Claims (1)
Cyanidfreies Bad zur stromlosen Abscheidung von Hartgoldschichten, in dem das Goldsalz als Alkalisuifitoaurat vorliegt, als Reduktionsmittel Formaldehyd. Hydrazinderivate, als Stabilisatoren Natriumsulfit, Ethylendiamin, Triäthanolamin, N-Methyl-Benzthiazoliumjodid sowie Ethylendiamintetraessigsäure (Na-SaIz) verwendet werden, gekennzeichnet dadurch, daß als härtesteigernder Zusatz eine Arsenverbindung in einer Konzentration von 3 bis 50 mg pro Liter verwendet wird.Cyanide-free bath for the electroless deposition of hard gold layers in which the gold salt is present as Alkalisuifitoaurat, as a reducing agent formaldehyde. Hydrazine derivatives, as stabilizers sodium sulfite, ethylenediamine, triethanolamine, N-methyl-Benzthiazoliumjodid and ethylenediaminetetraacetic acid (Na-SaIz) can be used, characterized in that is used as a hardness-increasing additive, an arsenic compound in a concentration of 3 to 50 mg per liter.
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die technische Anwendung der Erfindung kann in allen Bereichen erfolgen, in denen die Vorteile der stromlosen Abscheidung genutzt werden sollen und gleichzeitig eine größere Härte und Verschleißfestigkeit der Goldschichten gefordert wird. Besondere Eignung ergibt sich für die Herstellung von Funktion'ischichten in der Elektrotechnik/Elektronik, die auf Abrieb und Verschleiß beansprucht werden, z. B. Steckkontakte, Kommutatoroberflächon. Besonders geeignet ist das vorliegende Bad für Innenmetallisierungen, wo galvanische Hartgoldbäder versagen.The technical application of the invention can be made in all areas in which the advantages of the currentless deposition should be used and at the same time a greater hardness and wear resistance of the gold layers is required. Special suitability arises for the production of Funktions'ischichten in electrical engineering / electronics, which are subjected to abrasion and wear, z. B. plug contacts, Kommutatoroberflächon. Particularly suitable is the present bath for internal metallizations, where galvanic hard gold baths fail.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Die bekannten Lösungen zum Abscheiden von härteren GoldscMchten aus stromlosen Metallisierungsbädern beschränken sich ausschließlich auf cyanidhaltige Elektrolyse. Die Härtesteigerung wird durch den Miteinbau von Nickel bzw. Kobalt oder entsprechende Verbindungen, die dem Bad zugesetzt werden oder während der Abscheidung intermediär entstehen, realisiert. Dadurch werden die elektrischen Eigenschaften der Goldschichten negativ boeinflußt.Ein weiterer Nachteil dieser Zusätze besteht darin, daß die schon geringe Stabilität stromloser Goldbäder durch Zusatz unedler Metallverbindungen noch weiter verringert wird. Nach Untersuchungen von Y. OKINAKAu. M. (J.EIectrochem. Soc. 1974,121 [1], 56-62) führen bereits Konzentrationen von 10~3Mol/l Ni2+-lonen zur Unbrauchbarst der Lösung. Stromlose Goldlösungen auf der Basis cyanidischer Goldsalze, in denen als Reduktionsmittel Natriumhypophosphit oder Formaldehyd verwendet werden, arbeiten nicht chemisch-reduktiver und können nur auf unedlen Substratunterlagen mit begrenzter Schichtdicke abgeschieden werden (DAS 1268471; Jap. Pat. 43-25881; DDR 30201; DAS 2213039). Verschiedene stromlose Goldelektrode, die Nickel- bzw. Kobaltsalze enthalten, lassen bereits aus ihrer Zusammensetzung erkennen, daß sie kein Reduktionsmittel enthalten und deshalb nur auf Zementationsbasis arbeiten (DOS 2239676: Jap. 77,53, 732; USA 3506462). Außerdem konnte Y.OKINAKA (Gold Plating Technology, Electrochemical Publikations) für das Patent USA 3506462 nachweisen, daß trotz einer großen Konzentration von Kobaltchlorid in der Lesung sich kein Kobalt in uer abgeschiedenen Schicht befindet. Die Nachteile, die sich aus der Toxizität der cyanidischen Bäder ergeben, werden in cyanidfreien Elektrolyten ausgeschlossen (DDR 150762; DOS 2750932; USA 4091128; SU 397562). Es ist allerdings bekannt, daß sich aus diesen Bädern nur Reingoldschichten abscheiden lassen. Die Zugabe von Nickel- und Kobaltverbindungen führt in diesen Fällen zu keiner Härtesteigerung, da für ihren Einbaumechanismus cyanidische Zwischenprodukte vorausgesetzt werden.The known solutions for the separation of harder gold particles from electroless metallization baths are limited exclusively to cyanide-containing electrolysis. The increase in hardness is realized by the incorporation of nickel or cobalt or corresponding compounds which are added to the bath or intermediately formed during the deposition. As a result, the electrical properties of the gold layers are negative boeinflußt.Ein further disadvantage of these additives is that the already low stability of electroless gold baths is further reduced by the addition of base metal compounds. After investigations by Y. OKINAKAu. M. (J. E. Electrochem.Soc., 1974, 211 [1], 56-62) already yield concentrations of 10 -3 mol / l Ni 2+ ions as the most unusable of the solution. Electroless gold solutions based on cyanide gold salts, in which sodium hypophosphite or formaldehyde are used as reducing agents, do not work more chemically-reductive and can only be deposited on base substrates with limited layer thickness (DAS 1268471, Japanese Patent 43-25881, DDR 30201, DAS 2213039). Various electroless gold electrodes containing nickel or cobalt salts already show from their composition that they contain no reducing agent and therefore work only on a cementation basis (DOS 2239676: Jap., 77, 53, 732, USA 3506462). In addition, Y. Okinka (Gold Plating Technology, Electrochemical Publications) for US Patent 3506462 has been able to demonstrate that despite a high concentration of cobalt chloride in the reading, no cobalt is present in the deposited layer. The disadvantages resulting from the toxicity of the cyanide baths are excluded in cyanide-free electrolytes (DDR 150762, DOS 2750932, USA 4091128, SU 397562). However, it is known that only pure gold layers can be deposited from these baths. The addition of nickel and cobalt compounds in these cases leads to no increase in hardness, since their incorporation mechanism cyanidic intermediates are required.
P. Prost-Tournier (DOS 2946165) untersuchte Zusätze von Metallverbindungen der Gruppen III, IV und V des PSE in stark alkalischen cyanidischen Goldlösungen mit dem Ziel, die Abscheidungsrate zu steigern und die Badausarbeitung zu verbessern.P. Prost-Tournier (DOS 2946165) investigated additions of Group III, IV and V metal compounds of the PSE in highly alkaline cyanide gold solutions with the aim of increasing the rate of deposition and improving bath development.
ZIe, ler ErfindungZei, ler invention
Der nützliche Ef ikt der Erfindung liegt darin, die Abscheidung härterer verschleißfester Goldschichten aus stabilen cyanidfreien Elektrolyten zu ermöglichen und damit die Schwierigkeiten, die sich aus der Verwendung cyanidhaltiger Lösungen ergeben, zu beseitigen.The useful feature of the invention is to enable the deposition of harder, wear-resistant gold layers of stable cyanide-free electrolytes, thereby eliminating the difficulties resulting from the use of cyanide-containing solutions.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
In der vorliegender, Erfindung soll ein Metaiiisierungsgrad beschrieben werden, das die hauptsächlichen Nachteile der bisher bekannten Lösungen nicht aufweist.In the present invention, a degree of quantification should be described which does not have the main disadvantages of the previously known solutions.
Von den bekannten c /anidfreien stromlosen Goldlösungen lassen sich besonders die sulfitischen Lösungen jut handhaben (DDR 150762). Bei der Untersuchung des Einflusses von Metallkationen auf die Abscheidungsbedingungnr und Schichteigenschaften stromloser sulfitischer Goldschichten zeigte sich, daß besonders Arsenverbindungen eine bedeutende Zunahme der Härte und Verschleißfestigkeit ergeben, wobei sich die elektrischen Eigenscnaften nicht signifikant ändern und die Stabilität des Vergoldungsbades nicht negativ beeinträchtigt wird.Of the known c / anidfreien electroless gold solutions can be especially the sulfitic solutions jut handle (DDR 150762). Examination of the influence of metal cations on the deposition conditions and layer properties of electroless sulfite gold layers revealed that arsenic compounds in particular give a significant increase in hardness and wear resistance, with no significant change in electrical properties and no adverse effect on the stability of the gold plating bath.