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Stabilisiertes Bad zur chemischen Verkupferung
Die Metallisierung von nichtleitenden Materialien, beispielsweise Formteilen aus Kunststoffen, oberflächenaktiviertem Porzellan oder Steingut u. a., durch Galvanisierungsverfahren erfordert den Einsatz chemischer Verkupferungsbäder, die zur Herstellung einer ersten leitenden Kupferschicht auf den Materialien dienen. Die bisher für diesen Zweck bekanntgewordenen Bäder haben den Nachteil, dass sie sich schon nach einer relativ kurzen Zeit von etwa 1 bis 2 Tagen spontan zersetzen, wobei das gelöste Kupfer vermutlich durch das in den Bädern enthaltene Reduktionsmittel als Metall oder als Kupferoxyd ausgeschieden wird. Dadurch werden die Lösungen für das Verkupfern schnell unbrauchbar und müssen jeweils neu angesetzt werden, was sehr aufwendig und überdies unwirtschaftlich ist.
Es sind zwar bereits Stabilisatoren bekanntgeworden, die jedoch die Badstabilität nur unwesentlich erhöhen und daher spontane Zersetzungsreaktionen nur begrenzte Zeit zu verhindern vermögen oder sogar die Abscheidung dunkler, teilweise sudiger Kupferüberzüge verursachen. Ausserdem ist eine kontinuierliche Arbeitsweise mit diesen Bädern aus den genannten Gründen kaum möglich.
Es wurde nun gefunden, dass man übliche chemische Verkupferungsbäder überraschenderweise dauerhaft stabilisieren kann, indem man ihnen 0,001 bis 0,5 g/l, vorzugsweise 0,001 bis 0,05 g/l mindestens einer Verbindung der folgenden allgemeinen Formel
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zusetzt, worin bedeuten :
X =-S-oder-NH-, R = Wasserstoff, niedriges Alkyl, wie Methyl oder Äthyl, Phenyl oder die Aminogruppe, und R2 = Wasserstoff, niedriges Alkyl, wie Methyl oder Äthyl, oder die Nitrogruppe.
Schon sehr geringe Mengen dieser Zusätze hemmen die spontane Zersetzung der Bäder und machen die Bäder bei normalen Arbeitsbedingungen ausserordentlich lange haltbar. Diese Stabilität ermöglicht eine kontinuierliche Arbeitsweise, wobei lediglich das in den Bädern durch Abscheidung verbrauchte Kupfer fortlaufend durch Zusatz eines üblichen Konzentrates, beispielsweise von Kupfersulfat und Komplexbildner, und gegebenenfalls des erfindungsgemässen Stabilisators in angemessenen Abständen zu ergänzen sind.
Bäder mit dem erfindungsgemässen stabilisierenden Zusatz sind sogar bei Temperaturen oberhalb Raumtemperatur stabil, bei denen die bisher üblichen Bäder besonders leicht zur Zersetzung neigen, und
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erlauben daher, wenn gewünscht, auch eine Arbeitsweise bei höheren Temperaturen. Die erfindungs- gemässen Zusätze fördern darüber hinaus die Abscheidung metallisch reiner, hellroter Kupferüberzüge besonders guter Qualität.
Die durch die angegebene allgemeine Formel gekennzeichneten Verbindungen sind an sich be- kannt und können nach üblichen Verfahren hergestellt werden : Rhodanine (2-Thio-4-Ketothiazolidine) beispielsweise durch Umsetzung von dithiocarbaminsauren Salzen mit Halogenessigsäure in wässeriger
Lösung und anschliessendes Erhitzen mit Salzsäure, und Thiohydantoine beispielsweise durch Umsetzung von Glykokoll mit entsprechenden Senfölen durch einfaches Erhitzen.
Erfindungsgemässe Zusätze sind beispielsweise die folgenden :
Rhodanin,
N-Methyl-rhodanin, N-Phenyl-rhodanin, Rhodanin-N-essigsäure, N-Amino-rhodanin, 3-Phenyl-5-nitro-rhodanin, 5-Äthyl-rhodanin,
Thiohydantoin.
Von diesen Zusätzen zeichnen sich insbesondere Rhodanin und N-Methyl-rhodanin durch eine langanhaltende stabilisierende Wirkung von chemischen Verkupferungsbädern aus, so dass Bäder mit einem Gehalt an mindestens einem dieser Zusätze praktisch unbegrenzt haltbar sind.
Die Zusätze können in Konzentrationen von etwa 0,001 bis 0,5 g/l Badflüssigkeit angewendet wer- den. Da diese Zusätze schon in sehr geringen Konzentrationen wirksam sind, empfiehlt es sich jedoch, niedrigere Konzentrationen, bevorzugt etwa 0,001 bis 0,05 g/l, zu verwenden. Die erfindungsgemäss stabilisierten Kupferbäder enthalten daneben die üblichen Bestandteile, d. h. Kupfersalze, Reduktionsmittel, Puffersubstanzen, Komplexbildner sowie Netz- und Glanzmittel u. a.
Die Herstellung der Kupferniederschläge auf nichtleitenden Materialien mit Bädern, welche die erfindungsgemässen Zusätze enthalten, erfolgt in an sich bekannter Weise. Auf den derart verkupferten Materialien können dann beliebige Metalle bzw. Legierungen auf galvanischem Wege nach üblichen Verfahren abgeschieden werden. Der Verwendungszweck der erfindungsgemäss stabilisierten Bäder ist indessen nicht auf die chemische Verkupferung von Nichtleitern beschränkt, sondern umfasst selbstverständlich auch die Abscheidung von Kupferüberzügen auf Metallen.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen erfindungsgemäss stabilisierte Badzusammensetzungen, aus denen Kupfer auf die verschiedensten Materialien chemisch abgeschieden werden kann. Hiebei entstehen metallisch reine, hellrote Kupferüberzüge, während demgegenüber aus Bädern, die z. B. das als Stabilisator bekanntgewordene 2-Mercaptobenzthiazol enthalten, meist dunkle, teilweise sogar sudige Kup-
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<tb>
<tb> :Culs04. <SEP> SHO <SEP> 10 <SEP> g/l
<tb> Kaliumnatriumtartrat <SEP> 16 <SEP> g/l
<tb> Natriumhydroxyd <SEP> 16 <SEP> g/l
<tb> Paraformaldehyd <SEP> 8 <SEP> g/l
<tb> Rhodanin <SEP> 0,005 <SEP> g/l
<tb> Beispiel <SEP> 2 <SEP> :
<SEP>
<tb> CuS0. <SEP> 5H <SEP> O <SEP> 10 <SEP> g/l
<tb> Dinatriumäthylendiamintetraessigsäure <SEP> 18 <SEP> g/l
<tb> Natriumhydroxyd <SEP> 14 <SEP> g/l
<tb> Paraformaldehyd <SEP> 8 <SEP> g/l
<tb> Rhodanin <SEP> 0,002 <SEP> g/l
<tb> Beispiel <SEP> 3 <SEP> : <SEP>
<tb> CuSO4. <SEP> 5HzO <SEP> 10 <SEP> g/l
<tb> Dinatriumäthylendiamintetraessigsäure <SEP> 16 <SEP> g/l
<tb> Natriumhydroxyd <SEP> 16 <SEP> g/l
<tb> Paraformaldehyd <SEP> 8 <SEP> g/l
<tb> N-Methyl-rhodanin <SEP> 0,03 <SEP> g/l
<tb>
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<tb>
<tb> Beispiel <SEP> 4 <SEP> : <SEP>
<tb> CuS04. <SEP> 5 <SEP> H20 <SEP> 10 <SEP> g/l
<tb> Dinatriumäthylendiamintetraessigsäure <SEP> 16 <SEP> g/l
<tb> Natriumhydroxyd <SEP> 16 <SEP> g/l
<tb> Paraformaldehyd <SEP> 8 <SEP> g/l
<tb> Thiohydantoin <SEP> 0,01 <SEP> g/l
<tb> Beispiel <SEP> 5 <SEP> :
<SEP>
<tb> CuSO. <SEP> 5 <SEP> H20 <SEP> 10 <SEP> g/l
<tb> Dinatriumäthylendiamintetraessigsäure <SEP> 16 <SEP> g/l
<tb> Natriumhydroxyd <SEP> 16 <SEP> g/l <SEP>
<tb> Paraformaldehyd <SEP> 8 <SEP> g/l
<tb> N-Amino-rhodanin <SEP> 0,05 <SEP> g/l
<tb>
PATENTANSPRÜCHE :
1. Stabilisiertes Bad zur chemischen Verkupferung auf der Basis wässeriger Lösungen, die neben Kupfersalzen die üblichen Bestandteile solcher Bäder, d. h. Reduktionsmittel, Puffersubstanzen, Komplexbildner sowie Netz- und Glanzmittel usw. enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Gehalt von 0,001 bis 0,5, vorzugsweise 0,001 bis 0,05 g/l an mindestens einer Verbindung der allgemeinen Formel
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aufweist, worin bedeuten :
X =-S-oder-NH-
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.