JP2024526925A - Silver electrolyte for deposition of silver dispersion layers - Google Patents
Silver electrolyte for deposition of silver dispersion layers Download PDFInfo
- Publication number
- JP2024526925A JP2024526925A JP2024503744A JP2024503744A JP2024526925A JP 2024526925 A JP2024526925 A JP 2024526925A JP 2024503744 A JP2024503744 A JP 2024503744A JP 2024503744 A JP2024503744 A JP 2024503744A JP 2024526925 A JP2024526925 A JP 2024526925A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrolyte
- silver
- graphite
- amount
- deposition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 title claims abstract description 77
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 59
- 239000004332 silver Substances 0.000 title claims abstract description 59
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 58
- 230000008021 deposition Effects 0.000 title claims abstract description 21
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 title description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 22
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 15
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000011669 selenium Substances 0.000 claims description 13
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 claims description 10
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 claims description 9
- XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N Cyanide Chemical compound N#[C-] XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 8
- 150000008051 alkyl sulfates Chemical class 0.000 claims description 7
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 6
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 6
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 5
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 4
- QLOAVXSYZAJECW-UHFFFAOYSA-N methane;molecular fluorine Chemical compound C.FF QLOAVXSYZAJECW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920001515 polyalkylene glycol Polymers 0.000 claims description 3
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 2
- 229940100890 silver compound Drugs 0.000 claims description 2
- 150000003379 silver compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract description 18
- 230000002411 adverse Effects 0.000 abstract description 10
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005187 foaming Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 6
- -1 ether carbonates Chemical class 0.000 description 6
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 5
- 150000003498 tellurium compounds Chemical class 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-N benzenesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229940092714 benzenesulfonic acid Drugs 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 4
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- VDMJCVUEUHKGOY-JXMROGBWSA-N (1e)-4-fluoro-n-hydroxybenzenecarboximidoyl chloride Chemical compound O\N=C(\Cl)C1=CC=C(F)C=C1 VDMJCVUEUHKGOY-JXMROGBWSA-N 0.000 description 3
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 3
- 229910003455 mixed metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1-sulfonic acid Chemical compound C1=CC=C2C(S(=O)(=O)O)=CC=CC2=C1 PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 3
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 3
- QYHFIVBSNOWOCQ-UHFFFAOYSA-N selenic acid Chemical compound O[Se](O)(=O)=O QYHFIVBSNOWOCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- PMNLUUOXGOOLSP-UHFFFAOYSA-N 2-mercaptopropanoic acid Chemical compound CC(S)C(O)=O PMNLUUOXGOOLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001020 Au alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910016347 CuSn Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910005569 NiB Inorganic materials 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002266 Pluriol® Polymers 0.000 description 2
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- SJCKVJINFYJCLM-UHFFFAOYSA-N [K+].[Ag]C#N.[C-]#N.[K+].[C-]#N Chemical compound [K+].[Ag]C#N.[C-]#N.[K+].[C-]#N SJCKVJINFYJCLM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 230000003254 anti-foaming effect Effects 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005282 brightening Methods 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 2
- IIWMSIPKUVXHOO-UHFFFAOYSA-N ethyl hexyl sulfate Chemical compound CCCCCCOS(=O)(=O)OCC IIWMSIPKUVXHOO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003353 gold alloy Substances 0.000 description 2
- LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N hydrogen cyanide Chemical compound N#C LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- NDVLTYZPCACLMA-UHFFFAOYSA-N silver oxide Chemical compound [O-2].[Ag+].[Ag+] NDVLTYZPCACLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 235000019333 sodium laurylsulphate Nutrition 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- WHOZNOZYMBRCBL-OUKQBFOZSA-N (2E)-2-Tetradecenal Chemical compound CCCCCCCCCCC\C=C\C=O WHOZNOZYMBRCBL-OUKQBFOZSA-N 0.000 description 1
- 125000006755 (C2-C20) alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- ZXSQEZNORDWBGZ-UHFFFAOYSA-N 1,3-dihydropyrrolo[2,3-b]pyridin-2-one Chemical compound C1=CN=C2NC(=O)CC2=C1 ZXSQEZNORDWBGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GGZHVNZHFYCSEV-UHFFFAOYSA-N 1-Phenyl-5-mercaptotetrazole Chemical compound SC1=NN=NN1C1=CC=CC=C1 GGZHVNZHFYCSEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CMCBDXRRFKYBDG-UHFFFAOYSA-N 1-dodecoxydodecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCOCCCCCCCCCCCC CMCBDXRRFKYBDG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LBLYYCQCTBFVLH-UHFFFAOYSA-N 2-Methylbenzenesulfonic acid Chemical compound CC1=CC=CC=C1S(O)(=O)=O LBLYYCQCTBFVLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JKFYKCYQEWQPTM-UHFFFAOYSA-N 2-azaniumyl-2-(4-fluorophenyl)acetate Chemical compound OC(=O)C(N)C1=CC=C(F)C=C1 JKFYKCYQEWQPTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVBUGGBMJDPOST-UHFFFAOYSA-N 2-thiobarbituric acid Chemical compound O=C1CC(=O)NC(=S)N1 RVBUGGBMJDPOST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYKLZUPYJFFNRR-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxypiperidin-2-one Chemical compound OC1CCCNC1=O RYKLZUPYJFFNRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical class C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002535 CuZn Inorganic materials 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910003266 NiCo Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003294 NiMo Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- ZSILVJLXKHGNPL-UHFFFAOYSA-L S(=S)(=O)([O-])[O-].[Ag+2] Chemical compound S(=S)(=O)([O-])[O-].[Ag+2] ZSILVJLXKHGNPL-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021612 Silver iodide Inorganic materials 0.000 description 1
- MFIHOCAEOJNSOL-UHFFFAOYSA-N [Ag]C#N Chemical class [Ag]C#N MFIHOCAEOJNSOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HJPBEXZMTWFZHY-UHFFFAOYSA-N [Ti].[Ru].[Ir] Chemical compound [Ti].[Ru].[Ir] HJPBEXZMTWFZHY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910001854 alkali hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008055 alkyl aryl sulfonates Chemical class 0.000 description 1
- 229940045714 alkyl sulfonate alkylating agent Drugs 0.000 description 1
- 150000008052 alkyl sulfonates Chemical class 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005228 aryl sulfonate group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000004359 castor oil Substances 0.000 description 1
- 235000019438 castor oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- SFOSJWNBROHOFJ-UHFFFAOYSA-N cobalt gold Chemical compound [Co].[Au] SFOSJWNBROHOFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000007859 condensation product Substances 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N dioxoiridium Chemical compound O=[Ir]=O HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RNGFNLJMTFPHBS-UHFFFAOYSA-L dipotassium;selenite Chemical compound [K+].[K+].[O-][Se]([O-])=O RNGFNLJMTFPHBS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 229940021013 electrolyte solution Drugs 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 150000002191 fatty alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021397 glassy carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N glycerol triricinoleate Natural products CCCCCC[C@@H](O)CC=CCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](COC(=O)CCCCCCCC=CC[C@@H](O)CCCCCC)OC(=O)CCCCCCCC=CC[C@H](O)CCCCCC ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- NPEWZDADCAZMNF-UHFFFAOYSA-N gold iron Chemical compound [Fe].[Au] NPEWZDADCAZMNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MSNOMDLPLDYDME-UHFFFAOYSA-N gold nickel Chemical compound [Ni].[Au] MSNOMDLPLDYDME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000011 group IA salts Chemical class 0.000 description 1
- WJRBRSLFGCUECM-UHFFFAOYSA-N hydantoin Chemical compound O=C1CNC(=O)N1 WJRBRSLFGCUECM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940091173 hydantoin Drugs 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002563 ionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 229910000457 iridium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- CJTCBBYSPFAVFL-UHFFFAOYSA-N iridium ruthenium Chemical compound [Ru].[Ir] CJTCBBYSPFAVFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ULFQGKXWKFZMLH-UHFFFAOYSA-N iridium tantalum Chemical compound [Ta].[Ir] ULFQGKXWKFZMLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000002932 luster Substances 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- FXADMRZICBQPQY-UHFFFAOYSA-N orthotelluric acid Chemical compound O[Te](O)(O)(O)(O)O FXADMRZICBQPQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940044654 phenolsulfonic acid Drugs 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 150000003014 phosphoric acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000151 polyglycol Polymers 0.000 description 1
- 239000010695 polyglycol Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- HKSGQTYSSZOJOA-UHFFFAOYSA-N potassium argentocyanide Chemical compound [K+].[Ag+].N#[C-].N#[C-] HKSGQTYSSZOJOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NNFCIKHAZHQZJG-UHFFFAOYSA-N potassium cyanide Chemical compound [K+].N#[C-] NNFCIKHAZHQZJG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 159000000001 potassium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229910001925 ruthenium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940000207 selenious acid Drugs 0.000 description 1
- 229940082569 selenite Drugs 0.000 description 1
- MCAHWIHFGHIESP-UHFFFAOYSA-L selenite(2-) Chemical compound [O-][Se]([O-])=O MCAHWIHFGHIESP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229940065287 selenium compound Drugs 0.000 description 1
- 150000003343 selenium compounds Chemical class 0.000 description 1
- CRDYSYOERSZTHZ-UHFFFAOYSA-N selenocyanic acid Chemical class [SeH]C#N CRDYSYOERSZTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MCAHWIHFGHIESP-UHFFFAOYSA-N selenous acid Chemical compound O[Se](O)=O MCAHWIHFGHIESP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 150000003378 silver Chemical class 0.000 description 1
- ADZWSOLPGZMUMY-UHFFFAOYSA-M silver bromide Chemical compound [Ag]Br ADZWSOLPGZMUMY-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910001958 silver carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- LKZMBDSASOBTPN-UHFFFAOYSA-L silver carbonate Substances [Ag].[O-]C([O-])=O LKZMBDSASOBTPN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- LFAGQMCIGQNPJG-UHFFFAOYSA-N silver cyanide Chemical compound [Ag+].N#[C-] LFAGQMCIGQNPJG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940098221 silver cyanide Drugs 0.000 description 1
- 229940096017 silver fluoride Drugs 0.000 description 1
- 229940045105 silver iodide Drugs 0.000 description 1
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- REYHXKZHIMGNSE-UHFFFAOYSA-M silver monofluoride Chemical compound [F-].[Ag+] REYHXKZHIMGNSE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001923 silver oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- FJOLTQXXWSRAIX-UHFFFAOYSA-K silver phosphate Chemical compound [Ag+].[Ag+].[Ag+].[O-]P([O-])([O-])=O FJOLTQXXWSRAIX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910000161 silver phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940019931 silver phosphate Drugs 0.000 description 1
- YPNVIBVEFVRZPJ-UHFFFAOYSA-L silver sulfate Chemical compound [Ag+].[Ag+].[O-]S([O-])(=O)=O YPNVIBVEFVRZPJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000367 silver sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- RHUVFRWZKMEWNS-UHFFFAOYSA-M silver thiocyanate Chemical compound [Ag+].[S-]C#N RHUVFRWZKMEWNS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- LMEWRZSPCQHBOB-UHFFFAOYSA-M silver;2-hydroxypropanoate Chemical compound [Ag+].CC(O)C([O-])=O LMEWRZSPCQHBOB-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229940067741 sodium octyl sulfate Drugs 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 229960000776 sodium tetradecyl sulfate Drugs 0.000 description 1
- DGSDBJMBHCQYGN-UHFFFAOYSA-M sodium;2-ethylhexyl sulfate Chemical compound [Na+].CCCCC(CC)COS([O-])(=O)=O DGSDBJMBHCQYGN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- XZTJQQLJJCXOLP-UHFFFAOYSA-M sodium;decyl sulfate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O XZTJQQLJJCXOLP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- WFRKJMRGXGWHBM-UHFFFAOYSA-M sodium;octyl sulfate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCOS([O-])(=O)=O WFRKJMRGXGWHBM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- UPUIQOIQVMNQAP-UHFFFAOYSA-M sodium;tetradecyl sulfate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O UPUIQOIQVMNQAP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004334 sorbic acid Substances 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- SITVSCPRJNYAGV-UHFFFAOYSA-L tellurite Chemical compound [O-][Te]([O-])=O SITVSCPRJNYAGV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- SITVSCPRJNYAGV-UHFFFAOYSA-N tellurous acid Chemical compound O[Te](O)=O SITVSCPRJNYAGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VPKAOUKDMHJLAY-UHFFFAOYSA-J tetrasilver;phosphonato phosphate Chemical compound [Ag+].[Ag+].[Ag+].[Ag+].[O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O VPKAOUKDMHJLAY-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
- C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
- C25D3/46—Electroplating: Baths therefor from solutions of silver
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
- C25D7/06—Wires; Strips; Foils
- C25D7/0614—Strips or foils
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
Abstract
本発明は、導電性基材上への銀のガルバニック析出のための銀電解質及び対応する方法を対象とする。銀電解質は、電解質の発泡を防止するのに役立つと同時に電析に悪影響を及ぼすことがない、特定の添加剤を特徴とする。The present invention is directed to a silver electrolyte and corresponding method for the galvanic deposition of silver onto a conductive substrate. The silver electrolyte features certain additives that help prevent electrolyte foaming while not adversely affecting electrodeposition.
Description
本発明は、導電性基材上への銀のガルバニック析出のための銀電解質及び対応する方法を対象とする。銀電解質は、電解質の発泡を防止するのに役立つと同時に電析に悪影響を及ぼすことがない、特定の添加剤を特徴とする。 The present invention is directed to a silver electrolyte and corresponding method for the galvanic deposition of silver onto a conductive substrate. The silver electrolyte features certain additives that help prevent electrolyte foaming while not adversely affecting the electrodeposition.
今日では、実質上全ての電気器具に電気接触が用いられている。これらの用途は、自動車産業用又は航空宇宙技術用の通信部門における、単純なプラグコネクタから、安全性に関係する洗練された接触のスイッチ切り替えの範囲に及ぶ。ここで、接触面は、良好な電気伝導率、長期安定性を伴う低接触抵抗、並びに、できる限り低い挿入力を伴う良好な耐腐食性及び耐摩耗性を有することが求められる。電気工学において、プラグ接点は多くの場合、金-コバルト、金-ニッケル、又は金-鉄からなる硬質金合金層でコーティングされる。これらの層は、摩耗に対する良好な耐性、良好なはんだ付け性、長期安定性を伴う低接触抵抗、及び良好な腐食耐性を有する。金の価格の上昇により、より安価な代替物が求められている。 Today, electrical contacts are used in virtually all electrical appliances. These applications range from simple plug connectors in the communications sector, for the automotive industry or aerospace technology, to sophisticated safety-related switching contacts. Here, the contact surfaces must have good electrical conductivity, low contact resistance with long-term stability, as well as good corrosion and wear resistance with as low an insertion force as possible. In electrical engineering, plug contacts are often coated with hard gold alloy layers made of gold-cobalt, gold-nickel or gold-iron. These layers have good resistance to wear, good solderability, low contact resistance with long-term stability, and good corrosion resistance. The rising price of gold calls for cheaper alternatives.
硬質金めっきに代わるものとして、銀によるコーティングが有利であることが証明されている。銀及び銀合金は中でも、電気工学において最も重要な接触材料であるが、これは、電気伝導率の高さ及び良好な耐酸化性の理由だけによるものではない。これらの銀層は、金フラッシュを有するパラジウム-ニッケルなどの、これまで使用されてきた硬質金層及び層の組み合わせと同様の層特性を有する。更に、銀の価格は他の貴金属、特に硬質金合金と比べて相対的に低い。 As an alternative to hard gold plating, coatings with silver have proven to be advantageous. Silver and silver alloys are among the most important contact materials in electrical engineering, not only because of their high electrical conductivity and good oxidation resistance. These silver layers have similar layer properties to the hard gold layers and layer combinations used so far, such as palladium-nickel with gold flash. Furthermore, the price of silver is relatively low compared to other precious metals, especially hard gold alloys.
基材の銀コーティングのため、及び接触面を作製するために、特殊な銀電解質が使用される。これらは、通常、シアン化物含有又はシアン化物不含の銀含有溶液であり、電気化学的、特にガルバニック的に表面を銀化するのに役立つ。この場合、銀電解質溶液は、多種多様な更なる添加剤、例えば、結晶粒微細化剤、分散剤、光沢剤(brightening agent)、又は固体成分を含有することができる。電気及び電子分野、特にプラグ及びプラグ及びスイッチ接点における用途には、導電率、接触抵抗及び摩擦係数が特に重要である。 For the silver coating of substrates and for preparing contact surfaces, special silver electrolytes are used. These are usually cyanide-containing or cyanide-free silver-containing solutions, which serve to electrochemically, in particular galvanically, silver the surfaces. In this case, the silver electrolyte solutions can contain a wide variety of further additives, for example grain refiners, dispersants, brightening agents or solid components. For applications in the electrical and electronic sector, in particular in plugs and plug and switch contacts, the electrical conductivity, contact resistance and friction coefficient are of particular importance.
2つの銀コーティング表面が互いの上を移動する場合、この目的のために比較的高い力が必要であり、この力は、それぞれ加えられる垂直抗力及び表面の材料固有の摩擦係数に依存する。銀表面は、特にプラグ接点の場合に高い差し込み力及び引張力をもたらす比較的高い摩擦係数を有するので、銀表面を有する接点の欠点は、ここで明らかである。高い摩擦係数のために、銀表面の場合に摩耗が生じ、その結果として、可能なプラグサイクルの数が厳しく制限される。更に、銀表面が摩損しやすいという問題が生じる。しかしながら、2つの銀コーティング表面のシステムの可能な限り低い接触抵抗は特に有利である。 If two silver-coated surfaces are moved over one another, a relatively high force is required for this purpose, which depends on the applied normal force and the material-specific friction coefficient of the surfaces, respectively. The disadvantages of contacts with silver surfaces are evident here, since silver surfaces have a relatively high friction coefficient, which leads in particular to high insertion and pulling forces in the case of plug contacts. Due to the high friction coefficient, wear occurs in the case of silver surfaces, as a result of which the number of possible plug cycles is severely limited. Furthermore, the problem arises that the silver surfaces are prone to wear. However, a contact resistance as low as possible of a system of two silver-coated surfaces is particularly advantageous.
接触面を作製するための様々なシアン化物含有銀電解質は、先行技術において既に認められている(西独国特許出願公開第2543082(A1)号、国際公開第9114808(A1)号、独国特許出願公開第10346206(A1)号、独国特許出願公開第102008030988(A1)号、独国特許出願公開第102015102453(A1)号、中国特許出願公開第105297095(A)号)。独国特許出願公開第102018005352(A1)号はまた、固体成分が乾燥潤滑剤として分散されている接触面を作製するためのシアン化物含有銀電解質を記載している。これらの固体は、できる限り高度に分散し、できる限り容易に分布するように銀層中に組み込まれることが意図されている。その目的は、固体成分を銀層中に均一に分散させることによって、銀層の可能な限り高い自己潤滑特性を確保することである(Arnet,R.et al,「Silberdispersionsschichten mit selbstschmierenden Eigenschaften」[Silver dispersion layers with self-lubricating properties],Galvanotechnik 2021,Vol.1,p.21 et seq.)。既知の銀電解質は、特に著しい電解質移動が使用される場合、例えば分散装置を使用する場合に発泡する傾向がある(電解質の総体積が約40%増加する)ことが問題である。しかしながら、使用に適した高い電流密度、したがって迅速な析出のためには、著しい電解質移動が必要である。これは、コーティングプロセスにおいて、とりわけ:
a)銀層への固体の均一な組み込みに、
b)プロセス容器から出る泡による電解質損失によって、及び
c)部品の伸張中及び持ち上げ中における泡の付着による部分表面に対するマーブリング効果によって、
悪影響を及ぼし、したがって不利な生成物又はプロセスの問題をもたらす。
Various cyanide-containing silver electrolytes for producing contact surfaces have already been found in the prior art (DE 2543082 A1, WO 9114808 A1, DE 10346206 A1, DE 102008030988 A1, DE 102015102453 A1, CN 105297095 A). DE 102018005352 A1 also describes a cyanide-containing silver electrolyte for producing contact surfaces in which solid components are dispersed as dry lubricants. These solids are intended to be incorporated into the silver layer as highly dispersed and as easily distributed as possible. The aim is to ensure the highest possible self-lubricating properties of the silver layer by homogeneously dispersing the solid components in the silver layer (Arnet, R. et al., "Silver dispersion layers with self-lubricating properties", Galvanotechnik 2021, Vol. 1, p. 21 et seq.). The problem with known silver electrolytes is that they tend to foam (the total volume of the electrolyte increases by about 40%), especially when significant electrolyte migration is used, for example when using dispersion devices. However, significant electrolyte migration is necessary for usable high current densities and therefore rapid deposition. This is due to the following problems in the coating process, among others:
a) uniform incorporation of solids into the silver layer;
b) by electrolyte loss due to bubbles exiting the process vessel; and c) by a marbling effect on the part surface due to the adhesion of bubbles during extension and lifting of the part.
This can have adverse effects and therefore result in adverse product or process problems.
したがって、本発明の目的は、銀の析出中にそのような電解質における泡形成を最大限に抑制し、同時に、銀分散層の均質な析出ができる限り悪影響を受けない可能性を特定することである。 The object of the present invention is therefore to identify possibilities for maximally suppressing bubble formation in such electrolytes during silver deposition, while at the same time ensuring that the homogeneous deposition of the silver dispersion layer is as unaffected as possible.
先行技術から明らかなこれら及び他の目的は、本発明の請求項1に記載の電解質の使用によって達成される。本発明による電解質に関する有利な実施形態は、請求項1に従属する従属請求項2~7に記載されている。請求項8~11は、その好ましい実施形態を含む方法に関する。 These and other objects apparent from the prior art are achieved by the use of the electrolyte according to claim 1 of the present invention. Advantageous embodiments of the electrolyte according to the present invention are described in dependent claims 2 to 7 which are dependent on claim 1. Claims 8 to 11 relate to a method comprising preferred embodiments thereof.
導電性基材上への銀層のガルバニック析出のための水性銀電解質であって、以下の成分:
a)少なくとも1種の可溶性銀化合物、
b)20~200g/lの量の遊離シアン化物、
c)0.2~10g/lの量の少なくとも1種の光沢添加剤(luster additive)、
d)0.1~15ml/lの量の少なくとも1種の湿潤剤、
e)2~200g/lの量の少なくとも1種の固体成分、
を含み、
f)0.2~20g/lの量の少なくとも1種の消泡剤、を更に有する、水性銀電解質を提供することによって、
驚くべきことに、上記の目的を達成することは容易である。
1. An aqueous silver electrolyte for the galvanic deposition of a silver layer on a conductive substrate, comprising the following components:
a) at least one soluble silver compound;
b) free cyanide in an amount of 20 to 200 g/l;
c) at least one luster additive in an amount of 0.2 to 10 g/l;
d) at least one wetting agent in an amount of 0.1 to 15 ml/l;
e) at least one solid component in an amount of 2 to 200 g/l;
Including,
f) at least one antifoaming agent in an amount of 0.2 to 20 g/l,
Surprisingly, achieving the above objective is easy.
本発明による電解質からの銀層の析出中、固体成分の沈降を防止し、可能な限り高い電流密度を確保するために、電解質は絶えず移動し続けるべきである。泡形成は、消泡剤によって確実に防止される/大幅に低減される。対応する消泡剤の添加が、層組成(固体組み込み)及び接触抵抗などの銀層の所望の特性に著しい悪影響を及ぼさないこともまた驚くべきことである。 During deposition of the silver layer from the electrolyte according to the invention, the electrolyte should be kept constantly moving in order to prevent settling of solid components and ensure the highest possible current density. Foam formation is reliably prevented/greatly reduced by the antifoaming agent. It is also surprising that the addition of a corresponding antifoaming agent does not have a significant adverse effect on the desired properties of the silver layer, such as the layer composition (solid incorporation) and the contact resistance.
原則的に、消泡効果を有し、所与の系において不活性である、当業者が利用可能な全ての化合物を消泡剤として使用することができる(http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Entsch%C3%A4umer&oldid=187879609)。例としては、ポリエーテル(BASF Pluriol(登録商標)E Series)、脂肪族アルコールアルコキシレート(BASF Degressal(登録商標)SD20)、リン酸エステル(BASF Degressal(登録商標)SD40)、又はアルキルポリグリコールエーテルカーボネート(CLARIANT COL(登録商標)100)からなる群からの消泡剤が挙げられる。ポリエーテルをベースとする消泡剤の使用が特に有利である。本文脈では、ポリアルキレングリコール、特にポリエチレングリコールの群から選択されるものが有利である(http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Polyethylenglycol&oldid=210432692)。これらは、異なる商品名、例えば、Pluriol(登録商標)Series E200~E9000で市販されており、数字の表記は物質の平均分子量に対応する。使用されるポリアルキレングリコール、特にポリエチレングリコールが、200g/molを超える、好ましくは少なくとも400g/molのより高い平均モル質量を有する場合、有利であることも証明されている。使用されるポリエチレングリコールの平均モル質量は、非常に好ましくは1000~9000g/mol、非常に特に好ましくは4000~8000g/molである。ポリマーの平均モル質量(http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Mittlere_molare_Masse&oldid=188125754)は、当業者に既知の方法によって決定される(http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/de/ch/9/mac/charakterisierung/d3/gpc/gpc.vlu/Page/vsc/de/ch/9/mac/charakterisierung/d3/gpc/auswertung.vscml.html)。電解質における消泡剤の量は、当業者によって定義され得る。これは、0.2~20g/l、好ましくは1~10g/l、特に好ましくは1~5g/lの範囲である。 In principle, all compounds available to the skilled artisan that have a defoaming effect and are inactive in a given system can be used as defoamers (http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Entsch%C3%A4umer&oldid=187879609). Examples include defoamers from the group consisting of polyethers (BASF Pluriol® E Series), fatty alcohol alkoxylates (BASF Degressal® SD20), phosphoric acid esters (BASF Degressal® SD40) or alkyl polyglycol ether carbonates (CLARIANT COL® 100). The use of defoamers based on polyethers is particularly advantageous. In this context, polyalkylene glycols, in particular those selected from the group of polyethylene glycols, are advantageous (http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Polyethyleneglycol&oldid=210432692). These are commercially available under different trade names, for example Pluriol® Series E200 to E9000, the numerical designation corresponding to the average molecular weight of the substance. It has also proven advantageous if the polyalkylene glycols, in particular the polyethylene glycols, used have a higher average molar mass of more than 200 g/mol, preferably at least 400 g/mol. The average molar mass of the polyethylene glycols used is very preferably between 1000 and 9000 g/mol, very particularly preferably between 4000 and 8000 g/mol. The average molar mass of the polymer (http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Mittler_molare_Masse&oldid=188125754) is determined by methods known to those skilled in the art (http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/de/ch/9/mac/charakterisierung/d3/gpc/gpc.vlu/Page/vsc/de/ch/9/mac/charakterisierung/d3/gpc/auswertung.vscml.html). The amount of antifoam in the electrolyte can be defined by those skilled in the art. This ranges from 0.2 to 20 g/l, preferably from 1 to 10 g/l, and particularly preferably from 1 to 5 g/l.
本発明の文脈において、光沢添加剤とは、銀析出物の粒径をより小さい粒径にシフトさせる物質である。置換及び非置換単核アリールスルホン酸、並びにチオアルキルカルボン酸、チオカルバミドからなる群から選択される光沢添加剤が当該添加剤として有効であることが証明されている。本文脈では、アリールスルホン酸、例えばフェノールスルホン酸及びベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸が特に好ましい。しかしながら、特にチオ乳酸、チオバルビツール酸及び1-フェニル-1H-テトラゾール-5-チオンも有利であることが証明されている。固体析出に悪影響を及ぼさない化合物が有利である。光沢剤Bは、本発明による電解質において0.2~10g/l、好ましくは0.5~10g/l、特に好ましくは1.0~5g/lの濃度で使用される。ナフタレンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸誘導体(例えば、アルデヒドとのナフタレンスルホン酸縮合生成物)又はこれらの混合物が本発明による電解質中に存在しない場合、特に極めて有利である。対照的に、アリール基がベンゼン環であるアリールスルホン酸、例えばベンゼンスルホン酸のNa又はK塩が極めて好ましい。アリール基は、任意選択で置換されていてもよい。特に、上で特定したポリエーテル系消泡剤、特にポリエチレングリコールエーテルに関連して、後者は、高い電流密度及び結果として生じる著しい電解質移動にもかかわらず、少量の泡しか生じさせず、したがって、固体成分を銀析出物中に良好に分散させることができる(実施例を参照)。 In the context of the present invention, a brightener additive is a substance which shifts the particle size of the silver deposit to a smaller particle size. Brightener additives selected from the group consisting of substituted and unsubstituted mononuclear arylsulfonic acids, as well as thioalkylcarboxylic acids, thiocarbamides have proven to be effective as such additives. In this context, arylsulfonic acids, such as phenolsulfonic acid and benzenesulfonic acid, toluenesulfonic acid, are particularly preferred. However, thiolactic acid, thiobarbituric acid and 1-phenyl-1H-tetrazole-5-thione in particular have also proven to be advantageous. Compounds which do not adversely affect the solid deposit are advantageous. Brightener B is used in the electrolyte according to the invention in a concentration of 0.2 to 10 g/l, preferably 0.5 to 10 g/l, particularly preferably 1.0 to 5 g/l. It is particularly advantageous if naphthalenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid derivatives (for example naphthalenesulfonic acid condensation products with aldehydes) or mixtures thereof are not present in the electrolyte according to the invention. In contrast, arylsulfonic acids in which the aryl group is a benzene ring, such as the Na or K salts of benzenesulfonic acid, are highly preferred. The aryl group may be optionally substituted. In particular, in relation to the polyether-based antifoaming agents identified above, especially the polyethylene glycol ethers, the latter, despite the high current density and the resulting significant electrolyte movement, produce only small amounts of foam and therefore allow good dispersion of solid components in the silver deposit (see examples).
本電解質は、固体成分を含有する。その機能は、先行技術において十分に認められている。本発明の意味において、「固体成分」とは、溶液中に存在しないが、電解質中に固体として存在する成分を意味する。特に、この点に関して独国特許出願公開第102018005352(A1)号で言及されているような固体成分を使用することができる。これらは、好ましくは、グラファイト、フッ化グラファイト、酸化グラファイト、被覆グラファイト、グラフェン、カーボンブラック、フラーレン、ダイヤモンド、Al2O3、立方晶窒化ホウ素、又はこれらの混合物、好ましくはグラファイト、フッ化グラファイト、酸化グラファイト、Al2O3被覆グラファイト、又はこれらの混合物、より好ましくはグラファイト、酸化グラファイト、又はこれらの混合物、更により好ましくはグラファイトからなる群から選択されるものである。物質の好適なコンディショニングの方法は、文献に十分に記載されており、本明細書に記載されている本発明に対して、たとえあったとしてもわずかな影響しか及ぼさない。固体成分は、電解質中に分散して、特に物理的に分散して存在する。これは、特に、撹拌機、分散装置(例えば、Ultraturrax(登録商標))又は分散ディスクなどの対応する装置によって達成される。使用される固体成分の量は、当業者によって、彼らの裁量に従って特定され得る。概して、本明細書での濃度は、2~200g/l、好ましくは20~150g/l、特に好ましくは80~130g/lである。固体成分の直径は、当業者によって、適用プロファイルに従って選択されなければならない。原則的に、平均粒子直径(http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Partikelgr%C3%B6%C3%9Fenverteilung&oldid=186369602)は、1~50μm、好ましくは2~20μm、特に好ましくは2~10μmである。この目的のために、平均粒子直径(Q3分布のd50)は、ISO 13320-1(出願日の最新版)に従って、Beckmann社製のTornado乾燥分散モジュールを用いて測定される。本発明の意味において、平均粒子径(d50)とは、固体成分の粒子の50%が特定の値よりも小さい直径を有することを示す。 The electrolyte contains solid components, the function of which is well recognized in the prior art. In the sense of the present invention, "solid components" means components that are not in solution but are present as solids in the electrolyte. In particular, solid components such as those mentioned in DE 102018005352 A1 in this respect can be used. These are preferably selected from the group consisting of graphite, graphite fluoride, graphite oxide, coated graphite, graphene, carbon black, fullerenes, diamond, Al 2 O 3 , cubic boron nitride, or mixtures thereof, preferably graphite, graphite fluoride, graphite oxide, Al 2 O 3 coated graphite, or mixtures thereof, more preferably graphite, graphite oxide, or mixtures thereof, even more preferably graphite. Suitable methods of conditioning of materials are well described in the literature and have little, if any, influence on the invention described herein. The solid components are present in the electrolyte dispersed, in particular physically dispersed. This is achieved in particular by corresponding devices such as stirrers, dispersing devices (e.g. Ultraturrax®) or dispersing disks. The amount of solid components used can be specified by those skilled in the art according to their discretion. In general, the concentrations here are from 2 to 200 g/l, preferably from 20 to 150 g/l, particularly preferably from 80 to 130 g/l. The diameter of the solid components must be selected by those skilled in the art according to the application profile. As a rule, the average particle diameter (http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Partikelgr%C3%B6%C3%9Fenverteilung&oldid=186369602) is from 1 to 50 μm, preferably from 2 to 20 μm, particularly preferably from 2 to 10 μm. For this purpose, the mean particle diameter (d50 of the Q3 distribution) is measured using a Beckmann Tornado dry dispersion module according to ISO 13320-1 (latest edition as of the filing date). In the sense of the present invention, the mean particle size (d50) indicates that 50% of the particles of the solid component have a diameter smaller than a particular value.
