DE4024764C1 - - Google Patents
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
- C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
- C23C18/31—Coating with metals
- C23C18/42—Coating with noble metals
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description
Die Erfindung betrifft ein stabiles, stromloses, wäßriges,
saures Goldbad zur Abscheidung von Gold und dessen Verwendung.
Das erfindungsgemäße Bad, enthaltend das Anion
Tetracyanogold(III), einen Komplexbildner oder ein Gemisch
mehrerer Komplexbildner, eine Säure oder ein Säuregemisch eignet
sich zur stromlosen Abscheidung von Gold auf Metallen, die
unedler als Gold sind, sowie auf Legierungen dieser Metalle.
Goldbäder zur stromlosen Abscheidung von Gold sind bereits
bekannt, beispielsweise in den DE-PS 36 40 028, US-PS 48 30 668
und GB-PS 20 99 460. Es handelt sich um Goldbäder, die
vorwiegend ein Alkalidicyanoaurat(I) oder
Alkalitetracyanoaurat(III), einen Komplexbildner und ein
Reduktionsmittel enthalten. Alle diese Bäder haben in der Regel
eine unbefriedigende Stabilität und zersetzen sich unter
Abscheidung von metallischem Gold. Allen diesen Bädern ist
gemeinsam, daß bei niedrigen pH-Werten eine Zersetzung des
Goldkomplexes einsetzt und unter gleichzeitiger Entwicklung von
Blausäure eine Abscheidung von schwerlöslichem Gold(I)-cyanid
stattfindet.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, im sauren Bereich aus
dem Tetracyanogold-(III) Gold auf Metallen bzw. deren
Legierungen abzuscheiden und gleichzeitig ein stabileres Goldbad
bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch das Goldbad gemäß den Patentansprüchen
gelöst.
Es wurde gefunden, daß die Stabilität des Goldbades dadurch
erhöht wird, daß Komplexbildner oder Gemische mehrerer
Komplexbildner verwendet werden, die pro Molekül verschiedene
Gruppen enthalten, die komplexierend und reduzierend wirken. Es
handelt sich dabei um solche Verbindungen, die pro Molekül ein
oder mehrere Carboxylgruppen und ein oder mehrere
Phosphonsäuregruppen enthalten. Insbesondere sind es
Verbindungen der allgemeinen Formeln I und II, gemäß den
Patentansprüchen 2 und 3.
Als Komplexbildner in den erfindungsgemäßen Bädern haben sich
besonders N,N-Bis(carboxymethylen)-1-aminoethan-1,1-
diphosphonsäure und 2-Phosphonbutan-1,2,4-tricarbonsäure
bewährt.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Bades besteht
darin, daß Schichten bis 0,5 µm bereits mit Goldgehalten im Bad
von 1,0 g/l Gold erhalten werden. Das Bad ermöglicht u. s. die
Vergoldung von Legierungen, wie sie in der Halbleiterindustrie
üblich sind, zum Beispiel Eisen-Nickel-Cobalt-Legierungen und
chemisch reduktiv abgeschiedene Nickellegierungen wie Nickel-
Phosphor, Nickel-Bor und Reinstnickel.
Überraschenderweise wurde außerdem gefunden, daß eine
Direktbeschichtung von Wolfram ebenfalls möglich ist, was zu
völlig neuen Schichtaufbauten in der Chipcarrier-Industrie
führen wird.
Als Komplexbildner dienen erfindungsgemäß Carboxymethylen-amino-
alkyl-phosphonsäuren und/oder Phosphonalkylcabonsäuren, die eine
wesentliche Erhöhung der Abscheidungsgeschwindigkeit und höhere
Schichtdicken ermöglichen, was nicht vorhersehbar war.
Bei den eingesetzten Säuren handelt es sich beispielsweise um
Schwefelsäure oder Phosphorsäure oder deren Gemische.
Die Grundzusammensetzung des erfindungsgemäßen Bades ist
beispielsweise wie folgt:
Gold als Metall | |
0,05-30 Gramm/Liter | |
Komplexbildner | 5,0-100 Gramm/Liter |
Säure | 10-100 ml/Liter |
Die Arbeitstemperatur des Bades liegt in der Regel bei 70° bis
90°C. Festgestellt wurde, daß auch bei höheren Temperaturen es
nicht zu einer Zersetzung des Bades kommt, z. B. zur Ausfällung
von elementarem Gold. Ein weiterer Vorteil des Bades ist, daß es
sich wiederholt verwenden läßt, und daß das Goldsalz beliebig
nachdosiert werden kann.
Das erfindungsgemäße Bad hat bis zu Schichtstärken von 0,5 µm
eine konstante Abscheidungsgeschwindigkeit, die abhängig vom
Goldgehalt und von der Temperatur ist.
Das erfindungsgemäße Bad läßt sich für Goldschichten von
Lötverbindungen, die durch Kristall- oder Drahtboden entstehen,
einsetzen, was technisch von besonderem Wert ist.
Die hohe Abscheidungsgeschwindigkeit ermöglicht auch den Einsatz
bei der dekorativen Vergoldung. Eine gleichmäßig gelbe Schicht
ist nach Sekunden zu beobachten.
Aus den nachstehend aufgeführten stabilen Badzusammensetzungen
lassen sich unter den aufgeführten Arbeitsbedingungen sehr
gleichmäßige und duktile Überzüge abscheiden.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung der
Goldbäder zur Abscheidung von Gold auf Metalle, die unedler als
Gold sind, oder auf Legierungen dieser Metalle.
Beispiel 1 | |
Kaliumtetracyanoaurat-III|1,0 g/l | |
Komplex 2-Phosphonobutan-1,2,4-tricarbonsäure | 10 g/l |
Schwefelsäure D 1,84 | 20 ml/l |
pH-Wert | kleiner 1 |
Temperatur | 90°C |
Abscheidungsgeschwindigkeit | 0,5 µm in 30 min |
Beispiel 2 | |
Kaliumtetracyanoaurat-III|6,0 g/l | |
Komplex 2-Phosphonobutan-1,4-tricarbonsäure | 40,0 ml/l |
Schwefelsäure/Phosphorsäure 1 : 1 | 50,0 ml/l |
pH-Wert | kleiner 1 |
Temperatur | 60°C |
Abscheidungsgeschwindigkeit | 0,2 µm/30 min. |
besonders gute Haftfestigkeit |
Claims (5)
1. Stabiles, stromloses, wäßriges, saures Goldbad, enthaltend
das Anion Tetracyanogold-(III), einen Komplexbildner oder ein
Gemisch mehrerer Komplexbildner und eine Säure oder ein
Säuregemisch,
dadurch gekennzeichnet,
daß es als Komplexbildner Verbindungen enthält, die pro Molekül
Komplexbildner ein oder mehrere Carboxylgruppen und ein oder
mehrere Phosphonsäuregruppen enthalten.
2. Stabiles, stromloses, wäßriges, saures Goldbad gemäß
Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß es als Komplexbildner mindestens eine Verbindung der
allgemeinen Formel I,
wobeiA = H, -CH₃, -(CH₂)n-PO(OH)₂,
B = H, -(CH₂)n-COOH,
n = 1-5bedeuten, enthält.
B = H, -(CH₂)n-COOH,
n = 1-5bedeuten, enthält.
3. Stabiles, stromloses, wäßriges, saures Goldbad gemäß
Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß es als Komplexbildner mindestens eine Verbindung der
allgemeinen Formel II,
wobeiB = H, -(CH₂)n-COOH und
n = 1-5bedeuten, enthält.
n = 1-5bedeuten, enthält.
4. Stabiles, stromloses, wäßriges, saures Goldbad nach
mindestens einem der Ansprüche 1-3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Komplexbildner oder das Gemisch der Komplexbildner in
Summe in einer Konzentration von 1-100 g/l enthalten ist.
5. Verwendung des Goldbades nach den Ansprüchen 1-4 zur
Abscheidung von Gold auf Metallen oder ihren Legierungen, die
unedler als Gold sind.
unedler als Gold sind.
Priority Applications (8)
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US07/978,690 US5322552A (en) | 1990-08-02 | 1991-08-01 | Stable, electroless, aqueous, acidic gold bath for depositing gold and the use thereof |
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