Способ химической обработки медной фольги

 

СПОСОБ Х№ШЧЕСКОЙ ОБРАБОТЙ МЕДНОЙ ФОЛЬГИ, включанящй травление в водном растворе, содержащем сериую кислоту, ионы меди, органическую добавку , и последующее нанесение гальванического покрытия в растворе того же состава отличающийся тем, что, с повышения качества noBepxitoCTfi фольги при снижении растравливания поверхности и повьшения ск фости травления, в качестве органической добавки используют хинолин или 5,6--бензохино}шн, ионы меди вводят в тще сернокислой меди (медного ) П|ря следующем.соотнр1Ёешт комктейтов} Серная кжшота, г/л10-50 Серяшсислая медь купорос), г/л20-160 Хинолш шт 5,6-t5eH3oхиноляя , мг/л3-40 Вода.До 1 л а травление ведут при 30-80 С.

аж а»

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ОЭВЛИ Ю Я В

РЕСПУБЛИК уды С 23 Р 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТО СНОВЮ СВИ1ВТИПЪСФВМ

20-160 е

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ QCCP

45 * @ (21) 3378863/22-02 (22} 07.01.82 (46) 30. 11.84 .. Бюл, У 44 (72) В.А.Павловский, И.А.Орехов, А.С.Долгов, С.А.Алейников, В. f.Âå÷êàíoâ и А.Т.Иванов (71) Государственный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт цветных металлов и Кыитымский медеэлектролитный завод (53} 621.794.42(088.8) (56) 1. РЖ"Химия", Р 18, 1977, реферат В Л189Н.

2. Патент ГДР Ф 58428, кл. С 23 Г 1/00, опубли«. 1967. (54)(57) СПОСОБ ХИИИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

МЕДНОЙ ФОЛЬГИ, включающий травление в водном растворе, содержащем серную кислоту, ноны меди, органическую добавку, и последующее нанесение гальванического покрытия в растворе того же состава, отличающийся тем, что, с целью повьпиения качества поверхности фольги при снижении растравливания поверхности и повышения скорости травления, s качестве органической добавки используют хинолин или 5,6-беизохинолии, ионы меди вводят в виде сернокислой меди.(медного купоросе) при следующем.соотноиении «омпоиеитова

Серная кислота, г/л 10-50

Сериенислая медь (медный купорос ), r/л

Хииолии или 5,6-бензо.хииолни, мг/л 3-40

Вода До I ë а травление ведут прн 30-80 С.

i f726629

Изобретение относится к химической обработке меди и может быть использовано в производстве медной электролитической фольги, в частности при обработке основы фольги перед нанесе- 5 кием электролитического покрытия.

Известен способ химической обра- ботки медных иэделий, включающий травление в растворе, содержащем серную кислоту, ионы меди, перекись водорода и поверхностно-активное вещество (ПАВ). Перекись водорода вводят в раствор для повышения его травящих свойств. Для замедления процесса разложения перекиси водорода в раствор периодически добавляют сульфо-или оксипроизводные хинолина f1).

Наличие в растворах перекиси водорода — активного окислителя вызывает 20 интенсивное растравливание поверхности электролитической фольги.

Экспериментально установлено, что скорость растворения меди в растворе, содержащем 100 г/л Н S04, 30 г/л

CuSO4 и 20 г/л 5 О, прй 38 С соответствует !9,3 гум ч. Присутствие

s растворе до 150 мг/л стабилизатора (салицилата оксихинолина или сульфат ркси-.8-хинолина) и 2 г/л ПАВ (кон- ЗО енсированная смесь окиси этилена бензиловым спиртом) нозволяет в те- ение первых нескольких часов снизить скорость коррозии до 16,1-17,2 r/м2<

«ч, затем она снова возрастает до

18,4 r/ì2 ч.

Кроме того, при применении этого раствора для нанесения гальванического покрытия возникают значительные трудности, связанные с получением 4О прочносцепленных с основой адгезионных покрытий. Проведенные исследования на крупнолабораторном аппарате в указанном растворе при плотности тока 1000 А/м и 38 С показали, что полученное адгезионное покрытие, представляющее собой мелкодисперсный порошок меди, успевает sa оставшийся отрезок времени до выхода ее из ванны (н20 с} частично окислиться 5О и осыпаться. Прочность сцепления сохранившегося порошка с медной осно" вой получается ослабленной, что снижает адгеэионные свойства в фольгированном диэлектрике (180-200 г/мм 55 на стеклотекстолите марки СФ) и делает пригодным его применение в производстве печатных плат.

Наиболее близким к изобретению является способ химической обработки медных изделий, включащий травление в растворе, содержащем серную кислоту, ионы меди и сульфат аминаллила, и последующее. нанесение в растворе того же состава гальванического слоя меди. При травлении в течение 30 мин на гладкой поверхности меди образуется шероховатость глубиной до 10 мкм.

