JPH0959778A - 無電解メッキの前処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的粒子径の大きい金属粒子を使用してい
た従来型の触媒付与技術と異なり、塗装に当って触媒が
有機バインダー中に沈降せず、作業性が良好で量産性に
適し、かつ形成された導電層の品質にバラツキがなく、
寸法精度や軽量化が有利に図れる無電解メッキの前処理
方法を提供する。 【解決手段】 予め表面に無電解メッキ用金属触媒、好
ましくは原子状パラシウム金属を担持させた不導電性粉
体を液状有機バインダー中に分散させ、しかる後得られ
る分散液をプラスチックス或いは繊維強化プラスチック
ス等の不導電性物質よりなる基部表面の所望の場所に塗
装し塗膜を形成することからなる無電解メッキの前処理
方法に関し、上記の不導電性粉体としては平均粒子径
０．５〜２０μm の範囲のセラミックス粒子或いはプラ
スチックス粒子を、液状有機バインダーとしてはアクリ
ル系塗料、ポリウレタン系塗料又はエポキシ系塗料を好
適な例として挙げることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、不導電性物質に
対する無電解メッキ方法に関し、特に電磁波シールド用
導電層の形成に有用な無電解メッキの前処理方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】セラミックスやプラスチックス等の不導
電性物質より構成された電子機器のキャビネットやプリ
ント基板等の表面に金属層を形成する手段として、無電
解メッキ法が広く採用されている。即ち、被メッキ基板
である不導電性物質の表面に無電解メッキを活性化する
触媒を付与した後、無電解メッキ液と接触させる方法で
ある。これら触媒としては、一般に、パラジウム、プラ
チナ、金、銀、銅、ニッケル、コバルト等の各種の活性
金属粒子が使用されている。

【０００３】ところで、この種の無電解メッキ法におい
て、メッキ層を基盤に強固に密着し担持させるには、触
媒を付与する基板の表面をエッチング等により予め粗面
化しておくことが必要であった。例えば、ＡＢＳ樹脂上
に銅またはニッケルを無電解メッキするに際しては、通
常、塩化第一錫および塩化パラジウム溶液を用いて触媒
核を形成させるが、その前工程として加熱したクロム酸
−硫酸溶液中に素材を浸漬しその表面に微小凹凸を作る
所謂エッチング操作が行われている。

【０００４】このような操作は、素材の種類によっては
表面に微細クラックが生じ、最悪の場合は基材としての
用をなし得ない状態にするものであった。また、任意な
場所のみにメッキすることが難しく、言い換えれば、素
材の一部を残して必要なところのみにメッキすることが
工程を複雑にし、コスト上昇を招いていた。そこで最近
は、不導電性物質からなる素材表面を予め粗面化する必
要のない無電解メッキ法が開発されている。例えば、特
公平２−６２９６０号公報に開示されている方法は、か
かる欠点を改良すべく提案されたものであって、特定な
範囲の寸法を有する活性金属粒子を液状有機バインダー
中に比較的多量に分散させ、これを清浄な不導電性囲い
の表面に塗装するだけで、その表面に触媒性を付与する
というものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記特公平２−６２９
６０号公報に開示された方法では、製造時のバリ、オイ
ルやほこり等の汚染物を取り除いて素材の表面を清浄に
する以外には特別な表面処理操作を必要としないという
簡便さはあるが、その反面、ここで使用される金属粒子
は比重が高くバインダー中で沈降し易いため、常時攪拌
していないとバインダー対金属粒子の比率が変化し、塗
装した塗膜の品質にバラツキが生じてしまう。特にスプ
レー塗装に際しては、ノズルから均一に吐出しない等作
業性を阻害する原因となり、量産性に欠けるという問題
があった。

【０００６】また、乾燥時において約５０％以上の金属
粒子を含有する有機バインダー層を１２．５ミクロン以
上の厚さに塗装するものなので、この方法を携帯電話や
パーソナルコンピューター等に適用した場合、製品の重
量が大きくなリ、また製品の寸法精度が劣るという難点
があった。

【０００７】しかして、この発明の目的は、金属粒子を
使用する場合と異なり、塗装に当って触媒が有機バイン
ダー中に沈降せず、作業性が良好で量産性に適した無電
解メッキの前処理方法を提供することにある。また、こ
の発明の他の目的は、比重が軽く、少ない触媒を均一に
分散された塗膜が形成されて、導電層の品質にバラツキ
がなく、製品の寸法精度や軽量化が有利に図れる無電解
メッキの前処理方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するため、予め表面に無電解メッキ用金属触媒を
担持させた不導電性粉体を液状有機バインダー中に分散
させ、しかる後得られる分散液を不導電性物質よりなる
基部表面の所望の場所に塗装し塗膜を形成することを特
徴とする無電解メッキの前処理方法をその要旨とするも
のである。

【０００９】不導電性粉体の表面に担持させる無電解メ
ッキ用金属触媒としては、パラジウム、プラチナ、金、
銀、銅、ニッケル、コバルト、鉄等の各種金属であり、
中でも最もパラジウムが好ましく採用できる。

【００１０】本発明で用いる不導電性粉体は、ガラス、
セラミック、鉱物等の無機粉体或いは熱可塑性樹脂や熱
硬化性樹脂等のプラスチックス粉体からなる。前記無機
粉体の具体例としては、シラスバルーン、ガラスバルー
ン、ガラスフレーク、アルミナ、シリカ、マイカ、タル
ク、ゼオライト等を例示することができる。また、プラ
スチックス粉体の例としては、ＡＢＳ、ポリエステル、
ナイロン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリプロ
ピレン、ポリエチレン等のプラスチックス粒体を挙げる
ことができる。これらの不導電性粉体の中で、シラスバ
ルーン、ガラスバルーン等の発泡体は見掛け比重が小さ
く、また後者の各種プラスチックス粉体も金属や無機物
に比べて比重が小さいので、メッキ製品の軽量化に寄与
しうる好適な素材である。

【００１１】これら不導電性粉体の形状は特に制限され
ず、粒状、板状、フレーク状、針状等のいかなる形状の
ものでもよいが、市販のプラスチックス粉体について
は、通常、粒状体として供給されるところ、かかる形状
の不導電性粉体を使用するに当っては平均粒子径が２０
μm 以下のもの、特に２〜１０μm の範囲のものを選定
し使用するのが好ましい。また、ガラス、セラミック
ス、鉱物等の無機粉体については、粒状よりも板状、フ
レーク状、針状のものが多いが、この種の粉体も最長方
向の寸法が２０μm 以下であることが望ましい。

【００１２】これらの不導電性粉体の表面に予め無電解
メッキ用金属触媒を担持させる方法としては、各種粉体
への無電解メッキの前処理方法としてすでに公知の技
術、例えば、メッキ技術, Vol.5,No.5,1〜10,1992,特開
昭５９−１８２９６１号公報等の刊行物に開示されてい
る粉体表面への触媒性付与技術のみならず、プリント配
線板のスルーホールめっきやプラスチック等の不導体の
触媒化技術として最近開発が進んでいるアルカリ性触媒
付与プロセス等をすべて採用することができる。

【００１３】具体的には、塩化第一錫−塩化パラジウム
の酸性溶液を用いて粉体の表面にパラジウムを担持させ
る方法や、水素化ホウ素化合物−塩化パラジウム−界面
活性剤よりなる中性溶液を用いて粉体の表面にパラジウ
ムを担持させる方法、有機パラジウム錯化物を含むアル
カリ性水溶液で処理したのちホウ素系還元剤で還元する
方法（アルカリ−アクチベーション法）、或いは金属捕
捉性の表面処理剤を用いて表面処理した粉体をパラジウ
ムイオンを含む溶液と接触させてその表面にパラジウム
イオンを担持させ、しかる後還元する方法（有機物被覆
−触媒付与法）など適宜使用することが可能である。こ
のようにして触媒性を付与された粉体は水洗、乾燥され
た後、適当な液状有機バインダー中に体積分率で少なく
とも５〜１０％の範囲で添加し攪拌して分散される。従
って、比重の大きい粉体ほど重量分率は大きくなる。

【００１４】この発明で用いる液状有機バインダーとし
ては、触媒性を付与された粉体並びに塗装面に対し十分
な親和性を有するものであって、粉体の均一な分散を可
能とし、かつ不導電性基部表面と強固に固着する薄肉に
して強靭な塗膜の形成能を有するものであればいづれも
使用できるが、本発明において好適なものはアクリル系
塗料、ポリウレタン系塗料、エポキシ系塗料である。こ
れらの塗料は、それ自体が揮発性有機溶剤型ないし水性
エマルジョン型の組成物として比較的容易に入手でき、
ガラス、セラミックス等の無機材料或いはＡＢＳ樹脂、
ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂などの有機材
料に対する表面塗料としてすぐれた機能を発揮し得るも
のであればよい。また、これらの塗料の代わりに印刷用
インキを用いることも可能であり、これを用いるとプリ
ント基板等の導電パターンの形成に好ましく適用し得
る。

