DE3144374A1

DE3144374A1 - Bad zum katalysieren von nichtmetallischen stoffen, nichtmetall-metall-verbundwerkstoffen sowie von leichtmetallen und leichtmetallegierungen vor der chemischen metallisierung

Info

Publication number: DE3144374A1
Application number: DE19813144374
Authority: DE
Inventors: Rudi Dipl.-chem. Dr. 7145 Markgröningen Ott; Heribert 7000 Stuttgart Reith
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1981-11-07
Filing date: 1981-11-07
Publication date: 1983-05-19

Description

Bad zum Katalysieren von nichtmetallischen Stoffen,
Nichtmetall-Metall-Verbundwerkstoffen sowie von Leichtmetallen und Leichtmetallegierungen vor der chemischen Metallisierung Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Katalysierungsbad nach der Qattung des Hauptanspruchs. Aus der DE-OS 26 33 422 ist ein Bad zum Katalysieren von nichtmetallischen Stoffen vor der chemischen Metallisierung bekannt, das aus einer wässrigen Lösung von Palladiumchlorid und Natriumchlorid besteht. Dieses Bad eignet sich å Jedoch nicht zum Katalysieren von Nichtmetall-Metall-Verbundwerkstoffen, wie sie beispielsweise in Form von kupferkaschierten Leiterplatten verwendet werden, und auch nicht zum Katalysieren von schwierig zu galvanisierenden Metallen, das sind vor allem Leichtmetalle, insbesondere Aluminium und seine Legierungen. Versucht man, diese genannten Substrate mit dem bekannten Bad zu katalysieren, indem man sie in dieses Bad eintaucht, so erfolgt eine sofortige Zementation des Palladiums an den Metallen, wobei in bekannter Weise das Metall selbst in Lösung geht. Das auszementierte Palladium sitzt dabei in Form eines lockeren Metallschwammes auf der eingebrachten Metalloberfläche. Eine Katalysierung ist mit diesem Bad nicht mehr möglich. Im Ausgangszustand weist dieses bekannte Bad einen pH-Wert von etwa 3,5 auf.
Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Bad mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sich mit ihm nicht nur nichtmetallische Stoffe, sondern auch Nichtmetall-Metall-Verbundwerkstoffe sowie Leichtmetalle und Leichtmetallegierungen vor der chemischen Metallisierung katalysieren lassen. Bei den Nichtmetall-Metall-Verbundwerkstoffen ist insbesondere an die kupferkaschierten Leiterplatten zu denken, bei denen die Bohrungen zur Aufnahme der einzelnen Bauteile durchmetallisiert werden müssen.
Bei den Leichtmetallen geht es insbesondere um die Katalysierung von Aluminium und Aluminiumlegierungen, die dafür bekannt sind, daß sie sich nur schwierig galvanisieren lassen, weil es nicht ohne weiteres gelingt, eine haftfeste Grundschicht auf diese Werkstoffe aufzubringen. Als- weiterer Vorteil ist anzusehen, daß das Bad sehr unempfindlich und robust ist, wodurch die Überwachung sehr einfach wird, indem - bei sehr hohem Warendurchgang - die Verschleppungsverluste täglich ergänzt werden, dagegen nur einmal wöchentlich eine Analyse durchgeführt wird und die Chemikalien entsprechend ergänzt werden. Darüber hinaus weist das Bad eine lange Lebensdauer auf, da es nur langsam altert und sich keine störenden Stoffe in ihm anreichern.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Bades möglich. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines fluorierten Netzmittels, z. B. aus der Gruppe der aliumperfluoralkylcarboxylate im Falle der anionischen Netzmittel oder aus der Gruppe der fluorierten Alkylester im Falle der nichtionischen Netzmittel. Die im Anspruch 3 angegebenen Zusammensetzungen zeigen, daß das Bad in verhältnismäßig weiten Grenzen arbeitet, obwohl es besonders vorteilhaft ist, die Konzentrationen in der Gegend der im Anspruch 4 angegebenen zu halten Versuche haben ergeben, daß allein durch die Anhebung des pH-Wertes von etwa 3,5, wie er in dem bekannten Bad vorliegt, auf Werte oberhalb 4,5 zwar keine Zementation des Palladiums, beispielsweise auf dem in das Bad eingebrachten kupferkaschierten Basismaterial mehr erfolgt, daß also eine Katalysierung möglich ist, es hat sich å jedoch herausgestellt, daß ein solches Bad eine für die Praxis unzulässige Instabilität aufweist, da das Palladium bereits nach ca. 24 Stunden praktisch vollständig aus der Lösung ausflockt. Erst die Zugabe eines anionenaktiven oder nichtionischen Netzmittels in einer Konzentration von mindestens 0,8 g/l führt zu einer vollständigen Stabilisierung des Bades. Netzmittelkonzentrationen von mehr als 6 g/l sind nicht mehr vorteilhaft, da sie eine ungenügende Katalysierung sowie eine starke Inkubationszeitverlängerung, d. h. eine Verlängerung der Zeitspanne, in der das auf das Kataylisierungsbad folgende chemische Kupferbad auf die Einbringung der katalysierten Oberfläche reagiert, nach sich zieht.
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels Zum Ansetzen des erfindungsgemäßen Bades löst man die erforderliche Menge PdCl2 und -NaCl mit wenig destilliertem Wasser durch Aufkochen. Dieses Konzentrat gibt man in den mit destilliertem Wasser und der erforderlichen Menge Netzmittel gefüllten Arbeitsbehälter, hebt den pH-Wert durch Zufügen einer Natriumcarbonatlösung auf den Wert von 6 an und füllt schließlich mit destilliertem Wasser auf das Sollvolumen auf. In dieses Bad, das auf 35 OC gehalten wird, wird beispielsweise eine kupferkaschierte Basisplatte, die zuvor mit den erforderlichen Bohrungen versehen wurde, eingetaucht, nachdem zunächst die Wandungen der Bohrungen in bekannter Weise in einem Chromsaurebad aufgerauht und die Platte dann gründlich gespült wurde. Eine Tauchzeit von 5 bis 10 Minuten in dem Katalysierungsbad ist vollkommen ausreichend. Nach erneutem Spülen wird die Platte dann in bekannter Weise weiterbehandelt, indem sie zunächst mit einem Lack negativ bedruckt, dann chemisch verkupfert und schließlich galvanisch verkupfert wird. Danach wird der Lack entfernt, die Platte positiv mit Lack bedruckt und das nicht bedruckte Kupfer abgeätzt-. Schließlich wird auch die zweite Lackschicht entfernt und die Leiterplatte mit den Bauelementen bestückt und verlötet.
In der gleichen Weise, wie soeben für einen Vertreter der Nichtmetall-Metall-Verbundwerkstoffe beschrieben, können nichtmetallische Stoffe wie Kunststoffe, Glas- oder Keramiksubstrate sowie auch Leichtmetalle wie z. B. Aluminium oder Aluminiumlegierungen, die üblicherweise schwierig zu galvanisieren sind, mit dem erfindungsgemaßen Bad katalysiert und anschließend zunächst chemisch verkupfert oder vernickelt und dann galvanisch metallisiert werden.

Claims

Ansprüche Bad . Bad zum Katalysieren von nichtmetallischen Stoffen, Nichtmetall-Metall-Verbundwerkstoffen sowie von Leichtmetallen und Leichtmetallegierungen vor der chemischen Metallisierung, das Palladiumchlorid und Natriumchlorid enthält, dadurch gekennzeichnet, daß es ein anionisches oder nichtionisches Netzmittel enthält und einen pH-Wert zwischen 4,5 und 7,0 aufweist.
2. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein fluoriertes Netzmittel enthält.
3. Bad nach Anspruch 5 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Zusammens.etzung: 100 - 2000 mg/l PdC12 100 - 2000 mg/l NaCl 0,8 - 6 g/l Netzmittel pH-Wert 4,5 - 7,0 auf das Sollvolumen aufgefüllt mit destilliertem Wasser.
4. Bad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung: 400 mg/l PdC12 400 mg/l NaCl 1 g/l ine fluorierten Alkylester als Netzmittel pH-Wert 6,0 auf das Sollvolumen aufgefüllt mit destilliertem Wasser.