DD264462A1

DD264462A1 - Palladium/nickel-legierungselektrolyt

Info

Publication number: DD264462A1
Application number: DD30729087A
Authority: DD
Inventors: Thomas Guenther; Waldemar Swars; Peter Schirmer
Original assignee: Mikroelektronik Wilhelm Pieck
Priority date: 1987-09-28
Filing date: 1987-09-28
Publication date: 1989-02-01

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Palladium/Nickel-Legierungselektrolyten zum galvanischen Abscheiden von funktionellen und dekorativen Palladium/Nickel-Legierungsschichten, der frei von organischen Glanzzusaetzen ist und bei p H-Werten von 7,5 bis 10,5, Elektrolyttemperaturen von 15 bis 80C und Stromdichten von 0,1 bis 10 A/dm2 arbeitet. Im wesentlichen wird dies durch einen waessrigen Elektrolyten mit folgender Zusammensetzung erreicht: 1 bis 200 g/l Pd als &Pd (NH3)4!(NO3)2 1 bis 200 g/l Ni als Ni (NO3)2 und/oder &Ni (NH3)4!(NO3)220 bis 200 g/l NH4NO3

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Elektrolyten zum galvanischen Abscheiden von funktionellen und dekorativen Palladium/Nickel-Legierungsschichten.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Palladium/Nickel-Elektrolyte sind seit längerem bekannt. Vorzugsweise bestehen diese Elektrolyt aus Palladiumchlorid, Nickelsulfat oder Nickelchlorid, Ammoniumhydroxid oder Alkalihydroxiden und organischen Glanzzusätzen (GB 1143178, GBN 2115440). Speziell bei höheren Stromdichten neigen aber Elektrolyte dieses Typs zu unkontrollierbaren Anodenreaktionen mit den organischen Elektrolytzusätzen. Die hierdurch entstehenden organischen Abbauprodukte beoinflussn die elektrischen-, dekorativen- und Korrosionsoigenschaften der abgeschiedenen Legierungsschicht in starkem Maße negativ.

Demgegenüber müssen Elektrolyte ohne organische Glanzzusätze, wie sie zum Beispiel in der Patentschrift DE 2657925 beschrieben werdon, bei wesentlich höheren Elektrolyttemperaturen eingesetzt worden, um annähernd gleiche Schichteigenschaften zu erreichen. Solche Elektrolyte werden häufig in Lösungsflomischen mit mehreren anionischen Komponenten betrieben sowie mit Alkalihydroxid nur schwach basisch air.ydstellt (US 4428802). Dies führt bei dor Verwendung unlöslicher Anoden im direkten Anodenbereich zum Absinken des pH-Wertes und in der Folge zum Ausfällen von unlöslichen Palladiumkomplexen. Ein weiterer wesentlicher Nachteil dieser Elektrolyte beiitoht darin, daß die verschiedenen anionischen Komponenten dieser Elektrolyte bei geringen Schwankungen der Temperatur, der Konzentration und des pH-Wertes komplexe Umlagerungsreaktionen hervorrufen und sich hierdurch andere i3odingungen für die galvanische Abscheidung einstellen.

Ziel dor Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Darstellung eines Elektrolyten, der frei von organischen Zusätzen ist, bei niodrigen Temperaturen und im mittleren alkalischen pH-Bereich arbeitet und bei Stromdichten bis 10A/dm² glänzende, duktile, abriebfeste, korrosionsbeständige, riß- und porenfreie Palladium/Nickel-Legierungsabscheidungon liefert. Dabei soll der Elektrolyt sowohl für Trommelgalvanisierverfahren als auch für Gostollgalvanisierverfahren einsetzbar sein.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Palladium/Nickelelektrolyten bereitzustellen, der sich durch einfache Zusammensetzung, unkomplizierte Handhabung und der Möglichkeit zur Abscheidung von Legierungen mit variabler Zusammensetzung auszeichnet und keine organischen Glanzzusätzen aufweist.

