DE3021665A1 - Stark saures goldlegierungsbad - Google Patents

Description

- 2 Stark saures Goldlegierungsbad

Die Erfindung betrifft ein stark saures Bad zum galvanischen Abscheiden von Goldlegierungsschichten mit niedrigen Gehalten an Platin-Metallen.

Zur Vergoldung von Schwachstromkontakten werden in der Elektrotechnik vorzugsweise galvanische Goldbäder eingesetzt, deren Glanz und Verschleißfestigkeit durch Zugabe geringer Mengen löslicher Salze der Eisenmetalle Eisen, Kobalt und Nickel verursacht wird. Solche Goldbäder werden meist in einem Zitratpuffer (pH = 3-6) mit Goldgehalten zwischen 1 und 12 g/l als Kaiiumdicyanoaurat(l) sowie löslicher Salze des Eisens, Kobalts und Nickels in Konzentrationen von 50 mg bis 5 g/l betrieben. Diese Überzüge fallen bis 10 um Dicke glänzend und rißfrei aus und sind verschleißfest. Nachteilig ist bei den aus solchen Bädern hergestellten Schichten, daß der Kontaktwiderstand des Überzugs, bedingt durch die unedle Komponente in der niedergeschlagenen Legierung, ansteigt, unter ungünstigen Bedingungen um mehrere Zehnerpotenzen

gegenüber reinem Gold..
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Dieses Ansteigen des Kontaktwiderstands wird an galvanischen Überzügen aus Palladium, Rhodium und Platin nicht beobachtet. Da solche Überzüge derzeit nicht in

beliebiger Dicke rißfrei hergestellt werden können, on
^ou beziehungsweise aufgrund des Preises dieser Metalle unökonomisch sind, hat sich die Verwendung der Platin-Metalle als Kontaktwerkstoff nicht durchsetzen können. Da von metallurgisch hergestellten Goldlegierungen mit Legierungspartnern aus Platin-Metallen bekannt ist,

daß sie einen konstanten niedrigen Kontaktwiderstand

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aufweisen, wurde bereits versucht, Gold und Platin-Metalle gemeinsam aus wässriger Lösung abzuscheiden. So ist zum Beispiel aus der US-Patentschrift 3 445 7^0 ein galvanisches Bad bekannt, bei dem Goldauratlösungen bei pH-Werten um 14 mit geringen Mengen an Platin in Form des Hexah.ydroxoplatin.ats versetzt werden. Aus solchen Lösungen werden Gold/Platin-Legierungsschichten erhalten, die die oben beschriebenen Nachteile nicht aufweisen. Nachteilig bei diesen Bädern ist die aufwendige Herstellung der Goldauratlösung, sowie deren geringe Stabilität gegenüber pH-Vert-Schwankungen im Betrieb.

Versuche zur Mitabscheidung der Platin-Metalle aus sauren Goldlegierungsbädern, in denen das Gold in schwach saurer Lösung (pH k - 6) als Dicyanoaurat(l) vorliegt, sind ebenfalls bekannt (US-PS 3 893 896), jedoch lassen sich in diesen Bädern nur äußerst geringe Mengen an Platin-Metallen zusammen mit dem Gold abscheiden. Die notwendige Härte und damit der notwendige Verschleißwiderstand für Kontaktgoldüberzüge wird damit ni cht erre i cht.

Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein stark saures Bad zum galvanischen Abscheiden von Goldlegierungsschichten mit niedrigen Gehalten an Platin-Metallen zu finden, das harte, abriebfeste Überzüge mit einem niedrigen, konstantbleibenden elektrischen Kontaktwiderstand liefert, leicht herzustellen ist und im Betrieb stabil bleibt.

Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Bad 1-10 g/l Gold in Form von Tetracyanoaurat(lll) und 0,1-5 g/l Platinmetall in Form eines löslichen ^OJ Salzes enthält und bei einem pH-Wert von weniger als 2 betrieben wird. Vorzugsweise enthalten die Bäder zu-

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sätzlich. 10 - 200 g/l Phosphorsäure und 5 - 100 g/l Natriumsulfat. Als Platinmetallzusätze werden Palladium, Platin und Rhodium bevorzugt. Vorteilhafterweise weisen die Bäder einen pH-Wert von kleiner als 1 auf. 5

Die erfindungsgemäßen Bäder zeigen überraschenderweise eine hervorragende Stabilität im Betrieb, ergeben harte (HV 16O - 220), abriebfeste Überzüge mit einem konstantbleibenden niedrigen elektrischen Übergangswiderstand, die trotz relativ hohen Zusätzen an Platinmetallen im Bad nur kleine Platinmetallanteile in den Goldlegierungsschichten aufweisen.

Die folgenden Beispiele sollen die erfindungsgemäßen •5 Bäder näher erläutern:

1. Ein Elektrolyt aus einer Lösung von 20 g Natriumsulfat/l wurde mit chemisch reiner Phosphorsäure auf einen pH-Wert<1 eingestellt. Diesem Elektrolyten wurde Gold in Form von Kaliumtetracyanoaurat(lll) in einer Konzentration von 5 g» bezogen auf Gold als Metall, zugegeben. Elektrolysiert man diese Lösung mit unlöslichen Anoden - etwa mit Anoden aus platiniertem Titan - erhält man auf einer vernickel-

■" ten Messingkathode glänzende Überzüge aus Feingold mit einer Vickershärte von ca. 90. Setzt man diesem Elektrolyten 0,5 g Palladium in Form seines Sulfitkomplexes zu, erhält man harte Goldlegierungsüberzüge,

welche Palladium enthalten.
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2. Dem obigen Grundelektrolyten mit 5 g/l Au als Tetracyanoaurat(lll) wurde Rhodium in einer Konzentration von 200 mg/l in Form seines Phosphatokomplexes zugesetzt. Bei der Elektrolyse dieser Lösung erhält man

gelbe Goldüberzüge mit einer Härte von HV 16O.

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Gold-Platin-Überzüge werden erhalten, wenn man einen Grundelektrolyten gemäß Beispiel 1 und 2 2 g/l Platin in Form seines Hexachloroplatinats(lV) zusetzt. Aus einer solchen Lösung erhält man blassgelbe Gold-Platin-Legierungsüberzüge mit einer Härte von über HV 200.

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Claims (3)

1. 80 176 EM

   Degussa Aktiengesellschaft

   6OOO Frankfurt am Main

   Stark saures Goldlegierungsbad
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   Patentansprüche

   Stark saures Bad zum galvanischen Abscheiden von Goldlegierungsschichten mit niedrigen Gehalten an Platinmetallen, dadurch gekennzeichnet, daß es 1 - 10 g/l Gold in Form von Tetracyanoaurat(lll) und 0,1-5 g/l Platinmetall in Form eines löslichen Salzes enthält und bei einem pH-Wert von veniger als 2 betrieben wird.
2. 2. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es 10 - 200 g/l Phosphorsäure und 5-100 g/l

   Natriumsulfat enthält.
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3. 3. Bad nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Platinmetall Palladium, Platin und/oder Rhodium verwendet wird.

   k. Bad nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß es einen pH-Vert kleiner als 1 aufweist.

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   ORIGINAL INSPECTED