DE4134656C2

DE4134656C2 - Verfahren zum Elektroplattieren von Nickel mit reduziertem Aufbau von Nickelionen

Info

Publication number: DE4134656C2
Application number: DE4134656A
Authority: DE
Inventors: Robert A Tremmel
Original assignee: Enthone OMI Inc
Current assignee: MacDermid Enthone Inc
Priority date: 1990-10-22
Filing date: 1991-10-19
Publication date: 1994-02-03
Anticipated expiration: 2011-10-20
Also published as: FR2668173A1; SE9103061L; ES2034897A1; ITTO910789A0; GB9122383D0; SE9103061D0; IT1249854B; GB2249107A; DE4134656A1; JPH04333600A; ES2034897B1; ITTO910789A1; CA2053342A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Elektroplattieren von Nickel auf einem leitenden Substrat, bei dem der schädliche Aufbau von ungebrauchten Nickelionen im Elektrolytbad verhindert wird.

Wie der Fachmann auf dem Gebiet des Elektroplattierens bekannt ist, kann die Verwendung von löslichen Nickel-Anoden in Bädern, die einen Nickelelektrolyten oder Ferro-Nickel-Elektrolyten enthalten, zu einem beträchtlichen Aufbau von überschüssigen Nickelionen in der Elektrolytlösung führen. Dieses Problem des Aufbaues von Metallen ist in neuerer Zeit sehr viel schwerwiegender geworden, da in bezug auf den zulässigen Gehalt an Nickel im Abwasser erhöhte Beschränkungen eingeführt wurden. Daher wird der größte Teil der Plattierungslösung, die abgeführt wird, zur ursprünglichen Plattierungslösung zurückgeführt. Dies kann unter Einsatz von üblichen Methoden, beispielsweise einer Rückgewinnung durch Verdampfen oder einer Umkehrosmose, bewerkstelligt werden. Ein solcher Aufbau von Nickelionen ruft unerwünschte Nebeneffekte im Elektroplattierungsbad und -verfahren hervor. Diese unerwünschten Effekte können beispielsweise in trüben, narbigen oder rauhen Abscheidungen auftreten, die aufgrund des Vorhandenseins von überschüssigen Mengen an Nickelsulfat und Nickelchlorid vorkommen. Es können sich auch Ausfällungen bilden, da die Vereinbarkeitsgrenzen überschritten worden sind. Die überschüssigen Nickelmengen tragen auch beträchtlich zu den Aufwendungen in bezug auf das Bad bei. Da beispielsweise das Bad schließlich verdünnt werden muß, ist das Vorhandensein von überschüssigen Nickelionen im Bad nicht nur in bezug auf die Umwelt unerwünscht, sondern erhöht auch die Kosten in bezug auf die Behandlung des Elektrolytabfalls vor dessen Beseitigung. Ferner ist das Vorhandensein von nicht genutzten Nickelionen völlig ineffizient.

Ohne hierbei an irgendeine Theorie gebunden zu sein, weiß der Fachmann offensichtlich, daß dieser Aufbau aufgrund der Ungleichheit zwischen dem Wirkungsgrad der Anode und der Kathode hervorgerufen wird. In einem typischen Nickelbad beträgt der Anodenwirkungsgrad beispielsweise 100%. Im Gegensatz dazu liegt der Kathodenwirkungsgrad nur bei etwa 95%. Dieser Unterschied im Wirkungsgrad führt dazu, daß die Menge der Nickelionen in der Lösung während der Elektrolyse ansteigt. In entsprechender Weise besitzt in einem typischen Nickel-Eisen-Bad die Anode einen Wirkungsgrad von 100%, während die Kathode einen Wirkungsgrad von etwa 91% aufweist. Dieser vergrößerte Wirkungsgradunterschied führt zu einem noch größeren Anstieg der Nickelionen in der Lösung während der Elektrolyse.

