Электролит для осаждения покрытий из сплава палладий-индий

Электролит для осаждения покрытий из сплава палладий-индий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Сонетскнк

Социалистические

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >931812 (61) Дополнительное к авт. свил-ву(22)Заявлено 03.11.80 (21) 3000998/22-02 с присоединением заявки,рв(23) Приоритет (51)М. Кл.

С 25 D 3/56

Ьеударстееккый кемктет

СССР ае делам кэееретеккк к открытий

Опубликовано 30.05.82. Бюллетень М 20

Дата опубликования описания 30. 05. 82 (53) УД К 621. 357. .7:669 234 ° .872 (088. 8)1»" аа, «е» (72) Авторы изобретения

К. С. Педан и Н.Ф. Решетникова

1

3 с

Ордена Трудового Красного Знамени институТ физической химии Ak СССР

«» АЗВ . (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ

ПОКРЫТИИ ИЗ СПЛАВА ПАЛЛАДИН"ИНДИЙ

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электролитическому осаждению покрытий из сплава палладий-индий (Pd - 3n).

Известен электролит для осаждения. покрытий сплавом палладий-индий, со" держащий в г/л: . Рс1С1тт 5-15, ЗпС1 1752, КСЙ 9-27, КОН 60-180, глюко- нат натрия 36-108. В этом электролите при катодной плотности тока 0,51,5 Аlдм и 30-60 С осаждаются высоко" тв качественные розово-сиреневые осадки интерметаллида Pd3 п. Эти покрытия обладают высокой защитной способностью при небольших толщинах (в .тS частности обеспечивают защиту от коррозии медной основы ) и сохраняют стабильность переходного электрического сопротивления после выдержки в коррозионной среде (11.

Однако -эти покрытия плохо паяются и имеют высокий исходный уровень переходного электрического сопротивления (0,023-0,026 Ом), что не позволяет осаждать их на контакты разъемов, контактные выводы печатных плат, коммутирующих устройств, переключате.« лей и т.n., т.е. использовать в качестве контактных покрытий.

Известен электролит, содержащий в г/л: Pd (в виде тетрааминохлоридного комплекса) 18-20, 1п (в виде

3nC1>)k 5-7;5, натрий виннокислый 100120, (NHg) ISO 60-1 l 0, AH C l 20-30, йаС1 70-90, аммиак (253-ный водный раствор) 200-250 мл. В этом электролите при рН 8-9,5 катодной плотности тока 0,5-1 А/дм и комнатной температуре формируются покрытия сплавом Pd 3n, содержащие 15-353 индия. Эти покрытия хорошо паяются и имеют исходное переходное электрическое сопротивление 0,006-0,009 Ом(21.

Однако эти покрытия не обладают достаточно высокой защитной способностью в тонких слоях и не сохраняют стабильным переходное электрическое сопротивление после их выдерж3 93181 ки в коррозионной среде. Так, после испытаний медных образцов с этими покрытиями толщиной (2 мкм в камерах влажности и соляного тумана (ГОСТ 16962-71) в основании пор

5 покрытий обнаруживаются продукты коррозии медной основы, наблюдается потускнение покрытий, переходное электрическое сопротивление возрастает до

0,015-0,017 Ом, что недопустимо, >о например, для контактов в слаботочных электронных схемах.

Наиболее близким к предлагаемому является известный электролит для осаждения покрытий из сплава палла- 15 дий-индий, содержащий в г/л: Р4С1>1 (в пересчете на металл) 1 "2, оп<0> (в пересчете на металл) 18-29, трилон Б-60-90, NH

18-50 С осаждаются гладкие осадки о высокого качества, содержащие до

30> индия. Эти покрытия имеют микро- у5 твердость (Н> ) 220-300 кг/мм 1, хорошо смачиваются свинцово-оловянным припоем s присутствии нейтральных флюсов и имеют относительно низкое исходное переходное электрическое сопротивление (0,00180,0050 Ом) (31.

