[发明专利]用于电解沉积银‑钯合金的电解质和银‑钯合金的沉积方法

说明书

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本发明涉及用于电解沉积富银的银-钯合金的电解质和方法，所述富银的银-钯合金在较小程度上还包含硒或碲。根据本发明的电解质允许在宽电流密度范围内将相应合金均匀沉积在导电表面上。

电触点现今安装在几乎所有电气器件中。电触点在汽车工业或航空航天行业中的应用范围从简单的插头连接器到通信领域的安全相关的高性能开关触点。这些触点的表面需要显示出高电导率、长期稳定的低接触电阻以及高耐腐蚀性和耐磨性，并且具有极低插拔力。在电气工程中，常常用由金-钴、金-镍或金-铁组成的硬质金合金涂层来涂覆插头触点。这些涂层具有良好的耐磨性、良好的可焊性、同样长期稳定的低接触电阻以及高耐腐蚀性。由于金的价格不断上升，人们在寻求价格有利的替代物。

具有富银的银合金(硬质银)的涂层作为具有硬质金的涂层的替代物已被证实是有利的。由于高电导率和高抗氧化性，银和银合金属于电气工程中最重要的触点材料。根据被合金化的金属，这些银合金涂层的涂层性质与例如迄今采用的硬质金涂层或涂层组合(例如具有薄金(gold flash)的钯-镍)的涂层性质类似。另外一个因素是银的价格与其他贵金属尤其是硬质金合金相比相对较低。

使用银的一个限制是银相对于硬质金而言较低的耐腐蚀性，例如在含硫和含氯的气氛中。除了对表面造成的可见改变外，硫化银失泽层通常不导致高风险，因为硫化银为有半导体特性的、柔软的并且通常易于被触点压力充足的擦拭性插入工序所移除。相比之下，氯化银失泽层是不导电的、硬质的，并且不易移除。因此，失泽层中如有相当一部分氯化银，则会导致接触特性方面的问题(参考文献：Marjorie Myers:Overview of the Use of Silver in Connector Applications；Interconnect&Process Technology,Tyco Electronics Harrisburg,Feb.2009(Marjorie Myers：银在连接器应用中的用途综述；《互连和加工技术》，哈里斯堡泰科电子公司，2009年2月))。

为了提高耐腐蚀性，可将其他金属合金化到银中。在这个情况中，一种适合作为银的合金化搭配物的金属为钯。银-钯合金是抗硫的，例如，在钯比率适当高的情况下(DE 2914880 A1)。

钯-银合金已在相当长时间里被成功地作为锻合金用作触点材料。在继电器开关触点中，优选地将60/40钯-银合金用作嵌体。这些基于贵金属的电触点材料涂层现今也优选地通过电化学法来生产。尽管已充分研究了由通常碱性的电解质进行钯-银合金涂层的电化学沉积，但迄今还未证实有可能开发出任何具有实际功能性的电解质，这部分地是由于沉积的钯-银合金涂层在质量和组成方面不符合要求。迄今为止，在文献和专利中描述的酸性电解质混合物主要是基于硫氰酸盐电解质、磺酸盐电解质、硫酸盐电解质、氨基磺酸盐电解质或硝酸盐电解质。然而，对于所有电解质而言目前仍常见的是电解质体系潜在地缺乏稳定性(Edelmetallschichten[Precious metal coats],H.Kaiser,2002,p.52,Eugen G.leuze Verlag(Edelmetallschichten[贵金属涂层]，H.Kaiser，2002年，第52页，Eugen G.leuze Verlag))。

US 4673472 A公开了从基于氨基磺酸的浴电解沉积包含10至20％银作为成分的富钯合金。所述浴的pH为大约2.5。在存在氨基酸的情况下，在0至20A/dm²的电流密度范围内获得淡色光亮沉积物。将其他含硫添加剂用于这些电解质中，作为附加的光亮剂并用于进行稳定。

根据US 4465563 A，银-钯合金可从包含有机磺酸作为成分的酸性水溶液中电解沉积。所得合金于是一般为富钯的。

在一份研究所报告(施瓦本格明德贵金属和金属化学研究所(Forschungsinstitut für Edelmetalle&Metallchemie ausGmünd))中，据称由磺酸电解质电解沉积银-钯合金的可采用电流密度范围可通过添加碲化合物和/或硒化合物得以扩展(项目编号：AiF 14160 N)。

尽管在银-钯合金的电解沉积领域存在许多电解质，但仍一直需要提供在实际应用中比现有技术的电解质更优异的电解质。对于工业应用而言，此类电解质应具有足够高的稳定性并且应允许在最宽的可能电流密度范围内沉积稳定的合金组合物。电解质还应保持完整的功能性(即使在高电流密度暴露后)，并且这些电解质所产生的沉积物应为均匀的并且对于沉积物在触点材料中的用途而言是有利的。