JPH0663110B2 - ビスマス―錫合金電気のめっき浴 - Google Patents
ビスマス―錫合金電気のめっき浴Info
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- JPH0663110B2 JPH0663110B2 JP63238304A JP23830488A JPH0663110B2 JP H0663110 B2 JPH0663110 B2 JP H0663110B2 JP 63238304 A JP63238304 A JP 63238304A JP 23830488 A JP23830488 A JP 23830488A JP H0663110 B2 JPH0663110 B2 JP H0663110B2
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- Japan
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- bismuth
- acid
- bath
- tin
- alloy
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- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ビスマス量が30〜55％（重量％、以下同じ）
の低融点ビスマス−錫合金電気めっき皮膜を形成するこ
とができるビスマス−錫合金電気めっき浴に関する。
の低融点ビスマス−錫合金電気めっき皮膜を形成するこ
とができるビスマス−錫合金電気めっき浴に関する。
従来、電子部品に半田付けを行なうような場合、錫めっ
きや錫−鉛合金めっきを施すことが行なわれていが、最
近半田付けのためにビスマス−錫（Bi−Sn）合金めっき
が要望されている。
きや錫−鉛合金めっきを施すことが行なわれていが、最
近半田付けのためにビスマス−錫（Bi−Sn）合金めっき
が要望されている。
このBi−Sn合金めっき法としては、従来、硫酸浴、有機
スルホン酸浴などが知られている（特開昭63−14887号
公報）。
スルホン酸浴などが知られている（特開昭63−14887号
公報）。
しかし、これらの硫酸浴及び有機スルホン酸浴は、いず
れもビスマスが貴の金属であるため、浴中のビスマスイ
オンが置換反応を起こし易く、被めっき物を浴中に浸漬
するとき或いはBi−Sn合金めっきが施された被めっき物
を浴から引き上げるとき、被めっき物が通電されていな
いと被めっき物やその表面に電気めっきされたBi−Sn皮
膜上にBiが置換析出する。また、Bi−Sn合金陽極上にも
非通電時にBiが置換析出する。このように、被めっき物
にめっき前にBiが置換析出することは、その上にBi−Sn
合金めっき皮膜が形成された場合、その密着を損ない、
また得られたBi−Sn合金めっき皮膜上にBiが置換析出す
ることは、Bi−Sn合金めっき皮膜の特性を損なう。更
に、Bi−Sn合金陽極にBiが置換析出することは、めっき
作業を困難にする。しかも、Biが置換析出した場合、こ
れによって消費したBiを補給しなければならない。
れもビスマスが貴の金属であるため、浴中のビスマスイ
オンが置換反応を起こし易く、被めっき物を浴中に浸漬
するとき或いはBi−Sn合金めっきが施された被めっき物
を浴から引き上げるとき、被めっき物が通電されていな
いと被めっき物やその表面に電気めっきされたBi−Sn皮
膜上にBiが置換析出する。また、Bi−Sn合金陽極上にも
非通電時にBiが置換析出する。このように、被めっき物
にめっき前にBiが置換析出することは、その上にBi−Sn
合金めっき皮膜が形成された場合、その密着を損ない、
また得られたBi−Sn合金めっき皮膜上にBiが置換析出す
ることは、Bi−Sn合金めっき皮膜の特性を損なう。更
に、Bi−Sn合金陽極にBiが置換析出することは、めっき
作業を困難にする。しかも、Biが置換析出した場合、こ
れによって消費したBiを補給しなければならない。
このため、被めっき物或いはその上に形成されたBi−Sn
合金めっき皮膜へのBiの置換を防止する対策として、被
めっき物を浴中に浸漬するとき及び浴中から引き上げる
ときに被めっき物を通電することが必要となる。また、
Bi−Sn合金陽極はめっき作業の終了と同時に浴から引き
上げ、めっき作業の開始時に再び浴中に吊り下げるとい
う作業が必要となり、かなりの手間を要する。
合金めっき皮膜へのBiの置換を防止する対策として、被
めっき物を浴中に浸漬するとき及び浴中から引き上げる
ときに被めっき物を通電することが必要となる。また、
Bi−Sn合金陽極はめっき作業の終了と同時に浴から引き
上げ、めっき作業の開始時に再び浴中に吊り下げるとい
う作業が必要となり、かなりの手間を要する。
また、従来の硫酸浴は浴の安定性が悪く、しかもビスマ
ス塩の溶解度が低いので、Bi量の低いBi−Sn合金めっき
皮膜しか得られず、低融点とならないという問題があ
る。
ス塩の溶解度が低いので、Bi量の低いBi−Sn合金めっき
皮膜しか得られず、低融点とならないという問題があ
る。
一方、有機スルホン酸浴として、上述したように特開昭
63−14887号公報に記載のものが知られているが、これ
に開示されたBi−Sn合金めっき浴からは電流密度が0.3A
／dm２以下でBi量が30％以上のBi−Sn合金めっき皮膜は
得られていない。
63−14887号公報に記載のものが知られているが、これ
に開示されたBi−Sn合金めっき浴からは電流密度が0.3A
／dm２以下でBi量が30％以上のBi−Sn合金めっき皮膜は
得られていない。
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、Bi量が多
く、低融点のBi−Sn合金めっき皮膜を低電流密度から高
電流密度の広い範囲に亘って確実に得ることができ、ま
た、非通電時において被めっき物やBi−Sn合金陽極にBi
の置換析出のないBi−Sn合金電気めっき浴を提供するこ
とを目的とする。
く、低融点のBi−Sn合金めっき皮膜を低電流密度から高
電流密度の広い範囲に亘って確実に得ることができ、ま
た、非通電時において被めっき物やBi−Sn合金陽極にBi
の置換析出のないBi−Sn合金電気めっき浴を提供するこ
とを目的とする。
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行なっ
た結果、ビスマス塩をビスマスとして５〜30g／、第
１錫塩を錫として１〜6g／、無機酸又は有機スルホン
酸を50〜400g／、グルコン酸を20〜200g／含有し、
かつビスマスと２価の錫との含有割合を1:1〜10:1とす
ることにより、Bi量が30〜55％の高Bi量のBi−Sn合金電
気めっき皮膜を形成することが可能になり、しかもこの
浴は低電流密度でもめっき皮膜中にBiが入り易く、バレ
ルめっきにおいても高Bi量で低融点のBi−Sn合金めっき
皮膜が得られることを知見した。更に、この浴はBiの置
換析出が生じ難く、被めっき物を通電しながら浴中に浸
漬したり浴中から引き上げたりしなくとも被めっき物或
いはBi−Sn合金めっき皮膜上にBiが置換析出せず、また
Bi−Sn合金陽極やSn陽極にも非通電時にBiの置換析出が
なく、このため作業終了時に陽極を浴から引き上げるよ
うな必要がなく、従って作業性が良好であることを見い
出し、本発明をなすに至った。
た結果、ビスマス塩をビスマスとして５〜30g／、第
１錫塩を錫として１〜6g／、無機酸又は有機スルホン
酸を50〜400g／、グルコン酸を20〜200g／含有し、
かつビスマスと２価の錫との含有割合を1:1〜10:1とす
ることにより、Bi量が30〜55％の高Bi量のBi−Sn合金電
気めっき皮膜を形成することが可能になり、しかもこの
浴は低電流密度でもめっき皮膜中にBiが入り易く、バレ
ルめっきにおいても高Bi量で低融点のBi−Sn合金めっき
皮膜が得られることを知見した。更に、この浴はBiの置
換析出が生じ難く、被めっき物を通電しながら浴中に浸
漬したり浴中から引き上げたりしなくとも被めっき物或
いはBi−Sn合金めっき皮膜上にBiが置換析出せず、また
Bi−Sn合金陽極やSn陽極にも非通電時にBiの置換析出が
なく、このため作業終了時に陽極を浴から引き上げるよ
うな必要がなく、従って作業性が良好であることを見い
出し、本発明をなすに至った。
従って、本発明は、ビスマス塩をビスマスとして５〜30
g／、第１錫塩を錫として１〜6g／、無機酸又は有
機スルホン酸を50〜400g／、グルコン酸を20〜200g／
含有し、かつビスマスと２価の錫との含有割合が重量
比として1:1〜10:1であることを特徴とするビスマス−
錫合金電気めっき浴を提供する。
g／、第１錫塩を錫として１〜6g／、無機酸又は有
機スルホン酸を50〜400g／、グルコン酸を20〜200g／
含有し、かつビスマスと２価の錫との含有割合が重量
比として1:1〜10:1であることを特徴とするビスマス−
錫合金電気めっき浴を提供する。
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明浴において使用されるビスマス塩としては、硫酸
ビスマス，メタンスルホン酸ビスマス，フェノールスル
ホン酸ビスマス等の有機スルホン酸ビスマス、グルコン
酸ビスマスなどが挙げられる。また、第１錫塩として
は、硫酸錫，塩化錫，有機スルホン酸錫，グルコン酸錫
などが挙げられる。
ビスマス，メタンスルホン酸ビスマス，フェノールスル
ホン酸ビスマス等の有機スルホン酸ビスマス、グルコン
酸ビスマスなどが挙げられる。また、第１錫塩として
は、硫酸錫，塩化錫，有機スルホン酸錫，グルコン酸錫
などが挙げられる。
これらビスマス塩，第１錫塩の浴中の含有量は種々選定
されるが、ビスマス塩はビスマスとして５〜30g／、
特に８〜20g／とすることが好ましく、第１錫塩は錫
として１〜6g／、特に２〜5g／とすることが好まし
い。この場合、ビスマスと２価の錫との含有割合は、重
量比として1:1〜10:1、特に2:1〜6:1とするもので、こ
れにより高Bi量で低融点のBi−Sn合金めっき皮膜を得る
ことができる。これに対し、ビスマス量が上記範囲より
少ない場合は、ビスマスの析出量が少なくなって低融点
のBi−Sn合金めっき皮膜が得難くなり、またビスマス量
が多くなり過ぎると、ビスマスの共析量が共晶点よりも
多くなり過ぎて、かえって低融点皮膜が得られない場合
が生じる。また、金属（ビスマスと２価の錫）の総含有
量は６〜36g／、特に10〜25g／とすることが好まし
く、金属総量をかかる範囲とすることにより、低電流密
度部でも高Bi量のBi−Sn合金めっき皮膜がより確実に形
成し得る。
されるが、ビスマス塩はビスマスとして５〜30g／、
特に８〜20g／とすることが好ましく、第１錫塩は錫
として１〜6g／、特に２〜5g／とすることが好まし
い。この場合、ビスマスと２価の錫との含有割合は、重
量比として1:1〜10:1、特に2:1〜6:1とするもので、こ
れにより高Bi量で低融点のBi−Sn合金めっき皮膜を得る
ことができる。これに対し、ビスマス量が上記範囲より
少ない場合は、ビスマスの析出量が少なくなって低融点
のBi−Sn合金めっき皮膜が得難くなり、またビスマス量
が多くなり過ぎると、ビスマスの共析量が共晶点よりも
多くなり過ぎて、かえって低融点皮膜が得られない場合
が生じる。また、金属（ビスマスと２価の錫）の総含有
量は６〜36g／、特に10〜25g／とすることが好まし
く、金属総量をかかる範囲とすることにより、低電流密
度部でも高Bi量のBi−Sn合金めっき皮膜がより確実に形
成し得る。
また、無機酸としては、硫酸、塩酸、硝酸等が挙げられ
る。有機スルホン酸としては、置換又は未置換のアルカ
ンスルホン酸、ヒドロキシアルカンスルホン酸，ベンゼ
ンスルホン酸，ナフタレンスルホン酸などを挙げること
ができる。
る。有機スルホン酸としては、置換又は未置換のアルカ
ンスルホン酸、ヒドロキシアルカンスルホン酸，ベンゼ
ンスルホン酸，ナフタレンスルホン酸などを挙げること
ができる。
ここで、未置換のアルカンスルホン酸としては ＣｎＨ2n＋１SO３Ｈ （但し、ｎは１〜５、好ましくは１又は２である） 示されるものが使用でき、未置換のヒドロキシアルカン
スルホン酸としては （但し、ｍは０〜２、ｌは１〜３である） で示されるものが使用できる。また、置換アルカンスル
ホン酸、ヒドロキシアルカンスルホン酸としてはそのア
ルキル基の水素原子の一部がハロゲン原子、アリール
基、アルキルアリール基、カルボキシル基、スルホン酸
基などで置換されたものが使用できる。一方、ベンゼン
スルホン酸，ナフタレンスルホン酸は、下記式 で示されるものであるが、置換ベンゼンスルホン酸、ナ
フタレンスルホン酸としては、ベンゼン環、ナフタレン
環の水素原子の一部が水酸基、ハロゲン原子、アルキル
基、カルボキシル基、ニトロ基、メルカプト基、アミノ
基、スルホン酸基などで置換されたものが使用できる。
具体的には、有機カルボン酸として、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、クロルプロパンスルホン
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、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スルホン
酸、アリルスルホン酸、２−スルホ酢酸、２−又は３−
スルホプロピオン酸、スルホこはく酸、スルホマレイン
酸、スルホフマル酸、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、ニトロベンゼンスルホ
ン酸、スルホ安息香酸、スルホサルチル酸、ベンズアル
デヒドスルホン酸、ｐ−フェノールスルホン酸などが例
示され、これらの１種又は２種以上を組み合せて用いる
ことができる。
スルホン酸としては （但し、ｍは０〜２、ｌは１〜３である） で示されるものが使用できる。また、置換アルカンスル
ホン酸、ヒドロキシアルカンスルホン酸としてはそのア
ルキル基の水素原子の一部がハロゲン原子、アリール
基、アルキルアリール基、カルボキシル基、スルホン酸
基などで置換されたものが使用できる。一方、ベンゼン
スルホン酸，ナフタレンスルホン酸は、下記式 で示されるものであるが、置換ベンゼンスルホン酸、ナ
フタレンスルホン酸としては、ベンゼン環、ナフタレン
環の水素原子の一部が水酸基、ハロゲン原子、アルキル
基、カルボキシル基、ニトロ基、メルカプト基、アミノ
基、スルホン酸基などで置換されたものが使用できる。
具体的には、有機カルボン酸として、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、クロルプロパンスルホン
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、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スルホン
酸、アリルスルホン酸、２−スルホ酢酸、２−又は３−
スルホプロピオン酸、スルホこはく酸、スルホマレイン