Однако коррозионная стойкость .этих покрытий высока только при тол щине - 5 мкм. Испытания медных об35 разцов с этими покрытиями толщиной

42 мкм в камерах влажности и соляного тумана показали, что на поверхности покрытий появляются обширные участки потускнения, в основании пор

1 обнаруживаются темные продукты кор розии, содержащие ионы меди, и набгдается повышение переходного электрического сопротивления до 0,010,015 Ом.

iS

Таким образом, реализация извест.ного технического решения не отвечает современным тенденциям развития гальванотехники, согласно которым, с целью экономии драгоценных металлов, необходимо уменьшать допустимую толщину гальванопокрытий без снижения коррозионной стойкости и функциональных свойств. Действительно, целью практического использования известного электролита является замена палладиевых покрытий при производстве интегральных схем, электрических контактов, разъемов, колец потенциомет2 4 ров и т.п. Палладий обеспечивает защиту.от коррозии меди, ее сплавов или электролитического медного подслоя при средней толщине 4 мкм. При реализации известного решения покрытия сплавом палладий-индий обеспечивают защиту меди от коррозии при толщине не менее 4-5 мкм. Отсюда экономическая Эффективность замены палладил на сплав Pd - Jn, осаждаемый в соответствии с прототипом, будет относительно небольшой, так как разница стоимости индия (380 руб/кг) и палладия (700 руб/кг) не очень значительна.

Значительно больший зкономический эффект может быть достигнут, если палладиевые покрытия толщиной 4 мкм будут заменены на покрытия сплавом

Pd - 1» толщиной (2 мкм без снижения коррозионной стойкости и других функциональных свойств, главным из которых для контактного покрытия является величина переходного электрического сопротивления.

Цель изобретения - повыыение стабильности переходного электросопротивления и защитной способности покрытий при одновременном снижении их допустимой толщины.

Укаэанная цель достигается тем, что электролит, содержащий .хлориды палладия и индия, гидроксид аммония, комплексообразователь H воду, в качестве комплексообразователя содержит смесь глюкотана натрия и нитрилтриуксуснокислого натрия при следующем соотношении компонентов:

Хлорид палладия, г 8-50

Клорид индия, r 4-15

Глюконат натрия, г 4-16

Нитрилтриуксуснокислыи натрий, г 7-29

Гидроксид аммония, мл 80-500

Вода, л До 1

Исследования показали, что достижение указанной цели для покрытий небольшой толщины ((2 мкм ) возможно при соблюдении следующих условий.

С одной стороны, в области границы раздела медная основа-покрытие целесообразно поддерживать максимально высокую концентрацию индия в сплаве, так как индий сам по себе обладает высокой защитной способностью в условиях атмосфернои коррозии и как электроотрицательный металл в контакте с меднои,основой способен обеспечить электрохимическую защиту пос5 9318 ледней за счет значительной разницы стандартных потенциалов, составляющей

0,68 l3. С другой стороны, соосажде" ние индия с палладием хотя и повышает износостойкость покрытия, Hî S увеличивает его переходное электрическое сопротивление, что ухудшает контактные свойства. В этом аспекте, по-видимому, целесообразно поддерживать концентрацию индия на некотором 10 оптимальном уровне, чтобы обеспечить высокую коррозионную стойкость покрытия, сохранить переходное электрическое сопротивление минимальным и не допустить при этом снижения tS контактной износостойкости покрытия.

Изучение физико-механических свойств покрытий сплавом палладийиндий привело к выводу о том,. что если осаждается сплав типа твердый рв раствор {на основе решетки палладия), то при определенных условиях вполне достаточно небольшой средней концеит" рации индия в сплаве (3-7Ф) для того, чтобьвобеспечить высокую твердость фу и контактную износостойкость покрытия и, самое главное, добиться низкого переходного сопротивления, которое изменяется очень незначитвль» но после выдержки покрытий в коррозионной среде. Поэтому в ходе разработки предлагаемого состава электролита было решено реализовать такие условия осаждения сплава Rd - 3n типа твердый раствор, при которых первоначально на медную основу осаж» . дается значительно обогащенный иидием тонкий слой сплава, а затем эв счет увеличения перенапряжения выделения сплава на обогащенном ииднем осадке скорость соосаждения инда в сплав очень резко снижается, и последующие слои содержат относительно небольшую концентрацию индия, которая способ твует сохра ение переходноГО 4э сопротивления на низком уровне и в то же -время обеспечивает высокую контактную износостойкость покрытий сплавом.

