CS247836B1

CS247836B1 - Roztok pro máření tlouštky zlatých povlaků na základním materiálu z mědi, mosazi, niklu a jeho slitin a stříbru coulometrickou metodou

Info

Publication number: CS247836B1
Application number: CS1054384A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Trojan; Zdenek Zika
Original assignee: Vaclav Trojan; Zdenek Zika
Priority date: 1984-12-28
Filing date: 1984-12-28
Publication date: 1987-01-15

Abstract

Řešení náleží do oboru ochrana kovů proti korozi a řeší složení elektrolytu, který umožňuje použití coulometrické metody pro měření tlouštky zlatých, zejména ochranných galvanicky vyloučených povlaků na kovech. Roztok obsahuje ve vymezených obsazích komplexotvorné látky, ústrojné látky a aktivátory anodického procesu, případně i látky povrchově aktivní.

Description

(54) Roztok pro máření tlouštky zlatých povlaků na základním materiálu z mědi, mosazi, niklu a jeho slitin a stříbru coulometrickou metodou

Vynález se týká složení roztoku pro coulometrlcké měření tlouštky povlaku zlata na obvyklých podkladových materiálech, tj. mědi, mosazi, niklu, stříbra apod., vyznačujícího . se vysokou přesností, velkou rychlostí leptání a možností automatické registrace konce měření při proleptání k podkladu.

Základním předpokladem ekonomie a funkční způsobilosti povrchové úpravy zejména drahými kovy je znalost tlouštky nanášené vrstvy. Pohotovou a spolehlivou měřicí metodou lze provést účinná opatření ve výrobě, jestliže tlouštka vylučovaných povlaků je nedostatečná a naopak je-li zbytečně velká a zabránit tak výrobě zmetků.

Vzhledem k stále rostoucímu podílu povrchových úprav drahými kovy, zvláště zlatém, v mikroelektronickém odvětví s cílem vysoké spolehlivosti jeví sc potřeba takové kontrolní metody nanejvýše aktuální.

V současné době se kontrola tlouštky povlaků provádí hmotnostní metodou - vážením předmětů před a po pokovení - a z předem stanovené plochy se vypočte tlouštka průměrná. Tato metoda je pracná a vhodná pro výrobky pravidelných tvarů.

Velmi rychlá a dostatečně přesná je metoda odrazová, využívající schopnosti dvou materiálů rozdílných atomových hmotností odrážet částice beta, vzniklé rozpadem vhodných radioaktivních látek v závislosti na tlouštce povlaku.

Pohotovost tohoto způsobu je však malá, vyžaduje časté kalibrace, standardy, vlastní zařízení je víceméně jednoúčelové, nákladné a v zemích RVHP se nevyrábí. Nejpřesnější, ale také nejpracnější a časově nejnáročnější je metoda metalografického výbrusu.

Pro provozní kontrolu se proto nehodí. Coulometrlcké stanovení tlouštky povlaků zlata není dosud využíváno přesto, že měření tlouštěk povlaků z běžných technických kovů tímto způsobem je pro celou řadu předností v průmyslu běžné a potřebná technika je k dispozici.

Příčinou jsou málo účinné dosud známé měřicí elektrolyty, jež svou funkcí plní jen částečně, nebo mají některé nežádoucí vlastnosti. Známé roztoky alkalických kyanidů jsou jedovaté a použitelná anodová proudová hustota je udávána do 1 A.dm , což je pro daný účel nevyhovující.

Elektrolyty s obsahem chloridů v kyselé, neutrální nebo alkalické oblasti, případně s přísadami oxidačních látek, jako chromanů, vykazují rovněž nízkou proudovou zatížitelnost, kromě toho rozpouštějí velmi nepravidelně, často bodově, a změna potenciálu při proleptání povlaku je tak nepatrná, že nedostačuje k automatickému vyhodnocení ukončení měření.

Experimentálními pracemi na vývoji měřicího elektrolytu pro coulometrlcké stanovení tlouštky zlatých povlaků na podkladu změdi, mosazi, niklu nebo stříbra, jež by podstatně lépe splňoval požadavky na ideální roztok kladené, bylo zjištěno a prakticky ověřeno, že těmto nárokům plně vyhovuje roztok podle vynálezu.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že roztok obsahuje komplexotvorné látky s jedním až šesti atomy síry v molekule, tvořící se zlatém dobře rozpustné a stálě komplexy jednoznačného typu, v množství 10 až 400 g/1, regulátory pH roztoku v oblasti 9 až 14 v množství 10 až 300 g/1, aktivátory anodického rozpouštěcího děje v množství 0,02 až 200 g/1, případně i povrchově aktivní látxy v množství do 1 g/1. a do 1 1 rozpouštědla, například vody.

Jako komplexotvorné látky obsahuje roztok tiosírany, například tiosíran sodný, tiokyanatany, například tiokyanatan draselný, siřičitapy, například siřičltan sodný, a polyionany, například polytionan aodný, alkalických kovů jednotlivě nebo ve vzájemných směsích, jako regulátory pH obsahuje roztok uhličitanu, fosforečnany, pyrofosforečnany, boritany a 'hydroxidy alkalických kovů, soli mono- příp. polykarboxylových alifatických nebo aromatických kyselin s alkalickými kovy příp. s alkanolaminy, jenotlivě nebo ve směsi, například uhličitan sodný, hydrofosforečnan dvojdraselný, hydroxid draselný, adipan trietanolamínu.

Rpztok může být k zajištění optimálního účinku doplněn povrchově aktivními látkami, vybranými ze skupiny zahrnující etoxylované mastné alkoholy, například cetyldodekaetoxylalkohol, alkylpolyglykoletersulfáty, například oktylhexadecylglykolétersulfát draselný a alkyl- případně alkylensulfáty alkalických kovů.

Roztoky podle vynálezu jsou schopny rozpouštět anodicky povlaky zlata více než pětinásobnou rychlostí oproti roztokům stávajícím, převádějí zlato do jednoho druhu iontů s konstantní proudovou účinností, čímž zajištují maximální přesnost a reprodukovatelnost výsledků měření. Při proleptání povlaku zlata k základu dávají ostrou potenciální změnu až o 1 Volt, více než dostatečnou pro automatické vyhodnocování konce měření.

Aplikací roztoku podle vynálezu nevznikají žádné nerozpustné produkty elektrolýzy, které by negativně ovlivňovaly funkci snímací sondy. Roztok má dostatečnou stabilitu a nenapadá materiál podkladu z mědi, mosazi, niklu, kovaru, invaru a stříbra. Vynález je dále osvětlen několika příklady jeho konkrétního provedení, jež však nevyčerpávají všechny možné varianty.

Příklad 1

tiosíran sodný	200	g
uhličitan sodný	125	g
bromičnan draselný	12	g
cetyldodekaetoxyalkohol	0,	,2 g
voda destilovaná do	1	1

Tento roztok je vhodný pro stanovení zlata na niklu a jeho slitinách při použití anodické 2 proudové hustoty 2 až 35 A/dm , přičemž proudová účinnost je 88 až 92 % a přesnost měření ± 4 %.

Příklad 2

tiokyanatan draselný	150 g
hydrofosforečnan dvojdraselný	120 g
fosforečnan trojdraselný	60 g
jodid draselný	2 g
voda destilovaná do	1 1

Roztok tohoto Složení je obzvlášt vhodný pro stanovení tlouštky zlatého povlaku na mědi, mosazi a stříbru v rozsahu proudových hustot 0,5 až 22 ‘A/dm, přičemž proudová účinnost je 94 až 97 % a přesnost měření í 2,5 S.

Příklad 3

siřičitan sodný	40 g
tiokyanatan draselný	60 g
borítan draselný	100 g
hydroxid draselný	20 g
jodistan draselný	0,2 g
voda destilovaná do	1 1

Při stanovení tlouštky zlatého povlaku na mědi, mosazi, niklu a stříbru s použitím tohoto roztoku lze dosáhnout přesnosti měření ± 3 %. Potenciální rozdíl při proleptání “ 0,8 V, proudová hustota 1 až 28 A/dm .

tetrationan sodný	85	g
tiokyanatan draselný	35	g
ftalan etanolaminu	120	g
jodnan sodný	18	g
hydroxid sodný	22	g
oktylhexadecylglykoléter sulfát draselný	0,	-5 g
voda destilovaná do	1	1

Tento roztok se osvědčil při měření tenkých povlaků v rozsahu proudových hustot 0,4 až 15 A/dm². Přesnost měření“ í 2 %.

Příklad 5

tiosíran sodný	24	g
tripolyfosforečnan sodný	40	g
jodid draselný	160	g
hydroxid draselný	6	g
voda destilovaná do	1	1

Roztok je určen pro proudové hustoty 4 až 45 A/dm . Lze jím dosáhnout potenciální rozdíl až 2 V, přesnost í 5 %.

Příklade tiokyanatan sodný 50 g pyrofosforečnan sodný 200 g jod 1,2 g hydroxid sodný 12 g voda do 11

Pro povlaky Au na slitinách niklu a železa. Použitelná proudová hustota 1 až 17 A/dm , rozdíl napětí při proleptání až 1,3 V, přesnost měření í 2,5 %.

Příklad 7 tiosíran sodný 250 g adipan trietanolaminu 72 g trietylcetylamoniumbromid 6,5 g voda do 11

Je určen pro povlaky zlata na slitinách stříbra v rozmezí proudových hustot 3 až 25 A/dm . Účinnost 78 až 82 %, přesnost - 5 %, rozdíl napětí 0,9 V.

Vynález umožňuje použití coulometrické metody pro měření zlatých galvanicky vyloučených ochranných povlaků na kovech. Lze jej využívat při provádění povrchové úpravy kovů ve strojírenství a zejména elektronice.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Roztok pro měření tlouštky zlatých povlaků na základním materiálu z mědi, mosazi, niklu a jeho slitin a stříbru colulometrickou metodou, vyznačující se tím, že obsahuje komplexotvorné látky s jedním až šesti atomy síry v molekule, tvořící se zlatém dobře rozpustné a stálé komplexy jednoznačného typu, v množství 10 až 400 g/1, regulátory pH roztoku v oblasti 9 až 14 v množství 10 až 300 g/1, aktivátory anodického rozpouštěcího děje v množství 0,02 až 200 g/1, případně i povrchově aktivní látky v množství do 1 g/1, a do 1 litru rozpouštědla, například vody.
2. Roztok podle bodu 1, vyznačující se tím, že jako komplexotvorné látky obsahuje tiosírany, například tiosíran sodný, tiokyanatany, například tiokyanatan draselný, siřičitany, například siřičitan sodný, a polytionany, například polytionan sodný, alkalických kovů jednotlivě nebo ve vzájemných směsích.
3. Roztok podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že jako regulátory pH obsahuje uhličitany, fosforečnany, pyrofosforečnany, boritany a hydroxidy alkalických kovů, soli monopřípadně polykarboxylových alifatických nebo aromatických kyselin s alkalickými kovy, příp. a alkanolaminy, jednotlivě nebo ve směsi, například uhličitan sodný, hydrofosforečnan dvojdraselný, hydroxid draselný, adipan trietanolaminu.
4. Roztok podle bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že jako aktivátory anodického rozpouštěcího děje obsahuje halogeny, například jod, halogenidy alkalických kovů, například jodid draselný, alkalické soli kyslíkatých kyselin halogenů, například jodnan sodný, případně ve vodě rozpustné organické sloučeniny halogenů iontového charakteru, například trietylcetylamoniumbromid.
5. Roztok podle bodů 1 až 4, vyznačující se tím, že jako povrchově aktivní látky obsahuje etoxylované mastné alkoholy, například cetyldodekaetoxylalkohol, a/nebo alkylpolyglykolétersulfáty, například oktylhexadecylglykoléter - sulfát draselný a/nebo alkyl - případně alkylensulfáty alkalických kovů.