Для придания фольге требуемых адгезионных свойств на шероховатую поверхность дополнительно электроосаждают медный порошок в том же травильном растворе при плотности тока 1, 12 А/

/дм2 и 25оС $2:)

Однако покрытие получается низкого качества.

Недостатком известных способов является высокая активность травильных растворов,.что приводит к разру.шению основы фольги и попаданию травильного раствора в ванну для электролитического нанесения покрытий на фольгу, что ухудшает ее качество.

Цель изобретения — повышение ка чества поверхности Фольги при сниже- нии растравливания поверхности и по-. вышение скорости травления.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу химической обработки медной фольги, включающему травление в водном растворе, содержащем серную кислоту, ионы меди, органическую добавку, и последующее нанесение гальванического покрытия в растворе того же состава, в качестве органической добавки используют,хинолин или 5,6-бензохинолин, ионы меди вводят в виде сернокислой меди (медного купороса) при следуйщем соотношении компонентов:

Серная кислота, г/л 10-50

Сернокислая медь (Си80 5H>0), r/ë 20-160

Хинолин или 5,6-бензохинолин, мг/л 3"40

Вода До1л а травление проводят при 30-80 С. о . Присутствие ионов меди и органи« ческой добавки в сернокислом растворе при травлении оказывает пассивирующее действие на растворение медной основы и не влияет на удаление вредных примесей. Добавка хинолина или 5,б-бензохинолина оказывает стабилизирующее действие на степень совершенства эпнтаксиального слоя

3 1126629 4 на поверхности фольги: процесс форин" ),6-бензокинолина. Время нахождения . рования и распределения центров . ленты в травильной ванне 30 с. После кристаллизации протекает с образова- травления фольга направляется в ваннием слоя, обеспечивающего на после-. ну для электролитической обработки дующей стадии обработки осаждение. g ее поверхности. На фольге после травэлектролитического покрытия с тексту- ления отсутствовали загрязнения (жирированной микроструктурой. . ровые пятна, окислы и соли меди).

Пример 1. .Рулонную медную Скорость коррозии основы фольги электролитическую фольгу толщиной составляет 4,1 г/м ч глубина корроикм и шириной 1100 мм подвергали. 36 зни 0,048 мкм (суммарная двухсторонтравлению в сернокислых растворах няя). Количество меди, перешедшей различного состава. в раствор, 820 г/ч.с учетом раствоПервоначальную фольгу протравли- ренных загрязнений, окислов и солей вали в 5Х-ном Растворе серной кисло- меди (табл. 1, опыты 15 и 16). ты для удаления с ее поверхности 1 Качество травления по изобретению окислов, солей и других загрязнений. проверено путем нанесения на шерохоЭто позволило при расчете истинной ватую поверхность фольги адгеэионновеличины коррозии металла исключить ro öoêðûòèÿ (медного порошка, прочно вес поверхностных примесей. сцепленного с основой), которое

После травления фольгу нромывали 2п в свою очередь испытано на адгезию при изготовлении прессованного фольв рулон и взвешивали. По величине гированного диэлектрика марки "СФ". убыли веса суднли о коррозии фольги. Адгезионнае покрытие наносили

Далее фольгу обрабатывали по из- электролизом в сернокислом электровестному способу (табл. 1, опыт 3), 25 лите состава: 13 г/л Си (52 г/л

Убыль веса рулона за 1 ч 40 мии CuS04 58 0), 20 г/л Н 804, 10 мг/л травления составила 2700 r (или 5,6 бензохинолина при плотности то1620 г/ч). Двухсторонняя суммарная ка 1000 А/м и 38 С. Продолжительглубина коррозии и скорость корро- ность электролиза 5 с. зии (расчетные) равны 1,5 мки и ЗО Для сравнения предлагаемого и из13,,5 г/и ч "соответственно. вестного способов травления электроОбразец фольги после удаления за- : литической медной фольги и получегрязнений обрабатывали предлагаемым ния на ее шероховатой поверхности способом, Фольгу протравливали при адгеэионного покрытия проведен экспео

30 .С в 5Х-ном растворе серной кисло- 35 Римент с использованием состава изты, содержащем ч0 г/л Cu2+ (160 г/л, вестного раствора. Для -приготовления

CuS04 5H>0) и добавку 5,6,-бензохйно- Раствора использован сульфат аминаллина в количестве 3 иг/л (табл. 1, лила марки чда, содержание которого опыт 8). Убыль веса рулона за то же в растворе фольги представлено самое время травления составила 4п в табл. 2 (время травления 30 с), 1532 г (или 920 г/ч). Расчетная двух- а сравнительные данные испытания saсторонняя суммарная глубина коррозии прессовок фольги на стеклотекстолит равна 0,085 мкм, а скорость коррозии, марки СТ .по ГОСТ 10316-78-в— меди — 7,.6 г/м ч. табл. 3.

Результаты травления медной элект"4j Расход меди при травлении фольги ролитической фольги в сернокислых в известном растворе завышен по растворах с другой концентрацией ком- сравнению с расходом меди в предлапонентов, температурой, а также со- гаемои Растворе (1543 г/ч против держащих добавку хинолина представ« 756- 920 г/ч при 80 C). лены в табл. 1 (опыты 5-14) . у}

Величина адгеэии покрытия, полуН р и м е р 2. Травлению подверга- ченного предлагаемым способом, в два лась медная Фольга (35 мки). Скорость а раза выше величины адгезии покрытия, движения ленты фольги 120 м/ч, скоэлектроосажденного известным спосорость циркуляции раствора в. ванне травления 300 JI/÷. Фольгу протравли- 5 П вали п и 38 С в т

Повышенное содержание сульфат вали при 38 С в травильном растворе, . а н содержащем 13 г/л Cu2+ (52 г/л аминаллила в растворе в граммах способствует формированию адгезион4 2

;Си804 5Н О, 20 г л Н $0 и 10 мг/л ного слоя в виде тонкодисперсного

Э, f12 медного прошка, который мажется и остается (внедряется) в диэлектрике прн травлении печатных плат.

Выбранный интервал температур

30-80 С и вводимые добавки обеспечивают полное удаление примесей с по.верхности основы фольги, препятст« вуют ее растравливанию и снижают потери меди sa счет уменьшения ее перехода в раствор. При проведении . процесса вькпе 80 С и без введения

6629 6 указанных добавок наблюдается повьгшенная коррозия Меди, значительный переход ионов меди в раствор. Прн проведении процесса нике 30 С не

5 происходит полного удаления примесей с поверхности фольги, а также происходит ухудшение качества эпитакси. ального слоя.

Ориентировочно экономический эффект от применения изобретения составляет 200 тыс. руб.

1 . I е ф

I. -1 о о

ОО с Ъ

О О а Ъ

Ю 6Ъ 00 CV о е о о а

ФеЪ . еЪ Ol СЧ

Л. Е О С Ъ ф ф ъ

a" о л л о о л

ФеЪ hl л л

Ю Е Ъ О О л л

3 ъ CV

C) л

Ю л Ф о о

ЪФ ЪФ

Ф Ъ о о

Я C©c4 е ее- С 4 о о о g o

1 12662g

)3i ИВ Л о о

Се> 00 ФЧ о о о о

Ж . c4 Ю . е» 1 с Сф ° ю ф11 е а

О МЪ а О л л л л е е е Я л cv иЪ е .о л W (еЪ OO фЪ е е ° о о о о

an an а. 8 о о сг с

9 3!

I P

I l

ИЪ С4

6Ъ CO С Ъ

0 о о л л л о о о и о и

CCj C5 g В» ц ф а о«

&1 XKO ,"Ф 15

»

О

00 о о

00 4 Ъ

lh г» ф« «3

<ч сч о

П Ch . (ч) CO

О

РЪ ф о л

0Ъ

О л о л

CO л

С Ъ

СМ л

С Ъ о о л О о о о ©

«1 4 ) Ф"Ъ

C)

9

В I

ОЕ1

О л

О о

«1 3

О л

О о 3 !!26629

3 ь й

t4: Ch cO

C L & ce о о о е о о

Ю а г л л л

Ю С Ъ 3 «

О О О

cV 0 О!

О ц о ° ц

Завом сь

awvож

Q Ж

0 4

3 s0

Ф Ф Ц

3 2 8

)t26629

I )

Ф е

В

»

I I. !

Ю

I ь,,е ар л « ар ф

* + Ф 1 а а

o . o о е о о ф.

° В O ф

00 «Ч

4» О, Ф) «М

Й ф ф

« ) О «Ъ о о о о.а е- о

4 Ъ Я Я OO ФЪ С4 ЮО е е» о о

В Ф о о ! . ) t «ч «ч о о. о э -Э «i «i - I о а

ai о а м «) о о

«V ««an ф ф о о о о в в а а сч о

t И

f Ф ф

)! * 6! ! ВЙ

g Ю О «Ч .«Ъ

Vl < и

ll26629

l3,Таблица 3

Адгезия, г/mP

С

Внедрение порошка в диэлектрик

Адгезионная ванна емпература, С

После гальванообработки но ГОСТ полу10316-78 чаемая

Плотност тока, А/ сходная после прессовки

ГОСТ полу316-78 чаемая 560 250

580 250

500 Отсутствует

540 То же

300

550

600

600

220 Имеется

240

38

Составитель В.Олейниченко

Редактор Т.Веселова Техред М.Кузьма Корректор А.Ильин

Заказ 8645/21 Тираж 899 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

5 1300

6 1000

7 9ОО

8 1000

16 1000 . 1 1120

2 1120

300 600 . 250

-300 620 250

300 620 250

300 280 250

300 310 250