JP3419951B2 - 錫又は半田光沢めっき浴 - Google Patents
錫又は半田光沢めっき浴Info
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Description
光沢電気めっき浴に関する。さらに詳しくは、本発明
は、2価のすず及び鉛の共通可溶性酸としてアルカンス
ルホン酸及び(又は)アルカノールスルホン酸を使用す
る錫又は半田光沢電気めっき浴及びめっき方法に関す
る。
ハンダ付け性向上用皮膜及びエッチングレジスト用皮膜
として、弱電工業及び電子工業用部品等に広く利用され
ている。このような錫−鉛合金めっきには従来よりホウ
フッ化物浴が工業的に広く用いられている。しかしなが
ら、ホウフッ化物浴は腐食性、毒性が激しく、めっき設
備及び作業に大きな負担となるばかりでなく、排水処理
が非常に困難であり、かつ、多額の出費を伴い、経済的
損失も多大である。従来のホウフッ化物浴に代えて、公
害対策上問題の少ないアルカンスルホン酸又はアルカノ
ールスルホン酸及びそれらの錫塩及び鉛塩を主体とする
めっき浴を用い、しかもある種の界面活性剤と光沢剤を
併用添加してなる浴を使用することによって、ホウフッ
化物浴に匹敵し、又はそれ以上の性能を有すると共に、
均質で緻密な鏡面光沢を示す錫−鉛合金めっきを与える
めっき浴が出願されている(特公昭57−27188号
参照。)
浴には1−ナフトアルデヒドなどの芳香族アルデヒド、
ベンザルアセトンなどの芳香族ケトン、ホルムアルデヒ
ド、アセトアルデヒドなどの低沸点脂肪族アルデヒド
や、メタクリル酸などの重合しやすい脂肪族不飽和カル
ボン酸が併用添加されている(特開昭58−42786
号、特開昭61−223193号)が、これらの浴は経
時安定性、特に高い浴温での安定性に欠けており、さら
には発泡性が高いために操業しにくく、まためっき物と
めっき浴との境界面が精度良く仕上がらないという欠点
を有する。また、従来の光沢めっき浴は高い浴温におけ
る安定性に欠けるために、20〜25℃以下の浴温でめ
っきしなければならない。電気めっきは発熱を伴い、冷
却しなければ自然に30〜40℃程度の浴温に上昇して
しまう。そのため、従来の光沢めっき浴は冷却装置と大
量の冷却水とを必要とし、浴の管理に多大の労力を要し
ている。また、従来の光沢めっき浴は、高電流密度領域
の光沢性を高めようとすると低電流密度領域の光沢性が
低下する傾向がある。さらに、めっき浴の温度を高くす
ると電流効率は良くなるが、特に低電流密度での光沢性
が極端に低下し、また中〜低電流密度領域にわたって全
く無光沢になってしまう欠点がある。
の観点からめっき洗浄水の外部への排出を抑制すること
が望まれている。そのために、半光沢めっき浴において
既に検討されているような、洗浄槽を含めてめっきライ
ンを高温(30℃以上)に保持し、洗浄槽の水を蒸発さ
せてリサイクル使用し、めっき排液を工場外に排出しな
いようにすることができる光沢めっき浴の開発が望まれ
ている。しかし、めっき浴の温度を高くすると、めっき
浴の寿命が低下したり、低電流密度領域での光沢性が損
なわれることになる。また、半光沢めっきでは、高い浴
温(30℃以上)でめっきが実施されているが、光沢め
っきでは光沢剤の安定性、沸点などのために従来は高温
(30℃以上)でめっきを実施することはできなかっ
た。
記のような従来技術の種々の問題点を解決することがで
きる錫又は半田光沢めっき浴及びめっき方法を提供する
ことを目的とする。
術の問題点が、アルカンスルホン酸及び/又はアルカノ
ールスルホン酸、可溶性錫塩及び(又は)可溶性鉛塩を
含有してなる主めっき浴に、特定の構造の疎水性部分と
特定の比率のエチレンオキシド(EO)、プロピレンオ
キシド(PO)及びブチレンオキシド(BO)を持つ親
水性部分とを有するノニオン系界面活性剤及び特定の構
造を有する脂肪族炭化水素を併用添加することによって
解決できることを見出し、本発明を完成した。
物よりなる群から選ばれる少なくとも1種の浴可溶性金
属塩、 (b)アルカンスルホン酸又はアルカノールスルホン酸
の1種以上、 (c)次式(I)〜(V)
オキシドとプロピレンオキシド若しくはブチレンオキシ
ドとのコポリマー又はエチレンオキシドとプロピレンオ
キシドとブチレンオキシドとのコポリマーを表わし、n
は6〜100の整数を表わし、R1 はC2 〜C18アルキ
ル基又はC3 〜C18アルキレン基を表わす]で表わされ
るノニオン系界面活性剤の1種以上、 (d)分子内に少なくとも2個のホルミル基を有し、要
すればヒドロキシル基により置換されていてもよい2〜
15個の炭素原子を含有する飽和又は不飽和の直鎖状、
分岐鎖状又は環状の脂肪族炭化水素の1種以上からなる
ことを特徴とする錫又は半田光沢めっき浴である。
カンスルホン酸及び(又は)アルカノールスルホン酸の
1種以上と、可溶性錫塩及び可溶性錫塩と可溶性鉛塩と
の混合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種の浴可
溶性金属塩とを含有するものである。
及び/又はアルカノールスルホン酸は、次の一般式(V
I)及び(VII)を有するものである。 R2 −SO3 H (VI) (ここで、R2 はC1 〜C12アルキル基を表わす) HO−R3 −SO3 H (VII) (ここで、R3 はC1 〜C12アルキレン基を表わし、ヒ
ドロキシル基はアルキレン基の任意の位置にあってよ
い) アルカンスルホン酸の例としては、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、ドデカンスルホン酸などが挙げられる。こ
れらのアルカンスルホン酸は単独で又は2種以上の混合
物として使用できる。アルカノールスルホン酸の例とし
ては、イセチオン酸(2−ヒドロキシエタン−1−スル
ホン酸)、2−ヒドロキシプロパン−1−スルホン酸、
1−ヒドロキシプロパン−2−スルホン酸、3−ヒドロ
キシプロパン−1−スルホン酸、2−ヒドロキシブタン
−1−スルホン酸、2−ヒドロキシペンタン−1−スル
ホン酸、2−ヒドロキシヘキサン−1−スルホン酸、2
−ヒドロキシデカン−1−スルホン酸、2−ヒドロキシ
デカン−1−スルホン酸などが挙げられる。これらのヒ
ドロキシ含有アルカンスルホン酸は単独で又は2種以上
の混合物として使用できる。
溶性錫塩と可溶性鉛塩との混合物よりなる群から選ばれ
る少なくとも1種の浴可溶性金属塩を含有する。このよ
うな錫塩及び鉛塩は、好ましくは、前記のようなアルカ
ンスルホン酸及びアルカノールスルホン酸の錫塩及び鉛
塩である。その他の錫塩及び鉛塩、例えば、第一錫及び
鉛の無機酸塩、例えば硫酸塩、塩酸塩、硝酸塩など、ま
た第一錫及び鉛の酸化物なども使用することができる。
Pb)の濃度として表わして、0.5〜200g/l、
好ましくは10〜100g/lである。また、めっき浴
中に存在させる遊離のアルカンスルホン酸及び(又は)
アルカノールスルホン酸の濃度は、浴中の2価の錫及び
(又は)鉛イオンと化学量論的に少なくとも当量以上と
する。
ノニオン系界面活性剤は、前記のような式(I)で表わ
されるα−ナフトールのエチレンオキシド、プロピレン
オキシド及び(又は)ブチレンオキシド付加物である。
例えば、α−ナフトールのEO15モルBO5モル付加
物、EO13モルPO5モル付加物などが挙げられる。
前記の式(II)で表わされるβ−ナフトールのエチレン
オキシド、プロピレンオキシド及び(又は)ブチレンオ
キシド付加物である。例えば、β−ナフトールのPO3
モルEO18モルBO3モル付加物、PO8モルEO2
0モル付加物、PO5モルEO13モル付加物、PO8
モルEO20モル付加物などが挙げられる。
の式(III)で表わされるp−クミルフェノールのエチレ
ンオキシド、プロピレンオキシド及び(又は)ブチレン
オキシド付加物である。例えば、p−クミルフェノール
のEO18モルPO5モル付加物、EO15モルPO3
モルBO3モル付加物などがあげられる。
ノニオン系界面活性剤は、前記の式(IV)で表わされる
ビスフェノールAのビス(エチレンオキシド、プロピレ
ンオキシド及び(又は)ブチレンオキシド付加物)であ
る。例えば、ビスフェノールAのEO30モルPO8モ
ル付加物などが挙げられる。
は、前記の式(V)で表わされる脂肪族アミンのビス
(エチレンオキシド、プロピレンオキシド及び(又は)
ブチレンオキシド付加物)である。例えば、エチルアミ
ン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、
オクチルアミン、ラウリルアミン、パルミチルアミン、
ステアリルアミン、クロトニルアミン、オレイルアミン
などのビス(エチレンオキシド、プロピレンオキシド及
び(又は)ブチレンオキシド付加物)であり、具体的に
は、ラウリルアミンのEO6モルPO10モル付加物な
どが挙げられる。
は、前記のように、特定の構造の疎水性部分、即ち1−
ナフチル、2−ナフチル、4−クミルフェニル、ビスフ
ェノールAの残基及び脂肪族第一アミン基と、特定の比
率のエチレンオキシド(EO)、プロピレンオキシド
(PO)及びブチレンオキシド(BO)を持つ親水性部
分とを有するものである。それらのうちでも、特に有効
なものは、エチレンオキシドに対するプロピレンオキシ
ド、ブチレンオキシド、又はプロピレンオキシド+ブチ
レンオキシドの比が20〜70%であるノニオン系界面
活性剤である。これらのノニオン系界面活性剤は1種以
上を組合せて添加することができる。その場合の添加総
濃度は、一般的に1.0〜50g/l、好ましくは5〜
20g/lの範囲である。
面活性剤に上で定義するような少なくとも2個のホルミ
ル基を含有する脂肪族炭化水素の1種以上を組合せて使
用する。このようなホルミル基含有脂肪族炭化水素とし
ては、エタンジアール、プロパンジアール、ブタンジア
ール、ペンタンジアール、3−イソプロピルペンタン−
1,5−ジアール、ヘキサンジアール、2−ヒドロキシ
ヘキサンジアール、ヘプタンジアール、オクタンジアー
ル、ブテンジアール、2−ペンテン−1,5−ジアー
ル、ブチンジアール、3−ホルミルペンタン−1,5−
ジアールなどが挙げられる。これらのホルミル基含有脂
肪族炭化水素は1種以上を組合せて使用でき、一般的に
0.1〜10g/l、好ましくは0.5〜5.0g/l
の量で使用される。
補助光沢剤として芳香族アルデヒド及び芳香族ケトンの
1種以上を含有することができる。このような化合物と
しては、ベンズアルデヒド、2−クロルベンズアルデヒ
ド、2,4−ジクロルベンズアルデヒド、1−又は2−
ナフトアルデヒド、2−ヒドロキシ−1−ナフトアルデ
ヒド、4−メチル−1−ナフトアルデヒド、フルフラー
ル、ベンジリデンアセトンなどが挙げられる。これらの
化合物は1種以上を組合せて使用でき、一般的に0.0
001〜1.0g/l、好ましくは0.001〜0.1
g/lの量で使用される。
てレゾルシン、カテコール、ハイドロキノンなどの酸化
防止剤を本発明の効果を損なわない範囲で、例えば0.
05〜1.0g/lの量で添加することができる。
沢めっき浴に、特定の構造の疎水性部分と特定の比率の
エチレンオキシド(EO)、プロピレンオキシド(P
O)及びブチレンオキシド(BO)を持つ親水性部分と
を有するノニオン系界面活性剤及びホルミル基含有脂肪
族炭化水素を併用添加することによって、下記のような
効果が得られる。 1.経時安定性に優れ、浴温を30℃以上にしても添加
剤成分の消耗が従来のめっき浴と比較して非常に少な
い。 2.発泡が少なく、めっき境界面が精度良く仕上がる。 3.広い電流密度範囲で良好な光沢が得られる。特に、
浴温を高めても低電流密度範囲まで光沢を維持すること
ができる。 4.電流効率が極めて高く(90%)、ガスの発生が少
なく、ピットの発生がない。 5.高温で使用できるのでめっき浴を冷却する必要がな
く、浴を管理するのが非常に容易である。また、めっき
排液の量を少なくすることができると共に、電流効率を
さらに高めることができる。 なお、前記した各添加成分濃度は、バレルメッキ、ラッ
クメッキ、高速連続メッキ、スルホールメッキなどに対
応して任意に選択することができる。
及びメッキ作業条件を示すが、本発明はこれらの数例に
限定されるものではなく、前述した目的の主旨に添って
メッキ液の組成及びメッキ条件は任意に変更することが
できる。これらの実施例及び比較例の各めっき浴から得
られためっきの外観についてハルセル試験で評価する。
また、同時に各めっき浴の発泡性についても試験する。
すそれぞれの本発明に従うノニオン系界面活性剤、ホル
ミル基含有脂肪族炭化水素及びその他の成分を添加する
ことによって実施例1〜3のめっき浴を調製した。ま
た、上記の基本浴に本発明以外のノニオン系界面活性剤
と光沢剤との組合せを添加することにより比較例1〜6
のめっき浴を調製した。次いで、各めっき浴を使用し
て、ハルセル試験により銅板上にめっきを行った。ハル
セル条件は電流3A、時間3分であり、無撹拌とした。
また、調製しためっき浴の発泡性を試験した。これは、
めっき液30mlを共栓付きメスシリンダーに採取し、
5秒間激しく振盪し、10分間後の泡立ちの高さ(c
m)を測定することからなる。実施例1 α−ナフトールEO15モルBO5モル付加物 5.5g/l プロパンジアール 1.5g/l 2−ヒドロキシ−1−ナフトアルデヒド 0.025g/l実施例2 β−ナフトールPO3モルEO18モルBO3モル付加物 7.0g/l ペンタンジアール 2.0g/l 4−メチル−1−ナフトアルデヒド 0.02g/l実施例3 クミルフェノールEO18モルPO5モル付加物 6.6g/l ブタンジアール 2.2g/l 2,4−ジクロルベンズアルデヒド 0.01g/l比較例1 α−ナフトールEO15モル付加物 5.5g/l プロパンジアール 1.5g/l 2−ヒドロキシ−1−ナフトアルデヒド 0.025g/l比較例2 α−ナフトールEO15モルBO5モル付加物 5.5g/l 2−ヒドロキシ−1−ナフトアルデヒド 0.12g/l比較例3 β−ナフトールEO18モル付加物 7.0g/l ペンタンジアール 2.0g/l 4−メチル−1−ナフトアルデヒド 0.02g/l比較例4 β−ナフトールPO3モルEO18モルBO3モル付加物 7.0g/l 4−メチル−1−ナフトアルデヒド 0.1g/l比較例5 クミルフェノールEO18モル付加物 6.6g/l ブタンジアール 2.2g/l 2,4−ジクロルベンズアルデヒド 0.01g/l比較例6 クミルフェノールEO18モルPO5モル付加物 6.6g/l 2,4−ジクロルベンズアルデヒド 0.12g/l
すそれぞれの本発明に従うノニオン系界面活性剤、ホル
ミル基含有脂肪族炭化水素及びその他の成分を添加する
ことによって実施例4〜7のめっき浴を調製した。ま
た、上記の基本浴に本発明以外のノニオン系界面活性剤
と光沢剤との組合せを添加することにより比較例7〜1
0のめっき浴を調製した。次いで、各めっき浴を使用し
て、ハルセル試験により銅板上にめっきを行った。ハル
セル条件は電流3A、時間3分であり、無撹拌とした。
また、前記と同様にして、調製しためっき浴の発泡性を
試験した。実施例4 ビスフェノールAEO30モルPO8モル付加物 6.5g/l ブチンジアール 1.8g/l 2−クロルベンズアルデヒド 0.015g/l実施例5 β−ナフトールPO8モルEO20モル付加物 5.0g/l ラウリルアミンEO6モルPO10モル付加物 3.5g/l ヘキサンジアール 3.0g/l 2−ナフトアルデヒド 0.03g/l実施例6 α−ナフトールEO13モルPO5モル付加物 8.8g/l ブテンジアール 2.5g/l 2−ナフトアルデヒド 0.03g/l実施例7 β−ナフトールPO5モルEO13モル付加物 7.2g/l ヘキサンジアール 2.2g/l 2−メトキシナフトアルデヒド 0.01g/l ベンジリデンアセトン 0.02g/l比較例7 ビスフェノールAEO30モル付加物 6.5g/l ブチンジアール 1.8g/l 2−クロルベンズアルデヒド 0.015g/l比較例8 ビスフェノールAEO30モルPO8モル付加物 6.5g/l 2−クロルベンズアルデヒド 0.1g/l比較例9 β−ナフトールEO20モル付加物 5.0g/l ラウリルアミンEO6モル付加物 3.5g/l ヘキサンジアール 3.0g/l 1−ナフトアルデヒド 0.03g/l比較例10 β−ナフトールPO8モルEO20モル付加物 5.0g/l ラウリルアミンEO6モルPO10モル付加物 3.5g/l 1−ナフトアルデヒド 0.12g/l比較例11 スチレン化フェノールEO18モルPO5モル付加物 7.2g/l ブタンジアール 2.5g/l 1−ナフトアルデヒド 0.03g/l
き皮膜についてハルセル試験で評価した結果並びに各め
っき液の発泡性試験の結果を下記の表1に要約する。
Claims (5)
- 【請求項1】 下記の成分 (a)可溶性錫塩及び可溶性錫塩と可溶性鉛塩との混合
物よりなる群から選ばれる少なくとも1種の浴可溶性金
属塩、 (b)アルカンスルホン酸又はアルカノールスルホン酸
の1種以上、 (c)次式(I)〜(V) 【化1】 【化2】 【化3】 【化4】 【化5】 [これらの式において、−(R−O)n −は、エチレン
オキシドとプロピレンオキシド若しくはブチレンオキシ
ドとのコポリマー又はエチレンオキシドとプロピレンオ
キシドとブチレンオキシドとのコポリマーを表わし、n
は6〜100の整数を表わし、R1 はC2 〜C18アルキ
ル基又はC3 〜C18アルキレン基を表わす]で表わされ
るノニオン系界面活性剤の1種以上、 (d)分子内に少なくとも2個のホルミル基を有し、要
すればヒドロキシル基により置換されていてもよい2〜
15個の炭素原子を含有する飽和又は不飽和の直鎖状、
分岐鎖状又は環状の脂肪族炭化水素の1種以上からなる
ことを特徴とする錫又は半田光沢めっき浴。 - 【請求項2】 エチレンオキシドに対するプロピレンオ
キシド、ブチレンオキシド、又はプロピレンオキシド+
ブチレンオキシドの比が20〜70%であるノニオン系
界面活性剤を使用する請求項1記載のめっき浴。 - 【請求項3】 補助光沢剤として芳香族アルデヒド及び
芳香族ケトンの1種以上を添加した請求項1又は2記載
のめっき浴。 - 【請求項4】 酸化防止剤を添加した請求項1〜3のい
ずれかに記載のめっき浴。 - 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載のめっき
浴を使用して30℃以上の浴温で電気めっきを実施する
ことを特徴とする、錫又は半田光沢電気めっき方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP09319795A JP3419951B2 (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | 錫又は半田光沢めっき浴 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09319795A JP3419951B2 (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | 錫又は半田光沢めっき浴 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH08269777A JPH08269777A (ja) | 1996-10-15 |
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Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP09319795A Expired - Lifetime JP3419951B2 (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | 錫又は半田光沢めっき浴 |
Country Status (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US9666547B2 (en) | 2002-10-08 | 2017-05-30 | Honeywell International Inc. | Method of refining solder materials |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP4669830B2 (ja) * | 2006-11-17 | 2011-04-13 | ムラキ株式会社 | 冷却液検査具及び冷却液の検査方法 |
JP5337352B2 (ja) | 2007-04-24 | 2013-11-06 | ローム・アンド・ハース・エレクトロニック・マテリアルズ,エル.エル.シー. | 錫または錫合金電気めっき液 |
CN113292715B (zh) * | 2021-05-25 | 2023-02-07 | 德锡化学(山东)有限公司 | Po/eo嵌段共聚物表面活性剂、制备方法及高速镀锡添加剂组合物 |
-
1995
- 1995-03-28 JP JP09319795A patent/JP3419951B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US9666547B2 (en) | 2002-10-08 | 2017-05-30 | Honeywell International Inc. | Method of refining solder materials |
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