DD226309A1

DD226309A1 - Elektrolyt zur galvanischen abscheidung einer gold-nickel-legierung

Info

Publication number: DD226309A1
Application number: DD26529384A
Authority: DD
Inventors: Gottfried Scholze; Silke Hunger
Original assignee: Bergbau Und Huettenkomb Albert
Priority date: 1984-07-16
Filing date: 1984-07-16
Publication date: 1985-08-21

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hochgeschwindigkeitselektrolyten auf Basis Kaliumdicyanoaurat(I) zur galvanischen Abscheidung einer Gold-Nickel-Legierung, der sich insbesondere zur Abscheidung hochwertiger funktioneller Schichten auf Bauelementen der Elektrotechnik/Elektronik eignet. Der erfindungsgemaesse Elektrolyt, der bekanntermassen Kaliumdicyanoaurat(I) sowie Nickelsalz, Leit- und Puffersalz und Glanzbildner enthaelt, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Nickel in Form von Nickelzitrat und Kaliumnickelnitrilotriazetat im Verhaeltnis 1:1 bis 1:4 enthalten ist, wobei der Gehalt an K(Au(CN2) 5 bis 70 g/l und an Gesamtnickel 0,5 bis 5,0 g/l und der p H-Wert p H 3,7 bis 4,5 betragen soll. Der Elektrolyt eignet sich fuer automatische Banddurchlaufanlagen mit Abscheidungsgeschwindigkeiten von 400 mm/h.

Description

Beispiel 2

Ein Elektrolyt mit 37 g/l Kaliumdicyanoaurat(l) und im übrigen gleicher Zusammensetzung wie im Beispiel 1 wurde mit einer katodischen Stromdichte von 20 A/dm² bei einer Abscheidungsgeschwindigkeit von 400 um/h betrieben.

Es wurden Gold-Nickel-Legierungsschichten analoger Zusammensetzung und Qualität auf Steckverbinderband erzielt.

Der erfindungsgemäße Elektrolyt besitzt den Vorteil, daß er bei sehr hohen Abscheidungsgeschwindigkeiten, wie sie beispielsweise in hochproduktiven, automatischen Bandgalvanisieranlagen erforderlich sind, unter stabilen Bedingungen die Abscheidung von Schichten von höher Qualität entsprechend den Forderungen für Bauelemente der Elektrotechnik/Elektronik gewährleistet..

Der Elektrolyt besitzt den weiteren Vorteil, daß er durch Varriierung des Goldgehaltes und der Stromdichte leicht und reproduzierbar speziellen Anforderungen an die Abscheidungsgeschwindigkeit angepaßt werden kann.

Claims

Erfindungsansprüche:

1. Elektrolyt zur galvanischen Abscheidung einer Gold-Nickel-Legierung, insbesondere für die Beschichtung von Bauelementen der Elektrotechnik/Elektronik, dereinen schwach sauren pH-Wert besitzt und der Gold in Form von Kaliumdicyanoaurat(l) sowie Nickelsalz, Puffer- und Leitsalz und einen Glanzbildner enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Nickel in Form von Nickelzitrat und Kaliumnickelnitrilotriazetat im Verhältnis 1:1 bis 1:4 enthalten ist.
2. Elektrolyt nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert 3,7 bis 4,5 beträgt.
3. Elektrolyt nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration an Kaliumdicyanoaurat(l) 5 bis 70 g/l und die Gesamtnickelkonzentration 0,5 bis 5 g/l beträgt.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen schwach sauren Elektrolyten zur galvanischen Abscheidung einer Gold-Nickel-Legierung, vorzugsweise auf Bauelementen der Elektrotechnik/Elektronik.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist ein schwach saurer Elektrolyt zur galvanischen Abscheidung einer Gold-Nickel-Legierung bekannt, der 1-15 g Au/I als Kaiiumdicyanoaurat(l), eine schwache organische Säure und 1—50 g/l eines oder mehrerer löslicher Metall-Salze enthält (DE-AS 1111897).

Es hat sich gezeigt, daß aus diesem einfach aufgebauten Elektrolyten zwar glänzende und harte gelbe Gold-Nickel-Legierungsschichten galvanisch abgeschieden werden können, jedoch sind diese Schichten mit hohen inneren Spannungen behaftet. Sie sind deshalb für einen Einsatz für elektronische Bauelemente nicht geeignet. Außerdem ist dieser Elektrolyt bei Nickelkonzentrationen > 1 g/l instabil. Er scheidet Feststoffe aus, die den Elektrolyten verunreinigen. Der Zusatz von Nickel in Form von Nickel (Il)-Chelaten einer Aminopolykarbonsäure, z. B. Nickeläthylendiamintetraazetat, ggf. gemeinsam mit Kaliumnickelnitrilotriazetat (DE-AS 1222348), ermöglichte zwar eine Katodenstromdichteerhöhung für die Abscheidung glänzender goldfarbener Schichten, die zur Herstellung von Schichten sehr hoher Abriebfestigkeit notwendige höhere Nickelkonzentrationen in der Schicht (bis 5% Ni) läßt sich jedoch bei hohen Abscheidungsgeschwindigkeiten nicht realisieren.

