JP2001181889A - 光沢錫−銅合金電気めっき浴 - Google Patents

光沢錫−銅合金電気めっき浴

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隆昭 田村
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 広範囲の電流密度領域において光沢めっき皮
膜を形成できる錫／銅合金めっき浴を提供する。 【解決手段】 錫／銅合金の電気めっき用水溶液であっ
て、酸として有機スルホン酸、金属塩として有機スルホ
ン酸の２価錫塩と２価銅塩、更に、分散剤及び光沢剤を
添加してなるシアン化合物を含まない錫／銅合金電気め
っき浴。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光沢錫／銅合金電
気めっき浴に関する。
【０００２】
【従来の技術】酸性雨によるエレクトロニクス及び家電
製品廃棄物中の錫／鉛合金からの鉛溶出による、土壌や
地下水の汚染が問題となっている。これは電子部品の実
装に錫／鉛合金が広く用いられているからであり、この
ため、鉛を含まない実装用はんだ合金やはんだめっきの
開発が強く求められている。近年、このような問題を生
じないめっき方法として、錫／鉛合金めっきが有望視さ
れている。この錫／鉛合金めっきは、装飾用として従来
から用いられており、共晶点は２２７℃であり、銅は現
在同様に検討されている銀やビスマスと比べ安価であ
る。例えば、特開平８−２７５９０号公報及び特開平８
−２７５９１号公報には銅合金めっき浴の一種として光
沢錫／銅合金めっき浴が開示されているが、これらはシ
アン化物及びシアン化アルカリを必須成分とすることが
大きな問題点である。また、特開昭５７−６００９２号
公報、特開昭５７−１０１６８７号公報、特開昭５８−
９８３９号公報、特開昭５８−９１１８１号公報、特開
昭５９−４５１８号公報、特開昭６０−１２４３５号公
報、特開平４−１３４３４号公報などに開示されている
錫／銅めっき浴においては、充分に広い電流密度範囲で
光沢めっき皮膜を形成することができず、光沢めっき皮
膜が形成される電流密度範囲が狭いか、あるいは、高電
流密度では粗雑で光沢のない皮膜が析出し易いなどの問
題点があり、工業的な実用化は困難である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主な目的は、
広い電流密度範囲において平滑で光沢の優れた錫／銅合
金めっき皮膜を形成することができる工業的に実用化し
得るシアン化合物を含まない錫／銅合金めっき浴を提供
することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討し
た結果、有機スルホン酸及び有機スルホン酸の２価錫塩
と２価銅塩を含む水溶液に分散剤及び光沢剤を添加する
ことによって、広い電流密度範囲で良好な光沢電着皮膜
を得ることができることを見出し、本発明を完成するに
至った。
【０００５】即ち、本発明は、有機スルホン酸からなる
酸、有機スルホン酸の２価錫塩と２価銅塩からなる金属
塩、分散剤及び光沢剤を含有する水溶液からなることを
特徴とするシアン化合物を含まない光沢錫／銅合金電気
めっき浴である。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の光沢錫／銅合金電
気めっき浴について詳しく説明する。
【０００７】本発明のめっき浴に用いる第１の必須成分
である酸の有機スルホン酸は、一般式（１） Ｒ1 ＳＯ3 Ｈ （１） （式中、Ｒ1 はアルキル基またはアリール基を表す）で
表すことができる。この一般式（１）のＲ1 のアルキル
基、アリール基の炭素数は１〜１０が好ましい。有機ス
ルホン酸の好ましい例を挙げると、メタンスルホン酸、
エタンスルホン酸、プロパンスルホン酸、２−プロパン
スルホン酸、ブタンスルホン酸、２−ブタンスルホン
酸、ペンタンスルホン酸、ヘキサンスルホン酸、デカン
スルホン酸などのアルカンスルホン酸、ベンゼンスルホ
ン酸、トルエンスルホン酸、キシレンスルホン酸、フェ
ノールスルホン酸などの芳香族スルホン酸などがある。
上記有機スルホン酸の１種もしくは２種以上を本発明の
めっき浴に使用することができるが、一般式（１）のＲ
1 がアルキル基のものの方がより好ましい。これらの酸
はめっき液に電気伝導性を与え、錫及び銅塩のめっき液
への溶解、あるいは、めっき用陽極のめっき液への溶解
を促進させる。
【０００８】本発明のめっき浴に用いる第２の必須成分
である金属塩は、上記有機スルホン酸の２価錫塩と２価
銅塩である。これらの塩は、２価錫または２価銅の塩ま
たは酸化物と所望の有機スルホン酸との反応によって容
易にそれぞれ調整することができる。この場合有機スル
ホン酸と反応させる物質は、生成する金属塩の陰イオン
汚染を防止するためにも、２価錫及び２価銅の酸化物の
方がより好ましい。めっき浴に添加される金属塩は、陰
極に析出する金属イオンの源となる。なお錫は、２価錫
から４価錫へと酸化され易いため、この酸化を防止する
ことを目的として、めっき浴にカテコール、レゾルシ
ン、ハイドロキノンのような酸化防止剤を適宜添加する
ことも有効である。
【０００９】本発明のめっき浴に用いる第３の必須成分
である分散剤は、上記基本浴に溶解するものであればい
ずれも用いることができるが、特に、ポリオキシエチレ
ンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアル
キルエーテル、アルキレングリコールアルキルエーテル
等が好ましく、これらの一種又は二種以上を用いること
ができる。特に二種以上用いることが好ましい。このう
ち好ましいものを挙げると、ポリオキシエチレンオクチ
ルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニ
ルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエー
テル、ポリオキシエチレンアルキル（Ｃ12〜Ｃ16）エー
テル、プロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピ
レングリコールメチルエーテル、プロピレングリコール
フェニルエーテルなどがある。
【００１０】分散剤は、水に溶解し難い光沢剤をめっき
液に溶解し易くする機能以外に、めっき液の表面張力を
低下させるため、めっき皮膜表面を平滑にし、それによ
り、めっき外観を光沢状にする機能を有する。添加量
は、上記分散剤一種又は二種以上の合計で、めっき浴に
おける添加濃度として通常０．５〜５０ｇ／Ｌ、好まし
くは１〜３０ｇ／Ｌである。
【００１１】本発明のめっき浴に用いる第４の必須成分
である光沢剤の具体例としては、ホルムアルデヒド、ア
セトアルデヒド、パラアルデヒド、ブチルアルデヒド、
イソブチルアルデヒド、プロピオンアルデヒド、グリオ
キザール、アルドール、カプロンアルデヒド、ベンズア
ルデヒド、ベラトルアルデヒド、アニスアルデヒド、サ
リチルアルデヒド、１−ナフトアルデヒド、２−ナフト
アルデヒド、ナフタルアルデヒド、アセチルアセトン、
ベンジリデンアセトン、ベンジリデンアセチルアセト
ン、アセトフェノン、ベンザルアセトン、アクリル酸、
メタクリル酸などを挙げることができる。これらの光沢
剤は一種でも用いうるが二種以上を混合して使用するこ
とが好ましい。めっき浴における濃度は、通常０．０１
〜２０ｇ／Ｌ、好ましくは０．１〜１０ｇ／Ｌである。
【００１２】また、本発明のめっき浴には、錫の酸化を
抑制する酸化防止剤として、カテコール、レゾルシン、
ハイドロキノン、ピロカテコールなどを添加することが
できる。これらのめっき浴における濃度は、通常０．１
〜２０ｇ／Ｌ、好ましくは０．２〜１０ｇ／Ｌである。
【００１３】本発明の光沢錫／銅合金電気めっき浴は、
めっき作業条件としては、電流密度０．５〜２０Ａ／ｄ
ｍ2 程度、浴温１０〜３０℃程度が適当である。本発明
のめっき浴によれば、このような広い電流密度範囲にお
いて、良好な光沢を有する錫／銅合金めっき皮膜を形成
でき、従来と比べて高電流密度でめっき作業を行うこと
が可能となり、シアン化合物を含まないことと合わせ
て、作業効率が向上する。
【００１４】
【発明の効果】本発明のシアン化合物を含まない光沢錫
／銅合金電気めっき浴によれば、広い電流密度範囲にお
いて、光沢があり、平滑性に優れ、しかも均一電着性に
優れた錫／銅合金めっき皮膜を形成できる。よって、本
発明の光沢錫／銅合金電気めっき浴は、工業的な利用に
適するものである。
【００１５】
【実施例】次に、実施例により本発明をより詳細に説明
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。各実施例におけるめっき外観は、ハルセル試験に
より評価した。
【００１６】実施例１、比較例１〜２ メタンスルホン酸錫（Ｓｎ2+として）３０ｇ／Ｌ、メタ
ンスルホン酸銅（Ｃｕ 2+として）０．１ｇ／Ｌ、メタン
スルホン酸２００ｇ／Ｌ、ポリオキシエチレンドデシル
エーテル１０ｇ／Ｌ、ジプロピレングリコールメチルエ
ーテル１．５ｇ／Ｌ、ホルムアルデヒド０．５ｇ／Ｌ、
サリチルアルデヒド０．２ｇ／Ｌ、アセチルアセトン
０．２ｇ／Ｌ、アクリル酸０．３ｇ／Ｌ及びカテコール
０．７ｇ／Ｌを含有するめっき浴を調整した。次いでこ
のめっき浴にて電流２Ａで５分間めっきを行い、めっき
皮膜の外観を比較評価した。また、比較のため、光沢剤
を添加しないめっき浴を調製し、同様の条件でハルセル
試験を行った。ハルセル試験による評価結果を表１に示
す。
【００１７】実施例２〜１２及び比較例３ 実施例１に記載のように、メタンスルホン酸及びメタン
スルホン酸の２価錫塩と２価銅塩を含む水溶液に種々の
分散剤及び光沢剤を含有するめっき浴を調製した。次い
でこれらのめっき浴について電流２Ａで５分間の条件で
ハルセル試験を行った。また、比較のため、光沢剤と分
散剤を添加しないめっき浴を調製し、同様の条件でハル
セル試験を行った。ハルセル試験による評価結果を表１
に示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】以上の結果から明らかなように、本発明に
よれば、高電流部から低電流部にわたって良好な光沢な
いし半光沢平滑外観を有する錫／銅合金めっきが得られ
た。一方、比較例の錫／銅合金めっき皮膜は無光沢であ
った。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 有機スルホン酸からなる酸、有機スルホ
    ン酸の２価錫塩と２価銅塩からなる金属塩、分散剤及び
    光沢剤を含有する水溶液からなることを特徴とするシア
    ン化合物を含まない光沢錫／銅合金電気めっき浴。
  2. 【請求項２】 分散剤が、ポリオキシエチレンアルキル
    フェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテ
    ル及びアルキレングリコールアルキルエーテルからなる
    群から選ばれる少なくとも二種以上であることを特徴と
    する請求項１記載の光沢錫／銅合金電気めっき浴。
  3. 【請求項３】 光沢剤が、脂肪族及び芳香族アルデヒ
    ド、脂肪族及び芳香族ケトン並びに脂肪族カルボン酸か
    らなる群から選ばれる少なくとも二種以上であることを
    特徴とする請求項１記載の光沢錫／銅合金電気めっき
    浴。
  4. 【請求項４】 酸化防止剤をも含有することを特徴とす
    る請求項１記載の光沢錫／銅合金電気めっき浴。
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