Раствор для предварительной обработки поверхности пластмасс перед химическим меднением Советский патент 1984 года по МПК C23C3/02 

00 О 9 , Изобретение относится к подготовке поверхности пластмасс перед химическим меднением и может найти при.менение в радиоэлектронике, приборостроении и автомобильной промышленности. Известны растворы для предварительной подготовки поверхности пласт масс перед химической металлизацией, в которых исключается использование дефицитного и дорогостоящего палладия,Изделия из пластмассы последовательно обрабатываются в нескольких технологических растворах. Раствор обезжиривания представляет собой водный раствор моющих средств. Травящий раствор состоит из водного рас твора бихромата калия в серной кислоте. Раствор сенсибилизации содержит водньш солянокислый раствор хлористого олова, а активирующий рас твор представляет собой сернокислый раствор сульфата двухвалентного желе за ij .Недостатками этих растворов являются нестабильность активирующих рас творов на основе сульфата двухвалентного железа, длительность проце са,что связано с последовательной об работкой в каждом из перечисленных растворов предварительной подготовки сложность регенерации травильных и а тивирующих растворов, а также сложность очистки сточных вод. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является раствор предварительной подготовки поверхности пластмасс, который позволяет одновре менно обезжиривать, травить и активи ровать поверхность. Он содержит гало генид одновалентной меди,преимуществе но хлорид меди, по крайней мере один органический растворитель (диметилформамид обязательно), восстановитель, например гипофосфит натрия, хлорид двухвалентного одова и соляную кислоту 2 . К недостаткам известного раствор относятся низкая адгезия медного покрытияС 13 МПа) ,:что обуславливается недостаточным протравливающим эффектом композиции (диметилформамид способен частично гидролизоваться .что значительно уменьшает протравливаюпр1й . эффект. растворителя) и затрудненная регенерация раствора предварительной подготовки. Цель изобретения - повышение адгезии медного покрытия к пластмассовой подложке. Поставленная цель достигается тем, что раствор предварительной обработки поверхности пластмасс перед химическим меднением, содержащий галогенид одновалентной меди, соляную кислоту и органический растворитель, дополнительно содержит фторсульфоновую кислоту или смесь плавиковой и серной кислот при соотношении 1:11:5, а в качестве органического растворителя - ацетон, при следующем содержании компонентов, г: Галогенид одновалентной меди20-80 Соляная кислота 50-300 Фторсульфоновая кислота20-100 или смесь плавиковой (71%-ной) и серной (96%-ной) кислот 20-350 Ацетон До 1 л В качестве галогенида одновалентной меди могут быть использованы эквивалентные соли: хлорид, бромид или иодид меди. Выбор в качестве растворителя ацетона обусловлен тем, что ацетон является стабилизатором солей одновалентной меди, восстанавливая образующиеся иойы двухвалентной меди до одновалентной меди по схеме, наприсцеи + cuci + 7 + CHjCICOCH, при этом использование ацетона исключает введение в раствор предварительной подготовки восстановителей типа гипофосфита натрия либо двухлористого олова, а также тем, что улучшается возможность регенерации активирующих растворов, что связано с низкой температурой кипения ацетона (Т 56°С) и с тем, что ацетон является единственным органическим растворителем. Предельно.допустимая концентрация ацетона в рабочей зоне (200 мг/мЪ относительно высока по сравнению с , концентрацией для диметилформамида (10 мг/м ). Кроме того, ацетон является растворителем, обладающим и )протравливающим и обезжиривающим эффектом. Введение в раствор предварительной подготовки фторсульфоновой кислоты либо смеси плавиковой и серной кислот обеспечивает травлени.е поверхности пластмасс за счет реакции этих кислот с полимерным материалом на основе .стекловолокна. Эпоксидная смола удаляется в результате сульфирования ароматической части ее и сво бодных гидроксильных групп серной и фторсульфоновой кислотами, образуя полярный сложный сульфированный поли мер, легко удаляющийся с подложки ацетоном и дальнейшей промывкой. Пла виковая и фторсульфоновая кислоты вступают в реакцию со стекловолокном по схемам: . SiO| + 4HF + 2Н20 SiO,., + + HxjSO. Протекание таких реакций на поверхности пластмасс обеспечивает более глубокое травление, чем использрвание только неводных растворителей и создает микрошероховатость (л/1,5 мкм) поверхности, что необгходимо для хор-ошей адгезии медного . покрытия. Травление пластмасс предла гаемым раствором, в который введены фторсульфоновая кислота, либо смесь серной и плавиковой кислот облегчается также и за счет того, что эти кислоты способны образовьшать ком:плексы с ацетоном. Комплексообразова ние происходит по атому фтора. Комплексообразование фторсодержащих кис лот с ацетоном регулирует травление препятствует перетравливанию полимеров и улучшает адгезию. Использование фторсульфоновой ки лоты предпочтительнее, чем смеси пла виковой и серной кислот. вследствие более эффективного травления пластм сы. Однако вследствие относительной дефицитности фторсульфоновой кислоты целесообразно использовать смесь ки Обработку пластмасс в растворе для предварительной подготовки осуществляют следующим образом. Готовят совмещенньй раствор, для чего к суспензии галогенида одновалентной меди (20-80 г/л) в ацетоне при нагревании и перемешивании добавляют 50-300 г/л 36%-ной соляной кислоты. После осаждения в полученный гомогенный раствор добавляют от 20 до 100 г/л фторсульфоновой кислоты либо смесь 71%-ной плавиковой кислоты и 96%-ной серной кислоты в соотношении от 1:1 до 1:5. Образец пластмассы погружают -в приготовленный совмещенный pactBdp на 5-300 с при комнатной температуре. Затем образец промывают водой и (не обязательно) погружают в восстанавливающий раствор на 1-5 мин. После этого образец погружают на 1-5 мин в раствор акселерации. Образец готов для химического меднения в типовом растворе. Уменьшение концентрации фторсульфоновой кислоты меньше 10 г/л приводит к неудовлетворительной микрошероховатости и плохой адгезии. Увеличение концентрации больше 100 г/л вызывает перетравливание пластмассы, слишком большую микрошероховатость и уменьшение адгезии медного покрытия. Увеличение соотношения плавиковой и серной кислот более 1:5 приводит к нестабильности раствора предварительной подготовки, а уменьшение соотношения ниже чем 1:1 не обеспечивает удовлетворительной микрошероховатости. Состав предлагаемого раствора предварительной подготовки перед химическим меднением и его технические характеристики приведены в таблице. В примерах 1 и 2 проиллюстрирован технический процесс подготовки пластмассы к xи шчecкoмy меднению. Пример 1. Подложку из пласт.;массы СТЭФ-1 площадью .10 см на 1 мин погружают в активирующий твор состава, г: . Хлорид меди (1) 40 Соляная кислота (36%-ная)200 Фторсульфоновая кислота.20 АцетонДо 1 л Далее подложку промывают в воде и погружают на 1 мин в водный раствор восстановления состава, г/л: Na.BH41 NaOH 50 ,001 Затем подложку погружают на 3 мин в раствор акселерации состава, г/л: Формалин150 мл/л NaOH 300 Hg(OCOCH,j)20,01 После этого подложку помещают в раствор хиьшческого меднения состава, г/л: CuS045H2014 NiS04 iKNaCifHHOg Формалин (40%-ный) Адгезия медного покрытия 20 МПа микрошероховатость (R.) 1,5 мкм, начальная скорость меднения 40 мг/мин-см Пример 2. Подложку из пласт массы СТЭК-1 площадью 10 см погружают на 5 мин в а:ктивирую1ций раствор состава, г: Иодид меди (I) 30 Соляная кислота (36%-ная)100 Плавиковая кислота (71%-ная) . ЮЛ Серная кислота (96%-ная).100 Ацетон . До 1 л Раствор готовят следующим образом К суспензии иодида меди (1) в ацетоне (30 г CuJ) при перемешивании и нагревании добавляют 100 г 36%-ной соляной кислоты. Образуется темнокоричневый комплекс иодид меди (I) ацетон. В отдельной порции к.100 г 96%-ной серной кислоты осторожно добавляют 100 г 71%-ной плавиковой кис лоты и 300 мл ацетона. Второй раствор выливают в первый и доводят до одного литра ацетоном. После обработ ки в активирукидем растворе образец пластмассы тщательно промывают вначале раствором 5%-ной соды, затем дистиллированной водой, погружают на 5 мин в раствор восстановления соста ва, г/л: Тиомочевина После этого подложку погружают в раствор акселерации состава, г/л: Формалин100 NaOH100 ,001 Затем подложку помещают, в раствор химического меднения, состава, г/л: СиЗОц 5Н2014 NiSG jeHjO4 KNaC4H40640 Формалин (40%) 52 мг/л Адгезия покрытия 32 МПа; микрошероховатость (R) 1,5 мкм; начальная . скорость меднения 42 мг/см-мин. Качество предварительной подготовки поверхности пластмасс перед хими-; ческим меднением оценивают по начальной скорости процесса химического меднения и по результатам микрошероховатости поверхности. Качество покрытия оценивают по результатам испытания на адгезию покрытия путем Отрыва и с помощью микроскопа. Экономический эффект от применения предлагаемого раствора предварительной обработки поверхности пластмасс достигается за счет значительного улучшения адгезии медного покры тия (на отрыв) с 13 МПа до 19-23 Ша в результате обеспечения более удовлетворительной микрошероховатости поверхности пластмасс. Использование в качестве растворителя ацетона облегчает регенерацию раствора предварительной подготовки вследствие низкой температуры кипения ацетона и того, что неводная среда.рднокомпонентна. . Исключается использование восстановителя в растворе, что обеспечивается высокими стабилизирующими свойствами ацетона.

РАСТВОР ДЛЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ ПЛАСТМАСС ПЕРЕД ХИМИЧЕСКИМ МЕДНЕНИЕМ, содержащий галогенид одновалентной меди, соляную, кислоту и органический растворитель, отличающийся тем что, с целью повьппения. адгезии медного покрытия к подложке, он допол- ; нительно содержит фтореульф&новзто кислоту или смесь плавиковой и серной кислот при соотношении 1:1 - 1:5, а - в качестве органического растворита ля - ацетон при следующем содержании компонентов, г: Галогенид; однова20-80 лентной меди Соляная кислота