Электролит для осаждения покрытий сплавом олово-свинец

Ь мтьфнт,л,;,. О П ИСА"й"И-Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик п 692917 ВТОР СКОМУ СВИДВТВДЬСТВУ 61) Дополнительное свид в 5 1) 2190374/22) Заяв 0.7 503 исоеднненнем заявкиПриоритет -Гасударственный комете СССР ао делам изооретеинй и открытий, Л. П. Гаврилина,нина и ордена Трудового Красного Знамени ий институт им. Д. И. Менделеева осковскии ордена химико.техноло 71) Заявнтел КТРОЛИТ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ ПОКРЫТИ СПЛАВОМ ОЛОВО-СВИНЕЦ ии,си сСНСН ьНСНОН 1Изобретение относится к электроосаждениюметаллических покрытий, в частности к электро.Осаждению покрытий сплавом олово-свинец, По.крытия сплавами олова нашли широкое применение в радиотехнической и электронной промышлеиности для деталей под пайку и в производстве печатных схем, я также для защитыдеталей в условиях с повьпленной влажностьюи резким перепадом температур.,Покрытия из сплава олово-висмут и оловосвинец используют в качестве защитного слоя(металлического резиста) при травлении в про.цессе изготовления печатных плат с последую.щим применением его в качестве припоя,Известен сернокислый электролит для осаждения сплава олово-висмут, в котором в ка.чествеблескообразующей добавки применяютпродукт конденсации орто-анизидина и ацеталь.дсгида (БОС - 2) обшей формулы . представляющий собой жидкость темно-вишневого цвета с удельным весом 0,83 - 0,86, легко растворяющийся в 10%-ной серной кислоте с образованием устойчивых растворов.Однако покрытия из сплава олово-висмут не находят широкого применения в массовом производстве печатных плат изза высокой температуры пайки сплава (240-250 ) по сравнению со сплавом олово. свинец (180.), а также высокого содержания в нем олова (96%). Содержание олова в припое более 70% приводит при травлении, например в персульфате аммония, к образованию нерастворимого осадка оло ва по краям рисунка, который метттает даль. нейшему растворению. Кроме того, значительное содержание серной кислоты в электролите для осаждения сплава (до 110 г/л) приводит к разрушению наиболее распространенных фоторезистов (ПВС, ФПП; СПФ и др,).Для электроосаждения покрытий сплавом олово. свинец наибольшее распространение полу. чили борфтористоводородные электролитвт, из которых наиболее близким к изобретению по составу компонентов является электролит, со.692917 Указанная цель достигается тем, что предла. гаемый электролит содержит в качестве органи.ческой добавки продукт конденсации орто-анизидина и ацетальдегида, а в качестве неионогенного поверхностно. активного вещества - ве. 55 щество, выбранное из группы, включающей пре парат ОС(смесь полиэтиленгликолевых эфиров высших жирных спиртов), синтанол ДСили ДС(смесь полиэтиленгликолевых эфиров жирных спиртов с 6 (10) группами окиси40 этилена), ОПи ОП(смесь полиэтиленгликолевых эфиров моно- и диалкилфенолов с 7(10) группами окиси этилена), при следую. шем соотношении компонентов, г/л;Олово борфтористоводородное 20 - 60, Свинец борфтористоводородный 5 - 25Борфтористоводородная кислота 60-100Борная кислота, 15-25формалин (379 с-ный раствор),мл/лГидрохинон 1020 0,5-1,0 3держащий борфтористоводородные соли оловаи свинца, борфтористоводородную кислоту, борную кислоту, формалин, гидрохинон, неионо1 ейное поверхностно. активное вещество (ПАВ)и органическую добавку, например, продукт" реакййй "уксусного альдегида и о.толуидина,вводимую совместно с ПАВ, - продуктом ре.акции окиси этилена с нонилфенолом,Однако покрытия, получаемые из известно.го электролита, обладают недостаточной способностью к пайке и требуют значительноГовремени для ее проведения (не менее 1,6 с).Кроме того, рассеивающая способность электро-,лита не превышает 22 - 24%, а допустимая плотность тока в нем до 2 А/дм . Электролит недостаточно стабилен в работе и требует корректирования входящей в него органической до.бавки менее чем через месяц после его приготовления. При этом повышенная пористостьпокрытий, получаемых из известного электроли.та, способствует окислению медного подслоя," например, ъ производстве печатных плат, кото.рос"йриводит"к сокрашению периода храненияплат и необходимости оплавления покрытий дляобеспечения надежности пайки.Цель изобретения - сокращение времени пайки покрытий, повышение допустимых плотностей тока и рассеивающей способности электролита. Продукт конденсации орто. .аиизипина и ацетальдегида 48 Вещество, выбранное из груп. пы, включаюшей препарат ОС, синтанол ДС.6 или ДС, ОП.7, и ОП5 - 20 Из электролита данного состава осажйение рекомендуют проводить прн температуре 1540 С и катодной плотности тока 2 - 7 А/дм 2 10 при умеренном перемешивании.Электролит готовят путем введения в раствор солей металлов и борфтористоводородной кислоты, борной кислоты, формалина, гидрохинона и неионогенного ПАВ, Последней в раст- .15 вор вводят органическую добавку - продукт конденсации орто-анизидина и ацетальдегида (БОС - 2) в виде 25%.ного водного раствора в этиловом спирте.Электролит не требует предварительной про работки, Рассеивающая способность электролита, выраженная в единицах относительной тол. шины покрытия, внутри отверстия диаметром .1 мм на расстоянии 1 мм от края составляет 55-60%, Электролит стабилен в работе и не требует корректировки входящей в него добав. ки БОС 2 в течение более чем 6 месяцев после его приготовления. Дальнейшее корректирование электролита по органической добавке БОСосушествляют по мере снижения блеска покрытий, Из электролита осаждают зеркально блестящие-осадки сплава олово-свинец толщиной до 1000 мкм.Получаемые покрытия хорошо сцеплены с основой и не отслаиваются при нанесенииперекрешивающихся рисок. При толщине 10 мкм покрытие беспористое, микротвердость 22. 27 кгс/мм,БОСв предлагаемый электролит вводят не столько в качестве блескообразуюшей, сколь. ко в качестве ингибируюшей добавки, которая включается в катодный осадок, содержаший 0,185+ 0,125% углерода, и выступает в роли флюса, выделяясь при наг 1 еве покрытия на его поверхности и обеспечивая тем самым очищение последней от пленки окислов. Это подтверждается тем, что при снижении концентра- . ции БОС 2 до 2.3 г/л получают полублестяшие покрытия сплавом олово-свинец, время пайки которых остается таким же, как и у блестя. ших покрытий.В таблице представлены примеры, иллюстри. рующие предлагаемое изобретение,Таблица60 15 лово борфтористоводородноевинец борфтористоводородный 2040 6 5 156929 7 г Прололжение таблицы 1 Состав электролита, гл;режим электролиза иэкспериментальные данные 60 80 100 15 20 25 0,5 1,0 1,5 /л 10 15 2020 5 3 96 96,3 0,4 0,7 20-605 - 2560-10015-25 ормула изобрете Электролит для осаждения покрытии спла.вом мово.свинец, содержащий олово борфтористоводородное, свинец борфтористоводородный, борфтористоводородную кислоту, борную кислоту, формалин, гидрохинон, неионогенноеЦНИИЛИ Заказ 6052/8 Филиал ППП "Патент", г. Ужг Кислота борфтористоводородная 40Кислота борная 20Гидрохинон 1Формалин (37%-ный раствор), мл 20Препарат ОС.20(умеренное перешивание) 2 2 7 4Температура, С 15 15 40 20Скорость осаждения, мкм/ч 55 55165 108Выход по току, % 92 92 82 90Содержание свинца в сплаве, % 35 . 35 . 50 39Отражательная способность, % 96 70Время пайки (ПОС), с 0 0,4Как видно из таблицы, получаемые локры. 25 поверхностно-активное вещество и органичестия обладают пониженным временем пайки кую добавку, отличаю щийся тем, что,(0,3-0,7 с), что свидетельствует об их высокой с целью сокрашения временипайки покрытийспособности к пайке, Сокращение времени пай- повышения допустимых плогностей тока ики по сравнению с прототипом, для которого рассеивающей способности электролита, в каэто время составляет 1,6 с, позволяет исполь. З 0 честве органической добавки он содержит прозовать получаемые покрытия для нанесения на дукт конденсации орто-анизидина и ацетальдепечатные платы и другие паяемые изделия, не гида, а в качестве неионогенного поверхностнодопускающие перегрева. Использование при этом активного вещества - вещество, выбранное изболее низкоплавких припоев, например ПОС, группы, включающей препарат ОС(смесьпозволяет применять получаемые покрытия в полиэтиленгликолевых эфиров высших жирныхавтоматических установках для пайки, Указан- спиртов), синтанол ДС-б или ДС(смесьная способность покрытия к пайке сохраняет- полиэтиленгликолевых эфиров жирных спиртовся при хранении их в течение более года, . с 6(10) группами окиси этилена), ОПиПокрытия устойчивы в травильных растворах, ОП.10 (смесь полиэтиленгликолевых эфировнапример, в растворах персульфата аммония илию моно- и диалкилфенолов с 7(10) группами окхлорида натрия, что позволяет использовать их си этилена), при следующем соотношении ком.в качестве защитного слоя (металлического ре- понентов, г/л:зиста), при травлении в производстве печатных. Олово борфтористоводородноеплат. Высокая химическая устойчивость в этихСвинец борфтористоводородныйтравителях позволяет устранить операцию оплав пения" их перед пайкой. Покрытия также хо- . Борфтористоводородная кислотарошо выдерживают завальцовку и остаются бесБо ная кислотар ая кислотаФормалин (37%.ный раствор),пористыми в местах сгиба,мл/л . 10 - 20Ф н и я Гидрохинон 0,5 - 1,0Продукт коцценсации ортоанизидина и ацетальдегида 4 - 8Вещество, выбранное из группы,включающей препарат ОС, синтанол ДСили ДС, ОП.7 иОП5 - 20Тираж 720 . Подписноеород, ул. Проектная, 4