JP3366851B2 - 錫合金電気めっき液およびめっき方法 - Google Patents
錫合金電気めっき液およびめっき方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉛を含まない錫合
金電気めっき液に関する。
金電気めっき液に関する。
【０００２】
【従来の技術】はんだ（Ｓｎ−Ｐｂ合金）は、電気・電
子部品に広範に使用されている。しかし、近年、廃棄さ
れた電子部品のはんだが酸性雨等により溶出し地下水の
汚染源となっていることが指摘された。中でも、鉛は特
にその影響が大きいため、鉛を含有しない錫合金の開発
が急務となっている。鉛を含まない錫合金としては、Ｓ
ｎ−Ｚｎ合金、Ｓｎ−Ｂｉ合金等が提案されている。例
えば、特開平６−２２８７８６号公報には、ヒドロキシ
カルボン酸またはその塩を含有し、かつ、ｐＨが２．０
以上３．５未満である錫−亜鉛合金めっき浴が記載され
ている。しかし、このような従来のＳｎ−Ｚｎ合金めっ
き液により形成した錫合金めっき皮膜は、そのはんだ付
け性が最高でも９０％程度であり、信頼性が十分とは言
えなかった。
子部品に広範に使用されている。しかし、近年、廃棄さ
れた電子部品のはんだが酸性雨等により溶出し地下水の
汚染源となっていることが指摘された。中でも、鉛は特
にその影響が大きいため、鉛を含有しない錫合金の開発
が急務となっている。鉛を含まない錫合金としては、Ｓ
ｎ−Ｚｎ合金、Ｓｎ−Ｂｉ合金等が提案されている。例
えば、特開平６−２２８７８６号公報には、ヒドロキシ
カルボン酸またはその塩を含有し、かつ、ｐＨが２．０
以上３．５未満である錫−亜鉛合金めっき浴が記載され
ている。しかし、このような従来のＳｎ−Ｚｎ合金めっ
き液により形成した錫合金めっき皮膜は、そのはんだ付
け性が最高でも９０％程度であり、信頼性が十分とは言
えなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、よりはんだ
付け性に優れ、鉛を含まない錫合金めっき皮膜を形成可
能な錫合金電気めっき液およびめっき方法を提供するこ
とを目的とした。
付け性に優れ、鉛を含まない錫合金めっき皮膜を形成可
能な錫合金電気めっき液およびめっき方法を提供するこ
とを目的とした。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意研究
を行った結果、Ｓｎ及び合金成分金属源として有機金属
スルホン酸塩を用い、安定剤として有機スルホン酸及び
クエン酸を加え、ｐＨを３．６〜６．６としためっき液
を使用することによって上記の課題を解決することがで
きることを見いだした。
を行った結果、Ｓｎ及び合金成分金属源として有機金属
スルホン酸塩を用い、安定剤として有機スルホン酸及び
クエン酸を加え、ｐＨを３．６〜６．６としためっき液
を使用することによって上記の課題を解決することがで
きることを見いだした。
【０００５】 本発明は、この知見に基づき、
１．錫合金電気めっき液において、
（ａ）有機スルホン酸
（ｂ）有機スルホン酸Ｓｎ塩
（ｃ）Ｚｎの有機スルホン酸塩
（ｄ）クエン酸またはクエン酸塩
（ｅ）界面活性剤としてポリオキシエチレンノニルフェ
ニルエーテル及び／またはエトキシレートαナフトール
を含有し、Ｓｎイオン濃度：２〜２０ｇ／ｌ、Ｚｎイオ
ン濃度：２〜５０ｇ／ｌ、ｐＨが３．６〜６．６であ
り、成膜中の亜鉛品位が８〜３６％となることを特徴と
する錫合金電気めっき液
ニルエーテル及び／またはエトキシレートαナフトール
を含有し、Ｓｎイオン濃度：２〜２０ｇ／ｌ、Ｚｎイオ
ン濃度：２〜５０ｇ／ｌ、ｐＨが３．６〜６．６であ
り、成膜中の亜鉛品位が８〜３６％となることを特徴と
する錫合金電気めっき液
【０００６】
【０００７】２．錫合金電気めっき方法において、めっ
き液として （ａ）有機スルホン酸 （ｂ）有機スルホン酸Ｓｎ塩 （ｃ）Ｚｎの有機スルホン酸塩 （ｄ）クエン酸またはクエン酸塩 （ｅ）界面活性剤としてポリオキシエチレンノニルフェ
ニルエーテル及び／またはエトキシレートαナフトール
を含有し、Ｓｎイオン濃度：２〜２０ｇ／ｌ、Ｚｎイオ
ン濃度：２〜５０ｇ／ｌ、ｐＨが３．６〜６．６であ
り、成膜中の亜鉛品位が８〜３６％となる錫合金電気め
っき液を用いることを特徴とする錫合金電気めっき方法
き液として （ａ）有機スルホン酸 （ｂ）有機スルホン酸Ｓｎ塩 （ｃ）Ｚｎの有機スルホン酸塩 （ｄ）クエン酸またはクエン酸塩 （ｅ）界面活性剤としてポリオキシエチレンノニルフェ
ニルエーテル及び／またはエトキシレートαナフトール
を含有し、Ｓｎイオン濃度：２〜２０ｇ／ｌ、Ｚｎイオ
ン濃度：２〜５０ｇ／ｌ、ｐＨが３．６〜６．６であ
り、成膜中の亜鉛品位が８〜３６％となる錫合金電気め
っき液を用いることを特徴とする錫合金電気めっき方法
【０００８】３．めっき浴温度を２０〜４５°Ｃとする
ことを特徴とする上記２記載の錫合金電気めっき方法
ことを特徴とする上記２記載の錫合金電気めっき方法
【０００９】４．電流密度を２〜２０Ａ／ｄｍ２とする
ことを特徴とする上記２または３記載の錫合金電気めっ
き方法を提供するものである。
ことを特徴とする上記２または３記載の錫合金電気めっ
き方法を提供するものである。
【００１０】 以下、本発明の内容についてさらに詳し
く説明する。本発明の錫合金電気めっき液は、以下の成
分を含有するものである。 （ａ）有機スルホン酸 （ｂ）有機スルホン酸Ｓｎ塩 （ｃ）Ｚｎの有機スルホン酸塩 （ｄ）クエン酸またはクエン酸塩 （ｅ）界面活性剤ここで、それぞれの各成分について具
体的に説明する。
く説明する。本発明の錫合金電気めっき液は、以下の成
分を含有するものである。 （ａ）有機スルホン酸 （ｂ）有機スルホン酸Ｓｎ塩 （ｃ）Ｚｎの有機スルホン酸塩 （ｄ）クエン酸またはクエン酸塩 （ｅ）界面活性剤ここで、それぞれの各成分について具
体的に説明する。
【００１１】（ａ）有機スルホン酸
有機スルホン酸としては、アルカンスルホン酸、アルカ
ノールスルホン酸、フェノールスルホン酸等が使用可能
である。具体的には、アルカンスルホン酸としては、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、ブタンスルホン酸などを挙げることができる。アル
カノールスルホン酸としては、２−ヒドロキシエタンス
ルホン酸、３−ヒドロキシブタンスルホン酸などを挙げ
ることができる。フェノールスルホン酸としては、フェ
ノールスルホン酸、クレゾールスルホン酸、ジメチルフ
ェノールスルホン酸などを挙げることができる。これら
のうち最も顕著な効果があるものとしては、メタンスル
ホン酸が挙げられる。有機スルホン酸は、めっき浴中で
安定剤として作用しているものと考えられる。
ノールスルホン酸、フェノールスルホン酸等が使用可能
である。具体的には、アルカンスルホン酸としては、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、ブタンスルホン酸などを挙げることができる。アル
カノールスルホン酸としては、２−ヒドロキシエタンス
ルホン酸、３−ヒドロキシブタンスルホン酸などを挙げ
ることができる。フェノールスルホン酸としては、フェ
ノールスルホン酸、クレゾールスルホン酸、ジメチルフ
ェノールスルホン酸などを挙げることができる。これら
のうち最も顕著な効果があるものとしては、メタンスル
ホン酸が挙げられる。有機スルホン酸は、めっき浴中で
安定剤として作用しているものと考えられる。
【００１２】（ｂ）有機スルホン酸Ｓｎ塩
Ｓｎ源としては、上記（ａ）に記載した有機スルホン酸
のＳｎ塩を使用する。代表例として、メタンスルホン酸
Ｓｎを挙げることができる。
のＳｎ塩を使用する。代表例として、メタンスルホン酸
Ｓｎを挙げることができる。
【００１３】 （ｃ）Ｚｎの有機スルホン酸塩
Ｓｎと合金を形成する合金成分金属としてＺｎを挙げる
ことができる。この合金成分金属源としては、上記
（ａ）に記載した有機スルホン酸の金属塩を使用する。
Ｓｎ−Ｚｎには、例えばメタンスルホン酸Ｚｎを挙げる
ことができる。
ことができる。この合金成分金属源としては、上記
（ａ）に記載した有機スルホン酸の金属塩を使用する。
Ｓｎ−Ｚｎには、例えばメタンスルホン酸Ｚｎを挙げる
ことができる。
【００１４】（ｄ）クエン酸またはクエン酸塩
クエン酸またはクエン酸塩は、めっき液中の金属イオン
を安定化させるために添加される。具体例としては、ク
エン酸、クエン酸アンモニウムなどを挙げることができ
る。
を安定化させるために添加される。具体例としては、ク
エン酸、クエン酸アンモニウムなどを挙げることができ
る。
【００１５】（ｅ）界面活性剤
界面活性剤は、酸化還元電位の差が大きいＳｎと合金成
分金属元素との電位差を小さくするためのものである。
特にＳｎ−Ｚｎ合金の場合には、ポリオキシエチレンノ
ニルフェニルエーテル及び／またはエトキシレートαナ
フトールを用いることによって析出電位差を小さくする
ことができ、それによって合金組成品位を安定化するこ
とが可能である。また、析出結晶を微細化および均一化
する効果も得られる。
分金属元素との電位差を小さくするためのものである。
特にＳｎ−Ｚｎ合金の場合には、ポリオキシエチレンノ
ニルフェニルエーテル及び／またはエトキシレートαナ
フトールを用いることによって析出電位差を小さくする
ことができ、それによって合金組成品位を安定化するこ
とが可能である。また、析出結晶を微細化および均一化
する効果も得られる。
【００１６】上記（ａ）〜（ｅ）の成分を含有するめっ
き液は、そのｐＨを３．６〜６．６とする必要がある。
ｐＨが３．６未満では、めっき液が不安定となり白濁す
るとともに合金成分元素の析出が抑制されるため好まし
くない。一方、ｐＨが６．６を越えるとめっき析出皮膜
が粗な結晶となり外観不良となるため好ましくない。
き液は、そのｐＨを３．６〜６．６とする必要がある。
ｐＨが３．６未満では、めっき液が不安定となり白濁す
るとともに合金成分元素の析出が抑制されるため好まし
くない。一方、ｐＨが６．６を越えるとめっき析出皮膜
が粗な結晶となり外観不良となるため好ましくない。
【００１７】めっき浴温度は２０〜４５℃とするのが好
ましい。２０℃未満では、被めっき先端部（高電流密度
になりやすい部分）が粗な結晶析出となり、かつ合金品
位のバラツキが大きくなり、一方４５℃を越えると界面
活性剤の濁りが生じるため好ましくない。
ましい。２０℃未満では、被めっき先端部（高電流密度
になりやすい部分）が粗な結晶析出となり、かつ合金品
位のバラツキが大きくなり、一方４５℃を越えると界面
活性剤の濁りが生じるため好ましくない。
【００１８】電流密度は、２〜２０A/dm2 で行う。２A/
dm2 未満では合金成分元素の析出が抑制されるため好ま
しくない。２０A/dm2 ではめっき皮膜の外観不良となる
ため好ましくない。めっき液の撹拌は適宜行えば良い。
dm2 未満では合金成分元素の析出が抑制されるため好ま
しくない。２０A/dm2 ではめっき皮膜の外観不良となる
ため好ましくない。めっき液の撹拌は適宜行えば良い。
【００１９】めっき液中の各成分の濃度は、合金の種類
によっても異なるが、例えばＳｎ−Ｚｎ合金の場合、Ｓ
ｎ−Ｚｎ合金皮膜表面の酸化を抑制し、さらに均一な微
細結晶を得ることのできる条件は下記の通りであった。 Ｓｎイオン濃度：２〜２０ｇ／ｌ Ｚｎイオン濃度：２〜５０ｇ／ｌ クエン酸塩濃度：５０〜２５０ｇ／ｌ 界面活性剤濃度 ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル：０．２〜
５．０ｇ／ｌ エトキシレートαナフトール：１．０〜１５．０ｇ／ｌ ＳｎおよびＺｎの濃度比は、めっきで得られた皮膜が、
はんだとしての共晶温度１９９℃を得るためのＺｎ９％
以上の品位とするためのものである。Ｓｎ、Ｚｎイオン
濃度の下限値は、安定した品位を得るために、また、上
限値は経済性から決められたものである。界面活性剤濃
度範囲は、析出電位を調整するのに要する濃度および発
泡性による量規制から決定されたものである。
によっても異なるが、例えばＳｎ−Ｚｎ合金の場合、Ｓ
ｎ−Ｚｎ合金皮膜表面の酸化を抑制し、さらに均一な微
細結晶を得ることのできる条件は下記の通りであった。 Ｓｎイオン濃度：２〜２０ｇ／ｌ Ｚｎイオン濃度：２〜５０ｇ／ｌ クエン酸塩濃度：５０〜２５０ｇ／ｌ 界面活性剤濃度 ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル：０．２〜
５．０ｇ／ｌ エトキシレートαナフトール：１．０〜１５．０ｇ／ｌ ＳｎおよびＺｎの濃度比は、めっきで得られた皮膜が、
はんだとしての共晶温度１９９℃を得るためのＺｎ９％
以上の品位とするためのものである。Ｓｎ、Ｚｎイオン
濃度の下限値は、安定した品位を得るために、また、上
限値は経済性から決められたものである。界面活性剤濃
度範囲は、析出電位を調整するのに要する濃度および発
泡性による量規制から決定されたものである。
【００２０】
【実施例】以下、実施例に基づいて説明するが、本発明
はこれに限定されるものではない。 （実施例）表１、実施例１〜８に記載した各成分を含有
するＳｎ合金めっき液を調整した。
はこれに限定されるものではない。 （実施例）表１、実施例１〜８に記載した各成分を含有
するＳｎ合金めっき液を調整した。
【００２１】
【表１】
【００２２】このめっき液を用いて、Ｎｉ下地板上に以
下の条件で電気めっきを行った。 ｐＨ：３．８〜６．５ 液温：３５〜４０℃ 電流密度：２〜３Ａ／dm2 時間：１０分 その結果、形成されたＳｎ合金めっき皮膜は、以下のよ
うなものであった。 析出膜厚み： ４．４〜８．６μm はんだ濡れ性：１００％ クロスタイム：０．４８〜１秒
下の条件で電気めっきを行った。 ｐＨ：３．８〜６．５ 液温：３５〜４０℃ 電流密度：２〜３Ａ／dm2 時間：１０分 その結果、形成されたＳｎ合金めっき皮膜は、以下のよ
うなものであった。 析出膜厚み： ４．４〜８．６μm はんだ濡れ性：１００％ クロスタイム：０．４８〜１秒
【００２３】（比較例）表１、比較例１〜３に記載した
各成分を含有するＳｎ−Ｚｎめっき液を調整した。この
めっき液を用いて、実施例と同様にＮｉ下地板上に以下
の条件で電気めっきを行った。 ｐＨ：３〜７ 液温：３５〜４０℃ 電流密度：３Ａ／dm2 時間：１０分 その結果、比較例１の場合に形成されたＳｎ合金めっき
皮膜は、以下のようなものであった。 析出膜厚み： １０．２μm はんだ濡れ性：９０％ クロスタイム：４．８秒 比較例２（ｐＨ＝３）の場合には紛状めっきとなり、ま
た比較例３（ｐＨ＝７）の場合にはめっき皮膜の外観と
なり、いずれも問題があった。
各成分を含有するＳｎ−Ｚｎめっき液を調整した。この
めっき液を用いて、実施例と同様にＮｉ下地板上に以下
の条件で電気めっきを行った。 ｐＨ：３〜７ 液温：３５〜４０℃ 電流密度：３Ａ／dm2 時間：１０分 その結果、比較例１の場合に形成されたＳｎ合金めっき
皮膜は、以下のようなものであった。 析出膜厚み： １０．２μm はんだ濡れ性：９０％ クロスタイム：４．８秒 比較例２（ｐＨ＝３）の場合には紛状めっきとなり、ま
た比較例３（ｐＨ＝７）の場合にはめっき皮膜の外観と
なり、いずれも問題があった。
【００２４】上記のように、本発明の実施例のＳｎ合金
めっき液を用いて形成したＳｎ合金めっき皮膜は、はん
だ濡れ性１００％、クロスタイム１秒以下と極めてはん
だ付け性に優れたものであった。
めっき液を用いて形成したＳｎ合金めっき皮膜は、はん
だ濡れ性１００％、クロスタイム１秒以下と極めてはん
だ付け性に優れたものであった。
【００２５】
【発明の効果】本発明の錫合金電気めっき液を用いるこ
とによって、鉛を含まず、よりはんだ付け性に優れた錫
合金めっき皮膜を形成することが可能であり、電気・電
子部品などへの広範な応用が期待される。
とによって、鉛を含まず、よりはんだ付け性に優れた錫
合金めっき皮膜を形成することが可能であり、電気・電
子部品などへの広範な応用が期待される。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭54−69534（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−78285（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−260186（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−260185（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−13185（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−252684（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−340994（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−88789（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C25D 3/60
Claims (4)
- 【請求項１】 錫合金電気めっき液において、 （ａ）有機スルホン酸 （ｂ）有機スルホン酸Ｓｎ塩 （ｃ）Ｚｎの有機スルホン酸塩 （ｄ）クエン酸またはクエン酸塩 （ｅ）界面活性剤としてポリオキシエチレンノニルフェ
ニルエーテル及び／またはエトキシレートαナフトール
を含有し、Ｓｎイオン濃度：２〜２０ｇ／ｌ、Ｚｎイオ
ン濃度：２〜５０ｇ／ｌ、ｐＨが３．６〜６．６であ
り、成膜中の亜鉛品位が８〜３６％となることを特徴と
する錫合金電気めっき液。 - 【請求項２】 錫合金電気めっき方法において、めっき
液として （ａ）有機スルホン酸 （ｂ）有機スルホン酸Ｓｎ塩 （ｃ）Ｚｎの有機スルホン酸塩 （ｄ）クエン酸またはクエン酸塩 （ｅ）界面活性剤としてポリオキシエチレンノニルフェ
ニルエーテル及び／またはエトキシレートαナフトール
を含有し、Ｓｎイオン濃度：２〜２０ｇ／ｌ、Ｚｎイオ
ン濃度：２〜５０ｇ／ｌ、ｐＨが３．６〜６．６であ
り、成膜中の亜鉛品位が８〜３６％となる錫合金電気め
っき液を用いることを特徴とする錫合金電気めっき方
法。 - 【請求項３】 めっき浴温度を２０〜４５°Ｃとするこ
とを特徴とする請求項２記載の錫合金電気めっき方法。 - 【請求項４】 電流密度を２〜２０Ａ／ｄｍ２とするこ
とを特徴とする請求項２または３記載の錫合金電気めっ
き方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36389897A JP3366851B2 (ja) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | 錫合金電気めっき液およびめっき方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36389897A JP3366851B2 (ja) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | 錫合金電気めっき液およびめっき方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11181589A JPH11181589A (ja) | 1999-07-06 |
| JP3366851B2 true JP3366851B2 (ja) | 2003-01-14 |
Family
ID=18480467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36389897A Expired - Fee Related JP3366851B2 (ja) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | 錫合金電気めっき液およびめっき方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3366851B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102424995A (zh) * | 2011-12-17 | 2012-04-25 | 张家港舒马克电梯安装维修服务有限公司镀锌分公司 | 一种锡-铟合金电镀液 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001172791A (ja) * | 1999-12-16 | 2001-06-26 | Ishihara Chem Co Ltd | スズ−銅系合金メッキ浴、並びに当該メッキ浴によりスズ−銅系合金皮膜を形成した電子部品 |
| JP3910028B2 (ja) * | 2001-09-13 | 2007-04-25 | 株式会社村田製作所 | チップ型セラミックス電子部品の電極形成法 |
| EP1408141B1 (de) * | 2002-10-11 | 2014-12-17 | Enthone Inc. | Verfahren und Elektrolyt zur galvanischen Abscheidung von Bronzen |
| JP4594672B2 (ja) * | 2004-08-10 | 2010-12-08 | ディップソール株式会社 | 錫−亜鉛合金電気めっき方法 |
| JP4589695B2 (ja) * | 2004-10-29 | 2010-12-01 | ディップソール株式会社 | 錫又は錫合金めっき浴及びそれを用いためっき方法 |
| JP4968865B1 (ja) * | 2011-08-31 | 2012-07-04 | ユケン工業株式会社 | スズ系めっき構造体およびその製造方法 |
| CN112981478A (zh) * | 2021-02-07 | 2021-06-18 | 电子科技大学 | 一种锡银铜三元可焊合金电镀镀液及电镀方法 |
-
1997
- 1997-12-18 JP JP36389897A patent/JP3366851B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102424995A (zh) * | 2011-12-17 | 2012-04-25 | 张家港舒马克电梯安装维修服务有限公司镀锌分公司 | 一种锡-铟合金电镀液 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11181589A (ja) | 1999-07-06 |
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| Wilson | Electrodeposited Eutectic Tin--Bismuth Alloy on a Conductive Substrate |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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| S533 | Written request for registration of change of name |
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
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