Селективный травитель гальванических оловянно-свинцовых покрытий с медной основы
Владельцы патента RU 2351689:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) (RU)
Изобретение относится к технологии химической обработки металлов и может быть использовано в производстве двухсторонних печатных плат с защитной паяльной маской по меди. Селективный травитель гальванических оловянно-свинцовых покрытий с медной основы содержит следующие компоненты: борфтористоводородная кислота (40%-ный раствор) 950,0-970,0 мл/л, перекись водорода (35%-ный раствор) 30,0-50,0 мл/л, нитрат меди (II) 0,03-0,04 г/л, фторид калия 5,0-8,0 г/л, нитрат натрия 5,5-7,5 г/л. При использовании предлагаемого травителя скорость травления сплава олово-свинец более чем в десять раз превышает скорость травления медной основы, что позволяет существенно снизить риск уничтожения металлизации в отверстиях печатных плат и повысить выход годных при производстве электронных изделий. 1 табл.
Изобретение относится к технологии химической обработки металлов и может быть использовано в производстве двухсторонних печатных плат с защитной паяльной маской по меди.
Известен раствор для снятия оловянно-свинцовых покрытий с медной основы, содержащий азотную кислоту, железо азотнокислое, натрий хлористый и ион олова [Патент РФ №2257424, МПК C23F 1/30, 2005].
Этот раствор позволяет удалять оловянно-свинцовые покрытия с большой скоростью, однако вызывает растравливание поверхности меди, что повышает риск уничтожения металлизации в отверстиях печатной платы.
Наиболее близким к предлагаемому травителю по технической сути и достигаемому результату является раствор для стравливания гальванических покрытий сплавами олово-свинец, содержащий борфтористоводородную кислоту и перекись водорода [Авторское свидетельство СССР №398702, МПК С23В 5/48, C23F 1/04, 1973 - прототип].
Недостатком указанного раствора является относительно низкая селективность травления, а также образование пленки шлама, снижающей скорость удаления оловянно-свинцового покрытия.
Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении селективности травления гальванических оловянно-свинцовых покрытий с медной основы.
Это достигается тем, что раствор, содержащий борфтористоводородную кислоту и перекись водорода, дополнительно содержит в качестве ингибиторов процесса растворения меди нитрат меди (II) и фторид калия, а в качестве добавки, увеличивающей скорость травления олова-свинца, нитрат натрия при содержании компонентов:
| борфтористоводородная кислота | |
| (40%-ный раствор), мл/л | 950-970 |
| перекись водорода | |
| (35%-ный раствор), мл/л | 30-50 |
| нитрат меди (II), г/л | 0,03-0,04 |
| фторид калия, г/л | 5-8 |
| нитрат натрия, г/л | 5,5-7,5 |
Данный травитель погружного типа. Необходимо прокачивание заготовок в направлении, перпендикулярном плоскости печатной платы. Это приводит к тому, что раствор прокачивается через отверстия печатной платы, а следовательно, интенсифицируется процесс травления в них сплава олово-свинец. Снятие оловянно-свинцового покрытия осуществляют, погружая печатные платы в ванну с травителем при температуре 18-30°С.
Для экспериментальной проверки заявляемого травителя было приготовлено три раствора предлагаемого состава и один раствор-прототип. Содержание компонентов представлено в таблице.
При температуре 20-25°С готовят 40%-ный раствор борфтористоводородной кислоты. Добавляют требуемое количество 35%-ного раствора перекиси водорода и сухих солей. Перемешивают раствор до полного растворения солей и дают отстояться в течение часа.
Скорость травления сплава олово-свинец и меди определяют следующим образом. На приборе ПКМ замеряют толщину металлизации в отверстиях печатной платы. Затем платы подвергают травлению и через каждые 30 секунд контролируют под микроскопом МБС-10 наличие в отверстиях сплава олово-свинец. Определяют время, в течение которого происходит полное стравливание оловянно-свинцового сплава. Замеряют на приборе ПКМ толщину оставшегося слоя меди. Рассчитывают толщину оловянно-свинцового сплава и скорость его травления. Продолжают травление платы в течение пяти минут и замеряют толщину оставшегося слоя меди. Рассчитывают скорость травления меди. Результаты испытаний приведены в таблице.
| Таблица | |||||||
| Маркировка травителя | Содержание компонентов | Скорость травления, мкм/мин | |||||
| Борфтористоводородная кислота, мл/л | Перекись водорода, мл/л | Нитрат меди, г/л | Фторид калия, г/л | Нитрат натрия, г/л | Сплав олово-свинец | Медь | |
| Состав 1 | 950 | 50 | 0,03 | 6 | 7,5 | 4,0 | 0,35 |
| Состав 2 | 970 | 30 | 0,04 | 7 | 5,5 | 3,0 | 0,20 |
| Состав 3 | 960 | 40 | 0,035 | 7 | 6,5 | 3,5 | 0,25 |
| Прототип | 125 | 20 | - | - | - | 3,5 | 1,5 |
Из таблицы видно, что при использовании предлагаемого травителя скорость травления сплава олово-свинец более чем в десять раз превышает скорость травления меди.
Использование изобретения позволяет существенно снизить риск уничтожения металлизации в отверстиях печатных плат, а следовательно, повысить выход годных при производстве электронных изделий.
Селективный травитель гальванических оловянно-свинцовых покрытий с медной основы, содержащий борфтористо-водородную кислоту и перекись водорода, отличающийся тем, что он дополнительно содержит в качестве ингибиторов процесса растворения меди нитрат меди (II) и фторид калия, а в качестве добавки, увеличивающей скорость травления олова-свинца, нитрат натрия при содержании компонентов:
| борфтористо-водородная кислота (40%-ный раствор), мл/л | 950,0-970,0 |
| перекись водорода (35%-ный раствор), мл/л | 30,0-50,0 |
| нитрат меди (II), г/л | 0,03-0,04 |
| фторид калия, г/л | 5,0-8,0 |
| нитрат натрия, г/л | 5,5-7,5 |
