Раствор для химического меднения диэлектриков и металлов Советский патент 1977 года по МПК C23C3/02 

1

Изобретение относится к области химического нанесения металлических покрытий на диэлектрики и металлы, в частности к химическому меднению отверстий печатных плат.

Широко известны растворы для химического меднения металлических и неметаллических материалов, содержаидие соль меди, виннокислый калий-натрий, гидроокись натрия, углекислый натрий и формалин 1.

Однако эти растворы имеют низкую стабильность, что ограничивает их практическое использование.

Наиболее близким к предложенному является раствор для химического меднения диэлектриков и металлов, содержащий сериокислую медь, виннокислый калий-натрий, гидроокись иатрия, углекислый натрий, формальдегид и воду, в состав которого введены стабилизируюии1е и блескообразующие добавки, в частности роданид, триэтаноламии, муравьиная кислота и смачиватель 2.

Недостатком данного раствора является относительно низкие скорость осаждения меди п стабильиость, большая неравномерность получаемого покрытия на иоверхиости изделия и в отверстиях многослойных печатных плат, а также плохая адгезия покрытия к основе.

Предложенный раствор отличается от известного тем, что он дополнительно содержит

сахарозу и оксикислоту при следующем соотношении комнонентов, г:

Сернокислая медь60-80

Виннокислый калийнатрий150-180Гидроокись натрия80-100 Углекислый натрий20-30 Формальдегид

(37%-ный), мл40-60

Роданид аммония0,15-0,65

Триэтаноламин4-20

МЗравьиная кислота

(70%-иая), мл0,4-1,8

Смачиватель «Прогресс

или ОП-7, мл0,1-0,2

Сахароза4-30

Оксикислота4-30

Вода, лдо 1

При этом в качестве оксикислоты раствор содержит яблочную или виноградную кислоту. Процесс осаждения ведут при температуре 25°С, плотности загрузки 2 дмVл, при покачивании образцов в кассетах со скоростью 60-70 качаний в мин. При использовании раствора более 2 часов его фильтруют и корректируют с помощью 20%-кого раствора гидроокиси натрия (50 мл/л) и формальдегида (10 мл/л). После 4 часов работы раствор заменяют свежим, а отработанный корректируют по меди и щёлочи. Предложенный раствор обеснечивает осаждение плотных, мелкозернистых, нолублестящих медных нокрытий бледнорозового цвета толщиной до 25-30 мкм со скоростью 5- 10 мкм/час. Неравномерность нокрытий (при пх толщине до 20 мкм) не превышает 5-fevo как на поверхности образцов, так и в отверстиях плат. Прочность сцепления иолучаемых покрытий со стекловолокном составляет 70- 76 кгс/см с медной фольгой платы - 46- 50 кгс/см. Стабильность раствора составляет 4-5 часов. Раствор может быть использован в радиоэлектронной и вычислительной технике для металлизации отверстий двусторонних печатных плат. Пример 1. Образцы из гетиникса, стеклопластиков П-3-1, П-5-2, фенолпласта CHIy2-27, фольгированного медью стеклотекстолита СФ-2 Н-50 толщиной 1,5 мм и двусторонние печатные платы протирают смесью вейской извести с марщалитом, промывают теплой водой, после чего обрабатывают в растворе, содержащем 25 г гидроокиси натрия. 60 г натрия фосфорнокислого трехзамещенного, 25 г углекислого натрия, 1 г эмульгатора ОП-10, воду до 1 л, при 50-60°С в течение 15 мин с последующей промывкой горячей и холодной водой. Фольгированные диэлектрики дополнительно декапируют в 10%-ной соляной кислоте. Далее образцы сенсибилизуют в растворе, содержащем 10-20 г двухлористого олова и 40 мл соляной кислоты (плотность 1,19) в 1 л спирта этилового (ректификата) при комнатной температуре в течение 7-10 мин, после чего промывают теплым (40-50°С) 0,5%-ным раствором соды, сущат подогретым до 60°С воздухом в термошкафу и активируют. Для нефольгированных диэлектриков активацию осуществляют в растворе, содержащем 0,5-2 г/л двухлористого палладия при рП 3-4 (устанавливают соляной кислотой) в течение 7-8 мин с последующей промывкой холодной водой. Для фольгированных диэлектриков активацию осуществляют в растворе, содержащем 2 г/л хлористого иалладия, 350 мл/л 25%-ного раствора гидроокиси аммония и 12 г/л трилона Б, в течение 7- 8 мин с последующей обработкой в 5%-ном растворе гидразин-гидрата и иромывкой в холодпой воде. Образцы погружают в раствор. содержащий 60 г серпокислой меди, 150 г виннокислого калия-натрия, 100 г гидроокиси натрня, 20 г углекислого иатрия, 12,5 г триэтаноламина, 12,5 г яблочной кислоты, 12,5 г сахарезы, 1,25 мл муравьиной кислоты (70%-ной), 0,2 мл смачивателя «Прогресс, 0,45 г роданида аммония, 50 мл формальдегида (37-пого) и воду до 1 л. Раствор готовят следующим образом. В отдельных емкостях приготавливают 30% раствор сернокислой меди, 50 % растворы виннокислого калия-натрия и гидроокиси натрия, 20% раствор углекислого натрия, однонормальныи раствор роданида аммония п смесь, состоящую из 400 мл 25% раствора триэта поламина и 400 мл смеси (100 г яблочной кнслоты, 100 г сахарозы, 10 мл муравьиной кислоты, 1,6 мл смачивателя «Прогресс, вода - остальное). Для приготовления 1 л раствора и 200 мл раствора сернокислой меди последовательно приливают 300 мл раствора виннокислого калия-натрия, 200 мл раствора гидроокиси натрия, 100 мл раствора углекислого натрия, 100 мл смеси и 46 мл воды. Формальдегид вводят в раствор за 5-7 мин до загрузки образцов. Через 3-5 мин после начала процесса осаждения в раствор вводят 4 мл родаиида аммония. Процесс ведут ири температуре 25°С, плотности загрузки 2 и покачивании образцов. Получены мелкозернистые, бледнорозовые, полублестящие, плотные медные покрытия. Скорость осаждения составила 5-7мкм/ч па поверхности образцов и 3- 5 мкм/ч - в отверстиях плат, неравномерность покрытии иа поверхности п в отверстиях плат (при толщипе па поверхности 20 мкм) - 5-8%, адгезия к стекловолокну нри толщипе покрытия 20 мкм - 70-76 кгс/см. Стабильность раствора 4-5 часов. Пример 2. Предварительно подготовленные как в примере 1 образцы из многослойных печатных плат погружают в раствор, содержащий 60 г сернокислой меди, 150 г виннокислого калия-натрия, 100 г гидроокиси натрия, 30 г углекислого натрия, 96 мл смеси (400 мл 25%-ного триэтаноламина, 150 г виноградной кислоты, 150 г сахарозы, 15 мл муравьиной кислоты, 1,5 смачивателя ОП-7, 83,5 мл воды), 0,45 г родапида аммония, 50 мл формальдегида (37%-ного), воду - до 1 л. Раствор готовят но методике, приведенной в примере 1. Для предупреждения полимеризации формальдегида в 40%-пый раствор его вводят 10- 15%-пый метанол. Процесс ведут при температуре 25°С, плотности загрузки 2 и покачивании образцов. За 30-40 мин получают мелкокристаллическое бледнорозовое, полублестящее покрытие с толщиной медного слоя 2-4 мкм. Скорость осаждения в отверстиях плат 2-5 мкм/час. Неравномерность покрытий 5-10% ири толщине 5-10 мкм. Прочность сценлепия покрытия со стекловолокном 70-76 кгс/см. После 4-х часов работы раствора его следует обработать концентрированной азотной или уксусной кислотой до рП 4-5 в ирисутствии 2 г/л нитрита натрия для растворения медного П1лама и откорректировать по меди, рН и формальдегиду. Формула изобретения 1. Раствор для химического меднения диэлектриков и металлов, содержащий сернокислую медь, виннокислый калий-натрий, гидроокись натрия, углекислый натрий, формальдегид, роданид, триэтаноламин, муравьиную

кислоту, смачиватель и воду, отличающийс я тем, что, с целью повышения скорости осаждения меди, равномерности покрытия, прочности его сцеиления с основой и стабильности раствора, он дополнительно содержит сахарозу и оксикислоту при следующем соотнощении компонентов, г:

Сернокислая медь60-80

Виннокислый калийнатрий150-180

Гидроокись натрия80-100

Углекислый натрий20-30

Формальдегид

(37%-ный), мл40-60

Роданид аммония0,15-0,65

Триэтаноламин4-20

Муравьиная кислота

(70%-ная), мл0,4-1,8

Смачиватель «Прогресс

или ОП-7, мл0,1-0,2

Сахароза4-30

Оксикислота4-30

Вода, лдо 1

2.Раствор но п. 1, отличающийся тем, что в качестве оксикислоты он содержит яблочную кислоту.

3.Раствор ио п. 1, отличающийся тем, что в качестве оксикислоты он содержит виноградную кислоту.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Розовский Г. И., Ващкялис А. И. Химическое меднеиие. Вильнюс, 1966, с. 30-33.

2.Шалкаускас М., Вашкялис А. Химическая металлизация пластмасс. Л-д, «Химия, 1972, с. 74-94.