Difference between revisions of "Galvanische Beschichtung"

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(Selektive galvanische Beschichtung)
(temp edit)
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Die eigentliche Metallabscheidung erfolgt in der Elektrolytlösung, die das abzuscheidende
 
Die eigentliche Metallabscheidung erfolgt in der Elektrolytlösung, die das abzuscheidende
 
Metall in Form von Ionen enthält. Daneben sind im Bad verfahrensbedingt
 
Metall in Form von Ionen enthält. Daneben sind im Bad verfahrensbedingt
noch andere Hilfsstoffe, z.B. Leitsalze und je nach Einsatz, Glanzzusätze
+
noch andere Hilfsstoffe, z.B. Leitsalze und, je nach Einsatz, Glanzzusätze
sowie organische Badzusätze vorhanden, die beim Galvanisierungsvorgang in
+
sowie organische Badzusätze, vorhanden, die beim Galvanisiervorgang in
 
die abgeschiedene Schicht inkorporiert werden und deren Eigenschaften
 
die abgeschiedene Schicht inkorporiert werden und deren Eigenschaften
 
maßgeblich beeinflussen.
 
maßgeblich beeinflussen.
  
 
=====Edelmetallbäder=====
 
=====Edelmetallbäder=====
 +
All precious metals can be electroplated with silver and gold by far the most widely used ones <xr id="tab:Precious Metal Electrolytes for Technical Applications"/><!--(Tab. 7.2)--> and <xr id="tab:Precious Metal Electrolytes for Decorative Applications"/><!--(Tab. 7.3)-->.
 +
The following precious metal electrolytes are the most important ones:
  
Alle Edelmetalle können galvanisch abgeschieden werden, wobei die Silber- und
+
*Gold electrolytes <br>For functional and decorative purposes pure gold, hard gold, low-karat gold, or colored gold coatings are deposited. Depending on the requirements, acidic, neutral, or cyanide electrolytes based on potassium gold cyanide or cyanide free and neutral electrolytes based on gold sulfite complexes are used.<br />
Goldbäder anteilmäßig deutlich im Vordergrund stehen (<xr id="tab:Precious Metal Electrolytes for Technical Applications"/><!--(Tab. 7.2)--> und <xr id="tab:Precious Metal Electrolytes for Decorative Applications"/><!--(Tab. 7.3)-->).
 
Folgende Edelmetallbäder kommen zum Einsatz:
 
  
*Goldbäder <br>Für funktionelle und dekorative Zwecke werden Feingold -, Hartgold -, niederkarätige Gold- oder Farbgoldschichten abgeschieden. Entsprechend den jeweiligen Anforderungen können dazu entweder saure, neutrale und cyanidische Bäder auf Kaliumgoldcyanid-Basis oder cyanidfreie und neutrale Bäder auf Goldsulfitkomplex-Basis eingesetzt werden.<br />
+
*Palladium and Platinum electrolytes <br/> Palladium is mostly deposited as a pure metal, for applications in electrical contacts however also as palladium nickel. For higher value jewelry allergy protective palladium intermediate layers are used as a diffusion barrier over copper alloy substrate materials. Platinum is mostly used as a surface layer on jewelry items.<br />
  
*Palladium- und Platinbäder <br/> Palladium wird als reines Metall, für Anwendungen im Bereich elektrischer Kontakte jedoch meist als Legierungsschicht mit Nickel als Legierungspartner, abgeschieden. Bei hochwertigem Schmuck kommen Palladiumschichten auch als allergiefreie Zwischenschichten zum Einsatz, die als Diffusionsbarriere für kupferhaltige Basiswerkstoffe dienen. Platin wird überwiegend zur Oberflächenveredelung von Schmuckerzeugnissen verwendet.<br />
+
*Ruthenium electrolytes <br>Ruthenium coatings are mostly used for decorative purposes creating a fashionable “grey” ruthenium color on the surface. An additional color variation is created by using “ruthenium-black” deposits which are mainly used in bi-color decorative articles.<br />
  
*Rutheniumbäder <br>Rutheniumschichten werden als Kontaktschichten für Reed-Kontakte vor allem aber für dekorative Zwecke eingesetzt. So erzielt man einen modischen Farbton mit der „grauen“ Rutheniumfarbe als Oberflächenschicht. Eine weitere Farbnuance erhält man mit Schwarzrutheniumniederschlägen, die sich speziell für Bi-Color Artikel eignen.<br />
+
*Rhodium electrolytes <br>Rhodium deposits are extremely hard (HV 700 – 1000) and wear resistant. They also excel in light reflection. Both properties are of value for technical as well as decorative applications. While technical applications mainly require hard, stress and crack free coatings, the jewelry industry takes advantage of the light whitish deposits with high corrosion resistance.<br />
  
*Rhodiumbäder <br>Rhodiumschichten sind außerordentlich hart (HV 700 - 1000) und verschleißfest. Daneben zeichnen sie sich durch eine hohe Lichtreflexion aus. Diese Eigenschaften werden gleichermaßen für technische und dekorative Anwendungen genutzt. Während für den Gebrauch im technischen Bereich vor allem harte, spannungsarme und rissfreie Schichten benötigt werden, stehen für den Einsatz in der Schmuckindustrie hellweiße Niederschläge mit hoher Korrosionsbeständigkeit im Vordergrund.<br />
+
*Silver electrolytes <br>Silver electrolytes without additives generate dull soft deposits (HV ~ 80) which are mainly used as contact layers on connectors with limited insertion and withdrawal cycles. Properties required for decorative purposes such as shiny bright surfaces and higher wear resistance are achieved through various additives to the basic Ag electrolyte.<br />
 
 
*Silberbäder <br>Silberbäder, die keine weiteren Zusätze enthalten, ergeben matte, weiche Niederschläge (HV~80). Sie werden vor allem als Kontaktschichten z.B. in Steckverbindern eingesetzt. Die für dekorative Zwecke benötigten Eigenschaften, wie Glanz und Verschleißfestigkeit, werden durch spezielle Badzusätze erreicht.<br />
 
  
  
 
<figtable id="tab:Precious Metal Electrolytes for Technical Applications">
 
<figtable id="tab:Precious Metal Electrolytes for Technical Applications">
<caption>'''<!--Table 7.2:-->Edelmetallbäder für technische Anwendungen'''</caption>
+
<caption>'''<!--Table 7.2:-->Precious Metal Electrolytes for Technical Applications'''</caption>
  
 
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
 
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
 
|-
 
|-
!Badtypen
+
!Type of Electrolyte
!pH-Bereich
+
!pH-Range
!colspan="2" style="text-align:center"|Schichteigenschaften
+
!colspan="2" style="text-align:center"|Deposit Properties Hardness
!Anwendungsgebiete
+
!Areas of Application
 
|-
 
|-
 
!
 
!
 
!
 
!
!Härte HV
+
!HV
!Feingehalt [kt]  
+
!Purity [kt]  
 
!
 
