Mitkä ovat erilaiset kultapinnoitusratkaisut?

Kullattu liuos on tyypillisesti koostuu nestemäisistä galvanointiyhdisteistä, jotka sisältävät liuokseen kultaan sitoutuneen vaarallisen kemiallisen syanidin. Vaihtoehtoja tälle ovat kullanitridien käyttö, joiden syntetisointi on perinteisesti osoittautunut vaikeaksi, mutta joita on nyt parannettu käyttämällä ioni -istutusmenetelmiä. Tynnyrin ja harjan mekaaninen pinnoitus ovat muita vaihtoehtoja sähkösaostusmenetelmälle, jota perinteisesti käytetään kullan levittämiseen pintaan.

Pinnoitusprosessiin valittu menetelmä ja kullatun pinnoitusliuoksen tyyppi määritetään sen perusteella, mihin päällystettävää komponenttia käytetään. Kulta tuhoutuu hitaasti infusoituneiden kupari-, hopea- tai nikkeliatomien läsnä ollessa, joita käytetään substraateina, joille se on päällystetty. Tästä syystä korusovelluksissa elementit, jotka osoittavat vähiten taipumusta kultaa kultaa ja tuhota kultaa, kuten kupari hopean päälle, pinnoitetaan välittömästi kullan pinnan alle. Sähkökäyttöisissä komponenteissa, joissa kestävyys on tärkeämpää, nikkeliä käytetään välittömänä substraattimateriaalina lisäämään pinnoitteen fyysistä lujuutta.

Galvanointiprosessit vaihtelevat suuresti nopeudella, joka perustuu sekä kullan pitoisuuteen koko elektrolyyttiyhdisteessä että itse kullatun liuoksen todelliseen kemialliseen koostumukseen. Tyypillinen galvanointiratkaisu voi kerrostaa pinnalle noin yhden mikronin kultaa minuutissa, ja kerrosten paksuus voi olla jopa 100 mikronia. Sitä vastoin sähkötön kullattu pinta, joka upottaa osan nikkelipohjaiseen liuokseen, tarjoaa tasaisempia kultapinnoitteita, joiden säilyvyysaika on paljon pidempi, mutta paksuus enintään 10 mikronia. Upotusratkaisuilla on myös paljon lyhyempi käyttöikä kuin tyypillisillä galvanointiratkaisuilla, joten sähkötöntä/upotustekniikkaa käytetään tyypillisesti hienojen sähkökomponenttien laatoittamiseen. Vaikka galvanointi on yleensä vaatinut johtavan pinnan kullan levittämiseksi, on nyt mahdollista, että pinnoitusprosessi voidaan tehdä muoville syövyttämällä ensin muovi ja päällystämällä se palladiummetallilla.

Nitridipohjaiset kultayhdisteet ovat toinen kullattu liuos. Kulta -nitridiliuokset, joita pidetään parempina elektroniikkasovelluksissa alhaisempien kustannusten ja paremman kestävyyden vuoksi, korvaavat tarpeen liittää kulta myrkyllisiin elementteihin, kuten arseeniin ja syanidiin, ja metalleihin, kuten nikkeli, koboltti tai rauta. Nitridit luodaan käyttämällä ionipistoolia typpiatomien istuttamiseksi kultakiteisiin korkeassa tyhjiössä. Tuloksena oleva kultapinnoite on kovempaa kuin perinteinen teollisuuspinnoitus eikä siinä ole myrkyllisiä elementtejä, jotka voivat vahingoittaa ympäristöä, kun komponentti hävitetään myöhemmin. Muiden kultapinnoitusratkaisujen tutkimusta kehitetään edelleen, jotta voidaan poistaa käytäntö käyttää myrkyllisiä metalliseoksia, jotka voivat saastuttaa pohjavettä, kun vanhat sähkökomponentit hävitetään kaatopaikoille.