Электролит для осаждения покрытий из сплава на основе меди и цинка
ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЙ ПОКРЫТИЯ ИЗ СПЛАВА НА ОСНОВЕ МЕДИ И ЦИНКА преимущественно на шероховатую медную поверхность, содержащий соединения меди, цинка и пирофосфат калия, о тличающийся тем, что, с целью расширения интервала допустимых плотностей тока и повышения равномерности покрытия по толщине и стабильности по составу, .он дополнительно содержит пирофосфат олова и смачиватель СВ 1147 динатрий-2- (К-3--децилоксилпропил-Ы-диэтилсукциното )сукцинаминосульфонат, а в качестве соединений меди и цинка пирофосфат меди и пирофосфат цинка при следующем соотношении компонентов , г/л: Пирофосфат медк 4,8-9,8 Пирофосфат цинка 21,1-31,6 Пирофосфат олова 0,17-4,23 kn Пирофосфат калия 250-300 Смачиватель СВ 1147, мл/л0,05-0,2
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (I9((IIl
SU (5Ц4 С 25 D 3/58
0,17-4,23
250-300
0,05-0, 2 (21) 3567960/22-02 (22) 28. 03. 83 (46) 07.09.85. Вюл. У 33 (72) Т.А. Ваграмян, Г.Н. Гусева и Н.А. Аснис (71) Московский ордена Ленина и. ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический институт им. Д.И. Менделеева (53) 621.357.7:669.35(088.8) (56) Патент США Ф 4049481, кл. 156-151, опублик. 1977.
Авторское свидетельство СССР
У 865995, кл..С 25 D 3/58, 1979. (54)(57) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЙ
ПОКРЫТИЯ ИЗ СПЛАВА НА ОСНОВЕ МЕДЙ
И ЦИНКА преимущественно на шероховатую медную поверхность, содержащий соединения меди, цинка и пирофосфат калия, отличающийся тем, что, с целью расширения интервала допустимых плотностей тока и повышения равномерности покрытия по толщине и стабильности по составу, .он дополнительно содержит пирофосфат олова и смачиватель СВ 1147 1динатрий-2-(N-3 децилоксилпропил-N-диэтилсукциното)сукцинаминосупьфонат), а в качестве соединений меди и цинка— пирофосфат меди и пирофосфат цинка при следующем соотношении компонен- тов, г/л:
Пирофосфат меди 4,8"9,8
Пирофосфат цинка 21,1-31,6
Пирофосфат олова
Пирофосфат калия
Смачиватель СВ 1147, мл/л
Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электроосаждению сплава медь-цинк-олово, который может быть нанесен в качестве барьерного слоя на поверхность медной адге- зионной фольги, используемой для изготовления печатных плат.
Цель изобретения — расширение интервала допустимых плотностей тока и повышение равномерности покрытия: 10 по толщине и стабильности по составу.
Положительный эффект достигается тем, что электролит для осаждения покрытий из сплава на основе меди и цинка дополнительно содержит пирофос- 15 фат олова и смачиватель СВ 1147, а в качестве соединений меди и цинка — пирофосфат меди и пирофосфат цинка.
Интервалы концентрации пирофосфата меди и олова в электролите опре- щ деляют воэможность получения сплава заданного состава в широком интервале рабочих плотностей тока. Смачиватель СВ 1147 до концентрации
0,05 мл/л не оказывает положительного р влияния на технологические характеристики процесса, а свыше концентрации
0,2 мл/л над поверхностью зеркала электролита происходит образование обильной пены, осадки темнеют.
Электролит готовят следующим образом.
Все компоненты электролита растворяют отдельно: раствор пирофосфата калия делят на три части, к одной части добавляют раствор пирофосфата
3S меди при постоянном перемешивании до полного растворения, к другой — пирофосфат цинка, к третьей — пирофосфат олова. Затем сливают три полученных раствора и рН электролита доводят пирофосфорной кислотой до
7,8-8,5.
400
1177
Таблица 1
1 1 i (Г I
Показатели
1 2 3 .4 5 6 7
7,46
Пирофосфат цинка 31,6 27,93
4,0
0,5
280
0,15
Состав электролита, г/л:
Пирофосфат меди 4,8
Пирофосфат олова 0,17
Пирофосфат калия 250
Смачиватель СВ 1147 0,05
Процесс электроосаждения рекомендуют проводить при плотности тока
0,4-1,8 А/дм2 и при 35-55 С с использованием в качестве катода движущейся медной .фольги, а в качестве анода нержавеющей стали Х18Н9Т10, титана или комбинированных анодов из стали и меди M 0 или латуни Л 68 .
В табл. 1 представлены составы предлагаемого электролита, режимы электролиза и составы сплава. В табл.2 приведено распределение сплава по толщине и составу на различных участках микропрофиля, полученное на основе результатов микрозондового анализа. В табл. 3 приведены ьеличины адгезии фольги с барьерным слоем из предлагаемого электролита до и после гальваноиспытаний. В табл. 4 приведены данные известного электролита по адгезии, гальваностойкости и подтраву при запрессовке на термостойкие диэлектрики ПИ-414.
