DE69205983T2 - COATING OF SUBSTRATES. - Google Patents

COATING OF SUBSTRATES.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum Beschichten von Substraten und insbesondere auf Verfahren zum Überziehen von Substraten mittels stromlosen Beschichtens.The invention relates to methods for coating substrates and in particular to methods for coating substrates by means of electroless coating.

Bei Beschichtungsverfahren wird ein Substrat, das eine metallische Legierung, ein Komposit oder ein nichtmetallisches Substrat sein kann, in eine Beschichtungslösung eingetaucht, um das Substrat mit einem erwunschten Überzug zu versehen. Der Überzug kann durch Anlegen eines elektrischen Stroms (Elektrolyse) oder ohne einen solchen Strom (stromlos) erhalten werden. Beim stromlosen Beschichten wird das Substrat in einen Behälter einer geeigneten Beschichtungslösung eingesetzt, die wiederum in ein thermostatisch gesteuertes Wasserbad eingesetzt wird. Die Lösung wird auf eine Temperatur und fur eine Zeit ausreichend, um eine erwünschte Überzugsdicke zu erzielen, aufgeheizt.In coating processes, a substrate, which may be a metallic alloy, composite or non-metallic substrate, is immersed in a coating solution to provide the substrate with a desired coating. The coating may be obtained by applying an electric current (electrolysis) or without such a current (electroless). In electroless coating, the substrate is placed in a container of a suitable coating solution, which in turn is placed in a thermostatically controlled water bath. The solution is heated to a temperature and for a time sufficient to achieve a desired coating thickness.

Bei einem solchen Beschichten wird für eine bestimmte Beschichtungslösung die Niederschlagsrate und die Kornstruktur der Beschichtung durch Einstellen des Stroms (elektrolytisches Beschichten) oder durch die Elektrolyttemperatur (stromloses Beschichten) gesteuert. Allerdings können solche Erhöhungen im Strom/der Temperatur Nachteile hinsichtlich einer Reduzierung der Lebensdauer der Beschichtungslösung haben.In such coating, for a given coating solution, the deposition rate and grain structure of the coating are controlled by adjusting the current (electrolytic plating) or by the electrolyte temperature (electroless plating). However, such increases in current/temperature can have disadvantages in terms of reducing the lifetime of the coating solution.

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zum Niederschlagen eines Überzug auf einem Substrat geschaffen, das ein Einsetzen eines Substrats in eine Beschichtungslösung zum Überziehen des Substrats und dann ein Beheizen der Beschichtungslösung in einer Kammer durch eine Mikrowellenquelle während des Beschichtungsprozesses, um einen erforderlichen Überzug zu produzieren, umfaßt.According to the invention, there is provided a method of depositing a coating on a substrate comprising placing a substrate in a coating solution for coating the substrate and then heating the coating solution in a chamber by a microwave source during the coating process to produce a required coating.

Vorzugsweise weist das Verfahren auch das Beheizen der Beschichtungslösung durch die Mikrowellenquelle vor dem Einsetzen des Substrats auf.Preferably, the method also comprises heating the coating solution by the microwave source prior to inserting the substrate.

Es ist herausgefunden worden, daß durch Verwendung einer Mikrowellenquelle zum Beheizen Verbesserungen in der Niederschlagsrate und der Kornstruktur erreicht werden können.It has been found that improvements in precipitation rate and grain structure can be achieved by using a microwave source for heating.

Vorzugsweise umfaßt das Verfahren auch eine Einstellung der Leistungsabgabe der Mikrowellenquelle, um die Temperatur der Beschichtungslösung zu steuern bzw. zu kontrollieren.Preferably, the method also includes adjusting the power output of the microwave source to control the temperature of the coating solution.

Das Verfahren kann auch ein Steuern der Temperatur auf eine konstante Temperatur während des gesamten Überzugsprozesses aufweisen. Alternativ kann das Verfahren ein Pulsen der Leistung zu der Mikrowellenquelle aufweisen. Das Verfahren kann auch eine Wärmebehandlung des beschichteten Substrates umfassen.The method may also include controlling the temperature to a constant temperature throughout the coating process. Alternatively, the method may include pulsing the power to the microwave source. The method may also include heat treating the coated substrate.

Vorzugsweise ist der Beschichtungsprozeß ein stromloser Beschichtungsprozeß.Preferably, the coating process is an electroless coating process.

Das Nachfolgende ist eine detaillierte Beschreibung einiger Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft, wobei Bezug auf die beigefügten Zeichnungen und Elektronenschliffbilder genommen wird, in denen:The following is a detailed description of some embodiments of the invention by way of example, with reference to the accompanying drawings and electron micrographs, in which:

Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Geräts zum Überziehen eines metallischen Substrats durch einen stromlosen Prozeß und es umfaßt eine Mikrowellenenergiequelle,Figure 1 shows a schematic view of an apparatus for coating a metallic substrate by an electroless process and it includes a microwave energy source,

Figur 2a zeigt zwei Schliffbilder der Kristallstruktur eines Kupfersubstrats mit einem Nickel-Phosphor-Überzug aus einer ersten Beschichtungslösung, die durch ein bekanntes Verfahren (links) und durch ein erstes, beispielhaftes Verfahren gemäß der Erfindung (rechts) aufgebracht ist,Figure 2a shows two micrographs of the crystal structure of a copper substrate with a nickel-phosphorus coating from a first coating solution applied by a known method (left) and by a first, exemplary method according to the invention (right),

Figur 2b zeigt zwei Rasterelektronenschliffbilder der Kristallstruktur eines weichen, unlegierten Stahls mit einem Nickel-Phosphor-Überzug aus einer ersten Beschichtungslösung, die durch ein bekanntes Verfahren (links) und durch ein erstes, beispielhaftes Verfahren gemäß der Erfindung (rechts) aufgebracht sind,Figure 2b shows two scanning electron micrographs of the crystal structure of a soft, unalloyed steel with a nickel-phosphorus coating from a first coating solution, applied by a known method (left) and by a first exemplary method according to the invention (right),

Figur 2c zeigt zwei Schliffbilder der Kristallstruktur eines Substrats aus rostfreiem Stahl mit einem Nickel-Phosphor-Überzug aus einer ersten Beschichtungslösung, die durch ein bekanntes Verfahren (links) und durch ein erstes, beispielhaftes Verfahren gemäß der Erfindung (rechts) aufgebracht sind,Figure 2c shows two micrographs of the crystal structure of a stainless steel substrate with a nickel-phosphorus coating from a first coating solution applied by a known method (left) and by a first exemplary method according to the invention (right),

Figur 3a zeigt zwei Rasterelektronenschliffbilder der Kristallstruktur eines Kupfersubstrats nach einer Behandlung in einer zweiten Beschichtungslösung durch ein bekanntes Verfahren (links) und durch ein zweites, beispielhaftes Verfahren gemäß der Erfindung (rechts),Figure 3a shows two scanning electron micrographs of the crystal structure of a copper substrate after treatment in a second coating solution by a known method (left) and by a second, exemplary method according to the invention (right),

Figur 3b zeigt zwei Rasterelektronenschliffbilder der Kristallstruktur eines weichen, unlegierten Stahlsubstrats nach einer Behandlung in einer zweiten Beschichtungslösung durch ein bekanntes Verfahren (links) und durch ein zweites, beispielhaftes Verfahren gemäß der Erfindung (rechts),Figure 3b shows two scanning electron micrographs of the crystal structure of a soft, unalloyed steel substrate after treatment in a second coating solution by a known method (left) and by a second, exemplary method according to the invention (right),

Figur 3c zeigt zwei Rasterelektronenschliffbilder der Kristallstruktur eines Substrats aus rostfreiem Stahl nach einer Behandlung in einer zweiten Beschichtungslösung durch ein bekanntes Verfahren (links) und durch ein zweites, beispielhaftes Verfahren gemäß der Erfindung (rechts),Figure 3c shows two scanning electron micrographs of the crystal structure of a stainless steel substrate after treatment in a second coating solution by a known method (left) and by a second, exemplary method according to the invention (right),

