DE2259544A1 - Verfahren zum stromlosen plattieren eines kunststoffsubstrats mit einem metall - Google Patents
Verfahren zum stromlosen plattieren eines kunststoffsubstrats mit einem metallInfo
- Publication number
- DE2259544A1 DE2259544A1 DE2259544A DE2259544A DE2259544A1 DE 2259544 A1 DE2259544 A1 DE 2259544A1 DE 2259544 A DE2259544 A DE 2259544A DE 2259544 A DE2259544 A DE 2259544A DE 2259544 A1 DE2259544 A1 DE 2259544A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- substrate
- solution
- pyrrolidone
- metal
- group
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- 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
- C23C18/18—Pretreatment of the material to be coated
- C23C18/20—Pretreatment of the material to be coated of organic surfaces, e.g. resins
- C23C18/28—Sensitising or activating
- C23C18/30—Activating or accelerating or sensitising with palladium or other noble metal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- 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
- C23C18/18—Pretreatment of the material to be coated
- C23C18/20—Pretreatment of the material to be coated of organic surfaces, e.g. resins
- C23C18/2006—Pretreatment of the material to be coated of organic surfaces, e.g. resins by other methods than those of C23C18/22 - C23C18/30
- C23C18/2026—Pretreatment of the material to be coated of organic surfaces, e.g. resins by other methods than those of C23C18/22 - C23C18/30 by radiant energy
- C23C18/2033—Heat
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- 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
- C23C18/18—Pretreatment of the material to be coated
- C23C18/20—Pretreatment of the material to be coated of organic surfaces, e.g. resins
- C23C18/2006—Pretreatment of the material to be coated of organic surfaces, e.g. resins by other methods than those of C23C18/22 - C23C18/30
- C23C18/2046—Pretreatment of the material to be coated of organic surfaces, e.g. resins by other methods than those of C23C18/22 - C23C18/30 by chemical pretreatment
- C23C18/2073—Multistep pretreatment
- C23C18/208—Multistep pretreatment with use of metal first
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- 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
- C23C18/18—Pretreatment of the material to be coated
- C23C18/20—Pretreatment of the material to be coated of organic surfaces, e.g. resins
- C23C18/22—Roughening, e.g. by etching
- C23C18/24—Roughening, e.g. by etching using acid aqueous solutions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- 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
- C23C18/18—Pretreatment of the material to be coated
- C23C18/20—Pretreatment of the material to be coated of organic surfaces, e.g. resins
- C23C18/28—Sensitising or activating
- C23C18/285—Sensitising or activating with tin based compound or composition
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/38—Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal
- H05K3/381—Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal by special treatment of the substrate
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
Description
Verfahren zum stromlosen Plattieren eines KunststoffSubstrats
mit einem Metall
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum stromlosen (galvanischen)
Plattieren von polymeren Kunstharzoberflächen mit einem Metall; sie betrifft insbesondere Lösungen zur
Behandlung einer Epoxy-, Phenol- oder Polyesterharzoberfläche vor dem stromlosen Plattieren mit einem Metall.
In den letzten Jahren entstand eine große Nachfrage nach
Verfahren zum Metallplattieren von nicht-leitfähigen Gegenständen,
insbesondere Kunststoffgegenständen. Das dabei erhaltene fertige Produkt vereinigt in sich die vorteilhaften
Eigenschaften des Kunststoffs und des Metalls und weist die technischen und ästhetischen Vorteile jedes dieser Materialien
auf. So können z.B. die aus verschiedenen Kunststoffen hergestellten,leicht formbaren Gegenstände mit
einem niedrigen Gewicht und einer hohen Schlagfestigkeit durch Aufbringen eines Metallüberzugs ästhetisch und mechanisch verbessert werden. Obwohl die meisten Kunststoffe
einem niedrigen Gewicht und einer hohen Schlagfestigkeit durch Aufbringen eines Metallüberzugs ästhetisch und mechanisch verbessert werden. Obwohl die meisten Kunststoffe
Dr.Hn/ju
309830/ 1046
elektrisch nicht-leitend sind, kann ihre Oberfläche mit einem Metall verbunden werden mittels einer einleitenden
Plattierung, die unter der Bezeichnung stromlose Plattierung bzw. galvanische Plattierung bekannt ist. Diese wird in der
Hegel in der Weise durchgeführt, daß man die zu plattierende
Oberfläche mit einer stark oxydierenden Säure ätzt, wobei man die Oberfläche katalysiert, indem man sie mit einem
Edelmetall, z.B. Palladium, entweder in Form einer Losung oder in kolloidaler Form kontaktiert und dann die katalysierte
Oberfläche in eine autokatalytische stromlose (galvanische) Lösung eintaucht, in der durch chemische Ablagerung
ein Überzug aus einem elektrisch leitfähigen Metall, wie z.B. Kupfer oder Nickel, aufgebracht wird. Die stromlose
Metallbeschichtung kann so lange fortgesetzt werden, bis eine erwünschte Dicke erreicht worden ist, oder es kann
ein elektrolytischer Metalldecküberzug aufgebracht werden.
Ein Verfahren dieser Art; für Polyester ist in der US-Patentschrift
3 Ή2 5β1 beschrieben, während ein Verfahren für
Acrylnitril/Butadien/Styrol-Mischpolymerisate in der US-Patentschrift
3 445 350 beschrieben ist· Die Haftung zwischen
einer Metallplattierung und einem Epoxy-har ζ substrat oder einem anderen Kunststoffsubstrat hängt jedoch von der Festigkeit
der Harz-Metall-Bindung ab. Die bisher erzielbare Haftung (Adhäsion) war ziemlich schlecht und betrug nach
dem 90°-Standardabschältest in der Regel etwa 0,9 kg/cm
(5 lbs/inch).
Es wurde bereits vorgeschlagen, die Haftung zwischen einem Kunststoffsubstrat und einem stromlos aufgebrachten Metallüberzug
dadurch zu verbessern, daß man die Oberfläche des Kunststoffs vor dem Ätzen mit einer stark oxydierenden Säure
mit einem Lösungsmittel behandelt (konditioniert). Jedoch sind dafür nicht alle Lösungsmittel geeignet und die mit
wirksamen Lösungsmitteln erzielten Ergebnisse waren sporadisch und die Metallbindung war häufig schlecht. Außerdem
309830/ 1046
trat bei vielen Lösungsmitteln ein beträchtlicher Abbau
des Kunst st off substrat s auf ,wodurch das Substrat für den
vorgesehenen Verwendungszweck unbrauchbar wurde.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun eine Konditionierlösung
(Behandlungslösung) für Epoxy-, Phenol- und Polyesterharze,
die in Kombination mit der Itzung, der Katalyse und stromlosen Metallplattierung einen metallplattierten
Formkörper liefert, in dem die Bindungsstärke (Haftung) zwischen dem Formkörper und der Metallplattierung in der
Eegel einen Wert von 1,4-1 kg/cm (8 lbs/inch) übersteigt und
unter optimalen Bedingungen, insbesondere für Epoxyharze, einen Wert von 2,65 kg/cm (15 lbs/inch) erreichen kann, wobei
diese Ergebnisse reproduzierbar sind*
Die erfindungsgemäße Konditionierlösung besteht aus einer Lösung, die mindestens ein 2-Pyrrolidon enthält. Ein bevorzugtes
Gesamtverfahren zum Metallplattieren eines Substrats umfaßt die Stufen: Konditionieren des Substrats mit der erfindungsgemäßen
Lösung, Ätzen des Substrats mit einem stark oxydierenden Agens, vorzugsweise einer Chromsäureätzlösung
mit einem hohen Gehalt an hexavalentem GhPQm9 Katalysieren
des so behandelten Substrats, um es katalytisch zu machen für die Ablagerung eines Überzugs aus einer stromlosen Plattierungslösung|Und
stromlose (galvanische) Ablagerung eines Metallüberzugs auf dem Substrat.
Bei den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten
Kunststoffen handelt es sich um die an sich bekannten und auf dem Markt leicht erhältlichen Epoxy-, Phenol- und Polyesterharze.
Sie werden in der Eegel in der gewünschten Form hergestellt und können nach .dem erf indungs gemäß en Verfahren
für dekorative oder funktioneile Verwendungszwecke leicht beschichtet werden. Ein funktioneller Verwendungszweck ist
beispielsweise die elektrische Verwendung eines solchen be-
309830/1046
22595U
schichteten Kunststofformkörper, z.B. zur Herstellung von
gedruckten Schalttafeln, insbesondere nach zusätzlichen Verfahren, in denen das Schaltmuster auf einer nicht-plattierten
Platte (Brett) stromlos abgelagert wird.
Bei der zur Herstellung von plattierten Kunststoffen erfindungsgemäß
verwendeten Konditionierlosung handelt es sich um eine Lösung mindestens eines 2-Pyrrolidons, das vorzugsweise
etwa bei Raumtemperatur;, d.h. bei 23,90C (750F) flüssig
ist und die folgende Strukturformel hat
worin bedeuten:
E Wasserstoff, eine aliphatische Gruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, einen aliphatischen Äther mit
2 bis 5 Kohlenstoffatomen und eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, substituiert mit oder
endend mit einer polaren Gruppe, z.B. -NOp, -SO^OH, -Cl, -Br, -J, -F, -COOH, -MH2, -CHO und dgl.}
X einen Rest aus der gleichen Gruppe wie R, der jedoch an einun oder mehreren der Kernkohlenstoffatome,
die den heterocyclischen Ring bilden, substituiert ist; und
η eine ganze Zahl zwischen 0 und 3·
Bezüglich der das 2-Pyrrolidon enthaltenden Lösung sei bemerkt,
daß das verwendete 2-Pyrrolidon bei Raumtemperatur vorzugsweise flüssig ist, in einer weniger bevorzugten Ausführungsform
kann es aber auch bei Raumtemperatur fest sein, vorausgesetzt, daß es bei einer Arbeitstemperatur von mindestens
32,20C (900F) schmilzt und flüssig ist. Außerdem sei
309830/1046
darauf hingewiesen, daß gewünschtenfalls auch Gemische von
2-Pyrrolidonen verwendet werden können. Beispiele für geeignete
2-Pyrrolidone sind i-Butyl-2-pyrrolidon, 1 ,5-Dimethyl-2-pyrrolidon,
i-Ä'thyl-2-pyrrolidon, i-Methyl-2-pyrrolidon,
5-Methyl-2-pyrrolidon und 2-Pyrrolidon.
Die oben genannten 2-Pyrrolidone können erfindungsgemäß in voller Stärke (hoher Konzentration) zum Behandeln des Kunststoffsubstrats verwendet werden, obwohl sie die Oberfläche
des Harzes verhältnismäßig stark angreifen. Deshalb können zur Verminderung der Konzentration des 2-Pyrrolidons, beispielsweise
auf bis zu 50 Vol.-%, geringe Mengen Wasser verwendet
werden oder das 2-Pyrrolidon kann mit anderen inerten organischen Mitteln oder schwachen Lösungsmitteln für den
Kunststoff bis auf 50 Vol.-% verdünnt werden, wobei besonders
geeignete Lösungsmittelklassen die Cellosolven, wie z.B. Butylcellosolve (2-Butoxyäthanol), die Oarbitole, z.B. Butylcarbitol,
Formamid und die Glykole, z.B. Hexylenglykol, sind. Außerdem können den erfindungsgemäßen Kondifcionierlösungen
mit Vorteil oberflächenaktive Mittel, z.B. nicht-ionische Netzmittel, zugesetzt werden, um den Angriff an dem Substrat
noch zu fördern.
Die Funktion der Konditionierlösung besteht darin, die Oberfläche des Eunststoffsubstrats auf eine noch nicht bekannte
Weise umzuwandeln, wodurch die Haftung verbessert wird. Das
Substrat kann gefahrlos über einen langen Zeitraum hinweg in die Konditionierlösung eingetaucht werden, obwohl für praktische
Zwecke im allgemeinen eine Verweilzeit innerhalb des Bereiches von etwa 1/2 bis etwa 15 Minuten, vorzugsweise von
etwa 3 bis etwa 5 Minuten, angewendet wird. Die Temperatur der Konditionierlösung ist nicht kritisch., obwohl erhöhte
Temperaturen das Verfahren beschleunigen und mit Vorteil Temperaturen von etwa 15,60C (600F) bis zum Erweichungspunkt
des Kunststoffes, vorzugsweise von etwa 21,1 bis etwa 5^0O
(70 bis 1JO0F), insbesondere von etwa 37»8 "bis etwa 0
309830/104 6 .
(100 bis 1100P),angewendet werden können·
Nach dem Behandeln der Oberfläche des Kunststoffs mit der
Konditionierlösung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Gegenstand bzw. Formkörper einfach abgespült und
direkt in eine stark oxydierende Säurelösung eingeführt werden, in welcher das Substrat vor der Metallisierung geätzt
wird. Nach dieser Behandlung mit der stark oxydierenden Säurelösung kann der Gegenstand dann auf übliche Weise katalysiert
und plattiert werden. Vorzugsweise werden jedoch Vorsichtsmaßnahmen ergriffen, um eine ausreichende Vorreinigung des
Substrats und eine optimale Bindungsstärke zu gewährleisten. Im allgemeinen wird der zu plattierende Gegenstand gegebenenfalls
mit einem Reinigungsmittel gewaschen, um eventuell auf seiner Oberfläche vorhandenes Fett oder öl zu entfernen.
Die Verweilzeit ist kurz, wobei im allgemeinen eine Zeit von etwa 1 bis etwa 3 Minuten ausreicht. Diese Stufe kann auch
weggelassen werden, wenn der zu plattierende Gegenstand fettfrei ist.
Nach dem Reinigen und der oben genannten Behandlung wird der Gegenstand in eine stark oxydierende Säure eingeführt. Obwohl
jede der bisher bekannten oxydierenden Säurelösungen zum Behandeln der Kunststoffe verwendet werden kann, wird
vorzugsweise eine Chromsäurelösung verwendet, die mindestens
1,36 kg (3»0 pounds), vorzugsweise 1,81 bis 3i63 kg (4 bis
pounds)i Chromsäure auf 3t8 1 O gallon) Lösung enthält. Gewünscht
enfalls kann durch die Anwesenheit von trivalentem Chrom, das durch Reduktion des hexavalenten Chroms während
der Behandlung der Kunststoffoberfläche gebildet wird, auch
eine höhere Löslichkeit erzielt werden. Eine Anfangslösung mit einem hohen Chromsäuregehalt kann zweckmäßig dadurch erhalten
werden, daß man einer Chromsäurelösung zur Bildung von trivalenten Chromionen Oxalsäure zusetzt und anschließend
der dabei erhaltenen Lösung Chromtrioxyd zusetzt zur Herstellung
einer oxydierenden Säure mit dem gewünschten Gehalt an
309830/104 6
hexavalentem Chrom·
Die Ätzung mit der stark oxydierenden Säure wird im allgemeiner bei einer Temperatur von etwa 430G (1100I") bis 2123? ¥er~
Zerrungstemperatur des Kunststoffs, vorzugsweise tob etwa
43 bis etwa 71°C (110 bis 1600P), insbesondere von etwa 60
bis etwa 660O (140 bis 15O0F), durchgeführt ο Die Verweilzeit
liegt im allgemeinen innerhalb des Bereiches von etwa 2 bis etwa 10 Minuten, $e nach Art des behandeltes Kunststoffs*
Nach dem ützen mit der stark oxydierenden Säure wird der Gegenstand dann in eine Spruhabwasch@inricb.tung eingeführt,
in der die restliche Säure unter Druck von der Oberfläche
heruntergewaschen wird» Nach dem Absprühen kann der Gegenstand zur Entfernung des restlichen Chroms von der Oberfläche mit
einer Verweilzeit von 3 bis 5 Minuten ein-oder mehrmals mit
Wasser mit einem milden, alkalischen Neutralisationsmittel, das im allgemeinen bei einer Temperatur von etwa 43 bis etwa
0C (110 bis 13O0I1) gehalten wird, gespült werden.
Nach der Endreinigung kann der Gegenstand irgendeinem der
üblichen, an sich bekannten stromlosen Plattierungsverfahren unter Verwendung von Kupfer oder Nickel, laaterworfen werden.
Der konditionierte Gegenstand kann zweckmäßig in eine angesäuerte Zinn(II)chloridlösung eingetaucht werden,, um die
Kunst stoff oberfläche durch Adsorption von Zinn(II);Lonen zu
sensibilisieren. Daran schließt sich im allgemeinen das Eintauchen in eine angesäuerte Lösung eines Edelmetallsalzes,
z.B. Palladiumchlorid, an, um den Gegenstand durch Reduktion der Edelmetallionen zum Metall zu aktivieren» Der Edelmetallfilm auf dem Gegenstand wirkt dann als Katalysator für das
stromlose Met allplatt ierungsbad, in das der aktivierte Gegenstand eingeführt wird. Der Gegenstand kann aber auch durch
Eintauchen in eine saure wäßrige Lösung, dem Produkt der Mischung von Palladiumchlorid mit einem molaren Überschuß
von Zinn(II)Chlorid, die einen pH-Wert von weniger als etwa
1,0 hat, katalysiert werden. Derartige Formulierungen sind in der US-Patentschrift 3 011 920 beschrieben«
309830/1046
22595U
Es können die verschiedensten stromlosen Kupfer- und Nickelformulierungen
verwendet werden. Typische stromlose Kupferformulierungen (Kupferplattierungslösungen) bestehen beispielsweise
aus einem löslichen Kupfer(II)salz, z.B. Kupfersulfat, einem Komplexbildner für die Kupfer(II)ionen, z.B.
Rochelle-Salz, Hydroxyionen für die pH-Werteinstellung, einem Carbonatrest als Puffer und einem Reduktionsmittel für die
Kupfer(II)ionen, z.B. Formaldehyd. Der Mechanismus, nach dem
Gegenstände mit einer katalysierten Oberfläche plattiert werden, ist in der Literatur ausführlich erläutert
(vgl. z.B. die US-Patentschrift 2 874 072).
Nach der stromlosen Plattierung kann der Kunststoffgegenstand auf übliche Weise mit Kupfer, Nickel, Gold, Silber, Chrom
und dgl. elektrolytisch plattiert werden, um dem Gegenstand das gewünschte Finish zu verleihen. Bei diesen Arbeitsgängen
hängt die Bindungsstärke zwischen der Metallschicht und dem
Substrat z.T. von der Metall-Metal1-Bindungsstärke ab. Es
wurde festgestellt, daß beim Lagern (Altern) des stromlos plattierten Gegenstandes über Zeiträume von bis zu 24 Stunden
oder mehr hinweg die Metall-Kunststoff-Bindungsstärke günstig "beeinflußt wird oder daß nach der stromlosen Metallplattierung,
das Brennen bei erhöhter Temperatur, z.B. bei 93°C (2000F)
für einen Zeitraum von 2 oder mehreren Stunden den gleichen günstigen Effekt hat.
Nach der Lagerung (Alterung) innerhalb des gewünschten Zeitraumes,
gewöhnlich 15 Minuten oder mehr bei Verwendung von warmer Druckluft bis zu 4 Stunden oder mehr bsi der umgebenden
Raumtemperatur, wird der Schutzüberzug durch Kontakt mit einem alkalischen Reinigungsmittel und kurzes Abspülen in Schwefelsäure
entfernt. Wenn der Überzug entfernt worden ist, kann der stromlos plattierte Gegenstand elektrolytisch plattiert
werden.
309830/1046
Obwohl viele dieser Stufen zweckmäßig weggelassen werden
und der konditionierte Gegenstand aus der Konditionierlösung nach einem warmen Abspulen direkt in die oxydierende Säure
und anschließend in die stromlose Plattierungsstufe, überführt
wird, wurde festgestellt, daß das sorgfältige und gründliche Reinigen des Gegenstandes nach jeder Stufe einen
kumulativ günstigen Effekt auf die Bindungsstärke hat·
Bei erfindungsgemäßer Verwendung führt die Konditionierlösung
zu einer Veränderung der Oberfläche des Substrats und die auf diese Weise behandelten Gegenstände werden hinsichtlich ihres
Aussehens, gleichförmig· Der abgelagerte Metallüberzug wird ebenfalls gleichförmig und die Bindungsstärke zwischen einem
stromlos aufgebrachten Kupferüberzug oder einem Nickelüberzug
und der Oberfläche ist hoch und unabhängig von dem angewendeten stromlosen Ablagerungsverfahren. Darüber hinaus wird auf
diese Weise eine hohe Bindungsstärke, in der Regel von mehr
als 1,43 kg/cm (8 lbs/inch) und häufig von mehr als 2,68
kg/cm (15 lbs/inch)) erzielt,, ohne daß die Integrität der
Kunststoffsubstrate nachteilig beeinflußt wird» Dies zeigea
die Ergebnisse von zerstörenden Standard-Abschältests, in denen festgestellt wurde, daß der Bruch (das Versagen) hauptsächlich
an der Substrat-Metall-Grenzfläche auftritt und daß zusammen mit dem Metall nur wenig oder kein Kunststoff entfernt
wir de
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne sie jedoch darauf zu beschränken. Die Abschälfestigkeiten
wurden dadurch bestimmt, daß man einen 2,54, cm (1 inch)
breiten Metallstreifen unter Verwendung einer Dillon-Abziehtestapparatur
unter einem Winkel von 90 von dem Kunststoff abzog.
Zum Plattieren wurde eine Epoxytestplatte einer Größe von 7?62 cm
χ 8,89 cm (3 inches χ 3 1/2 inches) verwendet. Dabei wurden
309830/1046
22595U
die folgenden Verfahrensstufen angewendet:
Zusammensetzung
Temp. in | Zeit (Min.) |
43 (110) | 3 |
RT (Eaumtemp, | .) 1 |
40 (105) | 2 |
HT | 1 |
66 (150) | 10 |
alkalische Eeinigerlösung eines oberflächenaktiven Mittels
Abspülen
Konditionierlösung aus. 1-Methyl-2-pyrrolidon
Abspülen Oxydierendes Ätzmittel
420 g Ohromtrioxyd 30 g Chromsesquioxyd
aufgefüllt auf 1 1 Wasser zweimaliges Abspülen RT
Neutralisieren wäßrige Lösung von Diäthylentriamin (1,5 gew.-%ig)
Abspulen
(1)
Katalysieren mit Cuposit 6FV
Abspülen
(2)
Beschleunigen mit dem Accelerator Abspülen stromloses Plat^^ren mit Cuposit-Copper
Abspülen Elektroplattierung mit elektralyti-
schem Kupfer bei 20 A/0,093 nT
(1 ft.^) ET 90
46 | (115) | 3 |
HT | 1 | |
RT | 2 | |
RT | 1 | |
4l | ) (120) | 2 |
RT | 1 | |
RT | 10 | |
RT | 1 |
(1) Bei dem Katalysator 6F handelte es sich um das beim Mischen
von Palladiumchlorid und Zinn(II)chlorid in einer Chlorwasserstoff
säurelösung erhaltene Produkt; das. Zinn(II) war gegenüber dem Palladium in molarem Überschuß vorhanden.
(2) Beim dem Accelerator 19 handelte es sich um eine verdünnte Säurelösung.
(3) Bei Cuposit-Oopper 990 handelte es^sich um eine Mischung
309830/1046
von Kupfersulfat, Formaldehyd, Natriumhydroicyd und einem
Chelatbildungssystem, um die Kupfer(II)ioae3i in Lösung zu
halten.
Der nach dem obigen Verfahren mit Kupfer plattierte Epoxyharzgegenstand
hatte eine glatte glänzende Oberfläche. Die Kunststoff-Metall-Bindungsstärke betrug etwa 3»5B kg/cm
(20 lbs/inch) Breite.
Beispiel 2 . ■
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiecferfaolt 9 wobei diesmal
das 1-Methyl-2-pyrrolidon mit 20 VoI„-% Butyleellosolve verdünnt wurde. Auch diesmal wurde eine glatte9 glänzende Kupferoberfläche erhalten und die Bindungsstärke zwischen dem Kupfer
und dem Kunststoff betrug etwa 3? 22 kg/cm (18 lbs/inch) Breite (
Das Verfahr en des Beispiels 1 würde wiederholt« wobei diesmal
das 1-Methyl-2-pyrrolidon mit etwa 25 Volo-% Wasser verdünnt
wurde. Es wurden ähnliche Ergebnisse erhalten, 3e<loeh. betrug
die Bindungsstärke zwischen dem Metall und dem Epoxyharz diesmal etwa 2,86 kg/cm (16 lbs/2,nch) Breite«
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei diesmal
das i-Methyl-2-pyrrolidon durch 2-Pyrrolidon ersetzt wurde.
Es wurden ähnliche Ergebnisse erhalten»
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei diesmal das i-Methyl-2-pyrrolidon mit 35 Vol.~% Dimethylformamid
verdünnt wurde. Es wurden ähnliche Ergebnisse erhalten, jedoch verringerte sich die Bindungs stärke auf 2,86 kg/cm
(1f lbs/inch) Breite. 309830/1046
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei diesmal anstelle der Epoxyharztestplatte eine 7»62 cm χ 8,89 cm
(3 inches χ 3,5 inches) große Polyestertestplatte zum Plattieren
verwendet wurde. Es wurden ähnliche Ergebnisse erhalten, jedoch verringerte sich die Stärke der Kunststoff-Metall-Bindung
auf etwa 3,22 kg/cm (18 lbs/inch) Breite.
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei diesmal
die Epoxyharzplatte durch eine Phenolharztestplatte ersetzt wurde. Es wurden ähnliche Ergebnisse erhalten, jedoch verringerte
sich die Bindungsstarke auf 2,32 kg/cm (13 lbs/inch)
Breite.
Patentansprüche;
309830/1046
Claims (1)
- Patentansprüche1. Verfahren zum stromlosen Plattieren eines Kunststoff-Substrats aus der Gruppe der Epoxy-, Phenol- und Polyesterharze mit einem Metall, dadurch gekennzeichnet, daß man das Substrat mit einer Lösung eines 2-Pyrrolidons unter solchen Zeit- und Temperaturbedingungen in Kontakt bringt, die ausreichen, um die Haftung einer Metallplattierung auf dem Substrat zu fördern.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein 2-Pyrrolidon verwendet, das an dem Stickstoffatom durch eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen substituiert ist.3· Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet i daß man ein 2-Pyrrolidon verwendet, das an dem Stickstoffatom durch eine Methylgruppe substituiert ist.4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß man eine Lösung verwendet, die zu mehr als 50 Vo 1.-96 aus dem 2-Pyrrolidon besteht.5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das Epoxyharzsubstrat eine halbe bis 15 Minuten lang bei einer Temperatur von etwa 15»6°C (600F) bis zum Erweichungspunkt des Substrats mit der Lösung in Kontakt bringt„6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur der Lösung zwischen etwa 21,1 und etwa 54°0 (70 bis 1300P) variiert.7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur der Lösung zwischen etwa 37,8 und etwa 4-3°0 (100 bis 1100F) variiert.309830/1046δ. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7i dadurch gekennzeichnet, daß man die Lösung mit einem Verdünnungsmittel aus der Gruppe Wasser, der gegenüber dem Kunststoff substrat inerten und mit 2-Pyrrolidon mischbaren organischen Materialien und der mit 2-Pyrrolidon mischbaren, schwachen Lösungsmittel für das Substrat in einer Menge von nicht mehr als 50 Vol.-% verdünnt.9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als Verdünnungsmittel Dimethylformamid verwendet·10. Verfahren zum Metallisieren eines KunststoffSubstrats aus der Gruppe der Epoxy-, Phenol- und Polyesterharze, bei dem man das Substrat zur Verbesserung der Haftung zwischen dem Substrat und einer Metallplattierung behandelt, mit einer Chromsäurelösung ätzt, das Substrat katalysiert, um es gegenüber einer stromlosen Metallplattierungslösung katalytisch zu machen, und auf dem Substrat stromlos ein Metall ablagert, dadurch gekennzeichnet, daß man das Substrat vorbehandelt, indem man es mit einer Lösung eines 2-Pyrrolidons in Kontakt bringt.11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Lösung verwendet, in der das 2-Pyrrolidon mehr als etwa 50 Vol.-% der Lösung ausmacht.12. Verfahren nach Anspruch 10 und/oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Behandeln ein 2-Pyrrolidon der allgemeinen Formel verwendetA-:R
J— (Y)nworin bedeuten:309830/1046R Wasserstoff, einen aliphatischen Rest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen oder einen Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, der gegebenenfalls durch eine polare Gruppe substituiert ist,Y einen Rest aus der gleichen Gruppe wie E, der an einem Kernkohlenstoff atom substituiert ist, undη eine ganze Zahl von 0 bis 3·13· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ν man ein 2-Fyrrolidon dsr angegebenen allgemeinen formel verwendet, in der T, E und η so ausgewählt werden, daß das 2-iyrrolidon bei 23,9°C (75°F) flüssig ist.14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man ein 2-I^yrrolidon der angegebenen allgemeinen Formel verwendet, in der η = 0 und E einen Alkylrest bedeutet.15· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man ein 2-I^yrrolidon der angegebenen allgemeinen Formel ver-r wendet, in der η = 0 und E einen Methylrest bedeutet,16. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis I5, dadurch gekennzeichnet, daß man das Substrat 1/2 bis 15 Minuten lang bei einer Temperatur von etwa 15,60C (600F) bis zum Erweichungspunkt des Substrats mit der Konditipnierlösung in Kontakt bringt.17· Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur der Lösung zwischen etwa 21,1 und etwa. 0C (70 bis 130oF) variiert.18. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 17» dadurch gekennzeichnet, daß man als Substrat ein Epoxyharz verwendet.309830/104619· Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 17i dadurch gekennzeichnet, daß man als Substrat ein Fhenolharz verwendet.20. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 17» dadurch gekennzeichnet, daß man als Substrat ein Phenolharz verwendet.309830/1046ORiQJMAL INSPECTED
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US21508672A | 1972-01-03 | 1972-01-03 | |
US29601072A | 1972-10-10 | 1972-10-10 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2259544A1 true DE2259544A1 (de) | 1973-07-26 |
Family
ID=26909682
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2259544A Pending DE2259544A1 (de) | 1972-01-03 | 1972-12-05 | Verfahren zum stromlosen plattieren eines kunststoffsubstrats mit einem metall |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS4878277A (de) |
AU (1) | AU443170B2 (de) |
BE (1) | BE793615A (de) |
CA (1) | CA978429A (de) |
DE (1) | DE2259544A1 (de) |
FR (1) | FR2167587B1 (de) |
GB (1) | GB1361760A (de) |
IT (1) | IT973143B (de) |
NL (1) | NL7300052A (de) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0052968B1 (de) * | 1980-11-20 | 1986-02-26 | Crosfield Electronics Limited | Beschichten polymerer Substrate |
WO2017016964A1 (en) * | 2015-07-30 | 2017-02-02 | Basf Se | Process for pretreatment of plastic surfaces for metallization |
ES2646237B2 (es) | 2017-09-28 | 2018-07-27 | Avanzare Innovacion Tecnologica S.L. | Formulación para el mordentado de materiales poliméricos previo al recubrimiento de los mismos |
-
0
- BE BE793615D patent/BE793615A/xx not_active IP Right Cessation
-
1972
- 1972-12-05 DE DE2259544A patent/DE2259544A1/de active Pending
- 1972-12-19 JP JP12682872A patent/JPS4878277A/ja active Pending
- 1972-12-20 GB GB5890072A patent/GB1361760A/en not_active Expired
- 1972-12-22 AU AU50430/72A patent/AU443170B2/en not_active Expired
- 1972-12-29 CA CA160,292A patent/CA978429A/en not_active Expired
- 1972-12-29 IT IT3384772A patent/IT973143B/it active
-
1973
- 1973-01-02 FR FR7300057A patent/FR2167587B1/fr not_active Expired
- 1973-01-03 NL NL7300052A patent/NL7300052A/xx unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU443170B2 (en) | 1973-12-13 |
BE793615A (fr) | 1973-05-02 |
FR2167587B1 (de) | 1976-04-23 |
IT973143B (it) | 1974-06-10 |
GB1361760A (en) | 1974-07-30 |
FR2167587A1 (de) | 1973-08-24 |
CA978429A (en) | 1975-11-25 |
NL7300052A (de) | 1973-07-05 |
AU5043072A (en) | 1973-12-13 |
JPS4878277A (de) | 1973-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2166971C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von gedruckten Leiterplatten | |
DE60109486T2 (de) | Verfahren zur chemischen vernickelung | |
EP0489759B1 (de) | Verfahren zur herstellung einer durchkontaktierten leiterplatte | |
DE2610470C3 (de) | Verfahren zur stromlosen Abscheidung von Kupferschichten | |
DE2265194A1 (de) | Verfahren zur vorbehandlung fuer das metallisieren von kunststoffen | |
DE2623716B2 (de) | Verfahren zur Vorbehandlung von Polysulfonsubstraten vor der stromlosen Beschichtung mit einem Metall | |
EP1088121B1 (de) | Verfahren zur metallischen beschichtung von substraten | |
DE2716729C3 (de) | Verfahren zum Katalysieren von Oberflächen | |
EP0390827B1 (de) | Verfahren zur herstellung durchkontaktierter leiterplatten | |
DE2222941C3 (de) | Verfahren zum Vorbehandeln von Acrylnitril/Butadien/Styrol-Harz-Substraten vor einer stromlosen Metallabscheidung | |
DD283580A5 (de) | Verfahren zur herstellung von durchkontaktierten ein- oder mehrlagigen leiterplatten und durchkontaktieren ein-oder mehrlagige leiterplatte | |
DE2137179A1 (de) | Verfahren zum stromlosen Metalhsie ren einer Oberflache | |
DE3121015A1 (de) | Verfahren zur aktivierung von gebeizten oberflaechen und loesung zur durchfuehrung desselben | |
DE2259544A1 (de) | Verfahren zum stromlosen plattieren eines kunststoffsubstrats mit einem metall | |
DE1665314C2 (de) | Basismaterial zur Herstellung gedruckter Schaltungen | |
EP0241754B1 (de) | Verfahren zur haftfesten Metallisierung von Polyetherimid | |
DE3437084A1 (de) | Verfahren zum an- und abaetzen von kunststoffschichten in bohrungen von basismaterial fuer leiterplatten | |
DE2618638B2 (de) | Galvanisches Bad und Verfahren zur Abscheidung von Überzügen aus Zinn-enthaltenden Legierungen | |
DE2046708B2 (de) | Verfahren zur Vorbehandlung von Acrylnitril-Butadien-Styrol-Harzenfür die stromlose Metallbeschichtung | |
DE1521120B1 (de) | Stromloses Verkupferungsbad | |
DE3137587A1 (de) | Verfahren zur vorbehandlung von formteilen aus polyamiden fuer das aufbringen haftfester, chemisch abgeschiedener metallbeschichtungen | |
DE2119437A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines lei tenden Überzugs auf einem Substrat | |
DE1960964C (de) | Verfahren zum stromlosen Abscheiden von Nickel auf Kunststoffteilen | |
DE1771930C3 (de) | Verfahren zur Vorbehandlung der Oberflächen von Kunststorfgegenständen für chemische Vernickelung | |
DE2550597A1 (de) | Verfahren zum aufbringen von festhaftenden metallschichten auf kunststoffoberflaechen |