BRPI0810798B1

BRPI0810798B1 - Processo para aplicação de revestimento metálico em um substrato não-condutor.

Info

Publication number: BRPI0810798B1
Application number: BRPI0810798-0A
Authority: BR
Inventors: Sigrid Schadow; Brigitte Dyrbusch; Carl Christian Fels
Original assignee: Atotech Deutschland Gmbh
Priority date: 2007-05-03
Filing date: 2008-04-24
Publication date: 2020-03-24
Also published as: KR20150038717A; KR101579191B1; PL1988192T3; EP1988192B1; CN101675186A; WO2008135179A1; JP5279815B2; KR20100017608A; KR20150063593A; EP1988192A1; US8152914B2; CN101675186B; JP2010526205A; US20100119713A1; ES2395736T3; PT1988192E; BRPI0810798A2

Abstract

processo para aplicação de revestimento metálico em um substrato não-condutor a presente invenção refere-se a um novo processo para aplicação de um revestimento metálico a um substrato não-condutor compreendendo as etapas de (a) contatar o substrato com um ativador compreendendo um sol de metal nobre/metal do grupo iva para se obter um substrato tratado, (b) contatar o dito substrato tratado com uma composição compreendendo uma solução de: (i) um sal metálico solúvel de cu(ii), ag, au ou ni ou misturas dos mesmos, (ii) 0,05 a 5 mol/1 de um hidróxido metálico do grupo ia e (iii) um agente complexante para um íon do metal do dito sal metálico, em que o ácido iminossuccínico ou um derivado do mesmo é usado como agente complexante.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para PROCESSO PARA APLICAÇÃO DE REVESTIMENTO METÁLICO EM UM SUBSTRATO NÃO-CONDUTOR.

Campo da Descrição

A presente invenção refere-se a um processo para aplicação de um revestimento metálico em um substrato não-condutor e a uma composição usada nesse processo.

Antecedentes da Invenção

São conhecidos vários métodos de revestimento de superfícies não -condutoras. Em métodos químicos úmidos, as superfícies a serem metalizadas são, após um tratamento preliminar adequado, ou inicialmente catalisadas e então metalizadas sem uso de eletricidade e posteriormente, se necessário, metalizadas eletroliticamente, ou são diretamente metalizadas eletroliticamente.

Métodos conforme a primeira variante com metalização sem eletricidade têm, entretanto, se provado desvantajosos, uma vez que o gerenciamento do processo do banho de metalização sem eletricidade é difícil, o tratamento das águas servidas desse banho é complexo e caro, e o processo é longo e, por isso, provavelmente caro devido à baixa velocidade de deposição do banho de metalização.

Especialmente para revestimento metálico ou pelas plásticas, por exemplo, para acessórios sanitários e para a indústria automobilística, e de peças que são usadas como carcaças de instrumentos elétricos que são protegidos contra radiação eletromagnética, os métodos de metalização sem eletricidade são problemáticos. No tratamento de tais peças moldadas, geralmente volumes relativamente grandes de soluções de tratamento são transferidas de um banho de tratamento para o próximo, uma vez que elas têm uma forma pela qual a solução de tratamento é transportada do banho quando as peças são levantadas. Como banhos de metalização sem eletricidade normalmente contêm quantidades consideráveis de formaldeídos tóxicos e formadores complexos, que só são removíveis com dificuldade em seu tratamento, grandes quantidades desses banhos são perdidas e devem ser descartadas de maneira complicada.

Por esta razão, foi desenvolvida uma série de métodos de metalização, por meio das quais as superfícies não-condutoras podem ser revestidas diretamente com metal sem a metalização sem eletricidade (veja, por exemplo, EP 0 298 298 A2, US 4.919.768, EP 0 320 601 A2, US 3.984.290, EP 0 456 982 A1 e WO 89/08375 A1).

Na EP 0 616 053 A1 é descrito um método para metalização direta de superfícies não-condutoras, no qual as superfícies são inicialmente tratadas com uma solução de limpeza/condicionadora, posteriormente com uma solução ativadora, por exemplo, uma solução coloidal de paládio, estabilizadas com compostos de estanho, e são então tratadas com uma solução que contém compostos de em metal que seja mais nobre que o estanho, bem como um hidróxido alcalino e um formador complexo. Posteriormente as superfícies podem ser tratadas em uma solução contendo um agente de redução, e podem, finalmente, ser metalizadas eletroliticamente.

A WO 96/29452 refere-se a um processo para a metalização eletrolítica seletiva ou parcial de substratos feitos de material eletricamente não-condutores, que, para o propósito do processo de revestimento, são ligados a elementos de proteção revestidos de plástico. O processo proposto envolve as seguintes etapas: a) tratamento preliminar das superfícies com uma solução de causticação contendo óxido de cromo (VI); seguido imediatamente de b) tratamento das superfícies com uma solução ácida coloidal de compostos paládio/estanho, tomando-se o cuidado para evitar contato prévio com soluções que promovam a absorção; c) tratamento das superfícies com uma solução contendo um composto metálico solúvel capaz de ser reduzido pelos compostos de estanho (II), um hidróxido de metal alcalino ou alcalino terroso, e um agente de formação complexo para o metal em quantidade suficiente para pelo menos evitar a precipitação de hidróxidos metálicos; d) tratamento das superfícies com uma solução de metalização eletrolítica.

Os processos descritos na EP 0 616 053 A1 e na WO 96/29452 são desvantajosos pelo fato de que requerem o uso de um metal nobre tal como paládio, que é um metal muito caro.

Portanto, é um objetivo base da presente invenção fornecer um processo que requeira uma quantidade reduzida de um metal nobre tal como paládio, para ativar a superfície do substrato não-condutor a ser revestido com metal.

Sumário da Descrição

Esse objetivo é alcançado por um processo para a aplicação de um revestimento metálico a um substrato não-condutor compreendendo as etapas de (a) contatar o substrato com um ativador compreendendo um sol de metal nobre/metal do grupo IVA para obter um substrato tratado, (b) contatar o dito substrato criado com uma composição compreendendo uma solução de:

(i) um sal metálico solúvel de Cu(ll), Ag, Au ou Ni ou misturas dos mesmos, (ii) 0,05 a 5 mol/l de um hidróxido metálico do grupo IA e (iii) um agente complexante para um íon do metal do dito sal metálico, em que o ácido iminosuccínico ou um dos derivados do mesmo é usado como o dito agente complexante.

Descrição Detalhada da Invenção

Foi surpreendentemente descoberto que o uso de ácido iminosuccínico ou um dos derivados do mesmo torna possível reduzir substancialmente a quantidade de metal nobre, tal como paládio, no ativador.

Derivados adequados do ácido iminosuccínico para uso na presente invenção incluem aqueles que têm a fórmula (I) mostrada abaixo:

O

em que R-ι é selecionado do grupo consistindo em H, Na, K, NH₄, Ca, Mg, Li e Fe,

R₂ é selecionado do grupo consistindo em:

HO.

OR,

ORi

OR,

OR.

-CH^COOR^ -CH^CH^COOR!, -CH₂-CH₂-OH, -CH₂-CHOH-CH₃e-CH₂-CHOH-CH₂OH, e

R₃ é selecionado do grupo consistindo em H, -CH₂-COORi, -CH₂-CH₂-COORi, -CH₂-CH₂-OH, -CH₂-CHOH-CH₃ e -CH₂-CHOH-CH₂OH.

Os compostos acima ditos são descritos em DE 198 50 359 A1. A WO 00/26398 descreve um método para produção de compostos da fórmula (I) e misturas dos mesmos na base de carboidratos pela fermentação na presença de micro-organismos.

Preferivelmente, o derivado de ácido iminossuccínico é o sal de sódio ácido iminossuccínico tendo a seguinte fórmula estrutural:

Nao

NaO

ONa

Os substratos não-condutores a serem revestidos conforme o processo da presente invenção não são particularmente limitados. Esses substratos incluem partes plásticas que são intensamente estruturadas, tais como, por exemplo, pentes ou produtos projetados com uma extensão substancial na terceira dimensão, por exemplo, bules, fones de telefones, acessórios de canos de água, etc. Entretanto, também outros substratos nãocondutores, tais como substratos cerâmicos, ou outros substratos nãocondutores de óxidos metálicos podem ser revestidos de acordo com a presente invenção. Em adição, pequenas superfícies, tais como paredes de furo passante de circuitos impressos podem ser revestidos

O substrato pode, então, opcionalmente ser microcausticado com um corrosivo químico, em que o substrato compreende um material não-condutor tendo uma camada metálica tal como um substrato revestido de cobre, que é empregado na produção de placas de circuitos impressos. Um exemplo de tais corrosivos químicos inclui agentes de corrosão padrão contendo uma mistura de ácidos crômico e sulfúrico. A etapa de microcausticação é empregada para preparar a camada metálica, tal como a porção da camada de cobre do substrato para a subsequente eletrogalvanização. O mergulho em ácido e a lavagem com água podem ser incluídos após a causticação.

Antes de tratar o substrato com um ativador, ele pode ser imerso em uma pré imersão comercial contendo NaCI, SnCI₂ e HCI, cujo pH esteja abaixo de cerca de 0,5.

O substrato é então tratado com o ativador compreendendo um metal nobre/metal do grupo IVA. Metais nobres compreendem Ag ou Au, ou os metais nobres do Grupo VIII incluindo Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, ou várias misturas de tais gases nobres. Os metais nobres preferidos são os metais nobres do Grupo VIII e, especialmente, um metal compreendendo paládio.

O ativador da presente invenção é preparado de forma que haja presente um excesso de redutor do composto metálico do Grupo IVA, isto é, um excesso estequiométrico do agente de redução (por exemplo, estanho bivalente) comparado ao composto metal nobre (por exemplo, Pd bivalente) do qual o ativador é feito. Dessa forma, o ativador, tal como sol Pd/Sn, tem Sn bivalente residual que pode funcionar como agente de redução.

Os metais do Grupo IVA que podem ser empregados incluem, por exemplo, Ge, Sn e Pb, ou misturas dos mesmos de Sn sendo preferidas.

O ativador conterá preferivelmente um excesso estequiométrico de metal do Grupo IVA em comparação com o metal nobre. O metal do Grupo IVA está substancialmente em seu mais baixo estado de oxidação, de forma que estará disponível para reduzir os sais de metal mais nobres que são empregados na formação do ativador. Por ser também empregado em excesso estequiométrico com base nos sais de metais nobres que são empregados para formar o ativador, o excesso de metal do Grupo IVA, em combinação com o ativador, estará também substancialmente em seu mais baixo estado de oxidação. O ativador assim preparado com o excesso de metal do Grupo IVA em seu mais baixo estado de oxidação também estará disponível para reduzir o Grupo IB ou outros sais de metais mais nobres que sejam subsequentemente trazidos ao contato com o ativador, tais como os sais de cobre, conforme descrito aqui. O metal do Grupo IVA é preferivelmente empregado como um sal, tal como um haleto, e especialmente um cloreto mas, em qualquer dos casos, estará presente em uma quantidade de forma que a razão molar do metal do Grupo IVA para o metal nobre do ativador é de 4:1 a 95:1, especialmente 10:1 a 55:1 e preferivelmente de 15:1 a 50:1. Alguns sais metálicos específicos do Grupo IVA que podem ser usados sob esse aspecto compreendem PbCI2, SnCI₂ ou uma mistura de GeCI₂ e GeCI₄ dissolvida em ácido clorídrico diluído. O metal preferido do Grupo IVA compreende estanho e especialmente estanho na forma de cloreto estanoso.

A preparação do ativador é convencional e está descrita na Patente U.S. N² 3.011.920 e na Patente U.S. N² 3.682.671.

O substrato tratado, após a solução ativadora ter sido aplicada, é lavado e então tratado com a composição acima mencionada compreendendo o sal metálico solúvel de Cu(ll), Ag, Au ou Ni, o grupo hidróxido metálico IA e o ácido imunossuccínico (derivado) como agente complexante para os ions do metal dos sais metálicos previamente ditos, compreendendo sais Ag⁺, Ag²⁺, Au⁺, Au²⁺ e Ni²⁺. Preferivelmente, o sal metálico é um sal de Cu(ll).

Em qualquer ponto de 0,0002 a 0,2 mol/l e especialmente de 0,004 a 0,01 mol/l do dito sal metálico podem ser empregados no banho em que o solvente preferivelmente compreende água.

O banho inclui um hidróxido metálico do Grupo IA em uma quantidade de 0,05 a 5 mol/l, preferivelmente 1 a 3 mol/l e mais preferivelmente 1,5 a 2 mol/l. O Grupo de metais IA sob esse aspecto compreende Li, Na, K,

Rb, Cs ou misturas dos mesmos, especialmente Li, Na, K e misturas dos mesmos e preferivelmente um metal compreendendo Li.

A composição usada no processo para aplicação de um revestimento metálico a um substrato não-condutor também inclui ácido iminossuccínico ou sal do mesmo ou um dos derivativos do mesmo conforme a fórmula (I) acima como um agente complexante.

O sal de sódio do ácido iminossuccínico pode formar complexos pentacoordenados. O complexo é formado via o átomo de nitrogênio e todos os quatro grupos carboxílicos. Algumas formações complexas constantes para vários íons metálicos estão mostradas na tabela abaixo:

íons metálicos	Mg²⁺	Ca²⁺	Mn²⁺	Fe²⁺	Fe³⁺	Cu²⁺	Ag⁺	Zn²⁺	Ni²⁺	Co²⁺
Log K	6,1	5,2	7,7	8,2	15,2	13,1	3,9	10,8	12,2	10,5

O agente complexante é empregado em uma quantidade suficiente para o banho para formar uma película catalítica fina, densa e rica em metal no substrato com condutividade elétrica suficiente para a subsequente eletrogalvanização e, ao mesmo tempo, produzir superfícies metálicas relativamente limpas. Em geral, o agente complexante é usado em uma quantidade de 0,005 a 1 mol/l, preferivelmente 0,01 a 0,3 mol/l e mais preferivelmente 0,03 a 0,15 mol/l.

Em adição ao ácido iminossuccínico ou ao agente complexante derivado do ácido iminossuccínico outros agentes complexante podem ser usados. Esses outros agentes complexante são usados, em geral, em uma quantidade de 0,05 a 1,0 mol/l e preferivelmente 0,2 a 0,5 mol/l. Agentes complexante adicionais adequados incluem agentes complexante selecionados do grupo consistindo em acetato, acetilacetona, ácido cítrico, ácido 1,2-diaminociclo-hexano-N,N,N’,N’-tetra-acético, dimetilglioxima (50% de dioxano), 2,2’-dipiridila, etanolamina, etilenodiamina, etilenodiamina de ácido Ν,Ν,Ν’, N’-tetra-acético, glicina, ácido N’-(2-hidroxietil)etilenodiamina-N,N,N’-triacético, 8-hidróxi-2-metilquinolina (50% de dioxano), ácido 8-hidroxiquinolina-5sulfônico, ácido lático, ácido nitrilotriacético, 1-nitroso-2-naftol (75% de dioxano), oxalato, 1,10-fenantrolina, ácido ftálico, piperidina, propileno-1,2-diamina, piridina, ácido piridina-2,6-dicarboxílico, 1-(2-piridilazo)-2-naftol (PAN),

4-(2-piridilazo)resorcinal (PAR), pirocatecol-3,5-dissulfonato, 8-quinolinol, ácido salicíclico, ácido succínico, ácido 5-sulfossalicíclico, ácido tartárico, ácido tioglicólico, tioureia, trietanolamina, trietilenotetramina (trieno), 1,1,1-trifluoro-3-2’-tenoilacetona (TTA).

O agente complexante adicional preferido para íons de cobre é uma alcanolamina compreendendo, por exemplo, monoetanolamina. Alcanolaminas em adição à monoetanolamina que podem ser empregadas sob esse aspecto inclui as seguintes alcanolaminas inferiores: dietanolamina, trietanolamina, monoisopropanolamina, di-isopropanolamina, tri-isopropanolamina, mono-sec-butanolamina. di-sec-butanolamina. 2-amino-2-metil-1-propanodiol, 2-amino-2-etil-1,3-propanodiol, 2-dimetilamino-2-metil-1 -propanol, tris(hidroximetil)aminometano, e várias misturas das alcanolaminas.

Outros agentes complexante fracos podem ser usados tais como outras aminas, inclusive alifáticas e cíclicas, por exemplo, aminas aromáticas que tenham até 10 átomos de carbono, as quais estão todas descritas em Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology sob o título Amines. Adicionalmente, ácidos mono e policarboxílicos tendo até 8 átomos de carbono e seus sais podem ser usados e incluem aminoácidos. Esses ácidos são também definidos em Kirk-Othmer, Id. Sob o título Carboxylic Acids e Amino Acids. Os ácidos preferidos sob esse aspecto incluem ácido glucônico, ácido láctico, ácido acético e ácido tartárico.

A composição para uso no processo conforme a presente invenção pode preferivelmente ser obtida a partir de um kit-de-peças, o dito kit-depeças compreendendo as composições (A) e (B) em que a composição (A) compreende:

(A1) o dito ácido imunossuccínico ou um dos derivados do mesmo, (A2) o dito sal metálico solúvel e em que a composição (B) compreende: (B1) o dito hidróxido metálico do grupo IA.

O uso de dois componentes (A) e (B) é vantajoso pelo fato de que o componente (A) compreende os compostos essenciais para uso no processo conforme a presente invenção, enquanto o componente (B) é uma solução alcalina que ajusta o pH da composição final. O uso de tal solução alcalina separada torna fácil controlar a alcalinidade do banho sob condições de operação.

Os vários ânions do sal metálico solúvel em água dito acima incluem ânions de ácidos inorgânicos ou misturas dos mesmos, tais como ânions de halogênios, isto é, F‘, Cl’, Br’ ou Γ, o Cl’ sendo especialmente preferido, ânions de sulfato ou carbonato, ânions de ácidos orgânicos de baixo peso molecular, tais como ânions de formato ou acetato ou ânions de salicilato e similares. Adicionalmente, misturas dos ânions acima podem ser empregadas, bem como ânions do tipo sal, tais como CuCI₂2KCI.2H₂O, CuCI₂2NaCI.2H₂O e vários equivalentes dos mesmos conhecidos na técnica.

Conforme dito acima, o uso de ácido iminossuccínico ou um dos derivados do mesmo torna possível reduzir substancialmente a quantidade de metal nobre, tal como o paládio, no ativador.

De acordo com a presente invenção, o ativador compreende pelo menos 10 mg/l de paládio como metal nobre, preferivelmente 30 50 mg/l.

De acordo com os processos da técnica anterior, tal como descrito na EP-A-0 538 006 ou na EP-A-0 913 502, o ativador requer uma concentração muito mais alta na faixa de pelo menos 200 mg/l, por exemplo, 250 mg/l de paládio.

Após contatar com o ativador, os substratos são tratados com a composição compreendendo uma solução de sais metálicos solúveis de Cu(ll), Ag, Au ou Ni ou misturas dos mesmos, o hidróxido metálico do grupo IA e o agente complexante do ácido iminossuccínico, por exemplo, cerca de 10 minutos com a temperatura acima de 60°C. A temperatura do banho pode variar de 49°C a 82°C. O tempo de tratamento varia de 4 a 12 minutos ou mais, o que é típico para propósitos de produção, entretanto, pode variar desta faixa dependendo da temperatura e das condições do banho. O tempo usado é na verdade o tempo necessário para fornecer a melhor cobertura metálica para a formação da película condutora ou para fornecer a cobertura mínima necessária. A película condutora é então revestida eletroliticamente por métodos bem conhecidos na técnica.

A subsequente eletrogalvanização é melhor alcançada se o revestimento for microcausticado em um meio de oxidação acídico, de forma que a adesão e a morfologia do revestimento metálico aplicado eletroliticamente (por exemplo, cobre) sejam otimizadas. A microcausticação é efetuada por um agente de oxidação acídico que é convencional na técnica, entretanto, foi descoberto que mesmo exposições curtas (por exemplo, cerca de um minuto e meio) à solução de microcausticação provoca uma perda na condutividade e, se a microcausticação for executada por um período de tempo de cerca de dois minutos, o revestimento perde substancialmente toda a sua condutividade, o que indica que é mais provavelmente inteiramente removido do substrato.

Consequentemente, após o substrato ter sido tratado com o banho de cobre, por exemplo, ele é então preferivelmente lavado com água e submetido a um banho de neutralização e redução para eliminar esse problema. O banho de neutralização e redução neutraliza a base alcalina residual nas superfícies tratadas e também melhora a resistência da película condutora a oxidantes químicos microcausticantes.

As etapas de neutralização e redução podem ser conduzidas separadamente, isto é, em etapas separadas empregando um primeiro banho de neutralização ácido e um segundo banho de redução.

Agentes de redução que podem ser empregados sob esse aspecto estão geralmente descritos na Patente U.S. N° 4.005.051 e EP-A0 616 053.

O substrato tratado pode então ser revestido eletroliticamente com um outro revestimento metálico ou com um revestimento metálico final. Em outras palavras, a aplicação da composição conforme descrita acima, para os substratos conforme definido aqui, compreende uma primeira etapa (em um processo de duas etapas) para a aplicação de um revestimento metálico a um substrato não-metálico. Nessa primeira etapa, é obtido um revestimento na superfície do substrato que diminui significativamente a resistividade do substrato se comparada com a condutividade do substrato antes da aplicação da composição, de acordo com a presente invenção. Assim, a presente invenção é direcionada a um processo de duas etapas em que a condutividade é aumentada inicialmente pela aplicação de um revestimento metálico muito fino que tenha uma resistividade na faixa de cerca de 0,04 a 12 kQ/cm e especialmente 0,8 a 6 kQ/cm.

A presente invenção é também ilustrada pelos exemplos a seguir.

Exemplo 1

Duas composições (A) e (B) foram preparadas conforme mostrado abaixo:

Composição (A):

(A1) Conforme a tabela 1 abaixo, (A2) cerca de 4,0% em peso de CuSO4-5H₂O, (A3) conforme a tabela 1 abaixo, (A4) opcionalmente cerca de 0,01% em peso de um surfactante, o restante sendo água.

Composição (B):

(B1) 6,0% em peso de hidróxido de sódio, (B2) 9,0% em peso de hidróxido de lítio, o restante sendo água.

O pH da composição (A) foi 4,1 e sua densidade 1,2053 g/cm³. O pH da composição (B) foi 13 e sua densidade 1,12 g/cm³.

ml/l da composição (A) e 300 ml/l da composição (B) foram misturados para se obter um banho compreendendo os componentes e ingredientes ditos acima.

No total, quatro banhos foram preparados compreendendo as quantidades de agentes complexante conforme mostrado na tabela 1 abaixo.

Chapas feitas de ABS (Novodur P2MC) foram tratadas com uma solução de causticação contendo óxido de cromo (VI) por 10 minutos a uma temperatura de 70°C. Após um tratamento de lavagem, os compostos cromo (VI) aderindo às superfícies do substrato foram reduzidos a compostos de cromo (III) pelo tratamento do substrato com um agente de redução por um minuto à temperatura ambiente.

Após um outro tratamento de lavagem, o substrato foi tratado em uma solução por três minutos a 40°C, a solução sendo composta como segue: Ativador: Solução coloidal contendo 40 mg/l de paládio como cloreto de paládio (muito menos que o usado convencionalmente: 200 gm/l Pd), 35 g/l cloreto estanoso (18.5 g/l Sn) e 350 ml/l de ácido clorídrico com um pH de 1 ou menos por 4 minutos.

Após o tratamento ativador, o substrato foi novamente lavado.

Após o tratamento de lavagem, o substrato foi imerso em um banho obtido das composições (A) e (B) descritas acima compreendendo o agente complexante nas quantidades descritas na tabela 1 abaixo. A tabela 1 também lista os resultados da medição relativa à quantidade de paládio, estanho e cobre absorvida na superfície do substrato dependendo da quantidade de agente complexante usada.

As experiências também mostraram que o uso de agente complexante ácido iminossuccínico tornou possível obter chapas HBS totalmente revestidas por metal nas concentrações de paládio mencionadas acima.

Além disso, uma comparação entre as soluções obtidas pela remoção dos revestimentos metálicos das superfícies ABS mostra que a superfície que foi tratada com o agente complexante ácido iminossuccínico tem uma concentração de cobre significativamente maior a uma concentração reduzida de paládio no ativador, bem como uma menor concentração de estanho.

Finalmente, uma comparação entre composições com e sem adição de agente complexante ácido iminossuccínico mostra que aquelas superfícies de substratos que não foram tratadas com o agente complexante tiveram menos cobre, de forma que um revestimento completo não foi obtido.

Os resultados obtidos no exemplo 1 estão resumidos na Tabela abaixo.

Tabela 1: Resultados das medições de absorção nas superfícies obtidas com ativador AKI (40 mg/l de paládio)

Banho	Sal de sódio de ácido iminossuccínico {g/l}	Pd {mg/m²}	Sn {mg/m²}	Cu {mg/m²}
1	Contém 0,30 mol/l de gluconato de sódio	—	31,11	11,1
2	Contém 0,18 mol/l de gluconato de sódio	40 (0,12 mol/l)	28,25	8,73	15,66
3	Contém 0,30 mol/l de tartarato de sódio e potássio	—	30,31	8,57	4,71
4	Contém 0,18 mol/l de tartarato de sódio e potássio	40 (0,12 mol/l)	30,16	6,68	7,2

É aparente dos resultados experimentais descritos acima que o uso de agente complexante ácido iminossuccínico resulta em uma deposição significativamente maior de cobre metálico na superfície do substrato na etapa de ligação de Cu. Nessa experiência, o teor molar total do agente complexante é mantido constante para melhor comparação de resultados. O cobre metálico é depositado por uma operação redox em troca de Sn:

Cu²⁺ + Sn(0)absorvido na superfície do substrato —> Cu(0)_absorvido na superfície do substrato

Sn²⁺

Os íons oxidados de Sn²⁺estão dissolvidos na solução. Portanto, um aumento na deposição de Cu(0) resulta em uma quantidade diminuída de Sn(0) absorvida, o que também se torna aparente da tabela 1.

O processo envolvendo o uso desse agente complexante pode ser executado a uma concentração baixa da ordem de 40 a 50 mg/l de Pd no ativador. De acordo com os processos da técnica anterior, é necessária uma concentração de pelo menos 150 mg/l de Pd no ativador.

A solução compreendendo o agente complexante ácido iminos succínico pode ser preparada mais facilmente que as soluções complexante da técnica anterior e, finalmente, sua estabilidade a longo prazo em relação à formação de carbonatos é aumentada.

Uma maior quantidade de Cu (0) metálico absorvida na superfície do substrato resulta em um excelente revestimento metálico final ali depositado. Em contraste, o tratamento usando os banhos 1 e 3 mostrados na tabela 1 não resultam em uma superfície completamente metalizada da superfície não-condutora.

Exemplo 2

A experiência a seguir foi executada para mostrar os resultados superiores da metalização:

Os substratos tratados com os banhos listados na Tabela 1 foram lavados com água e então submetidos a uma etapa subsequente de eletrogalvanização com cobre. Foi usado um banho de eletrogalvanização de cobre comercialmente disponibilizado Cupracid® HT (Atotech Deutschland GmbH), o qual contém 250 g/l de sulfato de cobre, 50 g/l de ácido sulfúrico, 50 ppm de íons de cloreto e um agente clareador.

A operação de eletrodeposição foi executada a uma temperatura da solução de revestimento de 25°C e uma densidade de corrente de 3 A/dm² por 15 minutos.

Resultado da metalização:

Banho 1: Pobre: Cobertura incompleta da superfície com cobre Banho 2: Boa: Cobertura completa da superfície com cobre Banho 3: Pobre: Cobertura incompleta da superfície com cobre Banho 4: Boa: Cobertura completa da superfície com cobre

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Processo para aplicação de um revestimento metálico a um substrato não-condutor compreendendo as etapas de (a) contatar o substrato com um ativador compreendendo uma sol de metal nobre/metal do grupo IVA para se obter um substrato tratado, (b) contatar o dito substrato tratado com uma composição compreendendo uma solução de:

(i) um sal metálico solúvel de Cu(II), Ag, Au ou Ni ou misturas dos mesmos, (ii) 0,05 a 5 mol/l de um hidróxido metálico do grupo IA e (iii) um agente complexante para um íon do metal do dito sal metálico caracterizado pelo fato de que o ácido iminossuccínico ou um derivado do mesmo é usado como agente complexante, em que o derivado do ácido iminossuccínico tem a fórmula (I):

O

em que Ri é selecionado do grupo consistindo em H, Na, K, NH4, Ca, Mg, Li e Fe,

R2 é selecionado do grupo consistindo em

-CH2-COOR1, -CH2-CH2-COOR1, -CH2-CH2-OH, -CH2-CHOH-CH3 e -CH2-CHOH-CH2OH, e

R3 é selecionado do grupo consistindo em H, -CH2-COOR1, -CH2-CH2-COOR1, -CH2-CH2-OH, -CH2-CHOH-CH3 e-CH2-CHOH-CH2OH.

Petição 870180125750, de 03/09/2018, pág. 5/12
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição também compreende um segundo agente complexante em adição ao ácido iminossuccínico ou derivado do mesmo.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o agente complexante é usado em uma quantidade de 0,005 a 1 mol/l.
4. Processo de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que o segundo agente complexante é usado em uma quantidade de 0,05 a 1,0 mol/l.
5. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o segundo agente complexante é usado em uma quantidade de 0,2 a 0,5 mol/l.
6. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o segundo agente complexante é selecionado do grupo consistindo em ácido glucônico, ácido láctico, ácido acético e ácido tartárico e sais dos mesmos.
7. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição é obtida de um kit-de-peças, o dito kit-de-peças compreendendo as composições (A) e (B) em que a composição (A) compreende:

(A1) o dito ácido iminossuccínico ou um de derivado do mesmo, (A2) o dito sal metálico solúvel e em que a composição (B) compreende:

(B1) o dito hidróxido metálico do grupo IA.
8. Composição para uso em um processo para a aplicação de um revestimento metálico a um substrato não-condutor, como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que compreende (i) um sal metálico solúvel de Cu(II), Ag, Au ou Ni ou misturas dos mesmos, (ii) 0,05 a 5 mol/l de um hidróxido do grupo de metal IA e (iii) ácido iminossuccínico ou um derivado do mesmo;

Petição 870180125750, de 03/09/2018, pág. 6/12 em que o derivado do ácido iminossuccínico tem a fórmula (I):

em que Ri é selecionado do grupo consistindo em H, Na, K, NH4, Ca, Mg, Li e Fe,

R2 é selecionado do grupo consistindo em

-CH2-CH2-COOR1,

-CH2-CH2-OH,

-CH2-COOR1, e -CH2-CHOH-CH2OH, e

R3 é selecionado

-CH2-CHOH-CH3

H, -CH2-COOR1, -CH2-CH2-COOR1, e-CH2-CHOH-CH2OH.

do grupo

-CH2-CH2-OH, consistindo em

-CH2-CHOH-CH3 caracterizada complexante ácido cítrico,
9. Composição de acordo com a reivindicação 8, pelo fato de que também compreende um segundo agente selecionado do grupo consistindo em acetato, acetilacetona, ácido 1,2-diaminociclo-hexano-N,N,N’,N’- tetra-acético, dimetilglioxima (50% de dioxano), 2,2’-dipiridila, etanolamina, etilenodiamina, etilenodiamina de ácido N,N,N’,N’-tetra-acético, glicina, ácido N’-(2-hidroxietil)etilenodiaminaN,N,N'-ácido triacético, 8-hidróxi-2-metilquinolina (50% de dioxano), ácido 8hidroxiquinolina-5-sulfônico, ácido láctico, ácido nitrilotriacético, 1-nitroso-2naftol (75% de dioxano), oxalato, 1,10-fenantrolina, ácido ftálico, piperidina, propileno-1,2-diamina, piridina, ácido piridina-2,6-dicarboxílico, 1-(2piridilazo)-2-naftol (PAN), 4-(2-piridilazo)resorcinal (PAR), pirocatecol-3,5dissulfonato, 8-quinolinol, ácido salicíclico, ácido succínico, 5-ácido sulfossalicíclico, ácido tartárico, ácido tioglicólico, tioureia, trietanolamina,

Petição 870180125750, de 03/09/2018, pág. 7/12 trietilenotetramina (trieno), 1,1,1-trifluoro-3-2’-tenoilacetona (TTA) em uma quantidade de 0,05 a 1,0 mol/l.
10. Composição de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que compreende o outro agente complexante em uma quantidade

5 de 0,2 a 0,5 mol/l.
11. Composição de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o outro agente complexante é selecionado do grupo consistindo em ácido láctico e ácido tartárico e sais dos mesmos.