THE CHEMISTRY OF PALLADIUM-TIN COLLOIDAL CATALYSTS

Résumé
Le revêtement non électrolytique du cuivre sur des substrats isolants est un procédé largement utilisé par les industries électroniques dans la fabrication des cartes de circuits imprimés et dans la décoration de matériaux plastiques utilisés dans l'électroménager et dans les composants d'automobiles. Les surfaces du plastique doivent être spécialement préparées par une déposition catalytique dans un bain non électrolytique. Le procédé le plus répandu à cet effet utilise une catalyse palladium-étain. Les étapes successives du processus comportent une série complexe de réactions comprenant des réactions redox, des formations colloïdales, des phénomènes de précipitation et de redispersion. Nous avons étudié ces processus par le détail en utilisant la spectroscopie Mössbauer de Sn¹¹⁹ afin de suivre l'état chimique de l'étain, et la diffusion en retour Rutherford afin de déterminer les éléments présents à la surface. Les résultats montrent que : 1) le bain Sn-Pd contient des particules extrêmement fines (colloïdales) d'alliage Pd-Sn, 2) ces particules sont adsorbées par la surface du plastique lors du contact avec le bain et 3) pendant le rinçage après la catalyse, une couche d'hydroxyde d'étain se dépose sur les particules de l'alliage Pd-Sn. Cet hydroxyde d'étain peut normalement être supprimé par une réaction de pas séparée. La compréhension de ces processus chimiques permet de renouveler l'opération afin d'obtenir un meilleur rendement.

Abstract
Electroless plating of copper onto insulating substrates is a process widely used in the electronics industry for manufacture of printed wiring boards, and in decorative plating of plastic trim parts for automotive and consumer appliance applications. Plastic surfaces must be specially prepared to catalyze deposition from the electroless bath. The process most widely used for this purpose involves a palladium-tin catalyst. The successive processing steps involve a complex series of reactions including redox reactions, colloid formation, precipitation and redispersion. We have studied these processes in detail using Mössbauer spectroscopy of the Sn¹¹⁹ to follow the chemical state of the tin and Rutherford backscattering to determine thr elemcnts present on the surface. The results show that : (1) the Sn-Pd bath contains extremely fine (colloidal) particles of Pd-Sn Alloy, (2) these particles are adsorbed on the plastic surface during treatment in the sensitizing bath, and (3) during the rinse after catalysis, a layer of stannic hydroxide is deposited over the Sn-Pd alloy particles. This stannic hydroxide must normally be removed by a separate processing step. With this understanding of the chemistry, it is possible to redesign the process to provide improved efficiency.