[发明专利]Sn－Cu合金电镀浴

说明书

本发明涉及Sn-Cu合金电镀浴。更具体的本发明涉及能够防止Cu的置换析出这种工业实践中广泛存在的问题的酸性Sn-Cu合金电镀浴。

Sn-Cu合金电镀技术，以往在作为青铜电镀的装饰电镀的领域被广泛使用。近年来，又作为取代钎料镀(Sn-Pb合金电镀)的电镀方法而受到注目。

关于Sn-Cu合金电镀，已知的有氰化铜-锡酸碱性浴(日本专利公开JP52-96936号)和，焦磷酸浴(日本专利公开JP56-72196和JP61-272394)，或者氰化铜-焦磷酸铜浴(日本专利公开JP57-60091)。而且，日本专利公开JP57-177987号专利申请公开了需要使用足够量的无机酸将pH保持在2.0以下的酸性的Sn-Cu合金电镀浴。

上述各种电镀浴中的无机酸浴，与其它电镀浴相比，电流效率要高，虽然从工业应用上考虑是有利的，但实际上存在很大的问题，实用化存在着难度。即，上述日本专利公开57-177987号中述及：酸性Sn-Cu合金电镀浴中，由于存在游离状态的Cu²⁺，在电镀制品原料中存在与Cu相比Fe、Ni等电位低的金属的情况下，Cu离子被置换析出，存在电镀覆膜密实性显著降低的问题。而且，在阳极使用Sn金属的情况下，这种表面上的Cu析出，会使阳极难以溶解，出现电镀浴成分的稳定性的被损害的问题。而且，在Sn²⁺、Cu²⁺一起存在时，容易出现SnO₂产生的混浊问题。

为了解决上述问题稳定Cu²⁺，曾考虑使用络合剂，但络合剂会妨碍废水处理，出现了难以处理失效废液的新问题。

为开发一种不使用络合剂，但可以防止发生Cu²⁺置换析出和SnO₂混浊现象的酸性Sn-Cu合金电镀浴，本发明的课题就是提供上述性质的酸性Sn-Cu合金电镀浴。

本发明者为解决上述课题进行了认真的研究，结果发现将Sn或Cu溶解在足够量的链烷烃磺酸、链烷醇磺酸、硫酸等的酸性溶液中，并添加硫脲类化合物，可以不使用络合剂而防止出现Cu的置换析出和电镀液的混浊，从而完成了本发明。

即本发明提供了含有以下成分(a)～(c)的酸性Sn-Cu合金电镀浴

(a)Sn²⁺离子以及Cu²⁺离子，

(b)选自链烷烃磺酸、链烷醇磺酸和硫酸的至少一种酸，和

(c)硫脲类化合物。

而且本发明提供了除上述(a)～(c)成分外，进一步含有非离子表面活性剂的酸性Sn-Cu合金电镀浴。

本发明进一步提供了对酸性Sn-Cu合金电镀浴中的被电镀物，使用阴极电解为特征的Sn-Cu合金电镀方法。

本发明酸性Sn-Cu合金电镀浴(以下称作[Sn-Cu电镀浴])是以(a)Sn²⁺阳Cu²⁺阳离子，(b)选自链烷烃磺酸、链烷醇磺酸和硫酸的至少一种酸，和(c)硫脲类化合物为必要成分配制的。

其中，成分(a)的Sn²⁺阳离子和Cu²⁺阳离子，是在最初配制电镀浴时，向其相应的氧化物，即氧化亚锡、氧化铜等成分中，加入成分(b)的阴离子而得到的。或者是通过Sn²⁺阳离子和Cu²⁺阳离子的成分(b)的阴离子盐，例如甲磺酸锡、甲磺酸铜、乙磺酸锡、乙磺酸铜、异丙醇磺酸锡、异丙醇磺酸铜、硫酸锡、硫酸铜等用水溶解而制备的。另外，电镀过程中，Sn²⁺和Cu²⁺是从阳极或其阴离子盐分别得到补充的。

另一方面，成分(b)的选自链烷烃磺酸、链烷醇磺酸和硫酸的酸，是以游离酸的形式或是与(a)成分的Sn²⁺阳离子和Cu²⁺阳离子形成的盐的形式供给的。

而且，作为(c)成分的硫脲化合物，例如有硫脲、二乙基硫脲、苯硫脲、烯丙基硫脲、乙酰硫脲、二苯基硫脲、苯甲酰基硫脲等。