DE3329958A1

DE3329958A1 - Ein verfahren und eine loesung zur stromlosen kupferabscheidung auf einem substrat

Info

Publication number: DE3329958A1
Application number: DE19833329958
Authority: DE
Inventors: Donald A. 48045 Mt. Clemens Mich. Arcilesi
Original assignee: Occidental Chemical Corp
Current assignee: OMI International Corp
Priority date: 1982-09-02
Filing date: 1983-08-19
Publication date: 1984-03-08
Also published as: NL8303069A; GB8323183D0; JPS5964764A; BR8304782A; AU565098B2; GB2126608A; AU1809483A; JPH0317910B2; FR2532663A1; IT8348902A0; IT1170454B; US4450191A; CA1200952A

Description

Es sind bereits viele Verfahren zur Abscheidung von Metallschichten auf Kunststoffteilen, auf ihre ganze Oberfläche oder Teile davon, angewendet oder vorgeschlagen worden. Diese Verfahren umfassen gewöhnlich viele aufeinanderfolgende Vorbehandlungsstufen, um das Kunststoffsubstrat für die stromlose Metal!beschichtung aufnahmefähig zu machen, wonach dem beschichteten Teil nach dem üblichen Galvanisierverfahren eine oder mehrere weitere Metallschichten auf der ganzen Oberfläche oder auf Teilen davon aufgebracht werden können. Gewöhnlich umfassen die Vorbehandlungsstufen, die vorgenommen werden, eine oder eine Reihe von Reinigungsstufen, wenn dies zur Entfernung von Oberflächenfilmen oder verunreinigenden Substanzen erforderlich ist. Danach folgt eine Ätzstufe mit einer wäßrigen sauren Chrom(VI)-Lösung, um den Kunststoff hydrophil zu machen und Bindungsstellen zu schaffen, so daß eine gewünschte Oberflächenrauhheit oder Textur erreicht wird, was ein mechanisches Ineinandergreifen von Substrat und der aufzubringenden metallischen Schicht verbessert. Das geätzte Substrat wird dann einer oder mehreren Spülbehandlungen unterzogen, um irgendwelche restlichen Chrom(VI)-Ionen von der Oberfläche abzuziehen und zu entfernen. Die Spülstufen können auch eine Neutralisierstufe mit Reduktionsmitteln einschließen, um restliche Chrom(VI)-Ionen weitgehend vollständig in Chrom(III)-lonen zu überführen. Das gespülte und geätzte Substrat wird

dann gewöhnlich einer Aktivierungsbehandlung in einer wäßrigen sauren Losung, die einen Zinn-Palladium-Komplex enthält, unterworfen, um aktive Stellen an der Oberfläche des Substrats zu bilden. Es schließen sich eine oder mehrere Spülstufen an und danach wird die aktivierte Oberfläche gewöhnlich einer Beschleunigungsbehandlung mit einer wäßrigen Lösung unterworfen, um alle restlichen Zinnbestandteile oder Verbindungen von der Substratoberfläche zu entfernen und die aktiven katalytischen Stellen freizulegen. Das beschleunigte Kunststoffteil wird wieder mit Wasser gespült und danach einem der bekannten stromlosen Beschichtungsverfahren unterworfen, um eine Metallschicht, wie eine Schicht aus Kupfer, Nickel oder Kobalt auf der ganzen Oberfläche oder ausgewählten Bereichen abzuscheiden, wonach das Teil gespült und in üblicher Weise galvanisiert wird.

