特許 6028446 ステンレス基板への金めっきパターンの形成方法および金めっきパターンを有するステンレス基板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6028446

(24)【登録日】2016年10月28日

(45)【発行日】2016年11月16日

(54)【発明の名称】ステンレス基板への金めっきパターンの形成方法および金めっきパターンを有するステンレス基板

(51)【国際特許分類】

   C25D 5/02 20060101AFI20161107BHJP

   C25D 5/10 20060101ALI20161107BHJP

   C25D 5/26 20060101ALI20161107BHJP

   C25D 5/36 20060101ALI20161107BHJP

【ＦＩ】

   C25D5/02 B

   C25D5/02 A

   C25D5/10

   C25D5/26 Q

   C25D5/36

【請求項の数】12

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2012-176151(P2012-176151)

(22)【出願日】2012年8月8日

(65)【公開番号】特開2014-34702(P2014-34702A)

(43)【公開日】2014年2月24日

【審査請求日】2015年6月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002897

【氏名又は名称】大日本印刷株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095463

【弁理士】

【氏名又は名称】米田 潤三

(74)【代理人】

【識別番号】100098006

【弁理士】

【氏名又は名称】皿田 秀夫

(74)【代理人】

【識別番号】100132207

【弁理士】

【氏名又は名称】太田 昌孝

(72)【発明者】

【氏名】永田 昌博

【審査官】 祢屋 健太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０３２５５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０４９４８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２０２９５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１４０７８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２５Ｄ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステンレス基板に前処理を施した後、当該ステンレス基板の所望部位を塩酸系めっき液に浸漬し、該浸漬部位に第１金めっき層を形成する第１めっき工程と、
該第１金めっき層上にマスクめっきにより所望のパターンで第２金めっき層を形成する第２めっき工程と、を有し、
該第２めっき工程では、前記第１めっき工程における前記塩酸系めっき液の液面位置に対応する前記第１金めっき層の縁部の少なくとも一部において、該縁部を超えて前記第１金めっき層上から前記ステンレス基板上の所望の位置まで連続して前記第２金めっき層を形成することを特徴とするステンレス基板への金めっきパターンの形成方法。

【請求項2】

前記第２めっき工程では、塩酸系めっき液を使用することを特徴とする請求項１に記載のステンレス基板への金めっきパターンの形成方法。

【請求項3】

前記第１金めっき層の厚みを０．０１５〜０．１５μｍの範囲とすることを特徴とする請求項２に記載のステンレス基板への金めっきパターンの形成方法。

【請求項4】

前記第２めっき工程では、前記第１めっき工程におけるステンレス基板の非浸漬部位に位置するマスクのうち、前記第１金めっき層の縁部に対向する端部のみ、あるいは、該端部から１０ｍｍの範囲までをめっき液に接触させることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のステンレス基板への金めっきパターンの形成方法。

【請求項5】

前記第２めっき工程では、前記第１金めっき層の縁部から、前記ステンレス基板上に位置する前記第２金めっき層の端部までの距離が１０〜２００μｍの範囲となるように前記第２金めっき層を形成することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のステンレス基板への金めっきパターンの形成方法。

【請求項6】

前記第２めっき工程の後に、前記第２金めっき層の存在しない領域の前記第１金めっき層をアルカリ系剥離液を用いて剥離除去する剥離工程を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のステンレス基板への金めっきパターンの形成方法。

【請求項7】

前記第１めっき工程の後、前記第２めっき工程の後に、金イオン回収を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のステンレス基板への金めっきパターンの形成方法。

【請求項8】

前記第１めっき工程におけるステンレス基板の前処理は、アルカリ洗浄処理と塩酸浸漬処理を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のステンレス基板への金めっきパターンの形成方法。

【請求項9】

表面の所望の部位に金めっきパターンを有するステンレス基板において、
金めっきパターンは、前記ステンレス基板に直接形成されている第１金めっき層と、該第１金めっき層の少なくとも一部を被覆するとともに、第１金めっき層の縁部の少なくとも一部において、該縁部を超えて前記第１金めっき層上から前記ステンレス基板上の所望の位置まで連続して形成されている第２金めっき層とからなり、前記第２金めっき層は前記第１金めっき層よりも厚いことを特徴とする金めっきパターンを有するステンレス基板。

【請求項10】

前記金めっきパターンの厚みは１μｍ以下であることを特徴とする請求項９に記載の金めっきパターンを有するステンレス基板。

【請求項11】

前記第１金めっき層の厚みが０．０１５〜０．１５μｍの範囲であることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の金めっきパターンを有するステンレス基板。

【請求項12】

前記第１金めっき層の縁部から、前記ステンレス基板上に位置する前記第２金めっき層の端部までの距離が１０〜２００μｍの範囲であることを特徴とする請求項９乃至請求項１１のいずれかに記載の金めっきパターンを有するステンレス基板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ステンレス鋼、特にステンレス基板の所望部位への金めっきパターンの形成方法と、金めっきパターンを有するステンレス基板に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、ステンレス鋼は基板等の形態としてリードフレーム、燃料電池、インクジェット流路、ハードディスクサスペンション等の種々の製品に用いられている。そして、ステンレス基板の耐食性を部分的に高めたり外部接続導通のために、銅、ニッケル、銀、金等の導電性材料からなる所望のパターンをステンレス基板上に形成することが行われている（特許文献１、２、３）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３−２４７０９７号公報

