JPS62196391A - スズ―鉛電気メッキ溶液およびそれを用いた高速電気メッキ方法 - Google Patents

スズ―鉛電気メッキ溶液およびそれを用いた高速電気メッキ方法

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JPS62196391A JP60293667A JP29366785A JPS62196391A JP S62196391 A JPS62196391 A JP S62196391A JP 60293667 A JP60293667 A JP 60293667A JP 29366785 A JP29366785 A JP 29366785A JP S62196391 A JPS62196391 A JP S62196391A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスズ、鉛、及び特にスズ−鉛合金メッキ用のア
ルキル及びアルキロールスルホン酸塩電気メッキ浴の調
製に関するものである。
〔従来の技術〕
一般にはんだ付けと呼ばれるスズ−鉛合金メッキの従来
からの方法は、過剰のフッ化ホウ酸及びホウ酸と共に、
これらの二つの金属がフッ化ホウ酸塩として溶液中に存
在するようにする。より滑らかなメッキ堆積物を得るた
めには、ペプトン。
膠、ゼラチン、又は肉蛋白質のような種々の蛋白質を添
加するのが普通である。ペプトンを含有するフッ化ホウ
酸塩の浴は最も普通に使用され、又、それは滑らかでつ
や消しのメッキ堆積物を得るのに商業的に成功している
より光沢のあるスズ−釦はんだ堆積物は、これらのフッ
化ホウ酸塩浴に、芳香族アルデヒド、ピリジン化合物、
可溶性のエチレン酸化物湿潤剤及びホルムアルデヒドの
ような種々の光沢剤の添加によって得ることができる。
これらのフッ化ホウ酸塩浴についての主要な問題は、フ
ッ化ホウ酸イオン自身である。フッ化ホウ酸塩は高度に
有毒であるのみではなく、またメッキ環境内で使用され
る設備に対しても高度の腐蝕性を示す。フッ化ホウ酸塩
は又メッキ操作に使用後の排水から除去することも困難
で、廃棄物処理技術者に対し深刻な問題を提供している
アルキルグループ内に1ないし5個の炭素原子を含むア
ルカンないしアルキルスルホン酸は以前より電気メッキ
浴に使用されてきた。例えば、プロエル(Proel、
l)の米国特許第2,525,942号参照。
アルカノールスルホン酸塩、フェノールスルホン酸塩及
びクレゾールスルホン酸塩も又電気メッキ浴に使用され
てきた。例えば、N、土圧、及びに、小知の論文、題名
1′アルカノールスルホン酸塩浴からの光沢性スズ−鉛
合金の電着″中間仕上会報80、更に又、米国特許第4
,132,610号及び第3.905,878号を参照
小知氏らの米国特許第4,459.185号はスズ、鉛
ないしスズ−鉛合金メッキ用のアルキル又はアルカノー
ルスルホン酸浴を開示している。これらの浴は少なくと
も1つの陰イオン性、両性又は非イオン性界面活性剤を
レベリング剤といつし上に含有されている。
しかしながら、先行技術のいずれも、スズ−釦電解質調
製の本発明者らの新規な方法を開示していない。その上
更に、先行技術はいずれも、以下に述べるような特殊目
的に用いる種々の添加物の添加を認識していなかった。
〔発明の概要〕
本発明は、スズ、鉛、及び特にスズ−鉛合金メッキ用の
電解質調製の方法に関するものである。
メッキ浴は鉛および/またはスズアルキルないしアルキ
ロールスルホン酸塩と、メッキ浴のp I−Iを約3以
下、有利には約2以下に保持するに充分な過剰のアルキ
ルまたはアルキロールスルホン酸と、メッキ堆積物の光
沢と、有用な′正流密度範囲と、および/または、スズ
−釦メッキ堆積物のはんだ付着能力とを改良する種々の
添加物とが含まれている。そうした添加物は、ある種の
アルキレン酸化物化合物、脂肪酸ラジカルを含む第四窒
素湿潤剤、芳香族アルデヒド、アセトアルデヒド、およ
び/または、ビスマス化合物を含んでいる。
〔発明の詳細な説明〕
本発明によって使用可能なスズ及び鉛化合物は。
アルキルまたはアルキロールスルホン酸に可溶であるも
ので、アルキルまたはアルキロールスルホン酸塩を形成
するものである。ある種のアルキルスルホン酸とそれら
のスズ及び鉛化合物は公知の化合物で、この技術分野の
熟練者には、例えば、米国特許第2,525,942号
に開示されている方法、さらには又、その特許に引用さ
れた先行技術のノJ法から容易に調製しうる。アルキロ
ールスルホン酸塩も又、同様な方法によって調製し得る
本発明によって有用な好ましいアルキルまたはアルキロ
ールスルホン酸は、水溶性又は電1’+: ’(’f 
M中に可溶なものである。これは約1−7個の炭素原子
を含有する低アルギルまたはアルキロールスルホン酸で
ある。
スズ及び/又は鉛金属はメッキ浴へ種々の形にして添加
でき、可溶性アルギルまたはアルキロールスルホン酸塩
として添加されねばならぬものではない。例えば、鉛は
酢酸鉛として添加できる。
かくしてこれらのメッキ浴は、本発明の有利な結果を生
ずるに充分なスルホン酸塩イオンが存在する限りは、ス
ルホン酸塩以外のイオンを含有していてもよい。しかし
ながら、本発明の電frE質内では金属はスルホン酸塩
が優先している。
アルキル又はアルキロールスルホン酸塩を使っている時
、全体の金属塩のには、約8重駄パーセント以下が、電
解質を低電流密度で使用し、均一電着性を望む時には有
利である。金属塩の量を増加すると、溶液の均一電着性
を、特に低電流密度で著しく減少する。最も有利な量は
金属ないし金属ら(複数)としての含有量が、約4.5
ないし2パーセントの金属塩、または約3ないし1パー
セントの、スルホン酸塩である。
本発明は改良されたスズおよび/または釦アルキルまた
はアルキロールスルホン酸浴で、可溶性の第四窒素−脂
肪酸湿潤剤を含み、浴の高電流密度範囲と均一電着性と
、更に又メッキ堆積物の表面仕上げとを改良するように
したものを含んでいる。
好ましい可溶性の第四窒累−脂肪酸湿d″4剤は両性で
あって、水ないしメッキ溶液可溶性のイミダゾリン、モ
ノアゾリン、および/またはアミドベタイン化合物であ
る。これらの形の湿潤剤はこの技術分野において公知で
、ロンザ(Lonza)社から、商品名アンフォタージ
(AN円10TERGE)として。
ミラノル(Miranol)化学会社から商品名ミラノ
ール(MIRANOL)及びミラテーヌ(MIIIAT
AINE)として、又、モナ(Mona)工業会社より
商品名モナテリックス(MONATEIIIIC3)と
して市販されている。また、これらの材料の他の製造者
もある。アンフォタージ(AMPIIOTERGE)化
合物はアルキルジカルボキシイミダゾリン界面活性剤で
、それらは一般的にアルキルイミダゾリンとしてカテゴ
リー化できる。また、以下に記すように、これらの材料
の塩も使用しうる。これらの化合物の使用についての唯
一の制限はそれらが電解質内に可溶であることである。
可溶性のモナテリックス(MONATERICS)湿潤
剤は両性のアミノベタイン及びイミダゾリン誘導体を含
む。これは1−(ヒドロキシエチル)−2−アルキルイ
ミダゾリンのようなモナゾリン化合物を含んでいるだろ
う。
最も好ましい化合物は次の式で示されるイミダゾリンで
ある。
以下余白 この中でRは脂肪酸ラジカル;R□はH,Naまたは(
IT、C00Mであり、R2はCOOM、CH7COO
MまたはCI−(OHCH2So、Mであり;MはNa
、T−1または陽イオン性界面活性硫酸塩ないしスルホ
ン酸塩である。
最も有利な化合物は、それの中でRが6個の炭素原子以
上を含み、R1はCH2C0○H1R2はC00M、R
,はOHである。現在、最良の効果があるものは、丁く
がC1111,(カブリ・ツク)、R1がCH,COO
Na、R2がCOONa、R,がOHであるもの(AM
円+0TERAGE K J −2)である。
可溶性のカルボキシルまたはスルホン酸−脂肪酸湿潤剤
で第三窒素を含むもの、第(5)式のような化合物もま
た使用でき、第四窒素を含むものは浴内に含ま、れた酸
により適合して形成される。
RがC,7,ll2o(ココナツト曲)になっている同
じ化合物もまた優れた効果を与える。オレインヒドロキ
シエチルアルキルイミダゾールとN′ココイルN−N’
ジメチルグリジンとは、可溶性のイミダゾリン湿潤剤の
他の特殊例である。
本発明に有効な他の化合物は (2)   CI(。
Cl−1゜ + R−CNI−i(CI(2)3−N  −CH,CHO
CH2S○3CH。
及び OCH:1 十          − R−C−NH(CH,)、−N −C:H□Co。
■ CH。
で、ここにRは上記の式(1)に対してつけたと同じ意
味を有する。種々のアルギルラジカル及びグループの鎖
の長さは、水またはメッキ溶液に対する溶解度が維持さ
れ、化合物が可溶性の湿潤剤性質を保持する限りにおい
ては、これらを変えることが可能である。
式(3)及び(4)の化合物は現在では二次的興味のも
のである。式(3)及び(4)の特殊な化合物の例には
、ジメチル〔:3ココアミドプロピル〕アミノエタノエ
イ1〜及びココアミドプロピルジメチルアンモニア−2
−ヒドロキシプロパンスルホン酸塩が含まれている。そ
れらは改良された仕−1〕げと均一定着性とを生ずるが
、式(1)及び(2)の化合物程良くはない。式(1)
及び(2)による化合物は、現在一般に使用されている
ペプトン含有フッ化ホウ酸塩の浴から得られるものとす
べての方面で等しい滑らかなつや消し仕上げのはんだ堆
積物を生ずる。
Rは」二式では脂肪酸ラジカルとして指示さ才していた
。脂肪族グループは飽和でも不飽和でもありうる。炭素
数に対する唯一の上限はメッキ浴溶液中での化合物の溶
解度であろう。そしてこれは使用されている化合物によ
って変りうる。例えば、式(2)の化合物は式(1,)
のものよりもより多くの炭素原子を脂肪族タルーブ内に
含むことができ、しかもなお、水溶解性を維持する。L
式内の特殊な陽イオンは決定的ではないが、しかし、ナ
1−リウムが好ましい。湿潤剤の混合物もまた使用でき
る。
本発明によって有用な両性へM n’il剤は、脂肪酸
から誘導された酸基と一つ以上の溶解性化」1(を含む
第四窒素湿潤剤として広汎に定義される。溶解性化基は
カーホキシルまたはスルホン酸基、アルカノール基等で
ある。
これらの湿潤剤の1武は決定的ではなく、最i量は使用
するため選ばれた特殊剤とその中でそれが使用されると
ころの浴によって変るだろう。望む効果を得るには充分
な量の湿潤剤を使用すべきである。汗通には、1ないし
2モル/aの湿潤剤が純スズ及び60/40スズ−鉛合
金浴では優れた効果を生ずる。より多いにも使用できよ
うが、そうする特別の理由はない。メッキ浴の船倉はが
増加するにつれ、これらの湿潤剤を追加した量で使用す
べきかも知れない。純鉛浴は、改良された表面特性と改
良された均一付着性を得るには、これらの湿潤剤の40
m Q / Q以上も多くを必要とするだろう。
第四窒素湿潤剤の添加は低いHg流密度(5〜20AS
F)でのmM堆積物の適用範囲を著しく改良した。そう
した浴はかくして、低い電dε密度が使用され、高い均
一′1ヒ着性が必要とされるところの、回路盤のような
ラックメッキに対して特に有利である。もっと有利な湿
潤剤では1ないし2AS Fまでも低い電流密度でさえ
1適用範囲を11)ることかできる。
本発明のメッキ浴はまた、光沢あるメッキ堆積物が望ま
れる時には、フッ化ホウ酸塩浴に通常使用される材料を
添加することにより光沢あるメッキ堆積物を作るのにも
有利に使用できるにれらの公知の光沢剤はクロロベンツ
アルデヒド、ベンツアルデヒド、ベンザアルデヒドのよ
うな芳香族アルデヒドであると有利である。フッ化ホウ
酸塩浴と使われてきた他の光沢用剤には芳香族ピリジン
化合物、エチレンオキサイド湿潤剤、及びホルムアルデ
ヒドがある。これらの材料はフッ化ホウ酸浴に使われる
のとほぼ同じ割合で使用できる。
光沢剤として使用されてきた適切なエチレンオキサイド
湿潤剤には、エチレンオキサイドとアルキルフェノール
または高級アルコールの縮合生成物(英国特許明細11
)第1,151..460号及び米国特許第3 、90
5 、878号に示されている);脂肪族アルコール、
ソルビタンアルキルエステル、またはアルキルフェノー
ルエチレンオキサイド縮合物(米国特許第3,875,
029号);アルキルフェノキシポリ(エチレンオキシ
)エタノール(米国特許第4.242,182号);ポ
リグリコールの水溶性エーテル(米国特許第3,361
,652号);ポリエチレングリコール誘導アルキルフ
ェノール、エーテル、またはアルキルアミド化合物(米
国特許第3,661,730号);ポリエトキシル化ア
ルキルフェノールはポリエトキシル化脂肪酸モノアルカ
ノルアミド及び関連アミン(米国特許第4,118,2
89号);及び、他の化合物との縮合生成物またはポリ
アルギレンオギサイド(米国特晶′1第4,000,0
47号の第■表)。
」1記したアルキレンオキサイド化合物は多年にわたり
、フッ化ホウ酸塩スズ及びスズ−釦メッキ浴に使用され
てきた。従来技術は,すへてのアルキレンオキサイド化
合物はお互いにほぼ等価であると常に考えた。小さいス
ケールの応用またはテスト応用に対しては、これは真実
であるかも知れない。しかしながら、現在、アルキレン
オキサイド化合物の多くの物がアルキルまたはアルキロ
ールスルホン酸のメッキ浴に商業的に使用できないこと
が発見された。約90°F以下の曇り点を有するこれら
のアルキレンオキサイド化合物は減少した陰極効率を惹
起し、又メッキ堆積物は、曇り点が約90° Fより上
のアルキレンオキサイド化合物を含む浴と比較してはん
だ付着能力が貧弱である。
若干のアルキレンオキサイド化合物は、アルキルまたは
アルキロールスルホン酸浴に使われた時、アルキレンオ
キサイドが始めに添加される時には透明であるが、約−
日の使用後には、itってこよう。そうすると、メッキ
浴は陰極効率を失うものと101待され、はんだ付着能
力が減少した特性のメッキ堆積物を生ずる。上記したご
と.くに2重要なのは水だけの中のアルキレンオキサイ
ドの+1り点より、むしろ、使用されている特殊電解質
溶液中でのアルキレンオキサイドの曇り点である。なぜ
なら、メッキ浴の環境条件が曇り点を変化させるからで
ある。この現象は有害か有益かであり得る。
メッキ浴環境が曇り点を90° F以下に減する時は有
害である。これは浴を処方するとすぐ起るか、または時
間をかけた浴の使用後に起り得る。
浴の中の他の薬剤及び化合物がそうしたアルキレンオキ
サイドを含んでいる浴の曇り点に影響する。これらの薬
剤は、アルキレンオキサイドが水中で有するだろうとこ
ろの曇り点をより高いか、より低い値まで変化させるこ
とができる。例えば、イミダゾリン化合物の添加は種々
のアルキレンオキサイド界面活性剤を含むメッキ浴の’
h4り点を引上げよう。かくして、そうした場合には、
水だけの中で約90°F以下の曇り点を有するアルキレ
ンオキサイド化合物は、もしも曇り点がイミダゾリンま
たは他の類似の薬剤の添加により望むレベル(即ち、少
なくとも90’  F以上)へ−ヒげられない位に低く
はないならば、そうした電解質内に使用されることがで
きる。メッキ浴環境内で、適切な曇り点(すなわち、9
0° F以上)を有するか達成できるところのアルキレ
ンオキサイド含有メッキ浴のみが5本発明により使用さ
れることができる。
これらのメッキ浴は低電流密度範囲(5〜20AS+”
)内で滑らかなつや消しのメッキ堆積物を生成するのに
使用することができ、又、I8融後、堆積物表面は滑ら
かでより細かい粒になり光jくがあり良好なはんだ付着
能力を示した。高電流密ノσ範囲では堆積物は暗色で、
焼けた区域が30から50%あった。しかしながら、適
切なアルキレンオキサイド化合物の使用はメッキ範囲を
増太し、その」二ではイj用なメッキ堆積物を得ること
ができる。
本発明によると、最も好ましいアルキレンオキサイド湿
潤剤はエチレンオキサイドの縮合生成物および/または
スチレン化したフェノール付きのプロピレンオキサイド
、高級アルコール、アルキルフェノール類、脂肪aアミ
ン類、アルキルアミン類、エステル化したソルビタン1
.燐酸塩、または脂肪酸アミド類である。少くとも、な
るべくは12以上のモルのアルキレンオキサイド(すな
わち、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、又
はそれらの混合物)が90°Fより大きい必要なメッキ
浴曇り点を確実に示す。
そうした縮合物をアルキレンオキサイドによって形成す
るために有用な好ましい化合物の例は、スチレン化フェ
ノール類でなるへくはモノ、ヂ、またはトリ、スチレン
化フェノール、モノ、またはヂ、スチレン化クレゾール
、及びモノ、またはヂ、スチレン化フェニルフェノール
である。高級アルコールで典型的なものは、オクタツー
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及び
ドコサノールである。アルキルフェノールの実例となる
のは、モノ、ヂ、またはトリ、アルキル置換フェノール
では、P−ターシャリブチルフェノール、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
−1− IJジブチルフェノールp−ドデシルフェノー
ル、p−ラウリルフェノール及びI)−ステアリルフェ
ノールのようなものである。アルキルナフトール類には
