DE2448148A1 - Verfahren zur herstellung eines metallueberzuges auf erzeugnissen aus nichtmetallischen stoffen - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines metallueberzuges auf erzeugnissen aus nichtmetallischen stoffen

Info

Publication number
DE2448148A1
DE2448148A1 DE19742448148 DE2448148A DE2448148A1 DE 2448148 A1 DE2448148 A1 DE 2448148A1 DE 19742448148 DE19742448148 DE 19742448148 DE 2448148 A DE2448148 A DE 2448148A DE 2448148 A1 DE2448148 A1 DE 2448148A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
coating
nickel
product
solution
metal
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.)
Granted
Application number
DE19742448148
Other languages
English (en)
Other versions
DE2448148B2 (de
DE2448148C3 (de
Inventor
Tejmuras N Choperija
Nadescha W Rjumschina
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
INST METALLURG IM 50 LETIJA SS
Original Assignee
INST METALLURG IM 50 LETIJA SS
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by INST METALLURG IM 50 LETIJA SS filed Critical INST METALLURG IM 50 LETIJA SS
Priority to DE19742448148 priority Critical patent/DE2448148A1/de
Priority to AU84831/75A priority patent/AU504613B2/en
Publication of DE2448148A1 publication Critical patent/DE2448148A1/de
Publication of DE2448148B2 publication Critical patent/DE2448148B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2448148C3 publication Critical patent/DE2448148C3/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C18/00Chemical 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
    • C23C18/16Chemical 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
    • C23C18/18Pretreatment of the material to be coated
    • C23C18/20Pretreatment of the material to be coated of organic surfaces, e.g. resins
    • C23C18/28Sensitising or activating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/06Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with metals
    • C03C17/10Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with metals by deposition from the liquid phase
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/52Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C18/00Chemical 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
    • C23C18/16Chemical 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
    • C23C18/18Pretreatment of the material to be coated
    • C23C18/1851Pretreatment of the material to be coated of surfaces of non-metallic or semiconducting in organic material
    • C23C18/1872Pretreatment of the material to be coated of surfaces of non-metallic or semiconducting in organic material by chemical pretreatment
    • C23C18/1886Multistep pretreatment
    • C23C18/1889Multistep pretreatment with use of metal first
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C18/00Chemical 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
    • C23C18/16Chemical 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
    • C23C18/18Pretreatment of the material to be coated
    • C23C18/20Pretreatment of the material to be coated of organic surfaces, e.g. resins
    • C23C18/22Roughening, e.g. by etching
    • C23C18/24Roughening, e.g. by etching using acid aqueous solutions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)

Description

  • VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES METALLÜBERZUGS AUP ERZEUGNISSEN AUS NICHTMETALLISCHEN STOFFEN Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum Auftragen einer Mettalschicht auf Erzeugnisse die aus verschiedenen Stoffen hergestellt sind und insbesonder auf Verfahren zur Herstellung eines Metallüberzugs auf Erzeugnissen aus einem nichtmetallischen Stoff.
  • Eine Metallschicht auf Erzeugnissen aus nichtmetallischen Stoffen. zum Beispiel aus Glas. Quarz, Keramik, Halbusw z.B.
  • leitern, Sitall, Glimmer, Kunststoffen ist, zur Erzeugung <auf der Oberfläche der erwähnten Erzeugnisse>stromleitender Linien) zum Auftragen von Elektroden, zur Verbindung nichtmetallischer Teile mit metallischen, zur Verzierung, zur Schaffung einer wärmeleitenden Oberfläche, zur Erzeugtng einer Unterschicht zwecks weiterer Metallfaillung durch Elektrolyse, zur Steigerung der Verschleiss-, Wasseru. dgl.
  • und Korrosionsfestigkeit bestimmt.
  • Derartige Verfahren finden im Gerätebau, in der Elektronenindustrie, in der Elektrotechnik, im waschinenbau und in anderen Industriezweigen Verwendung finden, in welchen piezoelektrische Quarzresonatoren, Photoschablonen, Kondensatoren. tiezokeramische Strahler. Blektro- und u.dgl .
  • Durchgangsisolatoren, Induktivit ät sspulen verwendet werden.
  • - Es!gilt dabei, zu erzeigen: 1. Folien für solche Elemente , wie Widerstände.
  • ZNischenverbindungen und Kontaktflächen beim Konstruieren des passiven Teils von Integralschaltungen; 2. herausgeführte Hohlraumenden von aktiven bzw. passiven Elementen in Integralschaltungen; 3. Leitungsbilder der Druckplatten; 4. Optisch dichte metallisierte Schichten zur Herstellung von Duplikateflvon Photoschablonen, welche das Bauptwerkzeug von photolithographischen Prozessen- der Grundlage der Planartechnologie -darstellen; 5,, Technologische Kontaktmasken und Schichten fiir eutektisches Löten; 6. Korrosionsschutzüberzüge von Apparaturgehäusen und -teilen.
  • Zur Zeit verwendet man folgende Verfahren zur Herstellurtg eines Metallüberzugs auf der Oberfläche nichtmetallischer Stoffe: Silbereinbrennen bei einer hohen Temperatur; Auftragen einer Metallschicht durch Metallverdampfen unter Vakuum, Kathodenzerstäubung eines Metalls; elektrolytischer Niederschlag nach der Erzeugung einer stromleitenden Unterlage.
  • Die angegebenen Verfahren zur Herstellung eines Setallüberzugs weisen bedeutende Nachteile auf, welche den Fertigungsablauf verteuern und umständlich machen. Diese Nachteile bestehen entweder in einem grossen Verbrauch an Edelmetallen oder in einer grossen Dauer des Fertigungsablaufs, im Bedarf an einer komplizierten und teuren Ausrüstung, in einem grossen Arbeitsaufwand bei Durchführung des Verfahrens, in einem bedeutenden Verbrauch an Elektroenergie, in einem unzureichenden Haftvermögen der Met allschicht auf der Unterschicht, oder in einer Unstabilität des Verfahrens.
  • Eine weite Verbreitung hat zur Zeit das Verfahren zur chemischen Fällung einer metallischen Schicht au! Erzeugnissen aus nichtmetallischen Stoffen gefunden, c.as eine Reiihe von Vorteilen gegenüber den oben angegebenen Verfahren aufweist, doch einen wesentlichen Nachteil hat - bis zur heutigen Zeit erfolgt das chemische Vernickeinvon Erzeugnissen aus nichtmetallischen Stoffen vorwiegend in bezug auf rauhe Oberflächen. Bei einer Steigerung der
    pdsLLI"-i';l'';C;3
    < t RTasse
    der nicht metallischen Oberfläche und insbesondere auf polierten Flächen wird, wie die Praxis zeigt, durch das chemische Vernickeln ein nicht dichter Uberzug mit einem kleinen Haftvermögen auf der Unterschicht erzeugt.
  • Das angegebene Verfahren zur Erzeugung eines metallischen, zum Beispiel eines Nickelüberzug auf Erzeugnissen aus einem nichtmetallischen Stoff besteht darin, dass die entfettete Oberfläche des zu bearbeitenden Erzeugnisses in sauerer Zinndichloridlösung sensibilisiert wird. Dabei erfolgt eine Adsorption der Zinnverbindungen auf der Oberfläche des Erzeugnisses. Eine Sensibilisierung erhöht den Grad der darauffolgenden Metallisierung, beschleunigt die Bildung eines dichten metallischen überzugs. Dann wird die Oberfläche des zu bearbeitenden Erzeugnisses durch eine Bearbeitung in salzsauerer Palladiumchloridlösung aktiviert. Dabei erfolgt auf der bearbeiteten Fläche eine Adsorption der Palladiumionen, welche einen Katalysator zur chemischen Reduktion des aufgetragenen Metallüberzugs (Nickel) darstellen.
  • Nach Sensibilisierung und Aktivierung xvird das zu bearbeitende Erzeugnis in eine Lösung eingetaucht, die Nickelionen enthält, zum Beispiel in eine Lösung, enthaltrend Nickeldichlorids Natriumhypophosphit und Nstriumazetat.
  • Bei der Herstellung des Nickelüberzugs nach diesem jedoch zwischen Verfahren wird#keine gegenseitige Diffusion be der Unterlage des zu deckenden Erzeugnisses und der Nickelschicht beobachtet.
  • Ausserdem weist der hergestellte Oberzug eine amorphe Struktur auf und infolgedessen werden kein ausreichendes Haftvermögen des metallischen Überzugs auf dem zu bearbeidie tenden Erzeugnis und nicht#erforderlichen physikalischen Eigenschaften des Überzugs gesichert. So weist zum Bei-12 spiel der Überzug eine UnstabilitätVder chemischen Zusasmensetzung und der Phasenzusammensetzung sowie ihrer Eigenschaften, eine niedrige elektrische Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit auf, lässt sich nur schwer durch Likroschweissung und Thermokompression verschweissen, vrird schlecht mit Blei-Zinn-Lot und säurefreien FlusEmitteln verzinnt bzw. gelötet, welche zur Sicherstellung der Zuverlässigkeit der Erzeugnisse verwendet werden.
  • Zur Zeit werden in funkelektronischen Apparaturen piezoelektrische Quarzresonatoren verwendet;, welche eine Quarzplatte darstellen, auf deren beiden Flächen en Schicht eines Metalls (Gold oder Silber) aufgetragen sind, den welche als Elektroden des Resonators dienen. Auf#Gold- bzw.
  • Silberschichten sind metallische Stromabführungen vorhanden, die aus Kupferlegierungen ausgeführt werden.
  • Es ist ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Überzugs auf piezoelektrischen Quarzplatten bekannt, welches bei der Herstellung der erwähnten Resonatoren verwendet wird. Dieses Verfahren besteht darin, das¢3 in eine piezoelektrische Quarzplatte bei der Temperatur aron etwa 4500 c Kolloidsilber eingebrannt vdrd und dann auf die Quarzplatte unter Vakuum eine Gold- bzw. Silberschicht aufgespritzt wird. Das Einbrennen der Silberpaste ist zu Steigerung des Haftvermögens der aufgespritzten etallschicht auf der Quarzplatte und zur Sicherung der Lötbarkeit der Gold- bzw. Silberelektrode erforderlich, doch setzt das erwähnte Einbrennen die Dauerstabilität der Parameter der Quarzresonatoren und deren elektrischen Daten herab.
  • Das kann dadurch erklärt werden, dass ein t.nermischer Schock, der beim Einbrennen stattSindet, die Struktur der Piezoquarzplatte ändert.
  • Mit der vorliegenden Erfindung sollen diese Nachteile beseitigt werden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Metallüberzugs auf Erzeugnissen aus einem nichtmetallischen Stoff, darunter auch eines Nickelüberzugs auf Quarzplatten zu entr wickeln, bei welchem eine geschlossene dichte Aktivator-Katalysator-Schicht entsteht, welche die Herstellung eines geschlossenen porenfreien Metallüberzugs mit einem grossen Auflösungsvermögen und einem hohen Haftvermögen auf Stoffen einer beliebigen Rauhigkeitsklasse der Oberfläche, darunter auch auf polierten Stoffen ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Herstellung eines Metallüberzugs auf Erzeugnissen aus einem nichtmetallischen Stoff, bei dem man die zu bearbeitende Fläche sensibilisiert, in einer Palladiumdichloridlösung aktiviert, damit dieser Oberfläche katalytische Eigenschaften verliehen werden, welche eine Reduktion<auf dieser Fläche>des Metalls des aufzutragenden Überzugs sichern und dann zwecks chemischer Fällung des Metallüberzugs auf das zu bearbeitende Erzeugnis dieses in eine Lösung gebracht wird, die Metallionen des dadurch gelost, aufzutragenden Überzugs enthält, erfindungsgemäss vor daß dieses Erzeugnis der Sensibilisierung mit Wienerkalk und dann in Salpetersäure bearbeitet wird, und die Aktivierung in einer Lösung durchgeführt wird, die ausser Palladiumdichlorid Natriumchlorid enthält und nach der erfolgten Metallisierung die bearbeitete Fläche bei einer Temperatur von 300 bis 650°C erwärmt wird.
  • n Mit dem erfindungsgemäße#Verfahren ist es möglich, auf nichtmetallischen Erzeugnissen mit einer praktisch beliebigen Rauhigkeitsklasse Oberflächefl,> polierte Erzeugnisse miteinbegriffen, einen geschlossenen porenfreien Metallüberzug mit einem hohen Auflösungsvermögen und einem hohen haftvermögen auf der bearbeiteten Oberfläche zu erzeugen.
  • Es ist zweckmässig, das bearbeitete Erzeugnis in Edelsich gasatmosphäre erwärmen zu lassen.
  • Eine Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das bearbeitete Erzeugnis unter Vakuum erwärmt wird.
  • Hierdurch ist es möglich, eine Oxydation des aufgetragenen Metallüberzugs beim Erwärmen auszuschliessen.
  • um Ausserdem ist es zweckmässig, einen Nickelüberzug auf piezoelektrischen Quarzplatten durch chemische Fällung mit der Nickelschicht nach dem der vorliegenden Erfindung vorgeschlagenen Verfahren zu erzeugen, die vernickelte Quarzplatte auf eine Temperatur von 300 bis 470°C zu erwärmen.
  • erfindungsgemäßen Mit dem Verfahren ist es möglich geworden, die Dauer des technologischen Ablaufs der Ketallisierung piezoelektrischen Quarzplatten, welche bei der Herstellung von piezoelektrischen Quarzresonatoren erforderlich ist, um das 5fache zu verkürzen.
  • mäße Das erfindungsge Verfahren zum Auftragen rines Nickelüberzugs auf Quarzplatten wird es ermöglicht esauf den Verbruch an teuerenGold und Silber zu verzichten, sowie Quarzresonatoren aus vernickelten Quarzplatten herzustellen, welche eine mehr als 1,5fach Dauerstabilität im Vergleich zu den bekannten Quarzresonatoren aufweisen.
  • Weitere Vorteile der vorliegenden Erder findung sind aus folgenden ausführlichen Beschreibung von Ausführungsbeispielen ersichtlich.
  • mit Das der vorliegenden Erfindung vorgeschlagene Verz.B.
  • fahren kann zum Auftragen eines Metallüberzugs, wie eines Nickel-, Kobalt-, Kupfer-, Palladiumüberzugs bzw. eines Uterzugs aus einer Nickelwolframlegierung auf Erzeugnisse aus einem nichtmetallischen oder einem metallischen Stoff verwendet werden. Da aber die herstellung eines Metallüberzugs auf Metallen in verschiedenen Verfahren möglich ist und keine wesentliche Schwierigkeiten hervorruft, wird im folgenden die Herstellung eines Metallüberzugs auf Erzeugnissen aus einem nichtmetallischen Stoff, zum Beispiel aus Glas betrachtet werden.
  • Es wurde gefunden, dass es zweckmässig ist, die Oberfläche des zu bearbeitenden Erzeugnisses zuerst mit einer Suspension von Wienerkalk zu bearbeiten, welcher wie bekannt eine L'tischung aus Kalziumoxyd und Xagnesiumoxyd im Gewichtsverhältnis 1:1 darstellt. Die Praxis hat erwiesen, dass bei einer Bearbeitung der Oberfläche mit Wienerkalk einerseits eine gründliche Säuberung der Oberfläche von und Verschmutzungen eine Entfettung und andererseits infolge der alkalischen Reaktion der Wienerkalksuspesnion eine Entwicklung des Mikroreliefs der Oberfläche erzielt werden.
  • Es ist zu beachten, dass dabei praktisch keine Herabsetzung der Rauhigkeitsklasse der Oberfläche erfolgt. Dann wird die Oberfläche in einer Lösung aus Schwefelsäure und Kaliumdichromat zwecks Beseitigung von auf der bearbeiteten Oberfläche vorhandenen Mikroverschmutzungen, zum Beispiel Spuren verschiedener Metalle bzw. organischer Verbindungen bearbeitet.
  • Jedoch ergibt die Bearbeitunz mit der angegebenen Löoeli sung nichtVvollen erwarteten Effekt- auf der Oberfläche,denn es können verschiedene metallische Likrobeimengungen bleiben.
  • Erfindungsgemäß ist die zu metallisierende Oberfläche zusätzlich mit konzentrierter Salpetersäure zu bearbeiten. Eine Analyse der Oberfläche nach dieser Bearbeitung zeigt, dass die 3Iikrobeieengungen praktisch vollkommen beseitigt sind und die Oberfläche d durch eine hohe Hydophilie gekennzeichnet ist.
  • Nach der Reinigung des zu bearbeitenden Erzeugnisses von Verschmutzungen ist der zu metallisierenden Oberfläche des Erzeugnisses eine katalytische Aktivität zu verleihen, es ist d.h.#eine geschlossene dichte Aktivator-Ketalysator-Schicht zu erzielen, welche sodann die Herstellung eines geschlossenen porenfreien Letallüberzugs mit einem hohen Auflösungsvermögen und einem hohen Haftvermögon zum Beispiel auf der polierten Oberfläche eines Erzeugnisses aus einem nichtmetallischen Stoff gewährleistet Den ersten Arbeitsgang beim Zustandebringen einer solchen Aktiv>tor-Katalysator-Schicht stellt die Sensibilisierung der zu bearbeitenden Oberfläche eines Glaserzeugnisses dar.
  • Die Sensibilisierung erfolgt gewöhnlich durch die Bearbeitung der Oberfläche mit einer salzsauren Zinndichloridlösunz. Dabei findet eine AdsorDtion der Zinnverbinstatt dungen auf der Oberfläche des Erzeugnisses. Nach der Sensibilisierung wird die Oberfläche aktiviert, d.h. der bearbeiteten Oberfläche erden katalytische Eigenschaften verliehen, welche dann eine Reduktion des Metalls Oberfläche des aufgetragenen Uberzugs auf dieser gewährleiC3ten Für die Aktivierung einer Oberfläche bedient man sich gewöhnlich einer salzsauren Palladiumchloridlösung. Es wurde gefunden, dass sich eine Steigerung des pH-Wertes der Aktivierungslösung und die Beibehaltung von Palladium im anionischen Teil der Palladiumverbindung auf eine Steigerung der Aktivierungstufe, d.h. auf die Adsorption der Palladiumverbindungen auf der bearbeiteten Oberfläche vorteilhaft auswirken.
  • Die Behauptung, dass sich die Beibehaltung von Palladium im anionischen Teil eines Moleküls auf eine Steigerung der Aktivierungsstufe vortezlhaft auswirkt, ist verständlich, wenn man berücksichtigt, dass die bearbeitete Glasfläche mit Hydroxylgruppen bedeckt ist, in welchen die Elektronendichte von Wasserstoff auf Sauerstoff verschoben ist, wodurch . die bearbeitete Oberfläche positiv aufgeladen ist. Auf diese Weise wird infolge einer elektrostatischen Anziehungskraft ungleichnamiger Landungen die Adsorption der Palladiumverbindungen auf der bearbeiteten Oberfläche gesteigert. Wenn bei dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung schlagen wir vor, der angegebenen aktivierenden Lösung Natriumchlorid in der Menge von 0,5 bis 3,0 g/l hinzuwgefügt wird; wird eine zuverlässigere Beibehaltung der Palladiumionen im anionischen Teil der sich bildenden Komplexpalladiumverbindung in der Lösung und bei einer Steigerung des pH-Wertes der Aktivierungslösung über 3 die Beibehaltung der Palladiumverbindungen in einer löslichen Form gesichert Es wurden elektronenmikroskopische, photokolorimetrische und radioaktive Untersuchungen der Aktivator-Katalysator-Schicht (adsorbierte Zinn- und Pallad:iumverbindungen) auf der bearbeiteten Oberfläche eines Erzeugnisses, zum Beispiel aus Glas durchgeführt. Die Ergebnisse der Untersuchungen haben gezeigt, dass die Verwendung einer derartigeCö8ung die Menge der adsorbierten Zinn-und Palladiumverbindungen unter Bildung einer geschlossenen dichten Aktivator-Katalysator-Schicht bedeuten steigert, welche einen geschlossenen, porenfreien çetallüberzug mit einem hohen Auflösungsvermögen und einen hohen Hafzermögen auf Stoffen einer beliebigen Rauhigkeitsklasse, polierte miteinbegriffen sichert.
  • Nach der angegebenen Bearbeitung der Oberfläche wird das Erzeugnis aus einem nichtmetallischen Stoff in einer Lösung untergebracht, die Metallionen des aufzutragenden überzugs, zum Beispiel eines Nickelüberzugs enthält. Die Ee Lösung weist (im Falle der Auftragung eines Nickelüberzugs) folgende Zusammensetzung auf: Nickelsulfat bzw.
  • Nickeldichlorid; Natriumazetat oder ein anderer Pufferzuschlag; Natriumhyposulphat.
  • Gemäss der vorliegenden Erfindung wird das Erzeugnis mit dem aufgetrageneh, zum Beispiel Nickelüberzug, einer ijrärmebehandlung, u.z. dem Erwärmen bei Einer Temperatur von 300 bis 6500C in Edelgasatmosphäre bzw. unter Vakuum unterz ogen.
  • Auf diese Weise wird praktisch eine Oxydation des aufgetragenen ueberzugs ausgeschlossen Es wurde gefunden, dass bei der Wärmebehandlung des metallisierten Erzeugnisses eine Diffusion der Elemente des aufgetragenen Überzugs in das Erzeugnis, eine Umwandlung der amorphen Struktur des Überzugs in eine kristalline Struktur und folglich eine Vergrösserung des Haftvermögens des metallischen überzugs auf der Oberfläche des bearbeiteten Erzeugnisses sowie eine Verbesserung der physikalischen Eigenschaften des Erzeugnisses stattfinden.
  • Der oben angegebene Bereich der Erwärmungstemperaturen (von 300 bis 650°C) ist so gewählt, weil bei einer Temperatur unter 30000 keine Steigerung des Itaftveraögens des Ueberzugs auf dem Erzeugnis, keine Umwandlung der amorphen Struktur des Ueberzugs in eine kristalline und folglich keine Steigerung der elektrischen Leitfähigkeit, der Verschleissfestiglreit, der Mikrohärte und der Lötbarkeit erfolgen.
  • Bei einer Temperatur über 650°C sind unerwünschte Änderungen der Struktur des bearbeiteten Erzeugnisses möglich, es entstehen Risse und erfolgt eine Koagulation des von Metallüberzugs, d.h. eine Vergrösserung dessen Struktur.
  • erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Das Metallüberzugs auf Erzeugnissen aus einem nichtmetallischen Stoff kann breite Verwendung bei der Produktion voi zum Beispiel piezoelektrischen Quarzresonatoren und metallisierten Fotoschablonen finden.
  • Dabei kann, wie die Praxis gezeigt hat, der Verbruch an Edelmetallen (Silber und Gold) entfallen, im Mittel wird die Dauer des Fertigungsablaufs der Metallisierung um das lOfache verkürzt und der Arbeitsaufwand bei der Durchführung des Prozesses herabgesetzt, der Produktionsaus stoß je Betriebsflächeneinheit wird um das 8fache gesteigert; es werden vorteilhafte Bedingungen für eine Mechanisierung und eine Automatisierung der Produktion geschaffen; es ist die Anwendung toxischer Stoffe vermiden; man kann ohne teuere Ausrüstung auskommen, wodurch nicht nur Kapitalinvestitutionen, sondern auch Betriebskosten gesenkt werden; es wird die Dauerstabilität der Erzeugnisse verbessert.
  • erfindunzszemäßen Mit Hilfe des Verfahrens werden die Güte und die Zuverlässigkeit der Erzeugnisse ungefähr um das zweifache gesteigert.
  • Bei der Produktion piezoelektrischer Quarzresonatoren ist es erforderlich, auf piezoelektrischen Quarzplatten einen Nickelüberzug herzustellen. Das Verfahren zur Herstellung des für den angegebenen Zweck erforderlichen ubermit zugs ist der vorliegenden Erfindung gut-durchführbar.
  • Dieses Verfahren besteht darin, dass eine piezoelektrische Quarzplatte durch eine Wienerkalksuspension mit der anschliessender Bearbeitung in Salpetersäule behandelt wird, wonach die Platte in salzsaurer Zinndichloridlösung sensibilisiert und in einer salzsauren Lösung aktiviert wird, die Palladiumdichlorid und Natriumchlorid enthält. Nach der angegebenen Vorbereitung wird die Quarzplatte auf bekannte Art und Weise in einer Lösung vernickeit, die Nickelionen enthält und erfindungsgemäss wird die vernickelte Platte bei einer Temperatur von 300 bie3 470°C erwrrmt. gilt hier - Als Grenztemperatur der Erwärmung 470°C weil bei Temperaturen über diesem Wert eine unerwünschte Änderung der Quarzstruktur erfolgt.
  • Die erzeugte Nickelschicht weist ein Haftvermögen auf der Quarzplatte von über 2 kp/mm2 auf.
  • Das Verfahren zur Herstellung eines Metallüberzugs, wie eines Nickel-, Palladium-, Kobalt-, Kupferüberzugs bzw. eines überzugs aus einer NickelwolframlegitLrung auf Erzeugnissen aus einem nichtmetallischen Stoff gewährleistet die Herstellung eines sowohl geschlossenen als auch selektiven porenfreien Ueberzugs mit einer Dicke 500 Å und darüber, eine starke Steigerung des Haftvermögens des Uberzugs auf der Unterlage (über 2 kp/mm2), eine Lötbarkeit mit Blei-Zinn-Lot und säure freien Flussmitteln, eine Stabilität der physikalischchemischen Eigenschaften, eine hohe Verschleissfestigkeit, Korrosionsfestigkeit, Plastizität und eine gute Zuverlässigkeit der Erzeugnisse. Der hergestellte ueberzug lässt sich gut und selektiv im photol ithographischen Verfahren mit einem Auflösungsvermögen von etwa 5j(m ätzen. Auf die derart metallisierten Er-Erzeugnisse können durch Elektrolyse bzw. in anderen Verfahren andere Metallschichten aufgetragen werden.
  • Beispiel 1.
  • Eine Glasoberfläche wird in einer Alkalilösung zur. in einem organischen Lösungsmittel (in Abhängigkeit von der chemischen Natur des Stoffs und des Verschmutzungsgrades der Oberfläche) entfettet und gründlich mit lTarmwas3er gespült. Dann wird die Glasoberfläche mittels Tampons bzw. Bürste mit Wienerkalk (Kalziumoxyd und Magnesiumoxid im Gewichtsverhältnis 1:1) zu dem Zweck abgerieben,sie zusätzlich zu entfetten und ihre Aktivität infolge der Ent-Es wird vJicklung ihres kYiilcroreliefs zu steigern, unter einem Strahl Warmwasser gespült, wonach die Glasoberfläche vollkommen und gleichmässig benetzt wird. Dann wird die Oberfläche von neuem in einer Ohrombeize, zum Beispiel der Zusammensetzung 75 g Kaliumdichromat, 300 ml konzentrierte Schwefelsäure, im Laufe von 5 min. gereinigt und mit Wasser gründlich gespült. Danach führt man eine Behandlung der Glasoberfläche in konzentrierter Sal petersaure lang 3 bis 5 min. bei Raumtemperatur (mit dem Zweck, von der Oberfläche Mikorverschmutzungen zu entfernen )durch und spült gründlich mit Wasserstrahl ab. Dann führt man eine Sensibilisierung, zum Beispiel in einer Lösung der Zusammensetzung Zinndichlorid 40 g/l, konzentrierte Salzsäure 40 ml/l (im Laufe von 2 bis 5 min) durch,
    danach spült
    in Wasser ab, aktiviert in einer salzsauren Palladiumdichloridlösung von der Zusammensetzung zum Beispiel, Palladiumdich rid 1 bis 3 g/l, Natriumchlorid 0,5 bis 3,0 g/l, pH-Wert lang dann 2,5 bis 3,5 etwa 6 min#und spült#durch mehrmaliges Eintauchen in jedesmal frisches Wasser ab. Danach werden die Proben nach einem chemischen Verfahren in einer Lösung, zum Beispiel von der Zusammensetzung Nickelsulfat bzw. Nickelchlorid 20 g/l. Natriumazetat etwa 10 g/l. Nabei einem triumhypophosphat etwa 10 g/l, #pH-wert der Lösung 4,0 bis einer von 5,0, und Temperatur der Lösung 72 bis 92°C vernickelt. Nach der Metallisierung werden die Proben in Wasser gespült.
  • Die metallisierten Proben werden bei 300°C in Edelgasatmosphäre (zum Beispiel Argon) im Laufe von 3 Stunden mit allmählicher Erwärmung und Akühlung des Erzeugnisses geglüht.
  • tlässt sich>D er hergestellte Nickelüberzuglzufriedenstellend im photolithographischen bzw. einem anderen Verfahren ätzen.
  • Beispiel 2.
  • Die Oberfläche eines Erzeugnisses aus Sitall wird in einer Alkalilösung entfettet und mit Wasser gründlich gespült. Dann wird die Oberfläche des Erzeugnisses mittels eine s Tampon s mit Wienerkalksuspension zwecks einer zusätzlichen Entfettung und Steigerung der Oberflächenaktivität unter Entwicklung des Mikroreliefs abgerieben. Nach einer Spülung in Wasser wird die Oberfläche des Erzeugnisses mit konzentrierter Salpeterlösung 3 bis lang 5 Minuten#bearbeitet und wieder mit Wasser gespült.
  • Dann führt man eine Sensibilisierung der Oberfläche mittelgeren Be handlung in einer Lösung, enthaltebnd 40 g/l und Stickstoffdichlorid 40 g/l konzentrierte Salzsäure durch, wonach die bearbeitete Oberfläche in einer salzsauren Lö-Verlauf sung im von 6 Minuten aktiviert wird, welche 1 bis 3 g/l Pailadiumchlorid und 0,5 bis 3,0 g/l Natriumchlorid bei einem, enthält,# pH-Wert der Lösung 2,5 bis 3,5.
  • Nachdem diese Behandlung der Oberfläche eines Erzeugnisses aus Sitall durchgeführt worden ist, wird es in einem chemischen Verfahren mit Kobalt überzogen. Zu diesem Zweck verwendet man folgende Zusammensetzung: 30 g/l Kobaltchlorid, 20 g/l Natriumhypophosphatp 200 g/l Kaliumtartrat, 50 g/l Ammoniumchlorid, pH-Wert der Lösung von 9 bis 10. Die Bearbeitung erfolgt bei der Temperatur 90°C mit einer Fällungsgeschwindigkeitvon 7µm/h.
  • Nach einer Spülung in Wasser wird das Erzeugnis mit einer dem Kobaltüberzug einem Erwärmen bei Temperatur von 3500C im Laufe von 2 Stunden unterzogen.
  • Der hergestellte Überzug weist ein hohes Haftvermögen auf der Oberfläche des bearbeiteten Erzeugnisses und schaften Eigen' auf, wie diese in der Beschreibung angegeben sind.
  • Beispiel 3.
  • Die Oberfläche einer Glasplatte wird behandelt, wie es in den Beispielen 1 und 2 angegeben ist, dann wird die vrbereitete Oberfläche metallisiert, indem ein Kupferuberzug aus einer Lösung, enthaltend 5 g/l Kupfersulfat, 250 g/l Natriumtartrat, 7 g/l Ätznatron, 10 m g/l 40-% Formit -- - - - einer maldehyd,VpH-Wert der Lösung 12,8 bei Temperatur von 200C aufgetragen wird.
  • Nach der Wärmebehandlung der verkupferten Glasplateiner von Verlauf te bei Temperatur#300°C im von 1,5 Stunden in Argonatmosphäre weist der hergestellte Überzug die in der Eigenschaften Beschreibung angegebenen auf.
  • Beispiel 4.
  • Die Oberfläche eines Erzeugnisses aus Keramik wird abwechselnd mitWienerkalk und Salpetersäure bearbeitet, und sensibilisiert# aktiviert, wonach ein Überzug aus einer Nickelwolframlegierung chemisch mit Hilfe einer Lösung, enthaltend 1 g/l Nickelchlorid, 10 g/l Natriumhypophosphat, 40 g/l Natriumzitrat, 35 g/l Natriumwolframat aufdabei betrugen: getragen wird;# pH-Wert der Lösung 8,2,Temperatur der Lösung 98°C. Nach einer Spülung in Wasser wird das Erzeugnis mit dem Überzug aus Nickelwolframlegierung unter Verlauf Vakuum bis auf die Temperatur 600°C im von 2,5 Stunden erwärmt.
  • Beispiel 5.
  • Die Oberfläche einer Glasplatte wird nach einer Vorbehandlung, wie sieim Beispiel 4 gezeigt ist, mit einer Lö-Sung, enthaltend 5,4 g/l Palladiumnatriumammoniakat, 0,3 g/l Hydrazin, 33 g/l Äthylendiamintetraessigsäure-Natriumeiner von salz, 350 ml/l 25Ammoniak bei Temperatur SOUC behindelt Nach einer Spülung in Wasser wird die Glasplatte mit dem Palladiumüberzug bei 300°C im Laufe von 1,5 Stunden in Argonatmosphäre erwärmt.
  • Der hergestellte Palladiumüberzug hat ein hohes Haftvermögen auf der Glasplatte und weist die in der Beschrei-Eigenschaften bung angegebenen auf.
  • Beispiel 6.
  • Eine piezoelektrische Quarzplatte wird in einer Alkalilösung entfettet, mit Wasser gespült, dann mittels eines Tampons mit Wienerkalksuspension abgerieben, mit Wasser gespült, danach wird die Oberfläche der Platte mit Chrombeize und dann mit konzentrierter Salpetersäure behandelt.
  • Dann führt man nach einer gründlichen Spülung mit Wasser eine Sensibilisierung in einer Lösung durch, welche Zinndichlorid und konzentrierte Salzsäure enthält, nach einer Spülung in Wasser wird die Oberfläche der Quarzplatte in einer salzsauren Lösung von Palladiumdichlorid und Natriumchlorid aktiviert. Die auf diese Weise vorbereitete Oberfläche der Quarzplatte wird mit einer Nickelschicht aus einer Lösung, enthaltend 20 g/l Nickelsulfat, 10 g/l Nat- Es betrugen: riumazetat, 10 g/l Natriumhypophosphat,# pH-Wert der Lösung 4, die Temperatur der Lösung 72°C<überzogen>.
  • Nach einer Spülung in Wasser wird die Quarzplatte mit dem Nickelüberzug unter Vakuum bei der Temperatur 470°C erwärmt. Das Haftvermögen der Nickelschicht auf der Quarzplatte ist über 2 kp/mm2.
  • Ein Quarzresonator, der ' aus einer solchen Quarzplatte hergestellt wird, weist eine hohe Dauerstabilität auf.
  • mit mindestens Bei dem erfindunsgemäßen Verfahren sind Chemikalien der Klassifikation - "rein für Analyse" sowie destilliertes bzw. deionisiertes Wasser zu verwenden.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:
1. Verfahren zur Herstellung eines Metallüberzugs auf Erzeugnissen aus einem nichtmetallischen Stoff, bei dem man die zu bearbeitende Fläche sensibilisiert, in Palladiumdichloridlösung aktiviert, wodurch dieser Fläche katalytische Eigenschaften verliehen werden, welche eine Reduktion uf dieser Fläche des Metalles des aufgetragenen überzugs gewährleisten und dann zur chemischen Fällung des Metallüberzugs auf <das Erzeugnisudiesem in eine Lösung gebracht wird, welche Ionen des Metalls des aufzutragenden Uberzugs enthält, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass vor der Sensibilisierung des angegebenen Erzeugnisses dieses mit Wienerkalk und dann mit Salpetersäure bearbetet wird und die Aktivierung in einer Lösung erfolgt, welche ausser Palladiumdichlorid auch Natriumchlorid enthält und nach der Metallisierung das bearbeitete Erzeugnis bei einer Temperatur von 300 bis 6500C erwärmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, dass nach der Metallisierung das bearbeitete Erzeugnis in Edelgasatmosphäre erwärmt wird.
3, Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, dass nach der Metallisierung das bearbeitete Erzeugnis unter Vakuum erwärmt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung eines Nickelüberzugs auf piezoelektrischen Quarzplatten, d a -nachdem d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass#auf die Quarz Platte eine Nickelschicht chemisch gefällt ist, die vernickelte Platte bei einer Temperatur von 300 bis 470°C erwärmt wird.
DE19742448148 1974-09-16 1974-09-16 Verfahren zur herstellung eines metallueberzuges auf erzeugnissen aus nichtmetallischen stoffen Granted DE2448148A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19742448148 DE2448148A1 (de) 1974-09-16 1974-09-16 Verfahren zur herstellung eines metallueberzuges auf erzeugnissen aus nichtmetallischen stoffen
AU84831/75A AU504613B2 (en) 1974-09-16 1975-09-15 Viscometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19742448148 DE2448148A1 (de) 1974-09-16 1974-09-16 Verfahren zur herstellung eines metallueberzuges auf erzeugnissen aus nichtmetallischen stoffen

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2448148A1 true DE2448148A1 (de) 1976-04-29
DE2448148B2 DE2448148B2 (de) 1978-08-24
DE2448148C3 DE2448148C3 (de) 1979-04-19

Family

ID=5927913

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19742448148 Granted DE2448148A1 (de) 1974-09-16 1974-09-16 Verfahren zur herstellung eines metallueberzuges auf erzeugnissen aus nichtmetallischen stoffen

Country Status (2)

Country Link
AU (1) AU504613B2 (de)
DE (1) DE2448148A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2844425C3 (de) * 1978-10-12 1981-05-14 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Verfahren zur Aktivierung von Kunststoffoberflächen
JPS58166806A (ja) * 1982-03-26 1983-10-03 Murata Mfg Co Ltd 高周波用誘電体セラミツク上に電極を形成する方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE2448148B2 (de) 1978-08-24
DE2448148C3 (de) 1979-04-19
AU8483175A (en) 1977-03-24
AU504613B2 (en) 1979-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69728812T2 (de) Verfahren zur Erhöhung der Lötbarkeit einer Oberfläche
DE3002166C2 (de)
DE3706951C2 (de)
DE2554691C2 (de) Verfahren zum Herstellen elektrischer Leiter auf einem isolierenden Substrat und danach hergestellte Dünnschichtschaltung
DE3045281T1 (de) Solution for activation of dielectric surface and obtaining conducting layer thereon
DE1197720B (de) Verfahren zur Vorbehandlung von insbesondere dielektrischen Traegern vor der stromlosen Metallabscheidung
DE2756801A1 (de) Stromlose abscheidung von metallen
DE2159612A1 (de) Verfahren zum stromlosen Metall plattieren nichtleitender Korper
DE2014285B2 (de) Verfahren fuer die vorbereitung von aluminium oder aluminiumlegierungsflaechen zur stromlosen vernickelung
EP0209748A1 (de) Verfahren zur chemischen Behandlung von Keramikkörpern mit nachfolgender Metallisierung
DE69514157T2 (de) Metallisierung eines Ferriten mittels Oberflächenreduktion
DE2555257A1 (de) Katalysatorloesung
DE69800056T2 (de) Aktivierende katalytische Lösung für stromlose Metallisierung und Verfahren für stromlose Metallisierung
DE3827893A1 (de) Verfahren zur stromlosen abscheidung von nickel
DE3139168A1 (de) &#34;strukturierte chemisch-reduktive metallabscheidung&#34;
DE1446214A1 (de) Verfahren zum Aufbringen von metallischen UEberzuegen auf Dielektrika
DE2448148A1 (de) Verfahren zur herstellung eines metallueberzuges auf erzeugnissen aus nichtmetallischen stoffen
DE1814055C3 (de) Verfahren zur Vorbehandlung von isolierenden Tragern vor der stromlosen Metallabscheidung
DE1167726B (de) Verfahren zur Herstellung von Kupferplattierungen auf begrenzten Flaechenbereichen keramischer Koerper
DE1521080A1 (de) Verfahren zur Aufbringung von metallischen Oberflaechenschichten auf Werkstuecke aus Titan
DE2433419C3 (de) Keramisches elektrisches Bauelement und Verfahren zu seiner Herstellung
DE4113263A1 (de) Verfahren zur ganzflaechigen, stromlosen beschichtung von kleinen formteilen aus keramischem material
DE1621367A1 (de) Verfahren zum Aktivieren einer Metallisierungsschicht
DE2053409A1 (de) Verfahren zur Erhöhung der Leit fahigkeit von gedruckten Schaltungen
DE4228442C1 (de) Verfahren zur außenstromlosen Vernickelung von Keramik

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee