DE2610705C3

DE2610705C3 - Saure galvanische Kupferbäder

Info

Publication number: DE2610705C3
Application number: DE19762610705
Authority: DE
Inventors: Gregor Dipl.-Ing. 4010 Hilden Michael; Wolf-Dieter Dipl.- Chem. Dr. 4000 Duesseldorf Willmund
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1976-03-13
Filing date: 1976-03-13
Publication date: 1978-10-19
Also published as: FR2343828B1; DE2610705A1; FR2343828A1; DE2610705B2

Description

CH-,-(N- CH,- CH,), — NH- C — NH

" I " " Il

S=C-S-(CH₂I₃-SO₃H S

oder II

NH—C — NH — CH,-CH, =N—C—S— (CH₂J₃-SO₃H

in Mengen von 2 bis 20 mg/I und weiterhin einen Zusatz von ί bis 20 mg/'i von Thionamstoffderivaten der Formel III

R₁

wobei

Ri = H₁-OH₁-NO₂;

R₂

C-NHR₃

Il

R₂ = H₁-CHj₁-CH,;
Ri=H₁-CHj₁-C₃H₅
oder Phenylrest bedeuten, enthalten.

2. Saure galvanische Kupferbäder gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als nichtionogenes Netzmittel Umsetzungsprodukte von 5 bis 20 MoI Propylenoxid mit Polyalkoholen oder Alkanolaminen mit mindestens 3 Hydroxylgruppen im Molekül, die einen Trübungspunkt über 55° C aufweisen, enthalten.

Aus der deutschen Patentschrift 11 46 322 sind saure galvanische Kupferbäder üblicher Zusammensetzung mit einem Gehalt an organischen Sulfonsäuren oder deren wasserlöslichen Salzen, die im Molekül wenigstens einen Thioharnstoffrest und wenigstens einen Dithiocarbaminsäurerest besitzen sowie nichtionogene Netzmittel enthalten, bekannt.

Gegenstand der Erfindung ist eine Verbesserung der sauren galvanischen Kupferbäder gemäß Patent 11 46 322. die den Vorteil haben, daß die Ansatzkonzentrationen erheblich verringert werden können und die sonstigen Badeigenschaften noch weiter verbessert werden.

Die verbesserten sauren galvanischen Kupferbäder gemäß Patent 11 46 322 sind dadurch gekennzeichnet, daß sie als Sulfonsäuren eine Verbindung der Formel I

CH₂- N—CH₂- CH₂)₂ — NH — C - NH

I Il

S = C-S-(CH₂J₃-SO₃H S

oder II

NH- C — NH- CH₂- CH₂ = N—C-S-(CH₂J₃-SOjH

in Mengen von 2 bis 20 mg/I sowie einen weiteren Zusatz von 1 bis 20 mg/I an Thioharnstoffderivaten der Formel III

X=

N-C-NHR₃

• Il R₃ S

Ri = H,-OH,-NO₂;

R₂=H₁-CHj₁-C₂H₅;

Rj=H₁-CHj₁-C₂H₅

oder Phenylrest bedeuten, enthalten.

Die Herstellung der verwendeten Sulfonsäuren bzw. Sulfonate und Thioharnstoffderivate erfolgt nach bekannten Methoden. Die genannten Sulfonsäuren der Formel I und II werden entweder in Form ihrer Säuren oder wasserlöslichen Salze vorzugsweise in Mengen von 3 bis 10 mg/I als Zusatz zu den galvanischen Kupferbädern üblicher Zusammensetzung verwendet, Der Zusatz an den Thioharnstoffderivaien der Vorge· nannten Formel III, wobei vorzugsweise N-Meihyl^jN· Phenylthidharnstoff eingesetzt wird, beträgt Vorzugs·

Weise 2 bis 6 mg/I. Dies stellt einen außerordentlich geringen Zusatz insgesamt dar, wenn marl berücksichtigt, daß nach dem DBP 11 46 322 vorzugsweise 100 bis 500 mg Sulfonsäure in I I Badflüssigkeit enthalten sind.

Eine vorzugsweise Ausführungsform der neuen, sauren galvanischen Kupferbäder mit den obengenannten Zusätzen besteht darin, daß sie als nichtionogenes Netzmittel Umsetzungsprodukte von 5 bis 20, vorzugsweise 10 bis 15 Mol Propylenoxid mit Polyalkoholen oder Alkanolamine^ mit mindestens 3 Hydroxylgruppen im Molekül, die einen Trübungspunkt über 55° aufweisen, enthalten. Die Menge an den genannten Netzmitteln beträgt im allgemeinen 0,5 bis 5 g/l. Für die obengenannten Zwecke geeignete Netzmittel sind beispielsweise

Polyglycerin +10 MoI Propylenoxid
Polyglycerin + 5 MoI Äthylenoxid

sowie 10 Mol Propylenoxid
Dipentaerythrit + 15 MoI Propylenoxid
Glycerin + 15MoI Propylenoxid
Glycerin + 10 Mol Äthylenoxid

sowie 10 MoI Propylenoxid
Triäthanolamin + 10 Mol Propylenoxid

Da der Trübungspunkt hauptsächlich von der Konstitution des Netzmittels und seiner Konzentratton und weniger von der Badzusammensetzung abhängt, wird er dahingehend definiert, daß unter den Badbedingungen bei einer Badtemperatur unterhalb von 55° C keine Ausfällungen des Netzmittels erfolgen.

Die auf die beschriebene Weise hergestellten sauren Kupferglanzbäder ergeben auch im Dauerbetrieb bei 50⁰C einwandfrei glänzende und eingeebnete Kupferniederschläge. Neben der breiten Temperaturtoleranz zeichnet sich die neut- Badzusammensetzung durch eine sehr geringe Ansatzkonzentration des Glänzers und Einebners sowie durch ihren geringen Verbrauch aus. Die angewendeten organischen Zusätze liefern keine störenden Abbauprodukte, so daß eine für· übliche saure Glanzelektrolyte notwendige Aktivkohlereinigung entfällt. Der Verbrauch an Zusätzen steigt nicht im Laufe der Alterung des Bades an. Die Eigenschaften des Elektrolyten bleiben konstant. Das saure Kupferbad kann ferner mit oder ohne Luftbewegung betrieben

werden, was sonst nur bei Verwendung verschiedener Tenside möglich ist.

Beispiel 1
Zu einem sauren Verkupferungsbad, enthaltend

210 g/l Kupfersulfat krist.
90 g/l konz. Schwefelsäure
100 mg/1 Cl-

I g/l Anlagerungsprodukt von 15 MoI
Propylenoxid an Dipentaerythrit,

werden 6 mg/I der Verbindung der Formel I sowie 2 mg/I Phenylth'ioharnstoff hinzugefügt.

Man erreicht in diesem Elektrolyten glänzende, glatte Kupferüberzüge auch im Stromdichtebereich von 1 bis 8 A/i.'m² und Temperaturen bis 45°C. Das Einebnungsvermögen betrug bei Anfangsrauhtiefe von ca. 0,8 μΐη und einer ca. 22 μπι dicken Kupferauflage etwa 60%.

Beispiel 2

Zu einem sauren Verkupferungsbad enthaltend

220 g/l Kupfersulfat krist.
^2:> 80 g/l konz. Schwefelsäure

80mg/ICI-

1,5 g/l Anlagerungsjvodukt von 5 Mol Äthylen-
_ und 10 Mol Propylenoxid an Glycerin

werden 4 mg/I der Verbindung der Formel II in Form des Natriumsalzes sowie 2 mg/I N-Methyl-N-Phenylthioharnstoff hinzugefügt.

Diese Zusammensetzung ergibt bei Stromdichten von 1 bis 8 A/dm² und Temperaturen bis 50°C ebenfalls glatte, glänzende Kupferüberzüge mit 85% Einebnung bei Anfangsrauhtiefe von 0,8 μπι und 25 μπι Kupferauflage.

Der Verbrauch an Zusätzen steigt nicht im Laufe der Alterung des Bades an. Die für übliche saure Glanzelektrolyte erforderliche AktivLohlereinigung entfällt.

Claims

Patentansprüche:

1. Saure galvanische Kupferbäder üblicher Zusammensetzung mit einem Gehalt an organischen Sulfonsäuren oder deren wasserlöslichen Salzen, die im Molekül wenigstens einen Thioharnstoffrest und wenigstens einen Dithiocarbaminsäurerest besitzen sowie nichtionogenen Netzmitteln, dadurchgekennzeichnet, daß sie als Sulfonsäure eine Verbindung der Formel I