Указанная выше цель достигается при соосаждении индия и палладия из щелочного электролита, содержащего тетрааминохлоридный комплекс палладия (5)и смесь глюконатного и нитрилтри».уксуснокислого комплексов индия (Е) в присутствии аммиака и ионов СГ, обеспечивающих стабильность состава электролита и воспроизводимость хими- . ческого состава покрытий. Указанные

1 ъ 6 комплексные соединения металлов образуются в ходе химических реакций при осуществлении определенной методики приготовления электролита. Поэтому предлагаемый состав приводится по исходным компонентам.

Иетодика приготовления электролита состоит из двух стадий: получение раствора тетрааминохлоридного комплекса палладия (1 ) и раствора, содержащего смесь глюконатного и нитрилтриуксуснокислого комплексов индия.(5) с последующим их смешиванием.

Для приготовления раствора И 1 необходимую навеску соли РдС1о растворяют айви нагревании (50-60оС) в дистиллированной воде (0,1 от общего объема электролита) с добавлением

3-5 капель концентрированной йС1, на каждый грамм РдС1 . 11осле полного растворения соли РдС1я к данному горячему раствору осторожно приливают необходимый объем 253-ного водного раствора аммиака и нагревают при постоянном пврвмеаивании (30-бО С)до полного растворения серо-розовой суспензии и образования прозрачного желтоватого раствора тетраамииохлорида палладия.

Для приготовления раствора Р 2 . необходимую навеску 1пС1 раство ряют в дистиллированной водв 1,9,2 от общего объвма электролита и полу" ченный раствор постепенно приливают к водному раствору (6,2 от общего объема электролита), содержащему смесь необхадимых количеств глюконата натрия и иитрилтриуксуснокислого натрия. Яолучвмиую смесь нагревает (чу ярк первмвшиаании в течение получаса, яослв чего охлаждает до комнатной температуры.

Вриготоелвиив электролита заввр- . вают снваиваиивм растворов 1 и 2 и раэбааами ием снеси мщой до необходимого вбъемв. Наличие в электролите нвобмадимык концентраций свободного гяенанвта натрия, нитрилтриуксусивкислого .натрия, ионов

МН и Сl обеспечивается без до 1 полнительиого контроля в ходе приготовления растворов 1 и 2. Свежеприготовлвнный электролит не нужда. ется в предварительной проработке током. Значение рН в необходимом интервале доводится растворами йаОН и HCl.

8 электролите формируются гладкие, .блестящие сврвбристо-белые покрытия

7 93181 сплавом палладий-индий, содержащие при толщине 0,2 мкм до 60-70 вес.4 индия, а при толщине 7 2 мкм - 37 вес. индия и по фазовому составу представляющие собой твердый раствор S замещения на основе ГЦК-решетки палладия с параметром решетки 3,883,94 А. Режим осаждения: катодная плотность тока (без перемешивания )

О, 1-1,0 А/дм, рН 9-11, температу- . 1В ра 18-23 C аноды нерастворимые (платина, палладий, титан, гра- ° фит ), соотношение поверхности катодов к анодЬм = 3. При толщине ) 2 мкм осадки сплавов палладий-индий бес- 1З пористы, сохраняют практически постоянный химический состав (3-7 индия) и не отслаиваются (при испытаниях на перегиб ) от катодных основ из меди, латуни, стали, платины, пал- 24 ладия, химического никеля и электролитических сплавов rpynrw железа.

Существенным преимуществом покрытий сплавом из предлагаемого электролита (по сравнению с прототипом) являет- И ся обеспечение защиты ot коррозии

:медной основы при небольших толщи-нах (1 < 0 ñ 2 мкм), т.е. в условиях, когда на поверхности покрытия обна" руживаются немногочисленные открытые .1Е

2 8 поры. Достижение этого положительного эффекта обуславливается высоким содержанием электроотрицательного индия в первом слое покрытия, непосредственно прилежащем к электроположительной медной основе. Переходное электрическое сопротивление полученных покрытий сплавом паллалий-индий очень мало,0,0014-0,0016 Ом при нагрузке 50 r и 0,0010-0,0012 Ом при нагрузке 100 г ) и практически не изменяется после экспозиции покрытий в камерах влажности и соляного тумана (0,0018-0,0025 и 0,0014-0,0017 соответственно). При катоднон плотности тока 0,1- 1,0 А/дм выход по току сплава составляет 98-943, а скорость осамдения покрытия 2-16 мкм/ч. Внутренние напряжения (растяжения) в покрытиях составляют 2500"3200 кг/см . Рассеивающая способность электролита (метод Хэринга-Блюма) 25-383. Стабильность работы электролита (количество пропущенного электричества без корректировки состава и ухудшения качества покрытия) ) 12 А-ч/л.

В таблице представлены примеры реализации предлагаемого состава электролита по сравнению с прототипоме

931812

1

1 !

I

1 IA

I

Э о х

0Й

Щ с

«Я

З с

Э

ID м

)Ч

00

CI о!

I

1

1

1

О «Х

X З о. с

lO Э

4l IO а

Э О

v )I

1

I

I

1 м

CV

00

CI

C)

IA о а е

О «Х

X 3l а с

Ю Э

4l )О

a I э о (« I м

)Ч

0О о о м

З а

4l

X

CL

С о о м о о м л о

1

О «З

* З ас

К Э

Э Ю

О. э о

С2 I

1

I

I

1

Э о

% с

l м

)М

00 о

Щ

Ф с

lA л

Ф Ъ

C 4

I

I

I

1

I 1 !

1

I

I

1

I . IA л

Ф

00 х

О. о сХ л

X

)- с о

I ) о а а

1А м

lA

IA л

EFI

0О о о

t4 !

C\ о

«Ф о

М\

00 л л

04

Ф

<С л х о

)41

)о о

I»

И

I5

Щ х

1

Il

I

I

I

1

1

I

1

1

1

I

1

1

1

1

1

С;, л

Э а

X

%

4l л

CL

2 о

Щ а

I

1

1

1

I.

1

Щ з

«Х и о

L» Ct л

3. о с

iX

З х

lX л

С ) б

Э )»

® I0 z

Э O ъ» с

X с а

ГВ Iо

4) о

«Х

З

I дФ

IA

)М с о а х

О. С

В. О х а

1 4) l о е х.-) зс л

X 1

I . а I а л

Э с

«Х о о

Э

Z а

I- (. л ° \

Е Вz c о х

Y а а с з х

l" о о

1 I

I I

I 1

1 I

I 1

I I

I м 1

I t

I - I

1 I

0O 1 1 в о

М ) 4 Cl

00 O е Щ

CCt CL

00 е» 0 0

)М

O 00

-Ф В

)ч м

1 1

I»

1

1

1

I

1

1

1

I

1

1

1

I

l

1

1

t

1

1

l

1

1

1

1

1

1

I

I б, I

I !

I

1 б

В

I ! !

I

В

t !

t ! !

t

I

1 !

В

«

1

1

1

I

1

I

1

I !

I

1

1

1

1

"1

I

I

I

I

1

1

1

1

1

I

1

l

1

1

1 б

1

1

I

l

I

1 !

I

I

I ! !

I !

I

I

1

t

1 !

1

1

1

1

I

1

I

1

)

) б

I

I

«

1

1

1

1

I

1

1

1

1

1

I

1

1 4l о

I Х сК

1 Ю

1 С

I !

1 !

1

1

1

1

I !

1

1

1

1

t ) Э

I,. 0) !

t )"о

) Э

I )О

1

I Х

I )ф

1 !5 с

1 Ъ"

I

I

I

1

1

1

1

I

1

I

I ! It

I X

t t

I З

Э 1

Э I 1

IC, I

l» .

Э,I с;1

lo 1

Э I

Э 1 у 1

I о 1 с

4l! р !

Э 1

Э у 1

-ц 1

)-., Э 1

С I

)р:1

Э

4! 1 у 1

)ц I

v !

Э I с!

)о

41 I

Я

)- !

lg ) 1

I

В

t

I

;I 1

l

jt (1

;1

;!

:I

t

1

I

l 1

:t

It I

1

I

1 !

I ! ! ,I

1

1

1

1

1 ! !

1

1

I

I

1

1

1

1

1

1

l

1

1

4l

К

X а с, 3

1 о

t 4)

CдФ

Q Э

X 4I

z ф л

В4 X а зх

t CX о )) ! 1„! рЕ

12!

I

) !

I !

I

I !

I !

I ! !

t

I

)

I !

I

I

1

)

1

I

I

I

1

C

),)

)Э

fg

f6

C

)» ь

D ь ь!.

5

X

С) Э

X х

Ф

% о

Ц

О с а

D ь ь

Ln м

X ю

Ф

Ф 1

Ф I

dl 3

1

)

1

C 1 о

1ф I

1 ь ь о о м о ь ь ь

СЧ

1

I

1

D о о

СЧ сО!

I .4

I

t

) !

I

3

S

1

I !

4 1

1

f

I

Ю с

)- 4" о

4 о

CL Ю

I ьо оо

D D

0l 00 О 00 б

Х

МЪ м

Мб

C

l V

ЗИ

f4t IC C з

2l ,а хщ

О 1

cv а3

1»

v к

2 gð

I

1

)

1 4

f

1

I

I !

l

1

S

1 ! !

I

)

1

I

1

1

I

I

t ! .!

)

1 !

1

1 I

1 !

I

I ! !

I

I

l

f, I

I

Е

° в

Э а

X ф If)

% 0)

Фа 6 о а Q, ф ))- x

И с о в а

I 2 х )Э Ф

)» )ф о

СЭ а

fX а 4 ох!

ZO!

)X c

Иф

Z I

)X X I х8)

eOi

3(I» 1

f0 I

4LX i

CL !

l 1, ! !! I

I I

) 1

1! I

I an 1

I 1

I !

I !

1 — ч

t !

) I! ) I !

) I

I ) I I

fIм4 t

I 1

:) 4 I

) 1 ! )!

)Ч

f 1.! !

I ) I 1

1 I

I I

S «- !

) Ii

1 I

I °

fI

) с

v дФ

Щ °

3- Q З ф ф °

z x

Ю X

3Е

4L an

Э сЧ а о ь

ОV) !

I !

1 !

)

) !

1

I

l

1

1

I !

1

1

1

l

I

1

) !

1 г

)

l

I !

)

4

)

I

I

I

I

I

1

1 ! !

l

1

1

I

3

t ! ! ! !

I

1

I

I

l

1

1

I !

I !

1 ! О

)Ч

)Ч О

СЧ

CV

4)ъ

СЧ о о м

М

° э

Ю а ! о о

Э ф а 3 х

931812

I сФ

X 1

I

a» I ф 1 йо

f)t 1» I ф f)f 1

С I 1 х о о

Ц Х 1

V l

fft I х х сФ

O 4 а х

3» 63 I

О Х 1 о а

Y )» 1

fX fSt 1

o *

)- 1

О X 1 о а о с о

Z)X 4

EO X )

X Z

1

I

V 1

1» г

fS) 4

f4) I а !

1

t

f

1

1

I ф 1

3.!

О 1

l» 1

X 1

X 1 ф 1

Х 1

4 1 о

3» 4 о з х

C Z а ох з*v

3. R з а о@

I» g О

ОXV ххо

Я м

1»C 1 ф СЧ

Z O а о о

О )М а I»

O.О

Ы LXÕ

Э

Х

IЭ

)»

Ф

Ю

Ф

I»

Ф

3

l

)Э д т» м

)Э Q Ф

X X

l- I- I»

Э Э Э

X X X

I- I- Iф Ф Э

X X

° м 00

iо Ln

X X X х х х

X X

9318 Iz

З к с

3О

33

1

I

1 . I

1

I

I

1

1

3 !

1

1 ! !

1

I

I

3 !

1

I

I

1

3

3

I

I

t

I

Cl

CV

Cl

Ю

Ю

ФЧ

Ю

Ю

»

C)

Ф"Ъ

Ю

Ю

»

C)

РО

Ю

Cl

»

Ю

LA

Ю

Ю

»

Ю О

Ю

С3

LCL

hh

Ю

Cl

° а

X х

Э

% с о

LA

3Ч

Ю

Cl

3Ч

Cl

Ю

Ю

3 Ъ

EV

Ю

С3

Ю

33\

Cl

Ю

Ю О

Ю

Cl

° с

Ю

Ю

3Ч

Ю

Ю

Ю

Ю

3Ч

Ю

Ю

Ю

I !

О1

Ю

Ю

Ю

З а

Э

X а

Ю

3Ч

Ю

Ю.

°

Ю

3Ч

Ю

Cl

»

LA

3Ч

C)

Ю

Ю

-а

Cl

Ю

Ю

3.Л

Ю

Ю

Ю

3Ч

Cl

Ю

Ю

Ю

Ю

°

СЪ

Ю

C)

C)

»

0О

Ю

Cl

Ю

Ю

3Ч

Cl

Ю

Ф

:ф

Cl

Ю

Ю

09

С3

Ю

Ю

:3

Ю

Ю

° h

Ю ИЪ

3Ч

Ю

C)

Ф

Ю

3 Ъ

Ю

Ю

°

Ю

3Ч

Ct

Ю

Ю

0С3

Cl

Ю

Юс

Ю

3Ч

Ю

Ю

Ю

Ю. СЪ

Cl

° Ь

Ю

Ю

Ю

Ю C3

Ф

Ф Р

СФ

° ь

Ct

CO

Cl

Cl

° ь

С2

LA

Cl

Ю

Ю

Ю !

CKI

Ю

Cl

C)

Ю

Ю

Ю

Ю

ОО .Ю

Ю

% Ct

СР

О1

Cl

° Ь

Ю

LA йЧ

Ю

В

C)

3.3Ъ

C)

Ю

° с

Ю

0О

Cl

Ю

Ю

СО

С3

СЗ!

C3 .

Ю с

3- С о

1» 3 о р !

Ю ь

С1 Ю

Ю 3

О СР

В Ф

С> О а е!

1 л

t5

Э а

3

x e

3- С о v а о с с о

V L.

X х и

° ° а о

z !

iX

I» ъ а х о с

X

Х е

X 333

36 OI а 3 о

-а

Е 3о в

v Э

Э Y

У CO

X Л а а

I- LХ 03

e z с

Е X

CL

Э C о

z X

ct o о х а

Э а э

e x

C Z

Х, Y й

Y

З

Ь

333

33»

Э с

Cl

Э

3и о

С.Л

Ф

v о

t 1

1 1

1 1

1 1 ! 1

I I

1 1

I 3

1Е1

1 1

I 3

1-4 ! 1

1 I ! 1

I 1

1 1

1 1

1 - I

1 I

1 1 !

1 1

1 I

3 I

1 1

I I

I Р Ъ

1 I

1 I

I I

3.»

t, I

f 1

1 I

I 1

I 1

I 1

1 3Ч I

1 1

I t

1 1

I 1

I 1

1 1

1 1

1 - 1

I 1

) I

I I ! 1

à — — 1

I

1

1 !

1

1

1 !

I

1

1

1

t

I

I

I !

1

1

1

I

I ! !

1

I

I

1

1

I

1

I

1

1

1

I

I

1

)

I

3

1

I !

I

1

1

1

I

I

1

I !

1

I

I

I

1

1 !

I

I

1 э 3о

3tt C I1- ра а ь. с 3 З о аж

VCt YY

mO X

Э с .3 о э

Y rlX

vox

Э @AX

О а!0

З3- ta э х и

ex x с а есх

З

ezx оо z о

3 ® X

О CO ° °

LA

Ю

Ю

Cl

О1

НЪ

Ю

Ю

° 1

Ю

П3

6О

С!

Ю

Ю

ОЪ

CV

Ю

Ю

Ю

Ю

CA

Ю

СЪ

° с

Ю

3Ч ° в 3

15 9318

Из таблицы следует, что предлагаемый электролит (примеоы ?, 3 и 4) обеспечивает получение высококачественных износостойких покрытий сплавом Pd - 1п., обладающих повышенной защитной способностью в тонких слоях и стабильностью уровня переходного электрического сопротивления после испытаний в коррозионной среде. Достижение этого положительного эффекта tO не сопрово><дается потерей контактной износостойкости, что свидетельствует о комплексном решении поставленной задачи уменьшения допустимой толщины покрытий сплавом, с целью экономии ts дорогостоящего палладия и сохранения при этом мх функциональных свойств.

Обоснованный выше положительный . эффект достигается в предлагаемом электролите, фактически содержащем 20 комплексные ионы Pd(NHg)$», ионы глюконатного и нитрилтриуксуснокислого комплексов индия ({в), ионы С1

Na, ЙН 4 и ОН, а такие свободные ионы глюконовой и нитрилтриуксусной 2ç кислоты.

Электролит принятый за прототип фактически содержит комплексные ионы

Pd(NHg)g +, ионы С1, Na, ИН,», ОН ионы трилонатного комплекса йндия зо (ltt) и свободные ионы ЗДТА (трилона

Б). Суцественное качественное отличие предлагаемого электролита от прототипа состоит в использовании смеси глюконатного и нитрилуксусного комплексов индия (ttt). Как показали соответствующие исследования, при осаждении сплава на чужеродную подломку (медь, латунь, сталь и др.) совместно с восстановлением Р<{ (NH ) пер 4р г Щ. воначально относительно легко разряжается только нитрилтриуксуснокислый

r"ìnëåêñ индия (и ).Зто приводит кобо ,гащениа слоя покрытия, прилегающего к основе, индием (при толщине

40,25 мкм содержания индия достигает

60-70л;). После затямки поверхности основы таким сплавом восстановление нитрилтриуксусного комплекса индия резко затормаживается за счет повыыения перенапряжения его восстановления на индии и в дальнейшем соосаждение индия в сплав происходит, в основном, за счет восстановленйя с очень небольшой скоростью прочного глюконатного комплекса индия

$5 ({{{), что и приводит к снижению содержания индия в сплаве до уровня, который мало меняется с ростом толщины

12 16 покрытия ) 2 мкм и при изменении условий осамдения (3-7 вес./), В результате достигается комплексный положительный эффект: высокая защитная способность покрытий при толцине 2 мкм и сохранение стабильности их переходного электрического сопротивления после экспозиции в коррозионной среде, имитирующей и<есткие условия атмосферной коррозии.

К числу достаточных условий для реализации предлагаемого состава электролита и достижения полоиитель" ного эффекта следует отнести: наличие в электролите ионов Pd(NH q)f», разряд которых совместно с глюконатным и нитрилтриуксуснокислым комплексами индия ({п)протекает с оптимальной скоростью; обеспечение л иольного cooTHQUåíèÿ { и (глюконат натрия и 3 n ) нитрилтриуксуснокислый натрий в интервалах от 0,13 до

j,9tt и от 0,07 до 1,11 соответственно", обеспечение суммарной концентрации индия и палладия (в пересчете на металл) в интервале 7-38 t-/ë при соотношении Pd 3 п в интервале от

{),6-до 15; обеспечение отношения суммарной концентрации Pd и 1п (в пересчете на металлы в c/ê) к концентрации ионов NH + и СI на уровне 0,7 и 1,4 оответственно; обеспечение отношения концентрацйи глюконата натрия к нитрилтриуксуснокислому натрию на уровне 0,5.

Все перечисленные условия обеспечиваются предлагаемыми интервалами кон:центраций компонентов электролита и разработанной методикой его приготовления.

Несоблюдение какого-либо из этих условий приводит к появлению в электролите суспензии {п(ОН)3, способствующей осаждению шероховатых покрытий и их частичному отслаиванию от катодноЛ < сновы снимению защитной{ способности rокрытий и повышению вели чины переходного электрического сопротйвления до и после экспозиции в

-коррозионной среде; уменьшению работоспособности электролита до уровня

46 А-ч/л; снижению контактной износостойкости покрытий.

8 предлагаемом электролите формируются осадки сплава, представляющие собой по фазовому составу твердый раствор замещения на основе решетки палладия, который идентичен равновесному составу твердого растВНИИПИ Заказ 3673/35 Тираж 687 Подписное

Фигиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

17 93181 вора замещения металлургического сплава в соответствии с диаграм" мой состояния. Действительно, как показали рентгеноструктурные иссле" дования, покрытия сплавом Pd " 3п s из предлагаемого раствора не относятся к классу пересыщенных твердых растворов, как,например, покрытия сплавом рд - 1п иэ электролита - прототипа.

Эта особенность, по всей вероятности, 1В во многом и обуславливает высокую контактную износостойкость покрытий, так же, как и их низкое переходное сопротивление до и после испытаний в коррозионной среде. !%

В соответствии с достигнутым положительныи эффектом предлагаемый электролит момет быть использован для осаждения покрытий на электрические контакты, раэьеиы печатных плат, ле" 2в пестки пружинящих контактов, кольца потенциоиетров и другие контактные детали. Вмсокая защитная способность этих покрмтий в тонких слоях и стабильность их переходного электричес- 2$ кого сопротивления при.сохранении высокой контактной износостойкости свидетельствует о воэможности использования этих покрытий вместо палладиевых. При этом момет быть уменьщен зв расход палладия на 503 за счет снижения иинииально допустимой толщины покрмтия сплавои Pd "3n не более, чем до 2 мки.

В качестве базового объекта для настоящего изобретения иожет бмть выбран тетрааминохпоридный электролит для осаждения палладиевых покрытий, которме наели аирокое применение .при производстве электрических кон- да тактов. В электролите этого типа, который имеет состав, г: Pd (в форме (Рд(11Н )ф 1 ) 35, аммиак (25Ж"ный водный раствор ) 18, МН С1 18 при комнатной теипературе, Дк 1-2 A/äì и рН 8,5-9,5 формирую ся блестящие покрытия с выходом по току 983. При осаждении этих покрытий на иедную основу обеспечивается защита последней от точечной коррозии при испытаниях в камерах влажности и соляного тумана только при толщине 4 мкм.

Исходное переходное сопротивление этих покрытий при нагрузке 50 г .составляет 0,005 Ом, а контактная из2 18 носостойкость 20-40 тыс. переключеHHN, После корроэионных испытаний переходное сопротивление возрастает не менее, чем в 2 раза, что свидетельствует о формировании пассивной пленки, снижающей электрические характе" ристики. Сопоставление базового объекта с предлагаемым изобретением свидетельствует о значительном преимуществе последнего, которое состоит в снижении допустииой толщины покры- тия, повыюения его защитной способности и увеличении стабильности переходного электрического сопротивления. В результате использования пред- . лагаемого покрытия сплавом достигается не менее, чеи 503-ная экономия палладия и улучааются функциональныесвойства покрытия.

Формула изобретения

Электролит для осаждения покрытий иэ cnnasa палладий-индий, содержащий хлориды палладия и индия, гидроксид аимония, коиплексообразователь и во-, ду, отличающийся тем, что, с целью повыиения стабильности переходного электросопротивления и защитной способности покрытий при одновременном снижении их допустимой толщины, в качестве комплексообразователя он содержит смесь глюко" ната натрия и нитрилтриуксуснокислого натрия при следующем соотновении коипонентов:

Хлорид палладия, г 8-50

Хлорид индия, г 4-15

Глюконат натрия; г . 4-16

Нитрилтриуксуснокислый натрий, г 7-29

Гидроксид аммония, мл 80-500

Вода, л До 1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Авторское свидетельство СССР по заявке К 2938417/02, кл. С 25 0 3/56, 10.06.80.

2. Виноградов С.Н., Перелмгин Ю.П.;

Электроасаждение сплава палладийиндий. - "Защита металлов", 1980, т.16, И 4, с.507-509.

3. Тихонов А.А. и др. Электро-, осандение сплава палладий-индий.

Современные методы нанесения гальванических и химических покрмтий. M., ИЛНТП, 1979, с.79-82.