Электролит для осаждения покрытий из сплава олово-кобальт Советский патент 1982 года по МПК C25D3/60 

() ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ СПЛАВА ОЛОВО-КОБАЛЬТ

I / , . ,. Изобретение относится к гаяьваШ; :стегии, в частности к электролитическому осаждению покрйтйй из сплава олово-кобальт для защитно-декораТивной отделки изделий взамен процесса хромирования и для изготовления пайемых монтажных изделий, апример печатных плат. / Известен электролит для осаждения хорошо паяемых пок(ь1тий, например олово-висмут, соде{жаций сульфаты л олова и висмута, серную кислоту, синтанол flC-10, блескорбразователь и формалин til. Однаковысокое содержание серной кислоты в данном электролите (120 160 г/л) и неустойчивость сплава олово-висмут в растворах травителей делает невозможным гюкрытие им печатных плат, так как не обеспечивает ся,надежная сохранност ьфоторезиста в процессе нанесения защитного металлического покрытия и кеталлореЗиста в процессе травления печатных плат. -Контактное вытеснение висмута на электролита металлическим оловом при столь малой концентрации соли висмута в электролите (0,,0 г/л) приводит к понижению содержания висмута в сплаве, а это, в свою очередь, ухудаает паяемость и прийУэдит к иглообразовани о на П крытии. Электролит имеет невысокую рассеивающую способность (зо-Ао%%. Электролит сравнительно неустойчив электрохимически. Он требует замены после пропус кания 70-100 А.ч/л электричеств. Это является недостатком, так как соли олова являются фондируе 1ми материалами. Паяемость покрытий сплавом олововисмут после года складского хранения не гарантируется. . Наиболее близким к изобретению ро технической сущности является электролит, для осаждения покрытий ИЗ сплава олово-кобальт,содержащий хлориды олова и кобальта, соляную кислоту, фторид натрия, препарат ОС-20 и воду f2. Однако, хотя способность к пайке покрытий, получаемых из известного электролита, соответствует требованиям отраслевого стандарта, коэффициент растекания дозы припоя ;ПО покрытию (К), определяющий спосо JHOCTb к пайке, относительно низкийЮ,9-1,2. . Кроме того, образующиеся в извест ном электролите с течением времени соединения четырехвалентного олова с входящим в состав э-пектролита фторидом натрия плохо растворимы и ухудшают паяемость и внешний вид пок рытий . Электролит сравнительно сложен в приготовлении, имеет невысокую рассеивающую способность (5-50), что приводит к понижению содержания кобальта в отверстиях печатных плат Это вызывает, в свою очередь, ухудшение паяемости покрытия и иглообразованию при хранении печатных плат. Низкое значение рН рлектролита (3,5 не обеспечивает надежной сохранности фоторезиста в процессе нанесения защитного металлического покрытия, Двухлористое олово, входящее в состав электролита, является сравнительно дефицитным материалом. Целью изобретения является повы шение рассеивающей способности элек ролита и способности noкpыtий к пайке. Поставленная цель достигается те что электролит, содержащий соли оло ва и кобальта, кинеральную кислоту, фтор-ионы,- поверхностно-активное вещество и воду, в качестве солей олова и кобальта, минеральной кисло ты, источника фтор-ионов и поверхностно-активного вещества, содержит соответственно сульфаты олова и кобальта, серную кислоту, фторид аммония и синтанол (оксиэтилированны первичные жирные спирты фракции ) или синтамид (оксиэтилированные алкиламины)при следующем соотношении компонентов: Сульфат олова, г 30-100 Сульфат кобальта, г 2-50 Серная кислота, мл I Фторид аммония, г 30-100 Синтанол или синтаВода, л Кроме того, изобретение позволяет повысить допустимую плотность тока с 2 до А/дм, Процесс осаждения рекомендуют проводить при рН -4,5, 15-25°С, плотности тока 0,5-t использованием анодов из олова марки 01 или 02. Для приготовления электролита к небольшому количеству воды приливают рецептурное количество серной кислоты и вводят фторид аммония. После растворения фторида аммония вводят небольшими порциями при перемешивании сульфат олова, В раствор, содержащий комплексную соль олова, постепенно приливают раствор сульфата Кобальта. После этого в раствор вводят синтанол или синтамид, предварительно растворенные в отдельной порции горячей воды, и корректрируют рН электролита раствором аммиака, В данном растворе в качестве ПАВ используют синтанол марки ДС-10 или смесь синтамида 5 и синтамида 519, Из предлагаемого электролита осаждаются серебриств-белые, мелкокристаллические, равномерные по толщине и составу покрытия. Скорость осаждения при плотности тока ,5 А/дм составляет мкм/ч. Содержание кобальта в сплаве возрастает с увеличением содержания, кобальта в электролите, а также с ростом плотности тока и температуры, В таблице представлены составы .электролита, режим и результаты электролиза. Примечание.

Как видно из таблицы, изобретение позволя ет значительно улучшить способность покрытий к пайке, обеспечивает длительный срок сохранения паяемрсти покрытий.

Высокая рассеивающая способность предлагаемого электролита (75-85%) обеспечивает постоянство состава осаждаемого покрытия как на поверхности проводников, так и в отверстиях печатных плат.

Продолжение таблицы.

Более высокое значение рН электролита позволяет производить покрытие печатных плат без разрушения фоторезиста.

Введение в электролит фторида аммония вместо фторида натрия исключает образование нерастворимого комплекса натрия с четырехвалентным иономолова и исжомфт6ра,что способствует улучшению паяености и внешнего вида покрытия сплавом олово-кобальт. Рассеиваюи4ую способность определяют в щелевой ячейке Молера с разборным катодом, Кл - коэффициент растека- ния определяют по ОСТЦ Г0.05ч,089. Предлагаемый электролит работосп собен после пропускания свыше 250 А,ч/л электричества, легко корректируется всеми компонентами. Экономический эффект от внедрения покрытия сплавом олово-кобальт достигается зй смет замены других металлов,например дорогостоящего и остродефицитного серебра. В производстве с годовой программой 30.000 печатных плат в год экономиче кий эффект от внедрения покрытия сплавом опово-кобальт составляет 50,000 руб. в год. Например, при замене покрытия сплавом олово-свинец покрытием спла вом олово-кобальт экономический эффект достигается за счет сокращения трудозатрат и времени (на 1,5 ч на одну печатную плату) на операции флюсования, сплавления и отмывки флюса. При годовой программе ЗОДОО печатных плат в год экономия трудозатрат составляет iS.OQO ч. При переводе на среднюю заработную плату рабочего эта величина составляет около 50.000 руб. в год на одном предприятии и около 1 млн руб. в год на 20 предприятиях. Формула изобретения Электролит для осаждения покрыти из сплава олово-кобальт, содержащий соли олова и кобальта минеральную кислоту, фтор-ионы, поверхностно активное вещество и воду, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения рассеивающей способности электролита и способности покрытий к пайке, в качестве солей олова и кобальта, минеральной кислоты, источника фтор-ионов и поверхностно-активного вещества, cJH содержит соответственно сульфаты олова и кобальта, серную кислоту, фторид аммония и синтанол (оксиэтилированные первичные жирные спирты фракции С ) или синтамид (оксиэтилированные алкиламины) при следующем соот|Нснивнии компонентов: : Сульфат олова, г30-tOO Сульфат кобальта, г2-50 Серная кислота,мл5-15 Фторид аммония, г30-100 Синтанол или синтамид, г1-10 Вода, л До 1 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Гальдикене O.K., Каткус А.А. Новый сернокислый электролит блестящего лужения. - Современные методы защиты металлов от коррозии. Саратов, 1979, с.16-17. 2. Коптева Р.8, и др. Электроосаждение оповй с примесью кобальта из хлорид-фторидного электролита. Электролитические покрытия сплавами. М. 1975, с.24-26.