DE2120224C3 - Verfahren zur kontinuierlichen chemischen Kupferabscheidung - Google Patents

Verfahren zur kontinuierlichen chemischen Kupferabscheidung

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DE2120224C3
DE2120224C3 DE19712120224 DE2120224A DE2120224C3 DE 2120224 C3 DE2120224 C3 DE 2120224C3 DE 19712120224 DE19712120224 DE 19712120224 DE 2120224 A DE2120224 A DE 2120224A DE 2120224 C3 DE2120224 C3 DE 2120224C3
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Bayer Pharma AG
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/1601—Process or apparatus
    • C23C18/1633—Process of electroless plating
    • C23C18/1675—Process conditions
    • C23C18/1683—Control of electrolyte composition, e.g. measurement, adjustment
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen chemischen Kupferabscheidung unter Verwendung eines wäßrigen alkalischen Kupferbades enthaltend Kupfersalz, Komplexbildner, Formaldehyd und sonstige übliche Bestandteile solcher Bäder.
Chemische Kupferbäder sind weitgehend in die Praxis eingeführt. Sie dienen zur rcduktivcn Abscheidung von Kupfer auf insbesondere nichtmetallische Oberflächen, z. B. zur Herstellung gedruckter Schaltunpen.
Bei diesen Bädern ist es sehr wichtig, daß der Gehalt an Formaldehyd genügend groß ist, damit eine möglichst schnelle Reduktion der Kupferionen zum Metall gewährleistet ist. Da bei dieser chemischen Reaktion das Reduktionsmittel fortlaufend verbraucht wird, muß zur optimalen Durchführung des Verfahrens eine im Umfang des Verbrauchs entsprechende Menge an Formaldehyd zudosiert werden. Voraussetzung für eine präzise Dosierung ist die Messung des Formaldehydgehaltes, die bisher auf analytischem Wege durchgeführt wurde. Eine solche analytische Erfassung erfordert jedoch eine genau dosierte Zugabe von jeweils verschiedenen Reagenzien, was eine aufwendige Einschaltung von Dosierpumpen und nachgeschalteten Mischanlagen erforderlich macht.
Außerdem haben diese Methoden den Nachteil, für eine kontinuierliche Durchführung ungeeignet zu sein.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
die Verfahren zur chemischen Kupferabscheidung durch Verbesserung der Dosierung des Fonnaldehyds zu vereinfachen und außerdem eine kontinuierliche
Durchführung zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
ίο ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Verbrauch an Formaldehyd durch Messung der Farbänderung des Bades ermittelt wird, die beim Durchleiten dieser Lösung durch ein Kupfermetall in verteilter Form enthaltendes Rohr eintritt, worauf das Formaldehyd im Umfang des Verbrauchs kontinuierlich ergänzt wird.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Teil der zu bestimmenuen Badlösung zunächst mit konstanter Geschwindigkeit durch ein übliches Kolorimeter gepumpt, um die originäre Farbintensität festzustellen, und darauf in das Reaktionsrohr eingeleitet. Dieses Rohr, das aus einem gegenüber den Reagenzien inerten Material bestehen soll, enthält Kupfermetall in verteilter Form. Bevorzugt wird dieses Metall in Form von Granalien oder dünnem, gewundenem Draht verwendet. Zur Beschleunigung der beabsichtigten Reaktion wird dieses Rohr auf 107° C erhitzt. Sofern nun eine genügende Menge an Formaldehyd in der Badlösung verblieben
hi ist, werden die Kupferionen fast vollständig zum Metall reduziert, so daß die aus dem Rohr austretende Lösung farblos ist. Die Durchflußgeschwindigkeit reguliert man zweckmäßigerweise auf einen solchen Wert, der eine für eine ausreichende Reduktion der
r. Metallionen erforderliche Verweilzeit im Rohr gestattet.
Die austretende Badlösung wird darauf durch ein nachgeschaltetes Kolorimeter geleitet, mit dem die Änderung der Farbänderung gegenüber dem Urin sprungswert ermittelt wird.
Ist hierbei keine oder eine nur minimale Farbänderung feststellbar, so enthält die Badlösung kein oder eine nur ungenügende Menge an Formaldehyd. Sofern aber die aus dem Rohr austretende Badlösung farblos
ΙΊ ist, liegt eine für die chemische Kupferabscheidung genügende Menge an Formaldehyd in der Badlösung vor.
Geringfügige Änderungen oder gar ein Gleichbleiben der Farbintensität der Badlösung zeigen alsn an,
Vi daß eine Ergänzung an Formaldehyd erforderlich ist, die mittels einer Vorrichtung, zweckmäßigerweisc einer Pumpe, erfolgen kann, welche über einen Kontaktgeber vom zweiten Kolorimeter gesteuert wird. Eine exakte Steuerung läßt sich weiterhin durch
-,-, meßtcchnischen Vergleich der Extinktionen beider Kolorimeter ermöglichen.
Durch Zusammenwirken der geschilderten Maßnahmen wird eine im Umfang des Verbrauchs an Formaldehyd entsprechende Menge des Kupfers fort-
Mi laufend ergänzt, womii eine kontinuierliche Durchführung der chemischen Kupferabscheidung ermöglicht wird.
Das folgende Beispiel erläutert die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Beispiel
Es wurde ein chemisches Kupferbad folgender Zusammensetzung verwendet:
3 4
Kupfersalz (CuSO4 · 5 H2O) .... 5 g/Liter tauchen in eine Glycerin-Lösung von 107° C erhitzt. Komplexbildner (Dinatriumsalz der Die aus dem Rohr austretende Lösung wurde dar- Äthylendiamintetraessigsäure) ... 20 g/Liter auf durch ein Kolorimeter geleitet, welches einen Alkalihydroxyd (NaOH) 3 g/Liter Cadmiumsulfid-Widerstand als lichtempfindliches Oberflächenaktives Mittel 1 g/Liter 5 Element enthielt, in dem eine konstante Stromstärke Stabilisator 0,003 g/Liter aufrechterhalten wurde. Ein sogenannter XY-Schrei- Reduktionsmittel (Formaldehyd) . . 4 g/Liter ber zeichnete die Spannung am Cadmiumsulfid-Ele-
ment auf.
pH-Wert der Lösung: 12,5 Es zeigte sich, daß die Ausgangsspannung des Ko-
Eine Probe der Badlösung wurde mittels einer Do- in lorimeters sehr stark ansteigt, sobald der Gehalt an
sierpumpe durch ein Kupfermetall enthaltendes Formaldehyd in der Badlösung unter einen Wert von
U-fönniges Glasrohr mit einer Geschwindigkeit von 4 g/Liter sinkt.
10 ml/Minute gepumpt. Mittels der Ausgangsspannung des Kolorimeter
Das Rohr hatte einen inneren Rohrdurchmesser wurde darauf eine Pumpe in Betrieb gesetzt, die dem
von 10 mm und war dicht gefüllt mit gewundenem ι > Bad eine solche Menge an Formaldehyd zufügte, bis
Kupferdraht von 0,1 mm Stärke. Es wurde durch Ein- der Ausgangswert erreicht war.
S ι*
I ίτ
f. i
H

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur kontinuierlichen chemischen Kupferabscheidung unter Verwendung eines wäßrigen alkalischen Kupferbades enthaltend Kupfersalz, Komplexbildner, Formaldehyd und sonstige übliche Bestandteile solcher Bäder, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrauch an Formaldehyd durch Messung der Farbänderung des Bades ermittelt wird, die beim Durchleiten des Bades durch ein Kupfermetall in verteilter Form enthaltendes Rohr eintritt, worauf das Formaldehyd im Umfang des Verbrauchs kontinuierlich ergänzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung mit konstanter Geschwindigkeit durch das Rohr geleitet wird.
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohr, welches Kupfer in Form von dünnem, gewundenem Draht enthält, verwendet wird.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr auf 107° C erhitzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbänderung mittels eines Kolorimeters gemessen wird.
6. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ergänzung des Formaldehyds mittels einer Vorrichtung, zweckmäßigerweise einer Pumpe, erfolgt, welche über einen Kontaktgeber vom Kolorimeter gesteuert wird.
DE19712120224 1971-04-20 1971-04-20 Verfahren zur kontinuierlichen chemischen Kupferabscheidung Expired DE2120224C3 (de)

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DE2120224A1 DE2120224A1 (en) 1972-11-02
DE2120224B2 DE2120224B2 (de) 1979-11-15
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