Gemäß dem Stand der Technik sind viele Versuche unternommen worden, um dieses Problem zu lösen. Beispielsweise hat man versucht, eine Problemlösung herbeizuführen, indem man die Zahl der in der Lösung eingesetzten Anoden herabgesetzt hat. Hierdurch wird jedoch einfach die Anodenstromdichte erhöht, so daß sich mehr Metallionen pro vorgegebene Anode lösen. Es kann auch eine Anodenpolarisation auftreten, was zu einem erhöhten Verbrauch an Glanzbildnern in typischen Bädern führt und in Eisen-Nickel-Bädern unerwünschte Ferri (Fe³⁺)-Ionen erzeugt. Eine Anodenpolarisation kann auch zum Ausfall der in Eisen-Nickel-Bädern verwendeten Komplexbildner führen. Ferner kann eine übermäßige Chlorerzeugung (die in diesen Bädern ebenfalls höchst unerwünscht ist), auftreten, wenn solche polarisierten Anoden verwendet werden.

Unlösliche Anoden, beispielsweise mit Platin plattierte Titananoden, sind in Nickelplattierungselektroden eingesetzt worden, um die Plattierungsdicke in Bereichen mit niedriger Stromdichte zu erhöhen. Eine derartige Anode kann auch den Aufbau von Nickelionen reduzieren. In entsprechender Weise sind unlösliche Kohlenstoff-Anoden in Nickel- und Eisen-Nickel-Elektrolyten verwendet worden. Obwohl der Nickelaufbau in derartigen Elektroplattierungsbädern mit solchen Anoden herabgesetzt werden kann, neigen die bisher verwendeten Anoden (d. h. mit Platin plattierte Titananoden) zu einem raschen Abbau und können nur auf kostspielige Weise ersetzt werden. Sie können ferner einen erhöhten Verbrauch an Glanzbildern verursachen und zur Erzeugung von nachteiligen Zersetzungsprodukten beitragen.

Elektroden aus gesintertem Ferrit werden manchmal als unlösliche Anoden angesehen, die in zyanidfreien Kupferplattierungsverfahren oder zum Reduzieren der sechswertigen Chromionen in Chromelektroplattierungsverfahren eingesetzt werden können. Derartige Einsätze werden in den US-PS'en 4 469 569, 4 466 865 und 4 933 051 vorgeschlagen. Der Einsatz von solchen gesinterten Anoden in Nickelplattierungsbädern ist jedoch noch nie vorgeschlagen worden. Solche Elektroden sind im Detail in der Veröffentlichung von S. Wakabayashi und T. Aoki "Characteristics of Ferrite Electrodes", Journal de Physique, April 1977, Cl-241 bis Cl-244 beschrieben.

In der GB-PS 12 26 658 ist ein Verfahren zur elektrolytischen Abscheidung von Nickel angegeben, bei dem eine unlösliche Anode eingesetzt wird und dem aus einem zweiten Bad Nickellösung zugeführt wird, die unter Anwendung von Wechselstrom und löslicher Nickelelektroden hergestellt wird. Die GB-PS 5 91 866, die DE-AS 10 63 004 und die GB-PS 6 13 244 beschreiben unlösliche eisenhaltige Anoden in Bädern zur elektrolytischen Abscheidung von Nickel unter Verzicht auf lösliche Nickelanoden. In der GB-PS 5 91 866 wird als Anodenmaterial Fe₂O₃ angegeben, in der DE-AS 10 63 004 wird eine gering eisenhaltige unnlösliche Nickelanode beschrieben. In der GB-PS 6 13 244 werden Anoden angegeben, die in den unlöslichen Teilen Eisen enthalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Elektroplattieren von Nickel anzugeben, bei dem der Aufbau von Nickelionen in einer Elektroplattierungslösung auf Nickelbasis besonders stark reduziert und/oder verhindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit dem kennzeichnenden Merkmal des Patentanspruchs 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch den Einsatz einer ausgewählten Klasse von unlöslichen Anoden realisiert, die in bezug auf die durch die unlösliche Anode während des Elektroplattierens im Nickelbad fließende Strommenge getrennt gesteuert werden können. Die unlösliche Anode besitzt einen Oberflächenbereich, der zumindest teilweise aus Eisen besteht.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt die Schritte der Schaffung eines wirksamen Nickelelektrolyt-Plattierungsbades und des Eintauchens einer ersten Anode und einer zweiten Anode in das Bad. Bei der ersten Anode handelt es sich um eine Opferanode aus Nickel, die an einen ersten Gleichrichter angeschlossen ist. Die zweite Anode ist eine unlösliche Anode, wobei mindestens ein Abschnitt des Oberflächenbereiches dieser Anode ein Eisenmaterial umfaßt. Die zweite Anode ist an einen zweiten Gleichrichter angeschlossen. Ein zu plattierendes Substrat wird dann in das Elektroplattierungsbad getaucht und kathodisch elektrifiziert. Die erste Anode wird anodisch elektrifiziert, während der zur zweiten Anode fließende Strom so gesteuert wird, daß während des Elektroplattierens des Substrates der zweiten Anode eine wirksame Strommenge zur Verfügung gestellt wird, um den Aufbau der überschüssigen Nickelionen in der Lösung zu verhindern.

