JP4273266B2 - Dissolving current suppression type tin alloy electroplating method - Google Patents
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Description
本発明は、鉛フリーのスズ合金電気メッキ浴を用いた溶解電流抑制式のスズ合金電気メッキ方法に関して、溶解電流抑制剤の添加により、スズ(合金)陽極の溶解電流を抑制して、スズより貴な金属(銀、ビスマス、銅)が電析中に陽極に置換析出することを防止できるものを提供する。 The present invention relates to a dissolution current suppression-type tin alloy electroplating method using a lead-free tin alloy electroplating bath. By adding a dissolution current inhibitor, the dissolution current of a tin (alloy) anode is suppressed, Provided is one capable of preventing noble metals (silver, bismuth, copper) from being deposited on the anode during electrodeposition.
スズ又はスズ合金メッキはハンダ付け性に優れることから、電子部品や自動車部品などの工業メッキ分野に汎用されているが、環境保全や安全性の見地からスズ−鉛合金メッキは規制の対象になり、また、スズメッキはホイスカー発生の問題がある。
スズ−銀合金、スズ−ビスマス合金、或はスズ−銅合金などの、スズとスズより貴な金属との合金メッキは、鉛を含まないスズ合金メッキの有力候補である。
Tin or tin alloy plating has excellent solderability, so it is widely used in the field of industrial plating such as electronic parts and automobile parts. However, tin-lead alloy plating is subject to regulations from the viewpoint of environmental protection and safety. Moreover, tin plating has a problem of whisker generation.
Alloy plating of tin and a metal more precious than tin, such as a tin-silver alloy, a tin-bismuth alloy, or a tin-copper alloy, is a promising candidate for a tin alloy plating that does not contain lead.
このような鉛フリーのスズ合金メッキ浴又はメッキ方法には、下記のものが知られている。
(1)特許文献1
スズ−銀合金、スズ−ビスマス合金、スズ−銅合金を含むスズ合金メッキ浴に、アスパラギン酸誘導体、グルタミン酸誘導体などのモノアミン型化合物を含有することが開示されている(請求項1〜2、段落8、17参照)。
また、同文献1の実施例3にはスルホエチルグルタミン酸二酢酸を含有するスズ−銀合金メッキ浴(段落104参照)、実施例7にはグルタミン酸二酢酸塩を含有するスズ−銅合金メッキ浴(段落108参照)、実施例14と16にはスルホエチルグルタミン酸を含有するスズ−銅合金メッキ浴(段落115と段落117参照)が夫々記載されている。
The following are known as such lead-free tin alloy plating baths or plating methods.
(1) Patent Document 1
It is disclosed that a tin alloy plating bath containing a tin-silver alloy, a tin-bismuth alloy, and a tin-copper alloy contains a monoamine type compound such as an aspartic acid derivative or a glutamic acid derivative (claims 1 and 2, paragraphs). 8 and 17).
Further, Example 3 of the same document 1 has a tin-silver alloy plating bath containing sulfoethyl glutamic acid diacetic acid (see paragraph 104), and Example 7 has a tin-copper alloy plating bath containing glutamic acid diacetate ( Examples 14 and 16 describe a tin-copper alloy plating bath containing sulfoethyl glutamic acid (see paragraphs 115 and 117), respectively.
(2)特許文献2
20〜2000ppmの周期律表の第4〜6周期のIB〜VB族元素を必須成分として含有するスズ−銀合金、スズ−ビスマス合金、スズ−銅合金を含むスズ合金メッキ浴に、グリシン、アスパラギン酸、グルタミン酸などの脂肪族アミノカルボン酸を含有することが開示されている(請求項16、段落13参照)。
また、同文献2の実施例9にはEDTA塩を含有するスズ−ビスマス合金メッキ浴が開示されている(段落51参照)。尚、実施例8のスズ−銀合金メッキ浴、実施例15のスズ−銅合金メッキ浴にはアミノカルボン酸は含有されていない(段落50と段落57参照)。
(2) Patent Document 2
In a tin alloy plating bath containing tin-silver alloy, tin-bismuth alloy, tin-copper alloy containing IB to VB group elements of 4th to 6th period of 20 to 2000 ppm as an essential component, glycine, asparagine It is disclosed to contain an aliphatic aminocarboxylic acid such as an acid or glutamic acid (see claim 16, paragraph 13).
Further, Example 9 of the same document 2 discloses a tin-bismuth alloy plating bath containing an EDTA salt (see paragraph 51). The tin-silver alloy plating bath of Example 8 and the tin-copper alloy plating bath of Example 15 did not contain aminocarboxylic acid (see
(3)特許文献3
陰極側の被メッキ物及びその上に形成されたスズ−ビスマス合金皮膜へのビスマスの置換析出を防止することを目的として、特定範囲の電流密度でのスズ−ビスマス合金電気メッキにおいて、給電しながら被メッキ物をメッキ浴に浸漬し、また、メッキ浴から引き上げる方法が開示されている(請求項1参照)。
(3) Patent Document 3
In order to prevent displacement deposition of bismuth on the cathode side plating object and the tin-bismuth alloy film formed thereon, in tin-bismuth alloy electroplating at a specific range of current density, while supplying power A method is disclosed in which an object to be plated is immersed in a plating bath and pulled up from the plating bath (see claim 1).
(4)特許文献4
スズより電極電位が貴な金属(銅、銀、ビスマスなど)がスズ陽極上に析出するのを防止する目的で、電気メッキ槽の陽極として不溶性電極を使用し、電極槽とは別個の溶解槽でスズを陽極電解溶出させてスズを補給する方法が開示されている(請求項1〜2、段落13〜15参照)。
(4) Patent Document 4
In order to prevent deposition of metals with a higher electrode potential than tin (copper, silver, bismuth, etc.) on the tin anode, an insoluble electrode is used as the anode of the electroplating bath, and it is a dissolution bath separate from the electrode bath. Discloses a method of replenishing tin by anodic electrolysis of tin (see claims 1 and 2, paragraphs 13 to 15).
(5)特許文献5
スズ酸アルカリ、有機コバルト塩、オキシカルボン酸類を含有し、さらに、グリシン、グルタミン酸などのアミノカルボン酸類を所定濃度で含有可能なスズ−コバルト合金メッキ浴が開示されている(請求項1、2、6参照)。
(5)
A tin-cobalt alloy plating bath containing an alkali stannate, an organic cobalt salt, and oxycarboxylic acids, and further containing an aminocarboxylic acid such as glycine and glutamic acid at a predetermined concentration is disclosed (claims 1 and 2). 6).
スズ又はスズ合金陽極を用いて、スズとスズより貴な金属(銀、ビスマス又は銅など)とのスズ合金の電気メッキを行うと、スズは、銀、ビスマス又は銅などよりも自然電極電位が卑で、両者の電極電位の開きは大きいため、電析中にスズ(合金)陽極上に銀、ビスマス又は銅などが置換析出してしまうという問題がある。
このような問題を解決するには、原理的に下記(1)〜(3)の方法が考えられる。
(1)先ず、貴な金属を錯化剤で錯形成し、貴な金属の自然電極電位をスズの自然電極電位より卑にすれば、通電、非通電を問わず、上記置換を防止することはできるが、銅−チオ尿素類や銅−特定のスルフィド類(特許第3433291号参照)の錯体以外では、このような錯化剤は発見されていない。
When tin or tin alloy is electroplated with a tin alloy of a noble metal (such as silver, bismuth or copper) using tin or a tin alloy anode, tin has a natural electrode potential higher than that of silver, bismuth or copper. There is a problem that silver, bismuth, copper, or the like is deposited on the tin (alloy) anode during electrodeposition because the electrode potential difference between both electrodes is large.
In order to solve such a problem, the following methods (1) to (3) can be considered in principle.
(1) First, if the noble metal is complexed with a complexing agent and the natural electrode potential of the noble metal is made lower than the natural electrode potential of tin, the above substitution can be prevented regardless of energization or non-energization. However, other than the complex of copper-thioureas and copper-specific sulfides (see Japanese Patent No. 3433291), such a complexing agent has not been found.
(2)次に、通電によりスズ(合金)陽極電位を貴な金属の自然電極電位より貴にすることが考えられる(ちなみに、上記特許文献4はこの原理に基づく)。
銀、ビスマス、銅の自然電極電位、並びにこれらを錯形成した場合の自然電極電位を列挙すると下記の通りである(電位は上寄りほど貴であり、下寄りほど卑である)。尚、下表では、Ag/AgCl・KCl飽和溶液を参照電極に使用して測定した。また、DTPAはジエチレントリアミンペンタ酢酸を表す。
自然電極電位
銀 +500mV
ビスマス +100mV
銅 0mV
ビスマス−DTPA錯体 −20mV
銅−メチオニン錯体 −150mV
銀−チオ尿素錯体 −300mV
スズ −400mV
一方、図4は、錯化剤などを添加しない場合のスズ陽極の分極曲線である。そこで、スズ−ビスマス合金メッキを例にとって説明すると、ビスマスの自然電極電位は上表の通り+100mVであり、この電位での陽極電流密度は約150A/dm2であるため(即ち、図4で、横軸の+100mVから真上に伸びる点線は斜めの分極曲線と交わるが、この交点から左横方向に伸びる点線は、縦軸上の約150A/dm2で交わる)、理論的には、陽極電流密度を150A/dm2より大きくして、スズの電位をビスマスの自然電極電位より貴に変移させれば、ビスマスの陽極への置換析出は防止できる。
しかしながら、例えば、陽極と陰極の面積比が1対1の下で、150A/dm2の電流密度にて鉛フリーメッキを行うことは、陰極電流密度も150A/dm2で行う必要があり、非現実的である。
ちなみに、スズ−銀合金メッキについていえば、銀の自然電極電位は+500mVであってビスマスに比べてもはるかに貴側であり、スズの電位を銀の自然電極電位より貴にできる陽極電流密度は益々非現実的な高域となるため、実際には、例えば、銀をチオ尿素で錯形成して電極電位を−300mVまで卑にすることで電気メッキを行っているが、この場合でも、置換析出を防止するためには、30A/dm2以上の陽極電流密度を必要とする(上表参照)。
(2) Next, it is conceivable that the tin (alloy) anode potential is made noble than the natural electrode potential of the noble metal by energization (the above-mentioned Patent Document 4 is based on this principle).
The natural electrode potentials of silver, bismuth, and copper, and the natural electrode potentials when these are complexed are listed as follows (the potential is noble as it goes up, and it is base as it goes down). In the table below, measurement was performed using a Ag / AgCl · KCl saturated solution as a reference electrode. DTPA represents diethylenetriaminepentaacetic acid.
Natural electrode potential
Silver + 500mV
Bismuth + 100mV
Copper 0mV
Bismuth-DTPA complex -20 mV
Copper-methionine complex -150 mV
Silver-thiourea complex -300 mV
Tin -400mV
On the other hand, FIG. 4 is a polarization curve of the tin anode when no complexing agent or the like is added. Therefore, taking tin-bismuth alloy plating as an example, the natural electrode potential of bismuth is +100 mV as shown in the above table, and the anode current density at this potential is about 150 A / dm 2 (ie, in FIG. 4, The dotted line extending right above +100 mV on the horizontal axis intersects the oblique polarization curve, but the dotted line extending leftward from this intersection intersects at about 150 A / dm 2 on the vertical axis). If the density is made larger than 150 A / dm 2 and the potential of tin is shifted more preciously than the natural electrode potential of bismuth, substitutional deposition of bismuth on the anode can be prevented.
However, for example, when lead-free plating is performed at a current density of 150 A / dm 2 under an area ratio of anode to cathode of 1: 1, the cathode current density must also be 150 A / dm 2. Realistic.
Incidentally, regarding tin-silver alloy plating, the natural electrode potential of silver is +500 mV, which is far noble compared to bismuth, and the anode current density that makes the tin potential nobler than the natural electrode potential of silver is In order to become more and more unrealistic high frequency, in actuality, for example, electroplating is performed by complexing silver with thiourea and lowering the electrode potential to -300 mV. In order to prevent precipitation, an anode current density of 30 A / dm 2 or more is required (see the above table).
(3)陽極面積と陰極面積の比率を変えることが考えられる。例えば、陽極と陰極の面積比を陽極:陰極=1:10にすれば、1A/dm2の陰極電流密度で陽極電流密度は10A/dm2に増大するが、陽極面積が小さくなると次の(a)〜(b)の弊害があるため、実際の電気メッキでは、陽極面積を陰極面積より大きくしている。
(a)陽極がすぐに溶解して無くなってしまい、管理が煩雑である。
(b)陰極との極間距離に相違が生じるため、陰極部位間の電流密度が異なってメッキ膜厚にバラツキが生じる。
(3) It is conceivable to change the ratio of the anode area to the cathode area. For example, if the anode to cathode area ratio is set to anode: cathode = 1: 10, the anode current density increases to 10 A / dm 2 at a cathode current density of 1 A / dm 2. Due to the adverse effects of a) to (b), the anode area is made larger than the cathode area in actual electroplating.
(a) The anode dissolves and disappears quickly, and management is complicated.
(b) Since the distance between the cathodes is different, the current density between the cathode parts is different, and the plating film thickness varies.
このように、上記(1)〜(3)の方法は、いずれも現実性に乏しいか、制限が大きい。
一方、上記特許文献1〜2では、メッキ浴に特定種のモノアミン型化合物や脂肪族アミノカルボン酸を含有するが、電析中にスズ(合金)陽極に銀、ビスマス、銅などの金属が置換析出することを防止する能力は弱く、この点は、当該文献に記載されたアスパラギン酸二酢酸、スルホエチルグルタミン酸などの含有浴に対する後述の試験例の評価でも裏付けられる。また、上記特許文献5でも同様に、置換防止作用は期待できない。
本発明は、スズとスズより貴な金属(銀、ビスマス又は銅など)との合金の電気メッキに際して、電析中にスズ(合金)陽極での貴な金属の置換析出を円滑に防止することを技術的課題とする。
As described above, any of the above methods (1) to (3) is not realistic or has a large limitation.
On the other hand, in Patent Documents 1 and 2, a plating bath contains a specific type of monoamine compound or aliphatic aminocarboxylic acid, but a metal such as silver, bismuth, or copper is substituted on the tin (alloy) anode during electrodeposition. The ability to prevent precipitation is weak, and this point is supported by the evaluation of test examples described later for baths containing aspartic acid diacetic acid and sulfoethylglutamic acid described in the literature. Similarly,
The present invention smoothly prevents substitution deposition of a noble metal at a tin (alloy) anode during electrodeposition during electroplating of an alloy of tin and a noble metal (such as silver, bismuth or copper). Is a technical issue.
本発明者らは、スズ(合金)陽極の溶解電流を抑制して、低い陽極電流密度においてもスズ(合金)陽極の電位を銀、ビスマス、銅などの貴な金属の自然電極電位よりも貴に変移させることを着想し、上記特許文献などを参考にしながら、各種化合物によるスズの溶解電流に対する影響を鋭意研究した結果、ある特定のアミノ酸類はこの溶解電流の抑制効果が大きいことを見い出し、本発明を完成した。 The present inventors suppress the dissolution current of the tin (alloy) anode, and make the potential of the tin (alloy) anode nobler than the natural electrode potential of noble metals such as silver, bismuth and copper even at a low anode current density. As a result of diligent research on the influence of various compounds on the dissolution current of tin while referring to the above-mentioned patent documents and the like, it was found that certain amino acids have a large inhibitory effect on the dissolution current, The present invention has been completed.
即ち、本発明1は、下記(A)〜(C)のいずれかより選ばれた溶解電流抑制用のスズ合金電気メッキ浴を用いて、且つ、下記の溶解電流抑制剤のメッキ浴に対する含有量を0.005〜10モル/Lとして、スズ又はスズ合金製の陽極で電気メッキを行うことにより、
(A)可溶性第一スズ塩と、可溶性銀塩と、無機酸及び有機酸から選ばれた酸又はその塩の少なくとも一種と、グルタミン酸−N,N−二酢酸、メチルグリシン−N,N−二酢酸及びこれらの塩よりなる群から選ばれた陽極の溶解電流抑制剤の少なくとも一種とを含有するスズ−銀合金電気メッキ浴
(B)可溶性第一スズ塩と、可溶性銅塩と、無機酸及び有機酸から選ばれた酸又はその塩の少なくとも一種と、メチルグリシン−N,N−二酢酸、アスパラギン酸及びこれらの塩よりなる群から選ばれた陽極の溶解電流抑制剤の少なくとも一種とを含有するスズ−銅合金電気メッキ浴
(C)可溶性第一スズ塩と、可溶性ビスマス塩と、無機酸及び有機酸から選ばれた酸又はその塩の少なくとも一種と、アスパラギン酸及びこれらの塩よりなる陽極の溶解電流抑制剤の少なくとも一種とを含有するスズ−ビスマス合金電気メッキ浴
陽極の溶解電流を抑制して、銀、銅又はビスマスが電析中に陽極に置換析出するのを防止可能にしたことを特徴とする溶解電流抑制式のスズ合金電気メッキ方法である。
That is, the present invention 1 uses a tin alloy electroplating bath for suppressing dissolution current selected from any of the following (A) to (C), and the content of the following dissolution current inhibitor with respect to the plating bath Is 0.005 to 10 mol / L, and electroplating with an anode made of tin or tin alloy,
(A) soluble stannous salt, soluble silver salt, at least one acid selected from inorganic acids and organic acids or salts thereof, glutamic acid-N, N-diacetic acid, methylglycine-N, N-di A tin-silver alloy electroplating bath containing at least one anode dissolution current inhibitor selected from the group consisting of acetic acid and salts thereof
(B) a soluble stannous salt, a soluble copper salt, an acid selected from an inorganic acid and an organic acid or at least one of its salts, methylglycine-N, N-diacetic acid, aspartic acid and their salts A tin-copper alloy electroplating bath containing at least one anode dissolution current inhibitor selected from the group consisting of
(C) soluble stannous salt, soluble bismuth salt, at least one acid selected from inorganic acids and organic acids or salts thereof, and at least one anode dissolution current inhibitor comprising aspartic acid and these salts Inhibiting dissolution current of tin-bismuth alloy electroplating bath anodes containing silver and copper to prevent substitutional deposition of silver, copper or bismuth on the anode during electrodeposition This is a tin alloy electroplating method.
本発明2は、上記本発明1のスズ合金電気メッキ方法により、素地上に鉛フリーのスズ合金皮膜を形成した電子部品である。 The present invention 2 is an electronic component in which a lead-free tin alloy film is formed on the substrate by the tin alloy electroplating method of the present invention 1 described above .
スズとスズより貴な金属との(鉛フリーの)スズ合金の電気メッキ浴中に、特定のグルタミン酸の酢酸誘導体、メチルグリシンの酢酸誘導体、アスパラギン酸又はこれらの塩よりなる溶解電流抑制剤を添加することにより、スズ(合金)陽極にこれらの抑制剤が配位してスズの溶解を抑制し、陽極の溶解電流密度を低減させて(即ち、スズ陽極の分極曲線の勾配を低下させて)、陽極電位をスズより貴な金属(銀、ビスマス又は銅)の自然電極電位より貴に変移して、電気メッキ中に貴な金属がスズ(合金)陽極に置換析出することを有効に防止するものである。
この点をスズ−ビスマス合金電気メッキに例をとって説明すると、前述の通り、ビスマスの自然電極電位は+100mVであるため、本発明の抑制剤を添加しないときのスズ陽極分極曲線(図4の−◆−で示す無添加対応の分極曲線参照)では、陽極電流密度を約150A/dm2以上にしないとスズ陽極の電位はビスマスより高くならないが、本発明の抑制剤を添加したときのスズ陽極分極曲線(図1の−●−、−■−又は−▲−で示す抑制剤添加対応の分極曲線参照)は、無添加の分極曲線より勾配が大きく低下するため、当該抑制剤を使用した電気メッキでは、僅かに13〜16A/dm2以上の陽極電流密度域で、スズ陽極電位はビスマスの電位(+100mV)より貴になり、電析中にビスマスが陽極に置換析出することを防止できる。例えば、グルタミン酸の二酢酸誘導体(GLDAと略す:図1の−●−に対応)を添加した場合には、約12.3A/dm2以上の陽極電流密度で、また、アスパラギン酸(ASPと略す:図1の−▲−に対応)を添加した場合には、約15.5A/dm 2 以上の陽極電流密度で、夫々スズ陽極の電位をビスマスの電位より貴にできるのである。
Addition of a dissolution current inhibitor consisting of a specific glutamic acid acetic acid derivative, methylglycine acetic acid derivative, aspartic acid or a salt thereof into an electroplating bath of a tin alloy (lead-free) of tin and a precious metal than tin By doing so, these inhibitors coordinate with the tin (alloy) anode to suppress the dissolution of tin and reduce the dissolution current density of the anode (ie, lower the slope of the polarization curve of the tin anode). , The anode potential is shifted more preciously than the natural electrode potential of silver (silver, bismuth or copper) noble than tin, effectively preventing noble metal from being deposited on the tin (alloy) anode during electroplating Is.
This point will be described by taking an example of tin-bismuth alloy electroplating. As described above, since the natural electrode potential of bismuth is +100 mV, a tin anodic polarization curve when the inhibitor of the present invention is not added (FIG. 4). In the non-addition-compatible polarization curve indicated by-◆-), the potential of the tin anode does not become higher than that of bismuth unless the anode current density is set to about 150 A / dm 2 or more, but the tin when the inhibitor of the present invention is added. Since the anodic polarization curve (refer to the polarization curve corresponding to the addition of the inhibitor indicated by-●-,-■-or-▲-in Fig. 1) has a lower gradient than the non-added polarization curve, the inhibitor was used. In electroplating, the anode potential of tin is nobler than the potential of bismuth (+100 mV) in an anode current density range of 13 to 16 A / dm 2 or more, and bismuth can be prevented from being deposited on the anode during electrodeposition. The For example, when a diacetic acid derivative of glutamic acid (abbreviated as GLDA: corresponding to-●-in FIG. 1) is added, the anode current density is about 12.3 A / dm 2 or more , and aspartic acid (abbreviated as ASP). : Corresponding to-▲-in FIG. 1), the potential of the tin anode can be made nobler than the potential of bismuth at an anode current density of about 15.5 A / dm 2 or more .
本発明は、第一に、次の(A)〜(C)のいずれかより選ばれたスズ合金電気メッキ浴を用いて、
(A)グルタミン酸の酢酸誘導体、メチルグリシンの酢酸誘導体又はこれらの塩よりなる特定のアミノ酸類を陽極の溶解電流抑制剤として添加した溶解電流抑制用のスズ−銀合金電気メッキ浴、
(B)メチルグリシンの酢酸誘導体、アスパラギン酸又はこれらの塩よりなる特定のアミノ酸類を添加した溶解電流抑制用のスズ−銅合金電気メッキ浴、
(C)アスパラギン酸又はこの塩を添加した溶解電流抑制用のスズ−ビスマス合金電気メッキ浴
上記溶解電流抑制剤の濃度を特定範囲に適正化し、スズ(又はスズ合金)製の陽極で電気メッキを行うことにより、銀、銅又はビスマスが電析中に陽極に置換析出するのを防止可能にした溶解電流抑制式のスズ合金電気メッキ方法であり、第二に、当該スズ合金メッキ方法を用いて素地上にスズ合金皮膜を形成した電子部品である。
本発明のスズ合金は鉛フリーの合金であり、スズより貴な金属に鉛は含まれない。また、本発明ではスズ又はスズ合金陽極を使用し(例えば、スズ−銅合金メッキ方法では、スズ又はスズ−銅合金陽極を使用し)、不溶性陽極は排除される。
The present invention firstly uses a tin alloy electroplating bath selected from any of the following (A) to (C):
(A) an acetic acid derivative of glutamic acid, an acetic acid derivative of methyl glycine, or a specific amino acid consisting of these salts as a dissolution current inhibitor for the anode, a tin-silver alloy electroplating bath for suppressing dissolution current;
(B) a tin-copper alloy electroplating bath for suppressing dissolution current to which a specific amino acid consisting of an acetic acid derivative of methylglycine, aspartic acid or a salt thereof is added;
(C) Tin-bismuth alloy electroplating bath for suppressing dissolution current to which aspartic acid or a salt thereof is added
By optimizing the concentration of the dissolution current inhibitor to a specific range and performing electroplating with a tin (or tin alloy) anode, it is possible to prevent silver, copper or bismuth from being deposited on the anode during electrodeposition. The second is an electronic component in which a tin alloy film is formed on the substrate using the tin alloy plating method.
The tin alloy of the present invention is a lead-free alloy, and lead is not contained in a metal that is nobler than tin. In the present invention, a tin or tin alloy anode is used (for example, a tin or tin-copper alloy anode is used in the tin-copper alloy plating method), and an insoluble anode is excluded.
本発明のスズ合金電気メッキ浴は、上述の通り、可溶性第一スズ塩と、スズより貴な金属の可溶性塩と、ベース酸とを基本組成とする。
上記可溶性第一スズ塩は、浴中でSn2+を生成する可溶性の塩類であれば任意のものが使用でき、特段の制限はない。
上記可溶性第一スズ塩としては、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、2−プロパノールスルホン酸、p−フェノールスルホン酸などの有機スルホン酸の第一スズ塩を初め、ホウフッ化第一スズ、スルホコハク酸第一スズ、硫酸第一スズ、酸化第一スズ、塩化第一スズなどが挙げられる。
また、スズより貴な金属としては、銀、ビスマス、銅、ルテニウム、金、白金、パラジウムなどが挙げられ、銀、ビスマス、銅が好ましい(本発明2〜3参照)。
これらの可溶性塩を順次説明すると、例えば、可溶性銀塩は、浴中でAg+を生成する可溶性の塩類であれば任意のものが使用でき、特段の制約はなく、難溶性塩も排除されない。
可溶性銀塩としては、硫酸銀、亜硫酸銀、炭酸銀、スルホコハク酸銀、硝酸銀、有機スルホン酸銀、ホウフッ化銀、クエン酸銀、酒石酸銀、グルコン酸銀、スルファミン酸銀、シュウ酸銀、酸化銀などの可溶性塩、塩化銀などの難溶性塩が挙げられる。
可溶性ビスマス塩としては、有機スルホン酸のビスマス塩、スルホコハク酸のビスマス塩、硫酸ビスマス、酸化ビスマス、硝酸ビスマス、塩化ビスマス、臭化ビスマスなどが挙げられる。
可溶性銅塩としては、有機スルホン酸の銅塩、硫酸銅、塩化銅、酸化銅、炭酸銅、酢酸銅、ピロリン酸銅、シュウ酸銅などが挙げられる。
その他のスズより貴な金属の可溶性塩も、同様に、硫酸塩、ハロゲン化物、酸化物、酢酸塩、有機スルホン酸塩などが使用できる。
上記可溶性金属塩は夫々単用又は併用でき、メッキ浴に対する可溶性第一スズ塩と当該スズより貴な金属の可溶性塩の浴中の総濃度は、金属塩換算で0.05〜300g/L、好ましくは10〜180g/Lである。また、スズとその他の金属の混合割合は、所望するスズ合金メッキ皮膜の組成比に応じて適宜決定される。
As described above, the tin alloy electroplating bath of the present invention has a basic composition of a soluble stannous salt, a soluble salt of a metal noble than tin, and a base acid.
Any soluble stannous salt can be used as long as it is a soluble salt that generates Sn 2+ in a bath, and there is no particular limitation.
Examples of the soluble stannous salt include stannous salts of organic sulfonic acids such as methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, 2-propanolsulfonic acid, p-phenolsulfonic acid, stannous borofluoride, sulfosuccinic acid Examples include stannous, stannous sulfate, stannous oxide, and stannous chloride.
In addition, examples of metals that are nobler than tin include silver, bismuth, copper, ruthenium, gold, platinum, palladium, and the like, and silver, bismuth, and copper are preferable (see the present inventions 2-3).
These soluble salts will be described in order. For example, any soluble silver salt may be used as long as it is a soluble salt that produces Ag + in a bath, and there is no particular limitation, and hardly soluble salts are not excluded.
Soluble silver salts include silver sulfate, silver sulfite, silver carbonate, silver sulfosuccinate, silver nitrate, silver organic sulfonate, silver borofluoride, silver citrate, silver tartrate, silver gluconate, silver sulfamate, silver oxalate, oxidation Examples include soluble salts such as silver and poorly soluble salts such as silver chloride.
Examples of the soluble bismuth salt include bismuth salts of organic sulfonic acids, bismuth salts of sulfosuccinic acid, bismuth sulfate, bismuth oxide, bismuth nitrate, bismuth chloride, and bismuth bromide.
Examples of the soluble copper salt include a copper salt of organic sulfonic acid, copper sulfate, copper chloride, copper oxide, copper carbonate, copper acetate, copper pyrophosphate, and copper oxalate.
As other soluble salts of metals more precious than tin, sulfates, halides, oxides, acetates, organic sulfonates, and the like can be used as well.
The above-mentioned soluble metal salts can be used singly or in combination, and the total concentration in the bath of the soluble stannous salt relative to the plating bath and the soluble salt of a metal noble from the tin is 0.05 to 300 g / L in terms of metal salt, Preferably it is 10-180 g / L. The mixing ratio of tin and other metals is appropriately determined according to the desired composition ratio of the tin alloy plating film.
上記ベース酸は、無機酸、有機酸又はその塩から選ばれる。
有機酸としては、排水処理が比較的容易なアルカンスルホン酸、アルカノールスルホン酸、芳香族スルホン酸等の有機スルホン酸、或は、脂肪族カルボン酸などが好ましい。
無機酸としては、ホウフッ化水素酸、ケイフッ化水素酸、スルファミン酸、塩酸、硫酸、硝酸、過塩素酸等が挙げられる。
これらの塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、アンモニウム塩、アミン塩などが挙げられる。
上記の酸(又は塩)は単用又は併用でき、その含有量は0.1〜300g/Lであり、好ましくは20〜180g/Lである。
The base acid is selected from inorganic acids, organic acids or salts thereof.
The organic acid is preferably an organic sulfonic acid such as alkane sulfonic acid, alkanol sulfonic acid or aromatic sulfonic acid, which is relatively easy to treat waste water, or an aliphatic carboxylic acid.
Examples of the inorganic acid include borohydrofluoric acid, silicohydrofluoric acid, sulfamic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, perchloric acid and the like.
Examples of these salts include sodium salts, potassium salts, magnesium salts, calcium salts, ammonium salts, and amine salts.
The above acid (or salt) can be used singly or in combination, and the content thereof is 0.1 to 300 g / L, preferably 20 to 180 g / L.
上記アルカンスルホン酸としては、化学式CnH2n+1SO3H(例えば、n=1〜5、好ましくは1〜3)で示されるものが使用でき、具体的には、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、1―プロパンスルホン酸、2―プロパンスルホン酸、1―ブタンスルホン酸、2―ブタンスルホン酸、ペンタンスルホン酸などの外、ヘキサンスルホン酸、デカンスルホン酸、ドデカンスルホン酸などが挙げられる。 As the alkanesulfonic acid, those represented by the chemical formula CnH2n + 1SO3H (for example, n = 1 to 5, preferably 1 to 3) can be used, and specifically, methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, 1-propane In addition to sulfonic acid, 2-propanesulfonic acid, 1-butanesulfonic acid, 2-butanesulfonic acid, pentanesulfonic acid and the like, hexanesulfonic acid, decanesulfonic acid, dodecanesulfonic acid and the like can be mentioned.
上記アルカノールスルホン酸としては、化学式CmH2m+1-CH(OH)-CpH2p-SO3H(例えば、m=0〜6、p=1〜5)で示されるものが使用でき、具体的には、2―ヒドロキシエタン―1―スルホン酸、2―ヒドロキシプロパン―1―スルホン酸、2―ヒドロキシブタン―1―スルホン酸、2―ヒドロキシペンタン―1―スルホン酸などの外、1―ヒドロキシプロパン―2―スルホン酸、3―ヒドロキシプロパン―1―スルホン酸、4―ヒドロキシブタン―1―スルホン酸、2―ヒドロキシヘキサン―1―スルホン酸、2―ヒドロキシデカン―1―スルホン酸、2―ヒドロキシドデカン―1―スルホン酸などが挙げられる。 As the alkanol sulfonic acid, those represented by the chemical formula CmH2m + 1-CH (OH) -CpH2p-SO3H (for example, m = 0 to 6, p = 1 to 5) can be used. In addition to hydroxyethane-1-sulfonic acid, 2-hydroxypropane-1-sulfonic acid, 2-hydroxybutane-1-sulfonic acid, 2-hydroxypentane-1-sulfonic acid, and the like, 1-hydroxypropane-2-sulfonic acid 3-hydroxypropane-1-sulfonic acid, 4-hydroxybutane-1-sulfonic acid, 2-hydroxyhexane-1-sulfonic acid, 2-hydroxydecane-1-sulfonic acid, 2-hydroxydodecane-1-sulfonic acid Etc.
上記芳香族スルホン酸は、基本的にはベンゼンスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸、フェノールスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、アルキルナフタレンスルホン酸などであって、具体的には、1−ナフタレンスルホン酸、2―ナフタレンスルホン酸、トルエンスルホン酸、キシレンスルホン酸、p―フェノールスルホン酸、クレゾールスルホン酸、スルホサリチル酸、ニトロベンゼンスルホン酸、スルホ安息香酸、ジフェニルアミン―4―スルホン酸などが挙げられる。 The aromatic sulfonic acid is basically benzene sulfonic acid, alkyl benzene sulfonic acid, phenol sulfonic acid, naphthalene sulfonic acid, alkyl naphthalene sulfonic acid, etc., specifically 1-naphthalene sulfonic acid, 2-naphthalene. Examples include sulfonic acid, toluenesulfonic acid, xylenesulfonic acid, p-phenolsulfonic acid, cresolsulfonic acid, sulfosalicylic acid, nitrobenzenesulfonic acid, sulfobenzoic acid, diphenylamine-4-sulfonic acid, and the like.
上記脂肪族カルボン酸としては、一般に、炭素数1〜6のカルボン酸が使用できる。具体的には、酢酸、プロピオン酸、酪酸、クエン酸、酒石酸、グルコン酸、スルホコハク酸、トリフルオロ酢酸などが挙げられる。 Generally as said aliphatic carboxylic acid, a C1-C6 carboxylic acid can be used. Specific examples include acetic acid, propionic acid, butyric acid, citric acid, tartaric acid, gluconic acid, sulfosuccinic acid, and trifluoroacetic acid.
本発明は、鉛フリーのスズ合金電気メッキ浴に特定のアミノ酸類よりなる溶解電流抑制剤を所定濃度で含有させて、スズ(合金)陽極の溶解電流を抑制することで、陽極に貴な金属(銀、ビスマス又は銅)が置換析出することを防止可能にする点に特徴がある。
本発明のスズ合金電気メッキ方法で用いる溶解電流抑制剤は、グルタミン酸−N,N−二酢酸、メチルグリシン−N,N−二酢酸、アスパラギン酸及びその塩よりなる群から選ばれる。即ち、スズ合金電気メッキ浴種がスズ−銀合金電気メッキ浴の場合では、溶解電流抑制剤としてグルタミン酸−N,N−二酢酸、メチルグリシン−N,N−二酢酸及びその塩を使用し、同じく、スズ−銅合金電気メッキ浴では、メチルグリシン−N,N−二酢酸、アスパラギン酸及びその塩を使用し、スズ−ビスマス合金電気メッキ浴では、アスパラギン酸及びその塩を使用する。
上記グルタミン酸誘導体、メチルグリシン誘導体、或はアスキパラギン酸の塩は、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、アンモニウム塩、アミン塩、アルキルスルホン酸塩などである。
本発明の溶解電流抑制剤はその機能において選択的なものであり、例えば、グリシン、グルタミン、アスパラギン、シスチン、フェニルアラニンなどの異種のアミノ酸は陽極の溶解電流を抑制する機能がないか、ほとんどなく、また、グルタミン酸やメチルグリシン(即ち、アラニン)のようなアミノ酸(即ち、誘導体ではないアミノ酸自体)、或はアスパラギン酸の誘導体(酢酸誘導体等)なども、同様に、溶解電流抑制機能がないか、きわめて低い(後述の試験例参照)。
上記溶解電流抑制剤は単用又は併用でき、メッキ浴に対する含有量は0.005〜10モル/Lであり、好ましくは0.05〜2モル/Lである。当該抑制剤が適正範囲より少ないと、溶解電流の抑制効果が低下し、多過ぎても効果にあまり差異がなく、コストの無駄である。
In the present invention, a lead-free tin alloy electroplating bath contains a dissolution current inhibitor made of a specific amino acid at a predetermined concentration to suppress the dissolution current of a tin (alloy) anode, thereby precious metal for the anode. It is characterized in that it can prevent substitution deposition of (silver, bismuth or copper).
The dissolution current inhibitor used in the tin alloy electroplating method of the present invention is selected from the group consisting of glutamic acid-N, N-diacetic acid, methylglycine-N, N-diacetic acid, aspartic acid and salts thereof. That is, when the tin alloy electroplating bath type is a tin-silver alloy electroplating bath , glutamic acid-N, N-diacetic acid, methylglycine-N, N-diacetic acid and salts thereof are used as dissolution current inhibitors. Similarly, in a tin-copper alloy electroplating bath , methylglycine-N, N-diacetic acid, aspartic acid and its salt are used, and in a tin-bismuth alloy electroplating bath , aspartic acid and its salt are used.
Examples of the glutamic acid derivative, methylglycine derivative, or aspartic acid salt include sodium salts, potassium salts, magnesium salts, calcium salts, ammonium salts, amine salts, and alkyl sulfonates.
The dissolution current inhibitor of the present invention is selective in its function.For example, a different amino acid such as glycine, glutamine, asparagine, cystine, phenylalanine has little or no function of suppressing the dissolution current of the anode, Similarly, amino acids such as glutamic acid and methylglycine (that is, alanine) (that is, non-derivative amino acid itself) or aspartic acid derivatives (such as acetic acid derivatives) also have a dissolution current suppressing function. Very low (see test examples below).
The dissolution current inhibitor can be used alone or in combination, and the content thereof relative to the plating bath is 0.005 to 10 mol / L , preferably 0.05 to 2 mol / L. If the amount of the inhibitor is less than the appropriate range, the dissolution current suppression effect is reduced, and if it is too much, there is not much difference in the effect, which is a waste of cost.
本発明のスズ合金電気メッキ方法においては、上記特定のアミノ酸類の添加により、陽極の溶解電流を抑制できるため、陽極電流密度を従来の無添加の場合より低くしても、スズ陽極の電位を貴な金属(銀、ビスマス又は銅)の自然電極電位より貴に変移でき、もって貴な金属の陽極への置換析出を有効に防止できる。
この場合、前述したように、錯化剤を用いて貴な金属(銀、ビスマス又は銅)を錯形成すると、当該金属錯体の自然電極電位は金属自体のそれより卑になる(例えば、銀の電位は+500mV(錯形成せず)→−300mV(錯体)の通り、卑に変移する)ため、貴な金属用の錯化剤をメッキ浴に添加すると、無添加の場合より陽極電流密度をさらに効果的に低下させることができる。ちなみに、本発明では、銀の自然電極電位はビスマスと比較してはるかに貴側に位置しているので、錯化剤を使用することが現実的であるが、ビスマスや銅では、当該錯化剤の使用の有無は問わない。
貴な金属に対する錯化剤としては、エチレンジアミンテトラ酢酸、ジエチレントリアミンペンタ酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミントリ酢酸、トリエチレンテトラミンヘキサ酢酸、ニトリロトリ酢酸、イミノジ酢酸などのアミノカルボン酸類、酒石酸、クエン酸、グルコン酸、乳酸などのオキシカルボン酸類、メチオニン、システイン、アセチルシステインなどのアミノ酸類、チオ尿素類、チオジグリコール、チオジグリコール酸などのスルフィド類、メルカプトコハク酸、チオグリコール、チオグリコール酸などのメルカプタン類などが挙げられる。
また、前述したように、陽極面積を陰極面積より小さくすると、等比率の場合とは異なり陰極電流密度に比べて陽極電流密度を増大できるため、本発明のスズ合金電気メッキに際しては、前述の弊害(a)〜(b)が生じない範囲で陽極面積を陰極面積より適度に減少させることができる。
In the tin alloy electroplating method of the present invention, the addition of the specific amino acids described above can suppress the dissolution current of the anode, so that the potential of the tin anode can be maintained even if the anode current density is lower than in the conventional case of no addition. The noble metal (silver, bismuth or copper) can be shifted more preciously than the natural electrode potential, so that substitution deposition of the noble metal on the anode can be effectively prevented.
In this case, as described above, when a noble metal (silver, bismuth or copper) is complexed using a complexing agent, the natural electrode potential of the metal complex becomes lower than that of the metal itself (for example, silver The potential changes from +500 mV (no complexation) to -300 mV (complex) to the base), so adding a precious metal complexing agent to the plating bath further increases the anode current density compared to the case of no addition. It can be effectively reduced. By the way, in the present invention, the natural electrode potential of silver is far more noble than bismuth, so it is practical to use a complexing agent. It does not matter whether or not the agent is used.
Complexing agents for precious metals include aminocarboxylic acids such as ethylenediaminetetraacetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid, hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid, triethylenetetraminehexaacetic acid, nitrilotriacetic acid, iminodiacetic acid, tartaric acid, citric acid, gluconic acid, lactic acid Oxycarboxylic acids such as methionine, amino acids such as cysteine, acetylcysteine, thioureas, sulfides such as thiodiglycol and thiodiglycolic acid, mercaptans such as mercaptosuccinic acid, thioglycol and thioglycolic acid, etc. Can be mentioned.
Further, as described above, when the anode area is smaller than the cathode area, the anode current density can be increased compared to the cathode current density, unlike the case of the equal ratio. As long as (a) to (b) do not occur, the anode area can be appropriately reduced from the cathode area.
本発明のスズ合金電気メッキ方法においては、メッキ浴に、上述の成分以外に、目的に応じて公知の界面活性剤、平滑剤、光沢剤、半光沢剤、pH調整剤、緩衝剤、防腐剤などの各種添加剤を含有できることはいうまでもない。 In the tin alloy electroplating method of the present invention, in addition to the above-mentioned components, a known surfactant, smoothing agent, brightening agent, semi-brightening agent, pH adjusting agent, buffering agent, preservative is added to the plating bath depending on the purpose. It goes without saying that various additives such as these can be contained.
上記界面活性剤は、析出する銀皮膜の緻密性、平滑性、密着性などの補助的改善を目的として含有され、ノニオン系界面活性剤、両性界面活性剤、カチオン系界面活性剤、或はアニオン系界面活性剤を単用又は併用できる(本発明4参照)。
その添加量は0.01〜100g/L、好ましくは0.1〜50g/Lである。
The surfactant is contained for the purpose of assisting improvement of the denseness, smoothness, adhesion, etc. of the deposited silver film, and is a nonionic surfactant, an amphoteric surfactant, a cationic surfactant, or an anion. A system surfactant can be used alone or in combination (see Invention 4).
The addition amount is 0.01 to 100 g / L, preferably 0.1 to 50 g / L.
当該ノニオン系界面活性剤の具体例としては、C1〜C20アルカノール、フェノール、ナフトール、ビスフェノール類、(ポリ)C1〜C25アルキルフェノール、(ポリ)アリールアルキルフェノール、C1〜C25アルキルナフトール、C1〜C25アルコキシル化リン酸(塩)、ソルビタンエステル、ポリアルキレングリコール、C1〜C22脂肪族アミン、C1〜C22脂肪族アミドなどにエチレンオキシド(EO)及び/又はプロピレンオキシド(PO)を2〜300モル付加縮合させたものや、C1〜C25アルコキシル化リン酸(塩)などが挙げられる。 Specific examples of the nonionic surface active agent, C 1 -C 20 alkanols, phenols, naphthols, bisphenols, (poly) C 1 -C 25 alkyl phenol, (poly) aryl phenol, C 1 -C 25 alkyl naphthol, C 1 -C 25 alkoxylated phosphoric acid (salt), sorbitan ester, polyalkylene glycol, C 1 -C 22 aliphatic amine, C 1 -C 22 aliphatic amide and the like with ethylene oxide (EO) and / or propylene oxide (PO ) a and those engaged 2-300 mol adduct condensation, and the like C 1 -C 25 alkoxylated phosphoric acid (salt).
上記エチレンオキシド(EO)及び/又はプロピレンオキシド(PO)を付加縮合させるC1〜C20アルカノールとしては、メタノール、エタノール、n−ブタノール、t−ブタノール、n−ヘキサノール、オクタノール、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、オレイルアルコール、ドコサノールなどが挙げられる。同じく上記ビスフェノール類としては、ビスフェノールA、ビスフェノールB、ビスフェノールFなどが挙げられる。上記(ポリ)C1〜C25アルキルフェノールとしては、モノ、ジ、若しくはトリアルキル置換フェノール、例えば、p−メチルフェノール、p−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−トリブチルフェノール、ジノニルフェノール、p−ドデシルフェノール、p−ラウリルフェノール、p−ステアリルフェノールなどが挙げられる。上記アリールアルキルフェノールとしては、2−フェニルイソプロピルフェノール、クミルフェノール、(モノ、ジ又はトリ)スチレン化フェノール、(モノ、ジ又はトリ)ベンジルフェノールなどが挙げられる。上記C1〜C25アルキルナフトールのアルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、オクチル、デシル、ドデシル、オクタデシルなどが挙げられ、ナフタレン核の任意の位置にあって良い。上記ポリアルキレングリコールとしては、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン・コポリマーなどが挙げられる。 The C 1 -C 20 alkanol addition condensation of the above ethylene oxide (EO) and / or propylene oxide (PO), methanol, ethanol, n- butanol, t-butanol, n- hexanol, octanol, decanol, lauryl alcohol, tetra Examples include decanol, hexadecanol, stearyl alcohol, eicosanol, oleyl alcohol, docosanol and the like. Similarly, examples of the bisphenols include bisphenol A, bisphenol B, and bisphenol F. Examples of the (poly) C 1 -C 25 alkylphenol include mono-, di-, or trialkyl-substituted phenols such as p-methylphenol, p-butylphenol, p-isooctylphenol, p-nonylphenol, p-hexylphenol, 2, Examples include 4-dibutylphenol, 2,4,6-tributylphenol, dinonylphenol, p-dodecylphenol, p-laurylphenol, and p-stearylphenol. Examples of the arylalkylphenol include 2-phenylisopropylphenol, cumylphenol, (mono, di or tri) styrenated phenol, (mono, di or tri) benzylphenol and the like. Examples of the alkyl group of the C 1 -C 25 alkyl naphthol include methyl, ethyl, propyl, butyl, hexyl, octyl, decyl, dodecyl, octadecyl and the like, and may be at any position of the naphthalene nucleus. Examples of the polyalkylene glycol include polyoxyethylene glycol, polyoxypropylene glycol, and polyoxyethylene polyoxypropylene copolymer.
上記C1〜C25アルコキシル化リン酸(塩)は、下記の一般式(a)で表されるものである。
Ra・Rb・(MO)P=O …(a)
(式(a)中、Ra及びRbは同一又は異なるC1〜C25アルキル、但し、一方がHであっても良い。MはH又はアルカリ金属を示す。)
The C 1 -C 25 alkoxylated phosphoric acid (salt) is represented by the following general formula (a).
Ra, Rb, (MO) P = O (a)
(In the formula (a), Ra and Rb are the same or different C 1 -C 25 alkyl, provided that one of them may be H. M represents H or an alkali metal.)
上記ソルビタンエステルとしては、モノ、ジ又はトリエステル化した1,4−、1,5−又は3,6−ソルビタン、例えばソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンジステアレート、ソルビタンジオレエート、ソルビタン混合脂肪酸エステルなどが挙げられる。上記C1〜C22脂肪族アミンとしては、プロピルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ラウリルアミン、ミリスチルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミン、牛脂アミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミンなどの飽和及び不飽和脂肪酸アミンなどが挙げられる。上記C1〜C22脂肪族アミドとしては、プロピオン酸、酪酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、ベヘン酸、ヤシ油脂肪酸、牛脂脂肪酸などのアミドが挙げられる。 Examples of the sorbitan ester include mono-, di- or triesterized 1,4-, 1,5- or 3,6-sorbitan such as sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan distearate, sorbitan dioleate And sorbitan mixed fatty acid ester. Examples of the C 1 to C 22 aliphatic amine include saturated and unsaturated fatty acids such as propylamine, butylamine, hexylamine, octylamine, decylamine, laurylamine, myristylamine, stearylamine, oleylamine, beef tallow amine, ethylenediamine, and propylenediamine. An amine etc. are mentioned. Examples of the C 1 -C 22 aliphatic amide include amides such as propionic acid, butyric acid, caprylic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, behenic acid, coconut oil fatty acid, and beef tallow fatty acid. Is mentioned.
更に、上記ノニオン系界面活性剤としては、
R1N(R2)2→O
(上式中、R1はC5〜C25アルキル又はRCONHR3(R3はC1〜C5アルキレンを示す)、R2は同一又は異なるC1〜C5アルキルを示す。)などで示されるアミンオキシドを用いることができる。
Furthermore, as the nonionic surfactant,
R 1 N (R 2 ) 2 → O
(In the above formula, R 1 represents C 5 to C 25 alkyl or RCONHR 3 (R 3 represents C 1 to C 5 alkylene), R 2 represents the same or different C 1 to C 5 alkyl) and the like. Amine oxides can be used.
上記カチオン系界面活性剤としては、下記の一般式(b)で表される第4級アンモニウム塩
(R1・R2・R3・R4N)+・X- …(b)
(式(b)中、Xはハロゲン、ヒドロキシ、C1〜C5アルカンスルホン酸又は硫酸、R1、R2、R3及びR4は同一又は異なるC1〜C20アルキル、アリール又はベンジルを示す。)或は、下記の一般式(c)で表されるピリジニウム塩などが挙げられる。
R6−(C5H4N−R5)+・X- …(c)
(式(c)中、C5H4Nはピリジン環、Xはハロゲン、ヒドロキシ、C1〜C5アルカンスルホン酸又は硫酸、R5はC1〜C20アルキル、R6はH又はC1〜C10アルキルを示す。)
As the cationic surfactant, a quaternary ammonium salt represented by the following general formula (b)
(R 1 · R 2 · R 3 · R 4 N) + · X - ... (b)
(In the formula (b), X is halogen, hydroxy, C 1 -C 5 alkanesulfonic acid or sulfuric acid, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or different C 1 -C 20 alkyl, aryl or benzyl. Or a pyridinium salt represented by the following general formula (c).
R 6- (C 5 H 4 N-R 5 ) + · X − (c)
(In the formula (c), C 5 H 4 N is a pyridine ring, X is halogen, hydroxy, C 1 -C 5 alkanesulfonic acid or sulfuric acid, R 5 is C 1 -C 20 alkyl, R 6 is H or C 1. ~C 10 represents an alkyl.)
