JPH09184087A - 錫及び錫/鉛合金めっき液 - Google Patents

錫及び錫/鉛合金めっき液

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JPH09184087A
JPH09184087A JP34311595A JP34311595A JPH09184087A JP H09184087 A JPH09184087 A JP H09184087A JP 34311595 A JP34311595 A JP 34311595A JP 34311595 A JP34311595 A JP 34311595A JP H09184087 A JPH09184087 A JP H09184087A
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JP
Japan
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tin
plating
plating solution
lead
salt
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JP34311595A
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English (en)
Inventor
Atsushi Kodama
篤志 児玉
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Nikko Kinzoku KK
Original Assignee
Nikko Kinzoku KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 広い電流密度領域に渡って光沢めっきを形
成できる錫及び錫/鉛合金めっき液の提供。 【解決手段】 錫及び錫/鉛合金の電気めっき用水溶液
であって、酸として有機スルホン酸、金属塩として有機
スルホン酸の2価の錫塩または2価の錫塩と2価の鉛塩
の両者、分散剤としてポリオキシエチレンアルキルフェ
ニルエーテルまたはポリオキシエチレンナフチルエーテ
ルの1種もしくは2種以上、光沢剤としてクロロベンズ
アルデヒドとナフトアルデヒドとパラアセトアルデヒド
とを含有することを特徴とする錫及び錫/鉛合金めっき
液。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、錫及び錫/鉛合金
めっき液に関する。
【0002】
【従来の技術】錫及び錫/鉛合めっきは、はんだ付け
性、耐食性などが良好なために、コネクタやリードフレ
ーム等の電子工業用部品の工業用めっきとして広く利用
されている。
【0003】めっき外観が光沢である錫及び錫/鉛合金
めっきを得るためには、めっき液に分散剤や光沢剤が添
加される。これらの添加剤によりめっき外観や特性が大
きく左右され、特に光沢めっきの場合には、光沢剤が重
要な役割を果たす。したがって、無数の化合物の中から
適当な添加剤を選びだし、さらにそれらの濃度を調整す
ることが、めっき液を開発するうえで難しい技術にな
る。
【0004】錫および錫/鉛合金めっき液の添加剤に関
する従来技術としては、例えば光沢剤として芳香族アル
デヒドと低級脂肪族アルデヒドを使用するもの(特開昭
61−223193号)がある。この公開公報の実施例
では、芳香族アルデヒドとしてナフトアルデヒドを、低
級脂肪族アルデヒドとしてパラアルデヒドを使用してい
る。
【0005】しかしながら従来のめっき液では、めっき
外観のよいめっき皮膜を形成できる電流密度範囲が比較
的狭く、特に15A/dm2以上の高電流密度ではめっ
きが曇るという問題点があった。また、特開昭61−2
23193号では分散剤(界面活性剤)を特に限定して
いないが、分散剤を適当に選択してめっき液を調合しな
いと、良好なめっき液外観を得ることはできない。
【0006】近年、めっき工場では生産性向上のため
に、めっき浴に大電流をかけて高電流密度で高速のめっ
きを行うことが望まれているが、高電流密度での使用に
耐えうるめっき液がないために、低電流密度で操業して
いるのが現状である。ところで、連続めっきあるいはバ
レルめっきラインにおいて金属条やプレス品をめっきす
る際に、めっき槽中における被めっき物の位置やその形
状により、めっき時の電流密度が局部的に高くあるいは
局部的に低くなる場合がある。そのような場合、低電流
から高電流密度まで使用できるめっき液では問題ない
が、狭い電流密度のめっき液を使用した場合には、めっ
き品に曇りなどの欠陥が生じる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点に鑑みてなされたもので、0.2A/dm2
程度の低電流密度から、25A/dm2程度までの広い
範囲において、外観の良好な光沢めっきが得られる錫及
び錫/鉛合金めっき液を提供することを目的としたもの
である。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明者が研究を行った結果、以下に示すめっき液を
発明するに至った。すなわち本発明は、 (1)錫及び錫/鉛合金の電気めっき用水溶液であっ
て、酸として有機スルホン酸、金属塩として有機スルホ
ン酸の2価の錫塩または2価の錫塩と2価の鉛の両者、
分散剤としてポリオキシエチレンアルキルフェニルエー
テルまたはポリオキシエチレンナフチルエーテルの1種
もしくは2種以上、光沢剤としてクロロベンズアルデヒ
ドとナフトアルデヒドとパラアセトアルデヒドとを含有
することを特徴とする錫及び錫/鉛めっき液。
【0009】(2)ポリオキシエチレンアルキルフェニ
ルエーテルまたはポリオキシエチレンナフチルエーテル
の濃度が、1種もしくは2種以上合計で0.5〜30g
/Lであることを特徴とする前記(1)に記載の錫及び
/鉛合金めっき液。
【0010】(3)光沢剤として使用する3種類の成分
の濃度がそれぞれ、クロロベンズアルデヒド0.005
〜1g/L、ナフトアルデヒド0.01〜4g/L、パ
ラアセトアルデヒド0.1〜30g/Lであることを特
徴とする前記(1)または(2)に記載の錫及び/鉛合
金めっき液である。
【0011】本発明のめっき液に用いる第1の必須成分
である酸の有機スルホン酸は、一般式(1) R1SO3H (1) (式中、R1は炭素数1〜10のアルキル基またはアリ
ール基を表す)で現される。この一般式(1)で表され
る化合物のうち好ましいものを挙げると、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
カンスルホン酸およびフェノールスルホン酸などであ
る。上記有機スルホン酸の1種もしくは2種以上を本発
明のめっき液に利用することができるが、一般式(1)
のR1がアルキル基のものの方がより好ましい。これら
の酸はめっき液に電気伝導性を与え、錫および鉛のめっ
き液への溶解、あるいは、めっき用陽極のめっき液への
溶解を促進させる。
【0012】本発明のめっき液に用いる第2の必須成分
である金属塩は、めっき液を錫めっき液となす場合は、
上記有機スルホン酸の2価の錫塩であり、めっき液を錫
/鉛合金めっき液となす場合は、上記アルカンスルホン
酸の2価の錫塩と2価の鉛塩の両者である。これらの塩
は、2価の錫および2価の錫または2価の鉛塩と所望の
金属スルホン酸との反応によって容易に調製することが
できる。スルホン酸と反応して所望の金属スルホン酸を
形成し得る錫および鉛の例は、鉛と錫の酸化物を含む。
めっき液に添加される金属塩は、陰極に析出する金属イ
オンの源となる。なお錫は、2価の錫から4価の錫へと
酸化しやすいため、この酸化を防止することを目的とし
て、めっき液にカテコールやヒドラキノンのような酸化
防止剤を適宜添加することも有効である。
【0013】本発明のめっき液に用いる第3の必須成分
である分散剤のポリオキシエチレンアルキルフェニルエ
ーテルは一般式(2)、ポリオキシエチレンナフチルエ
ーテルは一般式(3)
【0014】
【化1】
【0015】(式中、R2は約6ないし20個の炭素原
子を含有するアルキル基を示し、nは2ないし50の整
数を示す)で表される。一般式(2)で表される化合物
のうち好ましいものを挙げると、ポリオキシエチレンノ
ニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフ
ェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニル
エーテルなどである。一般式(3)で表される化合物の
うち好ましいものを挙げると、エトキシレーテッドナフ
トールなどがある。これらの化合物はいずれも界面活性
剤に属するものであり、工業的に生産され市販されてい
る。
【0016】分散剤は、水に溶解しにくい光沢剤をめっ
き液に溶解しやすくする機能のほかに、めっき液の表面
張力を減少させるので、めっき表面を平滑にし、その結
果、めっき外観を半光沢もしくは光沢状にする機能を有
している。本発明では多種多様の界面活性を使用して実
験を行った結果、めっき外観を光沢状にさせる分散剤と
しては、一般式(2)及び(3)で表される化合物が最
も適していることを発見した。添加量は、上記分散剤1
種もしくは2種合計で0.5〜30g/L(めっき液1
リットルに対し分散剤が0.5〜30グラム)が好まし
い。分散剤の添加量が0.5g/L以下では効果が期待
できず、また、30g/L以上では過剰となり不経済で
ある。
【0017】本発明のめっき液に用いる第4の必須成分
である光沢剤は、3種類の成分すなわち、クロロベンズ
アルデヒドとナフトアルデヒドとパラアセトアルデヒド
を含有するものである。これらの成分は、めっき液中に
おいてそれぞれ独自の機能をはたす。
【0018】クロロベンズアルデヒドは、10A/dm
2以上の光電流密度でのめっきにおいて、光沢剤として
の機能をはたす。添加量は0.005〜1g/L以下で
は効果が期待できず、1g/L以上ではめっき外観が悪
くなる。なおクロロベンズアルデヒドには、o−クロロ
ベンズアルデヒドと、m−クロロベンズアルデヒドの二
つの異性体があるが、どちらを採用してもかまわない。
【0019】ナフトアルデヒドは、5〜15A/dm2
の中電流密度でのめっきにおいて、光沢剤としての機能
をはたす。添加量は0.01〜4g/Lが好ましく、添
加量0.01g/Lではその効果が期待できず、4g/
L以上ではめっき外観が悪くなる。なおナフトアルデヒ
ドには、1−ナフトアルデヒドと、2−ナフトアルデヒ
ドの二つの異性体があるが、1−ナフトアルデヒドの方
が性能とコストの面で有利である。
【0020】パラアセトアルデヒドは単独使用では光沢
剤としての機能はあまり強くないが、他の光沢剤と併用
することにより、他の光沢剤の機能を大幅に向上させる
はたらきがある。例えば、ナフトアルデヒドのみの添加
では低電流密度域で光沢はでないが、パラアセトアルデ
ヒドと併用すると、0.2〜5A/dm2の低電流域で
も光沢めっき外観を得ることができる。添加量は0.1
〜30g/Lが好ましく、添加量0.1g/L以下では
効果が期待できず、30g/L以上ではめっき外観が悪
くなる。
【0021】以上述べたように光沢剤は3種類の成分か
らなるが、めっき液への光沢剤の添加方法としては、3
種類の成分を予め混合させた後にめっき液に添加する方
法、あるいは、3種類の成分をそれぞれ別個に添加する
方法のいずれを選んでもよい。
【0022】
【発明の実施の形態】次に本発明を実施例によりさらに
詳細に説明するが、本発明はこれらの数例に限定される
ものではなく、前述した目的に添ってめっき液の組成及
びめっき条件は任意に変更することができる。
【0023】めっき液を試験する方法としてハンセル試
験を採用し、めっきされた金属板(ハンセルパネル)を
観察して、めっき液の性能を評価した。なおハンセル試
験は、総電流5A、液温度は室温、液の撹拌なしの条件
で行った。ハンセル試験で使用しためっき液の組成と、
試験後のハンセルパネルの外観をまとめて表1に示す。
【0024】
【表1】
【0025】表1脚注 (1):メタンスルホン酸(100%)濃度 (2):メタンスルホン酸錫使用、錫換算濃度(錫イオン
濃度) (3):メタンスルホン酸鉛使用、鉛換算濃度(鉛イオン
濃度) A:ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル B:ポリオキシエチレンナフチルエーテル C:o−クロロベンズアルデヒド D:1−ナフトアルデヒド E:パラアセトアルデヒド 表1の実施例1〜3は本発明に従って調合しためっき液
を用いて試験した結果であり、いずれも0.2〜25A
/dm2の広い範囲の電流密度において、光沢良好なめ
っきを得ることができた。比較例4〜7は分散剤(界面
活性剤)の効果を確認するために試験した結果である。
この結果より、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエ
ーテルおよびポリオキシエチレンナフチルエーテルは、
それぞれ単独、もしくは併用のどちらの場合にも効果が
あることがわかった。比較例1〜10は光沢剤の効果を
確認するために試験した結果である。これらの結果およ
び実施例1より、クロロベンズアルデヒド、ナフチルア
ルデヒドおよびパラアルデヒドの3種類の光沢剤全てが
添加された場合に、最良のめっき外観が得られることが
わかった。
【0026】
【発明の効果】以上記述したように、本発明のめっき液
によれば、0.2〜25A/dm2の広い電流密度範囲
において、外観良好な錫及び錫/鉛合金めっきを得るこ
とができ、生産性の向上とともにめっき品質の向上にも
寄与することができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 錫及び錫/鉛合金の電気めっき用水溶液
    であって、酸として有機スルホン酸、金属塩として有機
    スルホン酸の2価の錫塩または2価の錫塩と2価の鉛塩
    の両者、分散剤としてポリオキシエチレンアルキルフェ
    ニルエーテルまたはポリオキシエチレンナフチルエーテ
    ルの1種もしくは2種以上、光沢剤としてクロロベンズ
    アルデヒドとナフトアルデヒドとパラアセトアルデヒド
    とを含有することを特徴とする錫及び錫/鉛合金めっき
    液。
  2. 【請求項2】 ポリオキシエチレンアルキルフェニルエ
    ーテルまたはポリオキシエチレンナフチルエーテルの濃
    度が、1種もしくは2種以上合計で0.5〜30g/L
    であることを特徴とする請求項1に記載の錫及び錫/鉛
    合金めっき液。
  3. 【請求項3】 光沢剤として使用する3種類の成分の濃
    度がそれぞれ、クロロベンズアルデヒド0.005〜1
    g/L、ナフトアルデヒド0.01〜4g/L、パラア
    セトアルデヒド0.1〜30g/Lであることを特徴と
    する請求項1または2に記載の錫及び錫/鉛合金めっき
    液。
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