Раствор для активирования поверхности непроводников Советский патент 1978 года по МПК C23C3/02 C25D5/56 

1

Изобретение относится к нанесению металлических покрытий на непроводники химическим способом, в частности к металлизации пластмасс, преимущественно сополимеров стирола.

Известны растворы для активирования поверхности непроводников перед химической металлизацией, содержащие соединение благородного металла I и VIII групп периодической системы элементов, соль металла IV группы и стабилизирующий анион, образующий комплекс с металлом IV группы.

Известный раствор неустойчив во времени и требует введения специальных стабилизаторов, что усложняет его состав и приготовление.

Наиболее близким к изобретению по составу компонентов и достигаемому результату является раствор для активирования поверхности непроводников, содержащий соединение палладия, например хлорид палладия, и воду.

Однако известный раствор обладает низкой стабильностью во времени.

Предложенный раствор отличается от известных тем, что, с целью повышения стабильности раствора он дополнительно содержит диметилформамид, а в качестве соединения палладия - его комплекс с диметилформамидом структурной формулы

If г i о

- -rr-N-C.H

СНзС СНз

при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Комплекс палладия с

диметилформамидом0,08-0,12

Диметилформамид40-60

ВодаОстальное

В данном растворе концентрация комплекса палладия в пересчете на хлорид палладия составляет 0,05-0,07 г на 100 мм раствора. Применяемый комплекс палладия с диметилформамидом является карбамидным соединением с нециклическим лигандом и может быть получен, например, по реакции хлорида палладия с диметилформамидом.

Для приготовления комплекса 5 г хлорида палладия растворяют в 50-60 мл диметилформамида при нагревании на водяной бане (/ 80°С) в течение 30 мин, после чего отфильтровывают нерастворившийся хлорид палладия и к фильтрату добавляют 150 мл серного эфира.

Выпавший осадок отфильтровывают на воронке Бюхнера и промывают серным эфиром. Выход комплекса Рё(ДМФ) составляет

8 г. Полученный комплекс палладия в твердом состоянии устойчив во времени.

Для приготовления и корректирования предложенного раствора необходимое количество комплекса палладия растворяют в смеси диметилформамида с водой.

Раствор для активирования указанного состава стабилен во времени без снижения его каталитической активности. При содержании комплекса палладия в растворе менее 0,08 вес. % каталитическая активность раствора снижается, что приводит к заметному снижению скорости осаждения металла, например меди, в 1,5-2 раза. Дальнейшее снижение содержания комплекса приводит к появлению на поверхности не покрытых металлом участков.

Уг еличение концентрации комплекса выше 0,12 вес. % не приводит к повышению каталитической активности раствора.

Указанные пределы содержания диметилформамида обеспечивают его наибольшую стабильность. При содержании диметилформамида менее 40 вес. % происходит быстрое выделение из раствора темного объемистого осадка и снижение каталитической активности раствора.

Так, после обработки в растворе, содержаще л 30 вес. % диметилформамида, который использовали в течение 4-5 дней, скорость осаждения меди уменьшается в 2-4 раза.

При содержании диметилформамида более 60 вес % каталитическая активность раствора также снижается, но при этом не наблюдается выпадения осадка, что позволяет сделать вывод об отравлении катализатора продуктами разложения диметилформамида.

Стабильность предложенного раствора при суточной обработке в 500 мл раствора 4 дм поверхности и последующем меднении составляет в среднем 15 суток, после чего раствор необходимо корректировать добавлением 0,05 вес. % комплекса палладия. Пндукционный период, т. е. время до начала момента

осаждения металла, при использовании предложенного раствора в течение 7-10-ти суток составляет в среднем 10-15 с и увеличивается до 25-40 с при его дальнейшей эксплуатации.

После корректировки каталитическая активность раствора полностью восстанавливается - индукционный период составляет 10-15 с. При аналогичном использовании известного

раствора в течение 3-4-х суток индукционный период увеличивается в 3-4 раза.

После обработки в предложенном растворе на поверхности непроводников осаждаются сплошные гладкие покрытия, которые могут

быть использованы в декоративных и других целях.

Использование предложенного раствора для активирования поверхности сополимеров стирола перед химическим меднением и никелированием может б-ыть проиллюстрировано следующими примерами.

Пример 1. Образцы пластмасс марок УПС и УПМ обезжиривают в растворе фосфата натрия с добавкой ОП-10, промывают в дистиллированной воде, травят в смеси ацетоуксусного эфира и этанола, промывают этанолом, травят в смеси эфирной и фосфорной кислот с добавкой хромового ангидрида,

промывают в дистиллированной воде, нейтрализуют в растворе едкого натра, вновь промывают в дистиллированной воде. Затем активируют в течение 10 мин, подвергают меднению в растворах, составы которых приведены в

табл. 1.

Таблица 1

Условия проведения процесса приведены в табл. 2.

Таблица 2

Пример 2. При аналогичной примеру 1 подготовке поверхности и обработке в тех же самых растворах активирования в течение 15 мин образцы подвергают никелированию в растворе, содержащем, г/л:

Хлорид никеля30

Гипофосфат натрия25

Лимоннокислый натрий15

при 65°С в течение 20 мин. Индукционный период после использования составов № 1 - № 3 составляет соответственно 30, 40 и 60 с, а количество осажденного за 20 мин никеля для составов № 1 и 2 - 0,2-0,3 мг/см, для состава № 3-0,2-0,25 мг/см.

Величина адгезии никелевого покрытия 0,5-0,6 кгс/см.

Стабильность указанных составов составляет в среднем 20 суток.

Медные и никелевые покрытия, полученные в примерах 1 и 2, гладкие, матовые, сплошные.

Как видно из представленных в примерах 1 и 2 данных, для активирования поверхности сополимеров стирола перед химическим меднением предпочтительно использовать состав № 2, а перед химическим никелированием - составы № 1 и № 2.

Формула изобретения

Раствор для активирования поверхности непроводников перед химической металлизацией, содержащий соединение палладия и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения его стабильности, в него дополнительно введен диметилформамид, а в качестве соединения палладия - его комплекс с диметилформамидом структурной формулы

. СНз С1 СНз О Pd-.i.j -с-к

СНз С1СЯ ;

при следующем соотношении

вес. %:

Комплекс палладия с

диметилформамидом Диметилформамид

Вода