DD291785A5

DD291785A5 - Waessrige, saure loesungen fuer die elektrolytische abscheidung von zinn und/oder blei/zinnlegierungen

Info

Publication number: DD291785A5
Application number: DD90337314A
Authority: DD
Inventors: Willi Metzger; Manfred Schmitz; Karl-Juergen Schmidt
Original assignee: Blasberg Oberflaechentechnik Gmbh,De
Priority date: 1989-01-25
Filing date: 1990-01-24
Publication date: 1991-07-11
Also published as: JP3096465B2; JPH02232389A; EP0379948B1; DE59004841D1; EP0379948A2; EP0379948A3; DE3902042C2; US5021130A; DE3902042A1

Abstract

Die Erfindung betrifft waeszrige, saure Loesungen fuer die elektrolytische Abscheidung von Zinn und/oder Blei/Zinnlegierungen zur verbesserten galvanischen Abscheidung im hohen Stromdichtebereich und gleichmaeszigen Glanzstreuung von im niedrigen Stromdichtebereich abgeschiedenen Metallen. Die erfindungsgemaeszen Loesungen enthalten ein Gemisch aus Metallsalzen, freier Alkansulfonsaeure, nicht ionogenen Netzmitteln und gegebenenfalls aromatische kurzkettige Aldehyde und/oder gegebenenfalls aromatische Ketone und/oder gegebenenfalls kurzkettige ungesaettigte Carbonsaeuren. Die erfindungsgemaeszen Loesungen sind dadurch gekennzeichnet, dasz als Metallsalz Zinn- und/oder Bleisalze der Alkansulfonsaeure verwendet werden, wobei die Alkylgruppe der Alkansulfonsaeure aus 1 bis 5 C-Atomen besteht, freie Alkansulfonsaeure Alkylgruppen mit 1 bis 5 C-Atomen aufweist und als weiterer Glanzbildner ein Gemisch aus einem Reaktionsprodukt aus Acetaldehyd und/oder seinen Aldolkondensationsprodukten mit Ammoniak und/oder acyclischen Ketonen und/oder aliphatischen Aminen, Amiden, Aminosaeuren und/oder Hydrazinverbindungen enthalten ist.{Loesungen, waeszrig, sauer; Abscheidung Zinn - Blei, Blei/Zinnlegierungen; Abscheidung, galvanisch verbessert; Stromdichtebereich hoch; Glanzstreuung, gleichmaeszig}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind wäßrige, saure Lösungen für die elektrolytische Abscheidung von Zinn und/oder Blei/Zinnlegierungen enthaltend ein Gemisch aus Zinn- und/oder Bleisalzen einer Alkansulfonsäure, freier Alkansulfonsäure, wobei die Alkylgruppe der Alkansulfonsäure aus 1 bis 5C-Atomen besteht, nicht ionogenem Netzmittel und gegebenenfalls aromatischen kurzkettigen Aldehyden ur.d/oder gegebenenfalls aromatischen Ketonen und/oder gegebenenfalls kurzkettigen ungesättigten Carbonsäuren.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

In der OE-PS 1 260262 werden Aldokondensationsprodukte beschrieben, die wäßrigen Bädern zur galvanischen Abscheidung von Zinn als Glanzbildner zugegeben werden. Die US-PS 2 525942 betrifft die Verwendung von Alkansulfonsäurederivaten in Lösung zur Metallabscheidung. In der US-PS 4582 576 w'·"" . verfahren beschrieben, das aus alkansulfonsäurehaltigen Bädern glänzende Zinn-, Zinn/Bleischichten abscheidet. Die dort geschriebenen wäßrigen, sauren Lösungen enthalten Metallsalze, freie Alkan- oder Alkanolsulfonsäure, Netzmittel, einen kurzkettigen aliphatischen Aldehyd, einen aromatischen Aldehyd, gegebenenfalls ein aromatisches Keton und eine ungesättigte, kurzkettige Carbonsäure. Die dort beschriebenen Zusammensetzungen haben den Nachteil, daß sie nur eine schlechte Belastbarkeit im hohen Stromdichtebereich aufweisen.

Ziel der Erfindung

Durch die vorliegende Erfindung werden wäßrige, saure Lösungen für die elektrolytische Abscheidung von Zinn und/oder Blei/Zinnlegierungen bereitgestellt, die eine bessere Belastbarkeit im hohen Stromdichtebereich aufweisen und eine gleichmäßige Ganzsteuerung über den gesamten Stromdichtebereich ermöglichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, wäßrige, saure Lösungen bereitzustellen, die eine bessere Belastbarkeit im hohen Stromdichtebereich aufweisen und eine gleichmäßige Glanzstreuung über den gesamten Stromdichtebereich ermöglichen.

Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgaben gelöst werden durch eine wäßrige, saure Lösung für die elektrolytische Abscheidung von Zinn und/oder Blei/Zinnlegierungen, enthaltend ein Gemisch aus Zinn- und/oder Bleisalzen einer Alkansulfonsäure, freier Alkansulfonsäure, wobei die Alkylgruppo der Alkansulfonsäure aus 1 bis 5 C-Atomen besteht, nicht ionogenem Netzmittel und gegebenfalls aromatischen kurzkettigen Aldehyden und/oder gegebenfalls aromatischen Ketonen und/oder gegebenenfalls kurzkottigen ungesättigten Carbonsäuren, dadurch gekennzeichnet, daß als weiterer Glanzbildner ein Gemisch aus einem Reaktionsprodukt aus Acetaldehyd und/oder seinen Aldolkondensationsprodukten mit Ammoniak und/ oder acyclischen Ketonen und/oder aliphatischen Aminen, Amiden, Aminosäuren und/oder Hydrazinverbindungen enthalten

Als Netzmittel wird bevorzugt ein nicht-ionogenes Netzmittel desAlkylarylpolyglykolethertyps gewählt. Wird als Glanzbildner ein Gemisch aus einem Reaktionsprodukt aus Acetaldehyd und/oder seinen Aldolkondensationsprodukten mit acyclischen Ketonen gewählt, so enthält das aliphatische Keton vorzugsweise 10C-Atome im Molekül. In bevorzugter Weise werden im Gemisch gegebenenfalls Naphthaldehyd, Chloracetophenon oder Benzalaceton, Formaldehyd oder Acetaldehyd sowie als ungesättigte Carbonsäure Methacrylsäure oder Methylmethacrylsäure zugesetzt.

Die erfindungsgemäßen wäßrigen, sauren Lösungen enthalten vorzugsweise 5 bis 25 Masseanteile in % des oder e'er entsprechenden Metallsalze, 6 bis 20 Masseanteile in % der Alkansulfonsäure, 0,1 bis S Masseanteile in % nicht-ic iogenen Netzmittels, 0,1 bis 5 Masseanteile in % des Aldolkonriansationsprodukts, gegebenenfalls 0,1 bis 3% des aromatischen Aldehyds, gegebenenfalls 0,01 bis 1,0 Masseanteile in % des aromatischen Ketons, gegebenenfalls 0,01 bis 1,0 Masseanteile in % des kurzkettigen aliphatischen Aldehyds, sowie gegebenenfalls 0,01 bis 1 % der ungesättigten Carbonsäure. Die Angaben beziehen sich auf Mischungen, die auf 1 Liter fertige Lösung eingestellt werden.

In einem Vergleich wurde eine Lösung gemäß Beispiel 1 der US-PS 4582576 nachgestellt. Dabei zeigte sich, daß erst nach Zugabe von etwa 10ml/L des erfindungsgemäß verwendeten Aldolkondensationsproduktes, bakannt aus der DE-PS 1260262, brauchbare Ergebnisse hinsichtlich der Glanzbildung im hohen Stromdichtobereich zu verzeichnen waren.

Die Verwendung von Aldolkondensationsprodukten gemäß der DE-PS1260262 in einem Verfahren zur elektrolytischen Abscheidung von Zinn und/oder Blei/Zinnlegierungen führt überraschenderweise zu einer verbesserten galvanischen Abscheidung im hohen Stromdichtebereich, und gleichzeitig wird eine gleichmäßige Glanzstreuung im niedrigen Stromdichtebereich erzielt.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert.

Verfahrensparameter: Die Brauchbarkeit des Elektrolyten wurde zur Zinn- und/oder Blei/Zinn-Abscheidung in einer HuII-ZeIIe nach DIN 50957 geprüft. Temperatur: 20-25⁰C, Expositionszeit: 5 Minuten mit mechanischer Rührbewegung, Anoden Zinn bzw. Blei-Zinn analog der Zusammensetzung des Niederschlags. Kathodenmaterial Stahlblech, Zellstrom 2,3 oder 4 Ampere pro Zelle.

Beispiel 1

20g/l Zinn-(ll) als Zinnmethansulfonat 70g/l Methansulfonsäure 5 g/l Arkopal N-150 (Nonylphenolpolyglykolether mit 10MoI ÄO) 10g/l Aldolkondensationsprodukt nach DPA 1260262 1 g/l Methanal 40Vol.-%

Beispiel 2

25g/l Zinn-(ll) als Zinnmethansulfonat 2,5g/l Blei-(ll) als Bleimethansulfonat 100g/l Methansulfonsäure 10g/l Sapogenat T130 (Tributylphenolpolyglykolether mit 13MoI ÄO) 2g/ll-Naphtaldehyd 2g/l Methacrylsäure 2 ml/l Aldolkondensationsprodukt

Beispiel 3

18g/l Zinn-(ll) als Zinnmethansulfonat 2g/l Blei-(ll) als Bleimethansulfonat 50g/l Methansulfonsäure 14g/l Lutensol AP10 {Nonylphenolpolyglykolether mit 10MoI ÄO) 10 g/l Aldolkondensationsprodukt nach DPA 1260 0,04 g/l Benzalaceton 0,8g/l Naphthaldehyd 0,8 g/l Methanal 40% 1,6g/IMßthacrylsäure

Beispiel 4 12g/IZinn-(ll)alsZinnmethansulfor\at

8g/l BIeI-(Il) als Bleimethansulfonat 150g/l Methansulfonsäure

5g/l Arkopal N-150 (Nonylphenolpolyglykolether mit 15 Mol ÄQ)6g/l Aldolkondensationsprodukt nach DPA 12602620,8g/! Naphthaldehyd4ml/IMethanal40Vol.-%

Die Beispiele 1 bis 4 gewährleisten jeweils eine sehr gute galvanische Abscheidung im hohen Stromdichtebereich und gewährleisten gleichzeitig eine gleichmäßige Glanzstreuung im niedrigen Stromdichtebereich.

Verglelchsbelsplel 1 20g/l Zinn-(ll) als Zinnmethansulfonat 100 g/l Methansulfonsäure 5 g/l Lutensol AP10 (Nonylphenolpolyglykolether mit 10MoI ÄO) 0,2g/IBenzalaceton 1 g/l Methylmethacrylat

Bei der Zusammensetzung des Beispiels 1 der US-Patentschrift wurde bei 2 Ampere Zellenstrom ein gleichmäßiger Glanz nur im Bereich von 1-8 Ampere/dm* erreicht. Oberhalb 8A/dm^a traten amorphe Anbrennungen auf. Im niedrigen Stromdichtebereich < 1 A/dm² war die Abscheidung milchig matt.

Nach Zugabe von 10 ml/l des erfindungsgemäßen Zusatzes war das Blech von 0,2 bis 10 A/dm² gleichmäßig glänzend. Bei einem Zellenstrom von 3 A konnte die Belastbarkeit im hohen Stromdichtebereich sogar auf 20 A/dm² erhöht werden'.

Claims

1. Wäßrige, saure Lösungen für die elektrolytische Abscheidung von Zinn und/oder Blei/ Zinnlegierungen₍enthaltend ein Gemisch aus Zinn- und/oder Bleisalzen einer Alkansulfcnsäure, freier Alkansulfonsäure, wobei die Alkylgruppe der Alkansulfonsäure aus 1 bis 5 C-Atomen besteht, nicht ionogenem Netzmittel und gegebenenfalls aromatischen kurzkettigen Aldehyden und/oder gegebenenfalls kurzkettigen ungesättigten Carbonsäuren, dadurch gekennzeichnet, daß als weiterer Glanzbildner ein Gemisch aus einem Reaktionsprodukt f,us Acetaldehyd und/oder seinen Aldolkondensationsprodukten mit Ammoniak und/oder acyclisch · Ketonen und/oder aliphatischen Aminen. Amiden, Aminosäuren und/oder Hydrazinvjrbindungen enthalten ist.

2. Wäßrige, saure Lösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht-ionogene Netzmittel, ein Alkylarylpolyglykolether ist.

3. Wäßrige, saure Lösung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das acyclische Keton ein aliphatisches Keton mit bis zu 10 C-Atomen im Molekül ist.

4. Wäßrige, saure Lösungen nach einem der Ansprüche 1 bis 3,·dadurch gekennzeichnet, daß als aromatischer Aldehyd Naphthaldehyd, als aromatisches Keton Chloracetophenon oder Benzalaceton, als kurzkettiger Aldehyd Formaldehyd oder Acetaldehyd sowie als ungesättigte Carbonsäure Methacrylsäure oder Methylmethacrylsäure im Gemisch enthalten ist.

5. Wäßrige, saure Lösung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Menge der Komponenten,bezogen auf mit Wasser auf 1 Liter fertige Lösungen einzustellendes Gemisch beläuft auf

a) 5 bis 25 Masseanteile in % des oder der entsprechenden Metallsalze,

b) 6 bis 20 Masseanteile in % der Alkansulfonsäure,

c) 0,1 bis 5 Masseanteile in % nicht-ionogenen Netzmittels,

d) 0,1 bis 5 Masseanteile in % des Aldokondensationsprodukts,

e) gegebenenfalls 0,1 bis 3% des aromatischen Aldehyds,

f) gegebenenfalls 0,01 bis 2,0 Masseanteile in % des aromatischen Ketene,

g) gegebenenfalls 0,01 bis 1,0 Masseanteile in % des kurzkettigen aliphatischen Aldehyds, h) gegebenenfalls 0,01 bis 1% der ungesättigten Carbonsäure.

6. Verwendung der orfindungsgemäßen wäßrigen, sauren Lösung, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Verfahren zur elektrolytischen Abscheidung von Zinn und/oder Blei/Zinnlegierungen eingesetzt wird.