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Elektronik (Galvanotechnik, Beschichtung, CVD)

Elektronik
Edelmetallverbindungen für die Oberflächenbeschichtung und Galvanotechnik
Metalle lassen sich auf Oberflächen in dünnen Schichten aufbringen und erfüllen so teils kombiniert unterschiedliche Zwecke:
• Korrosionsschutz durch Oxidationsunempfindlichkeit
• mechanischer Schutz durch Härte
• elektrische Leitfähigkeit.
Solche Anforderungen hat insb. der Elektronikbereich.



Edelmetalle, vornehmlich die Platingruppenmetalle Platin (Pt), Palladium (Pd), Rhodium (Rh), Ruthenium (Ru) sowie die Elemente Gold (Au) und Silber (Ag), erfüllen jeweils die meisten dieser Anforderungen.
Insbesondere folgende Verfahrenszweige nutzen Edelmetallchemikalien zur Erzeugung von Schichten:
• Galvanotechnik
• Dickschichttechnik (Dickfilmtechnik)
• Dünnschichttechnik (Dünnfilmtechnik).
Die Galvanotechnik scheidet reduktiv Metalle im Mikrometerbereich aus wässrigen Lösungen ("Elektrolyte") ihrer Verbindungen ("Salze") ab.
Die Metalle liegen in diesen Elektrolyten in oxidierter Form vor. Die Reduktion zum elementaren Metall und damit dessen Abscheidung ist erst möglich entweder durch den Durchfluss elektrischen Gleichstroms ("galvanische Bäder") oder durch Einsatz chemischer Reduktionsmittel ("stromlose Bäder").
In galvanische Bäder taucht man die zu metallisierenden Teile als Kathode (Minuspol, Reduktionsstelle); die Anode (Pluspol, Oxidationsstelle) besteht häufig aus platiniertem Titan oder aus dem Metall selbst ("Opferanoden", z. B. bei cyanidhaltigen Gold- und Silberbädern). Je nach Halterung der zu galvanisierenden Teile spricht man in der Praxis von Gestell- oder Trommelgalvanik.
Die stromlose Veredelung eignet sich vor allem für komplexe Werkstücke. Das chemische Reduktionsmittel kann entweder eine chemische Verbindung (z. B. Formaldehyd) oder auch das (unedle) Werkstück selbst sein.
Zur besseren Haftung sind häufig nichtedelmetallhaltige Untergrundschichten notwendig (z. B. Nickel). Für besondere physikalische Anforderungen (Farbe, Härte etc.) enthalten Elektrolyte häufig auch andere Metalle und Zusätze.
Edelmetallverbindungen dienen sowohl der Herstellung galvanotechnischer Bäder als auch dem Ergänzen des aus dem Elektrolyten abgeschiedenen Metalls ("nachschärfen").


Beschichtungen lassen sich ferner erzeugen durch Auftragen edelmetallhaltiger Pasten im Siebdruckverfahren und anschließende thermische Fixierung (einbrennen). Dieses Verfahren heißt Dickfilm- oder Dickschichttechnik und findet vor allem in der Elektronik Anwendung.


Im Elektroniksektor spielt heute die Dünnschicht- oder Dünnfilmtechnik auf Basis physikalischer Verfahren (z. B. Sputtern) eine entscheidende Rolle.
Durch "CVD" (chemische Dampfabscheidung) lassen sich Metalle mit Hilfe leichtflüchtiger Verbindungen aus der Gasphase abscheiden. Im Falle metallorganischer Verbindungen spricht man von "MOCVD". Diese Verfahren gewinnen im Edelmetallbereich an Bedeutung.
Unsere Business Unit Chemical Products fertigt als Kerngeschäft entsprechende Verbindungen und deren Lösungen zur Herstellung und zum Nachschärfen galvanischer Elektrolyte, aber auch für die Dickfilmtechnik und CVD-Verfahren.
• Platin (Pt)
Pt bildet galvanisch relativ dicke Schichten. In der Dickfilmtechnik dient es z. B. der Herstellung von Lambdasonden zur Einstellung des Kraftstoff/Luft-Gemisches in Kfz-Motoren. Metallorganische Platinverbindungen sind für CVD denkbar.

Heraeus fertigt als Edukte für die Oberflächenbeschichtung auf Platinbasis u.a.:

• Dihydrogen-hexachloroplatinat(IV)-Hydrat, H2[PtCl6]•nH2O ("CPA")
• cis-Diammindinitritoplatin(II)-Lösungen, cis-[Pt(NO2)2(NH3)2] ("Pt-P-Salz"-Lösungen)
• Bis(acetylacetonato)platin(II), [Pt(acac)2]
• Tetraamminplatin(II)-chlorid-Hydrat, [Pt(NH3)4]Cl2•nH2O
• Dihydrogen-hexahydroxoplatinat(IV), H2[Pt(OH)6]
• Kalium-hexahydroxoplatinat(IV), K2[Pt(OH)6]
• Ammonium-hexachloroplatinat(IV), (NH4)2[PtCl6]
• Kalium-tetranitritoplatinat(II), K2[Pt(NO2)4]
• Palladium (Pd)
Pd spielt galvanisch eine bedeutende Rolle für Relais, ICs (= integrierte Schaltkreise) usw. So zeigen nickellegierte Pd-Schichten als Untergrund auf Steckverbindern hervorragende Korrosionsbeständigkeit. Ferner kann Pd als Aktivator unter Schichten mit unedlen Metallen dienen. Auch stromlose Bäder auf Pd-Basis werden eingesetzt.

Die Dickfilmtechnik setzt Großmengen Pd für die Herstellung von Dickschichtkeramikkondensatoren und analog Platin für Lambdasonden ein.

Heraeus bietet Ihnen für die Oberflächentechnik mit Palladium u. a. an:

• Diammindinitritopalladium(II)-Lösung, [Pd(NO2)2(NH3)2 ("Pd-P-Salz"-Lösung)
• Tetraamminpalladium(II)-chlorid-Hydrat, [Pd(NH3)4]Cl2•nH2O
• Palladium(II)-chlorid, PdCl2
• Diammindichloropalladium(II), [PdCl2(NH3)2]
• Palladium(II)-sulfat-Lösung, PdSO4
• Tetraamminpalladium(II)-sulfat-Lösung, [Pd(NH3)4]SO4
• Rhodium (Rh)
Wegen seiner Beständigkeit gegen Korrosion und seiner Härte dient Rh als Schutzschicht für Silber oder zur Beschichtung von Schleifkontakten und Reed-Schaltungen (Schutzgasrelais).

Heraeus bietet Ihnen Rhodiumchemikalien und Elektrolytkonzentrate, z. B.:

• Rhodium(III)-sulfat-Lösung, Rh2(SO4)3
• Rhodium(III)-phosphat-Lösung, RhPO4
• Rhodiumbad "DK20"
• Rhodiumbad "DK80"
• Rhodiumbad „RE“
• Ruthenium (Ru)
Ru wird in der Dickfilmtechnik hauptsächlich in Form von Ruthenium(IV)-oxid (RuO2) für elektronische Widerstandsschaltungen verwendet. Daneben dient es wegen seiner extremen Verschleißfestigkeit auch der galvanischen Beschichtung von Reed-Kontakten.

Heraeus, Ihr Partner für die Ru-Oberflächentechnik z. B. mit:

• Ruthenium(III)-chlorid-Hydrat, RuCl3•nH2O
• Ammonium-µ-nitrido-bis[aquatetrachlororuthenat(IV)], (NH4)3[{RuCl4(H2O)}2(µ-N)]
• Gold (Au)
Es existiert eine Vielzahl Au-Elektrolyte auf dem Markt, die unterschiedlichste Anforderungen für Goldschichten erfüllen (Härte und Haftung je nach Untergrundmaterial etc.).

Stark saure Elektrolyte basieren auf dreiwertigem Gold. Die meisten schwach sauren und neutralen Goldbäder enthalten einwertiges Gold auf Basis von "Goldsalz", chemisch Kalium-dicyanoaurat(I). Haupteinsatzgebiete sind Leiterplatten, Steckverbinder, Dioden ...

Hybridschaltungen durch Dickfilmtechnik enthalten auch Gold. Für CVD-Anwendungen sind metallorganische Au(I)-Verbindungen denkbar.

Edukte von Heraeus für die Oberflächentechnik mit Gold sind u. a.:

• Hydrogen-tetrachloroaurat(III)-Hydrat, H[AuCl4]•nH2O
• Kalium-dicyanoaurat(I), K[Au(CN)2]
• Kalium-tetracyanoaurat(III), K[Au(CN)4]
• Silber (Ag)
Ag besitzt eine hervorragende elektrische Leitfähigkeit und ist daher in der Dickfilmtechnik Basis von Leitpasten für elektronische Schaltungen. Weit verbreitet ist es ferner in Form galvanischer Bäder auf Basis von "Silbersalz" [chemisch: Kalium-dicyanoargentat(I)].

Heraeus bietet Ihnen Ag-Beschichtungsmittel für die Oberflächentechnik, z. B.:

• Kalium-dicyanoargentat(I), K[Ag(CN)2]
• Silber(I)-nitrat, AgNO3
• Silber(I)-cyanid, AgCN
Wir freuen uns auf Ihre Anfragen und stehen Ihnen bei Fragen jederzeit zur Verfügung. Falls Ihr gewünschtes Produkt nicht aufgelistet sein sollte, sprechen Sie uns bitte an.
Unser Unternehmen bietet Ihnen auch die Rückgewinnung von Edelmetallen z. B. aus verbrauchten galvanischen Bädern an. Besuchen Sie hierzu bitte unsere Seite zu Recycling .