DE69008974T2 - Elektroabscheidung einer Palladiumschicht. - Google Patents
Elektroabscheidung einer Palladiumschicht.Info
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Description
- Die Erfindung bezieht sich auf die Elektroplattierung von Metallen mit Palladium und Gegenstände mit solchem elektroplattiertem Palladium und Palladiumlegierungen.
- Metallisches Palladium und Palladiumlegierungen werden häufig als Schutzschichten auf einer Vielzahl von Artikeln und Vorrichtungen sowohl aus ästhetischen Gründen als auch aus Benutzungsgründen verwendet. Häufig sind dekorative Artikel, wie Schmuck, Uhren usw., mit metallischem Palladium oder Palladiumlegierungen beschichtet, um eine helle, glänzende, für den Benutzer attraktive Oberfläche zu erzeugen. Solche beschichteten Oberflächen bleiben wegen der chemischen Trägheit von Palladiumüberzügen lange Zeit hell und glänzend.
- Eine äußerst bedeutsame Anwendung für metallisches Palladium und seine Legierungen besteht in elektrischen Kontaktoberflächen bei elektrischen Kontaktvorrichtungen und elektrischen Steckern. Palladium ist für solche Anwendungen wegen seiner hohen elektrischen Leitfähigkeit und seiner chemischen Trägheit ideal geeignet. Elektrische Kontaktvorrichtungen und elektrische Stecker benutzten in früheren Zeiten metallisches Palladium und seine Legierungen in Form von geknetetem Metall oder Legierungen oder Plattierungseinlagen, oft als Ersatz für elektrische Kontakte aus Gold. In neuerer Zeit hat die Herstellung von elektrischen Kontaktvorrichtungen durch Abscheidung von metallischem Palladium und seinen Legierungen starke Beachtung gefunden, da die Elektroabscheidung im großen und ganzen ein bequemeres und weniger kostspieligeres Verfahren zur Herstellung von elektrischen Kontaktvorrichtungen und elektrischen Steckern darstellt.
- Die Entwicklung eines zufriedenstellenden Verfahrens der Elektroabscheidung von metallischem Palladium und Palladiumlegierungen hat sich nicht als leicht herausgestellt. Trotz extensiven Experimentierens in dieser Technik haftete durch Elektroabscheidung erzeugtes Palladium nicht gut, war tendenziell porös, entwickelte oft Risse und war generell ziemlich spröde. Ein solches Produkt war generell für die Anwendung als elektrische Kontakte in elektrischen Vorrichtungen nicht zufriedenstellend und ließ manches für dekorative Artikel zu wünschen übrig.
- Es wurde rasch festgestellt, daß vieles von der Problematik der Palladiumelektroplattierung auf den Einbezug von Wasserstoff in das Palladium zurückzuführen ist. Wasserstoff ist oft ein Nebenprodukt der Palladium- Elektroplattierung, und zwar wegen der engen Nachbarschaft der Potentiale für die Wasserzersetzung zu dem Plattierungspotential beim Elektroplattieren von Palladium. Der Einbezug des Wasserstoffs in das Palladium verdirbt manche der wünschenswerten Eigenschaften von metallischem Palladium, wie Duktilität, Haftungsvermögen usw. Tatsächlich schienen viele Elektroplattierprozesse des Palladiums im Labor gut zu arbeiten, wo das Plattierungspotential genau gesteuert werden konnte und die Plattierungsraten relativ niedrig sind. Unter kommerziellen Herstellungsbedingungen jedoch zeigten sich die Verfahren unzuverlässig, weil entweder das Plattierungspotential nicht genau eingehalten oder weil das Anheben der Plattierungsrate auf das beim kommerziellen Elektroplattieren erforderliche Maß Plattierungspotentiale notwendig machte, die zur Entwicklung von Wasserstoff während des Elektroplattierprozesses führen.
- Ein Hauptvorteil bei der Technik des Elektroplattierens von Palladium ereignete sich mit der Entdeckung, daß gewisse Komplexionen des Palladiums Elektroplattierpotentiale zeigen, die von dem Entwicklungspotential für Wasserstoff weit entfernt sind. Die komplexbildenden Mittel bringen gewisse aliphatische Polyamine ins Spiel, wobei die besten Ergebnisse mit 1,3- Diaminopropan erzielt wurden. Diese Arbeit ist im US-Patent 4 486 274 (J. A. Abys et al.) vom 4. Dezember 1984 beschrieben.
- Diese Entdeckung führte zu einem größeren kommerziellen Effekt bei der Elektroplattierung mit Palladium. Das Verfahren ist in den Vereinigten Staaten und der gesamten Welt extensiv genutzt worden, um Palladium elektrozuplattieren, typisch für elektrische Kontaktoberflächen in zahlreichen Vorrichtungen, beispielsweise elektrischen Steckern. Es ist generell in Anwendungen benutzt worden, die früher Goldkontaktoberflächen erforderlich gemacht haben, und hat zu beträchtlichen Kosteneinsparungen geführt, wegen der geringen Kosten von Palladium, verglichen mit Gold. Weitere Entwicklungsarbeiten sind in Vorveröffentlichungen beschrieben, so im US-Patent 4 468 276 (J. A. Abys et al.) vom 28. August 1984 (Auffüllverbindung für einen Palladiumelektroplattierprozeß) und US-Patent 4 493 754 (J. A. Abys et al.) vom 15. Januar 1985 (Einzige Anodenstruktur zur Anwendung im Palladiumelektroplattierverfahren). Häufig ist die Palladiumschicht der Kontaktoberfläche mit einer sehr dünnen Goldschicht bedeckt, um das Abriebverhalten zu verbessern.
- Wegen des Erfolges des Palladiumelektroplattierverfahrens unter Einbezug von aliphatischen Aminen sind weitere Verbesserungen sowohl des Elektroplattierverfahrens als auch der Eigenschaften des elektroplattierten Palladiums wünschenswert geworden. Im einzelnen ist die Kostenreduktion im Palladiumelektroplattierverfahren wünschenswert, wie auch die größere Vielfalt in der Wahl der Palladiumelektroplattierspezies. Auch ist größere Duktilität und Haftung des elektroplattierten Palladiums wünschenswert, insbesondere für relativ dicke (> 2,5 - 5,0 um) Schichten. Solche dicken Schichten von metallischem Palladium und Palladiumlegierungen wären höchst nützlich für Vorrichtungen, bei denen ausgedehnter Verschleiß vorkommt.
- Große Haftung und Duktilität ist auch bei den Herstellungsarbeiten der Streifen an Steckerbändern erforderlich. Hier wird das Kontaktmetall (z.B. Palladium) als Streifen auf einem breiteren Substratband (z.B. aus einer Kupferlegierung) elektroplattiert, und das Substrat mit dem Streifen des Kontaktmetalls wird gestanzt und zu Steckerstiften geformt. Der elektroplattierte Kontaktmetallstreifen wird auf das Streifenband in solcher Stellung und Lage plaziert, daß sich, nachdem der Kontaktstift gebildet worden ist, das Kontaktmetall an der genauen Stelle befindet, an der der elektrische Kontakt mit der zusammenpassenden Kontaktstruktur hergestellt wird.
- Streifen auf Band zur Herstellung von elektrischen Kontakten haben eine Anzahl von Vorteilen. Vor allem können Hochgeschwindigkeits-Plattierungsverfahren zur raschen und preiswerten Herstellung der plattierten Bänder angewendet werden. Kontinuierliche, von Spule zu Spule erfolgende Bandplattierungsverfahren können angewendet werden, wodurch ein großer Ausstoß bei relativ niedrigen Kosten erzielt werden kann. Auch kann das gleiche plattierte Band für viele Arten unterschiedlicher Verbinder und Steckerstifte verwendet werden.
- Wegen der Ausstanzoperation am plattierten Band muß das elektroplattierte Palladium oder die Palladiumlegierung stark am Substratmaterial haften und äußerst duktil sein; auch muß es nach dem Stanzen rißfrei und frei von Porosität bleiben.
- Zahlreicher Stand der Technik hinsichtlich Elektroplattieren mit Palladium ist bekanntgeworden, darunter US-Patent 4 487 665 (K. B. Miscioscio et al.) vom 11. Dezember 1984, US-Patent 4 491 507 (G. Herklotz et al.) vom 1. Januar 1985 und US-Patent 4 545 869 (I. Goldman) vom 5. Oktober 1985. Der Palladiumtetraamin-Komlex wird als Quelle des Palladiums in einer Anzahl von Elektroplattierverfahren mit Palladium verwendet, einchließlich wie in US-Patent 4 622 110 (J. L. Martin et al.) vom 11. November 1986, US-Patent 4 552 628 (J. Wilcox) vom 12. November 1985 und US-Patent 4 628 165 (F. I. Nobel) vom 9. Dezember 1986 beschrieben.
- Die Erfindung besteht aus einem Elektroplattierverfahren mit Palladium und Palladiumlegierung, in welchem das Elektroplattierbad, zusätzlich zu einer Palladiumquelle, gewisse organische Additive enthält, die generell als Tenside oder Surfaktanten und Glanzmittel betrachtet werden. Das Bad enthält mindestens einen Surfaktanten und mindestens ein Glanzmittel. Die Surfaktanten werden typischerweise aus den Alkylammoniumchloriden mit 4 bis 35 Kohlenstoffatomen ausgewählt und bestehen vorzugsweise aus Alkyltrimethylammoniumchloriden von Octyltrimethylammoniumchlorid bis Octadecytrimethylammoniumchlorid. Zu wenige Kohlenstoffatome in dem Surfaktantmolekül reduzieren die Surfaktantqualität der Verbindung (z.B. die Verbindung in der Lösung bildet keinen starken Oberflächenfilm); zu viele Kohlenstoffatome in der Surfaktantverbindungsstruktur machen die Verbindung in dem Elektroplattierbad für viele Anwendungen ungenügend löslich. Als Surfaktant wird Dodecyltrimethylammoniumchlorid höchst bevorzugt.
- Eine große Vielzahl von Glanzmitteln können in der Praxis der Erfindung angewendet werden. In der Liste der Glanzmittel sind eine Vielzahl von organischen Schwefelverbindungen eingeschlossen, beispielsweise Sulfone und Sulfonsäure, sowie Schwefelstickstoffverbindungen, wie die zahlreichen Sulfamide. Gemäß der Erfindung hergestellte plattierte Filme oder Schichten zeigen exzellente Duktilität, sind rißfrei, auch wenn sie bis zu einer beträchtlichen Dicke hergestellt sind (z.B. zwischen 2 und 10 um), haben einen hellen Glanz und zeigen vorzügliche elektrische Kontakteigenschaften und Abriebverhalten.
- Fig. 1 zeigt eine typische Vorrichtung zum Elektroplattieren von Palladium und Palladiumlegierungen gemäß der Erfindung und
- Fig. 2 zeigt einen mit Palladium elektroplattierten Steckerstift gemäß Erfindung.
- Die Erfindung ist ein Elektroplattierverfahren mit Metall, wobei das Metall Palladium umfaßt. Die Erfindung beruht auf der Entdeckung, daß der Einbezug gewisser organischer Additive in dem Elektroplattierbad die Qualität des elektroplattierten Metalls (Palladium oder Palladiumlegierung) ungewöhnlich gut werden läßt, auch wenn die Elektroplattierraten ziemlich hoch und die Dicke der Elektroplattierfilme ziemlich groß ist. Sowohl reines Palladium als auch zahlreiche Palladiumlegierungen werden mit exzellenten Ergebnissen elektroplattiert. Typischerweise bestehen Palladiumlegierungen aus bis zu mindestens 10 Mol.% Palladium, Rest Nickel, Cobalt, Arsen und/oder Silber. Legierungszusammensetzungen von mindestens 30, 50 oder 70 Mol.% Palladium, Rest Arsen, Nickel, Cobalt und/oder Silber, sind typisch, und Nickel ist ein bevorzugtes Legierungsmetall.
- Die Erfindung befaßt sich mit der Zusammensetzung des Elektroplattierbades, und insbesondere in Anwesenheit von gewissen organischen Additiven im Bad, die oft als Tensid oder Surfaktant und Glanzmittel bezeichnet werden. Das Bad enthält mindestens ein Tensid und mindestens ein Glanzmittel. Tenside sind aliphatische, quaternäre Ammoniumsalze mit von 4 bis 35 Kohlenstoffatomen. Das Anion des quaternären Ammoniumsalzes kann von einer Vielzahl von Ionen einschließlich Halogenen ausgewählt werden (z.B. Chloride, Bromide und Jodide), anderen gut bekannten anorganischen Anionen (z.B. Sulfate, Chlorate usw.) und zahlreichen organischen Anionen, beispielsweise Acetation. Bevorzugt wird das Chloridion wegen der Verfügbarkeit von quaternären Ammoniumchloridverbindungen, der Stabilität des Chloridions, der Verfügbarkeit und der exzellenten erhaltenen Ergebnisse. Bevorzugt werden aliphatische geradkettige Trimethylammoniumchloride mit Kettenlängen zwischen 8 und 18 Kohlenstoffatomen. Mehr bevorzugt sind die quaternären Salze mit Kettenlängen zwischen 11 und 13 (z.B. Undecyltrimethylammoniumchlorid, Dodecyltrimethylammoniumchlorid und Tridecyltrimethylammoniumchlorid), wobei Dodecyltrimethylammoniumchlorid am meisten bevorzugt wird.
- Die Konzentration des Tensids kann über breite Grenzen variieren, jedoch liegen typische Konzentrationsbereiche zwischen 0,0002 bis 0,4 M, wobei der Bereich zwischen 0,004 und 0,02 M bevorzugt wird.
- Das Elektroplattierbad enthält auch eine oder mehrere Glanzmittel. Typische, für die Durchführung der Erfindung nützliche Glanzmittel stellen oft schwefelhaltige organische Säuren und deren Salze dar. Typische Beispiele sind o-Benzaldehydsulfonsäure, 1-Naphthalensulfonsäure, 2-Naphthalensulfonsäure, Benzolsulfonsäure, Oxy-4,4-bis- (benzol)-sulfonsäure, p-Toluolsulfonsäure und 3-Trifluormethylbenzolsulfonsäure. Zusätzliche, in der Durchführung der Erfindung nützliche Glanzmittel sind Allylphenylsulfon, o-Benzoesulfamid, Benzylsulfonylpropionamid, Phenylsulfonylacetamid, 3-(Phenylsulfonyl)-propionamid, Benzolsulfonamid, bis- (Phenylsulfonyl)-methan, Guanidincarbonat, Sulfaguanidin und Nikotinsäure. Bevorzugt werden die folgenden Glanzmittel: Benzolsulfonsäure, 3-Trifluormethylbenzolsulfonsäure und Allylphenylsulfon, wobei Allylphenylsulfon am meisten bevorzugt wird. Die Konzentration der Glanzmittel kann in breiten Grenzen schwanken, beispielsweise von 0,405 M bis zur Sättigung, wobei 0,02 bis 0,05 M bevorzugt und 0,001 bis 0,01 M am meisten bevorzugt wird. Etwas Glanzmittel wird gewöhnlich bis zu der plattierarbeit verwendet.
- Höchst bevorzugt ist die Kombination von Dodecyltrimethylammoniumchlorid und Allylphenylsulfon als Tensid bzw. Glanzmittel, und zwar mit einer Konzentration von 0,001 als Tensid und von 0,0005 M als Glanzmittel.
- In anderer Beziehung ist die Zusammensetzung des Elektroplattierbades konventionell. Palladium ist in dem wäßrigen Bad in der Form einer löslichen Art enthalten, wie sie für die Anwendung in einem Elektroplattierverfahren geeignet ist. Speziell nützlich sind komplexe lonenverbindungen des Palladiums, wie Pd(NH&sub3;)&sub2;Cl&sub2;, und das entsprechende Bromid und Jodid sowie andere stabile Anionen, beispielsweise als Sulfate, Nitrate usw., die Palladiumtetraaminsalze des Palladiums, wie Pd(NH&sub3;)&sub4;Cl&sub2;, und die entsprechenden Bromide und Jodide sowie andere stabile Anionen, beispielsweise als Sulfate usw., und zahlreiche Palladiumkomplexe, bei denen das Komplexmittel eine organische Verbindung, beispielsweise ein Amin, ist (s. beispielsweise US-Patent 4 486 274, welches durch Bezugnahme inkorporiert wird). Als Quelle des Palladiums sind auch Palladiumkomplexhydroxide, beispielsweise Palladiumhydroxid, im Komplex mit zahlreichen organischen Verbindungen, beispielsweise organischen Aminen und Polyamiden, und im Komplex mit Ammoniak (z.B. Di-u-hydroxo-bis-[cis- diaminpalladium(II)]).
- Als Quelle des Palladiums sind auch zahlreiche einfache Palladiumverbindungen, wie PdCl&sub2;, und die entsprechenden Bromide und Jodide, PdSO&sub4;, Pd(NO&sub3;)&sub2; usw., nützlich.
- Die Konzentration des Palladiums kann über breite Bereiche schwanken. Beispielsweise sind Konzentrationen so niedrig wie 0,00005 M nützlich, wie auch Konzentrationen bis zur Sättigung der Quelle von Palladium. Exzellente Ergebnisse werden im Konzentrationsbereich von 0,005 bis 1,0 M erzielt, wobei der Konzentrationsbereich von 0,28 ± 0,05 M die besten Ergebnisse erzielt. Eine zu niedrige Konzentration von Palladium ist wegen des häufig notwendigen Nachfüllens und wegen der Tatsache unbequem, daß selbst bei bescheidenen Plattierraten das gesamte zugegene Palladium in sehr kurzer Zeit verbraucht wird. Höhere Palladiumkonzentrationen sind gewöhnlich mit höheren Elektroplattierraten verknüpft. Sehr hohe Konzentrationen von Palladium sind für die Qualität der plattierten Filme nicht schädlich, werden aber häufig vermieden, um nicht passendes Ausfällen der Palladiumquelle zu vermeiden. Dies ist insbesondere deshalb zutreffend, weil andere Ionenkonzentrationen sehr beträchtlich während der Lebensdauer des Bades schwanken können und die Löslichkeit der Palladiumquelle beeinträchtigen können.
- Halidpalladiumsalze einschließlich Palladiumhalidkomplexsalze (insbesondere Chloride) werden bevorzugt, wie auch Sulfatpalladiumsalze, und zwar wegen deren Stabilität und hohen Löslichkeit. Auch wird Ammoniak als das komplexbildende Mittel (Palladiumamminsalze) bevorzugt, und zwar wegen der Kosten, der Verfügbarkeit, der Löslichkeit und der Leichtigkeit des Entfernens des Ammoniaks aus dem Bad. Höchst bevorzugt ist Palladiumtetraamminchlorid Pd(NH&sub3;)&sub4;Cl&sub2; wegen der Kosten, der hohen Löslichkeit und der Stabilität.
- Zur Elektroplattierung mit Palladiumlegierung wird etwas Palladium durch ein oder mehrere Legierungsmetalle ersetzt, beispielsweise Nickel, Cobalt, Silber und Arsen. Beste Ergebnisse werden mit Nickel und Arsen erzielt. Jede mit dem Elektroplattierbad und dem Elektroplattierprozeß kompatible Verbindung kann verwendet werden, einschließlich zahlreicher metallischer Komplexverbindungen und zahlreicher metallischer Salze. Sulfate und Chloride werden gewöhnlich wegen der Stabilität und hohen Löslichkeit bevorzugt. Typische Beispiele für Nickellegierungen sind NiCl&sub2; und NiSO&sub4;, für Arsenverbindungen As&sub2;O&sub3; und As&sub2;O&sub5;.
- Die Plattierraten in Abhängigkeit von den Stromdichten können auch über breite Bereiche schwanken, typischerweise von 0,01 bis häufig > 500 oder selbst 1000 Milliampere/cm². Typische Raten sind 50 bis 200 Milliampere/cm².
- Die Temperatur des Bades kann von der Gefriertemperatur des Bades bis zur Siedetemperatur des Bades reichen, wobei die Raumtemperatur wegen der Bequemlichkeit oder leicht erhöhte Temperaturen (25 bis 55ºC) unter gewissen Umständen (z.B. hohe Plattiergeschwindigkeit, hohe Konzentrationen der Salze im Bad) bevorzugt werden. Typischerweise wird das Bad häufig bei 40ºC betrieben.
- Der pH-Wert kann über breite Grenzen schwanken (z.B. 6,0 bis 13,5), jedoch werden generell alkalische oder leicht saure Werte bevorzugt, wobei 6,5 bis 8,5 am häufigsten angewendet werden. Der Bereich 7,0 bis 8,0 wird mehr bevorzugt, wobei der Bereich um 7,5 ± 0,2 am meisten bevorzugt wird. Sehr hohe pH-Werte für das Elektroplattierbad führen zu starkem Verlust an Ammoniak; ein zu niedriger pH-Wert kann zur Ausfällung von etwas der Verbindung des Bades oder zu unerwünschtem chemischem Angriff auf der gerade elektroplattierten Oberfläche führen.
- Andere Bestandteile können im Bad zugegen sein, um die elektrischen Eigenschaften des Bades zu verbessern, die Palladiumquelle zu stabilisieren oder die Säurekonzentration des Bades stabil zu halten. Beispielsweise können leitende Salze dem Bad zugeführt werden, um die Leitfähigkeit zu erhöhen, die Verteilung des Stromes und des Elektroplattierens zu verbessern und die Elektroplattierraten zu erhöhen. Jedes stabile, lösliche Salz kann angewendet werden. Ein speziell passendes Salz ist Ammoniumchlorid im Konzentrationsbereich von 0,01 bis 5,0 M (oder Sättigung), wobei 1,0 ± 0,5 M bevorzugt wird.
- Ein Pufferwirkstoff ist auch zur Einhaltung des pH-Wertes des Bades nützlich und erhöht gegebnenfalls die Leitfähigkeit der Lösung. Ein mit dem gewünschten pH-Wert der Lösung konsistenter Puffer kann angewendet werden. Ein für die pH-Werte von Interesse typischer Puffer ist das Phosphatsystem, nämlich K&sub2;HPO&sub4;. Typische Konzentrationen reichen von 0,01 bis 2,0 M mit 0,5 ± 0,2 M Bevorzugung. Der pH-Wert wird gewöhnlich durch die Zugabe von Säure (z.B. HCl) oder Base (z.B. wäßriges NH&sub4;) eingestellt.
- Mehrere Beispiele werden zur Illustration der Erfindung angeführt.
- Ein wäßriges Elektroplattierbad wird unter Verwendung von 0,0005 molarer Pd(NH&sub3;)&sub4;Cl&sub2;, 0,01 molarer NH&sub4;Cl und 0,01 molarer K&sub2;HPO&sub4; zubereitet. In der Lösung sind ein Tensid (Dodecyltrimethylammoniumchlorid) und ein Glanzmittel (Allylphenylsulfon) in molaren Konzentrationen von 0,0002 bzw. 0,00005 zugegen. Das Bad hat eine Leitfähigkeit größer als 10&supmin;³ Siemens/cm. Ausgezeichnete Ergebnisse werden bei Elektroplattierung einer leitenden Oberfläche, z.B. metallische Oberflächen, wie Kupfer, Nickel, Palladium usw., erzielt.
- Ausgezeichnete Ergebnisse werden auch mit Tensidkonzentrationen von 0,004 M, 0,01 M, 0,02 M, 0,4 M und Sättigung erzielt.
- Ausgezeichnete Ergebnisse werden mit Glanzmittelkonzentrationen von 0,005 M, 0,01 M, 0,03 M, 0,05 M, 0,2 M und Sättigung erzielt.
- Ausgezeichnete Ergebnisse werden mit Tensiden von aliphatischen geradkettigen Trimethylammoniumchloriden mit Kettenlängen von 8 bis 18 Kohlenstoffatomen erzielt.
- Ausgezeichnete Ergebnisse werden mit einer Vielzahl von Glanzmittelverbindungen einschließlich o-Benzaldehydsulfonsäure, 1-Naphthalensulfonsäure, 2-Naphthalensulfonsäure, Benzolsulfonsäure, Oxy-4,4-bis- (benzol)-sulfinsäure, p-Toluolsulfinsäure, 3-Trifluormethylbenzolsulfinsäure, Allylphenylsulfon, o-Benzoesulfamid, Benzylsulfonylpropionamid, Phenylsulfonylacetamid, 3-(Phenylsulfonyl)-propinamid, Benzolsulfonamid, bis-(Phenylsulfonyl)-methan, Guanidincarbonat, Sulfaguaniiidin und Nikotinsäure erzielt.
- Ausgezeichnete Ergebnisse werden auch mit zahlreichen Konzentrationen von Palladiumquellen, einschließlich 0,005 M, 0,1 M, 0,2 M, 0,3 M, 1,0 M und Sättigung, erzielt.
- Ausgezeichnete Ergebnisse werden auch mit einer Vielzahl von Palladiumquellen, einschließlich Pd(NH&sub3;)&sub4;Br&sub2;, Pd(NH&sub3;)&sub4;I&sub2;, Pd(NH&sub3;)&sub4;SO&sub4;, Pd(NH&sub3;)&sub2;Cl&sub2; und die entsprechenden Bromide, Jodide, Sulfate usw., sowie mit Palladiumhydroxidkomplexe und mit Palladium erzielt, das mit zahlreichen organischen Verbindungen, beispielsweise organischen Aminen und Polyaminen, Komplexe bildet.
- Ausgezeichnete Ergebnisse werden auch unter Verwendung einer solchen Palladiumquelle wie die Palladiumverbindungen PdCl&sub2;, PdBr&sub2;, PdI&sub2;, PdSO&sub4;, Pd(NO&sub3;)&sub2; usw. erzielt.
- Ausgezeichnete Ergebnisse werden auch für Elektroplattierpalladiumlegierungen mit Metallen, wie Nickel, Cobalt, Silber und Arsen, erzielt. Zahlreiche Verbindungen werden als Quelle der Legierungsmetalle verwendet, beispielsweise als Chloride, Sulfate, Oxide, Hydroxide usw. Zahlreiche Legierungszusammensetzungen sind erhältlich, einschließlich 30 Mol.% Legierungsmetall, Rest Palladium, 50 Mol.% Legierungsmetall, Rest Palladium, und 70 Mol.% Legierungsmetall, Rest Palladium.
- Ausgezeichnete Ergebnisse werden mit zahlreichen pH-Werten des Bades einschließlich 6,0, 6,5, 7,0, 7,5, 8,0, 8,5, 9,0, 10,0, 11,0, 12,0, 13,0 und 13,5 erzielt.
- Fig. 1 zeigt die zur Durchführung der Erfindung nützliche Apparatur 10. Die zu plattierende Oberfläche 11 ist zur Kathode im elektrolytischen Prozeß gemacht. Die Anode 12 wird passend aus platinüberzogenem Titan oder aus zahlreichen anderen Materialien genommen, beispielsweise Oxide der Platingruppe, Übergangsmetalloxide usw. Sowohl die Anode als auch die Kathode sind teilweise in dem Elektroplattierbad 13 eingetaucht, welche die Quelle des Palladiums und das Tensid oder Surfaktant und das Glanzmittel gemäß der Erfindung enthält. Ein Behälter wird zum Halten der Palladiumplattierlösung verwendet, und die Anode 12 und die Kathode 11 werden mit der elektrischen Energiequelle 15 verbunden. Ein Ammeter 16 und ein Voltmeter 17 sind zur Überwachung von Strom und Spannung vorgesehen.
- Die Spannung und der Strom werden innerhalb der Quelle der elektrischen Energie 15 geregelt.
- Das Elektroplattierverfahren mit Palladium kann zur Elektroplattierung von Palladiummetall und Palladiumlegierung bei einer großen Vielfalt von Artikeln und Vorrichtungen angewendet werden. In Fig. 2 ist ein Kontaktstift 20 gezeigt, der mit Palladium 21 elektroplattiert ist, wobei eine kleine Kontaktfläche 22 auch mit einer dünnen Schicht Gold belegt ist.
Claims (10)
1. Verfahren zur Elektroplattierung einer metallischen
Substanz auf einer Oberfläche, wobei die metallische
Substanz Palladium enthält, mit folgenden Schritten:
Strom wird durch eine Kathode, ein Elektroplattierbad und
eine Anode geschickt, wobei das Elektrodenpotential hoch
genug ist, Palladium zu elektroplattieren, das
Elektroplattierbad eine Leitfähigkeit > 10&supmin;³ Siemens/cm und
eine Palladiumquelle aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Elektroplattierbad noch ein Tensid (Surfaktanten)
und ein Glanzmittel aufweist, das das Tensid aus
Alkylammoniumchloriden mit von 4 bis 35 Kohlenstoffatomen
ausgewählt ist und
daß das Glanzmittel aus folgenden Verbindungen ausgewählt
ist:
o-Benzaldehydsulfonsäure, 1-Naphthalensulfonsäure,
2-Naphthalensulfonsäure, Benzolsulfinsäure, Oxy-4,4-bis-
(benzol)-sulfinsäure, p-Toluolsulfinsäure,
3-Trifluormethylbenzolsulfinsäure, Allylphenylsulfon,
o-Benzoesulfamid, Benzylsulfonylpropionamid,
Phenylsulfonylacetamid, 3-(Phenylsulfonyl)-propionamid,
Benzolsulfonamid, bis-(Phenylsulfonyl)-methan,
Guanidincarbonat, Sulfaguanidin und Nikotinsäure.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Tensid ein aliphatisches
geradekettiges Trimethylammoniumchlorid mit Kettenlängen
zwischen 8 und 18 Kohlenstoffatomen ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Tensid ausgewählt ist aus
Undecyltrimethylammoniumchlorid,
Dodecyltrimethylammoniumchlorid und
Tridecyltrimethylammoniumchlorid.
4. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die molare Konzentration des
Tensids von 0,0002 bis 0,4 reicht.
5. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Palladiumquelle eine
Palladiumverbindung wie folgt ausgewählt umfaßt: PdCl&sub2;,
PdBr&sub2;, PdI&sub2;, PdSO&sub4; und Pd(NO&sub3;)&sub2;.
6. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Palladiumquelle eine
komplexe Ionenverbindung des Palladiums ist, wobei das
Komplexbildungsmittel Ammoniak ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Elektroplattierbad einen pH-
Wert zwischen 6,0 und 13,5 aufweist.
8. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Elektroplattierbad ein
leitendes Salz aufweist.
9. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Salz
Ammoniumchlorid umfaßt.
10. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Elektroplattierbad einen
Puffer (Phosphat) umfaßt.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010011269B4 (de) * | 2009-11-10 | 2014-02-13 | Ami Doduco Gmbh | Verfahren zum Abscheiden einer für das Drahtbonden geeigneten Palladiumschicht auf Leiterbahnen einer Schaltungsträgerplatte und Verwendung eines Palladiumbades in dem Verfahren |
| DE102015220688A1 (de) * | 2015-10-22 | 2017-04-27 | Zf Friedrichshafen Ag | Elektrischer Stecker und Verfahren zum Herstellen |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5180482A (en) * | 1991-07-22 | 1993-01-19 | At&T Bell Laboratories | Thermal annealing of palladium alloys |
| US20020090047A1 (en) * | 1991-10-25 | 2002-07-11 | Roger Stringham | Apparatus for producing ecologically clean energy |
| US5135622A (en) * | 1991-12-02 | 1992-08-04 | At&T Bell Laboratories | Electrochemical synthesis of palladium hydroxide compounds |
| US5360991A (en) * | 1993-07-29 | 1994-11-01 | At&T Bell Laboratories | Integrated circuit devices with solderable lead frame |
| US5675177A (en) * | 1995-06-26 | 1997-10-07 | Lucent Technologies Inc. | Ultra-thin noble metal coatings for electronic packaging |
| US5916696A (en) * | 1996-06-06 | 1999-06-29 | Lucent Technologies Inc. | Conformable nickel coating and process for coating an article with a conformable nickel coating |
| US6139977A (en) * | 1998-06-10 | 2000-10-31 | Lucent Technologies Inc. | Palladium surface coating suitable for wirebonding and process for forming palladium surface coatings |
| US6346222B1 (en) * | 1999-06-01 | 2002-02-12 | Agere Systems Guardian Corp. | Process for synthesizing a palladium replenisher for electroplating baths |
| GB2382353B (en) * | 1999-10-27 | 2004-10-27 | Kojima Chemicals Co Ltd | Palladium Plating Solution |
| EP1892320A1 (de) * | 2006-08-22 | 2008-02-27 | Enthone, Incorporated | Elektrolytzusammensetzung und Verfahren zur elektrolytischen Abscheidung von palladiumhaltigen Schichten |
| TWI354716B (en) * | 2007-04-13 | 2011-12-21 | Green Hydrotec Inc | Palladium-containing plating solution and its uses |
| CN101348928B (zh) * | 2007-07-20 | 2012-07-04 | 罗门哈斯电子材料有限公司 | 镀钯及镀钯合金之高速方法 |
| US20110147225A1 (en) * | 2007-07-20 | 2011-06-23 | Rohm And Haas Electronic Materials Llc | High speed method for plating palladium and palladium alloys |
| JP5554718B2 (ja) | 2007-12-11 | 2014-07-23 | エンソン インコーポレイテッド | ナノ粒子を含む金属系複合コーティングの電解デポジット |
| US8801914B2 (en) * | 2011-05-26 | 2014-08-12 | Eastman Kodak Company | Method of making wear-resistant printed wiring member |
| CN106400068A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-02-15 | 江苏澳光电子有限公司 | 一种用于接线端子表面电镀的渡液及其应用 |
| IT202000000391A1 (it) * | 2020-01-13 | 2021-07-13 | Italfimet Srl | Procedimento galvanico, e relativo bagno, di elettrodeposizione di palladio ad alta resistenza alla corrosione. |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3435844A (en) * | 1966-08-22 | 1969-04-01 | Wagner Electric Corp | Control valve |
| US3972787A (en) * | 1974-06-14 | 1976-08-03 | Lea-Ronal, Inc. | Palladium electrolyte baths utilizing quaternized pyridine compounds as brighteners |
| US4098656A (en) * | 1976-03-11 | 1978-07-04 | Oxy Metal Industries Corporation | Bright palladium electroplating baths |
| JPS5858032B2 (ja) * | 1977-06-15 | 1983-12-23 | 三菱電機株式会社 | パルス幅測定方法 |
| JPS56163294A (en) * | 1980-05-17 | 1981-12-15 | Nippon Mining Co Ltd | Semibright palladium plating bath |
| US4487665A (en) * | 1980-12-17 | 1984-12-11 | Omi International Corporation | Electroplating bath and process for white palladium |
| SE8106693L (sv) * | 1980-12-17 | 1982-06-18 | Hooker Chemicals Plastics Corp | Elektropleteringsbad innehallande palladium |
| US4486274A (en) * | 1981-02-27 | 1984-12-04 | At&T Bell Laboratories | Palladium plating prodedure |
| JPS586793A (ja) * | 1981-07-03 | 1983-01-14 | Hitachi Ltd | ろう材 |
| US4622110A (en) * | 1981-10-06 | 1986-11-11 | Learonal, Inc. | Palladium plating |
| US4552628A (en) * | 1982-09-09 | 1985-11-12 | Engelhard Corporation | Palladium electroplating and bath thereof |
| US4468296A (en) * | 1982-12-10 | 1984-08-28 | At&T Bell Laboratories | Process for electroplating palladium |
| JPS58130297A (ja) * | 1983-01-21 | 1983-08-03 | Nippon Mining Co Ltd | 半光沢パラジウムメツキ浴 |
| DE3317493A1 (de) * | 1983-05-13 | 1984-11-15 | W.C. Heraeus Gmbh, 6450 Hanau | Galvanische abscheidung von palladium-ueberzuegen |
| US4493754A (en) * | 1983-12-30 | 1985-01-15 | At&T Bell Laboratories | Electrodes for palladium electroplating process |
| US4545869A (en) * | 1985-01-29 | 1985-10-08 | Omi International Corporation | Bath and process for high speed electroplating of palladium |
| US4628165A (en) * | 1985-09-11 | 1986-12-09 | Learonal, Inc. | Electrical contacts and methods of making contacts by electrodeposition |
| US4778574A (en) * | 1987-09-14 | 1988-10-18 | American Chemical & Refining Company, Inc. | Amine-containing bath for electroplating palladium |
-
1989
- 1989-08-29 US US07/400,199 patent/US4911799A/en not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-08-21 EP EP90309165A patent/EP0415631B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-08-21 DE DE69008974T patent/DE69008974T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-08-23 CA CA002023871A patent/CA2023871C/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-08-28 JP JP2224574A patent/JP2609349B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1990-08-28 KR KR1019900013265A patent/KR940001679B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1995
- 1995-03-23 HK HK43295A patent/HK43295A/xx not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010011269B4 (de) * | 2009-11-10 | 2014-02-13 | Ami Doduco Gmbh | Verfahren zum Abscheiden einer für das Drahtbonden geeigneten Palladiumschicht auf Leiterbahnen einer Schaltungsträgerplatte und Verwendung eines Palladiumbades in dem Verfahren |
| DE102015220688A1 (de) * | 2015-10-22 | 2017-04-27 | Zf Friedrichshafen Ag | Elektrischer Stecker und Verfahren zum Herstellen |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0415631B1 (de) | 1994-05-18 |
| HK43295A (en) | 1995-03-31 |
| DE69008974D1 (de) | 1994-06-23 |
| JP2609349B2 (ja) | 1997-05-14 |
| CA2023871C (en) | 1996-01-09 |
| JPH0390590A (ja) | 1991-04-16 |
| US4911799A (en) | 1990-03-27 |
| KR910004846A (ko) | 1991-03-29 |
| EP0415631A1 (de) | 1991-03-06 |
| KR940001679B1 (ko) | 1994-03-05 |
| CA2023871A1 (en) | 1991-03-01 |
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