DD245787A3 - BATHROOM FOR THE HIGH-SPEED DEPOSITION OF GOLD - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein galvanisches Goldbad zur selektiven Abscheidung funktioneller Goldschichten mit hohen Abscheidungsgeschwindigkeiten. Bei diesem Badtyp kann ohne Aenderung der Zusammensetzung der Bestandteile des Bades, lediglich durch Veraenderungen der Konzentration, die Abscheidung verschiedener funktioneller Schichten ermoeglicht werden. Der Badtyp ist resistent gegen Ueberhitzung, Fremdmetallanreicherung und Oxidation und garantiert die Abscheidung von bis 500C temperaturstabilen Goldschichten mit minimalen Schichtdicken bis 0,1mm. Diese Wirkungen werden durch Zusatz einer Kombination von 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonsaeure mit einer stickstoffhaltigen Carbonsaeure erzielt.The invention relates to a galvanic gold bath for the selective deposition of functional gold layers with high deposition rates. With this type of bath, without changing the composition of the components of the bath, only by changing the concentration, the deposition of different functional layers can be made possible. The bath type is resistant to overheating, foreign metal accumulation and oxidation and guarantees the deposition of up to 500C temperature-stable gold layers with minimum layer thicknesses down to 0.1mm. These effects are achieved by adding a combination of 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid with a nitrogen-containing carboxylic acid.
Description
0 R'3-„- N[R-C-OH]n 0 R ' 3 - "- N [RC-OH] n
bzw. deren Salze mit η = 1, 2,3; R einer Alkylidengruppe bis 3 C-Atomen und R' = H bzw. einer Alkylgruppe bis 5 C-Atome verwendet werden.or their salts with η = 1, 2.3; R of an alkylidene group to 3 C-atoms and R '= H or an alkyl group to 5 C-atoms are used.
3. Bad nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als stickstoffhaltige Carbonsäure vorwiegend Nitrilotriessigsäure bzw. deren Salze eingesetzt wird.3. bath according to item 1 and 2, characterized in that is used as the nitrogen-containing carboxylic acid predominantly nitrilotriacetic acid or salts thereof.
4. Bad nach Punkt 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das molare Verhältnis zwischen der stickstoffhaltigen Carbonsäure und 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonsäure vorzugsweise 1:10 beträgt.4. bath according to item 1 to 3, characterized in that the molar ratio between the nitrogen-containing carboxylic acid and 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid is preferably 1:10.
5. Bad nach Punkt 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß 1-Hydroxyethan-1,1-disphosphonsäure im Konzentrationsbereich von 10—150g/l und stickstoffhaltige Carbonsäure im Konzentrationsbereich von 1-15 g/l verwendet wird.5. bath according to item 1 to 3, characterized in that 1-hydroxyethane-1,1-disphosphonic acid in the concentration range of 10-150g / l and nitrogen-containing carboxylic acid in the concentration range of 1-15 g / l is used.
Die Erfindung bezieht sich auf ein galvanisches, Dicyanoaurat (I) und Phosphorverbindungen erhaltendes Goldbad zur Herstellung von Goldüberzügen mit hohen Abscheidungsgeschwindigkeiten für den Einsatz in der Mikroelektronik, vorzugsweise zur selektiven Veredlung von Trägermaterialien im Chip- und Drahtkontaktierungsbereich zur Montage elektronischer Bauelemente sowie im Schweißbereich zum Verschließen von z. B. Transistorglasdurchführungen. Das erfindungsgemäße Bad eignet sich besonders zur Anwendung in bekannten produktiven Strömungsanlagen mit Anströmung des Elektrolyten über Einzeldüsen oder Düsenkanäle bei Verwendung unlöslicher Anoden.The invention relates to a galvanic, Dicyanoaurat (I) and phosphorus compounds obtained gold bath for the production of gold coatings with high deposition rates for use in microelectronics, preferably for the selective finishing of substrates in the chip and Drahtkontaktierungsbereich for mounting electronic components and in the welding area for closing from Z. B. transistor glass feedthroughs. The bath according to the invention is particularly suitable for use in known productive flow systems with inflow of the electrolyte via individual nozzles or nozzle channels when using insoluble anodes.
Zur galvanischen Abscheidung von Goldüberzügen auf Trägermaterialien für elektronische Bauelemente sind eine Vielzahl von Goldbädern bekannt. Die häufigste Anwendung finden Goldbäder im schwach sauren bis neutralen pH-Bereich auf Basis von Gold-Cyanid-Verbindungen mit und ohne freies Cyanid sowie Gold-Sulfid-Komplexen. Diese Goldbäder zur Vollveredlung von Trägermaterialien mit 24karätigem Gold bzw. mit Goldlegierungen wurden bisher, wie in einer Vielzahl von Quellen beschrieben, hauptsächlich hinsichtlich der Steuerung der Legierungszusammensetzung, der Verbesserung der Schichtdickenverteilung, der Steigerung der Stromausbeute, der Anwendung großer Stromdichtebereiche, der Verbesserung der Stabilität des Bades, der Verminderung des Angriffs der Basismaterialien und der Qualität der Niederschläge optimiert.For the galvanic deposition of gold coatings on substrates for electronic components a variety of gold baths are known. Gold baths in the weakly acidic to neutral pH range based on gold-cyanide compounds with and without free cyanide and gold-sulfide complexes are the most common application. These gold baths for full finishing of 24 karat gold and gold alloy substrates have heretofore been described mainly in terms of control of alloy composition, improvement of layer thickness distribution, increase in current efficiency, application of large current density ranges, improvement of stability as described in a variety of sources of the bath, the reduction of the attack of the base materials and the quality of the precipitations.
Prinzipiell können für die partielle Abscheidung wegen des Einsatzes unlöslicher Anoden und aus Sicherheitsgründen nur Goldbäder auf Basis Dicyanoaurat (I) ohne überschüssiges Cyanid verwendet werden. Sulfitbäder sind ungeeignet, Bäder auf Basis Tetracyanoaurat(lll) sind zwar anwendbar, aber unwirtschaftlich und werden nur für Spezialfälle wie Vergoldung von Edelstahl eingesetzt.In principle, only gold baths based on dicyanoaurate (I) without excess cyanide can be used for the partial deposition because of the use of insoluble anodes and for safety reasons. Sulfite baths are unsuitable, baths based on tetracyanoaurate (III) are applicable, but uneconomical and are used only for special cases such as gilding of stainless steel.
Die zur Vollvergoldung verwendeten Bäder enthalten neben Leitsalzen vorwiegend Zitronensäure als Puffer und komplexbildende Substanz. Die Bäder wurden mit den unterschiedlichsten Verbindungen zur Erzielung verschiedener Niederschlags- und Elektrolyteigenschaften, insbesondere zur Glanzgold- und Legierungsabscheidung kombiniert. Zur Verringerung der Empfindlichkeit dieser Citratbäder gegenüber Fremdmetallen in geringer Konzentration und zur Stabilisierung der Legierungsabscheidung und deren Zusammensetzung wurden später organische Phosphonsäuren eingesetzt. jThe baths used for full gold plating contain, in addition to conductive salts, mainly citric acid as a buffer and complex-forming substance. The baths were combined with a variety of compounds to achieve various precipitation and electrolyte properties, in particular for bright gold and alloy deposition. To reduce the sensitivity of these citrate baths to foreign metals in low concentration and to stabilize the alloy deposition and their composition later organic phosphonic acids were used. j
In den Patentschriften GB-PS 1198527, US-PS 3672969,DE-PS 1621128 wird angegeben, daß durch Zusatz von chelatbildenden Phosphonsäuren zu Citratbädern und nur durch diese Kombination höhere Abscheidungsgeschwindigkeiten erzielt werden. Unter den für Strömungsanlagen typischen hohen Stromdichten, insbesondere auch an der unlöslichen Anode, ergab sich infolge störender Oxidationsprodukte auch von Seiten des Citrats nur eine begrenzte Standzeit des Elektrolyten. Das mit Verwendung von Citraten vorbeschriebene Goldbad zeigt nach einer Betriebsdauer von 15.000 Ampere χ Minuten durch Anlösen des Grundmaterials eine Fremdmetallionenkonzentration von 255mg Fe/I, 88mg Ni/I und 55mg Co/I. Dieser Fremdmetallgehalt hat im Zusammenwirken mit den störenden Oxidationsprodukten des Citrates eine signifikante Verschlechterung der Überzugseigenschaften in ihrem funktioneilen Charakter für mikroelektronische Bauelemente zur Folge. Damit muß der Elektrolyt verworfen werden.In the patents GB-PS 1198527, US-PS 3672969, DE-PS 1621128 it is stated that higher deposition rates are achieved by addition of chelating phosphonic acids to citrate baths and only by this combination. Among the typical for flow systems high current densities, especially at the insoluble anode, resulting from disturbing oxidation products on the part of the citrate only a limited life of the electrolyte. The gold bath described above using citrates shows a foreign metal ion concentration of 255 mg Fe / I, 88 mg Ni / I and 55 mg Co / I after a service life of 15,000 ampere χ minutes by dissolving the base material. This foreign metal content, in conjunction with the interfering oxidation products of the citrate, results in a significant deterioration of the coating properties in terms of their functional character for microelectronic components. Thus, the electrolyte must be discarded.
In den Patentschriften DE-OS 2236493 und US-PS 4073700 werden als Chelatbildner N-CarbpxylierteAminophosphonsäuren für die Abscheidung von Reinstgold und Goldlegierungen verwendet. Jedoch kann auch hierbei zur Erzielung bestimmter Schichteigenschaften auf die Verwendung von Citrat bzw. anderen organischen Säuren oder deren Salze nicht verzichtet werden. Die Herstellung von diesen speziellen Verbindungen ist aufwendig, kommerziell sind sie kaum verfügbar. In den Patentschriften US-PS 3770596, 3878068 und DE-OS 2800817 wird die Kombination von Phosphonsäuren wie Ethylendiamintetramethylphosphonsäure mit Hydrazin als Reduktionsmittel zur Verhinderung von bipolaren Effekten bei der Trommelgalvanisierung beschrieben. Unter Zusatz von geringen Mengen Blei bzw. Arsen beträgt der pH-Wert 4-8, die Temperatur 50°C. Die Wirkung von Phosphonsäuren bzw. auch von trans-1,2-Diaminocyclohexantetraessigsäure besteht darin, eine Ausfällung von Arsenverbindungen zu verhindern. Die erzielbaren Stromdichten sind durch das Arbeiten bei mittleren Temperaturen relativ niedrig, außerdem ergibt sich durch den Einsatz der verschiedenen Komponenten eine komplizierte Badführung und somit keine Eignung für Strömungsanlagen.In the patents DE-OS 2236493 and US-PS 4073700 are used as chelating agent N-Carbpxylierte- amino phosphonic acids for the deposition of pure gold and gold alloys. However, the use of citrate or other organic acids or salts thereof can not be dispensed with in order to achieve specific layer properties. The preparation of these special compounds is expensive, they are hardly available commercially. The patents US Pat. Nos. 3,770,596, 3,878,068 and DE-OS 2,800,817 describe the combination of phosphonic acids, such as ethylenediamine tetramethylphosphonic acid, with hydrazine as a reducing agent to prevent bipolar effects in drum galvanization. With the addition of small amounts of lead or arsenic, the pH is 4-8, the temperature 50 ° C. The effect of phosphonic acids or of trans-1,2-Diaminocyclohexantetraessigsäure is to prevent precipitation of arsenic compounds. The achievable current densities are relatively low by working at medium temperatures, also results from the use of various components a complicated bath management and thus no suitability for flow systems.
Als weitere wirksame Kombination zur Beeinflussung der Goldabscheidung wird in US-PS 3833488 Aminoguanidin und u. a. Citronensäure bzw. Ethylendiamintetramethylphosphonsäure bzw. Ethylendiamintetraessigsäure angegeben. Durch Aminoguanidin soll analog zum Hydrazin die Stromausbeute auf.nahezu 100% ansteigen, jedoch reichern sich auch hier schnell organische, störende Reaktionsprodukte an. Eine Kombination von Polyethyleniminen mit unterschiedlichen Molmassen und Phosphonsäuren als auch vielen anderen als Leitsalze eingesetzte Verbindungen wird zur Erzielung von glänzenden Gold- und Goldlegierungsschichten in US-PS 3864222 angegeben.As a further effective combination for influencing the gold deposition is in US-PS 3833488 aminoguanidine and u. a. Citric acid or ethylenediamine tetramethylphosphonic acid or ethylenediaminetetraacetic indicated. By aminoguanidine analogous to the hydrazine, the current efficiency auf.nauzu increase to 100%, but accumulate here quickly organic, interfering reaction products. A combination of polyethylenimines having different molecular weights and phosphonic acids as well as many other compounds used as conducting salts is disclosed in U.S. Patent 3,864,222 to obtain lustrous gold and gold alloy layers.
