Раствор для химического осаждения покрытий никель-бор Советский патент 1992 года по МПК C23C18/34 

Изобретение относится к нанесению металлических покрытий способом химического восстановления, в частности к осаждению никель-бор покрытий на медь, и может быть использовано, например, в электронной, радиопромышленности и приборостроении при производстве печатных плат.

Известен раствор для нанесения химических покрытий никель-бор, содержащий хлористый никель, борогидрид натрия, этилендиамин, гидроксид натрия, соль таллия и воду.

Недостатком указанного раствора является получение покрытий, не удовлетворяющих требованиям по образованию сварных, соединений и по пайке. Кроме того, осаждение покрытия из указанного раствора с достаточной скоростью происходит прТй 90-95° С.

Известен раствор для нанесения химических покрытии никель-бор, содержащий хлористый никель, борогидрид натрия, калий-натрий виннокислый, этилендиамин, гидроксид натрия и воду.

Недостатком указанного раствора является его невысокая стабильность - время от момента начала процесса осаждения до появления в объеме раствора металлических частиц, катализирующих его спонтанное разложение.

Наиболее близким по составу являете, раствор для химического осаждения покрытий никель-бор на поверхность меди, содержащий хлористый никель, борогидрид натрия, калий-натрий виннокислый, этилендиамин, гидроксид натрия, воду и 5-нит- робензимидазол в качестве стабилизатора (5-НБИ)

Данный раствор позволяет повысить стабильность, а также скорость процесса, и получать покрытия, способные к у т тразву- ковой сварке и пайке. Однако данный раствор позволяет получать покрытия, не удовлетворяющие требованиям производства по усилию отрыва привариваемой проволоки, и невысокой коррозионной стойкостью покрытия, осаждаемые из указанного раствора, характеризуются значительным разбросом данных по усилию отрыва привариваемой с помощью ультразвука проволоки (усилие отрыва гложет меняться от 4,0 до 24,0 г) при эгом среднее значение составляет 9 7-10,2 г Согласно требованиям производства печатных плат минимальное усилие отрыва электронных выводов не должно быть меньше б г, разброс значений должен быть минимальным. При оценке коррозионной стойкости покрытий никель-бор по ускоренному методу испытаний на некоторых платах наблюдаются небольшие очаги коррозионного поражения в виде потемнения и желто-зеленых разводов

Целью изобретения явпяется повышение коррозионной стойкости покрытий ,Л улучшение способности к сварке,

Поставленная цель достигается тем, что раствор для химического осаждения покрытий никель-бор содержащий хлористый никель, калий-натрий виннокислый, этилендиамин, гидроксид натрия, 5-нитро- бензимидазол, борогидрид натрия, этиловый спирт и воду, дополнительно содержит урацил при следующем соотношении ком понентов, мас.%: хлорид никеля, шестивод- ный 0,23-2,3; калий-натрий виннокислый четырехводный 1,1-11,3; этилендиамин 0,09-0,9; гидроксид на грия 1,0-6,0; 5-нитро- бензимидазол 0,0007-0,013; урацил 0,00005-0,001; борогидрид натрия 0,01- 0,08; этиловый спирт 0,43-8,0; вода -до 100. Рабочий раствор готовят путем смешивания в необходимых количествах раство ров J - IV. Приготовление раствора I, содержащего хлористый никель, калий-натрий виннокислый, этилендиамин и гидроксиднатрия,осуществляют последовательным растворением компонентов в 600 мл воды. Раствор И и III представляет собой 0,13%-ный раствор 5-нитробензимидазола в этиловом спирте и 0,01%-ный раствор урацила и дистиллированной воде, а раствор IV - 1 %-ный рзствор борогидрмда натрия в 0,5М NaOH Для приготовления рабочего раствора к раствору I добавляют при перемешивании от 5,4 до 100 мл раствора II, от 5 до 100 мл раствора 111 и от 10 до 80 мл раствора IV, Объем

доводят до 1 л. Температуоа процесса 82 ± 2°С.

Осаждение покрытий никель-бор осуществляется на медные проводники часовых печатных плат при рабочей температуре раствора 82 ±2° С. Процесс начинается самопроизвольно без предварительного контактирования изделий с более электроотрицательным металлом. Время

осаждения составляет 1 ч, плотность загруз- км не превышает 1,0 дм г/л. Предварительная обработка поверхности меди включает обезжиривание в растворе состава, г/л: Ма2СОз 30-35; МазРОз 30-75; моющее средство Экстра-5 при температуре 40-60° С в течение 10-15 ммн; травление в травителе состава, г/л: аммония персульфат 200; HaSO 50, при комнатной температуре в течение 30-60 с; декапирование в разбавленной НС (1:1) или hfcSO (10 15%) в течение 2-3 мин После каждой операции проводится тщательная промывка в проточной и дистиллированной воде.

Способность покрытия к ультразвуковой сварке определяют по усилию отрыва привариваемой алюминиевой проволоки на установке УЗСМ-2,5.

Скорость осаждения никель-бор покрытия оценивают гравиметрически, его

внешний вид- визуально и с помощью микроскопа МБС-10. Коррозионную стойкость оценивают визуально с помощью микроскопа после выдерживания плат в камере влаги в течение 3 сут, 40° С, относительной влажнасти 95%. Результаты испытаний представлены в табпице.

Пример 1, Подготовленную печатную плату погружают в нагретый до 82° С ни- кель-борогидридный раствор, приготовленный путем смешивания раствора I, 20 мл раствора II, 11 мл раствора III, 20 мл раствора IV, имеющего следующий состав, мас.%: хлорид никеля, шестиводный 1,0; калий-натрий виннокислый, четырехводный 4,5; этилендиамин 9,44; гидроксид натрия 3,0; 5-нмтробензимидазол 0,0026; урацил 0,00011; борогидрид натрия 0,02; этиловый спирт 1,6; вода-до 100.

П р и м е р 2. Печатную плату по примеру 1, погружают в нагретый до 82° С ни- кель-борогидридныйраствор,

приготовленный путем смешивания раствора , 5,4 мл раствора II, 5 мл раствора III и 10

5 мл раствора IV, имеющего следующий состав, мас.%; хлорид никеля, шестиводный 0,23; калий-натрий виннокислый, четырехводный 1,1, зтилеидиамин 0,09; гидроксид натри. 1,0; 5-нитробензимидазол 0,0007;

урацил 0,00005; борогидрид натрия 0,01; этиловый спирт 0,43; вода - до 100.

Пример 3. Печатную плату по примеру 1 погружают в нагретый до 82° С ни- кель-борогидридныйраствор,

приготовленный путем смешивания раствора I, 100 мл раствора I, 100 мл раствора II и 80 мл раствора IV, имеющего следующий состав, мае,%: хлорид никеля, шестиводный 2,3; калий-натрий виннокислый, четырех- водный 11,3; этилендиамин 0,9; гидроксид натрия 6,0; 5-нитробензимидазол 0,013; урацил 0,001; борогидрид натрия 0,08; этиловый спирт 8,0; вода - до 100. Формула изобретения Раствор для химического осаждения покрытий никель-бор, содержащий хлхэрид ни

келя, калий-натрий виннокислый, этилен- диамин, гидроксид натрия, 5-нитробензимидазол, борогидрид натрия, этиловый спирт и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения коррозионной стойкости покрытий и улучшения способности к сварке, он дополнительно содержит урацил при следующем соотношении компонентов, мас.%: хлорид никеля, 0.23-2,3; калий-натрий виннокислый четырехводный 1,1-11,3; этилендиамин 0,09-0,9; гидроксид натрия 1,0-6,0; 5-нитробензимидазол 0,0007- 0,013; урацил 0,00005-0,001; борогидрид натрия 0,01-0,08; этиловый спирт 0,43-8,0; вода -до 100.

15

Может быть использовано в электронной, радиопромышленности и в приборостроении при производстве печатных плат для осаждения покрытий никель-бор на медь. Согласно изобретению раствор содержит, мас.%: хлорид никеля 0,23-2,3; калий-натрий виннокислый 1,1-11,3; этилендиамин 0,09-0,9; гидроксид натрия 1,0-6,0; 5-нитро- бензиммдазол 0,0007-0,013; урацил 0,00005-0,001; борогидрид натрия 0,01- 0,08; этилоаый спирт 0,43-8,0. 1 табл.