JPH11152595A - スズ及びスズ合金メッキ浴、当該メッキ浴の管理方法及び調製方法 - Google Patents
スズ及びスズ合金メッキ浴、当該メッキ浴の管理方法及び調製方法Info
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- JPH11152595A JPH11152595A JP33639297A JP33639297A JPH11152595A JP H11152595 A JPH11152595 A JP H11152595A JP 33639297 A JP33639297 A JP 33639297A JP 33639297 A JP33639297 A JP 33639297A JP H11152595 A JPH11152595 A JP H11152595A
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Abstract
化させる。 【解決手段】 スズ又はスズ合金浴に所定の酸化防止剤
と凝集促進剤(例えば、没食子酸と酒石酸など)を組み合
わせて含有させる。酸化防止剤と凝集促進剤を併用添加
し、間欠的に濾過処理を繰り返すと、浴中の第一スズイ
オンの酸化を有効に抑制できるだけではなく、浴調製後
の日数経過で浴の酸化が進行し、酸化第二スズの微粒子
が発生した場合でも、上記処理剤の相乗作用で酸化第二
スズが凝集促進され、粒子径が増した酸化第二スズを濾
過処理するたびに捕捉できる。このため、メッキ浴中の
酸化第二スズを容易に外部に除去し、もってメッキ浴の
透明度を長期に保持(経時的に安定化)できる。
Description
及びスズ合金メッキ浴、並びにその管理方法及び調製方
法に関し、酸化防止剤と凝集促進剤を組み合わせて添加
することにより、酸化第二スズの発生を抑制するととも
に、濁りを抑制して透明度を持続的に安定化できるメッ
キ浴を提供する。
どのスズ合金メッキ浴は半田付け性を向上させるための
皮膜として、半導体デバイス、コネクター、チップ部品
等の電子部品の表面処理用として広範に利用されてい
る。当該スズ又はスズ合金メッキ浴の分野では、塩酸、
硫酸、ホウフッ化水素酸などの無機酸や、有機スルホン
酸、脂肪族カルボン酸などの有機酸をベースとするメッ
キ浴が用いられているが、中でも、排水処理性が良く、
メッキ浴の腐食性が低いなどの理由からアルカンスルホ
ン酸、アルカノールスルホン酸などの有機スルホン酸を
ベースとするメッキ浴が広く普及している。
金メッキ浴では、一般に、長期使用するに連れて浴中の
第一スズイオンが空気中の酸素による酸化や陽極酸化を
受けて第二スズイオンに変化し、さらにこのイオンが加
水分解して酸化第二スズの微粒子が発生してしまう。こ
の酸化第二スズの微粒子の粒子径は0.1μm〜数μm
の範囲で分布しているため、当該粒子はメッキ浴中に沈
降せずに懸濁粒子となって分散し、メッキ浴の透明度は
著しく低下する。
異物を除去する等の目的で濾過機が付設されており、メ
ッキ浴を連続的に濾過している。しかし、濾過に使用さ
れるフィルターは圧損、メンテナンスの容易性、或はコ
スト等の制約から、そのポアサイズは数μm〜数十μm
のものが使用されるため、フィルターのポアサイズより
メッキ浴中に懸濁している上記酸化第二スズの微粒子の
方が微細となり、濾過機で当該微粒子を捕捉して除去す
ることはほとんど困難であった。
する酸化第二スズの微粒子はその表面に多くの水分子を
吸着していると考えられるため、当該微粒子の存在下で
スズ又はスズ合金メッキを施すと、電着皮膜中には多く
の水分子を吸着した酸化第二スズの粒子が共析すること
になる。このように、酸化第二スズと共に多くの水分子
がメッキ皮膜中に含まれると、メッキが施された部品を
半田付けするときの熱により、水が気化して大きく体積
膨張するため、半田接合部にボイド(気泡)が発生すると
いう問題が出て来る。
て、半田付けにより接合される面積も微細化して来てい
るため、接合部における接合強度の信頼性の確保が強く
求められているが、上述のようなボイドが生じると、接
合強度の信頼性を著しく損なうことになる。このため、
スズ又はスズ合金メッキ浴においては、長期使用で発生
する酸化第二スズを円滑に除去することが重要な課題と
なっている。
は、特開昭56−116894号公報に、メッキ浴の導
電性を高め、従来の酸性或はアルカリ性浴に比べて排水
処理が容易であるなどの理由からピロリン酸の中性メッ
キ浴をベースにして、これに二価のスズの酸化を防止す
るなどの目的で、ヒドラジン、次亜リン酸、亜リン酸、
アスコルビン酸又はこれらの塩などを添加するスズメッ
キ浴が開示されている。
技術2としては、特開昭59−193296号公報に、
塩化第一スズ、酢酸鉛及び塩酸をベースにして、4価の
スズを2価に還元する還元剤として二塩化ヒドラジン、
或はハイドロキノン、次亜リン酸などを添加するスズ−
鉛合金メッキ浴が開示されている。
は、共にハイドロキノンや次亜リン酸などの酸化防止剤
(或は還元剤)をメッキ浴に添加することにより、電気メ
ッキ浴中の第一スズイオン(Sn2+)の酸化防止を意図し
たものであるが、これらの公知の酸化防止剤などでは、
第一スズイオンの酸化速度をある程度遅延させる効果は
あるが、使用期間が2〜3カ月を経過する頃から酸化第
二スズの懸濁粒子が発生し、メッキ浴が濁って透明度が
失われる場合が多い。そして、一旦メッキ浴がこのよう
な状態に品質低下すると、前述のように、浴の濁りの原
因となっている酸化第二スズの懸濁粒子の除去が困難で
あることから、メッキ浴から得られる電着皮膜の接合強
度の信頼性を確保することもできなくなる。
ッキ浴では、酸化第二スズの微粒子がボイドの原因とな
るため、先ず、酸化第二スズの発生を有効に抑制すると
ともに、酸化第二スズの発生がメッキ浴の濁りに関連す
ることから、浴の濁りを抑えて透明度を持続する措置を
講じるのが現実的である。本発明はこの方針に基づい
て、スズ又はスズ合金メッキ浴の透明度を経時的に安定
化させることを技術的課題とする。
キ浴、或はスズ−鉛合金などのスズ合金メッキ浴中の第
一スズイオンの酸化を抑制する方策を研究するととも
に、濁りの原因をなす当該酸化物(即ち、酸化第二スズ)
の浴中での挙動を調べた。一般に、スズメッキ浴又はス
ズ合金メッキ浴に酸化第二スズが発生すると浴の濁りは
進行するが、酸化第二スズの浴中での挙動は不明な点が
多く、推量の域を出ないが、酸化第二スズは微粒子の状
態で浴に懸濁しているばかりではなく、水和などにより
部分的には溶解しているとも考えられるため、全てが濁
りにつながるとも断定し難い。その一方で、浴中に生じ
た酸化第二スズの微粒子は極めて結晶成長又は凝集しに
くく、微細なまま存在しようとする性質を持ち、これが
浴の濁りを解消できない主因であるのは、ほぼ間違いな
い。
二スズの微粒子が発生してしまった場合には、この酸化
第二スズの微粒子の結晶成長を促進したり、微粒子同士
を合体凝集させて粒子径を大きくすることにより、間欠
的な濾過処理でこれらの粒子を捕捉可能にしてメッキ浴
から除去し、もって浴の濁りを抑えて、透明度を持続さ
せることを着想した。本出願人は、酸化第二スズの粒子
