Brevet FR2107903A1 — publié le 19720512

L'invention concerne le dépôt électrolytique de métaux. Il a déjà été proposé antérieurement de déposer électro-lytiquement une couche de métal sur un objet en métal différent, er plaçant cet objet dans un réservoir contenant un électrolyte adapté. En reliant 5 l'objet à un potentiel négatif, et en plaçant une électrode à un potentiel positif dans 1'électrolyte, un courant circule entraînant un dépôt électrolytique sur l'objet métallique. Des difficultés ont été rencontrées lorsqu'une couche de métal doit être déposée sur un grand nombre d'éléments métalliques distincts 10 les uns des autres, placés dans un matériau isolant, concernant les connections électriques entre les éléments métalliques et le potentiel négatif. L'invention propose un procédé de dépôt de métal par électrolyse consistant à utiliser un électrolyte de placage, à relier l'électrolyte à une source de courant, à placer l'article à plaquer dans 15 1'électrolyte de manière qu'une partie de cet article ne soit pas en contact électrique avec cet électrolyte ; et à relier cette partie à la source par l'intermédiaire d'un liquide conducteur électriquement en contact avec cette partie. L'invention propose également un appareil pour déposer un 20 métal par électrolyse, comportant un récipient destiné à 1'électrolyte de placage ; une électrode pour relier une source de courant à 1'électrolyte ; un dispositif contenant l'article à plaquer dans 1'électrolyte, une partie de cet article n'étant pas en contact avec 1'électrolyte ; un dispositif pour maintenir uii liquide conducteur électriquement en contact avec cette 25 partie ; et une autre électrode destinée à relier électriquement le liquide à la source. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé qui représente un 30 appareil destiné à effectuer le dépôt de métal par électrolyse conformément à l'invention. Cet appareil comporte un réservoir 1 séparé par une paroi 2 en une chambre auxiliaire 3 et un bain de placage 4. De préférence, le réservoir 1 et la paroi 2 sont en un matériau isolant ne réagissant pas 35 chimiquement avec les solutions décrites plus loin, retenues dans le réservoir. Selon une alternative, le réservoir et la paroi peuvent être recouverts d'une couche de matériau isolant. Une ouverture 5 pratiquée dans 341C3 2 2107903 la paroi 2 est de dimensions telles que l'on peut y adapter un bloc de contact 6, constitué d'un matériau isolant élastique contenant plusieurs ressorts de contact 7, formés par exemple de cuivre au béryllium,traversant le bloc, les extrémités 7A et 7B dés ressorts de contact affleurant aux surfaces opposées du bloc 6. Le bloc de contact 6 est maintenu dans l'ouverture 5 par un canon isolant 8 réalisant un joint liquide entre le bloc 6 et les bords de l'ouverture 5 dans la paroi 2. Il est nécessaire que le matériau qui constitue le canon isolant ne réagisse pas chimiquement avec l'une ou l'autre des solutions contenues dans la chambre 3 et le bain de placage 4. Une électrode 9, se présentant par exemple sous la forme d'une tige de carbone, est immergée dans le réservoir. Il est nécessaire que 1'électrolyte 10 ne réagisse pas chimiquement avec le matériau constituant les contacts 7. C'est-à-dire que 1'électrolyte ne doit pas éliminer le métal des ressorts 7. En outre, cet électrolyte ne doit pas entraîner d'oxydation anodique. Par conséquent, il est préférable d'utiliser une solution alcaline très concentrée, dont le poids spécifique est de préférence supérieur à 1,2 à 50°C. L'électrolyte suivant a été utilisé avantageusement dans la pratique : - carbonate de sodium Na^CO^ anhydre : 250 g/1 - phosphate trisodique Na^PO^ anhydre : 150 g/1 - hydroxyde de sodium NaOH : 10 g/1 - agent de surface : approximativement 0,2 ml/1. Le pH de la solution tampon est de l'ordre de 12,5. Il est possible de diluer cette solution. Cependant, dans ce cas, il peut se produire une polarisation excessive des ressorts 7, dûe à l'oxydation anodique, et entraînant une réduction rapide du courant de placage. La solution ci.-dessus est de préférence utilisée à 50°C. Une électrode 12, se présentant également sous la forme d'une tige de carbone est immergée dans une Seconde solution d'électrolyte 13 contenue dans le bain de placage 4 du réservoir 1. L'électrolyte 13, qui recouvre la surface 14 du bloc de contact 6, contient un sel dans la solution du métal qui doit être déposé sur les extrémités des ressorts de contact 7, à la surface 14 du-bloc 6. Si du cuivre doit être déposé par exemple sur les extrémités 7A des ressorts 7, l'électrolyte 13 peut contenir du sulfate de cuivre en solution. 71 34103 3 2107903 Lors du fonctionnement, un courant de placage est appliqué aux électrodes 9 et 12, sa polarité étant telle que l'électrode 9 devient une cathode et l'électrode 12 une anode. L'électrolyte 10 placé dans la chambre 3 du réservoir permet une connexion électrique entre la 5 cathode 9 et chacune des extrémités 7B des ressorts de contact 7 à la surface 11 du bloc 6. Les extrémités opposées de chaque ressort de contact 7, à la surface 14 du bloc de contact, étant en contact avec l'électrolyte 13 contenant la solution de placage dans le bain 4, deviennent des cathodes, et une couche du métal se dépose alors sur ces extrémités. Lorsqu'une 10 quantité suffisante de métal a été déposée sur les extrémités des ressorts de contact à la surface 14, le bloc de contact peut être retourné dans l'ouverture 5, de manière que la surface 11 soit placée vers le bain de placage 4 contenant la solution de placage, permettant ainsi le dépôt d'une couche de métal sur les extrémités opposées 7A et 7B des ressorts 7 à la 15 surface 11. La demanderesse a découvert qu'en plaquant les extrémités de ressortsayant une surface en coupe de l'ordre de 0,127 mm x 0,0508 mm environ placés sur une matrice carrée de 0,254 mm environ, un courant 2 de placage d'approximativement 2150 A/m déposait une couche de métal à 20 la vitesse d'environ 0,0050-0,0076 nm/mn. Il faut noter que dans ce cas, avec des contacts de cet ordre de dimension, les couches de métal sont réparties sur les extrémités du ressort de contact, sous la forme de d8ma% et non de couches. Dans quelques cas, il peut être nécessaire de déposer 25 initialement plus d'une couche, par exemple une couche de cuivre suivie d'une couche d'or, ou bien une couche de nickel suivie d'une couche d'argent. Cependant, il est bien entendu que la formation de couches de matériaux différents nécessite un bain de placage de composition appropriée pour chaque couche. 30 Les électrodes 9 et 12 ont été décrites comme constituées de tiges de carbone. Il est bien entendu que d'autres matériaux peuvent être utilisés. Ces électrodes peuvent être par exemple en platine ou en titane platinisé, et sont insolubles dans les électrolytes utilisés, et une anode, telle qu'une anode en cuivre, en nickel ou en or peut être utilisée pour 35 toutes les solutions de placage. Cette anode peut aussi être constituée d'un matériau soluble, mais dans ce cas, sa composition sera naturellement identique à celle du matériau à déposer. Ainsi, une anode de cuivre peut 34103 4 2107903 être utilisée pour un placage de cuivre, une anode de nickel pour un placage de nickel, et ainsi de suite. Il va de soi que l'invention décrite est susceptible de nombreuses modifications ou variantes, sans pour autant sortir de son cadre. 71 34103 5 2107903 REVENDICATIONS 1. Procédé de dépôt d'un métal par électrolyse, utilisant un bain d1électrolyte relié à une source de courant, ce procédé étant caractérisé en ce que l'article à plaquer est placé dans l'électrolyte, 5 de manière qu'une partie de cet article ne soit pas en contact électrique avec l'électrolyte, et que cette partie soit reliée à la source par l'intermédiaire d'un liquide conducteur électriquement en contact avec cette partie. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que plusieurs articles sont plaqués en les plaçant sur un élément isolant 10 électriquement, séparant électriquement ces articles l'un de l'autre, et en plaçant cet élément de manière qu'il sépare l'électrolyte du liquide, tout en permettant qu'une partie de chaque article soit en contact électrique avec le liquide et qu'une seconde partie soit en contact avec l'électrolyte. 15 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites parties d'article affleurent avec la surface opposée, et en ce que la densité du courant de placage est telle que la couche de métal déposée se présente sur les parties plaquées sous la forme de dômesw 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, 20 caractérisé en ce que l'élément de support est inversé par rapport à l'âec- trolyte, après le placage desdites parties de l'article, et les autres parties sont alors plaquées. 5. Appareil pour déposer un métal par électrolyse, caractérisé en ce qu'il comporte un récipient contenant l'électrolyte de placage ; 25 une électrode pour relier une source à l'électrolyte ; un dispositif supportant un article à plaquer dans l'électrolyte, de manière qu'une partie de cet article ne soit pas en contact avec l'électrolyte ; un dispositif pour maintenir un liquide conducteur électriquement en contact avec ladite partie ; et une autre électrode pour relier électriquement le liquide à la source. 30 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'article est monté sur un élément isolant séparant l'électrolyte du 1iquide. 7. Appareil selon la revendication 5. caractérisé en ce que plusieurs articles sont montés sur un élément isolant de manière que ces 35 articles soient séparés l'un de l'autre par un matériau isolant et soient 34103 6 2107903 situés entre lesdeux côtés de l'élément ; et en ce que l'élément détermine une paroi séparant l'électrolyte du liquide. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'élément peut être inversé de manière à pouvoir plaquer les deux extrémités du ressort.