JPH0781196B2 - 有機スルホン酸塩からのビスマス及びビスマス合金めつき浴 - Google Patents
有機スルホン酸塩からのビスマス及びビスマス合金めつき浴Info
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- JPH0781196B2 JPH0781196B2 JP61156361A JP15636186A JPH0781196B2 JP H0781196 B2 JPH0781196 B2 JP H0781196B2 JP 61156361 A JP61156361 A JP 61156361A JP 15636186 A JP15636186 A JP 15636186A JP H0781196 B2 JPH0781196 B2 JP H0781196B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
- C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
- C25D3/56—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
- C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
- C25D3/54—Electroplating: Baths therefor from solutions of metals not provided for in groups C25D3/04 - C25D3/50
Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、ビスマス及びビスマス合金めつき浴に関す
る。さらに詳しくは、ビスマス及びビスマス以外の金属
の共通可溶性錯塩として有機スルホン酸を用い、公害性
の高い物質を排出することなく、平滑なめつきが得られ
るビスマス及びビスマス合金の電気めつき浴に関するも
のである。
る。さらに詳しくは、ビスマス及びビスマス以外の金属
の共通可溶性錯塩として有機スルホン酸を用い、公害性
の高い物質を排出することなく、平滑なめつきが得られ
るビスマス及びビスマス合金の電気めつき浴に関するも
のである。
ビスマスは整流接点、オーム接点を得るための新分野
で、また原子炉建設における減摩材料として、広く用い
られつつあり、これらの目的に対しては比較的厚いめつ
き(30〜100μ)が要求されるが、従来から知られてい
る過塩素酸浴、グリセレート酒石酸浴、トリロン浴など
の錯塩浴では樹脂状でないめつきは10μまでであり、錯
塩でない浴からは粗大結晶のめつきしか得られない。
で、また原子炉建設における減摩材料として、広く用い
られつつあり、これらの目的に対しては比較的厚いめつ
き(30〜100μ)が要求されるが、従来から知られてい
る過塩素酸浴、グリセレート酒石酸浴、トリロン浴など
の錯塩浴では樹脂状でないめつきは10μまでであり、錯
塩でない浴からは粗大結晶のめつきしか得られない。
また、最近の電子工業のめざましい発展にともない、半
導体関係では熱的特性がデリケートになればなるほど低
融点はんだが重要になり、ビスマスを主体にした各種低
融点合金材料が要求されてきている。これまではんだは
Sn−Pb合金に代表されていたが、超伝導機器や宇宙関係
機器のはんだ付部のように、はんだ付された部材が常温
以下の低温の環境に置かれる場合には脆くなる性質、い
わゆる低温脆性を示す。したがつてこのような環境下で
使用されるはんだ付部に対しては耐低温はんだめつきが
望ましく、Bi−Sn、Bi−In、、Bi−Pb、Bi−Co、Bi−N
i、Bi−Sb、Bi−In−Sn、Bi−Sn−Pb合金などがあげら
れる。しかし、ビスマスの標準電極電位はスズ、インジ
ウム、鉛などよりも極めて貴であり、単純溶液からこれ
らの共析は実質的に起り難く、それらの析出電位を接近
させるために錯塩浴を使用する必要がある。
導体関係では熱的特性がデリケートになればなるほど低
融点はんだが重要になり、ビスマスを主体にした各種低
融点合金材料が要求されてきている。これまではんだは
Sn−Pb合金に代表されていたが、超伝導機器や宇宙関係
機器のはんだ付部のように、はんだ付された部材が常温
以下の低温の環境に置かれる場合には脆くなる性質、い
わゆる低温脆性を示す。したがつてこのような環境下で
使用されるはんだ付部に対しては耐低温はんだめつきが
望ましく、Bi−Sn、Bi−In、、Bi−Pb、Bi−Co、Bi−N
i、Bi−Sb、Bi−In−Sn、Bi−Sn−Pb合金などがあげら
れる。しかし、ビスマスの標準電極電位はスズ、インジ
ウム、鉛などよりも極めて貴であり、単純溶液からこれ
らの共析は実質的に起り難く、それらの析出電位を接近
させるために錯塩浴を使用する必要がある。
Bi−Sn合金めつき浴としては、硫酸浴、塩化物浴、過塩
素酸浴、ホウフツ化物浴及びアルカリ浴などが報告され
ているが、電位差の関係からスズ中に多量のビスマスの
共析させることは難しく、低融点合金としての電析皮膜
を得ることは困難である。また、過塩素酸浴を用いたBi
−In合金のめつきについては共析皮膜の得られる電流密
度範囲が制限されており、厚い良質の合金めつきが得ら
れにくい。
素酸浴、ホウフツ化物浴及びアルカリ浴などが報告され
ているが、電位差の関係からスズ中に多量のビスマスの
共析させることは難しく、低融点合金としての電析皮膜
を得ることは困難である。また、過塩素酸浴を用いたBi
−In合金のめつきについては共析皮膜の得られる電流密
度範囲が制限されており、厚い良質の合金めつきが得ら
れにくい。
本発明は、上記した実情に鑑み検討の結果、創案された
もので、その目的とするところは公害対策問題の少ない
有機スルホン酸及びそれらのビスマス塩とビスマス以外
の金属塩を主体とするめつき浴を用い、従来の無機酸よ
りも本質的に良好な電着物を与え、且つ合金めつきでは
電着物組成が浴中の金属比率に近い値となり、浴の管理
を容易とするところにあり、研究の結果、有効なる酸類
を発見するに至つたものである。
もので、その目的とするところは公害対策問題の少ない
有機スルホン酸及びそれらのビスマス塩とビスマス以外
の金属塩を主体とするめつき浴を用い、従来の無機酸よ
りも本質的に良好な電着物を与え、且つ合金めつきでは
電着物組成が浴中の金属比率に近い値となり、浴の管理
を容易とするところにあり、研究の結果、有効なる酸類
を発見するに至つたものである。
また、Bi−Sn合金めつきの場合、スズとビスマスの電位
差が大きいために通電しないとき、スズ面でのビスマス
の接触析出の結果、スズ陽極面でビスマスの損失が起る
最大の欠点がある。しかし、本発明のめつき浴を使用す
ればスズ陽極面のビスマスの析出は大きく抑制される特
徴が見出された。
差が大きいために通電しないとき、スズ面でのビスマス
の接触析出の結果、スズ陽極面でビスマスの損失が起る
最大の欠点がある。しかし、本発明のめつき浴を使用す
ればスズ陽極面のビスマスの析出は大きく抑制される特
徴が見出された。
本発明に係る有機スルホン酸類は、一般式(I) (X1)n−R−SO3H ……………(I) 〔ここでRはC1〜5のアルキル基を表わし、X1はハロ
ゲン原子、水酸基、アリール基、アルキルアリール基、
カルボキシル基またはスルホン酸基を表わし、そしてア
ルキル基の任意の位置にあつてよく、nは0〜3の整数
を表わす〕に示される脂肪族又は非ベンゼン系脂環式化
合物のスルホン酸及び(II) 〔ここでX2はハロゲン原子、水酸基、アルキル基、アリ
ール基、アルキルアリール基、アルデヒド基、カルボキ
シル基、ニトロ基、メルカプト基、スルホン酸基または
アミノ基を表わし、或るいは2個のX2はベンゼン環と一
緒になつてナフタリン環を形成でき、mは0〜3の整数
を表わす〕に示される各種置換基を有する芳香族系スル
ホン酸である。
ゲン原子、水酸基、アリール基、アルキルアリール基、
カルボキシル基またはスルホン酸基を表わし、そしてア
ルキル基の任意の位置にあつてよく、nは0〜3の整数
を表わす〕に示される脂肪族又は非ベンゼン系脂環式化
合物のスルホン酸及び(II) 〔ここでX2はハロゲン原子、水酸基、アルキル基、アリ
ール基、アルキルアリール基、アルデヒド基、カルボキ
シル基、ニトロ基、メルカプト基、スルホン酸基または
アミノ基を表わし、或るいは2個のX2はベンゼン環と一
緒になつてナフタリン環を形成でき、mは0〜3の整数
を表わす〕に示される各種置換基を有する芳香族系スル
ホン酸である。
これらの有機スルホン酸の例は、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、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
スルホン酸などである。これらの有機スルホン酸は単独
又は2種以上の混合物として使用できる。これらのビス
マス塩及びビスマス以外の金属塩は通常の方法で調製さ
れる。
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
スルホン酸などである。これらの有機スルホン酸は単独
又は2種以上の混合物として使用できる。これらのビス
マス塩及びビスマス以外の金属塩は通常の方法で調製さ
れる。
ビスマスめつき浴の場合は、上記のような有機スルホン
酸及びそのビスマス塩を含み、ビスマス合金めつき浴の
場合は有機スルホン酸とそのビスマス塩及び他の1種又
は2種以上の金属塩を含有する。
酸及びそのビスマス塩を含み、ビスマス合金めつき浴の
場合は有機スルホン酸とそのビスマス塩及び他の1種又
は2種以上の金属塩を含有する。
ビスマス及び他の金属の総濃度は金属として0.5〜200g/
、好ましくは10〜100g/である。まためつき浴中に
存在させる遊離の有機スルホン酸の濃度は浴中のビスマ
ス又は他の金属イオンと化学量論的に少なくとも当量以
上とする。
、好ましくは10〜100g/である。まためつき浴中に
存在させる遊離の有機スルホン酸の濃度は浴中のビスマ
ス又は他の金属イオンと化学量論的に少なくとも当量以
上とする。
本発明のめつき浴には高電流部のヤケ及びデンドライト
(樹脂状)の生長を抑制する効果のあるペプトン、ゼラ
チン及び非イオン界面活性剤などを添加することができ
る。これらの濃度は一般に0.01〜50g/、好ましくは0.
05〜20g/である。非イオン界面活性剤の例としては、
例えばエバン740、リポノツクスN−105、ノイゲンEN
(以上商品名)等があげられる。
(樹脂状)の生長を抑制する効果のあるペプトン、ゼラ
チン及び非イオン界面活性剤などを添加することができ
る。これらの濃度は一般に0.01〜50g/、好ましくは0.
05〜20g/である。非イオン界面活性剤の例としては、
例えばエバン740、リポノツクスN−105、ノイゲンEN
(以上商品名)等があげられる。
次に、本発明の実施例によるめつき液の組成及びめつき
条件を示すが、本発明はこれら数列に限定されるもので
はなく、前述した目的の均質で平滑なめつきを得るとい
う主旨に添つてめつき浴の組成およびめつき条件は任意
に変更することができる。
条件を示すが、本発明はこれら数列に限定されるもので
はなく、前述した目的の均質で平滑なめつきを得るとい
う主旨に添つてめつき浴の組成およびめつき条件は任意
に変更することができる。
実施例におけるめつきの外観はハルセルテストにより評
価した。
価した。
実施例1 ビスマス(メタンスルホン酸ビスマスとして使用)20g/
遊離メタンスルホン酸 150g/ ゼラチン 5g/ 温 度 25℃ 電流密度範囲 0.5〜5A/dm2 実施例2 ビスマス(2−ヒドロキシプロパンスルホン酸ビスマス
として使用) 15g/ 遊離2−ヒドロキシプロパンスルホン酸 100g/ エパン−740 3g/ 温 度 30℃ 電流密度範囲 0.2〜3A/dm2 実施例3 ビスマス(スルホこはく酸ビスマスとして使用)30g/
遊離スルホこはく酸 200g/ ペプトン 5g/ 温 度 20℃ 電流密度範囲 1〜6A/dm2 実施例4 ビスマス(p−フエノールスルホン酸ビスマスとして使
用) 25g/ 遊離p−フエノールスルホン酸 120g/ ペプトン 2g/ 温 度 25℃ 電流密度範囲 1〜5A/dm2 実施例5 ビスマス(p−トルエンスルホン酸ビスマスとして使
用) 6g/ 遊離p−トルエンスルホン酸 150g/ ゼラチン 3g/ 温 度 30℃ 電流密度範囲 0.2〜5A/dm2 実施例6 ビスマス(スルホサリチル酸ビスマスとして使用)10g/
遊離スルホサリチル酸 200g/ リポノツクスN−105 3g/ 温 度 30℃ 電流密度範囲 0.5〜5A/dm2 実施例1〜6のめつき浴について1A−5分でハルセル試
験を行なつた結果、いずれも灰白色の平滑な電着物が得
られた。
遊離メタンスルホン酸 150g/ ゼラチン 5g/ 温 度 25℃ 電流密度範囲 0.5〜5A/dm2 実施例2 ビスマス(2−ヒドロキシプロパンスルホン酸ビスマス
として使用) 15g/ 遊離2−ヒドロキシプロパンスルホン酸 100g/ エパン−740 3g/ 温 度 30℃ 電流密度範囲 0.2〜3A/dm2 実施例3 ビスマス(スルホこはく酸ビスマスとして使用)30g/
遊離スルホこはく酸 200g/ ペプトン 5g/ 温 度 20℃ 電流密度範囲 1〜6A/dm2 実施例4 ビスマス(p−フエノールスルホン酸ビスマスとして使
用) 25g/ 遊離p−フエノールスルホン酸 120g/ ペプトン 2g/ 温 度 25℃ 電流密度範囲 1〜5A/dm2 実施例5 ビスマス(p−トルエンスルホン酸ビスマスとして使
用) 6g/ 遊離p−トルエンスルホン酸 150g/ ゼラチン 3g/ 温 度 30℃ 電流密度範囲 0.2〜5A/dm2 実施例6 ビスマス(スルホサリチル酸ビスマスとして使用)10g/
遊離スルホサリチル酸 200g/ リポノツクスN−105 3g/ 温 度 30℃ 電流密度範囲 0.5〜5A/dm2 実施例1〜6のめつき浴について1A−5分でハルセル試
験を行なつた結果、いずれも灰白色の平滑な電着物が得
られた。
実施例7 ビスマス(メタンスルホン酸ビスマスとして使用) 2g/
2価のスズ(メタンスルホン酸第1スズとして使用)18
g/ 遊離メタンスルホン酸 150g/ ノイゲンEN 5g/ 温 度 25℃ 電流密度範囲 0.5〜3A/dm2 実施例8 ビスマス(ベンゼンスルホン酸ビスマスとして使用)12
g/ 2価のスズ(ベンゼンスルホン酸スズとして使用) 8g/
遊離ベンゼンスルホン酸 120g/ ペプトン 2g/ 温 度 30℃ 電流密度範囲 0.2〜5A/dm2 実施例9 ビスマス(2−ヒドロキシプロパンスルホン酸ビスマス
として使用) 10g/ 2価のスズ(2−ヒドロキシプロパンスルホン酸第1ス
ズとして使用) 5.6g/ 鉛(2−ヒドロキシプロパンスルホン酸鉛として使用)
4.4g/ 遊離2−ヒドロキシプロパンスルホン酸 180い/ ゼラチン 7g/ 温 度 20℃ 電流密度範囲 0.1〜3A/dm2 実施例7〜9のめつき浴について1A−5分でハルセル試
験を行なつた結果、いずれも灰白色の平滑な電着物が得
られた。
2価のスズ(メタンスルホン酸第1スズとして使用)18
g/ 遊離メタンスルホン酸 150g/ ノイゲンEN 5g/ 温 度 25℃ 電流密度範囲 0.5〜3A/dm2 実施例8 ビスマス(ベンゼンスルホン酸ビスマスとして使用)12
g/ 2価のスズ(ベンゼンスルホン酸スズとして使用) 8g/
遊離ベンゼンスルホン酸 120g/ ペプトン 2g/ 温 度 30℃ 電流密度範囲 0.2〜5A/dm2 実施例9 ビスマス(2−ヒドロキシプロパンスルホン酸ビスマス
として使用) 10g/ 2価のスズ(2−ヒドロキシプロパンスルホン酸第1ス
ズとして使用) 5.6g/ 鉛(2−ヒドロキシプロパンスルホン酸鉛として使用)
4.4g/ 遊離2−ヒドロキシプロパンスルホン酸 180い/ ゼラチン 7g/ 温 度 20℃ 電流密度範囲 0.1〜3A/dm2 実施例7〜9のめつき浴について1A−5分でハルセル試
験を行なつた結果、いずれも灰白色の平滑な電着物が得
られた。
ビスマス合金めつきにおいて電着物組成を確認するため
に、電流密度を0.5〜3A/dm2まで変化させて、ステンレ
ス板(0.3×3×5cm)を陰極として2m/minのカソードロ
ツカーを行ないながら、実施例7のめつき浴中で600ク
ーロンの定電流電解によりめつきを行なつた。得られた
電着物をナイフで削り取り、6N−HNO3で加熱溶解し、ス
ズを分離して液中のビスマスを原子吸光により定量し
た。結果を表−1に示す。
に、電流密度を0.5〜3A/dm2まで変化させて、ステンレ
ス板(0.3×3×5cm)を陰極として2m/minのカソードロ
ツカーを行ないながら、実施例7のめつき浴中で600ク
ーロンの定電流電解によりめつきを行なつた。得られた
電着物をナイフで削り取り、6N−HNO3で加熱溶解し、ス
ズを分離して液中のビスマスを原子吸光により定量し
た。結果を表−1に示す。
フロントページの続き (72)発明者 阿久津 敏次 兵庫県三木市志染町中自由ケ丘1丁目99 (56)参考文献 特開 昭59−67387(JP,A) 特公 昭36−17257(JP,B1) 特公 昭33−6062(JP,B1) 米国特許4565609(US,A) 米国特許4565610(US,A)
Claims (1)
- 【請求項1】下記一般式(I) (X1)n−R−SO3H ……………(I) 〔ここでRはC1〜5のアルキル基を表わし、X1はハロ
ゲン原子、水酸基、アリール基、アルキルアリール基、
カルボキシル基又はスルホン酸基を表わし、そしてアル
キル基の任意の位置にあつてよく、nは0〜3の整数を
表わす〕又は(II) 〔ここでX2はハロゲン原子、水酸基、アルキル基、アリ
ール基、アルキルアリール基、アルデヒド基、カルボキ
シル基、ニトロ基、メルカプト基、スルホン酸基又はア
ミノ基を表わし或いは2個のX2はベンゼン環と一緒にな
つてナフタリン環を形成でき、mは0〜3の整数を表わ
す〕 で示される有機スルホン酸及びその酸のビスマス塩又は
その酸のビスマス塩とその酸の他の金属塩1種以上との
混合物を主成分とするビスマス及びビスマス合金めつき
浴。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61156361A JPH0781196B2 (ja) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | 有機スルホン酸塩からのビスマス及びビスマス合金めつき浴 |
