[发明专利]无电解金（I）镀覆浴及无电解金（I）镀覆原液

说明书

本发明提供了一种无电解金(I)镀覆浴及无电解金(I)镀覆原液，尤其是不含氰化物且可通过络合性乙内酰脲系化合物稳定保持1价金(I)离子的置换型无电解金(I)镀覆浴及还原型无电解金(I)镀覆浴，以及提供一种通过络合性乙内酰脲系化合物稳定保持高浓度1价金(I)离子而能够长期保存的无电解金(I)镀覆原液。本发明通过在包含1价金(I)离子的无电解金(I)镀覆浴以及无电解金(I)镀覆原液中掺合5,5‑二甲基乙内酰脲等的络合性乙内酰脲系化合物而形成稳定的1价金(I)络合物，借此形成稳定的无电解金(I)镀覆浴、无电解金(I)镀覆原液。

技术领域

本发明关于不含氰化物的置换型无电解金(I)镀覆浴、还原型无电解金(I)镀覆浴及无电解金(I)镀覆原液。本发明的无电解金(I)镀覆浴及无电解金(I)镀覆原液，尤其适用于被镀覆金属为铜、镍、钯等金属以及其合金、或是具有此等金属或其合金的皮膜的塑料基板或陶瓷基板等。

背景技术

无电解金镀覆浴一般具有下述两种：不使用还原剂的置换型无电解金镀覆浴、以及使用还原剂的还原型无电解金镀覆浴。无电解金镀覆浴，皆不需要外部的电能。以置换型无电解金镀覆浴所进行的置换金镀覆方法，通过浸渍于置换型无电解金镀覆浴中的被镀覆物表面的底层金属与无电解镀覆浴中的金离子的置换反应来进行。置换金镀覆方法中，通过底层金属溶解，而置换镀覆浴中的金离子在底层金属上还原成金(金属)，而所析出的金进行堆积。另一方面，以还原型无电解金镀覆浴所进行的还原金镀覆方法，是利用了使用还原剂的还原反应的镀覆方法。通过还原剂，还原镀覆浴中的金离子在底层金属上还原成金，而所析出的金进行堆积。

使用置换型无电解金镀覆浴的置换金镀覆方法中，是利用电化学的置换反应，以被镀覆金属相对于来自溶液的析出金属的氧化还原电位(对标准氢电极)差作为驱动力，使溶液中的金属析出。亦即，置换金镀覆方法与自触媒性的无电解镀覆法及添加还原剂而强制使金还原的还原金镀覆方法有所不同。置换金镀覆方法，是使相较析出金属为卑金属(base matel)的被镀覆金属浸渍于包含作为贵金属(noble matel)的析出金属的化合物的溶液中或使其接触，而以卑金属的被镀覆金属作为阳极、以贵金属的析出金属作为阴极，而将贵金属的析出金属赋予至卑金属的被镀覆金属上的镀覆方法。置换镀覆反应由析出金属与被镀覆金属的电位差所驱动，而仅在露出的被镀覆金属的区域发生反应。若析出金属被覆露出区域的整个面，则置换镀覆反应停止。另外，置换金镀覆方法有时会作为所谓的置换还原金镀覆浴(无电解金镀覆浴的一种)的初期反应使用，其是在置换型无电解金镀覆浴中添加还原剂，在置换镀覆反应停止后，接续转移至还原镀覆反应。

金属的氧化还原电位(对标准氢电极)及半反应式已广为人知，如下表1所示。两金属间的氧化还原电位差越大，则具有置换反应越快的倾向。如表1明确显示，1价金(I)离子氧化还原电位最高，大致上为+1.7E⁰[V]。因此铜、镍、钯等其他金属与1价金(I)离子会进行置换反应。而且，1价金(I)离子只需要1个电子即可还原成金属金(0)，因此具有析出速度比需要3个电子的3价金(III)离子更快的优点。

表1

置换型无电解金镀覆反应中，相较于1价金(I)离子，3价金(III)离子会在镀覆浴中于被镀覆物表面上溶出更多的金属。只要通过适量的罩护剂确实地捕捉所溶出的金属离子，就不太会有问题。然而，随着已溶出的金属离子的浓度上升，必须增加罩护剂浓度，又具有被镀覆物的金属逐渐被腐蚀的倾向，因此具有密合不良及对于各种可靠度具有不良影响的潜在危险性。因此，置换型无电解金镀覆浴中，相较于使用3价金(III)离子，就析出速度、皮膜可靠度、镀覆浴的寿命等而言，使用1价金(I)离子可说是较为有利。另一方面，置换型无电解金镀覆浴中的1价金(I)离子，因为存在不均匀反应(3Au⁺→2Au⁰+Au³⁺)，而有镀覆浴稳定性方面的课题。因此有人研究一种对于从1价金(I)离子及被镀覆物表面的金属溶出的金属离子的浓度变化呈现稳定的金化合物，目前仅专注于使用氰化金(I)化合物。