INDIUM PLATING

INDIUM CYANIDE BATH

Indium is the only trivalent metal that can readily be electrodeposited from a cyanide solution. Solution make-up and operational parameters are summarized in Table I. Indium hydroxide [In(OH)₃] is first prepared by the precipitation of indium chloride (InC1,) using ammonium hydroxide or sodium hydroxide. The purified and dried In(OH), is then dissolved in an alkaline cyanide solution stabilized with a sugar such as D-glucose, dextrose, or sorbitol. The cyanide bath is used in applications demanding extremely high throwing power and adhesion. Deposits are uniform and bright matte in appearance. Since this a high pH bath, it has the disadvantage of requiring the use of insoluble anodes, necessitating replenishment in the form of an indium cyanide concentrate. Its cathode efficiency is initially 90%, but upon bath aging decreases from this value to SO-75%. Periodic determination of the plating rate is thus required.

آبکاری ایندیوم

حمام سیانیدی ایندیوم

ایندیوم تنها فلز سه ظرفیتی است که می تواند براحتی از یک حمام سیانیدی آبکاری شود. پارامترهای تهیه و عملکرد محلول مربوطه در جدول 1 خلاصه شده است. در ابتدا ایندیوم هیدروکساید [In(OH)₃] توسط ترسیب ایندیوم کلرایدIn(C1)₃ با استفاده از آمونیوم هیدروکساید یا سدیم هیدروکساید تهیه می شود. سپس In(OH)₃ خالس سازی  و خشک شده در محلول قلیایی سیانیدی توسط قندهایی مانند D-گلوکز، دکستروس یا سوربیتول پایدار سازی می شود. عموما از حمام های سیانیدی برای تامین محلولهایی با قدرت پرتاب و چسبندگی بسیار بالا استفاده می شود. پوشش های حاصل از چنین حمامهایی ظاهری یکنواخت و براق دارند. از آنجایی که این یک حمام با PH بالا است، استفاده از آندهای نامحلول با مشکلاتی همراه است چراکه برای شارژ وان باید مرتب کنسانتره ایندیوم سیانید به محلول اضافه شود. در ابتدا بازده کاتد 90% است اما با پیر شدن محلول این مقدار تا 70% کاهش می یابد. نیاز است تا به طور مرتب نرخ پوشش دهی اندازه گیری شود.

INDIUM SULFAMATE BATH

The indium sulfamate bath was developed to overcome several disadvantages of the cyanide bath. The sulfamate bath bas the advantages of using soluble indium anodes and possesses a relatively constant cathode efficiency of 90%, which remains stable for the life of the bath. Sulfamate baths are very stable and are considered one of the easiest of all plating baths to operate and control. They even have a built-in pH indicator in that a milky white precipitate of indium hydroxide becomes evident if the pH should rise to >3.5.

حمام ایندیوم سولفامات

حمام ایندیوم سولفامات با هدف فائق آمدن بر برخی از معایب حمام سیانیدی طراحی شده است. حمام پایه سولفاماتی مزایایی از قبیل استفاده از آند انحلال پذیر و بازده ثابت 90% برای کاتد دارد که باعث می شوند این حمام طول عمر پایدار تری داشته باشد. حمام سولفامات بسیار پایدار است و از نظر کنترل شرایط و عملکرد یکی از ساده ترین حمام ها به شمار می رود. حتی این وان یک شناساگر pH درونی دارد به این ترتیب که اگر pH بزرگتر از 3.5 باشد ایندیوم هیدروکساید که ترکیب شیری رنگ است در محلول تشکیل می شود.  

It is desirable; however, to closely control pH preferably to 1.5-2.0. The pH tends to rise on operation and is lowered by the addition of granular sulfamic acid.

این حالت مطلوب است، با این حال، بهتر است pH تقربا حوالی 1.5-2 کنترل شود. هنگام کار کردن وان، pH محلول همواره تمایل به افزایش دارد که با افزودن سولفامیک اسید گرانولی میتوان آن را کاهش داد.

The bath possesses a throwing power only slightly less than the cyanide bath; deposits are uniform and bright matte in appearance. Operational parameters are summarized in Table 11. One or more still water rinses incorporated after the plating tank will function as drag-out stations. Indium is easily recovered as In(OH), by adjusting the pH to >5 with sodium hydroxide. The indium hydroxide formed is allowed to settle and then is collected so it can be shipped to refiners.

قدرت پرتاب این محلول فقط به میزان خیلی کمی در مقایسه با همتای سیانیدی خود کمتر است. رسوبات حاصل ظاهری یکنواخت و براق دارند. پارامترهای عملیاتی در جدول 11 خلاصه شده است. یک یا چند مرحله شستشو بعد از فرایند آبکاری به عنوان ایستگاه های جمع آوری محلول خارج شده همراه با قطعه عمل می کنند. با افزایش 5<pH توسط سدیم هیدروکساید به راحتی میتوان ایندیوم را بصورت In (OH)₃ بازیابی نمود. ایندیوم هیدروکساید تشکیل شده در ته وانها ترسیب شده و میتوان آن را جمع آوری کرد و به refiners منتقل کرد.

Indium fluborate bath

The fluoborite bath offers the advantages of fine-grained deposits, ease of formulation from stable concentrates, and low fluctuations in bath composition. The pH is controlled by additions of fluoboric acid to the range 0.5-1.5. The bath uses pure indium anodes at 100% anode efficiency. The major drawback of this bath is the low cathode efficiency of 40-75%, which offsets advantages of plating at higher current density. A split anode system (indium and platinum) is usually employed to aid in equalizing the variances in the cathode and anode current efficiencies. Table I11 lists the operational parameters of the indium fluoborite bath.

حمام ایندیوم فلوبورات

حمام فلوبوراتی دارای مزایایی از قبیل رسوبات ریز دانه، سهولت فرمولاسیون از کنسانتره های پایدار و نوسانات کم در ترکیب حمام را ارائه می دهد. با افزودن اسید فلوبوریک  pH  در محدوده 0.5-1.5 کنترل می شود. در این حمام از آندهای خالص ایندیوم با بازده 100٪ آندی استفاده می شود. اشکال اصلی این حمام بازده پایین40-75٪ کاتدی است، که برای جبران آن نیاز به دانسیته های جریان بالا برای آبکاری است. معمولا برای کمک به تراز تغییرات در راندمان دانسیته بازده کاتد و آند از یک سیستم anode تقسیم شده (ایندیوم و پلاتین) استفاده می شود. در جدول III پارامترهای عملیاتی حمام ایندیوم فلوبورات لیست شده است.

COMPLEXED CHELATED ALKALINE BATHS

In the attempt to formulate a noncyanide alkaline bath employing soluble indium anodes, several baths have been proposed using EDTA, nihilotriacetic acid, tartrates, and other chelating agents. Most have limitations in poor cathode efficiency and ease of recovery of spent plating solution and are not in widespread commercial use as compared with the sulfamate bath.

حمامهای قلیایی شلاته شده پیچیده

در تلاش برای فرمول یک حمام قلیایی غیر سیانیدی با استفاده از آندهای ایندیوم محلول، چندین حمام با استفاده از EDTA ، اسید نیتریلوتری استیک اسید، تارتارات ها و سایر عوامل شلاته کننده پیشنهاد شده است. اکثر این حمام با محدودیت هایی در بازده ضعیف کاتد و سهولت بازیافت محلولهای آبکاری مواجه هستند و از این رو در مقایسه با حمام سولفامات چندان تجاری سازی نشدند.

Replenishmenr: Since insoluble anodes are used, it is necessry to replace the indium metal content of this alkaline bath. A concentrate can be added directly to the bath. Under normal conditions, addition of cyanide will not be required; it is best to keep the cyanide concentration at 100g/l.

 Eflciency: Plating efficiency of the bath will be maintained within a range suitable enough for normal plating until the indium content is reduced. Its plating rate should be checked at regular intervals because, as the bath is depleled, a decrease in rate of deposition is to be expected.

شارز محلول: از آنجایی که از آندهای نامحلول استفاده می شود، لازم است تا محتوای فلزی ایندیوم مصرف شده مرتبا در حمام جایگزین شود. یک ترکیب کنسانتره می تواند به طور مستقیم به حمام اضافه شود. در شرایط عادی، افزودن سیانید ضرورتی ندارد؛ بهتر است که غلظت سیانید را در مقدار ثابت 100 گرم بر لیتر حفظ کنید.

 بازده: تا زمانی که محتوای ایندیوم کاهش می یابد بازده آبکاری حمام در محدوده ای مناسب برای پوشش دهی معمولی حفظ خواهد شد. نرخ پوشش دهی باید در فواصل زمانی منظم بررسی شود، زیرا، به دلیل تخلیه شدن حمام، انتظار می رود که نرخ رسوب دهی نیز کاهش یابد.

The pH of the bath is conuotled by the addition of sulfamic acid.

pH حمام با افزایش سولفامیک اسید کنترل میشود.

The  pH of this bath is controlled by the addition of 42% fluoboric acid. Some insoluble anodes (platinum or graphite) should be used. as the anode and cathode efficiency arc not in good relation.

pH  این حمام با افزودن 42٪ اسید فلوبریک کنترل می شود. از بعضی از آندهای نامحلول (پلاتین یا گرافیت) باید استفاده شوند. در مواقعی که بازده آند و کاتد در نسبت خوبی نباشند.

Prepared by research and development unit of jalapardazan (JP)

July 2018

BY: M.J phd

تهیه شده در واحد پژوهش و گسترش جلاپردازان پرشیا JP)

مرداد97

گرداوری و ترجمه: دکتر م.ج