Figur 4 zeigt sechs Rasterelektronenschliffbilder unter einer Vergrößerung von x2000, die die Oberflächentopographie darstellen und in drei vertikal angeordneten Paaren, wobei jedes Paar jeweils die Topographie eines Kupfersubstrats, eines weichen, unlegierten Stahlsubstrats und eines Substrats aus rostfreiem Stahl darstellt, wobei jedes mit einem Nickel-Phosphor-Überzug aus einer ersten Beschichtungslösung beschichtet ist, die durch ein bekanntes Verfahren (obere Schliffbilder) und ein drittes, beispielhaftes Verfahren gemäß der Erfindung (untere Schliffbilder) aufgebracht sind,Figure 4 shows six scanning electron micrographs at a magnification of x2000 showing the surface topography and arranged in three vertically arranged pairs, each pair showing the topography of a copper substrate, a soft, unalloyed steel substrate and a stainless steel substrate, each coated with a nickel-phosphorus coating from a first coating solution applied by a known method (upper micrographs) and a third exemplary method according to the invention (lower micrographs),

Figur 5 zeigt zwei Rasterelektronenschliffbilder unter einer Vergrößerung von x2000 der Oberflächentopographie eines weichen, unlegierten Stahlsubstrats mit einem Nickel-Phosphor-Überzug, der aus einer zweiten Beschichtungslösung, die durch ein bekanntes Verfahren (oben) und ein viertes, beispielhaftes Verfahren gemäß der Erfindung (unten) aufgebracht ist, gebildet ist.Figure 5 shows two scanning electron micrographs at a magnification of x2000 of the surface topography of a soft, unalloyed steel substrate with a nickel-phosphorus coating formed from a second coating solution applied by a known method (top) and a fourth exemplary method according to the invention (bottom).

Wie die Figur 1 zeigt, weist das Gerät zum stromlosen Beschichten einen Haushaltsmikrowellenofen 10 auf, der eine maximale Leistungsabgabe von 500W von einer Mlkrowellenquelle 12 besitzt. Der Ofen ist mit einem Inneren Drehtisch 11 und einem Mikrowellenrührer, um eine gleichmäßige Verteilung der Energie innerhalb der Kammer sicherzustellen, ausgestattet. Der Ofen 10 Ist so modifiziert, um eine kontinuierliche Bestrahlung mit variabler Leistung unter Verwendung eines Variac's bzw. eines Spartransformators 13 zu erreichen.As shown in Figure 1, the electroless coating device comprises a domestic microwave oven 10 having a maximum power output of 500W from a microwave source 12. The oven is equipped with an internal turntable 11 and a microwave stirrer to ensure even distribution of energy within the chamber. The oven 10 is modified to provide continuous irradiation at variable power using a variac or autotransformer 13.

Eine akkurate Anzeige der Temperatur der Beschichtungslösung kann leicht unter Verwendung eines Miniaturgasthermometers erreicht werden. Dieses ist über eine Kapillare 14 mit eine. Druckgeber 15 verbunden, der an der Außenseite des Mikrowellenhohlraums befestigt ist. Der Ausgang von dem Geber 15 ist mit einem digitalen Voltmeter 16 verbunden. Auf diese Weise kann unter Verwendung eines Gasthermometers bekannter Dimension, wie er in dem Artikel von G. Bond, R.B. Moyes, S.D. Pollington und D.A. Whan, Meas. Sci. Technol. 2 (1991), 571-572, beschrieben ist, und mit Luft als Arbeitsgas eine Kalibrierung des Thermometers unter Referenz auf festgelegte Punkte oder durch das gleichzeitige Eintauchen des Gasthermometers und eines Thermoelements in eine beheizte Flüssigkeit ohne das Vorhandensein von Mikrowellenenergie erreicht werden. Während dem Ablauf des Experiments wird das Thermometer in das Bad eingesetzt und unter Überwachung des Ausgangs von dem Druckgeber 15 kann eine konstante Temperatur beibehalten werden.An accurate indication of the temperature of the coating solution can be easily obtained using a miniature gas thermometer. This is connected via a capillary 14 to a pressure transducer 15 which is attached to the outside of the microwave cavity. The output from the transducer 15 is connected to a digital voltmeter 16. In this way, using a gas thermometer of known dimensions as described in the article by G. Bond, RB Moyes, SD Pollington and DA Whan, Meas. Sci. Technol. 2 (1991), 571-572, and with air as the working gas, calibration of the thermometer can be achieved by reference to fixed points or by simultaneously immersing the gas thermometer and a thermocouple. into a heated liquid without the presence of microwave energy. During the course of the experiment, the thermometer is placed in the bath and by monitoring the output from the pressure sensor 15, a constant temperature can be maintained.

Ein Becherglas 17 mit 500 Millilitern wird dazu verwendet, Beschichtungslösungen und Substrate, wie diese vorstehend beschrieben sind, aufzunehmen.A 500 milliliter beaker 17 is used to hold coating solutions and substrates as described above.

Tests wurden unter Verwendung von drei unterschiedlichen Substraten und zwei unterschiedlichen Beschichtungslösungen durchgeführt.Tests were conducted using three different substrates and two different coating solutions.

Die Substrate hatten die folgenden Zusammensetzungen und Dimensionen: Substrat Nr. Material (cm) Breite (cm) Länge (cm) Dicke Kupfer (Goodfellow, 99,9% Reinheit, halbhart) weicher, unlegierter Stahl (M-Steel) rostfreier Stahl (S-Steel)The substrates had the following compositions and dimensions: Substrate No. Material (cm) Width (cm) Length (cm) Thickness Copper (Goodfellow, 99.9% purity, semi-hard) Soft, unalloyed steel (M-Steel) Stainless steel (S-Steel)

Die zwei Beschichtungslösungs-Zusammensetzungen, die verwendet wurden, waren wie folgt:The two coating solution compositions used were as follows:

BESCHICHTUNGSLÖSUNG 1COATING SOLUTION 1

Nickelsulfat 30g/lNickel sulfate 30g/l

Natriumhypophosphit 20g/lSodium hypophosphite 20g/l

Milchsäure 25g/lLactic acid 25g/l

Propionsäure 5g/lPropionic acid 5g/l

Blei als Bleinitrat 4mg/lLead as lead nitrate 4mg/l

pH 4,5pH4.5

BESCHICHTUNGSLÖSUNG 2COATING SOLUTION 2

eine fürone for

OMI geschützte Lösung Enplate NI 425A, 425B (verkauft durch OMI-IMASA Marketing (Europe) Ltd)OMI proprietary solution Enplate NI 425A, 425B (sold by OMI-IMASA Marketing (Europe) Ltd)

pH (bei 90ºC) 5pH (at 90ºC) 5

Vor dem Überziehen wurde jedes Substrat wie folgt vorbandelt. Zuerst wurde das Substrat in Enbond 808 (Warenzeichen) bei 80ºC für drei Minuten eingeweicht bzw. gewässert und dann gespült. Das Substrat wurde dann in Enbond 808 (Warenzeichen) gewässert und einer anodischen, elektrolytischen Reinigung für drei Minuten bei 80ºC unter einer Stromdichte von 6 A/dm² gereinigt und dann gespült. Es wurde dann in Zinnchlorid (SnCl&sub2;) eingetaucht, gespült und in Palladiumchlorid (PdCl&sub2;) eingetaucht und gespült.Before coating, each substrate was pre-treated as follows. First, the substrate was soaked or soaked in Enbond 808 (trademark) at 80ºC for three minutes and then rinsed. The substrate was then soaked in Enbond 808 (trademark) and subjected to anodic electrolytic cleaning at 80ºC for three minutes under a current density of 6 A/dm2 and then rinsed. It was then immersed in tin chloride (SnCl₂), rinsed and immersed in palladium chloride (PdCl₂) and rinsed.

Die Substrate wurden dann mit zwei unterschiedlichen Verfahren behandelt. In dem ersten Verfahren (Verfahren 1) wurde die Beschichtungslösung (entweder Beschichtungslösung 1 oder Beschichtungslösung 2) in einem Becherglas plaziert und das Becherglas wurde in einem thermostatisch gesteuerten Wasserbad plaziert. Das Bad wurde auf eine Temperatur von 80ºC (Beschichtungslösung 1) oder 85ºC (Beschichtungslösung 2) gehalten und die Niederschlagsrate des Überzugs nach einer Gesamtbehandlungszeit von 2 Stunden gemessen.The substrates were then treated using two different methods. In the first method (Method 1), the coating solution (either Coating Solution 1 or Coating Solution 2) was placed in a beaker and the beaker was placed in a thermostatically controlled water bath. The bath was maintained at a temperature of 80ºC (Coating Solution 1) or 85ºC (Coating Solution 2) and the deposition rate of the coating was measured after a total treatment time of 2 hours.

Bei dem zweiten Verfahren (Verfahren 2) wurde die passende Beschichtungslösung in dem Becherglas 17 mit dem Substrat plaziert und das Becherglas wurde auf der Auflageplatte 11 der Mikrowellenkammer 10, die vorstehend unter Bezugnahme auf die Figur 1 beschrieben ist, plaziert. Die Beschichtungslösung kann unter Verwendung der Mikrowellenquelle vor dem Einsetzen des Substrats aufgeheizt werden. Die Mikrowellenenergiequelle wurde eingeschaltet und die erforderliche Temperatur (80ºC für die Beschichtungslösung 1, 85ºC für die Beschichtungslösung 2) unter Verwendung des Variac's 13 aufrechterhalten. Wiederum wurde die Beschichtungsrate nach einer Gesamtbehandlungszeit von 2 Stunden gemessen. Es wurde festgestellt, daß die Verwendung der Mikrowellenenergiequelle das Erfordernis einer Bewegung der Beschichtungslösung überflüssig macht. Zusatzlich wurde festgestellt, daß dadurch, daß die Kammer geschlossen ist, die Einschließung irgendeines Schmutzes, der während des Prozesses entstehen kann, ermöglicht wird.In the second method (Method 2), the appropriate coating solution was placed in the beaker 17 containing the substrate and the beaker was placed on the platen 11 of the microwave chamber 10 described above with reference to Figure 1. The coating solution can be heated using the microwave source prior to insertion of the substrate. The microwave energy source was turned on and the required temperature (80°C for coating solution 1, 85°C for coating solution 2) was maintained using the Variac 13. Again, the coating rate was measured after a total treatment time of 2 hours. It was found that the use of the microwave energy source eliminated the need for agitation of the coating solution. In addition, it was found that the fact that the chamber is closed allows for the containment of any debris that may be generated during the process.

Die Ergebnisse dieser Überzugsverfahren sind in der beigefügten Tabelle 1 angegeben.The results of these coating processes are given in the attached Table 1.

Ergebnisse mit der Beschichtungslösung 1Results with coating solution 1

Es wird gesehen werden, daß für alle Substrate die Beschichtungsrate größer mit dem Verfahren 2 (das Verfahren gemäß der Erfindung) als mit dem Verfahren 1 (das Verfahren nach dem Stand der Technik) war. Für Kupfer war das Verhältnis von Nickel zu Phosphor in dem Überzug im wesentlichen durch die Verwendung des Verfahrens 2 unverändert. Wie in den Figuren 2a, 2b und 2c zu sehen ist, ist die Morphologie des Nickel-Phoshpor-Überzugs auf dem Kupfer und dem weichen, unlegierten Stahl- und dem rostfreien Stahlsubstrat, die mit dem Verfahren 1 überzogen sind, mit denjenigen vergleichbar, die mit dem Verfahren 2 überzogen sind. Diese Figuren zeigen auch an, daß unterschiedliche Substrate unterschiedliche Überzugsstrukturen für beide Verfahren liefern können. Dennoch ist der Oberflächenüberzugsaufbau der Überzüge des Verfahrens 2 gegenüber denjenigen des Verfahrens 1 überlegen. Die Oberflächentopographie des Überzugs auf dem rostfreien Stahlsubstrat für die zwei Verfahren (Beispiele 9 und 10) tendieren dazu, sich leicht zu unterscheiden, was als weiterer Nachweis herangezogen werden kann, daß das Oberflächengefüge von dem Substrattyp abhängig ist.It will be seen that for all substrates the coating rate was greater with Process 2 (the process according to the invention) than with Process 1 (the prior art process). For copper, the ratio of nickel to phosphorus in the coating was essentially unchanged by the use of Process 2. As can be seen in Figures 2a, 2b and 2c, the morphology of the nickel-phosphorus coating on the copper and soft carbon steel and stainless steel substrates coated with Process 1 is comparable to those coated with Process 2. These figures also indicate that different substrates can provide different coating structures for both processes. Nevertheless, the surface coating structure of the coatings of the Process 2 are superior to those of Process 1. The surface topography of the coating on the stainless steel substrate for the two processes (Examples 9 and 10) tend to differ slightly, which can be taken as further evidence that the surface texture is dependent on the substrate type.

Ergebnisse mit der Beschichtungslösung 2Results with coating solution 2

Es wird ersichtlich werden, daß mit der Beschichtungslösung 2 die Überzugsrate auf weichem, unlegiertem Stahl größer mit dem Verfahren 2 als mit dem Verfahren 1 (Beispiele 7 und 8) war. Der Überzug war sowohl auf Kupfer als auch auf rostfreiem Stahl mit beiden Verfahren nicht zufriedenstellend.It will be seen that with coating solution 2 the plating rate on mild steel was greater with method 2 than with method 1 (Examples 7 and 8). The coating was unsatisfactory on both copper and stainless steel with either method.

Die Figuren 3a, 3b und 3c stellen die Oberflächentopographie der Substrate nach Behandlung in einer Beschichtungslösung 2 dar. Dies bestätigt, daß das Kupfersubstrat weder durch das Verfahren 1 noch durch das Verfahren 2 überzogen wurde. Dies könnte eine Folge der Tatsache sein, daß die Beschichtungslösung 2 eine geschützte Lösung ist, die dazu vorgesehen ist, auf anderen Subtraten als auf Kupfer, gemäß den Angaben des Herstellers, verwendet zu werden.Figures 3a, 3b and 3c show the surface topography of the substrates after treatment in a coating solution 2. This confirms that the copper substrate was not coated by either the process 1 or the process 2. This could be a consequence of the fact that the coating solution 2 is a proprietary solution intended to be used on substrates other than copper, according to the manufacturer's instructions.

Figur 3a bestätigt, daß der Überzug, der auf einem rostfreiem Stahlsubstrat durch das Verfahren 1 erhalten wurde, fleckig bzw. ungleichmäßig war und daß kein Niederschlagen mit dem Verfahren 2 stattfand. Wiederum kann dies den Grund haben, daß die Beschichtungslösung 2 diejenige ist, die für andere Substrate als für rostfreien Stahl ausgelegt sind.Figure 3a confirms that the coating obtained on a stainless steel substrate by method 1 was patchy and that no deposition occurred with method 2. Again, this may be because coating solution 2 is the one designed for substrates other than stainless steel.

Substrate gemäß den Beispielen 1 und 2 wurden dann genommen und in einem Muffelofen bei 400ºC für 80 Minuten aufgeheizt. Knoop-Mikrohärte-Messungen wurden an den Beispielen vor und nach der Wärmebehandlung unter Verwendung eines Leitz- (Warenzeichen) Minibelastungs-Knoop-Mikrohärtetesters durchgeführt.Substrates according to Examples 1 and 2 were then taken and heated in a muffle furnace at 400ºC for 80 minutes. Knoop microhardness measurements were made on the examples before and after heat treatment using a Leitz (trademark) mini-load Knoop microhardness tester.

Die Ergebnisse waren wie folgt: Beispiel Nr. wärmebehandelt Durchschnitt&sub6;(HK&sub6;) ΔHK nein jaThe results were as follows: Example No. heat treated Average₆(HK₆) ΔHK no yes

Es wird ersichtlich werden, daß gerade ohne eine Wärmebehandlung Substrate, die gemäß Verfahren 2 überzogen wurden, allgemein härter sind als Substrate, die durch das Verfahren 1 behandelt wurden. Nach der Wärmebehandlung verbleibt die Härte der Substrate, die durch das Verfahren 2 behandelt wurden, entsprechend der Härte der Substrate, die durch das Verfahren 1 behandelt wurden, überlegen. Die Bedeutung Mikrohärte, Δ HK, zeigt an, daß sich die Variationen in den Werten nicht überlappen, was bedeutet, daß konsistente Verbesserungen in der Härte mit dem Verfahren 2 erwartet werden können.It will be seen that even without heat treatment, substrates coated according to Process 2 are generally harder than substrates treated by Process 1. After heat treatment, the hardness of the substrates treated by Process 2 remains superior to the hardness of the substrates treated by Process 1. The significance of microhardness, ΔHK, indicates that the variations in the values do not overlap, meaning that consistent improvements in hardness can be expected with Process 2.

Figur 4 stellt die Oberflächentopographie der Substrate der Beispiele 1, 2, 5, 6, 9 und 10 dar, nachdem sie. bei 400ºC für 80 Minuten wärmebehandelt sind. Figur 4 stellt Substrate von den Beispielen 7 und 8 dar, die bei 400ºC für 80 Minuten wärmebehandelt sind. Dies stellt deutlich dar, daß die Strukturen nach der Wärmebehandlung glatter werden. Die Härte der Niederschläge wird verstärkt, da die Glattheit direkt zu der Korngröße in Bezug gesetzt ist, d.h. je kleiner die Korngröße ist, desto höher sind die Härtewerte. Zusätzlich kann gesehen werden, daß die beschichteten Substrate des Verfahrens 2 glattere Überzüge als diejenigen nach dem Verfahrens 1 haben, die für die verbesserte Härte der beschichteten Substrate gemäß dem Verfahren 2 verantwortlich sind.Figure 4 shows the surface topography of the substrates of Examples 1, 2, 5, 6, 9 and 10 after being heat treated at 400°C for 80 minutes. Figure 4 shows substrates of Examples 7 and 8 heat treated at 400°C for 80 minutes. This clearly shows that the structures become smoother after heat treatment. The hardness of the deposits is enhanced because smoothness is directly related to grain size, i.e., the smaller the grain size, the higher the hardness values. In addition, it can be seen that the coated substrates of Process 2 have smoother coatings than those of Process 1, which accounts for the improved hardness of the coated substrates according to Process 2.

Es wird demzufolge gesehen werden, daß die Verwendung einer Mikrowellenenergiequelle zum Beheizen der Beschichtungslösung erhöhte Beschichtungsraten verglichen mit einer Wasserbadmethode produziert. Demzufolge kann die Verwendung einer Mikrowellenquelle ermöglichen, daß zufriedenstellende Beschichtungsraten bei niedrigeren Temperaturen als mit einem Wasserbad erreicht werden. Zusätzlich kann die Verwendung einer Mikrowellenenergiequelle ermöglichen, daß Verbesserungen in der Kornstruktur (und Härte) bei niedrigeren Temperaturen als mit einem Wasserbad erreicht werden. Dies kann die Lebensdauer der Beschichtungslösung verlängern und eine Instabilität in der Beschichtungslösung vermeiden.It will therefore be seen that the use of a microwave energy source to heat the coating solution produces increased coating rates compared to a water bath method. Consequently, the use of a microwave source may enable satisfactory coating rates to be achieved at lower temperatures than with a water bath. In addition, the use of a microwave energy source may enable improvements in grain structure (and hardness) to be achieved at lower temperatures than with a water bath. This may extend the life of the coating solution and avoid instability in the coating solution.

Obwohl die Strukturen, die vorstehend beschrieben sind Metalle oder Metallegierungen sind, könnten die Substrate aus irgendeinem anderen geeigneten Material sein.Although the structures described above are metals or metal alloys, the substrates could be of any other suitable material.

Die Verwendung einer Mikrowellenbeheizung kann auch Verbesserungen in der Kornstruktur und in den Beschichtungsraten mit sich bringen, wenn sie mit einem elektrolytischen Beschichtungs- und mit anderen anodischen, elektrolytischen Prozessen verwendet wird.The use of microwave heating can also provide improvements in grain structure and deposition rates when used with electrolytic plating and other anodic electrolytic processes.

Es wird ersichtlich werden, daß die Beschichtungslösung, die verwendet wird, irgendeine geeignete Beschichtungslösung sein könnte, wie beispielsweise eine Beschichtungslösung zum Kupferbeschichten eines Substrats. TABELLE 1 Beispiel Nr. Substrat Nr. Elektrolyt Nr. Verfahren Nr. Überzugsrate (m/hr) Nickel % Phosphor % kein Niederschlag (fleckig)It will be appreciated that the plating solution used could be any suitable plating solution, such as a plating solution for copper plating a substrate. TABLE 1 Example No. Substrate No. Electrolyte No. Process No. Plating Rate (m/hr) Nickel % Phosphorus % No Deposit (Spotted)

Claims (9)

1. Verfahren zum Niederschlagen einer Überzugs auf einem Substrat, das ein Einsetzen eines Substrats in eine Beschichtungslösung (17) zum Überziehen des Substrats und dann ein Beheizen der Beschichtungslösung in einer Kammer durch eine Mikrowellenquelle (12) während des Beschichtungspozesses, um einen erforderlichen Überzug zu proudzieren, umfaßt.1. A method of depositing a coating on a substrate, comprising placing a substrate in a coating solution (17) to coat the substrate and then heating the coating solution in a chamber by a microwave source (12) during the coating process to produce a required coating. 2. Verfahren nach Anspruch 1 und das weiterhin ein Beheizen der Beschichtungslösung durch die Mikrowellenquelle (12) vor dem Einsetzen des Substrats umfaßt.2. The method of claim 1 and further comprising heating the coating solution by the microwave source (12) prior to inserting the substrate. 3. Verfahren nach Anspruch 2 und das weiterhin eine Einstellung der Leistungsabgabe der Mikrowellenquelle (12), um die Temperatur der Beschichtungslösung zu regeln, umfaßt.3. The method of claim 2 and further comprising adjusting the power output of the microwave source (12) to control the temperature of the coating solution. 4. Verfahren nach Anspruch 3, das weiterhin die Regelung der Temperatur auf eine konstante Temperatur während des Überzugssprozesses umfaßt.4. The method of claim 3, further comprising controlling the temperature to a constant temperature during the coating process. 5. Verfahren nach Anspruch 3, das weiterhin ein Pulsen der Leistung der Mikrowellenquelle umfaßt.5. The method of claim 3, further comprising pulsing the power of the microwave source. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und das weiterhin eine Wärmebehandlung des überzogenen Substrats umfaßt.6. A method according to any one of claims 1 to 5 and further comprising heat treating the coated substrate. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Beschichtungsprozeß ein stromloser Beschichtungsprozeß ist.7. Method according to one of claims 1 to 6, wherein the coating process is an electroless coating process. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Substrat ein metallisches Substrat ist.8. The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the substrate is a metallic substrate. 9. Beschichtetes Substrat, das durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 hergestellt ist.9. A coated substrate produced by the process of any of claims 1 to 8.
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