Procedimiento para la deposición de una capa de paladio adecuada para la conexión de hilos sobre pistas de una placa de circuito impreso y baño de paladio para su uso en el procedimiento.

Procedimiento para la deposición de capas de paladio, que son adecuadas para la conexión eléctrica,

sobrepistas de placas de circuito impreso, mediante deposición de paladio a partir de un baño de sustitución de paladiocaracterizado por que se usa un baño de paladio de sustitución, que contiene un formador de brillo orgánico.

Procedimiento para la deposición de una capa de paladio adecuada para la conexión de hilos sobre pistas de una placa de circuito impreso y baño de paladio para su uso en el procedimiento [0001] La invención se basa en un procedimiento con las características indicadas en el preámbulo de la reivindicación 1. Un procedimiento de este tipo se conoce por el documento WO 2006/074902 A2. Según el procedimiento conocido, se deposita en primer lugar níquel a partir de un baño de níquel químico de manera reductora, es decir, sin corriente externa, sobre pistas de cobre, que se encuentran sobre una placa de circuito impreso orgánica o cerámica. En lugar de níquel puede depositarse sin corriente externa también una aleación de níquel a partir de un baño de aleación de níquel correspondiente. Sobre la capa de níquel o sobre la capa de aleación de níquel se deposita una capa de paladio delgada de entre 10 nm y 40 nm a partir de un baño de sustitución de paladio mediante intercambio de carga. El baño de sustitución de paladio se compone habitualmente de un ácido inorgánico u orgánico y de la sal de paladio de este ácido así como de un compuesto inorgánico de al

menos uno de los elementos cobre, talio, selenio y telurio, preferentemente sulfato de cobre. El valor de pH del baño de sustitución de paladio es inferior a 1, es decir el baño es fuertemente ácido. Un baño de sustitución de paladio se denomina también baño de ebullición de paladio o baño de activación de paladio, una deposición a partir del mismo se denomina deposición por ebullición o activación.

Sobre la capa de paladio se deposita por último una capa de cubrición de oro con un grosor inferior a 0, 1 μm. Preferentemente el oro se deposita a partir de un baño de sustitución de oro. La capa de oro puede reforzarse mediante la deposición a partir de un baño de oro químico, es decir mediante deposición reductora, hasta un grosor mayor.

El paladio sirve en primer lugar como base para la posterior fijación de hilos de oro o aluminio mediante conexión eléctrica. Además de esto, esta capa de Pd evitará la difusión de níquel en la superficie de oro, para obtener la capacidad de conexión eléctrica. La capa de oro protegerá la superficie de paladio frente a modificaciones químicas, a las que se somete debido a su alta capacidad de reacción catalítica y por ejemplo puede acarrear el efecto de "brown powder" (polvo marrón) .

De acuerdo con la divulgación en el documento WO 2006/074902 A2 se encontró que los requisitos planteados con respecto a la capacidad de soldadura múltiple y la capacidad de conexión eléctrica pueden satisfacerse sólo cuando al baño de paladio además de a la sal de paladio se le añadía un compuesto inorgánico de al menos uno de los elementos cobre, talio, selenio y telurio, en particular sulfato de cobre. Sin la adición de compuestos inorgánicos de al menos uno de estos elementos al baño de sustitución de carga-paladio no se conseguía una adherencia y un efecto de barrera suficientes de la capa de paladio.

En el mercado se conocen procedimientos para recubrir pistas de cobre sobre placas de circuito impreso, según los cuales en primer lugar se deposita paladio a partir de un baño de sustitución de paladio habitual sobre el cobre. Después se deposita paladio a partir de un baño de paladio químico (reductor) y a continuación se deposita como capa de cubrición una capa de oro. El procedimiento conocido lleva a una estructura de capas que, si bien de acuerdo con la recomendación del fabricante, es adecuada para la soldadura, en cambio no es adecuada para la conexión eléctrica de hilos de oro y de aluminio.

En el mercado se conoce también un procedimiento, que llevará a superficies que pueden conectarse eléctricamente sobre pistas de cobre de placas de circuito impreso. Está diseñado de modo que sobre las pistas de cobre se deposita en primer lugar paladio a partir de un baño de activación de paladio habitual. Después se deposita una capa de níquel a partir de un baño de níquel químico (reductor) . Sobre la capa de níquel se deposita una capa de paladio adicional a partir de un baño de activación de paladio habitual, y esta capa de paladio se refuerza mediante deposición de paladio a partir de un baño de paladio químico (reductor) . Por último se protege la superficie de paladio mediante una capa de oro de ebullición. Este procedimiento conocido es extraordinariamente costoso.

La presente invención se basa en el objetivo de indicar un procedimiento alternativo según el cual, con esfuerzo moderado, puedan depositarse capas de paladio que puedan conectarse eléctricamente sobre pistas de 55 placas de circuito impreso, en particular sobre pistas de cobre.

Este objetivo se resuelve mediante un procedimiento con las características indicadas en la reivindicación 1. Un baño de paladio especialmente adecuado para la realización del procedimiento es objeto de la reivindicación 10. Perfeccionamientos ventajosos de la invención son objeto de las reivindicaciones dependientes.

De acuerdo con la invención se depositan capas de paladio sobre pistas de placas de circuito impreso, en particular sobre pistas de cobre, mediante intercambio de carga a partir de un baño de sustitución de paladio, que contiene un formador de brillo orgánico.

Por lo tanto se pone al alcance del experto, además del procedimiento conocido por el documento WO 2006/074902 A2, un procedimiento adicional para depositar sobre pistas de placas de circuito impreso una capa de paladio adecuada para la conexión eléctrica. Este procedimiento tiene las siguientes ventajas:

• La capa de paladio no sólo puede depositarse sobre pistas que previamente se han recubierto con níquel,

sino que también puede depositarse directamente sobre una pista de cobre. 5 • Es prescindible una capa intermedia de níquel conocida en el estado de la técnica.

• Puesto que es prescindible una capa intermedia de níquel, el recubrimiento de paladio es adecuado también para aplicaciones de alta frecuencia, para las que no se tiene en cuenta el níquel debido a su propiedad magnética.

• Las capas de paladio, que se depositan a partir del baño de paladio de sustitución que contiene un formador de brillo orgánico, resultan extraordinariamente herméticas, de grano fino y uniformes. A diferencia de un baño de activación de Pd convencional, de este modo se crea una base considerablemente adecuada para un refuerzo adicional con paladio a partir de un baño de Pd reductor. Una deposición de paladio reductora de este tipo a partir de un baño de paladio químico tiene lugar preferentemente en un grosor a 0, 05 μm a 0, 5 μm, en particular de 0, 1 μm a 0, 3 μm. Esto es más que el grosor de la capa de paladio subyacente, que se

depositó a partir de un baño de paladio de sustitución de acuerdo con la invención, y es especialmente adecuado para la fijación de hilos de oro o de aluminio mediante conexión eléctrica y es ventajoso como perfeccionamiento de la invención.

• Convenientemente, el valor de pH del baño de acuerdo con la invención se mantiene inferior a 4. Se prefiere especialmente hacer funcionar el baño de acuerdo con la invención a un valor de pH de 2.

• El baño de sustitución de paladio de acuerdo con la invención es suficientemente estable.

Como formadores de brillo orgánicos son adecuados en particular compuestos del grupo de compuestos indicado en la reivindicación 2. Se prefiere especialmente como formador de brillo 3- (1-piridinio) -1-propanosulfonato, que resulta para el caso de que en la fórmula general los restos R1 a R5 sean hidrógeno, el resto R6 sea -CH2-CH2

CH2- y en la que X = SO2. En ausencia de este compuesto, el paladio depositado a partir del baño de sustitución, sobre todo en y sobre los orificios de una placa de circuito impreso parece de oscuro a negro, lo que puede dar una deposición porosa a esponjosa. En presencia del compuesto orgánico en el baño de sustitución de paladio se genera por el contrario una capa de paladio claramente mejor, clara, uniforme y visualmente agradable.

El baño contiene el formador de brillo orgánico convenientemente en una concentración de 0, 01 a 50 g por litro, preferentemente en una concentración de 1 a 10 g por litro. Especialmente se obtuvieron buenos resultados cuando el 3- (1-piridinio) -1-propanosulfonato estaba contenido en una concentración de 3 a 6 g por litro en el baño de sustitución de paladio. A menores concentraciones disminuye la eficacia del formador de brillo en el baño de sustitución de paladio. Con la concentración creciente del formador de brillo se reduce la tasa de deposición,... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la deposición de capas de paladio, que son adecuadas para la conexión eléctrica, sobre pistas de placas de circuito impreso, mediante deposición de paladio a partir de un baño de sustitución de paladio 5 caracterizado por que se usa un baño de paladio de sustitución, que contiene un formador de brillo orgánico.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el formador de brillo orgánico se selecciona del grupo de los siguientes compuestos:

(a)

en el que R1 a R5 significan en cada caso un átomo de hidrógeno o átomo de halógeno o un grupo formilo, carbamoílo, alquilo C1-4, amino, fenilo o bencilo, pudiendo estar sustituida la parte de alquilo, de fenilo y de bencilo opcionalmente por uno o varios grupos hidroxilo o grupos amino o por átomos de halógeno, R6 es un radical derivado de un hidrocarburo alifático saturado o insaturado con 1-6 átomos de C, pudiendo el radical estar sustituido, y X es un grupo SO2 o grupo CO,

(b) benzaldehídos.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por que como formador de brillo se usa 3- (1piridinio) -1-propanosulfonato o ácido benzaldehído-2-sulfónico.

4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en el baño de sustitución de paladio la concentración del formador de brillo orgánico se ajusta y se mantiene a un valor entre 0, 01 g por litro y 50 g por litro.

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado por que el 3- (1-piridinio) -1-propanosulfonato se usa en una concentración de 3 g por litro a 6 g por litro o el ácido benzaldehído-2-sulfónico se usa en una concentración de 1 g por litro.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el baño de sustitución de paladio se mantiene durante la deposición a una temperatura entre temperatura ambiente y 60 ºC. 35

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el baño de sustitución de paladio se hace funcionar a un valor de pH inferior a 4.

8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el tiempo de 40 permanencia de la placa de circuito impreso en el baño de sustitución de paladio no asciende a más de 5 minutos.

9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que después de la deposición de paladio a partir del baño de sustitución de paladio tiene lugar una deposición de paladio a partir de un baño de paladio químico (reductor) .

10. Baño de sustitución de paladio para su uso en un procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, que contiene el paladio como sal de paladio en una disolución acuosa, ácida, caracterizado por que contiene un formador de brillo del grupo de los siguientes compuestos:

(a)

en el que R1 a R5 significan en cada caso un átomo de hidrógeno o átomo de halógeno o un grupo formilo, carbamoílo, alquilo C1-4, amino, fenilo o bencilo, pudiendo estar sustituida la parte de alquilo, de fenilo y de bencilo opcionalmente por uno o varios grupos hidroxilo o grupos amino o por átomos de halógeno, R6 es un radical derivado de un hidrocarburo alifático saturado o insaturado con 1-6 átomos de C, pudiendo el radical estar sustituido, y X es un grupo SO2 o grupo CO,

(b) benzaldehídos.

11. Baño de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado por que contiene el paladio en una cantidad de 150 mg por litro a 250 mg por litro.

12. Baño de acuerdo con la reivindicación 10 o 11, caracterizado por que contiene el paladio como cloruro de paladio.

13. Baño de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado por que contiene adicionalmente un formador de complejo inorgánico en una cantidad de hasta 150 g por litro. 20

14. Baño de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado por que contiene de 30 a 80 g por litro del formador de complejo inorgánico.

15. Baño de acuerdo con la reivindicación 13 o 14, caracterizado por que el formador de complejo inorgánico es 25 una sal de amonio, en particular cloruro de amonio.

16. Baño de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 15, caracterizado por que como formador de complejo orgánico contiene dietilentriamina en una concentración entre 0, 01 ml por litro y 5 ml por litro.