NL9002225A - METHOD FOR PREPARING ALUMINUM MEMORY DISCS WITH A SMOOTH METAL COATING. - Google Patents
METHOD FOR PREPARING ALUMINUM MEMORY DISCS WITH A SMOOTH METAL COATING. Download PDFInfo
- Publication number
- NL9002225A NL9002225A NL9002225A NL9002225A NL9002225A NL 9002225 A NL9002225 A NL 9002225A NL 9002225 A NL9002225 A NL 9002225A NL 9002225 A NL9002225 A NL 9002225A NL 9002225 A NL9002225 A NL 9002225A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- aluminum
- bath
- plating
- coating
- zincate
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 77
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims description 55
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 55
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims description 52
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 52
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims description 49
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims description 42
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 94
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 72
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 64
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 46
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 41
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 31
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 29
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 26
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 23
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims description 22
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000005246 galvanizing Methods 0.000 claims description 14
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 9
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 7
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 5
- WLZRMCYVCSSEQC-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+) Chemical compound [Cd+2] WLZRMCYVCSSEQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 4
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 31
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 31
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 31
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 25
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- UORVGPXVDQYIDP-UHFFFAOYSA-N borane Chemical compound B UORVGPXVDQYIDP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 7
- HUHGPYXAVBJSJV-UHFFFAOYSA-N 2-[3,5-bis(2-hydroxyethyl)-1,3,5-triazinan-1-yl]ethanol Chemical compound OCCN1CN(CCO)CN(CCO)C1 HUHGPYXAVBJSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 4
- 229910000085 borane Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 4
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 3
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 3
- ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-M phosphinate Chemical compound [O-][PH2]=O ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 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 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical group [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- YKYOUMDCQGMQQO-UHFFFAOYSA-L cadmium dichloride Chemical compound Cl[Cd]Cl YKYOUMDCQGMQQO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 2
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 2
- 229910001453 nickel ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 2
- XXSPKSHUSWQAIZ-UHFFFAOYSA-L 36026-88-7 Chemical compound [Ni+2].[O-]P=O.[O-]P=O XXSPKSHUSWQAIZ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- CYDQOEWLBCCFJZ-UHFFFAOYSA-N 4-(4-fluorophenyl)oxane-4-carboxylic acid Chemical compound C=1C=C(F)C=CC=1C1(C(=O)O)CCOCC1 CYDQOEWLBCCFJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KWSLGOVYXMQPPX-UHFFFAOYSA-N 5-[3-(trifluoromethyl)phenyl]-2h-tetrazole Chemical compound FC(F)(F)C1=CC=CC(C2=NNN=N2)=C1 KWSLGOVYXMQPPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MIMUSZHMZBJBPO-UHFFFAOYSA-N 6-methoxy-8-nitroquinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC(OC)=CC([N+]([O-])=O)=C21 MIMUSZHMZBJBPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K Citrate Chemical compound [O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-M Glycolate Chemical compound OCC([O-])=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N Nickel(2+) Chemical compound [Ni+2] VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021586 Nickel(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N Zinc dication Chemical compound [Zn+2] PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MQRWBMAEBQOWAF-UHFFFAOYSA-N acetic acid;nickel Chemical compound [Ni].CC(O)=O.CC(O)=O MQRWBMAEBQOWAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- -1 amine boranes Chemical class 0.000 description 1
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001479 atomic absorption spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000003637 basic solution Substances 0.000 description 1
- 238000003287 bathing Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- 239000006172 buffering agent Substances 0.000 description 1
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCUOBSQYDGUHHT-UHFFFAOYSA-L cadmium sulfate Chemical compound [Cd+2].[O-]S([O-])(=O)=O QCUOBSQYDGUHHT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000331 cadmium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 1
- KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L chromic acid Chemical class O[Cr](O)(=O)=O KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-J diphosphate(4-) Chemical compound [O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 235000011180 diphosphates Nutrition 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000003349 gelling agent Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- GQZXNSPRSGFJLY-UHFFFAOYSA-N hydroxyphosphanone Chemical compound OP=O GQZXNSPRSGFJLY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940005631 hypophosphite ion Drugs 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- ICIWUVCWSCSTAQ-UHFFFAOYSA-M iodate Chemical compound [O-]I(=O)=O ICIWUVCWSCSTAQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- RLJMLMKIBZAXJO-UHFFFAOYSA-N lead nitrate Chemical compound [O-][N+](=O)O[Pb]O[N+]([O-])=O RLJMLMKIBZAXJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 150000002696 manganese Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229940078494 nickel acetate Drugs 0.000 description 1
- QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L nickel dichloride Chemical compound Cl[Ni]Cl QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L nickel sulfate Chemical compound [Ni+2].[O-]S([O-])(=O)=O LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229940053662 nickel sulfate Drugs 0.000 description 1
- RRIWRJBSCGCBID-UHFFFAOYSA-L nickel sulfate hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Ni+2].[O-]S([O-])(=O)=O RRIWRJBSCGCBID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229940116202 nickel sulfate hexahydrate Drugs 0.000 description 1
- 229910000363 nickel(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 125000001820 oxy group Chemical group [*:1]O[*:2] 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- JLKDVMWYMMLWTI-UHFFFAOYSA-M potassium iodate Chemical compound [K+].[O-]I(=O)=O JLKDVMWYMMLWTI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000001230 potassium iodate Substances 0.000 description 1
- 235000006666 potassium iodate Nutrition 0.000 description 1
- 229940093930 potassium iodate Drugs 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001379 sodium hypophosphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001540 sodium lactate Substances 0.000 description 1
- 229940005581 sodium lactate Drugs 0.000 description 1
- 235000011088 sodium lactate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 150000003751 zinc Chemical class 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
- 229910000368 zinc sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960001763 zinc sulfate Drugs 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
- C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
- C23C18/1601—Process or apparatus
- C23C18/1633—Process of electroless plating
- C23C18/1646—Characteristics of the product obtained
- C23C18/165—Multilayered product
- C23C18/1651—Two or more layers only obtained by electroless plating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
- C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
- C23C18/48—Coating with alloys
- C23C18/50—Coating with alloys with alloys based on iron, cobalt or nickel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
- C23C18/54—Contact plating, i.e. electroless electrochemical plating
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
- Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
Description
Titel: Werkwijze voor de bereiding van aluminium geheugenschijven met een glad metalen afdeklaag.Title: Process for the preparation of aluminum memory discs with a smooth metal cover.
Deze uitvinding heeft betrekking op het bekleden met metalen platen van verzinkt aluminium en, meer in het bijzonder, het verschaffen van een verbeterd kleefmiddel en het glad bekleden met metalen platen door gebruik te maken van een verbeterd dubbel verzinkingsproces en bij voorkeur, in combinatie met een unieke stroomloze metaalplaterings-werkwijze, waarbij gebruik wordt gemaakt van een speciaal geformuleerde stroomloze metaalplateringsbad.This invention relates to galvanized aluminum sheet metal plating and, more particularly, to provide an improved adhesive and smooth metal sheet plating using an improved double galvanizing process and preferably in combination with a unique electroless metal plating method, using a specially formulated electroless metal plating bath.
Het met metaal plateren van aluminium is van een aanzienlijk, commerciële interesse en één toepassing is gelegen in de vervaardiging van geheugenschijven welke gebruikt worden in een verscheidenheid van elektronische toepassingen zoals computer en data verwerkingsystemen. Aluminium is het bevoorkeurde substraat voor de schijf, hoewel andere geschikte metalen gebruikt kunnen worden. Over het algemeen wordt een relatief dunne laag van niet magnetisch stroomloos nikkel aangebracht op het aluminium gevolgd door een dunne laag van een magnetisch materiaal zoals cobalt. Een signaal wordt opgeslagen op de schijf door de cobaltlaag te magnetiseren om het signaal op het gekozen tijdstip weer te geven.Metal plating of aluminum is of considerable commercial interest and one application is in the manufacture of memory discs used in a variety of electronic applications such as computer and data processing systems. Aluminum is the preferred substrate for the disc, although other suitable metals can be used. Generally, a relatively thin layer of nonmagnetic electroless nickel is applied to the aluminum followed by a thin layer of a magnetic material such as cobalt. A signal is stored on the disk by magnetizing the cobalt layer to display the signal at the chosen time.
Kenmerkende aluminiumlegeringen welke gebruikt worden voor geheugenschijven hebben de classificatienummers 5086 en 5586. Deze schijven bevatten magnesium in een hoeveelheid van ongeveer 4 gew.%. Over het algemeen zijn de aluminiumschijven ongeveer 1,25 tot 5 mm dik en bevatten zij ongeveer 4 tot 4,90 gew.% magnesium, 0,01 tot 0,40 gew.% koper, 0,01 tot 0,40% zink, chroom, nikkel, ijzer, silicium en voor de rest aluminium en onvermijdbare onzuiverheden.Typical aluminum alloys used for memory disks have classification numbers 5086 and 5586. These disks contain magnesium in an amount of about 4% by weight. Generally, the aluminum discs are about 1.25 to 5 mm thick and contain about 4 to 4.90 wt% magnesium, 0.01 to 0.40 wt% copper, 0.01 to 0.40% zinc, chromium, nickel, iron, silicon and otherwise aluminum and unavoidable impurities.