Die Verwendung von Nickel in Form von Nickeliminodiazetat allein oder zusammen mit dem Nickelsalz einer Aminopolykarbonsäure brachte zwar eine Erhöhung der Abscheidungsgeschwindigkeit für die Gold-Nickel-Legierung (DL-OS2458913), jedoch ist auch dieser Elektrolyttyp für die Abscheidung mit Katodenstromdichten > 4,31 A/dm² nicht geeignet, weil die Schichten unter diesen Bedingungen stumpf und rissig sind.

Es ist auch ein Elektrolyt bekannt, in dem das Nickel als wasserlösliches Salz enthalten und nur zu 20-75% an Äthylendiamintetraessigsäure gebunden ist (DE-OS2220622). Dieser Elektrolyt führt bei der Trommelgalvanisierung mit den dort vorherrschenden niedrigen Katodenstromdichten zu einer hohen Maktrostreufähigkeit des Elektrolyten. Wegen der bereits erwähnten ständigen Feststoffausscheidung infolge der Reaktion des ionogenen Nickels mit dem Kaliumdicyanoaurat(l) zu Nickeldicyanoauratfl) und der leichten Abscheidbarkeit des ionogen vorliegenden Nickels, das bei hohen Katodenstromdichten zu sehr nickelreichen und nicht korrosionsbeständigen Gold-Nickei-Legierungen führt, ist der Elektrolyt zur Abscheidung mit hoher Geschwindigkeit von Schichten, die hohen Anforderungen genügen müssen, beispielsweise auf elektronischen Bauelementen, nicht geeignet.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, einen stabilen, schwach sauren Elektrolyten zu entwickeln, mit dem es möglich ist, glänzende, haftfeste, rißfreie, porenarme, verschleißarme, harte und korrosionsbeständige Schichten einer Gold-Nickel-Legierung mit hoher Abscheidungsgeschwindigkeit galvanisch abzuscheiden und der keine Neigung zur Bildung von Feststoffausscheidungen besitzt.

Wesen der Erfindung

Die technischen Ursachen des Mangels des Standes der Technik bestehen darin, daß in einem schwach sauren Elektrolyten die Abhängigkeit der Bildung des Nickeldicyanoaurat(l) von der Konzentration der Nickelionen im Elektrolyten und die pH-Wert-Abhängigkeit der Löslichkeit von Nickeldicyanoaurat(l) zur Elektrolytinstabilität, d. h. zur Feststoffausscheidung, führt und daß aus diesem Elektrolyten bei hohen Katodenstromdichten lediglich die Abscheidung von nickelreichen Gold-Nickel-Legierungen verminderter Korrosionsbeständigkeit erfolgen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen schwach sauren Elektrolyten geeigneter Zusammensetzung auf Basis Kaliumdicyanoaurat(l) zu entwickeln, der bei hoher Abscheidungsgeschwindigkeit die galvanische Abscheidung einer Gold-Nickel-Legierung mit hoher Schichtqualität, insbesondere auf Bauelementen der Elektrotechnik/Elektronik, zuläßt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein schwach saurer Elektrolyt, der Kaliumdicyanoaurat(l), Nickelsalz, Puffersalz, Leitsalz und Glanzbildner enthält. Nickel in Form von Nickelzitrat und Kaliumnickelnitrilotriazetat im Verhältnis 1:1 bis 1:4 enthält.

Vorzugsweise beträgt der pH-Wert des Elektrolyten pH 3,7 bis 4,5.

Zweckmäßigerweise beträgt die Konzentration an Kaliumdicyanoaurat(l) 5 bis 70 g/l und die Gesamtnickelkonzentration 0,5 bis

Die Erfindung soll an 2 Ausführungsbeispie.en näher erläutert werden.

Beispiel T

Der Elektrolyt hatte folgende Zusammensetzung

14 g/l Kaliumdicyanoaurat(i)
0,6 g/1 Ni als Nickelzitrat

1,9 g/l Ni als Kaliumnickelnitrilotriazetat
100 g/l Dikaliumhydrogenzitrat

pH-Wert 4,0

Der Elektrolyt wjrde ständig urrtgepumpt und blieb völlig stabil und klar. Die aus diesem Elektrolyten abgeschiedenen Gold-Nickel-Legierungsschichten mit 2% Nickel waren goidgelb, glänzend, haftfest spannungsarm, rißfrei, porenarm, verschleißarm, hart und korrosionsbeständig. Die Schichten konnten bis zu einer Abscheidungsgeschwindigkeit von 80μη-ι/η bei einer Katodenstromdichta von 10 A/dm² durch selektives Eintauchen vorgestanzter Steckverbinderkontaktbänder erhalten werden.