湿潤剤も電解質中に存在する。これらが選択される方法は、当業者に既知である。典型的には、イオン性及び非イオン性界面活性剤、例えば、ポリエチレングリコール付加物、脂肪族アルコールサルフェート(例えば、ラウリル硫酸ナトリウム)、アルキルサルフェート、アルキルスルホネート、アリールスルホネート、アルキルアリールスルホネート、スルホン化ヒマシ油が湿潤剤として使用される(Kanani,N:Galvanotechnik;Hanser Verlag,Munich Vienna,2000;page 84 et seqq.も参照)。このように備えられた浴を使用して析出される銀コーティングは、概して、白色で光沢性乃至高光沢性である。湿潤剤は、孔のない層をもたらす。アルキルサルフェートをベースとする化合物が湿潤剤として好ましく使用される。これらは、C1~C25アルキル基を有する直鎖又は分岐鎖アルキルサルフェート、好ましくは、非置換又は任意選択で置換されていてもよいC2~C20アルキル基を有する直鎖又は分岐鎖アルキルサルフェートであり得る。湿潤剤は、好ましくは、非置換又は任意選択で置換されていてもよいC3~C15アルキル基を有する直鎖又は分岐鎖アルキルサルフェート、好ましくは、非置換又は任意選択で置換されていてもよいC3~C12アルキル基を有する直鎖又は分岐鎖アルキルサルフェートを含有する。湿潤剤はまた、それらの塩、例えばナトリウム塩、カリウム塩の形態で存在することができる。非常に特に好ましくは、これに関連して、2-エチルヘキシルサルフェート-Na塩、ラウリルエーテルサルフェート-Na塩、モノアルキル硫酸ナトリウム、例えばテトラデシル硫酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、エチルヘキシル硫酸ナトリウム、デシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、及びこれらの混合物からなる群から選択されるものが使用される。少なくとも1種の湿潤剤の含有量は、0.1~15ml/l、好ましくは0.2~10ml/l、より好ましくは0.5~7ml/l、更により好ましくは1~6ml/lである。 Wetting agents are also present in the electrolyte. The manner in which they are selected is known to those skilled in the art. Typically, ionic and non-ionic surfactants, such as polyethylene glycol adducts, fatty alcohol sulfates (e.g. sodium lauryl sulfate), alkyl sulfates, alkyl sulfonates, aryl sulfonates, alkylaryl sulfonates, sulfonated castor oil are used as wetting agents (see also Kanani, N: Galvanotechnik; Hanser Verlag, Munich Vienna, 2000; page 84 et seqq.). The silver coatings deposited using the baths thus provided are generally white and glossy to high gloss. The wetting agents result in a layer without pores. Compounds based on alkyl sulfates are preferably used as wetting agents. These may be linear or branched alkyl sulfates with C 1 -C 25 alkyl groups, preferably linear or branched alkyl sulfates with C 2 -C 20 alkyl groups, which may be unsubstituted or optionally substituted. The wetting agents preferably contain linear or branched alkyl sulfates with C 3 -C 15 alkyl groups, which may be unsubstituted or optionally substituted, preferably linear or branched alkyl sulfates with C 3 -C 12 alkyl groups, which may be unsubstituted or optionally substituted. The wetting agents can also be present in the form of their salts, for example sodium salts, potassium salts. Very particular preference is given in this connection to those selected from the group consisting of 2-ethylhexyl sulfate-Na salt, lauryl ether sulfate-Na salt, sodium monoalkyl sulfates, such as sodium tetradecyl sulfate, sodium dodecyl sulfate, sodium ethylhexyl sulfate, sodium decyl sulfate, sodium octyl sulfate, and mixtures thereof. The content of the at least one wetting agent is between 0.1 and 15 ml/l, preferably between 0.2 and 10 ml/l, more preferably between 0.5 and 7 ml/l, even more preferably between 1 and 6 ml/l.
任意選択で、Se又はTeを含む塩も電解質中に存在することができる。電解質に使用されるセレン又はテルル化合物は、当業者によって適宜選択され得る。好適なセレン及びテルル化合物は、セレン又はテルルがアニオンの形態で+4又は+6の酸化状態で存在するものである。セレン及びテルル化合物は、+4の酸化状態のセレン又はテルルが存在する電解質で有利に用いられる。セレン及びテルル化合物は、テルライト、セレナイト、亜テルル酸、亜セレン酸、テルル酸、セレン酸、セレノシアネート、テルロシアネート、並びにセレネート及びテルレートから選択されるのが特に好ましい。この場合、テルル化合物よりもセレン化合物の使用が一般に好ましい。セレン酸の塩の形態、例えば、亜セレン酸カリウムの形態で電解質にセレンを添加することが、非常に特に好ましい。セレノシアン酸カリウムとして添加することが極めて好ましい。電解質中のこれらの化合物の量は、当業者によって必要に応じて選択され得る。それは、セレン又はテルルに基づいて、0.1mg~500mg/l、好ましくは0.5mg~100mg、特に好ましくは0.5mg~10mg/lの範囲である。 Optionally, salts containing Se or Te can also be present in the electrolyte. The selenium or tellurium compounds used in the electrolyte can be selected as appropriate by the skilled artisan. Suitable selenium and tellurium compounds are those in which selenium or tellurium is present in the form of anions in the oxidation state of +4 or +6. Selenium and tellurium compounds are advantageously used in electrolytes in which selenium or tellurium is present in the oxidation state of +4. Selenium and tellurium compounds are particularly preferably selected from tellurite, selenite, tellurous acid, selenious acid, telluric acid, selenic acid, selenocyanates, tellurocyanates, and selenates and tellurates. In this case, the use of selenium compounds is generally preferred over tellurium compounds. It is very particularly preferred to add selenium to the electrolyte in the form of a salt of selenic acid, for example potassium selenite. It is highly preferred to add it as potassium selenocyanate. The amount of these compounds in the electrolyte can be selected as required by the skilled artisan. It ranges from 0.1 mg to 500 mg/l, preferably from 0.5 mg to 100 mg, particularly preferably from 0.5 mg to 10 mg/l, based on selenium or tellurium.
上記の原料に加えて、電解質はまた、一定量の遊離シアン化物を含有する。これは、好ましくは、シアン化水素酸の水溶性塩の形態で電解質に添加される。アルカリ塩が有利であり、シアン化カリウムが非常に特に好ましく使用される。電解質中の遊離シアン化物の量は、当業者に既知の値に従って設定することができる。概して、遊離シアン化物は、20~200g/l、好ましくは80~180g/l、特に好ましくは100~150g/l(各場合において、CNイオンに基づく)の濃度で電解質中に存在する。使用されるシアン化物塩は、導電性塩としても役立ち得る。 In addition to the abovementioned raw materials, the electrolyte also contains a certain amount of free cyanide. This is preferably added to the electrolyte in the form of a water-soluble salt of hydrocyanic acid. Alkaline salts are advantageous, potassium cyanide being very particularly preferably used. The amount of free cyanide in the electrolyte can be set in accordance with values known to those skilled in the art. As a rule, free cyanide is present in the electrolyte in a concentration of 20 to 200 g/l, preferably 80 to 180 g/l, particularly preferably 100 to 150 g/l (in each case based on CN ions). The cyanide salts used can also serve as conductive salts.
