DE3504150C2 - - Google Patents
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- C23C18/16—Chemical 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
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Description
Die Erfindung betrifft ein wäßriges alkalisches Bad zur
stromlosen Verkupferung, das Kupferionen, ein Formaldehyd-
Reduktionsmittel, Hydroxylionen in einer zur Bereitstellung
eines auf der alkalischen Seite liegenden pH-Wertes ausrei
chenden Menge, und Ethylendiamintetraessigsäure und Glucon
säure als Komplexbildner in einer Menge, die ausreicht, die
Kupferionen komplex zu binden, enthält, sowie die Verwendung
dieses Bades.
Das Bad wird zur Abscheidung von Kupfer auf Substraten
verwendet, insbesondere nicht leitenden Substraten, wie
solchen aus irgendeinem der verschiedenen Kunststoffe,
die Vorbehandlungen unterworfen worden sind, um sie für
die Kupferabscheidung empfänglich zu machen.
Die bekannten Bäder zur stromlosen Verkupferung sind ge
wöhnlich wäßrige alkalische Lösungen, die Kupferionen, ei
nen Komplexbildner für die Kupferionen zur Verhinderung
ihres Ausfallens, ein Reduktionsmittel zur Überführung
der Kupferionen in den metallischen Zustand, einen pH-Wert-
Regler, ein Stabilisierungsmittel, einen Abscheidungsge
schwindigkeitsregler und wahlfrei, aber bevorzugt, Netz
mittel zur Verbesserung der Deckkraft und Verteilung der
Kupferabscheidung enthalten.
Ein Bad der eingangs beschriebenen Gattung ist aus der
GB-PS 11 95 217 bekannt. Der Komplexbildner für Kupfer(II)-
Ionen ist Ethylendiamintetraessigsäure oder Hydroxiethyl-
Ethylendiamin-triessigsäure. Zusätzlich kann das Bad noch
eine kleine Menge eines schwach aktiven Komplexbildners
enthalten, wie z. B. Gluconsäure. Die Geschwindigkeit, mit
der sich Überzüge aus diesem Bad in gewünschter Dicke ab
scheiden lassen, ist für industrielle Zwecke zu niedrig.
Außerdem läßt die Stabilität des Bades zu wünschen übrig.
Ein Bad, das ebenfalls Formaldehyd als Reduktionsmittel
enthält, ist in der GB-PS 10 97 848 beschrieben. Der Kom
plexbildner ist Hydroxialkyl-ethylen-triamin. Zusätzlich
kann das Bad einen weiteren Komplexbildner wie Delta-
Gluconolacton enthalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bad zur
stromlosen Verkupferung zu schaffen, das gegenüber den
bekannten wirtschaftlicher ist, dessen Aufrechterhaltung
und Kontrolle vereinfacht und dessen Stabilität verbessert
ist, und mit dem sich gleichmäßig festhaftende Kupferüber
züge in industriell akzeptablen Abscheidungsgeschwindig
keiten erhalten lassen.
Die Aufgabe wird durch das Bad des Anspruches 1 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen
2 bis 13, die Verwendung des Bades zur Abscheidung von
Kupfer auf einem leitfähigen Substrat ist in Anspruch 14
angegeben.
