JP4756886B2 - 非シアン系のスズ−銀合金メッキ浴 - Google Patents

非シアン系のスズ−銀合金メッキ浴 Download PDF

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Description

本発明は非シアン系のスズ−銀合金メッキ浴に関して、浴から得られるスズ−銀合金皮膜のハンダ濡れ性と外観を良好に向上できるものを提供する。
スズ−銀合金メッキ浴又はスズ−銀系の多元合金メッキ浴の従来技術を挙げると下記の特許文献1〜7がある。
先ず、特許文献1には、平滑で密着性の良い電着物を得る目的で、スズの安定剤として、(b)脂肪族ヒドロキシモノカルボン酸、(c)脂肪族ヒドロキシジカルボン酸、(e)脂肪族アミノカルボン酸、(f)脂肪族メルカプトカルボン酸などを含有するスズ−銀合金メッキ浴が開示されている(請求項1、段落1参照)。当該脂肪族ヒドロキシモノ又はジカルボン酸としてはグリコール酸、酒石酸やクエン酸が、脂肪族アミノカルボン酸としてはグリシンが、脂肪族メルカプトカルボン酸としてはメルカプトコハク酸が夫々挙げられ(段落9〜10参照)、実施例3、5には、上記スズの安定剤としてグリシンを単用するスズ−銀合金メッキ浴が開示されている(段落26、28参照)。
特許文献2には、ハンダ付け性を良好にする目的で、銀の主錯化剤(C)としてチオ尿素類を含有するスズ−銀合金メッキ浴(請求項1参照)、或は、銀の主錯化剤(D)にメルカプトカルボン酸(チオグリコール酸、2−メルカプトプロピオン酸、チオリンゴ酸、システイン、アセチルシステインなど)を使用し、銀の補助錯化剤(E)にアミンカルボン酸(エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、ニトリロ三酢酸、イミノ二酢酸など)を使用するスズ−銀合金メッキ浴が開示されている(請求項2参照、段落14、42、45)。これらのメッキ浴には、さらにスズの錯化剤としてグリシン、アラニン、バリン、グルタミン酸、アスパラギン酸などのアミノ酸を含有できることが記載されている(請求項3、段落48参照)。
また、実施例7〜8、12〜18、21には、グリシン、グルタミン酸などのアミノ酸を含有するスズ−銀合金メッキ浴が開示されている(段落84〜85、段落90〜97など参照)。さらに、実施例12には、EDTA4ナトリウム(上記アミンカルボン酸)とアセチルシステイン(上記脂肪族メルカプタン類)が共存するスズ−銀合金メッキ浴が(段落90参照)、実施例19には、イミノ二酢酸(上記アミンカルボン酸)とアセチルシステイン(上記脂肪族メルカプタン類)が共存するスズ−銀合金メッキ浴が(段落98参照)、実施例20には、DTPA(ジエチレントリアミンペンタ酢酸;上記アミンカルボン酸)とチオグリコール酸(上記脂肪族メルカプタン類)が共存するスズ−銀合金メッキ浴が夫々開示されている(段落99参照)。
特許文献3には、ハンダ付け性を良好にする目的で、スズ又は銀の錯化剤として、化合物(3)のアミノ酸又はその塩、化合物(5)のメルカプトカルボン酸、化合物(8)のアミンカルボン酸、化合物(12)のチオ尿素又はその誘導体などを含有するスズ−銀系合金メッキ浴が開示されている(請求項6参照)。上記アミノ酸又はその塩にはグリシンが挙げられ(段落40〜41参照)、メルカプトカルボン酸にはメルカプトコハク酸、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸、システインなどが挙げられ(段落44〜45参照)、アミンカルボン酸にはEDTA、イミノジ酢酸などが挙げられる(段落50〜51)。
また、実施例1〜20には、上記アミノ酸又はその塩、メルカプトカルボン酸、アミンカルボン酸などを単用したスズ−銀系合金メッキ浴が開示されている。
特許文献4には、銀の安定剤として特定の含イオウ化合物を添加する銀又は銀合金メッキ浴が開示されている(請求項1〜2参照)。この特定の含イオウ化合物として、チオ尿素類、チアゾール類(2−メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアゾールジスルフィドなどのメルカプタン類やスルフィド類を含む)、イミダゾール類(2−メルカプトベンツイミダゾールなどのメルカプタン類を含む)、その他の化合物(チオグリコール、チオグリコール酸、チオジグリコール酸、チオジグリコールなどのメルカプタン類、スルフィド類を含む)を挙げている(段落9参照)。
また、実施例3にはチオグリコール酸を含有するスズ−銀−ビスマス合金メッキ浴が開示され(段落30)、実施例4には2−メルカプトベンゾチアゾールを含有するスズ−銀−亜鉛合金メッキ浴が開示され(段落31参照)、実施例5にはβ−チオジグリコールを含有するスズ−銀−銅合金メッキ浴が開示され(段落32参照)、実施例6には2−メルカプトベンツイミダゾールを含有するスズ−銀−インジウム合金メッキ浴が開示されている(段落33参照)。
特許文献5には、浴の安定性を向上する目的で、芳香族メルカプタン類又は芳香族スルフィド類を含有するスズ−銀合金メッキ浴が開示されている(請求項1、段落3参照)。上記芳香族メルカプタン類としては、アミノチオフェン、メルカプトピリジン、2−アミノベンゼンチオールなどが挙げられ、芳香族スルフィド類としては、4,4−アミノジフェニルスルフィド、2,2−アミノジフェニルジスルフィド、2,2−ジピリジルジスルフィドなどが挙げられる(段落6、実施例1〜5など参照)。
特許文献6には、スズ−銀−ビスマス合金、スズ−銀−銅合金のスズ−銀系合金メッキ浴に、錯化剤としてグリシン、酒石酸塩、クエン酸塩などを添加できることが開示されている(段落15参照)。但し、実施例1〜3のスズ−銀系合金浴には、グリシンなどの錯化剤を含有されていない。
また、特許文献7(特開2000−328286号公報:ユケン)には、浴の安定性を向上する目的で、スルフィド結合を有する特定のチオエタン化合物(例えば、3,6−ジチアオクタン−1,8−ジアミンなど;段落40〜41、段落46、段落48など参照)を含有するスズ−銀系合金メッキ浴が開示されている。
特開平9−302498号公報 特開平11−21693号公報 特開平11−21692号公報 特許第3012182号公報 特許第3301707号公報 特開平9−296289号公報 特開2000−328286号公報
スズ又はスズ合金メッキはハンダ付け性に優れることから、電子部品や自動車部品などの工業メッキ分野に汎用されているが、環境保全や安全性の見地からスズ−鉛合金メッキは規制の対象になり、また、スズメッキはホイスカー発生の問題がある。