De voltooide met metaal geplateerde schijf moet extreem glad en uniform zijn om "crashing" tegen de magnetiserende kop van de inrichting te voorkomen welke extreem dicht (over het algemeen 5-8 microinches) over het schijfoppervlak zweeft. Omdat het uitgangsaluminiumsubstraat zelf extreem glad en plat moet zijn als beschreven in het Amerikaanse octrooischrift nr. 4.825.680, moet de metalen platering van een schijf op gelijke wijze glad en uniform zijn zodat de schijf als eindprodukt voldoet aan de exacte specificaties welke vereist zijn voor dit type produkten.The finished metal-plated disc must be extremely smooth and uniform to prevent "crashing" against the magnetizing head of the device which floats extremely close (generally 5-8 microinches) over the disc surface. Because the starting aluminum substrate itself must be extremely smooth and flat as described in U.S. Patent No. 4,825,680, the metal plating of a disc must likewise be smooth and uniform so that the final product meets the exact specifications required for this type of products.
Helaas geeft metaalplateren van een substraat, en zelfs stroomloos metaalplateren echter niet noodzakelijk een gladde bekleding. Plateringscaviteiten, insluitingen, koppelingen en 'dergelijke zijn slechts enkele van de plateringsproblemen welke een ruw schijfoppervlak kunnen veroorzaken, hetgeen niet aanvaardbaar is.Unfortunately, metal plating of a substrate, and even electroless metal plating, does not necessarily give a smooth coating. Plating cavities, inclusions, couplings and the like are just some of the plating problems that can cause a rough disc surface, which is not acceptable.
Aluminium en zijn legeringen vertonen eveneens extra plateringsproblemen vanwege de snelheid waarmee deze een oxydebekleding vormen wanneer ze bloot worden gesteld aan lucht. Ten gevolge hiervan moeten speciale behandelingen gebruikt worden wanneer platering op aluminium moet plaatsvinden. Deze behandelingen omvatten mechanische behandelingen; chemische etsmiddelen, in het bijzonder zure etsmiddelen die ijzer, nikkel en mangaanzouten bevatten; basische verdringingsoplossingen, in het bijzonder deze welke zink, brons, en koper neerslaan; anodiseren, in het bijzonder in fosfor, zwavel en chroomzuren; en het electroplateren met zink bij lage stroomdichtheden gedurende een paar seconden.Aluminum and its alloys also exhibit additional plating problems due to the rate at which they form an oxide coating when exposed to air. As a result, special treatments must be used when plating on aluminum is to take place. These treatments include mechanical treatments; chemical etchants, especially acidic etchants containing iron, nickel and manganese salts; basic displacement solutions, especially those that precipitate zinc, bronze, and copper; anodizing, especially in phosphorus, sulfur and chromic acids; and electroplating with zinc at low current densities for a few seconds.
Van deze behandelingen zijn de basische verdringings-oplossingen commercieel het meest succesvol.Of these treatments, the basic displacement solutions are the most commercially successful.
Hoewel veel metalen neergeslagen kunnen worden op aluminium door verdringing, is zink de meest gebruikelijke. In dit geval is dit proces bekend als het verzinkingsproces. In de loop der jaren is een aantal verbeteringen gemaakt ten aanzien van de conventionele zinkaatformulering en het zinkaatproces, waarbij de meeste tot doel hadden de mate van filmvorming, en de graad van adhaesie en uniformiteit van de zinkbekleding die vervaardigd werd te versnellen. Een gedetailleerde opsomming van het zinkaatproces kan gevonden worden in Loch, Amerikaanse octrooischrift nr. 4.346.128 en Saubestre, Amerikaans octrooischrift nr. 3.216.835, welke octrooischriften hierbij ingevoegd worden als referentie. In het conventionele zinkaatproces, wordt het aluminium geprepareerd door basisch schoonmaken om organisch en anorganische oppervlaktevervuilingen zoals olie en vet te verwijderen, gevolgd door een spoeling met koud water. Het schoongemaakte aluminium wordt vervolgens voldoende geëtst om vaste onzuiverheden en legeringsbestanddelen welke mogelijk caviteiten creëren die resulteren in brugvorming van opeenvolgende afzettingen, te elimineren. Na een spoeling met water wordt het aluminium schoongebrand om metallische residuen en aluminiumoxyden welke nog steeds op het oppervlak achter zijn gebleven te verwijderen. Grondig spoelen wordt vereist en vervolgens wordt de zinkaatbekleding aangebracht waarbij gebruik wordt gemaakt van een immersiezinkbad om her-oxidatie van het schoongemaakte oppervlak te voorkomen.Although many metals can be deposited on aluminum by displacement, zinc is the most common. In this case, this process is known as the galvanizing process. Over the years, a number of improvements have been made over the conventional zincate formulation and the zincate process, most of which aimed to accelerate the degree of film formation, and the degree of adhesion and uniformity of the zinc coating produced. A detailed listing of the zincate process can be found in Loch, U.S. Patent No. 4,346,128 and Saubestre, U.S. Patent No. 3,216,835, which patents are hereby incorporated by reference. In the conventional zincate process, the aluminum is prepared by basic cleaning to remove organic and inorganic surface contaminants such as oil and grease, followed by a cold water rinse. The cleaned aluminum is then etched sufficiently to eliminate solid impurities and alloying constituents that may create cavities that result in subsequent deposits bridging. After a rinse with water, the aluminum is burned clean to remove metallic residues and aluminum oxides that still remain on the surface. Thorough rinsing is required and then the zincate coating is applied using an immersion zinc bath to prevent re-oxidation of the cleaned surface.
De zinkbekleding wordt verkregen door immersie van het aluminiumdeel in een basische oplossing die zinkaationen bevat. De hoeveelheid neergeslagen zink is in werkelijkheid zeer klein en hangt af van de tijd en het soort immersiebad dat gebruikt wordt, de aluminiumlegering, temperatuur van de oplossing en het voorbehandelingsproces. Het zinkbekledingsbad funktioneert eveneens als een etsoplossing en alle oxyden die tijdens de overdrachtbewerkingen opnieuw gevormd zijn worden opgelost door het basische zinkaat, waarbij zink op het aluminium wordt afgezet.The zinc coating is obtained by immersion of the aluminum part in a basic solution containing zinc ions. The amount of zinc deposited is actually very small and depends on the time and type of immersion bath used, the aluminum alloy, temperature of the solution and the pretreatment process. The zinc coating bath also functions as an etching solution, and all oxides reformed during the transfer operations are dissolved by the basic zincate, depositing zinc on the aluminum.
De procedure die nu algemeen gevolgd wordt door de industrie is het dubbelverzinken waarbij de eerste zinkfilm verwijderd wordt met salpeterzuur gevolgd door het aanbrengen van een tweede immersiezinkneerslag. Dubbelverzinken is een voorkeurswerkwijze voor het plateren van aluminium en is in het bijzonder bruikbaar op bepaalde moeilijk te bekleden aluminiumlegeringen om een betere hechting van de uiteindelijke metaallaagafzetting, te verzekeren.The procedure now generally followed by industry is double galvanizing where the first zinc film is removed with nitric acid followed by the application of a second immersion zinc deposit. Double galvanizing is a preferred method of aluminum plating and is particularly useful on certain hard-to-coat aluminum alloys to ensure better adhesion of the final metal layer deposit.
Ondanks de aanvaarding en effectiviteit van het dubbele verzinkingsproces bestaat er nog steeds een behoefte aan een verbeterd proces dat zowel verbeterde hechting als gladheid van de metalen platering verschaft op het verzinkte aluminiumsubstraat. Zonder tot een theorie beperkt te worden moet men aannemen dat de eigenschappen van de metalen bekleding direkt gerelateerd zijn aan de dikte, uniformiteit en continuïteit van de zinkaatbekleding waarbij dunnere bekledingen over het algemeen een gladder en meer hechtend metaalplatering geven.Despite the acceptance and effectiveness of the double galvanizing process, there is still a need for an improved process that provides both improved adhesion and smoothness of the metal plating on the galvanized aluminum substrate. Without being limited to theory, it should be assumed that the properties of the metal coating are directly related to the thickness, uniformity and continuity of the zincate coating, with thinner coatings generally providing a smoother and more adhesive metal plating.
Het is een doel van de onderhavige uitvinding om een werkwijze te verschaffen voor het bereiden van aluminium substraatvoorwerpen met extreem glad metaal geplateerde bekledingen.It is an object of the present invention to provide a method of preparing aluminum substrate articles with extremely smooth metal plated coatings.
Het is een verder doel van de onderhavige uitvinding een verbeterd dubbelverzinkingsproces te verschaffen voor het met metaal plateren van aluminium, welke verbeterde werkwijze voorziet in een dunnere meer uniforme en continue zinkaatbekleding en een verbeterde hechting van metaalplaterings-neerslagen en metaalplateringsgladheid produceert.It is a further object of the present invention to provide an improved double galvanizing process for metal plating aluminum, which improved process provides a thinner more uniform and continuous zincate coating and produces an improved adhesion of metal plating deposits and metal plating smoothness.
Een ander doel van de uitvinding is te voorzien in een verbeterde stroomloze metaalplateringssamenstelling en plateringswerkwijze voor het bekleden van verzinkt aluminium-substraten met extreem gladde bekledingen.Another object of the invention is to provide an improved electroless metal plating composition and plating method for coating galvanized aluminum substrates with extremely smooth coatings.
Andere doelen en voordelen zullen duidelijk worden uit de volgende gedetailleerde beschrijving.Other objects and advantages will become apparent from the following detailed description.
