(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シアン化金塩を金含有量として1.0〜15ｇ/ｌと、
添加剤として脂肪族α−アミノ酸20〜60g/lと、
クエン酸、リン酸、ピロリン酸カリウム、ギ酸、及びこれらのアルカリ金属塩から少なくとも１つ選択される伝導化合物10〜100g/lと、
を含有する金含有部分めっき用めっき液であって、めっき液の電気伝導度が温度25℃で測定した時に20,000〜50,000μSである金含有部分めっき用めっき液。
【請求項２】
めっき液のｐHが３．５〜６．０の範囲である請求項１に記載の金含有部分めっき用めっき液。
【請求項３】
コバルト塩をコバルト含有量として0.1〜1g/l含有する請求項１に記載の金含有部分めっき用めっき液。
【請求項４】
コバルト塩が、硫酸コバルト、塩化コバルト、炭酸コバルト、スルファミン酸コバルト、リン酸コバルト、クエン酸コバルト、又はグルコン酸コバルトである請求項３に記載の金含有部分めっき用めっき液。
【請求項５】
脂肪族α−アミノ酸が、グリシン又はアラニンである請求項１に記載の金含有部分めっき用めっき液。
【請求項６】
請求項１に記載の金含有部分めっき用めっき液を、ノズル状に形成されたアノード電極からカソード電極としての被めっき素材に向かって噴射する部分めっき方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子機器の部品の電気めっきに適する、部分めっき用めっき液に関する。詳述すれば、本発明は、携帯用モバイル機器、携帯電話等の情報機器に汎用されているコネクター関連部品の電気接点のめっき等に適する、金含有部分めっき用のめっき液に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器に用いられるコネクターの素材としては、例えば、リン青銅に代表される銅合金のように、弾性に富んだ金属材料がある。コネクターの電気接点部分の素材表面には、電気伝導性の向上や、繰り返し使用に耐え得る耐久性の付与を目的として、金めっき又は金合金めっきがされる。
【０００３】
近年、貴金属価格の高騰、並びに電子機器、とりわけ携帯用モバイル機器の本体価格の値下げ要求に伴い、金めっき工程に対してもコスト削減が要求されている。
【０００４】
従来、材料費の削減を目的として、電子機器に用いられるコネクター自体の小型化と共に、接点部品等の電気伝導性に寄与する部分にのみ金めっきを行う、部分めっきが普及している。具体的には、コネクター等の接点部分の金めっき範囲は、数ｍｍ以下に限定されている。
【０００５】
部分めっきの一例として、例えば、携帯電話のコネクターを製造する際の、コネクターの金めっきにおいては、リールツーリール等の連続めっきと言われる方法が採用されている。この方法においては、各コネクターは、連続したテープ状に形成される。このテープ状に形成されるコネクターは、リールに巻き取られながら、搬送されている状態で部分めっきされる。部分めっきは、ノズル状に形成されたアノード電極から、カソードである被めっき素材に向かってめっき液を噴射することにより行われる。
【０００６】
アノード電極とカソード電極との間隔や、これらの形状に極端に依存せずに、広い面積に比較的均一にめっきができるめっき液（つきまわり性が良好なめっき液）の場合、被めっき物は、めっき液と接している部分全体がめっきされる。その結果、リールツーリールのようにめっき液をアノード電極のノズルから噴射させるめっき方法の場合は、めっき液が広い範囲に付着するので、必要以上に広い範囲がめっきされる。この場合は、めっき後に、不要部分の金めっき皮膜をエッチングにより剥離する工程、又は予め不要部分のマスキングを施す工程が必要になる。しかしながら、このような工程の追加は製造費用の上昇を伴うので、製造コストを削減する観点から好ましくない。更に、必要以上の広い範囲にめっきが行われる場合は、めっき材料費の上昇を伴う。これらの理由により、高い精度で、狭い範囲のみを正確に金めっきすることのできる技術の開発が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2008−45194号公報（特許請求の範囲）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の金めっき液は、伝導塩成分としてクエン酸塩、リン酸塩又はアンモニウム塩が用いられている。これらの塩が含まれる従来のめっき液の電気伝導性は、50，000μSを超える高い値である。このめっき液のめっきの付きまわり性は良好である。従って、従来のめっき液は、微細な領域をめっきする部分金めっきの用途には適さない。
