JP3301707B2 - 錫−銀合金酸性電気めっき浴 - Google Patents
錫−銀合金酸性電気めっき浴Info
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Description
質的に含有しない酸性の錫−銀合金めっき浴に関するも
のである。
き皮膜を形成するのに使用する錫−銀合金めっき浴とし
ては、シアン化合物を含有するアルカリ性シアン浴が知
られている。しかしながら、この浴は有毒なシアン化合
物を含有しているため極めて毒性が高く、取扱に特別の
注意を払わなければならない上、特別の排水処理を行な
う必要が生ずるとともに作業環境も悪化するといった問
題があった。
しては、特開平7−252684号公報や特開平8−1
3185号公報に示されるアルカンスルホン酸又はアル
カノ−ルスルホン酸浴、メルカプトアルカンカルボン酸
及び/又はメルカプトアルカカンスルホン酸浴が知られ
ている。しかし、これらの酸性浴では錫−銀合金を形成
するための必須成分である銀を錫とともに安定に溶解さ
せることができず、めっき浴作製直後又は24時間以内
には黒色や茶色沈殿として銀が不溶化し、浴成分濃度を
維持することが困難であった。これに対して、本件出願
人は、鋭意検討の結果、チオアミド化合物及びチオ−ル
化合物を含有するアルカンスルホン酸及び/又はスルフ
ァミン酸浴である酸性浴を開発し、特願平7−3304
37号として特許出願した。ここで、チオ−ル化合物と
しては、メルカプトコハク酸やメルカプト乳酸などの炭
素数4〜8のものが好ましいとされている。このめっき
浴は、作製直後又は24時間以内に銀が沈殿したり不溶
化したすることはないものの、このめっき浴を長期間放
置又は使用した場合、チオアミド化合物、及びメルカプ
トコハク酸やメルカプト乳酸などのチオ−ル化合物がめ
っき性能に悪影響を及ぼしてしまうとの問題が生じた。
更に高温で放置した場合には、上述の特開平7−252
684号公報や特開平8−13185号公報に開示の酸
性浴と同様に24時間以内に黒色や茶色沈殿として銀が
不溶化し、浴成分濃度を維持することが困難であった。
物を含有しなくても、浴中の錫と銀とを長期間かつ高温
においても安定に溶解させておくことができ、更に長期
間にわたり一定のめっき性能を維持できる錫−銀合金め
っき浴を提供することを目的とする。
を実質的に含有しない酸性浴において、特定の芳香族イ
オウ化合物が錫と銀の両方を安定に溶解させる作用があ
るとの知見に基づいてなされたものである。すなわち、
本発明は、下記一般式(I)〜(VI)で表される芳香族
チオ−ル化合物及び芳香族スルフィド化合物からなる群
から選ばれる少なくとも一種の化合物を含有し、かつシ
アン化合物を実質的に含有しないことを特徴とする錫−
銀合金酸性めっき浴を提供する。
ル基、ヒドロキシ基、ニトロ基、アミノ基又はチオール
基であるが、一般式(I)中のR 1 〜R 5 のすくなくとも
1つはNH 2 基を表し、又一般式(II)及び(III)中の
R 1 〜R 6 のすくなくとも1つはNH 2 基を表す。)
物は、酸性浴中に錫イオンを放出できる化合物であれば
いずれでもよく、例えば、酸化第一錫、硫酸第一錫、塩
化錫、硫化錫、ヨウ化錫、クエン酸錫、シュウ酸錫、酢
酸第一錫等の一種又は二種以上の混合物があげられる。
めっき浴中の錫イオン濃度は任意とすることができる
が、錫として2〜80g/lとなるようにするのが好ま
しく、より好ましくは10〜40g/lとなるようにす
るのがよい。本発明において使用する銀化合物として
は、酸性浴中に銀イオンを放出できる化合物であればい
ずれでもよく、例えば、酸化銀、硫酸銀、塩化銀、硝酸
銀等の一種又は二種以上の混合物があげられる。めっき
浴中の銀イオン濃度は任意とすることができるが、銀と
して0.01〜80g/lとなるようにするのが好まし
く、より好ましくは0.1〜50g/lとなるようにする
のがよい。本発明で用いる芳香族チオ−ル化合物及び芳
香族スルフィド化合物としては、炭素数6〜14のもの
が好ましく、特に上記の構造を有する少なくとも一種の
化合物であるのが好ましい。
芳香族チオ−ル化合物としては、例えば、アミノチオフ
ェノ−ル、メルカプトピリジン等の一種又は二種以上の
