Водный раствор для химического осажде-Ния НЕОРгАНичЕСКиХ пОКРыТий HA ОСНОВЕМЕди Советский патент 1981 года по МПК C23C3/02 

(54) ВОДНЫЙ РАСТВОР ДЛЯ ХИМИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ МЕДИ Изобретение относится к химическому нанесению металлических и неорганических покрытий, в частности окиснызс соединений меди и ее сплава с оловом, и может быть использовано в металлургии при подготовке поверхности непроводников (создании адгезионного подслоя) перед металлизацией, а также в электронике при изготовлении фотошаблонов и резистивных покрытий. В настоящее время широко из&естны растворы для химического осаждения металлических покрытий сплавов, содержащие соли осаждаемых (соосгикдаемых) металлов, комплексообразовател и минеральную кислоту или гидроокись аммония i и 2 . Недостатком данных растворов является их низкая стабильность и негвозможность получения из них покрытия на неметаллических материалах. Известен также раствор, содержгшщ соль меди, восстановитель, в качеств которого использован гидразин, гидро окись натрия, гидроокись аммония и некоторые добавки з. . Данный раствор обеспечивает возможность получения покрытий на не. метилах, однако, предназначен лишь для химического осаждения металлической меди и также нестабилен. Наиболее близким по технической сущности к .изобретению является водный раствор для химического осаждения неорганических покрытий на основе меди, в частности гидроокиси меди, содержащий сернокислую медь, гидроокись аммония и гидроокись натрия 1/4 . В этом растворе одновременно с осаждением покрытия на неметаллических материалах образуются труднорастворимые соединения меди в объеме раствора, т.е. раствор имеет .низкую стабильность. Кроме того, получаемые покрытия имеют низкую прочность сцепления с основой при испытании на стирание выдерживают не более 3 циклов) . Цель изобретения - повышение стабильности раствора и прочности сцепления получаемых покрытийс основой из неметаллических материалов. Поставленная цель достигается тем, что раствор дополнительно содержит двухлористое олово при следующем соотнсшении кс 4понентов, м/л: Сернокислая медь 0,005-0,1 Двухлрристое олово 0,001-0,2

Гидроокись elMMOния {25%-ная) 2,5-6,5

Гидроокись натрия 0,25-3,0.

При этом для осаждения сплава медь-олово он содержит компоненты в следунщем соотношении, м/л:

0,005-0,02

Сернокислая медь 0,075-0,2

ДБухлористое олово

Гидроокись аммония

(25%-ная)

2,5-5,0

Гидроокись натрия 2,0-3,0

Для осаждения окиси меди он содержит компоненты в следующем соотношении, Vi/n

0,01-0,05

Сернокислая мэдь 0,001-0,01

Двухлористое олово

Гидроокись аммония

(25%-ная)

5,3-6,5 0,25-1,0

Гидроокись натрия

Для осаждения гидроокиси меди он содержит компоненты в следующем соотношении , м/л:

0,07-0,1

Сернокислая медь 0,005-0,01

Двухлористое олово

Гидроокись сШМОНИЯ

(25%-ная)

2,5-4,0 0,25-1,0

Гидроокись натрия

Для осаждения закиси меди он компоненты в следующем соотношении/ м/л:

0,005-0,01

Сернокислая медь 0,005-0,01

Двухлористое олово

Гидроокись аммония

(25%-ная)

2,5-4,0 0,5-1,0

Гидроокись натрия

Процесс осаждения покрытий ведут при температуре 18-98С в течение 30-120 мин.

Наличие в растворе двухлористого олова в сочетании с сильно щелочной средой обеспечивает высокую стабильность раствора RO 140 ч), позволяет значительно повысить прочность сцепления покрытий с неметаллическими материалами (при испытании на стирание выдерживают до 40 циклов). При осаждении сплава медь-олоЪо дву хлористое олово наряду с ролью восстанозитюля является также источник ионов олова.,

Пример 1. Обезжиренный и сенсактированный образец из стекла погружают в раствор,содержащий (м/л сернокислую медь (пентагидрат) 0,02 Двухлористое олово (дигидрат) 0,16; гидроокись аммония 2,5 и гидроокис натрия 2,0. Процесс ведут при 70С в течение 30 мин. Стабильность раствора 104 ч. Получают плотное, прочн сцепленное с основой покрытие бронзовогю цвета состава;медь 70-80 мас олово - остальное. Толщина покрытия 2 мкм. удельное электросопротийленй см. Окисные соединения в покрытии Отсутствуют. : Пример 2. Подготовленный образец из ситалла, СТ-38-2 погружаю в раствор, содержащий (м/л),сернохислую медь 0,1, двухлористое олово

0,001, гидроокись аммония 6,5 и гидроокись натрия 0,5. Процесс ведут при 98 С в течение 80 мин. Стабильность-раствора 44 ч. Получают покрытие из окиси меди черного цвета со скоростью осаждения О,5 мкм/ч, прочность сцепления с основой, определенная при испытании на стирание, составляет 9 циклов. Максимально достигаемая толщина покрытия 5 мкм, пористость 450 пор/см, электросопротивление 1:10° Ом/квадрат, светопропускание О в области 300-700 нм, олово в покрытии отсутствует.

Пример 3, Подготовленный образец из стекла погружают в раствор, содержащий (м/л) сернокислую медь 0,1; двухлористое олово 0,01; гидроокись аммония 2,5 и .гидроокись натрия 0,5. Процесс ведут при комнатной температуре в течение 2 ч. СтабильноЬть раствора 56 ч. Получают покрытие из гидроокиси меди голубого цвета со скоростью осаждения 4,5 мкм/ч, прочность сцепления с основой 12 циклов. Максимально достигаемая толщина покрытия 5, мкм,пористость 156 пор/см , электросопротивление Ом/квадрат, светопропускание О в области 300-800 нм, олово в покрытии отсутствует.

Пример 4. Подготовленный образец из керамики типа 22хС погружают в раствор, содержащий (м/л) сернокислую медь 0,01; двухлористое олово0,01; гидроокись аммония 2,5 и гидроокись натрия 0,5. Процесс ведут при 95с в течение 45 мин. Стабильность раствора 140 ч. Получают покрытие из закиси меди светло-коричневого цвета со скоростью осаждения 1,3 мкм/ч, прочность сцепления с основой 40 циклов. Максимально достигаемая толщина покрытия 15 мкм, пористость 200 пор/см,. электросопротивление 1-10 Ом/квадрат, светопропускание 40% в области 460 нм, олово в покрытии отсутствует

Приведенные примеры свидетельствуют, что предложенный раствор обеспечивает получение широкого ассортимента медьсодержащих неорганических покрытий, прочносцепленных с изделиями из неметаллических материалов, в широком диапазоне толщин (от долей мкм до 50 мкм) и электросопротивления. Раствор стабилен в эксплуатации Указанные положительные качества преложенного раствора обуславливают его технико-экономические преимущества по сравнению с аналогичными существующими растворами.

Формула изобретения

1. Водный раствор для химического осаждения неорганических.покрытий на основе меди, содержащий сернокислую медь, гидроокись аммония и гидр окись натрия, отличающийс тем, что, с целью повышения стабиль ности раствора и прочности сцеплени получаемых покрытий с основой из неметаллических материалов, он дополнительно содержит двухлористое олово при следующем соотношении ком понентов, м/л: Сернокислая медь 0,005-0,1 Двухлористое олово 0,001-,2 Гидроокись сшмония |25%-ная)2,5-6,5 Гидроокись натрия 0,25-3,0 2.Раствор по п.1, отличаю щий с я тем,что, с eлью осаждения сплава медь-олово, он содержит компоненты в следующем соотношении, м/л: Сернокислая медь 0,005-0,02 Двухлористое олово 0,075-0,2 Гидроокись аммония (25%-ная)2,5-5,0 Гидроокись натрия . 2,0-3,0 3.Раствор по п.1, о т л и ч а ю щ и -и с я тем, что, с целью осажде ния окиси меди, он содержит компоненты в следующем соотношении,м/л: Сернокислая медь 0,01-0,05 Двухлористое олово 0,001-0,01 Гидроокись аммония (25%-ная). 5,3-6,5 Гидроокись натрия 0,25-1,0 4. Раствор по П.1, отличаю щ. и и с я тем, что, с целью осажде ния гидроокиси меди, он содержит компоненты в следующем соотиошейии, м/л: Сернокислая медь. О,07-0,1 Двухлористое олово О,005-0;01 Гидроокись аммония (25%-ная) 2,5-4,0 Гидроокись натрия 0,25-1,0 5. Раствор по П.1, отличающий с я тем, что, с цельюосаждения закиси меди, он содержит компоненты в следующем соотношении,м/л: Сернокислая медь 0,005-0,01, Двухлористое олово О;005-0,01 Гидроокись аммония (25%-ная)2,5-4;0 Гидроокись натрия О,5-1,О Приоритет по пунктам: 04.12.74 по пп. 1-2, 26.12.74 по пп. Зг5. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США 3432337, кл. 117-130, 1969. 2.Патент ФРГ 1238305, кл. 48а 5/00, 196V. 3.Шалкаускас М. и Вашкялис А. Химическая металлизация пластмасс, Л., Химия, 1972, с. 101. 4.Казаков Е.М.,-Китаёв Г.А. и Мокрушин С.Г. Кинетика и механизм образования пленок гидроокиси меди на поверхности стекла. Изв. ВУЗ. Химия и химическая технология, 1961, т. IV, 3, с. 411-415 (прототип) .