特表 2023-539851 無電解析出のための表面コンディショナー

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-09-20

(54)【発明の名称】無電解析出のための表面コンディショナー

(51)【国際特許分類】

   C23C 18/18 20060101AFI20230912BHJP

   C23C 18/28 20060101ALI20230912BHJP

   C23C 18/31 20060101ALI20230912BHJP

   C08K 3/08 20060101ALI20230912BHJP

   C08L 101/02 20060101ALI20230912BHJP

【ＦＩ】

C23C18/18

C23C18/28

C23C18/31 Z

C08K3/08

C08L101/02

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023513162

(86)(22)【出願日】2021-09-07

(85)【翻訳文提出日】2023-02-22

(86)【国際出願番号】 SG2021050538

(87)【国際公開番号】W WO2022055426

(87)【国際公開日】2022-03-17

(31)【優先権主張番号】10202008720P

(32)【優先日】2020-09-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】SG

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】506076891

【氏名又は名称】ナンヤン テクノロジカル ユニヴァーシティー

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(74)【代理人】

【識別番号】100142907

【弁理士】

【氏名又は名称】本田 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100152489

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 美樹

(72)【発明者】

【氏名】チョン、ジャン ロン

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 裕崇

【テーマコード（参考）】

4J002

4K022

【Ｆターム（参考）】

4J002AA031

4J002AA071

4J002DA086

4J002DA116

4J002FD206

4J002GT00

4J002HA03

4K022AA14

4K022BA14

4K022CA03

4K022CA05

4K022CA06

4K022CA16

4K022CA19

4K022CA20

4K022CA21

4K022CA22

4K022DA01

4K022DB02

4K022DB28

(57)【要約】

金属の無電解析出のために表面をコンディショニングする組成物が開示される。前記組成物は、モノマーの複数の繰り返し単位を含むポリマー界面活性剤であって、前記複数の繰り返し単位の各々が官能基を含む、前記ポリマー界面活性剤と、金属イオンと、水とを含み、前記複数の繰り返し単位の各々における前記官能基は前記金属イオンと錯体を形成する。好ましい実施形態において、前記官能基はアミンであり、前記界面活性剤はポリエチレンイミンおよび／またはポリアリルアミンを含む。前記金属イオンは、コバルト、ロジウム、パラジウム、または銀を含む。前記組成物を形成する方法、ならびに前記組成物を使用する無電解析出方法もまた、本明細書に開示される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面を金属の無電解析出のためにコンディショニングする組成物であって、
モノマーの複数の繰り返し単位を含むポリマー界面活性剤であって、前記複数の繰り返し単位の各々が官能基を含む、ポリマー界面活性剤と、
金属イオンと、
水と、
を含み、
前記複数の繰り返し単位の各々における前記官能基は、前記金属イオンと錯体を形成する、
前記組成物。

【請求項2】

前記複数の繰り返し単位が同一の官能基を含む、請求項１に記載の組成物。

【請求項3】

前記官能基がアミンを含む、請求項１または請求項２に記載の組成物。

【請求項4】

前記ポリマー界面活性剤が、ポリエチレンイミンおよび／またはポリアリルアミンを含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の組成物。

【請求項5】

前記ポリマー界面活性剤が、０．１重量％～０．５重量％の範囲で存在する、請求項１～４のいずれか一項に記載の組成物。

【請求項6】

前記金属イオンが、コバルト、ロジウム、パラジウム、または銀を含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の組成物。

【請求項7】

前記金属イオンが０．０１重量％～０．０２重量％の範囲で存在する、請求項１～６のいずれか一項に記載の組成物。

【請求項8】

アルカリ金属塩基をさらに含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の組成物。

【請求項9】

前記アルカリ金属塩基が、０．１Ｍ～０．５Ｍの濃度で存在する、請求項８に記載の組成物。

【請求項10】

請求項１～９のいずれか一項に記載の組成物を形成する方法であって、
水中の金属イオンを含む金属塩溶液を形成することと、
ポリマー界面活性剤を含むポリマー界面活性剤溶液であって、前記ポリマー界面活性剤はモノマーの複数の繰り返し単位を含み、前記複数の繰り返し単位の各々は官能基を含む、前記ポリマー界面活性剤を含むポリマー界面活性剤溶液を形成することと、
前記金属塩溶液と前記ポリマー界面活性剤溶液とを混合して、前記組成物を形成すること、
を含む、前記方法。

【請求項11】

前記金属塩溶液を形成することが、金属塩を水に溶解することを含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記金属塩溶液を形成することが、前記金属イオンが０．０２重量％～０．２重量％の濃度で存在するように前記金属塩を水に溶解することを含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記ポリマー界面活性剤溶液を形成することが、前記ポリマー界面活性剤を水に溶解することを含む、請求項１０～１２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項14】

前記ポリマー界面活性剤溶液を形成することが、前記ポリマー界面活性剤が０．２重量％～１．０重量％の濃度で存在するように、前記ポリマー界面活性剤を水に溶解することを含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記金属塩溶液と前記ポリマー界面活性剤溶液とを混合することが、前記金属塩溶液と前記ポリマー界面活性剤溶液とを等体積で混合することを含む、請求項１０～１４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項16】

前記金属塩溶液と前記ポリマー界面活性剤溶液とを混合する時に形成される混合物中にアルカリ金属塩基を溶解させることをさらに含み、前記混合物にアルカリ金属塩基を溶解させることは、前記アルカリ金属塩基を０．１Ｍ～０．５Ｍの濃度にするように溶解させることを含む、請求項１０～１５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項17】

無電解析出方法であって、
請求項１～９のいずれか一項に記載の組成物で表面を処理することと、
前記表面を触媒金属塩溶液と接触させて、触媒処理表面を形成することと、
前記触媒処理表面を還元剤と接触させて、金属被覆表面を形成することと、
前記金属被覆表面を、前記金属被覆表面への金属の無電解析出のためのめっき浴と接触させること、
を含む、前記方法。

【請求項18】

請求項１７に記載の方法であって、前記組成物で前記表面を処理することが、
前記組成物を加熱することと、
前記表面の存在下で前記組成物を撹拌すること、
を含む、前記方法。

【請求項19】

前記組成物を加熱することが、前記組成物を４０℃～６０℃の範囲の温度に加熱することを含む、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

前記還元剤がＮａＰＯ_２Ｈ_２を含む、請求項１７～１９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項21】

前記触媒金属塩溶液が、１０ｐｐｍ～３０ｐｐｍの濃度で存在する触媒金属塩を含む、請求項１７～２０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項22】

前記表面を前記触媒金属塩溶液と接触させる前に、前記表面を水で洗浄することと、
前記触媒処理表面を前記還元剤と接触させる前に、前記触媒処理表面を水で洗浄することと、
前記金属被覆表面を前記めっき浴と接触させる前に、前記金属被覆表面を水で洗浄すること、
をさらに含む、請求項１７～２１のいずれか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、表面をその表面上への金属の無電解析出のためにコンディショニングするための組成物に関する。本開示はまた、前記組成物を形成する方法およびその使用に関する。

【背景技術】

【0002】

表面または基板上への金属の無電解析出（例えば無電解メッキ）の伝統的方法は、表面または基板上に金属を析出させる前に、その表面または基板上に触媒を塗布することを含む。

【0003】

ある報告例では、パラジウムスズコロイドを基板上に吸着させる。そのパラジウムスズコロイドは触媒として使用される。続いて、この触媒化された基板を濃硫酸にさらすことで、その基板上にパラジウムを形成する。このようなコロイドの使用は、コロイドが凝集して沈殿物を形成する傾向があるという欠点の影響を受けやすい。凝集したコロイド触媒は、基板上にパラジウムの不均一な被覆を生じるし、触媒沈殿物はその基板を均一に被覆すらしないから、被覆処理の歩留まりが不十分になる。これに対処するために、より多量の触媒を使用するかまたはメッキ実施期間を増加させる方法が開発された。しかしながら、このような方法は不経済なものになるか、またはより長い処理時間を必要とする。

【0004】

したがって、上述した欠点のうちの１つ以上に対処する解決策を提供する需要がある。その解決策は、表面または基板上への金属の改善された無電解析出を少なくとも提供するのがよいであろう。

【発明の概要】

【0005】

第１の態様において、表面を金属の無電解析出のためにコンディショニングする組成物が提供され、前記組成物は、
モノマーの複数の繰り返し単位を含むポリマー界面活性剤であって、前記複数の繰り返し単位の各々が官能基を含む、ポリマー界面活性剤と、
金属イオンと、
水とを含み、
前記複数の繰り返し単位の各々における前記官能基は、前記金属イオンと錯体を形成する。