アルキル化したα、またはβ、ナフトールが含まれる。
アルキルナフトール類のアルキル置換体としては、メチ
ル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、オクチル、
デシル及びオクタデシルがあり、ナフタレン核のどの位
置にあってもよい。
脂肪酸アミドは、プロピオン、ブチル、カプリル、ラウ
リル、ミリスチック、パルミチン、ステアリン及びベヘ
ン酸などであるとよい。燐酸塩は、燐酸の1ないし2個
のヒドロギシ基をC1ないしC2I+アルコールでエス
テル化して得られるエステルである。高級脂肪酸でエス
テル化したソルビタンの典型的なものは、モノ、ジ、ま
たはトリ、エステル化1.4−11.5−または3.6
−ソルビタンで1例えば、ソルビタンモノラウレ−1〜
、ソルビタンモノパルミテ−1へ、ソルビタンモノステ
アレー1〜、ソルビタンオレエー+−、ソルビタンジラ
ウレート、ソルビタンジパルミテート、ソルビタンジス
テアレート、ソルビタンジオレエ−1−1及びソルビタ
ンの混合脂肪酸エステル類である。
この技術分野の熟練者は本発明のアルキレンオキサイド
化合物を形成するに使用しうる他の化合物を知っている
。上記したごとく、少なくとも8モルのアルキレンオキ
サイド化合物が必要である。
アルキレンオキサイド化合物と組合せて使用される第四
窒素−脂肪酸化合物、特にイミダゾリン類の使用は、期
待されるだろうよりも更に別の改良を与える。すなわち
、相乗作用的に働くのである。
本発明により有用なピリジンまたはキノリン化合物類は
米国特許第4 、000 、047号に記載されている
ものである。ピリジン化合物が好ましい。本発明の電解
質中に含まれるピリジンないしキノリン化合物の量は米
国特許第4,000,047号に記載されたものと同じ
である。
以下余白 本発明によって有用な芳香族アルデヒド類、更には又そ
の量もまた米国特許第4,000,047号に記載され
ているものである。
かくて、米国特許第4,000,047号はその中に参
考として、特に1本発明によって使用し得るピリジン、
キノリン、及び芳香族アルデヒド類の種類及び量の開示
に関しての記載がある。
本発明では、メッキ堆積物の低電流密度の改良にビスマ
ス化合物を使用しうる。本発明で有用なビスマス化合物
は、水または溶液に可溶性で、ビスマス化合物から生じ
た陽イオンがスズまたは鉛塩と干渉し、それらの沈澱を
惹起するようなことが無いものであるべきである。硝酸
ビスマスは許容可能なビスマス化合物の一例である。ビ
スマスの量は望む低電流密度範囲を得るに充分であるへ
きである。硝酸ビスマスとして0.1g1Q位の少いビ
スマス金属が有用な電流密度範囲をゼロASFに近くま
で低下させ、かくして浴をバレルメッキに非常に有効に
する。ビスマス単独では低電流密度で光沢を与えない。
しかしながら、もしも芳香族アルデヒドおよび/または
エチレンオキサイト湿潤剤がビスマス化合物と併せて使
用されれば光沢あるメッキ堆積物が得られる。
アセトアルデヒドはメッキ浴の高電流密度を増大するの
に使用されうる。増大の程度は異常で、期待外であり高
度にドラマチックである。アセトアルデヒドの量は有用
な電流密度範囲を望む値に上げるに充分であるべきであ
る。1m/Qが電流密度範囲は40ASF(アセトアル
デヒド添加しない場合)から200ASFへ上げるに充
分であることが見い出されている。
塩基性電解質と共に使用される添加物の特別な組合せは
望まれるメッキ堆積物の状態又は種類による。良好なは
んだ付着能力のつや消しメッキ堆積物は適切な曇(1点
のアルキレンオギサイドとイミダゾリンまたは第四化合
物を使用することによって得られる。光沢メッキ堆積物
はエチレンオキサイドと芳香族アルデヒドを添加して得
られる。
有効電流密度はアセトアルデヒドの添加で高領域へ伸ば
し1()る(20から200ASFへ)。又、ゼロより
わずか一ヒの低区域へはビスマス化合物の添加で伸ばし
うる。
メッキ浴はスズおよび/または鉛スルホン酸塩をアルキ
ルまたはアルキロールスルホン酸の過剰の中に置き、酸
含F、1Hを調整して必要なpHにし、なにか不溶解物
は濾過して除き、それから水で最終の望む容積にして調
製できる。
メッキ浴は一般に室温で操作される。メッキ速度の増加
には攪拌が必要である。
メッキ溶液中に使用されるスズ−鉛金属比にしたがって
種々の合金が作ら扛うる。60 : 40スズ−鉛合金
は、例えば、20g/Qのスズ金属とlOに/Qの鉛金
属で作られる。そうしたメッキ浴では、アルキルスルホ
ン酸はlOOパーセントアルキルスルホン酸の約150
g/Qの存在が有利である。
メッキ浴へ還元剤を少量添加すると、ススを可溶性二価
状工Nに保つのに助けになる。こ扛は二価スズが四価ス
ズに変換するのを防ぐが、後者は一般に浴環境で不溶性
である。約0.Fig/Qのレゾルシノールまたは類似
薬品で、この目的の達成は充分である。
〔発明の実施例〕
以下に本発明の一実施例を挙げ、さらに具体的に説明す
るが、これらの実施例の記載内容のみによって本発明の
技術的範囲はなんら制約を受けるものではない。
(実施例 1) 市販のロンザ(L onza )社の製品、商品名アン
フォタージ(ANPIIOTERGE) K J −2
であるカブリツクジカルボキシイミダゾリン2 m Q
 / Qを下記のメッキ浴に添加した。
スズ金属(メタンスルホン酸塩)18g/Q鉗金属(メ
チルスルホン酸塩)   9g/’Qメチルスルホン酸
(100%)    70rn12/Q室温で、5ない
し15ASFでメッキを達成した。
その結果の(io : 40スズ/鉛合金メッキ堆積物
は白いつや消しのもので、低電流密度適用範囲は、イミ
ダゾリン無しで同条件下での浴に比して著しく改良され
る。イミダゾリン無しで得られたメッキ堆積物は暗い灰
色のつや消しのものであった。
(実施例 2) 2 m Q / QのアンフォタージKJ−2と、2m
 Q / Qのココベタイン0式(2)による。ここで
Rはココアルキルラジカルでミラノール(Mjrano
l)化学社から商品名ミ□ラテーヌ(MIRATAIN
Iミ)CDMBとして販売〕とを下記のメッキ浴に添加
した。
スズ金属(メタンスルホン酸塩)20g/Qメタンスル
ホン酸(100%)    10mQ/Q室温 電流密Jσ          5〜15ASF純スズ
メッキ堆積物は白いつや消しの外観で、低電流密度適用
範囲はイミダゾリンの無い場合の浴と比較して著しく改
良されていた。イミダゾリン無しで得られたメッキ堆積
物は暗灰色の外観であった。
(実施例 3) モナ(Mona)工業社で商品名モナテリック(MON
AT[ERIC) CAで製造されているココナツイミ
ダゾリン両性界面活性剤の4. m Q / Qを下記
のメッキ浴に添加した。
スズ金hyc (メチルスルホン酸塩)90g/Ωメチ
ルスルホン酸(1,00%)   150mQ/Q室温 電流密度          10〜25ASF白いつ
や消しのメッキ堆積物と低電流密度適用範囲とは、イミ
ダゾリン無しの同条件下の浴と比較してかなり改良され
た。イミダゾリン無しのメッキ堆積物は暗灰色つや消し
の外観を騎した。
(実施例 4) 40mQ/Qの1−ヒドロキシエチル−2−オレインイ
ミダゾリンを下記のメッキ浴に添加した。
tイ)金属(醋酸Jブ1Sどして)      15g
/Qメチルスルホン酸(100%)    50mQ/
Q室M、1 電流密度          5〜15AsF結果の純
鉛メッキ堆積物は白いつや消しの外観で、低電dε密度
適用範囲は、イミダゾリン無しで同条件の浴に比しかな
り改良された。イミダゾリン無しでのメッキ堆積物は暗
灰色つや消しの外観であった。
(実施例 5) スズ金JjE (メタンスルホン酸として)20g/(
1鉛金属(メタンスルホン酸として)  2p:/Qメ
タンスルホン酸く100%」1(底)  70m Q 
/ D。
AM円10TIERGE  K J −2(Lonza
社)1rnQ/Q室温 電流密度          2〜30ASF生じたメ
ッキ堆積物は白色つや消しで1分析すると90%スズ、
10%S(1であった。他の組成比の合金はメッキ浴内
のスズと釦との含有比を調整することによって可能であ
る。
また、もしもメッキ浴の溶液型導度または均一電着性を
改良する必要かあれば、′ru導性塩を添加することも
可能である。浴のp I−1の調整に使用したスルホン
酸のアルカリ塩は、例えば、この目的に使用できる。
(実施例 6) スズ金属(メチルスルホン酸として)15g/ix釦金
属(メチルスルホン酸として)  2r:/Qメチルス
ルホン酸す1−リウム塩  75g/αAMPIIOT
ERGE  K J −2(Lonza社)1−1/2
mQ/Q PI((メチルスルホン酸による調1ll)  2.0
室温 電流密度          20〜40ASF」−記
の浴は白いつや消しのメッキ堆積物を生じた。
以下の実施例においては下記の塩基性電解質浴を使用し
た。
第一スズメタンスルホン酸塩としてのスズ18g/12 釦メタンスルホン酸塩としての鉛 9g/12メタンス
ルホン酸        150g/Qハルセルパネル
は以下の実施例のすべてにおし1て1アンペア5分間の
合計電流で操作した。
(実施例 7) 10g/Qのポリオキシエチレンラウリルエーテル(2
3モルのエチレンオキサイド縮合物(Brij−35−
Atlas) )を塩基性電解質に添加した。
メッキ浴は、低電流密度範囲では滑らかでつや消しであ
り、高電流密度区域では約30から50%焼けがあるハ
ルセルパネルを生じた。溶融後、メッキ堆積物表面は非
常に滑らかで、光沢があり、平滑で、良好なはんだ付着
能力を示した。
(実施例 8) 実施例7へ]、 g / Qのカブリツクジカルボキシ
イミダゾリン両性表面活性剤(^MpH0TIERGf
i K J−2−Lonza)を添加した。この浴はメ
ッキ堆積物の焼けや暗色化の傾向が無い増大した高電流
密度範囲を示した。溶融後、メッキ堆積物は非常に滑ら
かで光沢があり平らで、良好なはんだ付着能力を示した
(実施例 9) 1.0g/Qのノニルフェノール/12エチレンオキサ
イド縮合物を塩基性電解液に加えた。浴は単に50%の
高電流密度範囲が暗色で焼けている滑らかなメッキ堆積
物を示した。
(実施例10) 実施例9へ0.18g/12のピコリン酸と、0.1g
/Qのオルソオキシヒドロキシベンズアルデヒドのアリ
ルエーテル及び0.16m Q / Qのオルソクロロ
ベンズアルデヒドを添加した。
このメッキ浴からの堆積物は15から40ASFに光沢
ある電流密度範囲を示した。低電流密度範囲はもうろう
としたところから鈍いところがあり、高電流密度範囲は
鈍く焼けていた。
(実施例 1.1 > 実施例]Oへ1 m Q / Qのアセトアルデヒドを
添加した。メッキ堆積物は20から200ASFにわた
る電流密度で輝きがあった。この実施例においては、実
施例10の光沢剤を含むアルキルまたはアルキロールス
ルホン酸電解質で、有用電流密度範囲を非常にEげるア
セトアルデヒドの効果を示す。
(実施例 12) 実施例10へ、O,1g/Qのビスマス金属を硝酸ビス
マスとして添加した。メッキ浴はO近くから40A、S
Fにわたる電流密度で輝きをもつメッキ堆積物が得られ
た。
この実施例は、実施例10の光沢剤を含むアルキルスル
ホン酸電解質で、有用な′電流密度範囲を極端に減少し
て非常に低い値にするビスマスの効果を示す。
〔実施例 13(比較例)〕 0.1g/Qのビスマス金属を硝酸ビスマスとして実施
例7の浴へ添加すると、低電流密度領域においてなんら
の改良も無い。これは、米国特許第4.000,047
号にリストされた光沢剤と芳香族アルデヒドとの組合せ
中にビスマスを使用することによる低電流密度改良の相
乗作用を示す。
(実施例 111) 実施例11を繰返すが、しかし、この場合にはピコリン
酸は除がいした。メッキ堆積物は40〜200ASFに
わたる光沢電流密度で輝いている。この例は特許第4,
000,047号のピリジン型材料を省くことができ、
そしてなお、より高い電流密度で良好な結果が得られる
ことを示す。低電流密度改良は、実施例】1では20A
SFが最低限度で、本実施例では40ASFまでで若干
の損失はあるが、しかし、ただ高電流密度範囲のみを必
要とするか希望するような場合においてはこの損失は1
1【大ではない。
〔実施例 15(比較例)〕 次記のごとくメッキ浴を調製した。
ジヒドロキシプロパンスルホン酸 160m Q / Q 第一スズジヒドロキシプロパンスルホン酸塩としてのス
ズ金属       18g/Q釦ジヒドロキシプロパ
ンスルホン酸塩としての鉛金属           
 9g/Qハルセル試験を1アンペアで5分間行った。
そしてつや消しの製品で小さいこぶ付で、均一電着性の
悪いメッキ堆積物を生じた。
(実施例 16) 5g/Qのアンフォタージ(Amphoterge) 
K−2(Lonza)  (カプリツクジカルボキシイ
ミダゾリン両性界面活性剤〕を上記の実施例15へ添加
した。このメッキ浴は均質な堆積物を生じたが。
均一電着性が不良だった。
(実施例 17) 8 g / Qのプルロニック(P 1uronic)
 L −62〔ポリ (オキシプロピレン)ポリ(オキ
シエチレン)ブロックポリマ/20%エチレンオギサイ
ド含有〕を実施例2のメッキ浴へ添加した。
1、アンペア5分間のハルセル試験は均質なつや消しパ
ネルで許容できる均一”Tj着性のあるものを生じた。
(実施例 18) 下記の浴を調製した。
2−ヒドロキシプロパンスルホン酸 150m Q / Q 第一スズ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸塩として
のスズ金属     15g/Q鉛−2−ヒドロキシプ
ロパンスルホン酸塩としての鉛金属         
 5g/Qノニルフェノール/12モルのエチレンオキ
サイド縮合物          10g/Qピコリン
酸          0.18g/Qアリルエーテル
又はオルソヒドロキシベンズアルデヒド       
  0.10g/12オルソクロロベンズアルデヒド0
.16g/12アセトアルデヒド       1.0
g/Qこの浴から得られたメッキ堆積物は20から20
OASF範囲で光沢性を示した。これらの添加剤は全′
屯流密度範囲で光沢を出すように相乗的に作用し、いか
なるスルホン酸電解質に対しても効果があるものと考え
られろ。
上記のすべての実施例において電解質溶液は水で稀釈し
て望む容積にした。
ここに開示した発明は望む結果を達成すべくよく計画さ
れているが、数々の修正と実施態様とがこの技術分野に
おける熟練者により改良されることは認められるが、本
発明の付属する特許請求の範囲にはすべてのそうした修
正と態様とが本発明の真の技術的思想ならびに特許δ1
1求の範囲に入るように意図されているものである。
代理人弁理士 中 村 純 之 助 手 続 ネ市 、t F  唱)=(自発)昭和61年
 6月 2日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 1、$件の表示   昭和60年特許願第293667
号2、発明の名称   スズ−釦電気メッキ溶液の調製
方法コミ。補正をする各 Il(件との関係     特許出願人名 称  リー
ローナル インコーホレーテッド4、代理人 範囲、発明の詳細な説明の各欄 6、補正の内容   添付別紙のとおり補正の内容 1.願非の発明の名称を「スズ−釦電気メッキ溶液の調
製方法」に訂正する。
2、特許請求の範囲を添付別紙のとおり訂正する。
3、明細−Fの発明の詳細な説明欄を次のとおり補正す
る。
(1)明細書第26頁第19行〜第27頁第1行のパ約
0.5g/Qのレゾルシノール・・・・・・この目的の
達成は充分である。″を、ro、5g/Qのヒドロキシ
フェニール化合物は酸化防止剤(還元剤)として有効で
ある。レゾルシノール、ピロカテコール、ヒドロキノン
、フロログリシツール、ピロガロール、3−アミノフェ
ノールまたはヒドロキノン硫酸エステル、あるいはこれ
らと類似の薬品でこの目的を達成することができる。」
と訂正する。
(2)明細書第37頁第9行と第10行との間に、次に
示す実施例19〜24を挿入する。
「以下の実施例において、本発明をさらに具体的に説明
するが、これら実施例は、単に本発明の一例をより具体
的に示すことを目的とするものであって、いかなる意味
においても、本発明の技術的範囲を制限するものではな
い。
(実施例 19) メッキをするために次のΔおよびBに示す組成のメッキ
浴を調製した。
A       B 自山酸 300 g/ Q      フルオボリック
酸  メタンスルホン酸メッキ浴は次の3種のそれぞれ
の温度に維持した。
(1)140°F (2) 120’ F (3)80°F メッキ浴の攪拌を引き起こすため空気をボンピング運動
によりメッキ浴の中へ取り入れた。すなわち、定期的に
空気を各メッキ浴の中へバブリングし、これを50時間
継続した。50時間経過後、3種の温度での空気酸化の
結果を調べるためメッキ浴中で酸化された二価のスズ含
有量を分析した。
その結果を以下に示す。
温度     メッキ浴    酸化した二価のスズ(
%)140’ F  A+ピロカテコール      
9.8%A+ヒドロキノン      15.5%B+
ピロカテコール      3.4%B+ヒドロキノン
       6.3%120″°FA+ピロカテコー
ル     15.6%A+ヒドロキノン      
12.1%B+ピロカテコール      7.6%B
+ヒドロキノン       5.9%80° FA+
ピロカテコール      4.5%A+ヒドロキノン
       6.2%B+ピロカテコール     
 5.5%B+ヒドロキノン       3.0%8
0’ Fのメッキ浴では、メッキ浴A+ヒドロキノンと
比較して、メッキ浴B+ヒドロキノン中では二価のスズ
の酸化が少ないことが確認された。
120’ F及びl/10°Fでは、酸化防11−剤を
含むすべてのフルオボレイトメッキ浴(A)中でのスズ
の酸化はかなり生じていたが、同じ酸化防止剤を含むメ
タンスルホン酸メッキ浴中ではスズの酸化はかなり減少
していた。
(実施例 20) 実施例19のBに示す組成のメチロールスルホン酸の代
りにアルキロールスルホン酸を用いて、実施例19と同
様にして二価のスズの酸化を行った。
その結果、実質的に実施例19と同様なアルキロールス
ルホン酸メッキ浴中での酸化防止剤の有効性が確認され
た。上記実施例19および20において電気メッキ浴は
、所望の容量にするために水で希釈した。
(実施例 21) エレクトロニクス及び通信産業の分野で使用されるワイ
へ7の大手製造業者において、生産設備であるフルオー
トメーション装置によりワイヤにスズの電気メッキを行
なった。電気メッキには次に示すフルオボレイトをベー
スにした組成のメッキ浴を用いた。
塩化フルオボレイトとしてのスズ金属  150 g/
 Qフルオボリック酸           200m
 Q/ Qゼラチン                
6g/Q。
ベータナフトール             1に/Q
ヒドロキノン               3g/Q
電流密度               1500A 
S F温度                 140
°I7スズ酸(メ゛タスズ酸)をベースにしたスズスラ
ッジが電着スズ300,000 L bsにつき60,
000Lbsの割合で生じた。この量は、10個のドラ
ムカンで。
毎月処理又は精製される廃棄物となる。
(実施例 22) 実施例21と同じ1造業者において、スズ電気メッキ浴
の組成を以下のように変えて、実施例21と同様にして
電気メッキを行った。
塩化メタンスルホン酸(スルホン酸塩)としてのスズ金
属          100g/Qメタンスルホン酸
           200m Q / Qアルギレ
ンオキサイド及び四元界面 活性剤                5g/2カテ
コール               1 g / Q
電流密度              2000A S
 F温度                 140’
 Fこの結果、酸化第二スズを主成分とするスラッジが
、電着スズ300 、000 L bsに対して、わず
か1500Lbsであった。この量は、毎月およそ]/
4ドラムカンに相当する量であって、生成するスラッジ
の量が極めて少ないことを示している。
(実施例 23) 電気接触器及び接続器の大手の製造業者において、生産
設備であるフルオートメーション装置しこより連続して
60対40のスズ−鉛合金を電気メッキした。電気メッ
キ浴は、以前は以下の組成のフルオボレイトベースのメ
ッキ浴を用いていた。
塩化フルオボレイトとしてのスズ金属  60g/Q釦
フルオボレイトとしてのεイ)金属     30g/
Qフルオボリック酸           200m 
Q / Qベータナフトール            
 1g/Qヒドロキノン              
 3 g / Q光沢剤             所
望の光沢を得る必要がある場合に 使用される。
温度       75〜85” F 電流密度               100ASF
スラツジは急激に増加し、電流効率、はんだづけ性及び
光沢性が劣化した。また、スラッジは陽極を被覆し、攪
拌機構を不能にするため、2力月毎にメッキ浴を廃棄し
なければならなかった。新しいメッキ浴は、スラッジに
より被覆されてしまったメッキ槽、陽極、フィルタ及び
ポンプなどを完全に清掃した後にメッキ装置に使用され
た。このメッキ浴の交換及び洗浄]二程は2力月毎に繰
り返されなければならなかった。
(実施例 24) 実施例2:3と同じ製造業者において、スズ−釦電気メ
ッキ浴の組成を以下のように変えた。
塩化メタンスルホン酸エステル (スルホン酸塩)としてのスズ金属   40tr、/
Q釦ツメタンスルホン酸エステルスルホン酸塩)として
の鉛金属         15g/Qメタンスルホン
酸           200m Q / Q酸化ア
ルキレン(BASFによるLutsnson AP−1
4)2.5g/Q 四元界面活性剤(Lonzaによる両性表面活性剤K)
2.5 g / Q カテコール               Ig/QO
−クロロベンザアルデヒド      0.3g/Qア
セトアルデヒド           1.5g/Q温
度        75〜85°F 電流密度               150AsF
この溶液を用いた結果、スラッジの生成量は最少となり
、電気メッキ装置の清掃あるいはメッキ浴の交換を行う
必要性が全くなくなった。」 別     紙 特許請求の範囲 1、スズ、3イ)またはスズ−鉛合金電気メッキ用の電
解質調製方法であって。
適切な溶媒へ所定量の可溶性二価スズ化合物、可溶性二
価鉛化合物、又は双方と、可溶性アルキル、又はアルコ
キシロールスルホン酸を、実質的に3以下のpHを有す
る溶液となるように充分な量を加え、 L記溶液へ、少くとも実質的に8モルの酸化アルキレン
を有する可溶性酸化アルギレン縮合化合物を加えて、実
質的に90°F以上の曇り点を有する電解質となし、上
記電解質は電気、メッキの間に改良された陰極効率を有
し、良好なはんだ付着能力を有するスズ、鉛、またはス
ズ−鉛合金を生ずることが可能であることを特徴とする
スズ−鉛電気メッキ溶液の調製方法。
2、更に、電気メッキ溶液へ過剰のスルホン酸を添加し
、実質的にpHが2以下となるように調べ 記載のスズ−鉛電気メッキ溶液の調製方法。
3、二価のスズ及び二価の鉛化合物のうちの少なくとも
1種を、アルキルまたはスルホン酸アルキロール塩の形
で電気メッキ溶液に添加することを特徴とする特許請求
の範囲第1項または第2項に記載のスズ−鉛電気メッキ
溶液の調製方法。
4、更に、充分な量の可溶性第四アンモニウム脂肪酸化
合物を電気メッキ溶液へ、 a)電気メッキ用の高電流密度範囲を増大するように、 b)電解質の均一電着性を改良するように、C)電気メ
ッキされたメッキ堆積物の表面仕上を改良するように、
または d)電気メッキ浴の曇り点を改良するように、添加する
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第3項の
いずれか1項に記載のスズ−鉛電気メッキ溶液の調製方
法。
5、第四アンモニウム脂肪酸化合物が可溶性イミダゾリ
ン、モノアゾリン、ないし、アミドベタイン化合物とし
て添加することを特徴とする特許請求の範囲第4項に記
載のスズ−鉛電気メッキ溶液の調製方法。
6、電気メッキ液へ充分な量の芳香族アルデヒドを添加
し、メッキにより生ずる堆積物の光沢を改良することを
特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第5項のいずれ
か1項に記載のスズ−鉛電気メッキ溶液の調製方法。
7、電気メッキ液へ充分な量の可溶性ビスマス化合物を
添加し、電気メッキの低電流密度範囲を改良することを
特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第6項のいずれ
か1項に記載のスズ−鉛電気メッキ溶液の調製方法。
8、電気メッキ液へ充分な量のアセトアルデヒドを添加
し、電気メッキの高電流密度範囲を改良することを特徴
とする特許、請求の範囲第1項ないし第7項のいずれか
1項に記載のスズ−鉛電気メッキ溶液の調製方法。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、スズ、鉛またはスズ−鉛合金電気メッキ用の電解質
    調製方法であって、 適切な溶媒へ所定量の可溶性二価スズ化合物、可溶性二
    価鉛化合物、又は双方と、可溶性アルキル、又はアルコ
    キシロールスルホン酸を、実質的に3以下のpHを有す
    る溶液となるように充分な量を加え、 上記溶液へ、少くとも実質的に8モルの酸化アルキレン
    を有する可溶性酸化アルキレン縮合化合物を加えて、実
    質的に90°F以上の曇り点を有する電解質となし、上
    記電解質は電気メッキの間に改良された陰極効率を有し
    、良好なはんだ付着能力を有するスズ、鉛、またはスズ
    −鉛合金を生ずることが可能であることを特徴とするス
    ズ−鉛電気メッキ溶液の調製方法。 2、更に、電気メッキ溶液へ過剰のスルホン酸を添加し
    、実質的にpHが2以下となるように調製することを特
    徴とする特許請求の範囲第1項に記載のスズ−鉛電気メ
    ッキ溶液の調製方法。 3、二価のスズ及び二価の鉛化合物のうちの少なくとも
    1種を、アルキルまたはスルホン酸アルキロール塩の形
    で電気メッキ溶液に添加することを特徴とする特許請求
    の範囲第1項または第2項に記載のスズ−鉛電気メッキ
    溶液の調製方法。 4、更に、充分な量の可溶性第四アンモニウム脂肪酸化
    合物を電気メッキ溶液へ、 a)電気メッキ用の高電流密度範囲を増大するように、 b)電解質の均一電着性を改良するように、c)電気メ
    ッキされたメッキ堆積物の表面仕上を改良するように、
    または d)電気メッキ浴の曇り点を改良するように、添加する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第3項の
    いずれか1項に記載のスズ−鉛電気メッキ溶液の調製方
    法。 5、第四アンモニウム脂肪酸化合物が可溶性イミダゾリ
    ン、モノアゾリン、ないし、アミドベタイン化合物とし
    て添加することを特徴とする特許請求の範囲第4項に記
    載のスズ−鉛電気メッキ溶液の調製方法。 6、電気メッキ液へ充分な量の芳香族アルデヒドを添加
    し、メッキにより生ずる堆積物の光沢を改良することを
    特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第5項のいずれ
    か1項に記載のスズ−鉛電気メッキ溶液の調製方法。 7、電気メッキ液へ充分な量の可溶性ビスマス化合物を
    添加し、電気メッキの低電流密度範囲を改良することを
    特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第6項のいずれ
    か1項に記載のスズ−鉛電気メッキ溶液の調製方法。 8、電気メッキ液へ充分な量のアセトアルデヒドを添加
    し、電気メッキの高電流密度範囲を改良することを特徴
    とする特許請求の範囲第1項ないし第7項のいずれか1
    項に記載のスズ−鉛電気メッキ溶液の調製方法。 9、スズ、鉛またはスズ−鉛合金を所定の基板上へ電気
    メッキする方法であって、特許請求の範囲第1項ないし
    第8項のいずれか1項に記載の電気メッキ液を用い、上
    記の基板の少くとも一部分を電気メッキ液中に浸漬する
    こと、および 所定のスズ、鉛、もしくはスズ−鉛合金を上記基板上に
    電気メッキすることを特徴とするスズ、鉛またはスズ−
    鉛合金の電気メッキ方法。
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