Водный раствор для химического осаждения олова на поверхность меди и ее сплавов

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2564190:

Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") (RU)

Изобретение относится к области приборостроения и радиоэлектронной промышленности и может быть использовано в тех случаях, когда требуется финишное покрытие печатной платы высокой планарности или длительное время сохранения возможности пайки, или защита от коррозии изделий из меди и медных сплавов с помощью оловосодержащих покрытий, или в качестве резистивного покрытия в процессах травления меди и медных сплавов. Водный раствор для химического нанесения оловянных покрытий на поверхность меди и ее сплавов содержит компоненты при следующем соотношении, г/л: олово двухлористое двухводное - 2-20, тиомочевина - 5-85, кислота серная - 5-75, фториды - 0,1-100. При этом он может содержать фториды аммония и фториды щелочных или щелочноземельных металлов. Изобретение обеспечивает получение на поверхности меди и ее сплавов покрытий с улучшенными показателями по внешнему виду, физико-химическим и функциональным свойствам. 3 з.п. ф-лы.

Известен способ электрохимического нанесения олова, в котором используются сернокислые и борфтористоводородные электролиты с различными добавками [1]. Недостатком известного способа является то, что используемые электролиты дороги, они требуют использования выпрямителей и дорогостоящих оловянных анодов.

Для тех же целей известно также использование растворов для химического оловянирования [1].

Однако некоторые из них эксплуатируются при повышенной температуре (60-70°С), что требует дополнительных энергетических затрат, и содержат в своем составе дефицитные компоненты с высокой концентрацией.

Наиболее близким к предлагаемому раствору является состав для химического нанесения оловянных покрытий на детали из меди и ее сплавов, содержащий олово двухлористое двухводное - 8-20, тиомочевину - 35-45, серную кислоту - 30-40 и волгонат 0,5-1,0 [2].

Недостатком прототипа является то, что оловянные покрытия, получаемые из этого раствора, имеют неоднородный серый вид, малоразвитую крупнокристаллическую структуру и высокую степень шероховатости поверхности, что отрицательно сказывается на их функциональных свойствах, а также не способны сохранять длительное время способность к пайке и непригодно в качестве резистивного покрытия в процессах кислого и щелочного травления.

Задача изобретения - разработка водного раствора химического оловянирования, обеспечивающего получение на поверхности меди и ее сплавов покрытий с улучшенными показателями по внешнему виду, физико-химическим и функциональным свойствам.

Поставленная задача достигается тем, что в водный раствор для химического нанесения оловянных покрытий на поверхность меди и ее сплавов, содержащий олово двухлористое двухводное, тиомочевину и серную кислоту, согласно изобретению дополнительно введены фториды (аммония, щелочных иди щелочноземельных металлов) при следующем соотношении компонентов, г/л:

олово двухлористое двухводное - 2-20

тиомочевина - 5-85

кислота серная - 5-75

фторид (аммония, щелочных или щелочноземельных металлов) - 0,1-100.

Предлагаемый раствор готовится следующим образом. В половину расчетного количества холодной дистиллированной воды вводится необходимое количество серной кислоты, а затем расчетное количество олова двухлористого двухводного, раствор нагревается до 50°С и перемешивается до полного растворения хлорида олова. После его растворения вводятся тиомочевина, тщательно перемешивается до полного растворения. Фториды (аммония, щелочных или щелочноземельных металлов) растворяются в половине расчетного количества дистиллированной воды при нагревании до 50°С и постоянным перемешивании. Полученные растворы охлаждают до комнатной температуры и смешивают. При этом допускается частичное помутнение раствора. Сразу же после приготовления раствор готов к использованию.

Концентрация фторидов (аммония, щелочных и щелочноземельных металлов), указанная в рецептуре, обеспечивает получение наилучших характеристик оловянных покрытий как по внешнему виду, так по функциональным и физико-химическим свойствам. Снижение содержания фторидов менее 0,1 г/л приводит к снижению качества и внешнего вида покрытия (неоднородность покрытия). Увеличение концентрации выше 100 г/л может способствовать образованию в растворе осадка и снижению срока использования раствора.

Поверхность меди и ее сплавов, обработанная в предложенном водном растворе при 17-50°С в течение 5-30 минут, покрываются однородным плотным слоем олова от серого до ярко-белого цвета.

Улучшение качества покрытий из растворов со фторидами способствует физико-химическим характеристикам осадков олова на поверхностях меди и ее сплавах при меньших толщинах и большей равномерности.

Применение предлагаемого водного раствора позволяет снизить стоимость покрытия за счет уменьшения толщины олова на деталях из меди и ее сплавов при лучших физико-химических и технологических характеристиках покрытий.

Источники информации

1. Инженерная гальванотехника в приборостроении. Под ред. А. Гинберга. - М.: Машиностроение, 1977 г., с.186.

2. Патент РФ №2121013, С23С 18/52, опубл. 27.10.1998.

1. Водный раствор для химического нанесения оловянных покрытий на поверхность меди и ее сплавов, содержащий олово двухлористое двухводное, тиомочевину и серную кислоту, отличающийся тем, что он дополнительно содержит фториды при следующем соотношении компонентов, г/л:

олово двухлористое двухводное	2-2,0
тиомочевина	5-85
кислота серная	5-75
фториды	0,1-100

2. Раствор по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит фториды аммония.

3. Раствор по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит фториды щелочных металлов.

4. Раствор по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит фториды щелочноземельных металлов.

Изобретение относится к способу герметизации микроотверстий в металлическом покрытии, полученном химическим восстановлением, включающему нанесение на подложку путем химического восстановления слоя металлического покрытия, содержащего дефекты в виде микроотверстий, допускающих гидравлическое сообщение между подложкой и окружающей средой, нанесение поверх упомянутого слоя металлического покрытия слоя отверждаемого эпоксидного герметика посредством распыления и заполнение дефектов в виде микроотверстий, причем указанный отверждаемый эпоксидный герметик имеет вязкость от 20 до 1200 сПз при температуре окружающей среды, отверждение нанесенного эпоксидного герметика для обеспечения отвержденного эпоксидного покровного слоя и удаление значительной части отвержденного эпоксидного покровного слоя для обеспечения изделия, включающего металлическое покрытие, полученное химическим восстановлением, по существу не содержащее дефектов в виде микроотверстий, допускающих гидравлическое сообщение между подложкой и окружающей средой.

Композиция для нанесения металлического покрытия, содержащая подавляющий агент, для беспустотного заполнения субмикронных элементов поверхности // 2542219

Изобретение относится к нанесению металлических слоев покрытия и может быть использовано при изготовлении полупроводников. Предложен состав для нанесения металлического слоя, содержащий источник металлических ионов и по меньшей мере один подавляющий агент, полученный путем реакции аминного соединения, содержащего по меньшей мере три активные функциональные аминогруппы, со смесью этиленоксида и по меньшей мере одного соединения, выбранного из С3 и С4 алкиленоксидов, для получения случайных сополимеров этиленоксида и по меньшей мере еще одного из С3 и С4 алкиленоксидов, причем содержание этиленоксида в сополимере этиленоксида и С3-С4 алкиленоксида составляет от 30 до 70%.

Композиция для нанесения металлического покрытия, содержащая подавляющий агент, для беспустотного заполнения субмикронных элементов поверхности // 2542178

Изобретение относится к нанесению металлических слоев покрытия и может быть использовано при изготовлении полупроводников. Предложен состав для нанесения металлического слоя, который содержит источник металлических ионов и по меньшей мере один подавляющий агент, который получают путем реакции аминного соединения, содержащего активные функциональные аминогруппы, со смесью этиленоксида и по меньшей мере одного соединения, выбранного из С3 и С4 алкиленоксидов, для получения случайных сополимеров этиленоксида и по меньшей мере еще одного из С3 и С4 алкиленоксидов, причем указанный подавляющий агент имеет молекулярную массу 6000 г/моль или более, а содержание этиленоксида в сополимере этиленоксида и С3-С4 алкиленоксида составляет от 30 до 70%.

Неэлектролитический поточный способ металлизации подложек напылением с предварительной обработкой поверхности и устройство для его осуществления // 2532796

Изобретение относится к способу и устройству для неэлектролитической металлизации поверхности подложки путем напыления одного или нескольких окислительно-восстановительных растворов.

Способ химического нанесения оловянного покрытия на детали из меди или ее сплавов // 2491369

Изобретение относится к химической обработке металлического материала путем взаимодействия поверхности с реакционной жидкостью и может быть использовано при лужении изделий из меди и ее сплавов для защиты их от воздействия агрессивной среды, в частности межэлементных перемычек аккумуляторных батарей.

Усовершенствованные стабилизация и рабочие характеристики автокаталитических способов нанесения покрытия методом химического восстановления // 2398049

Изобретение относится к области химического нанесения металлических покрытий. .

Способ металлизации дисперсных тканых и нетканых материалов // 2363790

Изобретение относится к технологии получения металлизированных тканых и нетканых материалов и может быть использовано для производства катализаторов, а также для изготовления декоративных и отделочных материалов.

Способ химической металлизации поверхности деталей (варианты) // 2350687

Изобретение относится к способам химической металлизации поверхности диэлектриков, полупроводников и электроотрицательных металлов (железа, алюминия, титана и их сплавов), а также комбинированных металлокерамических материалов и может быть использовано в радиотехнической промышленности, в приборостроении и при изготовлении печатных плат и художественной обработке изделий из воска, пластизоля и других материалов.

Способ приготовления фосфонатных электролитов и растворов // 2334830

Изобретение относится к гальванотехнике и может быть использовано при приготовлении фосфонатных комплексных электролитов для электрохимического и химического меднения, цинкования, никелирования, кобальтирования.

Способ химического нанесения оловянного покрытия на детали из меди или ее сплавов (варианты) // 2228968

Изобретение относится к прикладной химии, в частности к химической обработке металлического материала путем взаимодействия поверхности с реакционной жидкостью, и может быть использовано при лужении изделий из меди и ее сплавов для защиты их от воздействия агрессивной среды.

Композиция для электроосаждения металла, содержащая выравнивающую добавку // 2574251

Изобретение относится к композиции для электроосаждения меди, используемой в процессе производства полупроводников, для заполнения небольших элементов, таких как сквозные отверстия и желобки. Композиция содержит источник ионов меди, по меньшей мере одну добавку, содержащую полиалкилениминовую основную цепь, где указанная полиалкилениминовая основная цепь имеет молекулярную массу Mw от 500 до 100000 г/моль, где N атомы водорода в основной цепи замещены полиоксиалкиленовым радикалом и где среднее количество оксиалкиленовых единиц в указанном полиоксиалкиленовом радикале составляет от 1,5 до 10 на N-H единицу, один или более усиливающих агентов, один или более подавляющих агентов и источник ионов галогенидов. Описано также применение композиции в электролитической ванне для осаждения слоев и способ осаждения слоя металла на подложку. Технический результат - достижение однородного осаждения металла на поверхность подложки и исключение дефектов, таких как пустоты и швы в полосках меди. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 2 табл., 17 пр., 10 ил.