【特許文献2】特開２００７−２２０７８５号公報

【特許文献3】特開平５−１７１４５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、例えば、ステンレス基板に銅めっき層を第１層目として形成し、第２層目として銀めっき層あるいはニッケルめっき層を積層してパターンを形成する場合、ステンレス基板の表面に存在する不動態被膜と銅めっき層との密着性が十分に得られないという問題があった。
また、ステンレス基板の全面に第１層目としてニッケルめっき層を形成し、次いで、所望のパターンで銀めっき層あるいは金めっき層を積層し、その後、不要なニッケルめっき層を剥離除去することにより２層構造のパターンを形成する場合、ニッケルめっき層の剥離に使用する剥離液がアルカリ系および酸系いずれの剥離液であっても、ニッケルめっき層と銀めっき層あるいは金めっき層とのイオン化傾向の相違に起因して、銀めっき層あるいは金めっき層に侵食を示す変色がみられた。そして、この剥離液の侵食による欠陥発生を回避するためには、外気からの水分の取り込みを防止する必要があり、銀めっき層あるいは金めっき層を厚くしたり、電流密度を増大して緻密性を向上させることが要求される。しかし、これにより、厚みが１μｍ以下の薄膜パターンの形成は困難なものとなり、また、製造時間が長くなるために生産効率に支障を来すという問題があった。一方、剥離液の侵食による欠陥発生を回避するために、第１層目であるニッケルめっき層を剥離せずに全面に残すこともできるが、予めステンレス基板に微細加工形状が形成されている場合、この微細加工の精度を十分に活用できないという問題があった。

【0005】

また、ステンレスに直接金めっき層を部分的に形成する場合、マスクめっきにより所望のパターンで金めっき層を形成することになるが、シアン系めっき液を用いる場合、ステンレス基板の不動態被膜の除去処理が不十分であると、金めっき層の密着性が不均一となったり、根本的な密着不良が発生し、一方、不動態被膜の除去処理が過度になるとステンレス基板の表面腐食が発生するという問題があった。また、塩酸系のめっき液を用いる場合、金めっき中に同時作用としてステンレス基板の表面腐食作用も生じるので、金めっき層の密着性は良好なものとなる。しかし、金めっき層を形成する必要のないステンレス基板の領域は、マスクで被覆されているものの、めっき速度を高めるために塩酸系めっき液の塩酸濃度を高くすると、繰り返し使用されるマスクの劣化が進み、ステンレス基板とマスクとの界面にめっき液が侵入し易くなって腐食が発生するという問題があった。

【0006】

また、塩酸系めっき液にステンレス基板の一部を浸漬し、浸漬された部位の全域に金めっき層を形成することにより、上記のマスクを使用した場合の不具合を回避することができる。しかし、このように形成された金めっき層の縁部は、塩酸系めっき液に浸漬された部位と浸漬されていない部位の境界に対応するものであり、この縁部および縁部近傍は、めっき液の液面の変動、発生する反応ガスによる泡の存在等により、金析出にムラが生じやすく、金めっき層の形成領域の精度が得られず、また、金めっき層の厚み不足が生じるという問題があった。このため、所定の領域に所定の厚みで金めっき層を形成するという要請に対し、金めっき層の厚み不足を生じないように、所定の領域よりも広い領域に金めっき層を形成する、すなわち、金めっき層の縁部が所定の領域よりも外側に位置するように大きく金めっき層を形成する方法がある。しかしながら、このような方法は、金使用量の増加につながり、また、不要な部位に金めっき層が存在することによる後加工への悪影響という問題があった。

【0007】

さらに、無電解めっき法によりステンレスに直接金めっき層を部分的に形成する場合、特許文献３のように、めっき条件が極めて限定された範囲となり、かつ、めっき層形成に要する時間が長く生産効率を向上させることが困難であった。また、マスクめっきにより所望のパターンで無電解めっき法により金めっき層を形成する場合、サイズがｍｍ単位以下の微細パターンでは、金めっき層で被覆されない欠陥部位が発生する懸念があった。
本発明は上述のような実情に鑑みてなされたものであり、ステンレス基板への腐食を抑え、薄く欠陥のない金めっき層のパターンを効率的にステンレス基板上に形成する方法と金めっきパターンを有するステンレス基板を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

このような課題を解決するために、本発明は、ステンレス基板に前処理を施した後、当該ステンレス基板の所望部位を塩酸系めっき液に浸漬し、該浸漬部位に第１金めっき層を形成する第１めっき工程と、該第１金めっき層上にマスクめっきにより所望のパターンで第２金めっき層を形成する第２めっき工程と、を有し、該第２めっき工程では、前記第１めっき工程における前記塩酸系めっき液の液面位置に対応する前記第１金めっき層の縁部の少なくとも一部において、該縁部を超えて前記第１金めっき層上から前記ステンレス基板上の所望の位置まで連続して前記第２金めっき層を形成するような構成とした。

【0009】

本発明の他の態様として、前記第２めっき工程では、塩酸系めっき液を使用するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記第１金めっき層の厚みを０．０１５〜０．１５μｍの範囲とするような構成とした。
本発明の他の態様として、前記第２めっき工程では、前記第１めっき工程におけるステンレス基板の非浸漬部位に位置するマスクのうち、前記第１金めっき層の縁部に対向する端部のみ、あるいは、該端部から１０ｍｍの範囲までをめっき液に接触させるような構成とした。

【0010】

本発明の他の態様として、前記第２めっき工程では、前記第１金めっき層の縁部から、前記ステンレス基板上に位置する前記第２金めっき層の端部までの距離が１０〜２００μｍの範囲となるように前記第２金めっき層を形成するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記第２めっき工程の後に、前記第２金めっき層の存在しない領域の前記第１金めっき層をアルカリ系剥離液を用いて剥離除去する剥離工程を有するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記第１めっき工程の後、前記第２めっき工程の後に、金イオン回収を行うような構成とした。
本発明の他の態様として、前記第１めっき工程におけるステンレス基板の前処理は、アルカリ洗浄処理と塩酸浸漬処理を含むような構成とした。

【0011】

また、本発明は、表面の所望の部位に金めっきパターンを有するステンレス基板であって、金めっきパターンは、前記ステンレス基板に直接形成されている第１金めっき層と、該第１金めっき層の少なくとも一部を被覆するとともに、第１金めっき層の縁部の少なくとも一部において、該縁部を超えて前記第１金めっき層上から前記ステンレス基板上の所望の位置まで連続して形成されている第２金めっき層とからなり、前記第２金めっき層は前記第１金めっき層よりも厚いような構成とした。

【0012】

本発明の他の態様として、前記金めっきパターンの厚みは１μｍ以下であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記第１金めっき層の厚みが０．０１５〜０．１５μｍの範囲であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記第１金めっき層の縁部から、前記ステンレス基板上に位置する前記第２金めっき層の端部までの距離が１０〜２００μｍの範囲であるような構成とした。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、ステンレス基板の所望の部位を塩酸系めっき液に浸漬し、第１金めっき層を形成するので、ステンレス基板と第１金めっき層との密着性が良好ものとなるとともに、ステンレス基板の非浸漬部位の腐食を抑えることができ、必要部位のみへの第１金めっき層形成であるため金使用量を抑えることができる。また、この第１金めっき層上を含む所望の部位にマスクめっきにより所望のパターンで第２金めっき層を形成し、この第２金めっき層が第１金めっき層上から第１金めっき層の縁部を超えてステンレス基板上まで形成されるので、マスクめっきにより形成された第２金めっき層の端部がめっきパターンの端部となり、単にステンレス基板の一部を塩酸系めっき液に浸漬して形成した金めっき層の縁部に比べて、厚み精度、位置精度が極めて高いものとなる。また、第１金めっき層と第２金めっき層との間にイオン化傾向の差異が存在しないので、第２金めっき層の侵食が発生せず、第２金めっき層の厚みを薄くすることができ、これにより１μｍ以下の薄膜パターン形成が可能となる。また、形成された金めっき層のパターンは２層構造でありながら２層とも金めっき層であるため、層間での電池反応も起きない安定した被膜となり、さらに、ステンレス基板の金めっき層パターンが不要な領域を露出させることができるので、予めステンレス基板に微細加工形状が形成されている場合には、この微細加工の精度を活用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、本発明のステンレス基板への金めっきパターンの形成方法の一実施形態を説明するための工程図である。

【図2】図２は、第１めっき工程の他の態様を説明するための図である。

【図3】図３は、第１金めっき層の縁部を説明する図である。

【図4】図４は、本発明のステンレス基板への金めっきパターンの形成方法の他の実施形態を説明するための図である。

【図5】図５は、ステンレス基板の垂直搬送用枠体の一例を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態について説明する。
尚、図面は模式的または概念的なものであり、各部材の寸法、部材間の大きさの比等は、必ずしも現実のものと同一とは限らず、また、同じ部材等を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比が異なって表される場合もある。
図１は、本発明のステンレス基板への金めっきパターンの形成方法の一実施形態を説明するための工程図である。

【0016】

（第１めっき工程）
本発明では、第１めっき工程にて、ステンレス基板１１に前処理を施した後、このステンレス基板１１の所望部位を塩酸系めっき液１００に浸漬し（図１（Ａ））、このステンレス基板１１をカソードとし、図示しないアノードとの間で電圧を印加して、浸漬部位１１ａに第１金めっき層１２を形成する（図１（Ｂ））。図示例では、ステンレス基板１１、第１金めっき層１２を断面で示している。尚、ステンレス基板１１、第１金めっき層１２の厚み、面積、形状等は、本発明を説明するために便宜的に図示しており、このような厚み、面積の比率、あるいは、形状に限定されるものではない。以下の各図における各層、各部材についても同様である。
本発明の金めっき層の形成方法を用いる対象となるステンレス基板には特に制限はなく、例えば、オーステナイト系、フェライト系、マルテンサイト系のステンレス鋼からなるものであってよい。また、エッチング加工、プレス加工等によって溝、孔部等の種々の微細加工が予め施されたステンレス基板であってもよい。

【0017】

ステンレス基板に対する前処理は、表面の脱脂、不動態被膜の除去による活性化が目的であり、例えば、アルカリ浸漬処理、アルカリ電解処理、酸電解処理、酸浸漬処理等の処理方法から適宜選択して行うことができる。尚、前処理を施した後、第１金めっき層の形成までの移行時間は、ステンレス基板に不動態被膜が再形成されない程度の範囲とする。
塩酸系めっき液１００へのステンレス基板１１の浸漬は、例えば、図１（Ａ）に示されるようにステンレス基板１１の面方向を垂直方向として立てた状態で搬送しながら、液面１００ａが境界となり所望の浸漬部位１１ａと非浸漬部位１１ｂとに画定されるように行うことができる。図示例では、浸漬部位１１ａにおいて、ステンレス基板１１の全域が塩酸系めっき液１００に接触した状態となっているが、例えば、図２に示すように、第１金めっき層の形成が不要な部位をマスク２１で遮蔽して、塩酸系めっき液１００と接触しないようにしてもよい。また、ステンレス基板１１の面方向を水平方向とした状態で搬送しながら、第１金めっき層の形成が不要な部位をマスクで遮蔽して、塩酸系めっき液１００と接触しないようにしてもよい。

【0018】

第１金めっき層の形成に使用する塩酸系めっき液１００は、ステンレス基板の侵食防止とめっき時間の短縮化とを考慮したものを使用することが好ましい。例えば、対象となるステンレス基板の表面への微小孔食の発生程度が単位面積（ｍｍ²）当り５個以下となるように調製された塩酸系めっき液を使用することができる。ここで、微小孔食の測定は、塩酸系めっき液中にステンレス基板を１０秒間浸漬し、水洗した後に走査電子顕微鏡で観察して測定する。このような塩酸系めっき液を使用することにより、金めっき中において、同時作用としてステンレス基板の表面に適度の腐食作用が生じ、第１金めっき層とステンレス基板との密着性は良好なものとなる。また、上記のように、浸漬部位１１ａの所望部位をマスクで隠蔽して第１金めっき層１２を形成する場合においても、繰り返し使用されるマスクの劣化が抑制され、マスクとステンレス基板１１との界面にめっき液が侵入して腐蝕が生じることを防止することができる。
図１（Ｂ）に示されるように、ステンレス基板１１の浸漬部位１１ａに形成される第１金めっき層１２は、図１（Ａ）に示される塩酸系めっき液１００の液面１００ａの位置に対応する縁部１２ａを有するが、この縁部１２ａにおける第１金めっき層１２の形成位置、厚みは不安定なものとなる場合が多い。図３は、第１金めっき層１２の縁部１２ａを説明する図面であり、図３（Ａ）は、ステンレス基板１１の面方向に垂直な方向からの平面図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に破線の円で囲まれた部位の部分拡大平面図であり、図３（Ｃ）は、図３（Ｂ）のＩ−Ｉ線における縦断面図である。尚、図３（Ａ）、図３（Ｂ）では、第１金めっき層１２に鎖線の斜線を付して示している。

【0019】

塩酸系めっき液１００の液面１００ａ近傍における金めっきは、ステンレス基板１１の移動等による液面１００ａの変動、発生する反応ガスによる泡の存在等により、金析出にムラが生じやすい。このため、第１金めっき層１２の縁部１２ａは、その位置が不安定であり、また、縁部１２ａの近傍は厚みが不安定なものとなる。例えば、厚み０．００５μｍ以上の金めっき層の存在の有無を観察して縁部１２ａの位置を求めると、数十μｍの振れ幅Ｗを示す（図３（Ｂ）参照）。また、縁部１２ａ近傍の第１金めっき層１２の厚みを観察すると、縁部１２ａから１００μｍ程度の近傍範囲（図３（Ｃ）にＬで示される範囲）までは第１金めっき層１２の厚みが薄いものとなる。尚、第１金めっき層１２において、縁部１２ａの近傍範囲（Ｌ）から更に内側領域では、厚みは安定したものとなる。

【0020】

本発明では、このような位置、厚みが不安定な第１金めっき層１２の縁部１２ａとその近傍範囲（Ｌ）を除いた第１金めっき層の厚みの上限を０．１５μｍとすることが好ましい。これは、後述する第２めっき工程の後に、剥離工程を設ける場合、０．１５μｍを超えると、剥離工程における第１金めっき層の剥離効率が低下することを考慮したものである。また、形成する第１金めっき層１２の厚みの下限は、第２めっき工程での塩酸系めっき液によるステンレス基板の腐食を防止することを考慮して、０．０１５μｍとする。

【0021】

ここで、本発明での金めっき層の厚みの測定は、以下のように行うものとする。すなわち、各々のめっき層形成後、セイコーインスツル（株）製の蛍光Ｘ線膜厚測定装置を使いて測定を行う。尚、前もって、測定したい膜厚目標値を包含するような、これよりも薄い標準箔と厚い標準箔を準備し、少なくともこれら２つの標準箔を用いて、Ｘ線出力と膜厚とを検量するための比例関係を事前に把握しておく。また、ＦＩＢ（集束イオンビーム）による断面加工を行った後、ＳＥＭ（走査電子顕微鏡）にて断面を観察し、撮影される倍率に応じたスケールをもとに、断面に現れている金粒子の大きさが異なる層毎に厚みの確認を行う。
尚、上述の第１めっき工程で形成した第１金めっき層の活性化を目的として、中和処理を施してもよい。このような活性化を行うことにより、後工程での第２金めっき層の密着性が更に向上する。

【0022】

（第２めっき工程）
次に、第２めっき工程にて、第１金めっき層１２上にマスクめっきにより所望のパターンで第２金めっき層を形成する。本実施形態では、第１金めっき層１２において第２金めっき層の形成が不要な部位をマスク３１で遮蔽し、第１めっき工程におけるステンレス基板１１の非浸漬部位１１ｂのうち、第２金めっき層の形成が不要な部位をマスク３２で遮蔽する。そして、この状態のステンレス基板１１を塩酸系めっき液１１０に浸漬し（図１（Ｃ））、このステンレス基板１１をカソードとし、図示しないアノードとの間で電圧を印加して、マスク３１，３２で被覆されていない部位に第２金めっき層１３を形成する（図１（Ｄ））。これにより、ステンレス基板１１上に金めっきパターン１４が形成される。

【0023】

図１（Ｃ）に示される例では、塩酸系めっき液１１０へのステンレス基板１１の浸漬は、マスク３２のうち、第１金めっき層１２の縁部１２ａに対向する端部３２ａのみが塩酸系めっき液１１０に接触するように行われている。このように、マスク３２の端部３２ａが塩酸系めっき液１１０に接触していることにより、塩酸系めっき液１１０の液面１１０ａの変動の影響を大幅に低減することができ、ステンレス基板１１上への第２金めっき層１３の形成を安定して行うことができる。また、本発明では、端部３２ａの近傍までを塩酸系めっき液１１０に接触するようにステンレス基板１１の浸漬を行ってもよく、この場合、塩酸系めっき液１１０に接触する範囲は、例えば、端部３２ａから１０ｍｍ程度の範囲とする。このようにマスク３２と塩酸系めっき液１１０との接触を制御することにより、繰り返し使用されるマスク３２の劣化が抑制され、ステンレス基板１１とマスク３２との界面に塩酸系めっき液１１０が侵入することが阻止され、ステンレス基板１１の腐食発生が防止される。
この第２めっき工程では、図１（Ｄ）に示されるように、第１めっき工程における塩酸系めっき液１００の液面１００ａの位置に対応する第１金めっき層１２の縁部１２ａにおいて、当該縁部１２ａを超えて第１金めっき層１２上からステンレス基板１１上の所望の位置まで連続して第２金めっき層１３が形成される。そして、第２金めっき層１３の端部１３ａは、上記のマスク３２の端部３２ａにより形成され、また、塩酸系めっき液１１０の液面１１０ａの変動の影響が大幅に低減されるので、ステンレス基板１１上における第２金めっき層１３の位置精度、厚み精度が極めて高いものとなる。

【0024】

第２めっき工程で使用するめっき液は、塩酸系めっき液であり、第１めっき工程のような制限はなく、公知のめっき液を使用することができる。
形成する第２金めっき層の厚みは、形成する金めっき層のパターン１４の用途に応じて適宜設定することができるが、本発明では、第１金めっき層との総厚みが１μｍ以下の薄膜となるように第２金めっき層の厚みを設定することが可能である。
このように形成された金めっきパターン１４のうち、第２金めっき層が存在する領域は、厚みの異なる３種類の部位からなる。すなわち、ステンレス基板１１上に第２金めっき層１３のみが存在する最も薄い部位、第１金めっき層１２の縁部１２ａおよびこの近傍範囲（Ｌ）上に第２金めっき層１３が存在する部位、および、第１金めっき層１２が安定した厚みを有する領域上に位置する最も厚い部位の３種類となっている。

【0025】

このような本発明によれば、ステンレス基板１１の所望の部位を塩酸系めっき液に浸漬し、第１金めっき層１２を形成するので、ステンレス基板１１と第１金めっき層１２との密着性が良好ものとなるとともに、ステンレス基板１１の非浸漬部位１１ｂの腐食を抑えることができ、必要部位のみに第１金めっき層１２を形成するので金使用量を抑えることができる。また、この第１金めっき層１２上を含む所望の部位にマスクめっきにより所望のパターンで第２金めっき層１３を形成し、この第２金めっき層１３が第１金めっき層１２上から第１金めっき層１２の縁部１２ａを超えてステンレス基板１１上まで形成されているので、第２金めっき層１３の端部１３ａがめっきパターンの端部となる。このため、単にステンレス基板の一部を塩酸系めっき液に浸漬して形成した金めっき層の縁部に比べて、厚み精度、位置精度が極めて高いものとなる。また、第１金めっき層１２と第２金めっき層１３との間にイオン化傾向の差異が存在しないので、第２金めっき層１３の侵食が発生せず、第２金めっき層１３の厚みを薄くすることができ、これにより１μｍ以下の薄膜パターン形成が可能となる。また、形成された金めっき層のパターン１４の一部は２層構造でありながら２層とも金めっき層であるため、層間での電池反応も起きない安定した被膜となる。さらに、ステンレス基板１１の金めっき層パターン１４が不要な領域を露出させるので、予めステンレス基板に微細加工形状が形成されている場合には、この微細加工の精度を活用することができる。

【0026】

本発明では、上述の第２めっき工程の後に、剥離工程を設け、第２金めっき層１３の存在しない領域の第１金めっき層１２をアルカリ系剥離液を用いて剥離除去して、金めっき層のパターン１４としてもよい（図４）。使用するアルカリ系剥離液としては、エボニック デグサ ジャパン（株）製のゴールドストリッパー６４５やメルテックス（株）製のエンストリップＡＵ−７８Ｍ等を挙げることができ、これらの任意の１種を使用して、スプレー噴霧、浸漬等により第１金めっき層を剥離することができる。

【0027】

このように、第２金めっき層１３の存在しない領域の第１金めっき層１２をアルカリ系剥離液を用いて剥離除去する剥離工程を設けることにより、第２金めっき層１３もアルカリ系剥離液により侵食を受けることになる。このため、形成された２層構造の金めっき層のパターン１４は、その表面と側面との境界となる周辺部位（第２金めっき層１３の周辺部位）が滑らかであり、角張っていないことが外観上の特徴である。また、ステンレス基板１１がエッチング加工やプレス加工されている場合であって、加工部位を従来の方法で形成された金めっき層のパターンが覆っているとき、加工の角部では電流密度が高く、局所的に金めっき層が厚膜となる。しかし、本発明により形成した金めっき層では、上記のように、第２金めっき層もアルカリ系剥離液により侵食を受けるので、被覆している金めっき層は滑らかであり、局所的に金めっき層が厚膜になっていないことが外観上の特徴である。
さらに、剥離工程前において、第１金めっき層１２が存在せず、第２金めっき層１３のみが存在する部位の厚み、上記の例では、第１金めっき層１２の縁部１２ａからステンレス基板１１上に第２金めっき層１３が存在する部位の厚みは、剥離工程で処理することにより、第１金めっき層１２を除去する厚みだけ減少することになる。しかし、第２金めっき層１３の形成において塩酸系めっき液１１０を使用しているので、ステンレス基板１１との密着性は良好な状態が維持される。

【0028】

剥離工程を経て形成された金めっきパターン１４は、上述の第２金めっき層が存在する領域が厚みの異なる３種類の部位からなることに対応して、３種類の部位からなる。すなわち、図４に示すように、第２めっき工程において、ステンレス基板１１上に第２金めっき層１３を形成した最も薄い部位Ａ、第１金めっき層１２の縁部１２ａおよびこの近傍範囲（Ｌ）上に第２金めっき層１３を形成した部位Ｂ、および、第１金めっき層１２が安定した厚みを有する領域上に第２金めっき層を形成した最も厚い部位Ｃの３種類となっている。
本発明では、ステンレス基板に形成する金めっき層のパターンは、ステンレス基板の一方の面に形成するもの、両面に形成するもの、いずれでもよく、また、形成するパターンの数にも制限はない。尚、本発明においてパターンとは、所望の線、円、楕円、角形、模様等の図形を意味し、例えば、所望の電気配線形状、凸部形状等が含まれる。

【0029】

ここで、上述の本発明のステンレス基板への金めっきパターンの形成方法において使用するステンレス基板の垂直搬送用枠体の一例を説明するとともに、本発明の金めっきパターンを有するステンレス基板について説明する。図５は、ステンレス基板の垂直搬送用枠体の一例を示す側面図である。図５において、垂直搬送用枠体４１は、連結部４５ａを介して複数のステンレス基板５１を懸架状態で保持しており、また、垂直搬送用枠体４１に保持されている各ステンレス基板５１は連結部４５ｂを介して相互に連結されている。本発明のステンレス基板への金めっきパターンの形成方法では、図５に示されるように垂直搬送用枠体４１に保持されたステンレス基板５１に対して、上述の第１めっき工程、第２めっき工程を行うことができる。また、必要に応じて、上述の剥離工程を行うことができる。

【0030】

図５に示されるステンレス基板５１は、所定箇所に凸部、凹部、孔部等の所望の加工部位５１Ａを有しており、上述の第１めっき工程、第２めっき工程、および、剥離工程を経て、金めっきパターン５４（図５において斜線を付して示している）を有するものである。この金めっきパターン５４は、上述の金めっき層パターン１４と同様の構成であり、ステンレス基板５１に直接形成されている第１金めっき層と、当該第１金めっき層を被覆するとともに、第１金めっき層の縁部の少なくとも一部において、当該縁部を超えて第１金めっき層上からステンレス基板５１上の所望の位置まで連続して形成されている第２金めっき層５３とからなる。図示例では、金めっきパターン５４の上側端部が、ステンレス基板５１上に位置する第２金めっき層５３の端部５３ａであり、金めっきパターン５４の下側端部は、第１金めっき層および第２金めっき層５３の端部となっている。このような金めっきパターン５４は、厚み精度、位置精度が極めて高く、例えば、電気接続用の端子として用いられる。
尚、本発明の金めっきパターンを有するステンレス基板は、上述の剥離工程を行わず、ステンレス基板５１上に第１金めっき層のみが位置する部位が存在するものであってもよい。

【0031】

上述の本発明の実施形態は例示であり、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明のステンレス基板への金めっきパターンの形成方法において、第１めっき工程の後、金めっき反応せずにステンレス基板に付着してめっき液から持ち出されるめっき液中の金イオンを回収する工程を加えてもよい。このような金イオン回収工程は、第２めっき工程の後にも加えることができる。このような金イオン回収工程を加えることにより、パターン形成のコストの低減が可能となる。

【実施例】

【0032】

次に、具体的な実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
［実施例１］
ステンレス基板として、厚み０．１５ｍｍのＳＵＳ３１６材（面形状：１５０ｍｍ×１５０ｍｍの正方形）を準備した。
＜第１めっき工程＞
塩酸系めっき液として、下記の組成の塩酸めっき液Ａを調製した。
（塩酸めっき液Ａの組成）
・金属金 … ２．０ｇ／ｍＬ
・塩酸 … ４０ｇ／ｍＬ
・コバルト … ０．１ｇ／ｍＬ

【0033】

上記のステンレス基板に前処理として、アルカリ洗浄処理（常温、３０秒間）を施し、次いで、塩酸浸漬処理（１０％塩酸水溶液に３０秒間浸漬）を施した。この前処理後に水洗し、その後、上記の塩酸めっき液Ａに上記のステンレス基板を１０秒間浸漬し、水洗した後、走査電子顕微鏡で観察した結果、ステンレス基板の表面への微小孔食の発生程度は単位面積（ｍｍ²）当り５個以下であることを確認した。

【0034】

次に、上記の前処理を施したステンレス基板を水洗し、その直後に、ステンレス基板の面方向を垂直方向として立てた状態で、正方形の面形状の底辺から７５ｍｍの位置にめっき液の液面が位置するように、上記の塩酸めっき液Ａに浸漬し、下記の条件で浸漬部位の全域に第１金めっき層を形成した。この第１金めっき層の形成では、めっき処理時間を調節することにより、第１金めっき層の縁部から５０μｍの近傍位置における厚みと、縁部から２０ｍｍの位置における厚みが下記の表１に示される厚みである５種の第１金めっき層（試料１〜試料５）を形成した。

【0035】

尚、金めっき層の厚みは下記のように測定した。また、ＳＥＭ観察装置を用いて金めっき層の有無により第１金めっき層の縁部を検出し、測定した縁部位置の振れ幅の平均位置を第１金めっき層の縁部の位置とした。また、第２金めっき層の縁部の検出、縁部の位置測定も同様に可能である。
（第１金めっきの条件）
・電流密度 ： ３Ａ／ｄｍ²
・処理時間 ： ５〜１５秒
（金めっき層の厚みの測定）
セイコーインスツル（株）製の蛍光Ｘ線膜厚測定装置を用いて測定した。尚、
前もって、測定したい膜厚目標値を包含するような、これよりも薄い標準箔と
厚い標準箔を準備し、少なくともこれら２つの標準箔を用いて、Ｘ線出力と膜
厚とを検量するための比例関係を事前に把握した。

【0036】

＜第２めっき工程＞
塩酸系めっき液として、下記の組成の塩酸めっき液Ｂを調製した。
（塩酸めっき液Ｂの組成）
・金属金 … ４．０ｇ／ｍＬ
・塩酸 … ６０ｇ／ｍＬ
・コバルト … ０．１ｇ／ｍＬ
上述と同様に前処理を施したステンレス基板を、この塩酸めっき液Ｂに１０秒間浸漬し、水洗した後、走査電子顕微鏡で観察した結果、ステンレス基板の表面への微小孔食の発生程度は単位面積（ｍｍ²）当り５個を超える（１０〜１５個）ことを確認した。

【0037】

次に、第１めっき工程を経たステンレス基板（試料１〜試料５）を、第１めっき工程と同様に、面方向を垂直方向として立てた状態とし、正方形の面形状の底辺から３５ｍｍまでの領域を第１マスクで遮蔽し、また、第１金めっき層が形成されていないステンレス基板（非浸漬部位）のうち、第１金めっき層の縁部から２００μｍの範囲のみステンレス基板が露出するように第２マスクで遮蔽した（図１（Ｃ）参照）。次いで、第２マスクの第１金めっき層の縁部と対向する端部が塩酸めっき液Ｂに接触するように、ステンレス基板を塩酸めっき液Ｂに浸漬し（図１（Ｃ）参照）、下記の条件で第２金めっき層（厚み０．２５μｍ）を形成した。
（第２金めっきの条件）
・電流密度 ： ３Ａ／ｄｍ²
・処理時間 ： ５０〜６０秒

【0038】

＜剥離工程＞
第２めっき工程が終了した後、第１マスク、第２マスクを取り外し、その後、剥離液としてアルカリ系剥離液（エボニック デグサ ジャパン（株）製のゴールドストリッパー６４５）を用い、この剥離液（液温２５〜３５℃）にステンレス基板（試料１〜試料５）を１０秒間浸漬し、水洗した。これにより、第２金めっき層が形成されておれず露出している第１金めっき層を剥離除去して、金めっき層のパターン（試料１〜試料５）を形成した（図４参照）。
また、比較として、上記の前処理を施したステンレス基板を水洗し、その直後に、ステンレス基板の面方向を垂直方向として立てた状態とし、正方形の面形状の底辺から３５ｍｍまでの領域をマスクで遮蔽した。次いで、正方形の面形状の底辺から７５ｍｍの位置にめっき液の液面が位置するように、上記の塩酸めっき液Ａに浸漬し、上記の第１めっき工程における第１金めっきの処理時間を長くして金めっき層（厚み０．２５μｍ）を形成して金めっきパターン（比較試料１）とした。

【0039】

さらに、比較として、上記の前処理を施したステンレス基板を水洗し、その直後に、ステンレス基板の面方向を垂直方向として立てた状態とし、正方形の面形状の底辺から３５ｍｍまでの領域をマスクで遮蔽した。次いで、正方形の面形状の底辺から７５ｍｍの位置にめっき液の液面が位置するように、上記の塩酸めっき液Ｂに浸漬し、上記の第２めっきの条件で金めっき層（厚み０．２５μｍ）を形成して金めっきパターン（比較試料２）とした。

【0040】

＜評 価＞
（エッジ精度評価）
ＳＥＭ観察装置を用い、金めっき層の有無により金めっき層の縁部を検出し、エッジ精度を評価した。すなわち、各試料において横方向（上記めっき工程におけるめっき液の液面に平行な方向）に３箇所のサンプリングを行い、各試料の金めっきパターンの上側端部位置の振れ幅を、スケールから読み取り、平均値を算出して結果を下記の表１に示した。試料１〜５と比較試料２は第２金めっき層の振れ幅の平均値であり、比較試料１は第１金めっき層の振れ幅の平均値である。

【0041】

（金めっき層の厚み測定）
形成された金めっきパターン（試料１〜試料５）の上側端部からステンレス基板の底辺方向に５０μｍの位置を部位Ａとし、第１めっき工程において形成した第１金めっき層の縁部からステンレス基板の底辺方向に５０μｍの位置（形成された金めっき層パターンの上側の端部からステンレス基板の底辺方向に２５０μｍの位置に当る）を部位Ｂとし、形成された金めっき層パターンの上側の端部からステンレス基板の底辺方向に２５ｍｍの位置を部位Ｃとし、各部位Ａ，Ｂ，Ｃに測定点を、各試料の横方向（上記めっき工程におけるめっき液の液面に平行な方向）における中央１００ｍｍの範囲で均等となるように１０点設定し、上述のセイコーインスツル（株）製の蛍光Ｘ線膜厚測定装置を用いて金めっき層の厚みを測定し、測定結果の平均値を下記の表１に示した。
尚、比較試料１および比較試料２については、形成された金めっきパターンの上側端部からステンレス基板の底辺方向に５０μｍの位置を部位Ａとし、形成された金めっき層パターンの上側の端部からステンレス基板の底辺方向に２５ｍｍの位置を部位Ｃとし、各部位Ａ，Ｃに測定点を、各試料の横方向（上記めっき工程におけるめっき液の液面に平行な方向）における中央１００ｍｍの範囲で均等となるように１０点設定し、上記と同様に金めっき層の厚みを測定し、測定結果の平均値を下記の表１に示した。

【0042】

（密着性テスト）
金めっき層パターンを形成したステンレス基板を３５０℃で５分間保持し、常温に戻した後、金めっき層パターンにおける膨れ、クラックの異常の有無を顕微鏡で観察して、下記の表１に示した。

【0043】

（テープ剥離試験）
粘着テープ（住友スリーエム（株）製 ６００番）を使用し、ＡＳＴＭ Ｂ５７１に記載された密着性テストに準拠して、金めっき層パターンに対してテープ剥離試験を行い、金めっき層パターンの剥離の有無を下記の表１に示した。

【0044】

（基板侵食評価）
剥離工程において第１金めっき層を剥離して露出したステンレス基板の表面を顕微鏡で観察し、侵食の有無を評価して結果を下記の表１に示した。

【0045】

【表1】

【0046】

表１に示されるように、試料１〜試料５では、部位Ａ、部位Ｂ、部位Ｃにおいて金めっき層の厚みが異なるものの、欠陥を生じるとこなく１μｍ以下の金めっき層の薄膜パターンの形成が可能であることが確認された。また、形成された金めっきパターンは優れたエッジ精度を有することが確認された。さらに、金めっきパターンはステンレス基板に対して優れた密着性を示し、また、ステンレス基板の侵食もないことが確認された。
これに対して、比較試料１は、形成された金めっきパターンのエッジ精度が低く、かつ、エッジ近傍の金めっき層の厚みのバラツキが大きく、金めっき層の存在が確認できない欠陥箇所も見られ、膨れ現象が発生した。第１金めっき工程の処理条件で、めっき厚を厚く形成したが、金属金濃度が低かったことで欠陥箇所が発生したと考えられる。また、処理時間を長くしたことで、作業効率は著しく低下した。また、比較試料２は、形成された金めっきパターンのエッジ精度が低いとともに、めっき液の塩酸濃度が高いことに起因した、ステンレス基板の侵食発生が見られた。

【0047】

［実施例２］
ステンレス基板として、厚み０．１５ｍｍのＳＵＳ３１６Ｌ材（１５０ｍｍ×１５０ｍｍ）を準備し、実施例１の試料１〜試料５と同様にして、５種の金めっき層のパターンを作製した。
作製した５種の試料について、実施例１と同様にして、エッジ精度、金めっき層厚み、密着性テスト、テープ剥離試験および基板侵食の評価を行ったところ、欠陥を生じるとこなく１μｍ以下の金めっき層の薄膜パターンの形成が可能であることが確認された。また、形成された金めっきパターンは優れたエッジ精度を有することが確認された。さらに、金めっきパターンはステンレス基板に対して優れた密着性を示し、また、ステンレス基板の侵食もないことが確認された。

【0048】

［実施例３］
ステンレス基板として、厚み０．１５ｍｍのＳＵＳ３０４材およびＳＵＳ３０４Ｌ材（１５０ｍｍ×１５０ｍｍ）を準備し、実施例１の試料１〜試料５と同様にして、５種の金めっき層のパターンを作製した。
作製した５種の試料について、実施例１と同様にして、エッジ精度、金めっき層厚み、密着性テスト、テープ剥離試験および基板侵食の評価を行ったところ、欠陥を生じるとこなく１μｍ以下の金めっき層の薄膜パターンの形成が可能であることが確認された。また、形成された金めっきパターンは優れたエッジ精度を有することが確認された。さらに、金めっきパターンはステンレス基板に対して優れた密着性を示し、また、ステンレス基板の侵食もないことが確認された。

【産業上の利用可能性】

【0049】

ステンレス鋼に金めっきパターンの形成を必要とする種々の製造分野に利用することができる。

【符号の説明】

【0050】

１１…ステンレス基板
１１ａ…浸漬部位
１１ｂ…非浸漬部位
１２…第１金めっき層
１２ａ…第１金めっき層の縁部
１３…第２金めっき層
１３ａ…第２金めっき層の端部
１４…金めっきパターン
３１，３２…マスク
３２ａ…マスクの端部
１００，１１０…めっき液
１００ａ，１１０ａ…液面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】