El baño de oro es un método para depositar una fina capa de oro sobre la superficie de otro metal, generalmente cobre o plata (para hacer plata dorada ), mediante un baño químico o electroquímico . El enchapado se refiere a métodos de recubrimiento modernos, como los utilizados en la industria electrónica , mientras que el dorado es la cobertura decorativa de un objeto con oro, que generalmente involucra métodos más tradicionales y objetos mucho más grandes.
Hay cinco clases reconocidas de química del baño de oro:
El baño de oro de la plata se utiliza en la fabricación de joyas . El espesor del baño de oro en las joyas se expresa en micras (o micrómetros). Las micras de espesor determinan cuánto dura el baño de oro con el uso. La industria de la joyería denota diferentes calidades de baño de oro en la siguiente terminología
Las joyas de plata chapadas en oro aún pueden empañarse a medida que los átomos de plata se difunden en la capa de oro, lo que provoca una lenta decoloración gradual de su color y, finalmente, el deslustre de la superficie. Este proceso puede tardar meses e incluso años, dependiendo del espesor de la capa de oro. Para contrarrestar este efecto se utiliza una capa de metal barrera , que puede ser níquel o rodio. El cobre, que también migra hacia el oro, lo hace más lentamente que la plata. El cobre suele recubrirse además con níquel. Un artículo de plata bañado en oro suele ser un sustrato de plata con capas de cobre, níquel y oro depositadas encima.
La NASA ha especificado el oro, aplicado mediante métodos de evaporación o galvanoplastia, para controlar térmicamente los instrumentos de las naves espaciales, debido a su reflectividad del 99% en longitudes de onda infrarrojas. [ cita necesaria ]
El baño de oro se utiliza a menudo en electrónica, para proporcionar una capa eléctricamente conductora resistente a la corrosión sobre el cobre , normalmente en conectores eléctricos y placas de circuito impreso .
Con el revestimiento 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 .
A menudo se deposita una capa de un metal de barrera adecuado , generalmente níquel , sobre el sustrato de cobre antes del baño de oro. La capa de níquel proporciona soporte mecánico a la capa de oro, mejorando 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 pueden recubrirse mediante procesos electrolíticos o no electrolíticos . Hay muchos factores a considerar en la selección de métodos de recubrimiento electrolítico o no electrolítico. Estos incluyen para qué se utilizará el depósito, configuración de la pieza, compatibilidad de materiales y costo de procesamiento. En diferentes aplicaciones, el revestimiento electrolítico o no electrolítico puede tener ventajas económicas.
A frecuencias más altas, el efecto piel puede provocar mayores pérdidas debido a la mayor resistencia eléctrica del níquel; una pista niquelada puede tener su longitud útil tres veces más corta en la banda de 1 GHz en comparación con la no chapada. Se utiliza un revestimiento selectivo, depositando las capas de níquel y oro solo en las áreas donde es necesario y no causa efectos secundarios perjudiciales. [1]
El baño de oro puede provocar la formación de bigotes de oro .
La unión de cables entre contactos chapados en oro y alambres de aluminio o entre contactos de aluminio y alambres de oro bajo ciertas condiciones desarrolla una capa frágil de intermetálicos de oro y aluminio , conocida como plaga púrpura .
Hay varios tipos de baño de oro utilizados en la industria electrónica: [2]
Soldar piezas chapadas en oro puede resultar problemático ya que el oro es soluble en la soldadura . La soldadura que contiene más de un 4-5 % de oro puede volverse quebradiza. La superficie de la articulación 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% estaño – 37% plomo, no se forman compuestos de plomo-oro, porque el oro reacciona preferentemente con el estaño, formando AuSn .
4compuesto. Partículas de AuSn
4se dispersan en la matriz de soldadura, formando planos de escisión preferenciales , lo que reduce significativamente la resistencia mecánica y, por tanto, la fiabilidad de las uniones de soldadura resultantes.
Si la capa de oro no se disuelve completamente en la soldadura, entonces pueden ocurrir reacciones intermetálicas lentas en el estado sólido a medida que los átomos de estaño y oro migran de forma cruzada. Los intermetálicos tienen mala conductividad eléctrica y baja resistencia. Las reacciones intermetálicas en curso también provocan el efecto Kirkendall , que provoca un fallo mecánico de la unión, similar a la degradación de los enlaces oro-aluminio conocida como plaga 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 de menos de 0,5 µm (0,02 mil ) también se disuelven completamente en la soldadura, exponiendo el metal subyacente (normalmente níquel) a la soldadura. Las impurezas en la capa de níquel pueden impedir que la soldadura se adhiera a ella. El niquelado no 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 ácido para eliminar la capa de pasivación antes de aplicar la capa de oro; Una limpieza inadecuada provoca una superficie de níquel difícil de soldar. Un fundente más fuerte puede ayudar, ya que ayuda a disolver los depósitos de óxido. El carbono es otro contaminante de níquel que dificulta la soldabilidad.
Medios relacionados con el baño de oro en Wikimedia Commons