Водный раствор для химического меднения

 

Изобретение относится к нанесению покрытий химическим способом, в частности медных, и может быть использовано в радиоэлектронной промышленности для пайки металлизированных диэлектриков для изготовления элементов газоразрядных устройств, для получения микросхем. Цель изобретения - снижение удельного электросопротивления покрытия, повышения стойкости к окислению, скорости осаждения , адгезии покрытия к нитридной керамики и повышения стабильности раствора. Водный раствор содержит: сульфат меди пятиводный, Г 8-12; нитрилоуксусную кислоту (НТА), Г 20-25; хлорид никеля (U), Г 3-5; гидроксид натрия, Г 15-20; трилон Б, Г 20-25; диэтилдитиокарбонат натрия, мг 3-6, формальдегид 40%-ный, мл 23-30; вода до 1 л. Введение НТА и хлорида никеля позволяют сохранять раствор более 2 мес, получить скорость осаждения покрытия 7-8 мкм/ч; адгезию к нитридной подложке 60- 65 кг/см ; отсутствие окисления покрытия более 6 мес, удельное электросопротивление покрытия 1,7-1,9 -108 Омм. внешний вид покрытия розовое, равномерное, блестящее , без пятен. 2 табл. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s, С 23 С 18/40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ЫаЮИИМ

1 I Тйа? 1 g 1 уpg

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ы содер8 — 12

23-20

15 — 20

20-25

20-25 (21) 4605818/02 (22) 10.12.88 (46) 30.11.91. Бюл. N 44 (71) Московский авиационный институт . им.Серго Орджоникидзе (72) А.А,Нургалиева, Н.С.Буданова и В,И,Ер-. милов (53) 621.793.3:669.38(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 456050, кл. С 23 С 8/40, 1975.

Свиридов В.В. Химическое осаждение металлов иэ водных растворов..Минск, 1987, с. 70, табл,3.2. (54) ВОДНЫЙ РАСТВОР ДЛЯ ХИМИЧЕСКОГО МЕДНЕНИЯ (57) Изобретение относится к нанесению покрытий химическим способом, в частности медных, и может быть использовано в радиоэлектронной промышленности для пайки металлизированных диэлектриков для изготовления элементов газоразрядных устройств, для получения микросхем. Цель

Изобретение относится к нанесению покрытий химическим способом, в частности медных, и может быть использовано в радиоэлектронной промышленности для пайки диэлектриков твердыми и мягкими припоями, для разработки нанесения медных покрытий элементов газоразрядных устройств.

Цель изобретения — снижение удельного электросопротивления покрытия, повышение его стойкости к окислению скорости осаждения и адгезии покрытия к нитридной керамике, а также повышения стабильности раствора, „„5U„„1694695 А1 изобретения — снижение удельного электросопротивления покрытия, повышения стойкости к окислению, скорости осаждения, адгезии покрытия к нитридной керамики и повышения стабильности раствора.

Водный раствор содержит: сульфат меди пятиводный, Г 8 — 12; нитрилоуксусную кислоту (НТА), Г 20 — 25; хлорид никеля (U), Г

3 — 5; гидроксид натрия, Г 15-20; трилон Б, Г

20 — 25; диэтилдитиокарбонат натрия, мг 3 — 6, формальдегид 40 -ный, мл 23-30; вода до

1 л. Введение НТА и хлорида никеля позволяют сохранять раствор более 2 мес, получить скорость осаждения покрытия 7-8 мкм/ч; адгезию к нитридной подложке 60—

65 кг/см; отсутствие окисления покрытия более 6 мес, удельное электросопротивление покрытия 1,7-1,9 .10 Ом м, внешний в вид покрытия розовое, равномерное, блестящее, без пятен, 2 табл. о Раствор химического меднения жит:

Сульфат меди (пятиводный) Г формальдегид (40 k-ный), мл диэтилдитиокарбонат натрия (ДДК М 2), мг36, гидроокись натрия, г трилон Б,г нитрилоуксусная кислота (НТА) г

1694695 хлористый никель, г 3 — 5 вода, л До 1

Перед нанесением медного покрытия на образцы из нитридной керамики прямоугольной формы площадью 20+0,05 см их поверхность обезжиривается в содовом растворе втечение 5 мин при 70-80 С, травится в щелочном растворе с добавкой

ОЭДФ при 80 С в течение 2-5 мин. Для создания активных центров на поверхности образцы подвергаются сенсибилиэации в подкисленном растворе хлористого паппадия олова (П) в течение 30 с и активации в подкисленном 0,5 -ном растворе хлористого палладия (30 с) при комнатной температуре. Растворы SnClz и РбС!2 готовятся на основе 0,1 -ного раствора ПАВ для придания поверхности лучшей смачиваемости.

Каждая из перечисленных операций заканчивается промывкой образцов в дистиллированной воде.

Электролит для химической металлизации поверхности готовится при введении солей металлов — (взятых в виде порошков марки хч, осч, чда), предварительно растворенных s горячей дистиллированной воде, в раствор комплексообразователей (трилона

Б, HTM) в присутствии щелочи.

Формальдегид вводится перед началом процесса. Режим восстановления: рН 12,8—

13,0 обеспечивается добавлением концентрированного раствора едкого кали.

Подготовленные образцы помещаются в.термвстатированные стеклянные ячейки, где при непрерывном перемешивании раствора, измерении. рН (ионометром Э — 74) осуществляется металлизация поверхно сти.

Примеры опробования составов растворов приведены в табл.1; Температура всех электролитов была 25 С, рН растворов поддерживалось постоянной 12,8-13,0. Толщина покрытия во всех случаях постоянна и составляет 10 мкм.

Свойства растворов, полученных из них покрытий, приведены в табл.2.

Адгезия химически осажденных металлических покрытий контролировали с помощью устройства для отрыва под действием стягивающей нагрузки на лабораторном адгезиометре, Скорость осаждения покрытий определяли измерением толщины покрытия за определенный промежуток времени. Удельное сопротивление рассчитывалось по формуле:

В =Р— э

Формула изобретения

25 Водный раствор для химического меднения, содержащий сульфат меди, формальдегид, диэтилдитиокарбонат натрия, гидроокись натрия, трилон Б и дополнительный комплексообраэователь, о т л и ч а ю30 щийся тем,что, с цельюсниженияудельного электросопротивления покрытия, повышения его стойкости к окислению, скорости осаждения, и адгезии покрытия, к нитридной керосинке, а также повышения

35 стабильности раствора, он дополнительно содержит хлористый никель, а в качестве дополнительного комплексообразователя— нитрилоуксусную кислоту при следующем соотношении компонентов:

40 сульфат меди (пятиводный) г 8-12 формальдегид (40% -) „„ диэтилдитиокарбамат

45 натрия, мг 3-6, гидроокись натрия, г 20-25 трилон Б, г 20-25 нитрилоуксусную кислоту, r

50 хлористый никель, г вода, л

23-30

20-25

3-5

До 1.

R — сопротивление (измеряемое), 10 1 — длина образца;

S — площадь сечения.

Удельное обьемное электрическое сопротивление покрытия составило для известного раствора 9,9-14,2 10 Ом м для

15 изобретенного раствора 1,7-1,9 10 Ом.м.

Получаемый осадок меди розового цвета, равномерный, блестящий, не окисляется на воздухе в течение более 6 мин.

Раствор остается стабильным более 2

20 мес, а скорость осаждения покрытия получена 7-8 мкм/ч.

Таблица1

1694695

Содержание компонента

I 1 1

Компоненты

Пример

1 2 3 4 5 6

25 4 8 10 12 15

18 23 25 30 35

10 3 5 8 10

10 15 18 20 25

15 20 22 25 30

3,0

43,5

25 30

20 22

3 4 5

26,4

Ою1

Табли ца 2

Свойства раствора и покрытия

Адгезия, кгlсм2

СтабильВнешний вид по крытия

Стабильност ь раствора, мес.

Скорост ь осаждения покрытия, мкм/ч

Раствор ность медного покрытия

4 3-5,0

10-12

1,0,6

40,45-48

5

2 5

2-2 5

1 5

48-50 .

55-65

30-32

Розовое, матовое неравномерное, шероховатое,без вздутий

Составитель Н.Ершов

Техред M. Моргентал

Корректор И.Муска

Редактор Е.Зубиетова

Заказ 4133 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по йзобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Сульфат меди (пятиводный), г

Формальдегид (403-ный), мл

Диэтилдитиокарбомат натрия, мг

Гидроокись натрия, r

Трилон Б,г

Нитрилотриуксусная кислота, r

Двуххлористый никель, г

Ферроцианид калия,г

ЭДА,r

Окисляется на воздухе через 30 дн

Не окисляется на воздухе в течение

6 мес.

То же

Розовое, матовое неравномерное, с пятнами

Розовое, мелкокристаллическое, неравномерное, полублестяцее, без вздутий"

Розовое, блестящее мелкодисперсное равномерное, гладкое ,То же