JP3425646B2 - 電着皮膜組成比安定用の錫―鉛合金めっき浴 - Google Patents
電着皮膜組成比安定用の錫―鉛合金めっき浴Info
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Description
し、広い電流密度範囲において電着皮膜組成比(即ち、S
n/Pb比)をめっき浴と同様の組成比で有効に安定化
できるものを提供する。
向上するための皮膜、或は、エッチングレジスト用の皮
膜として、半導体デバイスなどの電子工業や弱電工業用
の部品などに広く利用されているが、錫−鉛合金めっき
ではその用途に応じて、組成の異なる電着皮膜が要求さ
れる。即ち、ホイスカーの発生を抑制したい場合にはP
b組成比が数〜20%程度の皮膜、耐食性が要求される
ものではPb組成比が70〜80%程度のもの、プリン
ト基板のエッチングレジスト用にはSn/Pb=60/
40の共晶皮膜が夫々施される。従って、錫−鉛合金め
っきでは、電流密度の条件が低密度から高密度まで様々
に変化しても、常にSn/Pb組成比が安定な皮膜が求
められ、Sn/Pb比が変動することは好ましくない。
の重要性を具体的なめっき処理の面から説明すると、例
えば、錫―鉛合金めっきを施したプリント基板は、オー
バーハングを除去したり、半田付け性を向上するために
フュージング処理(溶融処理)を施すが、この際に、プリ
ント基板の表面部分とスルーホール部の各電着物の組成
比が異なると、両部分での電着物の融点に差が生じるた
めに不均一で粗野なフュージング面になる。従って、プ
リント基板に施す錫―鉛合金めっきでは、基板表面から
スルーホール内部に亘って均一な組成の電着物を付着す
ることが要求される。
では、同じSn/Pb組成比のめっき浴を用いても高電
流密度でめっきした場合と低電流密度でめっきした場合
では、電着皮膜中のSn/Pb比率が異なってしまうた
め、用途に合わせてめっき浴中のSn/Pb組成比を適
宜調整しなければならなかった。また、バレルめっき、
ラックめっき、連続めっきなどのめっき方式に合わせ
て、浴中のSn/Pb組成比を調整することも必要にな
る。さらに、用途やめっき方式に合わせたSn/Pb組
成比にめっき浴の金属組成を調整しても、被めっき物の
形状や極間距離の相違等から生じる電流密度の違いによ
り、同一被めっき物中においても皮膜のSn/Pb組成
比にバラツキが生じるという問題点があった。
公報で、有機スルホン酸を用いた錫−鉛合金めっき浴
に、アルキル基が置換した特定のナフタレンスルホン酸
(以下、アルキルナフタレンスルホン酸という)及びその
塩を含有させて、広い電流密度範囲で電着皮膜のSn/
Pb組成比を安定化できる技術を開示した。
術のアルキルナフタレンスルホン酸及びその塩を出発点
として、当該化合物とは異なる別種の化合物を用いて、
広い電流密度範囲において電着皮膜のSn/Pb比をめ
っき浴と同様の組成比で安定化させることにより、その
作用を強化し、Sn−Pb合金めっきの電着皮膜組成比
安定性を改善することを技術的課題とする。
技術のアルキルナフタレンスルホン酸類を含有する錫−
鉛合金めっき浴を継続的に研究した延長上で、当該ナフ
タレンスルホン酸類の各種誘導体について鋭意研究した
結果、ナフトールスルホン酸又はその塩において、ナフ
タレン環に対するスルホン酸基と水酸基の置換位置の相
違が錫−鉛合金めっきの電着皮膜組成比に多大な影響を
及ぼすことを発見した。即ち、ナフタレン環のスルホン
酸基(或はスルホネート基)と水酸基が特定位置にある一
連のナフトールスルホン酸類は、このような特定位置に
ないナフトールスルホン酸類に比べて、下記の(1)〜(2)
の作用を奏する点で特異な選択的有効性が認められるこ
とを見い出し、本発明を完成した。 (1)めっき浴中の溶解Sn/Pb組成比と同様の組成比
の錫−鉛合金の電着皮膜が得られる。 (2)電流密度が低密度〜高密度の範囲で広く変化して
も、析出する電着皮膜中のSn/Pb組成比が安定化す
る。
び可溶性鉛塩、 (B)1−ナフトール−2−スルホン酸、1−ナフトール
−3−スルホン酸、1−ナフトール−5−スルホン酸、
1−ナフトール−8−スルホン酸及び2−ナフトール−
1−スルホン酸からなる群より選ばれた無置換の、或
は、ハロゲン、C1〜C6アルキル基、C1〜C6アルコキ
シ基、カルボキシル基、ニトロ基、アミノ基、モノ又は
ジ−C1〜C6アルキルアミノ基、シアノ基、アリール
基、メルカプト基及びC 1 〜C 6 アルキルチオ基を1〜6
個有するナフトールスルホン酸、ハロゲン、C 1 〜C 6 アルキル基、C 1 〜C 6 アルコキシ
基、カルボキシル基、ニトロ基、アミノ基、モノ又はジ
−C 1 〜C 6 アルキルアミノ基、シアノ基、アリール基、
メルカプト基及びC 1 〜C 6 アルキルチオ基を1〜6個有
する1−ナフトール−4−スルホン酸、 或はその塩の少
なくとも一種からなる電着皮膜組成比安定剤を含有する
ことを特徴とする電着皮膜組成比安定用の錫−鉛合金め
っき浴である。