酸、スルホフマル酸、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、ニトロベンゼンスルホ
ン酸、スルホ安息香酸、スルホサルチル酸、ベンズアル
デヒドスルホン酸、ｐ−フェノールスルホン酸などが例
示され、これらの１種又は２種以上を組み合せて用いる
ことができる。
上記酸の含有量は、浴中50〜400g／、特に100〜200g
／とすることが好ましい。
／とすることが好ましい。
本発明浴には、更にグルコン酸が含有されるが、その含
有量は20〜200g／、特に30〜100g／とすることが好
ましく、その含有量が少な過ぎるとビスマスを十分錯化
し得ず、水酸化ビスマスの沈殿を生じる場合がある。逆
に多過ぎると結晶の微細化を阻害する場合がある。
有量は20〜200g／、特に30〜100g／とすることが好
ましく、その含有量が少な過ぎるとビスマスを十分錯化
し得ず、水酸化ビスマスの沈殿を生じる場合がある。逆
に多過ぎると結晶の微細化を阻害する場合がある。
本発明に係るめっき浴には、上記成分に加え、必要によ
りアルキルノニルフェニルエーテル等のノニオン界面活
性剤を添加することができ、かかる活性剤の添加により
均一かつ微細な結晶を得ることができる。なお、上記活
性剤の含有量は0.1〜20g／、特に４〜8g／とするこ
とが好適である。更に、本発明浴にはゼラチン，ペプト
ン，その他の適宜な添加剤を添加することもできる。
りアルキルノニルフェニルエーテル等のノニオン界面活
性剤を添加することができ、かかる活性剤の添加により
均一かつ微細な結晶を得ることができる。なお、上記活
性剤の含有量は0.1〜20g／、特に４〜8g／とするこ
とが好適である。更に、本発明浴にはゼラチン，ペプト
ン，その他の適宜な添加剤を添加することもできる。
本発明のBi−Sn合金電気めっき浴を用いてめっきを行な
う場合の条件としては、特に制限されるものではない
が、陰極電流密度は0.1〜5A／dm２とすることができ、
めっき温度は15〜30℃を採用することができる。また、
攪拌は液流、カソードロッカー等の機械的攪拌を採用し
得る。陽極としては、Bi−Sn合金、Bi金属、Sn金属を用
いることができ、場合によっては白金付チタン板、カー
ボン等の不溶性陽極を用いることができる。この場合、
本発明浴はBiの置換析出が生じ難いので、Bi−Sn合金陽
極、Sn陽極はめっき作業終了後にそのまま浴中に放置し
ておくことができ、放置したままでもこれら陽極表面に
Biの置換膜は形成されないものである。
う場合の条件としては、特に制限されるものではない
が、陰極電流密度は0.1〜5A／dm２とすることができ、
めっき温度は15〜30℃を採用することができる。また、
攪拌は液流、カソードロッカー等の機械的攪拌を採用し
得る。陽極としては、Bi−Sn合金、Bi金属、Sn金属を用
いることができ、場合によっては白金付チタン板、カー
ボン等の不溶性陽極を用いることができる。この場合、
本発明浴はBiの置換析出が生じ難いので、Bi−Sn合金陽
極、Sn陽極はめっき作業終了後にそのまま浴中に放置し
ておくことができ、放置したままでもこれら陽極表面に
Biの置換膜は形成されないものである。
被めっき物は適宜選択されるが、本発明のめっき浴は上
述したようにBiの置換析出が生じ難いので、被めっき物
を浴中に浸漬する場合や浴中から引き上げる場合に非通
電状態で行なうことができる。
述したようにBiの置換析出が生じ難いので、被めっき物
を浴中に浸漬する場合や浴中から引き上げる場合に非通
電状態で行なうことができる。
なお、被めっき物はバレル法によりめっきすることもで
きる。
きる。
本発明によれば、Bi量が30〜55％で、融点が140〜160℃
のBi−Sn合金めっき皮膜を広い電流密度範囲に亘って形
成することができ、またBiの置換析出が防止されるの
で、作業が簡便化される。従って、本発明は半田付を目
的とした電子部品のめっき等に好適に採用される。
のBi−Sn合金めっき皮膜を広い電流密度範囲に亘って形
成することができ、またBiの置換析出が防止されるの
で、作業が簡便化される。従って、本発明は半田付を目
的とした電子部品のめっき等に好適に採用される。
以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明するが、本
発明は下記の実施例に制限されるものではない。
発明は下記の実施例に制限されるものではない。
下記組成のめっき浴を調製し、下記条件でめっきを行な
った。得られためっき皮膜の外観及び皮膜中のBi量を下
記に示す。
った。得られためっき皮膜の外観及び皮膜中のBi量を下
記に示す。
なお、比較例3,4の浴は被めっき物を浸漬するとBiの置
換析出が生じたが、実施例の浴及び比較例1,2の浴はBi
の置換析出は起こらなかった。
換析出が生じたが、実施例の浴及び比較例1,2の浴はBi
の置換析出は起こらなかった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−5034（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−222096（ＪＰ，Ａ) 特公 昭41−17126（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭61−895（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭59−10997（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭59−52237（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】ビスマス塩をビスマスとして５〜30g／
、第１錫塩を錫として１〜6g／、無機酸又は有機ス
ルホン酸を50〜400g／、グルコン酸を20〜200g／含
有し、かつビスマスと２価の錫との含有割合が重量比と
して1:1〜10:1であることを特徴とするビスマス−錫合
金電気めっき浴。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63238304A JPH0663110B2 (ja) | 1988-09-22 | 1988-09-22 | ビスマス―錫合金電気のめっき浴 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63238304A JPH0663110B2 (ja) | 1988-09-22 | 1988-09-22 | ビスマス―錫合金電気のめっき浴 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0288789A JPH0288789A (ja) | 1990-03-28 |
| JPH0663110B2 true JPH0663110B2 (ja) | 1994-08-17 |
Family
ID=17028216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63238304A Expired - Fee Related JPH0663110B2 (ja) | 1988-09-22 | 1988-09-22 | ビスマス―錫合金電気のめっき浴 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0663110B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3274232B2 (ja) * | 1993-06-01 | 2002-04-15 | ディップソール株式会社 | 錫−ビスマス合金めっき浴及びそれを使用するめっき方法 |
| JP3481020B2 (ja) * | 1995-09-07 | 2003-12-22 | ディップソール株式会社 | Ｓｎ−Ｂｉ系合金めっき浴 |
| JP4389083B2 (ja) * | 2004-08-10 | 2009-12-24 | 石原薬品株式会社 | 鉛フリーのスズ−ビスマス系合金電気メッキ浴 |
| JP4605359B2 (ja) * | 2004-10-20 | 2011-01-05 | 石原薬品株式会社 | 鉛フリーの酸性スズ−ビスマス系合金電気メッキ浴 |
| WO2014188834A1 (ja) * | 2013-05-20 | 2014-11-27 | ソニー株式会社 | メッキ膜の製造方法およびメッキ製品 |
| JP6878752B2 (ja) * | 2016-05-23 | 2021-06-02 | 学校法人神奈川大学 | フレキシブル熱電変換部材の作製方法 |
| US20200032409A1 (en) * | 2018-07-25 | 2020-01-30 | The Boeing Company | Compositions and Methods for Electrodepositing Tin-Bismuth Alloys on Metallic Substrates |
| CN116845200B (zh) * | 2023-07-10 | 2024-03-08 | 河南固锂电技术有限公司 | 一种镁离子电池负极材料及制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS535034A (en) * | 1976-07-06 | 1978-01-18 | Dipsol Chem | Neutral electroplating bath for tin or tin alloy |
| JPS61895A (ja) * | 1984-06-13 | 1986-01-06 | 東芝テック株式会社 | 商品販売データ処理装置 |
-
1988
- 1988-09-22 JP JP63238304A patent/JPH0663110B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0288789A (ja) | 1990-03-28 |
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