DE3938653A1 - Bad fuer die stromlose goldplattierung und verfahren zur verwendung desselben - Google Patents
Bad fuer die stromlose goldplattierung und verfahren zur verwendung desselbenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Bäder für die stromlose Goldplattierung
und insbesondere auf Bäder für die stromlose
Goldplattierung, die ausreichend stabil sind, und auf Verfahren
zur Verwendung und zum Ergänzen derselben.
Autokatalytische oder stromlose Goldplattierungsbäder werden
für die Entwicklung von Goldabscheidungen auf sowohl
leitfähigen als auch nichtleitfähigen Substraten breit verwendet,
insbesondere für elektronische Anwendungen, wo optimale
elektrische Eigenschaften in der Abscheidung erwünscht
sind. Zur Erzielung der optimalen elektrischen
Eigenschaften ist es erwünscht, daß das Gold von hoher Reinheit,
d. h. 99,9 Prozent oder höher ist, und daß die Abscheidung
im wesentlichen gleichförmig über der Oberfläche
des Werkstücks vorliegt.
Im allgemeinen enthalten solche Lösungen für die stromlose
Goldplattierung Alkalimetallgoldcyanid und freies Cyanid
und ein wasserlösliches Borhydrat oder ein Aminboran als
Reduktionsmittel. Wenn das Bad ergänzt wird,
steigt die Cyanidkonzentration an, und dies hat einen
ungünstigen Einfluß auf die Abscheidungsrate und die Stabilität
der Zusammensetzung. In einem Aufsatz von Martin Ulrich
Kittel und Christoph Julius Raub mit der Überschrift
"Elektrochemische Stabilitätsbestimmung reduktiv arbeitender
Goldelektrolyte", veröffentlicht in Metalloberfläche, Band
41 (1987), Seiten 309 bis 313, wird der Einfluß von verschiedenen
Verbindungen als Stabilisatoren in Goldplattierungszusammensetzungen
diskutiert. Keine der von den Autoren aufgeführten
Verbindungen dient in effektiver Weise zur Lieferung
eines stabilen, stromlosen Goldplattierungsbades, das
mehrfach ohne nachteiligen Effekt auf seine Leistungsfähigkeit
ergänzt werden könnte.
Demgemäß besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine hocheffektive
Zusammensetzung für die stromlose Goldplattierung
zur Verfügung zu stellen, die eine brauchbare Rate der autokatalytischen
Abscheidung des Goldes auf dem Substrat liefert
und die mehrere Male ohne merklich nachteiligen
Effekt auf die Plattierungsrate oder die Plattierungseigenschaften
ergänzt werden kann.
Ferner soll eine solche Zusammensetzung für die stromlose
Goldplattierung zur Verfügung gestellt werden, die leicht
formuliert werden kann und die in einer industriellen
Plattierungsumgebung relativ stabil ist.
Ferner soll ein Verfahren zur autokatalytischen Abscheidung
von im wesentlichen reinem Gold auf einem Werkstück zur
Verfügung gestellt werden, das eine relativ stabile Zusammensetzung
ausnutzt, die leicht mehrere Male ohne merklich
nachteiligen Effekt auf die Plattierungsrate ergänzt werden
kann.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche 1,
8 bzw. 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den
Unteransprüchen aufgeführt.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung für die stromlose Goldplattierung
umfaßt eine wäßrige Lösung aus Alkalimetallgoldcyanid,
das in ausreichender Menge vorliegt, um Gold (berechnet
als Metall) in einer Menge von 1,0 bis 16,6 g pro Liter
und Alkalimetallcyanid in einer Menge von 3 bis 110 g pro
Liter zu liefern. Die Zusammensetzung enthält auch eine Borverbindung
aus der Gruppe Alkylaminborane, Alkalimetallborhydride
und Mischungen davon in einer Menge von 2 bis 10 g
pro Liter, und Alkalimetallhydroxid in einer Menge von 10
bis 1100 g pro Liter. Schließlich sind 0,1 bis 0,3 g pro
Liter eines Stabilisators mit folgender Formel vorgesehen:
worin R₁ -COOH, -OH, -CH₂OH oder -SO₃H (oder ein Alkalimetallsalz
davon) ist;
R₂ -COOH, -OH, -Cl, -H (oder ein Alkalimetallsalz davon) ist
und in der 2-, 5- oder 6-Ringposition angeordnet ist, und
die -NO₂-Gruppe in der 3- oder 4-Ringposition angeordnet ist.
Die Zusammensetzung hat einen pH-Wert von 12,5 bis 14,0,
das Gewichtsverhältnis von OH-/CN- beträgt 4,0 bis 10,0, und
das Oxidations/Reduktions-Potential der Lösung beträgt -550
bis -700 mV.
Vorzugsweise ist die Borverbindung Dimethylaminboran, das
in einer Menge von 4 bis 7 g pro Liter verwendet wird, und
der Stabilisator ist m-Nitrobenzolsulfonsäure oder ein Alkalimetallsalz
davon.
Wünschenswerterweise enthält die Zusammensetzung beim Beginn
des Einsatzes Alkalimetallcyanid in einer Menge von 4,0 bis
6,0 g pro Liter und Alkalimetallhydroxid in einer Menge von
40 bis 50 g pro Liter. Das Gold ist in einer Menge von 4 bis
5 g pro Liter, berechnet als Goldmetall, vorhanden. Vorzugsweise
hat die Lösung einen pH-Wert von etwa 13,4 bis 14,0.
Der Stabilisator wird vorzugsweise in kleineren Anteilen
während der Verwendung der Plattierungslösung zugesetzt,
wobei die bevorzugte Konzentration bei 0,15 bis 0,25 g pro
Liter liegt.
Bei dem Verfahren zur Verwendung der Zusammensetzung wird
auf der Oberfläche eines Werkstücks ein dünner Niederschlag
von Tauchgold tauchplattiert. Das plattierte Werkstück wird
dann in die vorstehend erwähnte Zusammensetzung für die
stromlose Goldplattierung für eine ausreichende Zeitspanne
eingetaucht, um darauf Gold mit hoher Reinheit in der
gewünschten Dicke abzuscheiden. Vorzugsweise wird die Lösung
bei einer Temperatur von etwa 85 bis 95°C gehalten.
Die Zusammensetzung kann ergänzt werden, wenn der Goldgehalt
(als Metall) auf 1,5 bis 3 g pro Liter abgesunken ist, wobei
eine Ergänzungsformulierung folgende Zusammensetzung hat:
- (a) Alkalimetallgoldcyanid in einer Menge von 70 bis 90 g pro Liter (als Metall);
- (b) Alkalimetallhydroxid in einer Menge von 1 bis 10 g pro Liter; und
- (c) ein Stabilisator in einer Menge von 2 bis 6 g pro Liter.
Zweckmäßigerweise wird die Goldplattierungszusammensetzung
hergestellt, indem zunächst eine wäßrige Lösung des Alkalimetallhydroxids,
Alkalimetallcyanids, Alkalimetallgoldcyanids,
des Stabilisators und der Borverbindung hergestellt
wird. Diese wird dann auf die Betriebstemperatur erhitzt,
während das Oxidations/Reduktions-Potential überwacht wird,
bis ein Wert von -550 bis -700 mV erhalten wird, worauf das
Werkstück darin angeordnet werden kann.
Während des Plattierungsvorgangs wird das Oxidations/Reduktions-
Potential überwacht, und der Stabilisator wird gewünschtenfalls
in kleinen Anteilen von 0,05 bis 0,1 g pro Liter
der Plattierungslösung zugesetzt, um das Potential
der Lösung innerhalb des Bereiches von -550 bis -700 mV zu
halten.
Wie vorstehend angedeutet, benötigt das erfindungsgemäße
Bad im wesentlichen ein Alkalimetallgoldcyanid, ein Alkalimetallcyanid,
eine ausreichende Menge Alkalimetallhydroxid,
um den gewünschten pH-Wert aufrechtzuerhalten und das Cyanidion
zu stabilisieren, eine Borverbindung als Reduktionsmittel
und eine aromatische Nitroverbindung als Stabilisator.
Diese Komponenten können innerhalb bestimmter Bereiche und/
oder Verhältnisse eingestellt werden, um eine stabile Zusammensetzung
und eine angemessen gleichförmige Plattierungsrate
aufrechtzuerhalten.