スズ−銀合金メッキは鉛を含まないスズ合金メッキの有力候補であり、排水処理の容易性や安全性の点から非シアン系のスズ−銀合金メッキ浴が望まれる。
上記特許文献1〜7は非シアン系のスズ−銀合金メッキ浴、又は、スズ−銀系の多元合金メッキ浴であるが、例えば、プリント基板などの電子部品では高密度化、高精度化が進んでいるため、優れたハンダ付け性により製品の信頼度を高める必要があり、この点に鑑みると、上記特許文献1〜7のメッキ浴はハンダ付け性、或は皮膜外観の点でいまだ改善の余地が少なくない。
本発明は非シアン系のスズ−銀合金メッキ浴において、浴から得られる電着皮膜のハンダ付け性や外観を向上することを技術的課題とする。
本発明者らは、特定の脂肪族スルフィド類や脂肪族メルカプタン類を銀イオンの安定剤として添加しながら、ピコリン酸などの特定の含窒素芳香族カルボン酸類をメッキ浴に共存させると、浴から得られるスズ−銀合金の電着皮膜のハンダ付け性や外観を効果的に改善できることを見い出して、本発明を完成した。
即ち、本発明1は、可溶性第一スズ塩と、可溶性銀塩と、無機酸及び有機酸から選ばれた酸の少なくとも一種とを含有するスズ−銀合金メッキ浴において、
(a)含窒素芳香族カルボン酸類、及び
(b)脂肪族スルフィド類、脂肪族メルカプタン類の少なくとも一種
を含有するとともに、
上記含窒素芳香族カルボン酸類(a)がピコリン酸、3−アミノピラジン−2−カルボン酸、キノリン−3−カルボン酸、キノリン−6−カルボン酸、3−アミノ−1,2,4−トリアゾール−5−カルボン酸、1−イソキノリンカルボン酸、4,5−イミダゾールジカルボン酸、インドール−2−カルボン酸、インドール−5−カルボン酸、6−メチル−3−ピリジンカルボン酸、チアゾリジン−2−カルボン酸、2−ピロールカルボン酸、8−ヒドロキシキノリン−2−カルボン酸、3-ヒドロキシ−2−ピリジンカルボン酸、2−ピラジンカルボン酸、2,3−ピラジンジカルボン酸、4−ピリジンカルボン酸、2,5−ピリジンジカルボン酸、2,6−ピリジンジカルボン酸、5−メチル−2−ピラジンカルボン酸、ピペコリン酸、ピラジンカルボン酸、ピラジン−2,3−ジカルボン酸、3,5−ピラゾールジカルボン酸、ニコチン酸、2,3−ピリジンジカルボン酸、4,5−イミダゾールジカルボン酸よりなる群から選ばれた少なくとも一種であり、
上記成分(b)の脂肪族スルフィド類が4,7−ジチアデカン−1,10−ジオール、4,7−ジチアデカン−1,10−ジスルホン酸、3,6−ジチアオクタン−1,8−ジオール、3,6−ジチアオクタン−1,8−ジアミン、3,6−ジチアオクタン−1,8−ジカルボン酸、ビス(トリエチレングリコール)チオエーテル、4,7,10−トリチアトリデカン−1,2,12,13−テトラオール、6,9,12−トリチア−3,15−ジオキサヘプタデカン−1,17−ジオール、3,6,9−トリチアウンデカン−1,11−ジオール、3,6−ジチアオクタン−1,8―ジアミン、3,6−ジチアオクタン−1,8―ジカルボン酸、4,7,10−トリチアトリデカン−1,13−ジスルホン酸ジナトリウム、3,6,9−トリチアウンデカン−1,11−ジスルホン酸、4,7,10,13−テトラチアヘキサデカン−1,16−ジスルホン酸、1,8−ビス(2−ピリジル)−3,6−ジチアオクタン、チオジグリコール、チオジグリコール酸、2,2′−チオビス(エチルアミン)、チオジプロピオン酸、チオジエタンスルホン酸、チオジプロパノール、3,3′−チオビス(プロピルアミン)、チオジ酪酸、チオジプロパンスルホン酸、ビス(ウンデカエチレングリコール)チオエーテル、ビス(ドデカエチレングリコール)チオエーテル、ビス(ペンタデカエチレングリコール)チオエーテル、ビス(トリエチレングリコール)チオエーテルよりなる群から選ばれた少なくとも一種であり、
上記成分(b)の脂肪族メルカプタン類がチオグリコール、チオグリコール酸、メルカプトプロピオン酸、メルカプトコハク酸、システインよりなる群から選ばれた少なくとも一種であることを特徴とするスズ−銀合金電気メッキ浴である。
本発明2は、上記本発明1において、上記含窒素芳香族カルボン酸類(a)がピコリン酸、3−アミノピラジン−2−カルボン酸、3−アミノ−1,2,4−トリアゾール−5−カルボン酸、6−メチル−3−ピリジンカルボン酸、2−ピロールカルボン酸、3-ヒドロキシ−2−ピリジンカルボン酸、2−ピラジンカルボン酸、2,3−ピラジンジカルボン酸、4−ピリジンカルボン酸、2,5−ピリジンジカルボン酸、2,6−ピリジンジカルボン酸、ピペコリン酸、ピラジンカルボン酸、ニコチン酸、2,3−ピリジンジカルボン酸よりなる群から選ばれた少なくとも一種であり、
上記成分(b)の脂肪族スルフィド類が4,7−ジチアデカン−1,10−ジオール、4,7−ジチアデカン−1,10−ジスルホン酸、3,6−ジチアオクタン−1,8−ジオール、3,6−ジチアオクタン−1,8−ジアミン、3,6−ジチアオクタン−1,8−ジカルボン酸、チオジグリコール、チオジグリコール酸、ビス(トリエチレングリコール)チオエーテル、ビス(ウンデカエチレングリコール)チオエーテル、ビス(ペンタデカエチレングリコール)チオエーテルよりなる群から選ばれた少なくとも一種であり、
上記成分(b)の脂肪族メルカプタン類がチオグリコール、チオグリコール酸、メルカプトプロピオン酸、メルカプトコハク酸、システインよりなる群から選ばれた少なくとも一種であることを特徴とするスズ−銀合金電気メッキ浴である。
本発明3は、上記本発明1又は2において、酸が有機スルホン酸であることを特徴とするスズ−銀合金メッキ浴である。
本発明4は、上記本発明1〜3のいずれかにおいて、さらに、界面活性剤、酸化防止剤、平滑剤、半光沢剤、光沢剤、電導性塩及びpH調整剤の少なくとも一種を含有することを特徴とするスズ−銀合金メッキ浴である。
本発明5は、上記本発明1〜4のいずれかのスズ−銀合金メッキ浴を用いて、素地上にスズ−銀合金皮膜を形成した電子部品である。
特定の脂肪族スルフィド類、脂肪族メルカプタン類(成分(b))を銀の安定剤とし、さらに、特定の含窒素芳香族カルボン酸類(成分(a))を併用することで、その相乗効果により、浴から得られるスズ−銀合金皮膜のハンダ濡れ性と外観を良好に向上できる。
成分(b)としては、脂肪族スルフィド類(4,7−ジチアデカン−1,10−ジオール、3,6−ジチアオクタン−1,8−ジオールなど)、脂肪族メルカプタン類(チオグリコール、チオグリコール酸など)を単用しても良いし、両者を複用しても良い。
本発明は、第一に、(a)特定の含窒素芳香族カルボン酸類、(b)特定の脂肪族スルフィド類及び脂肪族メルカプタン類の少なくとも一種とを共存させた非シアン系の電気スズ−銀合金メッキ浴であり、第二に、当該メッキ浴を用いて、素地上にスズ−銀合金皮膜を形成した電子部品である。
本発明のスズ−銀合金メッキ浴は、可溶性第一スズ塩と、可溶性銀塩と、塩酸、硫酸、ホウフッ化水素酸などの無機酸、有機スルホン酸、カルボン酸などの有機酸から選ばれた酸の少なくとも一種を基本組成とする。
上記可溶性第一スズ塩は基本的に浴中でSn2+を発生させる有機又は無機のスズ塩であり、具体的には、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、2−ヒドロキシエタンスルホン酸、2−プロパノールスルホン酸、スルホコハク酸、p−フェノールスルホン酸などの有機スルホン酸の第一スズ塩を初め、ホウフッ化第一スズ、硫酸第一スズ、酸化第一スズ、ピロリン酸スズ、スルファミン酸スズ、塩化第一スズ、亜スズ酸塩などが挙げられる。
上記可溶性第一スズ塩は単用又は併用でき、そのメッキ浴に対する含有量は金属換算で0.5〜300g/Lが適当であり、好ましくは1〜120g/Lである。
上記可溶性銀塩は基本的に浴中でAg+を発生させる有機又は無機の銀塩であり、有機スルホン酸銀を初め、シアン化銀、ホウフッ化銀、硫酸銀、亜硫酸銀、炭酸銀、スルホコハク酸銀、硝酸銀、クエン酸銀、酒石酸銀、グルコン酸銀、シュウ酸銀、酸化銀、酢酸銀などであり、難溶性塩も排除されない。
上記可溶性銀塩は単用又は併用でき、そのメッキ浴に対する含有量は金属換算で0.01〜10g/Lが適当であり、好ましくは0.1〜2g/Lである。
上記浴ベースとしての酸は、基本的に有機酸、無機酸であり、これらのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、アミン塩などを浴ベースにすることもできる。上記有機酸としては、有機スルホン酸、脂肪族カルボン酸などが挙げられ、無機酸としては、硫酸、塩酸、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が挙げられる。このなかでは、本発明3に示すように、スズ塩、銀塩の溶解性、排水処理の容易性などの見地から有機スルホン酸が好ましい。
上記酸は単用又は併用でき、その含有量は0.1〜5モル/Lが適当であり、好ましくは0.3〜3モル/Lである。
上記有機スルホン酸は、アルカンスルホン酸、アルカノールスルホン酸、スルホコハク酸、芳香族スルホン酸などであり、アルカンスルホン酸としては、化学式Cn2n+1SO3H(例えば、n=1〜11)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が挙げられる。
上記アルカノールスルホン酸としては、化学式
m2m+1-CH(OH)-Cp2p-SO3H(例えば、m=0〜6、p=1〜5)
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(イセチオン酸)、2―ヒドロキシプロパン―1―スルホン酸(2−プロパノールスルホン酸)、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―スルホン酸などが挙げられる。
上記芳香族スルホン酸は、基本的にベンゼンスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸、フェノールスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、アルキルナフタレンスルホン酸、ナフトールスルホン酸などであり、具体的には、1−ナフタレンスルホン酸、2−ナフタレンスルホン酸、トルエンスルホン酸、キシレンスルホン酸、p−フェノールスルホン酸、クレゾールスルホン酸、スルホサリチル酸、ニトロベンゼンスルホン酸、スルホ安息香酸、ジフェニルアミン−4−スルホン酸などが挙げられる。
上記有機スルホン酸では、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、2−プロパノールスルホン酸、2−ヒドロキシエタンスルホン酸、フェノールスルホン酸、クレゾールスルホン酸などが好ましい。
本発明は、浴から得られるスズ−銀合金皮膜のハンダ付け性と外観を向上するために、メッキ浴中に(a)特定の含窒素芳香族カルボン酸類、(b)特定の脂肪族スルフィド類及び脂肪族メルカプタン類の少なくとも一種とを共存させることに特徴がある。
上記成分(a)含窒素芳香族カルボン酸類は含窒素芳香族カルボン酸又はその塩であり、含窒素芳香族カルボン酸は、ピコリン酸、3−アミノピラジン−2−カルボン酸、キノリン−3−カルボン酸、キノリン−6−カルボン酸、3−アミノ−1,2,4−トリアゾール−5−カルボン酸、1−イソキノリンカルボン酸、4,5−イミダゾールジカルボン酸、インドール−2−カルボン酸、インドール−5−カルボン酸、6−メチル−3−ピリジンカルボン酸、チアゾリジン−2−カルボン酸、2−ピロールカルボン酸、8−ヒドロキシキノリン−2−カルボン酸、3-ヒドロキシ−2−ピリジンカルボン酸、2−ピラジンカルボン酸、2,3−ピラジンジカルボン酸、4−ピリジンカルボン酸、2,5−ピリジンジカルボン酸、2,6−ピリジンジカルボン酸、5−メチル−2−ピラジンカルボン酸、ピペコリン酸、ピラジンカルボン酸、ピラジン−2,3−ジカルボン酸、3,5−ピラゾールジカルボン酸、ニコチン酸、2,3−ピリジンジカルボン酸、4,5−イミダゾールジカルボン酸から選択できる
含窒素芳香族カルボン酸の好ましい例は、ピコリン酸、3−アミノピラジン−2−カルボン酸、3−アミノ−1,2,4−トリアゾール−5−カルボン酸、6−メチル−3−ピリジンカルボン酸、2−ピロールカルボン酸、3-ヒドロキシ−2−ピリジンカルボン酸、2−ピラジンカルボン酸、2,3−ピラジンジカルボン酸、4−ピリジンカルボン酸、2,5−ピリジンジカルボン酸、2,6−ピリジンジカルボン酸、ピペコリン酸、ピラジンカルボン酸、ニコチン酸、2,3−ピリジンジカルボン酸であり、ピコリン酸がより好ましい。
上記脂肪族スルフィド類、脂肪族メルカプタン類よりなる含イオウ化合物(b)はメッキ浴中での銀イオンの安定剤であり、スズと銀を円滑に共析化させると共に、浴から得られる皮膜のハンダ付け性と外観を向上するために添加される。
当該成分(b)のうちの脂肪族スルフィド類、下記の一般式(1)〜(2)で表される化合物であり、下記の特定の化合物から選択される。
Ra−(A)j−S−(B)k−Rb …(1)
