IT8149589A1 - Procedimento di elettrodeposizione di oro su sostrati ricoperti con elettrodeposizione di nickel - Google Patents

Description

DOCUMENTAZIONE

RILEGATA

f SIO 940

? SI3-82 882

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DESCRIZIONE dell*inveriEione industriale dal titolot PROCEDIMENTO DI ELETTRODEPOSIZIONE DI ORO SU SOSTRATI RICOPERTI CON ELETTRODEPOSIZIONE DI NICKEL

della ditta statunitense HGOKER CHEMICALS & PLASTICS CORP. con sede in WARBEN, MICHIGAN U.S.A.

Riassunto

Si ottiene una migliore resistenza a corrosione di una placcatura di oro indurito con cobalto mediante elettrodeposizione di un rivestimento di nickel duttile, a bassa sollecitazione sul sostrato prima della elettro deposizione della placcatura di oro indurito con cobalto. Viene anche descritto il sostrato o pezzo placcato risul,. tante ,

Descrizione

La presente invenzione si riferisce all'elettro_ deposizione di oro su sostrati. Pi? in particolare, l'invenzione riguarda il miglioramento della resistea za a corrosione di rivestimenti di oro indurito con co_ balto che vengono elettrodepositat? su vari sostrati.

E* ben nota nella tecnica di metallizzazione l'elettrodeposizione, anche riferita a deposizione elettrolitica ed elettroplaccatura, di rivestimenti di oro indurito con cobalto su sostrati. Nelle pro__ cedure conenzionali viene fornito un bagno d? deposi^ - ia ?

sione comprendente gli ioni del metallo da depositare e un idoneo elettrolito, l'articolo od oggetto da plac^ care viene immerso nel bagno, o posto altrimenti in contatto con esso, venendo collegato come Catodo ad una sorgente di corrente esterna, ed un elettrodo metallico viene collegato come anodo alla stessa sorgente di corrente. Durante l'operazione di elettroplaccatura gli ioni del metallo da depositare vengono ridotti nel bagno a metallo zerovalente che si deposita sulla superficie del pezzo o sostrato.

L'uso di cobalto per indurire rivestimenti di oro viene descritto, per esempio, nel brevetto U.S.A. n? 2 905 601 che verr? discusso in appresso in maggior dettaglio.

E' stato trovato, tuttavia, che tali rivestii menti convenzionali di oro indurito con cobalto non han no l'alto grado di resistenza a corrosione che costitu?, sce un'importante propriet? per taluni scopi commercia^ li. Pertanto, sarebbe desiderabile fornire un sistema o procedimento per preparare speciali elettrodepositi di oro induriti con cobalto con resistenza a corrosio_ ne ed aspetto esterno come lucentezza, levigatezza migliorati. In tali casi ? stato possibile conseguire ta_ li risultati desiderabili con spessori sostanzialmente ridotti di metallo.

Secondo la presente invenzione ? stato ora tro__ vato che si possono ottenere rivestimenti di oro indu_ riti con cobalto presentanti resistenza a corrosione migliorata ricoprendo lazialmente il pezzo o sostra_ to con un deposito di nickel duttile, esente da solle citazioni.

Il necessario ricoprimento di nickel sul sostra^ to viene ricavato da un bagno di elettroplaccatura preparato in maniera particolare che, preferibilmente, pu? essere utilizzato con anodi insolubili. In genera^ le, i bagni di elettroplaccatura di nickel contengono un sale di nickel, per esempio solfato di nickel, come sorgente di ioni nickel ed acido borico o acido citri_ co come elettrolito. Sebbene possono essere impiegati altri additivi convenzionali, ? stato trovato essenzia_ le l*uso di acido orto-formil-benzol-so?fonico come brillantante ed una mescola di perfluoroalchilsolfona^ ti di potassio, sul mercato sotto la designazione di nome commerciale di FC 98,come agente bagnante.

A seguito della elettrodeposizione del ricopri^ mento di nickel duttile, senza sollecitazioni, il pez_ zo viene sottoposto alla elettrodeposizione del rive__ stimento esterno comprendente oro indurito con cobal_ to.

Effettuando le precedenti operazioni sequenzia^ li di elettrodeposizione, il rivestimento di oro indu__ rito con cobalto ? caratterizzato da una resistenza a corrosione superiore in confronto alla resistenza a corrosione dello stesso rivestimento di oro indurito con cobalto senza il ricoprimento di nickel duttile, senza sollecitazioni intermedio. D*altro canto,,la re_ sistenza a corrosione superiore non si ottiene,anche con il rivestimento di nickel duttile, senza solleci^ tazioni intermedie,quando l*oro viene ind?rito, per esempio, con ferro invece che con cobalto.

La resistenza a corrosione viene misurata con la norma di fabbricazione WL 2316 della Western Electric.

Il bagno di elettroplaccatura di sali di nickel utile nella operazione di rivestimento iniziale della presente invenzione avr? la formulazione seguente:

Componente Concentrazione g/litro sale d? nickel 30 fino a 105 (come Ni) elettrolito 20 " " 100

acido o-formil-benzolo solfonico 0,25 " "3,0

EC 98 0,02 " " 0,2

Le sorgenti preferite di nickel metallico sono solfato di nickel, citrato di nickel, carbonato di nickel, e simili. Tali sali sono impiegati prefer?^ bilmente in una quantit? da circa 135 fino a 470 g/li. tro per fornire la desiderata concentrazione di nickel metallico.

Elettroliti che sono per lo pi? utili per gli scopi present? sono acido borico, acido citrico, e simili. Le quantit? preferite usate nella prepara^ zione dei bagni di elettroplaccatura della presente invenzione potranno variare da circa 22,5 fino a 45 g/litro. L'uso di acido borico ? particolarmente pre^ ferito.

I componenti organici del bagno d? nichel sono normalmente gli agenti brillantanti e bagnanti. Hel_ la formulazione dello speciale bagno di e]efctroplac_ catura della presente invenzione il brillantante speci fico impiegato ? acido orto-formil-benzol-solfonico. L'agente bagnante richiesto ? KJ98* un prodotto con nome commerciale posto sul mercato dalla Minnesota Mining & Manufacturing Company.

Per la maggior parte degli scopi il pH del bagno di elettroplaccatura ? regolato in un campo di circa 2 fino a 5, preferibilmente 2,5 fino a 4,5. I compo_ sti usati per effettuare la regolazione del pH inclu_ dono carbonato di nickel, acido solforico, citrato di potassio, o acido citrico.

I bagni della presente invenzione vengono fat? ti funzionare a temperature di circa 46 fino a 57?C e ad una densit? di corrente relativamente elevata fi no a circa 1000 ASF, e preferibilmente circa 100 fino a 600 ASF* La possibilit? di usare tali densit? eleva__ te di corrente ? un altro importante vantaggio dei ba^ gni di elettroplaccatura della presente invenzione.

Il nickel depositato su vari sostrati quando vengono utilizzati i bagni della presente invenzione ? caratterizzato dal fatto di essere sem?br?llante, dut_ tile e scarsamente sollecitato. Inoltre, ? possibile usare anodi insolubili nella effettuazione sia delia iniziale che della seconda operazione di rivestimento. Gli anodi insolubili che possono essere impiegati in_ eludono, per esempio, titanio platinato, tantalio pia tinato, colombio (niobio) platinato nonch? un anodo di platino metallico stesso- Inoltre, si possono anche usare anodi di titanio aventi ricoprimenti di ossidi misti, come ricoprimenti di biossido di rutenio-biossi, do di titanio.

L*elettroplaccatura di depositi di oro induri^ to pu? essere condotta utilizzando i bagni ed i pro_ cedimenti descritti nel brevetto U.S.A. 2905 601. La descrizione di tale brevetto ?, pertanto, qui incorpo^, rata per riferimento. Sebbene siano preferiti rivesti^ menti esterni di oro indurito con cobalto si comprende, r? che possono anche essere impiegati altri indurenti metallici come indio o nickel nella effettuazione del presente procedimento che implica l'impiego di un pro^ cedimento di trattamento di oro ad alta velocit? seguente l'applicazione di un procedimento di trattamen_ to di nickel ad alta velocit? per formare il rivesti^ mento iniziale o intermedio sul sostrato o pezzo.

Il bagno di elettroplaccatura utile per l'opera^ zione di placcatura di oro comprender? (1) un acido or ganico debde, stabile, (2) oro come cianuro, (per esempio cianuro di potassio-oro), e (3) uno o pi? sali di metallo base solubili nel bagno.

Esempi di acidi che possono essere impiegati sono acido formico, acetico, citrico, tartarico, lat__ tico, kojico, o acidi similari e miscugli di tali aci^ di. L'acido deve essere presente in proporzioni di circa 10 fino a 150 g per litro e pu? essere parziale mente neutralizzato con idrossido alcalino 0 di ammo__ nio per dare un pH di circa 3-5- E* tale acido organi^ co debole e la procedura di mantenere il bagno entro un campo di pH limitato che produce il desiderato effetto di deposizione di lega di oro.

L'oro pu? essere aggiunto come doppio cianuro di oro e di un metallo alcalino, per esempio cianuro di potassio-oro, e pu? essere presente in proporzio_ ni di circa 8 g per litro fino a 26 g per litro di oro, preferibilmente 12.

I sali di metallo di base che possono essere ag giunti comprendono i solfati, so?fammati, formiati, acetati, citrati, lattati, tartrati, floroborati, borati, fosfati, ecc di nickel, zinco, cobalto, indio, ferro, manganese, antimonio, rame, ecc. afeli sali di me. talli vengono aggiunti nella proporzione da 0,5 fino a 5 g per litro. I risultati molto soddisfacenti si ot__ tentono quando due di tali sali di metallo di base sono inclusi nel bagno. Sebbene l?aggiunta del sale di metallo di base sia necessario, non ha importanza qua le sale o miscuglio di sali viene aggiunto purch? i sali aggiunti siano solubili e compatibili con tutti gli altri ingredienti del bagno.

II bagno pu? essere fatto funzionare ad una den o sit? di corrente di 1 fino a 100 Ampere per 0,0929 m * Una agitazione moderata fino a rapida migliora il fun_ z?onamento. Il bagno pu? essere fatto funzionare alla normale temperatura ambiente (21,1?C) che ? vantaggio^ sa per il fatto che non si rende necessaria alcuna re__ gelazione temostatica ma si possono impiegare tempe, rature superiori od inferiori da 10?C fino a 48,9?C? Il massimo rapporto catodo/anodo deve essere circa 4:1.

Il bagno di elettroplaccatura preferito utile per la seconda operazione di rivestimento avr? la for__ mulazione seguente:

Componente Concentrazione (?/litro) acido acetico e sale di sodio 100 fino a 500 acido formico 10 " " 50 mls/1 oro (come cianuro di potassiooro) 12 " " 26 cobalto (come solfato) 0,5 U 1,75 acqua resto L'invenzione verr? ora compresa in maniera piu completa con riferimento alla seguente realizzazione illustrativa:

ESEMPIO

Viene preparato un primo bagno elettrolitico sciogliendo i seguenti componenti: g/litro nickel (come solfato) 75

acido borico 40

acido o-formil-benzolsolfonico 1,5

PC 98 0,1

acqua resto

Un secondo bagno elettrolitico viene preparato sciogliendo i seguenti componenti:

g/litro acido citrico (come citrato dipotassio) 200

acido formico 20 mls/1 oro (come cianuro di potassio-oro) 12 cobalto (come solfato) 1,5

acqua resto

Il pH di tale bagno viene regolato a circa 4,8 fino a 5,2 con 11aggiunta di un alcali o acido.

Prova A

Il sostrato, un pannello di circuito stampato placcato di rame commerciale, viene prima trattato nel bagno di elettroplaccatura di nickel per fornire un deposito di nickel semibrillante, duttile e senza sollecitazioni avente uno spessore tra circa 2,5 fino a 5 ?? Il sostrato cos? rivestito viene poi trattato nel secondo bagno di elettroplaccatura ovvero elettro^ placcatura di oro per fornire un deposito di oro brijL lante, levigato e duro. Tale rivestimento ba uno spes sore da circa 1 fino a 2 ?. La resistenza a corrosio^ ne del prodotto risultante,misurata secondo la norma di fabbricazione WL 25-16 della Western Electric, vie^ ne trovata eccezionale.

Prova B

Quando viene omessa l?operazione di elettroplac. catura del rivestimento di nickel la resistenza a cor rosione del prodotto risultante viene sostanzialmente ridotta.

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Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI -

   1, Procedimento per ottenere una placcatura di oro con resistenza a corrosione migliorata su un sostrato, comprendente le seguenti operazioni sequenziali di placcatura: (a) elettrodepositare un rivestimento di nickel duttile, esente da solleci^ fazioni, su detto sostrato da un bagno di elettro^, placcatura contenente un sale di nickel, un elettro lito scelto dal gruppo costituito di acido borico, acido citrico e acido orto-formil-benzolsolfonico, e come agente bagnante un miscuglio di perfluoroal_ chilsolfonati di potassio; e (b) elettrodepositare un rivestimento di oro indurito con metallo di base sul sostrato risultante placcato di nickel duttile, esente da sollecitazioni, d? un bagno di elettroplajc catura contenente un sale di oro, un elettrolito scel. to dal gruppo costituito di acido acetico, acido ci_ trico, acido formico e loro miscugli, e un indurente di sale di metallo scelto dal gruppo costituito di sali di cobalto, indio, nickel, zinco e loro miscu_ gli.
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui il selle di nickel ? solfato di nickel e l'elettro^ lito ? acido borico.
3. 3* Procedimento secondo la rivendicazione 1* in cui il bagno di elettroplaccatura (a) ? fatto funzionare ad un pH di 2 fino a 5-4?.
4. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui le operazioni di elettrodeposizione (a) e (b) vengono effettuate con anodi insolubili.
5. 5. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui il sale di oro ? un sale di cianuro di oro.
6. 6. Procedimento secondo la rivendicazione 5, in cui detto bagno di elettroplaccatura (b) utilizza cianuro di potassio'-oro.
7. 7. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui detto bagno di elettroplaccatura (b) utilizza acido acetico come elettrolito.
8. 8. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui detto bagno di elettroplaccatura (b) utilizza solfato di cobalto come sale d? metallo base.
9. 8. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui detto bagno di elettroplaccatura (b) utilizza acido ci trico come elettr?lit .
10. 10. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui detto bagno di elettroplaccatura (b) utilizza acido formico e acido citrico come elettrolito.
11. 11. Placcatura di oro indurito con cobalto con resi_ stenza a corrosione migliorata preparata coail proce dimento della rivendicazione 1,

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