Электролит лужения

 

О11ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ц 768859

Союз Советских г;оцианиютичесних (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 14.04.78 (21) 2605739/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень ¹ 37 (45, Дата опубликования описания 07.10.80 (511 M Кл з

С 25 В 3/32

3Ъоударотвенный комитет

:CfCP ио делам изобретений и открытий (53) УДК 621.357.7;

:669.6 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. lO. Скоминас, О. K. Гальдикене, П.— P. П. Добровольскис, М.— С. П. Йокубайтите, А. А. Каткус и В. В. Мозолис

Институт химии и химической технологии АН

Литовской ССР (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ЛУЖЕ И ИЯ

Изобретение относится к получению гальванических покрытий, в частности покрытий из олова,и его сплавов, и;может быть использовано в радиоэлектронной и пищевой п ромышленнасти.

Известно, что,при получении оловянных пснорытий из сернокислых электролитов в последние вводят различные органические добавки с целью повышения качества покрытий fl).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному электролиту является известный электролит лужения, содержащий серно кислое олово, серную кислоту, формалин, по верхно стноактивную добавку неионногенного типа и блескообразующую добавку 12).

Известный электролит дает возможность получать блестящие качественные покрытич оловом на деталях,не слишком сложного профиля. На сильно профилированных деталях, где ширак интервал распределения плотности тока, получаются наросты или остаются непокрытые места, что резко сужает области их применения, в особенности, :коида необходимо получить качественные покрытия .при низких,плот настях тока. Этот электролит по вышеуказанной причине также не пригоден для гальванических eaII;I колокольного .и барабанного типа.

Целью изобретения — |повышение,рассеявающей и кроющей спо|собнастей, обеспе5 чи вающнх возможность получения качест:венных по ирытий в шираком интервале плотностей така (особенно в сторону низких плотностей).

Поставленная цель достигается тем, что

10 предлагаемый эле1ктролит,в,качестве блескоабразующей добавки содержит соединение с бщей фармулы:

R С вЂ” СН,— СН вЂ” Яз (!

О ОН и/или Ri — С вЂ” СН = СН вЂ” Кз, (!

20 где R> и Кз — Н, СНз, СзНз, СзНт, СНз — СН=

=СН при следующем соотношении комлоне;:тов, г/л:

Сернокислое олово 3G — 60

25 Серная кислота (уд. вес. 1,84) 100 — 183

Формали н (37% -ный) 2 — 8

Поверхностноактивная добавка неионногенного тила 5 — 15

Блескооб разующая,добавка, 1 — 10

ЗО соответствующая общей формуле.

768859

40

60

Электролит для получения IGIIJIB BB оло вовисмут до полнительно содержит 0,5 — 2,0 г/л висмута сернокислого или азотнокислого.

Для осаждения сплава олово-сурьм B электролит дополнительно содержит 0,5—

2,0 г/л трехокиси сурьмы или антимонилокалия виннокислого.

В,качестве неиоино генпой,поверхноста кти вной добавки электролит содержит синтанол ДС-10, синтанол — Д 1 -7 или

ОС вЂ” 20.

В качестве блескообразующей добавки общей формулы Rl — с — сн2 — сн — R:

О ОН и/или Rl — С вЂ” СН = СН вЂ” Rq электролит со-!

О держит соединения, выбранные из группы, включающей бутанол-1-ол-3, бутанен-2ол-4, гексанон-2-ол-4,гептен-2-он-б-ол-4, пен тен-2-он-4, гексен-3-он-2, гептадиен-2,4-он-б.

Электролит готовят следующим образом, Серную кислоту разбавляют водой до двух третей объема ванны и la ней раств-ряют сернокислое олово. В лолучепный распво р,вводят формалин и растворе иву;о в малом объеме теплой, воды поверхностноактивную добавку. При лриго то влении электролита для осаждения сплава,r нем .растворяют соль соосаждаемого металла.

При этом сернокислый висмут п ред введением .растворяют в малом количеств.. электролита, а трехокись сурьмы — в сер,ной кислоте. После этого вводят добавку.

Процесс электроосаждения проводят при плотности катодного тока 0,1 — 7 А/дм- при 15 — 25 С н движении электролита у поверхности покрываемых изделий.

Изобретенный электролит стабилен как лри хра нении, так и в;работе.

Он может храниться в нерабочем состоянии в хорошо закрытом сосуде до двух лет, IEIe теряя своей .работоспособ ности. Без радикальной очистки он;при соблюдении нормального режима, работы может iIIpo. ,работать до 800 А ч/л.

Норма расхода блескообразователя составляет в за висимости от,длины его,молекулы и режима .работы электролита до

0,1 r/À ÷ и в соответ стви и с этим .Hpo âoдится корректировка добавки. Определение блескооб разователя проводится прч помо щи ячейки Хулла. Образец покрывают в ячейке объемом 270 мл при токе 2А и механическом перемешивании в течение

10 мин и сра|внивают с образцом, поирытым в свежеприготовленном и хорошо работающем электролите или с образцами, покрытыми в электролите с известной и постепенной увеличивающейся концентрацией добавки. Содержание других компонентов электролита при этом должно быть одпнако:вы.м.

Покрытие, полученное при оптимальном содержании блескообразователя, должно быть блестящим по всей площади образца. Уменьшение интер вала .плотностей то5 ка осаждения блестящих покрытий и ноявление со сторожи образца матовых покрытий свидетельствует î нЕдостатке блескообразо вателя. Чем,больше зона матовых покрытий, тем меньше содержание блеско10 образователя в электролите.

Появление хрупкости и,IIQTQMiHBHHp- Iloкрыт ий в конце образца, отвечающем вы,СОКИ vI !ПЛОтНО СтЯМ тОКа, СВИДЕтЕЛЬСтВУЕт С слиш ком высокой концентрации блескооб15 разователя н электролите.

При,недостатке блескоо бр аз онателя необходимое для ко|рректировки его количество устана вли вают TBIKHM образом, Добавляк т в электролит блеокообразователь

20 поочередно 1, 2, 3, 5 мл/л и,послс каждого добавления покрывают образец, Выбирают то количество блескооб разователя, 5IpH,добавлении .которого покрытие становится блестящим в максимально широком интервале плотностей TolKB, и по этим,данным KolppBKTHpgют,ванну. Необходимое для корректировки количество блескообразователя можно та кже установить Ilo данным сразнения покрытого образца с образ цами, полученными .в электролите г известной и постепенно увеличивающейся концентрацией блескообразователя, Были,п ригото влены следующие составы электролитов, г/л:

Пример 1. Сернокислое олово

Серная:кислота,(уд. вес. 1,84)

Формалин (37% -,ный)

Синтанол ДС-10

Бута нон-2-ол-4

Пример 2. Сернокислое олово

Серная кислота .(уд. вес. 1,84)

Формалин (37%-.ный)

С и нт а н ол ДС-10

Пентен-2-он-4

Пр имер 3. Сернокислое олово

Серная кислота (уд, вес 1,84)

Формалин (37%-ный)

Синтанол ДС-10

Б ута но н-2-ол-4

П р и м eip 4, Сернокислое олово

Серная кислота (ул. вес 1,84)

Серно, кислый, висмут

Формалин (37% -ный)

Синтанол ДС-10

Гексен-3-он-2

Пример 5. Сернокислое олово

Серная кислота (уд, вес. 1,84)

Азотнокислый висмут

Фермалин (37% -ный)

Синта нол ДТ-7

Гc KceEI-3-он-2

Пример б. Сернокислое олово

Серная ки слота (уд. вес. 1,84)

Сернокислый висмут

Формалин (37-ный) 40

120 б

120 б

120 б

0,5

2

4

1б0

768859

Таблица 1

Блеск покрытий по серебряному зеркалу, %

Плотность катодного тока, Л/дм

Рассеивающая способность по Фильду, %

Содержание соосаждаемого металла в покрытии, %

Примеры

Электролит по авт. св, № 393367

40,0

4i1,2

Электролит по авт. св. ,Ю 531i897

I1,0

2,0

37,1

21,0

10,8

45,0

40,0

Электролит 1

iI,0

2,0

Электролит 2

1,0

2,0

53,0

43,0

I80

Электролит 3

59,2

45,0

1,0

2,0

Электролит 4

47,0

44,0

1,0

2,0

Р5

0,3

Электролит 5,1,0

2,0

4,0

47,0

44,0

42,О

Р,8

50,0

46,0

43,0I

Электролит 6

1,0

2,0l

4,0

Р5

0„5

Электролит 7

55,0

45,0

42,0

l1,0

2,0

4,0

901

l0,2

50,0

45,0

43,0

Электролит 8

l1,0

2,0

4,0

1,0

IIl!0

2,0

Элекгролит 9

50,0

45,0

Синта нол ДС-10 5

Гексанон-2-ол-4 4

Пример 7. Серно кислое олово 40

Серная кислота (уд. вес. 1,84) 160

Трехокись сурвмы 0,5

Формалин (37%-ный) 6

ОС-20 12

Гептен-2-эн-6-ол-4 6

П р и м е,р 8. Сер нокислое олово 50

Се рная кислота (уд.,вес. 1,84) 18Ñ

Антимо нил калий виннэкислый 2

Формалин (37% -ный) 4

Синта1нэл ДТ-7 l0

Гептадиен-2,4-он-б 4

Пр,имер 9. Сернокислое олово 60

Серная кислота (уд. вес. 1,84) 180

Трехокись,сурьмы 2,0

Формали н (37% -ный) 8

Синтанол ДТ-7 15

Бутанс1н-1-ол-3 6

Результаты эпробс|вания этих электро литов представлены в таб. 1 и 2.

Из приведевных в таб|л. 1 и 2 экспериментальных данных видно, что разные составы электролитов согласно изобретению работают в широком интервале нлоч ностей катодного тока. Их рассеивающая способность по сравнению с лрэтотипом выше на 7 — 14%, а жроющая — при

0015 А/дмг на 40 — 50%

Выход по то ку в изобретенном электро10 лите в интервале 0,1 — 7,0 А/дмг соста вляет 99-92% в зависимости от состава раствора и условий эле!ктролиза.

Для получения экспериментальных данных о работе изобретенного элекпролита п1ри гра ничных плотностях тэка были Iapvгото влены,составы, котэрые представлень в табл. 3.

Блеск покрытий эп ределялся по отношению к серебряному зеркалу и выра20 жался в %, рассеивающая способность электролита оценивалась методом

Фильда.

Таблица 2

Кроюшая способность электролита, определяемая по площади покрытой поверхности в ", „в зависимости от состава электролита и плотности катодного тока в А/дм

Площадь электрода, покрытая оловом, %

Плотность катодного тока, А/дм2!

Состав электролита

Электролиты по авт. св. ¹ 393367 и 531897

Примеры !1 — 9

Таблица 3

Концентрация, г/л № электролита!

Состав электролита

30

50 60

40!

120

ВО

160

120 б!

10!

180

8,15

Электролиз проводился в четырехугольной ячейке емкостью 200 мл. В качеств-. катодов иепользовались |медные пластинки общей !пло щадью 10 см, анодами служили помещенные с обеих сто роси катодов пластинки из олова марки «чда» плоТаблица 4

Ю

Примеры. о м r

v оо

Х о о

С. о о:

Х о о о.

2 /

7,0

Ю,:1

7,0

0,1

7, 0

33,0

28,0

25,0

7;

6о

t—

0,7

0,3

1,0

0,4

32, О

Составите

Техред

Редактор С. Титова

Сернокислое олово

Серная кислота (уд. вес 1,84)

Формалин (37%-ный)

Синтанол ДС-10

Пентен-2-он-4

Бутанон-2-ол-4

Гексанон-2-ол-4

Бутанон-1-ол-3

Сернокислый висмут

Грехокись сурьмы

¹ электролита по ! табл. 1 — 1 (макс, к-о добавки)

¹2 (опт. к-во добавки)

P, о 3 (опт, к-во соли висмута)

¹4 (опт. к-во соли сурьмы) 0,010

0,0!1 5

P,О30

0,005

0„01P

О,O!1 5

0,020

1 ъо

Я о v

Ct o о ю о O

v д о

80 !

1 ОО

ct 2 <о о ойдо о 0 ï

rd Е о о

:)о 7688Ф

8 шалью 30 см . Перемешивание электролита осуществлялось магнитной мешал!кой.

Полученные экспериментальные да нн1 !е представлены в та!бл.

Изобретенный электролит для осаждения олова и сплавов !на оснс!ве олова, содержащий в качестве добавсск а- и Р-ненасыщенные алифатические кетоны и кетолы отличаются широким интервало м рабочих

1р плотностей тока, хорошей рассеивающей способностью и интен!сивным блеском получаемых покрытий. По этим показателям он значительно п ревосходи1" прототип.

15 Формула изобретения

1. Электролит лужения, содержащий сернокислое олово, сер!ную кислоту, формалин, поверхностноактивную добавку

2р неионногенного типа и блескосб разующую добавку, отличающийся тем, что, с целью повышения рассеивающей и кроющей способностей, он в качестве блескообразующей добавки содержит соединение об щей

25 фоPMvJIbl

R — С вЂ” СН,— СН вЂ” R2 !!

О ОН

30 н/или Rl — С вЂ” СН=СН вЂ” R, где

11

Rl u Rg — Н, СНз, С На, СзН;, СНз — СН=С1-1 при следующем соотношении компонентов, 35

Сернокислое олово 30 — 60

Серная кислота (у!д. вес. 1,84) 100 —,180

Формалин (37%-ный) 2 — 8

Псверхностнсактивная добавка

40 неионногенно"о .!ипа 5 — 15

Блескообразующ.;» добавка 1 — 10, 2. Электролит по II. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью осаждения сплава олова с висмутом, он дополнительно содержит

45 0,5 — 2,0 г/л азотно!кислой или сернокислой сол,и висмута.

3. Электролит по п. 1, отл ич а ю щи йс я тем, что, с целью осаждения сплава олова с сурьмой, он дополнительно содержит

50 0,5 — 2,0 г/л трехокиси,сурьмы пли антимонила калия IBHHHQKHcJIol o.

Источники информа,ции, принятые во внимание при экспертизеi. Авторское свидетельство СССР № 393367, кл. С 25 D 3/30, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

J¹ 531897,;кл. С 25 D 3/30, 1975 (прототип). ль Р. A. Ухлинова

И. Пеня ко

Корректор О. Гусева

Заказ 6731 Изд. № 477 Тираж 698 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

1,13035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома