DE3219665C2

DE3219665C2 - Wäßriges Bad für die stromlose Abscheidung von Gold

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Publication number: DE3219665C2
Application number: DE3219665A
Authority: DE
Inventors: Kenneth Derek 08807 Bridgewater N.J. Baker; Mohamed Fathy 07003 Bloomfield N.J. El-Shazly; Yvonne 07424 West Paterson N.J. Rymwid
Original assignee: Hooker Chemicals and Plastics Corp
Current assignee: OMI International Corp
Priority date: 1981-06-02
Filing date: 1982-05-26
Publication date: 1984-05-30
Also published as: PT74959A; PT74959B; BE893396A; GB2099460B; NL8202238A; DE3219665A1; JPH028026B2; CA1177204A; FI821914A0; IT1148950B; FR2506787A1; SE8203085L; US4374876A; ES8307932A1; JPS581065A; GB2099460A; ES512731A0; FR2506787B1; ATA208782A; IT8248548A0

Abstract

Bad zur stromlosen Abscheidung von Gold auf Substraten, wie Metall- und metallisierte Substrate. Das Bad enthält einen Komplex des dreiwertigen Goldes, eine organische Carbonsäure und/oder eine Mineralsäure in Mengen, die ausreichen, daß der pH-Wert des Bades im Bereich von etwa 0,1 bis 6,0 liegt. Das Verfahren zur Verwendung dieses Bades zur stromlosen Goldabscheidung auf den vorgenannten Substraten ist ebenfalls offenbart.

Description

a)	Gold als Au-(III)-Komplex	0,25 bis 20 g/l
b)	eine organische Carbonsäure
	und/oder	0 bis 50 g/l
c)	eine Mineralsäure	0 bis 600 ml/l
d)	Kobalt-, Nickel
	oder Eisen-Ionen	0 bis 10 g/1

worin mit mindestens einer der Komponenten (b) und (c) der pH-Wert des Bades im Bereich von 0,2 bis 4,0 zu halten ist.

Die Erfindung betrifft ein wäßriges saures Bad für die stromlose Abscheidung von Gold auf Metall- und metallisierten Substraten, das eine GoId-(III)-Verbindung enthält.

Die stromlose Abscheidung von Metallen ist ein Verfahren, bei welchem die Metallabscheidung ohne eine äußere Stromquelle stattfindet; in vorliegender Beschreibung ist Tauchabscheidung gemeint. Die stromlose Abscheidung von Gold hat gegenüber der elektrolytischen Goldabscheidung den Vorteil, daß mit ihr Teile mit Überzug versehen werden können, die diskrete und isolierte Bereiche haben, während die Galvanisiertechniken unter solchen Bedingungen schwer oder gar nicht anwendbar sind.

Die Tauchabscheidung findet statt, wenn ein Metall ein anderes aus der Lösung verdrängt. Diese Verdrängung wird durch das Reduktionspotential der Metalle unter den Reaktionsbedingungen gesteuert Allgemein haben Metalle mit negativen Potentialen (aktive Metalle) eine größere Neigung, in Lösungen Ionen zu bilden als Metalle mit weniger negativen, d h. positiveren Potentialen. Dieser Prozeß hört auf, wenn die Oberfläche des blanken Metalls vollständig überzogen ist In manchen Fällen ist jedoch die Dicke der Oberzüge stärker als von einem molekularen Oberzug zu erwarten ist Dieses Verhalten kann damit erklärt werden, daß der Mechanismus der Verdrängungsreaktion auf der Metalloberfläche nicht homogener Natur ist Wenn die Oberfläche Bereiche enthält die stärker aktiv sind und andere, die weniger aktiv (edler) sind, bilden die aktiveren Stellen anodische, die weniger aktiven kathodische Zentren. Daher ist die Tauchabscheidung eine elektrochemische Verdrängungsreaktion mit einer Mischpotentialreaktion, die die kathodischen und>nodischen Halbreaktionen einschließt

In jedem Fall müssen während der Reaktion die kathodischen und anodischen Stellen nebeneinander in mikroskopischem Maßstab auf der Subslraloberfiäche verteilt sein. Demgemäß wird sich Gold an den kathodischen Stellen abscheiden, während an den anodischen Stellen die Oxidation des Substrats stattfinden wird. Es ist allgemein bekannt daß für irgendein Metallabscheidungssystem eine starke Atom-Oberflächen-Wechselwirkung in der Bildung von Kernen in hoher Dichte resultiert während eine schwache Wechselwirkung zu größeren Abständen zwischen den Kernen führt Die Abscheidungen, die aus der elektrochemischen Verdrängung resultieren, sind gewöhnlich poröse Abscheidungen.

In den letzten Jahren ist verhältnismäßig viel Literatur auf dem Gebiet der stromlosen Abscheidung von Gold auf Oberflächen erschienen. Von besonderem Interesse hinsichtlich des Verfahrens der stromlosen Goldabscheidung sowie der Probleme, die mit dem Verfahren verbunden sind, dürften die US-PS 35 89 916,

36 97 296, 37 00 469 und 39 17 885 sowie die darin genannten älteren Patentschriften und Arbeiten sein. Zu den relevanten Artikeln gehören: Rich, D. W., Proc. American Electroplating Society, 58 (1971); Y. Okinaka. Plating 57, 914 (1970) und Y. Okinaka und C. Wolowodink, Plating 58, 1080 (1971). Diese Literatur ist mit Bezug auf die vorliegende Erfindung einschlägig insoweit, als sie die Verwendung von Alkalimetallcyaniden als Quelle für das Gold oder das betreffende Metall in dem Bad sowie die Verwendung von Alkalimetallborhydriden und Aminboranen offenbart. 5.o ist z. B. in dem Artikel von Okinaka aus 1970 und seiner US-PS

37 00 469 ein Bed für die stromlose Abscheidung von Gold folgender Zusammensetzung beschrieben:

1. löslicher Alkalimetall-Gold-Komplex;

2. überschüssiges freies Cyanid, wie Kaliumcyanid;

3. ein alkalisches Mittel wie Kaliumhydroxid; und

4. ein Borhydrid oder ein Aminboran.

In dem Artikel von Okinaka et. al. aus 1971 sowie der US-PS 39 17 885 sind die Probleme aufgezeigt, die mit der Verwendung dieser besonderen Metallisierungsbäder verbunden sind, insbesondere wenn die Cyanidkonzentration ansteigt. Andere Schwierigkeiten waren beim Wiederauffrischen oder Ergänzen des Bades aufgetreten und waren die Instabilität, wenn sich die Abscheidung etwa 2,5 μΐπ näherte. Auch sollte unerwünschtes Niederschlagen von Gold aus den Bädern vermieden werden.

Nach der US-PS 39 17 885 werden die vorstehend aufgeführten Probleme dadurch überwunden, daß als Quelle für das Gold oder das betreffende Metall ein Aikalimetall-lmidkomplex, hergestellt aus bestimmten Imiden, eingesetzt wird. Um die stromlose Abscheidung von Gold bei dem gewünschten pH-Wert im Bereich von 11 bis 14 aufrechtzuerhalten, wird in der US-PS vorgeschlagen, dem Bad Alkalimetall-Puffersalze, wie Citrate oder dergleichen, zuzusetzen.

Es ist auch möglich, den die stromlose Goldabscheidung betreffenden Stand der Technik in zwei Kategorien, basierend auf dem pH-Wert des Bades, einzuteilen:

A. Neutrale oder alkalische Medien
(pH-Wert 7 bis 13)

Dies sind die gebräuchlichsten Bäder, die Goldsalze als K[Au(CN)2] oder Goldchlorid in Gegenwart von Alkalimetallcarbonat oder -hydroxid und Chelatbildner, wie Citrat oder Etfcvlendiamintetraessigsäure enthalten.

Einer der häufigsten Anwendungszwecke der stromlosen Metallabscheidung in der elektronischen Industrie ist die direkte Abscheidung von Gold auf hochschmelzenden Metallen. Inaba et al (US-PS 39 93 808) erforschte die direkte Abscheidung von Gold auf Wolfram und Molybdän. Er entwickelte ein Bftd unter Verwendung von Kaliumgoldcyanid, Kalium-Tetrachloraurat in Gegenwart von Metallsalzen wie NiCb und ZnCb und einem Komplexbildner, EDTA, in alkalischem Medium (pH 8 bis 12). In der US-PS 38 62 850 wird ein Verfahren für die stromlose Abscheidung von Gold in einer Dicke von 2 bis 3 μπι auf hochschrcelzendn Metallen beansprucht. Das Bad enthält Kaliumgoldcyanid und einen organischen Chelatbildner in einem puf?rnden Medium (pH 13,0 bis 13,7).

B. Saure Bäder (pH-Wert 6 oder darunter)

Es gibt sehr wenig Patentschriften, die saure Bäder zur stromlosen Abscheidung von Gold zum Gegenstand haben. Das erste saure (pH 3,0 bis 6,0) Tauchbad stammt aus der Mitte der fünfziger Jahre. Nach der US-PS 32 14 292 von Edson, der saure Lösungen untersuchte, werden Überzüge bis zu 0,51 μΐη auf Germaniumdioden unter Verwendung eines schwefelsauren Bades eines pH-Wertes von 2,5 bis 3,0 erhalten. Nach der US-PS 29 95 473 wird eine ähnliche saure Goldlösung mit Fluorwasserstoffsäure bei einem pH-Wert unter 3,0 verwendet. Es wurde gefunden, daß saure Citratbäder (pH 6 bis 7) Überzüge einer Dicke von 0,178 bis 0,203 μπι in 20 Minuten geben.

Oda und Hayaski entwickelten ein Bad zur stromlosen Goldabscheidung, das Kobaltchlorid als Katalysator und Thioharnstoff als Komplexbildner und Reduktionsmittel enthielt. Eine Abscheidungsgeschwindigkeit von 5 μΐτι/Stunde auf Nickel und Kovar-Legierung bei einem pH-Wert von 6 bis 7 wurde angegeben. Okinaka fand jedoch, daß mit seinem Bad Gold auf Goldsubstraten abgeschieden werden kann. Daher kann das Arbeiten mit diesem Bad eher als ein autokatalytisches stromloses Verfahren als ein Tauchabscheidungs- oder Verdrängungsverfahren angesehen werden.

In der DD-PS 29 902 und der US-PS 28 36 515 sind Bäder der eingangs angegebenen Art beschrieben. Das zuerst genannte Bad enthält neben Gold-(III)-Chlorid und Salzsäure als Mineralsäure sowie Natriumeitrat. Der pH-Wert wird durch die Bestandteile an Natriumcitrat auf 2 eingestellt. Mit diesem Bad läßt sich Gold auf Nickel abscheiden. Bei dem in der US-PS offenbarten Bad, mit welchem Gold auf Silber abgeschieden wird, kann die Säure auch Schwefelsäure sein.

Zur Tauchvergoldung von beliebigen Metallsubstraten wird in der US-PS 25 01 737 ein Bad vorgeschlagen, das Gold-(III)-Chlorid, Essigsäure als Säure und dreibasisches Natriumphosphat sowie Kaliumcyanid enthält; bei Nickelsubstraten ist noch der Zusatz eines Nickelsalzes erforderlich. Das Bad nach der US-PS 32 94 578

ίο enthält ein Goldsalz und einen stickstoffhaltigen Komplexbildner, der in Gegenwart von Salzsäure oder Jodwasserstoffsäure mit dem Goldsalz eine Komplexverbindung eingeht Aussagen über die Dicke der Überzüge, die mit den Bädern erhalten werden können, und über die Badstabilität sind den vorgenannten Druckschriften nicht zu entnehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bad der eingangs angegebenen Art zu schaffen, aus dem sich Gold auf einer Vielzahl metallischer Substrate abscheiden läßt, u. a. auch auf keramische Substrate, die vorbehandelt und metallisiert sind. Aus dem Bad soiien sich dickere Überzüge als bisher möglich abscheiden lassen, während gute Stabilität aufrechterhalten bleibt

Die Aufgabe wird durch das Bad des Anspruches 1 gelöst Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Es ist gefunden worden, daß sich die Aufgabe durch Verwendung einer Komplexverbindung aus der Gruppe von Alkalimetall-Gold-(III)-Cyaniden und Alkalimetall-Gold-(III)-Imiden in Verbindung mit einer organischen Carbonsäure und/oder einer Mineralsäure in einer Menge, daß sich der pH-Wert im Bereich von 0,1 bis 6,0, vorzugsweise von 0,2 bis 4,0, eingestellt, lösen läßt.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung enthält das Bad einen Metallkatalysator, wie Kobalt, Nickel oder Eisen.

Im allgemeinen wird das Bad bei einer Temperatur im Bereich von etwa 20⁰C bis zu seinem Siedepunkt, vorzugsweise von 50 bis 85°C, betrieben. Coidabscheidungen im Bereich von 0,5 bis 12 μπι sind typisch für Abscheidungen, die bei der praktischen Ausführung der Erfindung erhalten werden können.

Das Bad nach der Erfindung kann durch Zugabe von dem gleichen GoId-(III)-Komplex, der zur Herstellung des Bades benutzt wurde, oder von einem anderen Gold-(III)-Komplex schnell wieder ergänzt oder aufgefrischt werden. Diese Komplexe können als solche zugegeben oder im Bad gebildet werden.

Ein besonderes Merkmal der Bäder nach der Erfindung ist, daß mit ihnen eine Vielzahl von Substraten mittels Tauchabscheidung mit Gold überzogen werden können. So können z. B. metallisierte Keramiken ebenso wie Metalle vergoldet werden. Bei metallisierten Keramiken wird es allgemein bevorzugt, sie vor dem Beschichten vorzureinigen und ein Bad eines pH-Wertes von 0.2 bis 3 zu verwenden.

Die Bäder nach der Erfindung können zum direkten Abscheiden von Gold auf Nickel und anderen Metallen verwendet werden, welche bisher dazu neigten, selbst in Mengen von 10 ppm, autokatalytisch oder stromlos abgeschiedene Überzüge zu destabilisieren. Für manche Metallsubstrate kann es zweckmäßig sein, sie durch Erhitzen auf eine Temperatur von mindestens 100°C vorzubehandeln.

t5 In manchen Fällen ist es vorteilhaft, einen Metallkatalysator als eine der Badkomponenten zu verwenden, wenn Substrate aus Metall oder metallisierter Keramik mit Gold beschichtet werden. Solche Metallkatalysato-

ren sind für ein zufriedenstellendes Betreiben der erfindungsgemäßen Bäder wesentlich.

Das wesentliche Merkmal der Erfindung besteht darin, ein sehr wirksames Bad zur Tauchabscheidung von Gold auf einer Vielzahl von Substraten zu formulieren. Das Bad enthält eine Gold-(III)-Komplexverbindung, eine organische Carbonsäure und/oder eine Mineralsäure in einer Menge, die ausie-cht, den pH-Wert des Bades im Bereich von 0,1 bis 6,0, vorzugsweise vcn 0,2 bis 4,0, zu halten.

Die Gold-(III)-Komplexverbindung ist ein Au-(Ill)-komplex, der in dem Bad löslich ist und in welchem die anderen Ionen, die mit dem Gold verbunden sind, keine schädliche Wirkung auf das Bad sowie auf den Betrieb des Bades haben. Solche Komplexe sind die A!kalimetal!-GoId-(III)-cyanide und Alkalimetall-Gold-(Ill)-imide. Die Komplexverbindung kann dem Bad afs solche zugesetzt werden oder in dem Bad in situ gebildet werden.

In dem letzeren Fall kann irgendeine badlösliche Au-(III)-Verbindung verwendet werden. Beispiele für solche Verbindungen sind die Alkalimetallaurate, Aikalimetallaurihydroxide, Au-(III)-Halogenide und dergleichen. Diese Verbindungen werden dem Bad in einer Menge zugefügt, die ausreicht, die gewünschte Menge Gold in dem Bad zur Verfügung zu stellen. Der Komplexbildner, ein Alkalimetallcyanid oder ein Imid, wird dem Bad in einer Menge zugesetzt, die ausreicht, den gewünschten Au-(III)-Komplex in situ in dem Bad zu bilden.

