電解析出させる。

以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の樹脂製筐体の高剛性・高硬度めっき方法の工程図である。図２は本発明の樹脂製筐体の高剛性・高硬度めっき方法の他の工程図である。
樹脂製筐体となる成形材料は、ＵＭＧプラスチック製２０％ＣＦ強化ＰＣ／ＡＳＡ（ＦＡ−４４０ＣＡ）を使用した。なお、本発明の樹脂製筐体の高剛性・高硬度めっき方法はこの合成樹脂に限定されないことは勿論である。
本発明は、樹脂製筐体の表面調整工程、エッチング工程、コンディショナー処理、触媒付与工程、触媒活性化工程、無電解めっき工程でこの樹脂製筐体に下地金属を析出させる。この樹脂製筐体をスルファミン酸ニッケル浴に有機酸を添加しためっき浴中に浸漬して、そのニッケルのめっき膜厚が薄くなるように電解析出させる。

めっき工程では、先ず樹脂成形品の表面調整のために、プラコン（１０ｍｌ／Ｌ）と硫酸（８０ｍｌ／Ｌ）の浴液に浸漬処理する。このときの液温と処理時間は６０℃／６ｍｉｎが最適であった。
なお、樹脂製筐体が図３に示したノートパソコン１のようなＰＣ材料のときは、プラコンの代わりに溶剤による膨潤工程を入れる。この膨潤工程としては、スエラー工程もしくは、溶剤プリエッチング工程がある。

エッチング工程では、樹脂製筺体を無水クロム酸（４００ｇ／Ｌ）と硫酸（４００ｇ／Ｌ）の浴液に浸漬処理する。液温と処理時間は６５℃／１２ｍｉｎが最適であった。クロム酸を中和するときは、塩酸（５０ｍｌ／Ｌ ）と硫酸ヒドラジン（６ｇ／Ｌ）の浴液に
浸漬処理する。液温と処理時間は３０℃／２ｍｉｎが最適であった。

コンディショナー処理工程では、樹脂筺体をコンディライザーＦＲコンク（１０ｍｌ／Ｌ）の浴液に浸漬処理する。液温と処理時間は４０℃／２ｍｉｎが最適であった。
なお、このコンディショナー処理工程は、樹脂製筺体の材料に応じて省略することができる。

触媒付与工程では、めっき析出のためにパラジウム・錫系コロイド触媒を吸着させる。触媒付与工程、触媒活性化工程では、無電解めっき浴中の銅及びニッケル金属イオンの化学反応（還元作用）を促進する目的で触媒を付加する。

無電解めっき工程では、触媒を付加した樹脂筺体を化学めっき浴中に浸漬し、金属イオンを還元し下地金属を析出させる。この化学めっき浴としては、クエン酸・アンモニアキレート系化学ニッケルめっき液を用い、その浴のニッケル濃度は４．５〜６．７g/Lにし
た。その浴温と処理時間は３８℃／８ｍｉｎが最適であった。更に、樹脂製筐体の導電化について、このような化学めっき法にとらわれず、樹脂製筐体に直接金属を析出させるダイレクトめっき法も採用することができる。例えば、樹脂上に数μｍ程度の電気銅めっき処理した樹脂製筐体に本発明のめっき方法でめっきすることができる。

次の電気めっき工程では、スルファミン酸ニッケル浴に有機酸を添加しためっき浴中に、樹脂製筐体を浸漬し電解処理する。このとき、スルファミン酸ニッケル浴の濃度は５００ｇ／Ｌが最適であった。このスルファミン酸ニッケル浴には、有機酸として酢酸を添加する。この酢酸の含有量は７．２ｇ/Ｌが最適であった。その浴温と処理時間は ４５℃／７２ｍｉｎが最適であった。これで樹脂めっきが完了する。この酢酸に代えて酢酸ニッケルを添加することも可能である。本発明は、このスルファミン酸ニッケル浴に酢酸又は酢酸ニッケルを添加することにより、めっき応力を下げる効果と凸部盛り上がりを更に少なくする効果がある（高電部めっき析出抑制効）。

本発明の高剛性・高硬度めっき方法により得られためっきの硬度としては、スルファミン酸ニッケルめっき浴でめっき処理したときのめっき被膜は、Ｈｖ２８０〜３５０であった。

なお、スルファミン酸ニッケル浴に代えてスルファミン酸ニッケル・コバルト合金浴を使用することができる。そのときのスルファミン酸ニッケル・コバルト合金浴の濃度はスルファミン酸ニッケルが３００〜６００g/Lであり、かつスルファミン酸コバルトを３０
〜６０ｇ/Ｌ加える。有機酸の含有量は３〜１０ｇ/Ｌが最適であった。その浴温と処理時間は４５℃／６０ｍｉｎが最適であった。なお、有機酸として酢酸又は酢酸ニッケルを添加することができる。

そのニッケルのめっき膜厚は２０〜２５μｍになるように電解析出させる。これはスルファミン酸ニッケル浴でニッケルめっきすると、樹脂筐体の寸法精度を低下させることなく、樹脂製筐体の凸部のめっき盛り上がりが少ないめっき処理をすることができる。このように樹脂製筐体の寸法精度が良くなるために、厚いめっき膜を付けることが可能となるので、めっき処理した樹脂筐体の剛性を高めることができる。

本発明の高剛性・高硬度めっき方法により得られためっきの硬度としては、スルファミン酸ニッケル・コバルト合金浴でめっき処理したときのめっき被膜は、Ｈｖ４３０〜４７０であった。上述したスルファミン酸ニッケル浴に比較して高い硬度を得ることができた。そこで、ニッケル・コバルト合金めっきは、硬さが硬いのでめっき膜厚を下げても高い剛性を得ることができる。また、ニッケル・コバルト合金めっきはめっき電着応力が高いが、スルファミン酸ニッケル浴に酢酸又は酢酸ニッケルを適量添加することで電着応力を下げることができる。

なお、本発明は上述した発明の実施の形態に限定されず、スルファミン酸ニッケル浴又はスルファミン酸ニッケル・コバルト合金浴を用いて樹脂製筐体の凸部のめっき盛り上がりが少ないめっき処理をすることができ、樹脂製筐体の寸法精度を良好にしてその剛性を高めることができる方法であれば、図示した工程又は処理方法のような構成に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。

本発明の樹脂製筐体の高剛性・高硬度めっき方法は、高い剛性が要求される携帯電話やノートパソコン等のその他の弱電製品の樹脂筐体に金属めっきすることができる。

本発明の樹脂製筐体の高剛性・高硬度めっき方法の工程図である。 本発明の樹脂製筐体の高剛性・高硬度めっき方法の他の工程図である。 樹脂製筐体の一例を示すものであり、樹脂めっきをするノートパソコンの筐体の斜視図である。 樹脂製筐体の一例を示すものであり、樹脂めっきをする携帯電話の筐体の分解正面図である。

１ ノートパソコン（樹脂製筐体）
２ 本体ケース
３ の下側本体ケース
４ 上側本体ケース
５ 角部
６ 上蓋
７ ヒンジ
８ 携帯電話（樹脂製筐体）
９ 表示側ケース
１０ 操作側ケース
１１ ヒンジ

Claims (7)

1. めっき析出が極端に集中して盛り上がり部が生じ、めっき膜厚が不均一になりやすい凸部を有する樹脂製筐体への樹脂めっき方法であって、
   前記樹脂製筐体に触媒を吸着させ、無電解めっき浴で該樹脂製筐体に下地金属を析出させ、
   めっき浴濃度が３００〜６００ｇ／Ｌのスルファミン酸ニッケル浴に、酢酸を含有量が３〜１０ｇ／Ｌになるように添加しためっき浴中に、前記樹脂製筐体を浸漬して、そのニッケルのめっき膜厚が５〜３０μｍになるように電解析出させる、ことを特徴とする樹脂製筐体の高剛性・高硬度めっき方法。
2. めっき析出が極端に集中して盛り上がり部が生じ、めっき膜厚が不均一になりやすい凸部を有する樹脂製筐体への樹脂めっき方法であって、
   前記樹脂製筐体に触媒を吸着させ、無電解めっき浴で該樹脂製筐体に下地金属を析出させ、
   めっき浴濃度が３００〜６００ｇ／Ｌのスルファミン酸ニッケル浴に、酢酸ニッケルを含有量が３〜１０ｇ／Ｌになるように添加しためっき浴中に、前記樹脂製筐体を浸漬して、そのニッケルのめっき膜厚が５〜３０μｍになるように電解析出させる、ことを特徴とする樹脂製筐体の高剛性・高硬度めっき方法。
3. めっき析出が極端に集中して盛り上がり部が生じ、めっき膜厚が不均一になりやすい凸部を有する樹脂製筐体への樹脂めっき方法であって、
   前記樹脂製筐体に触媒を吸着させ、無電解めっき浴中で該樹脂製筐体に下地金属を析出させ、
   めっき浴濃度が３００〜６００ｇ／Ｌのスルファミン酸ニッケル・コバルト合金浴に、酢酸を含有量が３〜１０ｇ／Ｌになるように添加しためっき浴中に、前記樹脂製筐体を浸漬して、そのニッケルのめっき膜厚が５〜３０μｍになるように電解析出させる、ことを特徴とする樹脂製筐体の高剛性・高硬度めっき方法。
4. めっき析出が極端に集中して盛り上がり部が生じ、めっき膜厚が不均一になりやすい凸部を有する樹脂製筐体への樹脂めっき方法であって、
   前記樹脂製筐体に触媒を吸着させ、無電解めっき浴中で該樹脂製筐体に下地金属を析出させ、
   めっき浴濃度が３００〜６００ｇ／Ｌのスルファミン酸ニッケル・コバルト合金浴に、酢酸ニッケルを含有量が３〜１０ｇ／Ｌになるように添加しためっき浴中に、前記樹脂製筐体を浸漬して、そのニッケルのめっき膜厚が５〜３０μｍになるように電解析出させる、ことを特徴とする樹脂製筐体の高剛性・高硬度めっき方法。
5. 前記無電解めっきは化学銅めっきである、ことを特徴とする請求項１、３又は４の樹脂製筐体の高剛性・高硬度めっき方法。
6. めっき析出が極端に集中して盛り上がり部が生じ、めっき膜厚が不均一になりやすい凸部を有する樹脂製筐体への樹脂めっき方法であって、
   前記樹脂製筐体にダイレクトめっき法により直接金属を析出させ、
   めっき浴濃度が３００〜６００ｇ／Ｌのスルファミン酸ニッケル浴に、酢酸を含有量が３〜１０ｇ／Ｌになるように添加しためっき浴中に、前記樹脂製筐体を浸漬して、そのニッケルのめっき膜厚が５〜３０μｍになるように電解析出させる、ことを特徴とする樹脂製筐体の高剛性・高硬度めっき方法。
7. めっき析出が極端に集中して盛り上がり部が生じ、めっき膜厚が不均一になりやすい凸部を有する樹脂製筐体への樹脂めっき方法であって、
   前記樹脂製筐体にダイレクトめっき法により直接金属を析出させ、
   めっき浴濃度が３００〜６００ｇ／Ｌのスルファミン酸ニッケル・コバルト合金浴に、酢酸を含有量が３〜１０ｇ／Ｌになるように添加しためっき浴中に、前記樹脂製筐体を浸漬して、そのニッケルのめっき膜厚が５〜３０μｍになるように電解析出させる、ことを特徴とする樹脂製筐体の高剛性・高硬度めっき方法。

Images