貴金属メッキ
金メッキ
金は、化学的に非常に安定で、極めて高い耐食性を持ち、耐酸化性、電気的特性、低い接触抵抗を兼ね備えた金属です。
このため、装飾、電気・電気部品へと幅広い分野で使用されています。
金メッキは、1950年代に酸性浴の開発が進み、実用化とともに更なる改良が加えられ、急激な進歩を遂げてきました。
近年、金メッキは電気、電子部品、半導体、プリント基板、接点/コネクターに多く使用されるようになりました。
また、シアンを含まない金メッキ浴へのニーズが高まり、廃水処理と合金メッキに有効な亜硫酸金浴液溶液が使用されるようになりました。
この様に、目的にあったメッキ浴を選定して処理することが金メッキを行ううえで、大きなポイントとなります。
そのため、浴種、条件、装置等を理解することが重要です。
特徴
電気金メッキは、純金だけでなく他の金属を加えることで、添加する金属の種類によって色調や純度、高度などの特性を変化させることができます。
メッキ浴としては、大きくアルカリ浴、中性浴、酸性浴に分かれ、それぞれ特徴があります。
1. アルカリシアン浴
- pHは、通常9以上で均一性、陰極電流効率が良く、銀、銅、ニッケル等を添加することで黄色、赤、緑等の色調の変化が可能。
- 添加量により合金比率が変化し純度の低い合金鍍金が可能となる。
- 膜厚は一般的に0.05~0.1μmと薄幕である。
2. 中性浴
- Hは5~8で析出純度は99.9%以上、陰極電流効率も良く硬さが低い。
- ハンダ特性やボンデリング性が極めて良好である。
3. 酸性浴
- pHは2~6で有利シアンをほとんど含まない。
- 硬度、耐摩耗性、平滑性を目的に、コバルト、ニッケル、インジウム等を添加する。
- 析出純度は98%以上で陰極電流効率は20~50%である。
用途・機能
用途
時計やバンド、アクセサリー等の装飾品、半導体、金パンプ、プリント基板、コネクター、リードフレームなどの表面処理に用いられています。
機能
装飾性、耐食性、電気伝導性、光反射性、ボンディング性
利用設備・機器
メッキ槽
ポリプロピレン槽やFRP槽
電源
整流器 (直流)
熱源
テフロン式の熱交換器、石英 ヒーター
攪拌
ポンプ攪拌 (接液部に金属を含まないこと)及びカソードロッカー
陽極バー及びアノード
極バー:銅素材 (浴中に混入を避ける為、カバー等をつけます)
アノード:白金被覆チタン (浴 により、ステンレス板を使用する事もあります)
陰極バー
銅素材(銅の上にメッキ、チタン被覆を行う場合もあります)
ろ過機
カートリッジフイルターによる連続ろ過
品質維持のための取組み
浴の作り方メッキ槽に純水を2/3入れ、まずは金以外の薬品を各藩しながら少しずつ溶解します。 |
浴の維持通常の分析により、pH、金濃度、添加剤濃度、比重を管理しています。 |
|
銀メッキ
銀は、美麗な白色光沢を有し、金属の中で最も電気抵抗が低く、比較的安価に得られるため、装飾品や美術工芸品などに用いられてきました。
また、工業用としても電気接点材料や電気部品、化学工業用機器、医療機器などへ幅広く活用されています。
特徴
銀メッキと硬度
無光沢銀メッキ浴の場合、硬さは70~90Hv程度ですが、光沢剤の添加により100~130Hvとなります。更にアンチモン、セレン、スズ、ニッケル、コバルト等の金属塩を添加することで、140~160Hvの硬さを得ることができます。
電気接点に用いる場合、無機金属塩を添加すると、電気抵抗値を増加させる傾向があるため、目的に応じた浴種や条件を理解し、選定することが重要です。
銀メッキと変色防止
銀メッキは、後処理を行わないと変色する場合があります。
そのため、銀メッキ後、装飾品等は透明の塗料及びロジウム、パラジウム等を薄く施して変色を防止します。
その他にクロメート処理や、有機系の変色防止を行うケースもあります。
銀は、他のほとんどの金属より貴であるため、浸漬時に置換析出が起こってしまい密着不良の原因となってしまいます。そのため、銀ストライクは電流を流通じながら行うことが必要です。(一般的には、電圧3~6Vで陰極電流密度が1~3A/d㎡が通常。)
また、メッキ時間が長い場合や液が汚れている場合、黄色味の外観になってしまいます。
メッキ液が汚れている場合に活性炭処理を行う等対策を適切に講じることが重要です。
用途・機能
用途
時計及びアクセサリー等の装飾品、電気接点部品、リードフレーム等の最終表面処理に用いられています。
機能
装飾性、抗菌性、潤滑性、電導性、ボンディング性、ハンダ付け性
利用設備・機器
メッキ槽
ポリプロピレン槽やFRP槽
電源
整流器 (直流)
熱源
テフロン式の熱交換器、石英 ヒーター
攪拌
ポンプ攪拌 (接液部に金属を含まないこと)及びカソードロッカー
陽極バー及びアノード
極バー:銅素材 (浴中に混入を避ける為、カバー等をつけます)
アノード:白金被覆チタン (浴 により、ステンレス板を使用する事もあります)
陰極バー
銅素材(銅の上にメッキ、チタン被覆を行う場合もあります)
ろ過機
カートリッジフイルターによる連続ろ過
品質維持のための取組み
浴の作り方
メッキ槽に純水を2/3入れ、まずは金以外の薬品を各藩しながら少しずつ溶解します。シアン化金カリウムを温純水に溶かし、メッキ浴に投入します。必要量の純水を加えて、pH調整剤で標準のpHに調整します。
浴の維持
通常の分析により、pH、金濃度、添加剤濃度、比重を管理しています。また、前処理からの持込、液中の汚れ等を考慮し、定期的な活性炭処理を行います。(ただし、メッキ液に活性炭を長時間放置しておくと金が吸着されることがあるため注意しています。)