!
 
|-
 
|-
|colspan="5" |'''Goldbäder'''
+
|colspan="5" |'''Gold electrolytes'''
 
|-
 
|-
 
|AUROMET TN
 
|AUROMET TN
Line 68: Line 66:
 
|ca. 70
 
|ca. 70
 
|99.99% Au
 
|99.99% Au
|Vorvergoldung
+
|Base-deposits
 
|-
 
|-
 
|AUROMET XPH
 
|AUROMET XPH
Line 74: Line 72:
 
|160 - 180
 
|160 - 180
 
|99.8% Au
 
|99.8% Au
|Vorvergoldung für Edelstahl u.ä.
+
|Base-deposits for stainless steel etc.
 
|-
 
|-
 
|DODUREX COC
 
|DODUREX COC
Line 80: Line 78:
 
|160 - 180
 
|160 - 180
 
|99.6% Au
 
|99.6% Au
|Leiterplatten, Steckverbinder, Kontaktteile usw.,<br />techn. Hartvergoldung für Gestellund Trommelware
+
|Printed circuit boards, connectors, contact parts, etc.;<br />hard gold coatings for rack and barrel plating
 
|-
 
|-
 
|DODUREX HS 100
 
|DODUREX HS 100
Line 86: Line 84:
 
|160 - 180
 
|160 - 180
 
|99.6% Au
 
|99.6% Au
|High-Speed-Prozess für Steckverbinder und LP-Technik
+
|High speed process for connectors and PCB plating
 
|-
 
|-
 
|PURAMET 202<br />PURAMET 402
 
|PURAMET 202<br />PURAMET 402
Line 92: Line 90:
 
|60 - 80<br />60 - 80
 
|60 - 80<br />60 - 80
 
|99.99% Au<br />99.99% Au
 
|99.99% Au<br />99.99% Au
|Hochreine Goldüberzüge für die Elektrotechnik u. Elektronik incl. Halbleiteru. LP-Technik<br />bei hohen Anforderungen an Bondeigenschaften
+
|High purity gold coatings for electrical and electronic parts incl. semi<br />conductors and PCBs; for demanding requirement on bonding properties
 
|-
 
|-
|colspan="5" |'''Platinbäder'''
+
|colspan="5" |'''Platinum metal electrolytes'''
 
|-
 
|-
 
|RHODOPLAT T
 
|RHODOPLAT T
|stark sauer
+
|strongly acidic
 
|900
 
|900
 
|99.0% Rh
 
|99.0% Rh
|Duktile Rhodiumabscheidungen für dicke Schichten, Reed-Kontakte, Gleitkontakte
+
|Ductile rhodium deposits for thicker layers, reed contacts, sliding contacts
 
|-
 
|-
 
|RUTHENIUMBAD
 
|RUTHENIUMBAD
|stark sauer
+
|stronglyacidic
 
|900
 
|900
 
|99.0% Ru
 
|99.0% Ru
|Rissfreie, dicke Rutheniumschichten
+
|Crack free thick ruthenium deposits
 
|-
 
|-
 
|PLATINBAD 5
 
|PLATINBAD 5
|stark sauer
+
|stronglyacidic
 
|240 - 260
 
|240 - 260
 
|99.9% Pt
 
|99.9% Pt
|Hochtemperaturschalter usw.
+
|High temperature switching devices, etc
 
|-
 
|-
 
|DODUPAL 3
 
|DODUPAL 3
Line 118: Line 116:
 
|220 - 250
 
|220 - 250
 
|99.9% Pd
 
|99.9% Pd
|Dünne Palladiumschicht als Diffusionsbarriere
+
|Thin palladium layers as diffusion barrier
 
|-
 
|-
 
|DODUPAL 5
 
|DODUPAL 5
Line 124: Line 122:
 
|220 - 250
 
|220 - 250
 
|99.9% Pd
 
|99.9% Pd
|Steckverbinder u. Kontaktteile
+
|Connectors and contact parts
 
|-
 
|-
 
|DODUPAL 10
 
|DODUPAL 10
Line 130: Line 128:
 
|350 - 400
 
|350 - 400
 
|80.0% Pd
 
|80.0% Pd
|Pd/Ni für Steckverbinder u. Kontaktteile
+
|Pd/Ni for connectors and contact parts
 
|-
 
|-
|colspan="5" |'''Silberbäder'''
+
|colspan="5" |'''Silver electrolytes'''
 
|-
 
|-
 
|ARGOL 30
 
|ARGOL 30
|cyanidisch
+
|cyanidebased
|ca. 90
+
|a pprox. 90
 
|99.9% Ag
 
|99.9% Ag
|rowspan="4" |Kontaktteile, Steckverbinder
+
|rowspan="4" |Contact parts, connectors
 
|-
 
|-
 
|ARGOL HS 100
 
|ARGOL HS 100
|ca.. 9.0
+
|approx. 9.0
 
|90 - 120
 
|90 - 120
 
|99.9% Ag
 
|99.9% Ag
Line 157: Line 155:
 
</figtable>
 
</figtable>
  
=====<!--7.1.1.1.2-->Unedelmetallbäder=====
+
=====<!--7.1.1.1.2-->Non-Precious Metal Electrolytes=====
  
Die wichtigsten Metalle dieser Gruppe, die auf galvanischem Wege abgeschieden
+
The most important non-precious metals that are deposited by electroplating are: Copper, nickel, tin, and zinc and their alloys. The deposition is performed in the form of pure metals with different electrolytes used <xr id="tab:Typical Electrolytes for the Deposition of Non-Precious Metals"/><!--(Table 7.4)-->.
werden, sind: Kupfer, Nickel, Zinn und Zink und deren Legierungen. Die
 
Abscheidung erfolgt in Form reiner Metalle, wobei verschiedenartige Badtypen
 
zum Einsatz kommen (<xr id="tab:Typical Electrolytes for the Deposition of Non-Precious Metals"/><!--(Table 7.4)-->).
 
  
*Kupferbäder <br>Kupferbäder werden entweder zur Aufbringung einer Zwischenschicht beim Galvanisieren von Teilen und Bändern, zum Leiterbildaufbau oder zur Endverstärkung bei der Herstellung von Leiterplatten eingesetzt.<br />
+
*Copper electrolytes <br>Copper electrolytes are used for either depositing an intermediate layer on strips or parts, for building up a printed circuit board structure, or for the final strengthening during the production of printed circuit boards.<br />
  
*Zinnbäder <br>Reinzinn- und Zinn-Legierungsschichten werden sowohl als matte wie auch glänzende Endschichten für die Herstellung lötbarer Oberflächen verwendet. Bei der Leiterplattenherstellung dienen sie auch als Ätzresist zur Leiterbildstrukturierung nach der galvanischen Kupferabscheidung.<br />
+
*Tin electrolytes <br>Pure tin and tin alloy deposits are used as dull or also bright surface layers on surfaces required for soldering. In the printed circuit board manufacturing they are also utilized as an etch resist for the conductive pattern design after initial copper electroplating.<br />
  
  
 
<figtable id="tab:Precious Metal Electrolytes for Decorative Applications">
 
<figtable id="tab:Precious Metal Electrolytes for Decorative Applications">
<caption>'''<!--Table 7.3:-->Edelmetallbäder für dekorative Anwendungen'''</caption>
+
<caption>'''<!--Table 7.3:-->Precious Metal Electrolytes for Decorative Applications'''</caption>
  
 
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
 
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
 
|-
 
|-
!Badtypen
+
!Type of Electrolyte
 
!pH-Bereich
 
!pH-Bereich
!colspan="2" style="text-align:center"|Schichteigenschaften
+
!colspan="2" style="text-align:center"|Deposit Properties
!Anwendungsgebiete
+
!Areas of Application
 
|-
 
|-
 
!
 
!
 
!
 
!
!Härte HV
+
!Hardness HV
!Feingehalt [kt]  
+
!Purity [kt]  
 
!
 
!
 
|-
 
|-
|colspan="5" |'''Goldbäder'''
+
|colspan="5" |'''Gold electrolytes'''
 
|-
 
|-
 
|DURAMET 1N14<br />DURAMET 2N18<br />DURAMET 3N<br />DURAMET 265S<br />DURAMET 333S<br />DURAMET 386S
 
|DURAMET 1N14<br />DURAMET 2N18<br />DURAMET 3N<br />DURAMET 265S<br />DURAMET 333S<br />DURAMET 386S
Line 191: Line 186:
 
|1N<br />2N<br />3N<br />Hamilton<br />1N<br />Hamilton
 
|1N<br />2N<br />3N<br />Hamilton<br />1N<br />Hamilton
 
|23<br />23<br />23<br />23<br />23<br />23
 
|23<br />23<br />23<br />23<br />23<br />23
|Schmuck, Uhren, Schreibgeräte, Brillen, Armaturen usw.
+
|Jewelry, watches, writing instruments, frames for glasses, fixtures
 
|-
 
|-
 
|HELODOR 630
 
|HELODOR 630
 
|8.5 - 9.5
 
|8.5 - 9.5
|rose´
+
|rose colored
 
|22
 
|22
|Brillen, Schmuck, Uhren, Schreibgeräte
+
|Frames for glasses, jewelry, watches, writing instruments
 
|-
 
|-
 
|DODUPLAT Y18<br />DODUPLAT Y18HS
 
|DODUPLAT Y18<br />DODUPLAT Y18HS
Line 203: Line 198:
 
|2N<br />2N
 
|2N<br />2N
 
|18<br />16
 
|18<br />16
|Schmuck, Uhren, Schreibgeräte
+
|Jewelry, watches, writing instruments
 
|-
 
|-
 
|AUROMET TN<br />AUROMET 2<br />AUROMET 4
 
|AUROMET TN<br />AUROMET 2<br />AUROMET 4
 
|3.2 - 4.2<br />3.2 - 4.0<br />3.2 - 4.2
 
|3.2 - 4.2<br />3.2 - 4.0<br />3.2 - 4.2
|Feinold<br />2 - 3N<br />2 - 3N
+
|Pure Gold<br />2 - 3N<br />2 - 3N
 
|23<br />23<br />23
 
|23<br />23<br />23
|Farbvergoldung für Schmuck, Uhren, Schreibgeräte, Armaturen, Brillen usw.
+
|Colored gold for jewelry, watches, writing instruments, fixtures, frames for glasses, etc.
 
|-
 
|-
|colspan="5" |'''Platinmetallbäder'''
+
|colspan="5" |'''Platinum metal electrolytes'''
 
|-
 
|-
 
|RHODIOR 2<br />RHODIOR 20<br />RHODIOR 25<br />RHODIOR 40
 
|RHODIOR 2<br />RHODIOR 20<br />RHODIOR 25<br />RHODIOR 40
 
|< 1<br />< 1<br />< 1<br />< 1
 
|< 1<br />< 1<br />< 1<br />< 1
|weiß<br />weiß<br />weiß<br />weiß
+
|white<br />white<br />white<br />white
 
|99.99%Rh<br />99.99%Rh<br />99.99%Rh<br />99.99%Rh
 
|99.99%Rh<br />99.99%Rh<br />99.99%Rh<br />99.99%Rh
|Hellweiße Rhodiumschichten hoher Härte für Schmuck, Uhren, Schreibgeräte usw.
+
|Bright white rhodium coatings with high hardness for jewelry, watches, writing instruments, etc.
 
|-
 
|-
 
|RUTHENIUMBAD
 
|RUTHENIUMBAD
|stark sauer
+
|strongly acidic
|grau/schwarz
+
|grey/black
 
|99.0%Ru
 
|99.0%Ru
|Sehr harte, glanzerhaltende Rutheniumschicht
+
|Very hard and luster retaining Ruthenium coating
 
|-
 
|-
 
|PLATINBAD
 
|PLATINBAD
|stark sauer
+
|strongly acidic
|weiß
+
|white
 
|99.9%Pt
 
|99.9%Pt
|Schmuck, Uhren usw.
+
|Jewelry, watches, etc.
 
|-
 
|-
 
|DODUPAL 3
 
|DODUPAL 3
 
|7.0 - 7.6
 
|7.0 - 7.6
|Pd-Farbe
+
|Pd - color
 
|95%Pd
 
|95%Pd
|Dünne Pd/Zn Schicht als Diffusionsbarriere (Ni-frei)
+
|Thin Pd/Zn coating as Ni-free diffusion barrier
 
|-
 
|-
 
|DODUPAL 10
 
|DODUPAL 10
 
|8.0 - 8.5
 
|8.0 - 8.5
|weiß
+
|white
 
|80%Pd
 
|80%Pd
|Pd/Zn-Legierung für Dekoration
+
|Pd/Zn alloy for jewelry
 
|-
 
|-
 
|DODUPAL 12
 
|DODUPAL 12
 
|7.0 - 8.0
 
|7.0 - 8.0
|weiß
+
|white
 
|95%Pd
 
|95%Pd
|Pd/Zn-Legierung für Dekoration
+
|Pd/Zn alloy for decorations
 
|-
 
|-
|colspan="5" |'''Silberbad'''
+
|colspan="5" |'''Silver electrolytes'''
 
|-
 
|-
 
|ARGOL 2000
 
|ARGOL 2000
 
|11.5 - 12.5
 
|11.5 - 12.5
|hellweiß
+
|bright white
 
|99.9%Ag
 
|99.9%Ag
|Schmuck, Uhren, Dekoration
+
|Jewelry, watches, decoration
 
|}
 
|}
 
</figtable>
 
</figtable>
  
*Nickelbäder <br>Nickelschichten werden überwiegend als Diffusionsbarriere beim Vergolden von Kupfer oder als Zwischenschicht beim Verzinnen eingesetzt.<br />
+
*Nickel electrolytes <br>Nickel layers are mostly used as diffusion barriers during the gold plating of copper and copper alloys or as an intermediate layer for tinning<br />
  
*Bronzebäder <br>Bronzeschichten - in weißem oder gelbem Farbton - werden entweder als Nickelersatz für allergiefreie Zwischenschichten oder als Oberflächenschicht für dekorative Zwecke eingesetzt. Auch im Bereich technischer Anwendungen kommt die Bronzeschicht aufgrund ihrer Korrosionsbeständigkeit und guten Lötbarkeit zum Zuge.<br />
+
*Bronze electrolytes <br>Bronze coatings – in white or yellow color tones – are used either as an allergy free nickel replacement or as a surface layer for decorative purposes. For technical applications the bronze layers are utilized for their good corrosion resistance and good brazing and soldering properties.<br />
  
  
 
<figtable id="tab:Typical Electrolytes for the Deposition of Non-Precious Metals">
 
<figtable id="tab:Typical Electrolytes for the Deposition of Non-Precious Metals">
<caption>'''<!--Table 7.4:-->Gebräuchliche Elektrolyte zur Abscheidung von Unedelmetallen'''</caption>
+
<caption>'''<!--Table 7.4:-->Typical Electrolytes for the Deposition of Non-Precious Metals'''</caption>
  
