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El enchapado en oro es un método de depositar una fina capa de oro sobre la superficie de otro metal, generalmente cobre o plata (para hacer plata dorada ), mediante un proceso químico o electroquímico ( galvanoplastia ). El enchapado se refiere a los métodos de recubrimiento modernos, como los que se utilizan en la industria electrónica , mientras que el dorado es el recubrimiento decorativo de un objeto con oro, que generalmente implica métodos más tradicionales y objetos mucho más grandes.
Existen cinco clases reconocidas de química del recubrimiento de oro:
El baño de oro de la plata se utiliza en la fabricación de joyas . El espesor del baño de oro de las joyas se mide en micras (o micrómetros). Las micras de espesor determinan cuánto dura el baño de oro con el uso. La industria de la joyería denomina diferentes calidades de baño de oro con la siguiente terminología:
Las joyas de plata bañadas en oro pueden perder brillo a medida que los átomos de plata se difunden en la capa de oro, lo que provoca una pérdida gradual y lenta de su color y, finalmente, el empañamiento de la superficie. Este proceso puede llevar meses e incluso años, según el grosor de la capa de oro. Para contrarrestar este efecto, se utiliza una capa metálica de barrera ; puede ser níquel o rodio. El cobre, que también migra al oro, lo hace más lentamente que la plata. El cobre suele estar recubierto de níquel. Un artículo de plata bañado en oro suele ser un sustrato de plata con capas de cobre, níquel y oro depositadas encima.
El oro, aplicado por métodos de evaporación o galvanoplastia, ha sido especificado por la NASA para controlar térmicamente los instrumentos de las naves espaciales, debido a su reflectividad del 99,4% en longitudes de onda infrarrojas. [1]
El baño de oro se utiliza a menudo en electrónica para proporcionar una capa conductora de electricidad resistente a la corrosión sobre el cobre , normalmente en conectores eléctricos y placas de circuitos impresos .
En el baño directo de oro sobre cobre, los átomos de cobre tienden a difundirse a través de la capa de oro, provocando el deslustre de su superficie y la formación de una capa de óxido y/o sulfuro .
Antes de aplicar el baño de oro, se suele depositar una capa de un metal de barrera adecuado , normalmente níquel , sobre el sustrato de cobre. La capa de níquel proporciona un soporte mecánico a la capa de oro, lo que mejora su resistencia al desgaste . También reduce el impacto de los poros presentes en la capa de oro.
Tanto las capas de níquel como las de oro se pueden recubrir mediante procesos electrolíticos o no electrolíticos . Hay muchos factores que se deben tener en cuenta al seleccionar un método de recubrimiento electrolítico o no electrolítico, como el uso que se le dará al depósito, la configuración de la pieza, la compatibilidad de los materiales y el costo del procesamiento. En diferentes aplicaciones, el recubrimiento electrolítico o no electrolítico puede tener ventajas en términos de costos.
A frecuencias más altas, el efecto pelicular puede causar mayores pérdidas debido a la mayor resistencia eléctrica del níquel; una pista niquelada puede tener su longitud útil acortada tres veces en la banda de 1 GHz en comparación con una no niquelada. Se utiliza un recubrimiento selectivo, depositando las capas de níquel y oro solo en las áreas donde es necesario y no causa efectos secundarios perjudiciales. [2]
El baño de oro puede provocar la formación de bigotes de oro .
La unión de cables entre contactos chapados en oro y cables de aluminio o entre contactos de aluminio y cables de oro, en determinadas condiciones, desarrolla una capa frágil de intermetálicos de oro y aluminio , conocida como plaga púrpura .
Existen varios tipos de enchapado en oro que se utilizan en la industria electrónica: [3]
La soldadura de piezas bañadas en oro puede ser problemática, ya que el oro es soluble en la soldadura . La soldadura que contiene más de un 4-5 % de oro puede volverse quebradiza y la superficie de la unión tiene un aspecto opaco.
El oro reacciona tanto con el estaño como con el plomo en su estado líquido, formando intermetálicos frágiles . Cuando se utiliza soldadura eutéctica de 63 % de estaño y 37 % de plomo, no se forman compuestos de plomo y oro, porque el oro reacciona preferentemente con el estaño, formando AuSn
4Compuesto. Partículas de AuSn
4dispersarse en la matriz de soldadura, formando planos de clivaje preferenciales , reduciendo significativamente la resistencia mecánica y, por lo tanto, la confiabilidad de las uniones de soldadura resultantes.
Si la capa de oro no se disuelve completamente en la soldadura, pueden producirse reacciones intermetálicas lentas en estado sólido a medida que los átomos de estaño y oro migran de forma cruzada. Los intermetálicos tienen una conductividad eléctrica deficiente y una resistencia baja. Las reacciones intermetálicas en curso también provocan el efecto Kirkendall , que conduce a una falla mecánica de la unión, similar a la degradación de los enlaces oro-aluminio conocida como peste púrpura .
Una capa de oro de 2 a 3 μm se disuelve completamente en un segundo durante las condiciones típicas de soldadura por ola . Las capas de oro más delgadas que 0,5 μm (0,02 milésimas ) también se disuelven completamente en la soldadura, exponiendo el metal subyacente (generalmente níquel) a la soldadura. Las impurezas en la capa de níquel pueden evitar que la soldadura se adhiera a ella. El niquelado electrolítico contiene fósforo. El níquel con más del 8% de fósforo no es soldable. [ cita requerida ] El níquel electrodepositado puede contener hidróxido de níquel . Se requiere un baño de ácido para eliminar la capa de pasivación antes de aplicar la capa de oro; una limpieza inadecuada hace que la superficie de níquel sea difícil de soldar. Un fundente más fuerte puede ayudar, ya que ayuda a disolver los depósitos de óxido. El carbono es otro contaminante del níquel que dificulta la soldabilidad.
Medios relacionados con el baño de oro en Wikimedia Commons