DE3000734A1

DE3000734A1 - Verfahren zur elektrochemischen herstellung von zinnglanzueberzuegen

Info

Publication number: DE3000734A1
Application number: DE19803000734
Authority: DE
Inventors: Bohdan Dipl Ing Che Chelminski; Zbigniew Dr Ing Dolecki; Geb Kowalewska Maria Di Drygas; Jacek Dr Ing Kokosinski; Andrzej Dr Ing Kotarski; Zygmunt Dipl Ing Chem Kuzma; Kazimierz Dr Ing Madry; Jan Prof Dr Ing Przyluski
Original assignee: Politechnika Warszawska
Current assignee: Politechnika Warszawska
Priority date: 1979-01-11
Filing date: 1980-01-10
Publication date: 1980-07-24
Also published as: HU180324B; GB2039958A; GB2039958B; DD148648A5; FR2446332B1; RO78066A; US4333802A; PL212740A1; CS221956B2; FR2446332A1; NL8000185A; BE881124A; AT365661B; YU680A; PL120216B1; ATA11080A

Description

HOFFMANN ΕΙΤΙ,Ε & PARTNER

PAT IS N TAN WÄLT E

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) - Dl PL.-I NG. W. EITLE · D R. RER. N AT. K. H O FFMAN N · D I PL.-1 N G. W. LEH N

DIPL.-ING. K. FOCHSLE ■ DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERNHAUS) · D-8000 MÖNCHEN 81 · TELEFON (089) »11087 · TELEX 05-29019 (PATHE)

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POLITECHKIKA WARSZAWSKA, WARSCHAU ' / POLEN

Verfahren zur elektrochemischen Herstellung von Zinnglanzüberzügen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrochemischen Herstellung von Zinnglanzüberzügen durch Auftragen aus sauren Sulfatlösungen, die organisches Lösungsmittel, Netzmittel und Reduktionsmittel enthalten.

Zinnglanzüberzüge, die durch sehr gute Haftung am Untergrund, sehr gute Lötbarkeit und hohe Korrosionsbeständigkeit gekennzeichnet sind, werden in der Elektronik, z.B. in Anschlüssen von Dioden, Transistoren, integrierten

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Schaltungen und dergleichen ausgenutzt.

Durch den Einsatz von Sulfatgalvanisierbädern werden auf der Oberfläche von metallischen oder anderen stromleitenden Gegenständen Zinnüberzüge gewonnen, deren Ausnutzung in der industriellen Praxis beschränkt ist, weil solche Überzüge meistens in grobkristalliner Form auftreten und lose mit dem Untergrund verbunden sind. Zur Verbesserung der Nutzeigenschaften solcher Überzüge werden verschiedene Zusätze für Galvanisierlösungen eingesetzt.

Ein solcher aus den US-PSen 3-755 096 und 3 634 212 bekannter Zusatz besteht aus netzmittelartigen Stoffen, welche dank einer verbesserten Benetzung der Kathode die Haftung der Überzüge am Untergrund verbessern. Der Verlauf des Galvanisierverfahrens wird auch mittels der aus der US-PS 3 082 157 und der DE-PS 1 952 218 bekannten Zusätze verbessert, welche die Oxidation der Ionen

+2 +4
Sn zu Sn vermeiden, z.B. Hydrochinon oder ß-Naphthol. Es werden auch organische Lösungsmittel, meistens Alkohol, eingesetzt, die die Homogenisation in der Lösung von schwer in Wasser lösbaren chemischen Verbindungen ermöglichen. Andere vorteilhafte Zusätze sind auch kolloidartige Stoffe, wie Gelatine, Holzleim und dergleichen, die im-Ref. Zum. Chim. 11L 350, 1970, beschrieben wurden.

Die mit Hilfe solcher Zusätze gewonnenen Zinnüberzüge weisen jedoch, obwohl sie besser mit dem Untergrund verbunden sind, eine glanzlose Oberfläche unterschiedlicher Oberflächengüte auf, was unzureichende Lötbarkeit und niedrige Korrosionsbeständigkeit zur Folge hat.

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§AÖ ORIGINAL

Zur Gewinnung von Zinnglanzüberzügen werden noch andersartige zusätzliche Bestandteile von Galvanisierbädern verwendet. Es sind natürliche Stoffe, z.B. Zellstoffderivate, Holzteerextrakte, etc., die in der DE-PS 971 778 und in der GB-PS 443 429 beschrieben sind.

Es wurde auch eine Reihe von Versuchen mit anderen Glanzzusätzen, wie Polyäthoxy!verbindungen, aromatischen Aminen, Amiden, Sulfonderivaten, Phenylazofarbstoffen und dergleichen durchgeführt (siehe üS-PSen 1 089 479, 3 585 214, FR-PS 2 095 375 und DE-PS 1 956 144), jedoch gewährleisten diese keinen erwünschten Effekt und die mit Hilfe dieser Zugaben gewonnenen überzüge weisen Trübungen und farbige Flecken auf. Diese Nachteile sind unmittelbar mit schlechterer Lötbarkeit und höherer Korrodierbarkeit verbunden.

Es wurde festgestellt, dass der Effekt der Wirkung der einzelnen Glanzzusätze unzureichend ist, wenn diese gesondert eingesetzt werden. Hingegen kann die synergistische Wirkung einiger Stoffe bei Einhaltung entsprechender Verhältnisse in deren Zusammensetzung das Erreichen des Zwecks sichern.

Das erfindungsgemässe, galvanische Verzinnungsverfahren wird in einer sauren Sulfatlösung durchgeführt, die ausser dem organischen Lösungsmittel, dem Netzmittel und dem Reduktionsmittel auch die ungesättigten Carbonylverbindungen, enthaltend Arylgruppen in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew.-Teilen und eventuell die Ester von ungesättigten Säuren in einer 8 Gew.-Teile nicht überschreitenden Menge, die äthergruppenhaltigen Verbindungen in einer 15 Gew.-Teile nicht überschreitenden Menge und Produkte der

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Transveresterung von natürlichen Fetten in einer 5 Gew.-Teile nicht überschreitenden Menge enthält. Die Ester von ungesättigten Säuren, äthergruppenhaltige Verbindungen und Produkte der Transveresterung von natürlichen Fetten werden dem Galvanisierbad zur Ergänzung der synergistischen Wirkung zugegeben.

Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von Zinnglanzüberzügen wird bei einer Stromdichte von 50 bis

A/m und bei einer Stromausbeute von über 95 % durchgeführt. Die dadurch hergestellten Zinnüberzüge sind durch einen Spiegelglanz gekennzeichnet und erhalten auch bei langzeitiger Einwirkung stark korrosiver Medien eine ausgezeichnete Lötbarkeit.

Der Erfindungsgegenstand wird nachstehend anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert, die jedoch seinen Umfang nicht beschränken.

Beispiel I

1Og technischer Talg werden während 2 Stunden mit 50 g Methanol und in Anwesenheit der Schwefelsäure erwärmt und gerührt. Das Produkt wird destilliert und die siedende Fraktion innerhalb der Grenzen von 70 bis 120°C abgenommen. Es wird ein Gemisch aus 1 g der Destillationsfraktion, 2 g Methylacrylat und 0,5 g Benzalazetons zubereitet. Dieses Gemisch wird in 50 g Methanol unter Zugabe von 25 g des Netzmittels und 10 g des Pyrocatechins gelöst.

Die so vorbereitete Lösung wird dem Galvanisierbad zugegeben,

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welches das Zinnsulfat und die Schwefelsäure enthält, in einer Menge von 1 Gew.-Teil der Lösung pro 30 Gew.-Teilen des Bades. Dann wird elektrochemisch eine Kupferplatte bei

einer Temperatur von 20⁰C und einer Stromdichte von 300

A/m verzinnt. Es wird ein einheitlicher, glänzender Zinnüberzug gewonnen.

Beispiel II

10 g Rapsöl werden während 1 Stunde mit 50 g Äthanol und in Anwesenheit der Schwefelsäure erwärmt und gerührt. Das Produkt wird destilliert und die siedende Fraktion innerhalb der Grenzen von 75 bis 11O⁰C abgenommen. Es wird ein Gemisch aus 5 g der Destillationsfraktion, 12g Formaldehydäthylazetal und 4 g Dibenzalazeton zubereitet. Dieses Gemisch wird in 100 g des Äthanols mit Zugabe von 40 g eines Netzmittels Rokaphenol N-3 und 25 g des Hydrochinons gelöst. Die so vorbereitete Lösung wird dem Galvanisierbad zugegeben, welches das Zinn(II)sulfat und Schwefelsäure enthält, in einer Menge von 1 Gew.-Teil der Lösung pro 20 Gew.-Teilendes Bades. Dann wird elektrochemisch eine Platte aus Eisen-Nickel-Kobalt-Legierung bei einer Temperatur von 15 C und einer Stromdichte von 100 A/m verzinnt. I wird ein einheitlicher glänzender Überzug gewonnen.

Beispiel jl±I

10 g Schweinefett werden während 3 Stunden mit 100 g Methanol und in Anwesenheit von Phosphorsäure erwärmt und

-I-

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gerührt. Das Produkt wird destilliert und die siedende Fraktion innerhalb der Grenzen von 50 bis 100⁰C abgenommen. Es wird ein Gemisch aus 3 g der Destillationsfraktion, 8 g Propionaldehydmethylazetal, 5 g Butylacrylat und 1 g Methylzimtsäureester zubereitet. Dieses Gemisch wird in 50 g Methanol unter Zugabe von 15g des Netzmittels - Remex 690 - und 20 g des Hydrochinons gelöst. Die so vorbereitete Lösung wird dem Galvanisierbad zugegeben, welches das Zinn(II)sulfat und die Schwefelsäure enthält, in einer Menge von 1 Gew.-Teil der Lösung pro 25 Gew.-Teilen des Bades.

Dann wird elektrochemisch eine Platte aus Armco-Eisen-Legierung bei einer Temperatur von 30°C und einer Strom-

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dichte von 500 A/m verzinnt. Es wird ein einheitlicher, glänzender Z innüberzug gewonnen.

Beispiel IV

10 g technischer Talg werden mit 80 g Äthanol in Anwesenheit von Schwefelsäure erwärmt und gerührt. Das Produkt wird destilliert und die siedende Fraktion in den Grenzen von 80 bis 11O⁰C abgenommen. Es wird ein Gemisch aus 2 g der Destillationsfraktion, 3 g Isopropyläther und 1 g Benzalazeton zubereitet. Dieses Gemisch wird in 100 g Äthanol unter Zugabe von 35 g des Netzmittels - Alfenol - und 15 g ti-Naphthoi gelöst. Die so vorbereitete Lösung wird dem Galvanisierbad zugegeben, welches das Zinn(II)sulfat und die Schwefelsäure enthält, in einer Menge von 1 Gew.-Teil der Lösung pro 35 Gew.-Teilen des Bades. Dann wird

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elektrochemisch eine Eisenplatte bei einer Temperatur von 18°C und einer Stromdichte von 50 A/m verzinnt. Es wird ein einheitlicher, glänzender Zinnüberzug gewonnen.

Beispiel V

10 g Sojaöl werden während 2 Stunden mit 100 g Methanol in Anwesenheit von Schwefelsäure erwärmt und gerührt. Das Produkt wird destilliert und die siedende Fraktion innerhalb der Grenzen von 90 bis 120°C abgenommen. Es wird ein Gemisch aus 10 g der Destillationsfraktion, 8 g Methylacrylat, 5 g Äthyläther und 1 g Chalkon zubereitet. Dieses Gemisch wird in 40 g Methanol unter Zugabe von 3O g des Netzmittels - Rakofenol N-8 - und 15g des Pyrocatechins gelöst. Die so vorbereitete Lösung wird dem Galvanisierbad zugegeben, welches das Zinn(II)sulfat und die Schwefelsäure enthält, in einer Menge von 1 Gew.-Teil der Lösung pro 30 Gew.-Teilen des Bades. Dann wird elektrochemisch eine Nickelplatte bei einer Temperatur von 20°C und einer Stromdichte von 350 A/m verzinnt. Es wird ein einheitlicher, glänzender Zinnüberzug gewonnen.

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Claims

HOFMANN - ISITI-E Sc PAKTNER

PATENTANWÄLTE

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) . DIPL.-I NG. W.EITLE · D R. RER. NAT. K. HOFFMAN N · Dl PL.-ING. W. LEH N

DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABEUASTRASSE A (STERN HAUS) · D-BOOO MDNCHEN 81 . TELEFON (089) 911087 . TELEX 05-29619 (PATH E)

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POLITECHNIKA WARSZAWSKA, WARSCHAU / POLEN

Verfahren zur elektrochemischen Herstellung von Zinnglanzüberzügen

PATENTANSPRUCH

Verfahren zur elektrochemischen Herstellung von Zinnglanzüberzügen durch Auftragen aus sauren Sulfatlösungen, die organisches Lösungsmittel, Netzmittel und Reduktionsmittel enthalten, dadurch gekennzeichnet , dass der Lösung 0,5 bis 5 Gew.-Teile von Arylgruppen enthaltenden ungesättigten Carbonylverbindungen und eventuell die Ester von ungesättigten Säuren in einer 8 Gew.-Teile nicht überschreitenden Menge, athergruppenhaltige Verbindungen in einer 15 Gew.-Teile nicht überschreitenden Menge, sowie Produkte der Transveresterung von natürlichen Fetten in einer 5 Gew.-Teile nicht überschreitenden Menge zugegeben werden.

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