Properties of Electroless Nickel Deposit

Abstract

1 ．はじめに 無電解めっきとは「外部電流の代わりに還元剤を用いて自 己触媒性のある金属皮膜を析出させる方法」で，①複雑な形 状でも均一な厚さに析出可能，②電源等の設備が不要，③不 導体上にもめっき可能，④様々な合金皮膜やアモルファス皮 膜の形成が比較的容易，等の特長がある。 その中でも無電解ニッケルめっきは従来から多くの開発， 改良が報告されており，①析出皮膜の優れた特性，②ニッケ ル自体の強い自己触媒性，③析出速度が速い，④浴管理が比 較的容易，等 から他の無電解めっき浴に比べメリットが多い。 また，無電解ニッケルめっき浴の組成やめっき条件の選択に よって要求に応じためっき皮膜を形成し，不導体表面の導体 化や，化学的特性 （耐食性・耐薬品性・耐変色性・拡散防止 など） ，機械的特性 （硬さ，柔軟性，耐摩耗性など） ，電磁気 特性 （導電率，接触抵抗，高周波特性，磁性，電磁波遮断性 など） ，光学的特性 （光選択吸収性，光反射性など） ，熱的特 性 （はんだ付け性， 耐熱性など） が得られるため， 実際の産業分 野においても基幹技術として確固たる地位を築いている 。 無電解ニッケルめっきは，還元剤の種類により，Ni-P（次 亜リン酸塩） めっき，Ni-B（ホウ素化合物） めっき，純ニッケ ル （ヒドラジン） めっきに大きく分類されるが，一般には無電 解ニッケルといえば無電解 NiP めっきをさすことが多い。 また，上記の各種物性は皮膜中のリン含有率の影響が非常に 大きく，要求される皮膜物性に応じて最適なリン含有率を選 択することが重要である。 本稿では，まず，無電解 NiP めっきを電気ニッケルめっ きや無電解 NiB めっきなどと比較してそれぞれの特徴を比 較する一方， 無電解 NiP めっき皮膜中のリン含有率に注目し， 各種物性面への影響について概説する。さらに，無電解 NiP めっき皮膜のリン含有率別応用例を紹介する。 2 ．無電解 NiP めっき 2．1 電気ニッケルとの比較 表 1 に示すように，無電解ニッケルめっき皮膜の特性は， 電気ニッケルめっき皮膜と大きく異なっている （本表ではヒ ドラジン浴は含まない） 。コスト面では劣る無電解 NiP めっ きが工業的に広く普及したのは，従来の電気ニッケルめっき では得られないユニークな皮膜が得られるためである。 2．2 無電解 NiB めっきとの使い分け 無電解ニッケルめっきの還元剤には，上述のように次亜リ ン酸塩，ホウ素化合物，ヒドラジンが用いられる。ヒドラジ ン浴は純ニッケルの皮膜が得られるが，その強い毒性および 浴管理や作業面での困難さから，広く使用されるには至って いない。ただし，皮膜構造などが非常に特徴的であり，継続 的に研究報告がされている , 。 無電解ニッケルめっき皮膜の特性 黒坂 成吾 a ，佐藤 誠 a a 無電解 Ni 電気 Ni 組 成 Ni ＝ 87 ～ 99 wt.% （P または B との合金） Ni ＝ 99.9 ～ 99.5 wt.% 組 織 微結晶～非晶質 微結晶質 比抵抗 5 ～ 200 μ Ω-cm 8.5 μ Ω-cm 程度 密 度 7.6 ～ 8.8 g/cm 8.9 g/cm 硬さ Hv （0.1） （析出状態） 500 ～ 700 150 ～ 500 磁場中での磁性 （析出状態） 非磁性～強磁性 強磁性 塩水噴霧 良好 無電解 Ni より劣る 均一析出性 良好 無電解 Ni より劣る 析出速度 3 ～ 25 μm/hr 数十 μm/hr 浴 温 30 ～ 94 ℃ 常温～ 55 ℃ 浴安定性 電気 Ni より劣る 安定 不導体へのめっき 可 不可 表 1 電気ニッケルと無電解ニッケルの皮膜