Как видно из приведенных таблиц, широкий диапазон плотностей тока (0,4-1,8 А/дм ) позволяет получать сплав одинакового состава на участках катода с различной плотностью тока, возникающих при движении фольги, и, следовательно, фольгу более равномерную по цвету.
Предлагаемый электролит позволяет получать на шероховатой поверхности фольги осадки, равномерные по толщине и составу.
Покрытие сплавом медь-цинк-олово придает фольге высокую гальваностойкость, возрастающую с увеличением толщины покрытия. Поскольку при слишком больших толщинах покрытия происходит некоторое снижение адгезии, для известной фольги оптимальной может быть толщина покрытия 0,3-0 5 мкм.
987464898746
21, 1 31,6 21, 1 27,93 31,6
1,5 2,51 4,23 3,0
250 260 300 270 260
0,10 0,15 0,20 0,20
ll77400
TTnnrtozaenvn габл.
П риме р
Показатели
Режимы электролиза рН
Температура, С
7,8
8,0
8,3 8,2
50 55
818581
35 40
50 55
Плотность тока,А/дм 0,4 1,0
1,0
Выход по току, Ж
75 80
71 83
70 75
Содержание, Ж в сплаве
76
79
19
10
Таблица 2
Показатели
1 2 5 6 7 алый
4,8 4,8 4,8
4,8 . 4,8 4,8
7,5
27 9 27 9 27 9 27 9 27 9 27 9 31 6
Пирофосфат олова
0,8 1,5
1,5
1,5 1,5
1,5
0,15
005 01 0 15
Смачиватель СВ 1147
300 300 300 300 300
Пирофосфат калия
300 300 300
Натрий титанил виннокислый
1,0
Режимы электролиза
8,1 8,1 ° 8,1 8,1 8,1 8,1 8,1 7,8
50 50 50 50 50 50 50 50 рН
Температура, С
Плотность тока, А/дм
1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 3,0
3 8 3 2 3 0 2 8 2 6 2 ° 6 2 5 4
1,0 1,5 1,6 1,6 1,7 1,7 1,8 0,4
2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0
Медь
Цинк
Олово
Состав электролита, г/л
Пирофосфат меди
Пирофосфат цинка
Сульфат меди
Сульфат цинка
Янтарная кислота
Распределение сплава по
Толщина осадка, мкм вершина гребня основание гребня гладкий участок
1,8 0,75 1,2 1,6
82 70 64
16 25 28
2 5 8
10
1177400
Пример
Показатели
Известный
Содержание, 7. меди в сплаве вершина гребня основание гребня гладкий участок
77,0
71,8
74,6
Содержание, Ж цинка в сплаве вершина гребня основание гребня гладкий участок
Содержание, 7.,олова в сплаве
0,61 1,0
0,4 0,7
0,4 0,8 вершина гребня основание гребня гладкий участок
1,0
1э0
Снижение адгезии, 7.
Исходная адгезия, г/3 мм
Состав сплава, X
Cu Zn Sn
600
88 11 1 . 640
79 17 4 660
76 19 5 670
73 21 6 670
69 24 7 660
64 28 8 650
58 32 10 650
88 11 1 630
0,1
635
655
660
655
640
635
612
0,2
79 17 4 660
76 19 5 660
650
655
645
73 21 6 650
69 24 7 640
64 28 8 640
635
635
620
58 32 10 630 .
Толщина покрытия сплавом, мкм
85,7 81,0 81,1
65,5 67,2 68,9
75,2 74,5 74,5
14,3 18,4 17,9
34,5 32,4 30,4
24,8 25,1 24,7
Продолжение табл. 2
76,0 76,2 85.0 89,0
73,5 73,8 81,0 66, 6
74,4 74,5 82,3 73,0
2 1,8 22,8 22,4 13,9 11,0
27 3 25 7 25 1 18 0 33 4
24,4 24,7 24,3 16,.7 27,0
1,2 1,2 1,4
09 08 1,1
1,0 0,9 1,2
Т а б л и ц а 3
Адгезия riocле гальваноиспытаний, r/3 мм
1177400
Продолжение табл.. 3 вменив гезик, 1
Состав сплава и осоисг)Э
0,3
88 11 1 600
79 17 4 630
76 19 5 . 630
590
625
625
620
620
605
605
П р и м е ч а н и е. Печатные платы из фольги с осажденным барьерным слоем из предлагаемого электролита не имеют подтрава.
Таблица 4
Подтрав, Состав сплава, X
Си ролита, мкм
360
520
75
0,1
59
560
420
45
400
510
0,2
17
450
540
32
25 - 500
18
410
0,3
19
455
535
Составитель Ю. Поздеева
Техред T.Дубинчак Корректор Л. Пилипенко
Редактор Н. Бобкова
Подписное
Заказ 5477 /28 Тираж 637
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Толщина покр ти» сппавомв
МРс
Толщина покрытия сплавом из элект73 21
69 . 24
64 28
58 32
Исхо адге г(3
6 620
7 620
8 610
10 610
Исходная адгезия, г/Змм
Адгезия Снижение после адгеэии, газ ьвано- 7 испытаний, г/Змм
