Электролит для осаждения сплавов на основе олова

Электролит для осаждения сплавов на основе олова

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАН

ИЗОБРЕТЕН ИЯ - - ." .: ccxM

"«э.чн».- i i," ъ1, И Й и 11 531897

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.02.75 (21) 2102628/01 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликоваио15,10.76. Бюллетень №38 (46) .Дата опубликования описания 25.07.77 (51) M. Кл С25 р 3/60

//С 25 D 3/30

Государственный комитет

Совете Министров СССР по делам иэооретений и открытий (53) УДК621.357.7:621.3, .035.44 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. Я. Савельева, В. Ю, Скоминас, И. В. Куликова, С. М. Куронова, Д. А. Каэлаускас и Ю. Ю. Матулис (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ СПЛАВОВ

НА ОСНОВЕ ОЛОВА

Изобретение относится к области гальваностегии, в частности, к электрохимическому осаждению сплавов олово — висмут и олово — сурьма.

Известны электролиты для осаждения сплавов на основе олова, например, олово-висмут, содержащие сернокислое олово, соединение соосаждаемого металла, серную кислоту и различные органические добавки (1) и (2) . Однако блестящие покрытия из указанных электролитов осаждаются в узком интервале рабочих плотностей тока (1 — 3 а/дм ) ..

Наиболее близким к изобретению по технической сушности и достигаемому результату является известный электролит для осаждения сплавов на основе олова, содержаший сернокислое олово, соединение соосаждаемого металла, серную кислоту, формалин, смачиватель неионогенньгй, блескообразователь и воду (3).

Предложенный электролит отличается от известного тем, что, с целью увеличения блеска покрытий, стабильности электролита и расширения интервала рабочей плотности тока, он дополнительно содержит ацетилацетон, а в качес гве блескообразователя продукт конденсации ме гилэгилкетона, ацетальлс ица и формалина при сцецуняцем соотношении компонс п он,, .

Сернокислое олово 30-60

Соединение соосаждаемого металла 0,5 — 2,0

Серная кислота (уд.вес.

1,84 г/см ) 120 — 140

Формалин (37%- ный) 5 — 10

Смачиватель неионогенный 10 — 25

Блескообразователь 3 — IS

Ацетилацетон 5 — 10

10 Вода до I л

В качестве соединения соосаждаемого металла электролит содержит сернокислый висмут, азотнокислый висмут, трехокись сурьмы или антимонил-калий впннокислый, а в качестве смачивателя

1б неионогенного -- OII-7: ОП- 10, ОС-20 или синтаНО дс-10.

Электролит готовят следующим образом.

Сернокислос олово растворяют в разбавленной серной кислоте, в полученный раствор последова2щ тельно вводят формалин, растворенный в воде смачиватель, ацетилацетон и блескообраэовагель, после чего добавляют растворенную в разбавленной серной кислоте соль соосаждаемого металла. Ацсгилацетон вводят в глектролит в качестве стабилизатора блеска.

531897 время прибавления (1 час), после чего реакцион ную смесь оставляют на ночь, рН-7,5.

На следующий день добавляют 0,5 r NaOH и при

55 — 60 С перемешивают 2 часа, после чего нейтрализуют ионитом КБ-4П-2 (150 г), фильтруют, ионит промывают метилэтилкетоном (100 мл)2) и выпаривают избыток летучих веществ на роторном испарителе. Нейтрализацию проводить можно и уксусной, после которой следует удаление нелетучих

l ð веществ. Получают 365 г блескообразователя, d = 1,035, пЭ вЂ”вЂ” 1 4413.

Осаждение сплавов рекомендуется проводить при 15 — 25 С, катодной плотности тока 0,5 — 5 а/дм и перемешивании.

15 Предложенный электролит можно испольэовать и для электрохимического осаждения чистого олова, если в него дополнительно не вводить соединение соосаждаемого металла.

Предложенный электролит стабилен в работе.

2р .Стабильность оценивают по скорости накопления четырехвалентного олова при эксплуатации электролита, Экспериментальные данные представлены в таблице, 0,17

0,16

0,15

0,17

0,16

0,24

0,16

1,57

0,19

108

2,44

0,50

О более высокой стабильности предложенного электролитна свидетельствует также блеск покрытий, полученных из электролитов, хранившихся в 4р течение 6 месяцев. Блеск покрытий, полученных иэ предложенного электролита составляет 71 абс. ед, (йо отношению к серебряному зеркалу), а из известного электролита — 35 абс. ед.

Блестящие покрытия сплавом на основе олова обладают хорошей паяемостью. Так, при сравнении паяемости деталей, покрытых блестящим сплавом олово- висмут, после одного года хранения в складских условиях и паяемости деталей, покрытых тем же сплавом после нулевого времени хранения показало, что и в том и другом случае блестящее покрытие смачивается достаточно хорошо, а это соответствует высокой надежности сная. Отслаивание покрытия после испытаний на паяемость не наблюдалось.

Покрытия сплавом на основе олова обладаю) высокой степенью блеска, экспериментальные данные по степени блеска покрытий сплавом олововисмуг представлены ниже. (Степень блеска э)алонного зеркала составляет 81 абс.ед.) Количество блескообразователя,мл/л

5

Степень блеска, абс. ед.

17

66

77

6р

Блескообразователь готовят следующим образом

В трехгорлой литровой колбе в мешалкой, термометром и двухгорлым переходником для делительной воронки и холодильника, помещают

360 мл (4 моля) метилэтилкетопа. В отдельных колбах отмеряют 112 мл (2 моля) ацетальдегида и

200 мл (2 моля) 30%-ного формалина. Количество (мл) формалина зависит от его концентрации.

Для приготовления раствора катализатора беруг 0,8 г едкого патра в 20 мл воды. При перемешивании попеременно добавляют по каплям ацетальдегид и раствор щелочи. В течение 45 мин прибавляют весь ацетальдегид и 1/2 раствора щело ги (10 мл), Температуру внешним охлаждением поддерживают в интервале 38 — 45 С, рН-8.; После прибавления всего ацетальдегида реакционную смесь перемешивают 3 часа. Получают раствор темно-желтого цвеЗатем колбу нагревают в вод)гной бане до 40 С и начинают прибавление оставшегося количества раствора щелочи (10 мл) и формалина. Температуо ру реакции поддерживают в пределах 45 — 50 С во

Пример 1. Электрохимическое осаждение сплава олово-сурьма (1,1% Sb) толщиной 10 мкм ведут в электролите, содержащем, г:

Сернокислое олово 50

Трехокись сурьмы 1

Серную кислоту 140

Формалин (37%-ный) 10

ОП-10 15

Блескообразователь 5

Ацетилацетон 5

Воду Ilo l л. о лри с2 С, катощкй плогносги гока 2.(> а/лм я перемешлвании.

Выход по гоку, )()

Скорис Гь осв А /ы I)èí, 531897 мкм/мин

Степень блеска, абс.ед.

Внутренние напряжения, кг/см2

Микротвердость, кг/мм

76

15,9

0,5 — 2.0 мого металла

Серная кислота (уд.вес

1,84 г/смз)

Формалин (37%-ный)

Смачиватель неионогенньй

Блескообразователь

Ацетилацето н

Вода

i 0-140

5 — 10

i0 25

3--15

5--10 до 1 и.

40

Составитель В. Бобок

Техред M. Левицкая

Кг р! ек (оо Л. ° !ае(!е

Редактор 0. 1!1ибаева

Тираж 1068 1!ос;.и е

111!Г11!ПИ Государственного комитета Совет(1 1ннн, г! eв (((Р но делам изобре1еннй и о|крмгнй

113035, Москва, Ж-35, Раугдская наб,;(4 5 заки 1135/686

<1мниал llllll "11а(енг", (. .ужгород, ул. 11! Ос:. !

Сцепление с основой хорошее. Покрытие не отслаивается при изгибе пластинки образца на

180 до обрыва...

Пример 2. Электрохимическое содержание сплава олово-висмут (1% Bi) толщиной 5 мкм ведут в электролите, содержащем, г:

Сернокислое олово 50

Сернокислый висмут 1

Серную кислоту 140

Формалин (37%- ньй) . 5

ОП-10 15

Блескообразователь 5

Ацетилацетон 5

Воду До 1 л. при температуре 21 С; катодной плотности тока

0,5 а/дм и перемешивании.

Выход по току, % 100

Скорость осаждения, мкм/мин 0,25

Степень блеска, абс.ед 40

Внутренние напряжения, кг/см 870

Микротвердость, кг/мм 14,2

Сцепление с основой хорошее.

Пример 3. Электрохимическое осаждение сплава олово-висмут (0,3% Bi) толщиной 10 мкм ведут в электролите того же состава, что и в примере 2, но при плотности тока 5 a/äì .

Выход по току, % 95

Скорость осаждения, мкм/мин 2,1

Степень блеска, абс.ед. 71

Внутре нние нап ряжения, кг/см 903

Микротвердость, кг/мм 16,9

Сцепление с основой хорошее.

Таким образом, сочетание ацетилацетона с блескообразователем позволяет расширить интервал рабочих плотностей тока (0,5 — 5 а/дм ), при которых осаждают светлые, гладкие, равномерно блестящие покрытия, а также получать электролитические осадки сплава, не изме(!ян>щие степень блеска с течением времени на изделиях любой конфигурации и сохраняющие способность к пайке в течение длительного времстш.

Формула изобретения

1. Электролит для осаждения сплаьов на основе олова, содержаший сернокислое олово, соедн(тение соосахдаемого металла, серную кислоту, формалин, смачиватель непоногенньй, блескообраэователь и воду, о тли чаю !пий с я тем, что,. целью увеличения блеска покрыпй, стабильност! электролита и расширения интервала рабочей плотности тока, он дополнительно СОдержит ацетилацетон, а в качестве блескообразователя — продук! конденсации меттлэтт!лке тона, ацетальцегида и формалина при следующем соотношении компонентов, г:

20 Сернокислое олово 30-60

Соединение соо саждае2. Электролит ИО п, 1. О т л и ч а !о щ и и с л тем, что в качестве соединею(я соосаждаемого металла он содержит сернокис iblH и1!и а=отнокисльш

35 BHGM3 ò

3. Электролитпоп. 1о "лича ющий си

ТЕМ, е(ТО В КаЧЕСТВ СОЕДИ(ГЕ!ПГЯ СООСая.!(аЕМО! О В(ЕI3JIJIB он содержит трехокись сурьмы и: и аитимонил-калий виннокисльщ.

4. Электролитиоп. 1,о тли ча югцI:й с» тем, что в качестве сма ивателя иеионагеиного он

:Одержит ОЛ-7. ОЛ-10. ОС-20 или синг(нод ДС-10.

ИстОчники инфо!амации, при((ятые во В!(ив(ание при экспертизе:

1. Авторское свилете:(ьство СТОГ Г " 32. 414, Мкл. С 23 Ь 5, 38, 25.06.70.

2. Авторское свидетельство ССР " 325277, Мкл. С 23 Ь 5/38, 06.07 7(i.

3. Авторское свидетe!»ьс(в((! Ср "" ОГ19(;i, Мкл. С 3 h «, 38 3.05.ЕМ.