DE19905981C1 - Elektrolytlösung und Verfahren zur Herstellung von Bleizinnschichten sowie Verwendung - Google Patents

Elektrolytlösung und Verfahren zur Herstellung von Bleizinnschichten sowie Verwendung

Info

Publication number
DE19905981C1
DE19905981C1 DE1999105981 DE19905981A DE19905981C1 DE 19905981 C1 DE19905981 C1 DE 19905981C1 DE 1999105981 DE1999105981 DE 1999105981 DE 19905981 A DE19905981 A DE 19905981A DE 19905981 C1 DE19905981 C1 DE 19905981C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrolyte solution
lead
tin
solution according
salts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE1999105981
Other languages
English (en)
Inventor
Gernot Strube
Manfred Jordan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr Ing Max Schloetter GmbH and Co KG
Original Assignee
Dr Ing Max Schloetter GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dr Ing Max Schloetter GmbH and Co KG filed Critical Dr Ing Max Schloetter GmbH and Co KG
Priority to DE1999105981 priority Critical patent/DE19905981C1/de
Priority to JP2000598692A priority patent/JP2002536554A/ja
Priority to PCT/EP2000/001146 priority patent/WO2000047800A1/de
Priority to EP00907554A priority patent/EP1151152A1/de
Priority to AU29107/00A priority patent/AU2910700A/en
Application granted granted Critical
Publication of DE19905981C1 publication Critical patent/DE19905981C1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/56Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys
    • C25D3/60Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys containing more than 50% by weight of tin

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt eine saure Elektrolytlösung zur Herstellung von Bleizinnschichten zur Verfügung. Die erfindungsgemäße Elektrolytlösung umfaßt Alkylsulfonsäuren, lösliche Zinnsalze, lösliche Bleisalze und eine Mischung ein oder mehrerer nichtionogener oberflächenaktiver Substanzen und ein oder mehrerer anionischer oberflächenaktiver Substanzen als Inhibitoren. Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung von Bleizinnschichten unter Einsatz der sauren Elektrolytlösung zur Verfügung gestellt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft zur Herstellung von Bleizinnbeschichtungen auf elektronischen Bauteilen verwendet werden.

Description

Elektronische Bauelemente, wie z. B. Systemträger für integrierte Schaltungen oder Steckverbinder müssen zur Erhaltung einer guten Weichlötbarkeit mit lötfähigen Beschichtungen versehen werden. Allgemeiner Stand der Technik ist es dabei, solche Komponenten elektrolytisch mit einem Überzug aus Zinn oder Bleizinn zu versehen. Wegen der Gefahr der Whiskerbildung bei Reinzinnschichten ist dabei die Beschichtung mit Zinn-Blei-Legierungen besonders bevorzugt. Für die Erhaltung der Weichlötbarkeit kann dabei jedes Legierungsverhältnis Zinn/Blei verwendet werden.
Da die Lötverbindung durch Wellenlöten oder Reflowlöten mit der eutektischen Bleizinnlegierung mit 63% Zinn und 37% Blei oder auch mit silberlegierten Loten der Zusammensetzung 62% Sn 36% Pb 2% Ag hergestellt wird, war es in der Vergangenheit üblich, auch für die elektrolytische Beschichtung diese eutektischen Zusammensetzung zu wählen. Der Vorteil der eutektischen Legierung besteht im systembedingt niedrigsten Schmelzpunkt, die Herstellung der Lötverbindung kann daher bei niedrigerer Temperatur erfolgen als bei Lotlegierungen von nicht eutektischer Zusammensetzung.
JP 3-94094 A (Derwent Abstract)beschreibt eine Beschichtungslösung enthaltend eine Alkansulfonsäure oder eine Alkanolsulfonsäure, ein Zinn(II)-Salz und/oder ein Blei(II)-Salz der Alkansulfonsäure oder der Alkanolsulfonsäure, 0,05 bis 2 g/l eines nichtionischen Tensides (z. B. eines Polyoxyalkylencumylphenylethers, der 5 bis 15 Oxyalkyleneinheiten aufweist) und eine Beschichtungslösung enthaltend eine Alkansulfonsäure oder eine Alkanolsulfonsäure, ein Zinn(II)-Salz und/oder ein Blei(II)-Salz der Alkansulfonsäure oder der Alkanolsulfonsäure, 0,05 bis 10 g/l eines anionischen Tensides (z. B. eines α-Naptholsulfonsäure-Ethylenoxid- Adduktes) und 0,05 bis 2 g/l eines nichtionischen Tensides (z. B. eines Polyoxyalkylencumylphenylethers). Die Beschichtungslösungen können zur Herstellung von Zinn-Blei- Schichten mit hoher Geschwindigkeit und mit einer hohen Stromdichte von 80 bis 120 A/dm2 eingesetzt werden.
Bauartbedingt müssen verschiedene der eingangs genannten elektronischen Bauteile nach der elektrolytischen Beschichtung mit den beschriebenen Zinn- oder Bleizinnschichten mechanisch weiterverarbeitet werden. Solche mechanischen Bearbeitungsschritte sind z. B. das Ausstanzen der Bauteile aus dem Systemträgerstreifen und ein mechanisches Umformen der Anschlußbeinchen der Schaltungen.
Diese Bearbeitung führt zu einem mechanischen Verschleiß der Bleizinnoberfläche. Es kommt zu Ablagerungen von Abrieb dieser Bleizinnoberfläche auf dem Umformwerkzeug. Dem Fachmann ist dieser Vorgang unter dem Begriff "Solder- Peeling" bekannt. Es kommt dadurch zu Betriebsunter­ brechungen, um die Umformwerkzeuge wieder zu reinigen. Wird diese Reinigung nicht in regelmäßigen Intervallen durchgeführt, können Partikel der Bleizinnlegierung vom Umformwerkzeug wieder auf die Bauteile rückübertragen werden. Bei dem geringen Abstand der Anschlußbeinchen im Rastermaß von 0,5 mm kann es durch diese Ablagerung zu einer elektrischen Kurzschlußbildung zwischen den einzelnen Anschlußbeinchen und somit zum Ausfall hochwertiger Bauteile kommen.
Um dieses Risiko des Blei-Zinn-Abriebs während der mechanischen Bearbeitung zu verringern, wurde die früher häufig verwendete elektrolytische Beschichtung mit einer eutektischen Bleizinnlegierung durch solche mit einem geringeren Bleianteil ersetzt. Am häufigsten werden gegenwärtig Überzüge mit einer Zusammensetzung von 85 ± 5% Sn und 15 ± 5% Pb verwendet. Diese Schichten sollen wegen des geringeren Bleianteils eine höhere Härte und daher ein besseres Verschleißverhalten zeigen.
Bei der Herstellung von integrierten Schaltungen ist bezüglich der elektrolytischen Beschichtung eine Verfahrensänderung festzustellen. Die konventionelle Beschichtung mit Bleizinn in der sogenannten Gestelltechnik mit kathodischen Stromdichten im Bereich von 0,5-3 A/dm2 wird in zunehmendem Umfang durch Verfahren zur Hochgeschwindigkeitsabscheidung mit kathodischen Stromdichten von üblicherweise 5-50 A/dm2 ersetzt. In Hochgeschwindigkeitsverfahren wird eine geeignete Strömungsgeschwindigkeit des Elektrolyten eingestellt, wobei die Kathode (das zu beschichtende Bauteil) entgegen der Strömungsrichtung des Elektrolyten bewegt werden kann. In einem speziellen Hochgeschwindigkeitsverfahren, dem Jet- Plating-Verfahren, in dem der Elektrolyt mit hoher Strömungsgeschwindigkeit auf das zu beschichtende Bauteil aufgespritzt wird, betragen die Stromdichten üblicherweise 80-100 A/dm2.
Im Zusammenhang mit dieser Verfahrensänderung wurde beobachtet, daß der Blei-Zinn-Abrieb beim mechanischen Bearbeiten von Bauteilen, die in Hochgeschwindigkeitsverfahren beschichtet wurden, in stärkerem Umfang erfolgt als bei solchen, die in konventioneller Verfahrenstechnologie mit niedrigen kathodischen Stromdichten abgeschieden wurden. Diese Unterschiede konnten beobachtet werden, obwohl die Eigenschaften der Überzüge wie Morphologie der abgeschiedenen Schichten, Härte und Legierungszusammensetzung identisch waren.
Bei der Untersuchung der Ablagerung des Abriebes auf dem Umformwerkzeug konnte festgestellt werden, daß der Bleianteil darin deutlich höher war als in der ursprünglich auf den Bauteilen abgeschiedenen Legierung. Es kommt daher während der mechanischen Bearbeitung der Bauteile bevorzugt zu einer Ablagerung von Blei aus den Überzügen.
