Brevet FR2020754A1 — publié le 19700717

La présente invention concerne les solutions électrolytiques notamment pour la fabrication de formes obtenues par voie électrolytique ou électroformes en cuivre, dans laquelle on veut couvrir, d'une épaisseur notable de cuivre ou d'un autre métal, un mandrin ou une matrice qui sont ensuite éliminés. De tels procédés peuvent être employés pour la fabrication d'éléments d'échangeurs de chaleur, par exemple. Les bains au cuivre utilisés pour des opérations de placage et qui peuvent contenir du pyrophosphate de cuivre et de potassium, de l'ammoniaque et divers composants additifs tels qu'un nitrate de métal alcalin et dans certains cas des composants organiques, ne se sDnt pas révélés satisfaisants pour la fabrication d'électroformes pour laquelle l'opération de dépot peut durer plusieurs heures alors que les processus de placage ont une durée maximale de l'ordre de deux heures. Les bains électrolytiques connus qui donnent Les meilleurs résultats pour le placage présentent une concentration de cuivre d'environ 28 à 31 g pour 100 cm3 (4,5 à 5 ors par gallon, en mesure anglaise), et un rapport de la totalité du pyrophosphate au cuivre métallique qui est compris entre 6 et 7: 1. Normalement, pour obtenir un dépot de cuivre de bon niveau, divers agents organiques additifs doi-vent aussi être présents. Selon la présente invention, une solution électrolytique ne contient pas plus d'environ 25 grammes de cuivre métallique pour 100 cm3 (4 ounces par gallon en mesure anglaise). De préférence, le rapport de la totalité du pyrophosphate au cuivre métallique est de 7 : 1 à 9 : 1, tandis que la quantité de cuivre métallique est de 12,7 g à 18,6 g pour 100 cm3 (2 à 3 ounces par gallon en mesure anglaise). En variante, le rapport de la totalité du pyrophosphate au cuivre métallique est de 8 1 à 8,5 1. La solution peut aussi comporter un nitrate d'un métal alcalin et de l'ammoniaque, la quantité de nitrate-du métal étant supérieure à 15 grammes par litre. De préférence, on n'ajoute pas d'agents organiques dans la solution tant que son pH est compris entre 8,5 et 9. Les solutions électrolytiques selon la présente invention contiennent les composants suivants pyrophosphate de cuivre nitrate de métal alcalin pyrophosphate de potassium ammoniaque Ce bain ne contient pas de supplément organiques ; des exemples de bains sont donnés ci-dessous Exemple 1 Exemple 2 Exemple 3 . 7 Exemple 4 cuivre 18,2.g/litre î8,6g/litre 17,05g/litre 16,9g/litre (2, 92 ozs/gal.) (3, 0 ozs/gal.) (2,73 ozs/gal.) (2, 67 ozs/gaD pyrophosphate 137g/litre 1 37g/l itre 129 g/litre 121 , 7g/litre (22 ozs/gal.) (22 ozs/gal.) (20,3 ozs/gal) (19,5 ozs/gao nitrate plus de 15 gsi plus de 159/ plus de 10-15 plus de 15g/ litre ' litre /litre litre ammoniaque 0,32gg1itre 0,32g/litre 0,32g/litre 0,32g/litre pH 8,93 8,95 8,6 8,58 Un bain électrolytique selon l'invention a l'avantage de fournir une meilleure corrosion de l'anode que l'orqu'on utilise des bains pour placage classique et il assure un dépôt de cuivre plus lisse. On peut diminuer la proportion d'ammoniaque et le bain est beaucoup plus sensible à la densité de courant que l'anode. La combinaison d'une quantité de cuivre plus faible et d'une quantité de pyrophosphate supérieure au~taux de cuivre assure une solution à basse viscosité et évite la fixation de bulles d'hydrogène sur la cathode qui aboutit à la production d'électroformes de mauvaise qualité. En outre, la quantité de cuivre réduite diminue notablement la tension superficielle et la viscosité de la solution ce qui améliore la qualité du dépot et donne aussi une bonne "pénétration" dans les trous et cavités du mandrin ou de la matrice ; en outre, le coût total de la solution est plus bas à cause de la quantité réduite de cuivre. La valeur précise de la quantité de cuivre peut varier selon la densité requise de courant à la cathode. Une faible concentration en cuivre sera adoptée quand les propriétés de "peDne tration" maximale seont désirées tandis qu'on utilisera la quantité la plus forte quand on voudra opérer à une densité de courant maximale, pour améliorer la vitesse de fabrication et quand une puissance de "pénétration" élevée est moins nécessaire . Comme on l'a indiqué ci-dessus, normalement des additifs organiques ne sont pas introduits dans le bai n électrolytique selon la présente invention bien que dans certains cas, on puisse les utiliser si cela est nécessaire. Cependant, leur emploi doit être si possible évité car, ainsi, le cuivre déposé ne contient pas d'agents organiques additifs, ce qui améliore conséquemment la qualité de I 1électroforme. En résumé, la présente invention concerne ainsi dans sa forme d'exécution préférée un bain électrolytique pour la fabrication d'électroformes en cuivre dans lequel la quantité de cuivre est inférieure à 18,6 grammes par litre et le rapport du pyrophosphate total au cuivre est inférieur à 8. REVENDICATIONS i . Solution électrolytique présentant une quantité de cuivre sous forme métallique qui n'est pas supérieure à environ 25 grammes pour 100 cm3. 2, Solution électrolytique selon la revendication 1 dans laquelle le rapport du pyrophosphate total au cuivre métallique est compris entre 7 1 ou 9 : i 3. Solution électrolytique selon les revendications 1 ou 2, dans laquelle la quantité de cuivre métallique est de 12,7 à 18,6 grammes pour 100 cm3. 4, Solution électrolytique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans laquelle le rapport du pyrophosphate total au cuivre métallique est compris entre 8 : 1 et 8,5 : i 5. Solution électrolytique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans laquelle la solution contient un nitrate d'un métal alcalin et de l'ammoniaque. 6. Solution électrolytique selon la revendication 5, dans laquelle la quantité de nitrate de métal alcalin est supérieure à 15 grammes par litre. 7. Solution électrolytique selon la revendication 5, dans laquelle la quantité d'ammoniaque est de 0, 1 à 2 grammes par litre. 8. Solution électrolytique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, ne renfermant pas de composants organiques additifs. 9. Solution électrolytique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 dans laquelle le pH de la solution est de 8,5 à 9.