電解質の別の必須成分は、溶解した形態で析出される銀である。これは、水溶性塩の形態で、当業者によって必要に応じて電解質に導入することができる。これらの銀としては、メタンスルホン酸銀、炭酸銀、リン酸銀、ピロリン酸銀、硝酸銀、酸化銀、乳酸銀、フッ化銀、臭化銀、塩化銀、ヨウ化銀、チオシアン酸銀、チオ硫酸銀、ヒダントイン銀、硫酸銀、シアン化銀及びアルカリシアン化銀からなる群からのものが可能である。本文脈では、シアン化銀カリウムが非常に特に有利である。銀塩は、2~200g/l、好ましくは10~100g/l、特に好ましくは20~50g/l(各場合において、Ag金属に基づく)である電解質中の出発濃度で使用される。 Another essential component of the electrolyte is silver, which is precipitated in dissolved form. It can be introduced into the electrolyte as required by the skilled artisan in the form of water-soluble salts. These silvers can be from the group consisting of silver methanesulfonate, silver carbonate, silver phosphate, silver pyrophosphate, silver nitrate, silver oxide, silver lactate, silver fluoride, silver bromide, silver chloride, silver iodide, silver thiocyanate, silver thiosulfate, silver hydantoin, silver sulfate, silver cyanide and alkali silver cyanides. In this context, potassium silver cyanide is very particularly advantageous. The silver salts are used in starting concentrations in the electrolyte of 2 to 200 g/l, preferably 10 to 100 g/l, particularly preferably 20 to 50 g/l (in each case based on Ag metal).
好ましい実施形態において、更なるイオンが、電解質に溶解した形態で、低濃度で存在してもよいことに留意されたい。これらは、特に、純銀層(硬質銀として知られる)の析出と比較してより硬質の層をもたらすものである。これらは、Sb、Bi、In、Sn、W、Mo、Pb、As、Cu、Niからなる群から選択されるイオンである。これらは、概して、0.001~30g/l、好ましくは0.01~20g/l、特に好ましくは0.1~10g/l(各場合において、対応する金属に基づく)の濃度で添加される。 It should be noted that in a preferred embodiment, further ions may be present in low concentrations in dissolved form in the electrolyte. These are in particular those which result in a harder layer compared to the deposition of a pure silver layer (known as hard silver). These are ions selected from the group consisting of Sb, Bi, In, Sn, W, Mo, Pb, As, Cu, Ni. These are generally added in concentrations of 0.001 to 30 g/l, preferably 0.01 to 20 g/l, particularly preferably 0.1 to 10 g/l (in each case based on the corresponding metal).
本発明はまた、導電性基材上への銀層のガルバニック析出のための方法であって、本発明による電解質に電気伝導性基材を浸漬し、電解質と接触しているアノードと、カソードとしての基材との間で、電流フローが確立される、方法に関する。 The present invention also relates to a method for the galvanic deposition of a silver layer on an electrically conductive substrate, in which the electrically conductive substrate is immersed in an electrolyte according to the present invention and a current flow is established between an anode in contact with the electrolyte and the substrate as a cathode.
分散層の析出中に優勢な温度は、当業者によって所望に応じて選択され得るか、又は温度は、外部の影響(分散モジュールからの摩擦熱)によってそれ自体で確立される。これは、一方では、十分な析出速度及び使用可能な電流密度範囲に、また他方では、経済的な側面又は電解質の安定性に従うであろう。電解質の温度を10℃~70℃、好ましくは15℃~40℃、特に好ましくは20℃~30℃に設定することが有利である。 The temperature prevailing during the deposition of the dispersion layer can be selected as desired by the skilled person or the temperature is established by itself by external influences (frictional heat from the dispersion module). This will depend on the one hand on a sufficient deposition rate and on the usable current density range, and on the other hand on economical aspects or the stability of the electrolyte. It is advantageous to set the temperature of the electrolyte to 10°C to 70°C, preferably 15°C to 40°C, particularly preferably 20°C to 30°C.
原則的に、電解質のpHは、当業者によって必要に応じて調整され得る。しかしながら、この場合、当業者は、対応する層の析出に悪影響を及ぼし得る追加の物質の電解質への導入を可能な限り少なくするという側面に従うであろう。したがって、特に好ましい実施形態において、pHは、塩基を添加することによってのみ設定される。したがって、当業者の観点から、対応する用途に好適である全ての化合物を使用することができる。これは、好ましくは、アルカリ水酸化物、酸化物又はカーボネートを使用する。電解中、本発明による電解質は、好ましくは8超の塩基性pH範囲に設定される。最適な結果は、8~13、より好ましくは9~11の電解質のpHで達成することができる。原則的に、pHは、当業者によって必要に応じて調整され得る。しかしながら、この場合、当業者は、対応する層の析出に悪影響を及ぼし得る追加の物質の電解質への導入を可能な限り少なくするという側面に従うであろう。したがって、特に好ましい実施形態において、pHは、塩基を添加することによってのみ設定される。したがって、当業者の観点から、対応する用途に好適である全ての化合物を使用することができる。電解中に電解質のpHに関して変動が生じることがある。したがって、本方法の好ましい一実施形態において、当業者は電解中にpHを監視し、必要であれば、pHを設定値に調整するように進める。ここで進める方法は、当業者に既知である。 In principle, the pH of the electrolyte can be adjusted as required by the skilled person. However, in this case, the skilled person will follow the aspect of introducing as little as possible into the electrolyte additional substances that may adversely affect the deposition of the corresponding layer. In a particularly preferred embodiment, the pH is therefore set only by adding a base. All compounds that are suitable for the corresponding application from the point of view of the skilled person can therefore be used. This is preferably done by using alkali hydroxides, oxides or carbonates. During electrolysis, the electrolyte according to the invention is set in a basic pH range, preferably above 8. Optimal results can be achieved with a pH of the electrolyte of 8 to 13, more preferably 9 to 11. In principle, the pH can be adjusted as required by the skilled person. However, in this case, the skilled person will follow the aspect of introducing as little as possible into the electrolyte additional substances that may adversely affect the deposition of the corresponding layer. Therefore, in a particularly preferred embodiment, the pH is set only by adding a base. All compounds that are suitable for the corresponding application from the point of view of the skilled person can therefore be used. Fluctuations may occur with respect to the pH of the electrolyte during electrolysis. Therefore, in a preferred embodiment of the method, the skilled person will monitor the pH during electrolysis and, if necessary, proceed to adjust the pH to the set value. The methods described here are known to those skilled in the art.
本発明による電解質において析出プロセス中にカソードとアノードとの間で確立される電流密度は、当業者によって、析出の効率及び質に基づいて選択され得る。用途及びコーティングシステムの種類に応じて、電解質中の電流密度は、有利には0.2~100A/dm2に設定される。必要に応じて、例えば、コーティングセルの設計、流速、アノード又はカソードの関係などのシステムパラメータを調整することによって、電流密度を増加又は減少させることができる。0.2~50A/dm2の電流密度が有利であり、0.2~10A/dm2が好ましく、1~5A/dm2が非常に特に好ましい。 The current density established between the cathode and the anode during the deposition process in the electrolyte according to the invention can be selected by the skilled person on the basis of the efficiency and quality of the deposition. Depending on the application and the type of coating system, the current density in the electrolyte is advantageously set at 0.2 to 100 A/dm 2. If necessary, the current density can be increased or decreased by adjusting system parameters such as, for example, the design of the coating cell, the flow rate, the relationship of the anode or cathode. Current densities of 0.2 to 50 A/dm 2 are advantageous, 0.2 to 10 A/dm 2 are preferred, 1 to 5 A/dm 2 are very particularly preferred.
直流電流の代わりに、パルス直流電流又は逆パルスめっきを印加することもできる。この場合、それにより、電流フローが一定の時間遮断されるか(パルスめっき)、又は電流フローが逆転する。銀グラファイト分散析出のための、電流遮断の形態のパルスめっき及び逆パルスめっきの使用は、文献に記載されている(Arnet,R.et al,「Silberdispersionsschichten mit selbstschmierenden Eigenschaften」,[Silver dispersion layers with self-lubricating properties],Galvanotechnik 2021,Vol.1,p.21 et seq.)。 Instead of direct current, pulsed direct current or reverse pulse plating can also be applied, whereby the current flow is interrupted for a certain time (pulse plating) or the current flow is reversed. The use of pulse plating and reverse pulse plating in the form of current interruption for silver-graphite dispersion deposition is described in the literature (Arnet, R. et al, "Silver dispersionsschichten mit selbstschmierenden Eigenschaften", [Silver dispersion layers with self-lubricating properties], Galvanotechnik 2021, Vol. 1, p. 21 et seq.).
本発明による電解質及び本発明による方法は、好ましくは技術的用途、例えば、電気プラグ接続部及びプリント回路基板のための銀層のガルバニック析出のために使用することができる。技術的用途の場合、連続流システムにおけるコーティングも使用することができる。 The electrolyte according to the invention and the method according to the invention can preferably be used for technical applications, for example for the galvanic deposition of silver layers for electrical plug connections and printed circuit boards. For technical applications, coating in continuous flow systems can also be used.