塩の形態のカチオン系界面活性剤の例としては、ラウリルトリメチルアンモニウム塩、ステアリルトリメチルアンモニウム塩、ラウリルジメチルエチルアンモニウム塩、オクタデシルジメチルエチルアンモニウム塩、ジメチルベンジルラウリルアンモニウム塩、セチルジメチルベンジルアンモニウム塩、オクタデシルジメチルベンジルアンモニウム塩、トリメチルベンジルアンモニウム塩、トリエチルベンジルアンモニウム塩、ジメチルジフェニルアンモニウム塩、ベンジルジメチルフェニルアンモニウム塩、ヘキサデシルピリジニウム塩、ラウリルピリジニウム塩、ドデシルピリジニウム塩、ステアリルアミンアセテート、ラウリルアミンアセテート、オクタデシルアミンアセテートなどが挙げられる。 Examples of cationic surfactants in the form of salts include lauryl trimethyl ammonium salt, stearyl trimethyl ammonium salt, lauryl dimethyl ethyl ammonium salt, octadecyl dimethyl ethyl ammonium salt, dimethyl benzyl lauryl ammonium salt, cetyl dimethyl benzyl ammonium salt, octadecyl dimethyl Benzylammonium salt, trimethylbenzylammonium salt, triethylbenzylammonium salt, dimethyldiphenylammonium salt, benzyldimethylphenylammonium salt, hexadecylpyridinium salt, laurylpyridinium salt, dodecylpyridinium salt, stearylamine acetate, laurylamine acetate, octadecylamine acetate, etc. Is mentioned.
上記アニオン系界面活性剤としては、アルキル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、{(モノ、ジ、トリ)アルキル}ナフタレンスルホン酸塩などが挙げられる。アルキル硫酸塩としては、ラウリル硫酸ナトリウム、オレイル硫酸ナトリウムなどが挙げられる。ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩としては、ポリオキシエチレン(EO5)ノニルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレン(EO15)ドデシルエーテル硫酸ナトリウムなどが挙げられる。ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩としては、ポリオキシエチレン(EO15)ノニルフェニルエーテル硫酸塩などが挙げられる。アルキルベンゼンスルホン酸塩としては、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどが挙げられる。また、{(モノ、ジ、トリ)アルキル}ナフタレンスルホン酸塩としては、ナフタレンスルホン酸塩、ジブチルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物などが挙げられる。 Examples of the anionic surfactant include alkyl sulfates, polyoxyethylene alkyl ether sulfates, polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfates, alkyl benzene sulfonates, {(mono, di, tri) alkyl} naphthalene sulfonates, etc. Is mentioned. Examples of the alkyl sulfate include sodium lauryl sulfate and sodium oleyl sulfate. Examples of the polyoxyethylene alkyl ether sulfate include sodium polyoxyethylene (EO5) nonyl ether sulfate and sodium polyoxyethylene (EO15) dodecyl ether sulfate. Examples of the polyoxyethylene alkylphenyl ether sulfate include polyoxyethylene (EO15) nonylphenyl ether sulfate. Examples of the alkyl benzene sulfonate include sodium dodecylbenzene sulfonate. Examples of the {(mono, di, tri) alkyl} naphthalene sulfonate include naphthalene sulfonate, sodium dibutyl naphthalene sulfonate, and naphthalene sulfonate formalin condensate.
上記両性界面活性剤としては、カルボキシベタイン、イミダゾリンベタイン、スルホベタイン、アミノカルボン酸などが挙げられる。また、エチレンオキシド及び/又はプロピレンオキシドとアルキルアミン又はジアミンとの縮合生成物の硫酸化、或はスルホン酸化付加物も使用できる。 Examples of the amphoteric surfactant include carboxybetaine, imidazoline betaine, sulfobetaine, and aminocarboxylic acid. In addition, sulfation of a condensation product of ethylene oxide and / or propylene oxide and an alkylamine or diamine, or a sulfonated adduct can also be used.
代表的なカルボキシベタイン、或はイミダゾリンベタインは、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ミリスチルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ステアリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、2−ウンデシル−1−カルボキシメチル−1−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、2−オクチル−1−カルボキシメチル−1−カルボキシエチルイミダゾリニウムベタインなどが挙げられ、硫酸化及びスルホン酸化付加物としてはエトキシル化アルキルアミンの硫酸付加物、スルホン酸化ラウリル酸誘導体ナトリウム塩などが挙げられる。 Representative carboxybetaines or imidazoline betaines are lauryldimethylaminoacetic acid betaine, myristyldimethylaminoacetic acid betaine, stearyldimethylaminoacetic acid betaine, coconut oil fatty acid amidopropyldimethylaminoacetic acid betaine, 2-undecyl-1-carboxymethyl-1 -Hydroxyethyl imidazolinium betaine, 2-octyl-1-carboxymethyl-1-carboxyethyl imidazolinium betaine, and the like. Sulfated and sulfonated adducts include sulfated adducts of ethoxylated alkylamines, sulfonated Examples thereof include lauric acid derivative sodium salt.
上記スルホベタインとしては、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアンモニウム−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸、N−ココイルメチルタウリンナトリウム、N−パルミトイルメチルタウリンナトリウムなどが挙げられる。アミノカルボン酸としては、ジオクチルアミノエチルグリシン、N−ラウリルアミノプロピオン酸、オクチルジ(アミノエチル)グリシンナトリウム塩などが挙げられる。 Examples of the sulfobetaines include coconut oil fatty acid amidopropyldimethylammonium-2-hydroxypropanesulfonic acid, N-cocoylmethyl taurine sodium, and N-palmitoylmethyl taurine sodium. Examples of the aminocarboxylic acid include dioctylaminoethylglycine, N-laurylaminopropionic acid, octyldi (aminoethyl) glycine sodium salt, and the like.
上記平滑剤、光沢剤、半光沢剤としては、β−ナフトール、β−ナフトール−6−スルホン酸、β−ナフタレンスルホン酸、ベンズアルデヒド、m−クロロベンズアルデヒド、p−ニトロベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、(o−、p−)メトキシベンズアルデヒド、バニリン、(2,4−、2,6−)ジクロロベンズアルデヒド、(o−、p−)クロロベンズアルデヒド、1−ナフトアルデヒド、2−ナフトアルデヒド、2(4)−ヒドロキシ−1−ナフトアルデヒド、2(4)−クロロ−1−ナフトアルデヒド、2(3)−チオフェンカルボキシアルデヒド、2(3)−フルアルデヒド、3−インドールカルボキシアルデヒド、サリチルアルデヒド、o−フタルアルデヒド、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、パラアルデヒド、ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、プロピオンアルデヒド、n−バレルアルデヒド、アクロレイン、クロトンアルデヒド、グリオキサール、アルドール、スクシンジアルデヒド、カプロンアルデヒド、イソバレルアルデヒド、アリルアルデヒド、グルタルアルデヒド、1−ベンジリデン−7−ヘプタナール、2,4−ヘキサジエナール、シンナムアルデヒド、ベンジルクロトンアルデヒド、アミン−アルデヒド縮合物、酸化メシチル、イソホロン、ジアセチル、ヘキサンジオン−3,4、アセチルアセトン、ベンジリデンアセトン、3−クロロベンジリデンアセトン、sub.ピリジリデンアセトン、sub.フルフリジンアセトン、sub.テニリデンアセトン、4−(1−ナフチル)−3−ブテン−2−オン、4−(2−フリル)−3−ブテン−2−オン、4−(2−チオフェニル)−3−ブテン−2−オン、クルクミン、ベンジリデンアセチルアセトン、ベンザルアセトン、アセトフェノン、(2,4−、3,4−)ジクロロアセトフェノン、ベンジリデンアセトフェノン、2−シンナミルチオフェン、2−(ω−ベンゾイル)ビニルフラン、ビニルフェニルケトン、アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、クロトン酸、プロピレン−1,3−ジカルボン酸、ケイ皮酸、(o−、m−、p−)トルイジン、(o−、p−)アミノアニリン、アニリン、(o−、p−)クロロアニリン、(2,5−、3,4−)クロロメチルアニリン、N−モノメチルアニリン、4,4′−ジアミノジフェニルメタン、N−フェニル−(α−、β−)ナフチルアミン、メチルベンズトリアゾール、1,2,3−トリアジン、1,2,4−トリアジン、1,3,5−トリアジン、1,2,3−ベンズトリアジン、イミダゾール、2−ビニルピリジン、インドール、キノリン、アニリン、フェナントロリン、ネオクプロイン、ピコリン酸、モノエタノールアミンとo−バニリンの反応物、ポリビニルアルコール、カテコール、ハイドロキノン、レゾルシン、ポリエチレンイミン、エチレンジアミンテトラ酢酸二ナトリウム、ポリビニルピロリドンなどが挙げられる。
また、ゼラチン、ポリペプトン、N−(3−ヒドロキシブチリデン)−p−スルファニル酸、N−ブチリデンスルファニル酸、N−シンナモイリデンスルファニル酸、2,4−ジアミノ−6−(2′−メチルイミダゾリル(1′))エチル−1,3,5−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−(2′−エチル−4−メチルイミダゾリル(1′))エチル−1,3,5−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−(2′−ウンデシルイミダゾリル(1′))エチル−1,3,5−トリアジン、サリチル酸フェニル、或は、ベンゾチアゾール類も平滑剤として有効である。
上記ベンゾチアゾール類としては、ベンゾチアゾール、2-メチルベンゾチアゾール、2-メルカプトベンゾチアゾール、2-(メチルメルカプト)ベンゾチアゾール、2-アミノベンゾチアゾール、2-アミノ-6-メトキシベンゾチアゾール、2-メチル-5-クロロベンゾチアゾール、2-ヒドロキシベンゾチアゾール、2-アミノ-6-メチルベンゾチアゾール、2-クロロベンゾチアゾール、2,5-ジメチルベンゾチアゾール、6-ニトロ-2-メルカプトベンゾチアゾール、5-ヒドロキシ-2-メチルベンゾチアゾール、2-ベンゾチアゾールチオ酢酸などが挙げられる。
Examples of the smoothing agent, brightening agent, and semi-brightening agent include β-naphthol, β-naphthol-6-sulfonic acid, β-naphthalenesulfonic acid, benzaldehyde, m-chlorobenzaldehyde, p-nitrobenzaldehyde, p-hydroxybenzaldehyde, o-, p-) methoxybenzaldehyde, vanillin, (2,4-, 2,6-) dichlorobenzaldehyde, (o-, p-) chlorobenzaldehyde, 1-naphthaldehyde, 2-naphthaldehyde, 2 (4)- Hydroxy-1-naphthaldehyde, 2 (4) -chloro-1-naphthaldehyde, 2 (3) -thiophenecarboxaldehyde, 2 (3) -furaldehyde, 3-indolecarboxaldehyde, salicylaldehyde, o-phthalaldehyde, Formaldehyde, acetaldehyde, paraaldehyde, butyral Dehydr, isobutyraldehyde, propionaldehyde, n-valeraldehyde, acrolein, crotonaldehyde, glyoxal, aldol, succindialdehyde, capronaldehyde, isovaleraldehyde, allylaldehyde, glutaraldehyde, 1-benzylidene-7-heptanal, 2,4 -Hexadienal, cinnamaldehyde, benzylcrotonaldehyde, amine-aldehyde condensate, mesityl oxide, isophorone, diacetyl, hexanedione-3,4, acetylacetone, benzylideneacetone, 3-chlorobenzylideneacetone, sub.pyridylideneacetone, sub.furfuridine acetone, sub.tenylideneacetone, 4- (1-naphthyl) -3-buten-2-one, 4- (2-furyl) -3-buten-2-one 4- (2-thiophenyl) -3-buten-2-one, curcumin, benzylideneacetylacetone, benzalacetone, acetophenone, (2,4-3,4-dichloroacetophenone, benzylideneacetophenone, 2-cinnamylthiophene 2- (ω-benzoyl) vinyl furan, vinyl phenyl ketone, acrylic acid, methacrylic acid, ethacrylic acid, ethyl acrylate, methyl methacrylate, butyl methacrylate, crotonic acid, propylene-1,3-dicarboxylic acid, cinnamon Acid, (o-, m-, p-) toluidine, (o-, p-) aminoaniline, aniline, (o-, p-) chloroaniline, (2,5-3,4-) chloromethylaniline N-monomethylaniline, 4,4′-diaminodiphenylmethane, N-phenyl- (α-, β-) naphthylamine, Zutriazole, 1,2,3-triazine, 1,2,4-triazine, 1,3,5-triazine, 1,2,3-benztriazine, imidazole, 2-vinylpyridine, indole, quinoline, aniline, phenanthroline , Neocuproine, picolinic acid, a reaction product of monoethanolamine and o-vanillin, polyvinyl alcohol, catechol, hydroquinone, resorcin, polyethyleneimine, disodium ethylenediaminetetraacetate, polyvinylpyrrolidone and the like.
Gelatin, polypeptone, N- (3-hydroxybutylidene) -p-sulfanilic acid, N-butylidenesulfanilic acid, N-cinnamoylidenesulfanilic acid, 2,4-diamino-6- (2'-methylimidazolyl) (1 ′)) ethyl-1,3,5-triazine, 2,4-diamino-6- (2′-ethyl-4-methylimidazolyl (1 ′)) ethyl-1,3,5-triazine, 2, 4-Diamino-6- (2'-undecylimidazolyl (1 ')) ethyl-1,3,5-triazine, phenyl salicylate or benzothiazoles are also effective as a smoothing agent.
Examples of the benzothiazoles include benzothiazole, 2-methylbenzothiazole, 2-mercaptobenzothiazole, 2- (methylmercapto) benzothiazole, 2-aminobenzothiazole, 2-amino-6-methoxybenzothiazole, and 2-methyl. -5-chlorobenzothiazole, 2-hydroxybenzothiazole, 2-amino-6-methylbenzothiazole, 2-chlorobenzothiazole, 2,5-dimethylbenzothiazole, 6-nitro-2-mercaptobenzothiazole, 5-hydroxy -2-methylbenzothiazole, 2-benzothiazolethioacetic acid and the like.
上記pH調整剤としては、塩酸、硫酸等の各種の酸、アンモニア水、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等の各種の塩基などが挙げられる。
上記緩衝剤としては、ホウ酸類、ホスフィン酸やホスホン酸、リン酸、トリポリリン酸などのリン酸類、シュウ酸、コハク酸などのジカルボン酸類、乳酸、酒石酸などのオキシカルボン酸類など塩化アンモニウム、硫酸アンモニウムなどが挙げられる。
上記防腐剤としては、ホウ酸、5−クロロ−2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン、塩化ベンザルコニウム、フェノール、フェノールポリエトキシレート、チモール、レゾルシン、イソプロピルアミン、グアヤコールなどが挙げられる。
上記消泡剤としては、プルロニック界面活性剤、高級脂肪族アルコール、アセチレンアルコール及びそれらのポリアルコキシレートなどが挙げられる。
Examples of the pH adjuster include various acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid, various bases such as aqueous ammonia, potassium hydroxide, and sodium hydroxide.
Examples of the buffer include phosphoric acids such as boric acid, phosphinic acid and phosphonic acid, phosphoric acid and tripolyphosphoric acid, dicarboxylic acids such as oxalic acid and succinic acid, oxycarboxylic acids such as lactic acid and tartaric acid, and ammonium chloride and ammonium sulfate. Can be mentioned.
Examples of the preservative include boric acid, 5-chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one, benzalkonium chloride, phenol, phenol polyethoxylate, thymol, resorcin, isopropylamine, and guaiacol.
Examples of the antifoaming agent include pluronic surfactants, higher aliphatic alcohols, acetylene alcohols and polyalkoxylates thereof.
上述の通り、本発明1は特定の溶解電流抑制剤を所定濃度で含有する鉛フリーのスズ合金電気メッキ浴に用いて、スズ及びスズ合金製の陽極で電気メッキを行って、銀、銅又はビスマスが電析中に陽極に置換析出するのを防止可能にした溶解電流抑制式のスズ合金電気メッキ方法である。
また、本発明2は、電子部品に上記本発明1のスズ合金電気メッキ方法を適用したものである。即ち、特定の溶解電流抑制剤を所定濃度で含有するスズ合金電気メッキ浴を用いて鉛フリーのスズ合金皮膜を形成した電子部品であり、好ましい電子部品としては、プリント回路板、半導体集積回路、抵抗、可変抵抗、コンデンサー、フィルター、インダクター、サーミスター、水晶振動子、スイッチ、リード線などが挙げられる。
As described above, the present invention 1 uses a lead-free tin alloy electroplating bath containing a specific dissolution current inhibitor at a predetermined concentration, and performs electroplating with an anode made of tin and tin alloy. This is a dissolution current suppression type tin alloy electroplating method capable of preventing bismuth from being deposited on the anode during electrodeposition.
In addition, the present invention 2 is obtained by applying the tin alloy electroplating method of the present invention 1 to an electronic component. That is, an electronic component in which a lead-free tin alloy film is formed using a tin alloy electroplating bath containing a specific dissolution current inhibitor at a predetermined concentration . Preferred electronic components include a printed circuit board, a semiconductor integrated circuit, Examples include resistors, variable resistors, capacitors, filters, inductors, thermistors, crystal units, switches, and lead wires.
以下、本発明の溶解電流抑制剤の添加の有無によるスズ陽極分極曲線の評価試験例、当該抑制剤を含有する本発明のスズ合金電気メッキ浴の実施例、並びに、本発明のスズ合金電気メッキ方法を実施した際の陽極での貴な金属の置換析出防止度合の評価試験例を順次説明する。
尚、本発明は下記の実施例、試験例に拘束されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意の変形をなし得ることは勿論である。
Hereinafter, an evaluation test example of a tin anodic polarization curve with or without the addition of a dissolution current inhibitor of the present invention, an example of a tin alloy electroplating bath of the present invention containing the inhibitor, and a tin alloy electroplating of the present invention An evaluation test example of the degree of substitutional precipitation prevention of a noble metal at the anode when the method is performed will be sequentially described.
The present invention is not limited to the following examples and test examples, and it is needless to say that arbitrary modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention.
メタンスルホン酸水溶液中で、スズ陽極の分極曲線(無添加に対応)を作成し、次いで、本発明の溶解電流抑制剤、冒述の特許文献に開示された公知の化合物又は当該抑制剤に類似するアミノ酸類を添加した場合のスズ陽極分極曲線を作成して、当該抑制剤を添加した場合、公知の化合物を添加した場合、又は無添加の場合を対比評価した。
《スズ陽極分極曲線の評価試験例》
(1)比較添加例1(ブランク例)
先ず、1モル/Lのメタンスルホン酸水溶液中で、参照電極としてAg/AgCl・KCl飽和溶液を使用して、スズ陽極の分極曲線を作成した。
図4は本発明の抑制剤を添加しない場合(即ち、ブランク例)の分極曲線である。
In a methanesulfonic acid aqueous solution, a polarization curve of tin anode (corresponding to no addition) is prepared, and then the dissolution current inhibitor of the present invention, a known compound disclosed in the aforementioned patent document or similar to the inhibitor A tin anodic polarization curve was prepared when the amino acids to be added were added, and the case of adding the inhibitor, the case of adding a known compound, or the case of no addition was evaluated.
<< Evaluation test example of tin anodic polarization curve >>
(1) Comparative addition example 1 (blank example)
First, a polarization curve of a tin anode was prepared using an Ag / AgCl · KCl saturated solution as a reference electrode in a 1 mol / L methanesulfonic acid aqueous solution.
FIG. 4 is a polarization curve in the case where the inhibitor of the present invention is not added (that is, a blank example).
(2)本発明の抑制剤の添加例1
次いで、0.2モル/Lのグルタミン酸−N,N−二酢酸四ナトリウム、メチルグリシン−N,N−二酢酸三ナトリウム及びアスパラギン酸を夫々1モル/Lのメタンスルホン酸水溶液中に添加し、上記ブランク例と同様に処理して、スズ陽極の分極曲線を作成した。 図1はその結果を示す。
(2) Addition example 1 of the inhibitor of the present invention
Next, 0.2 mol / L of glutamic acid-N, N-diacetate tetrasodium, methylglycine-N, N-diacetate trisodium and aspartic acid were respectively added to 1 mol / L methanesulfonic acid aqueous solution, The same treatment as in the above blank example was carried out to prepare a tin anode polarization curve. FIG. 1 shows the results.
(3)本発明の抑制剤の添加例2
また、上記添加例1を基本としながら、抑制剤の含有量を0.2モル/Lから0.4モル/Lに増量する以外は、上記添加例1と同様に処理してスズ陽極の分極曲線を作成した。 図2はその結果を示す。
(3) Addition example 2 of the inhibitor of the present invention
Further, the tin anode was polarized in the same manner as in Addition Example 1 except that the content of the inhibitor was increased from 0.2 mol / L to 0.4 mol / L based on Addition Example 1. A curve was created. FIG. 2 shows the result.
(4)比較添加例2(文献公知の化合物又は本発明の抑制剤に類似するアミノ酸類を添加した比較例)
本発明の抑制剤との対比評価を行うため、冒述の特許文献1〜2に開示された化合物(ジエチレントリアミンペンタ酢酸塩、スルホエチルグルタミン酸二酢酸)、並びに、本発明の抑制剤に近似したアミノ酸類(グルタミン酸、メチルグリシン、アスパラギン酸誘導体)を添加した場合の陽極分極曲線を調べた。
即ち、0.4モル/Lのジエチレントリアミンペンタ酢酸五ナトリウム塩(DTPA)、グルタミン酸、メチルグリシン、アスパラギン酸二酢酸四ナトリウム塩(ASDA)及びスルホエチルグルタミン酸二酢酸(SEDL)を夫々添加した系について、上記添加例2と同様に処理して、スズ陽極の分極曲線を作成した。
図3はその結果を示す。
(4) Comparative addition example 2 (comparative example in which amino acids similar to compounds known in the literature or the inhibitor of the present invention were added)
In order to perform comparative evaluation with the inhibitor of the present invention, the compounds (diethylenetriaminepentaacetic acid salt, sulfoethylglutamic acid diacetic acid) disclosed in the above-mentioned patent documents 1 and 2, and amino acids similar to the inhibitor of the present invention The anodic polarization curve was examined when a class (glutamic acid, methylglycine, aspartic acid derivative) was added.
That is, about 0.4 mol / L of diethylenetriaminepentaacetic acid pentasodium salt (DTPA), glutamic acid, methylglycine, aspartic acid diacetic acid tetrasodium salt (ASDA) and sulfoethylglutamic acid diacetic acid (SEDL), respectively, A tin anode polarization curve was prepared in the same manner as in Addition Example 2 above.
FIG. 3 shows the result.
そこで、本発明の溶解電流抑制剤を添加した場合、文献公知の化合物や当該抑制剤に類似のアミノ酸類を添加した場合、或は無添加の場合を、図1〜図5を用いて以下に対比評価する。
無添加の比較添加例1(図4参照)に比べて、本発明の溶解電流抑制剤を添加した添加例1では、分極曲線の勾配が大きく低下していることが判る(図1参照)。上記比較添加例1(無添加のブランク例:図4の−◆−に対応)では、ビスマスの自然電極電位(+100mV)より陽極の電位を高くするには、陽極電流密度を約150A/dm2以上にする必要があるが、添加例1では、グルタミン酸の二酢酸誘導体(GLDAと略す:図1の−●−に対応)を使用すると約12.3A/dm2以上で、また、メチルグリシンの二酢酸誘導体(MGDAと略す:図1の−■−に対応)では約13.5A/dm2以上で、さらに、アスパラギン酸(ASPと略す:図1の−▲−に対応)では約15.5A/dm2以上で夫々、スズ陽極の電位がビスマスの電位より貴になることが確認できた。当然ながら、銀や銅についても同様であった。
即ち、陽極分極曲線の勾配の劇的な低下によって裏付けられる通り(図5の統合図参照)、本発明の抑制剤を添加すると、無添加の場合に比して陽極の溶解電流を顕著に抑制することができるのである。
Therefore, the case where the dissolution current inhibitor of the present invention is added, the case of adding a compound known in the literature or a similar amino acid to the inhibitor, or the case of no addition is described below with reference to FIGS. Contrast evaluation.
It can be seen that the slope of the polarization curve is greatly reduced in Addition Example 1 in which the dissolution current inhibitor of the present invention is added as compared with Comparative Addition Example 1 without addition (see FIG. 4). In the comparative addition example 1 (blank example without addition: corresponding to-♦-in FIG. 4), in order to make the anode potential higher than the natural electrode potential of bismuth (+100 mV), the anode current density is about 150 A / dm 2. However, in addition example 1, when a diacetic acid derivative of glutamic acid (abbreviated as GLDA: corresponding to-●-in FIG. 1) is used, it is about 12.3 A / dm 2 or more. The diacetic acid derivative (abbreviated as MGDA: corresponding to-■-in FIG. 1) is about 13.5 A / dm 2 or more, and further, aspartic acid (abbreviated as ASP: corresponding to-▲-in FIG. 1) is about 15. It was confirmed that the potential of the tin anode became nobler than the potential of bismuth at 5 A / dm 2 or more, respectively. Of course, the same was true for silver and copper.
That is, as supported by the dramatic decrease in the slope of the anodic polarization curve (see the integrated diagram in FIG. 5), when the inhibitor of the present invention is added, the dissolution current of the anode is remarkably suppressed as compared with the case of no addition. It can be done.
また、添加例2(図2参照)に見るように、抑制剤を0.2M(M=モル/L)から0.4Mに増量すると、分極曲線の勾配がさらに低下することが確認できる。
ビスマスを例にとれば、GLDAを使用すると陽極電流密度が約10A/dm2以上で、また、MGDAでは約12.5A/dm2以上で、さらに、ASPでは約14.7A/dm2以上で夫々、陽極電位がビスマスの電位より貴になることが判る(共に、図2参照)。例えば、GLDAを添加した場合、0.2Mでは、約12.3A/dm2以上でないと陽極電位はビスマスの電位より貴にならないが(図1参照)、0.4Mでは上述の通り、約10A/dm2以上で貴になる(図2参照)。
これにより、スズ陽極の電位を貴な金属(銀、ビスマス又は銅)の電位より貴にできる陽極電流密度は、本発明の抑制剤の濃度の増大に伴って、さらに低くて良いことが確認できた。即ち、溶解電流抑制剤の濃度が増すと、溶解電流の抑制作用も増大することが推定できる。
Further, as seen in Addition Example 2 (see FIG. 2), it can be confirmed that when the inhibitor is increased from 0.2 M (M = mol / L) to 0.4 M, the slope of the polarization curve further decreases.
Taking bismuth as an example, when GLDA is used, the anode current density is about 10 A / dm 2 or more, MGDA is about 12.5 A / dm 2 or more, and ASP is about 14.7 A / dm 2 or more. It can be seen that the anode potential is more noble than the potential of bismuth (both see FIG. 2). For example, when GLDA is added, the anode potential becomes nobler than the potential of bismuth unless it is about 12.3 A / dm 2 or more at 0.2 M (see FIG. 1). It becomes noble at / dm 2 or more (see FIG. 2).
This confirms that the anode current density at which the potential of the tin anode can be made nobler than the potential of the noble metal (silver, bismuth or copper) can be further lowered as the concentration of the inhibitor of the present invention increases. It was. That is, it can be estimated that the dissolution current suppressing action increases as the concentration of the dissolution current inhibitor increases.
一方、文献公知の化合物、又は本発明の抑制剤に類似のアミノ酸類を添加した対比添加例2を見ると(図3参照)、例えば、ジエチレントリアミンペンタ酢酸(DTPA)を添加しても、陽極分極曲線の勾配は無添加の場合とほとんど変わらず(図5の統合図参照)、溶解電流の抑制作用は見受けられなかった。また、スルホエチルグルタミン酸二酢酸(SEDL)の添加例では、陽極分極曲線の勾配は無添加に比べて若干低下はするが(図5の統合図参照)、ビスマスを例にとって説明すれば、このSEDLを添加する場合でも、約130A/dm2以上の陽極電流密度でないとスズ陽極の電位はビスマスの電位(+100mV)より貴にならず、無添加の場合(約150A/dm2以上)に比べても、いまだ非現実的な電流密度の高さである。
さらに、グルタミン酸、メチルグリシン又はアスパラギン酸の二酢酸誘導体(ASDA)を添加した場合にも、上記DTPAとSEDLとの中間的な結果しか示さなかった。
即ち、この比較添加例2(図3参照)の場合には、陽極分極曲線の勾配は無添加の場合とほとんど変わらないか、ごく小さな低下しか見られず、同じ濃度(0.4M)で添加した本発明の抑制剤の添加例2(図2参照)と対比すると、本発明の抑制剤は、陽極分極曲線の勾配の劇的な低下に裏付けられる通り(図5の統合図参照)、陽極の溶解電流抑制効果の点でこれらの公知化合物や当該抑制剤の類似アミノ酸類に対して顕著な優位性を具備することは明らかである。
On the other hand, when the comparative addition example 2 which added the amino acid similar to the compound well-known to a literature or the inhibitor of this invention is seen (refer FIG. 3), for example, even if diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA) is added, anodic polarization The slope of the curve was almost the same as in the case of no addition (see the integrated diagram in FIG. 5), and no inhibitory action on dissolution current was observed. In addition, in the addition example of sulfoethyl glutamic acid diacetic acid (SEDL), the slope of the anodic polarization curve is slightly lower than that in the case of no addition (see the integrated diagram in FIG. 5). Even when the anode is added, if the anode current density is not more than about 130 A / dm 2, the potential of the tin anode will not be nobler than the potential of bismuth (+100 mV), compared to the case of no addition (about 150 A / dm 2 or more). However, it is still unrealistic high current density.
Furthermore, even when glutamic acid, methylglycine, or a diacetic acid derivative of aspartic acid (ASDA) was added, only intermediate results between the DTPA and SEDL were shown.
That is, in the case of this comparative addition example 2 (see FIG. 3), the slope of the anodic polarization curve is almost the same as that in the case of no addition, or only a slight decrease is observed, and the addition is made at the same concentration (0.4M). In contrast to the addition example 2 of the inhibitor of the present invention (see FIG. 2), the inhibitor of the present invention is as shown by the dramatic decrease in the slope of the anode polarization curve (see the integrated diagram of FIG. 5). It is clear that the compound has a significant advantage over these known compounds and similar amino acids of the inhibitor in terms of the dissolution current suppressing effect.
そこで、溶解電流抑制機能が確認された本発明の抑制剤を含有するスズ合金電気メッキ浴の実施例、並びに当該抑制剤を含有しない同メッキ浴の比較例を以下に示す。
《スズ合金電気メッキ浴の実施例》
下記の実施例1〜6のうち、実施例1〜2はスズ−銀合金電気メッキ浴の例、実施例3、5はスズ−ビスマス合金電気メッキ浴の例、実施例4、6はスズ−銅合金電気メッキ浴の例である。また、実施例1は溶解電流抑制剤にグルタミン酸の酢酸誘導体(塩)を使用した例、実施例2、4、6はメチルグリシンの酢酸誘導体(塩)の使用例、実施例3、5はアスパラギン酸(塩)の使用例である。
一方、比較例1〜3のうち、比較例1は上記抑制剤を含有しないスズ−銀合金電気メッキ浴のブランク例、同様に、比較例2はスズ−ビスマス合金電気メッキ浴のブランク例、比較例3はスズ−銅合金電気メッキ浴のブランク例である。
尚、アスパラギン酸を添加したスズ−銀合金電気メッキ浴を参考例1とし、グルタミン酸の酢酸誘導体を添加したスズ−ビスマス合金電気メッキ浴を参考例2として併記した。
Then, the Example of the tin alloy electroplating bath containing the inhibitor of this invention by which the dissolution current suppression function was confirmed, and the comparative example of the same plating bath which does not contain the said inhibitor are shown below.
<< Example of tin alloy electroplating bath >>
Among Examples 1 to 6 below, Examples 1 and 2 are examples of tin-silver alloy electroplating baths, Examples 3 and 5 are examples of tin-bismuth alloy electroplating baths, and Examples 4 and 6 are tin- It is an example of a copper alloy electroplating bath. Example 1 is an example in which an acetic acid derivative (salt) of glutamic acid is used as a dissolution current inhibitor, Examples 2, 4 and 6 are examples of using an acetic acid derivative (salt) of methylglycine, and Examples 3 and 5 are asparagine. This is an example of using an acid (salt).
On the other hand, among Comparative Examples 1 to 3, Comparative Example 1 is a blank example of a tin-silver alloy electroplating bath that does not contain the inhibitor, and similarly, Comparative Example 2 is a blank example of a tin-bismuth alloy electroplating bath. Example 3 is a blank example of a tin-copper alloy electroplating bath.
A tin-silver alloy electroplating bath to which aspartic acid was added was referred to as Reference Example 1, and a tin-bismuth alloy electroplating bath to which an acetic acid derivative of glutamic acid was added was also shown as Reference Example 2.
(1)実施例1
下記の組成でスズ−銀合金電気メッキ浴を建浴した。
2−ヒドロキシエタンスルホン酸第一スズ(Sn2+として) 40g/L
メタンスルホン酸銀(Ag+として) 1g/L
メタンスルホン酸(遊離酸として) 100g/L
チオ尿素 5g/L
グルタミン酸−N,N−二酢酸四ナトリウム(0.4モル) 140g/L
1−メチル−2−ナフトールポリエトキシレート(EO18モル) 7g/L
カテコール 1g/L
(1) Example 1
A tin-silver alloy electroplating bath was constructed with the following composition.
2-hydroxyethanesulfonic acid stannous (as Sn 2+ ) 40 g / L
Silver methanesulfonate (as Ag + ) 1g / L
Methanesulfonic acid (as free acid) 100g / L
Thiourea 5g / L
Glutamic acid-N, N-tetrasodium diacetate (0.4 mol) 140 g / L
1-methyl-2-naphthol polyethoxylate (EO18 mol) 7 g / L
Catechol 1g / L
(2)実施例2
下記の組成でスズ−銀合金電気メッキ浴を建浴した。
2−ヒドロキシエタンスルホン酸第一スズ(Sn2+として) 40g/L
メタンスルホン酸銀(Ag+として) 1g/L
メタンスルホン酸(遊離酸として) 100g/L
チオ尿素 5g/L
メチルグリシン−N,N−二酢酸三ナトリウム(0.4モル) 110g/L
1−メチル−2−ナフトールポリエトキシレート(EO18モル) 7g/L
カテコール 1g/L
(2) Example 2
A tin-silver alloy electroplating bath was constructed with the following composition.
2-hydroxyethanesulfonic acid stannous (as Sn 2+ ) 40 g / L
Silver methanesulfonate (as Ag + ) 1g / L
Methanesulfonic acid (as free acid) 100g / L
Thiourea 5g / L
Methylglycine-N, N-trisodium diacetate (0.4 mol) 110 g / L
1-methyl-2-naphthol polyethoxylate (EO18 mol) 7 g / L
Catechol 1g / L
(3)実施例3
下記の組成でスズ−ビスマス合金電気メッキ浴を建浴した。
2−ヒドロキシプロパンスルホン酸第一スズ(Sn2+として) 60g/L
メタンスルホン酸ビスマス(Bi3+として) 3g/L
2−ヒドロキシプロパンスルホン酸(遊離酸として) 150g/L
アスパラギン酸(0.4モル) 53g/L
ジエチレントリアミンペンタ酢酸 17g/L
トリスチレン化フェノールポリエトキシレート(EO22モル) 10g/L
ハイドロキノン 0.7g/L
(3) Example 3
A tin-bismuth alloy electroplating bath was constructed with the following composition.
2-hydroxypropanesulfonic acid stannous (as Sn 2+ ) 60 g / L
Bismuth methanesulfonate (as Bi 3+ ) 3g / L
2-hydroxypropanesulfonic acid (as free acid) 150 g / L
Aspartic acid (0.4 mol) 53 g / L
Diethylenetriaminepentaacetic acid 17g / L
Tristyrenated phenol polyethoxylate (EO22 mol) 10g / L
Hydroquinone 0.7g / L
(4)実施例4
下記の組成でスズ−銅合金電気メッキ浴を建浴した。
メタンスルホン酸第一スズ(Sn2+として) 20g/L
メタンスルホン酸銅(Cu2+として) 1.5g/L
メタンスルホン酸(遊離酸として) 100g/L
メチルグリシン−N,N−二酢酸三ナトリウム(0.4モル) 110g/L
ノニルフェノールポリエトキシレート(EO23モル)
−ポリプロポキシレート(PO3モル) 10g/L
2−メルカプトベンゾチアゾール 0.5g/L
(4) Example 4
A tin-copper alloy electroplating bath was constructed with the following composition.
Stannous methanesulfonate (as Sn 2+ ) 20g / L
Copper methanesulfonate (as Cu 2+ ) 1.5g / L
Methanesulfonic acid (as free acid) 100g / L
Methylglycine-N, N-trisodium diacetate (0.4 mol) 110 g / L
Nonylphenol polyethoxylate (EO23 mol)
-Polypropoxylate (PO3 mol) 10 g / L
2-mercaptobenzothiazole 0.5 g / L
(5)実施例5
下記の組成でスズ−ビスマス合金電気メッキ浴を建浴した。
硫酸第一スズ(Sn2+として) 40g/L
2−ヒドロキシプロパンスルホン酸ビスマス(Bi3+として) 2g/L
2−ヒドロキシエタンスルホン酸(遊離酸として) 110g/L
スルホコハク酸 20g/L
アスパラギン酸ナトリウム(0.2モル) 31g/L
プロピルナフタレンスルホン酸ナトリウム 0.5g/L
オクチルフェノールポリプロポキシレート(PO5モル)
−ポリエトキシレート(EO15モル) 8g/L
ドデシルジアミノエチルグリシンナトリウム 1g/L
4−カルボキシベンゾトリアゾール 0.01g/L
(5) Example 5
A tin-bismuth alloy electroplating bath was constructed with the following composition.
Stannous sulfate (as Sn 2+ ) 40g / L
Bismuth 2-hydroxypropanesulfonate (as Bi 3+ ) 2g / L
2-hydroxyethanesulfonic acid (as free acid) 110 g / L
Sulfosuccinic acid 20g / L
Sodium aspartate (0.2 mol) 31 g / L
Sodium propylnaphthalenesulfonate 0.5g / L
Octylphenol polypropoxylate (PO5 mol)
-Polyethoxylate (EO15 mol) 8g / L
Sodium dodecyldiaminoethylglycine 1g / L
4-Carboxybenzotriazole 0.01 g / L
(6)実施例6
下記の組成でスズ−銅合金電気メッキ浴を建浴した。
メタンスルホン酸第一スズ(Sn2+として) 40g/L
硫酸銅(Cu2+として) 1g/L
メタンスルホン酸(遊離酸として) 100g/L
メチルグリシン−N,N−二酢酸(0.2モル) 41g/L
メチオニン 25g/L
1−ヒドロキシエチル−2−アルキルイミダゾリン 1g/L
ポリオキシエチレン(EO26モル)
−ポリオキシプロピレン(PO30モル)ブロックコポリマー 3g/L
ドデシルアミンポリエトキシレート(EO18モル) 5g/L
2−メルカプトベンゾチアゾール 0.1g/L
カテコールスルホン酸 0.8g/L
(6) Example 6
A tin-copper alloy electroplating bath was constructed with the following composition.
