[スポンサーリンク]

一般的な話題

化学者のためのエレクトロニクス講座~電解パラジウムめっき編~

[スポンサーリンク]

このシリーズでは、化学者のためのエレクトロニクス講座では半導体やその配線技術、フォトレジストやOLEDなど、エレクトロニクス産業で活躍する化学や材料のトピックスを詳しく掘り下げて紹介します。今回は、電子部品の省金化などに欠かせない電解パラジウムめっきを取り上げます。

パラジウムの結晶(画像:Wikipedia)

有機化学ではクロスカップリングをはじめ触媒金属として名高く、近年では水素吸蔵合金の主成分としても嘱望されているパラジウムですが、工業的には自動車の排気ガス中の窒素酸化物NOxなどを除去する三元触媒としての需要が目立ちます。

パラジウムは有機金属化学の花形です(画像:Wikipedia)

自動車の三元触媒にもパラジウムが使われています(画像:Wikipedia)

エレクトロニクス分野においては比較的加工が容易でありながら高い耐食性を誇り、金や銅のように原子レベルの熱拡散を起こしにくいことから、配線層の金めっきの下地として内部金属を保護しつつ金の使用量を低減(省金化)するために用いられます。

とはいえパラジウムも貴金属であり、主に周期表の上下に位置するニッケルや白金の副産物として精錬されています。その鉱床はロシアや南アフリカに偏在していることから価格が不安定で、政治的要因によって供給難に陥りやすい欠点もあります。近年ではロシアによるウクライナ侵攻の影響のほか南アフリカでの産出量も減少しており、価格も高止まりを見せています。

パラジウム価格の急騰(画像:Wikipedia)

パラジウムめっきにおける最大の難点は、先に述べた水素吸蔵合金の原理と関連しています。カソード上で競合するHERによって生じた水素ガスがパラジウム金属によって吸蔵されることによる脆化(水素脆化)によって引き起こされる不良が問題となります。類似の現象は様々な金属で起こりますが、パラジウムでは常温・常圧下で自身の体積の935倍もの水素ガスを急増し、それに伴って大きな体積変化を起こすために卓越しており、応力の増加、ひいては破断の原因となります。この現象はめっき皮膜が厚くなると顕在化するため、純パラジウムの厚付けめっきは長らく技術的に困難でした。

水素吸蔵合金として注目されるパラジウムは水素脆化の問題を抱えます(画像:Wikipedia)

このため、産業的には純パラジウムの出番はさほど多くなく、ニッケルなどとの合金として特性を改善したうえでめっきされることも多々あります。

パラジウムめっき浴

さて、代表的な純パラジウムめっき浴にはアンモニア/塩化アンモニウム緩衝液を用いてアンミン錯体とした塩化アンミン浴と、塩化パラジウムを主成分とする古典的な塩化パラジウム浴が挙げられます。塩化アンミン浴は最も広く用いられていますが、金属表面が曇りやすく、またアンモニア蒸気を絶えず発生するため作業者の安全や環境上の問題に配慮する必要があります。一方、塩化パラジウム浴は残留応力が小さく、緻密なめっき皮膜が得られやすいという長所があります。このほかにも、安定性が劣るもののジニトロジアンミンパラジウム錯体を用いる手法や、硫酸パラジウムを利用し共析した硫黄によって皮膜の物理的特性を改善しようとする試みもありました。

一方、パラジウムはニッケルとよく固溶することから、ニッケルを20 %程度添加した合金とすることによって硬度を増大させ、展延性を向上させるとともに、ピンホールが少なく耐食性に優れためっき皮膜を得ることが可能となります。このパラジウム–ニッケル合金めっきは配線層の銅を保護する上で優れた性質を示すことから、近年では純パラジウムに代わってエレクトロニクス業界では重要なめっき手法となりつつあります。添加剤の進歩により、貴なパラジウムを卑なニッケルと一定の割合で析出させる技術が確立されており、極めて薄い被膜でも緻密に銅表面を保護することが可能となっています。

このパラジウム-ニッケルめっき浴は塩化アンミン浴とスルファミン酸浴が代表的であり、用途に応じて使い分けられています。

最近の動向

パラジウム価格の高騰が続く中、さらに薄くても緻密な皮膜を安定して得ることのできるめっき浴の研究が進められつつあります。また、他の金属の時と同様に、パラジウムめっきもまた無電解めっきへとシフトしつつあります。値上がりの規模や期間によってはパラジウムにとってかわる材料の開発につながる可能性も否定できず、今後の先行きは不透明といえます。

・・・

長くなりましたので今回はこのあたりで区切ります。次回は電解パラジウムめっきを特集しますのでお楽しみに!

関連書籍

[amazonjs asin=”4526053732″ locale=”JP” title=”次世代めっき技術―表面技術におけるプロセス・イノベーション”] [amazonjs asin=”4526045225″ locale=”JP” title=”表面処理工学―基礎と応用”] [amazonjs asin=”B000J740MS” locale=”JP” title=”めっき技術ガイドブック (1983年)”]
gaming voltammetry

berg

投稿者の記事一覧

化学メーカー勤務。学生時代は有機をかじってました⌬
電気化学、表面処理、エレクトロニクスなど、勉強しながら執筆していく予定です

関連記事

  1. 次世代の放射光施設で何が出来るでしょうか?
  2. 酸素は系内に入り込み続ける【プロセス化学者のつぶやき】
  3. ハッピー・ハロウィーン・リアクション
  4. 私がケムステスタッフになったワケ(5)
  5. 「生合成に基づいた網羅的な天然物全合成」—カリフォルニア大学バー…
  6. 【6/26・27開催ウェビナー】バイオ分野の分析評価・試験~粒子…
  7. 水素化ナトリウムの酸化反応をブロガー・読者がこぞって追試!?
  8. 「銅触媒を用いた不斉ヒドロアミノ化反応の開発」-MIT Buch…

注目情報

ピックアップ記事

  1. セミナー「マイクロ波化学プロセスでイノベーションを起こす」
  2. 光の色で反応性が変わる”波長選択的”な有機光触媒
  3. シリカゲルはメタノールに溶けるのか?
  4. 高分子を”見る” その1
  5. 菌・カビを知る・防ぐ60の知恵―プロ直伝 防菌・防カビの新常識
  6. マラカイトグリーン /Malachite Green
  7. 静岡大准教授が麻薬所持容疑で逮捕
  8. ケムステV年末ライブ2024を開催します!
  9. ワインレブアミドを用いたトリフルオロメチルケトン類の合成
  10. ふにふにふわふわ☆マシュマロゲルがスゴい!?

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2022年12月
月 火 水 木 金 土 日
 1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031  

注目情報

最新記事

ハロゲンの力で強力な結合を切断!天然物クマリンから医薬品・機能性材料原料のクマラノン類へ

第 722 回のスポットライトリサーチは、立命館大学大学院薬学研究科薬学専攻 精密合…

観察を写真で残す!カメラ内蔵リアクタ EasyMax 102i を使ってみた

反応の温度も、攪拌(かくはん)も、滴下も、サンプリングもいまや自動で記録される時代になりました。とこ…

ケムステ人気新着記事 トップ 5【2026年9月版】

2026年9月にケムステでは21本の新しい記事を公開しました。この記事では、その新着記事の中から、ペ…

2026ノーベル化学賞をOBが解説 –分子にも「右手」と「左手」がある? 10/31(土)14:00~15:30 県民センター(横浜駅3分) 【硤合教授ノーベル賞受賞記念】一般の方・中学生・高校生も対象に解説イベントを開催します(10/31)

bergです。2026年のノーベル化学賞が「不斉有機合成における非線形効果および自己触媒作用の発見」…

【味の素ファインテクノ】新卒採用情報(2028卒)

当社は入社時研修を経て、先輩指導のもと、実践(※)の場でご活躍いただきます。…

MEDCHEM NEWS 35-3 号「2024年度 MCS 優秀賞」

日本薬学会 医薬化学部会の部会誌 MEDCHEM NEWS より、オープンアクセ…

【速報】2026年のノーベル化学賞は「不斉有機合成における非線形効果および自己触媒作用の発見」へ

2026年のノーベル化学賞は、アンリ・カガン (Henri B. Kagan、フランス・パリ=サクレ…

柳沢 正史 Masashi Yanagisawa

柳沢 正史(やなぎさわ まさし、Masashi Yanagisawa、1960年5月…

ケムステ人気新着記事 トップ 5【2026年8月版】

2026年8月にケムステでは22本の新しい記事を公開しました。この記事では、その新着記事の中から、ペ…

シュライナー チオウレア触媒/Schreiner’s Thiourea Catalyst

⏱ 30秒サマリー 何をする反応か — 2本の N–H による二座水…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP