DE3505473C1 - Bad zur galvanischen Abscheidung von Gold-Indium-Legierungsueberzuegen - Google Patents

Bad zur galvanischen Abscheidung von Gold-Indium-Legierungsueberzuegen

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DE3505473C1
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Wolfgang Dipl.-Chem. 6450 Hanau Zilske
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    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/56Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys
    • C25D3/62Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys containing more than 50% by weight of gold

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Description

Die Erfindung betrifft ein Bad zur galvanischen Abscheidung von hellgelben, glänzenden und duktilen Gold-Indium-Legierüngsüberzügen bei pH-Werten kleiner als 3, enthaltend Gold in Form von Alkali- und/ oder Ammoniumtetracyanoaurat (III), Indium in Form eines wasserlöslichen Indiumsalzes, eine Säure und mindestens ein Puffer- bzw. Leitsalz.
Die Mitabscheidung von Indium aus galvanischen Goldelektrolyten führt zu hellgelben Goldschichten, die vor allem in der dekorativen Industrie bei der Vergoldung von Uhrgehäusen, Armbändern, Brillen oder Schmuck angewendet werden. Die Überzüge weisen Diese Bäder enthalten 1 bis 20 g/l Gold in Form von Tetracyanoaurat (III), ein wasserlösliches Legierungsmetallsalz, eine Säure und einen Komplexbildner bei pH-Werten zwischen 0,4 und 2,5.
Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bad zur galvanischen Abscheidung von hellgelben, glänzenden und duktilen Gold-Indium-Legierungsüberzügen bei pH-Werten kleiner als 3 zu entwickeln, enthaltend Gold in Form von Alkali- und/oder Ammoniumtetracyanoaurat (III), Indium in Form eines wasserlöslichen Indiumsalzes, eine Säure und mindestens ein Puffer- bzw. Leitsalz, das Goldschichten mit guten Kriechkorrosionsbeständigkeiten liefert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß es 1 bis 20 g/l Gold, 0,5 bis 50 g/l Indium und 0,5 bis 10 mg/1 Selen und/oder Tellur in Form von seleniger bzw. telluriger Säure und/oder Alkaliselenit bzw. -tellurit enthält.
Vorzugsweise enthält das Bad das Indium in Form von Indiumsulfat und als Säure Schwefelsäure. Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn als Pufferbzw. Leitsalze Ammoniumsulfat, Sulfaminsäure, aliphatische und/oder aromatische Sulfonsäuren eingesetzt werden. Besonders bewährt haben sich Gemische aus 10 bis 150 g/l Ammoniumsulfat mit 10 bis 150 g/l Sulfaminsäure, Toluolsulfonsäure und/oder 2-Hydroxiethansulfonsäure.
Vorzugsweise betreibt man das Bad bei pH-Werten zwischen 0,4 und 2,5, Temperaturen zwischen 20 und 70° C und Stromdichten von 0,2 bis 5 A/dm2, insbesondere bei Temperaturen zwischen 50 und 6O0C und Stromdichten zwischen 1 und 3 A/dm2.
Die im Bad enthaltenen Selen- oder Tellurverbindungen bewirken nicht nur die Abscheidung hochglänzender Überzüge, sondern wirken sich auch in nicht zu erwartendem Maße positiv auf andere Bad- und Überzugseigenschaften aus. So wird es möglich, Gold-Indium-Legierungsüberzüge mit mindestens 10 Gew.-°/o Indium abzuscheiden, die hellgelb sind und in der Farbskala nach DIN 8238 zwischen 0 und 1 N liegen.
Überraschend war ferner, daß die Stromausbeute der Bäder unter Berücksichtigung des Indiumanteils nahezu 100% beträgt, während ohne Selen- oder Tellur-Zusatz nur Stromausbeuten zwischen 10—20%, je nach Bad
neben einer guten allgemeinen Korrosionsbeständig- 45 temperatur, Stromdichte und Goldgehalt erhalten werkeit im Vergleich zu anderen Goldlegierungsüberzügen den.
eine besonders gute Beständigkeit gegen die Kriechkorrosion von Silbersulfid auf. Die aus schwach sauren Bä
dern bei pH 3,5—5 abscheidbaren Gold-Indium-Legie-Die Überzüge sind trotz des hohen Indiumgehaltes sehr duktil und können als stabile Folien isoliert werden.
Außerdem sind sie gegen die Kriechkorrosion von rungsüberzüge (z.B. DE-PS 1111897) zeichnen sich so Silbersulfid beständig, d. h. bei Silber oder einer Silberdurch große Sprödigkeit aus und neigen zur Rißbildung, schicht als Unterlage breitet sich auf der darüberliegenwodurch die Korrosionsbeständigkeit stark beeinträchtigt wird. Indium wird deshalb mit anderen Metallen wie
Nickel oder Kobalt zusammen abgeschieden, was die
den Gold-Indium-Schicht Silbersulfid nicht aus.
Zusätzlich wirkt sich die Verwendung einer geeigneten Sulfonsäure vorteilhaft aus. Im Vergleich zu einem
Beständigkeit gegen die Kriechkorrosion von Silbersul- 55 reinen Sulfatbad werden glänzende Überzüge in einem
fid beeinträchtigt. Der Indium-Gehalt im Überzug liegt nur bei ca. 1%.
Nach der DE-PS 30 12 999 ist die Mitabscheidung von Indium aus einem stark sauren Goldelektrolyten auf der Basis von Kaliumtetracyanoaurat (III) möglich. Unter den angegebenen Bedingungen werden zwar duktile, aber keine glänzenden Überzüge mit Indiumgehalten von 2—3% erhalten. Durch den Zusatz eines Nickeloder Kobaltsalzes zum Elektrolyten lassen sich zwar breiteren Stromdichtebereich erhalten.
Die Erfindung soll anhand der folgenden Beispiele näher erläutert werden:
B e i s ρ i e I 1
Ein Bad wird durch Auflösen folgender Bestandteile hergestellt:
9,1 g Indiumsulfat werden in ca. 100 ml Wasser und
glänzende Überzüge abscheiden, die jedoch relativ 65 12 ml Schwefelsäure (98%ig) durch Erhitzen gelöst, stark grau erscheinen. Ein hellgelber Farbton wird nicht Nach Verdünnung auf ca. 500 ml werden je 50 g Ammoerzielt. Außerdem wird auch hier die Beständigkeit ge- niumsulf at und Hydroxiethansulfonsäure-Na-Salz sowie gen Kriechkorrosion vermindert. 3,2 mg selenige Säure zugegeben und gelöst.
ORIGINAL INSPECTED
18,2 g/l Indiumsulf at
100 g/l Ammoniumsulfat
75 g/l Sulfaminsäure
6,5 mg/1 selenige Säure
18,8 g/l Kaliumtetracyanoaurat (III)
Nach Zusatz von 13,8 g Kaliumtetracyanoaurat (III), wird auf 1 Liter verdünnt und der pH-Wert mit Schwefelsäure oder Ammoniaklösung auf 1,1 eingestellt. Auf einer Kathode aus poliertem Kupferblech wird nun in dem auf 55° C erwärmten Bad bei einer Stromdichte von 2 A/dm2 in 14 min eine ca. 5 μπι dicke glänzende, blaßgelbe Goldlegierungsschicht abgeschieden. Der Überzug enthält 9,8% In. Die Kupferunterlage wird mit 3 :1 verdünnter Salpetersäure aufgelöst und es bleibt eine duktile Goldfolie zurück, die auch beim Knicken nicht bricht.
Beispiel 2
Entsprechend Beispiel 1 wird ein Bad aus folgenden Bestandteilen angesetzt:
20
Der pH-Wert wird auf 1,0 eingestellt und das Bad auf 60° C erwärmt. Auf einem glanzvernickelten Kupferblech wird bei einer Stromdichte von 3 A/dm2 in 5 min eine 2,8 μπι dicke glänzende Goldlegierungsschicht abgeschieden, die 11 Gew.-% Indium enthält
B e i s ρ i e 1 3
Entsprechend der Ansatzweise im Beispiel 1 wird ein Bad aus folgenden Bestandteilen hergestellt:
35 40
Der pH-Wert wird auf 1,3 eingestellt Bei einer Badtemperatur von 500C wird auf einer Kathode aus glanzvernickeltem Kupferblech bei einer Stromdichte von 1 A/dm2 in 10 min eine 2,7 μπι dicke glänzende Goldlegierungsschicht abgeschieden, die 9,1 % Indium enthält.
50 55 60 65
9,1 g/l Indiumsulfat
50 g/l Ammoniumsulfat
50 g/l Toluolsulfonsäure
6,3 mg/1 Kaliumtellurit
13,8 g/l Kaliumtetracyanoaurat (III)
- Leerseite -

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Bad zur galvanischen Abscheidung von hellgelben, glänzenden und duktilen Gold-Indium-Legierungsüberzügen bei pH-Werten kleiner als 3, enthaltend Gold in Form von Alkali- und/oder Ammoniumtetracyanoaurat (III), Indium in Form eines wasserlöslichen Indiumsalzes, eine Säure und mindestens ein Puffer- bzw. Leitsalz, dadurch gekennzeichnet, daß es 1 bis 20 g/l Gold, 0,5 bis 50 g/l Indium und 0,5 bis 10 mg/1 Selen und/oder Tellur in Form von seleniger bzw. telluriger Säure und/oder Alkaliselenit bzw. -tellurit enthält.
2. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es das Indium in Form von Indiumsulfat und als Säure Schwefelsäure enthält.
3. Bad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als Puffer- bzw. Leitsalze Ammoniumsulfat, Sulfaminsäure, aliphatische und/oder aromatische Sulfonsäuren enthält.
4. Bad nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es 10 bis 150 g/l Ammoniumsulfat und 10 bis 150 g/l Sulfaminsäure, Toluolsulfonsäure und/ oder 2-Hydroxiethansulfonsäure enthält.
5. Bad nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es einen pH-Wert von 0,5 bis 2,5 aufweist.
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