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≪ 表面処理 ≫
銅メッキ
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硫酸銅浴 |
硫酸銅浴 |
特徴
硫酸銅浴は、一般的に拡散係数が大きく、高濃度浴が使用できるため高速度めっきに適している。また、加工性が良いため、電鋳、印刷ロールへの厚めっきに利用される。
硫酸銅浴は、硫酸銅と硫酸という安価な工業原料を基本成分とするため、他の銅めっきに比べて建浴費が最も安く、かつ管理が簡単であるため、厚付けめっきや電鋳の目的に広く用いられてきた。
しかし、硫酸銅浴は他の銅めっきに比べて以下の様な欠点がある。
1)めっき液の腐食性が強い。
2)鉄素地や亜鉛ダイカスト素地には銅が置換析出するので、直接めっきが出来ない。
3)均一電着性がシアン化銅めっきに及ばない。
しかし、良好な物性を有した光沢と優れた平滑作用のある添加剤の出現で硫酸銅浴の利用率が高まった。なお、硫酸銅浴は強酸性であるため、設備等については十分配慮すること。設備に付いては表−1を参照。
【表−1 硫酸銅めっきの設備等】
硫酸銅浴は、硫酸銅と硫酸という安価な工業原料を基本成分とするため、他の銅めっきに比べて建浴費が最も安く、かつ管理が簡単であるため、厚付けめっきや電鋳の目的に広く用いられてきた。
しかし、硫酸銅浴は他の銅めっきに比べて以下の様な欠点がある。
1)めっき液の腐食性が強い。
2)鉄素地や亜鉛ダイカスト素地には銅が置換析出するので、直接めっきが出来ない。
3)均一電着性がシアン化銅めっきに及ばない。
しかし、良好な物性を有した光沢と優れた平滑作用のある添加剤の出現で硫酸銅浴の利用率が高まった。なお、硫酸銅浴は強酸性であるため、設備等については十分配慮すること。設備に付いては表−1を参照。
【表−1 硫酸銅めっきの設備等】
| 設備名 | 材質等 |
| めっき槽 | ゴムライニング鉄槽、PVC槽、FRP槽 |
| 陽極 | 含リン銅（チタンケースは、ハイスロー浴では不動態化済みであること） |
| 電源 | 直流10V |
| ろ過機 | 耐酸性のもの |
| 過熱・冷却 | 必要 |
| 攪拌 | 空気攪拌0.3〜0.6m3/m3 |
| 排水処理 | 酸系統へ |
硫酸銅浴の主成分は硫酸銅と硫酸であるが、用途により以下の2浴に大別される。浴の基本組成は表−2に示す。
1)普通浴：装飾用光沢硫酸銅めっきと無光沢あるいは半光沢にて使用される。電鋳等に応用される浴。
2)ハイスロー浴：プリント配線板のスルーホールめっきや、プラスチック上へのストライク銅めっきとして用いられる
【表−2 硫酸銅めっき浴の基本組成】
1)普通浴：装飾用光沢硫酸銅めっきと無光沢あるいは半光沢にて使用される。電鋳等に応用される浴。
2)ハイスロー浴：プリント配線板のスルーホールめっきや、プラスチック上へのストライク銅めっきとして用いられる
【表−2 硫酸銅めっき浴の基本組成】
| 成分／めっき浴 | 普通浴 | ハイスロー浴 |
| 硫酸銅（Cu2SO4・5H2O）g/l | 150〜250 | 45〜100 |
| 硫酸（H2SO4）g/l | 30〜100 | 160〜210 |
| 塩素イオン（Cl-）mg/l | 5〜80 | 20〜80 |
無光沢硫酸銅メッキ
無光沢硫酸銅めっきは、浴組成が単純で建浴費も安く、管理が容易である。めっき皮膜は柔らかく、伸び率が高いので表面の切削や研磨などの二次加工が容易である。主に電鋳、グラビア印刷用などの各種ロール、プリント配線板用銅箔の製造及び浸炭防止などに広く採用されている。また、梨地めっきの下地としても良く用いられる。
一般的に無光沢硫酸銅めっきは、光沢硫酸銅めっきに比べて均一電着性が悪いため、めっきをする素材の形状に応じた浴組成の選定や、設備上の工夫が必要である。表−3に無光沢硫酸銅浴の一般的な組成を示す。
【表−3 無光沢硫酸銅浴の種類】
一般的に無光沢硫酸銅めっきは、光沢硫酸銅めっきに比べて均一電着性が悪いため、めっきをする素材の形状に応じた浴組成の選定や、設備上の工夫が必要である。表−3に無光沢硫酸銅浴の一般的な組成を示す。
【表−3 無光沢硫酸銅浴の種類】
| 成分／用途 | 一般用 | 電鋳用 | 梨地用 | 半光沢 |
| 硫酸銅 | 210g/l | 240g/l | 50g/l | 250g/l |
| 硫酸 | 53g/l | 60〜75g/l | 180g/l | 11g/l |
| リン酸など | - | - | 適量 | - |
| チオ尿素など添加剤 | - | 適量 | 適量 | 適量 |
光沢硫酸銅メッキ
様々な光沢剤が開発された事により、鏡面光沢の外観、高い平滑化作用、良好なめっき皮膜の物性等の特長を兼ね備える事が可能になった。プラスチック上の初段の電気めっきとして必須の条件を備えているため、広く利用されている。表−4に光沢硫酸銅浴の基本組成と作業条件を示す。
【表−4 光沢硫酸銅めっきの浴組成と作業条件】
【表−4 光沢硫酸銅めっきの浴組成と作業条件】
| 浴組成 | 作業条件 | ||
| 硫酸銅 | 180〜240g/l | 浴温 | 22〜32℃ |
| 硫酸 | 45〜90g/l | 陰極電流密度 | 2〜6A/dm2 |
| 塩素イオン | 20〜80g/l | 陽極電流密度 | 1.5〜3A/dm2 |
| 光沢剤 | 適量 | 浴電圧 | 3〜9A/dm2 |
| ろ過 | 活性炭を含まない連続ろ過 | ||
| 陽極 | 含リン銅 | ||
| アノードバック | PPやアクリル製の物 | ||
ハイスロー硫酸銅浴
硫酸銅めっき浴は、一般的に均一電着性に乏しいが、析出される銅は伸びがよく皮膜の物性としてはスルーホールめっきには望ましい浴である。しかし、均一電着性の面ではピロリン酸銅めっきに劣っていたためアスペクト比の大きな高密度基板には不向きであった。
そこで開発されたのがハイスロー硫酸銅浴である。従来の浴に比べ、低金属濃度、高硫酸、添加剤使用という条件で使用される。表−5にハイスロー硫酸銅浴の浴組成と作業条件を示す。
【表−5 ハイスロー硫酸銅浴の浴組成と作業条件】
そこで開発されたのがハイスロー硫酸銅浴である。従来の浴に比べ、低金属濃度、高硫酸、添加剤使用という条件で使用される。表−5にハイスロー硫酸銅浴の浴組成と作業条件を示す。
【表−5 ハイスロー硫酸銅浴の浴組成と作業条件】
| 浴組成 | 作業条件 | ||
| 硫酸銅 | 60〜100g/l | 浴温 | 22〜30℃ |
| 硫酸 | 150〜225g/l | 陰極電流密度 | 2〜4A/dm2 |
| 塩素イオン | 0.02〜0.08g/l | 攪拌 | 空気攪拌、カソードロッカー |
| 添加剤 | 適量 | 陽極 | 含リン銅 |
| ろ過 | 活性炭を含まない連続ろ過 |
用途
スルーホールめっき、電鋳、印刷ロール、浸炭防止、プラスチックへの下地めっき。
性質
伸びのある純度の高い銅皮膜が得られること、浴の管理が容易なこと、排水処理が容易なこと等が上げられる。
浴種
アルカリ浴：シアン化銅めっき浴
メッキ法
電気めっき法
