Brevet FR2009624A1 — publié le 19700206

L'invention décrit un procédé pour l'application chimique d'or sur des corps ou verre non conducteurs, et poreux, utilisant des procédés connus de sensibilisation et d'activation, en particulierpourla fabrication de dessins conducteurs pour des circuits microminiaturisés, et un dispositif 5 pour appliquer le procédé. En principe, on connait trois procédés d'application de m'taux à des supports poreux non métalliques. 11 est possible, par exemple, d'appliquer les métaux mécaniquement par placage, pulvérisation ou dépôt de vapeur. La grande différence entre les épaisseurs des couches individuelles, l'adhérence 10 au support très réduite et même le risque de discontinuité se produisant sur le dessin conducteur des cartes circuits sont les désavantages de ces procédés. On attire l'attention sur le fait que les dessins conducteurs des blocs circuits pour les circuits microminiaturisés ont une largeur inférieure ou égale à 100 y . Borc, il est très important d'avoir une épaisseur 15 homogène sur le bloc entier, puisque la résistance des dessins conducteurs individuels doit être constante et très basse afin de réduire à un minimum la dissipation électrique. On connaît aussi le procédé et le dispositif pour application de métaux tels que, par exemple, du cuivre et de l'or sur des supports non métalliques par dépôt électrolytique. 20 Cependant, le désavantage de ces procédés et dispositifs est qu'il est nécessaire d'utiliser beaucoup de temps et de matériau pour préparer les supports non métalliques pour le dépôt électrolytique. Afin de s'assurer que l'or adhère de façon satisfaisante au support non métallique, il est nécessaire d'appliquer chimiquement ou galvaniquement, plusieurs couches 25 intermédiaires métalliques en plusieurs étapes au matériau de base avant l'étape réelle de dépôt d'or. Ces méthodes antérieures rendaient le procédé entier très couteux et très long. De plus, ces procédés connus ont le désavantage d'être inutilisable pour la fabrication de dessins conducteurs multlcouche sur des 30 supports non métalliques, puisque les dessins devaient être produits par gravure, utilisant de l'eau régale. De plus, on sait appliquer à des corps poreux non conducteurs ou supports du cuivre ou de l'argent au moyen de procédé chimique, par quoi, le corps à argenter ou cuivrer est sensibilisé et activé et, si nécessaire, 35 on utilise une couche intermédiaire métallique additionnelle avant le procédé de placgge d'argent ou de cuivre. Ces méthodes chimiques, qui sont convenables pour l'application de cuivre ou d'argent sont, cependant, inutilisables pour l'or, puisqu'elles ne peuvent pas fournir une adhérence satisfaisante au matériau de base. 69 10797 2 2009624 □n a antérieurement suggéré que des dessins conducteurs un scient appliqués à des supports métalliques par introduction du corps sensibilisé et activé dans une solution constituée d'un composé d'or tel que, par exemple,. 67% de K Au (CN)2et d'une solution concentrée de carbonate de sodium au taux 5 de 5 à fi grammes par litres et/ou 80 grammes par litres, par chauffage de cette solution à une température de 70 à 90°C et par addition ultérieure de 8% de chlorure d'étain au taux de 32 ml, ce dernier causant l'expulsion de l'or de la solution par l'étain et son dépôt sur le corps à plaquer après environ 1 à 2 minutes. 10 Cependant, les désavantages de cette méthode sont de nécessiter de grandes quantités d'or et d'être inutilisable pour une production continue, puisque un bain frais est nécessaire après chaque procédure de placage d'or, ce qui est très coûteux et prend beaucoup de temps. Donc, l'objet de la présente invention est de fournir un procédé et 15 un dispositif pour l'application chimique d'or sur des supports non métalliques tels que, par exemple, des céramiques ou verre, et permettant une utilisation constante du bain d'or* maintenant le taux de dissipation d'or à un niveau relativement bas. Le procédé d'après l'invention est caractérisé par le fait qu'un bain 20 d'or ayant la composition suivante est utilisé: chlorhydrate d'or, 4 grammes par litre, urée 8 grammes par litres, acide citrique 10 grammes par litre, ce bain pour le placage d'or est agité de façon continue par une pompe d® circulation, il est chauffé à une température d'opération de 75 à 85®C, et dans ce bain, le support que l'on doit 25 plaquer d'or est ultérieurement immergé dans le bain. Le dispositif pour appliquer le procédé de l'invention est caractérisé par le fait que,la sortie d'un réservoir de solution, grâce à un système de tuyaux, est reliée è un dispositif de refroidissement,au moyen duquel la température du bain est ramenée à la température d'opération d'un filtre 30 relié et par le fait que le filtre est relié à un dispositif de chauffage chauffant le bain d'or à la température d'opération nécessaire. L'avantage du procédé et du dispositif de l'invention est que le bain d'or une fois préparé peut être utilisé encore et encore, la eoncentration du bain étant maintenue par addition occasionnelle du composé d'or. Ce fait 35 est particulièrement avantageux pour une production à grande échelle, puisque le placage d'or peut être effectué de façon pratiquement continue sans interruption du procédé de productions De plus» les couches d'or appliquées en forme de dessin conducteur sont très homogènes, on peut obtenir sans difficulté des épaisseurs de 10 p. De cette façon,, des dessins conducteurs 8AD ORIGINAL 69 10797 3 2009624 à multicouches, aussi, peuvent être rapidement fabriqués, puisque le revêtement de dessins existants est facilement réalisable avec l'aide de certains isolants électriques, et que le décapage est éliminé. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention 5 ressortiront mieux de l'exposé qui suit fait en référence aux dessins annexés à ce texte qui représentent un mode de réalisation préférée de celle-ci. Le dessin montre un dispositif particulièrement avantageux pour plaquer chimiquement de l'or sur des blocs de circuit et similaire. Avant tout, le procédé de l'Invention pour appliquer de l'or sur des 10 supports non métalliques est décrit. Avant le processus de placage d'or proprement dit, le matériau poreux non conducteur, dans le cas présent, un substrat d'AL^Q^t servant de support pour le dessin conducteur à appliquer, 8st revêtu d'un corps photor'ésistant, sensibilisé au moyen de procédé de sensibilisation connu et finalement activé. 15 La sensibilisation peut être effectuée d'une façon connue dans une solution de chlorure d'étain et l'actlvatlon dans une solution de chrlorure de palladium ou de chlorhydrate d'or. Avant la sensibilisation et l'actlvatlon, on revêt le substrat d'Al203, comme décrit, d'un corps photorésistant et on l'expose suivant le dessin 20 de conduction à appliquer. Ensuite, on développe le corps exposé par des méthodes connues, seules les zones du dessin conducteur déterminées par l'exposition étant sensibilisées et activées. Puis, le corps photorésistant est éliminé. L'actlvatlon est suivie par le procédé de placage d'or proprement dit 25 qui.est effectué dans un bain ayant la composition suivante: Chlorhydrate d'or 4g par litre ' urée S g par litre acide citrique 10 g par litre Le substrat activé d'Al_0 est admis dans un bain qui a été chauffé 30 dans le domaine de 75 à 85°C et qui est composé de la façon décrite. Immédiatement après immersion du substrat d'AI203, l'or est déposé sur les zones activées identifiant les dessins conducteurs que l'on doit appliquer. La quantité d'or déposée dans les zones activées dépend du temps d'immersion du substrat d'Al„0_. Ainsi il est possible de déterminer l'épaisseur M O 35 du dessin conducteur en variant le temps d'immersion. Une couche d'or d'environ 4 à 5 p est déposée sur le substrat d'Al.^ dans un temps de 30 à 60 minutes. Les résultats obtenus montrent que l'or est seulement déposé dans les zones activées, de telle sorte qu'à l'achèvement de l'étape de placage 10797 4 2009624 d'or on peut obtenir des dessins conducteurs précis sur le substrat Al^Og sans utiliser des moyens compliqués de décapage au moyen d'eau régale. Dans le bain décrit, aies noyaux de cristal se.forme durant l'étape., de placage d'or. Ces noyaux peuvent créer la précipitation de l'or dans-un 5 temps relativement court, rendant ainsi le bain;inutilisable. Afin d'éviter cela, on utilise un dispositif montré sur la-figure. Ce. dispositif consiste en un réservoir 1 servant à recevoir.le bain, ua.système de tuyauterie 2 comprenant à la sortie ëu; bain 3 un dispositif de rèfroidiiie-ment 4 à la sortie duquel est reliée une pompe 5 faisant circuler le .bain 10 au moins 2 fois par heure. La sortie de la pompe 5 est reliée à un.filtre -6, dont la perméabilité doit être de 1 à 5 y.' Le bain filtré est ultérieurement chauffé par un dispositif chauffant 7 à la température nécessaire au placage d'or qui est d'environ à 75 à 85°C dans le cas présent.• 15 Le dispositif de refroidissement 4 dans lë système, de tuyauterie 2:est nécessaire, puisque la température d'opération de 75 à 85°C conduirait à un dépôt indésirable d'or à l'intérieur du filtre. „ B ien que l'on ait décrit dans ce qui précède et représenté sur les . dessins, les caractéristiques principales de l'invention appliquées, à un 20 mode de réalisation préféré de celle-ci, il est évident que l'homme de l'art peut y apporter toute modification de forme ou de détails qu'il juge utiles sans pour autant sortir du cadre de ladite invention. j9 10797 5 2009624 REVENDICATIONS 1.- Procédé pour l'application chimique d'or sur des corps ou verre poreux et non conducteurs, utilisant des procédés connus de sensibilisation et d'activation, en particulier pour la fabrication dé dessins conducteurs 5 pour des circuits miniaturisés caractérisé en ce que on utilise un bain d'or ayant la composition suivante: 10 Le bain étant continuellement agité par une pompe de circulation et chauffé à une température d'utilisation de 75° à 85QC et en ce que le support devant être revêtu d'or est ensuite immergé dans le bain. 2.- Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que, en vue de la fabrication de dessins conducteurs en couche multiple le support pour 15 la première couche conductrice destiné à être revêtu d'or est recouvert d'un corps photorésistant, exposé, sensibilisé et activé et qu'ensuite le corps photoréslstant est enlevé et que le support devant être revêtu d'or est Immergé dans le bain d'or, qu'une couche isolante par exemple ds verre est appliquée après le dépôt d'or sur le support et que de nouveau 20 un corps photorésistant est appliqué, exposé sensibilisé et activé de façon à produire une autre couche conductrice après immersion dans le bain d'or. 3.- Procédé selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'or est déposé seulement dans les zones du support sur lesquelles les 25 dessins conducteurs des couches conductrices respectives doivent être appliqués. 4.- Dispositif pour appliquer le procédé selon les revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le réservoir à solution est connecté par un circuit de tuyauterie à un dispositif réfrigérant destiné à 30 ramener la température du bain à une température convenable pour l'utilisation du filtre qui lui est connecté et en ce que la sortie du filtre est relié à un dispositif chauffant destiné à chauffer le bain d'or à la température d'utilisation requise. 35 pompe est placée dans le circuit de tuyauterie provoquant la circulation continuelle du bain de telle façon que les cristaux formés dans le réservoir à solution sont amenés au filtre où ils sont extraits de la solution. 6.- Dispositif selon les revendications C43 ou £53 caractérisé en ce que la perméabilité du filtre pour les cristaux d'or s'étend de 1 chlorhydrate d'or urée acide citrique 4 g/1 6 g/1 10 g/1 5.- Dispositif selon la revendication C4) caractérisé en ce qu'une 69 10797 6 2009624 à Su. 7.- Dispositif selon la revendication £53 caractérisé en ce que le débit de la pompe dans le circuit de tuyauterie est tel que le contenu total du bain peut circuler dans le circuit au moins deux fois par heure.