Es wurde festgestellt, daß mit dem neuartigen Verfahren der vorliegenden Erfindung der Nickelaufbau beträchtlich reduziert und dadurch die Lebensdauer des Plattierungsbades erhöht werden kann. Ferner können die Konzentrationen der Nickelionen, die zu einem späteren Zeitpunkt beseitigt werden müssen, entsprechend herabgesetzt werden. Darüber hinaus besitzt die Eisenanode eine stark erhöhte Lebensdauer gegenüber den Platin-Titan-Anoden oder Kohlenstoff-Anoden des Standes der Technik. Auf diese Weise lassen sich die Austauschkosten und Stillegekosten herabsetzen, die bei den unlöslichen Anoden des Standes der Technik auftreten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert.

Allgemein gesagt umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren die nachfolgenden Schritte: Zuerst wird ein wirksames Elektrolytplattierungsbad auf Nickelbasis zur Verfügung gestellt. Eine erste Anode, die an einen ersten Gleichrichter angeschlossen ist, wird in das Bad getaucht. Eine zweite Anode, die an einen zweiten Gleichrichter angeschlossen ist, wird in das Bad getaucht. Bei der zweiten Anode handelt es sich um eine unlösliche Anode, wobei mindestens ein Abschnitt ihrer Oberfläche eine Eisenzusammensetzung umfaßt. Ein zu plattierendes Substrat wird dann in das Bad getaucht. Die erste Anode wird anodisch elektrifiziert, während das Substrat kathodisch elektifiziert wird. Zur gleichen Zeit wird der zur zweiten Anode fließende Strom mit dem zweiten Gleichrichter gesteuert, um der zweiten Anode eine wirksame Strommenge zur Verfügung zu stellen, damit der Aufbau von überschüssigen Nickelionen in der Lösung verhindert werden kann.

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Entdeckung, daß durch die Verwendung einer unnlöslichen Eisen-enthaltenden Anode und die Steuerung des dieser Anode zugeführten Stromes die Menge der Nickelionen, die sich in diesen Nickel-Badlösungen aufbaut, beträchtlich reduziert werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei gebräuchlichen Standard-Nickelplattierungsbädern oder Nickel-Eisen-Plattierungsbädern, die heutzutage verwendet werden, eingesetzt werden. So können bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung im Handel erhältliche Standardbäder Verwendung finden, die geeignete Nickelionen-Konzentrationen, Glanzbildner, Komplexbildner oder Chelatbildner, Einebnungsmittel, grenzflächenaktive Stoffe und andere entsprechende Additive, die üblicherweise in Nickelplattierungsbädern Verwendung finden, aufweisen. In entsprechender Weise können Additive und Zusätze, die üblicherweise in Nickel-Eisen-Bädern eingesetzt werden, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden.

Die bei der vorliegenden Erfindung verwendete erste Anode ist allgemein gesagt eine Opferanode, die beispielsweise einen Titankorb o. ä. aufweisen kann, der mit geeigneten Nickelspänen gefüllt ist, die zum Opfern der Badlösung zugesetzt werden, wenn der Plattierungsprozeß voranschreitet. Die erste Opferanode ist an einen von der zweiten Anode getrennten Gleichrichter angeschlossen, so daß der Strom zwischen den beiden Anoden während des Elektroplattierungsverfahrens unabhängig voneinander gesteuert werden kann.

Normalerweise wird der bei der vorliegenden Erfindung verwendeten zweiten Anode ein Strom von etwa 0,54 bis etwa 10,76 A/dm² zugeführt. Vorzugsweise werden der zweiten Anode etwa 1,08 bis etwa 5,38 A/dm² zugeführt und noch bevorzugter etwa 1,61 bis etwa 2,69 A/dm².

Bei der zweiten Anode handelt es sich um eine unlösliche Anode, wobei mindestens ein Abschnitt der Oberfläche eine Eisenzusammensetzung aufweist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht die zweite Anode aus gesintertem Eisenoxid. Bei einem typischen handelsüblichen Elektroplattierungsbad liegen wirksame Oberflächenbereiche der zweiten Anode allgemein in einem Bereich von etwa 0,1 bis etwa 12 m², wobei etwa 0,5 bis etwa 2 m² in bezug auf den Oberflächenbereich bevorzugt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die zweite Anode aus einer innigen Mischung aus gesintertem Eisenoxid und Nickeloxid hergestellt. Eine typische Anodenformulierung umfaßt etwa 90 Mol-% Fe₂O₃ und etwa 110 Mol-% zweiwertige Nickeloxide. Die anderen Metalle oder Metalloxide können ebenfalls bei einem derartigen gesinterten Material Verwendung finden, wenn das verwendete Metall in bezug auf das Plattierungsbad nicht schädlich ist. Somit können Kupferoxide, Manganoxide und Kobaltoxide Verwendung finden. Derartige gesinterte Anoden sind in der vorstehend erwähnten Veröffentlichung von Wakabayashi und T. Aoki "Characteristics of Ferrite Electrodes" beschrieben.

Die Auswahl des zu plattierenden Substrates ist für die vorliegende Erfindung nicht kritisch, obwohl einige Substrate wirksamer behandelt werden können als andere. Bei dem Substrat muß es sich jedoch um ein elektrisch leitendes Substrat handeln, wie diese üblicherweise beim Elektroplattieren eingesetzt werden. Das Substrat kann beispielsweise entweder ein Kunststoffsubstrat oder ein Metallsubstrat sein, je nach dem gewünschten Anwendungsfall.

Die Anode aus gesintertem Metall wird an einen Gleichrichter geschaltet, der von der Opferanode getrennt ist, so daß der der Anode aus gesintertem Eisen zugeführte Strom unabhängig gesteuert werden kann. Bei der vorliegenden Erfindung ist es wichtig, daß der Strom steuerbar ist, um eine wirksame Strommenge zur Verfügung zu stellen und dadurch den Nickelaufbau in der Lösung beträchtlich zu reduzieren.

Es wurde bei der vorliegenden Erfindung festgestellt, daß die der zweiten Anode zugeführte Strommenge, die für die Reduzierung der Nickelionen wirksam ist, allgemein von etwa 1% bis etwa 16% des während des Elektroplattierens des Substrates angelegten Gesamtstromes beträgt. Üblicherweise beträgt der in gesteuerter Weise der zweiten Anode zugeführte Strom etwa 2% bis etwa 121% des während des Elektroplattierungsverfahrens angelegten Gesamtstromes. Vorzugsweise laufen etwa 4% bis etwa 8% des angelegten Gesamtstromes durch die Anode aus gesintertem Eisen.

Somit wurde bei dem erfindungsgemäßen Verfahren festgestellt, daß die unlösliche Anode aus gesintertem Eisen, wenn sie gemäß der vorstehend wiedergegebenen Lehre eingesetzt wird, die Menge des in diesen Nickel- oder Nickel-Eisen- Plattierungsbädern aufgebauten Nickels beträchtlich reduziert. Darüber hinaus wurde festgestellt, daß eine derartige Sinteranode über einen wesentlich längeren Zeitraum, d. h. einige Jahre, hält als unlösliche Hilfsanoden des Standes der Technik, deren Lebensdauer wesentlich kürzer ist, üblicherweise nur Wochen oder Monate.

