Раствор для химического меднения

 

Сущность изобретения: для повышения скорости химического осаждения медных покрытий Предлагается стабильный раствор, содержащий, г/rc сернокислая медь 5 - 50: UN. -тетраю«-{2-гидрожилротмл этигиндивмим 6 - 180; формальдегид 3-20: даотмгщитмомрбакмт натрия 0.001 - 0,10; 1Л1й1Э-м1раояса-7.1в-диамф«- пооктадеми OjOOl - 1ft пвдршовд матрия до рН 13JO-J3.2

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4ЯИ121/26 (Щ28.0ВЮ (46) 30.10.93 Воя. Ne 39-40 Ив объедииеие Авангард (гЩ Грекова НА; Фомею ЕА; Сомова Т

Канвеае СГ.

РФВ Ю Ф обмщииеме Авангард (Я) РАСТВОР ДЛЯ ХИМИЧЕСКОГО МЕДНЕдю> Щ! (щ 200Я9Я Сl (51) 5 С2,3С18 40

НИЯ

{67) С)щность изобретеее: дю лоаамення сяорости хиюиеского осацдеее медиыя юнрмтий яредпагается стабиюай рвствор, еодврпащиЦ г/а сернаэслая медь S — 50; N. Н, и Я -терв г - te

O - 2 В ° 6

0003 — О,Щ 1,4,ЯЦЗ-тетрвояса-7,16-дивзвцикяооаадетан Щ61 - Щ гвЮраю явтрмя до рН

33g) — 13,2

2001976 вводится комплексная добавка, состоящая из диэтилдитиокарбамата натрия 0,001 — 0,1 и вещества из класса краун-эфиров 0.0011,0.

Повышение скорости достигается за счет введения соединения диаза-18-краун-6 (1.4,10,13- тетраокса-7,16-диазоциклооктадекан) в присутствии диэтилдитиокарбамата натрия. Являясь гетероциклической системой, содержащей атомы азота, указанный краун-эфир имеет множество л-связей и центров связи с металлом. Адсорбируясь на поверхности меди. создает новые электростатические силы в двойном слое на границе металл-раствор. Образует с медью комплексы переноса заряда, способные производить обмен электронов между металлом, к-электронной системой адсорбированной молекулы и

2+ закомплексованными ионами Cu e растворе. Делокализация л-электронов усиливает скорость меднения. Более сильная комплексообразующая способность по отношению к Си чем к Си, у обеих добавок стабилизирует раствор, снижая эа счет адсорбции скорость анодного окисления формальдегида и, следовательно, скорость меднения. Таким образом, создается компромиссная ситуация, когда обеспечивается довольно большая скорость меднения, но при это она не дестабилизирует раствор термодинамическим.

Повышение стабильности в предлагаемом растворе достигается с помощью введения диэтилдитикарбамата натрия.

Механизм стабилизации состоит в торможении роста зародышей меди за счет адсорбции диэтилдитиокарбамата на поверхности медных частиц, образующихся в растворе.

Предлагаемый состав раствора химического меднения, содержащий указанные добавки, не является токсичным или ухудшающим условия труда.

Выявленные отличительные признаки в ранее известных решениях в предложенной совокупности не встречались, обеспечивают достижение положительного эффекта и могут быть квалифицированы как существенное отличие.

В табл.1 приведены примеры конкретного выполнения состава раствора химического меднения. в раствор химического меднения, содержа- 55 в щий, г/л: соль двухвалентной меди 5 — 50; а

N,N,N,N -тетракис-(2-гидроксипропил)-эти- м лендиамин 6-180, (в качестве комплексооб- л разующего агента) щелочь до р Н 13); фор- м мальдегид 3-20 (в качестве восстановителя), Изобретение относится к получению токопроводящих покрытий путем химического восстановления металлов, и частности химического осаждения меди. Химическое меднение применяется для металлизации полимерных материалов в производстве печатных плат, микросхем и других иэделий радиотехнической, электронной и приборостроительной промышленности.

