DE2809842A1

DE2809842A1 - Verfahren zur abscheidung von metall auf einer oberflaeche

Info

Publication number: DE2809842A1
Application number: DE19782809842
Authority: DE
Inventors: William James Baron
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1977-03-11
Filing date: 1978-03-07
Publication date: 1978-09-14
Also published as: CA1091813A; FR2383245A1; US4073981A; GB1597759A; IT7867535A0; JPS53113228A; FR2383245B1; NL7802618A; SE7802255L

Description

BLUMBACH · WESER ♦ BERGEN · KRAMER ZWIRNER-HIRSCH-BREHM

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

Patentconsult Radeckestraße 43 8000 München 60 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Telegramme Patentconsuit Palentconsult Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Patentconsult

Western Electric Company, Incorporated Baron, W.J. Case Broadway, New York, N.T. 10038,
U. S. A.

Verfahren zur Abscheidung von Metall auf einer Oberfläche

Beschreibung:

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abscheidung von Metall auf einer Oberfläche; insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur ausgewählten Abscheidung von Metall auf einer Oberfläche eines elektrisch nicht-leitenden Substrates.

Bei der Herstellung verschiedener Bauelemente und Schaltungen besteht ein wachsender Bedarf nach einem preiswerten Verfahren zur Erzeugung haftender, leitender Schaltungsmuster auf einer nicht-leitenden Oberfläche. Zu den am meisten benutzten Verfah-

MUnchen: R. Kramer Dipl.-Ing. . W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. · P. Hirsch Dipl.-Ing. · H. P. Brehm Dipl.-Chem. Dr. phil. nat. Wiesbaden: P. G. Blumbach Dipl.-Ing. · P. Bergen Dipl.-Ing. Dr. jur. - G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

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ren zur Erzeugung von Metallmustern gehören photographische Verfahrensschritte. Die Musterauflösung kann dabei gut sein; die meisten Verfahren arbeiten jedoch häufig langsam, erfordern zahlreiche Behandlungsschritte und sind relativ teuer.

Bei einem üblichen Verfahren zur Erzeugung von Macro-Schaltungsmustern wird eine mit Kupfer beschichtete Isolatorplatte mit einem Photoresistmaterial beschichtet, anschließend belichtet und daraufhin chemisch behandelt, um ausgewählt Kupfer zu entfernen, so daß das angestrebte Schaltungsmuster zurückbleibt. Dieses Verfahren ist durchaus wirksam, erfordert jedoch einen erheblichen Bedarf an Kupfer und Chemikalien. Die hohen Kosten dieses Verfahrens haben Forschung und Entwicklung veranlaßt, nach neuen Wegen zur Abscheidung von Metallmustern auf nichtleitenden Oberflächen zu suchen.

Pur die Erzeugung von Metallmustern ist die stromlose Metallabscheidung besonders vielversprechend, da auf einem Substrat lediglich ein Muster aus katalytisch aktivem Material erzeugt werden muß, und daraufhin die Metallabscheidung lediglich an diesem Muster erfolgt. Ein Verfahren zur ausgewählten, stromlosen Metallabscheidung ist in der US-Patentschrift 3 632 435 beschrieben; danach wird die Substratoberfläche mit der Maßgabe behandelt, daß Oberflächenbereicte mit unterschiedlichen Eigenschaften im Hinblick auf

(1) die Annahme von kolloidalem Zinn(ll)salz, oder

(2) von kolloidalem Edelmetall

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aufweist, welche aus einem Bad, das ein Zinn(ll)salz und ein Edelmetallsalζ enthält, aufgebracht werden. Die unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften werden dadurch erhalten, daß ein ausgewählter Bereich im Vergleich zu einem anderen (rauheren) Bereich geglättet wird oder umgekehrt. Der relativ rauhere Bereich wird das kolloidale Material auch nach der Behandlung mit einer reaktionsfähigen Abstreiflösung oder einem destabilisierendem Medium festhalten, während der glattere Oberflächenbereich dies nicht vermag. Zu den Abstreifmaterialien gehören Lösungen starker Elektrolyten oder organische Verbindungen, welche mit dem kolloidalen Zinn oder der Edelmetallkomponente reagieren. Die Anwendung von Maßnahmen zur Aufrauhung und/oder Glättung der Oberfläche, sowie die Verwendung reaktiver Abstreiflösungen erfordert mehrere Verfahrensschritte, wodurch das Verfahren verlängert und dadurch relativ teuer wird.

