165278. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szubsztrátum felületére történő fémmintázat leválasztására
165278 10 a) 100 ml ionmentes vízben 1 s% merkurikloridot (HgCl2) oldunk, b) pH = 5 eléréséig az oldathoz lassan híg, egyértékű lúgot, pl. nátriumhidroxidot adunk, majd c) az oldatot néhány percig keverjük. Ezután megfelelő redox-szert választunk. A megfelelő redox-szer a használt kolloid nedvesítő-oldattól függően egy oxidáló- vagy redukálószer lehet. A 3 657 003 ljsz. amerikai szabadalom (fent leírt) III-A, III-B, V-C, VI, XXXIII-C, XXXIII-D, XXXIII-E, XXXIII-F, XXXIII-G, XXXIII-H, XXXIII-I és XXXIII-J sz. kiviteli példái szerinti oldatok oldhatatlan oxidhidrát alakban olyan fémionokat (Ti+3, V*4, Fe +2, Sn +2 , Pb +2 , Bi +3 ) tartalmaznak, melyek egy aktiváló fémiont, pl. Pd2+ -iont, aktiváló fémmé, pl. Pd-á képesek redukálni, ha aktiváló oldatra, pl. PdCl2 oldatra hagyjuk hatni őket. Az ilyen nedvesítő oldatokat pozitív érzékenyítoknek nevezzük. Ezért abban az esetben, ha egy pozitív érzékenyítőt használunk, akkor egy olyan, megfelelő oxidálószert választunk, amely a 72 réteg megválasztott felületeivel érintkeztetve annak fémionjait - pl. Ti+3 , V+4 , Cr*3, Fe +2, Sn +2 , Pb +2 , Bi +3 -ionjait a megfelelő magasabb vegyértékű ionokká, pl. Ti+4 , V+f , Cr +6 , Fe +3 , Sn +4 , Pb +4 , Bi +S -ionokká képes oxidálni. Az érintkeztetett felületeket ez az oxidáció alkalmatlanná teszi arra, hogy egy aktiváló fémiont, pl. Pd+2 -iont aktiváló fémmé tudjanak redukálni. Ilyen célra használható oxidálószerek, pl. mint ez a szakterületen jól ismert - a bikromát- és permanganát-sók, pl. K2 Cr 2 0 7 , KMN0 4 , stb. A 2. ábrára áttérve, egy konvencionális 73 bélyegzőt választunk ki •. melynek 74 kiemelkedő felületrészei vannak a 75 felületrészekhez képest. Az oxidálószert a 73 bélyegző 74 felületére visszük fel. A 3. ábra szerint a 73 bélyegzőt a 72 rétegre vagy bevonatra nyomjuk vagy azzal más módon érintkeztetjük. A 72 réteg tartalmazza a pozitív érzékenyítő oldatot. Az oxidálószer a 72 rétegnek a 73 bélyegző 74 felületeivel érintkeztetett megfelelő felületeit és ezáltal azokat alkalmatlanná teszi arra, hogy egy aktiváló fém ionjait aktiváló fémmé alakítsák. Ily módon egy érzékenyített mintázatot képeztünk le, amely a 73 bélyegző 75 felületrészeinek megfelelő 71 felületi 72 réteg 76 felületrészeinek felel meg. A 76 felületrészek alkalmasak aktiváló fémionok, pl. Pd+2 -ionok aktiváló fémmé, pl. Pd-á történő redukciójára. Ha a kiválasztott kolloid nedvesítő oldat negatív, vagyis olyan, amely kezdeti állapotában nem képes arra, hogy egy aktiváló fémiont, pl. Pd+2 -iont aktiváló fémmé, pl. Pd-á redukáljon, de amely legalább egy kisebb vegyértékű ionfajtát (az ion redukált formáját) tartalmazza, akkor egy redukálószert tartalmazó megfelelő redox-szert választunk ki. Tipikus ilyen negatív és az aktiváló fémionokat, pl. Pd+2 -iont aktiváló fémmé, pl. Pd-á redukálni nem képes oldatok a hivatkozott amerikai szabadalom X—A, X—B, X—C, X-D, X-E, X-F és XX kiviteli példáinak fentiekben leirt oldatai. Megfelelő redukálószerek azok a szerek, amelyek a negatív oldatban lévő fémionokat, pl. Fe+3, Hg+2 -ionokat olyan kisebb vegyértékű ionfajtákká képesek redukálni, melyek azután az aktiváló ionokat, pl. Pd+2 -ionokat a megfelelő aktiváló fémmé tudják redukálni. Ilyen redukálószerek jól ismertek a szakmában. Tipikus ilyen anyagok a formaldehid, a sztanno-sók, stb. A 4. ábra szerinti 77 bélyegzőnek 78 kiemelkedő felületrészei vannak a 80 felületrészekhez képest. A választott redukálószert, pl. Sn+2 -ionokat tartalmazó 5 oldatot a 77 bélyegző 78 felületrészeire visszük fel. A 77 bélyegzőt azután az 5. ábrának megfelelően a 72 rétegre vagy bevonatra nyomjuk, ill. azzal érintkeztetjük. A 72 réteg vagy bevonat a negatív oldatot tartalmazza. A redukálószer a 72 rétegnek a 77 10 bélyegző 78 felületrészeinek megfelelő 79 felületrészeit redukálja és azáltal alkalmassá teszi ezeket ana, hogy az aktiváló fém, pl. Pd+2-ionjait az aktiváló fémmé, pl. Pd-á redukálják. Ezzel egy érzékenyített mintázat leképzése válik lehetővé. 15 Miután a 72 réteget — mely vagy legalább egy pozitív érzékenyítőt vagy legalább egy negatív nedvesítő oldatot tartalmaz — szelektíven egy alkalmas redox-szérrel (kolloid Sn*2 -ionok jelenléte esetén pl. MnO, "bonokkal kolloid Fe+3 -ionok jelenléte esetén Sn +2 -ionokkal) 20 érintkeztettük, a 71 felületet öblítjük, majd aktíváljuk. Meg kell jegyeznünk annak fontosságát, hogy az érzékenyített mintázatot (mely a 3. ábra szerinti 76 és az 5. ábra szerinti 79 bevonattal ellátott felületeket 25 tartalmazza) egy tisztító közegben, pl. vízben az érzékenyítés után alaposan át kell öblíteni. Ha nem így járunk el, akkor lehetőség van arra, hogy az aktiváló ionok, pl. Pd+2 -ionok redukciója nem a 71 felülethez tapadt állapotukban következik be. E 30 tekintetben meg kell jegyeznünk, hogy az addig ismert elektromos áram felhasználása nélküli fém leválasztási módszerektől — melyek bélyegzési, nyomtatási, stencilezési technikát alkalmaztak — eltérően a vizes öblítés nem vezet elmosódott mintázat kelet-35 kezeséhez. Éppen ellenkezőleg, részleteiben is igen tiszta körvonalú, nagyfelbontású mintázatot kapunk. Az aktiválás abban áll, hogy az érzékenyített mintázattal ellátott 71 felület 3. ábra szerinti 76, és 5. ábra szerinti 79 felületrészeit katalizátorfém, pl. 40 nemes fém, mint ír, Os, Pd, Pt, Rh, Ru, Au, Ag leválasztott rétegével látjuk el, mégpedig elegendő mennyiségben ahhoz, hogy katalizálják a galvanizálási reakciót, ha a 71 felületet valamely fémező fürdőbe merítjük. Az aktiváló fémsót, pl. PdCl2-t aktiváló 45 fémmé redukálni képes érzékenyített mintázatot ezután az aktiváló só, pl. PdCl2 hatásának tesszük ki, ezáltal az aktiváló fémsó az aktiváló fémmé, pl. Pd-á redukálódik és ez utóbbi a felületre leválik. A leválasztott aktiváló fém, pl. Pd kataliztorként hat a 50 további, lokalizált fém leválásra. A különböző aktiváló fémionok, azok oldatai, valamint az aktiválás körülményei és műveletei jól ismertek a szakmában s azokra itt nem térünk ki. Ilyen aktívátorokat és műveleteket ismertet William Coldie: „Metallic 55 Coating of Plastics" c. könyve (Electrochemical Publications, 1968). .Aktiválás után az aktiváló fémbevonattal ellátott 70 szubsztrátum vízzel öblíthető kb. egy percig 25 C°-on, majd azt egy fémező fürdőbe merítjük, mely 60 egy olyan fémiont, pl. Cu+2 -iont tartalmaz, amelyet a katalizátor aktiváló fém, pl. Pd redukál. A fémiont, pl. Cu+2 -iont az aktiváló fém, pl. Pd redukálja és az elektromos áram alkalmazása nélkül leválik a 70 szubsztrátum 71 felületére, azon a 6. ábra szerinti 65 fémbevonat-mintázatot képezi. A fémező fürdők, galvanizálási körülmények és műveletek a szakmában ismertek és azokra itt nem térünk ki. A fémező 5