(式(1)中、j及びkは1〜100の整数である;A及びBは同一又は異なっても良く、夫々メチレン、エチレン、1,3−プロピレン、1,2−プロピレン、1,4−ブチレン、1,2−ブチレン、1,3−ブチレン、又はこれらC2〜C4のオキシアルキレンである;Ra及びRbは同一又は異なっても良く、夫々H(但し、AとBが共にメチレン、C2〜C4アルキレンの場合にはRaとRbのどちらか一方はHでない)、OH、NH2、CO2M、SO3M、ピリジル基又はアミノフェニル基である;Mはアルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、アミンである)
Ra−S−(CH2CH2−S)n−Rb …(2)
(式(2)中、nは1〜3の整数である;Ra及びRbは同一又は異なっても良く、夫々−(CH2)m−Rcである;mは0又は1〜5の整数である;Rcはmが0の場合はピリジル基又はアミノフェニル基であり、mが1〜5の整数の場合はOH、NH2、CO2M、SO3M、ピリジル基又はアミノフェニル基であり;Mはアルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、アミンである)
一般式(1)で表される特定のスルフィド類、チオジグリコール、チオジグリコール酸、2,2′−チオビス(エチルアミン)、チオジプロピオン酸、チオジエタンスルホン酸、チオジプロパノール、3,3′−チオビス(プロピルアミン)、チオジ酪酸、チオジプロパンスルホン酸、ビス(ウンデカエチレングリコール)チオエーテル、ビス(ドデカエチレングリコール)チオエーテル、ビス(ペンタデカエチレングリコール)チオエーテル、ビス(トリエチレングリコール)チオエーテルから選択できる。
好ましい例は、チオジグリコール、チオジグリコール酸、ビス(トリエチレングリコール)チオエーテル、チオジプロピオン酸、チオジエタンスルホン酸、チオジプロパノール、3,3′−チオビス(プロピルアミン)、チオジ酪酸、チオジプロパンスルホン酸、ビス(ウンデカエチレングリコール)チオエーテル、ビス(ペンタデカエチレングリコール)チオエーテルであり、チオジグリコール、チオジグリコール酸、ビス(トリエチレングリコール)チオエーテル、ビス(ウンデカエチレングリコール)チオエーテル、ビス(ペンタデカエチレングリコール)チオエーテルがより好ましい。
例えば、一般式(1)において、A及びBがエチレンであり、その付加数であるj及びkが共に1であり、Ra及びRbがOHの場合には、HO−CH2CH2−S−CH2CH2−OHを表し、チオジグリコールを意味する。A及びBがメチレンであり、その付加数であるj及びkが共に1であり、Ra及びRbがCOOHの場合には、HOOC−CH2−S−CH2−COOHを表し、チオジグリコール酸を意味する。A及びBがエチレンであり、その付加数であるj及びkが共に1であり、Ra及びRbがNH2の場合には、H2N−CH2CH2−S−CH2CH2−NH2を表し、2,2′−チオビス(エチルアミン)を意味する。A及びBがオキシエチレンであり、その付加数であるj及びkが共に3であり、Ra及びRbがHの場合には、H−(OCH2CH2)3−S−(CH2CH2O)3−Hを表し、ビス(トリエチレングリコール)チオエーテルを意味する。A及びBがオキシエチレンであり、その付加数であるj及びkが共に11であり、Ra及びRbがHの場合には、H−(OCH2CH2)11−S−(CH2CH2O)11−Hを表し、ビス(ウンデカエチレングリコール)チオエーテルを意味する。A及びBがオキシエチレンであり、その付加数のj及びkが共に15であり、Ra及びRbがHの場合には、H−(OCH2CH2)15−S−(CH2CH2O)15−Hを表し、ビス(ペンタデカエチレングリコール)チオエーテルを意味する。
一般式(2)で表される特定のスルフィド類、4,7−ジチアデカン−1,10−ジオール、4,7−ジチアデカン−1,10−ジスルホン酸、3,6−ジチアオクタン−1,8−ジオール、3,6−ジチアオクタン−1,8−ジアミン、3,6−ジチアオクタン−1,8−ジカルボン酸、ビス(トリエチレングリコール)チオエーテル、4,7,10−トリチアトリデカン−1,2,12,13−テトラオール、6,9,12−トリチア−3,15−ジオキサヘプタデカン−1,17−ジオール、3,6,9−トリチアウンデカン−1,11−ジオール、3,6−ジチアオクタン−1,8―ジアミン、3,6−ジチアオクタン−1,8―ジカルボン酸、4,7,10−トリチアトリデカン−1,13−ジスルホン酸ジナトリウム、3,6,9−トリチアウンデカン−1,11−ジスルホン酸、4,7,10,13−テトラチアヘキサデカン−1,16−ジスルホン酸、1,8−ビス(2−ピリジル)−3,6−ジチアオクタンから選択できる
などが挙げられる。
好ましい例は、4,7−ジチアデカン−1,10−ジオール、4,7−ジチアデカン−1,10−ジスルホン酸、3,6−ジチアオクタン−1,8−ジオール、3,6−ジチアオクタン−1,8−ジアミン、3,6−ジチアオクタン−1,8−ジカルボン酸、4,7,10−トリチアトリデカン−1,13−ジスルホン酸ジナトリウム、3,6,9−トリチアウンデカン−1,11−ジスルホン酸であり、4,7−ジチアデカン−1,10−ジオール、4,7−ジチアデカン−1,10−ジスルホン酸、3,6−ジチアオクタン−1,8−ジオール、3,6−ジチアオクタン−1,8−ジアミン、3,6−ジチアオクタン−1,8−ジカルボン酸がより好ましい。
例えば、一般式(2)において、付加数nが1であり、Ra及びRbが共に−(CH2)2−OH(m=2、Rc=OHである)の場合には、HO−CH2CH2−S−CH2CH2−S−CH2CH2−OHを表し、3,6−ジチアオクタン−1,8―ジオールを意味する。付加数nが1であり、Ra及びRbが共に−(CH2)3−OH(m=3、Rc=OHである)の場合には、HO−CH2CH2CH2−S−CH2CH2−S−CH2CH2CH2−OHを表し、4,7−ジチアデカン−1,10―ジオールを意味する。付加数nが2であり、Ra及びRbが共に−(CH2)3−SO3Na(m=3、Rc=SO3M(M=Na)である)の場合には、NaO3S−CH2CH2CH2−S−(CH2CH2S)2−CH2CH2CH2−SO3Naを表し、4,7,10−トリチアトリデカン−1,13−ジスルホン酸ジナトリウムを意味する。
上記成分(b)のうちの特定の脂肪族メルカプタン類は、チオグリコール、チオグリコール酸、メルカプトプロピオン酸、メルカプトコハク酸、システインから選択でき、チオグリコール、チオグリコール酸、メルカプトコハク酸、システインが好ましい。
成分(a)含窒素芳香族カルボン酸類は単用又は併用できる。含窒素芳香族カルボン酸類のメッキ浴への含有量は8×10-5〜0.4モル/Lであり、好ましくは8×10-4〜0.2モル/Lである。
上記成分(b)に属する脂肪族スルフィド類と脂肪族メルカプタン類は夫々を単用又は併用でき、脂肪族スルフィド類と脂肪族メルカプタン類を複用しても良い。当該脂肪族スルフィド類又は脂肪族メルカプタン類の各メッキ浴への含有量は可溶性銀塩の濃度によっても異なるが、一般に1.8×10-4〜0.55モル/Lであり、好ましくは9.0×10-4〜0.18モル/Lである。
また、下記の補助安定剤を銀イオンの安定化のために補助的に添加することもできる。 上記補助安定剤は、オキシカルボン酸、ポリカルボン酸、モノカルボン酸などであり、具体的には、グルコン酸、クエン酸、グルコヘプトン酸、グルコノラクトン、グルコヘプトラクトン、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、アスコルビン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グリコール酸、リンゴ酸、酒石酸、ジグリコール酸、或はこれらの塩などが挙げられる。好ましくは、グルコン酸、クエン酸、グルコヘプトン酸、グルコノラクトン、グルコヘプトラクトン、或はこれらの塩などである。
また、エチレンジアミン、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、ジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)、ニトリロ三酢酸(NTA)、イミノジ酢酸(IDA)、イミノジプロピオン酸(IDP)、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸(HEDTA)、トリエチレンテトラミン六酢酸(TTHA)、エチレンジオキシビス(エチルアミン)−N,N,N′,N′−テトラ酢酸、ニトリロトリメチルホスホン酸、1−ヒドロキシエタン−1,1−ジホスホン酸、或はこれらの塩なども有効である。
一方、本発明4に示すように、スズ−銀合金メッキ浴には、前述したように、上記成分(a)〜(b)の外にも、必要に応じて、界面活性剤、酸化防止剤、平滑剤、光沢剤、半光沢剤、pH調整剤、導電性塩、防腐剤、消泡剤などの各種添加剤を含有することができる。 上記界面活性剤は、メッキ皮膜の外観、緻密性、平滑性、密着性などの改善を目的とし、通常のアニオン系、カチオン系、ノニオン系、或は両性などの各種界面活性剤が使用できる。
上記アニオン系界面活性剤としては、アルキル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチ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、アルキルナフタレンスルホン酸塩などが挙げられる。カチオン系界面活性剤としては、モノ〜トリアルキルアミン塩、ジメチルジアルキルアンモニウム塩、トリメチルアルキルアンモニウム塩などが挙げられる。ノニオン系界面活性剤としては、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(PO)を2〜300モル付加縮合させたものなどが挙げられる。両性界面活性剤としては、カルボキシベタイン、スルホベタイン、イミダゾリンベタイン、アミノカルボン酸などが挙げられる。
上記酸化防止剤は浴中のSn2+の酸化防止を目的としたもので、アスコルビン酸又はその塩、ハイドロキノン、カテコール、レゾルシン、フロログルシン、クレゾールスルホン酸又はその塩、フェノールスルホン酸又はその塩、カテコールスルホン酸又はその塩、ハイドロキノンスルホン酸又はその塩、ヒドロキシナフタレンスルホン酸又はその塩、ヒドラジン等が挙げられる。例えば、中性浴ではアスコルビン酸又はその塩等が好ましい。
上記平滑剤としては、β−ナフトール、β−ナフトール−6−スルホン酸、β−ナフタレンスルホン酸、m−クロロベンズアルデヒド、p−ニトロベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、(o−、p−)メトキシベンズアルデヒド、バニリン、(2,4−、2,6−)ジクロロベンズアルデヒド、(o−、p−)クロロベンズアルデヒド、1−ナフトアルデヒド、2−ナフトアルデヒド、2(4)−ヒドロキシ−1−ナフトアルデヒド、2(4)−クロロ−1−ナフトアルデヒド、2(3)−チオフェンカルボキシアルデヒド、2(3)−フルアルデヒド、3−インドールカルボキシアルデヒド、サリチルアルデヒド、o−フタルアルデヒド、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、n−バレルアルデヒド、アクロレイン、クロトンアルデヒド、グリオキサール、アルドール、スクシンジアルデヒド、カプロンアルデヒド、イソバレルアルデヒド、アリルアルデヒド、グルタルアルデヒド、1−ベンジリデン−7−ヘプタナール、2,4−ヘキサジエナール、シンナムアルデヒド、ベンジルクロトンアルデヒド、アミン−アルデヒド縮合物、酸化メシチル、イソホロン、ジアセチル、ヘキサンジオン−3,4、アセチルアセトン、3−クロロベンジリデンアセトン、sub.ピリジリデンアセトン、sub.フルフリジンアセトン、sub.テニリデンアセトン、4−(1−ナフチル)−3−ブテン−2−オン、4−(2−フリル)−3−ブテン−2−オン、4−(2−チオフェニル)−3−ブテン−2−オン、クルクミン、ベンジリデンアセチルアセトン、ベンザルアセトン、アセトフェノン、(2,4−、3,4−)ジクロロアセトフェノン、ベンジリデンアセトフェノン、2−シンナミルチオフェン、2−(ω−ベンゾイル)ビニルフラン、ビニルフェニルケトン、アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、クロトン酸、プロピレン−1,3−ジカルボン酸、ケイ皮酸、(o−、m−、p−)トルイジン、(o−、p−)アミノアニリン、アニリン、(o−、p−)クロロアニリン、(2,5−、3,4−)クロロメチルアニリン、N−モノメチルアニリン、4,4′−ジアミノジフェニルメタン、N−フェニル−(α−、β−)ナフチルアミン、メチルベンズトリアゾール、1,2,3−トリアジン、1,2,4−トリアジン、1,3,5−トリアジン、1,2,3−ベンズトリアジン、イミダゾール、2−ビニルピリジン、インドール、キノリン、モノエタノールアミンとo−バニリンの反応物、ポリビニルアルコール、カテコール、ハイドロキノン、レゾルシン、ポリエチレンイミン、エチレンジアミンテトラ酢酸二ナトリウム、ポリビニルピロリドンなどが挙げられる。