Die in den Patentschriften GB-PS 1198527, US-PS 3672969, DE-PS 1621128 aufgeführten Goldbäder zeigten im Vergleich der oben beschriebenen Bäder die besten Abscheidungsergebnisse beim Einsatz in Strömungsanlagen zur selektiven Beschichtung von funktionellen Bereichen auf Trägermaterialien für elektronische Bauelemente mit dem oben genannten Nachteil. Insgesamt konnten die folgenden Probleme an einem einzigen Goldelektrolyten nicht geklärt werden:The gold baths listed in the patents GB-PS 1198527, US-PS 3672969, DE-PS 1621128 showed the best deposition results when compared to the baths described above when used in flow systems for the selective coating of functional areas on substrates for electronic components with the above-mentioned disadvantage , Overall, the following problems with a single gold electrolyte could not be clarified:
— relativ rasche Fremdmetallanreicherung bei selektiver Vergoldung von nicht vorbeschichtetem Grundmaterial wie Eisen-Nickel-Cobalt- bzw. Eisen-Nickel-Legierung und dadurch bedingte Beeinträchtigung der Standzeit der Goldelektrode und der Schichteigenschaften durch die Spurenmetalle,Relatively fast foreign metal enrichment with selective gold plating of non-precoated base material such as iron-nickel-cobalt or iron-nickel alloy and consequent impairment of the service life of the gold electrode and the layer properties by the trace metals,
— starke Empfindlichkeit der Goldbäder gegenüber Überhitzung bis auf 100°C, verbunden mit Verlust der Bäder,- high sensitivity of the gold baths to overheating up to 100 ° C, associated with loss of the baths,
— geringe Oxidationsstabilität gegenüber den hohen Anodenstromdichten an kleinflächigen inerten Anodendüsen in Strömungsanlagen und Bildung störender Oxidationsprodukte,Low oxidation stability compared with the high anode current densities at small-area inert anode nozzles in flow systems and formation of troublesome oxidation products,
— geringe Temperaturstabilität der abgeschiedenen Goldschichten mit Schichtdicken kleiner 1 /xm,Low temperature stability of the deposited gold layers with layer thicknesses smaller than 1 / xm,
— enger Anwendungsbereich der Abscheidungsparameter für optimierte Zielfunktionen der abgeschiedenen Schichten, so daß für spezielle Anwendungsfälle besondere Elektrolyte notwendig sind.Narrow range of application of the deposition parameters for optimized target functions of the deposited layers, so that special electrolytes are necessary for special applications.
Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, ausgehend von der gleichen Grundzusammensetzung bzw. dem gleichen Elektrolyttyp nur durch Veränderung der Konzentrationen, insbesondere des Goldgehaltes, Goldbäder für verschiedene Einsatzfälle zur schnelleren Abscheidung von funktionellen Goldschichten mit deutlicher Erhöhung der Standzeiten zu formulieren.The aim of the present invention is to formulate gold baths for different applications for the faster deposition of functional gold layers with a significant increase in service life, starting from the same basic composition or the same type of electrolyte, only by changing the concentrations, in particular the gold content.
Wie in den bereits dargelegten Patentschriften angegeben wird, sind zur Abscheidung von Goldschichten für die unterschiedlichsten Zwecke Goldbäder mit einer ausgewogenen Kombination verschiedener Bestandteile notwendig. Jedoch weisen die dort angegebenen Bäder mit den Substanzen — Phosphonsäure und Citrate — Phosphonsäure bzw. trans-1,2-Diaminocyclohexantetraessigsäure und Hydrazin — Zitronensäure bzw. Phosphonsäure bzw. Ethylendiamintetraessigsäure und Aminoguanidin — noch die bereits erwähnten Nachteile auf.As indicated in the patents already cited, gold baths having a balanced combination of various components are necessary for the deposition of gold layers for a variety of purposes. However, the baths indicated there with the substances - phosphonic acid and citrates - phosphonic acid or trans-1,2-diaminocyclohexantetraacetic acid and hydrazine - citric acid or phosphonic acid or ethylenediaminetetraacetic acid and aminoguanidine - still the disadvantages mentioned above.