混合物が好ましい。また、芳香族スルフィドとしては、
芳香族モノ又はジスルフィド化合物であるのが好まし
く、4,4−アミノジフェニルスルフィド、2,2−ジ
アミノジフェニルジスルフィド、2,2−ジピリジルジ
スルフィド等の芳香族スルフィド及びジスルフィド化合
物等の一種又は二種以上の混合物が好ましい。
スルフィドとしては、置換基にNH 2 基を有する構造や
ピリジン環を有する構造のものがより好ましい。本発明
では、芳香族チオ−ル化合物及び芳香族スルフィド化合
物を単独でも、併用してもよく、又、二種類以上の混合
物としても使用できる。また、これらの化合物を用いる
と、得られるめっきに光沢を付与することもできる。本
発明で用いる芳香族チオ−ル化合物や芳香族スルフィド
化合物の量は、浴中の錫と銀の両方が安定に溶解できる
かぎり任意の量とすることができるが、0.1〜200g
/lとするのが好ましく、より好ましくは0.2〜50g
/lとなるようにするのがよい。
酸性とするために、任意の酸性物質を含有させることが
できるが、このうち、アルカンスルホン酸類、例えば、
メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ヒドロキシプロ
パンスルホン酸等の炭素数1〜3のアルカンスルホン酸
や、ベンゼンスルホン酸類やフェノ−ルスルホン酸類、
例えば、スルホサリチル酸やクレゾ−ルスルホン酸等の
炭素数が6〜7のものや、アルカノ−ルスルホン酸類、
例えば、イソプロパノ−ルスルホン酸や、スルファミン
酸等を用いるのが好ましい。これらの酸は、一種又は二
種以上の混合物として用いることができる。めっき浴の
酸濃度は錫と銀が溶解し得る範囲で任意とすることがで
きるが、好ましくは10〜500g/l、より好ましく
は50〜400g/lとなるようにするのがよい。特に
浴のpHが2以下となるように、より好ましくはpHが
1以下となるように含有させるのがよい。
とすることができるが、さらに光沢剤や平滑剤等の添加
剤を含有させることができる。例えば、光沢剤として
は、錫及び銀の光沢剤として用いられるいずれのもので
もよく、例えば、ノニオン界面活性剤、アニオン界面活
性剤、合成高分子(PVP、PEG、PVA等)、アミ
ン類(ヘキサメチレンテトラミン、トリエタノ−ルアミ
ン等)、ケトン類(ベンザ−ルアセトン、アセトフェノ
ン等)、脂肪族アルデヒド(ホルマリン、吉草アルデヒ
ド等)、芳香族アルデヒド(サリチルアルデヒド、バニ
リン等)、また、Sb、あるいはSe、Cu、In、Z
n、Ca、Baなどの金属化合物の一種または二種以上
の混合物があげられる。光沢剤は、0.5〜50g/lと
するのが好ましく、より好ましくは0.2〜30g/lの
量で使用するのがよい。また、錫の酸化防止剤として、
フェノ−ル、カテコ−ル、ピロガロ−ル、ヒドロキノン
等のヒドロキシフェニル化合物や、L−アスコルビン
酸、ソルビト−ル等を使用してもよい。
て、常方により種々の基体、例えば、鉄や銅等に錫−銀
合金めっきを施すことができる。具体的には、基体を陰
極とし、錫と銀の合金板、もしくは錫板を陽極として、
錫−銀合金めっき浴に浸漬し、次いで0.5〜50A程度
の電流を0.5〜10分程度流すことによって錫20〜9
9重量%、銀80〜1重量%の錫−銀合金の厚みが1〜
30μmの皮膜を基体上に形成することができる。
アルカリ性シアン浴と比較して、ノ−シアンタイプであ
るため毒性が低く安全性が高いといった利点がある。ま
た、銀は様々なものと不溶性の塩を作りやすいが、本発
明の錫−銀合金めっき浴では長期間にわたり安定に存在
し、かつめっき性能の変化もない。また、特別な排水処
理も要らないため、排水処理コストも低くなるという利
点がある。また、本発明の錫−銀合金めっき浴を電気め
っき浴として使用すると、溶融めっきと違い1〜30μ
mといった薄膜が得られ、精密部品にもめっきを施すこ
とができ、作業性に富むという利点もある。次に実施例
により本発明を説明する。
っき浴を調製した(pH1以下)。 SnO 30g/l メタンスルホン酸 350g/l Ag2 O 2g/l 2−アミノベンゼンチオ−ル 20g/l
っき浴を調製した(pH1以下)。 SnO 30g/l メタンスルホン酸 350g/l Ag2 O 1g/l 2,2−ジピリジルジスルフィド 5g/l