Zum besseren Verständnis der Erfindung dienen die nachfolgenden Ausführungsbeispiele.

Beispiel I

Es wurde ein Nickelelektroplattierungsbad mit den in Tabelle I wiedergegebenen Bestandteilen hergestellt.

Bestandteile des Nickelelektroplattierungsbades
NiSO₄ · 6 H₂O
1,134 kg/3,785 l
NiCl₂ · 6 H₂O	227 g/3,785 l
Borsäure	170 g/3,785 l
Saccharin enthaltender Glanzbildner	2,0%
Formaldehyd enthaltender Glanzbildner	1,0%
pH	4,0
Temperatur	60°C

Dieses Elektrolytbad wurde in eine 4 l Plattierungszelle eingebracht, die mit einer Titankorbanode ausgerüstet war, welche mit Opferanoden-Nickelspänen gefüllt war, und wurde an einen ersten Gleichrichter angeschlossen, der wiederum an eine Stromquelle angeschlossen war. Eine zweite Anode aus Sinterferrit (die einen Oberflächenberich von etwa 51,61 cm² besaß), wurde in das Plattierungsgefäß getaucht und an einen zweiten Gleichrichter angeschlossen, der in Reihe mit der Stromquelle geschaltet war. Die Anoden wurden an getrennte Gleichrichter und an eine gemeinsame Kathode zum Elektroplattieren gehakt. Das Bad wurde über 350 Ah elektrolysiert, wobei während dieser Zeitdauer Standard- Glanzbildner eingesetzt wurden. Die Lösung wurde analysiert, und das Aussehen der Abscheidung wurde periodisch gemessen und akzeptabel gefunden. Der der Anode aus gesintertem Ferrit zugeführte Gesamtstrom betrug etwa 4% bis 8% des im Plattierungsverfahren verwendeten Gesamtstromes.

Die Ergebnisse zeigten, daß keine wesentlichen Abbauprodukte erzeugt wurden und daß der pH-Wert durch die Stromverteilung an den Anoden aufrechterhalten werden konnte. Der Verbrauch an Glanzbildnern war nur geringfügig höher, und es wurde festgestellt, daß die Ferritanode sehr beständig war und einen Gewichtsverlust von weniger als 0,1% aufwies. Während der Testperiode konnte kein Nickelaufbau festgestellt werden. Obwohl etwas Chlor von der Ferritanode abgegeben wurde, war diese Menge nicht wesentlich und konnte durch geringe Zusätze von Natriumbromid eliminiert werden.

Beispiel II

Eine Lösung eines handelsüblichen Nickel-Eisen-Plattierungsbades (das Bad enthielt Nickelionen, Eisenionen, Glanzbildner und Komplexbildner) wurde in eine 4 l Plattierungszelle eingebracht, die mit Nickel- und Eisen-Anoden versehen war, welche an einen ersten Gleichrichter angeschlossen wurden, der wiederum an eine Stromquelle angeschlossen war. Des weiteren wurde eine Anode aus gesintertem Ferrit, wie in Beispiel I beschrieben, in die Plattierungszelle getaucht und an einen zweiten Gleichrichter angeschlossen, der in Reihe mit einer Stromquelle geschaltet war. Wie in Beispiel I wurde eine gemeinsame Kathode zum Elektroplattieren verwendet. Das Bad wurde 891 Ah lang elektrolysiert, wobei standardmäßige Glanzbildner und Stabilisatoren während dieser Zeitdauer zugesetzt wurden. Die Lösung wurde analysiert, und das Aussehen und die Integrität der Abscheidung wurden periodisch gemessen und als akzeptabel angesehen. Allgemein gesagt wurden etwa 6% des Gesamtstromes an die Anode aus gesintertem Ferrit gelegt, obwohl dieser Wert manchmal während des Testes zwischen 2% und 10% variierte. In diesem Fall änderte sich die Stromdichte an der unlöslichen Anode von 1,08 bis 5,38 A/dm². Repräsentative analytische Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle II wiedergegeben.

Tabelle II

Analyse des Nickelbades

Plattentests, die routinemäßig während dieser Zeitdauer durchgeführt wurden, ergaben, daß keine wesentlichen Abbauprodukte festgestellt werden konnten. Der Verbrauch des Stabilisators und 2. Glanzbildners wurde nicht tangiert. Der Verbrauch des 1. Glanzbildners war geringfügig höher als normal. Die sehr niedrige Zahl bei der 275 Ah Marke war auf Fehler bei der Zugabe des 2. Glanzbildners zurückzuführen.

Nickelmetall sank während der Testperiode in der Konzentration ab, was zu typischen Nickel-Eisen-Plattierungsbädern entgegengesetzt ist. Es konnte kein merklicher Aufbau von Ferri-Ionen festgestellt werden, es ergab sich jedoch ein beträchtlicher Abfall an Chloridionen, wie dies durch die Reduzierung des NiCl₂ · 6 H₂O von 115,93 g/l auf 85,22 g/l feststellbar ist. Dies ist wahrscheinlich auf die Entstehung von Chlor an der unlöslichen Anode zurückzuführen. Während des Tests trat nur ein geringer Chlorgeruch auf. Durch die Zugabe von 1 g/l NaBr am Ende des Tests wurde der Chlorgeruch weiter reduziert.

Die Ferrit-Anode wurde während der Tests nach dem Betrieb mit verschiedenen Stromdichten periodisch gewogen. Der Gesamtgewichtsverlust während der Testperiode betrug nur 2,6%. Je größer die Stromdichte an der unlöslichen Anode war, desto größer war der Gewichtsverlust, obwohl selbst bei 5,38 A/dm² der Gewichtsverlust nicht signifikant war.

Beispiel III

Bei einem handelsüblichen Eisen (Ferro)-Nickel-Bad (Das Bad enthielt Nickelionen, Eisenionen, Glanzbildner und Komplexbildner) traten große Probleme in bezug auf den Aufbau von Nickelmetall auf, und das Bad mußte alle vier bis sechs Wochen um 20% bis 30% verdünnt werden. Ohne an irgendeine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß der Grund für diesen rapiden Aufbau von Niickelmetall in folgendem bestand: 1. einer 10%igen Ungleichheit zwischen dem Wirkungsgrad der Anode und der Kathode; 2. dem Mitführen von Metall aus einem anderen Nickelbad und 3. einer wirksamen Wiedergewinnung, durch die nahezu das gessamte abgeführte Nickel in das Plattierungsbad zurückgeführt wird. Somit war das Bad verdünnt, wenn die Nickelmetallkonzentration (gemessen als Ni⁺²) 425 g/3,785 l überstieg.

Unter Verwendung eines herkömmlichen handelsüblichen Nickel-Eisen-Bades (das Bad enthielt Nickelionen, Eisenionen, Glanzbildner und Komplexbildner), das bereits vorhanden war, wurden etwa 6% der gesamten Anodenfläche im Tank durch unlösliche Ferrit-Elektroden ersetzt, in diesem Fall etwa 0,74 m². Die Anodenschiene, an der die unlöslichen Ferrit-Anoden angebracht waren, wurde vom Hauptbus getrennt und an einen getrennten Gleichrichter angeschlossen. Die Kathode war beiden Gleichrichter gemeinsam. Der Strom wurde getrennt an die unlöslichen Anoden gelegt. Zuerst betrug die den Ferrit-Anoden zugeführte Strommenge nur etwa 4% des Gesamtstromes. Sie sollte schließlich auf 10% erhöht werden, um den Aufbau des Nickelmetalls zu steuern. Es entstand etwas Chlor, und es wurden 1 g/l NaBr zugegeben. Durchgeführte Tests ergaben, daß der Chlorgehalt in der Luft annehmbar war. Der Test wurde unter typischen Produktionsbedingungen von etwa 55 000 bis 60 000 Ah pro Tag durchgeführt, wobei man das Bad rund um die Uhr bei normalen Stillegezeiten betrieb. Der Test wurde über etwa 2,5 Monate durchgeführt.

Die Analyse des Plattierungsbades einschließlich der Zusätze zu Beginn, bei 26 Tagen und am Ende einer Testperiode von 75 Tagen ist in der nachfolgenden Tabelle III wiedergegeben.

Tabelle III

Analyse des Plattierungsbades

Wie aus der vorhergehenden Analyse hervorgeht, stabilisiert sich das Nickelniveau ohne jegliche Badverdünnung bei etwa 90 g/l. Gemäß den vorhergehenden Ausführungen hätte das Bad normalerweise während dieser Zeitdauer zweimal verdünnt werden müssen.

Der Verbrauch an organischen Zusätzen wurde während der Testdauer sorgfältig überwacht. In allen Fällen änderte sich der Verbrauch gegenüber dem normalen Verbrauch im wesentlichen nicht. Das Betriebsverhalten des Bades wurde nicht beeinflußt. Die Beispiele zeigen an, daß die Verwendung der hier beschriebenen Ferrit-Elektroden ein wirksames Verfahren zum Steuern des Aufbaues von Nickelmetall in handelsüblichen Nickel- und Nickel-Eisen-Plattierungsbädern darstellt. Die Beispiele zeigen ferner, daß die Verwendung von derartigen Anoden in keiner Weise den Verbrauch von Zusätzen nachteilig beeinflußt, noch ein nicht akzeptabel hohes Niveau an Chlor oder schädliche Abbauprodukte erzeugt.

Claims

1. Verfahren zum Elektroplattieren von Nickel auf einem leitenden Substrat, bei dem der schädliche Aufbau von ungebrauchten Nickelionen im Elektrolytbad verhindert wird, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

(A) Schaffung eines wirksamen Elektrolytplattierungsbades auf Nickelbasis;
(B) Tauchen einer ersten Anode, die an einen ersten Gleichrichter angeschlossen ist, in das Bad, wobei als erste Anode eine Opferanode aus Nickel eingesetzt wird;
(C) Tauchen einer zweiten Anode, die an einen zweiten Gleichrichter angeschlossen ist, in das Bad, wobei als zweite Anode eine unlösliche Anode, bei der mindestens ein Teil ihrer Oberfläche Eisen oder eine Eisen enthaltende Zusammensetzung aufweist, eingesetzt wird;
(D) Tauchen eines zu elektroplattierenden Substrates in das Bad; und
(E) anodisches Elektrifizieren der ersten Anode und kathodisches Elektrifizieren des Substrates, während der der zweiten Anode zugeführte Strom mit dem zweiten Gleichrichter gesteuert wird, um der zweiten Anode eine wirksame Strommenge während des Elektroplattierens des Substrates zuzuführen und den Aufbau von überschüssigen Nickelionen in der Lösung zu verhindern.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten Anode ein Strom von 1% bis 16% des während des Elektroplattierens des Substrates angelegten Gesamtstromes gesteuert zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten Anode ein Strom von 2% bis 12% des während des Elektroplattierens des Substrates angelegten Gesamtstromes gesteuert zugeführt wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten Anode ein Strom von 4% bis 10% des während des Elektroplattierens angelegten Gesamtstromes gesteuert zugeführt wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als zweite Anode eine Anode aus gesintertem Eisen eingesetzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als zweite Anode eine Anode aus gesintertem Eisen, Nickel und Eisenoxiden eingesetzt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten Anode ein Strom von 0,54 bis 10,76 A/dm² zugeführt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten Anode ein Strom von 1,08 bis 5,38 A/dm² zugeführt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten Anode ein Strom von 1,61 bbis 2,69 A/dm² zugeführt wird.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als zweite Anode eine Anode aus gesintertem Eisenoxid und Nickeloxid eingesetzt wird.