径を増大させるという上記着想に基づいて鋭意研究の結
果、特定のリン化合物が酸化第二スズの微粒子を結晶成
長、或は凝集促進させることを突き止め、先に、特願平
9−165322号で提案した。
金メッキ浴の濁りを抑制することに主眼を置いて研究を
進める過程で、例えば、カテコールスルホン酸、ナフト
ールスルホン酸、或は没食子酸、3,4−ジヒドロキシ
安息香酸などと、ポリアクリルアミド、ピロリン酸、或
は酒石酸などとの組み合わせのように、酸化防止剤と凝
集促進剤を浴に併用添加すると、浴中の第一スズイオン
の酸化を抑制するだけではなく、浴の間欠的な濾過処理
により、メッキ浴の濁りを抑えて透明度を長期に亘り経
時安定化できることを見い出し、本発明を完成した。
一スズ塩及び鉛、銀、亜鉛、ビスマス、インジウム、ニ
ッケル、コバルト、銅、金、アンチモンから選ばれた金
属の塩の混合物とのいずれかよりなる可溶性塩、(B)ア
ルカンスルホン酸、アルカノールスルホン酸、脂肪族カ
ルボン酸などの有機酸、或は、塩酸、硫酸、ホウフッ化
水素酸などの無機酸から選ばれた少なくとも一種の酸、
(C)下記の(1)〜(2)式に示す化合物、カテコールスルホ
ン酸、ヒドロキノンスルホン酸、ナフトールスルホン
酸、或はこれらの塩などから選ばれた酸化防止剤の少な
くとも一種、
ム、カルシウム等の金属、NH4など)、COOY(Yは
水素、ナトリウム、カリウム、カルシウム等の金属、N
H4など)、CH3、OCH3、CH2OH、CH2CH2O
H、NH2、ハロゲンである;nは1〜4の整数であ
る;mは1〜2の整数である、但し、m=2の場合、R
は互いに同一又は異なる置換基である;n=1、m=1
の場合、RはSO3Hを除く;n=1、m=2の場合、
RはSO3HとCH3の組み合わせを除く;n=2、m=
1の場合、RはSO3Xを除く。)
ム、カルシウム等の金属、NH4など)、COOY(Yは
水素、ナトリウム、カリウム、カルシウム等の金属、N
H4など)、CH3、OCH3、CH2OH、CH2CH2O
H、NH2、ハロゲンである;nは1〜4の整数であ
る;mは1〜2の整数である、但し、m=2の場合、R
は互いに同一又は異なる置換基であっても良い;n、m
=1の場合、RはSO3Hを除く。) (D)リン化合物(リン酸水素塩を含む概念)、酒石酸、酒
石酸ナトリウム、酒石酸アンモニウム、酒石酸カリウ
ム、酒石酸カルシウム、酒石酸マグネシウム、ロッシェ
ル塩などの酒石酸塩、ポリアクリルアミドなどの高分子
系凝集剤などから選ばれた酸化第二スズ微粒子の凝集促
進剤の少なくとも一種を含有することを特徴とするスズ
及びスズ合金メッキ浴である。
塩及び鉛、銀、亜鉛、ビスマス、インジウム、ニッケ
ル、コバルト、銅、金、アンチモンから選ばれた金属の
塩の混合物とのいずれかよりなる可溶性塩、(B)アルカ
ンスルホン酸、アルカノールスルホン酸、脂肪族カルボ
ン酸などの有機酸、或は、塩酸、硫酸、ホウフッ化水素
酸などの無機酸から選ばれた少なくとも一種の酸、(C)
カテコール、ヒドロキノン、レゾルシン、ピロガロー
ル、フロログルシン、フェノールスルホン酸、クレゾー
ルスルホン酸、アスコルビン酸、或はこれらの塩などか
ら選ばれた酸化防止剤の少なくとも一種、(D)酒石酸、
酒石酸ナトリウム、酒石酸アンモニウム、酒石酸カリウ
ム、酒石酸カルシウム、酒石酸マグネシウム、ロッシェ
ル塩などの酒石酸塩、リン酸一水素ナトリウム、リン酸
二水素アンモニウムなどのリン酸水素塩、ポリアクリル
アミドなどの高分子系凝集剤などから選ばれた酸化第二
スズ微粒子の凝集促進剤の少なくとも一種を含有するこ
とを特徴とするスズ及びスズ合金メッキ浴である。
浴に加えて、さらに界面活性剤を含有することを特徴と
するスズ及びスズ合金メッキ浴である。
のメッキ浴に加えて、さらに光沢剤を含有することを特
徴とするスズ及びスズ合金メッキ浴である。
のメッキ浴に加えて、さらに半光沢剤を含有することを
特徴とするスズ及びスズ合金メッキ浴である。
のメッキ浴において、(A)の可溶性金属塩と(B)の酸、
その塩の少なくとも一種とを含有するメッキ浴に酸化防
止剤と凝集促進剤を併用添加し、当該酸化防止剤と凝集
促進剤の共存下で間欠的に濾過処理を繰り返して酸化第
二スズ粒子を浴外に捕捉・除去することにより、メッキ
浴の濁りを防止して透明度を経時的に安定可能にするこ
とを特徴とするスズ及びスズ合金メッキ浴の管理方法で
ある。
のメッキ浴において、酸化防止剤並びに凝集促進剤を
酸、可溶性金属塩、界面活性剤、光沢剤、或は半光沢剤
の少なくともいずれかに予め混入して、建浴時に当該混
合物を残りの浴構成成分と混合することを特徴とするス
ズ及びスズ合金メッキ浴の調製方法である。
記(1)式の特定フェノール類と(2)式の特定ナフトール類
として一般的に表される化合物、カテコールスルホン
酸、ヒドロキノンスルホン酸、ナフトールスルホン酸、
或はこれらの塩などから選ばれるものである。上記(1)
式のフェノール類は、例えば、下記の(3)式で表される
1個の置換基を有するカテコール類や、(4)式で表され
る1個の置換基を有するピロガロール類が挙げられる。
ム、カルシウム等の金属、NH4など)、COOY(Yは
水素、ナトリウム、カリウム、カルシウム等の金属、N
H4など)、CH3、OCH3、CH2OH、CH2CH2O
H、NH2、ハロゲンである;nは1〜4の整数であ
る;mは1〜2の整数である、但し、m=2の場合、R
は互いに同一又は異なる置換基であっても良い;n、m
=1の場合、RはSO3Hを除く。)
ム、カルシウム等の金属、NH4など)、COOY(Yは
水素、ナトリウム、カリウム、カルシウム等の金属、N
H4など)、CH3、OCH3、CH2OH、CH2CH2O
H、NH2、ハロゲンである;nは1〜4の整数であ
る;mは1〜2の整数である、但し、m=2の場合、R
は互いに同一又は異なる置換基であっても良い;n、m
=1の場合、RはSO3Hを除く。)
下記に示す(5)式で表される6位に置換基を有する2,3
−ジヒドロキシナフタレンや、(6)式で表される5位に
置換基を有する2,3−ジヒドロキシナフタレンが好ま
しい。
ム、カルシウム等の金属、NH4など)、COOY(Yは
水素、ナトリウム、カリウム、カルシウム等の金属、N
H4など)、CH3、OCH3、CH2OH、CH2CH2O
H、NH2、ハロゲンである;nは1〜4の整数であ
る;mは1〜2の整数である、但し、m=2の場合、R
は互いに同一又は異なる置換基であっても良い;n、m
=1の場合、RはSO3Hを除く。)
ム、カルシウム等の金属、NH4など)、COOY(Yは
水素、ナトリウム、カリウム、カルシウム等の金属、N
H4など)、CH3、OCH3、CH2OH、CH2CH2O
H、NH2、ハロゲンである;nは1〜4の整数であ
る;mは1〜2の整数である、但し、m=2の場合、R
は互いに同一又は異なる置換基であっても良い;n、m
=1の場合、RはSO3Hを除く。)
の通りである。 3,4−ジヒドロキシ安息香酸(下記の(7)式参照)
式参照)
含む;下記の(11)式参照)
没食子酸(下記の(12)式参照)などである。
る化合物としては、(3)式や(4)式の多価フェノール類に
