[其他]金電鍍浴

無效

• 申請號: 86100895
• 申請日: 1986-01-17
• 公開（公告）號: CN86100895A
• 公開（公告）日: 1986-07-16
• 發明（設計）人: 彼得·威爾金森
• 申請（專利權）人: 恩格爾哈德公司
• 主分類號: C25D3/48
• 分類號: C25D3/48
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 徐汝巽,劉夢梅

本發明涉及金電鍍浴，特別是含有機添加劑的金電鍍浴，也涉及用此電鍍浴沉積金的方法。

金在電子工業里廣泛用作接觸材料，最常見的是用電鍍法制得的薄鍍層。這種鍍層所需要的最重要的性質是接觸電阻低、抗腐蝕力高和耐磨性好。

純金電鍍浴所得到的鍍層在電子工業上不適合作接觸用，其主要原因是這種鍍層的耐磨性不夠。但是如果在電鍍浴中添加了其它的物質，電沉積的金鍍層的質量便可得到改進。這種添加劑常被稱為“增亮劑”，因為它們增加了在給定電密度下所得到的沉積金的亮度。當然沉積金的亮度本身在大多數工業應用上并不那么重要，然而金鍍層的亮度對于鍍層質量的其它方面（如耐磨性和沉積結構）常是很好的指示。

過渡金屬的鹽類，如鈷鹽、鎳鹽和鐵鹽是一組廣泛用于酸性金電鍍浴的添加劑。含有這些化合物的金電鍍浴可以大大改進金鍍層的耐磨性能。由于此原因，電子工業中廣泛使用含有鈷和鎳的酸性金電解質。但是印刷電路板和接觸器的高速選擇電鍍使用機器后，發現用鈷鹽或鎳鹽作為增亮劑的電鍍浴也有缺陷，因為能夠得到堅固沉積物的最大電流密度是比較低的。為克服此缺點，曾試圖使用較高濃度的金（有代表性的是用15克/升代替8克/升），但這在實質上增加了此方法的成本而對于情況的改善是較微的。

在金電鍍浴中也曾使用過一些有機化合物作為添加劑，其中之一是聚乙烯亞胺（如英國專利說明書No.1453212所述），其作用是增加能夠采用的最大電流密度，但所得到的鍍層耐磨性能很差。

不巧，將過渡金屬添加劑的硬化效果與有機添加劑取得的效果相結合的試圖是不太成功的。但在英國專利說明書No.1426849中使用的電鍍浴便含有金屬添加物和有機添加物。所使用的有機添加物是有含氮雜環烴的磺酸或磺酸鹽，如吡啶磺酸、喹啉磺酸和甲基吡啶磺酸。

我們找到另外一類有機化合物，對于金電鍍浴是特別有效的添加劑。這類化合物可在高電流密度下使產生明亮的鍍層。本發明的電鍍浴的最大電流密度一般可增加一倍。按照最佳實施，這種電流密度的增加可用以增加金的沉積速率，或者因此可以降低電鍍浴中金的濃度，或二者皆備。

如果本發明的電鍍浴用于高速筒-筒電鍍設備，流程速度可以增至4倍，例如從2米/分鐘增至8米/分鐘。

而且本發明的有機添加劑與過渡金屬添加劑特別相容，因而就可以得到耐磨性能高的鍍層。

根據本發明提供的酸性金電鍍浴，浴中含有可電沉積形式的金和小量的有機添加劑，有機添加劑的化學通式如下：

式中X為-N＝或-CR³＝;R¹、R²和R³各代表氫或氨基、酰胺基、硫代酰胺基或氰基〔假如R¹、R²和R³中有一個（并且只有一個）不是氫的話〕。

用本發明的電鍍浴可以得到的沉積金的亮度如珠寶業所要求;如需象電子工業上所要求的特別堅固而亮的沉積，浴中也需加金屬增亮劑。特別好的有機添加劑是上述通式中R¹是氨基或硫代酰胺基的化合物。

本發明中的有機添加劑是：例如3-氨基吡啶、4-氨基吡啶、2-氨基吡啶、3-氰基吡啶、4-氰基吡啶、2-氰基吡啶、3-酰胺基吡啶（尼古丁酰胺）、4-酰胺基吡啶、2-酰胺基吡啶、3-硫代酰胺基吡啶（硫代尼古丁酰胺）、4-硫代氨基吡啶、2-硫代氨基吡啶、氨基吡嗪、氰基吡嗪、酰氨基吡嗪和硫代酰氨基吡嗪。特別好的是3-氨基吡啶、硫代尼古丁酰胺、氨基吡嗪和硫代酰胺基吡嗪。

所使用的有機添加劑的濃度依所期望的各電鍍條件而定。如果有機添加劑的濃度過低，則所得到的增亮作用是微不足道的;另一方面，如果添加劑的濃度過高，則陰性效率可變得很低而無濟于事。適合于任何給定的一套電鍍條件所需的濃度范圍可由技術人員迅速決定。一般說來，有機添加劑的濃度在0.01克/升至5克/升的范圍內是適合的，優先選擇的濃度為0.05克/升至1.0克/升，特別優先選擇的濃度為0.2克/升至0.75克/升。

金屬增亮劑可以是堿金屬或堿金屬混合物，是已知的適用于酸性金電鍍浴的金屬，這類金屬包括鈷、鎳、鐵、鉻、鎘、銅、鋅、錫、銦、錳和銻;特別好的是鈷、鎳和鐵。

金屬增亮劑常使用的是其水溶性鹽，如硫酸鹽或檸檬酸鹽或醋酸鹽或類似的鹽，其濃度可為10毫克至10克/升。也可用金屬配合物代之，以乙二胺四乙酸之類化合物為螯合劑。金屬增亮劑的濃度最好是100克/升（例如250毫克/升至2克/升）。