JP2002060990A - すず−ビスマス合金めっき浴 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉛を利用することなく、析出皮膜が従来のす
ず−鉛合金めっき浴の代替えとして使用できるすず−ビ
スマス合金めっき浴を提供する。 【構成】 （ａ）Ｓｎ^２＋イオン、（ｂ）ポリオキシエ
チレンアルキルエーテル、及び（ｃ）Ｂi^３＋イオンを
含有するすず−ビスマス合金めっき浴から構成し、特
に、（ｂ）ポリオキシエチレンアルキルエーテルの非イ
オン性界面活性剤を加えためっき浴とすることにより、
低コストを維持しつつ緻密で平滑なめっき面を有するめ
っき皮膜を形成させ、かつ、毒性のすず−鉛合金めっき
浴による皮膜の代替えとして使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、すず−ビスマス合
金めっき浴に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子部品、半導体部品等のめっき
には析出皮膜の融点が低い点から、すず−鉛合金めっき
浴が広く使われている。

【０００３】しかしながら、これらのすず−鉛合金めっ
き浴は、毒性の鉛を含有するため排水処理、環境保全、
酸性雨による半導体廃棄物等からの鉛溶出による土壌・
地下水汚染等の多くの問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】したがって、鉛を含む
ことなく、すず−鉛合金めっき浴の代替えとして電子部
品や半導体等のめっきに使用できるめっき浴の出現が求
められていた。本発明者は、すず−鉛合金めっきの代替
えとして鉛を含まないすず−ビスマス合金めっき浴に着
眼し、これに関して研究を行なっていたところ、ある種
の非イオン性界面活性剤を加えためっき浴においてすず
−鉛合金めっき浴の皮膜の代替えとなり得るすず−ビス
マス合金皮膜が得られることを見いだし、本発明を完成
した。

【０００５】すなわち、本発明は、上記従来の課題に鑑
みてなされたものであり、その一つの目的は、低コスト
を維持しつつ緻密で平滑なめっき面を有するめっき皮膜
を形成させ、かつ、安全性が高く、環境問題、公害問題
を生じさせることのないすず−ビスマス合金めっき浴を
提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、下記の３成分（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を
含有するすず−ビスマス合金めっき浴から構成される。 (ａ）Ｓｎ^２＋イオン （ｂ）ポリオキシエチレンアルキルエーテル （ｃ）Ｂｉ^３＋イオン

【０００７】または、上記のポリオキシエチレンアルキ
ルエーテルのアルキル基（Ｒ）［式（１）］がラウリル
基［式（２）］であることとしてもよい。 Ｒ−Ｏ−（ＣＨ_２−ＣＨ_２−Ｏ）_ｎ−Ｈ （１） Ｃ_１２Ｈ_２５−Ｏ−（ＣＨ_２−ＣＨ_２−Ｏ）_ｎ−Ｈ （２）

【０００８】さらに、前記したポリオキシエチレンアル
キルエーテルのアルキル基［式（１）］がラウリル基
［式（２）］であり、さらにｎ＝４〜１３であることと
してもよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明のすず−ビスマス合金めっ
き浴の（ａ）成分であるＳｎ^２＋イオンは、硫酸第一す
ずを硫酸水溶液中に溶解することにより得られる。

【００１０】また、本発明の（ｂ）成分であるポリオキ
シエチレンアルキルエーテルは非イオン性界面活性剤で
あり、めっき対象物であるたとえば集積回路基板の配線
や電極部分の銅等への密着性がよく、かつ、緻密で平滑
なめっき面を得ることができる。この成分を欠くと満足
の行くすず−ビスマス合金めっき皮膜が得られない。

【００１１】この（ｂ）成分の好ましい具体例として
は、下記一般式（２）で表される化合物を主成分とする
ものが挙げられる。 Ｃ_１２Ｈ_２５−Ｏ−（ＣＨ_２−ＣＨ_２−Ｏ）_ｎ−Ｈ （２）

【００１２】（ｂ）成分の（２）式中、ｎは４〜１３の
整数であるのが好適である。このうち、ｎ＝６の場合が
最も良好な密着性を得、さらに緻密な平滑面を得ること
ができる。

【００１３】また、さらに本発明の（ｃ）成分であるＢ
ｉ^３＋イオンは、硝酸ビスマスを硫酸水溶液に溶解する
ことにより得られる。

【００１４】本発明のすず−ビスマス合金めっき浴は、
常法に従い、酸性浴中に前記（ａ）（ｂ）（ｃ）成分を
添加することにより調整される。具体的には、硫酸で酸
性とした水溶液中に、硫酸第一すずと硝酸ビスマスとを
加え十分に溶解させた後（ｂ）成分であるポリオキシエ
チレンアルキルエーテルを添加することにより調整され
る。

【００１５】本発明のすず−ビスマス合金めっき浴にお
いて用いられる硫酸は、その浴中濃度として１００〜１
５０（ｍｌ／ｌ）が好適である。

【００１６】本発明のすず−ビスマス合金めっき浴中の
Ｓｎ^２＋イオン濃度は２０〜２５（ｇ／Ｌ）程度とする
ことが適当である。また、合金浴中における（ａ）成分
と（ｃ）成分の量は、目的とする合金組成にあわせて調
整する必要があるが、すず−鉛合金めっきの代替えとす
る場合は、融点と皮膜特性（強度）から考えてビスマス
含有量３〜５（ｗ％）が最適である。このとき、（ｃ）
成分の濃度は５（ｇ／Ｌ）が好適である。また更に、本
発明のすず−ビスマス合金めっき浴中の（ｂ）成分の量
は、密着性が良く、また、緻密で平滑なめっき面を得る
のに十分な量として１〜３（ｇ／Ｌ）が好適である。

【００１７】本発明のすず−ビスマス合金めっき浴に
は、上記した成分のほか、本発明の効果を損なわない範
囲で光沢剤・酸化防止剤・湿潤剤等を必要に応じて添加
することができる。

【００１８】また、Ｓｎ^２＋イオンの酸化防止剤として
例えばカテコール・レゾルシン・ヒドロキノン等を利用
することができる。

【００１９】かくして得られる本発明のすず−ビスマス
合金めっき浴を用いてめっきを行う場合、例えばめっき
浴の浴温は約１５〜２５℃程度が好ましく、また陰極電
流密度は約１〜３（Ａ／ｄｍ^２ ）程度が好ましい。ま
た、さらに陽極としてはすずあるいはすず−ビスマス合
金ないしは不溶解性電極等を利用することができる。

【００２０】以上のすず−ビスマス合金めっき浴から得
られるすず−ビスマス合金めっき皮膜は、緻密で平滑な
外観を有しており、すず−鉛合金めっきの代替えとして
電子部品や半導体部品のめっき浴に利用することができ
る。

【００２１】

【実施例】以下、実施例・試験例を挙げ、本発明を説明
するが、本発明はこれら実施例・試験例に何ら制約され
るものではない。

【００２２】実施例１ 下記組成により、常法に従ってすず−ビスマス合金めっ
き浴を調整した。 （組成） 硫酸 ：１２０（ｍｌ／Ｌ） 硫酸第一すず ： ３６（ｇ／Ｌ） 硝酸ビスマス・５水和物 １０（ｇ／Ｌ） ポリオキシエチレンラウリルエーテル ： ２（ｇ／Ｌ）

【００２３】試験例１ 実施例１で得られためっき浴を利用し、下記の条件で２
０×５０（ｍｍ）の銅板にめっきを行った。

【００２４】 （めっき条件） 陰極電流密度 ： ２（Ａ／ｄｍ^２） 浴温 ： ２０（℃） 攪拌 ： スターラー攪拌 膜厚 ： ５（ミクロン／１０分）

【００２５】実施例１のめっき浴を用いて加工しためっ
き済み銅板は、どれも均一で微細な結晶を持つめっき皮
膜を有するものであった。

【００２６】

【発明の効果】本発明のすず−ビスマス合金めっき浴に
より得られるすず−ビスマス合金めっき皮膜は、緻密で
平滑なめっき面を有し、すず−鉛合金めっき浴を用いる
ことなく、電子部品や半導体部品等のめっき浴として利
用できる。また、本発明のすず−ビスマス合金めっき浴
は、有害な鉛化合物を含まないので、安全性・環境問
題、公害防止等の面から有利である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記の３成分（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を
   含有するすず−ビスマス合金めっき浴。 （ａ）Ｓｎ^２＋イオン （ｂ）ポリオキシエチレンアルキルエーテル （ｃ）Ｂｉ^３＋イオン
2. 【請求項２】 ポリオキシエチレンアルキルエーテルの
   アルキル基（Ｒ）［式（１）］がラウリル基［式
   （２）］である請求項１記載のすず−ビスマス合金めっ
   き浴。 Ｒ−Ｏ−（ＣＨ_２−ＣＨ_２−Ｏ）_ｎ−Ｈ （１） Ｃ_１２Ｈ_２５−Ｏ−（ＣＨ_２−ＣＨ_２−Ｏ）_ｎ−Ｈ （２）
3. 【請求項３】 ポリオキシエチレンアルキルエーテルの
   アルキル基［式（１）］がラウリル基［式（２）］であ
   り、さらにｎ＝４〜１３である請求項１または２記載の
   すず−ビスマス合金めっき浴。