DE2523510B1

DE2523510B1 - Saures galvanisches goldbad zum abscheiden von gold- oder goldlegierungsueberzuegen

Info

Publication number: DE2523510B1
Application number: DE19752523510
Authority: DE
Inventors: Gerd Anft
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-05-27
Filing date: 1975-05-27
Publication date: 1976-10-14

Description

Beispiel Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Goldbads werden
5,5 1 85%ige Phosphorsäure 6,3 kg Citronensäure ( 1H20) 0,5 kg Borsäure etwa 10,6 kg Kaliumhydroxyd 7,0 g Dinatriumsalz der Athylendiamintetraessigsäure 0,1 g Zinn (II)-Sulfat und 1,8 kg Kaliumgoldcyanid in der angegebenen Reihenfolge in so viel Wasser aufgelöst, daß sich 100 1 Lösung ergeben. Die Menge an Kaliumhydroxyd wird hierbei so bemessen, daß sich der pH-Wert auf 5,8 bis 6,0 einstellt.
Zur Herstellung glänzender Goldüberzüge unter Verwendung dieses Goldbads werden die folgenden Betriebsdaten eingestellt: Dichte: 1,14 bis 1,20 Goldgehalt: 8 bis 15 gil, vorzugsweise 10 bis 12 gA pH-Wert: 5,8 bis 6,1) Temperatur: 60 bis 650 C Stromdichte: 0,5 bis 0,8 A/dm2 Stromausbeute: 90 bis 98% Anoden: Feingold oder platiniertes Titan Zur Instandhaltung des Goldbads wird der Goldgehalt durch Zugabe von Kaliumgoldcyanid laufend ergänzt.
Je 1 kg Kaliumgoldcyanid werden 15 ml eines Stabilisators dem Goldbad zugesetzt. Zur Herstellung dieses Stabilisators werden die im folgenden angegebenen Bestandteile in so viel Wasser aufgelöst, daß sich 1 1 Lösung ergibt.
140,0 g Kaliumhypophosphit 100,0 g Citronensäure 50,0 g Sorbit 0,4 g Zinn (II)-Sulfat Der Zinngehalt des Goldbads, der etwa 1 bis 2 mg/I Badflüssigkeit betragen soll, wird im wesentlichen durch Ausschleppung vermindert. Der Zinngehalt im Stabilisator ist daher ein Erfahrungswert, der auf die speziellen Betriebsverhältnisse abgestimmt werden sollte.
Der beim Betrieb des Goldbads steigende pH-Wert wird durch Zugabe eines Ergänzers auf den Sollwert abgesenkt. Zur Herstellung dieses Ergänzers werden die im folgenden angegebenen Bestandteile in so viel Wasser gelöst, daß sich 1 1 Lösung ergibt.
100 mg 850/obige Phosphorsäure 45 g Citronensäure 45 g Weinsäure 10 mg Dinatriumsalz der Äthylendiamintetraessigsäure.
Ein zu niedriger pH-Wert des Goldbads kann durch vorsichtige Zugabe etwa 20%iger Kalilauge angehoben werden.
Wird die Goldabscheidung nach längerem Betrieb des Goldbads dunkel und sudig oder die Schichtdikkenverteilung ungleichmäßig, so ist eine Aktivkohlebehandlung in bekannter Weise durchzuführen.
In dem vorstehenden Beispiel wurde ein durch die Zugabe von Zinn modifiziertes cyanidisches Goldbad beschrieben, das die Abscheidung qualitativ hochwertiger Goldüberzüge im hohen Stromdichtebereich ermöglicht. Ähnliche Ergebnisse werden bei cyanidischen Goldbädern erhalten, die Antimon, Gallium, Germanium oder Wismut in den angegebenen Mengen enthalten.

Claims

Patentansprüche: 1. Saures galvanisches, ein Goldcyanid, eine organische komplexierende Säure und gegebenenfalls eine Verbindung eines Legierungsmetalls enthaltendes Goldbad zum Abscheiden von Gold-oder Goldlegierungsüberzügen, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß das Bad wenigstens eines der Metalle Antimon, Gallium, Germanium, Wismut oder Zinn in Form einer löslichen Verbindung enthält und daß der auf das Element bezogene Gesamtgehalt dieser Metalle mindestens 0,01 mg/l und höchstens 1000 mg/l beträgt.
2. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine lösliche Zinnverbindung mit einem auf das Element bezogenen Zinngehalt zwischen 1 und 2 mg/l enthält.
3. Bad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als lösliche Zinnverbindung Zinn (II)-Sulfat enthält.
4. Verfahren zur galvanischen Abscheidung von Gold- oder Goldlegierungsüberzügen unter Verwendung eines Bads nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Antimon, Gallium, Germanium, Wismut oder Zinn zusammen mit dem Goldgehalt und gegebenenfalls dem Gehalt des Legierungsmetalls laufend ergänzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bad durch Zugabe eines Goldcyanids gegebenenfalls einer Verbindung eines Legierungsmetalls und eines Stabilisators ergänzt wird und daß als Stabilisator eine wäßrige Lösung verwendet wird, welche wenigstens eines der Metalle Antimon, Gallium, Germanium, Wismut oder Zinn in Form einer löslichen Verbindung, eine komplexierende organische Säure und ein Reduktionsmittel enthält.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stabilisator verwendet wird, der als Reduktionsmittel Hypophosphit enthält.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein saures galvanisches ein Goldcyanid eine organische komplexierende Säure und gegebenenfalls eine Verbindung eines Legierungsmetalls enthaltendes Goldbad zum Abscheiden von Gold- oder Goldlegierungsüberzügen.

Derartige Goldbäder, die industriell für die Herstellung von Gold- oder Goldlegierungsüberzügen eingesetzt werden, sind beispielsweise aus der deutschen Auslegeschrift 12 80 015 bekannt. Als Goldcyanid wird meistens ein Kalium- oder Natriumgoldcyanid-Komplexsalz verwendet, wobei das Kaliumgoldcyanid auf Grund seiner höheren Löslichkeit bevorzugt wird. Als organische komplexierende Säure können die Bäder beispielsweise Glykolsäure oder Citronensäure enthalten. Zur Abscheidung von Goldlegierungsüberzügen können den Bädern Legierungsmetalle wie Nickel, Kobalt, Eisen, Zink und Kupfer beispielsweise in Form von wasserlöslichen Salzen oder als Teil eines Komplexanions hinzugefügt werden, wie es in der Galvanotechnik allgemein üblich ist. Weiterhin können die Goldbäder bekannte Mittel zur Pufferung und Leitfähigkeitsverbesserung enthalten. Übliche Pufferungsmittel, welche die genaue Einstellung des pH-Werts ermöglichen, sind beispielsweise Phosphorsäure, Borsäure, Kaliumhydroxyd oder Mischungen aus mono- und dibasischen Alkaliphosphaten.

Zur Erzielung gleichmäßiger und glänzender Gold- bzw. Goldlegierungsüberzüge müssen diese bekannten Goldbäder häufig regeneriert bzw. gewechselt und bei niedrigen Stromdichten betrieben werden. Bei einem Betrieb der Goldbäder mit hohen Stromdichten und kurzen Abscheidungszeiten, wie es aus wirtschaftlichen Gründen gefordert wird, ergeben sich auch bei relativ frischen Badlösungen unerwünschte stumpfe braune Zonen der Gold- bzw.

Goldlegierungsüberzüge.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein saures galvanisches Goldbad zu schaffen, das die Erzeugung von Gold- bzw. Goldlegierungsüberzügen mit besserer Qualität und bei höherer Stromdichte gestattet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Goldbad der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Bad wenigstens eines der Metalle Antimon, Gallium, Germanium, Wismut oder Zinn in Form einer löslichen Verbindung enthält und daß der auf das Element bezogene Gesamtgehalt dieser Metalle mindestens 0,01 mg und höchstens 1000 mg beträgt. Durch die Anwesenheit definierter Mengen eines oder mehrerer der genannten Metalle kann das erfindungsgemäße Goldbad im hohen Stromdichtebereich betrieben werden, ohne daß sich stumpfe braune Zonen der Gold- bzw. Goldlegierungsüberzüge einstellen. Die Zugabe dieser Metalle kann hierbei in jeder löslichen Form erfolgen, beispielsweise in Form von Oxiden, Salzen, Citraten oder Tartraten.

Enthält das Goldbad eine lösliche Zinnverbindung, vorzugsweise Zinn (II)-Sulfat mit einem auf das Element bezogenen Zinngehalt zwischen 1 und 2 mg/l, so können Gold- bzw. Goldlegierungsüberzüge mit besonders hoher Qualität hergestellt werden.

Bei der galvanischen Abscheidung von Gold- oder Goldlegierungsüberzügen unter Verwendung des erfindungsgemäßen Goldbads wird der Gehalt an Antimon, Gallium, Germanium, Wismut oder Zinn zusammen mit dem Goldgehalt und gegebenenfalls dem Gehalt des Legierungsmetalls laufend ergänzt. Hierdurch werden die Abscheidungsbedingungen konstant gehalten und Überzüge gleichbleibender Qualität erzielt. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, daß das Bad durch Zugabe eines Goldcyanids, gegebenenfalls einer Verbindung eines Legierungsmetalls und eines Stabilisators ergänzt wird und daß als Stabilisator eine wäßrige Lösung verwendet wird, welche mindestens eines der Metalle Antimon, Gallium, Germanium, Wismut oder Zinn in Form einer löslichen Verbindung, eine komplexierende organische Säure und ein Reduktionsmittel, vorzugsweise Hypophosphit, enthält.