Als Goldkomponente wird Kaliumgoldcyanid bevorzugt, obwohl
das Natriumsalz ebenfalls verwendet werden kann. Lithiumverbindungen
verursachen im allgemeinen unnötige Kosten.
Die Menge des Goldcyanids kann innerhalb des Bereiches von
1 bis 16,6 g pro Liter (berechnet als Metall) variieren,
obwohl die Plattierungsrate merklich beeinträchtigt werden
kann, wenn der Goldgehalt unter 2,0 g pro Liter fällt. Insbesondere
wird der Goldgehalt (als Metall) innerhalb eines
Bereiches von 4 bis 6 g pro Liter gehalten.
Die zweite Komponente der Zusammensetzung ist ein Alkalimetallcyanid,
das in ausreichender Menge vorliegt, um freies
Cyanid in dem Bad zu liefern. Die Menge der Cyanidverbindung
kann von so wenig wie 3 g pro Liter bis zu so viel wie 110 g
pro Liter variieren, da das Bad von Zeit zu Zeit nachgefüllt
wird. Beim Beginn des Einsatzes hat das Bad eine
Cyanidsalzkonzentration vorzugsweise im Bereich von etwa
4 bis 10 g pro Liter. Die bevorzugten Cyanidsalze sind
Kaliumcyanid, obwohl Natriumcyanid und Lithiumcyanid
ebenfalls verwendet werden können.
Alkalimetallhydroxid wird benötigt, um den gewünschten
Arbeits-pH-Wert für das Bad von 12,5 bis 14 zu liefern, und
es wird ausgenutzt, um das Cyanid zu stabilisieren und an
der Reduktionsreaktion mit der Borverbindung teilzunehmen.
Somit sollte das Verhältnis von Hydroxid zu Cyanid innerhalb
des Bereiches von 4,0 bis 10,0 liegen. Wie im Falle
der anderen Salze ist Kaliumhydroxid bevorzugt, obwohl
Natriumhydroxid ein angemessener Austauschstoff dafür ist.
Die herkömmlichen Borverbindungen werden als Reduktionsmittel
in der Zusammensetzung verwendet. Diese können Alkalimetallborhydride
und Alkylaminborane innerhalb eines Bereiches
von 2 bis 10 g pro Liter und vorzugsweise 4 bis 7 g
pro Liter umfassen. Das bevorzugte Reduktionsmittel ist
Dimethylaminboran, entweder alleine oder in Kombination mit
Alkalimetallborhydriden.
Um der Zusammensetzung die notwendige Stabilität zu verleihen,
ist es wesentlich, daß ein organischer Stabilisator
mit folgender allgemeiner Formel eingeschlossen ist:
worin R₁ -COOH, -OH, -CH₂OH oder -SO₃H ( oder ein Alkalimetallsalz
davon) ist,
R₂ -COOH, -OH, -Cl, -H (oder ein Alkalimetallsalz davon) ist und in der 2-, 5- oder 6-Ringposition angeordnet ist, und die -NO₂-Gruppe in der 3- oder 4-Ringposition angeordnet ist.
R₂ -COOH, -OH, -Cl, -H (oder ein Alkalimetallsalz davon) ist und in der 2-, 5- oder 6-Ringposition angeordnet ist, und die -NO₂-Gruppe in der 3- oder 4-Ringposition angeordnet ist.
Dieser Stabilisator wird in einer Menge von 0,1 bis 0,3 g
pro Liter und vorzugsweise im Bereich von 0,15 bis 0,25 g
pro Liter eingearbeitet.
Es wurde beobachtet, daß die Stabilisatorkonzentration in
der Lösung in unangemessen hohem Ausmaß zwischen den Ergänzungszugaben
absinken kann, was dazu führt, daß das
Oxidations/Reduktions-Potential die Grenze von -700 mV überschreitet.
Demgemäß wird das Potential in gewünschter Weise
kontinuierlich überwacht, und der Stabilisator wird in
kleinen Anteilen von 0,05 bis 0,1 g pro Liter der Plattierungslösung
hinzugesetzt, um das Oxidations/Reduktions-
Potential innerhalb des Arbeitsbereiches von -550 bis -700
mV zu halten. Als Ergebnis kann die gesamte Menge des zugesetzten
Stabilisators über die Lebensdauer der Lösung in
einem Bereich von so hoch wie 10 g pro Liter liegen.
Wie vorstehend angedeutet, sollte der pH-Wert der wäßrigen
Zusammensetzung innerhalb des Bereiches von 12,5 bis 14,0
und vorzugsweise 13,4 bis 14,0 liegen.
Um eine erwünschte Plattierungsrate zu erzielen, sollte das
Bad bei einer Temperatur von 85 bis 95°C und vorzugsweise 88
bis 93°C gehalten werden.
Bei Verwendung der bevorzugten Zusammensetzungen und Temperaturen
wird eine effektive Plattierungsrate von 3,75 bis 6,75
µm pro Stunde erzielt, und ein Goldniederschlag mit einer
Reinheit von wenigstens 99,9 Prozent wird mit einer Dichte von
wenigstens 18 g pro cm³ (im Durchschnitt) und einer Härte
von wenigstens 85 Knoop (Maximalbelastung 25 g) erzeugt.
Nachdem sich der Goldgehalt der Lösung auf weniger als 2 g
pro Liter (als Metall) vermindert hat, beginnt die Plattierungsrate
zu fallen, und es ist notwendig, die Zusammensetzung
zu ergänzen. Dies wird durch Zugabe von Alkalimetallhydroxid,
Alkaligoldcyanid und zusätzlichem Stabilisator
bewerkstelligt. Es ist verständlich, daß das Alkalimetallhydroxid
benötigt wird, um das gewünschte Verhältnis von
Hydroxid zu Cyanid aufrechtzuerhalten. Im allgemeinen wird
das Kaliumhydroxid zu der Goldauffüllösung in einer Menge
von 1 bis 10 g pro Liter und das Kaliumgoldcyanid in einem
Bereich von 70 bis 90 g pro Liter (als Goldmetall) zugesetzt.
Die Menge des zugesetzten Stabilisators beträgt
annähernd 2 bis 6 g pro Liter. Es wird im allgemeinen gefunden,
daß das Bad für bis zu 10 Plattierungsdurchgänge (Umsätze)
nachgefüllt werden kann, bevor es einen merklichen Verlust der gewünschten
Eigenschaften des Plattierungsansatzes gibt. Ein "Umsatz"
bedeutet das Ausplattieren der Metallmenge in einem gegebenen
Volumen der Lösung.
Um eine Kontamination des Bades zu vermeiden, sollten die
Werkstücke vor dem Einführen gemäß üblicher Goldplattierungspraxis
gründlich gereinigt werden.
Wenn das Werkstück ein synthetisches Harz oder eine Keramik
ist, ist es notwendig, zu Beginn eine Ausgangsmetallabscheidung
darauf zu erzeugen. Hierzu wird im allgemeinen
das Ätzen mit Chromsäure, die Anwendung von Palladium/Zinn-
Chlorid und das Eintauchen in ein stromloses Kupfer- oder
Nickelbad durchgeführt.
Sowohl nichtmetallische Werkstücke als auch metallische
Werkstücke müssen einer Vorbehandlung unterzogen
werden, um einen Tauchgoldniederschlag zu entwickeln.
Geeignete Zusammensetzungen zur Entwicklung des anfänglichen
dünnen Goldniederschlages enthalten Kaliumgoldcyanid, Kaliumdihydrogenphosphat
und Zitronensäure, und sie werden bei Temperaturen
von etwa 60 bis 71,1°C gehalten. Nach der Abscheidung
des Goldniederschlages werden die Werkstücke gespült
und können dann in die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
für die stromlose Goldplattierung eingeführt werden,
um die gewünschte Abscheidung zu erzeugen.
Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher
erläutert, wobei alle Teile Gewichtsteile sind, sofern nichts
anderes angegeben ist.
Ein bevorzugtes Bad gemäß der Erfindung wurde hergestellt,
indem zu einem vorgereinigten und ausgelaugten Tank 43 g
Kaliumhydroxid, 4 g Kaliumcyanid, 6 g Kaliumgoldcyanid, 0,2 g
Natriumsalz von m-Nitrobenzolsulfonsäure, 6,5 g Methylaminboran
und entionisiertes Wasser zugegeben wurden, um
1 l Lösung zu erzeugen. Das Verhältnis von Kaliumhydroxid
zum Gesamtcyanid als Kaliumcyanid betrug 6,5 und der pH-
Wert betrug 13,4.
Das resultierende Bad wurde auf eine Temperatur von etwa
91°C erhitzt, und das Oxidations/Reduktions-Potential der Lösung
wurde unter Verwendung eines Orion Modell SA 230 ORP-Meßgeräts
und einer Kombinations-Redox-Elektrode Modell 9678
überwacht. Wenn das Potential der Lösung -550 mV erreichte,
war die Lösung für die Verwendung fertig.
Die Werkstücke waren flache Platten aus einer Legierung, die
von Westinghouse Electric Company unter dem Warenzeichen
KOVAR verkauft wurden und die eine nominale Zusammensetzung
von 29 Prozent Nickel, 17 Prozent Kobalt, 0,3 Prozent Mangan
und als Rest Eisen aufwiesen. Diese Platten hatten eine Dicke von
etwa 0,64 mm, und sie wurden in einer heißen Ätzlösung galvanisch
gereinigt und dann abgespült. Die Werkstücke wurden
dann in 50-volumenprozentiger Salzsäure eingetaucht und gespült,
worauf sie dann in ein Tauchplattierbad eingeführt
wurden, das Kaliumgoldcyanid, Kaliumdihydrogenphosphat und
Zitronensäure mit einem pH-Wert von annähernd 2,5 enthielt.
Sie wurden entfernt, nachdem sie eine gleichförmige Goldfärbung
auf ihrer Oberfläche entwickelt hatten.
Diese Werkstücke wurden dann in dem Bad von Beispiel 1 aufgehängt,
und eine magnetische Rührung wurde zur Aufrechterhaltung
der Bewegung des Bades angewandt. Die Temperatur des
Bades wurde bei 91°C gehalten.
Nach 20 Minuten wurden die Werkstücke aus dem Bad entfernt,
gespült und getrocknet. Es wurde gefunden, daß die Abscheidung
eine Dicke von annähernd 1,83 µm (72 microinches) aufwies.
Die Reinheit des Niederschlages betrug 99,97 Prozent.
Der Niederschlag wies eine seidenmatte Oberfläche und eine
zitronengelbe Farbe auf, und er war unter mikroskopischer
Untersuchung gleichförmig und amorph.
Eine Hull-Zellenplatte wurde gründlich gereinigt und in die
Tauchgoldplattierungslösung von Beispiel 2 eingetaucht, um
eine gleichförmige Goldfärbung darauf zu erzielen. Sie wurde
gespült und dann in die stromlose Goldplattierungszusammensetzung
von Beispiel 1 für eine Zeitspanne von 3,5 Stunden
aufgehängt, worauf sie entfernt, gespült und getrocknet wurde.
An einer Schnittfläche der plattierten Platte wurde die Mikrohärte
zu 93 Knoop bei einer Belastung von 25 g bestimmt.
Keramische Werkstücke auf Aluminiumbasis mit einem gesinterten
Wolframüberzug und einem darauf aufgeschleuderten Goldniederschlag
wurden hergestellt.
Diese Werkstücke wurden in heißer alkalischer Lösung getränkt,
gespült und dann in siedend heißem entionisiertem
Wasser eingetaucht, um sie auf die Temperatur des Bades zu
bringen.
Danach wurden sie in das Bad von Beispiel 1 für eine Zeitspanne
von 30 Minuten gehängt, entfernt, gespült und getrocknet.
Es wurde gefunden, daß Gold mit einer Dicke von
2,59 µm (102 microinches) stromlos abgeschieden worden war, und
der leicht gelbgefärbte Goldniederschlag war gleichförmig
und hatte ein mattes Aussehen mit einer amorphen Struktur.
Die Plattierungslösung von Beispiel 1 wurde einem ausgedehnten
Umsatztest unterzogen, der die Plattierung von Hull-Zelltafeln
umfaßte. Die Zusammensetzung des Bades wurde jede
Stunde zur Bestimmung des Goldgehaltes überwacht.
Nach Absinken des Goldgehaltes auf ein Niveau unter 3 g
pro Liter wurde das Bad unter Verwendung eines Ansatzes
ergänzt, der eine wäßrige Lösung mit 80 g pro Liter Kaliumgoldcyanid,
2 g pro Liter Kaliumhydroxid und 4 g pro Liter
Natriumsalz von m-Nitrobenzolsulfonsäure enthielt. Die Menge
der zugesetzten Ergänzungslösung wurde so berechnet, daß der
Goldgehalt des Plattierungsbades auf 4 g pro Liter
gebracht wurde.
Diese Verfahrensweise wurde wiederholt, und es wurde beobachtet,
daß die Plattierungsrate im wesentlichen bis zu 7 Umsätzen
stabil blieb und danach langsam abzunehmen begann.
Es wurde gefunden, daß die Plattierungsrate pro Stunde innerhalb
eines Bereiches von 7,6 µm zu Beginn bis annähernd 3,8
µm nach Umsätzen variierte.
Aus der vorstehenden Erläuterung und den Beispielen ergibt
sich, daß die stromlose Plattierungszusammensetzung der Erfindung
ein stabiles und wirksames Bad für die autokatalytische
Abscheidung von Gold auf metallischen oder nichtmetallischen
Werkstücken liefert. Die Niederschläge weisen
eine gute amorphe Struktur, hohe Reinheit und relative Härte
auf, was sie in hohem Maße für elektronische Anwendungen geeignet
macht.
Claims (17)
1. Zusammensetzung für die stromlose Goldplattierung in Form
einer wäßrigen Lösung aus
- (a) Alkalimetallgoldcyanid, das zur Lieferung von Gold (berechnet als Metall) in einer Menge von 1,0 bis 16,6 g pro Liter ausreichend ist;
- (b) Alkalimetallcyanid in einer Menge von 3 bis 110 g pro Liter;
- (c) einer Borverbindung aus der Gruppe Alkylaminborane, Alkalimetallborhydride und Mischungen davon in einer Menge von 2 bis 10 g pro Liter;
- (d) Alkalimetallhydroxid in einer Menge von 10 bis 1100 g pro Liter und
- (e) 0,1 bis 0,3 g pro Liter eines Stabilisators mit der
Formel
worin R₁ -COOH, -OH, -CH₂OH oder -SO₃H (oder ein
Alkalimetallsalz davon) bedeutet,
R₂ -COOH, -OH, -Cl, -H (oder ein Alkalimetallsalz davon) bedeutet und in der 2-, 5- oder 6-Ringposition angeordnet ist,
-NO₂ in der 3- oder 4-Ringposition angeordnet ist, wobei die Zusammensetzung einen pH-Wert von 12,5 bis 14,0 aufweist, das Gewichtsverhältnis von OH-/CN- 4,0 bis 10,0 beträgt und das Oxidations/Reduktions-Potential der Lösung -550 bis -700 mV beträgt.
2. Zusammensetzung für die stromlose Goldplattierung nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Borverbindung
Dimethylaminboran ist und in einer Menge von 4 bis 7 g pro
Liter vorliegt.
3. Zusammensetzung für die stromlose Goldplattierung nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisator
Nitrobenzolsulfonsäure oder ein Alkalimetallsalz davon ist.
4. Zusammensetzung für die stromlose Goldplattierung nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisator
in einer Menge von 0,15 bis 0,25 g pro Liter vorhanden ist.
5. Zusammensetzung für die stromlose Goldplattierung nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung
beim Beginn des Einsatzes Alkalimetallcyanid in einer Menge
von 4 bis 6 g pro Liter und Alkalimetallhydroxid in
einer Menge von 40 bis 50 g pro Liter enthält.
6. Zusammensetzung für die stromlose Goldplattierung nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung
Gold in einer Menge von 4 bis 5 g pro Liter, berechnet als
Metall, enthält.
7. Zusammensetzung für die stromlose Goldplattierung nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung einen
pH-Wert von etwa 13,4 bis 14,0 hat.
8. Verfahren zur stromlosen Plattierung von Gold auf einem
Werkstück, gekennzeichnet durch die folgenden Stufen:
- (a) Tauchplattierung eines dünnen Überzugs von Tauchgold auf der Oberfläche eines Werkstücks und
- (b) Eintauchen des plattierten Werkstücks in eine
Zusammensetzung für die stromlose Goldplattierung,
die eine wäßrige Lösung mit folgenden Bestandteilen
enthält:
- (i) Alkalimetallgoldcyanid, das in ausreichender Menge vorliegt, um Gold, berechnet als Metall, in einer Menge von 1,0 bis 16,6 g pro Liter zur Verfügung zu stellen;
- (ii) Alkalimetallcyanid in einer Menge von 3 bis 110 g pro Liter;
- (iii) eine Borverbindung aus der Gruppe Alkylaminborane, Alkalimetallborhydride und Mischungen davon in einer Menge von 2 bis 10 g pro Liter;
- (iv) Alkalimetallhydroxid in einer Menge von 10 bis 1100 g pro Liter und
- (v) einen Stabilisator mit der Formel
worin
R₁ -COOH, -OH, -CH₂OH oder -SO₃H (oder ein Alkalimetallsalz davon) ist,
R₂ -COOH, -OH, -Cl, -H (oder ein Alkalimetallsalz davon) ist und in der 2-, 5- oder 6-Ringposition angeordnet ist und
die -NO₂-Gruppe in der 3- oder 4-Ringposition angeordnet ist,
- wobei die Zusammensetzung einen pH-Wert von 12,5 bis 14,0 aufweist, das Gewichtsverhältnis von OH-/CN- 4,0 bis 10,0 beträgt, die Menge des Stabilisators im Bereich von 0,1 bis 0,3 g pro Liter liegt, um das Oxidations/Reduktions-Potential der Lösung innerhalb des Bereiches von -550 bis -700 mV zu halten,
wobei das Eintauchen in Stufe (b) eine ausreichende Zeit lang
durchgeführt wird, um auf dem Werkstück Gold mit hoher Reinheit
in der gewünschten Dicke zu plattieren.
9. Verfahren zur stromlosen Plattierung von Gold auf einem
Werkstück gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lösung bei einer Temperatur von etwa 85 bis 95°C gehalten
wird.
10. Verfahren zur stromlosen Plattierung von Gold auf einem
Werkstück gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Borverbindung Dimethylaminboran ist und in einer Menge von
4 bis 7 g pro Liter verwendet wird.
11. Verfahren zur stromlosen Plattierung von Gold auf einem
Werkstück gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der
Stabilisator Nitrobenzolsulfonsäure oder ein Alkalimetallsalz
davon ist.
12. Verfahren zur stromlosen Plattierung von Gold auf einem
Werkstück gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der
Stabilisator in einer Menge von 0,15 bis 0,25 g pro Liter
vorhanden ist.
13. Verfahren zur stromlosen Plattierung von Gold auf einem
Werkstück gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zusammensetzung beim Beginn des Einsatzes Alkalimetallcyanid
in einer Menge von 4,0 bis 6,0 g pro Liter und Alkalimetallhydroxid
in einer Menge von 40 bis 50 g pro Liter enthält.
14. Verfahren zur stromlosen Plattierung von Gold auf einem
Werkstück gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine
zusätzliche Stufe zum Ergänzen der Zusammensetzung eingeschlossen
ist, wenn der Goldgehalt (als Metall) auf 1,5 bis
3 g pro Liter abgesunken ist, wobei eine Ergänzungsformulierung
folgender Zusammensetzung verwendet wird:
- (a) Alkalimetallgoldcyanid in einer Menge von 60 bis 100 g pro Liter (als Metall);
- (b) Alkalimetallhydroxid in einer Menge von 1 bis 10 g pro Liter; und
- (c) ein Stabilisator in einer Menge von 2 bis 6 g pro Liter.
15. Verfahren zur stromlosen Plattierung von Gold auf einem
Werkstück gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zusammensetzung für die stromlose Goldplattierung hergestellt
wird, indem man zuerst eine wäßrige Lösung des Alkalimetallhydroxids,
Alkalimetallcyanids, Alkalimetallgoldcyanids,
des Stabilisators und der Borverbindung herstellt
und dann die erhitzte Lösung überwacht, bis das Oxidations/
Reduktions-Potential einen Wert von -550 bis -700 mV erreicht
hat.
16. Verfahren zur stromlosen Goldplattierung auf einem Werkstück
gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das
Oxidations/Reduktions-Potential während der Plattierungsstufe
überwacht wird und Stabilisatoranteile in einer Menge
von 0,05 bis 0,1 g pro Liter zugesetzt werden, um das
Potential innerhalb des Bereiches von -550 bis -700 mV zu
halten.
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