При металлизации печатных плат оптимальными являются растворы химического меднения, способные обеспечивать скорость процесса осаждения меди 3-4 мкм/ч, что позволяет г1роводить процесс меднения в кассетах при большой плотности загрузки и высокой производительности. Большой проблемой в этих процессах является сохранение стабильности раствора в процессе эксплуатации и хранения, т.е. исключение выпадания частиц металлической меди в обьеме раствора.

Известные растворы для химического меднения обычно содержат соль меди, комплексообразующий агент — калий-натрий винновилый, трилон Б, гидроксиалкилзамещенные этилендиамина и др. щелочь, восстановители — обычно формальдегид, параформал ьдегид.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является водный раствор для химического меднения, содержащий соль меди, N,N.N,N -тетракис-(2-гидроксилпропимл)- этилендиамин. гидроксид натрия, формальдегид и стабилизирующие добавки;

2-меркаптобензотиазол, сульфид, серебра или натрия.

Недостатком этого раствора для химического медненения является использование 2-меркаптобензотиаэола, имеющего стойкий неприятный запах. Также к недостаткам состава раствора химмеднения отнОСЯтСЯ: малая скорость осаждения химических медных покрытий, приводящая к увеличению материально-технических и трудозатрат, высокий срок службы раствора химического меднения вследствие его нестабильности при повышении скорости процесса, Целью изобретения является повышение скорости осаждения меди, стабильности раствора и снижение его токсичности.

Поставленная цель достигается тем, что

Предварительно обезжиренные и актиированные в совмещенном палладиевом ктиваторе образцы ПП из фольгированного атериала размером 60 х 100 мм подвергаись металлизации в растворах химического еднения.

2001976

Таблица 1

Таблица 2

Технологические параметры процессов приведены в табл.2.

Осаждение проводилось при плотности загрузки от 0,2 до 4,5 дм на 1 л раствора г при покачивании образцов ПП с амплитудой 5

30 — 40 мм и частотах 10 — 30 двойных ходов в минуту. Качество металлизации оценивалось визуально с помощью микроскопа

МБС-2, Толщину покрытия определяли по привесу и с помощью металлографических 10 шлифов, Из данных растворов были получены розовые, мелкокристаллические осадки толщиной 3 — 5 мкм с удельным электросопро- 15 тивлением 0,02-0,04 Ом мм м . Р объеме

-2. 1 раствора не наблюдалось твердых осадков ни в процессе осаждения меди, ни в процессе хранения.

Технико-экономическая эффективность данного изобретения состоит в повышении производительности оборудования примерно в 2 раза за счет возможности применения кассетной загрузки при химическом осаждении взамен электролитического наращивания меди. Повышение стабильности р-ра приводит к экономии реактивов, увеличению срока службы раствора до 3-4 месяцев, снижению количества вредных сбросов. (56) Патент Японии М 58 — 13777, кл. С 23 С 3/02, опублик. 1983.

П;лент Японии M 59-123760, кл. С 23 С 3/02, опубл. 1984.

2001976

Составитель Г. Пантелеев

Редактор М. Стрельникова Твхред М. Моргентал Корректор С. Лисина

Заказ 3157

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушскэя наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

РАСТВОР ДЛЯ ХИМИЧЕСКОГО МЕДНЕНИЯ, содержащий сернокислую медь, N. М, N, N -тетракис-(2-гидроксипропил)- 5 этилендиэмин в качестве комплексообрэзователя, форнальдегид в качестве восстановителя, гидрооксид натрия и стабилизирующие добавки, отличающийся тэн, что, . с, целью повъиивния скорости 10 оса ниа надю, стабювьиости раствора и сиизквния of0 тжсичности, оН в качестве стабилизирующих добавок содержит дизтилдитиокарбамэт натрия и 1, 4, 10, 13-тет- раокса-7,16-диазациклооктадекан при следующем соотношении компонентов. г/л:

Сернокислая медь 5-50

М, N, и . N -Тетрэкис{2-гидрооксипро ил}зтилендиамин 6 -180

Формальдегид 3--20

Диэтилдитиокарбамат натрия 0,001 - 0,10, 1, 4, 10, 13-Тетраокса-7,16-диазациклооктадвкан 0.001 - 1,0

Гидроксид натрия До рН 13,0 - 13,2.