また、ゼラチン、ポリペプトン、N-(3-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、或は、ベンゾチアゾール類も平滑剤として有効である。
上記ベンゾチアゾール類としては、ベンゾチアゾール、2-メチルベンゾチアゾール、2-メルカプトベンゾチアゾール、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-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。
上記光沢剤、或は半光沢剤としては、上記平滑剤とも多少重複するが、ベンズアルデヒド、o−クロロベンズアルデヒド、2,4,6−トリクロロベンズアルデヒド、m−クロロベンズアルデヒド、p−ニトロベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、フルフラール、1−ナフトアルデヒド、2−ナフトアルデヒド、2−ヒドロキシ−1−ナフトアルデヒド、3−アセナフトアルデヒド、ベンジリデンアセトン、ピリジデンアセトン、フルフリリデンアセトン、シンナムアルデヒド、アニスアルデヒド、サリチルアルデヒド、クロトンアルデヒド、アクロレイン、グルタルアルデヒド、パラアルデヒド、バニリンなどの各種アルデヒド、トリアジン、イミダゾール、インドール、キノリン、2−ビニルピリジン、アニリン、フェナントロリン、ネオクプロイン、チオ尿素類、N―(3―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、或は、ベンゾチアゾール、2―メルカプトベンゾチアゾール、2―メチルベンゾチアゾール、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―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、5―ヒドロキシ―2―メチルベンゾチアゾール等のベンゾチアゾール類などが挙げられる。
上記pH調整剤としては、塩酸、硫酸等の各種の酸、アンモニア水、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等の各種の塩基などが挙げられるが、ギ酸、酢酸、プロピオン酸などのモノカルボン酸類、ホウ酸類、リン酸類、シュウ酸、コハク酸などのジカルボン酸類、乳酸、酒石酸などのオキシカルボン酸類なども有効である。
上記導電性塩としては、硫酸、塩酸、リン酸、スルファミン酸、スルホン酸などのナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、アンモニウム塩、アミン塩などが挙げられるが、上記pH調整剤で共用できる場合もある。
上記防腐剤としては、ホウ酸、5−クロロ−2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン、塩化ベンザルコニウム、フェノール、フェノールポリエトキシレート、チモール、レゾルシン、イソプロピルアミン、グアヤコールなどが挙げられる。
上記消泡剤としては、プルロニック界面活性剤、高級脂肪族アルコール、アセチレンアルコール及びそれらのポリアルコキシレートなどが挙げられる。
電気メッキの条件は任意であり、特に制限はない。
浴温は0℃以上が適当であり、好ましくは10〜50℃程度である。陰極電流密度は0.01〜150A/dm2が適当であり、好ましくは0.1〜30A/dm2程度である。浴のpHも酸性からほぼ中性までの領域に適用できる。
上記本発明5は、本発明のスズ−銀合金メッキ浴を用いて素地上にスズ−銀合金皮膜を形成した電子部品である。
当該電子部品としては、半導体デバイス、プリント基板、フレキシブルプリント基板、フィルムキャリア、IC、コネクタ、スイッチ、抵抗、可変抵抗、コンデンサ、フィルタ、インダクタ、サーミスタ、水晶振動子、リード線などが挙げられる。
以下、本発明のスズ−銀合金電気メッキ浴の実施例、当該メッキ浴から得られるスズ−銀合金皮膜のハンダ付け性、外観の評価試験例を順次説明する。
尚、本発明は下記の実施例、試験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任意の変形をなし得ることは勿論である。
《スズ−銀合金電気メッキ浴の実施例》
実施例1〜のうち、実施例8は本発明の(b)成分として脂肪族スルフィド類を2種併用した例、他の実施例はすべて成分(b)を単用した例である。実施例2〜6、実施例8〜9は成分(a)にピコリン酸(含窒素芳香族カルボン酸類)を使用した例である。実施例は成分(b)に脂肪族メルカプタン類を使用した例、他のすべての実施例は成分(b)に脂肪族スルフィド類を使用した例である。
また、比較例1〜5のうち、比較例1は成分(a)を含まず、成分(b)(脂肪族スルフィド類)のみを含有した例である。比較例2は成分(a)を含まず、成分(b)(脂肪族メルカプタン類)のみを含有した例である。比較例3は成分(b)を含まず、成分(a)(アミノ酸類)のみを含有した例である。比較例4は成分(b)を含まず、成分(a)(含窒素芳香族カルボン類)のみを含有した例である。比較例5は冒述の特許文献2に準拠して脂肪族メルカプタン類(チオグリコール酸)とアミノカルボン酸類(DTPA)を含有した例である。
(1)実施例1
下記の組成でスズ−銀合金電気メッキ浴を建浴した。
メタンスルホン酸錫(Sn2+として) 65g/L
メタンスルホン酸銀(Ag+として) 0.5g/L
メタンスルホン酸 0.7モル/L
4,7−ジチアデカン−1,10−ジオール 5g/L
グリシン 30g/L
ピコリン酸 1.5g/L
オレイルアミンEO(15モル)・PO(15モル)付加物 1g/L
ジスチレン化クレゾールEO(10モル)付加物 2g/L
但し、EOはエチレンオキシド、POはプロピレンオキシドを表す(以下の実施例、比較計も同様)。
(2)実施例2
下記の組成でスズ−銀合金電気メッキ浴を建浴した。
メタンスルホン酸錫(Sn2+として) 65g/L
メタンスルホン酸銀(Ag+として) 0.7g/L
メタンスルホン酸 0.7モル/L
4,7−ジチアデカン−1,10−ジオール 5g/L
ピコリン酸 1.5g/L
オレイルアミンEO(15モル)・PO(15モル)付加物 1g/L
ジスチレン化クレゾールEO(10モル)付加物 2g/L
(3)実施例3
下記の組成でスズ−銀合金電気メッキ浴を建浴した。
メタンスルホン酸錫(Sn2+として) 80g/L
メタンスルホン酸銀(Ag+として) 1.4g/L
メタンスルホン酸 0.7モル/L
4,7−ジチアデカン−1,10−ジオール 8g/L
ピコリン酸 1.5g/L
オレイルアミンEO(15モル)・PO(15モル)付加物 1g/L
ジスチレン化クレゾールEO(10モル)付加物 1.5g/L
(4)実施例4
下記の組成でスズ−銀合金電気メッキ浴を建浴した。
メタンスルホン酸錫(Sn2+として) 65g/L
メタンスルホン酸銀(Ag+として) 0.7g/L
メタンスルホン酸 0.7モル/L
3,6−ジチアオクタン−1,8−ジオール 10g/L
ピコリン酸 2g/L
ラウリルアミンPO(10モル)・EO(7モル)付加物 1g/L
(5)実施例5
下記の組成でスズ−銀合金電気メッキ浴を建浴した。
メタンスルホン酸錫(Sn2+として) 65g/L
メタンスルホン酸銀(Ag+として) 0.7g/L
メタンスルホン酸 0.7モル/L
4,7−ジチアデカン−1,10−ジオール 10g/L
ピコリン酸 0.5g/L
オレイルアミンEO(15モル)・PO(15モル)付加物 1g/L
ジスチレン化クレゾールEO(10モル)付加物 2g/L
特殊パラクミルフェノールEO(10モル)付加物 0.5g/L
(6)実施例6
下記の組成でスズ−銀合金電気メッキ浴を建浴した。
メタンスルホン酸錫(Sn2+として) 65g/L
メタンスルホン酸銀(Ag+として) 0.7g/L
メタンスルホン酸 0.7モル/L
4,7−ジチアデカン−1,10−ジオール 15g/L
ピコリン酸 2g/L
オレイルアミンEO(15モル)・PO(15モル)付加物 1g/L
ジスチレン化クレゾールEO(10モル)付加物 2g/L
エチレンジアミンEO付加物 1g/L
尚、上記エチレンジアミンのEO付加物は合計分子量の10%のEOを付加したものである。
(7)実施例7
下記の組成でスズ−銀合金電気メッキ浴を建浴した。
メタンスルホン酸錫(Sn2+として) 65g/L
メタンスルホン酸銀(Ag+として) 0.5g/L
メタンスルホン酸 0.7モル/L
チオグリコール 10g/L
グリシン 30g/L
ピコリン酸 1.5g/L
オレイルアミンEO(15モル)・PO(15モル)付加物 1g/L
ジスチレン化クレゾールEO(10モル)付加物 2g/L
(8)実施例8
下記の組成でスズ−銀合金電気メッキ浴を建浴した。
メタンスルホン酸錫(Sn2+として) 65g/L
メタンスルホン酸銀(Ag+として) 0.7g/L
メタンスルホン酸 0.7モル/L
4,7−ジチアデカン−1,10−ジオール 15g/L
3,6−ジチアオクタン−1,8−ジオール 10g/L
ピコリン酸 2g/L
ラウリルアミンPO(10モル)・EO(7モル)付加物 1g/L
(9)実施例9
下記の組成でスズ−銀合金電気メッキ浴を建浴した。
メタンスルホン酸錫(Sn2+として) 65g/L
メタンスルホン酸銀(Ag+として) 0.7g/L
メタンスルホン酸 0.7モル/L
2,2−′チオジグリコール 10g/L
ピコリン酸 0.5g/L
オレイルアミンEO(15モル)・PO(15モル)付加物 1g/L
ジスチレン化クレゾールEO(10モル)付加物 2g/L
特殊パラクミルフェノールEO(10モル)付加物 0.5g/L
(10)比較例1
下記の組成でスズ−銀合金電気メッキ浴を建浴した。
メタンスルホン酸錫(Sn2+として) 65g/L
メタンスルホン酸銀(Ag+として) 0.7g/L
メタンスルホン酸 0.7モル/L
4,7−ジチアデカン−1,10−ジオール 5g/L
オレイルアミンEO(15モル)・PO(15モル)付加物 1g/L
ジスチレン化クレゾールEO(10モル)付加物 2g/L
(11)比較例2
下記の組成でスズ−銀合金電気メッキ浴を建浴した。
メタンスルホン酸錫(Sn2+として) 65g/L
メタンスルホン酸銀(Ag+として) 0.7g/L
メタンスルホン酸 0.7モル/L
チオグリコール 10g/L
オレイルアミンEO(15モル)・PO(15モル)付加物 1g/L
(12)比較例3
下記の組成でスズ−銀合金電気メッキ浴を建浴した。
メタンスルホン酸錫(Sn2+として) 65g/L
メタンスルホン酸銀(Ag+として) 0.7g/L
メタンスルホン酸 0.7モル/L
グリシン 30g/L
オレイルアミンEO(15モル)・PO(15モル)付加物 1g/L
α-ナフトールEO(10モル)付加物 0.5g/L
(13)比較例4
下記の組成でスズ−銀合金電気メッキ浴を建浴した。
メタンスルホン酸錫(Sn2+として) 80g/L
メタンスルホン酸銀(Ag+として) 1.4g/L
メタンスルホン酸 0.7モル/L
ピコリン酸 1.5g/L
ラウリルアミンPO(10モル)・EO(7モル)付加物 1g/L
(14)比較例5
下記の組成でスズ−銀合金電気メッキ浴を建浴した。
メタンスルホン酸錫(Sn2+として) 65g/L
メタンスルホン酸銀(Ag+として) 0.7g/L
メタンスルホン酸 0.7モル/L
チオグリコール酸 0.5モル/L
DTPA 0.01モル/L
オレイルアミンEO(15モル)・PO(15モル)付加物 1g/L
《スズ−銀合金皮膜の皮膜外観並びにハンダ濡れ性試験例》
そこで、上記実施例1〜並びに比較例1〜5で得られた各スズ−銀合金電気メッキ浴を用いて、陰極電流密度5〜15A/dm2の条件で膜厚約10μmのスズ−銀合金メッキ皮膜を形成し、当該電着皮膜の外観を目視観察した。
メッキ皮膜の評価基準は次の通りである。
○:白色又は半光沢で均一な外観を呈した。
×:灰白色又は黒灰色の外観を呈した。
また、上記電気メッキで得られたスズ−銀合金皮膜について、プレッシャークッカー試験(以下、PCTと略す)機を用いて加速試験を行い、加速試験後(PCT飽和4時間後)の皮膜について、メニスコグラフ法によりゼロクロスタイム(ZCTと略す、単位:秒)を測定し、ハンダ濡れ性の優劣を評価した。
下表はその試験結果である。
皮膜外観 ZCT(秒) 皮膜外観 ZCT(秒)
実施例1 ○ 1.4 比較例1 × 5以上
実施例2 ○ 1.4 比較例2 × 5以上
実施例3 ○ 1.5 比較例3 × 5以上
実施例4 ○ 1.6 比較例4 × 5以上
実施例5 ○ 1.6 比較例5 × 5以上
実施例6 ○ 1.5
実施例7 ○ 1.8
実施例8 ○ 1.7
実施例9 ○ 1.8
上表を見ると、含窒素芳香族カルボン酸類からなる成分(a)を含まず、脂肪族スルフィド類や脂肪族メルカプタン類からなる成分(b)だけを含む比較例1〜2、或は、成分(a)だけを含み、成分(b)を含まない比較例3〜4は共に、灰白色又は黒灰色の外観不良を呈し、且つ、ハンダ濡れ性の評価も悪かった。