 
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
 
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
 
|-
 
|-
!Badtypen
+
!Type of Electrolyte
!pH-Bereich
+
!pH-Range
!Badtemperatur<br />[°C]
+
!Electrolyte<br />temperature [°C]
!Stromdichte<br />[A/dm²]
+
!Current density<br />[A/dm²]
!Ausbeute [%]
+
!Yield [%]
 
|-
 
|-
|colspan="5" |'''Kupferbäder'''
+
|colspan="5" |'''Copper electrolytes'''
 
|-
 
|-
|Cyanidisch Kupfer
+
|Cyanide copper
 
|10 - 13
 
|10 - 13
 
|40 - 65
 
|40 - 65
Line 283: Line 278:
 
|70-95
 
|70-95
 
|-
 
|-
|Sauer Kupfer
+
|Acidic copper
 
|<1
 
|<1
 
|20 - 35
 
|20 - 35
Line 289: Line 284:
 
|<100
 
|<100
 
|-
 
|-
|colspan="5" |'''Nickelbäder'''
+
|colspan="5" |'''Nickel electrolytes'''
 
|-
 
|-
|Watts Nickelbad<br />(Sulfat)
+
|Watts nickel<br />(Sulfate)
 
|3 - 5
 
|3 - 5
 
|40 - 70
 
|40 - 70
Line 297: Line 292:
 
|95-97
 
|95-97
 
|-
 
|-
|Sulfamat Nickel
+
|Sulfamate nickel
 
|3 - 4
 
|3 - 4
 
|30 - 60
 
|30 - 60
Line 303: Line 298:
 
|95-97
 
|95-97
 
|-
 
|-
|colspan="5" |'''Zinnbäder'''
+
|colspan="5" |'''Tin electrolytes'''
 
|-
 
|-
|Sauer Zinn (Sulfat)
+
|Acidic tin (Sulfate)
 
|<1
 
|<1
 
|18 - 25
 
|18 - 25
Line 311: Line 306:
 
|<100
 
|<100
 
|-
 
|-
|Alkalisch Zinn
+
|Alkaline tin
 
|>10
 
|>10
 
|75 - 80
 
|75 - 80
Line 317: Line 312:
 
|max.95
 
|max.95
 
|-
 
|-
|colspan="5" |'''Bronzebäder'''
+
|colspan="5" |'''Bronze electrolytes'''
 
|-
 
|-
 
|DODUBRONCE W
 
|DODUBRONCE W
|stark alkalisch
+
|Strongly alkaline
 
|55 - 60
 
|55 - 60
 
|0.5 - 1.5
 
|0.5 - 1.5
Line 326: Line 321:
 
|-
 
|-
 
|DODUBRONCE G
 
|DODUBRONCE G
|stark alkalisch
+
|Strongly alkaline
 
|45 - 50
 
|45 - 50
 
|2 - 3.5
 
|2 - 3.5
Line 332: Line 327:
 
|-
 
|-
 
|DODUBRONCE AF
 
|DODUBRONCE AF
|stark alkalisch
+
|Strongly alkaline
 
|58 - 62
 
|58 - 62
 
|0.5 - 1.5
 
|0.5 - 1.5
Line 339: Line 334:
 
</figtable>
 
</figtable>
  
====Galvanische Beschichtung von Teilen====
+
==== Electroplating of Parts====
Die allseitige - bzw. Rundumveredelung kleiner Massenteile, wie Kontaktfedern,
+
The complete or all-around electroplating of small mass produced parts like contact springs, rivets, or pins is usually done as mass plating in electroplating barrels of different shape. During the electroplating process the parts are continuously moved and mixed to reach a uniform coating.
-niete oder -stifte erfolgt i.d.R. als schüttfähiges Massengut in Galvanisierglocken
 
oder -trommeln. Während des Abscheidungsprozesses werden der
 
Elektrolyt und die zu beschichtenden Teile dauernd durchgemischt, um eine
 
möglichst gleichmäßige Beschichtung zu erreichen.
 
  
Größere Teile werden häufig als Gestellware allseitig oder durch gezieltes Eintauchen
+
Larger parts are frequently electroplated on racks either totally or by different masking techniques also partially. Penetrating the coating into the interior of drilled holes or tubes can be achieved with the use of special fixtures.
in den Elektrolyten bzw. durch Einsatz spezieller Masken oder Abdeckverfahren
 
auch partiell veredelt. Auch Innenbeschichtungen von Bohrungen und
 
Rohren lassen sich mittels spezieller Vorrichtungen ausführen (<xr id="fig:Electroplated Parts"/>).
 
  
'''Galvanisch beschichtete Teile'''
+
'''Electroplated Parts'''
  
<figure id="fig:Electroplated Parts">
+
[[File:Electroplated Parts.jpg|left|Electroplated Parts]]
[[File:Electroplated Parts.jpg|left|Figure 1: Galvanisch beschichtete Teile]]
 
</figure>
 
  
  
 
<div class="clear"></div>
 
<div class="clear"></div>
*'''Werkstoffe'''
+
*'''Materials'''
 
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:70%"
 
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:70%"
 
|-
 
|-
!colspan="2" style="text-align:center"|Beschichtungen
+
!colspan="2" style="text-align:center"|Coatings
 
|-
 
|-
|Edelmetalle:
+
|Precious metals
|Feingold, Hartgold (HV 150 bis 250) Palladium, Palladium-Nickel, Rhodium, Feinsilber, Hartsilber (HV 130 bis 160)
+
|Pure gold, hard gold (HV 150 250), palladium, palladium-nickel,<br />rhodium, pure silver, hard silver (HV 130 160)
 
|-
 
|-
|Unedelmetalle
+
|Non-precious metals
|Kupfer, Nickel, Zinn, Zinnlegierungen
+
|Copper, nickel, tin, tin alloys
 
|-
 
|-
|Trägerwerkstoffe
+
|Carrier materials
|Kupfer, Kupferlegierungen, Nickel, Nickellegierungen, Eisen, Stahl, Aluminium, Aluminiumlegierungen, Verbundwerkstoffe wie Aluminium-Siliziumkarbid
+
|Copper, copper alloys, nickel, nickel alloys, iron, steel, aluminum, aluminum alloys,<br />composite materials such as aluminum – silicon carbide
 
|}
 
|}
  
  
*'''Schichtdicken und Toleranzen'''
+
*'''Coating thickness'''
  
 
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:70%"
 
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:70%"
 
|-
 
|-
|Edelmetalle:     
+
|Precious metals:     
|0,2 - 5 μm (übliche Schichtdicken; bei Ag auch bis 25 μm)
+
|0.2 5 μm (typical layer thicknesses; for Ag also up to 25 μm)
 +
|-
 +
|Non-precious metals:   
 +
|Up to approx. 20 μm
 
|-
 
|-
|Unedelmetalle: 
+
|Tungsten 
|bis ca. 20 μm
+
|0.5 N
 
|-
 
|-
|Toleranzen:   
+
|Tolerances:   
|je nach geometrischer Form der Teile stark schwankend (bis ca. 50%, bezogen auf die festgelegte Prüfstelle). Es empfiehlt sich, einen Mindestwert für die Schichtdicke an einem konkreten Messpunkt vorzuschreiben.
+
|Strongly varying depending on the geometrical shape of parts(up to 50% at a defined measuring spot).<br />It is recommended to specify a minimum value for the coating thickness at a defined measuring spot
 
|}
 
|}
  
  
*'''Qualitätsmerkmale'''  
+
*'''Quality criteria'''  
Fertigungsbegleitend geprüft und dokumentiert werden je nach Anwendung
+
Besides others the following layer parameters are typically monitored in-process and documented:
u.a. folgende Schichtmerkmale:
 
 
 
*Schichtdicke 
 
*Haftfestigkeit
 
*Porosität
 
*Lötbarkeit
 
*Bondbarkeit
 
*Kontaktwiderstand
 
  
Die Prüfungen und die Festlegung der Prüfmerkmale erfolgen nach einschlägigen
+
*Coating thickness 
Normen, Werksnormen bzw. Kundenspezifikationen.
+
*Adhesion strength
 +
*Porosity 
 +
*Solderability
 +
*Bonding property
 +
*Contact resistance
 +
These quality tests are performed according to industry standards, internal standards, and customer specifications resp.
  