属さないものであっても差し支えなく、その具体例は次
の通りである。 o−メトキシフェノール(慣用名グアヤコール、下記
の(13)式参照)
の(14)式参照)
ール類の具体例は、次の化合物などである。 2,3−ジヒドロキシナフタレン−6−スルホン酸類
(下記の式(15)参照)
ウム等の金属、NH4などである。) 2,3−ジヒドロキシナフタレン−5−スルホン酸類
(下記の式(16)参照)
ウム等の金属、NH4などである。)
る化合物としては、(5)式や(6)式の多価ナフトール類に
属さないものであっても差し支えなく、その具体例とし
ては2−ナフトール−6,8−ジスルホン酸二カリウム
(下記の(17)式参照)などが挙げられる。
ゼン環に結合する水酸基の数nは1〜4であり、置換基
Rの数mは1〜2である。置換基Rが2個の場合は、両
方とも同一の置換基であっても良いし、スルホン酸基と
カルボキシル基のように異なるものであっても良い。但
し、水酸基と置換基が共に1個である場合、置換基Rは
スルホン酸基を除き、水酸基が1個で置換基が2個であ
る場合、置換基Rはスルホン酸基とメチル基の組み合わ
せを除き、水酸基が2個で置換基が1個である場合、置
換基Rはスルホン酸基(又はその塩)を除く。換言する
と、式(1)のフェノール類からフェノールスルホン酸、
クレゾールスルホン酸、カテコールスルホン酸類は除か
れる。
タレン環に結合する水酸基の数nは1〜4であり、置換
基Rの数mは1〜2である。置換基Rが2個の場合は、
共に同一の置換基であっても良いし、スルホン酸基とカ
ルボキシル基のように異なるものであっても良い。但
し、水酸基と置換基が共に1個である場合、置換基Rは
スルホン酸基を除き、換言すると、式(2)のナフトール
類からα−ナフトールスルホン酸、β−ナフトールスル
ホン酸などは除かれる。本発明2の酸化防止剤は、基本
的に、カテコール、ヒドロキノン、レゾルシン、ピロガ
ロール、フロログルシン、フェノールスルホン酸、クレ
ゾールスルホン酸、アスコルビン酸、或はこれらの塩な
どの周知、或は公知のものをいう。上記本発明1〜2の
酸化防止剤の添加量はメッキ浴全体に対して、一般に
0.05〜50g/L、好ましくは0.1〜10g/Lで
ある。
物、酒石酸、或は、酒石酸ナトリウム、酒石酸アンモニ
ウム、酒石酸カリウム、酒石酸カルシウム、酒石酸マグ
ネシウム、ロッシェル塩(酒石酸カリウムナトリウム)な
どの酒石酸塩、ポリアクリルアミドなどの高分子系凝集
剤などをいう。上記リン化合物は次の通りである。 (1)オルトリン酸、メタリン酸、ピロリン酸、ポリリン
酸、次亜リン酸、亜リン酸、及びこれらのナトリウム
塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、アン
モニウム塩、バリウム塩、鉄塩、亜鉛塩等の塩類、或は
リン酸一水素ナトリウム、リン酸二水素アンモニウムな
どのリン酸水素塩などの無機リン化合物。 (2)アミノトリ(メチレンホスホン酸)、1−ヒドロキシ
エチリデン−1−ジホスホン酸、エチレンジアミンテト
ラ(メチレンホスホン酸)、リン酸アルキル(例えば、エチ
ルリン酸、ジエチルリン酸など)、及びこれらのナトリウ
ム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、ア
ンモニウム塩、バリウム塩、鉄塩、亜鉛塩等の塩類など
の有機リン化合物。一方、本発明2の凝集促進剤は、上
記本発明1のうちの、酒石酸又はその塩、リン酸水素
塩、ポリアクリルアミドなどの高分子系凝集剤などをい
う。上記本発明1〜2の凝集促進剤は単用又は併用で
き、その添加量はメッキ浴全体に対して、一般に0.0
1〜100g/L、好ましくは0.05〜10g/L、
より好ましくは0.1〜5g/Lである。
に添加する処理剤として、上記酸化防止剤と凝集促進剤
を組み合わせることを特徴とするが、この組み合わせと
しては次の具体例が好ましい。 酸化防止剤 凝集促進剤 (1)3,4−ジヒドロキシ安息香酸 ピロリン酸 (2)没食子酸 酒石酸 (3)カテコール−4−スルホン酸 酒石酸アンモニウム (4)カテコール−4−スルホン酸 ポリアクリルアミド (5)没食子酸 リン酸二水素アンモニウム (6)2,3−ジヒドロキシナフタレン ポリアクリルアミド −6−スルホン酸ナトリウム (7)カテコール−4−スルホン酸 リン酸二水素アンモニウム (8)カテコール ポリアクリルアミド (9)没食子酸 ピロリン酸 (10)2,3−ジヒドロキシナフタレン ピロリン酸 −5−スルホン酸ナトリウム (11)フェノールスルホン酸 酒石酸 (12)ナフトールスルホン酸 酒石酸アンモニウム (13)クレゾールスルホン酸 リン酸一水素ナトリウム (14)タイロン リン酸二水素アンモニウム (15)グアヤコール ピロリン酸 (16)没食子酸 酒石酸アンモニウム (17)3,4−ジヒドロキシ安息香酸 酒石酸 (18)カテコール−4−スルホン酸 ピロリン酸 (19)カテコール−4−スルホン酸 酒石酸 (20)3,4−ジヒドロキシ安息香酸 次亜リン酸 (21)没食子酸 次亜リン酸ナトリウム (22)カテコール 酒石酸アンモニウム (23)タイロン 酒石酸 (24)タイロン ピロリン酸 (25)ヒドロキノンスルホン酸 ポリアクリルアミド (26)ヒドロキノンスルホン酸 リン酸二水素アンモニウム (27)ヒドロキノンスルホン酸 ピロリン酸 (28)3,4−ジヒドロキシ 酒石酸 −ベンジルアルコール (29)2(4−ヒドロキシフェニル) リン酸二水素アンモニウム −エチルアルコール (30)2,3−ジヒドロキシナフタレン リン酸二水素アンモニウム −6−スルホン酸ナトリウム (31)2,3−ジヒドロキシナフタレン 酒石酸アンモニウム −5−スルホン酸ナトリウム (32)ピロガロール ピロリン酸 (33)ヒドロキノン 次亜リン酸アンモニウム (34)レゾルシン ポリアクリルアミド (35)フロログルシン リン酸二水素アンモニウム (36)フェノールスルホン酸 酒石酸アンモニウム (37)クレゾールスルホン酸 リン酸二水素アンモニウム (38)フェノールスルホン酸 酒石酸アンモニウム (39)アスコルビン酸 酒石酸 (40)フェノールスルホン酸と没食子酸 酒石酸アンモニウム
4−ジヒドロキシ安息香酸、4−メチルカテコール、グ
アヤコール、ジヒドロキシナフタレンスルホン酸、ナフ
トールジスルホン酸などの新規の酸化防止剤、或はカテ
コールスルホン酸、ヒドロキノンスルホン酸、ナフトー
ルスルホン酸、或はこれらの塩に対しては、相手方の凝
集促進剤の種類はあまり拘束されず、自由に組み合わせ
ることができる。また、本発明2では、カテコール、ヒ
ドロキノン、レゾルシン、ピロガロール、フロログルシ
ン、フェノールスルホン酸、クレゾールスルホン酸、ア
スコルビン酸、或はこれらの塩などの周知又は公知の酸
化防止剤に対しては、酒石酸、酒石酸ナトリウム、酒石
酸アンモニウムなどの酒石酸塩、リン酸一水素ナトリウ
ム、リン酸二水素アンモニウムなどのリン酸水素塩、或
はポリアクリルアミドなどの凝集促進剤を組み合わせる
ことができ、リン酸水素塩を除く前記リン化合物は原則
的に排除される。
防止剤に3,4−ジヒドロキシ安息香酸、没食子酸、ジ
ヒドロキシナフタレンスルホン酸、ナフトールジスルホ
ン酸、カテコールスルホン酸などを選択すると、相手方
の凝集促進剤の種類にはあまり拘束されずに、酸化第二
スズの発生を抑制できるとともに、浴の透明性を長期に
持続できる。逆に、凝集促進剤に酒石酸及びその塩、リ
ン酸水素塩、ポリアクリルアミドなどを選択すると、酸
化防止剤の種類にはあまり拘束されずに、同様の結果を
得ることができる。
浴を対象とするが、このスズ合金は、上述のように、ス
ズと、鉛、銀、亜鉛、ビスマス、インジウム、ニッケ
ル、コバルト、銅、金、アンチモンから選ばれた金属と
の合金である。具体的には、スズ−鉛、スズ−亜鉛、ス
ズ−銀、スズ−ビスマス、スズ−ニッケル、スズ−イン
ジウム、スズ−コバルト、スズ−銅、スズ−金、スズ−
アンチモンなどの2成分系のスズ合金を初め、スズ−ニ
ッケル−亜鉛、スズ−銅−亜鉛などの3成分系のスズ合
金も含まれる。上記第一スズ塩又は第一スズ塩と上記ス
ズ以外の金属の塩の混合物としては、任意の可溶性の塩
類を使用できるが、前記の酸(特に、有機スルホン酸)と
の塩類が好ましく、スズ及び他の金属の総濃度(金属と
しての換算添加量)は、一般に5〜100g/Lであ
る。
較的穏やかで、排水処理が容易なアルカンスルホン酸、
アルカノールスルホン酸等の有機スルホン酸、或は、脂
肪族カルボン酸などの有機酸が好ましいが、塩酸、ホウ
フッ化水素酸、硫酸、ケイフッ化水素酸、過塩素酸など
の無機酸を選択することもできる。上記の酸は単用又は
併用され、酸の添加量は一般に0.1〜400g/L、
好ましくは70〜150g/Lである。
CnH2n+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、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=1〜10) 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。
炭素数1〜6のカルボン酸が使用できる。具体的には、
酢酸、プロピオン酸、酪酸、クエン酸、酒石酸、グルコ
ン酸、スルホコハク酸などが挙げられる。
界面活性剤の添加によりメッキ外観を向上し、緻密なメ
ッキ皮膜を得ることができる。上記界面活性剤としては
ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオ
ン系界面活性剤、両性界面活性剤の中から少なくとも一
種を使用することができる。
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、スチレン化フェノール、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(PO)を2〜300モル付加縮合させ
たものや、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、オクタノール、デカノール、ラウリル
アルコール、テトラデカノール、ヘキサデカノール、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などが挙げられる。C1〜C25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−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、p−ドデシル
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ニルなど
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、ドデシル、オクタデシルなど
が挙げられ、ナフタレン核の任意の位置にあって良い。
C1〜C25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、ステアリル
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、ベヘン酸などのアミドが挙げ
られる。
は、 R1N(R2)2→O (上式中、R1はC5〜C25アルキル又はRCONHR3(R
3はC1〜C5アルキレンを示す)、R2は同一又は異なるC
1〜C5アルキルを示す。) などで示されるアミンオキシドを用いることができる。
合しても良く、メッキ浴の添加量は一般に0.05〜1
00g/L、好ましくは0.1〜50g/Lである。
の一般式(b)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及びR3は同一又は
異なるC1〜C20アルキル、R4はC1〜C10アルキル又
はベンジルを示す。) 或は、下記の一般式(c)で表されるピリジニウム塩など
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、オクタデシ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、オクタデシルジメ
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、ヘキ
サデシルピリジニウム塩、ラウリルピリジニウム塩、ド
デシルピリジニウム塩、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、オクタデシルアミンアセテ
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。ポリオキシエ
チ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)ドデシルエーテル硫酸ナトリ
ウムなどが挙げられる。ポリオキシエチレンアルキルフ
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、ドデシ
ルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどが挙げられる。
スルホベタイン、アミノカルボン酸などが挙げられる。
また、エチレンオキシド及び/又はプロピレンオキシド
とアルキルアミン又はジアミンとの縮合生成物の硫酸化
或はスルホン酸化付加物も使用できる。当該ベタインは
下記の一般式(d)又は(e)などで表されるものである。
一又は異なるC1〜C5アルキル、nは1〜3の整数を示
す。)
OH又は(CH2)mOCH2CO2 -、R12は(CH2)nCO2
-、(CH2)nSO3 -、CH(OH)CH2SO3 -、m及びn
は1〜4の整数を示す。)
ンモニウムベタイン、ステアリルジメチルアンモニウム
ベタイン、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ニウムベタイン、2−オ
クチル−1−カルボキシメチル−1−カルボキシエチル
イミダゾリニウムベタインなどが挙げられ、硫酸化及び
スルホン酸化付加物としてはエトキシル化アルキルアミ
ンの硫酸付加物、スルホン酸化ラウリル酸誘導体ナトリ
ウム塩などが挙げられる。
ミドプロピルジメチルアンモニウム−2−ヒドロキシプ