これに対して、実施例1〜9のメッキ皮膜は美麗で均質な外観を呈し、且つ、ハンダ濡れ性にも優れていた(ZCTは全て2秒以下)。当該実施例1〜9を比較例1〜4に対比すると(例えば、実施例2と比較例1は、成分(a)、成分(b)以外の組成が共通する。また、実施例3と比較例4は、成分(a)、成分(b)、界面活性剤以外の組成が共通する。)、スズ−銀合金メッキ皮膜の外観とハンダ濡れ性を改善するには、上記成分(a)と成分(b)のいずれか一方だけの含有では足りず、成分(a)と成分(b)の両方を併有する必要があることが確認できた。
また、DTPAはアミノカルボン酸類に属し、このDTPAと脂肪族メルカプタン類に属するチオグリコール酸(HSCH2COOH)とを併用した比較例5では、皮膜外観とハンダ濡れ性の評価は比較例1〜4と同様に悪かった。
次いで、実施例1〜9を検討すると、成分(a)としてグリシン30g/L及び/又はピコリン酸1.5g/Lを含み、成分(b)として4,7−ジチアデカン−1,10−ジオールなどの脂肪族スルフィド類を含む実施例(実施例1〜3などを参照)では、ハンダ濡れ性の点で他の実施例より優れた評価を示すことが判明した。
さらに、ピコリン酸濃度を1.5g/Lから0.5g/Lに低減しても、ハンダ濡れ性の評価に遜色がなく(実施例5、実施例9参照)、また、成分(b)として脂肪族スルフィド類に代えて脂肪族メルカプタン類を使用しても、同様にハンダ濡れ性の評価に遜色ががないことが判明した(実施例7参照)。

Claims (5)

  1. 可溶性第一スズ塩と、可溶性銀塩と、無機酸及び有機酸から選ばれた酸の少なくとも一種とを含有するスズ−銀合金メッキ浴において、
    (a)含窒素芳香族カルボン酸類、及び
    (b)脂肪族スルフィド類、脂肪族メルカプタン類の少なくとも一種
    を含有するとともに、
    上記含窒素芳香族カルボン酸類(a)がピコリン酸、3−アミノピラジン−2−カルボン酸、キノリン−3−カルボン酸、キノリン−6−カルボン酸、3−アミノ−1,2,4−トリアゾール−5−カルボン酸、1−イソキノリンカルボン酸、4,5−イミダゾールジカルボン酸、インドール−2−カルボン酸、インドール−5−カルボン酸、6−メチル−3−ピリジンカルボン酸、チアゾリジン−2−カルボン酸、2−ピロールカルボン酸、8−ヒドロキシキノリン−2−カルボン酸、3-ヒドロキシ−2−ピリジンカルボン酸、2−ピラジンカルボン酸、2,3−ピラジンジカルボン酸、4−ピリジンカルボン酸、2,5−ピリジンジカルボン酸、2,6−ピリジンジカルボン酸、5−メチル−2−ピラジンカルボン酸、ピペコリン酸、ピラジンカルボン酸、ピラジン−2,3−ジカルボン酸、3,5−ピラゾールジカルボン酸、ニコチン酸、2,3−ピリジンジカルボン酸、4,5−イミダゾールジカルボン酸よりなる群から選ばれた少なくとも一種であり、
    上記成分(b)の脂肪族スルフィド類が4,7−ジチアデカン−1,10−ジオール、4,7−ジチアデカン−1,10−ジスルホン酸、3,6−ジチアオクタン−1,8−ジオール、3,6−ジチアオクタン−1,8−ジアミン、3,6−ジチアオクタン−1,8−ジカルボン酸、ビス(トリエチレングリコール)チオエーテル、4,7,10−トリチアトリデカン−1,2,12,13−テトラオール、6,9,12−トリチア−3,15−ジオキサヘプタデカン−1,17−ジオール、3,6,9−トリチアウンデカン−1,11−ジオール、3,6−ジチアオクタン−1,8―ジアミン、3,6−ジチアオクタン−1,8―ジカルボン酸、4,7,10−トリチアトリデカン−1,13−ジスルホン酸ジナトリウム、3,6,9−トリチアウンデカン−1,11−ジスルホン酸、4,7,10,13−テトラチアヘキサデカン−1,16−ジスルホン酸、1,8−ビス(2−ピリジル)−3,6−ジチアオクタン、チオジグリコール、チオジグリコール酸、2,2′−チオビス(エチルアミン)、チオジプロピオン酸、チオジエタンスルホン酸、チオジプロパノール、3,3′−チオビス(プロピルアミン)、チオジ酪酸、チオジプロパンスルホン酸、ビス(ウンデカエチレングリコール)チオエーテル、ビス(ドデカエチレングリコール)チオエーテル、ビス(ペンタデカエチレングリコール)チオエーテル、ビス(トリエチレングリコール)チオエーテルよりなる群から選ばれた少なくとも一種であり、
    上記成分(b)の脂肪族メルカプタン類がチオグリコール、チオグリコール酸、メルカプトプロピオン酸、メルカプトコハク酸、システインよりなる群から選ばれた少なくとも一種であることを特徴とするスズ−銀合金電気メッキ浴。
  2. 上記含窒素芳香族カルボン酸類(a)がピコリン酸、3−アミノピラジン−2−カルボン酸、3−アミノ−1,2,4−トリアゾール−5−カルボン酸、6−メチル−3−ピリジンカルボン酸、2−ピロールカルボン酸、3-ヒドロキシ−2−ピリジンカルボン酸、2−ピラジンカルボン酸、2,3−ピラジンジカルボン酸、4−ピリジンカルボン酸、2,5−ピリジンジカルボン酸、2,6−ピリジンジカルボン酸、ピペコリン酸、ピラジンカルボン酸、ニコチン酸、2,3−ピリジンジカルボン酸よりなる群から選ばれた少なくとも一種であり、
    上記成分(b)の脂肪族スルフィド類が4,7−ジチアデカン−1,10−ジオール、4,7−ジチアデカン−1,10−ジスルホン酸、3,6−ジチアオクタン−1,8−ジオール、3,6−ジチアオクタン−1,8−ジアミン、3,6−ジチアオクタン−1,8−ジカルボン酸、チオジグリコール、チオジグリコール酸、ビス(トリエチレングリコール)チオエーテル、ビス(ウンデカエチレングリコール)チオエーテル、ビス(ペンタデカエチレングリコール)チオエーテルよりなる群から選ばれた少なくとも一種であり、
    上記成分(b)の脂肪族メルカプタン類がチオグリコール、チオグリコール酸、メルカプトプロピオン酸、メルカプトコハク酸、システインよりなる群から選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする請求項1に記載のスズ−銀合金電気メッキ浴。
  3. 酸が有機スルホン酸であることを特徴とする請求項1又は2に記載のスズ−銀合金メッキ浴。
  4. さらに、界面活性剤、酸化防止剤、平滑剤、半光沢剤、光沢剤、電導性塩及びpH調整剤の少なくとも一種を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のスズ−銀合金メッキ浴。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載のスズ−銀合金メッキ浴を用いて、素地上にスズ−銀合金皮膜を形成した電子部品。
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