МЕДНО-КОЛЛОИДНЫЙ РАСТВОР ДЛЯ АКТИВАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ ДИЭЛЕКТРИКОВ Российский патент 1997 года по МПК C23C18/30 

Изобретение относится к области металлизации диэлектрических поверхностей и может быть использовано в радиотехнике и гальванопластике, в особенности для изготовления печатных плат с одновременной металлизацией переходных отверстий.

В настоящее время имеется актуальная необходимость повышения технологичности процессов химической металлизации диэлектриков, в частности металлизации стенок переходных отверстий при изготовлении двусторонних и многослойных печатных плат. Широко применяемые в этих процессах палладиевые активирующие растворы обладают рядом недостатков: дороговизной, необходимостью утилизации и регенерации палладия из ванн активирования и промывки, большой вероятностью объемного разложения ванн химической металлизации при попадании в них палладия. В связи с этим многие фирмы перешли на использование медных коллоидных растворов активации [1] Предлагаемые составы представляют собой водные растворы коллоидов, образующихся при смешении солей меди (II) с сильным восстановителем (диметиламинборан) в присутствии стабилизирующих добавок
желатина, полиэтиленгликоля, α,α′-дипиридила (заявки Японии N 59-139619, МКИ C 23 с 18/40, N 61-19784, МКИ C 23 с 18/40, N 62-290879, МКИ C 23 с 18/30). Недостатком предлагаемых составов является низкая устойчивость коллоидных частиц к окислению атмосферным кислородом. Кроме того, наличие в них состава стабилизирующих поверхностно- активных веществ и α,α′-дипиридила значительно снижает активирующую активность растворов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является медный коллоидный раствор, содержащий соль меди (II) ≥ 0,3 г Cu²⁺/1 л, диметиламинборан ≥ 1,2 г/1 г Cu²⁺, желатин ≥ 0,8 г/1 г Cu²⁺, вода остальное, pH 2 4. Результаты экспериментальной проверки показали, что данный состав при доступе воздуха работоспособен менее суток, а обработанные им поверхности заготовок обладают низкой каталитической активностью в процессе химического меднения.

Цель изобретения повышение технологичности путем увеличения устойчивости и активирующей способности медного коллоидного раствора.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве стабилизаторов раствор содержит цитрат ионы и спирт при следующем соотношении компонентов, мас.

Соль меди (II) 0,05-4,0
Трехзамещенный цитрат натрия 0,2-8,0
Восстановитель 0,02-1,0
Спирт 5,0-50,0
Вода Остальное
В качестве соли меди (II) используют хлорид, сульфат, нитрат. В качестве спирта одноатомные или многатомные спирты, например, этанол, пропанол, изо-пропанол, н-бутанол, третбутанол, глицерин. В качестве восстановителя используют диметиламинборан, боргидрид. Раствор обладает активирующей способностью при содержании соли меди (II) ≥ 0,05% восстановителя ≥ 0,02% цитрата натрия ≅ 80% спирта ≅ 50,0% При содержании соли меди (II) > 4,0% цитрата натрия < 0,2% восстановителя > 1,0% спирта < 5,0% раствор коллоидной меди разлагается менее чем за 3 сут. Наибольшая стабильность медного раствора (30-45 сут.) достигается при молярном соотношении (II) цитрат восстановитель 1 2 2.

Активирующий раствор готовят растворением навесок солей меди (II) и цитрата натрия в определенном объеме смеси спирт вода и добавляют необходимое количество восстановителя.

По сравнению с прототипом изобретение имеет новую совокупность существенных признаков, т.е. отвечает критерию "новизна". Совокупность отличительных признаков изобретения среди известных технических решений (в объеме проведенного поиска) не обнаружены. Это позволяет утверждать, что изобретение соответствует критерию "существенные отличия". Совокупность общих и частных существенных признаков изобретения обеспечивают увеличение стабильности и активирующей способности путем применения раствора заявляемого состава.

Мерой активирующей способности раствора является продолжительность индукционного периода процесса химической металлизации в растворе МФП, которая следует после активации поверхности диэлектрика.

Пример 1. В 89,75 вес.ч. воды и 5,0 вес.ч. изо-пропилового спирта растворяют 0,2 вес.ч. трехзамещенного цитрита натрия и добавляют 5 вес.ч. сульфата меди (II). После этого при перемешивании добавляют 5,0 вес.ч. боргидрида натрия. Полученным активирующим раствором обрабатывают путем окунания в течение 5 мин предварительно подготовленную подложку диэлектрика марки СТЭК-1,5, имеющую группу отверстий (≈ 200 шт.) o < 0,8 мм, и сушат при комнатной температуре досуха. После сушки проводят химическую металлизацию из раствора медного физического проявителя (МФП) состава, мас.

CuSO₄ 2,5
Трилон Б 5,0
NaOH 2,2
K₃Fe(CN)₆ 0,3
Вода Остальное
При выдерживании в МФП в течение 15 мин получают сплошное медное покрытие поверхности диэлектрика и стенок переходных отверстий.

Подготовка поверхности диэлектрика марки СТЭК-1,5 осуществляется традиционным способом, включающим следующие операции:
1. Набухание в ДМФА;
2. Промывка проточной водой;
3. Травление 5 мин в растворе состава, мас.

CrO₃ 60
H₂SO₄ 13
Вода Остальное
4. Промывка 3 мин горячей водой;
5. Промывка 5 мин проточной холодной водой;
6. Нейтрализация 5 мин в 5%-ном растворе соляной кислоты;
7. Промывка проточной водой;
8. Нейтрализация 5 мин в 5%-ном растворе едкого натра;
9. Промывка проточной холодной водой;
10. Сушка.

Пример 2. В 64,6 вес.ч. воды и 30,0 вес.ч. глицерина растворяют 1,0 вес. ч. нитрата меди (II), 4,0 вес.ч. цитрата натрия трехзамещенного и 0,4 вес.ч. диметиламинборана. Полученным раствором обрабатывают поверхность диэлектрика. Все остальные операции аналогичны примеру 1.

Пример 3. В 37,0 вес.ч. воды и 50,0 вес.ч. третбутанола растворяют 4,0 вес. ч. сульфата натрия. Полученным раствором обрабатывают поверхность диэлектрика марки СТЭК-1,5. Все дальнейшие операции аналогичны примеру 1.

Пример 4 (по прототипу). В 94,90 вес.ч. воды и 5,0 вес.ч. изо-пропилового спирта растворяют 0,03 вес.ч. сульфата меди (II), 0,055 вес.ч. трехзамещенного цитрата натрия и по 0,02 вес.ч. боргидрида натрия и едкого натра. Полученным раствором обрабатывают поверхность диэлектрика марки СТЭК-1,5. Все дальнейшие операции аналогичны примеру 1.

В таблице приведены сравнительные результаты, полученные в соответствии с примерами 1-4.

Таким образом, заявляемый медно-коллоидный активирующий раствор прост в приготовлении, сохраняет высокую активирующую способность в течение более чем 30-45 сут. и обеспечивает эффективную металлизацию поверхности диэлектрика и стенок переходных отверстий.

Медно-коллоидный раствор для активации поверхности диэлектриков содержит, мас. %: соль меди Cu⁺² - 0,05-4,0; борсодержащий восстановитель - 0,02-1,0; трехзамещенный цитрат натрия - 0,2-8,0; спирт - 5,0-50,0; вода - остальное. 1 табл.

Медно-коллоидный раствор для активации поверхности диэлектриков, содержащий соль двухвалентной меди и боросодержащий восстановитель, отличающийся тем, что дополнительно содержит трехзамещенный цитрат натрия и спирт при следующем соотношении компонентов, мас.

Соль меди (II) 0,05 4,0
Боросодержащий восстановитель 0,02 1,0
Трехзамещенный цитрат натрия 0,2 8,0
Спирт 5,0 50,0
Вода Остальноет