In der Patentanmeldung JP 100 72 694 wird zur Vermeidung des Blei-Zinn-Abriebs während der mechanischen Bearbeitung ein Beschichtungsmaterial vorgeschlagen, in dem die Gitterebenen der Zinnkristalle einen Winkel von 90°-35° mit der Richtung der angreifenden Kraft bei der mechanischen Verformung der Bauteile zeigen. Obwohl eine solche Orientierung das Ausmaß des Blei-Zinn-Abriebs reduzieren kann, ist sie unter Berücksichtigung weiterer Anforderungen unerwünscht.
Fig. 1 bis 3 dienen einer Verdeutlichung der Nachteile des Standes der Technik.
Fig. 1: Querschnitt eines mit einem Bleizinnüberzug beschichteten Materials
Fig. 2: Elektronisches Bauelement mit gebogenen Anschlußbeinchen
Fig. 3: Elektronisches Bauelement mit gebogenen Anschlußbeinchen
Die nach JP 100 72 694 ideale Anordnung der Zinnkristallite im Bleizinnüberzug ist in Fig. 1 dargestellt. Die Zinnkristallite sind im Bleizinnüberzug (2) entlang der Normalen zur Grundmaterialoberfläche (1) ausgerichtet. Beim Biegen der Anschlüsse (4) eines Bauelements (3), in die sogenannten "J-Form" (Fig. 2) oder der Anschlüsse (6) eines Bauelements (5) in die sogenannte "Gull-Wing-Form" (Fig. 3), kommt es, aufgrund der Ausrichtung der Zinnkristallite gemäß Fig. 1, entlang der Korngrenzen zu einer Rißbildung. Dadurch kann das Grundmaterial der Bauteile freigelegt werden. Die Funktion des elektrolytisch abgeschiedenen Bleizinnüberzuges zur Erhaltung der Lötbarkeit ist dadurch nicht mehr gewährleistet. Weiterhin beschreibt diese Patentanmeldung nicht, wie die Orientierung der Bleikristallite sein muß, um einen möglichst geringen Blei-Zinn-Abrieb während der mechanischen Bearbeitung zu erreichen.
Aus der vorstehend beschriebenen Situation ergab sich die Aufgabe, eine Elektrolytlösung zur Herstellung von lötbaren Bleizinnschichten, insbesondere auf elektronischen Bauteilen, unter Einsatz von Hochgeschwindigkeitsverfahren zur Verfügung zu stellen, die zu Schichten führt, die durch keinen oder nur geringen Blei-Zinn-Abrieb während der mechanischen Bearbeitung charakterisiert sind.
Die obige Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine saure Elektrolytlösung, die Alkylsulfonsäuren, lösliche Zinnsalze, lösliche Bleisalze und als Inhibitoren eine Mischung ein oder mehrerer nichtionogener oberflächenaktiver Substanzen der nachfolgend beschriebenen Formeln (I) bis (VI) und ein oder mehrerer anionischer oberflächenaktiver Substanzen umfaßt, und durch ein Verfahren der elektrolytischen Abscheidung von Bleizinnschichten aus einer solchen sauren Elektrolytlösung gelöst. Außerdem ist die Verwendung angegeben.
Bleizinnschichten, die aus der erfindungsgemäßen Elektrolyt­ lösung erhalten werden, sind durch eine Textur gekennzeichnet, die für die Zinnkristallite die Reflexe für die Millerschen Indices {220}, {321} und {501} und für die Bleikristallite den Reflex für den Millerschen Index {200} zeigt.
In den Röntgenbeugungsspektren der durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltenen Beschichtungen weisen für die Zinnkristallite die {220}-, {321}- und {501}-Banden die drei höchsten Intensitäten auf. Die Bande der höchsten Intensität für die Bleikristallite ist dem {200}-Reflex zuzuordnen.
Bleizinnschichten der beschriebenen Textur sind durch keinen oder nur geringen Blei-Zinn-Abrieb während der mechanischen Bearbeitung gekennzeichnet.
Alkylsulfonsäuren gemäß der vorliegenden Erfindung weisen bevorzugt 1-3 Kohlenstoffatome auf, und können mit einer oder mehreren Hydroxygruppe(n) substituiert sein. Besonders bevorzugt sind Methansulfonsäure, Ethansulfonsäure, n- Propansulfonsäure, iso-Propansulfonsäure, Methandisulfonsäure, Ethandisulfonsäure, 2- Hydroxyethansulfonsäure, 2-Hydroxy-n-propansulfonsäure, 3- Hydroxy-n-propansulfonsäure, 1-Hydroxy-2-propansulfonsäure, 2,3-Dihydroxy-n-propansulfonsäure und 1,3-Dihydroxy-2- propansulfonsäure.
Die Alkylsulfonsäuren liegen bevorzugt in einer Konzentration von 20-500 g/l Elektrolytlösung, besonders bevorzugt im Konzentrationsbereich von 50-300 g/l Elektrolytlösung, vor.
Als lösliche Zinn- und Bleisalze sind in der erfindungsgemäßen Elektrolytlösung bevorzugt die entsprechenden Alkylsulfonate und Hydroxyalkylsulfonate, besonders bevorzugt die Methansulfonate, Ethansulfonate, n- Propansulfonate, iso-Propansulfonate, Methandisulfonate, Ethandisulfonate, 2-Hydroxyethansulfonate, 2-Hydroxy-n- propansulfonate, 3-Hydroxy-n-propansulfonate, 3-Hydroxy-2- propansulfonate, 2,3-Dihydroxy-n-propansulfonate und 1,3- Dihydroxy-2-propansulfonate vorhanden.
Die Konzentration der löslichen Zinnsalze beträgt vorzugsweise 10-200 g/l Elektrolytlösung, besonders bevorzugt 30-70 g/l Elektrolytlösung, jeweils bezogen auf die reinen Metalle.
Für die löslichen Bleisalze liegt die bevorzugte Konzentration im Bereich von 1-200 g/l Elektrolytlösung, besonders bevorzugt sind 1-20 g/l Elektrolytlösung, jeweils bezogen auf die reinen Metalle.
Als nichtionogene oberflächenaktive Substanzen werden eine oder mehrere Verbindungen der folgenden allgemeinen Formeln (I) bis (VI)eingesetzt:
R-O-(CH2-CH2-O)n-H (I)
worin R eine lineare oder verzweigte C8-C18-Alkylgruppe, bevorzugt eine lineare oder verzweigte C8-C10-Alkylgruppe, z. B. eine Isodecylgruppe, und n = 1-100, bevorzugt 6-15, ist,
und/oder
worin R eine lineare oder verzweigte C8-C18-Alkylgruppe, bevorzugt eine lineare oder verzweigte C8-C10-Alkylgruppe, z. B. eine Isodecylgruppe, n = 1-100, bevorzugt 6-15, und m = 1-100, bevorzugt 6-15, ist,
und/oder
worin R, das im Fall y < 1 gleich oder verschieden sein kann, eine lineare oder verzweigte C3-C12-Alkylgruppe, bevorzugt eine lineare oder verzweigte C4-C9-Alkylgruppe, z. B. eine Isononylgruppe oder eine tert-Butylgruppe, y = 1-5 und n = 1-­ 100, bevorzugt 6-15, ist,
und/oder
worin n = 1-100, bevorzugt 6-15, ist,
und/oder
worin n = 1-100, bevorzugt 6-15, ist,
und/oder
worin
und n = 1-100, bevorzugt 6-20, ist.
Die bevorzugte Konzentration der nichtionogenen Tenside beträgt 0,1-20 g/l Elektrolytlösung. Besonders bevorzugt sind Konzentrationen im Bereich von 0,5-5 g/l Elektrolytlösung.
Als anionische oberflächenaktive Substanzen sind eine oder mehrere aromatische sulfonierte Verbindungen der folgenden allgemeinen Formeln (VII) bis (VIII) bevorzugt:
worin X ein Alkalimetall oder NH4, bevorzugt Na, K oder NH4, ist und y = 1-2 ist und R, das im Fall y = 2 gleich oder verschieden sein kann, eine Hydroxyl- oder eine C1-C6- Alkylgruppe, bevorzugt eine C1-C4-Alkylgruppe, wie eine Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, iso-Propyl-, n-Butyl-, iso-Butyl- oder tert-Butylgruppe, darstellt,
und/oder
worin X ein Alkalimetall oder NH4, bevorzugt Na, K oder NH4, ist und n = 1-10 ist.
