JPH01180986A - 無電解銅メッキ方法 - Google Patents

無電解銅メッキ方法

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Publication number
JPH01180986A
JPH01180986A JP306888A JP306888A JPH01180986A JP H01180986 A JPH01180986 A JP H01180986A JP 306888 A JP306888 A JP 306888A JP 306888 A JP306888 A JP 306888A JP H01180986 A JPH01180986 A JP H01180986A
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JP
Japan
Prior art keywords
copper plating
electroless copper
copper
plating
bath
Prior art date
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Pending
Application number
JP306888A
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English (en)
Inventor
Akihiro Ogawa
小川 昭弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Steel Works Ltd
Original Assignee
Japan Steel Works Ltd
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Publication date
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Publication of JPH01180986A publication Critical patent/JPH01180986A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/31Coating with metals
    • C23C18/38Coating with copper
    • C23C18/40Coating with copper using reducing agents

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)

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] 本発明は簡単且つ無害な無電解銅メッキ方法に関する。
[従来の技術] 金属メッキ技術はその優れた応用性にも拘わらす、設備
的に大掛かりになる欠点を有するために、その適用分野
は限られている。
一方、無電解メッキ方法は設備的には簡便になる可能性
かあるが、毒性や悪臭があるなとの欠点のため、やはり
電子工業分野の部品にその適用か限られていた。
また、無電解銅メッキにおいて、その経済性や製造工程
上の優位性、また、プリント基板の実装密度を上けるた
めの高温タイプの無電解銅メッキ浴か使用されている。
無電解銅メッキは硫酸銅を金属イオン源として、これに
ホルムアルデヒドを還元剤とする方法が主流である。現
在実用化されている高温タイプの無電解銅メッキ浴には
CC4(PCK社)とAP2(日立製作所)の2つのプ
ロセスかあり、これらのプロセスはいずれも還元剤とし
てホルムアルデヒドを使用するものである。
[発明か解決しようとする課題] 還元剤として使用するホルムアルデヒドは価格か非常に
高く、無電解銅メッキ浴のコストに占める割合は80%
以上である。次に、ホルムアルデヒドの使用はその臭い
と毒性か強いために取り扱いには注意を要する上に、場
合によってはシアン化ナトリウムも使用するなと、毒性
に対する細心の注意と排水処理対策を必要とする問題点
を有する。
[課題を解決するための手段] 本発明者は鋭意研究の結果、還元剤としてホルムアルデ
ヒドの代わりに次亜リン酸塩または次亜リン酸塩とジメ
チルアミンポラン(D M A B >との組み合わせ
を使用することにより上述の課題を解決できることを見
出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、木発明は溶液中の銅イオンを還元剤によって
触媒活性な材料表面に化学的に析出させることからなる
無電解銅メッキ方法において、還元剤として次亜リン酸
塩を組み合わせて使用し且つ錯化剤としてピロリン酸塩
を使用することを特徴とする無電解銅メッキ方法に係る
更に、木発明は溶液中の銅イオンを還元剤によって触媒
活性な材料表面に化学的に析出させることからなる無電
解銅メッキ方法において、還元剤として次亜リン酸塩及
びジメチルアミンポランを使用し且つ錯化剤としてピロ
リン酸塩を使用することを特徴とする無電解銅メッキ方
法に掛かる。
[作 用] 無電解銅メッキ方法は溶液中の銅イオンを還元剤によっ
て化学的に還元し、メッキしようとする材料素地表面に
極く薄いメッキ皮膜を析出させる非常に簡単な作用を応
用したちのである。
還元剤として次亜リン酸塩または次亜リン酸塩とジメチ
ルアミンポランを組み合わせて使用すると、臭い及び毒
性の強いホルムアルデヒドやシアン化ナトリウムなどを
使用する際の問題点を解決することがてきる。すなわち
、本発明の無電解銅メッキ方法は公害防止のための排水
処理対策は不要であり、コストの低減にも寄与する。
慶下に、本発明の無電解銅メッキ方法に使用する銅メッ
キ浴の配合例を記載する。
Aメッキ浴 硫酸銅         10〜30g/1次亜リン酸
塩      20〜409/クピロリン酸塩    
  10〜20S/β酢酸塩         20〜
30g/(1クエン酸アンモニウム   5〜20g/
IAメッキ浴において、硫酸銅はメッキ浴の銅イオンを
提供するものであり、その配合量か10y/1未満であ
ると、銅イオンか不足するために好ましくなく、また、
30y/1を超えると、過剰イオンのために好ましくな
い。
次亜リン酸塩は還元剤として作用するものであり、その
配合量か20;t/1未満であると、還元作用か不足す
るために好ましくなく、また、40!i/Qを超えると
反応か飽和となるために好ましくない。
ピロリン酸塩は錯化剤として使用するものであり、その
配合量か1og/β未満であると、浴の分解防止効果か
不足するために好ましくなく、また、20g/I!を超
えると、効果か飽和状態であるために好ましくない。
一4= 酢酸塩は遊離金属のために作用するものてあり、その配
合量が2ogl1未満であると、調整不足であるために
好ましくなく、30g/lを超えると、高濃度になり過
きるために好ましくない。なお、酢酸塩としてはナトリ
ウム塩、炭酸塩等を使用することがてきる。
クエン酸アンモニウムはメッキ速度調整のために作用す
るものてあり、その配合量が5S/1未満であると、作
用不足であるために好ましくなく、また、20g/lを
超えると、作用過剰であるために好ましくない。
なお、適宜ロッセル塩を80〜1409.#添加してメ
ッキ浴の長時間放置による塩類の沈澱を防止することか
できる。
純水を使用して上述の成分をメッキ用水溶液として建浴
し、アンモニア水てpH5〜6に調整し、浴温をホッテ
ィンクハス等を使用して85〜95°Cに加温し、空気
を用いて激しく撹拌しながら被メッキ材を浸漬すると、
10〜20分間で被メッキ材上に銅メッキを施すことか
てきる。
Bメッキ?」 硫酸銅         10〜15y/f次亜リン酸
塩       5〜1oり/rDMAB      
    1〜39/lピロリン酸塩      15〜
30g/り界面活性剤        若干 Bメッキ浴において、硫酸銅の配合量が109/1未満
であると、銅イオンが不足となるために好ましくなく、
また、15&、#を超えると、過剰イオンのために好ま
しくない。
次亜リン酸塩の配合量が59/!未満であると、還元作
用不足のために好ましくなく、また、10g/lを超え
ると反応が飽和となるために好ましくない。
また、Bメッキ浴はジメチルアミンボラン(DMAB)
を還元剤として併用するものであり、その配合量がly
/I!未満であると、還元作用不足のために好まし7く
なく、また、3J/!を超えると、反応か飽和となるた
めに好ましくない。
ピロリン酸塩の配合量が1.5y/N未満であると、浴
の分解防止効果か不足であるなめに好ましくなく、また
、30g/lを超えると、飽和状態となるなめに好まし
くない。
界面活性剤としては洗剤等を使用することがてき、その
配合量は通常0.1〜0.2g/I!程度である。
なお、適宜ロッセル塩を80〜1409#添加してメッ
キ浴の長時間放置による塩類の沈澱を防止することかで
きる。
純水を使用して上述の成分をメッキ用水溶液として建浴
し、アンモニア水てpH1,1〜12に調整し、浴温を
ボッチインクハス等を使用して7゜〜80°Cに加温し
、空気を用いて激しく撹拌しなから被メッキ材を浸漬す
ると、10〜15分間て被メッキ材上に銅メッキを施す
ことがてきる。
なお、上述のAメッキ浴及びBメッキ浴を使用して無電
解銅メッキを行なう際に、浴のpHは無電解銅メッキを
行なった時間及び建浴からの時間に左右されるために、
常時、浴のpHを測定し、pHを上述の適正範囲内に調
節することか好ましい。
本発明の無電解銅メッキを施すことかできる被メッキ材
は銅、ニッケル、軟鋼、ステンレス鋼、銅合金類、アル
ミニウム等の金属類プラスチック、セラミックのような
非伝導体等であることかてきる。
[実 施 例] 以下に実施例を挙げて本発明の無電解銅メッキ方法を説
明するか、本発明方法は下記の実施例に限定されるもの
ではないことを理解されたい。
実施例I Aメッキ浴 硫酸銅          60g 次亜リン酸ナトリウム   909 ピロリン酸ナトリウム   459 酢酸ナトリウム      75g クエン酸アンモニウム   30g ロッセル塩       300g を純水3βに溶解してAメッキ浴として建浴後、アンモ
ニア水を添加してpHを5〜6に調節した。
得られたAメッキ浴を第1図に記載する無電解銅メッキ
装置のカラスヒーカー(7)に装填し、ボッチインクハ
ス(1)により浴の温度を90℃に加温し、浴内をエア
ーポンプからの通気により撹拌した。
上述の温度及びpHを維持しなから、メッキ浴に銅板を
投入し、10分後に取り上けると銅板上に均一な銅メッ
キを施すことができた。
次に、該メッキ浴にニッケル板を投入し、15分後に取
り上げるとニッケル板上に均一な銅メッキを施すことが
できた。
次に、該メッキ浴に軟鋼板を投入し、10分後に取り上
けると軟鋼板上に均一な銅メッキを施すことかできな。
更に、該メッキ浴にステンレス鋼板を投入し、20分後
に収り上けるとステンレス鋼板上に均一な銅メッキを施
すことかできた。
供試材料の寸法(mm)を以下に記載する。
幅(讐) 長さ(I7)  厚さ(T)銅板     
  90 150  10ニツケル板    60  
150   0.5軟鋼板      90  150
   1.0ステンレス鋼板  90  150   
0.5得られた4種の無電解銅メッキについての品質を
90度及び180度密着量は試験により判定した。以下
に試験方法を記載する。
上述の銅メッキを施した試験片を幅(w)somm×長
さ(L)100nuoX厚さくT)の寸法とし、試験片
の長さ方向の中央部をまず90度に曲け、曲げ頂部の割
れ発生の有無を観察し、次に、180度曲け、同様に頂
部の割れ発生の有無を観察する。
得られた結果を以下の第1表に記載する。
実施例2 377式」に 硫酸銅          35g 次亜リン酸ナトリウム   25g D M A 8           3 gピロリン
酸ナトリウム   60y ロツセル塩       300g を純水31に溶解してBメ・ンキ浴として建浴後、アン
モニア水を添加してpHを11〜12に調節した9 得られたBメッキ浴を実施例1と同様に第1図に記載す
る無電解銅メッキ装置のカラスヒーカー(7)に装填し
、実施例1と同様の操作により浴の温度を80°Cに加
温する。
上述の温度及びpHを維持しなから、メ・ンキ浴に実施
例1と同様の銅板を投入し、10分後Gこ取り一ヒける
と銅板上に均一な銅メ・ンキを施すこと力)できた。
次に、該、メッキ浴に実施例1と同様の二・ンケル板を
投入し、10分後に収り上けると二・ンケル板上に均一
な銅、メッキを施すことかてきた。
次に、該メッキ浴に実施例1と同様の軟鋼板を投入し、
10分後に取り上けると軟鋼板上に均一な銅メッキを施
すことかてきた。
更に、該メッキ浴に実施例1と同様のステンレス鋼板を
投入し、15分後に取り上げるとステンレス鋼板上に均
一な銅メッキを施すことかできた。
得られた4種の無電解銅メッキについての品質を実施例
1に記載する方法て90度及び180度密着量番つ試験
により判定した。得られた結果を以下の第1表に記載す
る。
第1表 実施例1   実施例2 90度 180度  90度  180度銅板    
   ○  ○   ○  ○ニッケル板    ○ 
 ○   ○  ○軟鋼板      ○  O○  
○ ステンレス鋼板  ○  ×   ○  ×表中、○は
良好、×は剥離を表す。
[発明の効果] 本発明方法による無電解銅メッキは価格の安い次亜リン
酸す)〜リウム、ジメチルアミンボラン(D M A 
B )を還元剤としたのて無電解銅メッキのコストを大
きく下りることかできる。
また、従来還元剤として使用されていたホルムアルデヒ
ドとは異なり上述の還元剤は臭気及び毒性かなく且つ簡
便であるのて、教材、趣味としての装飾品の加工等に使
用することかできる9
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例に使用した無電解銅メッキ装置を示す図
である。図中、]・・ホッテインクバス、2 温度調節
器、3・・温度調節ツマミ、4 発熱体、5・・容器受
台、6・温水、7 カラスヒーカー、8 無電解銅メッ
キ浴、9 ・被メッキ材料、10・電源、11  エア
ーポンプ、12  テシタル温度計、13・センサー、
14・塩しチューフ。 特許出願人 株式会社 日本製鋼所

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、溶液中の銅イオンを還元剤によって触媒活性な材料
    表面に化学的に析出させることからなる無電解銅メッキ
    方法において、還元剤として次亜リン酸塩を使用し且つ
    錯化剤としてピロリン酸塩を使用することを特徴とする
    無電解銅メッキ方法。 2、溶液中の銅イオンを還元剤によって触媒活性な材料
    表面に化学的に析出させることからなる無電解銅メッキ
    方法において、還元剤として次亜リン酸塩及びジメチル
    アミンボランを使用し且つ錯化剤としてピロリン酸塩を
    使用することを特徴とする無電解銅メッキ方法。
JP306888A 1988-01-12 1988-01-12 無電解銅メッキ方法 Pending JPH01180986A (ja)

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JPH01180986A true JPH01180986A (ja) 1989-07-18

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0472071A (ja) * 1990-07-12 1992-03-06 C Uyemura & Co Ltd 無電解錫及び錫・鉛合金めっき浴並びにめっき方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS531222A (en) * 1976-06-25 1978-01-09 Hokkaido Electric Power Method of manufacturing cement by using as main raw materials calcium sulphonate and coal ash
JPS5334102A (en) * 1976-09-13 1978-03-30 Takayuki Miyao Positive displacement engines

Patent Citations (2)

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