Способ гальванического меднения и одновременной очистки электролита от примесей Советский патент 1985 года по МПК C25D21/18 

:л VI

Эд 11 Изобретение относится к электролитическому нанесению металлических покрытий, преимущественно к очистке электролитов гальванического меднения печатных плат от металлических и органических примесей, накапливаю щихся в рабочем растворе в процессе производства. Известны способы очистки электро литов от органических примесей в пр цессе осаждения металлов на печатные платы обработкой активированным углем или перекисью водорода 1Д. Недостатками этих способов являю ся невозможность непрерывной очистки в рабочей ванне и невозможность извлечения неорганических примесей. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ гал ванического меднения и одновременной очистки электролита от примесей преимущественно включающий раздельное пропускание тока на стадии меднения и стадии очистки при использовании дополнительного электрода сетчатого катода, при этом применяю импульсный ток переменной полярности при соотношении прямого и обратного импульсов 2:1, прямой импульс пропускают через основной катод и анод, а обратный импульс - через дополнительный катод и основной катод, который на этой стадии работае анодом 2J . Недостатками известного способа являются осаждение вместе с примеся ми на дополнительном катоде значительного количества металла, а также недостаточная эффективность извл чения органических примесей, ухудшающих качество осаждаемых металлов по мере накопления- примесей в элект ролите. Цель изобретения - снижение поте осаждаемого металла в процессе элек рохимической очистки и повышение эффективности очистки электролита от примесей. Указанная цель достигается тем, что согласно способу гальваническог меднения и одновременной очистки электролита от примесей путем раздельного пропускания тока через катод и анод на стадии меднения и через анод и дополнительный электрод - катод на стадии очистки, на стадии меднения пропускают постоянный ток, а на стадии очистки периодический переменный ток разной полярности с одинакбвой формой полупериодов . Периодический ток может быть применен произвольной формы (прямоугольной, пилообразной, синусоидальной и др.) с равными полупериодами. Технологически наиболее целесообразно применение периодического тока синусоидальной формы, например переменного тока промьшшенной частоты 50 Гц. Согласно способу в одной ванне осуществляют процесс осаждения металла, в данном случае меди, одновременно очищая электролит от примесей за счет использования дополнительного сетчатого электрода. В положительном прлупериоде дополнительный электрод является катодом, на котором происходит осаждение меди. Вместе с медью на этот же электрод осаждаются металлические примеси, в том числе и стоящие в ряду напряжений левее меди. Одновременно с электрохимическими процессами на поверхности дополнительного электрода осуществляется адсорбция органических молекул, находящихся в электролите. Электролиты меднения в производстве печатных плат, как правило, загрязнены органическими компонентами фоторезиста печатных плат, такими, как бензофенон, кетон Михлера, олигоэфиракрилат. Эти органические соединения обладают дипольным моментом, что позволяет им с ионами меди образовывать комплекв, имеющий положительный заряд. В катодный полупериод такая комплексная молекула разряжается на поверхности электрода, что обеспечивает повышение эффективности включения органики в катодный осадок за счет специфической адсорбции. В анодный полупериод растворение меди с дополнительного электрода происходит преимущественно на участках, не блокированных органическими примесями, что более энергетически выгодно. Поскольку увеличивается рост и количество адсорбированных и включенных в осадок органических молекул, то происходит уменьшение их в растворе. Попеременное осаждение и растворение металла приводит к наращиванию на дополнительном электроде сло меди с повышенной концентрацией органических примесей, что в итоге обеспечивает снижение потерь металла анода и повышение эффективности очистки. Соотношение скоростей осаж дения и растворения дополнительного электрода определяется формой тока, применяемого для очистки, а анода, используемого в гальваническом процессе, - формой тока, применяемого для осаждения металла на печатные платы. Пример 1. В гальванической ванне с сернокислым электролитом меднения, содержащим 150 г/л CuSO и 100 г/л . осуществляют одновременное гальваническое меднение заготовок печатных плат и очист ку электролита от примесей периодическим током переменной полярности с частотой 50 Гц. Эффективное значе ние тока в положительном полупериоде вдвое больше, чем в.отрицательном и составляет 1.32 А. Обеспечивается раздельное пропускание прямо го и обратного импульса через анод и дополнительный катод. Количество пропущенного электричества составляет 5 А/ч на 1л электролита. Дан64ный режим обеспечивает очистку от неорганических примесей. Данные по качеству полученных осадков приведены в табл. 1. Пример2.В гальванической ванне с тем составом, что и в примере 1, осуществляют одновременное гальваническое меднение заготовок печатных плат постоянным током 6А и очистку электролита от примесей периодическим током с равными полупериодами частотой 50 Гц. Эффективное значение периодического тока 1 А. Выход металла по току на дополнительном катоде составляет 1%, что обеспечивает максимальное снижение потерь металла и наиболее высокую эффективность очиСтки электролита от примесей. Предлагаемый способ применим и для других типов электролитов меднения. Результаты исследования приведены в табл. 2. Экономический эффект от использования изобретения может быть получен за счет снижения потерь металла, осаждаемого в гальваническом процессе, на 5-7%, повьш ения выхода годной продукции на 2-3% и повьшения эффективности использования гальванических ванн на 1,5-2%. Таблица 1

СПОСОБ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО МЕДНЕНИЯ И ОДНОВРЕМЕННОЙ ОЧИСТКИ ЭЛЕКТРОЛИТА ОТ ПРИМЕСЕЙ путем раздельного пропускания тока через катод и анод на стадии меднения и через анод и дополнительный электрод катод на стадии очистки, о т л ичающийся тем, что, с целью снижения потерь металла и повышения эффективности очистки, на стадии меднения пропускают постоянный ток, а на стадии очистки - периодический переменный ток разной полярности с одинаковой формой полупериодов.

0,66

42,6 1,0 0,9

5 0,17

20 30

1,83 1,79

1,0

1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

.Таблица2

30

1,79

28-30

1,78

1,80

30