Die bevorzugte Konzentration der anionischen Tenside beträgt 0,1-4 g/l Elektrolytlösung. Besonders bevorzugt sind Konzentrationen von 0,4-0,6 g/l Elektrolytlösung.
Eine besonders bevorzugte Elektrolytlösung umfaßt als nichtionogene oberflächenaktive Substanzen eine oder mehrere Verbindung(en) der allgemeinen Formeln
worin n = 1-100 ist,
und/oder
worin n = 1-100 ist,
und/oder
worin
und n = 1-100 ist,
und als anionische oberflächenaktive Substanzen eine oder mehrere aromatische sulfonierte Verbindungen der allgemeinen Formeln
worin X ein Alkalimetall oder NH4 und y = 1-2 ist und R, das im Fall y = 2 gleich oder verschieden sein kann, eine Hydroxyl- oder eine C1-C6-Alkylgruppe darstellt,
und/oder
worin X ein Alkalimetall oder NH4 und n = 1-10 ist.
In einer speziellen, besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt die Elektrolytlösung eine Kombination von Verbindungen der Formeln (IV) und (VII), (IV) und (VIII) oder (VIb) und (VII) als Inhibitormischung.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung liegen als nichtionogene oberflächenaktive Substanz β-Naphtholethoxylat-12-EO und als anionische oberflächenaktive Substanzen das Natriumsalz der 1,8-Naphtholsulfonsäure und das Natriumsalz des Naphthalinsulfonsäure-Formaldehyd-Kondensationsproduktes, das einen mittleren Kondensationsgrades von 2 bis 3 aufweist, vor.
Der pH-Wert der Elektrolytlösung liegt vorzugsweise zwischen 0 und 2.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Bleizinnelektrolyt weiterhin 0,1-10 g/l Elektrolytlösung, besonders bevorzugt 0,5-2 g/l Elektrolytlösung, Oxidations­ stabilisatoren zur Verhinderung der Oxidation der Zinnsalze.
Als Oxidationsstabilisatoren gelangen besonders bevorzugt Brenzcatechin, Hydrochinon, Resorcin, Pyrogallol und/oder Ascorbinsäure zum Einsatz.
Weiterhin kann in einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Elektrolytlösung Entschäumer, z. B. Octylalkohol umfassen.
Zur Herstellung von Bleizinnschichten, die durch keinen oder geringen Blei-Zinn-Abrieb während der mechanischen Bearbeitung gekennzeichnet sind, gelangt erfindungsgemäß ein Verfahren zur Anwendung, in dem die Bleizinnschichten elektrolytisch aus der sauren Elektrolytlösung, die Alkylsulfonsäuren, lösliche Zinnsalze, lösliche Bleisalze und als Inhibitoren eine Mischung ein oder mehrerer nichtionogener oberflächenaktiver Substanzen und ein oder mehrerer anionischer oberflächenaktiver Substanzen umfaßt, abgeschieden werden.
Das Verfahren der elektrolytischen Bleizinnabscheidung wird bevorzugt bei Stromdichten von größer oder gleich 5 A/dm2 durchgeführt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform beträgt die Stromdichte 15-25 A/dm2. Im Jet-Plating- Verfahren werden besonders bevorzugt Stromdichten von 80-100 A/dm2 angewendet.
Die Arbeitstemperatur liegt während der elektrolytischen Bleizinnabscheidung vorzugsweise im Bereich von 25-70°C, besonders bevorzugt zwischen 40°C und 50°C.
Die abgeschiedenen Schichten sind bevorzugt durch eine Schichtdicke von 5-20 µm gekennzeichnet.
Eine durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltene Beschichtung weist bevorzugt einen Anteil von 60 bis 98 Gew.-% Zinn und 2 bis 40 Gew.-% Blei, besonders bevorzugt 80 bis 90 Gew.-% Zinn und 10 bis 20 Gew.-% Blei, auf.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann vor der elektrolytischen Beschichtung eine Vorbehandlung der zu beschichtenden Bauteile gemäß im Stand der Technik bekannter Methoden erfolgen, zum Beispiel durch alkalisches Entfetten und anodische Aktivierung.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhafterweise zur Bildung von Bleizinnüberzügen auf elektronischen Bauteilen verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung wird anhand des folgenden Beispiels erläutert.
Beispiel
Ein Bleizinnelektrolyt folgender Zusammensetzung wurde angesetzt:
Zinnmethansulfonat (als Sn(II)) 40,0 g/l
Bleimethansulfonat (als Pb) 4,0 g/l
Methansulfonsäure, 70%ig 200,0 g/l
β-Naphtholethoxylat-12-EO 1,0 g/l
Catechol 1,0 g/l
1,8-Naphtholsulfonsäure-Na-Salz Naphthalinsulfonsäure-Formaldehyd-Kondensationsprodukt Na-Salz, 0,3 g/l
mittlerer Kondensationsgrad 2-3 0,1 g/l
In einer Durchlaufhochgeschwindigkeitsanlage (z. B. Meco-EPL, hergestellt von Meco Equipment Engineers B. V., Niederlande) wurden die elektronischen Bauteile (IC-Systemträger) bandförmig angeordnet und bei einer relativen Strömungsgeschwindigkeit von 50 bis 150 m/min und einer Durchlaufgeschwindigkeit von 1 bis 5 m/min in einem Elektrolytbad, das die obenangegebene Zusammensetzung aufweist, bei einer Stromdichte von 20 A/dm2 und einer Elektrolyttemperatur von 45°C für 1 min beschichtet.
Von den beschichteten Bauteilen wurden Röntgenbeugungs­ spektren registriert.
Fig. 4: Röntgenbeugungsspektrum einer durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Bleizinnbeschichtung
Im abgebildeten Röntgenbeugungsspektrum, in dem der Beugungswinkel 2Θ gegen die Intensität aufgetragen wurde, repräsentieren die drei intensivsten Banden die {321}-, {220}- und {501}-Reflexe der Zinnkristallite. Die Bande der vierthöchsten Intensität ist der {200}-Ebene der Bleikristallite zuzuordnen.
Beim späteren mechanischen Bearbeiten wurde für die entsprechend dem erfindungsgemäßen Beispiel beschichteten Bauteile nur ein geringes Auftreten von Blei-Zinn-Abrieb beobachtet (1,8% von insgesamt 800 untersuchten Anschlußbeinchen).

Claims (17)

1. Saure Elektrolytlösung zur Herstellung von Bleizinnschichten, die Alkylsulfonsäuren, lösliche Zinnsalze, lösliche Bleisalze und als Inhibitoren eine oder mehrere nichtionogene oberflächenaktive Substanz(en) gemeinsam mit einer oder mehreren anionischen oberflächenaktiven Substanz(en) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß als nichtionogene oberflächenaktive Substanz(en) eine oder mehrere Verbindung(en) der allgemeinen Formeln (I) bis (VI)
R-O-(CH2-CH2-O)nH (I)
worin R eine lineare oder verzweigte C8-C18- Alkylgruppe und n = 1-100 ist,
und/oder
worin R eine lineare oder verzweigte C8-C18- Alkylgruppe, n = 1-100 und m = 1-100 ist,
und/oder
worin R, das im Fall y < 1 gleich oder verschieden sein kann, eine lineare oder verzweigte C3-C12-Alkylgruppe, y = 1-5 und n = 1-100 ist,
und/oder
worin n = 1-100 ist,
und/oder
worin n = 1-100 ist,
und/oder
worin
und n = 1-100 ist, vorliegen.
2. Elektrolytlösung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das als lösliche Zinnsalze die entsprechenden Alkylsulfonate oder Hydroxyalkylsulfonate eingesetzt sind.
3. Elektrolytlösung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als lösliche Bleisalze die entsprechenden Alkylsulfonate oder Hydroxyalkylsulfonate eingesetzt sind.
4. Elektrolytlösung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die löslichen Zinnsalze in einem Konzentrationsbereich von 10-200 g/l Elektrolytlösung, bezogen auf das reine Metall, eingesetzt sind.
5. Elektrolytlösung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die löslichen Bleisalze in einem Konzentrationsbereich von 1-200 g/l Elektrolytlösung, bezogen auf das reine Metall, eingesetzt sind.
6. Elektrolytlösung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtionogenen oberflächenaktiven Substanzen in einem Konzentrationsbereich von 0,1-20 g/l Elektrolytlösung eingesetzt sind.
