Водный раствор для химического осаждения медьсодержащих покрытий Советский патент 1984 года по МПК C23C3/02 

Изобретение относится к металлическим покрытиям, в частности к рас ворам для химического осаждения покрытий из сплава медь - олово, и мо жет быть использовано в радиоэлектронной промышленности. Известен раствор для химического осаждения покрытий из сплава медь олово, содержащий сернокисл то медь, двухпористое олово, а также гидроокиси аммония и натрия m . Однако данньй раствор позволяет осаждать покрытия со скоростью 4 мкм/ч только в течение 30 мин. По истечении этого времени вследствие пассивации поверхности скорость оса дения падает, что не позволяет полу чать толстослойные покрытия. Кроме того, данный раствор используется при повышенной температуре (70 С), что неэкономично. Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату водный раствор для химического осаждения медьсодержащи покрытий, включающий соль меди, например хлорид меди, комплексообразо ватель например трилон Б, восстанов тель, например формалин, серосодерж щий стабилизатор, например диэтилди тиокарбамат натрия в сочетании с азотосодержащим стабилизатором, и гидроокись натрия 2j . Известный раствор является стабильным в работе достаточно высокой скорости осажДения медных покрытий. Однако йри его использовании для осаждения покрытий из сплава медь олово стабильность резко падает. (через 5-15 мин) после введения в раствор соли олова (необходимое условие для осаждения спЛава-из этого раствора) выпадает белый осадок. Раствор становится неработоспособным Цель изобретения - повышение скорости осаждения покрытий из сплава медь - олово и стабильности раствора Указанная цель достигается тем, что раствор включающий хлорид меди, дина-триевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (трилон Б), формалин, серосодержащий стабилизатор диэтилдитиокарбамат натрия в сочетании с азотсодержащим стабилизатором и гидроокись натрия, дополнительно содержит хлорид олова (II), а в качестве азотсодержащего стабилизатора - натриевую соль 2-метил-4,7-дигидро-6-нитро-7-оксопиразоло (5,1-С) (1,2,4) триазина при следующем соотношении компонентов, г: Хлорид меди 1,5-3,0 Хлорид олова (И) Трилон Б 40-100 мл Формалин Диэтилдитиокарбамат 0,01-0,015 натрия Натриевая соль 2-метил-4,7-дигидро6-нитро-7-оксипиразоло (5,1-С)(1,2,4) 0,005-0,01 триазина До рН 13 Гидроокись натрия До 1 л Синтез натриевой соли 2-метил-4,7дигидро-6-нитро-7-оксопиразоло(5,1-е)(1,2,4) триазина осуществляют по схеме

ТЯ02СН2СООС2Н5. 02, NaOK 1 Растворяют 0,97 г (0, моль) 3-м тш1-5-аминопиразола в 10 мл воды и 3 г концентрированной соляной кислоты. Охлаждают до и диазотируют раствором 0,8 г нитрита натрия в 5 мл воды. Вьщерживают 30 мин и прибавляют порциями в смесь 1,33 г (0,01 моль) этилового эфира нитроуксусной кислоты, 2 г едкого натра и 40 мл 50%-ного этанола при О С. Выдерживают после окончания прибавления 4 ч при и образовавшийся осадок отфильтровьшают. Кристаллизуют ич 50% этанола. Выход 1,5 г (70%) с т.пл. 300-305С (разл). Найдено, %: С 33,0; И 2,1; N 32,0. СбН4М50чНа Вычислено, %: С 33,2;Н 1,9; N 32,3. ИК-спектр 1505 - Hoij 1325 CM; J Q 1670 см-1 ПМР 8 (м.д. в ДМСО-сЗ) 6,70 .(с, 3-Н), 2,40 (С, СН), УФ-спектр, раствор в этаноле щд ;)395 (7400). Химическое осаждение сплава медь олово проводят при 293 К из растворов (табл. 1) на подложку из стеклопластика, подготовленную по общепринятой методике (сенсибилизирование и активирование). Скорость осаждения определяют весовым методом, состав сплава - фотоколориметрически. Данные по скорости осаждения спла ва и стабильности предлагаемого раст вора сведены в табл. 2. ; Среднее время стабильной работы раствора при концентрации добавки (соединение 1) 0,005 г/л 90-102 ч, средняя скорость осаящения сплава за этот период времени 1,15-1,20 мкм/ч (при подпитке раствора через каждаю 24 ч работы по основным компонентам) содержание олова в сплаве 35-40%./ При концентрации 0,01 г/л стабильность 50-70 ч, скорость оса щенкя 1,9-2,0 мкм/ч, содержание олова 50-55%., Таким образом, из таблицы видно, что скорость осаждения сплава из CBie жеприготовленного раствора на диэлек рическую подложку, подготовленную по стандартной методике, составляет 4,1-5,6 мкм/ч. По мере вырабатывания раствора скорость и содержание олова в сплаве уменьшаются. Исследуемый раствор позволяет получать толстослойное покрытие из сплава медь - олово с высокой адгезией к подложке и антикоррозионной стойкостью. Покрытие легко додцается пайке без использования флюсов. при нагревании до 200-250°С не наблюдается отслаиваний. ПРИ максимальной продолжительности работы раствора получают толстослойные покрытия. Характеристики сведены в таблицу 3. Приведенные в таблице 3 данные показывают преимущество предлагаемого раствора по сравнению с базовым объектом (раствор, не содержащий соединения 1) по основным параметрам: . скорость осаждения, устойчивость раствора и проце.нтное содержание олова в сплаве. Таким образом введение в раствор химического бронзирования стабилизатора - натриевой соли 2-метил-6-нитро-7-оксо-4,7-дигидропиразоло (5,1-е) (1,2,4) триазина (соединение 1) приводит к увеличению стабильности раствора в 20-30 раз, повьшению процентного содержания олова в 4-5 раз. Скорость осаждения сплава при получении тонкослойных покрытий (время работы раствора 0,5-3,0 ч) достигает .4,0-5,6 мкм/ч при высоком содержании олова (40-60%) в сплаве. Уменьшение скорости осаждения с течением времени; связано с выработкой раствора и пассивацией поверхности. Раствор позволяет получить легкопаяемые толстослойные покрытия из сплава медь - олово (толщина 100-. 150 мкм). Покрытия имеют характерный металлический Влеск и не подвергаются коррозии. Т а б .л и ц а 1

ВОДНЫЙ РАСТВОР ДЛЯ ХИМИЧЕСКОГО ОСАВДЕНИЯ МЕДЬСОДЕРЖАЩИХ ПОКРЫТИЙ, включающий хлорид меди, динатрие. вую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (трилон Б), формалин, серосодержащий стабилизатор - диэтилдитиокарбамат натрия в сочетании с аэотсодержацтм стабилизатором и гидроокись HaTpi-iH, .отличающийся тем, что, с целью повышения скорости осаждения, покрытий из сплава медь олово и стабильности раствора, он дополнительно содержит хлорид олова (и), а в качестве азотосодержащего стабилизатора - натриевую соль 2-метил-4,7-дигидро-6-нитро-7-оксопиразоло

Натриевая соль-2метил-4,7-дигидро6-нитро-7-оксопиразоло (5,1-е)(1,2,4) триазина

0,001

0,005 0,01 До рН 13 До рН 13 Едкий натр Время работы раст90-102 30-40 вора Скорость осаждения, мкм/ч 1,15-1,20 1,90-2,00 Содержание меди в 60,4 67,0 сплаве, % Содержание слова в 39,6 33,0 сплаве, %

Примечание. Соединение 1 - натриевая соль 2-метил-6-нитро-7-оксо-4,7-дигидропиразоло(5,1-е)(1,2,4) триазина.

1102820

Продолжение табл. 1 До рН 13 До рН 13 10-12 3-3,5 1,70-1,80 1,80-2,10 39,5 89,2 60,5 10,8

С подпиткой каждые 24 ч.

Запредельные значения.

Таблица 3