DE2315309A1 - GOLD BATH - Google Patents
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Description
Patentanwälte: 2 3 1 P 4 U 3Patent attorneys: 2 3 1 P 4 U 3
Dr. ing. Watter AWte
Dr. Dieter F. MorfDr. ing. Watter AWte
Dr. Dieter F. Morf
Dr. Hans-Α. Brauns ,27. März 1975Dr. Hans-Α. Brauns, 27. March 1975
ENGELHARD MINERALS & CHEMICALS CORPORATION 450 Mountain Avenue, Murray Hill, N.J., V. St. A.ENGELHARD MINERALS & CHEMICALS CORPORATION 450 Mountain Avenue, Murray Hill, NJ, V. St. A.
GoldbadGold bath
Die galvanische Abscheidung von Gold aus Sulfit-Gold-Komplexen von Alkalimetallen ist schon 1842 beschrieben worden (GB-PS 94-312; die aus jüngerer Zeit stammenden US-PS 3 05? 789 und 3 4-75 292 beziehen sich auf Bäder mit einem Gehalt an Sulfit-Gold-Komplexen für die Bildung von Goldniederschlägen mit einer Knoop-Härte von I30 bis 200.The galvanic deposition of gold from sulfite-gold complexes of alkali metals was described as early as 1842 (GB-PS 94-312; the more recent US-PS 3,05-789 and 3 4-75 292 relate to baths containing Sulphite-gold complexes for the formation of gold precipitates with a Knoop hardness of I30 to 200.
Es wurde nunmehr gefunden, dass man durch Zugabe einer gelenkten Menge einer Polycarbonsäure zusammen mit einem löslichen Halbmetall glänzende, duktile, reine Niederschläge mit einer gelenkten Knoop-Härte von unter I30 erhält und dass durch Veränderung der Anteile der genannten Säure- und Halbmetall-Komponenten Niederschläge mit einer Knoop-Härte von unter 90 erhalten werden.It has now been found that by adding a directed amount of a polycarboxylic acid together with a soluble Semi-metal receives shiny, ductile, pure precipitates with a controlled Knoop hardness of less than I30 and that by changing the proportions of the acid and semi-metal components mentioned, precipitates with a Knoop hardness below 90 can be obtained.
Der Goldelektrolyt gemäss der Erfindung zur Bildung von Goldniederschlägen mit einer gelenkten Knoop-Härte von unter 130 enthält Gold als Sulfit-Komplex, ein Alkalisulfit, .einThe gold electrolyte according to the invention for the formation of gold precipitates with a controlled Knoop hardness of less than 130 contains gold as a sulfite complex, an alkali sulfite, .ein
" 1 " 309841/1083" 1 " 309841/1083
Puffer- und Leitsalz und die Kombination einer Polycarbonsäure mit einem Halbmetall-Glanzbildner. Die Zugabe einer gelenkten Menge der Polycarbonsäure und des Halbmetall-Glanzbildners führt zu glänzenden, duktilen, reinen GoIdniederschlägen mit einer Knoop-Härte von unter I3O, und durch Veränderung der Anteile der genannten Säure- und Halbmetall-Komponenten werden Niederschläge mit einer Knoop Härte von unter 90 erhalten.Buffer and conductive salt and the combination of a polycarboxylic acid with a semi-metal brightener. The addition of a controlled amount of polycarboxylic acid and semimetal brightener leads to shiny, ductile, pure gold deposits with a Knoop hardness of less than I3O, and by changing the proportions of the named acid and semi-metal components, precipitates with a knoop Preserved hardness below 90.
Nachfolgend sind bevorzugte Ausführungsformen beschrieben. Das Goldbad gemäss der Erfindung enthältPreferred embodiments are described below. The gold bath according to the invention contains
Gold als Sulfit-Komplex 4- - 30Gold as a sulfite complex 4-30
Alkali- oder Ammonium-Puffersalz 10 - 200Alkali or ammonium buffer salt 10 - 200
Alkalisulfit 10 - 1 50Alkali sulfite 10 - 1 50
Polycarbonsäure 0,025 - 1j5Polycarboxylic acid 0.025 - 1j5
Halbmetall-Glanzbildner 0,0025 - 0,15Semi-metal brightener 0.0025 - 0.15
(als Metall)(as metal)
Alkali sal ζ in zur EinstellungAlkali sal ζ in for setting
des Bad-pH-Wertes auf 8 bis 11 genügender Mengethe bath pH value to 8 to 11 sufficient amount
Der Gold-Sulfit-Komplex wird aus der Gruppe Kaliumgoldsulfit, Natriumgoldsulfit und Ammoniumgoldsulfit gewählt.The gold sulfite complex is selected from the group consisting of potassium gold sulfite, sodium gold sulfite and ammonium gold sulfite.
