CH497541A - Bad zum autokatalytischen Metallisieren - Google Patents
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Description
Bad zum autokatalytischen Metallisieren Die Erfindung betrifft ein Bad zum autokatalytischen Metallisieren, das mindestens Ionen des abzuscheidenden Metalles, einen Komplexbildner für dieselben, ein Reduktionsmittel und einen Bestandteil zum Einstellen des pH-Wertes der Badlösung enthält. Solche Bäder enthalten beispielsweise zumindest ein Lösungsmittel, ein Metallsalz, einen Komplexbildner für die Metallionen, ein Reduktionsmittel, ein Mittel zum Einstellen des pH-Wertes und oftmals ein Netzmittel. Sie dieneni insbesondere zum Metallisieren von entsprechend vorbehandelten Nichtleitern; die Vorbehandlung kann, beispielsweise durch Einwirkung einer Zinnsalzlösung gefolgt von einer Palladiumlösung erfolgen. Es sind Materialien vorgeschlagen worden, die entweder auf ihrer -ganzen oder auf Teilen ihrer Oberfläche oder überhaupt eine Substanz enthalten, welche imstande ist, die stromlose Metallabscheidung auf den sie enthaltenden Flächen katalytisch in Gang zu setzen. Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Bäder zur autokatalytischen Metallabscheidung ist die geringe Me tallisierungsgeschwindigkeit. Das hat zur Folge, dass die Herstellung dickerer Metall schichten Behandlungszeiten von langer Dauer erforderlich miacht; bekannte Vorschläge zur Beschleunigung der Metallisierung sind nur wenig wirksam gewesen; sie bewirken zudem eine starke Tendenz der Bandlösung zur Instabilität und führen in der Regel zu Metallschichten mit unerwünschten Eigenschaften. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es diese Nachteile zu vermeiden. Im folgenden wird die Erfindung im wesentlichen anhand von Beispielen für stromlos arbeitende Kupferbäder beschrieben; sie ist jedoch nicht auf solche Bäder beschränkt, sondern auf alle autokatalytisch arbeitenden Metaliisierungsbäder anwendbar. Der Verbrauch an Reduktionsmittel ist ein wesentlicher Faktor in der Kostenstruktur von autokatalytisch arbeitenden Bädern. Bäder nach der Erfindung lassen sich mit gleicher oder sogar höherer Abscheidungsgeschwindigkeit betreiben, selbst wenn ihr Reduktionsmittelgehalt gering ist. Das erfindungsgemässe Bad ist nun gekennzeichnet durch einen Gehalt an einer weiteren Verbindung, die ein Metall der VIII. Gruppe des Periodischen Systems oder Rhenium und die Cyangruppe enthält. Besonders geeignet erwiesen sich Eisen- und In- diumverbindungen beispielsweise Cyanoeisenverbindungen, wie Hexycyanoferrat- (II) und Hexacyanoferrat Typische, geeignete Verbindungen sind beispielsweise die Ferricyanide und Ferrocyanide ider Metalle der Gruppen IA und IIA des Periodischen Systems. In alkalischer Lösung wird zwangsläufig das Ferri- zu Ferrocyanid reduziert, so dass dann letzteres als Beschleuniger wirkt. Als geeignete Menge für die Beschleunigung wurden solche von 0,0075 bis 50 g/Liter gefunden, wobei günstigste Arbeitsbedingungen beispielsweise im Bereich von 0,150 bis 2,5 g/Liter gefunden werden. Dies entspricht dem Bereich von 1 bis 300 ppm und vorzugsweise 1 bis 50 ppm, berechnet auf den Gehalt an Metall der VIII. Gruppe bzw. an Rhenium im Bad. Als typisches Ausführungsbeispiel für Badlösungen mag dienen: Metallsalz 0,01 bis 1,0 Mol Reduktionsmittel 0,01 bis 4,0 Mol/l Komplexbildner für die die 0,7 bis 40 fache Menge Metallionen der Metallionenkonzentra tion Beschleuniger 1-300 ppm, ber. auf den Gehalt an Metall in der B eschleunigerverbindung pH-Regler in für den gewünschten pH-Wert ausreichender Menge Wasser auf 1 Liter auffüllen Eine typische Rahmenrezeptur für autokatalytische Kupferbäder ist folgende: Kupersalz 0,01 bis 1,0 Mol/l Formaldehid 0,01 bis 4,0 Molll Komplexbildner für die 0,7 bis 40 fache Menge Cu-Ionen der Metallionenkonzentra tion Beschleuniger 1 bis 300 ppm, bezogen auf ,den Metallgehalt des Beschleunigers Alkalimetallhydroxyd genügend um einen pH Wert 10-14 einzustellen Wasser auffüllen auf 1 Liter. Badlösungen nach der Erfindung enthalten vorteilhafterweise geeignete Netzmittel in geringen Mengen beispielsweise Triton QS-15 (Roehm & Haas) Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den erfindungsgemässen Badlösungen einfache, wasserlösliche Cyanide in geringen Mengen, beispielsweise von 0,00001 bis 0,06 Mol/l zuzusetzen. Geeignete Cyanide sind, z. B. Alkalimetall- und Erdalkalimetallcyanide sowie Nitrile. Ebenso hat es sich als vorteilhaft erwiesen, der Lösung geringe Mengen einer Schwefelverbindung zuzusetzen in der Regel weniger als 100 ppm, die stabile, jedoch dissoziierende Chelate mit dem Metallion zu bilden vermögen. Geeignet sind beispielsweise die Thioderivate des Alkylglycols, aliphatische Schwefelstickstoffverbindungen, Alkalisulfide, Thiocyanate und andere mehr. In der Regel wird die optimale Arbeitskonzentration weniger als 1 ppm beispielsweise 0,01 bis 0,02 betragen. Die Bäder können bei Temperaturen zwischen 15 und 100 0C verwendet werden, vorzugsweise wird im Bereich zwischen 20 und 80 OC gearbeitet. In der Regel wächst die Abscheidungsgeschwindigkeit mit der Temperatur; innerhalb des angegebenen Arbeitsbereichs zeigt sich jedoch kein Einfluss der Badtemperatur auf die Beschaffenheit des abgeschiedenen Metallniederschlages. Tabelle 7 Lösung CuSO4.5HeO Tetranatrium HCHO NaCN Kalium- Stabilität Farbe Schichtd. Dukti Nr äthylendiamin ferrocyanid cm/Std. x 1 0 lität tetraacetat ppm (Biegungen) g/l 1 15 50 6 0.03 0 stabil glänzend 18 5.5 2 15 50 6 0.03 20 stabil glänzend 24 3 3 15 50 6 0.03 40 stabil glänzend 27 3 4 15 50 6 0.03 80 stabil glänzend 27 3 5 15 50 6 0.03 160 stabil glänzend 27 3 6 15 50 6 0.03 320 stabil glänzend 27 3.5 Wie sich aus Tabelle I ergibt ist die Abscheidungsbeschleunigung ohne Verschlechterung des Metallnieder- schlages erzielbar. In geeigneter Badlösung ermöglicht der Zusatz eines Beschleunigers die Erzielung brauchbarer Abscheidungsgeschwindigkeiten schon bei Raumtemperatur. Eine Badlösung bestehend aus: 0,10 Mol/l Kupfersulaft 0,12 Molll Tetranatriumäthylendiamintetraace- tat 0,16 Mol/l HCHO 0,01 /o Netzmittel 0,0003 Mol/l Lactonitrile pH Wert 12,8 Mit Wasser auf 1 1 auffüllen wurde bei 25 OC mit verschiedenem Gehalt an Hexacyanoferrat-(II) betrieben, wobei folgende Abscheildungen erzielt wurden K4Fe (CN)6.3HZO Kupferdicke nach 5 Std. 0g/l 1,4 25 gel 5,1 50 g/I 5,5 , Das folgende Beispiel zeigt Bäder, die als Beschleuniger Cyanoiridit enthalten: 1 2 3 Kupfersuliat 0,1 0,1 0,1 Mol/l Aethylendiamin tetraessigsäure 0,1 0,1 0,1 Mol/l HCHO 0,12 0,12 0,12 Mol/l Netzmittel 0,01 0,01 0,01 O/o Lactonitrile 40 40 40 mg/l Kaliumcyanoiridit 0 0,1 1 mg/l pH 12,8 12,8 12,8 Temperatur 20 20 20 OC Dicke der Cu Schicht nach 1 Std. 0,68 0,75 0,79 mg/cmn Andere Komplexverbindungen des Cyanorestes mit einem Metall der VIII Gruppe des periodischen Systems verhalten sich ähnlich. Alle diese Zusätze weisen ausserdem eine badstabilisierende Wirkung auch auf und erzeugen glänzende Metallniederschläge.
Claims (1)
- PATENTANSPRUCHBad zum autokatalytischen Metallisieren, das mindestens Ionen des abzuscheidenden Metalles, einen Komplexbildner für dieselben, ein Reduktionsmittel, und einen Bestandteil zum Einstellen des pH-Wertes der Badlösung enthält, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einer weiteren Verbindung, die ein Metall der VIII.Gruppe des Periodischen Systems oder Rhenium und die Cyangruppe enthält.UNTERANSPRÜCHE 1. Bad nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionen des abzuscheidenden Metalles Kupferionen sind.2. Bad nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge der Verbindung im Bad zwischen 1 und 300 ppm, berechnet auf den Gehalt an Metall der VIII. Gruppe bzw. an Rhenium.3. Bad nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung an die Cyangruppe komplexgebundenes Eisen, Iridium oder Rhenium enthält und vorzugsweise Hexacyanoferrat- (II) und/oder Hexacyanoferrat- (III) ist.
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