ロパンスルホン酸、N−ココイルメチルタウリンナトリ
ウム、N−パルミトイルメチルタウリンナトリウムなど
が挙げられる。アミノカルボン酸としては、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、オクチルジ(アミノエチル)グリシンナトリウム塩な
どが挙げられる。
界面活性剤は2以上を併用しても良く、メッキ浴への添
加量は一般に0.05〜100g/L、好ましくは0.1
〜50g/Lである。
としては、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、ピロピレン−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
ンの反応物などが挙げられる。
浴への添加量は一般に0.005〜40g/L、好まし
くは0.01〜20g/Lである。
平滑性を向上するために上記本発明5の半光沢剤を含有
させることができる。当該半光沢剤は各種の前記界面活
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。この場合の半光沢剤は、一般に、スズ又はスズ―鉛
合金メッキに使われる半光沢剤であれば原則として使用
できるが、特に有用な半光沢剤としては、下記の一般式
(f)〜(i)で表されるものが挙げられる。
ニル基、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〜C4)、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〜C4)である。)
ニル基である。)
なっていても良く、(1)H、(2)―SH、(3)―OH、(4)
OR(Rは所望により―COOHで置換されていても良
いC1〜C6アルキル基)、(5)OH、ハロゲン、―COO
H、―(CO)COOH、アリール又はOC1〜C6アルキ
ル基で置換されていても良いC1〜C6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。
ル類系の半光沢剤としては、特に、ベンゾチアゾール、
2―メチルベンゾチアゾール、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。
1〜10g/L、好ましくは0.1〜5g/Lである。
度は、バレルメッキ、ラックメッキ、高速連続メッキ、
ラックレスメッキなどに対応して任意に調整・選択でき
る。また、本発明のメッキ浴には、上記光沢剤などの各
種添加剤の外に、通常のメッキ浴で使用される錯化剤、
pH調整剤、緩衝剤などを添加できることは勿論であ
る。
防止剤を単独添加すると酸化第二スズの発生に一定の防
止効果はあるが、浴の濁りが日数経過に伴い増大し(図
14〜15及び図17参照)、逆に、凝集促進剤を単独
添加すると、酸化第二スズの発生を防止する効果はな
く、また、浴の濁りも抑制できない(図16及び図18
参照)。これに対して、本発明1〜2、或は6のよう
に、酸化防止剤と凝集促進剤を組み合わせてスズ或はス
ズ合金メッキ浴に添加すると、後述の試験例に示すよう
に(図1〜13参照)、その相乗作用の働きで、総じて、
酸化第二スズの発生を有効に抑制できるとともに、とり
わけ、メッキ浴の濁りが試験の初期から終期までの全期
間に亘りほぼ低い度合で推移し、浴の透明度の持続性が
図れた。即ち、酸化防止剤と凝集促進剤をスズ或はスズ
合金浴に併用添加し、間欠的に濾過処理を繰り返すと、
浴中の第一スズイオンの酸化を有効に抑制できるだけで
はなく、浴調製後の日数経過で浴の酸化が進行し、酸化
第二スズの微粒子が発生した場合でも、上記処理剤の併
用作用で酸化第二スズが凝集促進され、或は結晶成長し
て、粒子径が増した酸化第二スズを濾過処理するたびに
捕捉できる。このため、メッキ浴中の酸化第二スズを容
易に外部に除去し、もってメッキ浴の透明度を長期に保
持(経時的に安定化)できる。
後述の実施例4に示すように(図4参照)、カテコール、
或はヒドロキノンなどの公知の酸化防止剤と、ポリアク
リルアミドなどの公知の凝集促進剤との組み合わせでも
良いし、後述の実施例2に示すように(図2参照)、没食
子酸などの新規の酸化防止剤と、酒石酸などの新規の凝
集促進剤との組み合わせでも良い。また、後述の実施例
1に示すように(図1参照)、3,4−ジヒドロキシ安息
香酸、没食子酸などの新規の化合物、カテコールスルホ
ン酸、ヒドロキノンスルホン酸、ナフトールスルホン
酸、或はこれらの塩から選ばれた酸化防止剤と、本出願
人が前記先願で提案したピロリン酸などの凝集促進剤と
の組み合わせでも良い。具体的には、3,4−ジヒドロ
キシ安息香酸とピロリン酸、カテコールスルホン酸とピ
ロリン酸、没食子酸とピロリン酸、3,4−ジヒドロキ
シ安息香酸と酒石酸、没食子酸と酒石酸、カテコールス
ルホン酸とポリアクリルアミド、カテコールスルホン酸
と酒石酸アンモニウム、カテコールスルホン酸とリン酸
二水素アンモニウム、没食子酸とリン酸二水素アンモニ
ウムなどの組み合わせは、酸化第二スズの発生と浴の濁
りの両方を抑制する点で、顕著な効果が期待できる。特
に、メッキ浴の透明度の経時安定性(持続性)に関して
は、酸化防止剤にカテコールスルホン酸、或は没食子酸
を選択すると、組み合わせ相手の凝集促進剤の種類はあ
まり問わず、逆に、凝集促進剤に酒石酸又はその塩、或
はリン酸水素塩などを選択すると、組み合わせ相手の酸
化防止剤の種類はあまり問わずに、優れた効果が期待で
きる。
性剤を追加混合すると、スズ又はスズ合金メッキ皮膜の
粒子外観、密着性、緻密性などをさらに良好に促進でき
る。
光沢剤又は半光沢剤を追加混合すると、メッキ皮膜の光
沢性或は平滑性を良好に促進できる。
製するに当たり、別途に酸化防止剤と凝集促進剤を酸、
界面活性剤、半光沢剤などの少なくともいずれかに予め
混入してから、建浴時に他の浴構成成分と合わせると、
酸化第二スズの凝集促進作用を一層高く保持できるとと
もに、メッキ浴に当該酸化防止剤と凝集促進剤を均一に
溶解でき、浴の調製が楽になる。
施例を順次説明するとともに、各実施例のメッキ浴を長
期にエアレーションしながら、基本的に1週間ごとに濾
過を繰り返した場合に、酸化第二スズによる浴の懸濁の
度合を経時的に測定した試験例を述べる。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。
スズ−鉛合金メッキ浴であり、比較例1〜2は酸化防止
剤(カテコール、カテコールスルホン酸)を単独添加した
例、比較例3は凝集促進剤(酒石酸)を単独添加した例で
ある。また、実施例11〜18はスズ−鉛合金以外のス
ズ合金メッキ浴の例、実施例19〜20はスズメッキ浴
の例である。
ッキ浴を調製した。 メタンスルホン酸第一スズ(Sn2+として) 30g/L メタンスルホン酸鉛(Pb2+として) 3g/L 遊離メタンスルホン酸 67.2g/L 3,4−ジヒドロキシ安息香酸 1.4g/L ピロリン酸 1.0g/L 但し、調製は全ての浴構成成分を同時に混合する一浴方
式により実施した。また、メッキ浴中の4価のスズイオ
ンの含有率の初期値は約3g/Lであった(この調製方
式並びに初期値は、以下の実施例2〜20、比較例1〜5
ともに同じ)。
ッキ浴を調製した。 メタンスルホン酸第一スズ(Sn2+として) 30g/L メタンスルホン酸鉛(Pb2+として) 3g/L 遊離メタンスルホン酸 67.2g/L 没食子酸 1.2g/L 酒石酸 1.0g/L
ッキ浴を調製した。 メタンスルホン酸第一スズ(Sn2+として) 30g/L メタンスルホン酸鉛(Pb2+として) 3g/L 遊離メタンスルホン酸 67.2g/L カテコール−4−スルホン酸(35%) 5.0g/L 酒石酸アンモニウム 1.2g/L
ッキ浴を調製した。 メタンスルホン酸第一スズ(Sn2+として) 30g/L メタンスルホン酸鉛(Pb2+として) 3g/L 遊離メタンスルホン酸 67.2g/L カテコール−4−スルホン酸(35%) 5.0g/L ポリアクリルアミド 0.05g/L 尚、上記ポリアクリルアミドは分子量1千万程度の市販
品を使用した。
ッキ浴を調製した。 メタンスルホン酸第一スズ(Sn2+として) 30g/L メタンスルホン酸鉛(Pb2+として) 3g/L 遊離メタンスルホン酸 67.2g/L 没食子酸 1.2g/L リン酸二水素アンモニウム 0.1g/L
ッキ浴を調製した。 メタンスルホン酸第一スズ(Sn2+として) 30g/L メタンスルホン酸鉛(Pb2+として) 3g/L 遊離メタンスルホン酸 67.2g/L 2,3−ジヒドロキシナフタレン −6−スルホン酸ナトリウム 1.0g/L ポリアクリルアミド 0.05g/L
ッキ浴を調製した。 メタンスルホン酸第一スズ(Sn2+として) 30g/L メタンスルホン酸鉛(Pb2+として) 3g/L 遊離メタンスルホン酸 67.2g/L カテコール−4−スルホン酸(35%) 5g/L リン酸二水素アンモニウム 0.1g/L
ッキ浴を調製した。 メタンスルホン酸第一スズ(Sn2+として) 30g/L メタンスルホン酸鉛(Pb2+として) 3g/L 遊離メタンスルホン酸 67.2g/L カテコール−4−スルホン酸(35%) 5g/L ピロリン酸 1g/L
ッキ浴を調製した。 メタンスルホン酸第一スズ(Sn2+として) 30g/L メタンスルホン酸鉛(Pb2+として) 3g/L 遊離メタンスルホン酸 67.2g/L 没食子酸 1.2g/L ピロリン酸 1.0g/L
メッキ浴を調製した。 メタンスルホン酸第一スズ(Sn2+として) 30g/L メタンスルホン酸鉛(Pb2+として) 3g/L 遊離メタンスルホン酸 67.2g/L 3,4−ジヒドロキシ安息香酸 1.4g/L 酒石酸 1.0g/L
ト合金メッキ浴を調製した。 塩化第一スズ 45g/L 硫酸コバルト 300g/L メタンスルホン酸 50g/L グルコン酸 80g/L pH(アンモニア水で調整) 4.0 カテコール−4−スルホン酸(35%) 5g/L リン酸二水素アンモニウム 0.1g/L
ンジウム合金メッキ浴を調製した。 2−プロパノールスルホン酸第一スズ(Sn2+として)10g/L 塩化インジウム(In3+として) 10g/L 2−プロパノールスルホン酸 100g/L グルコン酸ナトリウム 100g/L pH(水酸化ナトリウムで調整) 2.0 没食子酸 1.2g/L 酒石酸 1.0g/L
ル合金メッキ浴を調製した。 塩化第一スズ 45g/L 塩化ニッケル(6水和物) 300g/L 塩化アンモニウム 100g/L 塩酸(35%) 50ml/L フッ化アンモニウム 60g/L pH(アンモニア水で調整) 4.0 3,4−ジヒドロキシ安息香酸 1.2g/L ピロリン酸 1.0g/L
ス合金メッキ浴を調製した。 メタンスルホン酸第一スズ(Sn2+として) 40g/L メタンスルホン酸ビスマス(Bi3+として) 4g/L メタンスルホン酸 100g/L ポリオキシエチレンラウリルアミン(EO10) 5g/L 3,4−ジヒドロキシ安息香酸 1.0g/L リン酸二水素アンモニウム 0.1g/L
メッキ浴を調製した。 メタンスルホン酸第一スズ(Sn2+として) 17.5g/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 10g/L グルコン酸 0.9mol/L ヨウ化カリウム 1.5mol/L トリエタノールアミン 0.15mol/L モノエタノールアミンとo−バニリンの反応物 4g/L pH(水酸化ナトリウムで調整) 4.5 2,3−ジヒドロキシナフタレン −6−スルホン酸ナトリウム 1.0g/L ポリアクリルアミド 0.05g/L
金メッキ浴を調製した。 スルホコハク酸第一スズ(Sn2+として) 24g/L スルホコハク酸亜鉛(Zn2+として) 6g/L スルホコハク酸 0.6mol/L ナフトールポリエトキシレート(EO13) 2g/L ラウリルジメチルアンモニウムベタイン 0.1g/L L−アスコルビン酸 1.0g/L pH(水酸化ナトリウムで調整) 4.5 3,4−ジヒドロキシベンジルアルコール 1.3g/L 酒石酸 1.0g/L
ンチモン合金メッキ浴を調製した。 硫酸第一スズ(SnSO4) 50g/L 塩化アンチモン(SbCl3) 0.4g/L 硫酸 100g/L フッ化アンモニウム 5g/L にかわ 0.5g/L フェノール 5g/L 没食子酸 1.2g/L ピロリン酸 1.0g/L
合金メッキ浴を調製した。 硫酸第一スズ(SnSO4) 50g/L 硫酸銅(CuSO4) 5g/L 硫酸 100g/L ノニルフェノールポリエトキシレート(EO15) 10g/L 2−メルカプトベンゾチアゾール 0.5g/L カテコール−4−スルホン酸 1.7g/L 酒石酸 1.0g/L
キ浴を調製した。 硫酸第一スズ(SnSO4) 50g/L 硫酸 100g/L ノニルフェノールポリエトキシレート(EO15) 10g/L 2−メルカプトベンゾチアゾール 0.5g/L 没食子酸 1.0g/L 酒石酸 1.0g/L
キ浴を調製した。 メタンスルホン酸第一スズ(Sn2+として) 20g/L 2−プロパノールスルホン酸 150g/L o−クレゾールスルホン酸 10g/L α−ナフトールエトキシレート(EO10) 10g/L 2,3−ジヒドロキシナフタレン −6−スルホン酸ナトリウム 1.2g/L ピロリン酸 1.0g/L
ッキ浴を調製した。当該比較例1は酸化防止剤を単独添
加した例である。 メタンスルホン酸第一スズ(Sn2+として) 30g/L メタンスルホン酸鉛(Pb2+として) 3g/L 遊離メタンスルホン酸 67.2g/L カテコール 1.0g/L
ッキ浴を調製した。当該比較例2は他の種類の酸化防止
剤を単独添加した例である。 メタンスルホン酸第一スズ(Sn2+として) 30g/L メタンスルホン酸鉛(Pb2+として) 3g/L 遊離メタンスルホン酸 67.2g/L カテコール−4−スルホン酸(35%) 5.0g/L
ッキ浴を調製した。当該比較例3は凝集促進剤を単独添
加した例である。 メタンスルホン酸第一スズ(Sn2+として) 30g/L メタンスルホン酸鉛(Pb2+として) 3g/L 遊離メタンスルホン酸 67.2g/L 酒石酸 7g/L
調製した。当該比較例4は前記実施例19を基本としな
がら、酒石酸を省略して、没食子酸(酸化防止剤)のみを
単独添加した例である。 硫酸第一スズ(SnSO4) 50g/L 硫酸 100g/L ノニルフェノールポリエトキシレート(EO15) 10g/L 2−メルカプトベンゾチアゾール 0.5g/L 没食子酸 1.0g/L
調製した。当該比較例5は前記実施例19を基本としな
がら、没食子酸を省略して、酒石酸(凝集促進剤)のみを
単独添加した例である。 硫酸第一スズ(SnSO4) 50g/L 硫酸 100g/L ノニルフェノールポリエトキシレート(EO15) 10g/L 2−メルカプトベンゾチアゾール 0.5g/L 酒石酸 1.0g/L
ンを施しながら、間欠的に浴の濾過を繰り返して、下記
に示す試験例の要領で、濾過後の各メッキ浴における酸
化第二スズの発生度合(即ち、第一スズイオンの酸化の程
度)、並びに浴の濁りの程度を経時的に夫々測定した。
但し、酸化第二スズの凝集度合を測る指標として、酸化
第二スズのメジアン径は重要であるが、本試験例では、
浴を間欠的に濾過しているため、濾過後の浴に存在する
酸化第二スズのメジアン径の測定では、濾材を通過した
微細粒子しか測定対象にならず、測定の意味がほとんど
ないことから、基本的に当該メジアン径の測定試験は省
略した。
スズ又はスズ合金浴のメッキ液を1リットルのトールビ
ーカーに500mL入れ、このビーカーを50℃に保持
した恒温槽に収容した。次いで、メッキ液にポンプによ
り空気を1.5L/分の割合で連続的に吹き込んでエア
レーション(バブリング)しながら、基本的に1週間ごと
に濾過処理を繰り返して、主にメッキ浴の透明度の持続
性を中心に試験した。
し、所定日数の経過時点ごとに各メッキ液を試料として
採取し、液中のSn2+とSn4+の全体の含有率を原子吸
光光度法で、また、Sn2+の含有率をヨード滴定法で夫
々測定して、前者から後者を減じることにより、各試料
中の4価のスズイオン(Sn4+)の含有率(%)を各々算出
し、浴中での酸化第二スズの発生量を評価した。但し、
当該測定で得られる酸化第二スズは浴中に粒子として懸
濁しているもの、或は溶解しているものの両方を含むと
推定される。
に濾過後の各メッキ液を試料として採取し、各試料の吸
光度を純水をリファレンスとして波長660nmにおい
て分光光度計(U−2000形ダブルビーム分光光度
計;(株)日立製作所製)を用いて夫々測定した。
B及び図14A・B〜図18A・Bはその結果を示す。本
発明は基本的にスズ又はスズ合金メッキ浴中の第一スズ
イオンの酸化と、酸化物の凝集の問題であり、また、各
種のスズ合金メッキ浴の間では類似、或は近似した傾向
の試験結果が得られ、スズ−鉛合金浴でスズ合金メッキ
浴を代表させることが可能なので、以下の各メッキ浴の
評価では、スズ−鉛合金メッキ浴とスズメッキ浴をモデ
ルケースとして評価するとともに、スズ−鉛合金以外の
スズ合金メッキ浴としては、スズ−ビスマス合金浴を一
例だけ別記するにとどめた。
のA参照) スズ−鉛合金メッキ浴に関して 酸化第二スズの発生量は、酸化防止剤(カテコール)を単
独添加した比較例1では、ほぼ10%強で推移し(図1
4A参照)、一定の酸化防止効果が認められた。別種の
酸化防止剤(カテコール−4−スルホン酸)を単独添加し
た比較例2は10%前後で推移した(図15A参照)。ま
た、凝集促進剤(酒石酸)を単独添加した比較例3では、
2週間経過時点で第二スズイオンの含有率は85%程度
に高まり(図16A参照)、酸化防止効果が期待できない
ことが判った。これに対して、酸化防止剤と凝集促進剤
を組み合わせた実施例1〜10のうち、先ず、3,4−
ジヒドロキシ安息香酸とピロリン酸を組み合わせた実施
例1では、カテコールスルホン酸の比較例2と同様に1
0%前後で推移し、有効な酸化防止作用を確認した(図
1A参照)。実施例2〜4及び6、9〜10も同様の結
果であった(図2A〜4A、図6A、図9A〜10A参
照)。とりわけ、実施例5、7〜8は日数経過に伴って
発生量がゼロに近付き、顕著な酸化防止作用が確かめら
れた(図5A、図7A〜8A参照)。 スズ−ビスマス合金メッキ浴に関して 3,4−ジヒドロキシ安息香酸とリン酸二水素アンモニ
ウムを組み合わせた実施例14(図11A参照)では、酸
化第二スズの発生量は10%強から5%程度に向かって
減少を続け、優れた酸化防止効果が確かめられた。 スズメッキ浴に関して 酸化第二スズの発生量は、没食子酸のみを加えた比較例
4(図17A参照)では10%前後で推移したのに対し
て、没食子酸と酒石酸を加えた実施例19(図12A参
照)や、2,3−ジヒドロキシナフタレン−6−スルホン
酸ナトリウムとピロリン酸を加えた実施例20(図13
A参照)では、概ね10%以下で推移した。酒石酸のみ
を加えた比較例5(図18A)では、3週間経過時点で第
二スズイオンの含有率は85%程度に高まり、酸化防止
効果が期待できなかった。
度は比例関係にある。先ず、カテコール、或はカテコー
ルスルホン酸を単独添加した比較例1〜2も、同様の結
果であり、酸化防止剤、或は凝集促進剤を夫々単独添加
したメッキ浴では、浴の濁りが増すか、濁りの水準が高
く、濁りを有効に抑制できないことが確認された(図1
4B〜15B参照)。また、酒石酸を単独添加した比較
例3は濁りの水準は低いが、日数経過に伴い濁りが増し
た(図16B参照)。これに対して、酸化防止剤と凝集促
進剤を組み合わせた実施例1〜10のうち、3,4−ジ
ヒドロキシ安息香酸とピロリン酸を組み合わせた実施例
1は、上記比較例1〜3に比べて、初期から30日経過
の全期間を通して顕著に低い濁り度合を持続し、没食子
酸と酒石酸を組み合わせた実施例2、カテコールスルホ
ン酸と酒石酸アンモニウムを組み合わせた実施例3、カ
テコールスルホン酸とポリアクリルアミドを組み合わせ
た実施例4、或は2,3−ジヒドロキシナフタレン−6
−スルホン酸塩とポリアクリルアミドを組み合わせた実
施例6、没食子酸とピロリン酸を組み合わせた実施例
9、3,4−ジヒドロキシ安息香酸と酒石酸を組み合わ
せた実施例10も同様に低い濁りで推移した(図1B〜
4B、図6B、図9B〜図10B参照)。没食子酸とリ
ン酸二水素アンモニウムを組み合わせた実施例5は初期
の濁りはやや高いが、その後濁りは急激に減少し、ひき
続き減少を続けながら一層濁りが小さくなった(図5B
参照)。カテコールスルホン酸とリン酸二水素アンモニ
ウムを組み合わせた実施例7も初期の濁りは実施例5と
同様であるが、2週間〜3週間にかけて濁りをほぼ抑制
でき、また、カテコールスルホン酸とピロリン酸を組み
合わせた実施例8も初期の濁りはやや高いが、1週間後
から濁りが急減するという顕著な傾向を示した。 スズ−ビスマス合金メッキ浴に関して 3,4−ジヒドロキシ安息香酸とリン酸二水素アンモニ
ウムを組み合わせた実施例14(図11B参照)では、初
期の濁りも比較的小さく、その後も低く推移して、スズ
−鉛合金メッキ浴に比べても遜色のない(透明度の)水準
であった。 スズメッキ浴に関して 没食子酸のみを加えた比較例4(図17B参照)や、酒石
酸のみを加えた比較例5(図18B)では、浴の濁りが増
加傾向にあった。これに対して、没食子酸と酒石酸を加
えた実施例19(図12B参照)や、2,3−ジヒドロキ
シナフタレン−6−スルホン酸ナトリウムとピロリン酸
を加えた実施例20(図13B参照)は、概ね濁りの低い
水準で推移し、比較例4〜5との差異は明らかであっ
た。
スズの発生に一定の防止効果はあるが、浴の濁りが日数
経過に伴い増した(図14〜15参照)。また、凝集促進
剤を単独添加した比較例3では、酸化第二スズの発生を
防止する効果はなく、浴の濁りも抑制できなかった(図
16参照)。これに対して、酸化防止剤と凝集促進剤を
併用添加した実施例1〜10では、総じて、酸化第二ス
ズの発生を有効に抑制できるとともに、とりわけ、メッ
キ浴の濁りが試験の初期から終期までの全期間に亘り低
い度合で推移し、浴の透明度の持続性が高かった(図1
〜10参照)。 スズ−鉛合金メッキ浴に関して 酸化防止剤と凝集促進剤を併用添加した実施例14で
は、スズ−鉛合金メッキ浴の場合と同様に、酸化第二ス
ズの発生を有効に抑制できるとともに、浴の透明度の持
続性も高かった(図11参照)。 スズメッキ浴に関して スズメッキ浴の場合も、実施例19〜20(図12〜1
3参照)と比較例4〜5(図17〜18参照)の比較で明
らかなように、酸化防止剤と凝集促進剤を併用添加する
と、スズ−鉛合金メッキ浴の場合と同様に、酸化第二ス
ズの発生を有効に抑制し、浴の透明度の持続性も高かっ
た。
スズ或はスズ合金浴に併用添加し、間欠的に濾過処理を
繰り返すと、浴中の第一スズイオンの酸化を有効に抑制
できるだけではなく、浴調製後の日数経過で浴の酸化が
進行し、酸化第二スズの微粒子が発生した場合でも、上
記処理剤の相乗作用で当該微粒子が凝集促進、或は結晶
成長されて、粒子径が増した酸化第二スズは濾過処理す
るごとに(即ち、メッキ装置に付設した濾過機を間欠的に
駆動するごとに)捕捉されることを意味する。よって、
浴中の酸化第二スズは容易に外部に除去され、もってメ
ッキ浴の透明度は長期に保持(経時的に安定化)される。
ョンを施しながら、間欠的に濾過処理を繰り返した場合
の試験結果を示す図であり、図1Aは濾過後の浴中の4
価のスズイオンの含有率を示す経時変化図、図1Bは濾
過後の浴の吸光度を示す経時変化図である。
当図である。
当図である。
当図である。
当図である。
当図である。
当図である。
当図である。
当図である。
1相当図である。
示す図1相当図である。
である。
である。
相当図である。
相当図である。
相当図である。
ある。
ある。
Claims (7)
- 【請求項1】 (A)第一スズ塩と、第一スズ塩及び鉛、
銀、亜鉛、ビスマス、インジウム、ニッケル、コバル
ト、銅、金、アンチモンから選ばれた金属の塩の混合物
とのいずれかよりなる可溶性塩、 (B)アルカンスルホン酸、アルカノールスルホン酸、脂
肪族カルボン酸などの有機酸、或は、塩酸、硫酸、ホウ
フッ化水素酸などの無機酸から選ばれた少なくとも一種
の酸、 (C)下記の(1)〜(2)式に示す化合物、カテコールスルホ
ン酸、ヒドロキノンスルホン酸、ナフトールスルホン
酸、或はこれらの塩などから選ばれた酸化防止剤の少な
くとも一種、 【化1】 (式(1)中、RはSO3X(Xは水素、ナトリウム、カリウ
ム、カルシウム等の金属、NH4など)、COOY(Yは
水素、ナトリウム、カリウム、カルシウム等の金属、N
H4など)、CH3、OCH3、CH2OH、CH2CH2O
H、NH2、ハロゲンである;nは1〜4の整数であ
る;mは1〜2の整数である、但し、m=2の場合、R
は互いに同一又は異なる置換基である;n=1、m=1
の場合、RはSO3Hを除く;n=1、m=2の場合、
RはSO3HとCH3の組み合わせを除く;n=2、m=
1の場合、RはSO3Xを除く。) 【化2】 (式(2)中、RはSO3X(Xは水素、ナトリウム、カリウ
ム、カルシウム等の金属、NH4など)、COOY(Yは
水素、ナトリウム、カリウム、カルシウム等の金属、N
H4など)、CH3、OCH3、CH2OH、CH2CH2O
H、NH2、ハロゲンである;nは1〜4の整数であ
る;mは1〜2の整数である、但し、m=2の場合、R
は互いに同一又は異なる置換基であっても良い;n、m
=1の場合、RはSO3Hを除く。) (D)リン化合物、酒石酸、酒石酸ナトリウム、酒石酸ア
ンモニウム、酒石酸カリウム、酒石酸カルシウム、酒石
酸マグネシウム、ロッシェル塩などの酒石酸塩、ポリア
クリルアミドなどの高分子系凝集剤などから選ばれた酸
化第二スズ微粒子の凝集促進剤の少なくとも一種を含有
することを特徴とするスズ及びスズ合金メッキ浴。 - 【請求項2】 (A)第一スズ塩と、第一スズ塩及び鉛、
銀、亜鉛、ビスマス、インジウム、ニッケル、コバル
ト、銅、金、アンチモンから選ばれた金属の塩の混合物
とのいずれかよりなる可溶性塩、 (B)アルカンスルホン酸、アルカノールスルホン酸、脂
肪族カルボン酸などの有機酸、或は、塩酸、硫酸、ホウ
フッ化水素酸などの無機酸から選ばれた少なくとも一種
の酸、 (C)カテコール、ヒドロキノン、レゾルシン、ピロガロ
ール、フロログルシン、フェノールスルホン酸、クレゾ
ールスルホン酸、アスコルビン酸、或はこれらの塩など
から選ばれた酸化防止剤の少なくとも一種、 (D)酒石酸、酒石酸ナトリウム、酒石酸アンモニウム、
酒石酸カリウム、酒石酸カルシウム、酒石酸マグネシウ
ム、ロッシェル塩などの酒石酸塩、リン酸一水素ナトリ
ウム、リン酸二水素アンモニウムなどのリン酸水素塩、
ポリアクリルアミドなどの高分子系凝集剤などから選ば
れた酸化第二スズ微粒子の凝集促進剤の少なくとも一種
を含有することを特徴とするスズ及びスズ合金メッキ
浴。 - 【請求項3】 請求項1又は2に記載のメッキ浴に加え
て、さらに界面活性剤を含有することを特徴とするスズ
及びスズ合金メッキ浴。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項に記載のメ
ッキ浴に加えて、さらに光沢剤を含有することを特徴と
するスズ及びスズ合金メッキ浴。 - 【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1項に記載のメ
ッキ浴に加えて、さらに半光沢剤を含有することを特徴
とするスズ及びスズ合金メッキ浴。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれか1項に記載のメ
ッキ浴において、 (A)の可溶性金属塩と(B)の酸、その塩の少なくとも一
種とを含有するメッキ浴に酸化防止剤と凝集促進剤を併
用添加し、当該酸化防止剤と凝集促進剤の共存下で間欠
的に濾過処理を繰り返して酸化第二スズ粒子を浴外に捕
捉・除去することにより、メッキ浴の濁りを防止して透
明度を経時的に安定可能にすることを特徴とするスズ及
びスズ合金メッキ浴の管理方法。 - 【請求項7】 請求項1〜5のいずれか1項に記載のメ
ッキ浴において、 酸化防止剤並びに凝集促進剤を酸、可溶性金属塩、界面
活性剤、光沢剤、或は半光沢剤の少なくともいずれかに
予め混入し、建浴時に当該混合物を残りの浴構成成分と
混合することを特徴とするスズ及びスズ合金メッキ浴の
調製方法。
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