Unerwartet wurde nun gefunden, daß zusatzfreio Eloktolyto auf der Basis von Palladiumtotraminnitrat, Nickelnilrat, Nickeltetraminnitrat und Ammoniumnitrat schon auf einem relativ niedrigen Temperaturniveau eine hohe Stromausbeute und Abschoidungsgeschwindigkeit aufwoison und auch bei Schwankungen der Abscheidungsbedingungen nicht zu Ausfälloder Umlagerungsreaktionen neigen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Elektrolyt aus einer wäßrigen Lösung von 1 bis 200g/l Pd als (Pd (NH₃I₄) (NO₃I₂,1 bis 200g/l Ni als Ni (NO₃I₂ und/oder (Ni (NH₃I₄) (NO₃I₂ und 20 bis 200g/l NH₄NO₃ besteht. Dabei ist der pH-Wert des Elektrolyten mit NH₃, NaOH oder KOH bzw. HNO₃ auf einen Bereich von 7,5 bis 10,5 vorzugsweise aber 8,0 bis 9,0 einzustellen. Boi Verwendung von NaOH oder KOH zur Einstellung des pH-Wertes sind dem Elektrolyten zusätzlich noch 2 bis 400g/l EDTA-diammonium- und/oder -dinatriumsalz zuzusetzen. Der Elektrolyt wird im Temperaturbereich von 15 bis 80⁰C und bei Stromdichten von 0,1 bis 10A/dm² betrieben, vorzugsweise beträgt aber die Temperatur 15 bis 3O⁰C und die Stromdichte 0,5 bis 5 A/dm².

Besonders vorteilhaft hat sinn dabei folgende Elektrolytzusammensetzung erwiesen: 10 bis 20 g/l Pd als [Pd (NHj)₄) (NO₃I₂ 5 bis 20g/l Ni als Ni (NO₃I₂ und/oder [Ni (NH₃I₄) (NO₃I₂ 20 bis 100g/l NH₄NO₃

Ausführungsbeispiele

Im folgenden wird die erfindungsnemäße Lösung an Hand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert:

Beispiel 1

20g/l Pd als (Pd (NH₃I₄) (NO₃I₂ 9g/l Ni als Ni (NO₃); und/oder (Ni INH₃U) (NO₃J₂ 50g/l NH₄NO₃ pH 8,2

Elektrolyttemperatur 23⁰C Stromdichte 2 A/dm'

Auf in üblicher Weise vorbehandelte Testgegenstände aus Eisen, Eisen/Nickel-Legierungen, Messing oder Kupfer scheidet sich sowohl auf vorvergoldeton, als auch auf nicht vorvergoldeten Grundmaterial eino duktile, glänzende riß- und porenfreio, abriebfeste und korrosionsbeständige Palladium/Nickel-Legierungsschicht der Zusammensetzung 68% Pd und 32% Ni ab.

Beispiel 2

10 g/l Pd als (Pd (NHj)₄] (NO₃J₂ 4,5g/l Ni als Ni (NO₃I₂ und/oder (Ni (NH₃I₄) (NO₃I₂ 100 g/l NH₄NO₃ pH 9,0

Elektrolyttemperatur 20°C Stromdichte 3A/dm²

Auf Probekörpern gemäß Beispiel 1 lassen sich Schichten gleicher Qualität mit der Zusammensetzung 90% Pd und 10% Ni abscheiden.

Claims

1. Palladium/Nickel-Legierungselektrolyt ohne Zusatz organischer Glanzbildner, gekennzeichnet dadurch, daß der Elektrolyt aus einer wäßrigen Lösung von [Pd (NH₃J₄] (NO₃J₂, Ni (NO₃J₂ und/oder [Ni 'NH₃),,] (NO₃J₂ und NH₄NO₃ besteht und bei pH-Werten von 7,5 bis 10,5, Elektrolyttemperaturen von 15 bis 8O⁰C und Stromdichten von 0,1 bis 10 A/dm² betrieben wird.

2. Palladium/Nickel-Legierungselektrolyt nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Gehalt an Pd als [Pd (NH_G)₄) (NO₃J₂, im Elektrolyten 1 bis 200g/l, vorzugsweise 10 bis 20g/l beträgt.

3. Palladium/Nickel-Legierungselektrolyt nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Gehalt an Ni als Ni (NO₃J₂ und/oder [Ni (NH₃J₄] (NO₃J₂ im Elektrolyten 1 bis 200 g/l vorzugsweise 5 bis 20 g/l beträgt.

4. Palladium/Nickel-Legierungselektr jlyt nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Gehalt an NH₄NO₃ 20 bis 200g/l vorzugsweise 20 bis 100g/l beträgt.

5. Palladium/Nickel-Legierungselektrolyt nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß vorzugsweise der Elektr- lyt im pH-Bereich von 8,0 bis 9,0 bei Temperaturen von 15 bis 3O⁰C und Stromdichten ν ^n 0,5 bis Wdm² betrieben wird.

6. Palladium/Nickel-Legierungselektrolyt nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß zum Einstellen des pH-Wertes NH₃ und/oder NaOH und/oder KOH oder HNO₃ verwendet wird.

7. Palladium/Nickel-Legierungselektrolyt nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, daß bei Einsatz von NaOH und/oder KOH der Elektrolyt zusätzlich 2 bis 400g/l EDTA-diammonium und/oder dinatriumsalz enthält.