Beispiele für die Alkali- oder Ammonium-Puffersalze sind Alkali- oder Ammoniumeitrate, -borate, -phosphate, -sulfamate und -pyrophosphate.Examples of the alkali or ammonium buffer salts are Alkali or ammonium nitrates, borates, phosphates, sulfamates and pyrophosphates.
Als Alkalisulfite werden Natrium- oder Kaliumsulfite verwendet. Sodium or potassium sulfites are used as alkali sulfites.
Beispiele für die Polycarbonsäuren sind Bernstein-, Malon-Examples of the polycarboxylic acids are succinic, malonic
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B-1102B-1102
und Oxalsäure und ihre Derivate, wie Maleinsäure. Die Polycarbonsäuren für die Zwecke der Erfindung sind keine Hydroxypolycarbonsäuren wie Citronen- oder Weinsäure, deren Salze oft als Puffer- oder Leitmittel in Goldelektrolyten Verwendung finden.and oxalic acid and its derivatives such as maleic acid. The polycarboxylic acids For the purposes of the invention there are no hydroxypolycarboxylic acids such as citric or tartaric acid, their salts often used as a buffer or conductive agent in gold electrolytes Find.
Beispiele für die löslichen Salze des Halbmetalls sind die löslichen Salze von Antimon, Arsen, Selen und Tellur, wie Kaliumantimontartrat, Arsentrioxid, Selen als mit Alkali, wie Kalium- oder Natriumhydroxid, neutralisierte Selensäure und Tellur als lösliches Salz, wie in Kalium- oder Natriumhydroxid gelöstes Tellurdioxid.Examples of the soluble salts of the semimetal are the soluble salts of antimony, arsenic, selenium and tellurium, such as Potassium antimony tartrate, arsenic trioxide, selenium than with alkali, like potassium or sodium hydroxide, neutralized selenic acid and tellurium as a soluble salt, like in potassium or Tellurium dioxide dissolved in sodium hydroxide.
Als Kombination von Po lye arb on säure und Harbmetall "bevorzugt werden Oxalsäure und Arsentrioxid. Die Glanz-Härte-Steuerlösung wird erhalten, indem man zur Auflösung des Arsentrioxides in einer wässrigen Oxalsäurelösung erwärmt. Wie sich gezeigt hat, werden durch Erhöhung oder Verminderung der Oxalsaurekonzentration in dem Glanzbildner oder Elektrolyt bei z. B. gleicher Arsenkonzentration galvanische Niederschläge verschiedener Härte erhalten. Vorzugsweise wird die Oxalsäure zusammen mit dem glanzbildenden Halbmetall zugesetzt.Preferred as a combination of polyacrylic acid and hard metal " become oxalic acid and arsenic trioxide. The gloss-hardness control solution is obtained by allowing the arsenic trioxide to dissolve heated in an aqueous oxalic acid solution. It has been shown to increase or decrease the oxalic acid concentration in the brightener or electrolyte at e.g. B. same arsenic concentration galvanic precipitates of various hardnesses. The oxalic acid is preferably used together with the gloss-forming semi-metal added.
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.The following examples serve to further illustrate the invention.
Beispiel 1example 1
Zur Bildung von Lösung A wurden in einer genügenden Wassermenge, um Λ 1 Lösung zu bilden, 50 g Oxalsäure-Kristalle und 10 g Arsen als Arsentrioxid gelöst.To form solution A, 50 g of oxalic acid crystals and 10 g of arsenic were dissolved as arsenic trioxide in an amount of water sufficient to form Λ 1 solution.
309841/1083309841/1083
Gold als Sulfit-Komplex 10 g/lGold as a sulfite complex 10 g / l
Kaliumeitrat ' 70 g/lPotassium citrate '70 g / l
Natrium- oder Kaliumsulfit 25 g/lSodium or potassium sulfite 25 g / l
Lösung A ' ~s 3 ml/1Solution A ' ~ s 3 ml / 1
Ealiumhydroxid ' entsprechend pH-Wert-EinEaliumhydroxid 'corresponding to pH-value
stellung auf 9,0 bis 9,5position on 9.0 to 9.5
Der bei 0,5 A/dm (5 A/Quadratfuss) unter Verwendung eines 25-g-Einsatzes (Load) und in einer Dicke von über 0,05 mm erhaltene Niederschlag hatte eine Kno op-Härte zwischen 94- und 123. Der Niederschlag war glänzend.The one at 0.5 A / dm (5 A / square foot) using a 25 g insert (Load) and the precipitate obtained in a thickness of over 0.05 mm had a Kno op hardness between 94- and 123. The precipitate was brilliant.
