Procedimiento para la deposición electrolítica de cobre.

Procedimiento para la deposición electrolítica de una capa de cobre mate o semibrillante desde un electrolitoácido sobre un sustrato,

caracterizado porque

para la deposición de la capa se ajustan densidades de corriente entre 10 y 100 A/dm2 y el electrolito presentacobre, ácido alquilsulfónico, iones de halogenuro, un etoxilato y un producto de condensación de naftaleno quecontiene azufre de fórmula general I

siendo n un número entero y presentando el electrolito etoxilato de 2-naftol como etoxilato.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E05018241.

Solicitante: ENTHONE INC..

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 350 FRONTAGE ROAD WEST HAVEN, CT 06516 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: HEYER, JOACHIM, KLEINFELD, MARLIES DR., VAN WIJNGAARDEN, CHRISTEL, SCHÖTTLE,MARCO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C25D3/38 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C25 PROCESOS ELECTROLITICOS O ELECTROFORETICOS; SUS APARATOS.C25D PROCESOS PARA LA PRODUCCION ELECTROLITICA O ELECTROFORETICA DE REVESTIMIENTOS; GALVANOPLASTIA (fabricación de circuitos impresos por deposición metálica H05K 3/18 ); UNION DE PIEZAS POR ELECTROLISIS; SUS APARATOS (protección anódica o catódica C23F 13/00; crecimiento de monocristales C30B). › C25D 3/00 Revestimientos electrolíticos; Baños utilizados. › de cobre.

PDF original: ES-2402688_T3.pdf

 


Descripción:

Procedimiento para la deposición electrolítica de cobre La presente invención se refiere a un procedimiento para la deposición electrolítica de una capa de cobre mate o semibrillante desde un electrolito ácido.

Los electrolitos de cobre ácidos se usan de muchas maneras diferentes para el recubrimiento superficial de sustratos para formar un recubrimiento funcional o decorativo sobre las superficies del sustrato.

El procedimiento de metalización que va a usarse, así como el electrolito que va a usarse, depende del tipo y la calidad del sustrato que va a metalizarse. Así, sustratos tanto metálicos como también no conductores pueden preverse de capas superficiales correspondientes.

Especialmente en la metalización de sustratos como alambre, banda o tubo, al electrolito usado y al procedimiento que va a usarse se les exigen requisitos especiales en lo referente a la estabilidad y velocidad de deposición. Así, por ejemplo, los productos estirados anteriormente mencionados se metalizan frecuentemente en instalaciones de arrastre de alta velocidad. Para alcanzar, a pesar del corto tiempo de contacto (alta velocidad de paso) , una metalización suficiente de las superficies del sustrato, debe metalizarse electrolíticamente con altas densidades de corriente.

Normalmente se usan electrolitos de cobre que contienen sulfato ácidos para la deposición de cobre sobre los sustratos descritos. Sin embargo, aquellos electrolitos no son adecuados para el uso en instalaciones de arrastre de alta velocidad debido a su estabilidad insuficiente a altas densidades de corriente.

El documento US 2003/0066756 A1 da a conocer un baño de metalización y un procedimiento para la deposición de capas metálicas sobre sustratos, presentando el baño de metalización hidroxilaminas. Además, el baño de metalización puede presentar como abrillantador productos de condensación de naftaleno que contienen azufre.

El documento US 4 347 108 da a conocer un baño de deposición de cobre ácido acuoso, así como un procedimiento para la deposición de capas de cobre brillantes. Los baños de deposición de cobre ácidos allí descritos pueden presentar etoxilatos de naftol como humectantes. Los naftoles polialcoxilados usados a este respecto pueden obtenerse mediante reacción de naftol con óxidos de alquileno como, por ejemplo, óxido de etileno u óxido de propileno y mejorar la calidad de la deposición de cobre.

El documento US 4 036 711 da a conocer un procedimiento para la deposición galvánica de capas de cobre de un electrolito de cobre ácido que, además de diferentes compuestos de amina cuaternaria, puede presentar la sal de sodio del ácido metilen-bis- (2) -naftalenosulfónico para mejorar el brillo y la densidad de corriente de deposición.

Por tanto, es un objetivo de la presente invención proporcionar un procedimiento mejorado para la deposición electrolítica de una capa de cobre mate o semibrillante de un electrolito ácido sobre una superficie de sustrato que sea adecuado para ser usado en instalaciones de arrastre de alta velocidad. Además, es objetivo de la invención proporcionar un electrolito adecuado para la realización del procedimiento.

Este objetivo se alcanza mediante un procedimiento para la deposición electrolítica de una capa de cobre mate o semibrillante desde un electrolito ácido sobre un sustrato que se caracteriza porque para la deposición de la capa se usan densidades de corriente entre 10 y 100 A/dm2, preferiblemente entre 20 y 80 A/dm2, y el electrolito presenta cobre, ácido alquilsulfónico, iones de halogenuro, un etoxilato y un producto de condensación de naftaleno que contiene azufre, presentando el electrolito etoxilato de 2-naftol como etoxilato. Según la invención, el procedimiento se realiza en un intervalo de temperatura entre 22 y 60 ºC, preferiblemente entre 45 y 55 ºC. Estas condiciones de procedimiento son adecuadas para depositar capas de cobre de espesor y resistencia suficiente en instalaciones de arrastre de alta velocidad sobre plásticos metálicos o cobreados instantáneamente con anterioridad a este procedimiento.

En relación al electrolito, el objetivo de la invención se alcanza mediante un electrolito que contiene cobre que contiene un ácido alquilsulfónico, iones de halogenuro, un etoxilato y un producto de condensación de naftaleno que contiene azufre, presentando el electrolito etoxilato de 2-naftol como etoxilato. En el caso del ácido alquilsulfónico se trata preferiblemente de ácido metanosulfónico, pero también son adecuados todos los otros ácidos sulfónicos que presentan una estabilidad suficiente bajo las condiciones de procedimiento.

El electrolito puede presentar el cobre en forma de sus sulfatos, nitratos, halogenuros, carboxilatos. Además, el electrolito presenta una cantidad suficiente de etoxilato de 2-naftol [2- (2-naftiloxi) -etanol]. Además, el electrolito presenta como producto de condensación de naftaleno que contiene azufre una cantidad suficiente de un producto

de condensación de naftaleno que contiene azufre de fórmula general I

siendo n un número entero. El electrolito puede presentar adicionalmente coadyuvantes típicos como niveladores y humectantes conocidos de la bibliografía, también en combinación.

El electrolito según la invención es adecuado, entre otras cosas, para la deposición de capas intermedias sobre aleaciones de CuZn, para la minimización de la formación de fibras cortas monocristalinas (“Whisker”) o para el recubrimiento sin aclarado intermedio en un baño de estaño con ácido metanosulfónico.

Los siguientes ejemplos describen electrolitos según la invención, pero no limitándose la invención a los ejemplos de realización. 10 Ejemplo 1 Composición de un electrolito acuoso para la deposición de cobre en una planta de arrastre: Cobre: 40 a 90 g/l, preferiblemente 75 g/l Ácido metanosulfónico: 50 a 130 ml/l, preferiblemente 90 ml/l Iones de halogenuro: 40 a 100 mg/l, preferiblemente 50 mg/l Etoxilato de 2-naftol: 5 a 30 g/l, preferiblemente 10 g/l Producto de condensación de naftaleno: 0, 001 a 1 g/l, preferiblemente 0, 1 g/l El electrolito presenta preferiblemente cloruro como iones de halogenuro. El Ejemplo 2 muestra condiciones de procedimiento típicas para el procedimiento según la invención. Ejemplo 2 15 Condiciones de procedimiento para la deposición de capas de cobre mate o semibrillantes sobre un sustrato de un electrolito según la invención: Sustrato: Latón Temperatura: 25 ºC Densidad de corriente: 10 A/dm2 Velocidad de arrastre: 50 m/min Espesor de capa de la capa de cobre depositada: 5 μm Los electrolitos basados en ácido metanosulfónico no muestran desventajas con respecto al alargamiento en porcentaje en comparación con los electrolitos que contienen azufre.

Ácido metanosulfónico Ácido sulfúrico Muestra 1 7, 54 6, 43 2 6, 96 5, 24 3 6, 96 7, 12 4 6, 84 5, 42

Ácido metanosulfónico Ácido sulfúrico 9, 74 6, 04

⌀ 7, 6 6, 05

máx. 9, 74 7, 12 sin acondicionar térmicamente 1 13, 37 14, 3

17, 28 17, 65

13, 92 17, 92

9, 28 13, 6

15, 66 10, 65

⌀ 13, 9 14, 82

máx. 17, 28 17, 92 sin acondicionar térmicamente El valor requerido para el alargamiento en porcentaje se encuentra entre el 10 % y el 20 % en el estado acondicionado térmicamente.


 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la deposición electrolítica de una capa de cobre mate o semibrillante desde un electrolito ácido sobre un sustrato, caracterizado porque para la deposición de la capa se ajustan densidades de corriente entre 10 y 100 A/dm2 y el electrolito presenta cobre, ácido alquilsulfónico, iones de halogenuro, un etoxilato y un producto de condensación de naftaleno que contiene azufre de fórmula general I

siendo n un número entero y presentando el electrolito etoxilato de 2-naftol como etoxilato.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el procedimiento se realiza a una temperatura de 10 entre 22 y 60 ºC, preferiblemente de entre 45 y 55 ºC.

3. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el procedimiento se realiza en instalaciones de arrastre para el recubrimiento electrolítico.

4. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones precedentes, en el que las densidades de corriente se ajustan entre 20 y 80 A/dm2.

5. Electrolito ácido para la deposición electrolítica de una capa de cobre mate o semibrillante sobre un sustrato, caracterizado porque el electrolito presenta al menos cobre, ácido alquilsulfónico, iones de halogenuro, un etoxilato y un producto de condensación de naftaleno que contiene azufre de fórmula general I

siendo n un número entero y presentado el electrolito etoxilato de 2-naftol como etoxilato. 2.

6. Electrolito según la reivindicación 5, caracterizado porque el electrolito contiene iones cloruro como halogenuro.

7. Electrolito según una o varias de las reivindicaciones 5 y 6, caracterizado porque el electrolito presenta al

menos los siguientes constituyentes: -cobre: 40 a 90 g/l, preferiblemente 75 g/l -ácido metanosulfónico: 50 a 130 ml/l, preferiblemente 90 ml/l

-iones de halogenuro: 40 a 100 mg/l, preferiblemente 50 mg/l -etoxilato: 5 a 30 g/l, preferiblemente 10 g/l -producto de condensación de naftaleno: 0, 001 a 1 g/l, preferiblemente 0, 1 g/l.

8. Electrolito según una o varias de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque el electrolito presenta cobre en forma de al menos una clase de compuestos del grupo constituido por sulfato, nitrato, halogenuro, carboxilato.


 

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