っき浴を調製した(pH1以下)。 SnO 30g/l メタンスルホン酸 1150g/l Ag2 O 1g/l 2,2−ジピリジルジスルフィド 5g/l ノニオン界面活性剤(三洋化成製セドランFF-180) 4g/l ベンザ−ルアセトン 1.5g/l
っき浴を調製した(pH1以下)。 SnO 10g/l ヒドロキシプロパンスルホン酸 150g/l Ag2 O 10g/l 2−アミノベンゼンチオ−ル 5g/l ノニオン界面活性剤(第一工業製薬製エパン450) 5g/l 35%ホルマリン 10g/l トリエタノ−ルアミン 5g/l 酒石酸アンチモニルカリウム 0.1g/l
っき浴を調製した(pH1以下)。 SnO 30g/l イソプロパノ−ルスルホン酸 250g/l Ag2 O 3g/l 2−アミノベンゼンチオ−ル 5g/l ノニオン界面活性剤(第一工業製薬製エパン450) 6g/l ピペロナ−ル 0.1g/l
っき浴を調製した(pH1以下)。 SnO 30g/l メタンスルホン酸 150g/l Ag2 O 2g/l 比較例2 下記の成分からなり、残部が水である酸性錫−銀合金め
っき浴を調製した(pH1以下)。 SnO 30g/l イソプロパノ−ルスルホン酸 150g/l Ag2 O 5g/l
っき浴を調製した(pH3.2)。 SnCl4 ・5H2 O 30g/l AgNO3 63g/l チオリンゴ酸 90g/l クエン酸カリウム 26g/l pH調整にKOH:NaOH=1:1(重量比)を使用
した。比較例4 下記の成分からなり、残部が水である酸性錫−銀合金め
っき浴を調製した(pH1以下)。 SnO 30g/l メタンスルホン酸 150g/l Ag2 O 2g/l チオ尿素 3g/l
っき浴を調製した(pH1以下)。 SnO 30g/l メタンスルホン酸 150g/l Ag2 O 1g/l チオ尿素 3g/l ノニオン界面活性剤(日華化学製サンモールBN-13D)4g/l ヘキサメチレンテトラミン 4g/l ベンザ−ルアセトン 1.5g/l 酒石酸アンチモニルカリウム 0.1g/l 上記実施例1〜5及び比較例1〜5のめっき浴を調製
後、室温で放置し、4時間、10日間、30日間、12
0日間経過した時のめっき浴中の沈殿の有無の目視観察
と原子吸光光度法による銀濃度の分析を行なった。結果
をまとめて表−1に示す。
を調製後、60℃で放置し、4時間、10日間、30日
間、120日間経過した時のめっき浴中の沈殿の有無の
目視観察と原子吸光光度法による銀濃度の分析を行なっ
た。結果をまとめて表−2に示す。
5のめっき浴を調製後、室温で放置し、4時間、10日
間、30日間、120日間経過毎に下記の条件でハルセ
ルテストを実施した。 (テスト条件) 浴 温:25℃ 陽 極 板:錫板 陰 極 板:磨き鋼板 電 流:3A めっき時間:10分
うめっき外観の変化及び錫−銀合金比率の変化はなかっ
たが、比較例4のめっき浴では経過時間にともない、高
電流密度部に粗析出が発生し、錫−銀合金比率は銀合金
比が増加した。又、比較例5のめっき浴では経過時間に
ともない、めっき皮膜の光沢度、平滑性が低下し、錫−
銀合金比率は銀合金比が低下した。各ハルセルテストパ
ネルの高電流密度側から1cm、5cm、9cm部分の
皮膜の銀合金比の原子吸光光度法による分析結果を表−
3に示す。
Claims (2)
- 【請求項1】 下記一般式(I)〜(VI)で表される芳
香族チオ−ル化合物及び芳香族スルフィド化合物からな
る群から選ばれる少なくとも一種の化合物を含有し、か
つシアン化合物を実質的に含有しないことを特徴とする
錫−銀合金酸性めっき浴。 【化1】 (式中、R1 〜R8 は、それぞれ水素原子、低級アルキ
ル基、ヒドロキシ基、ニトロ基、アミノ基又はチオール
基であるが、一般式(I)中のR 1 〜R 5 のすくなくとも
1つはNH 2 基を表し、又一般式(II)及び(III)中の
R 1 〜R 6 のすくなくとも1つはNH 2 基を表す。) - 【請求項2】 さらに、アルカンスルホン酸、アルカノ
−ルスルホン酸及びスルファミン酸からなる群から選ば
れる少なくとも一種の酸を含有する請求項1項記載の酸
性めっき浴。
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