Электролит для осаждения покрытий изсплава олово-свинец

 

ОПИСАНИЕ

И 3 О Б Р Е Т Е Н И Я 5840208

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 16. 05. 79 (21) 2766091/22-02 (5t)M

Союз Советских

Социалистических

Республик с присоединением заявки М

С 25 0 3/60

Государственный комитет

С С С Р по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230681. Бюллетень М 23

Дата опубликования описания 23. 06. 81 (53) УДК 621.357.7:

669 б ю4 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.А. Хачатрян и П.С. Дерцакян с

5 -- ... !

1 (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ СПЛАВА

ОЛОВО-СВИНЕЦ

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электролитическому осаждению покрытий из сплава олово †свин.

Известен пирофосфатный электролит для осаждения покрытий из сплава олово-свинец с введением в качестве поверхностноактивного вещества (DAB)

4,4 -диамино-3,3 -диметоксидифенилметана для получения полублестящих и блестящих покрытий толщиной 10-20 мкм.

Процесс ведут при рН = 8,3-8,9 и плотности тока 1,5-4 A/äì Ц .

Однако значительная щелочность электролита отрицательно влияет на свойства диэлектрического основания печатных плат (уменьшение силы сцепления проводников с основанием и уменьшение поверхностного сопротивления изоляции ), а также на химическую 20 стойкость фоторезистов, применяемых в производстве печатных плат, большинство которых не щелочностойки.

Электролит имеет низкую рассеивающую способность (обычно она не . превышает 15-20Ъ). Кроме того, пирофосфатные электролиты имеют меньшую стабильность по сравнению с борфтористоводородными электролитами при дли- 30 тельной эксплуатации. Из пирофосфатных электролитов выпадают соли олова и свинца.

Наиболее близким к предлагаемому является электролит для осаждения покрытий из сплава олово-свинец,содержащий олово и свинец борфтористовбдородные,борфтористоводородную и борную кислоты, формалин (37%-ный раствор) и органическую добавку «21.

В качестве органической добавки электролит содержит смесь гидрохинона,неионогенно ПАВ и продукта конденсации о-анизидина и,5т5цетальдегида.

Процесс ведут при 15-4 C и плотности тока 2-7 A/äì с использованием умерен 2 ного перемешивания.

Из данного Электролита осаждают блестящие покрытия со скоростью осаждения 55-165 мкм/час и временем пайки (ПОС-61) 0,3-0,7 с. Рассеивающая способность электролита, выраженная в единицах относительной толщины покрытия внутри отверстия диаметром 1 мм на расстоянии 1 мм от края составляет 55-60в.

Цель изобретения — повышение скорости осаждения покрытий и рассеивающей способности электролита.

840208

15-20

7 — 12

lU —, >

: 1

18-Р0

5 — 10

3 — б

V (.1 1,! с

"-- -» ; !.!

- (! > — >!!

| > г

1 .l

Q1г11 - "> — > > — »> указанная цель достигается тем, что в качестве органической добавки 1 электролит содержит 4„4-диамино-3,3диметоксидифенилметан при следующем соотношении компонентов, г/л:

Олово борфтористоводород»ое (н пересчете на ме— талл)

Свинец борфтористонодо— род"iûé (B пересчете на мЕ T d. J JI > =<-.:фт1.рнстонодо—

;.Одн я кис. OTа

1! 1я к =i!i>к>та ф .Ома,!р . () = — Иь

Г а : "- в о р )

°

- ;, 4-диаминО 3,. 3 -Н»И>1Е ТOК." ИДИ ОЕ Н ИЛМЕ—..< oc:..!: ToI o да i libiH . Π— = и:я.-:Л рОВОдкт ь баоф-!ЮСОН|Ю

»а ",3-1,0

1 > " - Г- o" ажд1- 11,. peK,>, : !дуют

» Д гь 11Р>! PP. = 0- 0, 5, ГеMIIePc;— " . Jp 8 - C и плотности Гока 4

-!ЛЕК "PГ>ЛИТ OTОRr! СЛ *ДУЮШИМ и I 1 1 =-. 1«! . ь- а: "-"e Tbioe- колис>е ст зо -4 — B, на! !и но

:-, — ГГ -;,; е ток си д I d = . т >„1е -- а н а (Ц) I 13 ß ) OO:4У TI(=;

1:МС1-НО НаЛ- Ч :.ЕМ H По.itic ЕННЫХ ССЕ— .Г: .=.11:: х .=. омон азота и метоксигрупп ! -г Он; :. á . Г!с c!evo об»азонание м!!г!ек.-oн viê с ионами опона так и сь 11И1)а а их прочная адсорб11,ия на поверхности металла (катода) обес— ечинает наличие н молекуле полимера ароматических колец (наличие П элек— тронов н аро11атических кольцах). г!ри этом за счет дислокации между ка-Одом и ИО!»ами металла происходит

НЫ»а чйнаНИЕ ПЛОтНОСтИ тОКа ПО ПОнерхности катода,. что благоприятно —.:.,"И11ЕТ на КИНЕТИКУ ПрОцeOI.ОВ ЗарОцЫ е.:бразонания„ кристаллообразонания

:-"Обе."печинает осаждение I IeëêovpèoTàëлп=:-OKих плотноупакованных блестящих

1! O „": = T и и

Голученне более совершенной микроструктуры 1мелкозернистость и текс-.у=онанность) позволяет использон .-:,":-..".фл1нсоную па.ику

""e -1лагаемый электролит отли ается

:.:.:..>кой рассеивающей способностью и .а-. ::., -й четкостью краев осаждения

>н ПП. Минимальная толщина (ТУ6-09-3388-75, выпускаемое ;>ижским заводом биологических препаратов) растворяют н 10-15%-ной борфтористоводородной кислоте и добавляют в водный раствор расчетного количества солей олова и свинца и борной кислоты. Затем расчетное количество 37Ъ-ного формалина (37Ъ-ный раствор формальдегида) вводят в полученный ранее раствор малыми порциями при непрерывном переме— шивании. Готовый электролит отстаивают H- м.енее 24 ч, после чего фильт. руют и прорабатывают при плотности гока 4-б А/дм из расчета 1 — 2 А ч/л.

Органическая добавка ДДДМ используется в качестве первичного блескообразователя, а формальдегид — вторичного блескообразователя.

Однако активное блескообразующее свойство связано не с ДДДМ, à с продуктом его нзаимодействия с формальдегидом, который является также высокомолекулярным соединением.

При ".:риготовлении электролита н кислой среде 1 м ДДДМ взаимодействует с двумя молями формальдегида с образованием промежуточных веществ, производных основания шиффа, которые при оTстаивании электролита в течение суток полимеризуются.

К11к пОказали ре,"J>üTать! анализОВ, полимеризации основания шиффа Обр . вЂ,уются полимерные вещества„ в котopic> преобладают вещества, имеющHE .:.:.1 .- ю фор1иулу! ю 1 дСЙ Н ! — у — С...— 1 г —, С. --;-> — у )

) Лп

Я Я

«»

ПОС для защиты от атмосферной кОррО зии составляет 2 мкм, минимальная толщина для защиты проводников ПП о воздействия травителей — 4-5 мкм.

Блеск покрытия сТ увеличения толщи— ны не изменяется. Электролит поддается корректированию блескообразователем без ухудшения блеска осаждаемого

ПОС.

В таблице приведены примеры сОСтавов„ а. также ре><им и результаты электролиза, Таким образом, предлагаемый электролит позволяет повысить скорость осаждения (в 1-4 раза) покрытий и рассеивающую способность электролита, а т -же обеспе ивает проведение бесфлюсОВОЙ пайки испОльзуетс †. При изготовлении ПП со сложными рисунками монтажа и тонкими проводниками, в том числе многослойных печатных плат, исключая этим необходимость использования драгоценных металлов золота, серебра, а также при необходимости получения качественных покрытий под пайку и защитных покрь;— тий.

840208

17

12

320

310

330

Борная кислота

Формалин (37%-ный раствор) рН

Температура, С

25

Плотность тока, А/дм 4

Продолжительность,мин 120

Толщина покрытия,мкм 254

120

120

316

454

Выход по току,%

62

Отражательная способ- . ность,% 74

80

Микротвердость,кг/мм 18

34

Внутренние напряжения, кг/см.. 29

46

Содержание свинца в сплаве, %

39

0,3-0,6 0,5-0,8

0,8-1

Время пайки, с

Скорость осаждения; мкм/ч

132

158

227

81

7-12

Олово борфтористоводородное

Свинец борфтористоводородный

Борфтористоводородная кислота

Рассеивающая способность,%

Стабильность электролита, сут

Формула изобретения

Электролит для осаждения покрытий из сплава олово-свииец, содержащий олово и свинец борфтористоводородные, борфтористоводородную и.. борную кислоты, формалин (37%-ный раствор) и органическую добавку, отличающийся тем, что,. с целью повышения скорости осаждения покрытий и рассеивающей способности электролита, в качестве оргаНе требуется корректировки по ДДДМ более 4-х месяцев нической добавки он содержит 4,41 ,-диамино-3,3-диметоксидифенилметан ! при следующем соотношении компонен:тов, г/л:

Олово борфтористоводородное (в пересщ чете на металл) 15-20

Свинец борфтористоводородный (в пересчете на металл)

Борфтористоводородная кислота 310-330

840208

18-20

5-10

3 — 6

Составитель В. Бобок

Редактор М. Ликович Техред Н.Ковалева КорректорВ. Синицкая

Заказ 4675/38 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

Борная кислота

Формалин (37%-ный раствор)

4,4 -диамино-3,3 !

-диметоксидифенилметан

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Вития И.А. и др. Электроосаждение сплава олово-свинец из калийпирофосфатных комплексных электролитов. — Химические и электрохимические методы зашиты металлов. Саратов, 1977, 5 с. 17-18.

2. Авторское свидетельство СССР

9 692917(кл.С 25 0 3/60, опублик. 1975.