7. Elektrolytlösung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als anionische oberflächenaktive Substanzen eine oder mehrere aromatische sulfonierte Verbindung(en) der allgemeinen Formeln (VII) bis (VIII)
worin X ein Alkalimetall oder NH4 und y = 1-2 ist und R, das im Fall y = 2 gleich oder verschieden sein kann, eine Hydroxyl- oder eine C1-C6-Alkylgruppe darstellt,
und/oder
worin X ein Alkalimetall oder NH4 und n = 1-10 ist, eingesetzt sind.
8. Elektrolytlösung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die anionischen oberflächenaktiven Substanzen in einem Konzentrationsbereich von 0,1-4 g/l Elektrolytlösung eingesetzt sind.
9. Elektrolytlösung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als nichtionogene oberflächenaktive Substanzen eine oder mehrere Verbindung(en) der allgemeinen Formeln
worin n = 1-100 ist,
und/oder
worin n = 1-100 ist,
und/oder
worin
und n = 1-100 ist,
und als anionische oberflächenaktive Substanzen eine oder mehrere aromatische sulfonierte Verbindung(en) der allgemeinen Formeln
worin X ein Alkalimetall oder NH4 und y = 1-2 ist und R, das im Fall y = 2 gleich oder verschieden sein kann, eine Hydroxyl- oder eine C1-C6-Alkylgruppe darstellt,
und/oder
worin X ein Alkalimetall oder NH4 und n = 1-10 ist, eingesetzt sind.
10. Elektrolytlösung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kombination von Verbindungen der Formeln (IV) und (VII), (IV) und (VIII) oder (VIb) und (VII) als Inhibitormischung eingesetzt ist.
11. Elektrolytlösung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als nichtionogene oberflächenaktive Substanz β-Naphtholethoxylat-12-EO und als anionische oberflächenaktive Substanzen das Natriumsalz der 1,8- Naphtholsulfonsäure und das Natriumsalz des Naphthalinsulfonsäure-Formaldehyd-Kondensationsproduktes, das einen mittleren Kondensationsgrades von 2 bis 3 aufweist, eingesetzt sind.
12. Elektrolytlösung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolytlösung zur Verhinderung der Oxidation der Zinnsalze 0,1-10 g/l Elektrolytlösung Oxidationsstabilisatoren zugesetzt sind.
13. Elektrolytlösung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Oxidationsstabilisatoren Brenzcatechin, Hydrochinon, Resorcin, Pyrogallol und/oder Ascorbinsäure eingesetzt sind.
14. Verfahren zur Herstellung von Bleizinnschichten, umfassend die elektrolytische Abscheidung der Bleizinnschichten aus einer sauren Elektrolytlösung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13.
15. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrolytische Bleizinnabscheidung bei Stromdichten von größer oder gleich 5 A/dm2 durchgeführt wird.
16. Verfahren gemäß Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrolytische Bleizinnabscheidung bei Arbeitstemperaturen von 25-70°C durchgeführt wird.
17. Verwendung des Verfahrens gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 16 zur Herstellung von Bleizinnbeschichtungen auf elektronischen Bauteilen.
DE1999105981 1999-02-12 1999-02-12 Elektrolytlösung und Verfahren zur Herstellung von Bleizinnschichten sowie Verwendung Expired - Fee Related DE19905981C1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1999105981 DE19905981C1 (de) 1999-02-12 1999-02-12 Elektrolytlösung und Verfahren zur Herstellung von Bleizinnschichten sowie Verwendung
JP2000598692A JP2002536554A (ja) 1999-02-12 2000-02-11 電解質溶液および鉛スズ層の製造方法
PCT/EP2000/001146 WO2000047800A1 (de) 1999-02-12 2000-02-11 Elektrolytlösung und verfahren zur herstellung von bleizinnschichten
EP00907554A EP1151152A1 (de) 1999-02-12 2000-02-11 Elektrolytlösung und verfahren zur herstellung von bleizinnschichten
AU29107/00A AU2910700A (en) 1999-02-12 2000-02-11 Solution of electrolytes and method for producing lead-tin layers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1999105981 DE19905981C1 (de) 1999-02-12 1999-02-12 Elektrolytlösung und Verfahren zur Herstellung von Bleizinnschichten sowie Verwendung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19905981C1 true DE19905981C1 (de) 2001-05-17

Family

ID=7897363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1999105981 Expired - Fee Related DE19905981C1 (de) 1999-02-12 1999-02-12 Elektrolytlösung und Verfahren zur Herstellung von Bleizinnschichten sowie Verwendung

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1151152A1 (de)
JP (1) JP2002536554A (de)
AU (1) AU2910700A (de)
DE (1) DE19905981C1 (de)
WO (1) WO2000047800A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4582294B2 (ja) * 2004-04-02 2010-11-17 三菱マテリアル株式会社 鉛−スズ合金ハンダめっき液
JP4812365B2 (ja) * 2005-08-19 2011-11-09 ローム・アンド・ハース・エレクトロニック・マテリアルズ,エル.エル.シー. 錫電気めっき液および錫電気めっき方法
CN109338408A (zh) * 2018-12-04 2019-02-15 中华全国供销合作总社天津再生资源研究所 一种电解液以及一种废电子焊料的电解提纯方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4662999A (en) * 1985-06-26 1987-05-05 Mcgean-Rohco, Inc. Plating bath and method for electroplating tin and/or lead
US5698087A (en) * 1992-03-11 1997-12-16 Mcgean-Rohco, Inc. Plating bath and method for electroplating tin and/or lead

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Derwent-Abstract zu JP 03094094 A *
Derwent-Abstract zu JP 10072694 A *

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002536554A (ja) 2002-10-29
AU2910700A (en) 2000-08-29
WO2000047800A1 (de) 2000-08-17
EP1151152A1 (de) 2001-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69924807T2 (de) Zinn-Kupfer-Legierung Elektroplattierungsbad und Plattierungsverfahren mit diesem Bad
DE69720435T2 (de) Beschichtungslösung für Zinn-Silber-Legierungen und Verfahren zur Beschichtung mit dieser Lösung
EP1325175B1 (de) Elektrolyt und verfahren zur abscheidung von zinn-kupfer-legierungsschichten
DE4433097C2 (de) Verfahren zum Herstellen einer lichtabsorbierenden Schicht einer Solarzelle
DE10026680C1 (de) Elektrolyt und Verfahren zur Abscheidung von Zinn-Silber-Legierungsschichten und Verwendung des Elektrolyten
EP1408141B1 (de) Verfahren und Elektrolyt zur galvanischen Abscheidung von Bronzen
DE4023444A1 (de) Cyanid-freies verfahren zur herstellung eines galvanischen kupferueberzuges
EP0797693B1 (de) Schichtwerkstoff für gleitelemente sowie verfahren und mittel zu seiner herstellung
DE1496917A1 (de) Elektrolytbaeder sowie Verfahren fuer die Herstellung galvanischer UEberzuege
EP1319093B1 (de) Galvanische elektrolytbäder zur erzeugung von ternären zinn-zink-kobalt legierungsschichten
DE3447813A1 (de) Waessriges saures bad sowie ein verfahren zur galvanischen abscheidung von zink oder zinklegierungen
DE4001876A1 (de) Zusammensetzung zum stromlosen verzinnen
DE19905981C1 (de) Elektrolytlösung und Verfahren zur Herstellung von Bleizinnschichten sowie Verwendung
WO2000079031A1 (de) Saures bad zur galvanischen abscheidung von glänzenden gold- und goldlegierungsschichten und glanzzusatz hierfür
DE2412134A1 (de) Mittel und verfahren zum reinigen von zinn-blei-legierungen
DE3616715A1 (de) Verfahren zum plattieren oder beschichten metallener leiter an einem kunststoffgekapselten halbleiterpaket mit loetmetall
DE3800918A1 (de) Bad zur stromlosen zinnabscheidung
EP1630258B1 (de) Verfahren zur elektrolytischen Abscheidung von Kupfer
EP0926264B1 (de) Austausch-Zinnbad
DE2943399C2 (de) Verfahren und Zusammensetzung zur galvanischen Abscheidung von Palladium
DE10046600A1 (de) Elektrolyt und Verfahren zur Abscheidung von Zinn-Kupfer-Legierungsschichten
DE3219666A1 (de) Bad zur galvanischen abscheidung von ruthenium auf einem substrat und ein verfahren zur abscheidung von ruthenium auf einem substrat mit diesem bad
DE10124002C1 (de) Saures Silberbad
DE2642666A1 (de) Verfahren und zusammensetzung zur herstellung einer galvanischen abscheidung
EP0384227B1 (de) Bad zur galvanischen Abscheidung von Feingoldüberzügen

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of the examined application without publication of unexamined application
D1 Grant (no unexamined application published) patent law 81
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee