DE4021681C2

DE4021681C2 -

Info

Publication number: DE4021681C2
Application number: DE4021681A
Authority: DE
Inventors: Koji Nishiyama; Masayuki Yamazaki; Takeshi Tsukuda; Youtaro Sayama Saitama Jp Arai
Original assignee: Kojima Chemicals Co Ltd
Current assignee: Kojima Chemicals Co Ltd
Priority date: 1989-07-12
Filing date: 1990-07-07
Publication date: 1991-12-05
Also published as: DE4021681A1; US5035744A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bad zur stromlosen Goldabscheidung und insbesondere auf ein Bad zur stromlosen Goldabscheidung, das einen dicken Überzug aus einem Goldüberzugsfilm ergibt, der hohe Qualität und guten Glanz innerhalb einer sehr kurzen Zeitdauer auf einem zu überziehenden Gegenstand ergibt.

Aus der DE-AS 20 57 757 ist ein Bad zum stromlosen Abscheiden von Metallen auf vorbereiteten Oberflächen bekannt, das wasserlösliche Goldsalze, als Komplexbildner NaCN, EDTA, Äthylendiamin und als Reduktionsmittel Aminborane enthält.

Ferner ist aus der US-PS 35 89 916 ein alkalisches Bad zum stromlosen Goldabscheiden bekannt, das neben einem wasserlöslichen Goldsalz als Komplexbildner u. a. NaCN, Äthylendiamin, EDTA, als Reduktionsmittel wasserlösliche Aminborane und zur pH-Werteinstellung NaOH enthält. Hierbei fungieren die Cyanverbindungen im wesentlichen als Badstabilisatoren.

Schließlich ist aus der JP-A2 55-024914 ein alkalisches Goldbad bekannt, das K<Au(CN)₂<, KCN, Citrat, EDTA, eine geringe Menge PbCl₂, NaBH₄ und NaOH zur pH-Werteinstellung enthält.

Ein Bad für die stromlose Goldabscheidung, das in herkömmlicher Weise verwendet wird, wird bisher so hergestellt, daß Kaliumgold (I) Cyanid als Goldquelle, Natriumborhydrid und Dimethylaminboran als Reduktionsmittel, Alkalicyanid als Komplexbildner und ferner Kaliumhydroxyd als Natriumhydroxyd als den pH-Wert kontrollierende Mittel, usw. beigegeben werden.

Bei einem derartigen Bad beträgt die Dicke des abgeschiedenen Goldfilmes etwa 1,5 µm/pro Stunde, so daß ein dicker Überzug erreicht werden kann. Hierbei treten einige praktische Probleme auf, nämlich, daß die Filmoberfläche sich leicht nach braun verfärbt, daß die Stabilität des Überzuges schlechter wird, daß das Bad sich leicht zersetzt, und daß die Zuführung schwierig ist.

Um die vorerwähnten Nachteile bekannter Badlösungen zur stromlosen Goldabscheidung auszuschalten, wurden umfangreiche Versuche durchgeführt, und es wurde eine Möglichkeit gefunden, um eine hohe Überzugsgeschwindigkeit und einen dicken Überzug zu erzielen, indem als Komplexbildner Äthylenamine und Hexamethylentetramin in Verbindung mit der Hinzufügung von Äthylendiamintetraessigsäure verwendet wurden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Bad zur stromlosen Goldabscheidung anzugeben, bei dem die Nachteile bekannter Lösungen nicht mehr bestehen, bei dem ein dicker Überzug aus einem Goldplattierfilm von hoher Qualität und hohem Glanz erreicht wird, und bei dem die Überzugsdauer sehr kurz ist.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einem Bad zur stromlosen Goldabscheidung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 1 erreicht.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die wasserlöslichen Goldsalze, die nach vorliegender Erfindung verwendet werden, sind Alkalimetallsalze von Goldzyaniden, vorzugsweise Kaliumgoldcyanid, Natriumgoldcyanid usw.

Als den pH-Wert steuernde Mittel werden Kaliumhydroxyd und Natriumhydroxyd verwendet; mit Hilfe des Alkalihydroxyd wird der pH-Wert der Überzugslösung auf einem Wert höher als 12 gehalten.

Des weiteren werden bei vorliegender Erfindung Bleisalze, z. B. Bleichlorid, Bleinitrat, Bleiacetat usw. als Mittel zum Steuern der Abscheidegeschwindigkeit hinzugefügt, um die Zersetzungsgeschwindigkeit der Lösung beizubehalten.

Als Komplexbildner werden im Falle vorliegender Erfindung Äthylenamine und Hexamethyltetramin in Verbindung mit und zusätzlich zu den bekannten Mitteln verwendet, z. B. Alkalicyanid (Kaliumcyanid, Natriumcyanid), Äthylendiamintetraessigsäure usw. Die Äthylenamine werden beispielsweise als Tetraäthylenpentamin, Triäthylentetramin usw. bezeichnet.

Im Falle vorliegender Erfindung werden die Standardbestandteile des Bades zur stromlosen Goldabscheidung und die Überzugsbedingungen generell wie folgt angegeben:

Kaliumgoldcyanid (als Gold)
1-5 g/l
Äthylenamin	0,1-10 ml/l
Hexamethylentetramin	0,1-10 g/l
Äthylendiamintetraessigsäure	1-20 g/l
Alkalihydroxyd	5-100 g/l
Dimethylaminboran	1-20 g/l
Bleiionen	mehrere ppm

Überzugsbedingungen:
Temperatur der Lösung 50-90°C
Umrühren in Luft
pH-Wert höher als 12,0

Mit diesen Bestandteilen des Bades zur stromlosen Goldabscheidung kann ein Überziehen von Gegenständen mit Filmen mit einer Geschwindigkeit von etwa 6-30 µm/h erzielt werden.

Das Bad zum stromlosen Goldabscheiden nach der Erfindung zeigt eine ausgezeichnete Stabilität und eine 5- bis 10mal höhere Überzugsgeschwindigkeit als herkömmliche Bäder zum stromlosen Goldabscheiden, da Äthylamin und Hexamethylentetramin als Komplexbildner verwendet werden.

Beispiel

Vorliegende Erfindung wird nachstehend in Form von Beispielsanteilen erläutert:

Kaliumgoldcyanid
5,84 g/l
Natriumhydroxyd	20 g/l
Äthylendiamintetraessigsäure	4 g/l
Kaliumcyanid	2 g/l
Tetraäthylenpentamin	1 ml/l
Hexamethylentetramin	1 g/l
Dimenthylaminboran	7,5 g/l
Bleiacetat	10 ppm

Wenn das Bad zum stromlosen Goldabscheiden die vorerwähnten Bestandteile aufweist, wird das Bad zum stromlosen Goldabscheiden auf der vorbehandelten Messingtestplatte nach folgenden Schritten durchgeführt.

Vorbehandlung

Oberflächenabrieb - Entfetten - Waschen mit Wasser - elektrolytisches Entfetten - Waschen mit Wasser - Aktivieren mit Palladium - Waschen mit Wasser - stromloses Überziehen mit Nickel - Waschen mit Wasser - Aktivieren mit schwefeliger Säure - Waschen mit Wasser - Substitution mit stromlosem Überziehen mit Gold - Waschen mit Wasser.
Dicke des stromlosen Nickelüberzuges 2-3 µm,
Dicke des substituierten Goldüberzuges 0,03-0,05 µm.

Überzugsbedingungen:
Temperatur der Lösung 75°C,
pH-Wert wird auf 13 oder höher gehalten, und es wird unter Luftzutritt umgerührt.

Die vorbehandelte Messingtestplatte wird 1 Stunde lang in die Überzugslösung eingetaucht, mit Wasser gewaschen und getrocknet.

Der Film aus Goldüberzug mit Halbglanz wird mit einer Dicke von 0,6 µm erzielt. Dies zeigt, daß die Niederschlagsgeschwindigkeit viermal höher ist als die des bekannten Bades zum stromlosen Goldabscheiden. Darüber hinaus wird die kontinuierliche Zuführung der Lösung um etwa das 1,5fache möglich, und die Stabilität der Lösung wird stark verbessert.

Vergleichsbeispiel 1

Kaliumgoldcyanid
1,45 g/l
Kaliumcyanid	6,5 g/l
Kaliumhydroxyd	11,2 g/l
Kaliumborhydrid	10,8 g/l

In das Bad zum stromlosen Goldabscheiden mit den vorerwähnten Bestandteilen wurde die Messingtestplatte eine Stunde lang bei einer Badtemperatur von 75°C eingetaucht. Dabei betrug die Dicke des erhaltenen Filmes 1,26 µm.

Vergleichsbeispiel 2

Kaliumgoldcyanid
5,80 g/l
Kaliumcyanid	13,0 g/l
Kaliumhydroxyd	11,2 g/l
Kaliumborhydrid	21,6 g/l

In das Bad zum stromlosen Goldabscheiden mit den vorgenannten Bestandteilen wird die Messingtestplatte, die der im Beispiel angegebenen entspricht, eine Stunde lang bei einer Badtemperatur von 75°C eingetaucht. Die Dicke des erhaltenen Überzugsfilmes betrug 0,60 µm.

Mit einem derartigen Bad läßt sich der Nachteil z. B. von Lötmittelabdeckungen oder dgl. eliminieren, da der dicke Überzug des Goldfilmes innerhalb kurzer Zeit ausgebildet ist. Damit ist vorliegende Erfindung in der Lage, die Effizienz des Goldüberzugsvorganges zu erhöhen und die Kosten zu senken.

Claims

1. Bad zur stromlosen Gold-Abscheidung, mit wasserlöslichen Goldsalzen, den pH-Wert einstellenden Mitteln, Mitteln zum Steuern der Abscheidegeschwindigkeit, Alkylaminboranen, Alkalicyaniden und Äthylendiamintetraessigsäure, dadurch gekennzeichnet, daß 0,1-10 ml/l Äthylenamin und 0,1-10 g/l Hexamethylentetramin als Komplexbildner in diesem Bad enthalten sind.

2. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Äthylenamine aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Tetraäthylenpentamin und Triäthylentetramin besteht.

3. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserlöslichen Goldsalze Alkalimetallsalze von Goldcyaniden sind.

4. Bad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkalimetallsalze von Goldcyaniden aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Kalium-Goldcyanid und Natrium- Goldcyanid besteht.

5. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den pH-Wert einstellenden Mittel aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Kalium-Hydroxyd und Natrium-Hydroxyd besteht.

6. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Steuern der Abscheidegeschwindigkeit Bleisalze sind.

7. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkylaminboran Dimethylaminboran ist.

8. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkalicyanide aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Kaliumcyanid und Natriumcyanid besteht.