====Galvanische Beschichtung von Halbzeugen====
+
==== Electroplating of Semi-finished Materials====
Die Aufgabe, Bänder, Profile und Drähte in kontinuierlich arbeitenden Anlagen
+
The process for overall electroplating of strips, profiles, and wires is mostly performed on continuously operating reel-to-reel equipment. The processing steps for the individual operations such as pre-cleaning, electroplating, rinsing are following the same principles as those employed in parts electroplating.
allseitig bzw. rundum galvanisch zu beschichten, wird üblicherweise im Durchzugsverfahren
 
gelöst. Die Arbeitsschritte der einzelnen Behandlungsstationen
 
(Reinigen, Prozessbäder, Spülen) stimmen in der Abfolge mit den Verfahrensschritten
 
bei der Teilebeschichtung überein.
 
  
Die allseitige Beschichtung wird überwiegend zur Versilberung oder Verzinnung
+
The overall coating is usually applied for silver plating and tin coating of strips and wires. Compared to hard gold or palladium these deposits are rather ductile, ensuring that during following stamping and forming operations no cracks are generated in the electroplated layers.
von Bändern und Drähten verwendet. Die abgeschiedenen Schichten sind im
 
Vergleich zu Hartgold- oder Palladiumüberzügen duktil, so dass bei -Stanz- und
 
Biegevorgängen keine Risse in den Niederschlägen entstehen.
 
  
====Selektive galvanische Beschichtung====
+
==== Selective Electroplating====
Da Edelmetalle teuer sind, besteht ein Zwang, entsprechende Trägerteile möglichst
+
Since precious metals are rather expensive it is necessary to perform the electroplating most economically and coat only those areas that need the layers for functional purposes. This leads from overall plating to selective electroplating of strip material in continuous reel-to-reel processes. Depending on the final parts design and the end application the processes can be applied to solid strip material as well as pre-stamped and formed continuous strips or utilizing wire-formed or machined pins which have been arranged as bandoliers attached to conductive metal strips.
wirtschaftlich und nur an den für die Funktion erforderlichen Stellen zu
 
beschichten. Dies führt zwangsläufig von der allseitigen Beschichtung von
 
Bändern zur selektiven Galvanisierung von Bandmaterial im Durchzugsverfahren.
 
Je nach Anwendung kommen sowohl massive als auch vorgestanzte
 
und im Funktionsbereich geformte Bänder oder vom Draht gestanzte bzw.
 
gedrehte und auf einem metallischen Haltestreifen gegurtete Stifte zum Einsatz.
 
  
Das Kernstück der selektiven Edelmetallabscheidung stellt die Galvanisier- oder
+
The core part of selective precious metal electroplating is the actual electroplating cell. In it the anode is arranged closely to the cathodic polarized material strip. Cathode screens or masks may be applied between the two to focus the electrical field onto closely defined spots on the cathode strip.
Beschichtungszelle dar. In ihr ist die Anode in geringem Abstand zum kathodisch
 
geschalteten Band angeordnet. Dazwischen befinden sich gegebenenfalls
 
Kathodenabschirmungen oder Masken, die den Verlauf der elektrischen
 
Feldlinien auf bestimmte Bereiche der Kathode konzentrieren.  
 
  
Um möglichst kurze Beschichtungszeiten zu erreichen, werden für die Selektivgalvanisierung spezielle Hochleistungselektrolyte eingesetzt und durch eine hohe Strömungsgeschwindigkeit
+
Special high performance electrolytes are used in selective electroplating to reach short plating times and allow a high flow rate of the electrolyte for a fast electrolyte exchange in the actual coating area.
für raschen Elektrolytaustausch in der Abscheidungszone
 
gesorgt.
 
  
Für die gezielte, auf den Funktionsbereich begrenzte Edelmetallbeschichtung
+
For a closely targeted electroplating of limited precious metal coating of contact springs so-called brush-electroplating cells are employed <xr id="fig:Brush Tampon plating cell"/><!--(Fig. 7.1)-->. The “brush” or “tampon” consists of a roof shaped titanium metal part covered with a special felt-like material. The metal body has holes in defined spots through which the electrolyte reaches the felt. In the same spots is also the anode consisting of a fine platinum net. The pre-stamped and in the contact area pre-formed contact spring part is guided under a defined pressure over the electrolyte soaked felt material and gets wetted with the electrolyte. This allows the metal electroplating in highly selective spots.
einer Kontaktfeder wird als Galvanisierzelle häufig die sog. Brushzelle verwendet
 
(<xr id="fig:Brush Tampon plating cell"/><!--(Fig. 7.1)-->). Der Brush oder Tampon besteht aus einem dachförmigen Metallkörper
 
aus Titan, der mit einem Gewebe aus Vlies überzogen ist. Der Metallkörper
 
weist an bestimmten Stellen Öffnungen auf, durch die der Elektrolyt auf das
 
Gewebe gelangt. Dort befindet sich auch die aus einem Platinnetz bestehende
 
Anode. Das zu beschichtende, vorgestanzte und im Kontaktbereich geformte
 
Band wird unter einem bestimmten Druck über das mit Elektrolyt getränkte
 
Gewebe gezogen und mit Elektrolyt benetzt. Dies ermöglicht eine Metallabscheidung
 
besonders hoher Selektivität.
 
  
 
<figure id="fig:Brush Tampon plating cell">
 
<figure id="fig:Brush Tampon plating cell">
[[File:Brush Tampon plating cell.jpg|right|thumb|Figure 2: Brush-(Tamponzelle); 1 Band; 2 Anode; 3 Elektrolytzuführung; 4 Vliesbedeckte Zelle]]
+
[[File:Brush Tampon plating cell.jpg|right|thumb|Brush (or “Tampon”) plating cell; 1 Strip; 2 Anode; 3 Electrolyte feed; 4 Felt covered cell]]
 
</figure>
 
</figure>
Für bestimmte Anwendungen, z.B. bei Systemträgern für Halbleiterbauelemente
+
For special applications, such as for example electronic component substrates, a dot shaped precious metal coating is required. This is achieved with two belt masks running synchronous to the carrier material. One of these two masks has windows which are open to the spot areas targeted for precious metal plating coverage.
wird eine punktförmige Veredelung benötigt. Diese Beschichtungsart wird
+
 
mittels zweier mitlaufender Riemenmasken erreicht. Eine dieser beiden Masken
 
enthält Fenster, welche die zur Veredelung bestimmten Flächen freigeben.
 