特に0.5~50A/dm2の範囲の電流密度を有する技術的用途の場合、典型的には0.1~100μmの範囲の層厚がラック方式で析出される。技術的用途の場合、最大200μm、又は更には500μm厚の層厚が、連続プラントにおいて析出されることもある。この目的において、電流密度は上記の範囲内である。 For technical applications, especially with current densities in the range of 0.5 to 50 A/ dm2 , layer thicknesses in the range of 0.1 to 100 μm are typically deposited in the rack process. For technical applications, layer thicknesses up to 200 μm or even 500 μm thick may also be deposited in continuous plants. For this purpose, the current densities are within the ranges mentioned above.
電解質の使用時には、様々なアノードを用いることができる。可溶性又は不溶性アノードは、可溶性及び不溶性のアノードの組み合わせと同様に好適である。可溶性アノードを使用する場合、銀アノードを使用することが特に好ましい(独国特許出願公開第1228887号,Praktische Galvanotechnik,5th edition,Eugen G.Leuze Verlag,p.342 et seq.,1997)。 When using an electrolyte, various anodes can be used. Soluble or insoluble anodes are suitable, as well as combinations of soluble and insoluble anodes. When using soluble anodes, it is particularly preferred to use silver anodes (DE 1228887, Praktische Galvanotechnik, 5th edition, Eugen G. Leuze Verlag, p. 342 et seq., 1997).
好ましい不溶性アノードは、白金めっきチタン、グラファイト、ステンレス鋼、混合金属酸化物、ガラス状炭素アノード、及び特殊炭素材料(「ダイヤモンド状炭素」、DLC(diamond-like carbon))からなる群から選択される材料から作製されたアノード、又はこれらのアノードの組み合わせである。白金めっきチタン、又は混合金属酸化物でコーティングされたチタンの不溶性アノードが有利であり、混合金属酸化物は、好ましくは、酸化イリジウム、酸化ルテニウム、酸化タンタル、及びこれらの混合物から選択される。イリジウム-ルテニウム混合酸化物、イリジウム-ルテニウム-チタン混合酸化物、又はイリジウム-タンタル混合酸化物から構成されるイリジウム-遷移金属混合酸化物アノードも、本発明の実施のために有利に使用される。更なる情報は、Cobley,A.J et al.(The use of insoluble anodes in acid sulphate copper electrodeposition solutions,Trans IMF,2001,79(3),pp.113 and 114)に見出すことができる。 Preferred insoluble anodes are anodes made from materials selected from the group consisting of platinized titanium, graphite, stainless steel, mixed metal oxides, glassy carbon anodes, and special carbon materials ("diamond-like carbon", DLC), or combinations of these anodes. Insoluble anodes of platinized titanium or titanium coated with mixed metal oxides are advantageous, the mixed metal oxides being preferably selected from iridium oxide, ruthenium oxide, tantalum oxide, and mixtures thereof. Iridium-transition metal mixed oxide anodes composed of iridium-ruthenium mixed oxide, iridium-ruthenium-titanium mixed oxide, or iridium-tantalum mixed oxide are also advantageously used for the practice of the invention. Further information can be found in Cobley, A. J et al. (The use of insoluble anodes in acid sulphate copper electrodeposition solutions, Trans IMF, 2001, 79(3), pp.113 and 114).
可能な電気伝導性基材は、酸性pH範囲の本発明による電解質でコーティングすることができる基材である。これらは、好ましくは貴金属含有基材であるか、又は更にはニッケル若しくは銅表面などの非貴金属基材である。好ましくは、本発明による銀層は、ニッケル若しくはニッケル合金層、又は銅若しくは銅合金層上に析出される。本明細書で有利に使用される好適な基材材料は、純銅、黄銅、青銅(例えばCuSn、CuSnZn)などの銅ベース材料、又はシリコン、ベリリウム、テルル、リンを含む合金などのプラグコネクタ用の特殊銅合金、又は鉄若しくはステンレス鋼などの鉄ベース材料、又はニッケル、又はNiP、NiW、NiBなどのニッケル合金、金又は銀である。基材材料はまた、ガルバニックコーティングされているか、又は他のコーティング技術を用いてコーティングされている多層系であってもよい。これは、例えば、ニッケルめっき又は銅めっきされ、続いて任意選択で、金めっきされたか、パラジウム前処理されたか、白金前処理されたか、又は銀前処理でコーティングされた鉄材料に関する。この場合、ニッケルめっき又は銅めっきの中間層もまた、対応する合金電解質(例えば、NiP、NiW、NiMo、NiCo、NiB、Cu、CuSn、CuSnZn、CuZnなど)から作製されてもよい。更なる基材材料は、導電性銀ラッカーで予めコーティング(電鋳)されたワックスコアであってもよい。 Possible electrically conductive substrates are those that can be coated with the electrolyte according to the invention in the acidic pH range. These are preferably precious metal-containing substrates or even non-precious metal substrates such as nickel or copper surfaces. Preferably, the silver layer according to the invention is deposited on a nickel or nickel alloy layer or on a copper or copper alloy layer. Suitable substrate materials advantageously used herein are copper-based materials such as pure copper, brass, bronze (e.g. CuSn, CuSnZn), or special copper alloys for plug connectors such as alloys containing silicon, beryllium, tellurium, phosphorus, or iron-based materials such as iron or stainless steel, or nickel, or nickel alloys such as NiP, NiW, NiB, gold or silver. The substrate material may also be a multilayer system that is galvanically coated or coated using other coating techniques. This concerns, for example, iron materials that are nickel- or copper-plated and then optionally gold-plated, palladium-pretreated, platinum-pretreated or silver-pretreated. In this case, the nickel- or copper-plated intermediate layer may also be made from the corresponding alloy electrolyte (e.g. NiP, NiW, NiMo, NiCo, NiB, Cu, CuSn, CuSnZn, CuZn, etc.). A further substrate material may be a wax core pre-coated (electroformed) with a conductive silver lacquer.
「電解質浴」という用語は、本発明においては、対応する容器に入れられ、電解のために電流フロー下でアノード及びカソードと共に使用される水溶液を意味すると理解される。本発明の場合では、使用される固体成分のみがここでの例外を表している。 The term "electrolyte bath" is understood in the present invention to mean an aqueous solution that is placed in a corresponding container and used with an anode and a cathode under current flow for electrolysis. In the present case, the only solid components used represent an exception here.
本発明による電解質は水性である。添加された固体成分及び場合により不溶性の不均一消泡剤を除いて、電解質に使用される化合物は電解質に可溶性である。「可溶性」という用語は、作業温度で電解質に溶解する化合物を指す。この場合、作業温度は、電解析出が行われる温度である。本発明の文脈では、少なくとも1mg/lの物質が作業温度にて電解質に溶解する場合に、この物質は可溶性とみなされる。 The electrolyte according to the invention is aqueous. With the exception of added solid components and possibly insoluble heterogeneous defoamers, the compounds used in the electrolyte are soluble in the electrolyte. The term "soluble" refers to a compound that dissolves in the electrolyte at the operating temperature, which in this case is the temperature at which the electrolytic deposition is carried out. In the context of the present invention, a substance is considered soluble if at least 1 mg/l of the substance dissolves in the electrolyte at the operating temperature.
本発明による電解質は、長期安定性を有する。銀の析出のための記載された光沢添加剤と、消泡剤の使用とを組み合わせることによって、記載された用途に好適なコーティングを得ることができた。これらは、十分に低い接触抵抗を有し、更に、驚くほど高い表面の完全性を維持し、したがって、接触回路において、多くの差し込み及び摩擦プロセス後であっても低い接触抵抗を維持する。これは、利用可能な最新技術からは予想することができなかった。 The electrolytes according to the invention have long-term stability. By combining the described brightening additives for silver deposition with the use of antifoaming agents, it has been possible to obtain coatings suitable for the described applications. These have a sufficiently low contact resistance and, moreover, maintain a surprisingly high surface integrity and therefore a low contact resistance in the contact circuit even after many plugging and rubbing processes. This could not be expected from the available state of the art.
