Селективный травитель для снятия оловянно-свинцовых покрытий с медной основы
Владельцы патента RU 2580770:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет -учебно-научно-производственный комплекс" (ФГБОУ 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 H[BF4] (40%-ный раствор) 910-930 мл/л, Н2О2 (35%-ный раствор) 70-90 мл/л, Сu(NO3)2 0,03-0,04 г/л, KF 5-8 г/л, NaNO3 5,5-7,5 г/л, олеокс-5 0,6-0,7 г/л. Изобретение позволяет повысить селективность травления гальванических оловянно-свинцовых покрытий с медной основы за счет снижения скорости травления меди. 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 для снятия гальванических оловянно-свинцовых покрытий с медной основы, содержащий азотную кислоту, железо азотнокислое, натрий хлористый и ион олова (см. патент РФ №2257424, МПК С23F 1/30, опубл. 2005).
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 борфтористоводородную кислоту 950-970 мл/л; перекись водорода 30-50 мл/л; нитрат меди (II) 0,03-0,04 г/л; фторид калия 5-8 г/л и нитрат натрия 5,5-7,5 г/л (см. патент РФ №2351689, МПК С23F 1/30, опубл. 2009).
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 борфтористоводородную кислоту, перекись водорода, нитрат меди (II), фторид калия и нитрат натрия, согласно изобретению дополнительно содержит в качестве ингибитора процесса растворения меди олеокс-5 (ТУ №6-14-314-85), при содержании компонентов:
| H[BF4] (40%-ный раствор), мл/л | 910-930 |
| Н2О2 (35%-ный раствор), мл/л | 70-90 |
| Cu(NO3)2, г/л | 0,03-0,04 |
| KF, г/л | 5-8 |
| NaNO3, г/л | 5,5-7,5 |
| олеокс-5, г/л | 0,6-0,7 |
Олеокс-5 обеспечивает защиту медной поверхности от окисления в процессе хранения и пайки. Причем он взаимодействует исключительно с медью, не адсорбируясь на паяльной маске или диэлектрике, являясь тем самым ингибитором коррозии меди. При этом обеспечивается хорошее смачивание, что позволяет получить полублестящую или блестящую поверхность медной основы, пригодную для последующего осаждения нового покрытия без предварительной механической обработки.
Использование изобретения позволит существенно снизить риск уничтожения металлизации в отверстиях печатных плат, а, следовательно, повысить выход годных при производстве электронных изделий.
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°С.
Для экспериментальной проверки заявляемого травителя было приготовлено три раствора предлагаемого состава и один раствор - прототип.
При температуре 20-25°С готовят 40%-ный раствор борфтористоводородной кислоты. Добавляют требуемое количество 35%-ного раствора перекиси водорода, сухих солей и олеокса-5. Перемешивают раствор до полного растворения солей и дают отстояться в течение часа.
Концентрацию ионов меди и свинца в растворе после травления печатных плат определяли методом инверсионной вольтамперометрии на вольтамперометрическом анализаторе «Экотест-ВА» (свидетельство об утверждении типа средств измерений RU.C.31.002.A №15902, зарегистрировано в Государственном реестре средств измерений под №16997-03) с использованием углеродного макроэлектрода. Затем полученные данные пересчитывают на весь объем травителя и протравленную поверхность печатных плат и определяют среднюю скорость травления меди и свинца с единицы поверхности печатной платы. Параллельно на аналитических весах осуществляют контроль веса печатных плат в результате травления. Содержание компонентов и результаты испытаний приведены в таблице.
| Таблица | ||||||||
| Маркировка травителя | Содержание компонентов | Скорость травления, мкм/мин | ||||||
| H[BF4], мл/л | Н2О2, мл/л | Cu(NO3)2, г/л | KF, г/л | NaNO3, г/л | Олеокс-5, г/л | Сплав олово-свинец | Медь | |
| Состав 1 | 930 | 70 | 0,03 | 6 | 7,5 | 0,7 | 4,0 | 0,10 |
| Состав 2 | 910 | 90 | 0,04 | 7 | 5,5 | 0,6 | 4,5 | 0,10 |
| Состав 3 | 920 | 80 | 0,035 | 7 | 6,5 | 0,65 | 4,5 | 0,12 |
| Прототип | 960 | 40 | 0,035 | 6,5 | 6,5 | - | 3,5 | 0,25 |
Из таблицы видно, что применение в качестве ингибитора травления меди в заявляемом травителе олеокса-5 позволяет более чем в два раза снизить скорость травления меди по сравнению с прототипом.
Селективный травитель оловянно-свинцовых покрытий с медной основы, содержащий борфтористоводородную кислоту, перекись водорода, нитрат меди (II), фторид калия и нитрат натрия, отличающийся тем, что он дополнительно содержит в качестве ингибитора травления меди олеокс-5 при следующем содержании компонентов:
| H[BF4] (40%-ный раствор), мл/л | 910-930 |
| Н2О2 (35%-ный раствор), мл/л | 70-90 |
| Cu(NO3)2, г/л | 0,03-0,04 |
| KF, г/л | 5-8 |
| NaNO3, г/л | 5,5-7,5 |
| олеокс-5, г/л | 0,6-0,7 |