DE8686113044T DE3682679D1 (de) | 1986-07-04 | 1986-09-22 | Baeder auf basis von einer ein organisches sulphonat enthaltenden loesung fuer das plattieren von wismut und wismutlegierungen. |
EP19860113044 EP0255558B1 (en) | 1986-07-04 | 1986-09-22 | Baths or organic sulfonate solution for bismuth and bismuth alloy plating |
CA 519048 CA1311713C (en) | 1986-07-04 | 1986-09-25 | Baths of organic sulfonate solution for bismuth and bismuth alloy plating |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61156361A JPH0781196B2 (ja) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | 有機スルホン酸塩からのビスマス及びビスマス合金めつき浴 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6314887A JPS6314887A (ja) | 1988-01-22 |
JPH0781196B2 true JPH0781196B2 (ja) | 1995-08-30 |
Family
ID=15626076
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61156361A Expired - Lifetime JPH0781196B2 (ja) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | 有機スルホン酸塩からのビスマス及びビスマス合金めつき浴 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0255558B1 (ja) |
JP (1) | JPH0781196B2 (ja) |
CA (1) | CA1311713C (ja) |
DE (1) | DE3682679D1 (ja) |
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Families Citing this family (11)
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JPH0765207B2 (ja) * | 1988-09-22 | 1995-07-12 | 上村工業株式会社 | ビスマス―錫合金電気めっき方法 |
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EP0397663B1 (en) * | 1988-10-14 | 1994-05-18 | Atochem North America, Inc. | Electrodeposition of tin-bismuth alloys |
JP2819180B2 (ja) * | 1990-02-22 | 1998-10-30 | 信康 土肥 | すず―鉛―ビスマス合金めっき浴 |
US5227046A (en) * | 1991-10-07 | 1993-07-13 | Unisys Corporation | Low temperature tin-bismuth electroplating system |
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 |
JP4728462B2 (ja) * | 2000-02-29 | 2011-07-20 | 日本リーロナール有限会社 | 錫電気めっき液及びめっき方法 |
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-
1986
- 1986-07-04 JP JP61156361A patent/JPH0781196B2/ja not_active Expired - Lifetime
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- 1986-09-25 CA CA 519048 patent/CA1311713C/en not_active Expired - Lifetime
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