SE447275B - Surt galvaniskt kopparbad samt anvendning av detsamma for utfellning av glensande kopparskikt - Google Patents

Description

447 275 i vilken R betecknar en alifatisk eller aromatisk, monomer eller polymer kolväterest, vald ur gruppen acetamid, propionsyraamid, akrylsyraamid, bensoesyraamid eller polyakrylsyraamid, B) en syrehaltig högmolekylär förening, vald ur gruppen polyvinyl- alkohol, karboximetylcellulosa, polyetylenglykol, polypropylengly- kol, stearinsyra-polyglykolester, oljesyra-polyglykolester, stea- rylalkohol-polyglykoleter, nonylfenol-polyglykoleter, oktanolpoly- alkylen-glykoleter, oktandiol-bis-(polyalkylen-glykoleter) eller polyoxipropylenglykol och C) en organisk tioförening med vattenlösliggörande grupper vald ur gruppen N,N-dietylditiokarbamidsyra-(w-sulfopropyl)-ester-alkali- salt, merkaptobenstiazol-S-propansulfonsurt alkali, 3-merkapto- propan-1-sulfonsurt alkali, tiofosforsyra-O-etyl-bis-(N-SUlf0' propyl)-ester-alkalisalt, tiofosforsyra-tris-(w-sulfopropyl)-ester- -alkalisalt, isotiocyanopropylsulfonsurt alkali, tioglykolsyra, etylenditiodiprolylsulfonsyrt alkali, tioacetamid-S-propylsulfon- surt alkali eller di-n-propyltioeter-di-w-sulfonsurt alkalisalt.

Badet enligt uppfinningen möjliggör på ett framträdande sätt galva- nisk utfällning av kopparskikt med särskilt jämn och likformig glans, vilka dessutom uppvisar den överraskande fördelen av bra metall- spridning och en utomordentlig brottöjning. De med användning av ba- det enligt uppfinningen utfällda skikten är därför särskilt lämpade för förstärkning av ledarbanor i tryckta kretsar.

De i badet enligt uppfinningen ingående, enskilda komponenterna fö- refaller också att vid sin gemensamma användning ömsesidigt förstär- ka varandras verkan i önskad riktning, eftersom de, då de används var för sig, icke leder till några tillfredsställande resultat.

De i badet enligt uppfinningen ingående, enskilda komponenterna är i och för sig kända och kan framställas på i och för sig känt sätt.

I nedanstående tabell I finns upptagna syraamider, vilka kan komma till användning som komponent A). Dessutom innehåller tabellen den föredragna användningskoncentrationen för dessa föreningar. 447 275 3 Tabell_I Föredragen koncentration Komponent A g/l Acetamid 0,05 - 2 Propionsyraamid 0,05 - 2 Akrylsyraamid 0,01 - 1 Bensoesyraamid 0,02 - 2 Polyakrylsyraamid 0,01 - 1 Polyakrylsyraamiden motsvarar den allmänna formeln C113 - cln - (CHZ - CIJH-)nH counz CONHZ i vilken n = 0 eller ett helt tal med ett värde av 1-40, företrädes- vis 0 eller 1-16, med en molekylvikt av 73 - 1600, företrädesvis 600 - 1000.

Nedanstående tabell II upptar exempel på syrehaltiga, högmolekylära föreningar för användning som komponent B) och dessa föreningars fö- redragna användningskoncentration.

