DE19905981C1 - Elektrolytlösung und Verfahren zur Herstellung von Bleizinnschichten sowie Verwendung - Google Patents
Elektrolytlösung und Verfahren zur Herstellung von Bleizinnschichten sowie VerwendungInfo
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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
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
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
und/oder
worin n = 1-100, bevorzugt 6-15, ist,
und/oder
und/oder
worin n = 1-100, bevorzugt 6-15, ist,
und/oder
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
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
und/oder
worin n = 1-100 ist,
und/oder
und/oder
worin
und n = 1-100 ist,
und als anionische oberflächenaktive Substanzen eine oder mehrere aromatische sulfonierte Verbindungen der allgemeinen Formeln
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
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.
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.
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.
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.
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.
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