Es besteht deshalb weiterhin ein Bedarf nach einem Verfahren zur selektiven Metallabscheidung, das mittels stromloser Metallabscheidung arbeitet, jedoch die Anwendung von Aufrauhung und/oder Glättung der Oberfläche, sowie die Verwendung reaktionsfähiger Abstreif lösungen oder destabilisierender Medien nicht erfordert. Forschungen in dieser Richtung haben zu Erfindungen geführt, wie sie beispielsweise in der US-Patentschrift 664 610 beschrieben sind; jene Anmeldung beschreibt die ausgewählte Beschichtung eines Oberflächenbereiches mit einem kolloidophoben Material. Die Beschichtung mit kolloidophoben Material führt dazu, daß die beschichteten Bereiche kolloidale Komponenten wie etwa

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kolloidales Zinn, oder kolloidale Edelmetall-Komponenten wie
etwa Palladium abstoßen oder nicht festhalten. Weiterhin wird
mit der deutschen Offenlegungsschrift 2 716 418 eine ausgewählte Metallisierung "beschrieben, wobei ein Oberflächenbereich mit einem Polymerisat beschichtet wird, das ausgewählt ein Edelmetallion abzustoßen vermag oder nicht in der Lage ist, das Edelmetallion festzuhalten.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Verfahren zur Abscheidung von Metall auf einer Oberfläche eines elektrisch nicht-leitenden Substrates anzugeben, das insbesondere für die stromlose Metallabscheidung geeignet ist.

Die lösung dieser Aufgabe ist mit den kennzeichnenden Merlimalen des Patentanspruches 1 wiedergegeben. Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüehen.

Mit der Erfindung wird somit ein Verfahren angegeben, bei dem entweder ein Oberflächenbereich ausgewählt mit einem Copolymerisat aus Maleinsäureanhydrid und einer Vinylverbindung beschichtet
wird, so daß ein nicht-beschichtetes Oberflächenmuster abgegrenzt wird, das die kolloidale, aktivierende Metallkomponente anzunehmen vermag; nach der anderen Ausführungsform wird die gesamte
Oberfläche mit dem Copolymerisat beschichtet und daraufhin auf
dem Copolymerisat ein Muster aus einem geeigneten Material er-

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zeugt, das die kolloidale, aktivierende Metallkomponente anzunehmen vermag. Die auf einem dieser beiden Wege mit einem Muster versehene Oberfläche wird mit einem Sol behandelt, das die kolloidale, aktivierende Metallkomponente enthält, um die kolloidale Metallkomponente entweder auf dem nicht-beschichteten Oberflächenmuster oder auf dem Muster aus dem hierfür geeigneten Material abzuscheiden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend im einzelnen erläutert; zu dieser Erläuterung dienen auch die Fig. 1 bis 3; im einzelnen zeigen:

Pig. 1 eine isometrische Darstellung eines Ausschnittes aus einem typischen Substrat;

Pig. 2 eine isometrische Darstellung des Substratausschnittes nach Fig. 1, der ausgewählt mit einem Copolymer!sat aus Maleinsäureanhydrid und einer Vinylverbindung beschichtet worden ist; und

Fig. 3 in isometrischer Darstellung einen Ausschnitt aus dem Substrat nach Fig. 2,auf dem ein Metallmuster abgeschieden ist.

Die vorliegende - Erfindung wird nachfolgend hauptsächlich mit Bezugnahme auf die ausgewählte Abscheidung von Palladium (Pd) und Kupfer (Cu) auf einer Oberfläche eines elektrisch isolierenden Substrates beschrieben. Es ist einleuchtend, daß das erfin-

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dungsgemäße Konzept in gleichem Ausmaß auch auf die Abscheidung anderer geeigneter Metalle anwendbar ist, die sich auf katalytischem Wege aus ihren entsprechenden Ionen durch katalytisch aktive Metalle reduzieren lassen; hierzu gehören Platin, Palladium, Silber, Gold und ähnliche Metalle.

Mit Pig. 1 ist ein Ausschnitt aus einem geeigneten Substrat 70 dargestellt. Geeignete Substrate für die Herstellung elektrischer Schaltungsmuster bestehen gewöhnlich aus elektrisch nicht-leitenden Materialien. Im allgemeinen sind alle dielektrischen Materialien geeignete Substrate. Häufig werden als dielektrische Materialien Kunststoffe eingesetzt.Sofern es angestrebt wird, kann ein solcher Kunststoff durch Einlagerung von Pasern verstärkt werden. Zum Beispiel kann Papier, Pappe, eint Glasfasereinlage oder anderes faserförmiges Material mit einem Phenolharz, einem Epoxyharz oder einem Pluorkohlenwasserstoff (wie z.B. Polytetrafluoräthylen) imprägniert werden und daraufhin zu einer einheitlichen Dicke gepreßt oder ausgewalzt werden. In gleicher Weise können keramische Substrate ausgewählt werden. Bei der mit Pig.1 dargestellten Ausführungsform ist das Substrat mit einer Anzahl von durchgehenden Bohrungen 71 versehen, welche unter Anwendung irgendeines üblichen Verfahrens in das Substrat 70 gebohrt oder gestanzt sind.

Das Substrat 70 kann daraufhin gereinigt oder entfettet werden; hierzu stehen eine Reihe bekannter Verfahren zur Verfügung. Wie aus den Pig. 1 und 2 ersichtlich, wird die Oberfläche 72 des Substrates 70 mit einem Copolymerisat aus Maleinsäureanhydrid

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und einer Vinylverbindung behandelt, um einen Überzug oder eine Schicht 73 zu erzeugen, welche ein freiliegendes oder nicht-beschichtetes Oberflächenmuster 74 abgrenzt; dieses abgegrenzte Oberflächenmuster 74 schließt die Wände der durchgehenden Bohrungen 71 ein.

Geeignete Copolymerisate aus Maleinsäureanhydrid und Vinylverbindungen können durch Umsetzung von Maleinsäureanhydrid mit Vinylestern, Vinläthern oder Viny!halogeniden erhalten werden. Zu einigen geeigneten Copolymerisaten gehören Copolymerisate aus Maleinsäureanhydrid und Styrol, Maleinsäureanhydrid und Vinylacetat, Maleinsäureanhydrid und Isopropenylacetat, Maleinsäureanhydrid und Alkylacrylaten oder Methacrylaten, wobei die Alkylgruppe jeweils 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthält wie etwa Methylmethacrylat-Maleinsäureanhydrid, Methylacrylat-Maleinsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid und Vinylalkylather, wie etwa Vinylmethylather, Vinylbutyläther und dgl., Maleinsäure und Äthylen,
und ähnliche Copolymerisate.

Bevorzugte Copolymerisate enthalten die Komponenten Maleinsäureanhydrid und Vinylverbindung angenähert im Verhältnis 1:1. Ein solches bevorzugtes Copolymerisat ist ein Methylvinyläther Maleinsäureanhydrid - Copolymerisat.

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Solche Copolymerisate aus Maleinsäureanhydrid und Vinylverbindung sind handelsüblich zugänglich; weiterhin können diese Copolymerisate einfach nach bekannten Verfahren hergestellt werden; beispielsweise durch Erhitzen, durch Bestrahlung mit actinischem licht (beispielsweise mit UV-Licht) oder durch Anwendung von Polymerisationskatalysatoren, wie etwa Benzoylperoxid, Kaliumpersulfat oder dgl., oder durch kombinierte Anwendung dieser Polymerisationsbeschleuniger; die Polymerisation kann als Massen-Lösungs- oder Supensions-Polymerisation durchgeführt werden; die Suspensionspolymerisation kann in Wasser oder in einem nichtpolaren Lösungsmittel mit einem Gemisch aus Maleinsäureanhydrid und dem ausgewählten Monomer durchgeführt werden; spezifische Beispiele sind in den US-Patentschriften Re 23 514, 2 320 724 und 2 286 062 enthalten; mit der Zitierung dieser Patentschriften soll deren Inhalt auch zum Bestandteil der vorliegenden Beschreibung gemacht werden, so daß geeignete Copolymerisate und typische Bedingungen und Verfahren zu deren Herstellung beschrieben sind.

Typischerweise wird das Copolymerisat in einem Lösungsmittel bis zu einem Peststoffanteil von 1 bis 25 Gew.-% gelöst; diese Lösung wird anschließend ausgewählt auf der Oberfläche 72 aufgebracht; geeignete Verfahren hierfür sind beispielsweise das Aufbürsten, Matrizenverfahren, Druckverfahren und dgl.. Die meisten Copolymerisate sind in einem oder mehreren üblichen organischen Lösungsmitteln löslich; zu solchen Lösungsmitteln gehören Aceton, Dioxan,

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Methyläthylketon, Pyridin, Methylcellulose-Iösung, Äthylcellu-Io se-Lb" sung, Celluloseester-Iösung, chlorierte Kohlenwasserstoffe und dgl.. Nach der Aufbringung des Copolymerisates wird die Oberfläche 72 in geeigneter Weise behandelt, um das Lösungsmittel zu entfernen und die Copolymerisatschicht 73 zu trocknen; dies kann beispielsweise durch Erwärmung und/oder Verdampfung erfolgen. Die erhaltene Copolymerisatschicht 73 ist nicht in der Lage, kolloidale aktivierende Metallkomponenten wie z.B. kolloidales metallisches Palladium, anzunehmen und/oder festzuhalten. Demgegenüber behält das freiliegende oder nicht beschichtete Oberflächenmuster 74 seine ursprüngliche Fähigkeit zur Annahme kolloidaler aktivierender Metallkomponenten (relativ zu der Oberfläche 73) bei, so daß bei der Einwirkung von einem Hydrosol, das solche kolloidalen Komponenten, wie beispielsweise kolloidale metallische Palladiumteilchen enthält, diese kolloidalen Metallkomponenten an dem Oberflächenmuster 74 festgehalten werden. Hierbei muß auf den bedeutsamen Punkt hingewiesen werden, daß im Unterschied zu anderen bekannten Verfahren die zurückbleibende mit Copolymerisat beschichtete Oberfläche 73 und die nicht-beschichtete Oberfläche 74 unterschiedliche physikalische Eigenschaften wie etwa Rauhigkeitsunterschiede, durch welche kolloidale Komponenten festgehalten oder nicht festgehalten werden könnten, nicht aufweisen. Typischerweise unterscheiden sich die Oberflächen 73 und 74 hinsichtlich Porosität und/oder Oberflächenrauhigkeit nicht merkbar.

Das erhaltene Substrat 70 wird, beispielsweise durch Eintauchen oder durch Besprühen, mit einem geeigneten Sol behandelt, das eine kolloidale, aktivierende Metallkomponente oder kolloidale, aktivierende Edelmetallkomponente enthält, welche bei einer stromlosen

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Metallabscheidung wirksam ist; im Ergebnis wird die kolloidale, aktivierende Metallkomponente, zum Beispiel kolloidales, metallisches Palladium, an der freiliegenden Oberfläche 74 abgeschieden und bildet dort einen (nicht dargestellten) Film, eine Schicht oder einen entsprechenden Überzug.

Besonders geeignete und bevorzugte Sole enthalten kolloidale, aktivierende Komponenten, welche an der stromlosen Metallabscheidung teilzunehmen vermögen, in-dem sie anfangs als Reduktionskatalysator für die stromlose Metallabscheidung zu dienen vermögen, d.h., solche Metallkomponenten stellen sog. "Einstufen-Aktivierungsmittel" dar. Ein solches typisches kolloidales Einstufen-Aktivierungsmittel wie es beispielsweise in der US-Patentschrift 3 01.1 920 (deren Inhalt durch Zitierung ebenfalls zum Bestandteil der vorliegenden Anmeldung gemacht werden soll) enthält Zinn(ll)chlorid, Palladiumchlorid und wässrige Salzsäure. Das kolloidale Palladium wird durch Reduktion von Palladiumionen durch Zinn(ll)ionen aus dem Zinn(II)Chlorid gebildet. Gleichzeitig werden Zinn(lV)oxid-Kolloide erzeugt, die absorbiertes Zinn(lV)-oxichlorid und Zinn(IV)chiorid enthalten. Die Zinn(IV)säure-Kolloide stellen Schutzkolloide für das kolloide Palladium dar, während die Oxychloride ein die Ausflockung verhinderndes Mittel darstellen, wodurch die Stabilität der erhaltenen kolloidalen Lösung weiter gesteigert wird. Die relativen Anteile der oben genannten Bestandteile können abgewandelt werden, solange gewährleistet ist, daß die lösung einen pH-Wert von unter ungefähr 1 aufweist und überschüssige Zinn(ll)ionen vorhanden sind.

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Ein anderes geeignetes kolloidales Einstufen-Aktivierungsmittel ist in der US-Patentschrift 3 532 518 (deren Inhalt durch Zitierung ebenfalls zum Bestandteil der vorliegenden Beschreibung gemacht werden soll) beschrieben und besteht im wesentlichen aus einem sauren Sol mit metallischem Palladium und Zinn(ll)chlorid.

Bei der Behandlung oder der Berührung mit dem Sol werden die darin enthaltenen kolloidalen Komponenten wie z.B. kolloidale Teilchen aus metallischem Palladium, an der freiliegenden Oberfläche 74 abgeschieden und bilden darauf einen Film oder einen Überzug (der in den Darstellungen nicht dargestellt ist). Das Substrat 70 wird daraufhin in geeigneter Weise behandelt, beispielsweise mit einem inerten Spülmittel wie z.B. Wasser gespült, um überschüssiges Sol von den Oberflächen des Substrates 70 einschließlich der mit Copolymerisat beschichteten Oberfläche 73 zu entfernen. Hier muß jedoch darauf hingewiesen werden, daß die freiliegende Oberfläche 74 trotz wiederholter und/oder ausgedehnter Behandlung, beispielsweise eine längere Spülung mit Wasser, die kolloidalen Komponenten festhält. Unter einem inerten Spülmittel wird jede beliebige lösung oder jedes beliebige Mittel verstanden, das überschüssiges Sol von den Oberflächen des Substrates 70 einschl. der Oberfläche 73 zu entfernen vermag, ohne chemisch mit dem Sol einschl. der darin enthaltenen kolloidalen Komponenten zu reagieren. Zu einigen typischen inerten Spülmitteln gehören flüssige aliphatische Verbindungen, Alkohole, wie z.B. Methanol, Äthanol und dgl.; chlorierte Kohlenwasserstoffe wie z.B. Chloroform, Trichloräthylen, Kohlenstofftetrachlorid und dgl., sowie Äther. Wasser stellt ein bevorzugtes

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Spülmittel dar.

Sofern ein Einstufen-Aktivierungsmittel verwendet wird, ist es nicht erforderlich, eine weitere Schicht aus einer Edelmetallkomponente auf der Oberfläche 74 zu erzeugen oder dort aufzubringen, da die ursprünglich aufgebrachte aktivierende Metallkomponente bereits in der Lage ist, an der Katalyse zur stromlosen Metallabscheidung teilzunehmen. Deshalb kann das auf diese Weise mit Einstufen-Aktivierungsmittel behandelte Substrat mit einem Spülmittel wie z.B. Wasser gespült werden und unmittelbar darauf anschließend in eine geeignete Lösung zur stromlosen Metallabs ehe i dung eingetaucht werden, in welcher ein Metallion

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wie z.B. Cu , Ni stromlos zu dem entsprechenden Metall, also metallischem Kupfer oder Nickel reduziert wird; das Metall scheidet sich an der Oberfläche 74 des Substrates 70 ab und bildet dort einen stromlos abgeschiedenen Metallniederschlag 76, wie das mit Pig. 3 dargestellt ist. Das stromlos abgeschiedene Metallmuster 76 kann durch eine fortgesetzte stromlose Abscheidung bis zur angestrebten Schichtdicke aufgebaut werden; alternativ dazu kann das stromlos abgeschiedne Metallmuster 76 in ein Bad zur galvanischen Metallabscheidung eingebracht werden^ und das anfänglich aufgebrachte Muster 76 durch galvanische Metallabscheidung verstärkt werden.

Der Fachwelt sind verschiedene typische übliche Bäder zur
stromlosen und galvanischen Metallabscheidung bekannt; weiterhin sind die Abscheidungsbedingungen und Verfahren gut bekannt,

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so daß sie hier nicht im einzelnen erläutert werden müssen. Beispielhafte Angaben finden sich in dem Fachbuch "Metallic Coating of Plastics", von William G-oldie, erschienen in Electrochemical Publications (1968).

Nachdem die stromlose Metallabscheidung oder die galvanische Abscheidung durchgeführt worden ist, kann das Muster 73 aus abgeschiedenem Polymerisat entfernt werden, sofern dies angestrebt wird; die Entfernung kann mit einem geeigneten Lösungsmittel erfolgen, beispielsweise mit Aceton; sofern es erforderlich ist, kann anschließend mechanisch abgerieben werden.

Ein wichtiger Punkt, auf den besonders hingewiesen v/erden soll, besteht darin, daß die Copolymerisatoberflache, die in Form des Musters oder der Schicht 73 vorliegen kann, gegenüber der kolloidalen Komponente selektiv ist, mit welcher die Copolymerisatoberflache in Berührung gebracht werden soll. Sofern das Sol lediglich eine kolloidale Komponente enthält, welche nicht die kolloidale aktivierende Metallkomponente darstellt, kann eine Metallisierung der Oberfläche stattfinden. Sofern z.B. ein Zinn-Benötzungs-Sol verwendet wird, wie es von Kenney in der US-Patentschrift 3 657 003 beschrieben ist (der Inhalt dieser Patentschrift soll durch die Zitierung zum Bestandteil der vorliegenden Beschreibung gemacht werden), geeignete Sole sind z.B.

(1) das blaßgelbe Benetzungssol nach Beispiel XXVI-F,

(2) das blaßgelbe Benetzungssol nach Beispiel XXVI-G, oder

(3) das blaßgelbe Benetzungssol nach Beispiel XXVI-H,

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kann die in einem solchen Sol enthaltene kolloidale Zinnkomponente von der Oberfläche der Schicht 73 angenommen und dort abgeschieden werden. Eine nachfolgende Aktivierung der Oberfläche mit irgendeiner üblichen Aktivierungslösung und die anschließende Einwirkung einer Lösung zur stromlosen Metallabscheidung führen zu einer stromlosen Metallisierung der Schicht 73 wie des nichtbeschichteten Oberflächenbereiches 74. Diese Selektivität ist überraschend und nicht vorhersehbar gewesen und kann z.Zt. nicht erklärt werden.

Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 1 kann bei einer anderen Ausführungsform die Copolymerisatlösung auf der gesamten Ooerflache 72 des Substrates 70 aufgebracht werden, um dort einen kontinuierlichen Überzug bzw. eine kontinuierliche Schicht aus dem Copolymerisat zu bilden. Die erhaltene kontinuierliche Copolymerisatschicht wird anschließend ausgewählt in Form eines Musters, das dem angestrebten Metallmuster entspricht (etwa dem Muster 74 aus Fig. 2),bedruckt oder beschichtet mit einem Material wie z.B. einer Tinte, das die kolloidale Komponente anzunehmen und festzuhalten vermag, ohne diese zu desaktivieren. Die bedruckte Oberfläche wird anschließend mit einem Sol, das die kolloidale aktivierende Metallkomponente enthält, behandelt und daraufhin in einer Lösung zur stromlosen Metallabscheidung metallisiert, so daß eine Metallabscheidung lediglich auf den mit Tinte versehenen Oberflächenbereichen erhalten wird. Auch hierbei kann irgendein geeigntes, chemisch verträgliches Material verwendet werden, das eine kolloidale Komponente anzunehmen und festzuhalten vermag.

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Die nachfolgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung, ohne diese einzuschränken.

Beispiel 1:

Ein Abschnitt eines Laminates aus Glasfasern und Epoxyharz wird 1 min lang in eine bei 25°C gehaltene, 1 gew.-%ige Acetonlösung eines Copolymerisates eingetaucht; das Copolymerisat ist ein Methylvinyläther-Maleinsäureanhydrid-Copolymerisat (im Mol-Verhältnis 1:1) und weist eine spezifische Viskosität von 25 cP (betimmt an einer Lösung von 1 g Copolymerisat in 100 ml Methyläthylketon bei 25°C) auf (das Copolymerisat wird von der G-AI¹ Corporation unter der Handelsbezeichnung "Gantrez An-139" vertrieben) Das Laminat wird anschließend 5 min lang auf 120⁰C erhitzt. Das danach erhaltene, getrocknete Laminat wird anschließend in eine Lösung eingetaucht, die einen kolloidalen Zinn/Palladium-Katalysator enthält; bei diesem Katalysator handelt es sich um einen Einstufen-Sensibilisator; die Lösung ist durch Vermischen von Palladiumchlorid, Salzsäure und Zinn(II)Chlorid in Wasser erhalten worden; die Lösung weist einen Überschuß über den zur Reduktion von Palladium erforderlichen Anteil an Zinn(II)Chlorid auf; weiterhin hat die Lösung einen pH-Wert von *Ci. Die Katalysatorlösung ist in der US-Patentschrift 3 011 920 beschrieben und kann unter der Handelsbezeichnung "9I¹" von der Shipley Company, Inc., Newtown, Massachusetts, bezogen werden. Das katalytisch behandelte Laminat wird mit Wasser von 25°C 2 min lang gespült und daraufhin 10 min lang in ein bei 25⁰C gehaltenes üb-

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lich.es Bad zur stromlosen Abscheidung von Kupfer eingetaucht. Abgesehen von den Bereichen, wo das Laminat mit der Copolymerisatlösung beschichtet worden ist, weist das Laminat an allen anderen Bereichen eine 0,25 um dicke Schicht aus stromlos abgeschiedenem Kupfer auf.

Beispiel 2:

Im wesentlichen wird das Verfahren nach Beispiel 1 wiederholt; abweichend wird das mit Epoxyharz beschichtete Substrat vollständig mit dem Methylvinyläther-Maleinsäureanhydrid-Copolymerisat beschichtet. Das danach erhaltene beschichtete Substrat wird anschließend 5 min.lang auf 120 C erhitzt. Daraufhin wird eine Tinte in Form eines Musters auf einem Abschnitt der mit Copolymerisat beschichteten Oberfläche aufgebracht und das beschichtete Laminat 20 min lang bei 204⁰C ausgehärtet; die Tinte besteht aus den nachfolgenden Bestandteilen, nämlich

(a) 58 Gew.-% handelsüblich erhältlichem Diglycidyläther von Bisphenol A mit einem Epoxyäquivalentgewicht von 190 bis 198,

(b) 18 Ge\f\-% methyliertem Harnstoff-Formaldehyd-Harz, (e) 14 Gew.-% Phthalozyanin-Blau,

(d) 9 Gew.~% Benzyldodecyldimethylammoniumsalz von Montmorillonit-Ton und

(e) Ϊ Gew.-% fluoriertes Flußmittel.

Das danach erhaltene mit dem ausgehärteten Tintenmuster verse-

chließend 2 m
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hene Substrat vird anschließend 2 min lang in die bei 25⁰C ge-

haltene, in Beispiel 1 "beschriebene lösung mit dem Einstufen-Sensibilisator eingetaucht. Das sensiMlisierte Substrat wird 2 min lang bei 25⁰C mit Wasser gespült und anschließend 10 min lang in ein Bad zur stromlosen Metallabscheidung eingetaucht. Dadurch wird ein Niederschlag von stromlos abgeschiedenem Kupfer lediglich auf dem Tintenmuster erhalten.

Mit den nachfolgenden Beispielen soll dargelegt werden, daß eine selekt-ive Abscheidung dann nicht stattfindet, wenn die Lösung mit der kolloidalen Komponente keine aktivierende Lösung ist, sondern eine Lösung mit einem kolloidalen Sensibilisator (Beispiel 3) oder wenn die Lösung mit dem Edelmetallsalz (wie z.B. PdCl«) keine kolloidale Lösung ist (Beispiel 4).

Beispiel 3:

Zu Vergleichszwecken.wird im wesentlichen das Verfahren nach Beispiel 1 wiederholt; abweichend wird das Laminat 2 min lang auf 150⁰C erhitzt; anschließend wird das teilweise mit Copolymerisat beschichtete Laminat 1 min lang in eine bei 25°C gehaltene, kolloidale Sensibilisator-Lösung eingetaucht, die ein wasserhaltiges Zinnoxid enthält. Zur Herstellung der Sensibilisator-Lösung sind in 100 ml entionisiertem Wasser 3,5 Gew.-% Zinn(ll)-chlorid und 1 Gew.-% (bezogen auf den Wasseranteil) Zinn(lV)chlorid gelöst worden. Das sensibilisierte Laminat wird 2 min lang mit entionisiertem Wasser gespült und daraufhin 1 min lang in eine 0,05 gew.-%ige wässrige PdCl^-Lösung eingetaucht, um das Laminat zu aktivieren. Daraufhin wird das aktivierte Laminat 2 min lang mit Wasser gespült und in ein bei 25°^c gehaltenes

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Bad zur stromlosen Metallabscheidung eingetaucht. Hierdurch wird ein 0,25 um dicker schwammiger Überzug aus abgeschiedenem Kupfer auf dem gesamten laminat einschl. den mit Copolymerisat beschichteten Oberflächen erhalten.

Beispiel 4:

Pur Vergleichszwecke wird im wesentlichen das Verfahren nach Beispiel 3 wiederholt; abweichend wird das teilweise beschichtete Laminat nicht sensibilisiert sondern nach einer 5 min längen Wärmebehandlung bei 150 G und anschließender Spülung mit Wasser direkt 2 min lang in eine 0,05 gew.-%ige wässrige PdCIp-Lösung eingetaucht. Anschließend wird das Laminat 2 min lang mit entionisiertem Wasser gespült und daraufhin in ein Bad zur stromlosen Me ta Hab scheidung eingetaucht. Hierdurch wird (nach 10 min) ein stromlos abgeschiedener Kupferüberzug lediglich auf den mit Copolymerisat beschichteten Bereichen der Oberfläche erhalten und nicht auf den freiliegenden, mit Epoxyharz überzogenen Bereichen der Substratoberfläche.

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, -22-,

Le e rs e ι t e

Claims

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ZWIRNER-HiRSCH-BREHM -

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Patentconsult Radeckestraße 43 8000 München 60 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Telegramme Patentconsult Patentccnsult Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121) 562943/561°93 Telex 04-136237 Telegramme Palenlconsuit

Western Electric Company, Incorporated Baron, W.J. Gase 4 Broadway, New York, N.Y. 10038,
U. S. A.

Verfahren zur Abscheidung von Metall auf einer Oberfläche

Patentansprüche:

Verfahren zur Abscheidung von Metall auf ausgewählten Bereichen einer Substratoberfläche,

bei dem die Oberfläche behandelt wird, um einen Oberflächenbereich abzugrenzen, der kolloidale, aktivierende Metallkoinponenten anzunehmen vermag, und

die so behandelte Oberfläche mit einem Sol mit kolloidalen, aktivierenden Metallkomponenten in Berührung gebracht wird, um die kolloidalen, aktivierenden Metallkomponenten ausgewählt in dem abgegrenzten Bereich abzuscheiden,

München: R. Kramer Dipl.-Ing. · W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. · P. Hirsch Dipl.-Ing. . H. P. Brehm Dipl.-Chem. Dr. phil. nat. Wiesbaden: P. G. Blumbach Dipi.-I.ng. · P. Bergen Dipl.-Ing. Dr. jur. · G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

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dadurch gekennzeichnet, daß

die Behandlung der Oberfläche zur Abgrenzung von Oberflächenbereichen auf einem der nachfolgenden Wege durchgeführt wird, nämlich

a) ein ausgewählter Bereich der Oberfläche wird mit einem Copolymer-isat aus Maleinsäureanhydrid und einer Yinylverbindung beschichtet, um ein nichtbeschichtetes Oberflächenmuster abzugrenzen, das die kolloidale_/ aktivierende Metallkomponente anzunehmen vermag; oder

b) die gesamte Oberfläche wird mit einem Copolymerisat aus Maleinsäureanhydrid und der Yinylverbindung beschichtet, und die mit Copolymerisat beschichtete Oberfläche wird ausgewählt mit einem Material beschichtet, das darauf ein Oberflächenmuster erzeugt, welches die kolloidale/ aktivierende Metallkomponente anzunehmen vermag;

anschließend wird die Oberfläche vor dem Eintauchen in ein Bad für die stromlose Metallabscheidung mit einem Spülmittel gespült, um die kolloidale aktivierende Metallkomponente von der Oberfläche des Copolymerisates zu entfernen, so daß in jedem Ealle die Copolymerisatschicht die kolloidale , aktivierende Metallkomponente nicht anzunehme η und/oder festzuhalten vermag.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als CopolymerLsat ein Copolymerisat aus Methylvinylather und Maleinsäureanhydrid verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sol verwendet wird, das eine kolloidale Suspension aus Zinn(II)Chlorid und Edelmetallsalz enthält.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als kolloidale aktivierende Metallkomponente kolloidales metallisches Palladium verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Muster mit der abgeschiedenen kolloidalen Metallkomponente mit einer lösung für die stromlose Metallabscheidung zusammengebracht wird, um stromlos Metall auf diesem Muster abzuscheiden.
6. Gegenstand mit einem Muster, dadurch gekennzeichnet, daß das Muster nach einem Verfahren entsprechend einem der Ansprüche 1 bis 5 erzeugt worden ist.

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