DE1621352B2

DE1621352B2 - Stabilisiertes alkalisches Kupferbad zur stromlosen Abscheidung von Kupfer

Info

Publication number: DE1621352B2
Application number: DE19671621352
Authority: DE
Inventors: Wolf-Dieter Dr. 1000 Berlin Haack
Original assignee: Schering AG
Current assignee: Bayer Pharma AG
Priority date: 1967-02-03
Filing date: 1967-02-03
Publication date: 1974-10-03
Also published as: DE1621352A1; GB1203131A; DE1621352C3; FR1553375A

Description

Materialien in die bezeichneten Bäder. Die Abscheidung wird bei einer Badtemperatur von etwa 20 bis 60⁰C bis zum Erhalt der gewünschten Schichtdicke durchgeführt.

Die abgeschiedene Kupferschicht kann dann mit den üblichen galvanischen Bädern behandelt und mit beliebigen Metallschichten versehen werden.

Die folgenden Beispiele beschreiben erfindungsgemäß stabilisierte Kupferbäder sowie deren Betriebsbedingungen.

Beispiel 2 Beispiel 1

Mol/Liter

Kupf ersulfat-Pentahydrat 0,04

Dinatriumsalz der Äthylendiamin-

tetraessigsäure 0,05

Formaldehyd 0,27

Natriumhydroxid 0,35

QuecksilberillJ-chlorid 10~^B

pH 13,0

Temperatür 50⁰C

Abscheidungsgeschwindigkeit ... etwa 5,0 μΐη/h

Mol/Liter

Kupfersulf at-Pentahydrat 0,04

Nitrilotriessigsäure 0,08

Formaldehyd 0,27

Natriumhydroxid 0,31

QuecksilberillJ-sulfat 10~⁵

pH 12,5

Temperatur 25⁰C

Abscheidungsgeschwindigkeit ... etwa 2,9 μΐη/h

Beispiel 3

Mol/Liter

Kupfersulfat-Pentahydrat 0,025

Triäthanolamin 0,06

Formaldehyd 0,10

Natriumhydroxid 0,20

Quecksilber(II)-chlorid 10~⁵

pH 13,0

Temperatür 25⁰C

Abscheidungsgeschwindigkeit ... etwa 3,3 μΐη/h.

Claims

1 2 der genannten Quecksilberverbindungen von der Natur Patentansprüche: des Anions unabhängig. So eignen sich sowohl ein fache Salze des zweiwertigen Quecksilbers, wie HgCl2

1. Stabilisiertes alkalisches Bad mit einem Gehalt und HgSO₄, als auch wenig dissoziierte Verbindungen, an Komplexbildnern zur stromlosen Abschei- 5 wie K₂HgJ₄, in derartigen Kupferbädera gleicherdung von Kupfer, dadurch gekennzeich- maßen gut als Stabilisatoren.

net, daß dieses als Stabilisator mindestens eine Als besonders wirksam haben sich indessen solche

Quecksilberverbindung enthält, in der das Element Verbindungen des zweiwertigen Quecksilbers erwiesea,

in Form des zweiwertigen positiven Ions vorliegt. die sich aus den genannten Salzen und den in alkali-

2. Bad nach Anspruch 1 enthaltend die Queck- io sehen Kupferbädern üblicherweise enthaltenen Korn-Silberverbindung in einer Konzentration von plexbildnern bilden. Derartige Komplexbildner sind 10~⁷ bis 10-* Mol/Liter. z. B. Polyaminocarbonsäuren, wie ÄDTE, Polyamino-

3. Verfahren zur stromlosen Abscheidung von alkohole, wie Triäthanolamin, und Polycarbonsäuren, Kupfer auf metallischen oder nichtmetallischen wie Nitrilotriessigsäure, welche zusammen mit den Oberflächen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bad 15 genannten Salzen möglicherweise sogar den eigentnach Anspruch 1 oder 2 verwendet wird. liehen Stabilisator darstellen, der sich auf Grund seiner

Komplexbildungskonstante im Bad aus den Kompo- : ; nenten bildet.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäß zu 20 verwendenden Stabilisatoren besteht darin, daß sich

diese in einem weit größeren Konzentrationsbereich

als die bekannten Stabilisatoren verwenden lassen und außerdem im Gegensatz zu den bekannten eine nahezu unbegrenzte Haltbarkeit in den betriebenen 25 Kupferbädern aufweisen.

Die bevorzugte Konzentration der erfindungsgemäß

Die Erfindung betrifft ein stabilisiertes, stromlos _zu verwendenden Quecksilberverbindungen liegt etwa arbeitendes Kupferbad, mit dem Kupferüberzüge auf im Bereich von ICh⁷ bis 10~⁴ Mol/Liter. Außerdem metallischen und nichtmetallischen Oberflächen abge- enthalten die Bäder die üblichen Bestandteile, d. h. schieden werden können. 30 KupfersaLze, Reduktionsmittel, Komplexbildner sowie

Bekannt sind stromlos arbeitende Kupferbäder, die gegebenenfalls Puffersubstanzen, Netz- und/oder
komplex gebundenes zweiwertiges Kupfer und als Glanzmittel.

Reduktionsmittel Formaldehyd in alkalischer Lösung Bereits bei der niedrigsten angegebenen Konzen-

enthalten. AJs brauchbare Komplexbildner sind z. B. tration ist die stabilisierende Wirkung auf die Kupfer-Weinsäure, Äthylendiamintetraessigsäure (ÄDTE) und 35 bäder sehr deutlich, wobei jedoch die Abscheidungs-Triäthanolamin bekanntgeworden. Derart zusammen- geschwindigkeit des Kupfers und die Qualität des gesetzte Kupferbäder scheiden auf verschiedenen Überzuges im gesamten Konzentrationsbereich nahezu katalytisch wirkenden Metallen Kupferüberzüge ab. unverändert bleiben. Die erhaltenen Kupferüberzüge Auch Nichtleiter, wie Keramik und organische Kunst- haben überdies eine sehr ansprechende rötliche Farbe stoffe, können nach geeigneter Vorbehandlung und 40 und eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit. Da Aktivierung mit feinverteiltem Metall mit einem sich die erfindungsgemäß zu verwendenden Verbin-Kupferüberzug versehen werden. düngen im Kupferbad chemisch nicht verändern kön-

Je nach Zusammensetzung und Betriebsbedingungen nen und ihre Konzentration lediglich durch Einbau neigen stromlose Kupferbäder zu mehr oder weniger des Quecksilbers in den Kupferüberzug geringfügig raschem Zerfall unter Abscheidung von metallischem 45 sinken kann, genügt es, die Anfangskonzentration der Kupfer. Es ist bereits bekannt, daß derartige Bäder Verbindungen im Kupferbad auf einen etwas höheren durch Zusatz anorganischer Cyanide oder durch Wert als erforderlich, z. B. auf 10-^s Mol/Liter, einbestimmte organische Schwefelverbindungen, wie z. B. zustellen. Beim Betrieb des Bades ist ein erneuter 2-Mercaptobenzthiazol, stabilisiert-werden können. · Zusatz des Stabilisators dann nicht mehr erforderlich, Die bisher bekannten Stabilisatoren sind jedoch nur 50 und zur Wartung genügt es lediglich, den pH-Wert in einem relativ engen Konzentrationsbereich wirk- und den Gehalt des Bades an Formaldehyd zu korrisam. Im Fall einer zu geringen Konzentration des gieren.

Stabilisators ist das Kupferbad daher einerseits zu Die Herstellung der beschriebenen stabilisierten

instabil, bei zu hoher Konzentration werden anderer- Kupferbäder erfolgt zweckmäßig, indem man die seits im allgemeinen "Überzüge von schlechter Be- 55 Quecksilberverbindung gemeinsam mit dem Kupferscbaffenheit erhalten, oder es wird sogar die Abschei- salz und dem Komplexbildner löst und anschließend dung völlig unterbunden. Da die Konzentration der den pH-Wert der Lösung und den Gehalt an Formbisher bekannten Stabilisatoren im Kupferbad über- aldehyd auf den gewünschten Wert einstellt. Sollte die dies z. B. durch Einbau in den Kupferüberzug, durch verwendete Quecksilberverbindung nur wenig wasser-Oxidationsvorgänge usw. ständig abnimmt, ist im 60 löslich sein, so wird sie vorteilhaft mit einem geringen Betrieb eine häufige Korrektur der Stabilisatorkonzen- Überschuß an ÄDTE und Natronlauge vorgelöst tration erforderlich. und dann erst dem Kupferbad zugesetzt.

Es wurde nun gefunden, daß ein alkalisches, strom- Erfindungsgemäß stabilisierte Kupferbäder können

los arbeitendes Kupferbad die genannten Nachteile zur Verkupferung von metallischen und entsprechend vermeidet, wenn dieses als Stabilisator Quecksilber- 65 vorbehandelten nichtmetallischen Oberflächen, z. B. verbindungen enthält, in denen das Element in Form aus Kunststoffen oder anderen Materialien, in an sich des zweiwertigen positiven Ions vorliegt. bekannter Weise verwendet werden.

Überraschenderweise ist die stabilisierende Wirkung Zu diesem Zweck bringt man die zu verkupfernden