【0006】

別の態様では、第１の態様のうちの様々な実施形態に記載の組成物を形成する方法が提供され、この方法は、
水中の金属イオンを含む金属塩溶液を形成することと、
ポリマー界面活性剤を含むポリマー界面活性剤溶液であって、前記ポリマー界面活性剤はモノマーの複数の繰り返し単位を含み、前記複数の繰り返し単位の各々は官能基を含む、前記ポリマー界面活性剤溶液を形成することと、
前記金属塩溶液と前記ポリマー界面活性剤溶液とを混合して、前記組成物を形成すること、
を含む。

【0007】

別の態様では、無電解析出方法が提供され、前記方法は、
第１の態様の様々な実施形態に記載される組成物で表面を処理することと、
前記表面を触媒金属塩溶液と接触させて、触媒処理表面を形成することと、
前記触媒処理表面を還元剤と接触させて、金属被覆表面を形成することと、
前記金属被覆表面を、前記金属被覆表面への金属の無電解析出のためのめっき浴と接触させることを含む。

【図面の簡単な説明】

【0008】

図面は、必ずしも縮尺通りではなく、代わりに、概して、本開示の原理を例証することに重点が置かれている。以下の説明では、本開示の様々な実施形態が、以下の図面を参照して説明される。

【図1】図1は、本開示の表面コンディショナーを使用した基板上への金属の無電解析出の概略図を示す。ステップ１００において、ポリマー基板を、加熱した（４５℃）表面コンディショナーに浸漬し撹拌下で３分間処理する。次に、その基板を脱イオン水１０ですすぐ。その後、次のステップ１０２において、その基板を、低濃度ＰｄＣｌ_２イオン溶液（１０ｐｐｍ～３０ｐｐｍ）中に、室温（例えば２０℃～４０℃）で撹拌（例えば、かき混ぜる）下で５分間浸漬することによって触媒化する。このような触媒溶液に浸漬することにより、基板の表面がＰｄ触媒イオンで下塗りされた状態になる。次に、基板を脱イオン水１２ですすぐ。次に、ステップ１０４において、基板上のＰｄ触媒を、還元剤（例えば、０．２Ｍ ＮａＰＯ_２Ｈ_２）中に室温（例えば２０℃～４０℃）下で撹拌せずに１分間浸漬することによって還元する。次に、基板を脱イオン水１４ですすぐ。その後、ステップ１０６において、基板を、その基板上にメッキされる所望の金属の無電解析出のために配合されためっき浴に浸漬する。

【図2】図２は、本開示の表面コンディショナーで処理された基板表面（画像の左側参照）と処理されていない基板表面（画像の右側参照）との比較を示す。表面コンディショナーで処理されると、ポリマー基板は、無電解析出を成功裏に進めることができる。処理されていない表面は、同一の触媒化処置を受けても無電解析出を発生しない。

【図3】図３は、ポリアリルアミンによるニッケルイオンの錯化の紫外可視（ＵＶ－ｖｉｓ）分光分析を示す。６３４ｎｍでの新しいピークの形成ならびに６６０ｎｍおよび７３０ｎｍでのニッケルイオンの特徴的なピークの消失は、アミン基界面活性剤によるニッケルイオンの錯化を示す。

【図4】図４は、重要な無電解金属析出パラメータについて予想される結果を列挙する表である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下の詳細な説明は、例示として、本開示が実施され得る特定の詳細および実施形態を示す添付の図面を参照する。
一実施形態の文脈において説明される特徴は、他の実施形態における同じまたは類似の特徴に対応して適用可能であり得る。一実施形態の文脈において説明される特徴は、他の実施形態において明示的に説明されていなくても、他の実施形態に対応して適用可能であり得る。さらに、一実施形態の文脈において特徴について記載されるような追加および／または組み合わせおよび／または代替は、他の実施形態における同じまたは類似の特徴に対応して適用可能であり得る。

【0010】

本開示は、表面をその表面上への金属の無電解析出のためにコンディショニングするための組成物に関する。表面は、基板の表面であってもよい。言い換えれば、組成物は、基板上への金属の無電解析出のために使用することができる。本開示の組成物は、表面をその表面上への金属の無電解析出のためにコンディショニングするので、本開示において「表面コンディショナー」と称され得る。「無電解析出（ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）」と「無電解メッキ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ ｐｌａｔｉｎｇ）」という用語は、本明細書において互換的に使用される。