Stannous methanesulfonate (as Sn 2+ ) 40g / L
Copper sulfate (as Cu 2+ ) 1g / L
Methanesulfonic acid (as free acid) 100g / L
Methylglycine-N, N-diacetic acid (0.2 mol) 41 g / L
Methionine 25g / L
1-hydroxyethyl-2-alkylimidazoline 1 g / L
Polyoxyethylene (EO26 mol)
-Polyoxypropylene (PO30 mol) block copolymer 3g / L
Dodecylamine polyethoxylate (EO18 mol) 5g / L
2-mercaptobenzothiazole 0.1 g / L
Catecholsulfonic acid 0.8g / L
(7)参考例1
下記の組成でスズ−銀合金電気メッキ浴を建浴した。
エタンスルホン酸第一スズ(Sn2+として) 25g/L
エタンスルホン酸銀(Ag+として) 0.6g/L
エタンスルホン酸(遊離酸として) 80g/L
チオ尿素 3g/L
アスパラギン酸(0.2モル) 27g/L
ビスフェノールFポリエトキシレート(EO19モル) 3g/L
ドデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド 0.3g/L
ハイドロキノンスルホン酸ナトリウム 0.5g/L
(7) Reference example 1
A tin-silver alloy electroplating bath was constructed with the following composition.
Stannous ethanesulfonate (as Sn 2+ ) 25g / L
Ethanesulfonic acid silver (as Ag + ) 0.6g / L
Ethanesulfonic acid (as free acid) 80g / L
Thiourea 3g / L
Aspartic acid (0.2 mol) 27 g / L
Bisphenol F polyethoxylate (EO19 mol) 3g / L
Dodecyldimethylbenzylammonium chloride 0.3g / L
Sodium hydroquinone sulfonate 0.5g / L
(8)参考例2
下記の組成でスズ−ビスマス合金電気メッキ浴を建浴した。
2−ヒドロキシプロパンスルホン酸第一スズ(Sn2+として) 60g/L
メタンスルホン酸ビスマス(Bi3+として) 3g/L
2−ヒドロキシプロパンスルホン酸(遊離酸として) 150g/L
グルタミン酸−N,N−二酢酸四ナトリウム(0.2モル) 70g/L
ジエチレントリアミンペンタ酢酸 17g/L
トリスチレン化フェノールポリエトキシレート(EO22モル) 10g/L
ハイドロキノン 0.7g/L
(8) Reference example 2
A tin-bismuth alloy electroplating bath was constructed with the following composition.
2-hydroxypropanesulfonic acid stannous (as Sn 2+ ) 60 g / L
Bismuth methanesulfonate (as Bi 3+ ) 3g / L
2-hydroxypropanesulfonic acid (as free acid) 150 g / L
Glutamic acid-N, N-tetrasodium diacetate (0.2 mol) 70 g / L
Diethylenetriaminepentaacetic acid 17g / L
Tristyrenated phenol polyethoxylate (EO22 mol) 10g / L
Hydroquinone 0.7g / L
(9)比較例1
下記の組成でスズ−銀合金電気メッキ浴を建浴した。
2−ヒドロキシエタンスルホン酸第一スズ(Sn2+として) 40g/L
メタンスルホン酸銀(Ag+として) 1g/L
メタンスルホン酸(遊離酸として) 100g/L
チオ尿素 5g/L
1−メチル−2−ナフトールポリエトキシレート(EO18モル) 7g/L
カテコール 1g/L
(9) Comparative Example 1
A tin-silver alloy electroplating bath was constructed with the following composition.
2-hydroxyethanesulfonic acid stannous (as Sn 2+ ) 40 g / L
Silver methanesulfonate (as Ag + ) 1g / L
Methanesulfonic acid (as free acid) 100g / L
Thiourea 5g / L
1-methyl-2-naphthol polyethoxylate (EO18 mol) 7 g / L
Catechol 1g / L
(10)比較例2
下記の組成でスズ−ビスマス合金電気メッキ浴を建浴した。
2−ヒドロキシプロパンスルホン酸第一スズ(Sn2+として) 60g/L
メタンスルホン酸ビスマス(Bi3+として) 3g/L
2−ヒドロキシプロパンスルホン酸(遊離酸として) 150g/L
ジエチレントリアミンペンタ酢酸 17g/L
トリスチレン化フェノールポリエトキシレート(EO22モル) 10g/L
ハイドロキノン 0.7g/L
(10) Comparative example 2
A tin-bismuth alloy electroplating bath was constructed with the following composition.
2-hydroxypropanesulfonic acid stannous (as Sn 2+ ) 60 g / L
Bismuth methanesulfonate (as Bi 3+ ) 3g / L
2-hydroxypropanesulfonic acid (as free acid) 150 g / L
Diethylenetriaminepentaacetic acid 17g / L
Tristyrenated phenol polyethoxylate (EO22 mol) 10g / L
Hydroquinone 0.7g / L
(11)比較例3
下記の組成でスズ−銅合金電気メッキ浴を建浴した。
メタンスルホン酸第一スズ(Sn2+として) 20g/L
メタンスルホン酸銅(Cu2+として) 1.5g/L
メタンスルホン酸(遊離酸として) 100g/L
ノニルフェノールポリエトキシレート(EO23モル)
−ポリプロポキシレート(PO3モル) 10g/L
2−メルカプトベンゾチアゾール 0.5g/L
(11) Comparative Example 3
A tin-copper alloy electroplating bath was constructed with the following composition.
Stannous methanesulfonate (as Sn 2+ ) 20g / L
Copper methanesulfonate (as Cu 2+ ) 1.5g / L
Methanesulfonic acid (as free acid) 100g / L
Nonylphenol polyethoxylate (EO23 mol)
-Polypropoxylate (PO3 mol) 10 g / L
2-mercaptobenzothiazole 0.5 g / L
《スズ合金電気メッキ方法を実施した際の陽極での置換析出防止の評価試験例》
そこで、上記実施例1〜6、比較例1〜3及び参考例1〜2の各スズ合金電気メッキ浴を用いて、次の条件で電気メッキを行って、電析後のスズ陽極の外観を目視観察して、陽極での銀、ビスマス又は銅の置換析出の防止度合を下記の基準で評価した。
[電気メッキ条件]
陽極:スズ
陰極:銅
陰極電流密度:20A/dm2
陽極面積/陰極面積=1/1
浴温:35℃
電解時間:100分
評価基準は次の通りである。
○:陽極の変色は認められず、スズ金属光沢を保持していた。
×:陽極が変色し、スズ金属光沢は顕著に失われていた。
<< Evaluation test example for prevention of substitutional precipitation at the anode when the tin alloy electroplating method is implemented >>
Therefore, using the tin alloy electroplating baths of Examples 1 to 6 , Comparative Examples 1 to 3 and Reference Examples 1 to 2 , electroplating was performed under the following conditions, and the appearance of the tin anode after electrodeposition was By visually observing, the degree of prevention of substitution deposition of silver, bismuth or copper at the anode was evaluated according to the following criteria.
[Electroplating conditions]
Anode: Tin Cathode: Copper Cathode current density: 20 A / dm 2
Anode area / cathode area = 1/1
Bath temperature: 35 ° C
Electrolysis time: 100 minutes Evaluation criteria are as follows.
○: No discoloration of the anode was observed, and tin metallic luster was maintained.
X: The anode was discolored and the tin metallic luster was remarkably lost.
下表はその試験結果である。
陽極外観 陽極外観
実施例1 ○ 比較例1 ×
実施例2 ○ 比較例2 ×
実施例3 ○ 比較例3 ×
実施例4 ○
実施例5 ○
実施例6 ○
参考例1 ○
参考例2 ○
The table below shows the test results.
Anode appearance Anode appearance Example 1 ○ Comparative Example 1 ×
Example 2 ○ Comparative Example 2 ×
Example 3 ○ Comparative Example 3 ×
Example 4 ○
Example 5 ○
Example 6 ○
Reference example 1 ○
Reference example 2 ○
上表によると、比較例1〜2ではスズ陽極が黒灰色ないし黒色になってしまい、銀又はビスマスが陽極に明らかに置換析出していた。また、比較例3ではスズ陽極が赤銅色に変色し、銅の置換析出が明らかに確認できた。これに対して、実施例1〜6では、共に陽極の変色は全く認められず、陽極はスズの美麗な金属光沢を保持しており、陽極への銀、ビスマス又は銅の置換析出を有効に防止できたことが確認できた。
一方、前述の分極曲線の試験例では、本発明の抑制剤を添加すると、スズ陽極の溶解電流を抑制して陽極分極曲線の勾配を低下させ、無添加の場合に比して低い陽極電流密度でスズ陽極の電位を貴な金属(銀、ビスマス又は銅)の自然電極電位より貴に変移できることが確認できた。
上表は、この抑制剤による溶解電流抑制効果の実効性を裏付けるもので、高速メッキで通常使用される陰極電流密度(20A/dm2)、陽極面積:陰極面積=1:1にて実際に電気メッキを行った場合、電析中のスズ陽極への銀、ビスマス又は銅の置換析出を確実に防止できることが明らかになった。
According to the above table, in Comparative Examples 1 and 2, the tin anode became black-gray or black, and silver or bismuth was clearly substituted and deposited on the anode. Further, in Comparative Example 3, the tin anode changed to a bronze color, and copper substitution deposition was clearly confirmed. On the other hand, in Examples 1 to 6 , no discoloration of the anode was observed at all, and the anode retained the beautiful metallic luster of tin, effectively replacing the deposition of silver, bismuth or copper on the anode. It was confirmed that it could be prevented.
On the other hand, in the above-mentioned polarization curve test example, when the inhibitor of the present invention is added, the dissolution current of the tin anode is suppressed to lower the slope of the anodic polarization curve, and the anode current density is lower than when no additive is added. Thus, it was confirmed that the potential of the tin anode can be changed more preciously than the natural electrode potential of the noble metal (silver, bismuth or copper).
The above table confirms the effectiveness of the dissolution current suppression effect by this inhibitor. It is actually the cathode current density (20 A / dm 2 ) normally used in high-speed plating, and the anode area: cathode area = 1: 1. It has been found that when electroplating is performed, substitution deposition of silver, bismuth or copper on the tin anode during electrodeposition can be reliably prevented.
Claims (2)
(A)可溶性第一スズ塩と、可溶性銀塩と、無機酸及び有機酸から選ばれた酸又はその塩の少なくとも一種と、グルタミン酸−N,N−二酢酸、メチルグリシン−N,N−二酢酸及びこれらの塩よりなる群から選ばれた陽極の溶解電流抑制剤の少なくとも一種とを含有するスズ−銀合金電気メッキ浴(A) soluble stannous salt, soluble silver salt, at least one acid selected from inorganic acids and organic acids or salts thereof, glutamic acid-N, N-diacetic acid, methylglycine-N, N-di A tin-silver alloy electroplating bath containing at least one type of anode dissolution current inhibitor selected from the group consisting of acetic acid and salts thereof
(B)可溶性第一スズ塩と、可溶性銅塩と、無機酸及び有機酸から選ばれた酸又はその塩の少なくとも一種と、メチルグリシン−N,N−二酢酸、アスパラギン酸及びこれらの塩よりなる群から選ばれた陽極の溶解電流抑制剤の少なくとも一種とを含有するスズ−銅合金電気メッキ浴(B) a soluble stannous salt, a soluble copper salt, an acid selected from an inorganic acid and an organic acid or at least one of its salts, methylglycine-N, N-diacetic acid, aspartic acid and their salts A tin-copper alloy electroplating bath containing at least one anode dissolution current inhibitor selected from the group consisting of
(C)可溶性第一スズ塩と、可溶性ビスマス塩と、無機酸及び有機酸から選ばれた酸又はその塩の少なくとも一種と、アスパラギン酸及びこれらの塩よりなる陽極の溶解電流抑制剤の少なくとも一種とを含有するスズ−ビスマス合金電気メッキ浴(C) a soluble stannous salt, a soluble bismuth salt, at least one acid selected from inorganic acids and organic acids or salts thereof, and at least one anode dissolution current inhibitor comprising aspartic acid and these salts Tin-bismuth alloy electroplating bath containing
陽極の溶解電流を抑制して、銀、銅又はビスマスが電析中に陽極に置換析出するのを防止可能にしたことを特徴とする溶解電流抑制式のスズ合金電気メッキ方法。A dissolution current-suppressing tin alloy electroplating method characterized in that the dissolution current of the anode is suppressed to prevent silver, copper or bismuth from being deposited on the anode during electrodeposition.
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