アルカンスルホン酸、アルカノールスルホン酸の少なく
とも一種を用いた浴であることを特徴とする電着皮膜組
成比安定用の錫−鉛合金めっき浴である。
浴に、さらに界面活性剤を含有させることを特徴とする
電着皮膜組成比安定用の錫−鉛合金めっき浴である。
ずれかのめっき浴に、さらに酸化防止剤を含有させるこ
とを特徴とする電着皮膜組成比安定用の錫−鉛合金めっ
き浴である。
は、1−ナフトール−2−スルホン酸、1−ナフトール
−3−スルホン酸、1−ナフトール−4−スルホン酸、
1−ナフトール−5−スルホン酸、1−ナフトール−8
−スルホン酸、2−ナフトール−1−スルホン酸よりな
る特定位置にスルホン酸基と水酸基を有するナフトール
スルホン酸、或はその塩をいい、これらの特定ナフトー
ルスルホン酸は無置換であっても良いし、ナフタレン環
にハロゲン、C1〜C6アルキル、C1〜C6アルコキシ、
カルボキシル基、ニトロ基、アミノ基、モノ又はジ−C
1〜C6アルキルアミノ基、シアノ基、アリール基、メル
カプト基及びC1〜C6アルキルチオ基などの置換基を1
〜6個有したものでも良い。但し、1−ナフトール−4
−スルホン酸については、上記置換基を1〜6個有した
ものだけが本発明に含まれ、無置換のものは排除され
る。上記ナフトールスルホン酸の塩は、リチウム、ナト
リウム、カリウムなどのアルカリ金属塩、マグネシウ
ム、カルシウムなどのアルカリ土類金属塩、アンモニウ
ム塩、ジエチルアミン、トリエチルアミン、アニリン、
ピリジン、トリエタノールアミンなどのアミン塩などを
いう。
のナフトールスルホン酸、或はそのナトリウム、カリウ
ム塩などが挙げられる。 (1)1−ナフトール−2−スルホン酸 (2)1−ナフトール−3−スルホン酸(3)1−ナフトール−5−スルホン酸 (4)1−ナフトール−8−スルホン酸 (5)2−ナフトール−1−スルホン酸 (6)1−ナフトール−4−プロピル−5−スルホン酸 (7)1−ナフトール−4−メチル−2−スルホン酸 (8)1−ナフトール−4−メトキシ−2−スルホン酸 (9)1−ナフトール−8−クロロ−2−スルホン酸 (10)1−ナフトール−2−アミノ−4−スルホン酸 (11)1−ナフトール−8−アミノ−4−スルホン酸 (12)1−ナフトール−2−ニトロ−8−スルホン酸 (13)1−ナフトール−5−カルボキシ−2−スルホン酸 (14)1−ナフトール−3−エチル−8−スルホン酸 (15)1−ナフトール−2−クロロ−3−スルホン酸 (16)1−ナフトール−3−ブロモ−8−スルホン酸 (17)1−ナフトール−3−エトキシ−8−スルホン酸 (18)1−ナフトール−4−メチル−8−スルホン酸 (19)1−ナフトール−4−メトキシ−8−スルホン酸 (20)2−ナフトール−4−メチル−1−スルホン酸 (21)2−ナフトール−6−エトキシ−1−スルホン酸
ナフトール−2−スルホン酸、1−ナフトール−3−ス
ルホン酸、1−ナフトール−5−スルホン酸、1−ナフ
トール−8−スルホン酸、2−ナフトール−1−スルホ
ン酸及びこれらのアルキル置換型の化合物、或はこれら
の塩が好ましい。
でき、その添加量はめっき浴全体に対して0.001〜
20g/L、好ましくは0.01〜5g/Lである。
しては、排水処理の容易なアルカンスルホン酸、アルカ
ノールスルホン酸、芳香族スルホン酸などの有機スルホ
ン酸、或は脂肪族カルボン酸などの有機酸が好ましい
が、ホウフッ化水素酸、ケイフッ化水素酸、スルファミ
ン酸などの無機酸でも良い。
CnH2n+1SO3H(例えば、n=1〜5、好ましくは1〜
3)で示されるものが使用でき、具体的には、メタンス
ルホン酸、エタンスルホン酸、1―プロパンスルホン
酸、2―プロパンスルホン酸、1―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などの外、
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。
学式 CmH2m+1-CH(OH)-CpH2p-SO3H(例えば、m=0
〜2、p=1〜3) で示されるものが使用でき、具体的には、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、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―スルホン酸などの
外、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、4―ヒドロキシブ
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―ヒドロキシドデカン―1―スルホン酸などが挙げら
れる。
スルホン酸、フェノールスルホン酸、クレゾールスルホ
ン酸、トルエンスルホン酸などが挙げられる。
ロピオン酸、酪酸、クエン酸、酒石酸、グルコン酸、ト
リフルオロ酢酸、スルホコハク酸などが挙げられる。
0g/L、好ましくは50〜200g/Lである。
有機塩、無機塩を問わず任意の可溶性の塩類を使用でき
るが、前記有機スルホン酸の塩類が好ましく、錫及び鉛
