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38 PCB giugno 2011
agente riducente. Poiché la
formaldeide è una sostanza
cancerogena volatile, nuove
soluzioni, come ad esempio
l’acido gliossilico [3, 5], sono
oggetto di studio e ricerca.
Una modi ca dell’agente
riducente potrebbe altresì richiedere
una modi ca del processo
di attivazione.
In generale il pre-trattamento
del substrato che precede
il processo di nitura
in rame electroless basato
sull’uso di formaldeide utilizza
un catalizzatore in palladio.
Quest’ultimo non necessariamente
rappresenta la migliore
soluzione nei riguardi di tutti i
possibili agenti riducenti.
Durante il processo di deposizione
di rame electroless
riveste un’importanza primaria
quale combinazione tra catalizzatore
e agente riducente risulti
e cace per la reazione di riduzione
degli ioni rameici Cu +2 a rame metallico
Cu 0 .
Il catalizzatore attivo dovrebbe essere
idealmente un metallo prezioso
in modo da prevenire e etti di passivazione.
Il catalizzatore agisce infatti
nel senso del trasferimento di elettroni
dall’agente riducente agli ioni
rame.
Per un sistema di attivazione e cace
vengono richiesti sia la capacità di
trasferimento degli elettroni che l’abilità
nell’assorbimento dei reagenti.
Il trasferimento di elettroni
dall’agente riducente agli ioni rame
deve avvenire sulla super cie, altrimenti
la deposizione del rame non ha
luogo. Diversi metalli possono agire
come catalizzatori/attivatori nel processo
di deposizione del rame electroless.
In ogni caso, la scelta dell’attivatore
dovrebbe sempre essere e ettuata
in relazione all’agente riducente utilizzato.
Fig. 1 - “Volcano plot” per la reazione di sviluppo
di idrogeno
L’attività catalitica del metallo ha
un inpatto sull’ossidazione delle specie
riducenti e, di conseguenza, sulla
deposizione dello strato di rame electroless.
L’adeguamento del process di
attivazione alla natura e proprità
dell’agente riducente é di primaria
importanza per una resa ottimale della
reazioni ossidative che hanno luogo
sul substrato cataliticamente attivato.
Scopo del presente articolo è stato
quello di caratterizzare e determinare
l’attività catalitica di vari metalli
nell’ossidazione delle specie riducenti
presenti nel bagno. I risultati conseguiti
dagli esperimenti e ettuati possono
o rire un ottimo strumento per
lo sviluppo e l’ottimizzazione dei processi
di attivazione durante la deposizione
di rame electroless.
Al ne delle misurazioni, sono stati
presi in esame la formaldeide e l’acido
gliossilico, il primo come agente standard
di riduzione, il secondo come
agente riducente alternativo.
Aspetti catalitici
Dal punto di vista della catalizzazione,
la reazione critica
per la deposizione electroless è
l’ossidazione dell’agente riducente
sul materiale di base catalizzato.
Durante il processo
di ossidazione i colloidi attivi
vengono assorbiti sulla super-
cie del substrato e agiscono
come catalizzatori. Essi funzionano
garantendo un percorso
di reazione alternativo a
bassa energia di attivazione.
Nelle fasi iniziali del processo
di deposizione il catalizzatore
funge da sito anodico,
sul quale il riducente può
venire assorbito ed ossidato.
Gli elettroni rilasciati a seguito
dellàossidazione del riducente
si muovono attraverso
il metallo e permettono la riduzione
degli ioni rame. Le particelle
catalitiche agiscono dunque come sistemi
per il trasferimento di elettroni
dall’agente riducente agli ioni metallo.
Struttura e composizione del catalizzatore
possono dunque in uenzare il
grado di deposizione e la cineticha di
reazione [1].
La funzione di un catalizzatore
eterogeneo è quella di assorbire il reagente
o l’intermediario e di trasformarlo
in una specie che possa più facilmente
reagire nel modo desiderato;
In tal senso l’ossidazione dell’agente
riducente dipende dalla fase di attivazione.
La relazione tra ossidazione del riducente
ed assorbimento catalitico
dell’attivatore viene descritta dai cosiddetti
“Volcano plots” (vedi Fig. 1).
Nel diagramma “Volcano plots” rappresentato
in Fig. 1 la densità di corrente
di scambio j 0 per la reazione di
sviluppo di idrogeno é riportata in funzione
dell’energia di legame metalloidrogeno
su di erenti elettrodi.