Das Bad enthält eine kontrollierte Kombination von Komplex
bildnern, die einen synergistischen Effekt aufweist, wodurch
die erforderliche Menge Komplexbildner erheblich herabge
setzt wird, was die Kosten der Herstellung und Wiederauf
arbeitung des Bades deutlich verringert. Das Bad kann unter
industriellen Bedingungen bei einem niedrigeren pH-Wert
arbeiten, wodurch die erforderliche Menge an Alkalität-
Kontrollmittel herabgesetzt wird, was wiederum die Abbau
reaktion des Alkalisiermittels, wie Natronlauge oder
Kalilauge, und des Reduktionsmittels Formaldehyd herab
setzt und zu einer deutlichen Verringerung des Verbrauchs
an Reduktionsmittel führt. Noch ein weiterer Vorteil des
Bades nach der Erfindung liegt in der Anwendung höherer
Temperaturen als Raumtemperatur; das Bad kann bei Tem
peraturen bis zu etwa 65°C betrieben werden, um die ge
wünschte Badaktivität für die autokatalytische Verkupfe
rung zu erreichen. Die höheren Temperaturen ermöglichen,
das Bad während der Dauer seiner Nichtbenutzung, wie über
Wochenenden, auf Raumtemperatur zu kühlen, einer Tempera
tur, bei der das Bad vergleichsweise geringe Aktivität hat,
was seine Stabilität erhöht und den autokatalytischen Abbau
während der Dauer der Nichtbenutzung inhibiert. Bei den
höheren Betriebstemperaturen findet gewöhnlich auch Ver
dampfung des Bades statt, wodurch Raum in dem Tank für die
Zugabe von Ergänzungschemikalien geschaffen wird, die wegen
des Verbrauchs und Mitschleppens von Badbestandteilen wäh
rend des normalen Betriebs erforderlich ist. Bäder zur
stromlosen Verkupferung des Standes der Technik, die bei
Raumtemperatur betrieben werden, haben häufig die Ent
fernung von Badflüssigkeit erforderlich gemacht, um den
Raum für die Ergänzungschemikalien zu bekommen. Hierdurch
geht nicht nur wertvolle Lösung verloren, sondern es ent
steht auch ein Abfallbeseitigungsproblem. Es ist ferner
gefunden worden, daß bei dem Bad nach der Erfindung der
Zusatz von Abscheidungsgeschwindigkeitsreglern, wie
Cyanid oder Jodid, die in den bekannten stromlosen
Verkupferungsbädern eingesetzt werden, erheblich herab
setzt oder ganz eliminiert werden kann, was die Kontrolle
und Ergänzung (Regenerierung) vereinfacht und die Material
kosten herabsetzt.
Das Bad wird verwendet, indem ein zu verkupferndes Substrat
in das auf eine Temperatur von Raumtemperatur (21°C) bis
65°C gehaltene Bad getaucht und darin bewegt wird, so lange,
bis sich ein gleichmäßiger dichter und festhaftender Kupfer
überzug auf seinen Oberflächen in der gewünschten Dicke abge
schieden hat. Wenn gewünscht, kann das mit dem stromlos ab
geschiedenen Kupferüberzug versehene Substrat weiteren üb
lichen Galvanisierungen unterworfen werden, um einen oder
mehrere galvanische Überzüge darauf abzuscheiden und die
gewünschten mechanischen Eigenschaften und das gewünschte
Aussehen zu erzielen.
Es folgt nun eine ausführliche Beschreibung der Erfindung.
Das wäßrige alkalische Bad enthält Kupferionen die in Form
irgendeines badlöslichen Kupfersalzes, dessen Anion sich
nicht störend auf die Abscheidungscharakteristiken auswir
ken, eingeführt werden, zum Beispiel als Kupfer(II)-chlorid-
Dihydrat und Kupfersulfat-Pentahydrat. Die Konzentration
der Kupferionen kann im Bereich von 0,5 bis 30 g/l liegen,
wobei Konzentrationen von 1 bis 5 g/l besonders günstig
sind. Höhere Kupferkonzentrationen sind erforderlich,
wenn das Bad bei oder etwa bei Raumtemperatur betrieben
wird, um eine befriedigende Abscheidungsgeschwindigkeit
zu sichern, während Konzentrationen unter 0,5 g/l verwen
det werden können, wenn die Temperatur des Bades höher
liegt, z. B. 60 bis 65°C ist.
Neben den Kupferionen enthält das wäßrige alkalische Bad
ein Reduktionsmittel in einer Menge, die ausreicht, die
Kupferionen in den metallischen Zustand zur Abscheidung
auf der Oberfläche des zu beschichtenden Substrats zu re
duzieren. Für diesen Zweck wird Formaldehyd bevorzugt, ob
gleich auch Paraformaldehyd befriedigend arbeitet. Die Kon
zentration des Reduktionsmittels schwankt, abhängig von der
im Bad vorliegenden Kupferionenkonzentration und kann im
Bereich von 0,1 bis 40 g/l, vorzugsweise 1 bis 5 g/l, be
rechnet auf einer Gewichtsäquivalentbasis Formaldehyd,
liegen.
Des weiteren enthält das Bad ein kontrolliertes Gemisch
organischer Komplexbildner, um die Kupferionen in Lösung
zu halten, die sonst in dem alkalischen Medium als Kupfer
hydroxid ausfallen würden. Die Menge, in der der Gesamt
komplexbildner anwesend ist, wird so geregelt, daß mindestens
1 Mol Komplexbildner pro Mol Kupferionen vorliegt, wobei so
hohe Molverhältnisse wie 5 : 1 möglich sind. Vorzugsweise
ist das Molverhältnis von Komplexbildner zu Kupferionen
1,3 bis 3,5, beispielsweise 1,7.
Es ist gefunden worden, daß ein synergistischer Effekt
in den Komplexbindungseigenschaften und in der Aktivi
tät und Stabilität des Bades erreicht werden, wenn der
Komplexbildner ein kontrolliertes Gemisch ist von einer
Aminverbindung aus der Gruppe Ethylendiamintetraessig
säure (EDTA) und N,N,N′,N′-Tetrakis-(2-hydroxipropyl)-
ethylendiamin (THPEDA) und einer organischen Hydroxi
säure aus der Gruppe Gluconsäure und Glucoheptonsäure
und Gemische davon sowie die badlöslichen und badver
träglichen Salze davon. Das Molverhältnis von der Hydroxi
säure zu EDTA kann im Bereich von 0,1 bis 3 liegen. Das
jeweils bestimmte Molverhältnis hängt etwas von der Art
der Aminverbindung ab, die in Kombination mit der Hydroxi
säureverbindung eingesetzt wird. Wenn z. B. THPEDA die Amin
verbindung ist, kann die Gluconsäure und/oder Glucohepton
säure in einem Molverhältnis relativ zur Aminverbindung im
Bereich von 0,11 bis 2,45 vorliegen; bevorzugt werden Mol
verhältnisse im Bereich von 0,2 bis 1, und ein Molverhältnis
von 0,26 ist optimal. Wenn EDTA die Aminverbindung ist,
kann die Gluconsäure und/oder Glucoheptonsäure in einem
Molverhältnis von 0,25 bis 3, vorzugsweise von 0,6 bis 2
vorliegen; optimal ist ein Molverhältnis von 1,3. Das
kontrollierte Komplexbildnergemisch kann in das Bad in
Form der neutralen Alkalimetallsalze eingeführt werden,
wodurch merkliche Ansäuerung des Bades und eine Reduktion
seines pH-Werts vermieden wird, was stattfinden würde,
wenn die Komplexbildner in der Säureform zugegeben würden.
Die Natriumsalze sind für diesen Zweck besonders geeignet.
Durch Verwendung des bestimmten kontrollierten Gemisches
der zwei vorstehend angegebenen Komplexbildner in den
angegebenen Verhältnissen kann eine wesentliche Herab
setzung der Menge Komplexbildner erreicht werden; in
der Kombination liegt jede der zwei Komplexbildnertypen
in einer Menge vor, die, wenn jede Type allein eingesetzt
würde, nicht ausreichen würde, die Kupferionen komplex zu
binden.
Das Bad zur stromlosen Verkupferung ist alkalisch und
enthält Hydroxylionen in einer solchen Menge, daß der
pH-Wert im Bereich von 9 bis 14, vorzugsweise 10,5 bis
12,5 liegt. Gewöhnlich ist ein pH-Wert von 11,5 zufrieden
stellend. Er trägt einer befriedigenden Kupferabscheidungs
geschwindigkeit Rechnung, während gleichzeitig eine niedri
gere Hydroxylionenkonzentration erforderlich ist, was die
Tendenz zu Reaktion und Abbau des Formaldehyd-Reduktions
mittels herabsetzt, so daß weniger Reduktionsmittel zur
Ergänzung erforderlich ist und das Bad wirtschaftlicher ist.
Der pH-Wert des Bades kann innerhalb des vorstehend
angegebenen Bereiches durch Zugabe irgendeines Alkali
metallhydroxids, vorzugsweise Natriumhydroxid, aufrecht
erhalten werden.
Zusätzlich zu den vorstehend angegebenen Bestandteilen
kann das Bad zur stromlosen Verkupferung auch ein Sta
bilisierungsmittel irgendeiner der bekannten Typen ent
halten, um die spontane Kupferabscheidung auf katalytischen
Partikeln, die sich im Bad während des Verkupferungsvorgan
ges gebildet haben, und was zu einer schnellen Erschöpfung
des Bades an Kupferionen führt, zu inhibieren. 2-Mercapto
benzthiazol ist ein weit verbreitet angewendeter Stabili
sator. Alternativ verwendete Stabilisierungsmittel schlie
ßen ein: 2,5-Dimercapto-1,3,4,-thiodiazol, 8-Mercaptopurin,
o-Phenanthrolin, 1-Phenyl-5-mercaptotetrazol, 2,2-Dipyridyl,
2-(2-Pyridyl)-benz-imidazol, Benzothiazol-thioetherpoly
ethylenglycol, Thiazole, Isothiazole, Thiazine, Benztriazol,
Diazol, Imidazol, Guanidin, Pyrimidin-2,2′-bichinolin, 2,9-
Dimethylphenanthrolin und 4,7-Diphenyl-1,10-phenanthrolin.
Derartige Stabilisierungsmittel können in einer Menge bis
zu 2,5 g/l, insbesondere von 0,0001 bis 0,5 g/l verwendet
werden.
Obwohl gefunden wurde, daß die neue Komplexbildner-Kombi
nation Abscheidungsgeschwindigkeitsregler der Typen, die
üblicherweise erforderlich sind, unnötig macht, können
unter bestimmten Bedingungen Abscheidungsgeschwindigkeits
regler wie Cyanid, Jodid oder davon abgeleitete Verbindun
gen in das Bad in Mengen bis 1 g/l, gewöhnlich 1 ppm
bis 200 ppm, eingearbeitet werden. Solche Abscheidungsge
schwindigkeitsregler passen sich dem Stabilisierungsmittel
durch Verzögerung der Abscheidungsgeschwindigkeit des
Bades an. Es ist auch gefunden worden, daß die Verwendung
solcher Abscheidungsgeschwindigkeitsregler in relativ
kleinen Anteilen den Glanz und die Duktilität des Kupfer
überzugs verbessern.
Wahlfrei und bevorzugt enthält das Bad zusätzlich kleine
kontrollierte Mengen badlöslicher Netzmittel, um die Gleich
mäßigkeit der Deckkraft des Kupferüberzugs auf dem Substrat
zu erhöhen. Geeignet sind Netzmittel, die in stromlosen
Verkupferungsbädern üblicherweise eingesetzt werden, wie
z. B. ein nicht ionisches Block-Copolymer von Ethylenoxid
und Propylenoxid, ein anionischer Phosphatester. Solche
Netzmittel können in Mengen bis zu 10 g/l, wie von 0,1
bis 3 g/l in dem Bad enthalten sein.
Das Bad wird zu seiner Verwendung auf Betriebstemperaturen
von Raumtemperatur (15°C) bis 70°C, insbesondere 27 bis
65,5°C gebracht. Zu verkupfernde Substrate werden, wenn
nötig, Reinigungsbehandlungen unterworfen, um Oberflächen
verunreinigungen zu entfernen. Im Fall von nicht leiten
den Substraten, wie z. B. Kunststoffen, wird das Substrat
einer Vorbehandlung unterzogen, einschließlich mit einer
Zinn-Palladium-Komplex-Behandlungslösung, um aktive Stel
len auf der Oberfläche zu bilden, woran sich gewöhnlich
eine Beschleunigungsbehandlung anschließt, wonach das
Kunststoffsubstrat für die autokatalytische Kupferab
scheidung empfänglich ist. Es gilt allgemein, daß die
Abscheidungsgeschwindigkeit des Kupfers aus der Lösung
durch Ändern der Konzentration von Kupferionen, Reduktions
mittel, Temperatur, pH-Wert und Komplexbildnerkonzentration
so eingestellt werden kann, daß jeder gewünschten Betriebs
lage entsprochen wird, um das gewünschte Ergebnis zu er
halten. Erhöhen der Kupferionenkonzentration, der Reduk
tionsmittelkonzentration, der Temperatur und des pH-Wertes
und Herabsetzen der Komplexbildnerkonzentration, alles
das trägt zur Erhöhung der Kupferabscheidungsgeschwindig
keit bei. Im allgemeinen wird eine Kupferabscheidungsge
schwindigkeit von mindestens 0,508 µm in 10 Minuten als
wirtschaftlich zufriedenstellend angegeben. Bewegen des
Bades erhöht ebenfalls die Abscheidungsgeschwindigkeit
und kann mittels Luft, Kathodenstabbewegung und andere
mechanische Mittel erreicht werden.
Es wurde eine wäßrige alkalische Lösung zur stromlosen
Verkupferung hergestellt, indem in Wasser gelöst wurden:
Kupferchlorid um eine Kupferionenkonzentration von 2 g/l (0,032 mol) bereitzustellen, 9 g/l (0,023 mol) EDTA- Tetranatriumsalz, 9 g/l (0,032 mol) Natriumglucoheptonat- Dihydrat, 3 g/l Formaldehyd, Natriumhydroxid um den pH- Wert der Lösung auf 11,6 einzustellen, und ein schwefel haltiges Stabilisierungsmittel, wie 2-Mercaptobenzthiazol in einer Menge von 0,05 bis 10 ppm. Das Bad wurde gealtert entsprechend einem Umsatz von 5- bis 10mal der Kupferionen konzentration bei Ergänzen der ursprünglichen Kupferkon zentration und der anderen Badbestandteile. Das gealterte Bad enthielt Glucoheptonat und EDTA in einem Molverhältnis von 1,4, bei einem Molverhältnis von Gesamtkomplexbildner zu Kupferionen von 1,7.
Kupferchlorid um eine Kupferionenkonzentration von 2 g/l (0,032 mol) bereitzustellen, 9 g/l (0,023 mol) EDTA- Tetranatriumsalz, 9 g/l (0,032 mol) Natriumglucoheptonat- Dihydrat, 3 g/l Formaldehyd, Natriumhydroxid um den pH- Wert der Lösung auf 11,6 einzustellen, und ein schwefel haltiges Stabilisierungsmittel, wie 2-Mercaptobenzthiazol in einer Menge von 0,05 bis 10 ppm. Das Bad wurde gealtert entsprechend einem Umsatz von 5- bis 10mal der Kupferionen konzentration bei Ergänzen der ursprünglichen Kupferkon zentration und der anderen Badbestandteile. Das gealterte Bad enthielt Glucoheptonat und EDTA in einem Molverhältnis von 1,4, bei einem Molverhältnis von Gesamtkomplexbildner zu Kupferionen von 1,7.
Das Bad wurde bei einer Temperatur von 60°C und Bewegung
mittels Luft verwendet, um Kupfer auf Testplatten abzu
scheiden. Es wurde ein glänzender glatter gleichförmiger
pinkfarbener Kupferüberzug bei einer Abscheidungsgeschwin
digkeit von 1,143 µm in 10 Minuten erzeugt. Das Bad war
stabil.
Es wurde das gleiche Bad wie in Beispiel 1 beschrieben
hergestellt mit der Ausnahme, daß kein Komplexbildner
zugesetzt wurde. Zu separaten Portionen (Proben) des
komplexbildnerfreien gealterten Bades wurden ausgewählte
Mengen und Kombinationen von den Komplexbildnern EDTA
und Glucoheptonat gegeben und die Stabilität der resul
tierenden Lösungen unter typischen Betriebsbedingungen
beobachtet. Der Probe A wurden 0,032 mol EDTA zugegeben;
es wurde festgestellt, daß das Bad instabil war. Probe B
wurde eine Kombination von 0,023 mol EDTA und 0,014 mol
Glucoheptonat zugegeben, wobei das Molverhältnis von
Glucoheptonat zu EDTA 0,6 war. Der Kupferüberzug war
halbglänzend und die Abscheidungsgeschwindigkeit
1,524 µm in 10 Minuten.
Zu Probe C wurde ein Gemisch von 0,021 mol Glucoheptonat
und 0,016 mol EDTA zugegeben, was ein relatives Molver
hältnis von Glucoheptonat zu EDTA von 1,3 ergibt. Das
resultierende Bad ergab einen pinkfarbigen Kupferüberzug
bei einer Abscheidungsgeschwindigkeit von 1,422 µm in
10 Minuten. Das Bad war stabil.
Zur Probe D wurde ein Gemisch von 0,028 mol Glucoheptonat
und 0,008 mol EDTA gegeben, was einem Molverhältnis von
Glucoheptonat zu EDTA von 3,5 entspricht. Das Bad
war instabil und hatte eine Abscheidungsgeschwindigkeit
von 0,864 µm in 10 Minuten.
Zur Probe E wurden 0,035 mol Glucoheptonat und kein EDTA
zugegeben. Das Bad hatte eine Abscheidungsgeschwindigkeit
von 0,406 µm in 10 Minuten. Das Bad war instabil und zer
setzte sich.
Die vorstehend beschriebenen Tests zeigen, daß die Ver
wendung von weitgehend gleichen molaren Mengen von EDTA
oder Glucoheptonat selbst kein stabiles wäßriges alkali
sches Verkupferungsbad geben. Wenn eine Kombination von
Glucoheptonat und EDTA innerhalb der hierin offenbarten
Molverhältnisse, nämlich von 0,1 bis 3, vorzugsweise von
0,6 bis 2 Mole Glucoheptonat zu EDTA, zugefügt wird, wer
den zufriedenstellende Kupferüberzüge bei relativer Bad
stabilität erhalten.
Es wurde ein gealtertes wäßriges alkalisches Bad zur
stromlosen Kupferabscheidung hergestellt, das enthielt:
2 g/l (0,032 mol) Kupferionen, 9 g/l (0,023 mol) EDTA, 5,3 g/l (0,021 mol) Gluconat, was ein Molverhältnis von Gluconat zu EDTA von 0,9 ergab, 3 g/l Formaldehyd und ausreichend Natronlauge, so daß ein pH-Wert von 11,6 resultierte. Das Bad enthielt außerdem ein schwefelhal tiges Stabilisierungsmittel, 2-Mercaptobenzthiazol, in einer Menge von 0,25 ppm.
2 g/l (0,032 mol) Kupferionen, 9 g/l (0,023 mol) EDTA, 5,3 g/l (0,021 mol) Gluconat, was ein Molverhältnis von Gluconat zu EDTA von 0,9 ergab, 3 g/l Formaldehyd und ausreichend Natronlauge, so daß ein pH-Wert von 11,6 resultierte. Das Bad enthielt außerdem ein schwefelhal tiges Stabilisierungsmittel, 2-Mercaptobenzthiazol, in einer Menge von 0,25 ppm.
Das Bad wurde bei einer Temperatur von 60°C gehalten
und mittels Luft bewegt. Es wurde ein glänzender pinkfar
biger Kupferüberzug auf Testplattenoberflächen bei einer
Abscheidungsgeschwindigkeit von 0,940 µm in 10 Minuten er
halten.
Es wurde ein gealtertes wäßriges alkalisches Bad zur
stromlosen Verkupferung hergestellt, das enthielt:
2 g/l (0,032 mol) Kupferionen, 8 g/l (0,027 mol) THPEDA, 2 g/l (0,007 mol) Natriumglucoheptonat-dihydrat, um ein Molverhältnis von Glucoheptonat zu THPEDA von 0,26 zu er halten, 3 g/l Formaldehyd und genügend Natriumhydroxid, so daß der pH-Wert bei 12,2 lag.
2 g/l (0,032 mol) Kupferionen, 8 g/l (0,027 mol) THPEDA, 2 g/l (0,007 mol) Natriumglucoheptonat-dihydrat, um ein Molverhältnis von Glucoheptonat zu THPEDA von 0,26 zu er halten, 3 g/l Formaldehyd und genügend Natriumhydroxid, so daß der pH-Wert bei 12,2 lag.
Die Lösung wurde bei einer Temperatur von 60°C gehalten
und mittels Luft bewegt. Es wurde ein glänzender glatter
pinkfarbiger Kupferüberzug auf Testplattenoberflächen bei
eine Abscheidungsgeschwindigkeit von 3,556 µm in 10 Minu
ten erhalten.
Es wurde ein gealtertes wäßriges alkalisches Bad zur
stromlosen Verkupferung hergestellt, das enthielt:
5 g/l (0,08 mol) Kupferionen, 15 g/l (0,05 mol) THPEDA, 7,5 g/l (0,02 mol) EDTA, 3,75 g/l (0,013 mol) Natrium glucoheptonat-dihydrat, was ein Molverhältnis von Gluco heptonat zu den beiden vorliegenden Aminverbindungen von 0,18 entspricht, 5 g/l Formaldehyd und Natriumhydroxid, um einen pH-Wert von 12,2 zu erhalten.
5 g/l (0,08 mol) Kupferionen, 15 g/l (0,05 mol) THPEDA, 7,5 g/l (0,02 mol) EDTA, 3,75 g/l (0,013 mol) Natrium glucoheptonat-dihydrat, was ein Molverhältnis von Gluco heptonat zu den beiden vorliegenden Aminverbindungen von 0,18 entspricht, 5 g/l Formaldehyd und Natriumhydroxid, um einen pH-Wert von 12,2 zu erhalten.
Die Lösung wurde auf einer Temperatur von 60°C gehalten
und mittels Luft bewegt. Ein glänzender pinkfarbiger Kupfer
überzug wurde auf Testplattenoberflächen bei einer Abschei
dungsgeschwindigkeit von 3,124 µm in 10 Minuten erhalten.
Claims (14)
1. Wäßriges alkalisches Bad zur stromlosen Verkupferung,
das Kupferionen, ein Formaldehyd-Reduktionsmittel,
Hydroxylionen in einer zur Bereitstellung eines auf
der alkalischen Seite liegenden pH-Wertes ausreichen
den Menge und Ethylendiamintetraessigsäure und Glucon
säure als Komplexbildner in einer Menge, die ausreicht,
die Kupferionen komplex zu binden, enthält, dadurch ge
kennzeichnet, daß es als Komplexbildner ein Gemisch von
einer Aminverbindung aus der Gruppe bestehend aus der
Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) und N,N,N′,N′-Tetra
kis-(2-hydroxipropyl)-ethylendiamin (THPEDA) und einer
Hydroxisäureverbindung aus der Gruppe, bestehend aus der
Gluconsäure, Glucoheptonsäure, sowie die badlöslichen
Salze, Partialsalze und Gemische davon, enthält, wobei
die Hydroxisäureverbindung und die Aminverbindung im
Gemisch in einem Molverhältnis von 0,1 bis 3 vorliegen.
2. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
pH-Wert 9 bis 14 beträgt.
3. Bad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
pH-Wert 10,5 bis 12,5 beträgt.
4. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es
als Aminverbindung EDTA enthält und die Hydroxisäure
verbindung in einem Molverhältnis von Hydroxisäurever
bindung zu Aminverbindung im Bereich von 0,25 bis 3
liegt.
5. Bad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
Molverhältnis von Hydroxisäureverbindung zu Aminver
bindung im Bereich von 0,6 bis 2 liegt.
6. Bad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das
Molverhältnis bei 1,3 liegt.
7. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es
als Aminverbindung THPEDA enthält und die Hydroxisäure
verbindung in einem Molverhältnis von Hydroxisäurever
bindung zu Aminverbindung im Bereich von 0,11 bis 2,45
liegt.
8. Bad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das
Molverhältnis von Hydroxisäureverbindung zu Aminver
bindung im Bereich von 0,2 bis 1 liegt.
9. Bad nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Molverhältnis von 0,26 resultiert.
10. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Molverhältnis von Komplexbildner zu Kupferionen im
Bereich von 1 bis 5 liegt.
11. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es
zusätzlich ein Stabilisierungsmittel in einer Menge
bis zu 2,5 g/l enthält.
12. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es
zusätzlich einen Abscheidungsgeschwindigkeitsregler
in einer Menge bis zu 1 g/l enthält.
13. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es
zusätzlich ein Netzmittel in einer Menge bis zu 10 g/l
enthält.
14. Verwendung des Bades nach den Ansprüchen 1 bis 13
zur Abscheidung von Kupfer auf einem leitfähigen
Substrat bei einer Temperatur von 15 bis 70°C.
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