Способ обработки поверхности диэлектриков перед химической металлизацией
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ ДИЭЛЕКТРИКОВ ПЕРЕД ХИМИЧЕСКОЙ МЕТАЛЛИЗАЦИЕЙ путем нанесения активного слоя из раствора соли благородного металла, сушки и термообработки на воздухе, отличающий-ся тем, что, с целью экономии блзгород-, ного металла и упрощения технологии, нанесение слоя осуществляют из раствора соли благородного металла и резината элементов II-VI и VIII периодической системы и третичном бутиловом или изопропиловс спирте, a термообработку ведут при 300-500 С.
СО1ОЭ СОВЕТСКИХ в
РЕСПУБЛИК ае а>
3Q8 ССЗС 1706
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
tM ДЕУ1АМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ; в *втссснввт свВВтвъствт (21) 3384459/29-33 (22) 20. 01.82 (46) 15. 11.84. Бюл. № 42
«(72) Гв А Враницкий, С. H. Ìàëü÷åíêî, З.Н.Иакатун, Н.М. Борисова, В .И. Ермоленко, Д. И. Мычко и А.П.Усова (71) Научно-исследовательский институт физико-химических проблем Белорусского государственного университета им. В.И. Ленина и Белорусский ордена
Трудового Красного Знамени государственный университет им. В.И. Ленина (53) 666. 1.056(088.8) (56) 1.Патент ФРГ № 2803322, кл. С 23 С 3/02, опублик. 1979.
2. Авторское свидетельство СССР № 597741, кл. С 25 D 5/56, 1976 (прототип).
I (54) (57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ
ДИЭЛЕКТРИКОВ ПЕРЕД ХИМИЧЕСКОЙ МЕТАЛЛИЗАЦИЕЙ путем нанесения активного слоя из раствора соли благородного металла, сушки и термообработки на воздухе, о т л и ч а ю щ и й. с я тем, что, с целью экономии благородного металла и упрощения технологии, нанесение слоя осуществляют из раствора соли благородного металла и резината элементов ZI-VI u VIII групп периодической системы и третичном бутиловом или изопропиловом спирте, а термообработку ведут при 300-500 С.
1 1!23
Изобретение относится к химической металлизации диэлектриков и может быть использовано в технологии полу чения металлопокрытий на поверхности изделий из неметаллов, например керамики, стекла, фарфора, кварца, ситалла ндр, Известен способ обработки поверх-. ности диэлектриков, в котором для пб" лучения на поверхности материала 10 толстого и равномерно распределен. ного активного слоя перед нанесением покрытия химическим путем его подвергают многократной последовательной обработке. Вначале изделие обрабатывается в растворе, содержащем SQF!!
ЗпС3 5Н д и HCg, затем промывается водопроводной водой, после чего обрабатывается в растворе кислой соли двухвалентного палладия, вновь промы- 20 вается и сушится в потоке воздуха.
Для улучшения качества активного слоя процесс обработки поверхности реко- мендуется повторять несколько раз (1J .
Однако данный способ является многостадийным а расход соли палладия не контролируется из-за постепек999 2 ного восстановления этого металла в объеме раствора при контакте с ним активируемого изделия, содержащего на поверхности восстановитель (ионы олова). Кроме того, часть благородногО металла уносится промывными водами.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ f2) обработки поверхности диэлектриков перед химической металлизацией путем обработки подложки в растворе эфира, ортотитановой кислоты, сушки на воз40 духе при 100-150 С, обработки в пао рах или водном растворе аммиака, про-. грева на воздухе при 100-150 С, нанесения на поверхность подложки плен". ки водонепроницаемого полимера (ПВС), сушки при !00-120 С, экспонирования
УФ-светом и для осаждения металлов кроме Ag, Pd и Си обработки в растворе солей палладия с концентрацией
Pd2+1 10- r/„.
Высокая концентрация соли благородного металла в растворе обусловлейа тем, что часть благородного металла теряется безвозвратно вследствие 55 восстановления ионов металла в объеме раствора активнрования и уноса благородного металла промывными водами.
Удельные нормы расхода палладия по известному способу при изготовлении печатных плат составляют 10 (1,8-2,.5) х10 г/см .
Г
Недостатками указанного способа являются высокий расход благородного, металла и сложность технологии иэ-за многостадийности процесса.
Цель изобретения — экономия благородного металла и упрощение технологии
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обработки поверхности диэлектриков перед химической металлизацией путем нанесения активного Слоя из раствора соли благородного металла, сушки и термообработки на воздухе, нанесение слоя осуществляют из раствора соли благородного металла и резината элементов (!
II-VI u VIII групп периодической системы в третичном бутиловом или изопропиловом спирте,,а термообработку ведут при 300-500 С.
При использовании предлагаемого способа формирования каталитически активного слоя на поверхности диэлектрика расход благородного металла составляет 10 - 10 г/см, 6 -9 а резината 5 10 — 10 г/см
-5 3 (концентрация раствора резината
4-0,5X). Уменьшение количества благородного металла (10 7г/см ) вызывает ухудшение качества покрытия, а увеличение до 10 г/см и выше приводит к большому расходу металла. При концентрации резинатов свыше 5Х возникает необходимость в их разбавлении, так как при прогреве на поверхности диэлектрика образуется вместо пленки рыхлый порошок оксида, а при концентрациях менее 0,5Х формируются островковые структуры. И то и другое не позволяет сформировать на поверхности диэлектрика равномерное металлическое покрытие с удовлетворительной адгезией.
Способ может быть использован при осаждении на активированную поверхность диэлектрика различных металлов или сплавов из растворов химической металлизации.
Время термообработки зависит от температуры и состава резината. При
300 С минимальное время прогрева составляет 10-30 мин, при 500 С—
2 мин.
Пример 1. На предварительно обезжиренную стеклянную пластинку
1123999
11,7
3 размером 9хб см наносится 1,5 мл раствора, полученного путем сливания
2Х-ного раствора резината титана в Т ет -бутаноле и 0,117Х-ного раствора PdCO<, взятых в объемном соотношении 15:1 (концентрация ионов палладия 3 10 г/л) . Расход палладия составляет 1(T г/см поверхности
6 стекла. Затем подложка с политым баствором сушится при комнатной тем- fp пературе, после чего прогревается при 400 С на воздухе в течение о
30 мин. Образовавшийся активный слой полностью прозрачен. Металлизация проводится в растворе следующего сос- 15 тава, г/л:
Раствор 1
А. ихсан;бн,О
На,,Р, О
29
NH4OH(25X) до рН 10 2p
Б. 1Х-ный раствор БаВН4 в 0,5Н растворе NaOH.
Перед металлиэацией растворы А и Б смешивают в объемном соотношении 10:1.
Время металлизации при t8 С, позво- 25 о ляющее получить равномерное блестящее никелевое покрытие с хорошей адгези ей, составляет 2-4 мин. Оптическая плотность (D ) изображения составюах ляет 2-3 и более.
Пример 2. Аналогично примеру 1, но вместо PdC8g используется раствор AgNO (3 ° 10 г/л серебра).
Расход Ag после прогрева составляет
10 г/cM . Металлиэация проводится
35 в растворе следующего состава, г/л:
Раствор 2
А. Иетол 5
Лимонная кислота 20
Б. AgNO
5Х
Растворы А и Б смешивают в объемНоМ соотношении 5: 1. Время металлизации, необходимое для получения блес. тящего равномерного покрытия с хорошей адгезией, составляет 2-4 мин при 18 С, D ö „=2-3.
Пример 3. Аналогично примеру 1, но вместо PdCE< используется . растворимая соль платины (ZV) 50
H<(PtC8 Иеталлизация проводится в растворе следующего состава, г/л: 55 Раствор 3 А. Си$0ф 5H20 NaC< Трилон Б 42 Н РО 12,4 NaOH до рн 10,5 Б. 0,5Х-ный раствор йаВН!! в 0,5 н растворе NaOH Перед металлизацией растворы А и Б смешиваются в объемном соотношении 9:1. Время металлизации при 18 С, позволяющее получить равномерное, блестящее покрытие.с хорошей адгезией, составляет 1-4 мин D =2-3 ° вох Hp и м е р 4. Аналогично примеру 1, но в качестве растворителя используется изопропиловый спирт. Пример 5. Аналогично примеру 1, но расход Pd составляет 10 7г/см . .Пример б. Аналогично примеру 1, но расход Pd составляет 10 r/ /см . Пример 7. Аналогично примеру 5, но металлиэацию осуществляют в растворе 3. Пример 8. Аналогично примеру 5, но концентрация резината составляет 0,5Х, Пример 9. Аналогично примеру 5, но концентрация резината составляет 1Х. Пример 10. Аналогично примеру 5, но концентрация резината составляет 4Х. H p и м е р 11. Аналогично примеру 1, но температура прогрева состав-! ляет 300 С. Пример 12. Аналогично примеру 1, но температура прогрева составляет 500 С и время прогрева 15 мин. Пример 13. Аналогично примеру 7, но в качестве резината используется резинат алюминия. Пример 14. Аналогично примеру 7, но в качестве реэината используется резинат Fe. Пример 15. Аналогично примеру 7, но в качестве резината используется резинат Zn. Пример 16. Аналогично примеру 7, но в качестве резината используется резинат Мо. Н р и м е р 17. Аналогично примеру 5, но в качестве резината используется резинат Вх. Пример 18. Аналогично примеру 1, но в качестве диэлектрика используется кварцевая пластинка. 112 3999 Пример 19. Аналогично примеру 3, но расход ппатины составляет 10 9 г/см . В таблице приведены физико-химические свойства металлических покрытий, полученных согласно примерам 1-,19. Прочность покрытия определяют методом истирания согласно ГОСТ-031901-73. Количество оборотов стержня, при которых не нарушается целостность покрытия с группой прочность 0 (критерий наибольшей прочности по ГОСТУ 03- ) 901-73,составляет 3000 об., Скорость вращения стержня составляет 500 об/мин. Коррозионную устойчивость оценивают по изменению внешнего вида покрытия при хранении во влажо ной атмосфере на воздухе при 18 С о (100X-ная влажность) и при 60 С в сухой атмосфере в течение 1 мес. Как видно из таблицы, обработка поверхности диэлектрика в растворе резината металла в присутствии добавки соли благородного металла (Pd, 5 Pt, Ag) c последующей сушкой и про" гревом на воздухе (300-500 С) привоо дит к образованию на ней активного слоя. Химическая металлизация активированного диэлектрика позволяет получить равномерные плотные покрытия из Ni, Cu, Ag с хорошей адгезией и коррозионной устойчивостью. Предлагаемый способ по сравнению с известным упрощает технологию форми15 рования каталитически активного слоя вследствие уменьшения числа операций (промывка, сушка, многократность обработки диэлектрика в сенсибилизирующем и активирующих растворах) и со20 кращает расход благородного металла до 10 — 10 г/см поверхности диэлектрика. 1123999 >х х L х Ф X х. i х Р С6 х Ф х о С> о ь СЧ о о о СГ) СЧ о о о о о о о о СЧ о о о а ь С> о л С6 Е >Ъ 1 л I л 1 л I с X о Р1 о I1Cd! с4> Есс> Iе lР1 fe СЪ >р о E о cd а о Е v с6 л х с/Ъ л СР р» Е и a С>» X о с Е л Е- и р,о Е о С» )Ю l о 4 л О хо о ь: о СЧ Ф )Р о "6 о а!о 4 1 р д 1 Е» о Р l I С6 о Ф 1 СО 05е Х Р, С6 v е- Й еор, И cd И Д Х 1 1 о х! х (Фр,р.l 4 О Х >О 0 Па v о m х D ф E" о е И Е х )х х о о хх cd сч cd p х о Х Р! сс> .e v а с6 р р 0 х ь E О СГ С6 л ао rl fo о мо СЧ ф С6 Сс Е» х о С6 Рс х я C)j Ес Ф О а4 cd рс р о 44 Р3 Х Р» Е» О Ю e» cd .Е o,о о л о и о СЧ р о 0 Р! Р» Е» о сч С6 X p )Я Гс.о o v, СЧ С6»вЂ” E с6 р, х о х 6> 6j и а с6 р р о tl Р3 Р Рс Е v e с» cd X ао о >Я л С. дО хо l O o vi o — СЧ cd с Е» С6 Р, х о СР сс> Е Ф v р, С6 а р о О 1>cl Р С>» о л с». С6 Е аo, и )Я л 4 д О хо I О о к. о СЧ 1 а Е Ф сх оцх qux Ф . О хВ х хна е о Н )Р Х Ф х е х х л е о С х С6 Е >С ! 1(cd ст Е »6 р, х о х х С6 E е v а cd р а о Id Р E оа с6 л ао )Б л С д О хо I O оно ° СЧ ll23999 « 1 х Ф Ж н а о ° Ц I « I х о О о СЧ х ь о ь о х ь о ь D о о Щ СЧ D о о л о о о О О LCI 1 л л Ф» ф Е Р ф о х IKI Ж m o Ф cd Р Р ф С" ) E х о Р, х х И & rJ Р Р 0 б Ф х Р» & о л сч ф и ао Э2= л 1» дU хо 1 О оиo ° CV Е о Г» Фъ» I о ю5Е Мод iC ф 5111 ol P II l 0 ф (» ф ч» х ж д Q 3 Р & 8 й Ям л РО Р ф аw Х о I u ио 1Ь nD о ф! ф ф ч» х о ф Р х ф Вч3 Ф Р Р & U W ф л оиЗ. Еч ф л« j» х о ф а IQ ф С4 ф д о Ю Х Il С4 Е» О М cv CO 3 до «$й ° Ф ф ч» & х о ф Р ) & 4l U д ф а д о О х .Ф Р & И аП ач ф л х ао О л р хб о ОКО Р о х "О х CJ »» cd О1 Е аU Я л хо о око сч л л 1 И ф Yl & ф Р, х о х 6) & э v а ф Р о х х Е» оа dI л p,о д О хо о ио С 1 1123999 и gl! ф ! 1 1 В1 I »Ф 5 о 5е F o i1 i О о Ю л ж о о о о СЧ о о а о о о С ? Е о и », 1 о i ! v ВI3 м! еоа I4 Ф 6" ." ха# «Id Е! 5е «( 1 За д 1» « ! "„ I г I" Р И и ф и РC? ! ° CV л Ф 1 с Р о Х ф je С ) ф Ж Р g o cc? lO Ф F а v ф а D о ф 1?1 л C4 & 1? Р ее cd Ф Р, л v- o Я л жо I О оио л CV ф Ч Е» ф Р ж о Ж Ice N I Ф v D ф Р Р о ц Id C4 & v & «ф ф л z дo v Я л r- o жо 1 о о и о ° — СЧ (-е ф %» i» ф Р ж о Ф 0) Е Ф v P ф Р а о Id Ь Рс Е» v w «с ф Х ао Я л ,р фО 1 О оио СЧ ф С ) Н ф ж о Ж Ф 0l (ч е о Р «ф Э .Р о о IO Х & ф о I.e ф ? в л . o,eo 3 -и о