Tabell II Föredragen koncentration Komponent B g/l Polyvinylalkohol 0,05 - 0,4 Karboximetylcellulosa 0,05 - 0,1 Polyetylenglykol 0,1 - 5,0 Polypropylenglykol 0,05 - 1,0 Stearinsyra-polyglykolester 0,5 - 8,0 Oljesyra-polyglykolester 0,5 - 5,0 Stearylalkohol-polyglykoleter 0,5 - 8,0 Nonylfenol-polyglykoleter 0,5 - 6,0 Oktanolpolyalkylenglykoleter 0,05 - 0,5 0ktandiol-bis-(polyalkylenglykoleter) 0,05 - 0,5 Polyoxipropylenglykol 0,05 - 0,5 Nedanstående tabellIII upptar exempel på organiska tioföreningar med vattenlösliga grupper för användning som komponent C) och des- sa föreningars föredragna användningskoncentration. 447 275 4 Tabell III Föredragen koncentration Komponent C * g/l N,N-dietyl-ditiokarbaminsyra- -(w-sulfopropyl)-ester-natriumsalt 0,01 - 0,1 Merkaptobenstiazol-S-propansulfon~ surt natrium 0,02 - 0,1 3-merkaptopropan-1-sulfonsyrt natrium 0,005 -0,1 Tiofosforsyra-O-etyl-bis-(w-sulfo- propyl)-ester-dinatriumsalt 0,01 - 0,15 Tiofosforsyra~tris-(m-sulfopropyl)- -ester-trinatriumsalt 0,02 - 0,15 Isotiocyanopropylsulfonsurt natrium 0,05 - 0,2 Tioglykolsyra A 0,001 - 0,003 Etylenditiodipropylsulfonsurt natrium 0,01 - 0,1 Tioacetamid-S-propylsulfonsurt natrium 0,005 - 0,03 di-n-propyltioeter-di-w-sulfonsyra- -dinatriumsalt 0,01 - 0,1 De enskilda komponenterna i kopparbadet enligt uppfinningen kan i allmänhet med fördel ingå i det färdiga badet i mängder inom föl- jande gränskoncentrationer: Syraamider (komponent A) 0,001 - 20 g/1 företrädesvis 0,01 - 1 g/l Syrehaltiga högmolekylära föreningar (komponent B) 0,005 - 20 g/l företrädesvis 0,02 - 5 g/l Organiska tioföreningar med vattenlösliggörande grupper (komponent C) 0,0005 - 0,2 g/l företrädesvis 0,005 - 0,1 g/l.

Grundsammansättningen på badet enligt uppfinningen kan variera in- om vida gränser. I allmänhet används en vattenlösning med följan- de sammansättning: _ Kopparsulfat (CuSO4.5H2O) 50 - 250 g/l företrädesvis 60 - 80 g/l 447 275 5 Svavelsyra 50 - 250 g/l företrädesvis 180 - 220 g/1 Natriumklorid 0,05 - 0,25 g/l företrädesvis 0,06 - 0,1 g/1.

I stället för kopparsulfat kan, åtminstone delvis, också andra kopparsalter komma till användning. Även svavelsyra kan helt el- ler delvis ersättas med fluoborsyra, fosforsyra eller andra syror.

Badet kan också framställas kloridfritt.

Dessutom kan i badet också ingå konventionella glansbildare och/ eller vätmedel.

För framställning av badet enligt uppfinningen tillsättes de en- skilda komponenterna A, B och C i mängder motsvarande grundsamman- sättningen.

Badets arbetsbetingelser är följande: pH-värde <1 Temperatur 15~35°C, företrädesvis 25°C strömtäthet= 0,5 - a A/amz, företrädesvis 2-4 A/amz.

Elektrolyten hålles i rörelse genom inblâsning av ren luft, så kraftigt att badytan befinner sig i stark svallning.

Uppfinningen belyses närmare med hjälp av nedanstående utförings- exempel.

Exempel 1 Ett kopparbad med sammansättningen 80 g/l kopparsulfat (CuS04.5H2O) 180 g/l svavelsyra, konc. 0,08 g/l natriumklorid försattes med 0,6 g/l polypropylenglykol och 0,02 g/l 3-merkaptopropan-1-sulfonsurt natrium som glansbildare.

Vid en elektrolyttemperatur av 30°C erhölls i en Hull-cell vid en strömtäthet högre än 0,8 A/dmz glänsande utfällningar, vid en strömtäthet lägre än 0,8 A/dmz däremot matta beläggningar. 447 275 Om badet försattes med 0,1 g/l propionsyraamid eller 0,02 g/l akrylsyraamid eller 0,04 g/l bensoesyraamid eller 0,08 g/l acetamid erhölls inom hela strömtäthetsomrâdet glänsande beläggningar på provplåtar vid körning i Hull-cell.

Exempel 2 Ett kopparbad med sammansättningen 60 g/l kopparsulfat (CuSO4.5H2O) 220 g/l svavelsyra, konc. 0,1 g/l natriumklorid försattes med 5,0 g/l nonylfenolpolyglykoleter och 0,02 g/l N,N-dietylditiokarbaminsyra-(w-sulfopropyl)-ester- -natriumsalt.

Vid en genomsnittlig strömtäthet av 2 A/dmz förstärktes en tryckt, enligt additivtekniken förkopprad krets under 60 minuter. Härvid uppstod omkring borrhälen matta avplanade partier, som efter för- tenningen företedde tydliga sprickor.

Om badet dessutom försattes med 20 mg/l polyakrylsyraamid med en medelmolekylvikt av 660 var däremot borrhålen, även efter förten- ningen,_utan anmärkning.

Exempel 3 En kopparfolie med en tjocklek av 40 um, utfälld från ett bad med sammansättningen 80 g/l kopparsulfat (CuSO4f5H2O) 200 g/l svavelsyra, konc. 0,06 g/l natriumklorid samt 0,4 g/l oktanolpolyalkyleneter och 0,01 g/l di-n-propyltioeter-di-sulfonsyra-dinatriumsalt uppvisade en brottöjning av 18%. Efter tillsättning av 0,01 g/l po- lyakrylsyraamid med en medelmolekylvikt av 1000 förbättrades vär- det till 22%. Vid totalt 0,025 g/l polyakrylsyraamid hade brottöj- ningen stigit till ett optimalt värde av 26%. Ytterligare tillsat- ser förbättrade i detta fall endast oväsentligt brottöjningsvärdet.

Claims (5)

447 275 P____flte_š.ë.š.ëy.

1. Surt galvaniskt kopparbad. k ä n n e t e c k n a t av att det innehåller A) en syraamíd med den allmänna formeln R-CO-NH2 i vilken R betecknar en alifatísk eller aronatisk. nononer eller polyner kolväterest. vald ur gruppen acetaníd. propíon- syraamid. akrylsyraaníd. bensoesyraanid eller polyakrylsyra~ amíd. B) en syrehaltig höqnolekylär förening, vald ur gruppen poly- vinylalkohol. karboximetylcellulosa. polyetylenglykol. poly- propylenglykol. stearinsyra-polyglykolester. oljesyra-poly- glykolester. stearylalkohol-polyglykoleter, nonylfenol-po1y- qlyxoleter. oktanolpolyalkylen-glykoleter. oktandíol-hís~ -(polyalkylen-glykoleter) eller polyoxipropylenglykol. och C) en organisk tioförening neä vattenlöslíggörande grupper vald ur gruppen N.N-dietyldítiokarhanidsyra-(u-sulfopropyl)- -ester-alkalisalt. nerkaptobenstiazol-S-propansulfonsurt alka~ li. 3-merkaptopropan-1-sulfonsurt alkalí. tiofosforsyra~0-ety1- ~his-(u-sulfopropyl)-ester-alkalisalt. tíofosforsyra-trís- -(u-sulfopropyl)-ester-alkalisalt. isotíocyanopropylsulfon- surt alkali. tíoglykolsyra. etylendítíodipropylsulfonsurt alkalí, tioacetamid~S-propylsulfonsurt alkalí eller di-n~pro- pyltioeter-di-o-sulfonsurt alkalisalt.

2. Kopparbad enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att det innehåller en polyakrylsyraanid med den alllänna formeln CH3-CH-(CH2-CH-)nH I I CONHZ CONHZ i vilken n = 0 eller ett helt tal ned ett värde av 1 - 40. företrädesvis 0 eller 1 - 16. led en lolekylvikt av 73 - 1600. företrädesvis 600 - 1000, son komponent A. 447 275

3. Kopparbad enligt krav 1 och/eller krav 2. k ä n n e - t e c k n a t av att det innehåller 0.001 - 20 g/1. före- trädesvis 0.01 - 1 g/l. av komponent A. 0.005 - 00,9/1, företrädesvis 0.002 - 5.0 g/1. av komponent B och 0.0005 - - 0.2 9/1. företrädesvis 0.005 - 0.1 g/1. av komponent C.

4. Kopparbad enligt ett eller flera av kraven 1 - 3. k ä n - n e t e c k n a t av att det dessutom innehåller konventio- nella glanshildare och/eller vätmedel.

5. Användning av ett kopparbad enligt ett eller flera av kra- ven l - 4 för utfällning av glänsande kopparskikt. företrädes- vis för förstärkning av ledarbanor 1 tryckta kretsar.