Die Imide die für die Bildung des Au-(III)-Komplexes entweder in situ im Bad oder als solcher zur Zugabi,-zum Bad verwendet werden können, haben die aligemeinen Formeln

RNCHO

oder

RCONHCO

in denen R ein Rest aus der Gruppe von Alkylen, substituiertes Alkylen, Arylen und subs'ituiertes Arylen bedeutet.

Bei den Imiden der Formel (1) ist R vorzugsweise ein substituiertes Arylen, wie Sulfonyl-o-phenylen ( — SO2C6H4—), und das gebildete Imid wird o-Sulfobenzoesäureimid sein (d. h. Saccharin) C₆H₄(SO₂XCO)-NH.

Bei den Imiden der Formel (2) ist R vorzugsweise Alkylen. wie C2H4, und das gebildete Imid ist Succinimid. oder R ist Arylen, wie C₆H₄ (o-Phenylen), und das gebildete Imid ist Phthalimid.

Der Au-(I1I)-Komplex liegt im Bad im Bereich von mindestens der Menge vor, die ausreicht, Goldabscheidung auf dem Substrat zu bewirken, bis zu maximal der Löslichkeitsgrenze des Komplexes im Bad. Typischerweise liegt der Komplex in einer Menge vor, die ausreicht, einen Goldgehalt im Bad von 0,25 bis 20 g/i, vorzugsweise 0,5 bis 10 g/l, bereitzustellen.

Der Ausdruck »Alkalimetall« schließt ein: Natrium, Kalium, Lithium, Rubidium und Caesium sowie Ammonium. Obwohl in vielen Fällen das bevorzugte Alkalimetall Kal'um ist, können die anderen Alkalimetalle auch mit vergleichbaren Erg :bnissen verwendet werden.

Der Ausdruck »organische Carbonsäure« umfaß!

hierin Monocarbonsäuren und Polycarbonsäuren sowie Aminocarbonsäuren. Im allgemeinen haben die Mono- und Poiy-Carbonsäuren 1 bis 8 C-Atome, 1 bis 4 Carbonsäuregruppen und 1 bis 6 Hydroxylgruppen. Beispiele für solche Säuren sind Essigsäure, Zitronensäure, Weinsäure, Benzoesäure, Oxalsäure, Ascorbinsäure, Isoascorbinsäure, Gluconsäure, Glucoheptansäure, GIy colsäure. Glutarsäure.

Die Aminocarbonsäuren sind typischerweise ähnlich

ίο den vorstehend beschriebenen Mono- und Polycarbonsäuren, enthalten aber noch 1 oder 2 Aminogruppen. Beispiele für solche Säuren sind Glycin, Alanin, Valin, Leucin, Asparaginsäure, Glutaminsäure, Serin, Lysin, Arginin, Threonin, Phenylalanin.

Die Bäder nach der Erfindung können eine Mineralsäure zusätzlich oder anstelle der organischen Carbonsäure enthalten. Beispiele für solche Mineralsäuren sind Salzsäure, Schwefelsäure und Phosphorsäure.

Die organische Carbonsäure und/oder die Mineralsäure liegen in dem Bad in. Mengen vor, die ausreichen, den pH-Wert des Bades auf 0.1 bis><äO. vorzugsweise 02 bis 4,0 zu halten. Beispielsweise liegt die organische Carbonsäure in Mengen bis zu etwa 50 g/1 und die Mineralsäure in Mengen bis zu etwa 600 g/l vor, wobei Mengen von 1 bis 40 g/l bzw. 10 bis 300 g/l bevorzugt werden. In den nieisten Fällen wird das Bad bei einer Temperatur von 20 bis 95° C, vorzugsweise von 40 bis 85° C, betrieben. Die Tauchzeiten für das zu überziehende Substrat variieren, abhängig von Faktoren, wie die Art des Substrats, die gewünschte Überzugsdicke und dergleichen. Tauchzeiten von etwa 5 Minuten bis 4 Stunden zur Erzeugung von Überzügen einer Dicke von 0,5 bis 12 μηι sind typisch.

Wie schon weiter vorn bemerkt, kann das Bad auch Metalle als katalytische Komponenten enthalten, wie Kobalt, Nickel oder Eisen. Sie sind im Bad für bestimmte Metallisierungen anwesend. Wenn derartige Katalysatoren verwendet werden, werden die Metallionen aus ionisierbaren Komponenten, wie Salzen, ζ. Β Sulfaten.

Chloriden, Phosphaten und dergleichen, geliefert.

Einer der besonderen Vorteile der erfindungsgemäßen Bäder besteht darin, daß sie ausgezeichnete Goldabscheidungen auf einer Vielzahl von Substraten erzeugen. Der genaue Mechanismus, aufgrund dessen die re-Iativ einfachen Bäder, die den Au-(IIi)-Komplex enthalten, so wirksam sind, ist zur 2'eit noch nicht voll erkannt. Außer Nickel sind andere für die Erfindung geeignete Substrate Nickellegierungen, Kupfer, Kupferlegierungen, Wolfram, Molybdän-Mangan und dergleichen. Ein wichtiger Aspekt der Erfindung ist, metallisierte Keramiksubstrate zu verwenden. Beispiele für diese metallisierten Substrate sind siebgedrucktes Molybdän-Mangan, Wolfram, stromlos abgeschiedenes Nickel, Kupfer oder Keramik wie Aluminiumoxid, Aluminiumoxid-Beryliumoxid und andere übliche Grundlagen.

Für viele Zwecke ist es erwünscht, das Substrat vor der Metallisierung vorzureinigen. So wird z. B. eine metallisierte Keramik entfettet, indem sie 5 bis 10 Minuten in eine heiße alkalische Lösung getaucht und anschlie-Bend mit Wasser gespült wird. Das resultierende entfettete Substrat wird dann in 20%ige Salzsäure einer Temperatur von etwa 50⁰C getaucht und anschließend mit kaltem Wasser gespült. Gelegentlich empfiehlt sich Ultraschallreinigung anstelle der vorstehend beschriebenen Entfettungsbi3andlung für Molybdän-Mnngan- und Wolfram-Substraten. In einigen Fällen kann das Metallsubstrat durch bloßes Erhitzen für eine begrenzte Zeit auf eine Temperatur von 100 bis 800°C vorbchan-

delt werden. Es ist jedoch so zu verstehen, daß die genaue Methode der Vorreinigung oder Vorbehandlung des Substrats weder kritisch ist noch ein Merkmal der Erfindung darstellt.

Das richtige Abscheidungsverfahren kann auch variieren, abhängig vom zu behandelnden Substrat sowie dem gewünschten Ergebnis. Obwohl einmaliges Eintauchen in den meisten Fällen genügen wird, ist es möglich, ein zweistufiges Tauchverfahren anzuwenden. So wird z. 3. das Substrat zu Beginn in das Tauch-Goldbad 1 Stunde lang eingetaucht, getrocknet und dann bei 400 bis 900⁰C 3 bis 10 Minuten in einer Wasserstoff-Atmosphäre gebrannt. Das resultierende partiell beschichtete Substrat wird nochmals in das Bad bis zu 3 Stunden getaucht und wie vorstehend beschrieben gebrannt, um hervorragende Haftfestigkeit und die gewünschte Dikke zu erhalten.

Die Erfindung wird an den nachstehend aufgeführten Beispielen, die Ausfuhrungsformen darstellen, noch deutlicher werden.

Beispiel I

Es wurde ein Bad zur stromlosen Goldabscheidung hergestellt,das folgende Zusammensetzung hatte:

Komponenten

Menge

Komponenten

Menge

Gold, als Kalium-Gold-(lll)-cyanid

Zitronensäure

Salzsäure (37%ig)

4.0 g/l

15,0 g/l

100 ml/l

Gold, als Kalium-Gold-Sulfobenzoe- 4,0 g/l

säureimid

Salzsäure (37%ig) 100 ml/1

Ein Wolframsubstrat, das zur Entfernung von Oxiden vorgereinigt war, wurde für etwa I Stunde in die Lösung einer Temperatur von 8O⁰C eingetaucht. Die resultierende Abscheidung war etwa 2,5 μηι dick.

Beispiel IV

Es wurde ein Bad zur stromlosen Goldabscheidung folgender Zusammensetzung hergestellt:

Komponenten

Ein vorgereinigtes Keramiksubstrat, das mit Molybdän-Mangan metallisiert war, wurde in das 65'C warme Bad 2 U₂ Stunden lang getaucht. Der resultierende Goldüberzu" hatte eine Dicke von 2 bis 2 5'irn und haftete fest am Substrat, ohne daß irgendwelche Rissebildung zu sehen war. Ferner wurde während des ganzen Abscheidungsvorganges gute Badstabilität festgestellt.

Beispiel !!

Es wurde eine Reihe von Bädern für die stromlose Metallisierung wie folgt formuliert:

Menge

20 Gold, als Kalium-aurat

Kaliumcyanid

Zitronensäure

6 g/l

8 g/l

40 g/l

Ein oxidfreies Kupfersubstrat wurde in die Lösung bei einer Temperatur von 50⁼C getaucht, um in etwa 1 Stunde einen Goldüberzug einer Dicke von 1,0 μηι zu erhalten.

Die vorstehenden Daten zeigen, daß durch die verbesserten Bäder zur stromlosen Goldabscheidung nach der Erfindung nicht nar die Probleme, die mit den Bädern des Standes der Technik verbunden waren, überwunden sind, sondern daß die Bäder auch zu hervorragenden Ergebnissen hinsichtlich Qualität und Dicke der Goldabscheidungen auf einer Vielzahl von Substraten führen. Gute Badslabilität wird aufrechterhalten. Die Dn^nr no^k Arn· IT rf i r%A ■ mit Πϋν€Γ! WC!' V£rbr**!*et ^ Γί ~ wendung, z. B. in der Elektronikindustrie, und können mit den gleichen Techniken, die beim Galvanisieren am Gestell und in der Trommel üblich sind, verwendet werden.

Komponenten

Menge

Gold, als Kalium-Gold-(III)-cyanid

Zitronensäure

Salzsäure

2,0 g/l

20,0 g/l

100 ml/1

50

Nickelionen wurden diesen Bädern als Nickelchlorid zugefügt, so daß Bäder mit verschiedenen Nickelionengehalten im Bereich von 0,01 bis 5,0 g/l resultierten.

Mit stromlos abgeschiedenen Nickelüberzügen versehene Substrate, die in Wasserstoff auf eine Temperatur von etwa 850^c'C vorerhitzt worden waren, wurden in diese Bäder, die bei einer Temperatur von etwa 80° C betrieben wurden, 1 Stunde lang eingetaucht. Die resultierenden Überzüge waren etwa 2 μπι dick.

Beispiel Hl

Es wurde ein anderes Bad zur stromlosen Abscheidung von Gold folgender Zusammensetzung hergestellt:

Claims

Patentansprüche:

1. Wäßriges saures Bad für die stromlose Abscheidung von Gold auf Metall- und metallisierten Substraten, das eine Gold-(HI)-Verbindung und eine Säure enthält, dadurch gekennzeichnet, daß es als GoId-(111)-Verbindung eine Komplexverbindung aus der Gruppe von Alkalimetall-Gold-(IH)-Cyaniden und Alkalimetall-Gold-(III)-Imiden enthält, und das Gold im Bereich von mindestens der Menge, die zur Abscheidung von Gold auf dem Substrat ausreicht, bis zu maximal der Menge, die in dem Bad noch löslich ist, vorliegt, und daß als Säure eine Mineralsäure und/oder Carbonsäure in einer Menge vorliegt, die zur Einstellung eines pH-Wertes von 0,1 bis 6,0 ausreicht

2. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalimetall in dem Komplex Kalium ist.

3. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als organische Carbonsäure Essigsäure, Zitronensäure, Weinsäure, Oxalsäure, Ascorbinsäure oder Aminosäuren enthält

4. Bad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es Zitronensäure enthält

5. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als Mineralsäure Salzsäure, Schwefelsäure oder Phosphorsäure enthält

6. Bad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es Salzsäure enthält

7. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich eine katalytische Menge von Kobalt-, Nickel- und Eisen-Ionen enthält.

8. Bad zur stromlosen Abscheidung von Gold nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Zusammensetzung: