Раствор для осветления покрытия из сплава олово-свинец на печатных платах

 

Использование: технология очистки поверхностей печатных плат с покрытием сплавом олово - свинец после травления перед оплавлением, лужением, пайкой. Сущность изобретения: раствор позволяет интенсифицировать процесс - сократить время очистки (осветления) в два раза, увеличить пропускную способностью раствора, исключить механическую очистку в процессе осветления, повысить производительность труда, улучшить условия труда за счет исключения аммиака и повысить надежность печатных плат за счет исключения ионов хлора. Соотношение компонентов в растворе, г/л: динатриевая соль этилендиамин-тетрауксусной кислоты 5 - 50, 2-окси-1,3-пропилендиамин-тетраметиленфосфоновой кислоты тетранатриевая соль 2 - 50; гидроокись натрия 5 - 20; моющее средство типа "Лотос" или "Прогресс" 0,5 - 5; пеногаситель типа уайтспирит 0,3 - 0,5 мл; вода - остальное до 1 л. 1 табл.

Изобретение относится к технологии изготовления печатных плат и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства для производства печатных плат.

При изготовлении печатных плат комбинированным позитивным методом в качестве защитного покрытия по меди используется сплав олово-свинец. Однако, на поверхности покрытия под воздействием электролита, оставшегося в порах покрытия, образуется окисная пленка, а в дальнейшем под воздействием травящих растворов - труднорастворимые в воде соли, которые препятствуют пайке, оплавлению. Для удаления этих солей покрытие осветляют. Качество осветления непосредственно влияет на последующий процесс оплавления оловянно-свинцового покрытия.

Известны растворы осветления покрытия олово-свинец на основе тиомочевины и соляной или борфтористоводородной, кремнефтористоводородной, сульфамиловой кислот.

К недостаткам этих растворов относится наличие дефицитных химических материалов, токсичных и легковоспламеняющихся веществ, подтравливание проводников.

Известны также растворы осветления на комплексообразующей соли 2-окси-1,3-пропилендиамид-N, N,N^',N^'-тетраметиленфосфоновой кислоты тетранатриевой соли. Однако каждый из этих растворов в своем составе имеет относительно большее количество остродефицитной тиомочевины, обработка плат в растворе требует сравнительно длительного технологического времени осветления (4-5 мин), небольшую пропускную способность (50 дм²/л), быстро вырабатывается, что приводит к частой смене раствора. В процессе осветления требуется механическая протирка поверхности для удаления солей.

Кроме того, к недостатку раствора можно отнести присутствие в его составе ионов хлора, которые могут уменьшать надежность печатных плат за счет того, что при нетщательной промывке после осветления ионы хлора могут попадать на поверхность резисторов и залакировываться, а в дальнейшем под воздействием влаги приводить к разрушению резистивного слоя.

Наиболее близким к изобретению является раствор следующего состава, г/л: 2-Окси-1,3-пропилендиа- мид-N,N,N',N'-тетраметилен- фосфоновой кислоты тетра- натриевая соль 20-40 Хлористый натрий 5-20 25%-ный водный аммиак До рН 8,5-13 Вода Остальное Этому раствору присущ тот же недостаток - присутствие ионов хлора, а также необходимость частой коррекции аммиаком из-за его летучести для поддержания определенного рН. Кроме того, резкий раздражающий запах аммиака осложняет работу с этим раствором, появляется отрицательный человеческий фактор и требуется усилие вытяжной вентиляции. Время осветления относительно длительное 2,0-2,5 мин, в процессе осветления требуется механическая протирка поверхности.

Цель изобретения - повышение качества раствора для осветления печатных плат, улучшение условий труда, а также повышение надежности печатных плат.

Для этого в известный раствор введена в качестве комплексообразователя, кроме 2-окиси-1,3-протпилендиамин-N,N,N^',N^'-тетраметиленфосфоновой кислоты тетранатриевой соли (комплексон ДПФ-1Н), дополнительно динатриевая соль этилен-диамин-N, N,N^',N^'-тетрауксусной кислоты; в качестве щелочных агентов - гидроокись и моющее средство типа "Лотос", "Прогресс"; в качестве пеногасителя - уайт-спирит или АС-60 при следующих соотношениях компонентов, г/л: 2-Окиси-1,3-пропилендиамин- N,N,N^',N^'-тетраметиленфосфо- новой кислоты тетранатрие- вая соль (ДПФ-1Н) 2-50 Динатриевая соль этилендиамин N,N,N', N'-тетрауксусной кислоты ( трилон Б) 5-50 Гидроокись натрия 5-20 Моющее средство типа "Лотос", "Прогресс" 0,5-5 Пеногаситель типа уайт- спирит 0,3-0,5 мл Вода Остальное Указанные новые признаки позволяют уменьшить количество токсичных и легковоспламеняющихся веществ в растворе, что значительно улучшает его качество, а также уменьшает присутствие в его составе ионов хлора, увеличивая надежность печатных плат, обработанных этим раствором. Кроме того, предлагаемый раствор позволяет интенсифицировать процесс осветления. Под интенсификацией процесса имеется в виду сокращение времени осветления, увеличение пропускной способности раствора, исключение механической протирки поверхности в процессе осветления.

Известные растворы осветления не позволяют быстро (в пределах 1-1,5 мин) осветлять платы, что затрудняет их применение в автоматических линиях, модулях струйного типа, связанных одним конвейером с модулем травления, так как травление происходит в пределах 1-1,5 мин. Кроме того, замена механической протирки плат в процессе осветления струйной обработкой не всегда обеспечивает хорошее качество очистки отверстий. Все известные растворы содержат ионы серы или хлора, за счет чего возможно снижение надежности печатных плат.

Для осветления в предложенном растворе достаточно выдержать платы в стандартной ванне или обработать в модуле струйного типа в течение 0,5-1,0 мин для получения хорошего качества осветления.

Покрытие олово-свинец на поверхности плат и в отверстиях становится равномерно светло-серым, матовым и хорошо оплавляется.

Авторами проведена работа по выбору компонентов, не содержащих ионов хлора и серы, подобраны их сочетания и количественные соотношения так, что обеспечивают высокую скорость осветления при требуемом качестве очистки без механической протирки с увеличением пропускной способности раствора.

Эффективность раствора достигнута за счет того, что применены два комплексона, осветляющее действие которых усиливает каждого из них в щелочной среде.

В качестве конкретных примеров использования предложенного раствора были подготовлены пять порций растворов с различным содержанием компонентов. В таблице приведены результаты обработки плат в растворах.

Обработанная растворами 2-4 поверхность сплава олово-свинец на проводниках и в отверстиях имеет равномерную матовую светло-серую, без темных пятен окраску, что свидетельствует о хорошем качестве осветления покрытия.

Оплавленная после осветления поверхность глянцевая, без пор, кратеров, пузырей, наплывов. Качество оплавления соответствует требованиям ОСТ 107.46092.004.01-86 "Платы печатные. ТТП" и ГОСТ 23752-79 "Платы печатные. ОТУ".

Таким образом, предлагаемый раствор позволяет интенсифицировать процесс, а именно - сократить время осветления в 2 раза, увеличить пропускную способность раствора, исключить механическую протирку в процессе осветления, повысить производительность труда и улучшить условия труда за счет исключения аммиака, повысить надежность печатных плат за счет исключения ионов хлора.

Формула изобретения

РАСТВОР ДЛЯ ОСВЕТЛЕНИЯ ПОКРЫТИЯ ИЗ СПЛАВА ОЛОВО-СВИНЕЦ НА ПЕЧАТНЫХ ПЛАТАХ, содержащий в качестве комплексообразователя 2-окси-1,3-пропилендиамин-N, N, N'N'-тетраметиленфосфоновой кислоты тетранатриевую соль, щелочной агент и воду, отличающийся тем, что в качестве дополнительного комплексообразователя он содержит динатриевую соль этилендиамин-N,N,N'N'-тетрауксусной кислоты, а в качестве щелочного агента - гидроокись натрия, моющее средство типа "Лотос" или "Прогресс" и пеногаситель типа уайт-спирит при следующем соотношении компонентов, г/л: Динатриевая соль этилендиамин-N,N,N'N'-тетрауксусной кислоты 5 - 50 2-Окси-1,3-пропилендиамин-N, N, N'N'-тетраметиленфосфоновой кислоты тетранатриевая соль 2 - 50 Гидроокись натрия 5 - 20 Моющее средство типа "Лотос" или "Прогресс" 0,5 - 5 Пеногаситель типа уайтспирит, мл 0,3 - 0,5 Вода Остальное до 1л

РИСУНКИ

Рисунок 1