B ei spi el 2Example 2
Zur Bildung von Lösung B wurden in einer genügenden Vassermenge, um 1 1 Lösung zu bilden, 100 g Oxalsäure-Kristalle und 10 g Arsen als Arsentrioxid gelöst.To form solution B, sufficient water to form 1 liter of solution was mixed with 100 g of oxalic acid crystals and 10 g of arsenic dissolved as arsenic trioxide.
Gold als Sulfit-Komplex 10 g/lGold as a sulfite complex 10 g / l
Kaliumeitrat 70 g/lPotassium citrate 70 g / l
Natrium- oder Kaliumsulfit 25 g/lSodium or potassium sulfite 25 g / l
Lösung B 3 ml/1Solution B 3 ml / 1
Kaliumhydroxid entsprechend pH-Wert-Ein-Potassium hydroxide according to the pH value
stellung auf 9,0 bis 9,5position on 9.0 to 9.5
Der "bei 0,5 A/dm unter Verwendung eines 25-g-Einsatzes und in einer Dicke von über 0,05 ^m. erhaltene Niederschlag hatte eine Knoop-Härte zwischen 76 und 85» Der Niederschlag war glänzend.The precipitate obtained at 0.5 A / dm using a 25 g insert and in a thickness of over 0.05 m. Had a Knoop hardness between 76 and 85. The precipitate was glossy.
Beispiel 5Example 5
Zur Bildung von Lösung C wurden in einer genügenden Wassermenge, um 1 1 Lösung zu bilden, 10 g Arsen als. Arsentrioxid gelöst.To form solution C, in sufficient water to form 1 liter of solution, 10 g of arsenic were added as. Arsenic trioxide solved.
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B-1102B-1102
Bad;Bath;
Gold als Sulfit-Komplex Kaliumeitrat Natrium- oder Kaliumsulfit Lösung CGold as a sulfite complex Potassium citrate Sodium or potassium sulfite Solution C
Kaliumhydroxid entsprechend pH-Wert-EinPotassium hydroxide according to pH-value
stellung auf 9,0 bis 9,5position on 9.0 to 9.5
Der bei 0,5 A/dm unter Verwendung eines 25-g-EinsatzesThe one at 0.5 A / dm using a 25 g insert
und in einer Dicke von über 0,05 ™& erhaltene Niederschlag hatte eine Knoop-Härte zwischen 140 und 160. Der Niederschlag war glänzend.and precipitate obtained to a thickness of over 0.05% had a Knoop hardness between 140 and 160. The precipitate was shiny.
B ei s ρ i e 1 -4B ei s ρ i e 1 -4
Zur Bildung von Lösung D wurden in einer genügenden Wassermenge, um 1 1 Lösung zu bilden," 100 g Oxalsäure gelöst.To form solution D, 100 g of oxalic acid were dissolved in sufficient water to form 1 liter of solution.
Bad:Bath:
Gold als Sulfit-Komplex 10 g/lGold as a sulfite complex 10 g / l
Kaliumeitrat 70 g/lPotassium citrate 70 g / l
Natrium- oder Kaliumsulfit 25 g/lSodium or potassium sulfite 25 g / l
Lösung" D 3 ml/1Solution "D 3 ml / 1
Kaliumhydroxid entsprechend pH-Wert-EinPotassium hydroxide according to pH-value
stellung auf 9»0 bis 9,5position on 9 »0 to 9.5
Der bei 0,5 A/dm erhaltene Niederschlag war braun und hatte eine nicht sehr kompakte Beschaffenheit. Auf eine Härtebestimmung wurde verzichtet.The precipitate obtained at 0.5 A / dm was brown and not very compact. On a hardness determination was waived.
Die Polycarbonsäure-Halbmetallglanzbildner-Kombination wird zu dem Bad im Verhältnis von Polycarbonsäure zu Halbmetall im Bereich von 4- : 1 bis 20 : 1 hinzugefügt. Z. B. kann das Verhältnis 5 J 1 betragen, wodurch der Niederschlag eine Knoop-Härte von 90 bis 1JO hat, oder in bevorzugter WeiseThe polycarboxylic acid-semimetal brightener combination becomes the bath in the ratio of polycarboxylic acid to semimetal added in the range of 4: 1 to 20: 1. For example, the ratio can be 5 J 1, whereby the precipitate is a Knoop hardness of 90 to 1JO, or preferably
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10 : 1 j wodurch sich eine Knoop-Härte des Niederschlags von unter 90 einstellt.10: 1 j resulting in a Knoop hardness of the precipitate of less than 90.