  
Die verschiedenen Ausführungsformen und Verfahren der selektiven
+
'''Summary of the processes for selective electroplating'''
Beschichtung sind zusammengefasst:
 
  
*'''Tauchgalvanisierung'''
+
*'''Immersion electroplating'''
Allseitige oder selektive, beidseitige Beschichtung von massiven Bändern oder Stanzteilen am Band
+
Overall or selective electroplating of both sides of solid strips or pre-stamped parts in strip form
  
*'''Streifengalvanisierung'''
+
*'''Stripe electroplating'''
Streifenveredelung massiver Bänder mittels Radzellenund Maskierungstechnik
+
Stripe electroplating on solid strips through wheel cells or using masking techniques
  
*'''Selektive Galvanisierung'''
+
*'''Selective electroplating'''
Einseitige selektive Beschichtung massiver, vorgestanzten oder metallisch gegurteter Bänder mittels Brushplating
+
One-sided selective coating of solid, pre-stamped, or metallically belt-linked strips by brush plating
  
*'''Spotgalvanisierung'''
+
*'''Spot electroplating'''
Punktförmige Veredelung von Kontaktflächen auf vorgelochten Bändern oder Stanzteilen am Band
+
Electroplating in spots of solid strips with guide holes or pre-stamped parts in strip form
  
'''Typische Beispiele für galvanisch beschichtete Halbzeuge'''
+
'''Typical examples of electroplated semi-finished materials'''
(allseitig und selektiv)
+
(overall or selectively)
[[File:Typical examples of electroplated semi finished materials.jpg|left|Figure 3: Typische Beispiele für galvanisch beschichtete Halbzeuge (allseitig und selektiv)]]
+
[[File:Typical examples of electroplated semi finished materials.jpg|left|Typical examples of electroplated semi-finished materials (overall or selectively)]]
  
 
<div class="clear"></div>
 
<div class="clear"></div>
*'''Werkstoffe'''
+
*'''Materials'''
 
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:70%"
 
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:70%"
 
|-
 
|-
!Beschichtungen
+
!Type of Coatings
!Schichtdicken
+
!Coating Thickness
!Bemerkungen
+
!Remarks
 
|-
 
|-
|colspan="3" |'''Edelmetalle'''
+
|colspan="3" |'''Gold electrolytes'''
 
|-
 
|-
|Feingold<br />Hartgold (AuCo 0.3)
+
|Pure gold<br />Hard gold (AuCo 0.3)
 
|0.1 - 3 μm
 
|0.1 - 3 μm
|In Sonderfällen bis 10 μm
+
|In special cases up to 10 μm
 
|-
 
|-
|Palladium-Nickel (PdNi20)
+
|Palladium-nickel (PdNi20)
 
|0.1 - 5 μm
 
|0.1 - 5 μm
|Häufig zusätzlich 0,2 μm AuCo 0,3
+
|Frequently with additional 0.2 μm AuCo 0.3
 
|-
 
|-
|Silber
+
|Silver
 
|0.5 - 10 μm
 
|0.5 - 10 μm
|in Sonderfällen bis 40 μm
+
|In special cases up to 40 μm
 
|-
 
|-
|colspan="3" |'''Unedelmetalle'''
+
|colspan="3" |'''Non-precious Metals'''
 
|-
 
|-
 
|Nickel
 
|Nickel
 
|0.5 - 4 μm
 
|0.5 - 4 μm
|Diffusionsbarriere insbesondere bei Gold-Schichten
+
|Diffusion barrier especially for gold layers
 
|-
 
|-
|Kupfer
+
|Copper
 
|1 - 5 μm
 
|1 - 5 μm
|Zwischenschicht bei Verzinnung von CuZn-Werkstoffen
+
|Intermediate layer used in tinning of CuZn
 
|-
 
|-
|Zinn, Zinn-Legierungen
+
|Tin, tin alloys
 
|0.8 - 25 μm
 
|0.8 - 25 μm
|
+
|materials
 
|}
 
|}
  
*'''Trägerwerkstoffe'''
+
*'''Carrier Materials'''
Kupfer, Kupferlegierungen, Nickel, Nickellegierungen, Edelstahl
+
Copper, copper alloys, nickel, nickel alloys, stainless steel
  
*'''Abmessungen und Toleranzen'''
+
*'''Dimensions and Tolerances'''
  
[[File:Dimensions and Tolerances.jpg|left|thumb|Figure 4: Abmessungen und Toleranzen]]
+
[[File:Dimensions and Tolerances.jpg|left|Dimensions and Tolerances]]
  
 
<br style="clear:both;"/>
 
<br style="clear:both;"/>
  
*'''Toleranzen'''
+
*'''Tolerances'''
  
 
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:30%"
 
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:30%"
 
|-
 
|-
|Schichtdicke
+
|Coating thickness approx.
 
|&#177; 10 %  
 
|&#177; 10 %  
 
|-
 
|-
|Schichtbreite und Lage
+
|Coating thickness and position
 
|&#177; 0,5 mm  
 
|&#177; 0,5 mm  
 
|}
 
|}
  
  
*'''Qualitätsmerkmale'''
+
*'''Quality Criteria'''
Festigkeitswerte und Maßtoleranzen der Trägerbänder entsprechen den einschlägigen
+
Mechanical properties and dimensional tolerances of the carrier materials follow the typical standards, i.e. DIN EN 1652 and 1654 for copper and copper alloys. Depending on the application the following parameters are tested and recorded (see also: Electroplating of parts):
Normen, z.B. DIN EN 1652 und1654 für Kupfer und Kupferlegierungen.
 
Je nach Anwendung werden folgende Merkmale geprüft und dokumentiert
 
(s. Galvanisieren von Teilen):
 
  
*Schichtdicke 
+
*Coating thickness
*Haftfestigkeit
+
*Solderability
*Porosität
+
*Adhesion strength 
*Lötbarkeit
+
*Bonding property
*Bondbarkeit
+
*Porosity         
*Kontaktwiderstand
+
*Contact resistance
  
Die Prüfungen und die Festlegung der Prüfmerkmale erfolgen nach einschlägigen
+
These quality tests are performed according to industry standards, internal standards, and customer specifications resp.
Normen, Werksnormen bzw. Kundenspezifikationen.
 
  
 
==Referenzen==
 
==Referenzen==

Revision as of 14:23, 24 September 2014

Zur galvanischen Abscheidung von Metallen, insbesondere Edelmetallen, werden wässrige Lösungen (Elektrolyte) verwendet, die die abzuscheidenden Metalle in Form von Ionen (z.B. gelöste Metallsalze) enthalten. Unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes zwischen der Anode und dem kathodisch geschalteten Beschichtungsgut gelangen positiv geladene Metallionen zur Kathode, wo sie ihre Ladung abgeben und sich als Metall auf der Oberfläche abscheiden. Je nach Einsatz, in der Elektrotechnik und Elektronik oder für dekorative Zwecke, kommen unterschiedliche galvanische Bäder (Elektrolyte) zur Anwendung. Die für die Edelmetallbeschichtung eingesetzten Galvanisieranlagen und der Umfang ihrer Ausrüstung werden durch den vorgesehenen technologischen Prozess bestimmt. Die galvanischen Arbeitsverfahren erstrecken sich nicht nur auf den Vorgang der reinen elektrochemischen Metallabscheidung, sondern umfassen auch die Vor- und Nachbehandlung der zu beschichtenden Ware. Wichtigste Voraussetzung für die Herstellung eines festhaftenden Überzuges ist eine metallisch blanke, d.h. fett- und oxidfreie Oberfläche des zu veredelnden Werkstückes. Hierfür gibt es verschiedene Vorbehandlungsverfahren, die auf den Oberflächenzustand und die Eigenschaften des Werkstoffes abgestimmt sind. In den folgenden Abschnitten werden galvanische Bäder - Edelmetall- und Unedelmetallbäder - sowie die wichtigsten Galvanisierverfahren beschrieben.

Galvanische Bäder

Die eigentliche Metallabscheidung erfolgt in der Elektrolytlösung, die das abzuscheidende Metall in Form von Ionen enthält. Daneben sind im Bad verfahrensbedingt noch andere Hilfsstoffe, z.B. Leitsalze und, je nach Einsatz, Glanzzusätze sowie organische Badzusätze, vorhanden, die beim Galvanisiervorgang in die abgeschiedene Schicht inkorporiert werden und deren Eigenschaften maßgeblich beeinflussen.

Edelmetallbäder

All precious metals can be electroplated with silver and gold by far the most widely used ones Table 1 and Table 2. The following precious metal electrolytes are the most important ones:

  • Gold electrolytes
    For functional and decorative purposes pure gold, hard gold, low-karat gold, or colored gold coatings are deposited. Depending on the requirements, acidic, neutral, or cyanide electrolytes based on potassium gold cyanide or cyanide free and neutral electrolytes based on gold sulfite complexes are used.
  • Palladium and Platinum electrolytes
    Palladium is mostly deposited as a pure metal, for applications in electrical contacts however also as palladium nickel. For higher value jewelry allergy protective palladium intermediate layers are used as a diffusion barrier over copper alloy substrate materials. Platinum is mostly used as a surface layer on jewelry items.
  • Ruthenium electrolytes
    Ruthenium coatings are mostly used for decorative purposes creating a fashionable “grey” ruthenium color on the surface. An additional color variation is created by using “ruthenium-black” deposits which are mainly used in bi-color decorative articles.
  • Rhodium electrolytes
    Rhodium deposits are extremely hard (HV 700 – 1000) and wear resistant. They also excel in light reflection. Both properties are of value for technical as well as decorative applications. While technical applications mainly require hard, stress and crack free coatings, the jewelry industry takes advantage of the light whitish deposits with high corrosion resistance.
  • Silver electrolytes
    Silver electrolytes without additives generate dull soft deposits (HV ~ 80) which are mainly used as contact layers on connectors with limited insertion and withdrawal cycles. Properties required for decorative purposes such as shiny bright surfaces and higher wear resistance are achieved through various additives to the basic Ag electrolyte.


Table 1: Precious Metal Electrolytes for Technical Applications
Type of Electrolyte pH-Range Deposit Properties Hardness Areas of Application
HV Purity [kt]
Gold electrolytes
AUROMET TN 3.2 - 4.2 ca. 70 99.99% Au Base-deposits
AUROMET XPH 0.3 - 0.6 160 - 180 99.8% Au Base-deposits for stainless steel etc.
DODUREX COC 4.6 - 4.9 160 - 180 99.6% Au Printed circuit boards, connectors, contact parts, etc.;
hard gold coatings for rack and barrel plating
DODUREX HS 100 4.3 - 4.6 160 - 180 99.6% Au High speed process for connectors and PCB plating
PURAMET 202
PURAMET 402
5.5 - 6.5
7.0 - 7.5
60 - 80
60 - 80
99.99% Au
99.99% Au
High purity gold coatings for electrical and electronic parts incl. semi
conductors and PCBs; for demanding requirement on bonding properties
Platinum metal electrolytes
RHODOPLAT T strongly acidic 900 99.0% Rh Ductile rhodium deposits for thicker layers, reed contacts, sliding contacts
RUTHENIUMBAD stronglyacidic 900 99.0% Ru Crack free thick ruthenium deposits
PLATINBAD 5 stronglyacidic 240 - 260 99.9% Pt High temperature switching devices, etc
DODUPAL 3 7.0 - 8.0 220 - 250 99.9% Pd Thin palladium layers as diffusion barrier
DODUPAL 5 7.0 - 8.0 220 - 250 99.9% Pd Connectors and contact parts
DODUPAL 10 8.0 - 8.5 350 - 400 80.0% Pd Pd/Ni for connectors and contact parts
Silver electrolytes
ARGOL 30 cyanidebased a pprox. 90 99.9% Ag Contact parts, connectors
ARGOL HS 100 approx. 9.0 90 - 120 99.9% Ag
ARGOL 2000 approx. 12.0
ARGOL 400 160 - 180
Non-Precious Metal Electrolytes

The most important non-precious metals that are deposited by electroplating are: Copper, nickel, tin, and zinc and their alloys. The deposition is performed in the form of pure metals with different electrolytes used Table 3.

  • Copper electrolytes
    Copper electrolytes are used for either depositing an intermediate layer on strips or parts, for building up a printed circuit board structure, or for the final strengthening during the production of printed circuit boards.
  • Tin electrolytes
    Pure tin and tin alloy deposits are used as dull or also bright surface layers on surfaces required for soldering. In the printed circuit board manufacturing they are also utilized as an etch resist for the conductive pattern design after initial copper electroplating.


Table 2: Precious Metal Electrolytes for Decorative Applications
Type of Electrolyte pH-Bereich Deposit Properties Areas of Application
Hardness HV Purity [kt]
Gold electrolytes
DURAMET 1N14
DURAMET 2N18
DURAMET 3N
DURAMET 265S
DURAMET 333S
DURAMET 386S
3.4 - 3.8
3.4 - 3.8
3.4 - 3.8
3.4 - 3.8
3.2 - 3.6
3.4 - 3.8
1N
2N
3N
Hamilton
1N
Hamilton
23
23
23
23
23
23
Jewelry, watches, writing instruments, frames for glasses, fixtures
HELODOR 630 8.5 - 9.5 rose colored 22 Frames for glasses, jewelry, watches, writing instruments
DODUPLAT Y18
DODUPLAT Y18HS
9.5 - 10.5
9.5 - 11
2N
2N
18
16
Jewelry, watches, writing instruments
AUROMET TN
AUROMET 2
AUROMET 4
3.2 - 4.2
3.2 - 4.0
3.2 - 4.2
Pure Gold
2 - 3N
2 - 3N
23
23
23
Colored gold for jewelry, watches, writing instruments, fixtures, frames for glasses, etc.
Platinum metal electrolytes
RHODIOR 2
RHODIOR 20
RHODIOR 25
RHODIOR 40
< 1
< 1
< 1
< 1
white
white
white
white
99.99%Rh
99.99%Rh
99.99%Rh
99.99%Rh
Bright white rhodium coatings with high hardness for jewelry, watches, writing instruments, etc.
RUTHENIUMBAD strongly acidic grey/black 99.0%Ru Very hard and luster retaining Ruthenium coating
PLATINBAD strongly acidic white 99.9%Pt Jewelry, watches, etc.
DODUPAL 3 7.0 - 7.6 Pd - color 95%Pd Thin Pd/Zn coating as Ni-free diffusion barrier
DODUPAL 10 8.0 - 8.5 white 80%Pd Pd/Zn alloy for jewelry
DODUPAL 12 7.0 - 8.0 white 95%Pd Pd/Zn alloy for decorations
Silver electrolytes
ARGOL 2000 11.5 - 12.5 bright white 99.9%Ag Jewelry, watches, decoration
  • Nickel electrolytes
    Nickel layers are mostly used as diffusion barriers during the gold plating of copper and copper alloys or as an intermediate layer for tinning
  • Bronze electrolytes
    Bronze coatings – in white or yellow color tones – are used either as an allergy free nickel replacement or as a surface layer for decorative purposes. For technical applications the bronze layers are utilized for their good corrosion resistance and good brazing and soldering properties.


