DD253646A1 - SOLUTION FOR THE AUTOCATALTIC DIVISION OF PALLADIUM - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft waessrige Loesungen, die bekanntermassen Palladium in Form einer Komplexverbindung, ein Reduktionsmittel und einen Stabilisator enthalten, zur autokatalytischen Abscheidung von Palladiumschichten auf metallischen und nichtmetallischen Werkstoffen. Durch Zusatz einer Substanz, die mindestens eine Imid-Gruppe (RNH) enthaelt, wie Maleinimid, Succinimid, Phthalimid, in einer Menge von 0,1 bis 10 g/l werden glaenzende, poren- und rissfreie Palladiumschichten erzielt. Die Loesung neigt nicht zur spontanen Palladiumausfaellung und ist insbesondere zum Aufbringen funktioneller Schichten auf Bauelemente der Elektrotechnik/Elektronik geeignet.The invention relates to aqueous solutions, which are known to contain palladium in the form of a complex compound, a reducing agent and a stabilizer, for the autocatalytic deposition of palladium layers on metallic and non-metallic materials. By adding a substance containing at least one imide group (RNH), such as maleimide, succinimide, phthalimide, in an amount of 0.1 to 10 g / l, glossy, pore-free and crack-free palladium layers are achieved. The solution does not tend to spontaneous Palladiumausfaellung and is particularly suitable for applying functional layers on components of electrical engineering / electronics.

Description

Anwendungsgebietfield of use

Die Erfindung betrifft eine wäßrige Lösung, die Palladium in Form einer Komplexverbindung, ein Reduktionsmittel und einen Stabilisator enthält, zur autokatalytischen Abscheidung von Palladiumschichten auf metallischen und nichtmetallischen . Werkstoffen.The invention relates to an aqueous solution containing palladium in the form of a complex compound, a reducing agent and a stabilizer, for the autocatalytic deposition of palladium layers on metallic and non-metallic. Materials.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es ist eine Vielzahl wäßriger Lösungen zur autokatalytischen Abscheidung von Palladium bekannt.There is a variety of aqueous solutions for autocatalytic deposition of palladium known.

Die bekannten Lösungen und Verfahren zur Abscheidung von Palladium arbeiten mit Palladiumverbindungen unter Verwendung von Natriumazetat, -zitrat, -pyrophosphat, -nitrit, Ammoniak, Ethylendiamin, Thioharnstoff oder Ethylendiamintetraazetat als Komplexbildner.The known solutions and processes for the deposition of palladium work with palladium compounds using sodium acetate, citrate, pyrophosphate, nitrite, ammonia, ethylenediamine, thiourea or ethylenediaminetetraacetate as a complexing agent.

Als Reduktionsmittel werden bevorzugt Hydrazinhydrat, Natriumhypophosphit oder Natriumborhydrid verwendet. Außerdem enthalten diese Lösungen noch Zusatzstoffe, die beschleunigend bzw. stabilisierend wirken sollen, beispielsweise Ammoniumfluorid. (DE-OS 2841585; US-PS 3.418.143; SU-UHS 396.437; SU-UHS 291.991).Hydrazine hydrate, sodium hypophosphite or sodium borohydride are preferably used as the reducing agent. In addition, these solutions contain additives that are to have an accelerating or stabilizing effect, for example ammonium fluoride. (DE-OS 2841585, US-PS 3,418,143, SU-UHS 396,437, SU-UHS 291,991).

Diese Lösungen haben den Nachteil, daß sie nicht ausreichend stabil sind. Bereits nach kurzer Zeit tritt spontaner Zerfall bei den erforderlichen Arbeitstemperaturen ein, die Lösungen werden damit unbrauchbar und müssen ersetzt werden.These solutions have the disadvantage that they are not sufficiently stable. After a short time spontaneous decay occurs at the required working temperatures, the solutions are thus unusable and must be replaced.

Die ständig steigenden Anforderungen an die notwendige Standzeit derartiger Lösungen sowie an ihre Regenerierbarkeit werden durch die bekannten Lösungen in nicht ausreichendem Maße erfüllt.The ever increasing demands on the necessary life of such solutions and their recoverability are met by the known solutions inadequate.

Die unbrauchbar gewordenen Lösungen müssen zur Rückgewinnung des Palladiuminhaltes aufgearbeitet und durch frische Lösungen ersetzt werden, wodurch ständig ein hoher Aufwand erforderlich ist.The unusable solutions must be worked up to recover the palladium content and replaced by fresh solutions, which constantly requires a lot of effort.

Ein weiterer Nachteil der bisher bekannten Lösungen ist, daß diese nur in einem sehr begrenzten Temperaturbereich verwendet werden können und die Zugabe von Reduktionsmitteln nurin kleinen Dosierungen erfolgen darf, dam it die Selbstzersetzung der Lösungen nicht vorzeitig ausgelöst wird.A further disadvantage of the hitherto known solutions is that they can only be used in a very limited temperature range and the addition of reducing agents may only take place in small dosages, so that the self-decomposition of the solutions is not triggered prematurely.

Ein weiterer Mangel der bekannten Lösungen zur Abscheidung von Palladium ist die durch Ladungsaustausch in Verbindung mit unedleren metallischen Grundwerkstoffen auftretende Neigung zur Zementation, wodurch poröse und schlecht haftende Palladiumschichten abgeschieden werden. Nachteilig ist ferner, daß Schichten abgeschieden werden, die oft so viel Wasserstoff enthalten, daß sie infolge der durch Wasserstoffdiffusion auftretenden inneren Spannungen rissig werden. Der von der autokatalytischen Palladiumabscheidung erwartete Effekt, die Werkstückoberfläche mit den Eigenschaften des Edelmetalls Palladium auszurüsten, wird dadurch nicht erreicht bzw. wieder aufgehoben. Derartige mangelhaft beschichtete Teile sind für den vorgesehenen Einsatz in der Elektrotechnik/Elektronik unbrauchbar und stellen Produktions- und Materiaiverluste dar.Another shortcoming of the known solutions for the deposition of palladium is the tendency for cementation due to charge exchange in connection with less noble metal base materials, whereby porous and poorly adhering palladium layers are deposited. Another disadvantage is that layers are deposited, often containing so much hydrogen that they are cracked due to the internal stresses occurring by hydrogen diffusion. The expected effect of the autocatalytic palladium deposition effect to equip the workpiece surface with the properties of the noble metal palladium, is thereby not achieved or reversed. Such poorly coated parts are useless for the intended use in electrical engineering / electronics and represent production and material losses.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Die Erfindung zielt auf die Entwicklung einer Lösung zur autokatalytischen Abscheidung von Palladium, die nicht zum Selbstzerfall neigt und die die Ausbildung dichter, haftfester Schichten gewährleistet.The invention aims to develop a solution for the autocatalytic deposition of palladium, which does not tend to self-decomposition and which ensures the formation of dense, adherent layers.

Wesen der ErfindungEssence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Veränderung der Zusammensetzung der für die autokatalytische Palladiumabscheidung bekannten Lösungen eine Verbesserung der Gebrauchseigenschaften sowohl der Lösung ais auch der abgeschiedenen Palladiumschichten zu erreichen.The object of the invention is to achieve an improvement in the service properties of both the solution and the deposited palladium layers by changing the composition of the solutions known for autocatalytic palladium deposition.

Es wurde gefunden, daß eine wäßrige Lösung, die zur autokatalytischen Abscheidung von Pailadiumschichten dient und die Palladiumionen, einen Komplexbildner, ein Reduktionsmittel und einen Stabilisator enthält, durch Zusatz einer organischenIt has been found that an aqueous solution which serves for the autocatalytic deposition of palladium layers and contains the palladium ions, a complexing agent, a reducing agent and a stabilizer, by adding an organic

Substanz, die mindestens eine lmidgruppe (R = N - H) enthält, eine hohe Standzeit bei hoher Qualität der abgeschiedenen Palladiumschicht erreicht. Als Imidderivate eignen sich bevorzugt Maleinimid, Succinimid, Phthalimid oder Benzoesäureimid, deren Zusatz in einer Menge von 0,1 bis 10g/l erfolgt. Als Reduktionsmittel dienen insbesondere Natriumhypophosphit oder Hydrazinhydrat.Substance containing at least one imide group (R = N - H), achieved a long service life with high quality of the deposited palladium layer. Suitable imide derivatives are preferably maleimide, succinimide, phthalimide or benzoic acid imide, the addition of which takes place in an amount of from 0.1 to 10 g / l. The reducing agents used are in particular sodium hypophosphite or hydrazine hydrate.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail in exemplary embodiments.

Beispiel 1example 1

Kupferproben der Größe 10 χ 20 χ 0,3mm wurden in einer in der Galvanotechnik üblichen Weise entfettet und dekapiert und danach in einer Beschichtungslösung folgender Zusammensetzung mit Palladium beschichtet:Copper samples of the size 10 χ 20 χ 0.3 mm were degreased and dekapiert in a conventional manner in electroplating and then coated in a coating solution of the following composition with palladium:

0,4g PalladiumdD-Chlorid0.4 g palladium dD chloride

0,8g Salzsäure, 37%ig0.8 g hydrochloric acid, 37%

1,0g Ethylendiamin1.0 g of ethylenediamine

10,0g Natriumhypophosphit10.0 g of sodium hypophosphite

3mg Nonylphenol3 mg nonylphenol

200g Wasser .200g of water.

1,0g Succinimid (2,5 Pyrroiidin-dion)1.0g succinimide (2.5% pyrrolidine dione)

Die abgeschiedene Palladiummenge betrug 5,3 mg/cm² in einer Stunde. Die Palladiumschicht war porenfrei und enthielt keine Risse, sie hatte silberglänzendes Aussehen. Die Abscheidungslösung blieb stabil und neigte nicht zum Zerfall. Sie konnte wiederholt verwendet werden.The amount of palladium deposited was 5.3 mg / cm ² in one hour. The palladium layer was nonporous and contained no cracks, it had a silvery appearance. The deposition solution remained stable and did not tend to decay. It could be used repeatedly.

Beispiel 2Example 2

Wie im Beispiel 1 wurden vorbehandelte Kupferproben beschichtet. Die Lösung war wie folgt zusammengesetzt:As in Example 1, pretreated copper samples were coated. The solution was composed as follows:

0,4g PalladiumdD-Chlorid0.4 g palladium dD chloride

0,8g Salzsäure, 37%ig0.8 g hydrochloric acid, 37%

1,0g Ethylendiamin1.0 g of ethylenediamine

10g Hydrazinhydratlösung, 25%ig10 g hydrazine hydrate solution, 25%

2mg Nonylphenol2 mg of nonylphenol

200 g Wasser200 g of water

1,0g Succinimid1.0g succinimide

Die Bedeckung,der Kupferproben erfolgte nach wenigen Sekunden. Es konnten 3mg Palladium pro cm² in einer Stunde abgeschieden werden.The covering, the copper samples took place after a few seconds. It was possible to deposit 3 mg of palladium per cm ² in one hour.

Die Palladiumschicht war glänzend und porenfrei und enthielt keine Risse. Die Lösungen zeigten keinerlei Anzeichen für einen Zerfall, eine mehrmalige Verwendung der Lösung war möglich.The palladium layer was shiny and free of pores and contained no cracks. The solutions showed no signs of decay, a repeated use of the solution was possible.

Beispiel 3Example 3

Wie im Beispiel 1 vorbehandelte Kupferproben wurden in einer Lösung beschichtet, die wie folgt zusammengesetzt war:Copper samples pretreated as in Example 1 were coated in a solution composed as follows:

0,75g Palladium(ll)-tetramminnitrat0.75 g palladium (II) tetrammine nitrate

1,0g Natriumhypophosphit1.0g sodium hypophosphite

200g Wasser200g of water

2mg Nonylphenol2 mg of nonylphenol

2,0g Maleinimid2.0g maleimide

Die Bedeckung der Kupferproben erfolgte nach 1-2 Minuten. Es wurden 4,5 mg Palladium pro cm² in einer Stunde abgeschieden. ' Die Schicht war glänzend, poren- und rißfrei. Die Abscheidungslösung war stabil und neigte nicht zum Zerfall.The copper samples were covered after 1-2 minutes. 4.5 mg of palladium per cm ^{2 were} deposited in one hour. The coating was shiny, free of pores and cracks. The deposition solution was stable and did not tend to decay.

Beispiel 4Example 4

Wie im Beispiel 1 vorbehandelte Kupferproben wurden in einer Lösung beschichtet. Die Lösung war wie folgt zusammengesetzt:As in Example 1 pretreated copper samples were coated in a solution. The solution was composed as follows:

1,35g Palladiumdiammindinitrit1.35g palladium diaminoindinitrite

2,0g Ethylendiamin2.0 g of ethylenediamine

10,0g Natriumhypophosphit10.0 g of sodium hypophosphite

200g Wasser200g of water

1 mg Nonylphenol1 mg of nonylphenol

2,0g Phthalimid2.0 g of phthalimide

Die Bedeckung der Kupferproben erfolgte nach 1-2 Minuten. Es wurden 4,8 mg Palladium pro cm² in einer Stunde abgeschieden. Die Schicht war glänzend, poren- und rißfrei. Die Abscheidungslösung war stabil und neigte nicht zum Zerfall.The copper samples were covered after 1-2 minutes. There were deposited 4.8 mg of palladium per cm ² in one hour. The coating was shiny, free of pores and cracks. The deposition solution was stable and did not tend to decay.

Claims (4)

Erfindungsanspruch:Invention claim: 1. Wäßrige Lösung zur autokatalytischen Abscheidung von Palladium, die Palladiumionen, einen Komplexbildner, ein Reduktionsmittel und einen Stabilisator enthält, dadurch gekennzeichnet, daß diese Lösungen außerdem einen Zusatz einer Substanz mit mindestens einer Imid-Gruppe (R = N - H) enthält.1. Aqueous solution for the autocatalytic deposition of palladium containing palladium ions, a complexing agent, a reducing agent and a stabilizer, characterized in that these solutions also contains an addition of a substance having at least one imide group (R = N - H). 2. Lösung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatz Maleinimid oder Succinimid oder Phthalimid oder Benzoesäureimid verwendet werden.2. Solution according to item 1, characterized in that are used as an additive maleimide or succinimide or phthalimide or benzoic acid imide. 3. Lösung nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz in einer Menge von 0,1 bis 10g/l erfolgt.3. Solution according to item 1 and 2, characterized in that the addition is carried out in an amount of 0.1 to 10 g / l. 4. Lösung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Reduktionsmittel Natriumhypophosphit oder Hydrazinhydrat verwendet werden.4. Solution according to item 1, characterized in that sodium hypophosphite or hydrazine hydrate are used as the reducing agent.