【００１５】これらの塗料の粉体分散液を基部表面に塗
装する方法としては、スプレー法、刷毛塗り、漬浸法な
ど慣用の塗装手段を適宜使用することができる。また、
その際にはベンジンやシンナーなどの揮発性希釈剤を添
加してそれぞれの塗装法に好適な粘度に調節することも
可能である。いづれにせよ、乾燥後に得られる塗膜は１
〜１０μm の厚さを有し、連続した被膜として形成され
ることが肝要である。こうすれば、平均粒子径１０μm
以下の不導電性粉体については、好ましくは２０〜５０
％の体積を占有する粉体が２次元的に連結して配列され
た、少なくとも一層からなる触媒層が形成されることに
なる。換言すれば、本発明に係る塗膜の厚さは１０μ以
上である必要はない。

【００１６】基部を構成する不導電性物質としては、Ａ
ＢＳ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、
ポリウレタン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のプラスチッ
クス或いはこれらの樹脂を繊維で強化した繊維強化プラ
スチックスが使用される。ところで、この発明で用いる
液状有機バインダーは、前記の通り、これらのプラスチ
ックスとは十分な親和性を有するので、表面が清浄でさ
えあれば、塗装に当ってエッチング等の余分な表面処理
は一切必要でない。

【００１７】本発明においては、上記の通り、液状有機
バインダーを介して不導電性基部の表面に無電解メッキ
用触媒層を形成するに当り、触媒金属をこれより比重の
軽い不導電性粉体の表面に担持させて液状有機バインダ
ー中に分散させ、しかる後、該分散液を基部表面に塗装
するようにしたので、従来法における金属粒子と異な
り、塗装に当って触媒が沈降しない安定な分散液が得ら
れ、スプレー塗装に際しても作業性が良好で生産性が向
上する。特に、プラスチックス粉体は有機バインダーを
構成する合成樹脂とほぼ同等の比重を有し、かつ有機バ
インダーとの親和性も高いので、均一な浮遊状態を長く
保持し得る。

【００１８】また、この発明においては、粉体表面に担
持される金属触媒は粒子径１〜１００ mμのコロイド状
粒子であり、平均粒子径が１０μm のプラスチック粉体
に比べれば１００分の１以下と小さい。したがって、同
じサイズの金属粒子を使用する場合に比べれば触媒量が
少なくてすみ、またこれを表面積の大きい粉体表面に均
一に担持させたので、コスト並びにパフォーマンスの両
面において有利な触媒層が形成される。

【００１９】更に、この発明においては、触媒を担持し
た粉体が塗膜中で相互に連続して少なくとも一層の触媒
層を形成するように、粉体の粒子径、バインダー中の粉
体の体積割合を調節したので、直接に無電解メッキが可
能であり、品質にバラツキのない導電層が形成される。
但し、アクリル系塗料のように、塗膜の素材によっては
表面の親水化処理を行う方が更に好ましい結果が得られ
る場合もある。また、比重が小さい塗膜を厚さ１０μm
以下と薄く形成するので、製品の軽量化が有利に図れ
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】上記のようにして、予め平均粒子
径が２０μm 以下、好ましくは２〜１０μmの範囲にあ
るセラミックス粒子或いはプラスチックス粒子からなる
不導電性粉体の表面に無電解メッキ用金属触媒を担持さ
せ、これを液状有機バインダー中に分散させ、得られる
分散液を不導電性物質よりなる電子部品等の基部成形体
表面の所望の場所に塗装し、該表面に触媒性のある塗膜
を形成した。ついで、苛性ソーダ溶液でリンスして表面
を親水化したのち、銅およびニッケルの無電解メッキ浴
中に順次浸漬することにより優れた性能を有する無電解
メッキ製品を得た。

【００２１】

【実施例】つぎに、実施例に基づいてこの発明の特徴を
より詳細に説明する。

【００２２】実施例１ 平均粒子径５μm の寸法を有するカオリン粒末（比重
3.0）をパラジウム−アミン錯体を含むアルカリ性水溶
液の触媒付与剤（アトテック ジャパンＫＫ製、商品
名：アクチベータ ネオガント）中に浸漬した後、水素
化ホウ素ナトリウムで還元することにより、該カオリン
粉体の表面にパラジウム触媒を担持させた。この場合，
カオリン上に担持された触媒濃度は 3.5 mg/g （0.35%)
であった。ついで、トルエン、キシレン、メチルイソブ
チルケトン（MIBK）等を含むシンナーに少量の硬化剤と
アクリル樹脂を約１０重量％溶解させた溶液に、上記カ
オリン粉体を３０重量％の割合で添加し、攪拌して塗料
化した。

【００２３】この塗料をエアスプレー方式にてＡＢＳ樹
脂よりなる被塗物成形品（基部）表面の一部または全面
に塗布して、乾燥後の平均厚さが５μm になるように塗
膜を形成し、約６０℃で３０分間乾燥する。ついで、１
０％苛性ソーダ溶液を用いて５０℃で３分間リンスして
表面を親水化し、よく水洗したのち、該成型品を無電解
銅メッキ溶中に４５℃で３０分間浸漬処理して、水洗
し、更に、無電解ニッケル溶中に５５℃で１０分間浸漬
処理して、水洗し、乾燥してメッキ製品を得た。

【００２４】得られたメッキ製品の性能は下記の通りで
ある。 塗膜の厚み … 平均５μm 銅メッキの厚さ … １μm ニッケルメッキの厚さ… ０．５μm 表面抵抗（測定器：三菱油化KK製、ラレスタ MPCテスタ
ー） … ５ mΩ ＲＦＩシールド性（測定法：アドバンテスト法に準拠） 周波数（MHz) ３０ １００ ２００ ３００ 減衰率（dB) ５８ ６８ ７４ ７５ ヒートショック試験（80℃と−30℃に各１時間づつ、３
回繰り返し放置し、その前後の状態を観察する） …
異常なし 耐湿性（60℃、湿度95％の雰囲気中に168 時間放置し、
その前後の状態を観察する）
… 異常なし

【００２５】実施例２ 平均粒子径６μm のシリカ粒末（比重 2.6）をγ−アミ
ノプロピルトリエトキシシランを含むメタノール溶液に
室温で浸漬し、十分攪拌しながら１１０℃で２時間加熱
・乾燥して、その表面にアミノ基を含む有機化合物を金
属捕捉剤として被覆させた。ついで、実施例１と同様に
してアルカリ性触媒付与剤で処理し，得られた粉体をシ
ンナー溶液中のアクリル共重合樹脂分１００重量部当た
り４０重量部の割合で添加し、攪拌して塗料化した。こ
の塗料を使用してポリカーボネート樹脂よりなる成型品
に適用して表面塗膜を形成し、無電解メッキを施した。

【００２６】得られたメッキ製品につき、実施例１と同
様の方法により測定された性能は下記の通りである。 塗膜の厚さ … 平均７μm 銅メッキの厚さ … ２μm ニッケルメッキの厚さ… ０．５μm 表面抵抗 … ５ mΩ ＲＦＩシールド性 周波数（MHz) ３０ １００ ２００ ３００ 減衰率（dB) ６０ ７０ ７７ ７６

【００２７】実施例３ 平均粒子径４μm の硫酸バリウム（比重 4.5）をγ−ア
ミノプロピルトリエトキシシランを含むメタノール溶液
に室温で浸漬し、十分攪拌しながら１１０℃で２時間加
熱・乾燥して、その表面にアミノ基を含む有機化合物を
金属捕捉剤として被覆させた。ついで、実施例１と同様
にしてアルカリ性触媒付与剤で処理し，得られた粉体を
アクリル系水性エマルジョン塗料中に樹脂分１００重量
部当たり４０重量部添加・攪拌して分散させた。この分
散液をポリカーボネート樹脂よりなる成型品の表面にス
プレーして塗膜を形成し、その表面に無電解メッキを施
した。

【００２８】得られたメッキ製品につき、実施例１と同
様にして塗膜とメッキ層の厚み、並びに表面抵抗値を測
定した。結果は下記の通りである。 塗膜の厚さ … 平均５μm 銅メッキの厚さ … １μm ニッケルメッキの厚さ… ０．５μm 表面抵抗 … ７ mΩ

【００２９】実施例４ 親水化させた平均粒子径６μm のナイロン粉末（比重
１．１）をポリエチレングリコールモノ−Ｐ−ノニルフ
ェニルエーテル等の界面活性剤の入った水溶液に分散さ
せ、その後、実施例２と同様にして、該ナイロン粉末の
表面にパラジウム触媒を担持させた。ついで、アクリル
共重合樹脂の１０％シンナー溶液に、該ナイロン粉末を
アクリル共重合樹脂分１００重量部当たり１０重量部の
割合で添加し、攪拌して塗料化した。この塗料を、ＡＢ
Ｓ樹脂成形品の表面にスプレーして塗膜を形成したの
ち、その表面に無電解メッキを施した。

【００３０】このメッキ製品につき同様にして測定され
た性能は下記の通りである。 塗膜の厚さ … 平均７μm 銅メッキの厚さ … １μm ニッケルメッキの厚さ… ０．５μm 表面抵抗 … ６ mΩ

【００３１】実施例５ 表面を平均粒子径０．３μm の酸化チタンで被覆したナ
イロン粉末（平均粒子径６μm 、比重１．２）を使用し
た以外は、実施例２と同様にしてパラジウム触媒を付与
して塗料化し、この塗料を使用してポリカーボネート樹
脂成型品の表面に塗膜を形成し、無電解メッキを施し
た。

【００３２】この場合、得られたメッキ製品の性能は下
記の通りである。 塗膜の厚さ … 平均７μm 銅メッキの厚さ … １μm ニッケルメッキの厚さ… ０．５μm 表面抵抗 … ５ mΩ

【００３３】実施例６ 実施例４と同様にして、ノニオン系界面活性剤に分散さ
せた平均粒子径６μmのナイロン粉末の表面にγ−アミ
ノプロピルトリエトキシシランを被覆させたのち、これ
を塩化パラジウムとポリエチレングリコールモノ−Ｐ−
ノニルフェニルエーテル（界面活性剤）および水素化ホ
ウ素ナトリウム（還元剤）よりなるほぼ中性のコロイド
水溶液中に分散させて、該ナイロン粉体の表面にパラジ
ウム触媒を吸着担持させた。ついで、アクリル共重合樹
脂の１０％シンナー溶液に、該ナイロン粉末をアクリル
共重合樹脂分１００重量部当たり１０重量部の割合で添
加し、攪拌して塗料化した。この塗料を、ＡＢＳ樹脂成
形品の表面にスプレーして塗膜を形成し、その表面に無
電解メッキを施した。

【００３４】この場合、得られたメッキ製品の性能は下
記の通りである。 塗膜の厚さ … 平均７μm 銅メッキの厚さ … １μm ニッケルメッキの厚さ… ０．５μm 表面抵抗 … ４ mΩ

【００３５】

【発明の効果】上記の通り、本発明に係る無電解メッキ
の前処理工程においては、塗装に当たって金属触媒が沈
降しにくい安定な分散液が得られ、かつ基盤表面のエッ
チング操作が不要なので、触媒付与工程の作業性が良好
で生産性が向上すると共に、塗膜の品質にバラツキがな
く、寸法精度の高い製品が得られる。また、粒子径が数
mμの金属触媒を粉体表面に担持させ、ほぼ粉体厚みの
触媒層としたので、材料コストの軽減と製品の軽量化が
同時に達成される。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め表面に無電解メッキ用金属触媒を担
   持させた不導電性粉体を液状有機バインダー中に分散さ
   せ、しかる後得られる分散液を不導電性物質よりなる基
   部表面の所望の場所に塗装し塗膜を形成することを特徴
   とする無電解メッキの前処理方法。
2. 【請求項２】 前記無電解メッキ用金属触媒がパラジウ
   ムである請求項１記載の無電解メッキの前処理方法。
3. 【請求項３】 塗膜中の有機バインダーに対するパラジ
   ウム触媒の比率が１重量％以下である請求項２記載の無
   電解メッキの前処理方法。
4. 【請求項４】 不導電性粉体が平均粒子径２０μm 以下
   のセラミックス粒子或いはプラスチックス粒子である請
   求項１、２乃至３記載の無電解メッキの前処理方法。
5. 【請求項５】 請求項１記載の液状有機バインダーが有
   機溶剤溶液型或いは水性エマルジョン型のアクリル系塗
   料、ポリウレタン系塗料又はエポキシ系塗料からなる無
   電解メッキの前処理方法。
6. 【請求項６】 請求項１記載の基部を構成する不導電性
   物質がＡＢＳ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネー
   ト樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のプ
   ラスチックス或いはこれらの繊維強化プラスチックスか
   らなる無電解メッキの前処理方法。