DE2337848A1

DE2337848A1 - Goldelektrolyt

Info

Publication number: DE2337848A1
Application number: DE19732337848
Authority: DE
Inventors: Crossley John Alan; Paul Grahame Clorley; John Alan Crossley; Valerie Kathryn Weimer
Original assignee: Oxy Metal Finishing Corp
Current assignee: OMI International Corp
Priority date: 1972-07-26
Filing date: 1973-07-25
Publication date: 1974-02-07
Also published as: DE2337848C3; FR2193885B1; NL166987C; DE2337848B2; NL166987B; CA1023688A; US4069113A; CH584297A5; GB1442325A; IT989987B; ES417246A1; JPS5347772B2; NL7310333A; FR2193885A1; BR7305648D0; BE802853A; JPS49131919A

Description

Die Erfindung betrifft Elektrolyten zur Vergoldung von Gegenständen zur Herstellung von gedruckten Schaltungen und Anschlüssen, z.B. Federanschlüssen, mit der erforderlichen Abrieb- oder Verschleißfestigkeit. Diese dünnen Metallkontakte auf den Platten müssen wiederholte Ein- und Ausschaltung während beachtlicher elektrischer Leistungen aushalten und darüberhinaus korrosionsbeständig sein, geringe Porosität aufweisen und keinem Verschleiß unterliegen.

Bei dem erfindungsgemäßen Goldbad handelt es sich um ein saures cyanidisches Bad (US-PS 2 905 601). Das bekannte saure cyanidische Goldbad enthält z.B. 1 bis 15 g/l Gold als Kaliumgoldcyanid in einem mit Citronensäure, und/oder liatriumcitrat gepufferten System von z.B. 10 bis 150 g/l Citronensäure sowie ein gelöstes Legierungsmetallsalζ'wie das Sulfat, Sulfamat, Forrniat, Acetat, Citrat, Lactat, Tartrat, Fluoroborat, Borat

309886/111Ö

- 2 - 1A-43 422

oder Phosphat von Nickel, Zink, Kobalt, Indium, Eisen, Mangan, Antimon oder Kupfer in einer Konzentration von z.B. 1 bis 50 g/l.

Mit Hilfe derartiger Elektrolyten erhält man hochglänzende harte verschleißfähige Schichten, jedoch bei relativ geringer Abacheidungsleistung, z.B. etwa 30$ (45 mg/A.min bei einer Goldlösung von 8 g/l, während eine 100^ige Wirksamkeit einer Abscheidung smenge von 120 mg/A.min entsprechen würde). Dies gilt für Elektrolyten mit einem pH-Wert zwischen 3 und 4 und Kobalt als Legierungselement.

Es wurde festgestellt, daß - wenn man versucht, die Wirksamkeit des Verfahrens durch höhere pH-V/erte zu verbessern die Schichten weniger glänzend sind. Wenn der pH-Wert abgesenkt wird, so steigt der Glanz, jedoch sinkt die Abscheidtmgsleistung, während andere Konstanten gleichbleiben. Weiters wurde festgestellt, daß, wenn man die Kobaitkonzentration in der Losung
erhöht, der pH-V/ert, bei dem es zu einem nachteiligen Einfluß kommen kann, ansteigt auf einen höheren V/ert und kein Absinken der Abscheidungsleistung ohne Glanzverlust oder Vergrößerung des Glanzes ahne V/irksamkeitsverlust auftritt.

Gegenstand der Erfindung ist nun ein Elektrolyt, mit dem_ eine Verbesserung der Wirksamkeit erreicht wird, ohne daß dies auf Kosten des Glanzes oder einer nennenswerten Verringerung der Verschleißbeständigkeit geht. Die erfindungsgemäßen Elektrolyten beruhen auf der Tatsache, daß, wenn Ameisensäure und Aluminium in Form eines Alkalialuminats dem cyanidischen Goldbad
gepuffert mit Citronensäure und/oder Citrat zugesetzt wird und ein Kobaltsalz vorliegt, man hervorragend glänzende verschleißbeständige Schichten erhält und daoei auch noch die Leistungsfähigkeit, also Abscheidungsleistung, verbessert ist.

309886/1 1 16

- 3 - 1A-43 422

Die Erfindung betrifft somit einen Elektrolyt zur Abscheidung von Gold und Goldlegierungen, enthaltend Gold in Form eines löslichen Salzes, vorzugsweise Kaliumgoldcyanid, aber auch Natrium-oder Ammoniumsalze sind brauchbarj vorzugsweise in einer Konzentration von 1 bis 32, vorzugsweise 6 bis 12, insbesondere

g/l Auj weiters ein lösliches Legierungsmetallsalz, vorzugsweise Kobalt oder Nickel, da diese mit dem Gold mit ausgefällt werden können, z.B. als Sulfat (Ko bait sulfat) oder auch als Chelat mit entsprechend instabiler Stabilitätskonstante in einer Konzentration von 0,1 bis 20, vorzugsweise 1 bis 10 oder 1,25 bis 3, insbesondere etwa 1,5 g/l Legierungsmetall; ferner ein verträgliches Puffersystem für pH-Werte zwischen 4 und 6, insbesondere 4,5 bis 5,5 und einer Dichte von 1 bis 32, insbesondere 8 bis 30 oder 10 bis 20, spezielle5° Be. Der erfindungsgemäße Elektrolyt ist nun gekennzeichnet durch einen Aluminiumgehalt in Form eines löslichen Salzes wie Kaliumaluniinat, insbesondere in einer Konzentration von 0,01 bis 2, vorzugsweise 0,05 bis 1, speziell 0,1 bis 0,5 oder ganz besonders 0,15 bis 0,30, z.B. etwa 0,2 g/l und/oder Formiationen vorzugsweise 1 bis 250, insbesondere 5 bis 100, speziell 12 bis 45 oder 18 bis 30, insbesondere etwa 25 g/l· Die Ameisensäure hat eine Dichte von 1,2-2 g/cm , so daß der Volumenanteil an Ameisensäure für den Elektrolyt zwischen 1 und 10, vorzugsweise 10 oder 20 bis 35 oder 40, insbesondere 15 bis 25, speziell etwa 20 cnr/l beträgt.

Obwohl Ameisensäure bevorzugt wird, kann an ihrer Stelle auch Oxalsäure angewandt werden.

Es kann ein beliebiges Puffersystem angewandt werden, z.3. auf der Basis der Sulfate, Pyrophosphate, Orthophosphate, Sulfanate oder Gluconate. Citronensäure χ.ld/oder 'Citrate sind als bevorzugt anzusehen. Das Puffersystem kann 30 bis 80, vorzugsweise 50 bis 60, insbesondere etwa 50 g/l Citronensäure und

309886/1116

- 4 - 1A-43 422

100 bis 160, vorzugsweise 120 bis 150, insbesondere etwa 135 g/l Alkalicitrat, wie Trikaliumcitrat, aufweisen. Jede beliebige Lauge oder Base kann man zur Einstellung des pH—Werts anwenden, jedoch wird Kalilauge bevorzugt.

Wie oben bereits erwähnt, kann der Elektrolyt auch einen Chelatbildner enthalten wie Polyamino-, Polyimino- oder Ritrilopolycarbonsäuren und deren vorzugsweise Alkalisalze wie ethylendiamintetraessigsäure (als Dinatriumsalz), Nitrilotriessigsäure, Hydroxyäthylendiamintriessigsäure, Diäthylentriaminpentaessigsäure, Cyclöhexandiamintetraessigsäure oder Aminodiessigsäure.

Die bevorzugten und optimalen Anteile sind 8 g/l Au, 1,5 g/l Co, 0,2 g/l Al und 20 cm /l Ameisensäure. In einem solchen Elektrolyten kommen je Liter auf 0,04 g-Atom Gold 0,007 g-Atom Aluminium, 0,025 g-Atom Kobalt und 0,54 g-Mol Ameisensäure.

Das Verhältnis Edelmetall/zu Legierungsmetall/beträgt 1,6:1,

das Verhältnis Edelmetall zu Aluminium/ 51 5:1, das Verhältnis Legierungsmetall zu Aluminium ist hier 3 ₉4:1 und von Edelmetall zu Formiat/0,075:1; schließlich beträgt das Verhältnis Aluminium zu Formiat 0,0014:1 und von Legierungsmetall zu Formiat 0,047:1 in diesem speziellen bevorzugten Elektrolyten.

Ganz allgemein kann man jedoch sagen, daß Verhältnisse im Sinne folgender Tabelle nach der Erfindung brauchbar sind:

E/L	30	7:1	1	:1	3,5:1 - 0	,1	5:1	2:1	- 1:1
E/A	35	• 1 ■ I	0	,5:1	10:1 - 3:	1		6:1	- 5:1
L/A	o,	:1 -	-	0,2:1	7:1 - 1:1			4:1	- 3:1
E/F	o,	01:1	1	-0,2:1	0,05:1 -	o,	UX		-
A/?	0,	0005:		-0,5:1	0,001:1 -	0	,002:1		-
L/F	008:1		0,01:1 -	o,	15:1	0,02	:1 -

E = Edelmetall, L = Legierungsmetall, A = Aluminium, F = Formiat

309886/1116

- 5 - 1A-43 422

Der Elektrolyt kann hergestellt werden, indem man z.B. zuerst das Puffersystem macht, dann lösliches Aluminiumsalz und Förmiationen in Form von Ameisensäure einbringt. Der pH-Wert wird auf etwa 3,5 eingestellt. Das Edelmetallsalz und Legierungsmetallsalz werden als Feststoffe eingebracht. Das Ganze wird gerührt bis zur vollständigen Auflösung aller Komponenten, dann wird der pH-V/ert auf 4 bis 6 eingestellt und auf das entsprechende Volumen mit entmineralisiertem oder destilliertem V/asser aufgefüllt.

In den erfindungsgemäßen Elektrolyt werden die zu überziehenden Gegenstände mit leitender Oberfläche als Kathode eingetaucht. Die Anode kann eine lösliche Goldanode oder eine unlösliche aus plattLniertem Titan, korrosionsbeständigem Stahl, Platin oder Kohlenstoff sein.

Das Verhältnis der Anodenoberfläche zur Kathodenoberfläche liegt vorzugsweise bei zumindest 1:1, vorzugsweise 2:1 bis 5:1

oder darüber. Die Stromdichte sollte 0,1 bis 10 A/dm , insbe-

o sondere 0,5 bis 1,5 A/dm betragen.

Der erfindungsgemäße Elektrolyt läßt sich für das Trommelplattieren»für Gestelle oder andere Plattierungsanlagen anwenden, jedoch wird bei ruhendem Gut vorzugsweise der Elektrolyt gerührt.

Die Temperatur während der Elektrolyse liegt vorzugsweise zwischen 10 und 70⁰C, insbesondere 20 bis 4O⁰G. Der Elektrolysestrom ist vorzugsweise im wesentlichen nicht wellig und geglättet,

309886/1116

- 6 - 1A-43 422

Mit dem erfindungsgemäßen Elektrolyt erhält man hervorragende Überzüge selbst unter Strombedingungen, die nicht als vollständig geglättet bezeichnet werden können. Dies ist ein ganz besonderer Vorteil gegenüber den üblichen sauren Goldoyanidbädern.

Grundsätzlich kann der Anwender die verschiedenen Komponenten des Elektrolyten auf verschiedene Weise beziehen. Im allgemeinen wird das Edelmetallsalζ wie üblich als Lösung zugekauft. Die Lösung der Goldkomponente und Aluminiumkomponente sind miteinander verträglich. Bei der Kombination des Goldsalzes mit den Formiationen kann es, wenn der pH-Wert nicht sorgfältig eingestellt ist, zu einer Ausscheidung von Goldformiat kommen.

Die verschiedenen für die Herstellung des erfindungsgemäßen Elektrolyten benötigten Lösungen können bereits in den entsprechenden Konzentrationen angeboten werden oder aber es werden die Komponenten als solche in den Handel gebracht. Auch Konzentrate sind möglich.

Die mit dem erfindungsgemäßen Elektrolyten erhaltenen Schichten sind gleich nach der Plattierung glänzend. Sie enthalten 0,05 bis 0,3?o Legierungsmetall, z.B. Kobalt, mit-abgeschieden mit dem Edelmetall, z.B. Gold. Die Schichten zeigen hervorragende Verschleißfestigkeit und halten zumindest 1000 Cyclen im Abriebtest aus, trotzdem sie weicher sind als einige Kobaltgoldlegierungen aus cyanidischen Bädern.

Die Erfindung wird an folgenden Beispielen weiter erläutert.

Beispiele 1 bis 30

Beispiel 1 dient zum Vergleich. Die Beispiele 2 bis 6 zeigen die Anwendung von Aluminium ohne Ameisensäure. Die Beispiele 7, 13, 19 und 25 zeigen die Anwendung von Ameisensäure

309886/1116

- 7 - 1A-43 422

ohne Aluminium. Tabelle 1 gibt die Mengenanteile an Aluminium und Ameisensäure in den einzelnen Beispielen zusammen mit der Plattierungsgeschwindigkeit und der Härte der Überzüge an.

Pur jedes Beispiel wurde 1 1 Lösung wie folgt hergestellt: Eine ausgewogene Alumir.iummenge wurde in konzentrierter Kalilauge (z.B. für 1 g Al etwa 50 cm-⁵ Kalilauge) bei Raumtemperatur gelöst und der schwarze Rückstand abfiltriert.

50 g Citronensäure und 135 g Trikaliumcitrat wurden in ent— mineralisiertem Wasser bei Raumtemperatur gelöst. Dann wurde das Kaliumaluminat der Pufferlösung zugesetzt und schließlich wieder bei Raumtemperatur die Ameisensäure eingebracht. Kaliumhydroxid wurde zugesetzt, bis der pH-Wert über 3,5 lag. Nun wurden 11,9 g Kaliumgoldcyanid (S g/l Au) und anschließend 7,5 g Kobaltsulfat-heptahydrat (1,5 g/l Go) zugesetzt. Die Lösung wurde bis zur vollständigen Auflösung gerührt. Das Lösungsvolumen betrug etwa 600 cm . Der pH-;/ert wurde auf 4,9 bis 5 durch Zugabe von Kalilauge eingestellt und nun mit entmineralisiertem Wasser auf 1 1 aufgefüllt.

Beispiele 31 bis 33

Im Sinne der obigen Beispiele wurden die Elektrolyten hergestellt, doch mit unterschiedlichem Goldgehalt, und zwar 16 bzw. 24 bzw. 32 g/l Au.

Tabelle 1

303886/111$

	-	Aluminium g/l	- 8 -	2337848	58,5
	0	Ameisensäure cm³/l	1A-43 422	56,3
Beispiel	0,05	0	Tickers- SPR Mikro-Härte 10 fr mg/A.min	60,3
1	0,10	0	150	63_;5
2	0,20	0	. 146	69,3
3	0,50	0	140	67,5
4	1,00	0	127	.' 68,1
5	. 0	0	130	70,1
6	0,05	10	150	73,2
7	0,10	10	132	75,4
8	0,20	10	122	77,7
9	0,50	10	125	77 j 5
10	1,00	10	112	84_f5
11	0	10	120
12	0,05	20	123	85,3
13	0,10	20	120	87_; 0
14	0,20	20	107	82_f7
15	0_?50	20	110	85,4
16	1,00	20	112	79; 2
17	0	20	112	79 2
18	0,05	50	114	7O_;5
19	0,10	50	120	80.6
20	0,20	50	118	80.8
21	0,50	50	117	77; 9
22	1_f00	50	109	68_;2
23	0	50	109	71,6
24	0,05	100	111	72jO
25	0,10	100	124	80,3
26	0,20	100	122	72_;4
27	0,50	100	114	77^0
28	1,00	100	139
29	Oj 20	100	130
30	0,20	20	132
31	Oj 20	20 .
32		20
33		309886/1 1 16

- 9 - 1A-43 422

Ejne polierte Messingplatte,25,4 mm im Quadrat,diente als Versuchsplättchen für jede dieser Lösungen. Yor dem Plattieren wurden die Prüfplättchen wie folgt gereinigt:

1. Tauchen in alkalinischen Reiniger und Abspühlen mit kaltem V/asser;

2. elektrolytisch-kathodisches Reinigen und Äbspühlen mit kaltem V/asser;

3. Tauchen in verdünnte Schwefelsäure und Äbspühlen mit kaltem V/asser;

4. Abscheidung eines glänzenden Nickelfilms durch kurze Elektrolyse in Nickellösung und Äbspühlen mit kaltem Wasser;

5. Entfernen des Oxidfilms durch Eintauchen in einen Nickelaktivator und Abspülen mit kaltem V/asser;

6. Tauchen in verdünnte Schwefelsäure und Abspühlen mit kaltem Wasser;

7. kurzes Goldplattieren in sehr verdünnter Goldlösung bei Zeiten zwischen 10 und 15s und Abspühlen mit kaltem Wasser.

Die Prüfplättchen wurden dann getrocknet und ausgewogen. Sie wurden in Serie mit einem ICupfercoulometer plattiert, d.h. zwei Plättchen wurden gleichzeitig plattiert, eines als Prüfplättchen im Goldelektrolyt, das andere als Vergleich in einem Kupferelektrolyt, der mit einer Abscheidungswirksamkeit von 100^ arbeitete

Die Plattierungstemperatur betrug 35°C und die Stromdichte lag bei 1 A/dm . Der Elektrolyt wurde gerührt. Ss wurde ein Einphasengleichstrom ohne Glättung angewandt. Ein geglätteter Gleichstrom wird vorgezogen, ist jedoch für die Elektrolyse nicht wesentlich. Die Plattierungszeit betrug 1 Stunde. Die Schichtstärke lag in der Größenordnung· von 20 bis 30 ,um.

309886/i1i6

23378A8

10 - 1A-43 422

Die spezifische Plattierungsgeschwindigkeit (SPR) ergibt sioh aus folgender Gleichung:

SPR = abgeschiedenes Gold x" 19,77. abgeschiedenes Tupfer

Es zeigte sich, daß alle Proben ausreichend glänzend waren,

Beispiel 34

Beispiel 16 wurde wiederholt, jedoch diente als Substrat ein Epoxyharz-Glasfaser-Laminat mit Kupferiiberzug für gedruckte Schaltungen, welches an der Verschleißfläche mit einer Schicht von 5 pin plattiert war. Die Anschlüsse waren kontaktiert durch Plattieren in einer Stärke von 5 vm aus einem sulfitischen Goldbad. Die Plattierungsbedingungen für die Platte waren: pH 4,9 Ms 5, 35⁰O, 1 A/dm², Zeit I6fach.

Die Elektrolyten wurden mit Hilfe einer Umlaufpumpe bewegt und über ein 5 /Um Baumwollfilter filtriert. Der Elektrolyt wurde jeweils etwa 4 mal in der Stunde umgepumpt. Die Anodenfläche betrug mehr als die 4faoiie Kathoden fläche. Die Anode bestand aus plattiniertem Titannetz.

Die gedruckte Schaltung wurde mit einer Geschwindigkeit von nicht mehr als 13 je Minute eingesetzt und wieder herausgenommen aus den Anschlüssen und nach jeweils 50 mal untersucht. Die Prüfanordnung war versehen mit Führungen, um zu gewährleisten, daß die Xontakte immer die ganze Zeit über die gleichen Pfade gehen. Ss ging darum, zu bestimmen, ob ein Sindringen durch die Goldschickt bis auf das darunterliegende Substrat stattfindet oder flieht. Die. Proben wurden Schwefeldioxidgas ausgesetzt. Dieses korrodiert das Substrat, wenn es zu irgendeinem Sindringen kommt. Die'Proben wurden dann Schwefelwasserstoffgas ausgesetzt und jedes Eindringen zeigt sich als Verfärbung (schwarz) bei normalem Tageslicht dem unbewaffneten

309886/111β

- 11 - 1A-43 422

Auge.

Es wurde bei allen Prüfungen die gleiche Anschlußanordnung und Plattendicke angewendet. Die Schicht des Beispiels 34 überlebte über 1000 Einführungen.

Beispiele 35 bis 37

Beispiel 34 wurde wiederholt, und zwar bei unterschiedlichen pH-Werten von 4,3 bzw. 4,7 bzw. 5_f4. Es wurden in gleicher V/eise hervorragende Scheuerfestigkeit und eine Überlebensrate von über 1000 festgestellt. Bei pH-Wert 5,4 zeigte sich ein geringerer Goldglanz.

Die Verschleißfestigkeit der gedruckten Schaltung im Sinne des Beispiels 34, jedoch unter Anwendung des Elektrolyten aus Beispiel 1, lag ebenfalls in der Größenordnung von 1000 Cyclen, doch ergibt sich aus der Tabelle 1 eine spezifische Plattierungsgeschwindigkeit von nur 58,5 $·

Aus den Beispielen 7} 13, 17 und 25 ergibt sich, daß die Anwesenheit von Ameisensäure in Abwesenheit von Aluminium nennenswert die spezifische Plattierungsgeschwindigkeit verbessert. Untersuchungen in der Hull-Zelle ergeben, daß daruberhinaus die Anwesenheit von Ameisensäure das Aussehen der Überzüge über einen breiten Stromdichtebereich verbessert.

Wie aus Tabelle 1, Beispiele 2 bis 6, entnommen werden kann, hat Aluminium bei Abwesenheit von Ameisensäure nur einen geringen Einfluß auf die spezifische Plattierungsgeschwindigkeit, jedoch ergeben sich aus den Hull-Zellen-Tests, daß daruberhinaus die Anwesenheit von Aluminium merklich verbessert das Aussehen der Überzüge, und zwar deutlich besser als man es mit der Ameisensäure allein erreichen kann. ■

309886M 1 16

- 12 - 1A-43 422

Vergleicht-man Beisjiiel 16 mit den Beispielen 13 und 4, so ergibt sich, daß die Anwesenheit von Aluminium und Ameisensäure zusammen bessere Ergebnisse erbringtj als man es mit den beiden Komponenten bei der gleichen Konzentration alleine erhält.

Vergleicht man Beispiel 8 mit den Beispielen 2 und 7, 15 mit 3 und 13, 22 mit 4 und 19, 29 mit 5 und 25 und schließlich 30 mit 6 und 25, so ergibt sich deutlich dieser synergistische Effekt bei den beiden Komponenten des erfindungsgemäßen Elektrolyten.

Die spezifische Plattierungsgescliwindigkeit nach Beispielen 8, 15, 16, 22, 29 und 30 ergeben ein Optimum zwischen Grenzen, woraus abzuleiten ist, daß bei einem Aluminiumgehalt von 1 g/l und einem Ameisensäuregehalt von 100 cmVl äer Effekt abfällt, trotzdem die Ergebnisse noch immer besser sind als bei Beispiel 1, wo keine der beiden Komponenten anwesend ist.

In Tabelle 2 sind die Verhältnisse von Edelmetall zu Legierungsmetall und dieser beiden Metalle zu Aluminium bzw. zu Ameisensäure der Beispiele 1 bis 33 zusammengestellt.

Tabelle 2

30988

Ameisen-

Bei- Al säure E spiel

	Tabelle	26	2	E/A	τ	/A	Ξ/Ρ	-	Α/Ρ	_	L/P
A	F	26	E/L					,15	A	-
		26		—		—		,15
		26	1,6	21,1	1	3,2		,15
0,0019	-	26	1,6	10,8		6,8		,15
0,0037	-		1,6	5,4		3,4		,15
0,0074	-	54	1,6	2,1		1,3
0,019	-	54	1,6	1,1		0,68		,074	0,0073
0,037	-	54	1,6	-		-		,074	0,014	-
		54	1,6	21,1	1	3,2	0	,074	0,028	0,10
0,0019	ο,	54	1,6	10,8		6,8'	0	,074	0,073	0,10
0,0037	ο,		1,6	5,4		3,4	0	,074	0,14	0,10
0,0074	ο,	33	1,6	2,1		1,3	0	~	-	0,10
0,019	ο,	1,6	1,1		0,68	0	,030 .	0,0035	0,10
0,037	ο,	1,6	-		-			0,0070	-
		1,6	21,1	1	3,2	0	0,014	0,05
0,0019	ο,	1,6	10,8		6,8	0	0,035	0,05
0,0037	ο,	1,6	5,4		3,4	0	0,070	0,05
0,0074	ο,	1,6	2,1		1,3	0		0,05
0,019	ο,	1,6	1,1		0,68	0	0,0014	0,05
0,037	ο,	1,6	-		-			-
		1,6	21,1	1	3,2	0	0,01
0,0019	1,	1,6

1 - - 0,04 0,025

2 0,05

3 0,10

4 0,20

5 0,50

ca 6 1,00

u> 7 10

S 8 0,05 10 0,04 0,025

SJ 9 0,10 10

^; io o,'2o io

-^ 11 0,50 ; 10

12 1,00 10

13 - 20

14 0,05 20 0,04 0,025

15 0,10 20 1 λ η pn · pn

17 0,50 20 0,019 0,54 1,6 2,1 1,3 0,074 0,035 0,05 T W

18 1,00 20

19 - 50 1,6 - - ' - - § g

90 O O¹^ RO 0 04 0 02S ^Λ αλί η ί ·ζ·2 ί c οί λ λ ·ζ ο λ λ·χλ λ λλ-ι λ /λ λ-ι η 00

1A-43 422

Ch	cn	cn	cn
δ	O	δ	, τ- Ο
ο"	O*	ο	ο
0028	0056	δ	028

σι σι σ> CTi cn

OOOOOiololo oooooooo

oooooooo

C- -^J- CO T-Ot- CMC^- OOOO

oooo

oooo oooo oooooooo

Sr

oooo

[T\ IO IA [Λ

oooo o~ ο o" o~ ττττ^^Γ^^vO

oooooooo ο ο ο ο oooo

co co

N -P Φ

ω "=d- τ-OLPiCM

CM OLTvCM

OvO

ιΗ <-* Φ fit

ΙΛ |Λ (Λ ΙΛ ^o vo vo vo ^o lp> its its

CMCMCMCMCMOOO

O	,007	,019	,037	,001
O	ο	ο	ο	ο
				LO CM O
				O

c^ί si ^ *

ΙΛ C- cn c- t- C-C-ΟΟτ-[(ΛΟΟΟ OOOOOOO d*oooooo

LPi LP\ LTk CM OJ (M

o~ o" o"*

-ίο CO CM VO O τ- τ-Ο O O

ooooooooooooo

LPtlPiLPiLPiOOOOOOCMCMCM

■Hi O O O O

I - CM LT. O

LO O τ-Ο O O -O

CM LO O CM

O O

CM CM

O O O O

O O O

309886/1116

- 15 - 1A-43 422

Anstelle von Aluminium wurden in den entsprechenden Konzentrationsbereichen Wolfram, Indium, Cadmium, Nickel und Eisen untersucht, ,jedoch nirgends ein vergleichbarer Anstieg der spezifischen Plattierungsgeschwindigkeit und des Glanzes festgestellt.

Anateile von Ameisensäure wurden Sulfamic Glykol-und Oxalsäuren untersucht. SuIfamin- und Glykolsäure zeigten bei vergleichbaren Konzentrationen keinen vergleichbaren Anstieg an Glanz und spezifischer Plattierungsgeschwindigkeit.

Oxalsäure verbessert Glanz und spezifische Plattierungsgeschwindigkeit sowohl bei niederem pH-V/ert, z.B. 4,3 bis 4,6 als auch bei höherem pH-,-/ert, z.3. 4,7 bis 5· Über einen pH-Wert von 4,5 bis 5,2 zeigten Elektrolyten, enthaltend Citronensäure, Citrat, Kobalt und Ameisensäure, bessere Pufferung als solche, bei denen anstelle von Ameisensäure Oxalsäure vorlag. Dies ist ein wesentlicher Vorteil der Ameisensäure wegen ihres höheren pH-Werts und der ebenfalls höheren spezifischen Plattierungsgeschwindigkeit .

Bei Goldkonzentrationen von 16 g/l und Oxalsäure in Lösung haben Zusätze zu erfolgen, um den pH-Wert einzustellen, selbst wenn nur 0,5 g Gold ausplattiert waren, wohingegen mit Ameisensäure der pH-Wert erst nach einem Ausplattieren von 5 g Gold nachgestellt werden mußte (anscheinend benötigte man einen GoIdnachsohub).

Für das Puffersystera sollen Acetate und Tartrate nicht angewandt werden aufgrund der möglichen, Ausscheidungen und Instabilitäten des Elektrolyten.·

309886/1116

- 16 - 1A-43 422

Kotalt wird dem Nickel als Glänzer vorgezogen, da es zu einem besseren Glanz und verbesserter spezifischer Abscheidungsgeschwindigkeit bei etwa halber Konzentration, wie sie für Nickel erforderlich..ist, führt. Nickel ist in jedem Fall ein weniger wirksamer Glänzer bei den pH-Werten, bei denen bevorzugt gearbeitet wird. Eisen ist ein wirksamerer Glänzer als Kobalt, er bringt jedoch keinen so hohen Anstieg in der spezifischen Plattierungsgeschwindigkeit für ein Ameisensäure/Citratsystem. Eisen versprödet auch die Überzüge und führt zu dem Risiko eines spontanen Reißens bei einer Stärke von 1 bis 7 »m, wenn es in einer für Härtezwecke nötigen Menge angewandt wird. Jedoch zeigte sich, daß die Rißgefahr geringer ist als erwartet bei sauren Goldüberzügen dieser Art. Dies kann der vorteilhaften Wirkung des Ameisensäure/Citratsystems zugeschrieben werden, welches eine höhere Eisenverunreinigung gestattet.

Patentansprüche

309886/111$

Claims

Patentanapr ü c h e

Λ.) Elektrolyt für die Abscheidung von Gold und Goldlegierungen, enthaltend gelöst ein Goldsalz, ein Legierungsmet all salz', ein verträgliches Pufferaystem für pH-Werte zwischen 4 und 6 bei einer Dichte zwischen 1 und 32° Be, gekennzeichnet durch einen Gehalt von Aluminium in Form eines löslichen Salzes und von Formiat- oder Oxalationen.
2. Elektrolyt nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an 1 bis 32 g/l Au, 0,1 bis 20 g/l Legierungsmetall, insbesondere Kobalt oder Nickel, einem Aluminiumgehalt von 0,01 bis 2 g/l und einem Gehalt an Formiat- oder Oxalationen von 1 bis 250 g/l.
3. Elektrolyt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gold als Ammoniumsalz vorliegt.
4. Elektrolyt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gold als Alkalimetallgoldcyanid vorliegt.
5. Elektrolyt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kobalt als Sulfat vorliegt und das Puffersystem aus Citronensäure und Citrat aufgebaut ist, wobei das Aluminiumsalz ein Alkalialuminat ist.

309886/1116

1A-43 422
6. Elektrolyt nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß da3 Puffersystem 30 bis 80 g/l Citronensäure und 100 bis 160 g/l Trikaliumoitrat aufweist und Aluminium in einer Konzentration von 0,15 "bis 0,30 g/l und Ameisensäure in einer Konzentration von 20 bis 40 g/l vorliegen.
7. Elektrolyt nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein Verhältnis Edelmetall zu Legierungsmetall in g-Atom von 7:1 bis 0,15:1, von Edelmetall zu Aluminium von 30:1 bis 1:1,. von Legierungsmetall zu Aluminium von 35:.1 bis 0,5:1, von Edelmetall zu Pormiationen von 0,01:1 bis 0,2:1, von
Aluminium zu JPormiat ionen von 0,0005:1 bis 0,2:1 und von
Legierungsmetall zu Pormiationen von 0,008:1 bis 0,5:1·
8. Anwendung des Elektrolyten nach Beispiel 1 bis 7 bei einem Verhältnis der Anodenfläche zur Kathodenfläche von zumindest

1:1, einer Stromdichte zwischen 0,1 und 10 A/dm und einer
Temperatur zwischen 10 und 70 C.

3098*6/111*

81/XXI