Способ корректирования растворов химического меднения Советский патент 1985 года по МПК C23C18/00 

. 1

Изобретение относится к химическому меднению, в частности к корректированию растворов химического меднения, и может быть использовано при металлизации пластмасс, в частности в производстве пачатных плат.

Цель изобретения - повьпиение срока службы растворов химического меднения.

Дозировку ионов меди и гидроксилионов осуществляют соответственно через катионо- и анионообменные мембраны, образующие электрически соединенные емкости, одну из которых заполняют раствором сернокислой меди 145-155 г/л и растворяют в ней анодно медь при плотности тока 1,4 1,6 А/дм, а другую заполняют раствором гидроокиси натрия 115-125 г/л, помещают в нее катод и поддерживают на нем ту же плотность тока, что и на аноде.

На чертеже представлена блок-схема устройства для корректировки раствора предлагаемым способом.

Устройство содержит рабочий резервуар 1 (ванна с раствором химического меднения); вспомогательные резервуары 2 и 3, отделенные от рабочего резервуара ионообменными мембранами, источник 4 постоянного тока, регулятор 5, схему 6 сравнения, датчик 7 концентрации расходуемых ионов металла, анод 8 из меди, анодное пространство 9 во вспомогательном резервуаре, заполненное раствором сернокислой меди, катионообменную мембрану 10 из смолы марки КУ-2, рабочий раствор 11 химического меднения, катод 12 из нержавеющей стали, катодное пространство 13 в вспомогательном резервуаре, заполненное раствором гидроокиси натрия и анионообменную мембрану 14 из смолы марки

ЭДЭ-ЮП, I

В исходном состоянии рабочий раствор 11 химического меднения в ванне 1 имеет заданную концентрацию ионов расходуемой меди, измеряемой датчиком 7, Перед началом работы устройства на входе схемы 6 сравнения устанавливают сигнал, пропорциональный концентрации расходуемьгк ионов меди. При этом регулятор 5 выводят в нулевое положение, в результате чего ток между анодом 8 и катодом 12 отсутствует. После загрузки покрываемых изделий в раст6292

вор 11 химического меднения в результате осаждения концентрации ионов меди уменьшается, и пропорционально им уменьшается концентрация гидроокиси натрия. При этом на выходе схемы 6 сравнения будет сформирован сигнал

( - ХоЬ

где Хр и X - сигналы, пропорциональные текущему и начальному значениям концентрации ионов расходуемого металла.

В результате появления сигнала на входе регулятора 5, последний подключает катод 12 и анод 8 к источнику 4 питания. Известно, что в цепи постоянного тока количество электричества

q ,

где и - напряжение источника питания-, t - время-,

R - сопротивление цепи, включающей (в рамках предлагаемого устройства) сопротивление электродиализной системы между анодом 8 и катодом 12 и сопротивление регулятора 5 .

Учитывая это обстоятельство, регулятор 5 выполнен таким образом, что при отсутствии сигнала на выходе схемы 6 сравнения его сопротивле. ние Rpg2. - эквивалентно отключению источника питания и отсутствию обмена ионами между прост-транствами. При появлении сигнала на выходе схемы 6 сравнения величина сопротивления регулятора 5 убывает обратно пропорционально величине сигнала рассогласования, т.е.

R- Х -, а q лх t, так как U const. Таким образом, возникает ионный обмен между растворами в катодном 13 анодном 9 и рабочем 11 пространствами. Б результате этого обмена происходит корректировка рабочего раствора 11 расходуемыми ионами медн из вспомогательного резервуара 2 через катионообменную мембрану 10 с одновременным переносом эквивалентного количества ионов гидроксила из вспомогательного резервуара 3 через анионообменную мембрану 14.

Скорость обмена определяется скоростью расходования ионов, контролируемых датчиком концентрации 3 меди, и зависит только от инерционности самого датчика 7, Корректирование раствора остальными компонентами, в том числе гидроокисью натрия, необходимой для связывания формиат-иона, производят при этом обычными способами, например по дан ным химических анализов. Пример. Химическое меднение производят в ванне, 10 л в течение 250 ч (50 дней в среднем по 5 ч в день). Начальный раствор имеет следующий состав, г/л: Медь сернокислая 30 Гидроокись натрия 40 Калий-натрий виннокислый150Натрий углекислый 20 Тиосульфат натрия 0,0001 Формалин10После проведения химического меднения в течение одного часа (дву циклов осаждения) в растворе израсходовали на покрытие печатных плат 1,69 г меди, в результате чего концентрация сернокислой меди (в пересчете на CuSO 5Н20) снижается от 30 г/л до 29,3 г/л, а концентрация сернокислого натрия - соответственно от 40 г/л до 39,6 г/л. Затем через электроды, помещенные во вспомо гательные резервуары, пропускают ток силой 6,7 А в течение 14 мин, 294 а результате через катионообменную мембрану в раствор химического меднения вводят 1,83 г-иона меди. Концентрация сернокислой меди в рабочей ванне увеличивается с 29,3 г/л до 30,3 г/л. Одновременно с этим через анионообменную мембрану в раствор химического меднения вводят 2,34 г-иона гидроксила. В результате концентрация гидроокиси натрия увеличивается с 39,6 г/л до 39,8 г/л. После этого через каждые 20 циклов химического меднения в рабочую ванну вместе с формалином дополнительно вводят по 25 г гидроокиси натрия обычным способом, с целью компенсации ее дебаланса из-за образования формиата натрия. При этом концентрация компонентов в растворе изменилась в соответствии с-данными, приведенными в таблице. Из таблицы видно, что концентрация ионов меди и гидроксила поддерживается в точностью до 4%. Использование предлагаемого способа обеспечивает увеличение срока службы растворов химического меднения не менее, чем в два раза , повышение точности дозирования в дватри раза и снижение расхода материаов.

СПОСОБ КОРРЕКТИРОВАНИЯ РАСТВОРОВ ХИМИЧЕСКОГО МЕДНЕНИЯ, включающий дозировку ионов.меди и гидроксила по мере их расходования, о тличающийся тем, что, с целью повышения срока службы раствора, дозировку ионов меди и гидроксилионов осуществляют соответственно через катионо- и анионообменные мембраны, образующие электрически соединенные емкости, одну из которых заполняют раствором сернокислой меди 145-155 г/л и растворяют в ней анодно медь при плотности тока 1,4 1,6 А/дм, а другую заполняют раствором гидроокиси натрия 115-125 г/л, помещают в нее катод и поддерживают на нем ту же плотность тока, что и на аноде.