Er is nu gevonden dat aluminiumsubstraten met een extreem gladde metaalplatering, bijvoorbeeld, geheugenschijven gemaakt kunnen worden door bij voorkeur gebruik te maken van een speciaal dubbel verzinkingsproces in samenhang met een stroomloos metaalplateringsbad dat een effectieve hoeveelheid cadmium bevat. Het dubbele verzinkingsproces voor de bereiding van aluminium en aluminiumlegeringen voor metaalplatering is verbeterd door een speciaal geformuleerd HNO3 bad te gebruiken om de eerste zinkaatfilm van het aluminium te strippen.It has now been found that aluminum substrates with an extremely smooth metal plating, for example, memory discs can be made, preferably using a special double galvanizing process in conjunction with an electroless metal plating bath containing an effective amount of cadmium. The double galvanizing process for the preparation of aluminum and aluminum alloys for metal plating has been improved by using a specially formulated HNO3 bath to strip the first zincate film from the aluminum.
Wanneer conventionele procedures gevolgd worden wordt het gestripte aluminium vervolgens met water gespoeld en bekleed met een tweede zinkaatfilm. Het metaal wordt geplateerd op deze tweede zinkaatfilm. Breed gezegd omvat het HNO3 bad dat gebruikt wordt om de zinkaatbekleding te strippen, ionen uit groep VIII en, bij voorkeur ijzer III ionen, in een effectieve hoeveelheid, bijvoorbeeld, van ongeveer 0,1 tot 2 g/1 en HN03 in een hoeveelheid van ongeveer 250 of 350 tot 600 g/1. of hoger.When conventional procedures are followed, the stripped aluminum is then rinsed with water and coated with a second zincate film. The metal is plated on this second zincate film. Broadly stated, the HNO3 bath used to strip the zincate coating includes Group VIII ions and, preferably Iron III ions, in an effective amount, for example, from about 0.1 to 2 g / L and HNO3 in an amount of about 250 or 350 to 600 g / l. or higher.
Volgend op de zinkaatprocedure wordt het stroomloze metaal, bijvoorbeeld nikkel, plateren van het aluminium verbeterd door een stroomloos metaalplateringsbad te gebruiken, dat een effectieve hoeveelheid cadmium bevat om extreem gladde metalen bekledingen te verschaffen. Breed gesteld, bevat het stroomloos metaalbad (1) een bron van metaalionen, (2) een reducerend middel zoals hypofosfiet of een amineboraan, (3) een zuur of hydroxyde pH-bijsteller om te voorzien in de vereiste pH, (4) een complexerend middel voor metaalionen voldoende om hun neerslag in de oplossing te voorkomen en (5) een effectieve hoeveelheid cadmiumionen om de extreem gladde bekleding volgens de uitvinding te verschaffen. Over het algemeen zal het cadmiumniveau ongeveer 0,1 tot 1 mg/1 zijn, met een voorkeursniveau van ongeveer 0,4 tot 0,7 mg/1.Following the zincate procedure, the electroless metal, for example nickel, plating of the aluminum is improved by using an electroless metal plating bath containing an effective amount of cadmium to provide extremely smooth metal coatings. Broadly stated, the electroless metal bath (1) contains a source of metal ions, (2) a reducing agent such as hypophosphite or an amine borane, (3) an acid or hydroxide pH adjuster to provide the required pH, (4) a complexing metal ion agent sufficient to prevent their precipitation in the solution and (5) an effective amount of cadmium ions to provide the extremely smooth coating of the invention. Generally, the cadmium level will be about 0.1 to 1 mg / l, with a preferred level of about 0.4 to 0.7 mg / l.
Er is gevonden dat de consumptie van het cadmium snel optreedt in de eerste stappen van de platering, te weten 10 min. en daarna is de consumptie zeer langzaam en is de aanwezigheid van het cadmium niet belangrijk tijdens het verder plateren. Een voorkeursvorm van de bewerking bestaat uit het starten van de platering van het verzinkte aluminiumsubstraat in een stroomloos bad dat een effectieve hoeveelheid cadmium van ongeveer 0,1 tot 1 mg p/1 bevat, en niet het cadmium aan te vullen totdat nieuwe verzinkte substraten geplateerd moeten worden in het bad. Het stroomloos metaalplateringsbad bevat metaalionen, reducerende middelen, chelatoren, etc. en deze componenten worden conventioneel aangevuld door de concentratie van het component te meten en meer van het component toe te voegen wanneer dat nodig is om het niveau tussen de gewenste bewerkingsgrenzen te handhaven. Nieuwe plateringsmethoden gebruiken automatische regelaars welke continu meten en de badcomponenten aanvullen. Andere werkwijzen zoals meten met de hand en bijvullen op bepaalde intervallen, bijvoorbeeld ieder uur etc. kunnen eveneens gebruikt worden.It has been found that the consumption of the cadmium occurs quickly in the first steps of the plating, namely 10 min., After which the consumption is very slow and the presence of the cadmium is not important during the further plating. A preferred form of operation consists of starting the plating of the galvanized aluminum substrate in an electroless bath containing an effective amount of cadmium of about 0.1 to 1 mg p / 1, and not replenishing the cadmium until new galvanized substrates are plated. should be in the bath. The electroless metal plating bath contains metal ions, reducing agents, chelators, etc., and these components are conventionally replenished by measuring the concentration of the component and adding more of the component as needed to maintain the level between the desired processing limits. New plating methods use automatic controllers that measure continuously and replenish the bath components. Other methods such as measuring by hand and topping up at certain intervals, for example every hour etc. can also be used.
In een zeer bevoorkeurde uitvoeringsvorm worden meerdere plateringsbaden gebruikt waarbij een dunne bekleding van nikkel verschaft wordt op het verzinkte oppervlak van een stroomloos bad dat cadmiumionen bevat gevolgd door plateren van een dikkere, eindbekleding uit een tweede conventioneel stroomloos plateringsbad. Deze bevoorkeurde werkwijze is gelijk aan de werkwijze beschreven in het Amerikaanse octrooi-schrift nr. 4.567.066 toegekend aan P.B. Schultz en E.F. Yarkosky, welk octrooischrift hierbij ingevoegd wordt door referentie.In a highly preferred embodiment, multiple plating baths are used where a thin nickel coating is provided on the galvanized surface of an electroless bath containing cadmium ions followed by plating a thicker, final coating from a second conventional electroless plating bath. This preferred method is similar to the method described in U.S. Patent No. 4,567,066 assigned to P.B. Schultz and E.F. Yarkosky, which patent is hereby incorporated by reference.
De figuren IA en 2A zijn microfoto's van 500X van stroomloos nikkel geplateerd aluminiumsubstraten welke geprepareerd werden voor het plateren door een conventioneel dubbelzinkaatproces.Figures 1A and 2A are micrographs of 500X of electroless nickel plated aluminum substrates prepared for plating by a conventional double zinc plating process.
Fig. 1B en 2B zijn microfoto's van 500X van stroomloos nikkel geplateerde aluminiumsubstraten welke geprepareerd werden voor plateren door het dubbelzinkaatproces volgens de onderhavige uitvinding.Fig. 1B and 2B are micrographs of 500X of electroless nickel plated aluminum substrates prepared for plating by the double zinc plating process of the present invention.
Fig. 3 is een grafiek welke toont dat de salpeterzuur-stripoplossing van de uitvinding (die ijzer III ionen bevat) meer zink van een verzinkt aluminiumsubstraat verwijdert dan een conventioneel zinkaat salpeterzuuroplossing.Fig. 3 is a graph showing that the nitric acid stripping solution of the invention (containing iron III ions) removes more zinc from a galvanized aluminum substrate than a conventional zincate nitric acid solution.
Fig. 4 is een grafiek die toont dat aluminiumsubstraten geprepareerd volgens de uitvinding minder zink op het oppervlak dat met metaal geplateerd moet worden, hebben (een dunnere coating hebben) dan substraten geprepareerd met behulp van een conventioneel dubbel zinkaatproces).Fig. 4 is a graph showing that aluminum substrates prepared according to the invention have less zinc on the surface to be plated with metal (have a thinner coating than substrates prepared using a conventional double zincate process).
Fig. 5A, 5B, 5C en 5D zijn microfoto's van 500X van stroomloos nikkel geplateerd aluminium substraat waarbij verschillende verzinkings- en plateringsprocedures gebruikt zijn.Fig. 5A, 5B, 5C and 5D are micrographs of 500X of electroless nickel plated aluminum substrate using different galvanizing and plating procedures.
De dubbele bezinkingsmethode voor het prepareren van aluminium voor het metaalplateren is goed bekend in de stand van de techniek zoals hierboven bediscussieerd. Over het algemeen kan elk aluminiumlegering behandeld worden met behulp van de werkwijze van de uitvinding en voorkeurslegeringen zijn 5086, 5586 en CZ-46. Het aluminium kan gesmeed of gegoten zijn.The double settling method of preparing aluminum for metal plating is well known in the art as discussed above. Generally, any aluminum alloy can be treated using the method of the invention, and preferred alloys are 5086, 5586 and CZ-46. The aluminum can be forged or cast.
Terwijl de gebruikte specifieke dubbele verzinkings-werkwijze kan variëren met de te behandelen legeringen en de geclaimde resultaten gebruiken al deze werkwijzen een HNO3 zure dompeling om de eerste zinkaatfilm te verwijderen en dit is de stap waarop de onderhavige uitvinding gericht is. Een typerende procedure gebruikt in de industrie is als volgt en men moet begrijpen dat waterspoelingen over het algemeen gebruikt worden na elke processtap.While the specific double galvanizing method used may vary with the alloys to be treated and the claimed results, all of these methods use an HNO3 acid dip to remove the first zincate film and this is the step to which the present invention is directed. A typical procedure used in industry is as follows and it should be understood that water rinses are generally used after each process step.
De eerste stap is over het algemeen het schoonmaken van het aluminiumoppervlak van vet en olie en een basisch niet-ets schoonmaakmiddel zoals ENBOND (R) NS-35 verkocht door Enthone, Incorporated, West Haven, Connecticut, kan geschikt gebruikt worden. ENBOND NS-35 is een niet-gesiliceerde mildbasisch schoonmaakmiddel dat gebruikt kan worden in een temperatuur-trajekt van ongeveer 49 tot 66°C gedurende 1 tot 5 minuten.The first step is generally to clean the aluminum surface of grease and oil and a basic non-etch cleaner such as ENBOND (R) NS-35 sold by Enthone, Incorporated, West Haven, Connecticut can be used appropriately. ENBOND NS-35 is a non-silicified mild base cleaner that can be used in a temperature range of about 49 to 66 ° C for 1 to 5 minutes.
Vervolgens kan het etsen van het schoongemaakte aluminium uitgevoerd worden met behulp van etsmiddelen zoals ACTANE (R) E-10, enbond E-14 of ENBOND E-24, welke allemaal verkocht worden door Enthone. Deze materialen zijn ofwel zuur of basisch. Het zuuretsmiddel wordt over algemeen geprefereerd in het bijzonder wanneer oppervlakteafmetingen, toleranties en integriteit belangrijk zijn. De etsmiddelen worden over het algemeen gebruikt bij verhoogde temperaturen van ongeveer 49 tot 66°C gedurende 1 tot 3 minuten.Etching of the cleaned aluminum can then be performed using etchants such as ACTANE (R) E-10, enbond E-14 or ENBOND E-24, all of which are sold by Enthone. These materials are either acidic or basic. The acid etchant is generally preferred especially when surface dimensions, tolerances and integrity are important. The etchants are generally used at elevated temperatures of about 49 to 66 ° C for 1 to 3 minutes.
Het schoonbranden van de legering kan uitgevoerd worden met behulp van een HN03 (bijvoorbeeld 50 vol.%) of mengsels van HNO3 en H2SO4 alleen of in combinatie met ACTANE 70 verkocht door Enthone. ACTANE 70 is een zuurfluoridezoutprodukt dat ammoniumbifluoride bevat. Een typerende oplossing voor het schoonbranden bevat 25 vol.% H2SC>4, 50 vol.% HNO3 en 1 pound p/gallon ACTANE 70 in water.The alloy burn-out can be performed using an HNO3 (e.g. 50% by volume) or mixtures of HNO3 and H2SO4 alone or in combination with ACTANE 70 sold by Enthone. ACTANE 70 is an acid fluoride salt product containing ammonium bifluoride. A typical clean burn solution contains 25 vol.% H2SC> 4, 50 vol.% HNO3 and 1 pound p / gallon ACTANE 70 in water.
Op dit moment wordt een zinkaatbekleding aangebracht op het aluminium door immersie in een zinkaatbad zoals beschreven in Saubestre, Amerikaanse octrooischrift nr. 3.216.835 dat boven genoemd is. Een bad dat vanwege zijn aangetoonde effectiviteit geprefereerd wordt is ALUMON (R) EN verkocht door Enthone. ALUMON EN bevat een alkalimetaalhydroxyde, een zinkzout (zoals zinkoxyde, zinksulfaat etc.), een gelerend middel, eventueel anionogene bevochtigingsmiddelen en metallische tovoegingen. Een artikel door D.S. Lashmore getiteld "Immersion Coatings on Aluminum", Plating and Surface Finishing, 67, 36-42 (1980) toont het gebruik van ijzer (bijvoorbeeld ijzer III chloride) in de zinkaatoplossing om ijzer neer te slaan samen met zink en een meer hechtend zinkaatbekleding te produceren, welke zeer resistent is en betrekkelijk onoplosbaar in HN03. ALUMONEN andere commerciële zinkaatoplossing bevatten ijzer.Currently, a zincate coating is applied to the aluminum by immersion in a zincate bath as described in Saubestre, U.S. Patent No. 3,216,835 mentioned above. A bath preferred for its proven effectiveness is ALUMON (R) EN sold by Enthone. ALUMON EN contains an alkali metal hydroxide, a zinc salt (such as zinc oxide, zinc sulfate, etc.), a gelling agent, optionally anionic wetting agents and metallic additives. An article by DS Lashmore entitled "Immersion Coatings on Aluminum", Plating and Surface Finishing, 67, 36-42 (1980) shows the use of iron (eg, iron III chloride) in the zincate solution to precipitate iron along with zinc and a produce more adhesive zincate coating, which is very resistant and relatively insoluble in HNO3. ALUMONS other commercial zincate solution contain iron.
Over het algemeen omvat het dubbele zinkaatproces immersie van het aluminiumsubstraat in een verdund zinkaatbad zoals een ALUMON (R) EN gedurende een tijdvak van 20-50 seconden gevolgd door een grondige spoeling met koud water, een zinkstripbewerking in salpeterzuur, nogmaals een spoeling met koud water, en een tweede zinkaatimmersie en vervolgens spoeling. Als opgemerkt in Loch, Amerikaanse octrooischrift nr. 4.346.128, bovengenoemd, doordringt het verbeterde Loch proces het verzinkte werkstuk in salpeterzuur gedurende van 1 tot 3 minuten in plaats van de gebruikelijke 20 tot 30 seconden die gebruikt worden om de zinkaatbekleding te strippen. Deze procedure produceert ogenschijnlijk een dunne uniforme oxydebekleding op het substraat dat dient om zink depositie hoeveelheden verder te verminderen en daarbij te voorzien in een betere zinkaathechting voor de uiteindelijke (tweede) zinkaatbekleding.In general, the double zincate process involves immersion of the aluminum substrate in a dilute zincate bath such as an ALUMON (R) EN for a period of 20-50 seconds followed by a thorough rinse with cold water, a zinc stripping operation in nitric acid, another rinse with cold water , and a second zincate immersion and then rinse. As noted in Loch, U.S. Patent No. 4,346,128, cited above, the improved Loch process permeates the galvanized workpiece in nitric acid from 1 to 3 minutes instead of the usual 20 to 30 seconds used to strip the zincate coating. This procedure apparently produces a thin uniform oxide coating on the substrate which serves to further reduce zinc deposition amounts thereby providing better zincate adhesion for the final (second) zincate coating.
In tegenstelling tot de Loch procedure, bewerkstelligt het gebruik van groep VIII ionen, bijvoorbeeld ijzer III+ ionen, in het salpeterzuurbad hetzelfde resultaat van het verminderen van de zinkdepositiesnelheden, terwijl voorzien wordt in een zinkaatcoating welke zeer hechtend is, uniform en continu is en waarop een extreem glad metalen platering aangebracht kan worden.In contrast to the Loch procedure, the use of Group VIII ions, for example iron III + ions, in the nitric acid bath achieves the same result of reducing the zinc deposition rates, while providing a zincate coating which is very adhesive, uniform and continuous and which has a extremely smooth metal plating can be applied.
Met betrekking tot de verbetering van de uitvinding is de salpeterzuuroplossing die gebruikt wordt om de eerste zinkaatbekleding te strippen over het algemeen een 50 vol.% oplossing met een concentratiebereik dat over het algemeen ongeveer 350 tot 600 g/1 en bij voorkeur ongeveer 450 tot 550 g/1 is. De verbeterde oplossing bevat eveneens groep VIII ionen, bij voorkeur ijzer III ionen, in hoeveelheid van ongeveer 0,1 tot 1 of 2 g/1, bij voorkeur 0,3 tot 0,8 g/1 en het liefst 0,4 tot 0,6 g/1. Bij niveau's onder ongeveer 0,1 g/1 worden minimale effekten verkregen terwijl bij niveau's boven ongveer 2 g/1 de oppervlakkentopografie ernstig aangetast kan worden.With regard to the improvement of the invention, the nitric acid solution used to strip the first zincate coating is generally a 50% by volume solution with a concentration range generally about 350 to 600 g / l and preferably about 450 to 550 g / 1. The improved solution also contains group VIII ions, preferably iron III ions, in the amount of about 0.1 to 1 or 2 g / 1, preferably 0.3 to 0.8 g / 1, and most preferably 0.4 to 0 , 6 g / 1. At levels below about 0.1 g / l, minimal effects are obtained, while at levels above about 2 g / l, the surface topography can be seriously affected.
De salpeterzuuroplossing kan bij elke geschikte temperatuur gebruikt worden, gebruikelijk ongeveer 20 tot 25°C of hoger en bij voorkeur 21 tot 23°C. Immersietijden kunnen variëren van ongeveer 30 tot 90 seconden en bij voorkeur ongeveer 40 tot 60 seconden.The nitric acid solution can be used at any suitable temperature, usually about 20 to 25 ° C or higher, and preferably 21 to 23 ° C. Immersion times can range from about 30 to 90 seconds, and preferably about 40 to 60 seconds.
Voorbeelden van groep VIII ionen die gebruikt kunnen worden omvatten ijzer, nikkel en cobalt. Ijzer III ionen worden in het bijzonder bevoorkeurd.Examples of group VIII ions that can be used include iron, nickel and cobalt. Iron III ions are particularly preferred.
De deskundige zal begrijpen dat de concentratie, oplossingstemnperatuur en immersietijd onderling samenhangen en dat over het algemeen hoe hoger de temperatuur en concentratie des te korter de immersietijd noodzakelijk voor het verkrijgen van het gewenste oppervlakte effect zal zijn, waarbij de uitvinding berust op het gebruik van groep VIII ionen in het bad om de verbeterde adhaesie gladheid van de metalen platering te verkrijgen.The person skilled in the art will understand that the concentration, solution temperature and immersion time are interrelated and that generally the higher the temperature and concentration, the shorter the immersion time will be necessary to obtain the desired surface effect, the invention being based on the use of group VIII ions in the bath to obtain the improved adhesion smoothness of the metal plating.
Terwijl andere metalen nu geplateerd kunnen worden op de speciaal geprepareerde met zink beklede aluminium, zal de volgende beschrijving specifiek gericht zijn op nikkel vanwege zijn commerciële belang.While other metals can now be plated on the specially prepared zinc-coated aluminum, the following description will focus specifically on nickel because of its commercial importance.
Stroomloze nikkelplateringssamenstellingen voor het aanbrengen van nikkelbekledingen zijn wel bekend in de stand van de techniek en plateringswerkwijzen en samenstellingen worden beschreven in verschillende publicaties. Zo worden bijvoorbeeld samenstellingen voor neerslaan van stroomloos nikkel beschreven in de Amerikaanse octrooischriften nrs. '2.690.401; 2.690.402; 2.762723; 2.935.425; 2.929.742; en 3.338.726. Andere bruikbare samenstellingen voor het neerslaan van nikkel en zijn legeringen worden geopenbaard in The 35th Annual Edition of the Metal Finish Guidebook for 1967, Metal and plastics publications Ine., Westwood, N.J., 483-486. Elk van de voorgaande publicaties wordt hierbij onder referentie opgenomen.Electroless nickel plating compositions for applying nickel coatings are well known in the art, and plating methods and compositions are described in various publications. For example, electroless nickel precipitation compositions are described in U.S. Patent Nos. 2,690,401; 2,690,402; 2,7762723; 2,935,425; 2,929,742; and 3,338,726. Other useful compositions for the precipitation of nickel and its alloys are disclosed in The 35th Annual Edition of the Metal Finish Guidebook for 1967, Metal and plastics publications Ine., Westwood, N.J., 483-486. Each of the previous publications is hereby incorporated by reference.
Over het algemeen omvatten stroomloze nikkeldepositie-oplossingen tenminste vier ingrediënten die opgelost zijn in een oplosmiddel, typerend water. Dit zijn (1) een bron van de nikkelionen, (2) een reducerend middel zoals hypofosfiet of een amineboraan, (3) een zuur of een hydroxide pH-teller om te voorzien in de vereiste pH en (4) een complexerend middel voor metaalionen voldoende om hun precipitatie in oplossing te voorkomen. Een groot aantal geschikte complexerende middelen voor stroomloos nikkeloplossingen worden beschreven in de bovengenoemde publicaties. De deskundigen zullen weten dat het nikkel, of ander metaal dat aangebracht wordt, gebruikelijk in de vorm van een legering met de materialen die aanwezig zijn in het bad is. Derhalve wanneer hypofosfiet gebruikt wordt als reducerend middel zal het neerslag nikkel en fosfor bevatten. Overeenkomstig wanneer een amineboraan gebruikt wordt zal het neerslag nikkel en boor bevatten. Derhalve omvat de term nikkel de andere elementen die normaliter daarmee neerslaan.Generally, electroless nickel deposition solutions comprise at least four ingredients dissolved in a solvent, typically water. These are (1) a source of the nickel ions, (2) a reducing agent such as hypophosphite or an amine borane, (3) an acid or a hydroxide pH counter to provide the required pH and (4) a metal ion complexing agent sufficient to prevent their precipitation in solution. Numerous suitable complexing agents for electroless nickel solutions are described in the above publications. Those skilled in the art will know that the nickel, or other metal to be applied, is usually in the form of an alloy with the materials contained in the bath. Therefore, when hypophosphite is used as a reducing agent, the precipitate will contain nickel and phosphorus. Similarly, when an amine borane is used, the precipitate will contain nickel and boron. Therefore, the term nickel includes the other elements which normally precipitate therewith.
Het nikkelion kan verschaft worden door gebruik van elk oplosbaar zout zoals nikkelsulfaat, nikkelchloride, nikkelacetaat en mengsels daarvan. De concentratie van het nikkel in oplossing kan flink variëren en is ongeveer 0,1 tot 100 gr.p/1, bij voorkeur ongeveer 2 tot 50 gr.p/1, bijvoorbeeld 2 tot 10 gr.p/1.The nickel ion can be provided using any soluble salt such as nickel sulfate, nickel chloride, nickel acetate and mixtures thereof. The concentration of the nickel in solution can vary widely and is about 0.1 to 100 gr.p / 1, preferably about 2 to 50 gr.p / 1, for example 2 to 10 gr.p / 1.
Het reducerende middel, in het bijzonder voor geheugenschijven, is meestal het hypofosfietion dat geleverd wordt aan het bad door ieaer geschikte bron zoals natrium, kalium, ammonium en nikkel hypofosfiet. Onder reducerende middelen zoals amineboranen, boorhydriden en hydrazine kunnen eveneens geschikt gebruikt worden. De concentratie van de reducerende middelen is over het algemeen in overmaat van de hoeveelheid voldoende om het nikkel in het bad te reduceren.The reducing agent, especially for memory disks, is usually the hypophosphite ion supplied to the bath by any suitable source such as sodium, potassium, ammonium and nickel hypophosphite. Among reducing agents such as amine boranes, borohydrides and hydrazine can also be suitably used. The concentration of the reducing agents is generally sufficient in excess of the amount to reduce the nickel in the bath.
De baden mogen zuur, neutraal of basisch zijn en het zuur of de basische pH-steller kunnen gekozen worden uit een wijd gebied van materialen zoals ammoniumhydroxyde, natriumhydroxyde, zoutzuur e.d.. De pH van het bad kan variëren van ongeveer 2 tot 12, waarbij een voorkeur bestaat voor zure baden. Een pH gebied van 4 tot 5, bijvoorbeeld 4,3 tot 4,6 wordt geprefereerd voor het cadmium bevattende bad dat gerbuikt wordt om de bekleding op te zinkaatlaag neer te slaan. Een gebied van 4 tot 5, bijvoorbeeld 4,3 tot 4,6 wordt eveneens geprefereerd voor het bad dat gebruikt wordt om de uiteindelijke nikkellaag neer te slaan wanneer het cadmium bevattende bad gebruikt wordt om slechts een dunne afgestreken coating te verschaffen.The baths may be acidic, neutral or basic, and the acid or basic pH adjuster may be selected from a wide range of materials such as ammonium hydroxide, sodium hydroxide, hydrochloric acid, etc. The bath pH may vary from about 2 to 12, with a acid baths are preferred. A pH range of 4 to 5, e.g. 4.3 to 4.6, is preferred for the cadmium containing bath which is used to precipitate the coating on the zincate layer. A range from 4 to 5, e.g. 4.3 to 4.6, is also preferred for the bath used to deposit the final nickel layer when the cadmium containing bath is used to provide only a thin level coating.
Het complexerend middel kan gekozen worden uit een wijde variëteit van materialen zoals melkzuur, maleïnezuur en deze welke anionen zoals acetaat, citraat, glycolaat, pyrofosfaat e.d. bevatten waarbij mengsels daarvan geschikt zijn. Gebieden voor het complexerende middel, gebaseerd op het anion, kunnen wijd variëren, bijvoorbeeld van ongeveer 1 tot 300 gr.p/1, bij voorkeur ongeveer 5 tot 50 gr.p/1.The complexing agent can be selected from a wide variety of materials such as lactic acid, maleic acid and those containing anions such as acetate, citrate, glycolate, pyrophosphate, etc., with mixtures thereof being suitable. Areas for the complexing agent based on the anion can vary widely, for example from about 1 to 300 gr.p / 1, preferably about 5 to 50 gr.p / 1.
De stroomloze nikkelplateringsbaden·kunnen eveneens andere ingrediënten bevatten die in de stand van de techniek bekend zijn zoals bufferende middelen, badstabilisatoren, snelheidbevorderaars, glansmiddelen etc.. Stabilisatoren zoals lood, antimoon, kwik, tin en oxyverbindingen zoals iodaat kunnen gebruikt worden.The electroless nickel plating baths may also contain other ingredients known in the art such as buffering agents, bath stabilizers, rate enhancers, brighteners, etc. Stabilizers such as lead, antimony, mercury, tin and oxy compounds such as iodate can be used.
Een geschikt bad kan gevormd worden door de ingrediënten in water op te lossen en de pH te stellen tot het gewenste gebied.A suitable bath can be formed by dissolving the ingredients in water and adjusting the pH to the desired range.
Het met zink beklede aluminiumdeel kan geplateerd worden met het stroomloze nikkelcadmiumbad tot gewenste uiteindelijke dikte. Bij voorkeur wordt het deel ondergedompeld in het bad om een dunne nikkelbekleding te plateren die voldoende is om te voorzien in een geschikte basis voor het extreem gladde dikke neerslagen van de uiteindelijke nikkelplatering waarbij gebruik wordt gemaakt van een verschillend stroomloos nikkelbad. Diktes kunnen variëren van ongeveer 0,1 mil, of hoger, waarbij 0,005 tot 0,08 mil, bijvoorbeeld 0,01 tot 0,05 geprefereerd worden. Een immersietijd van 15 seconden tot 15 minuten verschaft gebruikelijk de gewenste bekleding, afhankelijk van de badparameters. Een temperatuurbereik van ongeveer 25°C tot koken, bijvoorbeeld 100°C, kan gebruikt worden waarbij een gebied van 30 tot 95°C geprefereerd wordt.The zinc coated aluminum part can be plated with the electroless nickel cadmium bath to desired final thickness. Preferably, the portion is immersed in the bath to plate a thin nickel coating sufficient to provide a suitable base for the extremely smooth thick deposits of the final nickel plating using a different electroless nickel bath. Thicknesses can range from about 0.1 mil, or higher, with 0.005 to 0.08 mil, for example 0.01 to 0.05 being preferred. An immersion time of 15 seconds to 15 minutes usually provides the desired coating, depending on the bath parameters. A temperature range from about 25 ° C to boiling, for example 100 ° C, can be used with a range from 30 to 95 ° C being preferred.
De volgende stap in de voorkeursprocedure is het completeren van de nikkelbekleding tot de gewenste dikte en fysische karakteristieken door onderdompelen van de nikkelbeklede deel in een ander stroomloos plateringsbad welke gehandhaafd wordt boven een temperatuurgebied van ongeveer 30 tot 100°C bijvoorbeeld kokend, bij voorkeur 80 tot 95°C. Een dikte tot aan 5 mil, of hoger kan gebruikt worden waarbij een gebied van ongeveer 0,1 tot 2 mil gebruikt wordt voor de meeste doeleinden. Wanneer dit afgestreken badproces gebruikt wordt, wordt het geprefereerd het afgestreken beklede substraat niet te spoelen voor immersie van het substraat in de volgende uiteindelijke plateringsbad.The next step in the preferred procedure is to complete the nickel plating to the desired thickness and physical characteristics by immersing the nickel plating portion in another electroless plating bath which is maintained above a temperature range of about 30 to 100 ° C, for example boiling, preferably 80 to 100 ° C 95 ° C. A thickness of up to 5 mils, or higher can be used with a range of about 0.1 to 2 mils being used for most purposes. When using this leveled bathing process, it is preferred not to rinse the leveled coated substrate before immersion of the substrate in the next final plating bath.
De cadmiumionen kunnen verschaft worden door het gebruik van elk oplosbaar cadmiumbron zoals cadmiumsulfaat. Het is belangrijk de cadmiumconcentratie te controleren en de extreem gladde bekledingen volgens de uitvinding te verkrijgen en een effectief niveau van ongeveer 0,1 tot 1 mg/1 bij voorkeur 0,3 tot 0,8 en het liefst 0,5 tot 0,7 kan geschikt gebruikt worden. Hoeveelheden tot een hoogte van 2 of 3 mg/1 of hoger kunnen gebruikt worden voor bepaalde toepassingen die niet zo'n glad oppervlak vereisen als geheugenschijven.The cadmium ions can be provided using any soluble cadmium source such as cadmium sulfate. It is important to control the cadmium concentration and obtain the extremely smooth coatings of the invention and an effective level of about 0.1 to 1 mg / l, preferably 0.3 to 0.8, most preferably 0.5 to 0.7 can be used appropriately. Amounts up to 2 or 3 mg / 1 or higher can be used for certain applications that do not require as smooth a surface as memory discs.
Het gebruik van cadmium in stroomloos nikkelplateringsbaden wordt beschreven in het Amerikaanse octrooischrift nr. 2.929.742. Cadmium wcrdt geopenbaard als middel dat de waterstof overpotentiaal bewerkstelligd en wordt beschouwd gunstig te werken op de verbetering van de glans van het neerslag. Hoeveelheden tot aan 100 mg/1 cadmium chloride worden getoond.The use of cadmium in electroless nickel plating baths is described in U.S. Patent No. 2,929,742. Cadmium is disclosed as an agent that produces the hydrogen overpotentially and is considered to be beneficial in improving the gloss of the precipitate. Amounts up to 100 mg / 1 cadmium chloride are shown.
De deskundige zal weten dat de plateringssnelheid beïnvloed kan worden door veel factoren inclusief (1) de pH van de plateringsoplossing (2) de concentratie van het reductiemiddel (3) temperatuur van het plateringsbad (4) concentratie van het oplosbare nikkel (5) de verhouding van badvolume tot de te plateren oppervlakte, (6) aanwezigheid van oplosbaar fluoridezouten (snelheidsbeïnvloeders) en (7) de aanwezigheid van bevochtigingsmiddel en/of roeren, en dat de bovengenoemde parameters slechts genoemd worden om een algemene gids voor het uitvoeren van de uitvinding te geven; de uitvinding die gelegen is in het gebruik van een cadmiumbevattend stroomloosplateringsbad als hierboven beschreven om te voorzien in een verbeterde gladde bekleding van een verzinkt aluminium substraat.Those skilled in the art will know that the plating rate can be influenced by many factors including (1) the pH of the plating solution (2) the concentration of the reducing agent (3) the temperature of the plating bath (4) the concentration of the soluble nickel (5) the ratio from bath volume to surface to be plated, (6) presence of soluble fluoride salts (rate influencers) and (7) presence of wetting agent and / or stirring, and that the above parameters are mentioned only to provide a general guide to practice the invention. to give; the invention which involves the use of a cadmium-containing electroless plating bath as described above to provide an improved smooth coating of a galvanized aluminum substrate.
De samenstelling en het proces van de onderhavige uitvinding zal nu meer volledig geïllustreerd worden door de volgende specifieke voorbeelden welke illustratief zijn en op geen enkele wijze limitatief en waarin alle delen en percentages op basis van gewicht zijn en temperaturen in graden Celsius aangegeven zijn, tenzij anders aangegeven.The composition and process of the present invention will now be more fully illustrated by the following specific examples which are illustrative and in no way exhaustive and in which all parts and percentages are by weight and temperatures in degrees Celsius unless otherwise indicated indicated.
VOORBEELD IEXAMPLE I
CZ-46 aluminiumlegeringsschijven met een dubbelverzinkt en geplateerd met stroomloos nikkel met behulp van de volgende procedure (een spoeling met koud water volgde elke stap: (1) Onderdompeling in ENBOND NS-35 gedurende 3 minuten bij 60°C; (2) Onderdompeling in ACTANE E-10 gedurende 1 minuut bij 60°C; (3) Onderdompeling in 50 vol.% HN03 gedurende 1 minuut bij kamertemperatuur; (4) Onderdompeling in ALUMON EN gedurende 35 seconden bij kamertemperatuur; (5) Onderdompeling in 50 vol.% HN03 gedurende 1 minuut bij kamertemperatuur; (6) Onderdompeling in ALUMON EN gedurende 16 seconden bij kamertemperatuur ; (7) Onderdompeling in ENPLATE ADP-300 gedurende 1 uur bij 84-87°C (pH 4,5 ± 0,1) .CZ-46 aluminum alloy discs with a double galvanized and plated with electroless nickel using the following procedure (a cold water rinse followed each step: (1) Immersion in ENBOND NS-35 for 3 minutes at 60 ° C; (2) Immersion in ACTANE E-10 for 1 minute at 60 ° C; (3) Immersion in 50 vol.% HN03 for 1 minute at room temperature; (4) Immersion in ALUMON AND for 35 seconds at room temperature; (5) Immersion in 50 vol.% HN03 for 1 minute at room temperature; (6) Immersion in ALUMON AND for 16 seconds at room temperature; (7) Immersion in ENPLATE ADP-300 for 1 hour at 84-87 ° C (pH 4.5 ± 0.1).
ENPLATE ADP-300 is een stroomloos nikkelbad op zure basis (pH 4,6) dat in g/1 bevat, nikkelsulfaathexahydraat (26), natriumhypofosfiet (20), natriumlactaat (60%) (71), maleïnezuur (11,8), natriumhydroxyde (4,6), kaliumjodaat (0,015), loodnitraat (0,0003) en een anionogeen oppervlakte actieve stof (0,02).ENPLATE ADP-300 is an electroless electroless nickel bath (pH 4.6) containing in g / 1, nickel sulfate hexahydrate (26), sodium hypophosphite (20), sodium lactate (60%) (71), maleic acid (11.8), sodium hydroxide (4.6), potassium iodate (0.015), lead nitrate (0.0003) and an anionic surfactant (0.02).
Fig. IA toont het nikkeloppervlak dat resulteert uit het gebruik van de bovengenoemde conventionele dubbele verzinkingsprocedure. Wanneer dezelfde procedure gebruikt werd behalve dat ijzer III ionen (als ijzer III chloride) werden toegevoegd aan het HN03 in stap (5) op een niveau van 0,5 g/1 ijzer III+++, werd een aanzienlijk gladder nikkeloppervlak verkregen als getoond in Fig. 1B.Fig. IA shows the nickel surface resulting from the use of the above conventional double galvanizing procedure. When the same procedure was used except that iron III ions (as iron III chloride) were added to the HNO3 in step (5) at a level of 0.5 g / l iron III +++, a considerably smoother nickel surface as shown in Fig. 1 was obtained. 1B.
VOORBEELD IIEXAMPLE II
De procedure van Voorbeeld I werd in hoofdzaak herhaald op 5586 aluminium legeringsschijven als volgt: (1) Onderdompeling in ENBOND NS-35 gedurende 5 minuten bij 63°C; (2) Onderdompeling in ACTANE E-10 gedurende 2 minuten bij 63°C; (3) Onderdompeling in 50 vol.% HN03 gedurende 1 minuut bij kamertemperatuur; (4) Onderdompeling in ALUMON EN gedurende 45 seconden bij kamertemperatuur; (5) Onderdompeling in 50 vol.% HN03 gedurende 30 seconden bij kamertemperatuur; (6) Onderdompeling in ALUMON EN gedurende 15 seconden bij kamertemperatuur; (7) Onderdompeling in ENPLATE ADP-300 gedurende 2 uur bij 84-87°C (pH 4,5 ± 0,1).The procedure of Example I was essentially repeated on 5586 aluminum alloy discs as follows: (1) Immersion in ENBOND NS-35 for 5 minutes at 63 ° C; (2) Immersion in ACTANE E-10 for 2 minutes at 63 ° C; (3) Immersion in 50% by volume HNO3 for 1 minute at room temperature; (4) Immersion in ALUMON EN for 45 seconds at room temperature; (5) Immersion in 50% by volume HNO3 for 30 seconds at room temperature; (6) Immersion in ALUMON EN for 15 seconds at room temperature; (7) Immersion in ENPLATE ADP-300 for 2 hours at 84-87 ° C (pH 4.5 ± 0.1).
Fig. 2A toont het nikkeloppervlak dat resulteert uit het gebruik van de bovengenoemde conventionele dubbele zinkaatprocedure. Wanneer dezelfde procedure gebruikt werd behalve dan dat ijzer III ionen aan het HN03 werden toegevoegd in stap (5) tot een niveau van 0,5 g/1, werd een aanzienlijk gladder nikkeloppervlak verkregen als getoond wordt in Fig. 2B.Fig. 2A shows the nickel surface resulting from the use of the above conventional double zincate procedure. When the same procedure was used except that iron III ions were added to the HNO3 in step (5) to a level of 0.5 g / l, a considerably smoother nickel surface was obtained as shown in Fig. 2B.
VOORBEELD IIIEXAMPLE III
De procedure van voorbeeld I (stap (1) - (4) werd gebruikt om een aantal verzinkte CZ-46 aluminium legerings-schijven te prepareren.The procedure of Example I (steps (1) - (4) was used to prepare a number of galvanized CZ-46 aluminum alloy disks.
De schijven werden willekeurig gekozen en een totaal van 40 voet2 werd gestript bij kamertemperatuur door elke HN03 bad dat getest werd. De controle HNO- was 50 vol.% en werd vergeleken met de HN03 volgens de uitvinding welke 50 vol.% was en 0,5 g/1 ijzer III ionen (geleverd als ijzer III chloride) bevatte.The disks were chosen at random and a total of 40 ft 2 were stripped at room temperature by each HNO 3 bath tested. The control HNO- was 50% by volume and was compared with the HNO 3 according to the invention which was 50% by volume and contained 0.5 g / l iron III ions (supplied as iron III chloride).
Fig. 3 toont de hoeveelheid zinkbekleding die verwijderd werd per vierkante voet van de gestripte schijf en de resultaten laten duidelijk zien dat het HN03 dat ijzer III ionen bevat meer van de zinkbekleding verwijderd dan een conventionele HN03 oplossing. Dit is belangrijk omdat minder zink in de plateringsoplossing geleid wordt.Fig. 3 shows the amount of zinc coating removed per square foot from the stripped disc and the results clearly show that the HNO 3 containing iron III ions removed more of the zinc coating than a conventional HNO 3 solution. This is important because less zinc is introduced into the plating solution.
VOORBEELD IVEXAMPLE IV
Dit voorbeeld laat zien dat minder zink neergeslagen wordt op het substraat dat met metaal geplateerd moet worden wanneer de dubbele zinkaatmethode gebruikt wordt volgens de uitvinding vergeleken met de conventionele dubbele zinkaatwerkwijze.This example shows that less zinc is deposited on the substrate to be plated with metal when the double zincate method is used according to the invention compared to the conventional double zincate method.
CZ-46 aluminiumlegeringsschijven werden behandeld met behulp van de stappen (1) - (4) van de procedure van Voorbeeld I. Een groep schijven werd willlekeurig gekozen en ondergedompeld in een conventionele HN03 oplossing (50 vol.%) gedurende 1 minuut bij kamertemperatuur. De andere groep werd ondergedompeld in een 50 vol.% HN03 oplossing die 0,5 g/1 ijzer III ionen (geleverd als ijzer III chloride) bevatte gedurende dezelfde tijdlengte en temperatuur. De schijven werden vervolgens ondergedompeld in een tweede zinkaatbad (als in stap (6) van Voorbeeld I) gedurende ofwel 10, 20, 30, 40, 50 of 60 seconden bij kamertemperatuur. De verzinkte schijven werden vervolgens gestript in 50 vol.% HN03 en de hoeveelheid afgezet zink op de schijf werd bepaald met Atomaire Absorptie Spectroscopie.CZ-46 aluminum alloy disks were treated using steps (1) - (4) of the procedure of Example I. A group of disks was randomly selected and immersed in a conventional HNO 3 solution (50% by volume) for 1 minute at room temperature. The other group was immersed in a 50 vol.% HNO 3 solution containing 0.5 g / l iron III ions (supplied as iron III chloride) for the same time length and temperature. The disks were then immersed in a second zincate bath (as in step (6) of Example I) for either 10, 20, 30, 40, 50 or 60 seconds at room temperature. The galvanized discs were then stripped in 50% by volume HNO 3 and the amount of zinc deposited on the disc was determined by Atomic Absorption Spectroscopy.
Fig. 4 toont dat minder zink afgezet werd op de schijven wanneer de werkwijze volgens de uitvinding werd gebruikt vergeleken met de conventionele dubbele zinkaatmethode. Dit is belangrijk omdat er minder oppervlakte ontregeling en als consequentie een dunnere, maar dichtere bekleding van zink verkregen wordt. Het ijzer doet waarschijnlijk dienst als een remmer door aldus te vertragen en daardoor te controleren de oplossing van aluminium door zink. Bovendien zullen de dunnere agzettingen van zink het daarop volgende stroomloos nikkelbad niet zo snel besmetten.Fig. 4 shows that less zinc was deposited on the discs when the method of the invention was used compared to the conventional double zincate method. This is important because less surface distortion and consequently a thinner but denser zinc coating is obtained. The iron probably acts as an inhibitor by thus slowing down and thereby controlling the solution of aluminum by zinc. In addition, the thinner settlements of zinc will not contaminate the subsequent electroless nickel bath as quickly.
VOORBEELD VEXAMPLE V
Aluminium 5586 legeringsschijven werden ogenschijnlijk geplateerd met behulp van de procedures van Voorbeeld I tot een dikte van ongeveer 0,40 mils. Alle proeven werden uitgevoerd onder dezelfde plateringsomstandigheden van 84°C, pH 4,6, een werklading van 0,31 voet2 per gallon, continue filtratie en een plateringstijd van 2 uur. Het nikkel, pH en natriumhyprofosfiet werden continu aangevuld gedurende de 2 uur plateringstijd met behulp van een automatische regelaar.Aluminum 5586 alloy disks were ostensibly plated using the procedures of Example I to a thickness of about 0.40 mils. All tests were performed under the same plating conditions of 84 ° C, pH 4.6, a working load of 0.31 ft2 per gallon, continuous filtration and a plating time of 2 hours. The nickel, pH and sodium hyprofosphite were continuously replenished during the 2 hour plating time using an automatic controller.
Fig. 5A representeert de nikkeloppervlakte die resulteert uit het gebruik van de bovengenoemde conventionele verzinkings- en planteringsprocedure.Fig. 5A represents the nickel surface area resulting from the use of the above conventional galvanizing and planting procedure.
Fig. 5B geeft het nikkeloppervlak weer dat resulteert uit het gebruik van de bovengenoemde procedure met de uitzondering dat 0,5 g/1 ijzer III ionen (als ijzer III chloride) toegevoegd werden aan het salpeterzuur (stap (5) .Fig. 5B depicts the nickel surface resulting from the use of the above procedure with the exception that 0.5 g / l iron III ions (as iron III chloride) were added to the nitric acid (step (5).
Fig. 5C geeft het nikkeloppervlak weer dat resulteert uit de bovengenoemde procedure met uitzondering dat 0,75 mg/1 cadmium werd toegevoegd aan het nikkelplateringsbad voor het plateren en dat niet werd aangevuld gedurende 2 uur plateringstijd.Fig. 5C represents the nickel surface resulting from the above procedure except that 0.75 mg / l cadmium was added to the nickel plating bath before plating and was not replenished for 2 hours of plating time.
Fig. 5D geeft het nikkeloppervlak weer dat resulteert uit het gebruik van de bovengenoemde procedure met de uitzondering dat 0,5 g/1 ijzer III (als ijzer III chloride) werd toegevoegd aan salpeterzuur (stap (5) en 0,75 mg/1 cadmium werd toegevoegd aan nikkelplateringsbad en niet werd aangevuld gedurende 2 uur plateringstijd.Fig. 5D shows the nickel surface resulting from the use of the above procedure with the exception that 0.5 g / l iron III (as iron III chloride) was added to nitric acid (step (5) and 0.75 mg / l cadmium was added added to nickel plating bath and not replenished for 2 hours of plating time.
Zoals duidelijk uit de figuren gezien kan worden produceert het conventionele proces een ruw oppervlak met veel nodulen. Fig. 5B en 5C tonen de gunstige effecten van het gebruik van ijzer III ionen en cadmium resp. en fig. 5D toont het extreem gladde oppervlak verkregen onder gebruikmaking van de voorkeurswerkwijze van de uitvinding.As can be clearly seen from the figures, the conventional process produces a rough surface with many nodules. Fig. 5B and 5C show the beneficial effects of using iron III ions and cadmium, respectively. and Fig. 5D shows the extremely smooth surface obtained using the preferred method of the invention.
Het zal duidelijk zijn dat veel veranderingen en modificaties van de verschillende karakteristieken die hierin beschreven zijn gemaakt kunnen worden zonder de geest en het bereik van de uitvinding te verlaten. Het is daarom duidelijk dat de voorgaande beschrijving bij wijze van illustratie van de uitvinding is gegeven meer dan als beperking van de uitvinding.It will be understood that many changes and modifications of the various characteristics described herein can be made without departing from the spirit and scope of the invention. It is therefore understood that the foregoing description has been made by way of illustration of the invention rather than as limiting the invention.
Claims (12)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US42080589A | 1989-10-12 | 1989-10-12 | |
US42080589 | 1989-10-12 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL9002225A true NL9002225A (en) | 1991-05-01 |
NL194398B NL194398B (en) | 2001-11-01 |
NL194398C NL194398C (en) | 2002-03-04 |
Family
ID=23667915
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL9002225A NL194398C (en) | 1989-10-12 | 1990-10-12 | Double galvanizing method for treating an aluminum substrate for metal plating. |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03236476A (en) |
CH (1) | CH684275A5 (en) |
DE (1) | DE4032232C2 (en) |
ES (1) | ES2027496A6 (en) |
FR (1) | FR2653138B1 (en) |
GB (1) | GB2237032B (en) |
IT (1) | IT1241638B (en) |
MX (1) | MX171954B (en) |
NL (1) | NL194398C (en) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5182006A (en) * | 1991-02-04 | 1993-01-26 | Enthone-Omi Inc. | Zincate solutions for treatment of aluminum and aluminum alloys |
DE19615201A1 (en) * | 1996-04-18 | 1997-10-23 | Univ Dresden Tech | Metallising metal surfaces which are difficult to plate |
DE19815220C2 (en) * | 1998-03-27 | 2003-12-18 | Univ Dresden Tech | Process for the adherent and dense chemical or galvanic metallization of substrates as well as adhesion promoter to carry out the process |
DE10246453A1 (en) | 2002-10-04 | 2004-04-15 | Enthone Inc., West Haven | Electrolyte used in process for high speed electroless plating with nickel film having residual compressive stress is based on nickel acetate and also contains reducing agent, chelant, accelerator and stabilizer |
US7407689B2 (en) * | 2003-06-26 | 2008-08-05 | Atotech Deutschland Gmbh | Aqueous acidic immersion plating solutions and methods for plating on aluminum and aluminum alloys |
JP5796963B2 (en) * | 2011-01-25 | 2015-10-21 | 東洋鋼鈑株式会社 | Method for manufacturing aluminum substrate for hard disk drive |
DE102011115802B4 (en) * | 2011-10-12 | 2015-03-12 | C. Hafner Gmbh + Co. Kg | Process for the corrosion protection treatment of a workpiece made of an aluminum material, in particular of an aluminum wrought alloy |
JP5890235B2 (en) | 2012-04-10 | 2016-03-22 | 東洋鋼鈑株式会社 | Manufacturing method of hard disk substrate |
DE102012018159A1 (en) * | 2012-09-14 | 2014-03-20 | Feindrahtwerk Adolf Edelhoff Gmbh & Co. Kg | Continuous coating of electrical conductors of aluminum or aluminum alloy present in wire- and band form, comprises subjecting aluminum conductor to degreasing, activation of surface in an alkaline bath or coating with desired coating layer |
US9770757B2 (en) | 2015-08-13 | 2017-09-26 | GM Global Technology Operations LLC | Method of making sound interface in overcast bimetal components |
DE102019112883B4 (en) * | 2019-05-16 | 2024-05-16 | Pac Tech - Packaging Technologies Gmbh | Coating bath for electroless coating of a substrate |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2929742A (en) * | 1957-03-05 | 1960-03-22 | Minjer Clara Hinderina De | Electroless deposition of nickel |
DE1089934B (en) * | 1959-08-29 | 1960-09-29 | Jenaer Glaswerk Schott & Gen | Optical crown glass |
DE1254935B (en) * | 1960-12-31 | 1967-11-23 | Bayer Ag | Aqueous bath for chemical deposition of boron-containing metal coatings |
US3719525A (en) * | 1969-01-09 | 1973-03-06 | Control Data Corp | Magnetic record members having a protective recording surface and method of making |
US3738818A (en) * | 1971-06-03 | 1973-06-12 | Control Data Corp | High recording density magnetic media with square b-h loop |
GB1359595A (en) * | 1972-02-29 | 1974-07-10 | Vandervell Products Ltd | Bearings for railway vehicle axles |
US4150172A (en) * | 1977-05-26 | 1979-04-17 | Kolk Jr Anthony J | Method for producing a square loop magnetic media for very high density recording |
US4346128A (en) * | 1980-03-31 | 1982-08-24 | The Boeing Company | Tank process for plating aluminum substrates including porous aluminum castings |
US4411730A (en) * | 1980-10-01 | 1983-10-25 | United Technologies Corporation | Selective chemical milling of recast surfaces |
AU555641B2 (en) * | 1984-03-05 | 1986-10-02 | Omi International Corp. | Aqueous electroless nickel plating bath |
JPS61106783A (en) * | 1984-10-30 | 1986-05-24 | Nippon Paint Co Ltd | Cleaner for surface of aluminum |
-
1990
- 1990-10-09 ES ES9002559A patent/ES2027496A6/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-10-10 IT IT67773A patent/IT1241638B/en active IP Right Grant
- 1990-10-11 MX MX022826A patent/MX171954B/en unknown
- 1990-10-11 DE DE4032232A patent/DE4032232C2/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-10-11 CH CH3271/90A patent/CH684275A5/en not_active IP Right Cessation
- 1990-10-12 JP JP2275081A patent/JPH03236476A/en active Pending
- 1990-10-12 NL NL9002225A patent/NL194398C/en not_active IP Right Cessation
- 1990-10-12 FR FR9012639A patent/FR2653138B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-10-12 GB GB9022266A patent/GB2237032B/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2237032A (en) | 1991-04-24 |
DE4032232A1 (en) | 1991-04-18 |
JPH03236476A (en) | 1991-10-22 |
FR2653138B1 (en) | 1993-12-10 |
ES2027496A6 (en) | 1992-06-01 |
IT9067773A1 (en) | 1992-04-10 |
IT9067773A0 (en) | 1990-10-10 |
MX171954B (en) | 1993-11-24 |
NL194398C (en) | 2002-03-04 |
DE4032232C2 (en) | 1994-04-07 |
IT1241638B (en) | 1994-01-25 |
GB2237032B (en) | 1993-10-06 |
FR2653138A1 (en) | 1991-04-19 |
GB9022266D0 (en) | 1990-11-28 |
CH684275A5 (en) | 1994-08-15 |
NL194398B (en) | 2001-11-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5182006A (en) | Zincate solutions for treatment of aluminum and aluminum alloys | |
US4840820A (en) | Electroless nickel plating of aluminum | |
US5269838A (en) | Electroless plating solution and plating method with it | |
US4483711A (en) | Aqueous electroless nickel plating bath and process | |
US4567066A (en) | Electroless nickel plating of aluminum | |
US5141778A (en) | Method of preparing aluminum memory disks having a smooth metal plated finish | |
US3032436A (en) | Method and composition for plating by chemical reduction | |
NL9002225A (en) | METHOD FOR PREPARING ALUMINUM MEMORY DISCS WITH A SMOOTH METAL COATING. | |
US5437887A (en) | Method of preparing aluminum memory disks | |
US6080447A (en) | Low etch alkaline zincate composition and process for zincating aluminum | |
US3230098A (en) | Immersion plating with noble metals | |
US3024134A (en) | Nickel chemical reduction plating bath and method of using same | |
US3832168A (en) | Metal finishing alloy of nickel-copperphosphorus | |
US5578187A (en) | Plating process for electroless nickel on zinc die castings | |
JPH0734254A (en) | Electroless plating method to aluminum material | |
JP2001316831A (en) | Treating agent for zinc immersion coating | |
JP4467794B2 (en) | Nickel / boron-containing paint | |
JPH01184279A (en) | Electroless tin-lead alloy plating bath | |
US3432337A (en) | Process for the currentless deposition of copper-tin layers | |
US3515564A (en) | Stabilization of electroless plating solutions | |
JPH031383B2 (en) | ||
US3764352A (en) | Metal finishing alloy | |
EP0153369B1 (en) | Electroless nickel plating of aluminum | |
JP5863659B2 (en) | Compositions and methods for improved zincate treatment of magnesium and magnesium alloy substrates | |
NICKEL | United States Patent po |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
BA | A request for search or an international-type search has been filed | ||
BA | A request for search or an international-type search has been filed | ||
BB | A search report has been drawn up | ||
BC | A request for examination has been filed | ||
V1 | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20050501 |