Селективный травитель для снятия оловянно-свинцовых покрытий с медной основы
Владельцы патента RU 2470093:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет-учебно-научно-производственный комплекс" (ФГОУ ВПО "Госуниверситет-УНПК") (RU)
Изобретение относится к технологии химической обработки металлов и предназначено для использования в производстве печатных плат с защитной паяльной маской по меди. Селективный травитель для снятия оловянно-свинцовых покрытий с медной основы содержит азотную кислоту, железо азотнокислое, хлорид натрия, бензотриазол в качестве ингибитора травления меди и спирт этиловый при следующем содержании компонентов: 200-250 мл/л 68%-ный раствора HNO3, 130-170 г/л Fe(NO3)3·9H2O, 2-3 г/л NaCl, 0,5-1 г/л бензотриазола, 5-6 мл/л спирта этилового. Изобретение позволяет повысить селективность травления гальванических оловянно-свинцовых покрытий с медной основы. 1 табл.
Изобретение относится к технологии химической обработки металлов и предназначено для использования в производстве печатных плат с защитной паяльной маской по меди.
Известен селективный травитель гальванических оловянно-свинцовых покрытий с медной основы, содержащий борфтористоводородную кислоту, перекись водорода, нитрат меди (II) и фторид калия, а в качестве добавки, увеличивающей скорость травления олова-свинца, нитрат натрия (см. патент РФ №2351689, МПК C23F 1/30, опубл. 2009).
Этот раствор позволяет удалять оловянно-свинцовые покрытия с большой скоростью, однако, вызывает растравливание поверхности меди в отверстиях печатной платы.
Наиболее близким к предлагаемому травителю по технической сути и достигаемому результату является раствор для снятия оловянно-свинцовых покрытий с медной основы, содержащий, г/л: азотную кислоту - 252-315; железо азотнокислое 50-100; натрий хлористый 1-5; ион олова до 150 (см. патент РФ №2257424, МПК C23F 1/30, опубл. 2005).
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 селективный травитель для снятия оловянно-свинцовых покрытий с медной основы, содержащий азотную кислоту, железо азотнокислое и хлорид натрия, согласно изобретению дополнительно содержит в качестве ингибитора травления меди бензотриазол (азимидобензол) и спирт этиловый при следующем содержании компонентов:
| НNО3 (68%-ный раствор), мл/л | 200-250 |
| Fе(NO3)3·9Н2O, г/л | 130-170 |
| NaCl, г/л | 2-3 |
| Бензотриазол, г/л | 0,5-1 |
| Спирт этиловый, мл/л | 5-6 |
Бензотриазол образует с медью мономолекулярный слой, защищающий медь от окисления. Причем он взаимодействует исключительно с медью, не адсорбируясь на паяльной маске или диэлектрике. При этом обеспечивается хорошее смачивание, что позволяет получить полублестящую или блестящую поверхность медной основы, пригодную для последующего осаждения нового покрытия без предварительной механической обработки.
Заявляемый травитель погружного типа. Необходимо покачивание заготовок печатных плат в направлении, перпендикулярном плоскости их поверхности. 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°C.
Для экспериментальной проверки заявляемого травителя было приготовлено три раствора предлагаемого состава и один раствор-прототип. Содержание компонентов представлено в таблице.
При температуре 20-25°C к воде приливают расчетное количество азотной кислоты и вводят азотнокислое железо и хлорид натрия. Бензотриазол предварительно растворяют в этиловом спирте и вводят в травитель в расчетном количестве. Затем раствор доводят водой до заданного объема и перемешивают.
Концентрацию ионов меди и свинца в растворе после травления печатных плат определяли методом инверсионной вольтамперометрии на вольтамперометрическом анализаторе «Экотест-ВА» с использованием углеродного макроэлектрода. Затем полученные данные пересчитывались на весь объем травителя и протравленную поверхность печатных плат и определялась средняя скорость травления меди и свинца с единицы поверхности печатной платы. Параллельно на аналитических весах OHAUS Adventurer осуществляли контроль веса печатных плат в результате травления. Результаты испытаний приведены в таблице.
| Таблица | ||||||||
| Скорость травления, 104 кг/м2·c | ||||||||
| Содержание компонентов | ||||||||
| Маркировка травителя | ||||||||
| Азотная кислота, мл/л | Железо азотно-кислое, г/л | Хлорид натрия, г/л | Бензотриазол, г/л | Спирт этиловый, мл/л | Ион олова, г/л | Олово-свинец | Медь | |
| Состав 1 | 200 | 170 | 2 | 0,5 | 5 | 3,20 | 0,26 | |
| Состав 2 | 225 | 150 | 2,5 | 0,7 | 5,5 | 4,12 | 0,23 | |
| Состав 3 | 250 | 130 | 3 | 1 | 6 | 4,18 | 0,25 | |
| Прототип | 275 | 75 | 3 | - | - | 50 | 3,38 | 0,58 |
Из таблицы видно, что применение в качестве ингибитора травления меди в заявляемом травителе бензотриазола позволяет более чем в два раза снизить скорость травления меди по сравнению с прототипом.
Использование изобретения позволит существенно снизить риск уничтожения металлизации в отверстиях печатных плат, а следовательно, повысить выход годных при производстве электронных изделий.
Селективный травитель для снятия оловянно-свинцовых покрытий с медной основы, содержащий азотную кислоту, железо азотнокислое и хлорид натрия, отличающийся тем, что он дополнительно содержит в качестве ингибитора травления меди бензотриазол и спирт этиловый при следующем содержании компонентов:
| 68%-ный раствор HNO3, мл/л | 200-250 |
| Fe(NO3)3·9H2O, г/л | 130-170 |
| NaCl, г/л | 2-3 |
| бензотриазол, г/л | 0,5-1 |
| спирт этиловый, мл/л | 5-6 |
