MX2013003935A - Proceso para deposicion por via quimica de metales utilizando baño de chapado altamente alcalino. - Google Patents

Abstract

Se describe un proceso de chapado que utiliza un baño de chapado por vía química, formado a partir de dos soluciones componentes preparadas, separadas. Las soluciones componentes son mezcladas dentro de 120 horas antes de las operaciones de chapado, para proporcionar una solución de baño de chapado altamente alcalina. Una solución componente del baño de chapado de dos partes, es proporcionada con una sal metálica o una fuente de iones de chapado, y que es inicialmente mantenida en una solución separada de la segunda solución de componente preparada. La segunda solución componente contiene formaldehído, y preferentemente paraformaldehído, utilizado para reducir las sales metálicas en el metal que a va ser depositado sobre un sustrato. Cada solución componente incluye además hidróxido de sodio en concentraciones seleccionadas de modo que cuando las dos soluciones son preferentemente mezcladas la solución de baño de chapado final tiene un pH mayor de 11.5.

Description

PROCESO PARA DEPOSICION POR VIA QUIMICA DE METALES UTILIZANDO BAÑO DE CHAPADO ALTAMENTE ALCALINO CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se refiere a un proceso para la deposición o chapado por vía química o no electrolítica de metales sobre sustratos, y más particularmente a un proceso para recubrir metales y aleaciones metálicas solubles a niveles de pH altos, mayores de 11.5, y lo más preferentemente que son solubles a un pH de entre 13.5 y 14.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION En los procesos de recubrimiento por vía química, es conocido en general que los baños de chapado con alcalinidad de valores altos de pH de 11 o más son dañinos, ya que la. velocidad de deposición cae dramáticamente y la vida útil de la solución del baño de chapado vía química es acortada. Como resultado de la vida acortada de la solución, hasta la fecha el uso de soluciones de chapado por vía química, altamente alcalinas, no ha probado ser comercialícente viable. Además, los experimentos con soluciones de chapado altamente alcalinas muestran usualmente que la deposición metálica puede detenerse a niveles de pH de 13 o mayores.

El solicitante ha apreciado que en el caso de sustratos más reactivos, el magnesio es un material de metal REF.240394 muy ligero fácilmente disponible con buenas propiedades estructurales y mecánicas, haciéndolo un reemplazo ideal para otros metales más pesados . Un problema principal con el chapado con magnesio es que cuando éste es mecánicamente acoplado a otros metales existe una conductividad eléctrica entre los dos metales y el efecto galvánico resultante puede dar como resultado corrosión por oxidación rápida del magnesio .

Con materiales de sustrato más altamente reactivos tales como el magnesio, las soluciones de deposición por vía química convencionales son susceptibles a producir recubrimientos que son intermitentes debido a la oxidación y/o corrosión superficiales de las superficies de sustrato perturbando el proceso de deposición por vía química. Como tales, los baños de solución de chapado por vía química, convencionales, sufren desventajas ya que éstos permiten e incluso facilitan la oxidación y/o la corrosión de las superficies de los sustratos metálicos reactivos, dando como resultado principalmente deposiciones por puntos del recubrimiento deseado.

Hasta la fecha la mejor solución para prevenir la corrosión por oxidación del magnesio ha sido aislar eléctricamente el magnesio de cualquier otro contacto metálico. Tales sistemas de chapado de aislamiento están restringidos a aplicaciones limitadas, lo cual a su vez limita el uso del magnesio.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Para superar al menos algunas de las desventajas asociadas con los procesos de chapado por vía química, convencionales, la presente invención contempla un proceso de chapado que utiliza un baño de chapado por vía química, formado a partir de dos soluciones de componentes preparados, separados. Las soluciones de componentes son preferentemente separadamente formadas, y después de esto mezcladas poco antes y preferentemente dentro de aproximadamente cinco días antes de las operaciones de chapado, para proporcionar una solución de baño de chapado altamente alcalina, la cual tiene un pH mayor de aproximadamente 11.5, preferentemente mayor de aproximadamente 13, y lo más preferentemente entre aproximadamente 13.5 a 14.

Una solución del componente del baño de chapado de dos partes es proporcionada con una sal metálica o una fuente de iones de chapado, y la cual es inicialmente mantenida en una solución separada de la segunda solución del componente preparada que contiene un formaldehído , y paraformaldehído, utilizado para reducir las sales metálicas al metal para ser depositado sobre un sustrato. Cada solución del componente incluye además hidróxido de sodio en concentraciones seleccionadas de modo que cuando las dos soluciones son mezcladas en una proporción de aproximadamente 0.5:1 a 1.5:1, y preferentemente 0.7:1 a 1:1 la mezcla proporciona una solución de baño de chapado final, alcalina que tiene un pH mayor de 11.5, preferentemente mayor de 13, y lo más preferentemente de entre aproximadamente 13.5 a 14.

Preferentemente, las soluciones de componentes individuales son preparadas como soluciones previamente preparadas que están físicamente separadas una de la otra hasta siete días, y preferentemente hasta al menos 3.5 días antes de las operaciones de chapado.

El solicitante ha apreciado por un proceso en la cual la solución del baño de chapado es preparada por mezclado de dos soluciones de componentes previamente preparadas, que es posible prolongar la vida de anaquel de los componentes de baño individuales, incrementando su estabilidad, haciendo posible su uso en procesos de chapado por vía química, comerciales, a escalas más grandes. En particular, el solicitante ha apreciado que con las soluciones de chapado altamente alcalinas, convencionales que tienen niveles de pH mayores de 11.5, el hidróxido de sodio en el baño de chapado puede dar como resultado la precipitación del metal de chapado, acortando la vida de anaquel del baño. Al mantener separada las soluciones del componente del baño de chapado, ambas soluciones de componentes pueden ser previamente preparadas para la mezcla posterior, para proporcionar un baño de chapado de pH alto ya sea en un lote o como parte de un proceso de chapado comercial continúo.

El solicitante ha apreciado que con el presente proceso, en una modalidad magnesio, puede ser ventajosamente chapado con un metal de chapado seleccionado en un baño de chapado altamente alcalino que tiene un pH de aproximadamente 13.5 a 1 , con lo cual se evita cualquier efecto galvánico sobre el magnesio cuando se adhiere mecánicamente a otros metales. De este modo, el presente proceso permite que el magnesio sea aislado del acoplamiento galvánico mientras que, al mismo tiempo, se mantiene la conductividad eléctrica a través de la estructura del magnesio. El presente proceso de deposición por vía química contempla que el magnesio podría por lo tanto ser utilizado en una variedad de estructuras y montajes donde materiales no similares son mecánicamente sujetados entre sí.

El solicitante ha apreciado que el revestimiento por vía química de los metales de chapado, tales como el cobre en un baño de deposición altamente alcalino establecido para el magnesio, aleaciones de magnesio u otros metales reactivos, no está limitado. En una modalidad alternativa, el presente proceso es también adecuado para el uso en metales de chapados tales como cobre sobre sustratos de silicio. De manera contraria al magnesio, la deposición por vía química de los metales SOBRE el silicio no requiere un baño altamente alcalino para mitigar la corrosión. Más bien, la más alta alcalinidad logra una deposición mejorada del cobre por vía química a niveles de pH mayores de 11.5, y más preferentemente a un nivel de pH de alrededor de 13.5, en un ambiente que contiene un exceso de agente reductor derivado de formaldehído, tal como paraformaldehído.

El baño de recubrimiento por vía química de alto pide la presente invención puede ser también utilizado ventajosamente para aplicar el recubrimiento de otros metales y aleaciones a una variedad de diferentes sustratos. Los sustratos adicionales incluyen, pero no están limitados a: berilio, vanadio, y titanio. El proceso de recubrimiento por vía química, de alto pH, es útil con una gama de metales de chapado o de recubrimiento y de aleaciones que incluyen, pero no están limitadas a: plata, cobre níquel/tungsteno, níquel, boro y cualesquiera otros metales y aleaciones que sean solubles a altos niveles de pH mayores de 11.5, preferentemente mayores de 13, y lo más preferentemente entre 13.5 a 14.

En los sistemas de recubrimiento por vía química utilizando el baño de chapado de dos partes de la presente invención, se pueden también incluir soluciones híbridas impurificadas que contienen partículas no metálicas, tales como, pero no limitadas a, diamante, TeflonMR, cerámica, y/o molibdeno .

En consecuencia, en una aspecto, la presente invención radica en un proceso para el chapado por vía química de un metal de chapado sobre un sustrato, que comprende: preparar una primera solución de baño que comprende: 10 a 50 g/1 de hidróxido de sodio, 40 a 120 g/1 de tartrato de sodio y potasio, y una sal metálica, la preparación de una segunda solución de baño separada físicamente de la primera solución de baño que comprende: 40 a 75 g/1 de paraformaldehído, y 30 a 50 g/1 de hidróxido de sodio, mezclando la primera y segunda soluciones de baño para formar una solución de baño de chapado mixta que tiene un pH mayor de 11.5, y sumergiendo un sustrato que va a ser chapado, en la solución mixta, en donde la sal metálica comprende un metal de chapado seleccionado del grupo que consiste de cobre, aluminio, níquel, oro, plata y sus aleaciones .

En otro aspecto más, la presente invención radica en un proceso para el chapado por vía química del níquel o un metal de chapado de aleación de níquel sobre sustrato metálico de magnesio que comprende: preparar una primera solución de baño que comprende: 25 a 60 g/1 de cloruro de níquel hexahidratado, la preparación de una segunda solución de baño separadamente físicamente de la primera solución, que comprende: 40 a 75 ml/1 de etilendiamina, 30 a 50 g/1 de hidróxido de sodio, y 3 a 8 g/1 de borohidruro de sodio, mezclando la primera y segunda soluciones de baño para formar una solución de baño de chapado mixta que tiene un pH de al menos 12, y sumergiendo un sustrato en la solución mixta.

En un aspecto adicional, la presente invención radica en un proceso para el chapado por vía química de un cobre de chapado sobre un sustrato, que comprende: preparar una primera solución de baño que comprende: 15 a 25 g/1 de hidróxido de sodio, 60 a 100 g/1 de tartrato de sodio y potasio, y 35 a 40 g/1 de sulfato de cobre pentahidratado, la preparación de un segundo componente de solución de baño separado físicamente del primer componente de solución de baño que comprende: 50 a 65 g/1 de paraformaldehído, y 20 a 45 g/1 de hidróxido de sodio, mezclando la primera y segunda soluciones de baño en una proporción seleccionada entre aproximadamente 0.5:1 a 1.5:1 para formar una solución de baño de chapado mixta que tiene un pH mayor de aproximadamente 13, y el baño que tiene una temperatura de operación entre aproximadamente 17°C y 32°C, sumergiendo un sustrato que va a ser chapado, en la solución mixta.

En un aspecto adicional, la presente invención radica en un proceso para el chapado de cobre por vía química sobre un sustrato, que comprende: preparar una primera solución de componente de baño que comprende: 10 a 30 g/1 de hidróxido de sodio, 40 a 120 g/1 de tartrato de sodio y potasio, y 20 a 45 g/1 de sulfato de cobre pentahidratado, la preparación de una segunda solución de componente de baño separada físicamente de la primera solución de baño, que comprende: 40 a 75 g/1 de paraformaldehído, y 20 a 50 g/1 de hidróxido de sodio, mezclando la primera y segunda soluciones de baño para formar una solución de baño de chapado mixta, que tiene un pH mayor de 13 , y sumergiendo un sustrato que va a ser chapado en la solución mixta, en donde el sustrato comprende, un metal seleccionado del grupo que consiste de magnesio, aluminio y sus aleaciones.

En un aspecto adicional, la presente invención radica en un proceso para el chapado de níquel-boro mediante chapado por vía química de metal sobre un sustrato de magnesio que comprende: preparar una primera solución de baño que comprende: 25 a 50 g/1 de cloruro de níquel hexahidratado, la preparación de un segundo componente de solución de baño separadamente físicamente del primer componente de solución de baño que comprende: 50 a 75 ml/1 de etilendiamina, 30 a 50 g/1 de hidróxido de sodio, y 3 a 8 g/1 de borohidruro de sodio, el mezclado del primero y segundo componentes de la solución de baño en una proporción seleccionada para formar una solución de baño de chapado mixta que tiene un pH de al menos 13, y preferentemente aproximadamente 14, sumergiendo el sustrato de magnesio en la solución mixta.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION Una solución de baño de chapado altamente alcalino para el uso en la deposición de metales es preparada en dos partes componentes : la primera parte componente que es la solución metal-sal (solución A) ; y la segunda parte componente que es la parte de solvente (solución B) de la solución de baño final. Cada una de las soluciones componentes incluyen hidróxido de sodio en concentraciones seleccionada para mantener la estabilidad de cada componente mientras que se permite su mezclado para proporcionar un baño de chapado altamente alcalino, final, adecuado para el uso del sustrato en el chapado de ambos metales reactivos, así como basados en silicio. Las dos soluciones componentes son preparadas y almacenadas de manera separada hasta poco antes de que éstas vayan a ser utilizadas en el proceso. En particular, preferentemente dentro de 84, y más preferentemente dentro de 72 horas antes de las operaciones de chapado, las soluciones componente son mezcladas a las proporciones deseadas para formar el baño de deposición metálica por vía química, final, para el procesamiento de las partes .

El uso de las soluciones componentes separadamente preparadas y almacenadas, permite la finalización del baño de deposición de cobre por vía química, altamente alcalino, que tiene un pH mayor de aproximadamente 13, y preferentemente de aproximadamente 13.5 a aproximadamente 14, y el cual en la solución final contiene muy bajos niveles de hidrógeno. Más preferentemente, en la solución del componente solvente, en lugar del formaldehído que es tradicionalmente utilizado como la química activa de la reacción anódica, el paraformaldehído (el polioximetileno más pequeño) es proporcionado en la solución solvente.

Se cree que el presente proceso logra las diversas ventajas, particularmente en, aunque no limitado al, chapado de las aleaciones del magnesio y aleaciones de magnesio. Con el presente proceso, el encapsulamiento total de un sustrato de magnesio en otro metal que no es sometido a oxidación galvánica prevendrá la oxidación galvánica del núcleo de magnesio de la parte.

Además, las soluciones componentes de dos partes que se combinan para formar el baño de chapado para el proceso de chapado por vía química de alto pH, mantienen la estabilidad individual y permiten el almacenamiento a largo plazo.

Además, el baño de deposición de alto pH previene que los sustratos metálicos altamente reactivos sean chapados a partir de la oxidación antes de que la deposición metálica deseada sea colocada sobre la superficie. Como tal, el alto pH del baño de chapado proporciona un ambiente donde la cobertura superficial completa de un material altamente reactivo puede tener lugar antes de cualquier oxidación significativa de las superficies que podría de otro modo prevenir la formación del recubrimiento deseado.

Utilizando las soluciones componentes de dos partes, los baños de chapado por vía química, altamente alcalinos, experimentales, fueron preparados como sigue: Ejemplo 1 - Chapado con cobre de magnesio/aleaciones de magnesio En el caso de chapado con cobre vía química directa de las aleaciones de magnesio a partir de un baño de deposición altamente alcalino, fue preparado un baño de deposición mediante el mezclado de una solución componente de metal-sal y las soluciones solventes preparadas en general como sigue: TABLA 1 Nota: Un intervalo más amplio de componentes dent del baño de deposición es posible ya que, de manera contraria del magnesio, el sustrato no se corroe dentro del baño de deposición.

Preparación de la Muestra: Los sustratos utilizados fueron aleaciones de magnesio AZ91D y AM50 (su composición se da en la Tabla 2) que fueron cortados en tiras de 2 cm x 3 cm x 0.5 cm. Las muestras tuvieron un orificio perforado en la parte superior sobre la cara de 2 x 3 cm de modo que éstos podrían ser colocados en el baño de deposición por medio de un alambre de nailon no conductor. Para asegurar una superficie inicial uniforme, las muestras fueron alisadas por pulimentación húmeda utilizando papel émeri de SiC de grano 240 y enjuagadas en agua destilada.

Baño de Deposición de la Muestra: Un baño de deposición altamente alcalino utilizado para la deposición de cobre por vía química de la muestra, se preparó de acuerdo a la Tabla 3.

TABLA 2 Tabla 2: Las composiciones de aleaciones de magnesio AZ91D y AM50 (en % en peso) Solución A En la Solución A por cada litro de agua desionizada se agregó lo siguiente: TABLA 3 Cada una de las soluciones componentes A y B mostraron alta estabilidad y una vida en anaquel prolongada a temperatura ambiente. Después de sus preparaciones, las soluciones componentes A y B fueron mezcladas, la solución de chapado por vía química, mixta, resultante se encontró que tenía un pH alto de entre aproximadamente 13.5 y 14; y una vida de trabajo útil de al menos 48 horas a temperatura ambiente. La vida de anaquel de la solución de chapado mixta que va a ser utilizada, se encontró no obstante que depende de la temperatura de la solución; la cantidad de procesamiento a través de la solución; y la proporción de solución A a B. Estas variables tienen el siguiente efecto sobre la vida de la solución: 1. Entre más alta es la temperatura, más corta es la vida de la solución activa. 2. Entre más alta es la carga de procesamiento, más corta es la vida activa de la solución. 3. Entre más alta es la proporción de la solución B a A, más corta es la vida de la solución activa.

Procedimiento de Deposición: Las muestras fueron pulidas en seco en atmósfera abierta utilizando un papel émeri de SiC de grano 240 para remover la capa de óxido/hidróxido que se forma rápidamente . El pulido fue realizado tal que el calentamiento mínimo de la muestra ocurrió para no promover adicionalmente la formación de la capa de óxido aislante. Las muestras fueron luego colocadas dentro del baño de deposición por la vía química (elaborado de la mezcla 1:1 de los baños A y B) a las temperaturas prescritas en la Tabla 1.

Después de un tiempo de deposición suficiente, las muestras fueron retiradas y enjuagadas con agua destilada antes de ser colgadas para secarse . Para incrementar la velocidad de secado, se encontró que era benéfico las bases de las muestras en contacto con un alambre no conductor para permitir el flujo del agua adsorbida lejos de la muestra.

Resultados : Los primeros grupos de depósitos realizados sobre la aleación de magnesio AZ91D fueron conducidos para aislar el papel de los óxidos . Dos muestras fueron colocadas paralelas en baño de chapado con cobre por vía química, a temperatura ambiente, idénticos. Primeramente, no obstante, ambas muestras fueron pulidas húmedas, utilizando papel de SiC de grano 240, y se dejaron secar abiertas a la atmósfera por 3 semanas. Una de las muestras sufrió luego pulido y fue colocada en el baño de deposición tan rápido como fuera posible, de acuerdo a nuestro procedimiento, mientras que la otra fue dejada sin tratar. Finalmente, ambas muestras fueron dejadas en el baño de deposición por 20 minutos antes el retiro. La deposición sobre la muestra oxidada fue esencialmente no existente, mientras que el depósito sobre la muestra recubierta fue de mejor calidad que es más continúa macroscópicamente como se observa por EDS.

Utilizando la solución de dos partes anteriormente mencionada, un proceso comercial para el chapado de magnesio/aleaciones de magnesio es proporcionado, donde las soluciones componentes A y B son mezcladas ya sea como un proceso por lotes o como parte de un sistema de chapado por vía química, continuó como sigue: 1. La superficie de la aleación de magnesio que va ser recubierta es preparada mediante la eliminación del recubrimiento superficial de óxido. Los óxidos superficiales pueden ser removidos mecánicamente a través de diversos procesos de abrasión; a través de un proceso de inmersión química; o por plasma. 2. La superficie del sustrato de aleación que va a ser chapado es luego limpiada. 3. Una vez que el recubrimiento de óxido ha sido removido, la aleación de magnesio expuesta comenzará a oxidarse después de la exposición al aire. Es por lo tanto altamente preferido que el sustrato de aleación con una superficie preparada sea sumergido en el baño de recubrimiento en menos de 30 minutos de eliminación del óxido . 4. Las superficies de magnesio que van a ser recubiertas son preferentemente completamente sumergidas en el baño de deposición por 15 a 30 minutos, con base en el espesor del recubrimiento de cobre deseado.

La velocidad de deposición del cobre sobre el magnesio depende del efecto acumulativo de los siguientes factores y variables : a. Las velocidades de recubrimiento construido se incrementaron conforme se incrementó la temperatura del baño. En, este punto, el intervalo completo de temperaturas disponibles no ha sido todavía probado de manera precisa, pero debido a la naturaleza del material existe un límite superior que será definido con la experimentación adicional. Además, existirá una ventana de temperatura ideal que producirá la mayor cantidad de deposición de recubrimiento por baño en el menor tiempo. b. El área superficial que es recubierta afectará la velocidad de deposición. Entre mayor es el área superficial en un baño de volumen dado, se reduce la velocidad total de deposición. c. La cantidad de cobre dejado en la solución que está disponible para el recubrimiento subsiguiente. Este nivel de cobre es reducido por la cantidad de cobre recubierto sobre las superficies por esta solución, y por la edad de la solución donde con el tiempo, la solución pierde contenido de cobre a través de la precipitación de cobre fuera de la solución, naturalmente a través de diversos factores . 5. Después de la inmersión en el baño de chapado por un periodo deseado, el sustrato chapado es retirado del baño y la parte de aleación de magnesio recubierta con cobre es enjuagada en agua o en solución de hidróxido de sodio. En general, el enjuague con agua dará como resultado un acabado de cobre brillante. Una solución de enjuague de hidróxido puede ser utilizada para proporcionar el artículo chapado con cobre con una apariencia más oscura al acabado.

Ejemplo 2 - Pre-Tratamiento - Eliminación Acida de las Capas de Óxido sobre las Aleaciones de Magnesio (AM50 y AZ91D) En un metal de chapado más preferido, el grabado al ácido es realizado sobre el sustrato como un pretratamiento para proporcionar deposición del cobre por vía química, mejorada, y la unión. Se ha documentado previamente que el grabado al ácido es capaz de eliminar los óxidos aislantes para la superficie para una variedad de metales incluyendo aluminio [Al] y magnesio [Mg] . Además, se ha documentado también que el uso de algunos ácidos no conduce a la eliminación del óxido enfrente de la deposición secundaria, ya que éstos dan como resultado corrosión del sustrato .

En el caso de aleaciones de magnesio se sabe que la corrosión ocurre en presencia de los aniones de cloruro [Cl] y sulfato [S042~] , los cuales a su vez pueden proporcionar zonas de corrosión preferenciales para la formación. En el caso de la deposición de cobre [Cu] por vía química, la estructura cuasi-cristalina de los depósitos de Cu amorfos, da como resultado dificultad en chapar regiones donde ha comenzado la corrosión a partir de los componentes aniónicos.

Para proporcionar propiedades de chapado mejoradas, se probaron el ácido tartárico [04?6?e] Tabla 5 y el ácido sulfúrico [H2S04] (Tabla 6) para la eliminación de los óxidos de las superficies de aleación de magnesio. Las muestras de prueba fueron pulidas en seco con una tela émeri SiC de grano 240 y se dejaron oxidar al aire abierto en 48 horas antes de la exposición a los tratamientos de desoxidación. En ambos casos, se encontró que el ácido era capaz de eliminar la capa de óxido y permitir la mejor deposición. En los ejemplos de prueba, la exposición ácida fue limitada únicamente a unos segundos, y no fue conducido ningún baño de enjuague entre los pasos de eliminación y deposición de óxido, ya que el baño de agua destilada podría dar como resultado la reoxidación de la superficie.

Además, la adición de sulfato cúprico pentahidratado [CuS04 · 5H20] fue intentada en el baño de C4H606 de acuerdo con la Tabla 7. En este caso, se encontró que una reacción de desplazamiento simple parecía ocurrir con una película de cobre discontinua, negra, que parece formarse sobre el sustrato basado en magnesio. Aunque el depósito negro proveniente del tratamiento no estaba muy adherido, la deposición de cobre subsiguiente pareció ser muy bien adherida a un costo de la vida del baño.

Los baños utilizados en el pre-tratamiento con la eliminación ácida de la capa de óxido y el chapado de cobre por vía química, subsecuente, fueron preparados como sigue de acuerdo a la Tabla 4 : TABLA 4 Baño de Ácido Tartárico + Sulfato de Cobre Pentahidratado Nota : El Ácido Tartárico tiene ciertos problemas de solubilidad a la concentración de 53 g/1 precipitando una sustancia blanca en el fondo del recipiente cuando se reúne con 30 g/1 de CuS04 · 5H20.

TABLA 5 Baño de Ácido Tartárico Producto Químico Fórmula Concentración Ácido Tartárico 53.0 g/1 TABLA 6 Baño de Ácido Sulfúrico Producto Químico Fórmula Concentración Ácido Sulfúrico H2S04 20 ml/1 Tabla 7 Baño de Cobre por Vía Química Los resultados sugieren fuertemente que la mayoría de los ácidos no son suficientes para activar las superficies de silicio oxidadas, ya que los ácidos nítrico [HN03] y sulfúrico [H2S04] a una concentración de 20 ml/1 no fueron efectivos para alterar la superficie de ninguna manera, incluso después de 5 minutos.

Una vez que los sustratos de magnesio han sido encapsulados en un recubrimiento de aleación metálica, el recubrimiento metálico puede después de esto, servir por si mismo como la base para la aplicación y deposición de los recubrimientos subsecuentes. La selección de recubrimiento inicial es predicha sobre los ¦ recubrimientos subsecuentes deseados. Además, el magnesio encapsulado con metal mantiene su conductividad eléctrica y puede ser sujetado mecánicamente a metales no similares sin efecto galvánico o corrosión en el punto de la sujeción.

Ejemplo 3 - Chapado con Níquel-Boro (Ni-B) del Magnesio/Óxido de Magnesio Un recubrimiento metálico de níquel-boro por solución de recubrimiento de deposición por vía química, sobre sustratos de magnesio fue preparada a partir de una solución de dos partes (solución del componente A y solución del componente B) mostrada en la Tabla 8 que fue mezclada justo antes del recubrimiento del sustrato. Ya que el níquel mismo no es soluble a un pH alto, fue preparada una solución de sal de níquel-boro en una solución A de lote separado, mantenida a un pH mucho más bajo que el lote final que forma la parte A que se muestra en la tabla siguiente.

La solución de deposición de níquel-boro es preparada como un sistema de dos partes mezclado con agua desionizada como sigue: TABLA 8 La solución componente de solvente B incluyó el borohidruro que es altamente susceptible a la oxidación en soluciones de pH neutro o pH ácido. Como resultado, cuando las soluciones A y B son mezcladas para el uso final, la solución A es agregada a la solución B para prevenir ventajosamente la oxidación del borohidruro. La etilendiamina en la solución del compuesto B facilita adicionalmente la solubilidad del níquel en la solución de pH alto y la deposición de níquel sobre la superficie de magnesio; mientras que el boro es depositado sobre la superficie por medio de la reacción anódica.

Se debe notar también que la etilendiamina es altamente reactiva con el cobre. Como resultado, el cobre es preferentemente evitado durante el recubrimiento con níquel- boro. El recubrimiento con níquel-boro puede no obstante, ser subsecuentemente recubierto con cobre por medio del proceso de recubrimiento por vía química, descrito en la presente.

La deposición por vía química del níquel-boro como un chapado sobre un sustrato de magnesio es realizada como sigue : 1. Cada una de las soluciones componentes A y B son preparadas como soluciones físicamente separadas. 2. Después de la preparación, las soluciones A y B son mezcladas a temperatura ambiente, al vaciar la solución A en la solución B, luego calentada como un baño de chapado simple hasta una temperatura entre 80 y 95° C. 3. El sustrato de magnesio que va a ser recubierto es limpiado ya sea mecánicamente, químicamente, o por plasma, para eliminar la superficie de óxido de ese magnesio . 4. Subsecuente a la eliminación del óxido, las partes superficiales libres de óxido del sustrato de magnesio son sometidas a limpieza secundaria por lavado con agua desionizada . 5. El sustrato de magnesio limpio es luego sumergido en el baño de chapado preparado para permitir que la solución tenga acceso a toda el área superficial de la parte por hasta 30 minutos (pero no limitado a éste) , dependiendo del espesor final de recubrimiento que va a ser logrado . 6. Después de que el espesor deseado del recubrimiento ha sido depositado sobre la parte de magnesio, la parte es enjuagada en agua o como una solución de idróxido de sodio. 7. La adición de iones cobalto y/o zinc dentro del baño puede lograr además efectos benéficos adicionales.

En el níquel-boro del magnesio, la velocidad de deposición depende del efecto acumulativo de los siguientes factores y variables: a. Proporción de la solución componente A a la solución B con la solución A que controla el volumen de la sal metálica presente; y b. La temperatura del baño (es decir, entre 80 y 95°C) .

Preparaciones de la Muestra: Una prueba que utilizó un baño de deposición de Ni-B a 85-90°C por 5 minutos fue también capaz.de producir un depósito sobre una muestra de aleación de magnesio AZ91D. En el caso de Ni-B la temperatura es un factor importante en la formación del recubrimiento, con una temperatura más baja que retarda significativamente la velocidad de deposición. Aunque la cobertura continua macroscópicamente observada fue observada por ser microscópicamente discontinua utilizando el microscopio electrónico de barrido (SEM) y la espectroscopia de rayos x dispersiva en energía (EDS) , algunas de las discontinuidades percibidas de la EDS se cree son debidas a una falta de espesor de película. No obstante, los depósitos de este grado de continuidad son suficientes para proporcionar la base mínima para los depósitos subsecuentes secundarios a un alto pH; el pH alto es necesario para mitigar cualquier magnesio expuesto que pudiera reaccionar fuertemente en un electrolito ácido.

La deposición de una película delgada de cobre por vía química, secundario, sobre Ni-B se observó que proporciona un recubrimiento casi continuo macroscópicamente así como observado por SEM. El depósito de Ni-B inicial fue producido sobre la aleación de magnesio AZ91D en 5 minutos alrededor de 87 °C, dando como resultado un depósito con cierta discontinuidad esperada. Después de un enjuague con agua destilada y 15 minutos de secado, colgando en aire abierto, la muestra fue colocada en un baño de cobre por vía •química, a temperatura ambiente por 5 minutos, después de lo cual la muestra fue enjuagada en agua destilada y nuevamente colgada para secarse abierta a la atmósfera. Las observaciones de la muestra después del proceso de deposición secundaria sugieren que el recubrimiento de Ni-B fue por supuesto algo discontinuo ya que ha ocurrido cierta corrosión limitada sobre la muestra. Esto es confirmado por la SEM que indica un recubrimiento inicialmente discontinuo que ha comenzado únicamente a construirse sobre los sitios de "nucleación" de Ni-B.

Un intento de muestra adicional del mismo utilizando un depósito de Ni-B de 15 minutos alrededor de 80°C, enjuague con agua destilada, 7 minutos de secado, y un baño de cobre por vía química, a temperatura ambiente, por 22 minutos, dio como resultado un mejor recubrimiento con únicamente unos pocos defectos observados por SEM y EDS. Las observaciones de la muestra durante el segundo proceso de deposición sugieren que el recubrimiento de Ni-B fue discontinuo, ya que el depósito de cobre no apareció tan brillante, y después de 7 minutos de tiempo de deposición en el cobre por vía química, produjo un depósito relativamente delgado. La segunda muestra mostró un incremento definitivo en la continuidad de la imagen SEM con la superficie, mostrando claramente cobertura sobre los rastros de desgaste del proceso de pulido.

Para comparar la capa inicial con la morfología de una segunda capa, fue producida una muestra tal que únicamente la mitad inferior fue expuesta al baño de deposición de cobre secundario. El depósito de Ni-B por vía química, inicial fue producido sobre una muestra pulida de aleación AZ91D a 89°C en 5 minutos. Como se observa por SEM, el depósito fue continuo con pocos defectos únicamente, aun cuando la EDS continuó mostrando un pico pequeño de magnesio. La muestra fue luego enjuaga en agua destilada y colgada para secarse por 25 minutos en aire abierto. Después del periodo de secado, la parte inferior de la muestra fue expuesta a un baño de cobre por vía química, a temperatura ambiente por otros 5 minutos, luego enjuagada y secada. Durante el proceso de deposición secundaria, el recubrimiento se hidrató por arriba del tercio inferior expuesto al baño de deposición. Ya que este depósito fue logrado en aproximadamente un cuarto del tiempo necesario para la muestra inicial, esto demuestra que el recubrimiento inicial no necesita ser completamente continuo para que sean producidos buenos depósitos secundarios; aunque la continuidad de la capa primaria es un factor en la calidad del depósito secundario. Además, el análisis de SEM del chapado con cobre secundario demostró un secuestro mejorado del magnesio. Macroscópicamente, puede ser observada cierta corrosión alrededor de la interfaz Ni-B/Cu y es explicada como la corrosión galvánica debida a la inmersión incompleta de la muestra.

El proceso de deposición por vía química en ambientes altamente alcalinos proporciona depósitos bien adheridos, bien formados, especialmente en el caso de la deposición de una capa secundaria. Actualmente, los baños de deposición secundarios, son también altamente alcalinos, con el fin de asegurar que cualesquiera orificios diminutos, espacios vacíos o defectos en el recubrimiento de otro modo continuo, no formen fácilmente celdas galvánicas y comiencen la corrosión. Los espacios vacíos en el chapado inicial de magnesio pueden ser atribuidos especialmente en el caso del cobre, a la formación de los óxidos superficiales aislantes por medio de uno, o ambos, de los siguientes procesos probables . 1) Las aleaciones probadas de este modo hasta ahora han sido las aleaciones de magnesio AZ91D y AM50 las cuales nominalmente contienen aluminio alrededor de 9% y 5%, respectivamente. Ya que el aluminio se oxida fácilmente dentro de un ambiente altamente alcalino, se espera que pueda ocurrir cierta oxidación de los intermetálicos de Al-Mg dentro del baño de deposición, conduciendo a la formación de óxidos aislantes. En este caso, se espera que las aleaciones de magnesio aleadas no con aluminio pudieran funcionar mejor en los baños de deposición altamente alcalinos. Esto podría también ser indicador de un desarrollo significativo en el chapado de las aleaciones de magnesio hasta la fecha, ya que ningún procedimiento de chapado simple es suficiente para recubrir una gran variedad de aleaciones de magnesio. 2) El pulido de las aleaciones de magnesio en aire abierto da como resultado el calentamiento potencial de la superficie, particularmente las asperezas, que contribuyen a la promoción de la oxidación. Las pruebas sobre el papel aislante de los óxidos han confirmado que estas técnicas de deposición por vía química no son efectivas en la formación de chapados por vía química sobre magnesio oxidado. Aunque este problema podría ser fácilmente resuelto ya sea mediante enfriamiento de la muestra, o pulido bajo atmósfera de gas inerte para prevenir la oxidación, nuestro método ha mostrado que con cuidado adecuado, la formación de los óxidos aislantes puede ser manejada.

La habilidad para depositar el cobre, a pesar de la fuerte diferencia en los potenciales del electrodo estándares entre el cobre ( +0.340 vs. SHE) y el magnesio (-2.372 vs . SHE) , es una consecuencia del baño de deposición altamente alcalino. El baño de deposición altamente alcalino ayuda a combatir la corrosión del sustrato y la formación de celdas galvánicas agresivas. Esto ha sido observado con depósitos producidos a valores de pH ligeramente más ácidos (pH = 12) dando como resultado la corrosión de sustrato. Por esta razón, la solubilidad del cobre en ambientes altamente alcalinos fue un factor significativo en la selección del cobre como el metal de chapado.

Otra observación importante es que la exposición de una muestra de aleación de magnesio pulida al Baño A del baño de deposición de cobre da como resultado la formación de cobre bien adherido sobre la superficie, incluso sin la presencia del agente reductor.

Ejemplo 4 - Deposición por Vía Química de Cobre sobre el Sustrato de Aleación de Aluminio En otra modalidad, el proceso de la presente invención puede ser utilizado en la deposición por vía química de capas de recubrimiento metálicas tales como cobre o un sustrato de aluminio o aleación de aluminio.

El baño de chapado por deposición del cobre es preparado en un baño de dos partes a partir de las soluciones componentes A y B como sigue: Baño de Deposición de Cobre TABLA 9 En el recubrimiento del cobre sobre un sustrato de aleación de aluminio, se proporciona el siguiente procedimiento. 1) Cualquier capa de óxido es removida de la superficie de aleación de aluminio, por medios convencionales. Lo más preferentemente, la eliminación del óxido es realizada por métodos que también incrementan la aspereza superficial del sustrato, tal como pulido en seco, para mejorar la adhesión. 2) La aleación de aluminio es colocada dentro del baño de deposición de cobre por vía química, a temperatura ambiente por aproximadamente 5-10 minutos. Los tiempos de deposición más prolongados y las temperaturas más altas pueden ser utilizados para incrementar la velocidad de deposición y/o el espesor del recubrimiento. 3) Después de la formación de la capa de cobre, la muestra chapada es retirada del baño de deposición y enjuagada en agua destilada para eliminar el electrolito en exceso . 4) El resultado es un chapado de cobre por vía química, bien adherido, continuo, uniforme, brillante de la aleación de aluminio.

La muestra sobre la cual tuvo lugar la deposición del cobre por vía química, de acuerdo con el método más preferido, requirió pulido, con poca deposición que ocurrió sobre la superficie no pulida.

Otras muestras de aleación de aluminio han observado la deposición sobre superficies oxidadas y pulidas con los depósitos que son pobremente adheridos y/o en forma de polvo. Se considera que las características de depósito puedan ser utilizadas como una prueba para determinar si un depósito bien adherido puede tener lugar con el pulido.

La deposición por vía química sobre las aleaciones de aluminio a partir de un baño de deposición a pH alto, se cree que es contra intuitiva, ya que se entiende en general que el aluminio se oxida rápidamente (de manera espontánea) en un ambiente de hidróxido, como es mostrado por un potencial de electrodo estándar positivo, E°.

Al(s) + 30H"(aq)?Al (OH) 3(s) + 3e~ E° = +2.31V Con la presente invención, la deposición por vía química de cobre es reportada como a un pH máximo de 13.5 para los baños de cobre por vía química, con una alta concentración de agente reductor de formaldehído sobre un sustrato de AIN.

Otros procedimientos de chapado con cobre por vía química que pueden proporcionar chapado adecuado para el aluminio, incluyen un recubrimiento por inmersión de cobre sobre una aleación de aluminio 3003, antes de la deposición de Ni-P por vía química. El recubrimiento de inmersión de cobre es formado en un baño con sulfato de cobre pentahidratado (30 g/1) , y C4H606 (ácido tartárico) (53 g/1) a 25 °C por 3 minutos. Este recubrimiento es realizado para prevenir el contacto directo del aluminio con una solución de deposición de níquel por vía química, subsecuente, con lo cual se incrementa la estabilidad del baño de deposición por vía química.

El solicitante ha apreciado que utilizando la presente invención, el recubrimiento por inmersión puede ser una manera para expandir la deposición del cobre por vía química a una gama más amplia de aleaciones de aluminio. A este respecto, una capa de cobre por vía química, subsecuente, podría ser acida o alcalina, ya que las capas de recubrimiento de Ni-P por vía química, subsecuentes, pueden ser proporcionadas a niveles de pH convencionales de aproximadamente 4.5.

Los experimentos ejemplares logran y muestran un chapado de cobre por vía química, adherido, sobre una muestra de aleación de aluminio. En la muestra de prueba, el aluminio fue un metal altamente reciclado con cualquier número de impurezas que entran a la mezcla. La prueba conducida sobre 12% de silicio y aleaciones de aluminio 6061 ha dado como ' resultado depósitos pobremente adheridos, pulverulentos, sobre la superficie de la muestra. Como tal, la naturaleza de la aleación misma puede ser un factor contribuyente que permite que un alto grado de deposición tenga lugar.

Sobre otras muestras probadas, la deposición tuvo lugar sobre la superficie oxidada así como sobre la región pulida, con la deposición que careció de pulido independiente .

Mientras que el método preferido describe la salida en un baño de deposición de cobre por vía química que tiene un pH mayor de 13, y preferentemente 13.5 a 14, se contempla que la deposición de cobre por vía química puede ser lograda a valores de pH más bajos, dependiendo de la composición específica de la aleación de aluminio y si la adhesión puede estar ausente . El cobre por vía química a pH menor podría también ser efectivo, posiblemente sobre aquellas aleaciones sobre las cuales está ausente la adhesión.

En una posible aplicación comercial, dentro de celdas solares, el proceso de cobre por vía química puede ser aplicado para formar el respaldo conductor utilizado para reunir "electrones" con los "orificios". Convencionalmente, el respaldo conductor es actualmente elaborado de una pasta de aluminio. De manera más importante, el proceso de deposición por vía química de la presente invención puede ser utilizado para aplicar una capa de cobre para formar los contactos de rejilla de electrodo sobre la superficie frontal de la celda. Actualmente, los electrodos son formados mediante impresión por estarcido de pasta de plata sobre la parte frontal y posterior de la celda solar. El uso de un proceso de chapado con cobre por vía química puede ser menos costoso que el uso de la pasta de plata, en vez de los procesos de impresión convencionales que podrían incrementar adicionalmente la eficiencia de la celda solar por reducción del área superficial actualmente cubierta por la rejilla.

Ejemplo 5 - Sustrato de Silicio con Deposición del Cobre por Vía Química La presente técnica por vía química también se muestra promisoriamente en la fabricación de circuitos integrados, y en particular, el montaje de procesadores.

En resultados experimentales, la deposición del cobre utilizando el proceso de la presente invención ha sido también verificada sobre los sustratos de silicio del tipo n, así como sobre otra muestra de silicio que se cree es silicio esencialmente puro. Dado que el silicio está impurificado para formar los tipos n y p del silicio, se espera que la técnica de deposición funcionará sobre todos los sustratos de silicio utilizados en la construcción de dispositivos electrónicos. Además, se debe notar que la deposición con cobre fue observada sobre el borde de sustrato donde la muestra fue rota a partir de una lámina a granel indicando que es la falta de óxido, y no alguna anomalía proveniente del método de pulido, la que da como resultado la formación del depósito.

La medición del espesor del depósito de recubrimiento, y si el baño de deposición promovió el crecimiento de óxido, la formación de una intercapa de óxido entre el sustrato de silicio y el chapado de cobre, permitirá además el ajuste de las condiciones óptimas del baño. Las mediciones preliminares parecen indicar que existe cierto grado de contacto óhmico entre el chapado, y la medición del sustrato utilizando el método de 4 sondas de películas delgadas, es no obstante requerida paira verificar la precisión.

La deposición por vía química de la capas de recubrimiento permitirá que una variedad de sustratos de silicio o de metal sean utilizados en un gran número de áreas y aplicaciones que no son consideradas como viables hasta la fecha. A manera de ejemplos no limitantes, éstos incluyen, pero no están limitados al uso de sustratos de magnesio/aleación de magnesio, recubiertos, discos duros para computadora, buques navales, aplicaciones en aeronaves y aeroespaciales , cabezas y bloques de motor de combustión interna, alojamientos de transmisión y de engranajes, montajes de estructura de automóviles, y similares.

Además, la cantidad de metal depositado sobre la superficie de un sustrato dado no debe afectar su reciclamiento. En particular, los recubrimientos superficiales pueden ser aplicados en un volumen tan controlado como para permanecer dentro de los límites de las "impurezas" aceptables. Además, los recubrimientos de alta resistencia al desgaste o endurecidos pueden ser aplicados sobre sustratos metálicos más blandos tales como magnesio, lo cual permitirá que los; metales sean utilizados en áreas donde se requieren cualidades de buen desgaste superficial.

Aunque la descripción detallada describe el proceso de la presente invención, como se utiliza en el recubrimiento con cobre y Níquel-Boro de sustratos de magnesio, aluminio y silicio, la invención no está así limitada. Se debe apreciar que el proceso de recubrimiento en dos partes de la presente invención puede ser utilizado para aplicar una variedad de diferentes capas de recubrimiento que son solubles en baños de chapado altamente alcalinos.

Mientras que la descripción detallada describe diversos parámetros preferidos del método de chapado, la invención no está así limitada. Muchas variaciones serán ahora aparentes. Para una definición de' la invención, se puede hacer referencia a las reivindicaciones anexas.

Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (40)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Un proceso para el chapado por vía química de un metal de chapado sobre un sustrato, caracterizado porque comprende : preparar una primera solución de baño que comprende : 10 a 50 g/1 de hidróxido de sodio, 40 a 120 g/1 de tartrato de sodio y potasio, y una sal metálica, preparar una segunda solución de baño físicamente separada de la primera solución de baño, que comprende: 40 a 75 g/1 de paraformaldehído, y 30 a 50 g/1 de hidróxido de sodio, mezclar la primera y segunda soluciones de baño, para formar una solución de baño de chapado mixta, que tiene un pH mayor de 11.5, y sumergir un sustrato que va a ser chapado en la solución mixta, en donde la sal metálica comprende un metal de chapado . seleccionado del grupo que consiste de cobre, aluminio, níquel, oro, plata y sus aleaciones.

2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la segunda solución de baño tiene un pH seleccionado mayor de 13 y comprende: 62 a 66 g/1 de paraformaldehído, y 38 a 42 g/1 de hidróxido de sodio.

3. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el metal de chapado es cobre o aleación de cobre, y la sal metálica comprende 25 a 60 g/1 de sulfato de cobre pentahidratado.

4. El proceso de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la primera solución de baño tiene un pH seleccionado mayor de 13 y comprende: 22 a 27 g/1 de hidróxido de sodio, 90 a 110 g/1 de tartrato de sodio y potasio, y 38 a 42 g/1 de sulfato de cobre pentahidratado.

5. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones i a 4, caracterizado porque el sustrato se selecciona del grupo que consiste de aluminio, magnesio y sus aleaciones.

6. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el sustrato es un sustrato de silicio.

7. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el sustrato es sumergido en la solución mixta por un periodo de entre aproximadamente 1 y 60 minutos, preferentemente 10 a 30 minutos, y lo más preferentemente aproximadamente 3 minutos.

8. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la solución mixta es mantenida a una temperatura de operación seleccionada entre aproximadamente 17 a 32 °C.

9. El proceso de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la solución mixta es mantenida a una temperatura de operación seleccionada entre aproximadamente 20 y 25 °C.

10. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la solución mixta es mantenida a un pH seleccionado de 13.5 a 14.

11. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la primera y segunda soluciones de baño son mezcladas en un proceso de lote continuo.

12. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la primera y segunda soluciones de baño son mezcladas en una proporción volumétrica sustancialmente 1:1.

13. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el sustrato comprende un metal seleccionado del grupo que consiste de aluminio, berilio, vanadio, titanio y sus aleaciones.

1 . El proceso de conformidad con la reivindicación 3 o 4, caracterizado porque antes de la inmersión del sustrato en la solución mixta, se sumerge el sustrato en una solución de baño de pre-tratamiento que comprende : 40 a 60 g/1 de ácido tartárico, y 20 a 40 g/1 de sulfato de cobre pentahidratado.

15. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque antes de la inmersión del sustrato metálico en la solución mixta, se graba al ácido mediante inmersión el sustrato en una solución de baño de pre-tratamiento que comprende un ácido seleccionado del grupo que consiste de ácido tartárico y ácido sulfúrico, teniendo el ácido una concentración seleccionada para el eliminar los óxidos superficiales del mismo .

16. El proceso de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el ácido comprende 50 a 55 g/1 de ácido tartárico.

17. El proceso de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el ácido comprende 15 a 25 ml/1 de ácido sulfúrico.

18. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque antes de la inmersión del sustrato en la solución mixta, se eliminan mecánicamente los óxidos superficiales del sustrato mediante abrasión.

19. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el sustrato es un sustrato de silicio y el metal de chapado es cobre o aleaciones de cobre.

20. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el sustrato es un sustrato de aluminio o aleación de aluminio y el metal de chapado es cobre o aleación de cobre.

21. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20, caracterizado porque la primera solución de baño y la segunda solución de baño son soluciones basadas en agua, y son mezcladas en una proporción seleccionada entre aproximadamente 0.5:1 a 1.5:1.

22. Un proceso para chapar por vía química níquel o un metal de chapado de aleación de níquel sobre un sustrato metálico de magnesio, caracterizado porque comprende: preparar una primera solución de baño que comprende : 25 a 60 g/1 de cloruro de níquel hexahidratado, preparar una segunda solución de baño físicamente separada de la primera solución de baño que, comprende: 40 a 75 ml/1 de etilendiamina, 30 a 50 g/1 de hidróxido de sodio, y 3 a 8 g/1 de borohidruro de sodio, mezclar la primera y segunda soluciones de baño para formar una solución de baño de chapado mixta que tiene un pH de al menos 12, y sumergir un sustrato en la solución mixta.

23. El proceso de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque el metal de chapado es una aleación de níquel-boro.

24. El proceso de conformidad con la reivindicación 22 o 23, caracterizado porque la solución mixta tiene un pH de al menos 13 y el sustrato metálico es sumergido en la solución mixta por un periodo de entre aproximadamente 1 y 60 minutos, preferentemente 10 a 30 minutos .

25. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 22 a 24, caracterizado porque la solución mixta es mantenida a una temperatura seleccionada entre aproximadamente 80 y 95°C durante la inmersión del sustrato en ésta.

26. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 22 a 25, caracterizado porque la primera y segunda soluciones de baño son mezcladas en un proceso de lote continuo, en donde la primera y segunda soluciones de baño son mezcladas en una proporción volumétrica de aproximadamente 1:1.

27. Un proceso para chapar cobre por vía química sobre un sustrato, caracterizado porque comprende: preparar una primera solución componente de baño que comprende: 10 a 30 g/1 de hidróxido de sodio, 40 a 120 g/1 de tartrato de sodio y potasio, y 20 a 45 g/1 de sulfato de cobre pentahidratado, preparar una segunda solución componente de baño separada físicamente de la primera solución de baño que comprende : 40 a 75 g/1 de paraformaldehído, y 20 a 50 g/1 de hidróxido de sodio, mezclar la primera y segunda soluciones de baño para formar una solución de baño de chapado mixta que tiene un pH mayor de 13 , y sumergir un sustrato que va a ser chapado en la solución mixta, comprendiendo el sustrato, un metal seleccionado del grupo que consiste de magnesio, aluminio y sus aleaciones.

28. El proceso de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque la solución de baño de chapado mixta tiene un pH seleccionado de 13.5 y 14.

29. El proceso de conformidad con la reivindicación 27 o 28, caracterizado porque la primera solución componente de baño y la segunda solución componente de baño son mezcladas en una proporción de 0.7:1 a 1.3:1.

30. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 27 a 29, caracterizado porque el sustrato es sumergido en la solución de baño mixta a una temperatura de entre aproximadamente 20° a 25°C por un periodo de entre aproximadamente 1 y 10, y preferentemente aproximadamente 3 minutos .

31. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 27 a 30, caracterizado porque el sustrato comprende magnesio u óxido de magnesio, y antes de la inmersión en la solución de baño mixta, se elimina cualquier capa de óxido del sustrato mediante pre-tratamiento en un baño ácido.

32. El proceso de conformidad con la reivindicación 31, caracterizado porque el baño ácido comprende : 50 a 60 g/1 de ácido tartárico; y 25 a 35 g/1 de sulfato de cobre pentahidratado.

33. Un proceso para chapar por vía química un cobre de chapado sobre un sustrato, caracterizado porque comprende : preparar una primera solución de baño que comprende : 15 a 25 g/1 de hidróxido de sodio, 60 a 100 g/1 de tartrato de sodio y potasio, y 35 a 40 g/1 de sulfato de cobre pentahidratado, preparar un segundo componente de solución de baño físicamente separado del primer componente de solución de baño, que comprende : 50 a 65 g/1 de paraformaldehído, y 20 a 45 g/1 de hidróxido de sodio, mezclar la primera y segunda soluciones de baño en una proporción seleccionada entre aproximadamente 0.5:1 a 1.5:1, para formar una solución de baño de chapado mixta que tiene un pH mayor de aproximadamente 13, y con el baño que tiene un temperatura de operación entre aproximadamente 17°C y 32°C, sumergiendo un sustrato que va a ser chapado en la solución mixta.

34. El proceso de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque el sustrato se selecciona del grupo que consiste de aluminio, magnesio y sus aleaciones, y el segundo componente de solución de baño está físicamente separado del primer componente de solución de baño por un periodo de al menos 5 horas, y más preferentemente al menos 72 horas.

35. El proceso de conformidad con la reivindicación 33 o 34, caracterizado porque el sustrato es sumergido en la solución mixta por un periodo de entre aproximadamente 1 y 60 minutos, preferentemente 10 a 30 minutos, y lo más preferentemente aproximadamente 3 minutos.

36. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 33 a 35, caracterizado porque la solución mixta es mantenida a una temperatura de operación seleccionada entre aproximadamente 20 y 25 °C.

37. Un proceso para chapar por vía química un metal de chapado de níquel-boro sobre un sustrato de magnesio, caracterizado porque comprende: preparar una primera solución de baño que comprende : 25 a 50 g/1 de cloruro de níquel hexahidratado, preparar un segundo componente de solución de baño físicamente separado del primer componente de solución de baño que comprende : 50 a 75 ml/1 de etilendiamina, 30 a 50 g/1 de hidróxido de sodio, y 3 a 8 g/1 de borohidruro de sodio, mezclar el primero y segundo componentes de la solución de bañó en una proporción seleccionada para formar una solución de baño de chapado mixta que tiene un pH de al menos 13, y preferentemente de aproximadamente 14 sumergir el sustrato de magnesio en la solución mixta .

38. El proceso de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado porque durante la inmersión del sustrato de magnesio, el baño de chapado mixto es mantenido a una temperatura de operación seleccionada entre aproximadamente 80°C y 95°C.

39. El proceso de conformidad con la reivindicación 37 o 38, caracterizado porque el sustrato de magnesio es sumergido en la solución mixta por un periodo de entre aproximadamente 1 y 60 minutos, preferentemente 10 a 30 minutos .

40. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 37 a 39, caracterizado porque el primer componente de solución de baño está físicamente separado del segundo componente de solución de baño por un periodo de al menos 5 horas, y preferentemente al menos 72 horas.