Es wurde festgestellt, daß ein Goldelektrolyt ohne freies Cyanid, der außer Dicyanoaurat(l) und Phosphaten die Kombination von 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonsäure, mit einer stickstoffhaltigen Carbonsäure in unterschiedlichen molaren Verhältnissen, vorwiegend jedoch um 10:1, enthält besonders für den Einsatz in Strömungsanlagen zur partiellen Vergoldung geeignet ist. Die Einzelkomponenten der Kombination zeigen nicht die gewünschte Wirkung, teilweise sind die Goldschichten nicht haftfest oder auch nicht deckend, d.h. porig und insgesamt thermisch nicht stabil. Durch diese Kombination kann auf den Einsatz von Reduktionsmitteln wie Hydrazin verzichtet werden.It has been found that a gold electrolyte without free cyanide, except dicyanoaurate (I) and phosphates, particularly contains the combination of 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid with a nitrogen-containing carboxylic acid in different molar ratios, but predominantly around 10: 1 suitable for use in partial gilding flow systems. The individual components of the combination do not show the desired effect, in some cases the gold layers are not adherent or even opaque, i. porous and not thermally stable overall. By this combination can be dispensed with the use of reducing agents such as hydrazine.
Als insbesondere stickstofffreie Phosphonsäure enthält das Goldbad 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonsäure (HEDP) bzw. deren Alkalimetall-, Ammonium- oder Erdalkalimetallsalze. Als stickstoffhaltige Carbonsäure bzw. N-carboxyliertes Alkylamin der allgemeinen FormelAs especially nitrogen-free phosphonic acid, the gold bath contains 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid (HEDP) or its alkali metal, ammonium or alkaline earth metal salts. As nitrogen-containing carboxylic acid or N-carboxylated alkylamine of the general formula
O R'3-„- N[R-C-OH]n O R'3 - "- N [RC-OH] n
mit η = 1,2,3; R einer Alkylidengrup'pebis3 C-Atome und R' = H bzw. Alkylgruppe bis 5 C-Atome kommt vorwiegend Nitrolotriessigsäure (NTE) bzw. deren Alkalimetall-, Erdalkalimetall-oder Ammoniumsalze zur Anwendung. Die Konzentration an HEDP wird vorzugsweise zwischen 10-150g/l,diean NTE zwischen 1-15 g/l gehalten. Der pH-Wert beträgt je nach Anwendungsfall zwischen 3,0-8,0. Die Dichte der Lösung liegt zwischen 5 und 25° Be. Die Stromdichte kann zwischen 0,1 bis 15 A/dm2 variiert werden. Je nach verwendeter Galvanisieranlage steigt die Abscheidungsgeschwindigkeit mit der Erhöhung des Goldgehaltes, der Temperatur und der Strömungsgeschwindigkeit.with η = 1,2,3; R of a Alkylidengrup'pebis3 C-atoms and R '= H or alkyl group to 5 C-atoms is mainly Nitrolotriessigsäure (NTE) or their alkali metal, alkaline earth metal or ammonium salts used. The concentration of HEDP is preferably maintained between 10-150 g / L, that of NTE between 1-15 g / L. Depending on the application, the pH is between 3.0-8.0. The density of the solution is between 5 and 25 ° Be. The current density can be varied between 0.1 to 15 A / dm 2 . Depending on the galvanizing plant used, the deposition rate increases with increasing gold content, temperature and flow rate.