【0011】

本開示はまた、本組成物を形成する方法および本組成物の使用に関する。本組成物の使用は、本組成物を使用する無電解析出方法を含み得る。
本組成物、本組成物を形成する方法、本組成物の使用の様々な実施形態の詳細、および当該様々な実施形態に関連する利点を以下に説明する。

【0012】

本開示において、表面を金属の無電解析出のためにコンディショニングする組成物が提供される。本組成物は、ポリマー界面活性剤を含み得る。ポリマー界面活性剤は、モノマーの複数の繰り返し単位を含み得るか、またはモノマーの複数の繰り返し単位から形成され得る。前記複数の繰り返し単位の各々は、官能基を有し得る。換言すると、そのポリマー界面活性剤は、前記複数の繰り返し単位から生じる或る官能基を複数有し得る。

【0013】

ポリマー界面活性剤上に存在する複数の官能基は、同じであっても異なっていてもよい。例えば、ポリマー界面活性剤は、複数の或る官能基と複数の別の官能基とを有し得る。ポリマー界面活性剤が２種類以上の官能基を含有する場合、ポリマー界面活性剤はコポリマーであり得る。コポリマーは、ランダムコポリマーまたはジブロックコポリマーであってもよい。様々な実施形態において、複数の繰り返し単位は、同じ官能基であり得るか、または同じ官能基を含み得る。

【0014】

様々な実施形態において、官能基はアミンを含み得る。様々な実施形態において、ポリマー界面活性剤は、ポリエチレンイミンおよび／またはポリアリルアミンを含み得る。様々な実施形態では、ポリマー界面活性剤は、０．１重量％～０．５重量％、０．２重量％～０．５重量％、０．３重量％～０．５重量％、０．４重量％～０．５重量％、０．１重量％～０．２重量％、０．１重量％～０．３重量％、０．１重量％～０．４重量％等の範囲で存在し得る。このような範囲は、粘性が高すぎたり、表面張力を過度に低下させたりすることなく、基板を湿らすのに有利である。使用されるポリマー界面活性剤が少なすぎる（このような範囲より低い）場合、ポリマー界面活性剤の湿潤効果および本組成物によって与えられる触媒活性の増強は、適切に達成されない。多すぎる量が使用される場合、コンディショナーの過剰な泡立ちおよび高粘性が生じ得る。

【0015】

本組成物は金属イオンを含む。ポリマー界面活性剤の官能基は、配位結合を介してその金属イオン（例えばカチオン）と錯体を形成し得る。例えば、ポリマー界面活性剤の官能基がアミンを含む場合、このアミン中の窒素は金属カチオンと錯体を形成し得る。さらに有利なことに、本組成物中の金属イオンは、後で無電解メッキに使用されるＰｄＣｌ触媒溶液を少量にできる（例えば無電解メッキ実施期間における少ないＰｄローディング）。例えば、その後の無電解メッキに使用されるＰｄＣｌ触媒溶液は、無電解メッキのためのＰｄイオンがより低い濃度であり得る。従来の無電解メッキでは、高いＰｄＣｌ濃度（すなわち、高いＰｄローディング）が無電解メッキに必要とされる傾向がある。そのような従来の高濃度の使用を、本組成物および本方法によって回避することができる。様々な実施形態において、金属イオンは、コバルト、ロジウム、パラジウム、または銀を含み得る。種々の実施形態において、前記複数の繰り返し単位の各々における官能基、例えばアミン等は、金属イオンと相互作用し金属イオンと錯体を形成する。例えば、ポリマー界面活性剤は、基板の表面張力を低下させることによって基板の表面に接着し得る。また、無電解メッキを受けるほとんどのポリマー基板は、エッチングされた表面を有し得るので、基板の表面は、多数の空洞、高い表面粗さ、ならびに－ＣＯＯＨおよび－ＯＨのような遊離官能基を有する傾向がある。次いで、界面活性剤は、（ｉ）官能基を介する1つ以上のタイプの結合、および（ｉｉ）物理的接着または吸収を介して表面に接着し得る。

【0016】

様々な実施形態において、金属イオンは、０．０１重量％～０．０２重量％、０．０１重量％～０．０１５重量％、０．０１５重量％～０．０２重量％等の範囲で存在し得る。使用される金属イオンの濃度は、使用されるポリマー界面活性剤の濃度と相関し得る。換言すれば、使用されるポリマー界面活性剤の量と使用される金属イオンの量とは、互いに依存し得る。使用される金属イオンが少なすぎると、触媒活性の増強におけるコンディショナーの有効性が損なわれる場合がある。使用される金属イオンが多すぎる場合、過剰な金属イオンは、ポリマー界面活性剤によって錯体化されない場合があり、アルカリ塩基の存在下で金属水酸化物をもたらし得、これは次に本組成物を汚損してしまう可能性がある。様々な実施形態において、金属イオンは、金属イオン－ポリマー界面活性剤錯体の形態で金属イオンを有するが、０．０２重量％～０．０２重量％の範囲で存在し得る。

【0017】

上述したように、本組成物は、アルカリ金属塩基をさらに含み得る。アルカリ金属塩基は任意であり得る。アルカリ金属塩基は、溶液のｐＨを調整するために使用され得る。様々な実施形態において、アルカリ金属塩基は、水酸化ナトリウムもしくは水酸化カリウムであり得るか、またはそれらを含み得る。アルカリ金属塩基は、０．１Ｍ～０．５Ｍ、０．２Ｍ～０．５Ｍ、０．３Ｍ～０．５Ｍ、０．４Ｍ～０．５Ｍ、０．１Ｍ～０．２Ｍ、０．１Ｍ～０．３Ｍ、０．１Ｍ～０．４Ｍ等の濃度で存在し得る。

【0018】

本組成物は水を含む。水は、ポリマー界面活性剤およびその中に溶解される金属イオンに対して相溶性の溶媒として働く。言い換えれば、本組成物は水性組成物である。
本開示は、上述の第１の態様の様々な実施形態に記載される前記組成物を形成する方法を含む。第１の態様の本組成物について記載される実施形態および利点は、本明細書において後に記載される本組成物を形成する本方法についても同様に有効であり得、逆もまた同様に有効であり得る。様々な実施形態および利点が既に上述されており、本明細書で実証される実施例において説明されているので、それらは簡潔さのために繰り返されないものとする。

【0019】

本組成物を形成する本方法は、水中の金属イオンを含む金属塩溶液を形成することと、ポリマー界面活性剤を含むポリマー界面活性剤溶液であって、前記ポリマー界面活性剤はモノマーの複数の繰り返し単位を含み、前記複数の繰り返し単位の各々は官能基を含む、前記ポリマー界面活性剤溶液を形成することと、前記金属塩溶液と前記ポリマー界面活性剤溶液とを混合して混合物を形成することを含む。その混合物は、本組成物を構成し得る。

【0020】

様々な実施形態において、金属塩溶液を形成することは、金属塩を水に溶解することを含み得る。水に溶解された金属塩溶液は、本組成物の金属イオンを与える。非限定的な例として、表面または基板上にメッキされる金属がパラジウムである場合、前記金属塩溶液および、ゆえに金属イオンは、それぞれ塩化パラジウム（ＩＩ）（ＰｄＣｌ_２）溶液およびパラジウム（Ｐｄ）イオンであり得る。メッキされる金属に応じて、他の金属塩溶液が使用され得る。

【0021】

様々な実施形態において、金属塩溶液を形成することは、金属イオンが０．０２重量％～０．２重量％、０．０２重量％～０．０４重量％、０．０２重量％～０．０３重量％、０．０３重量％～０．０４重量％等の濃度で存在するように、水に金属塩を溶解させることを含み得る。

【0022】

様々な実施形態において、ポリマー界面活性剤溶液を形成することは、ポリマー界面活性剤を水に溶解することを含み得る。ポリマー界面活性剤溶液を形成することは、ポリマー界面活性剤が０．２重量％～１．０重量％、０．３重量％～１．０重量％、０．４重量％～１．０重量％、０．５重量％～１．０重量％、０．６重量％～１．０重量％、０．７重量％～１．０重量％、０．８重量％～１．０重量％、０．９重量％～１．０重量％等の濃度で存在するように、水にポリマー界面活性剤を溶解することを含み得る。前記ポリマー界面活性剤の様々な実施形態は上述されているので、簡潔さのために繰り返されないものとする。

【0023】

本方法において、金属塩溶液とポリマー界面活性剤溶液とを混合することは、金属塩溶液とポリマー界面活性剤溶液とを等体積で混合することを含み得る。
本方法は、金属塩溶液とポリマー界面活性剤溶液とを混合する時に形成される混合物にアルカリ金属塩基を溶解させることをさらに含み得る。アルカリ金属塩基を混合物に溶解させることは任意であってもよい。本発明の方法において、前記混合物にアルカリ金属塩基を溶解させることは、アルカリ金属塩基を０．１Ｍ～０．５Ｍ、０．２Ｍ～０．５Ｍ、０．３Ｍ～０．５Ｍ、０．４Ｍ～０．５Ｍ、０．１Ｍ～０．２Ｍ、０．１Ｍ～０．３Ｍ、０．１Ｍ～０．４Ｍ等の濃度にするように溶解させることを含み得る。

【0024】

本開示は、無電解析出方法をさらに含む。本方法は、上述の第１の態様の様々な実施形態に記載されている本組成物の使用を含む。第１の態様の本組成物および本組成物を形成する本方法について記載される実施形態および利点は、本明細書において後述する本無電解析出方法についても同様に有効であり得、逆もまた同様に有効であり得る。様々な実施形態および利点が既に上述されており、本明細書で実証される実施例において説明されているので、それらは簡潔さのために繰り返されないものとする。

【0025】

本無電解析出方法は、上述の第１の態様の様々な実施形態に記載される前記組成物を用いて表面を処理することと、表面を触媒金属塩溶液と接触させて触媒処理表面を形成することと、触媒処理表面を還元剤と接触させて金属被覆表面を形成することと、その金属被覆表面を、前記金属被覆表面への金属の無電解析出のためのめっき浴と接触させることを含み得る。

【0026】

本無電解析出方法において、前記表面を前記組成物で処理することは、前記組成物を加熱すること、および前記表面の存在下で前記組成物を撹拌することを含む。非限定的な例として、前記表面または前記基板は、既に加熱されている本組成物中に浸漬され得る。有利なこととして、これは、無電解析出の速度を上げる（すなわち、その上にメッキされる金属の被覆反応の反応速度を改善する）こと、ならびにその上にメッキされる金属の均一性を改善することを助ける。様々な実施形態において、組成物を加熱することは、組成物を４０℃～６０℃、４５℃～６０℃、５０℃～６０℃、５５℃～６０℃、４０℃～５５℃、４０℃～５０℃、４０℃～４５℃等の範囲内の温度へ加熱することを含み得る。温度がより低い場合、表面コンディショニングステップの実施期間や多量の表面コンディショナーを使用することが必要になる場合があるが、これらは基板を潜在的に損傷したり基板の表面特性を望ましくないように改変する。温度が高すぎると、前記溶液からの水の過剰な蒸発が生じたり、金属錯体濃度が変化する可能性がある。ある特定の非限定的な実施形態では、表面または基板は、４５℃に予め加熱されている本組成物中に浸漬され得る。

【0027】

様々な実施形態において、還元剤は、ＮａＰＯ_２Ｈ_２であり得るか、またはＮａＰＯ_２Ｈ_２を含み得る。金属触媒を表面上で金属に還元するのに適した他の還元剤を使用し得る。

【0028】

様々な実施形態において、触媒金属塩溶液は、１０ｐｐｍ～３０ｐｐｍ、２０ｐｐｍ～３０ｐｐｍ、１０ｐｐｍ～２０ｐｐｍ等の濃度で存在する触媒金属塩を含み得る。濃度がより高い場合、高濃度のＰｄが洗い流されるので、その後の洗浄処置の間の触媒損失が多くなり得る。これは、廃水からＰｄを回収するための追加のコストを発生させる。濃度が低すぎる場合、触媒効果を達成することが困難である可能性がある。触媒金属塩は、本組成物の金属イオンと異なる金属イオンまたは同じ金属イオンを提供し得る。換言すれば、無電解メッキに用いられる触媒金属塩は、本表面コンディショナーに用いられる金属塩に依存しない。表面コンディショナーを調製するための金属塩は、無電解めっき浴の金属塩と異なるかまたは同一の金属イオンを含有し得る。

【0029】

様々な実施形態において、本無電解析出方法は、表面を触媒金属塩溶液と接触させる前に、表面を水（例えば、脱イオン水）で洗浄することをさらに含み得る。様々な実施形態において、本無電解析出方法は、触媒処理表面を還元剤と接触させる前に、触媒処理表面を水（例えば、脱イオン水）で洗浄することをさらに含み得る。様々な実施形態において、本無電解析出方法は、金属被覆表面をめっき浴と接触させる前に、金属被覆表面を水（例えば、脱イオン水）で洗浄することをさらに含み得る。

【0030】

「実質的に」という語は、「完全に」を除外せず、例えば、Ｙを「実質的に含まない」組成物は、Ｙを完全に含まない場合がある。必要な場合、「実質的に」という語は、本開示の定義から省略され得る。

【0031】

様々な実施形態の文脈において、特徴または要件に関して使用される冠詞「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、特徴または要件のうちの１つ以上への言及を含む。
様々な実施形態の文脈において、数値に適用される「約」または「およそ」という用語は、正確な値および妥当な分散を包含する。分散は、±２０％、±１０％、±５％、±１％、±０．５％、±０．１％等であり得る。

【0032】

本明細書で使用される場合、「および／または」という用語は、それに関連づけられた列挙項目のいずれか１つ以上および当該列挙項目のすべての組み合わせを含む。
別段の指定がない限り、「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という用語、ならびにそれらの文法的変形は、列挙された要件を含むが、列挙されていない追加の要件も包含するように、「オープン」または「包括的」言語を意図的に表す。
実施例
本開示は、表面または基板を前処理して、その上への無電解金属析出、例えば無電解ニッケル析出および無電解銅析出を促進させる一方で、析出／メッキを達成するために従来必要であった触媒ローディングを低減させるための表面コンディショナーに関する。表面または基板は、非金属、非導電性、および／またはポリマーであってもよい。

【0033】

表面コンディショナーは、金属イオンと錯体を形成することが可能な官能基（アミン基等）の複数の繰り返し単位から構成されるポリマー界面活性剤を含み得る。例えば、ポリマー界面活性剤は、表面または基板上にメッキされる対象金属（すなわち、所望の金属）を含有する金属塩と共に脱イオン水に溶解され得る。基板を、ポリマー界面活性剤、金属塩および水を含有する溶液（すなわち、表面コンディショナー）に浸漬し、続いて、基板を、十分に低い濃度の触媒を有する触媒金属塩溶液（例えば、ＰｄＣｌ_２溶液等の低パラジウム（Ｐｄ）触媒イオン溶液）に浸漬する場合がある。ポリマー界面活性剤は、金属塩および（この場合の例として）Ｐｄイオンを捕捉して、基板上に広がって付着するようになる。次いで、還元金属（例えば、Ｐｄ）によって基板を被覆させるための還元剤溶液（例えば、０．２Ｍ ＮａＰＯ_２Ｈ_２）中に基板を浸漬する。このＰｄは無電解メッキを誘導する触媒として働く。

【0034】

本表面コンディショナー、表面コンディショナーを形成する方法、および表面コンディショナーを使用する無電解析出方法は、以下に説明されるように、非限定的な例としてさらに詳細に記載される。

【0035】

実施例１ 材料
本表面コンディショナーを構成する成分としては、ポリマー界面活性剤、金属イオンを提供する金属塩、（任意で）強アルカリ金属塩基、および脱イオン水が挙げられるが、これらに限定されない。

【0036】

ポリマー界面活性剤は、１つ以上の官能基の複数の繰り返し単位を含み得、１つ以上の官能基の各々は、金属イオンと錯体を形成し得る。前記官能基の非限定的な例としては、アミン基が挙げられる。

【0037】

金属塩は金属イオンを含有し得、金属イオンは、表面または基板上にメッキされる金属に形成可能である。
実施例２ 表面コンディショナーの調製
本表面コンディショナーの調製を以下に記載する。

【0038】

対象金属（すなわち、表面または基板上にメッキされる金属）を含有する金属塩は、最初に脱イオン水に溶解されて金属塩溶液を形成する。金属塩溶液は、重量（ｗｔ％）で０．０２％～０．０４％の範囲の金属イオン濃度を有し得る。

【0039】

ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン等の１つ以上の繰り返し官能基（例えば、各々がアミン基を有する複数の繰り返し単位）を有する長鎖界面活性剤が選択され、脱イオン水に溶解されて、０．２重量％～１．０重量％の範囲の濃度を有する界面活性剤溶液を形成する。

【0040】

界面活性剤溶液を金属塩溶液に等体積でゆっくり添加して混合物を形成し、コンディショナーの所望の体積が達成されるまで添加する。紫外可視（ＵＶ－ｖｉｓ）分光法を実施することで、すべての金属イオンが界面活性剤により完全に錯形成されたこと、および錯形成されていない金属イオンの痕跡がないことを特性評価および確認することができる。

【0041】

強アルカリ金属塩基（例えば、ＫＯＨ）は、表面コンディショナーを形成するために、０．１Ｍ～０．５Ｍの範囲の濃度で存在するように混合物中に溶解され得る。
コンディショナーの最終組成は、例えば、０．１重量％～０．５重量％の界面活性剤、０．０１重量％～０．０２重量％の金属イオン、および０．１Ｍ～０．５Ｍのアルカリ金属塩基であり得る。

【0042】

実施例３ 本表面コンディショナーを使用する無電解析出
ポリマー表面または基板（例えば、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）プレート）を、加熱した（例えば、４５℃）表面コンディショナーに浸漬し撹拌下で、一例として３分間、処理する。

【0043】

次いで、処理された基板を脱イオン水中で５～１０秒間すすぐことによって洗浄する。次いで、処理された基板を、室温（例えば、２０℃～４０℃）下で低濃度ＰｄＣｌ_２イオン溶液（１０ｐｐｍ～３０ｐｐｍ）中に浸漬し、５分間撹拌する（例えば、かき混ぜる）ことによって触媒化する。当該低濃度ＰｄＣｌ_２イオン溶液は、触媒金属塩溶液の非限定的な例である。触媒金属塩溶液は、表面コンディショナーを調製するために使用される金属塩溶液とは異なる。表面コンディショナーのための金属塩溶液は、ポリマー界面活性剤で錯化された金属イオンを有する。しかしながら、触媒金属塩溶液にはポリマー界面活性剤が存在せずかつ触媒金属塩溶液には添加剤が含まれていないので、触媒金属塩溶液中には、触媒金属塩溶液由来の金属イオンが遊離金属イオンとして存在し得る。ＰｄＣｌ_２の使用は、限定を意味するものではなく、本表面コンディショナーおよび表面または基板上への金属の無電解析出におけるその使用を実証するための単なる例である。銀（Ａｇ）、ロジウム（Ｒｈ）、コバルト（Ｃｏ）等のイオン等金属イオンを含有する無電解メッキのための他のイオン性触媒溶液もまた機能した。

【0044】

次いで、処理された基板を脱イオン水中で５～１０秒間すすぐことによって洗浄する。
次いで、処理された基板を還元剤（例えば、０．２Ｍ ＮａＰＯ_２Ｈ_２または金属の無電解メッキに好適な任意の他の還元剤）に室温（例えば、２０℃～４０℃）下で撹拌せずに1分間浸漬し、Ｐｄ金属を有する触媒化基板を形成する。

【0045】

次いで、Ｐｄ金属を有する触媒化基板を、脱イオン水中で５～１０秒間すすぐことによって洗浄する。
最後に、Ｐｄ金属を有する触媒化基板を、所望の金属メッキの無電解析出のために配合されためっき浴中に浸漬する。めっき浴溶液の非限定的な例は、０．２Ｍ クエン酸ナトリウムと、０．５Ｍ ホウ酸と、１５ｇ／Ｌ 硫酸ニッケル（ＩＩ）六水和物と、３７．５ｇ／Ｌ次亜リン酸ナトリウム一水和物とを含有するニッケル無電解めっき浴であり得る。Ｕｙｅｍｕｒａ「Ｍｅｋｏｎｇｋａ ＮＥＮ」メッキ溶液またはＯｋｕｎｏ「Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｎｉｃｋｅｌ ＥＸＣ」メッキ溶液等の市販のニッケルめっき浴を利用することができる。

【0046】

本開示は、特定の実施形態を参照して具体的に示され説明されているが、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態および詳細における様々な変更が本開示においてなされ得ることが、当業者によって理解されるであろう。したがって、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲によって示され、それゆえに特許請求の範囲の均等範囲内に入るすべての変更が包含されることが意図される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【国際調査報告】