Typisch für solche Kunststoff b'eschichtungsverfahren sind solche, wie sie beschrieben sind in "den Us'-PS 3 011 920, 3 257 215, 3 259 559, 3 310 430, 3 329 512, 3 377 174,

3 532 518, 3 615 736, 3 622 370, 3 961 109, 3 962 497,

4 153- 746 und 4 204 013 sowie den Artikeln "Stabilizing Electroless Copper Solutions", von E.B. Saubestre, Plating, •Juni, 1972 und "Improvements in Electroless Copper for Automotive Plastic Trim" von D.A. Arcilesi, Plating and Surface Finishing, Juni 1981, sowie dem Verfahren, das in

der US-Patentanmeldung, Serial Number 314 280 der Anmelderin offenbart ist und die durch ihre Nennung zum Bestandteil dieser Beschreibung gemacht ist. Die vorliegende Erfindung dürfte auf alle vorstehend genannten Verfahren anwendbar sein. Sie ist besonders auf einen verbesserten Beschichtungsgeschwindigkeitsregler für die stromlose Kupferabscheidung gerichtet, der zu Vorteilen führt, die bisher nicht erreichbar waren.

In einem üblichen Bad für die stromlose Kupferabscheidung sind die verschiedenen Komponenten des Beschichtungsbades wäßrige Konzentrate; sie umfassen solche Grundkomponenten wie ein Kupferkonzentrat, einen Metall-Solubilisator oder Komplexbildner, ein Reduktionsmittel und einen pH-Wert-Einsteller. Zusätzlich können auch ein Stabilisator und ein Beschichtungsgeschwindigkeitsregler verwendet werden. In den meisten bekannten Verfahren zur stromlosen Kupferabscheidung wird Cu(II)-Sulfat als Metal!ionenquelle verwendet. Bei neueren Verfahren jedoch wird Cu(II)-Chlorid eingesetzt, das besser löslich ist als Kupfersulfat. Wegen der hohen Alkalinität der bekannten autokatalytischen Kupferbäder ist ein Komplexbildner erforderlich, um das Ausfallen von Kupfer als Hydroxid zu verhindern. Als Chelatbildner geeignete aliphatische Amine, wie das Tetranatriumsalz der Ethylendiamintetraessigsäure (Na₄EDTA) haben sich als wirksame Kupfer-Solubilisatoren über relativ

"- S —

weite pH-Wert- und Temperatur-Bereiche erwiesen und werden daher in großem Umfang verwendet. Formaldehyd (z.B. als 37 %ige Lösung, stabilisiert mit 10 % Methanol) wird als das beste Reduktionsmittel in Produktionsanlagen mit grossem Volumen angesehen. Natriumhydroxidlösungen (z.B. 50 %iges NaOH) werden zur Aufrechterhaltung des pH-Werts von etwa 11 bis 13, abhängig von dem bestimmten Additivsystem, das verwendet wird,, benutzt. Eine sorgfältige pH-Wert-Kontrolle ist wichtig, weil die Fähigkeit des Formaldehyds Kupfer zu reduzieren mit steigendem pH-Wert drastisch zunimmt.

Da Kupfer autokatalytisch ist, werden willkürlich in der Lösung gebildete Kupferpartikel unbegrenzt abgeschieden, wenn sie nicht stabilisiert worden sind. Ein Stabilisator für die stromlose Kupferabscheidung verursacht, daß die Beschichtungsgeschwindigkeit bei einer gegebenen Kupferoberfläche mit zunehmender Beschichtungszeit abnimmt. Zu den Gründen, warum ein Stabilisator verwendet wird, gehören die Begrenzung der Metallabscheidung auf das zu beschichtende Werkstück und die Verhinderung der Zersetzung der Lösung. Wenn 'kein Stabilisator anwesend ist, werden Kupferpartikel oder feste Verunreinigungen, die auf den Boden des Beschichtungstanks fallen, mit abgeschieden. Darüber hinaus wurden sie sich in unkontrollierter Weise weiter abscheiden, bis die Lösung infolge starker Tankbeschichtung (due to massive tank plating) zersetzt ist. Einige Stabilisatoren können

auch den Glanz und/oder die Duktilität der Kupferüberzüge verbessern.

Stabilisatoren für die stromlose Kupferabscheidung sind Verbindungen, die die Bildung nicht-katalytischer dünner Filme auf der Oberfläche der stromlosen Kupferabseheidungen verursachen, die für längere Zeit in der Lösung bleiben. Es wird angenommen, daß heterozyklische organische Schwefelverbindungen die gebräuchlichsten Stabilisatoren bei der stromlosen Kupferabscheidung sind. Sie sind anstelle vieler anderer organischer und anorganischer Schwefelverbindungen,einschließlich kolloidalem Schwefel getreten. Organische Polymere sehr hohen Molekulargewichts, wie Gelatine, hydroxialkylierte Stärken, Zelluloseether, Polyamide, Polyvinylalkohol und Polyalkylenoxide sind ebenfalls benutzt worden, um Kupferpartikel einzukapseln.

Beschichtungsgeschwindigkeitsregler wie Cyanid, Jodid oder andere verwandte organische Verbindungen, und stickstoffhaltige schwefelfreie Heterocyclen, wie Bipyridyle und Phenanthroline setzen die Aktivität der Verfahren zur stromlosen Kupferabscheidung herab. Geschwindigkeitsregler werden verwendet, um die Geschwindigkeit der stromlosen Kupfer-Reduktionsreaktion herabzusetzen und dadurch die Dicke der Kupferabscheidung pro Zeiteinheit zu regulieren. Geschwindigkeitsregler passen sich auch Stabilisatoren an

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O O ΔΌΌDO - 10 -

und helfen ihnen besser zu arbeiten, indem sie ihnen mehr Zeit zur Bildung nicht katalytischer Überzüge über den aktiven Beschichtungsstellen infolge der herabgesetzten Abseheidungsgeschwindigkeit geben. Es ist bekannt, daß die Reduktion von Cu(II)-Ionen zu Kupfermetall ein Zwei-Stufen-Verfahren ist, in welchem zuerst das zweiwertige Kupfer zu einwertigem Kupfer (die geschwindigkeitsbestimmende Stufe, wenn kein Geschwindigkeitsregler und Stabilisator vorliegen) und dann zu Kupfermetall reduziert wird. In Anbetracht dieser zweistufigen Reduktion und unter der Annahme, daß die Geschwindigkeitsregler gewöhnlich anorganische oder organische Substanzen sind, die mit einwertigem Kupfer stabilere Komplexe bilden als mit zweiwertigem Kupfer, ergibt sich, daß die Geschwindigkeitsregler die Abscheidungsgeschwindigkeit durch Verzögern der Umwandlung von einwertigem Kupfer zu Kupfermetall herabsetzen.Mit Bezug auf gebräuchliche Geschwindigkeitsregler, wie z.B. Cyanid, können sehr kleine Mengen an Cyanidionen die Abscheidungsgeschwindigkeit signifikant herabsetzen, aber eine wesentliche Erhöhung der Cyanidionenmenge über solch kleine Mengen bringen im allgemeinen keine deutliche zusätzliche Geschwindigkeitsänderung. Obwohl Cyanidverbindungen im allgemeinen über einen weiten Konzentrationsbereich wirksam und relativ leicht zu kontrollieren sind, bringen sie eine nicht-lineare Regelung, was häufig unerwünscht ist, weil mittlere Abscheidungsgeschwindigkeiten, die zwischen hohen und niedrigen

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Werten liegen, effektiv nicht durch Änderung der Konzentration der Cyanidverbindungen erreicht werden können.

Wenn kein Geschwindigkeitsregler verwendet wird, wird es im Grunde nicht möglich sein, wenigstens bei den meisten technischen Anwendungen adäquate Filtration der Abscheidungslösungen zur Entfernung der Partikel, die bei hoher Abscheidungsgeschwindigkeit gebildet werden, zu erreichen. Folglich verursachen die Partikel die Zersetzung der Abseheidungslösung infolge starker Kupferkeimbildung durch die ganze Lösung. Außer der Bewirkung einer geregelten Kupferabscheidungsgeschwindigkeit können Geschwindigkeitsregler auch den Glanz und die Duktilität der Kupferüberzüge verbessern, indem sie als Kornverfeinerer wirken, um glattere, glänzendere, weniger poröse und dichtere Überzüge zu erzeugen.