Die Goldkonzentration liegt zwischen 0,05 und 25g/l. Der Konzentrationsbereich von 0,05 bis 2 g/l ist günstig für die galvanische wie auch außenstromlose Abscheidung von Haftvermittlungsschichten. Zur Abscheidung thermisch stabiler Flashgoldschichten ist die geeignetste Konzentration im Bereich von 1 bis 6 g/l ermittelt worden, während bei Konzentrationen zwischen 6 und 25 g/l mindestens 1 /xm dicke Goldschichten direkt auf Eisen-Nickel-Kobalt- bzw. Eisen-Nickel-Legierungen abgeschieden werden können. Der Elektrolyt ist im Temperaturbereich von 40—90°C einsatzfähig, eine Überhitzung und sogar ein Kochen des Elektrolyten ist unkritisch. Störende Oxidationsprodukte, die durch eine anodische Reaktion an den unlöslichen Anoden, insbesondere bei citrathaltigen Goldelektrolyten entstehen, treten hierbei nicht auf. Beim Einsatz dieses Goldelektrolyten zur Direktvergoldung von Eisen- bzw. Eisen-Nickel-Kobalt-Legierungen wird die Anlösung des Grundmaterials gegenüber vergleichbaren Elektrolyten wesentlich verlangsamt. Durch die beschriebene Kombination sind bei hohen Stromdichten besonders lange Standzeiten der Elektrolyte bis mindestens 30000 Ampere χ Minuten erreichbar, bevor die Fremdmetallionenkonzentration die zum Verwerfen des Elektrolyten zwingenden Grenzwerte erreicht.The gold concentration is between 0.05 and 25g / l. The concentration range of 0.05 to 2 g / l is favorable for the galvanic as well as electroless deposition of adhesion promoting layers. The most suitable concentration in the range of 1 to 6 g / l has been determined for the deposition of thermally stable flash gold layers, while at concentrations between 6 and 25 g / l at least 1 / xm thick gold layers directly on iron-nickel-cobalt or iron-nickel Alloys can be deposited. The electrolyte can be used in the temperature range of 40-90 ° C, overheating and even boiling of the electrolyte is not critical. Disturbing oxidation products which are formed by an anodic reaction on the insoluble anodes, in particular in citrate-containing gold electrolytes, do not occur in this case. When using this gold electrolyte for the direct gold plating of iron or iron-nickel-cobalt alloys, the dissolution of the base material is significantly slower than comparable electrolytes. Due to the combination described, particularly long service lives of the electrolytes at high current densities can be achieved up to at least 30,000 ampere-χ minutes before the foreign metal ion concentration reaches the limit values that are mandatory for rejecting the electrolyte.
Zum Zweck des.Abscheider^ dünnster Haftvermittlungsschichten bzw. thermisch stabiler Flashgoldschichten wird die Konzentration aller Komponenten aus ökonomischen Gründen, insbesondere die Goldkonzentration, stark verringert. Die so erhaltenen Schichten sind für weitere Prozesse wie partielle Vergoldung oder Versilberung galvanisierfähiger. Insbesondere kann man bei einer nachgeschalteten partiellen Vergoldung mit dem gleichen Badtyp auf Spülprozesse verzichten. Gleichzeitig verringert sich die Verdünnung des nachfolgenden Goldbades durch eingeschlepptes Spülwasser und damit auch die Chemikalienmengezum Nachdosieren. Die Flashgoldschichten mit Schichtdicken zwischen 0,1-0,3 μ.ηη sind bis500°Cthermisch beständig und in der Mikroelektronik zum Verschließen von z. B. Transistor-Bauelementen sehr gut geeignet.For the purpose of separating the thinnest adhesion promoting layers or thermally stable flash gold layers, the concentration of all components is greatly reduced for economic reasons, in particular the gold concentration. The layers thus obtained are more suitable for further processes such as partial gold plating or silver plating. In particular, one can dispense with rinsing processes in a downstream partial gilding with the same bath type. At the same time, the dilution of the subsequent gold bath is reduced by entrained rinsing water and thus also the amount of chemicals for subsequent dosing. The Flashgoldschichten with layer thicknesses between 0.1-0.3 μ.ηη are up to 500 ° Cthermisch resistant and in microelectronics for sealing z. B. transistor devices very well suited.
Bad zur Abscheidung dicker Goldschichten mit folgender Zusammensetzung:Bath for depositing thick gold layers of the following composition:
Der pH-Wert wird mit verdünnter Kalilauge auf einen Wert um 7,0 eingestellt. Die Dichte beträgt 200Be. Das Bad wird in einer Spot-plating-Anlage zur selektiven Beschichtung von nurtrientfetteten Eisen-Nickel-Grundmaterialien eingesetzt. Bei einer Temperatur von 75°C und einer Stromdichte von 8 A/dm2 werden in 50s matte, seidenglänzende, feinkörnige und haftfeste Goldschichten von 3ju.m Schichtdicke bei einer Stromausbeute um 99% abgeschieden, die nach einer 5minütigen Temperaturbelastung von 5000C keinerlei Veränderungen zeigen und in der elektronischen Industrie problemlos verarbeitbar sind.The pH is adjusted to 7.0 with dilute potassium hydroxide solution. The density is 20 0 Be. The bath is used in a spot-plating plant for the selective coating of base-grade iron-nickel base materials. At a temperature of 75 ° C and a current density of 8 A / dm 2 matt, silky, fine-grained and adherent gold layers of 3ju.m layer thickness are deposited with a current efficiency of 99% in 50s, after a 5-minute temperature load of 500 0 C no Show changes and are easy to process in the electronic industry.
Anstelle der Goldkonzentration des Bades nach Beispiel 1 wird eine Konzentration von 25g/l verwendet. Bei sonst gleichen Abscheidebedingungen kann bei einer Stromdichte von 15 A/dm2 in 35s eine Goldschicht von ebenfalls 3μ.Γη Dicke hergestellt werden, die den gleichen Anforderungen entspricht.Instead of the gold concentration of the bath according to Example 1, a concentration of 25 g / l is used. With otherwise identical deposition conditions, at a current density of 15 A / dm 2 in 35 s, a gold layer of likewise 3 .mu.m thickness can be produced, which corresponds to the same requirements.
Bad zur Herstellung dicker Goldschichten gemäß Beispiel 1, wobei zur schnellen Abscheidung die Arbeitstemperatur auf 85°C erhöht wird. Daraus ergibt sich die Möglichkeit der Stromdichteerhöhung auf 10A/dm2. Unter diesen Bedingungen ist in 53s ebenfalls eine 3^m dicke Goldschicht der beschriebenen Qualität aufzubringen.Bath for producing thick gold layers according to Example 1, wherein the working temperature is increased to 85 ° C for rapid deposition. This results in the possibility of increasing the current density to 10A / dm 2 . Under these conditions, a 3 ^ m gold layer of the described quality is also to be applied in 53s.
Bad zur Abscheidung von Flashgoldschichten mit folgender Zusammensetzung: Gold als Kaliumgoldcyanid 4g/lBath for the deposition of flash gold layers with the following composition: Gold as potassium gold cyanide 4g / l
HEDP 30 g/lHEDP 30 g / l
KH2PO4 20 g/lKH 2 PO 4 20 g / l
NTE 1,5 g/lNTE 1.5 g / l
Mit diesem Bad, weichesauf einen pH-Wert um 5,6 eingestellt ist und eine Dichte von 80Be aufweist, werden auf aktiviertem Grundmaterial (Eisen-Nickel-Kobalt-Legierung) bzw. Eisen-Nickel-Legierung) und unter starker Elektrolytbewegung bei 60°C und einer Stromdichte von 0,6A/m2 in 50s 0,2μ,ηη gelbe und haftfeste Flashgoldschichten abgeschieden, die einer Temperaturbelastung von 5000C mindestens 5min lang unverändert standhalten.Is set with this bath, weichesauf a pH of 5.6 and having a density of 8 0 Be, be activated on the base material (iron-nickel-cobalt alloy) or iron-nickel alloy) and under strong electrolyte movement 60 ° C and a current density of 0.6A / m 2 in 50s 0.2μ, ηη yellow and adherent flash gold deposited layers that withstand a temperature load of 500 0 C for at least 5min unchanged.
Bad zum Abscheiden von Haftvermittlungsschichten:Bath for the separation of adhesive layers:
Bei einem pH-Wert von 6,5 und einer Temperatur von 550C wird auf aktiviertem Grundmaterial in 30s eine haftfeste, etwa Ο,Οδμιτι dicke Goldschicht abgeschieden, die eine intensive Haftvermittlung zwischen Grundmaterial und weiteren Veredlungsschichten bildet.At a pH of 6.5 and a temperature of 55 0 C, an adherent, about Ο, Οδμιτι thick gold layer is deposited on activated base material in 30s, which forms an intensive adhesion promotion between the base material and other finishing layers.
Die Wirksamkeit der stickstoffhaltigen Carbonsäure bezüglich der Verlängerung der Betriebszeiten bei hohen Stromdichten ist nicht auf NTE beschränkt; geeignet ist auch /3-Alanin-N,N-diessigsäure.The effectiveness of the nitrogen-containing carboxylic acid with respect to the extension of the operating times at high current densities is not limited to NTE; also suitable is / 3-alanine-N, N-diacetic acid.
Alle genannten Beispiele sind in einer Galvanisieranlage gemeinsam verwendbar. Das Weglassen der Zwischenspülung ist ohne Einfluß auf die funktionellen Eigenschaften der Goldschichten.All the examples mentioned can be used together in a galvanizing plant. The omission of the intermediate rinse has no influence on the functional properties of the gold layers.
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1985
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