JPH0913175A - ジアミン型生分解性キレート剤を用いた無電解Niメッキ浴 - Google Patents

ジアミン型生分解性キレート剤を用いた無電解Niメッキ浴

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JPH0913175A
JPH0913175A JP14011095A JP14011095A JPH0913175A JP H0913175 A JPH0913175 A JP H0913175A JP 14011095 A JP14011095 A JP 14011095A JP 14011095 A JP14011095 A JP 14011095A JP H0913175 A JPH0913175 A JP H0913175A
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JP
Japan
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acid
plating bath
electroless
plating
propanediamine
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Pending
Application number
JP14011095A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Yamamoto
浩 山本
Yasuyuki Takayanagi
恭之 高柳
Osamu Takano
修 鷹野
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Nitto Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Nitto Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 安定性に優れ、高P含量のNi被膜を高速度
で与える無電解Niメッキ浴を提供する。 【構成】 コハク酸、グルタル酸等を基本骨格としたジ
アミン型生分解性キレート剤およびそのアルカリ金属
塩、アンモニウム塩から選ばれた少なくとも一種を有効
成分として含有する無電解Niメッキ浴。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ジアミン型生分解性キ
レート剤を錯化剤として使用した無電解Niメッキ浴に
関する。
【0002】ジアミン型生分解性キレート剤を含有する
無電解Niメッキ浴は、環境への負荷の低減、浴安定性
の向上、メッキ速度の高速化、Ni被膜中の高P含量化
などの利点をもつメッキ浴として使用される。特に高P
含量の無電解Niメッキは、得られる被膜の非磁性、均
一性、耐食性、光沢性を利用して、電子部品産業におけ
るハードディスク、トランンジスターパッケージ、航空
機および自動車産業における光学部品などに広く用いら
れる。
【0003】
【従来の技術】無電解Niメッキ浴に用いられる錯化剤
として、クエン酸、酒石酸、グルコン酸、リンゴ酸、乳
酸、コハク酸などの無窒素型、あるいは、エチレンジア
ミン、ビピリジル、グリシン、アスパラギン酸、エチレ
ンジアミン四酢酸(EDTA)などの含窒素型が、従来
より知られている。
【0004】しかしながら、クエン酸を代表とする無窒
素型錯化剤を主に用いた無電解Niメッキ浴は、浴安定
性には優れるが、メッキ速度が速いアルカリ条件下にお
いては、Ni被膜中のP含量が低下する傾向にあり、高
P含量のNi被膜を効率的に生産するには適さない。ま
た、酒石酸、グルコン酸などは、浴組成中に大量に使用
された場合、pH条件により不溶性の塩を形成して沈殿
することがあり、第一錯化剤としての利用には限界があ
る。
【0005】一方、含窒素型錯化剤を主に用いたNiメ
ッキ浴は、錯化力が強力すぎてメッキ速度が著しく低下
する場合と、錯化力が弱すぎて浴安定性に著しく乏しい
場合とがほとんどであり、適切な錯化力を持つ化合物は
少ない。また、エチレンジアミン、EDTAなどは、非
生分解性であり、今後、環境問題の見地から使用が避け
られるべきである。特に1995年以降は、ロンドン・
ダンピング条約による海洋投棄が禁止されるため、早急
な代替品が望まれる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
問題点を解決すべくなされたもので、ジアミン型生分解
性キレート剤から選ばれた少なくとも一種を有効成分と
して含有する安定性に優れた無電解Niメッキ浴を提供
することにある。
【0007】また、本発明は、クエン酸などの従来の錯
化剤では実現不可能であった高速度でしかも高P含量の
Niメッキを実現するメッキ浴を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究の結果、コハク酸、グルタル酸等
を基本骨格としたジアミン型生分解性キレート剤が、無
電解Niメッキ浴の錯化剤として適切なキレート力を有
することを見いだした。
【0009】更に、本発明者らは、ジアミン型生分解性
キレート剤を錯化剤として用いた無電解Niメッキ浴
が、浴の安定性、メッキ速度、形成されたNi皮膜の性
状、および被膜中のP含量の各見地から優れた浴である
こと等を見いだして本発明に到達したものである。
【0010】すなわち、本発明は、下記一般式[1]で
表されるジアミン型生分解性キレート剤から選ばれた少
なくとも一種を有効成分として含有することを特徴とす
る無電解Niメッキ浴に関する。
【0011】一般式[1] (式中、A1 、A2 、A3 およびA4 は、水素、COO
M、SO3 M、PO3 2 を表し、A5 は炭素数1〜8
の直鎖、分岐鎖あるいは環を形成していてもよいアルキ
レン基を表し、鎖中にエ−テル結合−O−、エステル結
合−COO−、アミド結合−CONH−を含んでいても
よい。Mは水素、アルカリ金属、アンモニウム基を表
し、nおよびmは、1〜8の整数を表す。)
【0012】以下に本発明を詳細に説明する。本発明の
一般式[1]の化合物の具体例としては、以下の構造式
で示す化合物あるいはこれらのアルカリ金属塩またはア
ンモニウム塩が挙げられる。
【0013】(1)エチレンジアミンジコハク酸(ED
DS)
【0014】(2)1,3−プロパンジアミンジコハク
酸(PDDS)
【0015】(3)エチレンジアミンジグルタル酸(E
DDG)
【0016】(4)1,3−プロパンジアミンジグルタ
ル酸(PDDG)
【0017】(5)2−ヒドロキシ−1,3−プロパン
ジアミンジコハク酸(PDDS−OH)
【0018】(6)2−ヒドロキシ−1,3−プロパン
ジアミンジグルタル酸(PDDG−OH)
【0019】(7)1,2−プロパンジアミンジコハク
【0020】(8)2−メチル−1,3−プロパンジア
ミンジコハク酸
【0021】(9)1,3−ブタンジアミンジコハク酸
【0022】(10)
【0023】(11)
【0024】(12)
【0025】(13)
【0026】(14)
【0027】(15)1,2−シクロヘキサンジアミン
ジコハク酸
【0028】(16)1,3−シクロヘキサンジアミン
ジコハク酸
【0029】(17)
【0030】(18)
【0031】(19)
【0032】(20)
【0033】生分解性の観点から好ましい本発明の一般
式[1]の化合物としては、エチレンジアミンジコハク
酸、1,3−プロパンジアミンジコハク酸、(S,S)
−エチレンジアミンジグルタル酸、1,3−プロパンジ
アミンジグルタル酸、2−ヒドロキシ−1,3−プロパ
ンジアミンジコハク酸、2−ヒドロキシ−1,3−プロ
パンジアミンジグルタル酸あるいはこれらのアルカリ金
属塩またはアンモニウム塩が挙げられる。
【0034】生分解性の観点からさらに好ましい本発明
の一般式[1]の化合物としては、(S,S)−エチレ
ンジアミンジコハク酸、(S,S)−1,3−プロパン
ジアミンジコハク酸、(S,S)−エチレンジアミンジ
グルタル酸、(S,S)−1,3−プロパンジアミンジ
グルタル酸、(S,S)−2−ヒドロキシ−1,3−プ
ロパンジアミンジコハク酸、(S,S)−2−ヒドロキ
シ−1,3−プロパンジアミンジグルタル酸あるいはこ
れらのアルカリ金属塩またはアンモニウム塩が挙げられ
る。
【0035】本発明の被メッキ素材には、金属、非金属
を種々用いることが出来る。一般構造用圧延鋼材、機械
構造用炭素鋼材、ニッケルなどの触媒活性素材は、脱脂
やエッチング処理の後、直接メッキを施すことが可能で
ある。また、ステンレス鋼、モリブデン鋼、チタン、タ
ングステン、モリブデン、タンタル、銅、銀、金、アル
ミニウム、マグネシウム、鉛、はんだ、ビスマス、アン
チモン、ITOなどの特殊金属、あるいはプラスチッ
ク、セラミックスなどの非金属に対しても、それぞれの
特徴に応じた前処理と活性化を行うことにより、Niメ
ッキが可能である。
【0036】本発明のメッキ浴は、Ni++イオン供給
剤、還元剤、そして錯化剤の三成分を基本組成とする。
Ni++イオン供給剤としては、硫酸ニッケル、塩化ニッ
ケル、硝酸ニッケル等が用いられ、好ましくは、硫酸ニ
ッケルがよい。還元剤としては、次亜燐酸ナトリウムな
どのホスフィン酸塩、およびナトリウムボロハイドライ
ドなどのホウ素水素化物が用いられる。Ni−P合金メ
ッキを目的とする場合は、ホスフィン酸塩が用いられ、
好ましくは次亜燐酸ナトリウムがよい。
【0037】また、本発明において用いられる錯化剤
は、種々のジアミン型生分解性キレート剤の中から選択
されるが、一種類の化合物を単独で用いても、複数の化
合物を配合して用いてもよい。
【0038】本発明において錯化剤として使用されるジ
アミン型生分解性キレート剤の量は、錯化力によって異
なるが、濃度5〜500mMのNi++イオンに対し、
0.2〜30倍モル、好ましくは、0.5〜2.0倍モ
ル、特に好ましくは、0.7〜1.2倍モル量用いられ
る。
【0039】また、本発明において錯化剤として使用さ
れるジアミン型生分解性キレート剤は、強い緩衝力を持
つため、それ自身が緩衝剤としてpH調節機能を果た
す。酸性浴でのpH調節には、硫酸、塩酸、硝酸などの
鉱酸類や酢酸、コハク酸などの錯化力の小さい有機酸を
用いることができる。また、アルカリ浴でのpH調節に
は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウ
ム、炭酸ナトリウムなどの無機塩基やアンモニア、エチ
レンジアミン、トリエタノールアミンなどの錯化力の小
さい含窒素塩基を用いることができる。
【0040】浴のpHは、3〜12の幅広い領域が採用
され、好ましくはpH4〜10の範囲内で、メッキが実
施される。還元剤にホスフィン酸塩を用いた場合は、N
i−P合金メッキが可能であるが、高速度で高P含量の
Ni被膜を得ようとする場合は、pH4〜10の範囲
で、好ましくは、pH5〜9の範囲で実施される。
【0041】浴の温度は、60〜98℃の範囲が採用さ
れ、好ましくは80〜95℃の範囲で実施される。
【0042】本発明におけるジアミン型生分解性キレー
ト剤を錯化剤とした無電解Niメッキ浴は、通常、均一
性、密着性、光沢性、ぬれ性に優れた被膜を、高い浴安
定性下、高いターン数で与えるが、被膜の性状、浴安定
性、液寿命を更に向上させるため、界面活性剤、チオウ
レア、鉛塩類などを微量添加することも有効な手段であ
る。
【0043】本発明におけるジアミン型生分解性キレー
ト剤を錯化剤としたの無電解Niメッキ浴は、廃液処理
において重金属および次亜燐酸塩等の除去を行う必要が
あるが、錯化剤を含む廃液は、自然環境中で速やかに分
解されるため一般排水として処理することが可能であ
る。
【0044】本発明におけるジアミン型生分解性キレー
ト剤は、目的に応じ錯化力を勘案して選択される。例え
ば、キレート力が比較的強力なEDDSは、浴の安定性
の保持の見地から極めて有利なキレート剤として選択さ
れる。一方、キレート力が比較的ソフトなPDDS、P
DDS−OHは、メッキ速度の見地から極めて有利なキ
レート剤として選択される。
【0045】本発明におけるジアミン型生分解性キレー
ト剤の最大の特徴は、いずれの錯化剤を用いた場合で
も、高速度で高P含量のNi被膜を形成できることであ
る。例えば、pH8〜10(アンモニアによるアルカリ
性浴)の高メッキ速度領域において、クエン酸を錯化剤
に用いた場合に得られるNiメッキ被膜中のP含量は、
4〜5%程度であるが、同条件で本発明におけるジアミ
ン型生分解性キレート剤のいずれかを用いた場合、10
%以上の高Pメッキが可能である。この事実は、本発明
におけるNiメッキ浴が、産業上、極めて大きな重要性
をもつことを示している。すなわち、Ni−P合金は、
P含量が8%以上で非晶質の光沢性アモルファスとな
り、更に10%以上では析出状態に関係なく非磁性の被
膜となるため、本発明における高速度、高P含量のNi
メッキは、電子部品産業におけるハードデイスク、トラ
ンンジスターパッケージ、航空機および自動車産業にお
ける光学部品などの製造に道を開くものである。
【0046】
【実施例】次に実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0047】実施例1 本発明におけるジアミン型生分解性キレート剤を錯化剤
に用いた場合の最大メッキ速度を、表1に示す。また、
最大メッキ速度時の浴のpHと緩衝力(pH変化)、P
含量、浴の安定性についても表1に示す。 (測定条件) Ni++イオン供給剤濃度:NiSO4 ・6(H2 0)と
して0.10M 還元剤濃度:NaH2 PO2 ・(H2 0)として0.2
0M 錯化剤濃度:0.07M メッキ温度:80℃ pH調製:H2 SO4 とNH4 OHによる
【0048】
【表1】
【0049】ただし、表1における分析条件および記号
は以下の通りである。 (分析条件) ・速度:10cm2 の試験板60分当りのメッキ被膜増
加質量mg ・pH変化:pH4〜10の領域でメッキ浴のpHを
0.5刻みに測定した際の、最大メッキ速度を与えるp
H値および測定終了後のpH ・P含量:生成したNi−P合金被膜中のP重量% (記号) ◎:極めて安定 ○:安定 △:やや不安定 ×:不安定、浴分解
【0050】比較例1〜5 実施例1〜20と同様の条件で、ジアミン型生分解性キ
レート剤以外の錯化剤を用いた場合の最大メッキ速度
を、表2に示す。また、最大メッキ速度時の浴のpHと
緩衝力(pH変化)、P含量、浴の安定性についても表
2に示す。
【0051】
【表2】
【0052】
【発明の効果】本発明によれば、無電解Niメッキ浴に
おいて、アスパラギン酸、およびグルタル酸等を基本骨
格としたジアミン型生分解性キレート剤を、適切なキレ
ート力を有する錯化剤として使用することができる。ま
た、本発明は、以下に示す効果もある。 1)クエン酸などの従来の錯化剤では実現不可能であっ
た高速度でしかも高P含量のNiメッキを作成すること
ができる。 2)形成されたNi皮膜は、非磁性、均一性、耐食性、
光沢性において優れており、電子部品産業におけるハー
ドデイスク、トランジスターパッケージ、航空機および
自動車産業における光学部品などに広く用いられる。 3)浴の安定性に極めて優れており、長い液寿命の下、
高いターン数のメッキが実施可能である。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式[1]で表されるジアミン型
    生分解性キレート剤から選ばれた少なくとも一種を有効
    成分として含有することを特徴とする無電解Niメッキ
    浴。 一般式[1] (式中、A1 、A2 、A3 およびA4 は、水素、COO
    M、SO3 M、PO3 2 を表し、A5 は炭素数1〜8
    の直鎖、分岐鎖あるいは環を形成していてもよいアルキ
    レン基を表し、鎖中にエ−テル結合−O−、エステル結
    合−COO−、アミド結合−CONH−を含んでいても
    よい。Mは水素、アルカリ金属、アンモニウム基を表
    し、nおよびmは、1〜8の整数を表す。)
  2. 【請求項2】 一般式[1]で表されるジアミン型生分
    解性キレート剤が、エチレンジアミンジコハク酸、1,
    3−プロパンジアミンジコハク酸、エチレンジアミンジ
    グルタル酸、1,3−プロパンジアミンジグルタル酸、
    2−ヒドロキシ−1,3−プロパンジアミンジコハク
    酸、2−ヒドロキシ−1,3−プロパンジアミンジグル
    タル酸あるいはこれらのアルカリ金属塩またはアンモニ
    ウム塩である請求項1記載の無電解Niメッキ浴。
  3. 【請求項3】 一般式[1]で表されるジアミン型生分
    解性キレート剤が、(S,S)−エチレンジアミンジコ
    ハク酸、(S,S)−1,3−プロパンジアミンジコハ
    ク酸、(S,S)−エチレンジアミンジグルタル酸、
    (S,S)−1,3−プロパンジアミンジグルタル酸、
    (S,S)−2−ヒドロキシ−1,3−プロパンジアミ
    ンジコハク酸、(S,S)−2−ヒドロキシ−1,3−
    プロパンジアミンジグルタル酸あるいはこれらのアルカ
    リ金属塩またはアンモニウム塩である請求項1記載の無
    電解Niメッキ浴。
  4. 【請求項4】 NaOH、KOH、NH4 OHによりア
    ルカリ性とした請求項1の無電解Niメッキ浴。
  5. 【請求項5】 次亜燐酸ナトリウムを還元剤に用いた高
    P含量のNi被膜を高速度で与える請求項4記載の無電
    解Niメッキ浴。
JP14011095A 1995-04-24 1995-05-16 ジアミン型生分解性キレート剤を用いた無電解Niメッキ浴 Pending JPH0913175A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140119712A (ko) * 2012-02-01 2014-10-10 아토테크더치랜드게엠베하 무전해 니켈 도금욕

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140119712A (ko) * 2012-02-01 2014-10-10 아토테크더치랜드게엠베하 무전해 니켈 도금욕
JP2015509146A (ja) * 2012-02-01 2015-03-26 アトテツク・ドイチユラント・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツングAtotech Deutschland GmbH 無電解ニッケルめっき浴

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