DE1446259A1

DE1446259A1 - Verfahren und Bad zur Vergoldung

Info

Publication number: DE1446259A1
Application number: DE19621446259
Authority: DE
Inventors: Robert Duva
Original assignee: Sel Rex Corp
Current assignee: Sel Rex Corp
Priority date: 1961-08-28
Filing date: 1962-08-28
Publication date: 1968-11-14
Also published as: DE1446259B2; CH405868A; US3396042A; GB956922A

Description

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Beschreibung zu der Patentanmeldung

SEI-EEX CORPORATION 75, Hirer Road, liutley 10, N.J. U.S.A.

betreffend

Verfahren und Bad zur Vergoldung.

Die Erfindung betrifft die Abscheidung von Gold, inabesondere ohne Anwendung von elektrischem Strom.

Sie oheaische Reduktion und die Aufbringung durch !Tauchen von irgendeinem Metall auf anderen Metallen ist sehr verbreitet. Mit dem letzten Verfahren ist es möglich, Überzüge alt einer Dicke von ca. 0,125 bis 0,25 M₉ und «war nur auf Metallen, die in dem Elektrolyt weniger edel sind als das aufzubringende Metall, herzustellen.

Das chemische - und damit stromlose - Reduktionsverfahren ist daher in seiner Anwendung nicht so begrenzt als die

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Tauchmethode, da das Metall durch die chemische Reduktion zu bemerkenswerter Dicke kontinuierlich abgeschieden wird. Diese Aufbringungsart ist im allgemeinen begrenzt auf bestimmte "katalytische" Basismetalle, die den überzug tatsächlich aufnehmen. Darüberhinaus kann man in geeigneter ?/eise aktivierte lichtleiter durch stromlose, chemische Reduktion überziehen.

Bei dem gebräuchlichsten Verfahren der stromlosen, chemischen Reduktion wird eine Lösung mit Ionen des aufzubringenden Metalls und von einem Reduktionsmittel verwendet. Am häufigsten wird hierbei als Reduktionsmittel ein Hypophosphition angewandt, wobei das Bad bei einer Temperatur von ca. 90⁰C betrieben wird und ein weites Schwanken des pH-?Jertes durch bestimmte Puffer vermieden wird. Gold ist ein sehr elektro-negatives Element, d.h. es wird leicht reduziert, und ein System mit Hypophosphit ist instabil, und zwar unter spontaner Zersetzung, wodurch das Bad unbrauchbar wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf der Erkenntnis, daß sich für diesen Sweck, d.h. zur Herstellung von Croldniederschlägen mit einer Geschwindigkeit von 2 bis 2f5 VL je Stunde bei einer Temperatur wesentlich niederer als sie sonst für das stromlose Tauehvergolden angewandt wird, ein ganz anderes System anwenden läßt. Die erfindungsgemäß angewandten Bäder sind lange Zeit unter Produktionsbedingungen

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stabil. Es wurde gefunden, daß man Goldniederschläge aus einer Goldlösung in Gegenwart von Palladiumionen erhalten kann. Die Palladiumionen können in dem das Goldsalz enthaltenden Bad vorliegen oder man kann sie auf das zu über- / ziehende Werkstück aus einem anderen Bad aufbringen.

Das erfindungsgemäße Bad enthält Kaliumgoldcyanid mit 0,01 M.S 30 g/l lösliches Palladiumsalz, berechnet als Palladium. Geeignete Palladiumsalze sind beispielsweise Palladium-ⁿP"-salz (NH,)₉Pd(NO₉)₉, Dinatriumpalladiumtetrachlorid NaoPdCl, sowie Palladiumchlorid und -sulfat.

Zur Erläuterung wird im folgenden-die Theorie des erfindungsgemäßen Verfahrens behandelt. Es wird angenommen, daß - wenn einfache lösliche Palladiumsalze wie das Chlorid oder Sulfat verwendet werden - sich ein komplexes Palladiumsalz mit Beistellung von Pd^-Ionen bildet, das beispielsweise ähnlich der Struktur des ^WP^M-Salzes sein kann. Falls ein großer Überschuß an freien Cyanidionen in dem Bad vorliegt, findet keine Abscheidung statt. Es wird angenommen, daß dieser Effekt auf der Bildung eines sehr stabilen Palladiumkomplexes beruht, der keine Pd⁺⁺-Ionen bildet. Das Verhältnis von Palladiumsalz zu freien Cyanidionen muß daher hoch genug gehalten werden, daß Pd⁺⁺-Ionen entstehen, die für die Goldabscheidung erforderlich sind. Eine exakte Messung des Arbeitsverhältnisses von Palladiumealz zu Cyanidionen ist nicht möglich, es ist jedoch einfach,

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eine gegebene Lösung zu prüfen, ob sie in der Lage ist, Groldniederschläge zu bilden oder nicht. Es ist klar, daß das Palladium des P-Salzes und von Dinatriumpalladiumtetrachlorid in dem Goldcyanidbad Pd⁺⁺-Ionen liefert.

Das erfindungsgemäße Bad hat folgende Zusammensetzung!

Tabelle

Substanzen bevorzugt

g/l g/l

Au als lösliches GoId-

cyanid 0,5-30 4

Alkalisalz einer

schwachen Säure bis 300 25

schwache Säure bis 100 12

Pd als lösliches

Palladiumsalz 0,01-30 2

Ammoniak für pH-Einstellung auf pH 8 - 11 10

Wie sich aus dem weiten Bereich obiger Tabelle ergibt, so könaen dem Bad gegebenenfalls Alkalisalze schwacher Säuren oder die schwache Säure als solche zur Verbesserung der Stabilität des Bades zugesetzt werden. Es werden schwache Säuren wegen ihrer puffernden und/oder komplexbildenden Eigenschaften angewandt. Brauchbare schwache Säuren sind die Phosphorsäuren und im wesentlichen alle organischen Säuren wie Issig-, Propion-, Ko^i-, Malein-, Wein-, Zitronensäure

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u.a.; aehrbaeische Hydroxysäuren, wie Zitronensäure, und mehrbasische Aminosäuren, wie Äthylendiamin-tetraessig-Bäure (JiDfA), sind besonders geeignet wegen ihrer hoehen komplexbildenden Aktivität.

Die Aufbringung des Goldes geschieht dadurch, daß das Bad auf ca. 65 bis 75°C erwärmt und das reine Metallstück ausreichend lang für die gewünschte Sicke des Goldniederschlages eingetaucht wird.

Hit einem Bad, das 4 g/l Au als Kaliumgoldcyanid, 25 g/l Trikaliuacitrat, 12 g/l Zitronensäure, 2 g/l Pd als Palladiua-^llP^w-ealz und Ammoniak bis zu einem pH-Wert τοη enthält, werden Goldstärken von 0,25 ja/h, 2,5 ja in 2 Stunden und 3t33 JB in 3 Stunden erhalten. In anderen Versuchen erhielt man zufriedenstellende Niederschläge mit einer Badzusammensetzung entsprechend der oberen und unteren Grenze des weiten Bereiohs aus der !Tabelle·

Ua KU aeigen, daß der Zusatz von Salzen organischer Säuren nicht erforderlich ist, wurde mit einem Bad, enthaltend 4 g/l Au als Kaliumgoldcyanid, 1,5 g/l Pd als PalladiumⁿP^H-salz und Ammoniak bis zu einem pH-Wert von 10, eine Kupferplatt« überzogen. Die Platte wurde in das Bad bei 65⁰O eingetaucht und man erhielt nach 15 Minuten einen Niederschlag von 18 mg, der matt bis halbglänzend war.

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Man kann auch zufriedenstellende Niederschläge aus basischen Bädern, die nur ein lösliches Goldeyanid und das Palladium-"PÄsalz (NE,J₂Pd(UOg)₂ enthalten, erreichen, jedoch ist die Zugabe von Salzen organischer Säuren wie der Zitronen-, Glykol- oder Weinsäure, die mit jedem in dem System erhaltenen Metall einen Komplex bilden können und damit das Bad längere Zeit betriebsfähig halten, sehr wünschenswert. Mit den Natriumsalzen der Zitronen-, Glykol-, Essig- oder Weinsäure konnte man zufriedenstellende, niederschlage erhalten und die Betriebsfähigkeit des Bades wurde wie mit Zitronensäuresalzen verbessert.

Mit einem Bad, enthaltend 4 g Au als Kaliumgoldcyanid, 20 g sekundäres Kaliumphosphat, 1 g/l Pd als Palladium-"P"-salz und Ammoniak bis auf einen pH-Wert von 10, konnten zufriedenstellende Niederschläge mit einer Abscheidungsgeschwindigkeit von 2,72 mg/cm (17,5 mg/sq.in.) in 15 Minuten erhalten werden. Mit C.em sekundären Natriumphosphat erhielt man äquivalente Ergebnisse.

Mit einem Bad, enthaltend 4 g/l Au als Kaliumgoldcyanid, 1 g/l Pd als Na₂PdCl. und Ammoniak bis zu einem pH-Wert von 10 wurde durch Eintauchen ein Messingblech überzogen. Man erhielt in 15 Minuten eine Soldabscheidung von 2,18 mg/cm (14 mg/sq.in.)

ORIGiMAL INSPECTED

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Das Verfahren läßt sich auch anwenden auf einen in geeigneter Weise aktivierten Kichtleiter. So wurde eine Grundplatte mit Löchern aus Kunststoff für gedruckte i3ehaltungen (printed plastic board νith copper circuit elements) gereinigt, mit Kupferchlorid geätzt, mit 5Q$iger Salzsäure behandelt, mit Zinnchloridlösung sensibilisiert und dann durch Eintauchen in eine Palladiumchloridlösung katalysiert. Daraufhin wurde die Platte in ein Bad, enthaltend 4g/l Au ala Kaliumgoldcyanid, 1 g/l Pd als agPdCl^ und 40 g/l Dinatriumäthylendiamin-tetraacetat und Ammoniak bis zu einem pH-Wert von 10, getaucht. Auf der Kunststoffplatte und in den Löchern erhielt man einen zufriedenstellenden Goldüberzug.

Patentansprüche

ORIGINAL INSPECTED

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Claims

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1. Vergoldungebad zur chemischen Abscheidung von Gold aus einer wässrigen Lösung, enthaltend ein lösliches Goldcyanid, gekennzeichnet durch einen Behalt an 0,5 his 30 g/l Gold als Goldcyanid und 0,0t bis 30 g/l Palladium in Form eines löslichen Palladiumsalzes.

2. Vergoldungsbad nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an 0,5 hie 30 g/l Au als Alkaligoldcyanid, bis zu 300 g/l Alkaliealz einer schwachen Säure, bis zu 100 g/l einer schwachen Säure, 0,01 bis 30 g/l Pd als Palladiumsalz und Ammoniak bis zu einem pH-Wert von 8 bis 11.

3. Vergoldungsbad nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Gehalt an ca.

4 g/l Au ale Kaliumgoldcyanid, ca. 25 g/l Trialkalioitrat, ca. 12g/l Zitronensäure, ca. 2 g/l Pd als Palladiumsalz und Ammoniak bis zu einem pH-Wert von 10.

!■· Vergoldungsbad nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet _f daß das Palladiumsalz (HH₃)₂Pd(N0₂) oder Na₂PdCl₄ jst.

ORiGIWAL INSPECTED

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5. Verfahren zur Abscheidung von Gold auf Werkstücken in form eines Metalle, einer Metallegierung oder eines in geeigneter Weise aktivierten Nichtleiters, dadurch gekennzeichnet , daß man das Werkstück in ein Bad, enthaltend 0,5 his 30 g/l Au als lösliches Goldcyanid und 0,01 his 30 g/l Pd als Palladium!onen, his zur Erreichung der gewünschten Niederschlagsdicke eintaucht.

6» Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß man als Palladiumionen-Spender (HH-JgPd(NO₂)₂f NaPdCl^ oder Palladiumchlorid verwendet.

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