Die Menge an solchem Zusatzmittel in dem Bad hängt von der Arbeitsgeschwindigkeit ab, bei der das Bad betrieben wird. Das folgende Beispiel erläutert den Einsatz des Zusatzmittels in einem Bad, das für den Betrieb bei Stromdichten wesentlicher Höhe formuliert ist, wobei die Stromdichte über der in Beispiel 1 bis 4 genannten liegt. Zum Betrieb des Bades bei solch höherer Stromdichte ist die Erhöhung der Gold- und Eaiiumcitrat-Konzentration notwendig.The amount of such additive in the bath depends on the Working speed at which the bath is operated. The following example explains the use of the additive in a bath that is formulated to operate at substantial current densities, the current density being above that mentioned in Examples 1 to 4. To operation of the bath with such a higher current density it is necessary to increase the gold and aluminum citrate concentration.
Beispiel 5Example 5
Gold als Sulfit-Komplex ' 20 g/lGold as a sulfite complex '20 g / l
Kaliumeitrat 90 g/lPotassium citrate 90 g / l
Uatrium- oder Kaliumsulfit 25 g/l Lösung A £von Beispiel i) 6 ml/1Uatrium or potassium sulfite 25 g / l Solution A £ from Example i) 6 ml / 1
Kaliumhydroxid entsprechend pH-Wert-Potassium hydroxide according to pH value
Einstellung auf 9,0 bisSetting from 9.0 to
' "9,5'"9.5
2 Dieses Bad lieferte bei 2,2 A/dm weiche, reine Goldniederschlage mit einer Knoop-Härte von 95 bis 100.2 This bath produced soft, pure gold precipitate at 2.2 A / dm with a Knoop hardness of 95 to 100.
Wie das folgende Beispiel erläutert, ergeben die obengenannten Verhältnisse von Polycarbonsäure zu Halbmetallsalζ bei einem Bad, das Alkalimetallgoldcyanid als Goldquelle enthält, nicht die gleiche Härteverminderung.As the following example explains, the above result Ratios of polycarboxylic acid to semi-metal salζ in one Bath containing alkali metal gold cyanide as a source of gold does not have the same reduction in hardness.
Beispiel 6Example 6
Gold als Kaliumgoldcyanid 10 g/lGold as potassium gold cyanide 10 g / l
Kaliumeitrat · 70 g/lPotassium citrate 70 g / l
Kaliumdihydrogenpho sphat JO g/lPotassium dihydrogenphosphate JO g / l
Lösung A (von Beispiel 1) -3 ml/1Solution A (from Example 1) -3 ml / 1
'H35PO4 oder KOH entsprechend pH-Wert-Ein-'H 35 PO 4 or KOH according to pH value
^ Stellung auf 6,5^ Position on 6.5
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— O —- O -
Ein "bei 0,5 A/dm abgeschiedener niederschlag hatte eine Knodp-Härte von 140.A precipitate deposited at 0.5 A / dm had one Knodp hardness of 140.
Das folgende Beispiel zeigt weiter, dass man ohne Einsatz des Kombinations-Zusatzmittels gemäss der Erfindung, d. h. bei Veglassung der Polyearbonsäure (Oxalsäure), die gleiche Härte wie in Beispiel 6 erhält:The following example further shows that you can use no the combination additive according to the invention, d. H. if the polyearboxylic acid (oxalic acid) is omitted, the same Hardness as in example 6 is obtained:
Beispiel 7Example 7
Gold als Kaliumgoldcyanid . 10 g/lGold as potassium gold cyanide. 10 g / l
- Kaliumeitrat 70 g/l- Potassium citrate 70 g / l
Kaliumdihydrogenpho sphat JO g/lPotassium dihydrogenphosphate JO g / l
Arsen als Arsentrioxid 30 mg/1Arsenic as arsenic trioxide 30 mg / 1
H3JPO2, oder KOH entsprechend pH-Wert-Ein-H 3 JPO 2 , or KOH according to pH value adjustment
p * stellung auf 6,5 p * position to 6.5
Ein bei 0,5 A/dm abgeschiedener Niederschlag hatte eine Knoop-Härte von 140.A precipitate deposited at 0.5 A / dm had a Knoop hardness of 140.
Die Ergebnisse von Beispiel 6 zeigen, dass das härte steuernde Zusatzmittel seinen Effekt nur in den nichtcyanidisehen Groldbädera entfaltet.The results of Example 6 show that the hardness controlling additive only see its effect in the non-cyanide Groldbädera unfolds.
309841/1083309841/1083
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