の総濃度は、金属に換算して0.1〜200g/L、好
ましくは5〜100g/Lである。
面活性剤、平滑剤、光沢剤、半光沢剤、酸化防止剤、p
H調整剤などのめっき浴に通常使用される添加剤を必要
に応じて混合できることは言うまでもない。
密着性、平滑性などを向上するために添加され、ノニオ
ン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界
面活性剤、或は両性界面活性剤を単用又は併用すること
ができる。その添加量は0.01〜100g/L、好ま
しくは0.1〜50g/L、より好ましくは1〜20g
/Lである。
は、C1〜C20アルカノール、フェノール、ナフトー
ル、ビスフェノール類、C1〜C25アルキルフェノー
ル、アリールアルキルフェノール、C1〜C25アルキル
ナフトール、C1〜C25アルコキシル化リン酸(塩)、ソ
ルビタンエステル、ポリアルキレングリコール、C1〜
C22脂肪族アミン、C1〜C22脂肪族アミドなどにエチ
レンオキシド(EO)及び/又はプロピレンオキシド(P
O)を2〜300モル付加させたものや、トリアルキル
アミンオキシド、C1〜C25アルコキシル化リン酸(塩)
などが挙げられる。
レンオキシド(PO)を付加縮合させるC1〜C20アルカ
ノールとしては、n−ブタノール、t−ブタノール、n
−ヘキサノール、オクタノール、デカノール、ラウリル
アルコール、ミリスチルアルコール、ステアリルアルコ
ール、エイコサノール、セチルアルコール、オレイルア
ルコール、ドコサノールなどが挙げられる。同じくビス
フェノール類としては、ビスフェノールA、ビスフェノ
ールB、ビスフェノールFなどが挙げられる。C1〜C
25アルキルフェノールとしては、モノ、ジ、若しくはト
リアルキル置換フェノール、例えば、p−メチルフェノ
ール、p−ブチルフェノール、p−イソオクチルフェノ
ール、p−ノニルフェノール、p−ヘキシルフェノー
ル、2,4−ジブチルフェノール、2,4,6−トリブチ
ルフェノール、ジノニルフェノール、p−ラウリルフェ
ノール、p−ステアリルフェノールなどが挙げられる。
アリールアルキルフェノールとしては、2−フェニルイ
ソプロピルフェノール、クミルフェノール、(モノ、ジ又
はトリ)スチレン化フェノール、(モノ、ジ又はトリ)ベン
ジルフェノールなどが挙げられる。C1〜C25アルキル
ナフトールのアルキル基としては、メチル、エチル、プ
ロピル、ブチル、ヘキシル、オクチル、デシル、ラウリ
ル、ステアリルなどが挙げられ、ナフタレン核の任意の
位置に1個、或は2個以上あっても良い。上記C1〜C
25アルコキシル化リン酸(塩)は、下記の一般式(a)で表
されるものである。
キル、但し、一方がHであっても良い。MはH又はアルカ
リ金属を示す。)
はトリエステル化した1,4−、1,5−又は3,6−ソ
ルビタン、例えばソルビタンモノラウレート、ソルビタ
ンモノパルミテート、ソルビタンジステアレート、ソル
ビタンジオレエート、ソルビタン混合脂肪酸エステルな
どが挙げられる。C1〜C22脂肪族アミンとしては、プ
ロピルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチ
ルアミン、デシルアミン、ラウリルアミン、ミリスチル
アミン、ステアリルアミン、オレイルアミン、牛脂アミ
ン、エチレンジアミン、プロピレンジアミンなどの飽和
及び不飽和脂肪酸アミンなどが挙げられる。C1〜C22
脂肪族アミドとしては、プロピオン酸、酪酸、カプリル
酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチ
ン酸、ステアリン酸、オレイン酸、ベヘン酸、ヤシ油脂
肪酸、牛脂脂肪酸などのアミドが挙げられる。
表される化合物である。
a、RaはC1〜3アルキレンを表し、R2及びR3は同一
又は異なっても良く、C1〜6アルキル、又はC1〜6ヒド
ロキシルアルキルを表す)
ては、ドデシルジメチルアミンオキシド、ヤシ油脂肪酸
アミドプロピルジメチルアミンオキシド、ドデシルジ
(ヒドロキシエチル)アミンオキシド、パルミチルジプロ
ピルアミンオキシド、ステアロイルアミドプロピルジエ
チルアミンオキシドなどが挙げられる。
の一般式(c)で表される第4級アンモニウム塩
カンスルホン酸又は硫酸、R1、R2、R3及びR4は同一
又は異なるC1〜C20アルキル、アリール又はベンジル
を示す。)
ニウム塩などが挙げられる。
カンスルホン酸又は硫酸、R5はC1〜C20アルキル、R
6はH又はC1〜C10アルキルを示す。)
ては、ラウリルトリメチルアンモニウム塩、ステアリル
トリメチルアンモニウム塩、ラウリルジメチルエチルア
ンモニウム塩、ステアリルジメチルエチルアンモニウム
塩、ジメチルベンジルラウリルアンモニウム塩、セチル
ジメチルベンジルアンモニウム塩、ステアリルジメチル
ベンジルアンモニウム塩、トリメチルベンジルアンモニ
ウム塩、トリエチルベンジルアンモニウム塩、ジメチル
ジフェニルアンモニウム塩、ベンジルジメチルフェニル
アンモニウム塩、セチルピリジニウム塩、ラウリルピリ
ジニウム塩、ステアリルアミンアセテート、ラウリルア
ミンアセテートなどが挙げられる。
キル硫酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫
酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル
硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、(モノ、ジ、ト
リ)アルキルナフタレンスルホン酸塩などが挙げられ
る。アルキル硫酸塩としては、ラウリル硫酸ナトリウ
ム、オレイル硫酸ナトリウムなどが挙げられる。ポリオ
キシアルキレンアルキルエーテル硫酸塩としては、ポリ
オキシエチレン(EO12)ノニルエーテル硫酸ナトリウ
ム、ポリオキシエチレン(EO15)ラウリルエーテル硫
酸ナトリウムなどが挙げられる。ポリオキシアルキレン
アルキルフェニルエーテル硫酸塩としては、ポリオキシ
エチレン(EO15)ノニルフェニルエーテル硫酸塩など
が挙げられる。アルキルベンゼンスルホン酸塩として
は、ラウリルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどが挙げ
られる。また、(モノ、ジ、トリ)アルキルナフタレンスル
ホン酸塩としては、ジブチルナフタレンスルホン酸ナト
リウムなどが挙げられる。
ン型、アミノカルボン酸型、カルボキシベタイン型、ス
ルホベタイン型などが挙げられる。当該イミダゾリン型
の両性界面活性剤は次式(e)で表される。
H、(CH2)mCH2COOM、R3はC1〜25アルキル、
(CH2)nCOOM、(CH2)nSO3M、CH(OH)CH2
SO3Mを表し、k、m、nは1〜4の整数を夫々表
し、Mは水素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アン
モニウム、アミンを表し、Xはハロゲン、OH、C1〜6
アルカンスルホネートを表す)
例としては、2−ウンデシル−1−カルボキシメチル−
1−ヒドロキシエチルイミダゾリウムベタイン、2−オ
クチル−1−カルボキシメチル−1−カルボキシメチル
オキシエチルイミダゾリウムベタイン、2−オレイル−
1−カルボキシメチル−1−ヒドロキシエチルイミダゾ
リウムベタイン、2−ミリスチル−1−カルボキシエチ
ル−1−ヒドロキシエチルイミダゾリウムベタイン、2
−パルミチル−1−スルホプロピル−1−カルボキシメ
チルオキシメチルイミダゾリウムベタインなどが挙げら
れる。
は次式(f)又は(g)で表される。 R1・R2−N−(CH2)nCOOM …(f) 〔R1・R2−N−(CH2)nCOOH〕・A …(g) (式(f)又は(g)中、R1はC1〜20アルキル、R3(NH
C2H4)kであり、R2は水素、R3NHC2H4であり、R
3はC1〜20アルキル、kは1〜3の整数を表す)アミノ
カルボン酸型の両性界面活性剤の具体例としては、β−
ヤシ油アルキルアミノプロピオン酸ナトリウム、ドデシ
ルジアミノエチルグリシン塩酸塩、ステアリルジアミノ
エチルグリシンナトリウム塩、ジオクチルアミノエチル
グリシン、N−ラウリルアミノプロピオン酸などが挙げ
られる。
イン型の両性界面活性剤は次式(h)〜(k)で表される。 R1・R2・R3−N+−CH2(CH2)nR4 …(h) 〔R1−(NHC2H4)2−N+(R2・R3)〕−CH2(CH2)nR4 …(i) 〔R1CONH(CH2)m−N+(R2・R3)〕−CH2(CH2)nR4 …(j) 〔R1CONH(CH2)m−N+(R2・R3)〕−CH2CH(OH)−(CH2)nR4 …(k) (式(h)〜(k)中、R1はC1〜20アルキル;R2は水素、
メチル;R3は水素、メチル、エチル;R4はカルボキシ
ル基、スルホン酸基で水素又はアルカリ金属とイオン結
合しても良い;mは1〜4の整数;nは0〜4の整数を
表す)
イン型の両性界面活性剤の具体例としては、N−ステア
リル−N,N−ジメチル−N−カルボキシメチルベタイ
ン、N−オレイル−N,N−ジメチル−N−カルボキシ
メチルベタイン、N−デシル−N,N−ジメチル−N−
カルボキシメチルベタイン、N−ドデシル−N,N−ジ
メチル−N−カルボキシメチルベタイン、N−ヤシ油脂
肪酸アミドプロピル−N,N−ジメチルアミノ酢酸ベタ
イン、N−ラウリル酸アミドプロピル−N,N−ジメチ
ルアミノ−2−プロパノールスルホン酸カリウム塩、N
−パルミチル−N,N−ジエチル−N−スルホプロピル
ベタイン、N−オクチル−N,N−ジメチルタウリンナ
トリウム塩などが挙げられる。
めに含有され、各種の上記界面活性剤と併用することに
より、さらに相乗的な効果を奏する。当該平滑剤は、錫
−鉛合金めっきに常用されるものであれば原則として使
用できるが、下記の一般式(p)〜(s)で表されるものが
特に有用である。
ル基、RIは水素、水酸基又は存在しない場合、RIIは
アルキレン基(C1〜4)、フェニレン基又はベンジル基、
RIIIは水素又はアルキル基(C0〜4)である。)
ル基である。)
及びR5は夫々同一又は異なっていても良く、(1)H、
(2)―SH、(3)―OH、(4)OR(Rは所望により―CO
OHで置換されていても良いC1〜6アルキル基)、(5)O
H、ハロゲン、―COOH、―(CO)COOH、アリー
ル又はOC1〜6アルキル基で置換されていても良いC1
〜6アルキル基を意味する。)
ヒドロキシブチリデン)―p―スルファニル酸、N―ブ
チリデンスルファニル酸、N―シンナモイリデンスルフ
ァニル酸、2,4―ジアミノ―6―(2′―メチルイミダ
ゾリル(1′))エチル―1,3,5―トリアジン、2,4―
ジアミノ―6―(2′―エチル―4―メチルイミダゾリ
ル(1′))エチル―1,3,5―トリアジン、2,4―ジア
ミノ―6―(2′―ウンデシルイミダゾリル(1′))エチ
ル―1,3,5―トリアジン、サリチル酸フェニルなどが
挙げられる。
類系の平滑剤としては、特に、ベンズオキサゾール、ベ
ンズイミダゾール、ベンゾチアゾール、2―メチルベン
ゾチアゾール、2−メチルベンズイミダゾール、2―
(メチルメルカプト)ベンゾチアゾール、2−アミノベン
ズイミダゾール、2―アミノベンゾチアゾール、2―ア
ミノ―6―メトキシベンゾチアゾール、2―メチル―5
―クロロベンゾチアゾール、2―ヒドロキシベンゾチア
ゾール、2−メルカプトベンズイミダゾール、2−メル
カプトベンゾチアゾール、2−メルカプトベンズオキサ
ゾール、2―アミノ―6―メチルベンゾチアゾール、2
―クロロベンゾチアゾール、2,5―ジメチルベンゾチ
アゾール、6―ニトロ―2―メルカプトベンゾチアゾー
ル、5―ヒドロキシ―2―メチルベンゾチアゾール、2
―ベンゾチアゾールチオ酢酸などが挙げられる。さらに
は、1,10−フェナントロリン、ネオクプロインのよ
うなフェナントロリン化合物、2,2′−ビピリジル、
2,2′,2′′−テルピリジルのようなピリジン化合
物、キノリン、2,2′−ジキノリンのようなキノリン
化合物も有効である。
/L、好ましくは0.01〜5g/Lである。
化を防止するために使用され、具体的には、ハイドロキ
ノン、カテコール、レゾルシン、フロログルシン、ピロ
ガロール、カテコールスルホン酸、ハイドロキノンスル
ホン酸、3,4,5−トリヒドロキシ安息香酸、フェノー
ルスルホン酸、クレゾールスルホン酸などである。
/L、好ましくは0.2〜2g/Lである。
濃度は、バレルめっき、ラックめっき、高速連続めっ
き、スルーホールめっき等に対応して任意に選択でき
る。本発明の電気めっき浴は従来の錫−鉛合金めっき浴
と同様に用いることができ、具体的には、めっき浴の温
度は10〜65℃、好ましくは室温〜50℃、陰極電流
密度は0.01〜120A/dm2、好ましくは0.1〜
100A/dm2で良好に電気めっきを行うことができ
る。
タレン環の特定位置にスルホン酸基と水酸基が結合する
本発明のナフトールスルホン酸又はその塩は、特定位置
にないそれ以外のナフトールスルホン酸類に比べて、電
流密度が様々に変化しても電着皮膜中のSn/Pb組成
比は余り変化せずに一定であり、その中心組成比からの
バラツキ範囲も小さい。また、本発明のナフトールスル
ホン酸又はその塩では、電着皮膜のSn/Pb組成比は
錫−鉛合金めっき浴の組成比とほぼ同じである。このこ
とから、ナフトールスルホン酸又はその塩では、ナフタ
レン環に対するスルホン酸及び水酸基の置換位置が錫−
鉛合金めっきの電着皮膜安定性に大きな影響を及ぼし、
本発明の6種類の特定位置にあるナフトールスルホン酸
又はその塩だけが電着皮膜のSn/Pb組成比を安定に
するという特異な選択的有効性を示すのである。
合金めっき浴に特定のナフトールスルホン酸又はその塩
を含有するため、低密度から高密度までの広い電流密度
範囲に亘る様々な電流密度仕様でも、電着皮膜中のSn
/Pb組成比を有効に安定化でき、ホイスカー防止用、
耐食性用、或はエッチングレジスト用など、用途に応じ
た組成比の錫−鉛合金めっきを良好且つ均質に形成でき
る。また、後述の試験例に示すように、錫−鉛合金めっ
き浴と同様のSn/Pb組成比の電着皮膜を形成できる
ため、浴組成の調整により所定組成比の電着皮膜を容易
に作成できる。しかも、電着後のフュージング面も均一
に保持でき、被めっき物の形状が複雑で極間距離に差異
がある場合でも、同一被めっき物中に均一な組成比の皮
膜を形成できる。一方、冒述の従来技術のアルキルナフ
タレンスルホン酸類に比べても、本発明の特定のナフト
ールスルホン酸又はその塩は、電着皮膜組成比安定性の
効果が向上する。
はアルカノールスルホン酸浴を使用するため、排水処理
が容易で当該処理コストを低減できる。
有するため、電着皮膜の密着性、緻密性、平滑性、皮膜
外観などを向上できる。
に、各実施例のめっき浴における電流密度の変化に伴う
電着皮膜の錫組成比の測定結果を説明する。尚、本発明
は下記の実施例に拘束されるものではなく、本発明の技
術的思想の範囲内で多くの変形をなし得ることは勿論で
ある。
意し、各基本めっき浴に含有する特定のナフトールスル
ホン酸又はその塩の種類を変化させて実施例1〜8、実
施例9〜16、実施例17〜18及び実施例19〜20
を建浴するとともに、当該特定のナフトールスルホン酸
又はその塩に替えて、特定種類以外のナフトールスルホ
ン酸又はその塩、或はナフタレンスルホン酸塩などを用
いためっき浴を比較例1〜7、比較例8〜14、比較例
15及び比較例16〜17として建浴した。即ち、上記
基本めっき浴のうちの一つ(界面活性剤を用いない浴)を
実施例1に代表させ、実施例1のナフトールスルホン酸
塩の種類と含有率を変化させたものを実施例2〜7及び
比較例1〜7(但し、比較例5〜7はナフタレンスルホン
酸塩、或はアルキルナフタレンスルホン酸塩を使用)とし
て示した。第二の基本めっき浴(界面活性剤を用いた浴)
を実施例9に代表させ、実施例9のナフトールスルホン
酸塩の種類と含有率を変化させたものを実施例10〜1
6及び比較例8〜14(但し、比較例12〜14はナフタ
レンスルホン酸塩、或はアルキルナフタレンスルホン酸
塩を使用)として示した。第三の基本めっき浴を実施例
17に代表させ、実施例17のナフトールスルホン酸塩
の種類と含有率を変化させたものを実施例18及び比較
例15として示した。また、第四の基本めっき浴を実施
例19に代表させ、実施例19のナフトールスルホン酸
塩の種類を変化させたものを実施例20及び比較例16
〜17(但し、比較例17はアルキルナフタレンスルホン
酸塩を使用)として示した。
き浴を建浴した。 メタンスルホン酸第一錫(Sn2+として) 54g/L メタンスルホン酸鉛(Pb2+として) 6g/L 遊離メタンスルホン酸 160g/L 1−ナフトール−2−スルホン酸ナトリウム 0.1g/L ハイドロキノン 1g/L イオン交換水 1Lに調整
ン酸塩0.1g/Lに替えて、1−ナフトール−3−ス
ルホン酸ナトリウム0.5g/Lを使用した。
ン酸塩0.1g/Lに替えて、1−ナフトール−5−ス
ルホン酸ナトリウム0.5g/Lを使用した。
ン酸塩0.1g/Lに替えて、1−ナフトール−8−ス
ルホン酸ナトリウム0.1g/Lを使用した。
ン酸塩0.1g/Lに替えて、2−ナフトール−1−ス
ルホン酸カリウム0.5g/Lを使用した。
ン酸塩0.1g/Lに替えて、1−ナフトール−4−メ
チル−2−スルホン酸ナトリウム0.5g/Lを使用し
た。
ン酸塩0.1g/Lに替えて、1−ナフトール−2−メ
トキシ−8−スルホン酸0.5g/Lを使用した。
ン酸塩0.1g/Lに替えて、2−ナフトール−8−ス
ルホン酸ナトリウム0.5g/Lを使用した。
ン酸塩0.1g/Lに替えて、2−ナフトール−6−ス
ルホン酸0.5g/Lを使用した。
ン酸塩0.1g/Lに替えて、2−ナフトール−3−ス
ルホン酸カリウム0.5g/Lを使用した。
ン酸塩0.1g/Lに替えて、2−ナフトール−4−ス
ルホン酸ナトリウム0.5g/Lを使用した。
ン酸塩0.1g/Lに替えて、1−ナフタレンスルホン
酸ナトリウム0.5g/Lを使用した。
ン酸塩0.1g/Lに替えて、2−ナフタレンスルホン
酸ナトリウム0.5g/Lを使用した。
ン酸塩0.1g/Lに替えて、ジブチルナフタレンスル
ホン酸ナトリウム0.5g/Lを使用した。
き浴を建浴した。 2−ヒドロキシプロパン −1−スルホン酸第一錫(Sn2+として) 32g/L 2−ヒドロキシプロパン−1−スルホン酸鉛(Pb2+として) 8g/L 遊離2−ヒドロキシプロパン−1−スルホン酸 120g/L 1−ナフトール−2−スルホン酸ナトリウム 0.5g/L β−ナフトールポリエトキシレート(EO13) 5g/L ラウリルアミンポリエトキシレート(EO12) −ポリプロポキシレート(PO3) 3g/L カテコール 0.7g/L イオン交換水 1Lに調整
ホン酸塩0.5g/Lに替えて、1−ナフトール−3−
スルホン酸ナトリウム0.5g/Lを使用した。
ホン酸塩0.5g/Lに替えて、1−ナフトール−5−
スルホン酸0.25g/Lと1−ナフトール−8−スル
ホン酸ナトリウム0.25g/Lを併用した。
ホン酸塩0.5g/Lに替えて、1−ナフトール−8−
スルホン酸0.5g/Lを使用した。
ホン酸塩0.5g/Lに替えて、2−ナフトール−1−
スルホン酸カリウム0.5g/Lを使用した。
ホン酸塩0.5g/Lに替えて、1−ナフトール−4−
メチル−2−スルホン酸ナトリウム0.1g/Lを使用
した。
ホン酸塩0.5g/Lに替えて、1−ナフトール−2−
メトキシ−8−スルホン酸カリウム0.1g/Lを使用
した。
ン酸塩0.5g/Lに替えて、2−ナフトール−8−ス
ルホン酸ナトリウム0.5g/Lを使用した。
ン酸塩0.5g/Lに替えて、2−ナフトール−6−ス
ルホン酸ナトリウム0.5g/Lを使用した。
ホン酸塩0.1g/Lに替えて、2−ナフトール−3−
スルホン酸0.5g/Lを使用した。
ホン酸塩0.5g/Lに替えて、2−ナフトール−4−
スルホン酸ナトリウム0.5g/Lを使用した。
ホン酸塩0.5g/Lに替えて、1−ナフタレンスルホ
ン酸ナトリウム0.5g/Lを使用した。
ホン酸塩0.5g/Lに替えて、2−ナフタレンスルホ
ン酸ナトリウム0.5g/Lを使用した。
ホン酸塩0.5g/Lに替えて、ジブチルナフタレンス
ルホン酸ナトリウム0.5g/Lを使用した。
っき浴を建浴した。 2−ヒドロキシエタンスルホン酸第一錫(Sn2+として) 49g/L 2−ヒドロキシエタンスルホン酸鉛(Pb2+として) 21g/L 遊離2−ヒドロキシエタンスルホン酸 200g/L 1−ナフトール−2−スルホン酸ナトリウム 0.7g/L トリスチレン化フェノールポリエトキシレート(EO20) 10g/L 1,10−フェナントロリン 0.007g/L イオン交換水 1Lに調整
ルホン酸塩0.7g/Lに替えて、1−ナフトール−8
−スルホン酸カリウム0.5g/Lを使用した。
ルホン酸塩0.7g/Lに替えて、2−ナフトール−8
−スルホン酸ナトリウム0.7g/Lを使用した。
っき浴を建浴した。 エタンスルホン酸第一錫(Sn2+として) 9g/L エタンスルホン酸鉛(Pb2+として) 1g/L 遊離エタンスルホン酸 90g/L 1−ナフトール−4−メチル−8−スルホン酸ナトリウム 0.5g/L ラウリルアルコールポリエトキシレート(EO15) −ポリプロポキシレート(PO5) 5g/L ハイドロキノン 0.5g/L イオン交換水 1Lに調整
ルホン酸塩0.5g/Lに替えて、2−ナフトール−1
−スルホン酸カリウム0.5g/Lを使用した。
ルホン酸塩0.5g/Lに替えて、2−ナフトール−6
−スルホン酸ナトリウム0.5g/Lを使用した。
ルホン酸塩0.5g/Lに替えて、ジブチルナフタレン
スルホン酸ナトリウム0.5g/Lを使用した。
で、上記実施例1〜16及び比較例1〜14で得られた
錫−鉛合金めっき浴について、10A/dm2〜50A
/dm2の様々な陰極電流密度でめっきを行い、電着皮
膜中のSn組成比(%)を調べた。めっき条件の詳細は次
の通りである。 (1)陰極電流密度:10、20、30、40及び50A/dm2 (2)めっき時間 :20A・min/dm2になるように設定 (3)陽 極 :白金被覆チタン電極 (4)浴 温 :35℃ (5)撹 拌 :スターラー撹拌(1200rpm) (6)被めっき物 :30×80mm銅板 (7)浴 量 :3L
5で得られた錫−鉛合金めっき浴について、60A/d
m2、90A/dm2及び120A/dm2の高電流密度
でめっきを行い、電着皮膜中のSn組成比(%)を調べ
た。但し、他のめっき条件は上記実施例1〜16の場合
と同様に設定した。逆に、上記実施例19〜20及び比
較例16〜17で得られた錫−鉛合金めっき浴につい
て、0.1A/dm2、0.5A/dm2及び1A/dm2
の低電流密度でめっきを行い、電着皮膜中のSn組成比
(%)を調べた。この場合、めっき時間は2A・min/
dm2になるように設定し、他のめっき条件は前記実施
例1〜16の場合と同様に設定した。
活性剤を使用しなかった系列である実施例1〜8及び比
較例1〜7を見ると、10A/dm2から50A/dm2
までの様々な電流密度仕様の条件でも、実施例1〜8の
電着皮膜中のSn組成比は90%前後に収まっており、
そのバラツキの範囲(Range)も±0.4〜2.3%の狭い
範囲内にとどまった。しかも、同系列のめっき浴は、前
述の通り、Sn塩を54g/L、Pb塩を6g/L含有
することから、そのSn組成比は(54/54+6)×1
00=90%であり、この浴組成比と同様の電着皮膜が
得られた。これに対して、上記実施例とは異なるナフト
ールスルホン酸又はその塩、或はナフタレンスルホン酸
塩を使用した比較例1〜6では、電着皮膜中のSn組成
比は電流密度が高密度になるほど90%から大きく外
れ、組成比のバラツキ範囲も拡大した。このため、40
A/dm2以上の電流密度条件での試験は省略した。ま
た、ジアルキルナフタレンスルホン酸塩を用いた比較例
7は比較例1〜6よりSn組成比及びそのバラツキ範囲
は改善されていたが、実施例1〜8には及ばなかった。
酸、1−ナフトール−3−スルホン酸、1−ナフトール
−5−スルホン酸、1−ナフトール−8−スルホン酸、
2−ナフトール−1−スルホン酸又はその塩、或はこれ
らのアルキル置換ナフトールスルホン酸又はその塩を含
有する錫−鉛合金めっき浴は、これらの特定位置とは異
なる位置にスルホン酸基と水酸基を有するナフトールス
ルホン酸又はその塩を含有するめっき浴に比べて、電着
皮膜安定性の点で特異な選択的有効性を備えることが明
確になった。また、ナフタレンスルホン酸塩、或はアル
キルナフタレンスルホン酸塩を含有するめっき浴に比べ
て同様の結果であった。即ち、ナフトールスルホン酸或
はその塩においては、ナフタレン環に対するスルホン酸
基と水酸基の置換位置が錫−鉛合金めっきの電着皮膜組
成比に大きく影響し、本発明の6種類の特定位置にある
ナフトールスルホン酸又はその塩だけが特異的に電着皮
膜のSn/Pb組成比を有効に安定化できることが確認
できた。
実施例9〜16及び比較例8〜14を見ると、同系列の
めっき浴のSn組成比は、(32/32+8)×100=
80%である。実施例9〜16では、10A/dm2か
ら50A/dm2までの様々な電流密度仕様の条件で
も、電着皮膜中のSn組成比は80%前後に収まり、そ
のバラツキ範囲も±0.7〜2.7%の狭い範囲内にとど
まったうえ、浴組成比と同様の電着皮膜が得られた。こ
れに対して、比較例8〜13では、電着皮膜中のSn組
成比は電流密度が高密度になるほど80%から大きく外
れ、組成比のバラツキ範囲も拡大した。ジアルキルナフ
タレンスルホン酸塩を用いた比較例14は比較例8〜1
3よりSn組成比及びそのバラツキ範囲は改善されてい
たが、実施例9〜16には及ばなかった。この点で、界
面活性剤を使用しない系列と同様の結果を示した。従っ
て、当該実施例9〜16で使用した6種類の特定ナフト
ールスルホン酸塩又はそのアルキル置換型の塩は、これ
らの特定された化合物とは異なるナフトールスルホン酸
塩やナフタレンスルホン酸塩などとは、電着皮膜組成比
安定性において明らかに異なる選択的有効性を有するこ
とが再び確認できた。また、当該実施例11〜12で
は、上記特定のナフトールスルホン酸塩を併用しても、
電着皮膜のSn/Pb組成比を有効に安定化できること
が判った。
度でめっきを行った実施例17〜18及び比較例15で
は、めっき浴のSn組成比は、(49/49+21)×1
00=70%である。60〜120A/dm2の高電流
密度仕様においては、実施例17〜18では、浴組成比
と同様の組成比の電着皮膜が得られ、電着皮膜のSn組
成比のバラツキ範囲も0.5〜3.1%にとどまることが
判った。これに対して、比較例15では、電着皮膜中の
Sn組成比(60A/dm2と90A/dm2のみ)は浴組
成比からかなり外れ、そのバラツキ範囲も6.4〜9.5
%に拡大した。
めっきを行った実施例19〜20及び比較例16〜17
では、めっき浴のSn組成比は、(9/9+1)×100
=90%である。0.1〜1A/dm2の低電流密度仕様
においても、実施例19〜20では、浴組成比と同様の
組成比の電着皮膜が得られ、電着皮膜のSn組成比のバ
ラツキ範囲も0.5〜1.8%にとどまることが判った。
これに対して、比較例16〜17では、特に0.1A/
dm2及び0.5A/dm2のきわめて低い電流密度でめ
っきを施した場合、Pbが析出しない(即ち、錫−鉛合金
皮膜が形成できない)ことが判った。
っき浴から得られた電着皮膜中のSn組成比に関する図
表である。
1相当図である。
相当図である。
る図1相当図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 (A)可溶性第一錫塩及び可溶性鉛塩、 (B)1−ナフトール−2−スルホン酸、1−ナフトール
−3−スルホン酸、1−ナフトール−5−スルホン酸、
1−ナフトール−8−スルホン酸及び2−ナフトール−
1−スルホン酸からなる群より選ばれた無置換の、或
は、ハロゲン、C1〜C6アルキル基、C1〜C6アルコキ
シ基、カルボキシル基、ニトロ基、アミノ基、モノ又は
ジ−C1〜C6アルキルアミノ基、シアノ基、アリール
基、メルカプト基及びC 1 〜C 6 アルキルチオ基を1〜6
個有するナフトールスルホン酸、ハロゲン、C 1 〜C 6 アルキル基、C 1 〜C 6 アルコキシ
基、カルボキシル基、ニトロ基、アミノ基、モノ又はジ
−C 1 〜C 6 アルキルアミノ基、シアノ基、アリール基、
メルカプト基及びC 1 〜C 6 アルキルチオ基を1〜6個有
する1−ナフトール−4−スルホン酸、 或はその塩の少
なくとも一種からなる電着皮膜組成比安定剤を含有する
ことを特徴とする電着皮膜組成比安定用の錫−鉛合金め
っき浴。 - 【請求項2】 請求項1に記載のめっき浴が、アルカン
スルホン酸、アルカノールスルホン酸の少なくとも一種
を用いた浴であることを特徴とする電着皮膜組成比安定
用の錫−鉛合金めっき浴。 - 【請求項3】 請求項1又は2に記載のめっき浴に、さ
らに界面活性剤を含有させることを特徴とする電着皮膜
組成比安定用の錫−鉛合金めっき浴。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項に記載のめ
っき浴に、さらに酸化防止剤を含有させることを特徴と
する電着皮膜組成比安定用の錫−鉛合金めっき浴。
Priority Applications (1)
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JP20860398A JP3425646B2 (ja) | 1998-07-07 | 1998-07-07 | 電着皮膜組成比安定用の錫―鉛合金めっき浴 |
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1998
- 1998-07-07 JP JP20860398A patent/JP3425646B2/ja not_active Expired - Fee Related
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