Es wird angenommen, daß zur Zeit die gebräuchlichsten Geschwindigkeitsregler Cyanid oder organische Derivate davon sind, also Verbindungen, die alle tokisch sind. So ist mit der Verwendung von Geschwindigkeitsreglern vom Cyanidtyp ständig die Schwierigkeit verbunden, daß die Handhabung und Verwendung der Materialien und der resultierenden Lösungen zur stromlosen Abscheidung von Kupfer Kontrolle und Wartung erforderlich machen. In gleicher Weise müssen bei Geschwindigkeitsreglern vom Cyanidtyp und den damit hergestellten Lösungen zur stromlosen Kupferabscheidung Umweltschutzfaktoren

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berücksichtig werden, insbesondere im Bezug auf die Abfallaufbereitung und das Verwerfen, der Abfälle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur stromlosen Kupferabscheidung anzugeben, das mit einem Beschichtungsgeschwindigkeitsregler durchgeführt wird, der nicht giftig ist. Der Geschwindigkeitsregler soll auch stabil, leicht zu überwachen und für die Verwendung mit gebräuchlichen Systemen für die stromlose Kupferabscheidung geeignet sein. Darüber hinaus soll eine Lösung für die Durchführung des Verfahrens bereitgestellt werden.

Die Aufgabe wird durch das Verfahren des Anspruches 1 und die Lösung des Anspruches 9 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Zusammenfassende Darstellung der Erfindung

Es ist überraschend gefunden worden,.daß Ammoniumionen in wirksamen Mengen als Geschwindigkeitsregler, wie weiter vorn definiert, in gebräuchlichen Lösungen und Verfahren zur stromlosen Kupferabscheidung arbeiten können. Die Erfindung ist bei Verfahren zur stromlosen Kupferabscheidung auf ein Substrat anwendbar, die folgende Stufen umfassen: Inkontaktbringen des Substrats mit einer gebräuchlichen Lösung, die Kupfer, einen Komplexbildner, ein Reduktions-

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mittel und einen pH-Wert-Einsteller enthält. Eine derartige gebräuchliche Lösung kann auch einen Stabilisator enthalten. Erfindungsgemäß wird das Verfahren mit solchen Lösungen durchgeführt, die zusätzlich Ammoniumionen enthalten. Die Ammoniumionen werden in einer solchen Menge zugegeben, daß sie als Beschichtungsgeschwindigkeitsregler effektiv arbeiten. Ammoniumionenkonzentrationen im Bereich von etwa 50 bis etwa 600 mg/1 sind in den erfindungsgemäßen Lösungen geeignet; bevorzugt werden Mengen im Bereich von etwa 250 bis etwa 350 mg/1, und etwa 275 mg/1 sind typisch um eine Beschichtungsgeschwindigkeit von etwa 0,889/um/10 min zu ergeben«, Die Lösungen können in einem Temperaturbereich von etwa 20 C bis etwa 70 ⁰C und einem pH-Wert-Bereich von etwa 11 bis etwa 13 betrieben werden.. Vernachlässigbare Ammoniumionenkonzentrationen, d.h. solche, bei denen zu wenig Ammoniumionen vorliegen, um als effektiver Beschichtungsgeschwindigkeitsregler arbeiten zu können, fallen nicht in den Rahmen der Erfindung. Die Ammoniumionen können den .Lösungen zur stromlosen Kupferabscheidung in Form eines wäßrigen Konzentrats einer Ammoniumverbindung, wie Ammoniumhydroxid, Ammoniumsulfat, Ammoniumchlorid, zugegeben werden. Es kann auch gasförmiges Ammoniak in die Lösung eingeleitet werden. Es ist gefunden worden, daß die Beschichtungsgeschwindigkeit bei dem Verfahren zur stromlosen Kupferabscheidung durch die Menge Ammoniumionen, die zugegeben wird (relativ linear) geregelt werden kann. Darüber hinaus ist gefunden

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worden, daß die Ammoniumionen das Aussehen der resultierenden Kupferschichten verbessern und daß sie als Kornverfeinerer wirken, so daß glattere, glänzendere, weniger poröse dichtere Überzüge erhalten werden. So kann der die Beschichtung Vornehmende einfach durch Beobachten des Aussehens der resultierenden Kupferschicht leicht die Beschichtungsgeschwindigkeit des stromlosen Kupfer-Äbscheidungsverfahrens durch Regeln der Ammoniumionenkonzentration überwachen, was eine verhältnismäßig einfache Tätigkeit ist.

Der Ausdruck "Kupfer" schließt in dieser Beschreibung und den Ansprüchen ein: Kupferionen, Kupfersalze und andere Formen, die Kupfer in Lösungen für die stromlose Abscheidung, die erfindungsgemäß verwendet werden können, annehmen kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden, ins einzelne gehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und den Beispielen hervorgehen.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Das Verfahren nach der Erfindung kann bei irgendeinem der vielen beschic.htbaren Kunststoffe verwendet werden, einschließlich Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere (ABS), PoIyarylether, Polyphenylenoxid, Polyamid und dergleichen. Derartige Substrate werden üblicherweise gereinigt und dann in

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bekannter Weise gespült (z.B. werden sie zuerst mit einer wäßrigen alkalischen Tränklösung gespült, anschließend mit einem organischen Lösungsmittel, das entweder ein Einphasensystem oder eine Wasser-organisches Lösungsmittel-Emulsion ist, in Kontakt gebracht, und danach gründlich mit Wasser gespült)? dieses Vorgehen ist in der US-PS 4 204 013 offenbart, deren Inhalt durch die Nennung der PS hierin aufgenommen ist. Das Teil wird dann einer Ätzbehandlung in einer wäßrigen sauren Lösung, die Cr(VI)-Ionen und Säure, z.B. Schwefelsäure enthält, unterworfen, um ein Ätzen seiner Oberfläche zu bewirken. Die spezielle Konzentration der Ätzlösung, die Temperatur und die Dauer der Behandlung können Variieren, abhängig von der bestimmten Art des Kunststoff Substrats und den Parametern der Ätzstufe, die von den Ätzmethoden diktiert werden; diese Methoden sind bekannt und werden praktisch durchgeführt.

Nach derÄtzstufe wird das geätzte Kunststoffsubstrat einer oder mehreren Spülungen mit kaltem Wasser unterworfen, die zusätzlich eine Neutralisierstufe einschließen können, in welcher eine wäßrige Lösung, die ein Reduktionsmittel zum Reduzieren von noch vorhandenen verunreinigenden Cr(VI)-Ionen zu Cr(III)-Ionen enthält, verwendet wird. Eine typische Neutralisierbehandlung ist in der US-PS 3 962 4 97 beschrieben, deren Inhalt in diese Beschreibung aufgenommen ist. Nach dem Neutralisieren, wenn sie vorgenommen wird,

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- ie -

wird-das Substrat wieder mit Wasser gespült und danach einer Aktivierungsbehandlung unterworfen, bei der eine wäßrige saure Lösung verwendet wird, die einen Zinn-Palladium-Komplex enthält, der einer der vielen bekannten Typen sein kann. Eine typische Ein-Stufen-Aktiverungsbehandlung ist in den ÜS-PS 3 011 920 und 3 532 518 beschrieben, deren Inhalt durch ihre Nennung hierin aufgenommen ist.

Nach der Aktivierungsbehandlung wird das aktivierte Kunststoffsubstrat einer oder einer Reihe von separaten Spülbehandlungen mit kaltem Wasser unterworfen, wonach es in einer wäßrigen Lösung nach einer der bekannten Methoden beschleunigt wird. Eine typische Beschleunigungsbehandlung, bei der eine wäßrige Beschleunigungslösung verwendet wird, die ein wasserlösliches verträgliches substituiertes Alkylamin enthält, ist in der US-PS 4 204 013 beschrieben, deren Inhalt durch ihre Zitierung in diese Beschreibung aufgenommen ist. Im Anschluß an die Beschleunigung wird das Teil mit kaltem Wasser gespült und danach der stromlosen Beschichtung nach dem Verfahren und mit der Lösung nach der Erfindung unterworfen, um eine leitfähige kontinuierliche und festhaftende Metallschicht, wie eine Kupferschicht, auf die ganze Oberfläche oder ausgewählte Bereiche davon aufzubringen. Nach dem stromlosen Beschichten wird das Teil ein-oder mehrmals mit Wasser gespült und befindet sich danach in einem Zustand, in welchem es nach üblichen galvanischen Verfahren

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mit einem oder mehreren Metallüberzügen versehen werden kann.

Um das Verfahren und die Lösung nach der Erfindung noch weiter zu veranschaulichen, werden die folgenden Beispiele gebracht, auf die die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist.

Beispiele

Die nachstehende Zusammensetzung für die stromlose Kupferabscheidung (nachstehend mit "Formulation A" bezeichnet) ist typisch für ein gebräuchliches Bad zur stromlosen Kupferabscheidung, auf das die Erfindung angewendet werden kann. Selbstverständlich sind ähnliche gebräuchliche Lösungen auch geeignet.

Tetranatriumsalz der Ethylendiamintetraessigsäure (Na₄EDTA)

Kupri-chlorid (CuCl₂)

Formaldehyd

Natriumhydroxid (NaOH) Temperatur

Beschichtungsgeschwindigkeit 1,143 ^im/10 min

Aussehen der abgeschiedenen Schicht rot-rosa mit

körnigen Flecken

Na₄EDTA ist als ein Komplexbildner anwesend und ist für nor-

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40	g/i
4,	2 g/i
3	g/i
bis pH	12,3
60	°c

-IS-

male Produktion typisch. Selbstverständlich können auch an- -. dere bekannte Komplexbildner verwendet werden wie: Glycin, Alanin, Asparaginsäure, Glutaminsäure, Cystin, Nitrilodiessigsäure, Triethanolamin, Nitrilotriessigsäure, N-Hydroxiethyldiaminotetraessigsäure, N, N, N', N' - Tetrakis-(2-hydroxipropyl)-ethylendiamin, Diethylentriamin-pentaessigsäure, Natriumgluconat, Natriumglucoheptonat, Sorbitol, Mannitol, Glyzerin, Fructose, Glucose, K-Na-tartrate und Gemische davon. Cu(II)-chlorid ist die Quelle für das Kupfer, aber andere wasserlösliche Kupfersalze, wie Cu(II)-sulfat, -nitrat, -acetat oder dergleichen sind ebenfalls geeignet. Formaldehyd ist ein Reduktionsmittel, aber andere Reduktionsmittel, wie Formaldehyd-Vorläufer oder -Derivate, einschließlich Paraformaldehyd, Trioxan und Glyoxal, sowie Natriumboranat, Hydrazin, Dimethylaminboran und dergleichen sind ebenfalls für die Verwendung geeignet. Natriumhydroxid wird zum Einstellen des pH-Wertes zugegeben, andere Hydroxide sind aber ebenso geeignet.

Beispiel 1

5 mg/'l Ammoniumionen, in Form von Ammoniumchlorid, wurden der vorstehend aufgeführten Formulation A zur stromlosen Kupferabscheidung zugegeben in dem Bemühen, die Beschichtungsgeschwindigkeit herabzusetzen. Bei dieser Menge Ammoniumionen wurde die Beschichtungsgeschwindigkeit nicht beeinflußt. Sie blieb die gleiche wie bei Formulation A (die

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keinen Beschichtungsgeschwindigkeitsregler enthielt). Die Beschichtungsgeschwindigkeit war 1,143 /am/10 min.

Beispiel 2

Das Vorgehen des Beispiels 1 wurde wiederholt, aber die Menge Ammoniumionen/ die der Formulation A zugegeben wurde, wurde auf 50 mg/1 erhöht. In dieser Konzentration arbeiteten die Ammoniumionen als Beschichtungsgeschwindigkeitsregler, indem sie die Beschichtungsgeschwindigkeit auf 1,016 /um/10 min senkten.

Beispiel 3 -__

Das Vorgehen des Beispiels 1 wurde wiederholt, aber die Menge der Ammoniumionen, die der Formulation A zugegeben wurde, wurde auf 275 mg/1 erhöht. In dieser Konzentration arbeiteten die Ammoniumionen als Beschichtungsgeschwindigkeitsregler, indem die Kupferabscheidungsgeschwindigkeit auf 0,889/im/10 min gesenkt wurde.

Beispiel 4

Weitere Lösungen zur stromlosen Kupferabscheidung, die einen Komplexbildner, ein Reduktionsmittel und einen pH-Werteinsteller enthielten, wurden hergestellt. Sie enthielten Ammoniumionen in einer Menge, daß sie als Beschichtungsgeschwindigkeitsregler wirkten. Es wurden Ammoniumionen in

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Mengen von etwa 50 bis etwa 600 mg/1 verwendet. Bei solchen Mengen wurde die Beschichtungsgeschwindigkeit oder die Kupferabscheidungsgeschwindigkeit geregelt.

Als die vorstehenden Beispiele mit anderen gebräuchlichen Lösungen zur stromlosen Abscheidung von Kupfer wiederholt wurden, wurden ähnliche Ergebnisse erhalten. Diese Lösungen enthielten anstelle von Na.EDTA N, N, N', N'-Tetrakis-(2-hydroxipropyl)-ethylendiamin als Amin-Komplexbildner, und/ oder sie enthielten zusätzlich Stabilisatoren, einschließlich organische und anorganische Schwefelverbindungen, kolloidalen Schwefel, organische Polymere sehr hohen Molekulargewichts, wie Gelatine, hydroxialkylierte Stärken, Celluloseether, Polyamide, Polyvinylalkohol, Polyalkylenoxide und dergleichen.

Es sollte deutlich geworden und durch die vorstehenden Beispiele bestätigt sein, daß die Anwendung des Verfahrens und der Lösung nach der Erfindung sowohl zu Stabilität als auch zu beschichteten Kunststoffen hoher Qualität führen. Die Beschichtungsgeschwindigkeit wird gesenkt und effektiv geregelt, wodurch eine bessere Kontrolle der resultierenden Überzüge möglich geworden ist.

Weitere Vorteile, zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen, sind folgende: Es ist ein relativ einfach zu kontrollierendes

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System zur stromlosen Kupferabscheidung bereitgestellt, bei welchem ein verhältnismäßig untoxischer und vom Standpunkt des Umweltschutzes akzeptabler Beschichtungsgeschwindigkeitsregler verwendet wird. Da.die Beschichtungsgeschwindigkeit, Ammoniumionen als Geschwindigkeitsregler verwendend, eine relativ lineare Funktion der Menge der Ammoniumionen ist, ist eine bessere Kontrolle des Beschichtungsvorganges möglich geworden. Bei Bädern zur stromlosen Kupferabscheidung, die Geschwindigkeitsregler vom Cyanidtyp enthalten, ist dies, wie schon gesagt, nicht der Fall. Bei ihnen ist die Beschichtungsgeschwindigkeit keine lineare Funktion der Cyanidgeschwindigkeitsregler.

Die Erfindung ist vorstehend an bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden, doch ergibt sich für den Fachmann, daß noch Modifikationen, Abwandlungen und Änderungen daran vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

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Claims

PATENTANWÄLTE QQOQQCQ DB.-ING. H. WEGENDANIi (-1C73) ü O / J J 0 O HAUCK, SCHMITZ, GRAALB1E, WEl-INERT, DÖRING HAMBURG MÜNCHEN DÜSSELDORF PATENTANWÄLTE · NEUER WALL. 41 · 2000 HAMBURG Occidental Chemical Corporation 21441 Hoover Road Warren, Mich. 48089/üSA Dipl.-Phys. W. SCHMITZ - Dipl.-Ing. E. GRAALF Neuer Wall 41 . 2000 Homburg Telefon + Telecopier (040) 36 67 55 Telex 0211769 input d njs. H. HAUCK - DipL-Ing. W.WEHNERT MoznrtatrniSe 23 · 8000 München Telefon + Telecopier (089) 5392 3« Telex 05 216 553 pamu d Dr.-InR. W. DÖRING K.-Wilhelm-Rinf» 41 ■ 4000 Düsseldorf Telefon (O2 11) 57 50 27 ZUSTELLUNGSANSCHRIFT / PLEASE REPLY TO: Hamburg, 17. August 1983 Ein Verfahren und eine Lösung zur stromlosen Kupferabscheidung auf einem Substrat nsprüche

1.) Verfahren zur stromlosen Kupferabscheidung auf einem Substrat, bei welchem das Substrat mit einer Lösung, die Kupfer, einen Komplexbildner, ein Reduktionsmittel und einen pH-Wert-Einsteller enthält, in Kontakt gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Losung vor dem Inkontaktbringen mit dem Substrat Ammoniumionen in einer Menge zugegeben werden, daß sie als Abseheidungsgeschwindigkeitsregler wirken.

European Patent Attorneys Zugelassene Vertreter bell» Europäischen Patentamt Deutsche Bank AG Hamburg, Nr. 05/284Θ7 (BLZ 20070000) · Postscheck Hamburg 2842-208

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ammoniumionen in einer Menge von etwa 50 bis etwa 600 mg/1 zugegeben werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ammoniumionen in einer Menge von etwa 250 bis etwa

• 350 mg/1 zugegeben werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ammoniumionen in einer Menge von etwa 275 mg/1 zugegeben werden.

5. Verfahren zur stromlosen Kupferabscheidung auf einem Substrat, bei welchem das Substrat mit einer Lösung, die Kupfer, einen Komplexbildner, ein Reduktionsmittel, einen pH-Wert-Einsteller und einen Stabilisator enthält, in Kontakt gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Lösung vor dem Inkontaktbringen mit dem Substrat Ammoniumionen in einer Menge zugegeben werden, daß sie als Abscheidungsgeschwindigkeitsregler wirken.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ammoniumionen in einer Menge von etwa 50 bis etwa 600 mg/1 zugegeben werden.

Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ammoniumionen in einer Menge von etwa 250 bis etwa 350 mg/1 zugegeben werden.

8ο Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ammoniumionen in einer Menge von etwa 275 mg/1 zugegeben werden.

9ο Lösung für die stromlose Kupferabscheidung auf einem Substrat, die Kupfer, einen Komplexbildner, ein Reduktionsmittel und einen pH-Wert-Einsteller enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung zusätzlich Ammoniumionen in einer solchen Menge enthält, daß sie als Abscheidungsgeschwindigkeitsregler wirken.

1Oo Lösung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ammoniumionen in einer Menge von etwa 50 bis etwa 600 mg/1 vorliegen.

Ho Lösung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ammoniumionen in einer Menge von etwa 250 bis etwa 350 mg/1 vorliegen.

12ο Lösung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ammoniumionen in einer Menge von etwa 275 mg/1 vorliegen.

13. Lösung für die stromlose Kupferabscheidung auf einem Substrat, die Kupferionen, einen Komplexbildner, ein Reduktionsmittel, einen pH-Wert-Einsteller und einen Stabilisator enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung zusätzlich Ammoniumionen in einer solchen Menge enthält, daß sie als Abscheidungsgeschwindigkeitsregler wirken.

14. Lösung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ammoniumionen in einer Menge von etwa 50 bis etwa 600 mg/1 vorliegen.

15. Lösung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet*, daß die Ammoniumionen in einer Menge von etwa 250 bis etwa 350 mg/1 vorliegen.

16. Lösung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ammoniumionen in einer Menge von etwa 275 mg/1 vorliegen.