[実施例]
電解質組成物水溶液A:
シアン化銀カリウムとして30g/l
シアン化カリウム130g/l
炭酸カリウム5g/l
セレノシアン酸カリウムとしてのSe 2mg/l
エチルヘキシルサルフェート4g/l
ベンゼンスルホン酸1g/l
2~4μmの平均粒子径(d50)を有するグラファイト粉末100g/l
電流密度1.5A/dm2
温度:25℃
アノード:可溶性純銀アノード
[Example]
Electrolyte composition aqueous solution A:
30g/l as potassium silver cyanide
Potassium cyanide 130g/l
Potassium carbonate 5g / l
Se as potassium selenocyanate 2 mg/l
Ethylhexyl sulfate 4g/l
Benzene sulfonic acid 1g / l
100 g/l of graphite powder with an average particle size (d50) of 2 to 4 μm
Current density 1.5A/ dm2
Temperature: 25°C
Anode: Soluble pure silver anode
グラファイトの組み込みは、消泡成分の添加によって悪影響を受けない。 Graphite incorporation is not adversely affected by the addition of antifoaming ingredients.
電解質組成物水溶液B:
シアン化銀カリウムとして30g/l
シアン化カリウム130g/l
炭酸カリウム5g/l
セレノシアン酸カリウムとしてのSe 2mg/l
エチルヘキシルサルフェート5g/l
ベンゼンスルホン酸1g/l
2~4μmの平均粒子径(d50)を有するグラファイト粉末100g/l
電流密度1.5A/dm2
温度:25℃
アノード:可溶性純銀アノード
Electrolyte composition aqueous solution B:
30g/l as potassium silver cyanide
Potassium cyanide 130g/l
Potassium carbonate 5g / l
Se as potassium selenocyanate 2 mg/l
Ethylhexyl sulfate 5g/l
Benzene sulfonic acid 1g / l
100 g/l of graphite powder with an average particle size (d50) of 2 to 4 μm
Current density 1.5A/ dm2
Temperature: 25°C
Anode: Soluble pure silver anode
グラファイトの組み込みは、消泡成分の添加によって悪影響を受けない。 Graphite incorporation is not adversely affected by the addition of antifoaming ingredients.
Claims (11)
a)少なくとも1種の可溶性銀化合物、
b)20~200g/lの量の遊離シアン化物、
c)0.2~10g/lの量の少なくとも1種の光沢添加剤、
d)0.1~15ml/lの量の少なくとも1種の湿潤剤、
e)2~200g/lの量の少なくとも1種の固体成分、
を含み、
f)0.2~20g/lの量の少なくとも1種の消泡剤、を更に有する、水性銀電解質。 1. An aqueous silver electrolyte for the galvanic deposition of a silver layer on a conductive substrate, comprising:
a) at least one soluble silver compound;
b) free cyanide in an amount of 20 to 200 g/l;
c) at least one gloss additive in an amount of 0.2 to 10 g/l;
d) at least one wetting agent in an amount of 0.1 to 15 ml/l;
e) at least one solid component in an amount of 2 to 200 g/l;
Including,
f) at least one antifoaming agent in an amount of 0.2 to 20 g/l.
請求項1~7のいずれか一項に記載の電解質に電気伝導性基材を浸漬し、前記電解質と接触しているアノードと、カソードとしての前記基材との間で、電流フローが確立されることを特徴とする、方法。 1. A method for the galvanic deposition of a silver layer on a conductive substrate, comprising:
A method comprising immersing an electrically conductive substrate in the electrolyte according to any one of claims 1 to 7 and establishing a current flow between an anode in contact with said electrolyte and said substrate as a cathode.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021118820.2 | 2021-07-21 | ||
DE102021118820.2A DE102021118820A1 (en) | 2021-07-21 | 2021-07-21 | silver electrolyte |
PCT/EP2022/070294 WO2023001868A1 (en) | 2021-07-21 | 2022-07-20 | Silver electrolyte for separating silver dispersion layers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2024526925A true JP2024526925A (en) | 2024-07-19 |
Family
ID=82939917
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2024503744A Pending JP2024526925A (en) | 2021-07-21 | 2022-07-20 | Silver electrolyte for deposition of silver dispersion layers |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP4146848B8 (en) |
JP (1) | JP2024526925A (en) |
KR (1) | KR20240031423A (en) |
CN (1) | CN117677733A (en) |
DE (1) | DE102021118820A1 (en) |
PL (1) | PL4146848T3 (en) |
WO (1) | WO2023001868A1 (en) |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1228887B (en) | 1961-10-26 | 1966-11-17 | Riedel & Co | Process for the galvanic deposition of silver-antimony or silver-bismuth alloys of high hardness |
DE2543082C3 (en) | 1975-09-26 | 1979-06-28 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Cyanidic silver electrolyte and process for the electrodeposition of silver-graphite dispersion coatings and its application |
DE4010346A1 (en) | 1990-03-28 | 1991-10-02 | Siemens Ag | METHOD OF APPLYING SILVER GRAPHITE DISPERSION OVERLAYS |
KR101074744B1 (en) * | 2002-11-28 | 2011-10-19 | 신꼬오덴기 고교 가부시키가이샤 | Electrolytic silver plating solution |
DE10346206A1 (en) | 2003-10-06 | 2005-04-28 | Bosch Gmbh Robert | Contact surface e.g. for motor vehicle electrical contacts in engine bay, has silver layer with finely dispersed graphite particles |
DE102008030988B4 (en) | 2008-06-27 | 2010-04-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Component having a layer incorporating carbon nanotubes (CNTs) and methods of making same |
DE102015102453A1 (en) | 2015-02-20 | 2016-08-25 | Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG | Ribbon-shaped substrate for the production of chip card modules, chip card module, electronic device with such a chip card module and method for producing a substrate |
CN105297095A (en) | 2015-12-14 | 2016-02-03 | 南昌航空大学 | Functional coating of pure silver layer/pure-graphite composite layer and preparation method of functional coating |
DE102018005352A1 (en) | 2018-07-05 | 2020-01-09 | Dr.-Ing. Max Schlötter GmbH & Co KG | Silver electrolyte for the deposition of dispersion silver layers and contact surfaces with dispersion silver layers |
-
2021
- 2021-07-21 DE DE102021118820.2A patent/DE102021118820A1/en active Pending
-
2022
- 2022-07-20 KR KR1020247005978A patent/KR20240031423A/en unknown
- 2022-07-20 EP EP22755083.7A patent/EP4146848B8/en active Active
- 2022-07-20 WO PCT/EP2022/070294 patent/WO2023001868A1/en active Application Filing
- 2022-07-20 PL PL22755083.7T patent/PL4146848T3/en unknown
- 2022-07-20 CN CN202280051010.0A patent/CN117677733A/en active Pending
- 2022-07-20 JP JP2024503744A patent/JP2024526925A/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102021118820A1 (en) | 2023-01-26 |
KR20240031423A (en) | 2024-03-07 |
EP4146848B8 (en) | 2024-07-24 |
CN117677733A (en) | 2024-03-08 |
EP4146848B1 (en) | 2024-04-10 |
EP4146848A1 (en) | 2023-03-15 |
PL4146848T3 (en) | 2024-07-01 |
WO2023001868A1 (en) | 2023-01-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1874982B1 (en) | Method for electrodeposition of bronzes | |
KR101992844B1 (en) | High temperature resistant silver coated substrates | |
KR101502804B1 (en) | Pd and Pd-Ni electrolyte baths | |
CN102016130B (en) | Modified copper-tin electrolyte and method of depositing bronze layers | |
JP4675626B2 (en) | Bronze electrodeposition method and electrolyte | |
JP6370380B2 (en) | Electrolyte for electrodeposition of silver-palladium alloy and deposition method thereof | |
US20040195107A1 (en) | Electrolytic solution for electrochemical deposition gold and its alloys | |
CN112663101B (en) | Acidic aqueous silver-nickel alloy electroplating compositions and methods | |
JP7499235B2 (en) | Heat-stable silver alloy coating | |
CN112680756A (en) | Acidic aqueous binary silver-bismuth alloy electroplating compositions and methods | |
JP2024526925A (en) | Silver electrolyte for deposition of silver dispersion layers | |
KR20230121097A (en) | A silver-bismuth electrolyte for the deposition of hard silver layers | |
JP4632027B2 (en) | Lead-free tin-silver alloy or tin-copper alloy electroplating bath | |
TW202300705A (en) | Platinum electrolyte | |
CN100402707C (en) | Alkaline Sn-Ag alloy plating solution and its plating method | |
KR20170133007A (en) | Cu-Sn Alloy Plating Solution |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240315 |