Table 3: Typical Electrolytes for the Deposition of Non-Precious Metals
Type of Electrolyte pH-Range Electrolyte
temperature [°C]
Current density
[A/dm²]
Yield [%]
Copper electrolytes
Cyanide copper 10 - 13 40 - 65 0 .5 - 4 70-95
Acidic copper <1 20 - 35 2 - 8 <100
Nickel electrolytes
Watts nickel
(Sulfate)
3 - 5 40 - 70 3 - 10 95-97
Sulfamate nickel 3 - 4 30 - 60 5 - 20 95-97
Tin electrolytes
Acidic tin (Sulfate) <1 18 - 25 1 - 3 <100
Alkaline tin >10 75 - 80 2 - 17 max.95
Bronze electrolytes
DODUBRONCE W Strongly alkaline 55 - 60 0.5 - 1.5
DODUBRONCE G Strongly alkaline 45 - 50 2 - 3.5
DODUBRONCE AF Strongly alkaline 58 - 62 0.5 - 1.5

Electroplating of Parts

The complete or all-around electroplating of small mass produced parts like contact springs, rivets, or pins is usually done as mass plating in electroplating barrels of different shape. During the electroplating process the parts are continuously moved and mixed to reach a uniform coating.

Larger parts are frequently electroplated on racks either totally or by different masking techniques also partially. Penetrating the coating into the interior of drilled holes or tubes can be achieved with the use of special fixtures.

Electroplated Parts

Electroplated Parts


  • Materials
Coatings
Precious metals Pure gold, hard gold (HV 150 – 250), palladium, palladium-nickel,
rhodium, pure silver, hard silver (HV 130 – 160)
Non-precious metals Copper, nickel, tin, tin alloys
Carrier materials Copper, copper alloys, nickel, nickel alloys, iron, steel, aluminum, aluminum alloys,
composite materials such as aluminum – silicon carbide


  • Coating thickness
Precious metals: 0.2 – 5 μm (typical layer thicknesses; for Ag also up to 25 μm)
Non-precious metals: Up to approx. 20 μm
Tungsten 0.5 N
Tolerances: Strongly varying depending on the geometrical shape of parts(up to 50% at a defined measuring spot).
It is recommended to specify a minimum value for the coating thickness at a defined measuring spot


  • Quality criteria

Besides others the following layer parameters are typically monitored in-process and documented:

  • Coating thickness
  • Adhesion strength
  • Porosity
  • Solderability
  • Bonding property
  • Contact resistance

These quality tests are performed according to industry standards, internal standards, and customer specifications resp.

Electroplating of Semi-finished Materials

The process for overall electroplating of strips, profiles, and wires is mostly performed on continuously operating reel-to-reel equipment. The processing steps for the individual operations such as pre-cleaning, electroplating, rinsing are following the same principles as those employed in parts electroplating.

The overall coating is usually applied for silver plating and tin coating of strips and wires. Compared to hard gold or palladium these deposits are rather ductile, ensuring that during following stamping and forming operations no cracks are generated in the electroplated layers.

Selective Electroplating

Since precious metals are rather expensive it is necessary to perform the electroplating most economically and coat only those areas that need the layers for functional purposes. This leads from overall plating to selective electroplating of strip material in continuous reel-to-reel processes. Depending on the final parts design and the end application the processes can be applied to solid strip material as well as pre-stamped and formed continuous strips or utilizing wire-formed or machined pins which have been arranged as bandoliers attached to conductive metal strips.

The core part of selective precious metal electroplating is the actual electroplating cell. In it the anode is arranged closely to the cathodic polarized material strip. Cathode screens or masks may be applied between the two to focus the electrical field onto closely defined spots on the cathode strip.

Special high performance electrolytes are used in selective electroplating to reach short plating times and allow a high flow rate of the electrolyte for a fast electrolyte exchange in the actual coating area.

For a closely targeted electroplating of limited precious metal coating of contact springs so-called brush-electroplating cells are employed Figure 1. The “brush” or “tampon” consists of a roof shaped titanium metal part covered with a special felt-like material. The metal body has holes in defined spots through which the electrolyte reaches the felt. In the same spots is also the anode consisting of a fine platinum net. The pre-stamped and in the contact area pre-formed contact spring part is guided under a defined pressure over the electrolyte soaked felt material and gets wetted with the electrolyte. This allows the metal electroplating in highly selective spots.

Brush (or “Tampon”) plating cell; 1 Strip; 2 Anode; 3 Electrolyte feed; 4 Felt covered cell

For special applications, such as for example electronic component substrates, a dot shaped precious metal coating is required. This is achieved with two belt masks running synchronous to the carrier material. One of these two masks has windows which are open to the spot areas targeted for precious metal plating coverage.


Summary of the processes for selective electroplating

  • Immersion electroplating

Overall or selective electroplating of both sides of solid strips or pre-stamped parts in strip form

  • Stripe electroplating

Stripe electroplating on solid strips through wheel cells or using masking techniques

  • Selective electroplating

One-sided selective coating of solid, pre-stamped, or metallically belt-linked strips by brush plating

  • Spot electroplating

Electroplating in spots of solid strips with guide holes or pre-stamped parts in strip form

Typical examples of electroplated semi-finished materials (overall or selectively)

Typical examples of electroplated semi-finished materials (overall or selectively)
  • Materials
Type of Coatings Coating Thickness Remarks
Gold electrolytes
Pure gold
Hard gold (AuCo 0.3)
0.1 - 3 μm In special cases up to 10 μm
Palladium-nickel (PdNi20) 0.1 - 5 μm Frequently with additional 0.2 μm AuCo 0.3
Silver 0.5 - 10 μm In special cases up to 40 μm
Non-precious Metals
Nickel 0.5 - 4 μm Diffusion barrier especially for gold layers
Copper 1 - 5 μm Intermediate layer used in tinning of CuZn
Tin, tin alloys 0.8 - 25 μm materials
  • Carrier Materials

Copper, copper alloys, nickel, nickel alloys, stainless steel

  • Dimensions and Tolerances
Dimensions and Tolerances


  • Tolerances
Coating thickness approx. ± 10 %
Coating thickness and position ± 0,5 mm


  • Quality Criteria

Mechanical properties and dimensional tolerances of the carrier materials follow the typical standards, i.e. DIN EN 1652 and 1654 for copper and copper alloys. Depending on the application the following parameters are tested and recorded (see also: Electroplating of parts):

  • Coating thickness
  • Solderability
  • Adhesion strength
  • Bonding property
  • Porosity
  • Contact resistance

These quality tests are performed according to industry standards, internal standards, and customer specifications resp.

Referenzen

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