【０００９】
一方、めっき液中のこれらの成分濃度を減少させることにより電気伝導性を下げることは可能である。しかし、伝導塩の含有量が少ないと、金塩の安定性がそこなわれる。その結果、めっき液中に金塩の分解物が浮遊し、連続して安定な金めっき皮膜を形成することが出来ない。
【００１０】
本発明者等は、上記問題を解決するために種々検討した。その結果、添加剤として、モル伝導度で１００μS以下の値を示す脂肪族α-アミノ酸類と、所定の伝導塩成分とを、所定の濃度範囲で組み合わせることを試みた。すると、めっき液中の金塩の安定性を損なうこと無く、金めっき液として50,000μS以下の電気伝導度を示すめっき液が得られた。このめっき液は、300ｍAで電解する時の電解電圧が５V以上となり、めっき液のつきまわり性が低いので、限定された狭い範囲にのみ高い精度でめっきを行うことが出来ることが分った。本発明は、上記知見を基礎として完成するに至った。
【００１１】
従って、本発明の目的とするところは、電子機器のコネクター等の微細部分のめっきに好適な、金めっき液を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成する本発明は、以下に記載するものである。
【００１３】
〔１〕  シアン化金塩と伝導塩及び添加剤とから成る金含有部分めっき用めっき液であって、めっき液の電気伝導度が温度25℃で測定した時に20,000〜50,000μSである金含有部分めっき用めっき液。
【００１４】
〔２〕  めっき液のｐHが３．５〜６．０の範囲である〔１〕に記載の金含有部分めっき用めっき液。
【００１５】
〔３〕  シアン化金塩を金含有量として1.0〜15ｇ/ｌと、添加剤として脂肪族α−アミノ酸10〜100g/lと、伝導塩10〜100g/lと、を含有する金含有部分めっき用めっき液。
【００１６】
〔４〕  コバルト塩を0.1〜1g/l含有する〔３〕に記載の金含有部分めっき用めっき液。
【００１７】
〔５〕  コバルト塩が、硫酸コバルト、塩化コバルト、炭酸コバルト、スルファミン酸コバルト、リン酸コバルト、クエン酸コバルト、又はグルコン酸コバルトである〔４〕に記載の金含有部分めっき用めっき液。
【００１８】
〔６〕  脂肪族α−アミノ酸が、グリシン又はアラニンである〔３〕に記載の金含有部分めっき用めっき液。
【００１９】
〔７〕  〔１〕又は〔３〕に記載の金含有部分めっき用めっき液を、ノズル状に形成されたアノード電極からカソード電極としての被めっき素材に向かって噴射する部分めっき方法。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のめっき液は、脂肪族α-アミノ酸類の添加剤と、伝導塩成分とを所定の濃度範囲で組み合わせることにより、めっきをする際に、めっき液中の金塩の安定性を損なうこと無く、金めっき液の電気伝導度を50,000μS以下にできる。その結果、めっき液のつきまわり性が低くなり、限定された狭い範囲にのみ高い精度でめっきを行うことが出来る。本発明のめっき液は、フープめっきやリールツーリールめっき等の、ノズルからめっき液を噴射させてめっきする、部分めっきに適しためっき液である。
【００２１】
本発明のめっき液は、電子機器の電気接点の形成に好適である。具体的には、携帯電話の充電接点等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】めっきつきまわり性の評価装置の構成を示す概略斜視図である
【図２】めっきつきまわり性と、めっき液の電気伝導度との関係を示すグラフである。
【図３】めっきつきまわり性と、電解電圧(セル電圧)との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
〔金めっき液〕
本発明の金めっき液に添加される金イオン源は、シアン化金カリウム、シアン化金ナトリウム等のシアン化金塩である。
【００２４】
めっき液中のシアン化金塩の濃度は、金元素の添加量として1〜15ｇ/ｌであり、1〜10ｇ/ｌが好ましく、4〜8ｇ/ｌがより好ましい。金添加量が1ｇ/ｌ未満の場合は、めっき速度が遅くなる。金添加量が15ｇ/ｌを超える場合は、めっきの付きまわり性が良くなり、その結果、部分めっきに適さなくなる。更に、製造コストが高くなり、経済的な観点から好ましくない。
【００２５】
本発明の金めっき液には、添加剤として、グリシン、アラニン、L-シスチン、D-アスパラギン酸等の脂肪族α−アミノ酸が配合される。脂肪族α−アミノ酸を添加剤として配合することにより、めっき液の電気抵抗値が増大する。このめっき液をノズル状のアノードから、平面状のカソード（平面状のめっき対象物）に吹付けてめっきをする場合、カソードとアノードとの間隔が最小になる、アノードと対向するカソードの部分に選択的に電流が流れる。一方、カソード面のアノードから遠く離れている部分には、電解電流が流れにくくなる。その結果、めっき皮膜が形成されにくくなる。
【００２６】
脂肪族α−アミノ酸の添加量は、10〜100g/lで、20〜60g/lが好ましい。添加量が20g/l未満の場合は、めっき液の電気伝導度を充分低いものとすることができない。60g/lを超える場合は、添加量を増やしても特に利点はないので経済的に不利である。
【００２７】
金めっき液に添加する伝導化合物としては、クエン酸、リン酸、ピロリン酸カリウム、ギ酸、及びこれらのアルカリ金属塩等を挙げることができる。
【００２８】
金めっき液には、ｐH調整を目的として電解めっき液に通常添加される水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属水酸化物を添加できる。その添加量は、30g/l以下が好ましく、25g/l以下がより好ましい。脂肪族α−アミノ酸以外の各種成分の添加量が多くなると、めっき液の電気伝導度が上昇する。その結果、めっき液のつきまわり性が増加し、めっきされる範囲が広くなるため、部分めっきに適さないめっき液になりやすい。
【００２９】
本発明の金めっき液には、ｐＨ緩衝剤として、コハク酸、フタル酸、酒石酸、クエン酸、リン酸、亜硫酸、またはこれらのアルカリ金属塩を添加することが好ましい。ｐＨ緩衝剤の添加量は本発明の効果を奏する範囲内であれば制限されないが、通常20〜60ｇ/ｌであり、好ましくは30〜40ｇ/ｌである。
【００３０】
めっき液のｐＨ値は、ｐＨ３．５〜６．０の範囲が好ましい。めっき液のｐＨが３．５未満の場合は、金塩が分解しやすくなり、生成する不溶性の金塩がめっき液中に浮遊する。更に、得られる金皮膜の外観にムラが生じやすい。ｐＨが６．０を超える場合は、電気伝導性が高くなる結果、付きまわり性が高まり、精度の高い部分めっきが得られない。更に、めっき皮膜の光沢性がなくなり、外観が悪くなる。ｐＨ値の調整は、加えるｐＨ緩衝剤の濃度の調整、あるいは少量の酸又はアルカリの添加により行える。
【００３１】
〔金−コバルト合金めっき液〕
金−コバルト合金めっき液は、上述した金めっき液に、更にコバルトイオン源として、コバルト塩を配合することにより得られる。コバルト塩としては、硫酸コバルト、塩化コバルト、炭酸コバルト、スルファミン酸コバルト、リン酸コバルト、クエン酸コバルト、グルコン酸コバルトなどが好ましい。金−コバルト合金めっき液中のコバルト塩の濃度は、コバルト含有量として1g/l以下であるが、0.1〜1g/lが好ましく、0.2〜0.5g/lがより好ましい。
【００３２】
めっき皮膜に充分な耐久性を付与する観点からは、金−コバルト合金めっき液中のコバルト塩の濃度はコバルト含有量として0.1g/l以上とすることが好ましい。コバルト含有量が1g/lを超えると、析出皮膜中のコバルト量が増え、接触抵抗値が高くなる。
【００３３】
本発明のめっき液の電気伝導度は、20,000〜50,000μＳが好ましく、25,000〜40,000μＳがより好ましく、30,000〜35,000μＳが更に好ましく、32,000〜35,000μＳが特に好ましい。電気伝導度の範囲を上記範囲内にすることにより、部分めっきに適しためっき液となる。電気伝導度の調整は、脂肪族α−アミノ酸の添加量を調整することにより行うことができる。脂肪族α−アミノ酸の添加量を増加することにより、電気伝導度は小さくなる。
【００３４】
本発明のめっき液を用いて電解めっきを行う際の、めっき液の温度は３０〜
７０℃が好ましく、４０〜６０℃がより好ましい。めっき液の温度が、３０℃未満の場合は、めっき液の温度制御が容易でなく、更にめっきの析出効率が低下するため、操業に適さない。７０℃を超える場合は、析出するめっきの光沢が無くなる。更に、付きまわり性が良くなり、高精度の部分めっきが出来なくなる。また更に、操業中にめっき液の蒸発して大きくめっき容量が減少し、めっき液中の各成分の濃度が変動する問題がある。
【００３５】
めっき時の電流密度は1〜50A/dm2が好ましく、10〜40A/dm2がより好ましい。この電流密度範囲において、めっき液のｐＨ値、液温、金濃度、添加剤及び伝導塩濃度等を適宜選択することにより、良好なめっき皮膜が形成できる。
【００３６】
本発明のめっき液によりめっきされる被めっき素材は、特に限定されるものではないが、例えば電気機器の電気接点用部品として用いられるコネクター、スイッチ、リレー等を挙げることができる。素材の材質としては、リン青銅やベリリウム銅、真ちゅう、銅、鉄ニッケル合金、鉄等が適用できる。これらの素材に、常法によりニッケルめっきを行った後、本発明のめっき液を用いてめっきを行うことが好ましい。
【００３７】
被めっき素材にめっきを行う方法としては、公知の方法が採用できるが、本発明のめっき液は、フープめっき、リールツーリールめっき等の部分めっき用のめっき液として最適である。これらのめっき方法においては、被めっき物をカソードとし、部分めっきの形状に合わせて形成されためっき液噴出ノズルをアノードとして使用する。アノードとして機能するノズルから、カソードとして機能する被めっき物に対してめっき液を噴射させ、その状態でアノード−カソード間に電圧を印加することにより、部分めっきが行われる。
【００３８】
本発明の部分めっき用めっき液は電気伝導度が小さいので、電解電流がアノード−カソード間の距離が長い部分には流れにくい。そのため、アノードからの距離が短い部分にのみ電解電流が集中し、カソード表面の、アノードに近い限られた範囲にのみ部分めっきを行うことが可能となる。後述するめっき付きまわり性試験の結果によれば、付きまわり範囲は、10ｍｍ〜20ｍｍ程度の範囲である。
【００３９】
本発明のめっき液により形成されるめっき皮膜の膜厚は電解時間、電解電流等を調節することにより所望の厚さとすることができる。電気接点部品へめっきを行う際には、めっき皮膜の厚さは通常0.05〜1.0μｍ、好ましくは0.1〜0.5μｍである。
【実施例】
【００４０】
実施例１、２及び比較例１、２
以下の組成の基本めっき液に、表１に記載の添加剤を添加して金-コバルト合金めっき液を調製した。次いで、水酸化カリウムを用いてｐＨを4.3に調整した。なお、ｐＨ調整のために用いた水酸化カリウムの量は各めっき液により異なっているが、金塩、コバルト塩、伝導塩、添加剤のモル数はいずれのめっき液も同じである。
【００４１】
調製した金-コバルト合金めっき液を用いて、それぞれの電気伝導度、電気めっき中の電解電圧、めっきつきまわり性を、後述する方法により測定した。測定した電気伝導度、電解電圧の値を表１に示す。
【００４２】
（基本めっき液）
KAu(CN)2         Au=7.34 g/l
硫酸コバルト       2.39ｇ/ｌ
クエン酸            60ｇ/ｌ
ニコチン酸         2.2ｇ/ｌ
【００４３】
【表１】
0005607889.tif 000002
【００４４】
〔各めっき液の電気伝導度と電解電圧の比較〕
金-コバルト合金めっき液500ｍｌを電解槽に注ぎ、５０℃に保温した。次いで、無撹拌の状態で、アノードとカソードとの間に電圧を印加し、60秒間定電流電解（300ｍＡ）をした。カソードのめっき基板は、1.4ｄｍ2のＮｉめっきした銅板を1枚用いた。アノードは、Ｐｔ−Ｔｉメッシュを用いた。
【００４５】
表１に示すように、実施例１、２のめっき液の電気伝導度は、比較例１、２のめっき液の電気伝導度の約1/2であった。一方、電気めっき中の電解電圧は、実施例１、２のいずれの場合も比較例１、２の約4割以上増加した。
【００４６】
〔めっきつきまわり試験〕
図１に示すめっきつきまわり評価装置を用い、めっきつきまわり性の評価を行った。
【００４７】
一般に、カソードの形状に凹凸がある場合、アノードとカソードのと間の距離が短いカソード部分のめっき厚は、同距離が長いカソード部分のめっき厚よりも大きくなる。図１の評価装置は、この原理を利用するもので、アノードとカソードとの距離がめっき厚さに及す影響の程度（めっきのつきまわり性）を評価することを目的とする装置である。
【００４８】
図１中、１は電解槽、２は陽極板、３は陰極板、４は遮蔽板である。なお、遮蔽板４は、全面が樹脂被覆されていた。２枚の遮蔽板４と陰極板３は互いに平行に配列されている。陰極板３と陽極板２とは、互いに垂直に配列されている。陰極板３と遮蔽板４とは、同じ大きさ（横100ｘ高さ70mm）に形成され、隣り合う陰極板３と遮蔽板４との間隔は、５ｍｍである。陰極板３の陽極板側の陰極板端部３ａと、陽極板２とはそれぞれ５０ｍｍ離れている。陰極板３は、不図示の外部電源の陰極に接続されている。陽極板２は、外部電源の陽極に接続されている。陰極板は、その下端側をめっき液５の中に深さ２．５ｃｍで浸漬させた。
【００４９】
電解後、陰極板３を取り出して、陰極板下端３ｂから上方２０ｍｍの位置であって、陰極板端部３ａから陰極板の他方の端部３ｃに向って1mmの位置Ｐから端部３ｃに向かって５ｍｍ間隔でめっき膜厚を測定した。膜厚が0.01μｍ以下となるまで膜厚を測定し、膜厚が0.01μｍとなる位置と位置Ｐとの距離（ｑ）を求めた。膜厚の測定は、蛍光ｘ線膜厚計（SII製  SFT-3200）を用いた。膜厚0.01μｍは、上記膜厚計で測定できる限界値であった。目的とするめっき膜厚を0.2μｍと仮定し、位置Ｐにおける膜厚を（ｐ）とする場合の、下記式（１）で定義するめっきのつきまわり性を求めた。
付きまわり性（ｍｍ）＝［0.2（μｍ）／ｐ（μｍ）］×ｑ（ｍｍ）・・・(１)
めっき液の電気伝導度に対する付きまわり性をプロットしたグラフを図２に、めっき時の電解電圧に対する付きまわり性をプロットしたグラフを図３に示す。
【００５０】
各種めっき液の電気伝導性とめっきつきまわり性の関係に関しては、比較例１、２の電気伝導性の高いめっき浴を使用した場合は、めっきつきまわり性が良くなり、広範囲がめっきされていることが図２から分る。
【００５１】
一方、グリシン、アラニンを添加剤として用いた実施例１、２の低電気伝導性めっき浴の場合は、めっきつきまわり性が比較例１、２の１/4〜１/5であった。
【００５２】
電解電圧とめっきのつきまわり性の関係に関しては、図３に示した。比較例１、２の場合は、3.7Ｖ前後の低電解電圧で電解でき、この場合、つきまわり性は良好であった。実施例１、２の場合は、電解電圧が5.5Ｖ前後であり、つきまわり性は前記の通り小さい。
【００５３】
以上の結果から、グリシン、アラニンを用いた実施例１、２のめっき液は、電気伝導性が低くなり、めっきつきまわり性が小さくなることが明らかである。実施例１、２のめっき液はつきまわり性が低いので、部分めっきを良好に行うことができる。
【符号の説明】
【００５４】
１    電解槽
２    陽極板
３    陰極板
３ａ  端部
３ｂ  陰極板下端
３ｃ  他方の端部
４    遮蔽板（全面樹脂被覆）
５    めっき液
【図１】
0005607889.tif 000003
【図２】
0005607889.tif 000004
【図３】
0005607889.tif 000005