Электролит для осаждения покрытий из сплава олово-кобальт

(51)М. Кл. С 25 О 3/60 с присоединением заявки М(23) Приоритет Веудеретеееай квинтет СССР ао аеяен зебретеввй и етерытвй(53) УДК 621.357. 7669 6 25 (088.8) К,И.Тютина, Л 2) Авт изобр ьянова, Г,А Р.А.Вороно ва 71) Заявитель Ленина и ордена Трудовеский институт им.Д.И.ИеЩтеавеца Иосковскии орден химико-технологи ЕКТРОЛИТ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ ПОКРЫТИЙИЗ СПЛАВА ОЛОВО-КОБАЛЬТ(54 н2Изобретение относится к гаяьвано резиста в процессе травления печат;стегии, в частности кэлектролити" ных плат.ческому осаждению покрйтий из сплава.: Контактное. вытеснение висмута изолово-кобальт для защитно-декоратив- электролита металлическим оловом ной отделки изделий взамен процесса при столь малой концентрации соли хромирования и для изготовления пвя" висмута в электролите (0,5-2,0 г/л) емых монтажных изделий, например пе- приводит к понижению содержания висчатных плат. . : нута в сплаве, а это, в свою очередь,ухудшает паяемость и приводит к иглоИзвестен электролит для осаждения образованию на покрытиитвхорошо паяемых покрытий, например Электролит имеет невысокую рассеиолово-висмут, содержащий сульфаты вавайю способность (30-40 Д. олова и висмута, серную кислоту, . Электролит сравнительно неустойсинтанол ДС, блескообразователь чив электрстхимически. Он требует за" и формалин 13 . иены после пропускания 70- 100 А,ч/лОднаковысокое содержание серной электричестваЭто является недос" кислоты в данном электролите (120 татком, так как соли олова являются 160 г/л) и неустойчивость сплава фондируемыми материалами. олово-висмут в растворах травителей Паяемость покрытий сплавом олово- делает невозможным покрытие им пе"висмут после года складского хра е 20чатных плат, так как не обеспечива- ния не гарантируется. ется. надежная сохранностьфоторе" Наиболее близким к изобретению аиста в процессе нанесения защитного . ро технической сущности является металлического покрытия и металло" злектролит. для осаждения покрытий,Зп 04, г/лСо 0 7 НО, г/ 50 3. 92218 из сплава олово-кобальт, содержащий хлориды олова и кобальта, соляную кислоту, Фторид натрия, препа" рат ОСи воду 23Однако, хотя способность к пайке покрытий, получаемых иэ известного электролита, соответствует требованиям отраслевого стандарта, коэффициент растекания дозы припоя ,по покрытию (Кр), определяющий способ.0 ность к пайке, относительно низкий- ,9-1,2.Кроме того, образующиеся в извест. ном электролите с течением времени соедийения четырехвалентного олова 5 с входящим в состав электролита фто" ридом натрия плохо растворимы и ухудшают паяемость и внешний вид покрытий.Электролит сравнительно сложен в приготовлении имеет невысокую рассеивающую способность (45-503), что приводит к понижению содержания кобальта в отверстиях печатных плат. Это вызывает, в свою очередь, ухуд з шение паяемости покрытия и иглообра" эованию при хранении печатных плат. Низкое значение рН электролита (3,5) не обеспечивает надежной сохранности Фоторезиста в процессе нанесения защитного металлического покрытия.Двухлористое олово, входящее в состав электролита, является сравнительно дефицитным материалом.Целью изобретения является повы" шение рассеивающей способности электролита и способности покрытий к пайке.Поставленная цель достигается тем,. что электролит, содержащий соли олова и кобальта, минеральную кислоту,40 фтор"ионы, поверхностно-активное вещество и воду, в качестве солей олова и кобальта, минеральной кислоты, источника фтор-ионов и поверх" ностно-активного вещества, содержит4 соответственно сульфаты олова и ко" бальта, серную кислоту, фторид аммония и синтанол (оксиэтилировайные первичные жирные спирты фракции Со 6 4С 8) или синтамид ( оксиэтилированные алкиламины) при следующем соотношении компонентов;Сульфат олова, г 30-100Сульфат кобальта, г 2-50Серная кислота, мл 5-15Фторид аммония, г 30-100Синтанол или синтамид, г 1-10Вода, л До 1Кроме того, изобретение позволяет повысить дОпустимую плотностьтока с 2 до 4 А/дм.Процесс осаждения рекомендуютпроводить при рН 4-4,5, 15-25 С,плотности тока 0,5-4 А/дмс исполь"зованием анодов из олова марки О 1или 02,Для .приготовления электролитак небольшому количеству воды приливают рецептурное количество сернойкислоты и вводят фторид аммония.После растворения фторида аммониявводят небольшими порциями при перемешивании сульфат олова. В раствор,содержащий комплексную соль олова,постепенно приливают раствор сульфатакобальта. После этого в раствор вводят синтанол или синтамид, предвари.тельно растворенные в отдельной порции горячей воды, и корректрируют рНэлектролита раствором аммиака.1 В данном растворе в качестве ПАВ используют синтанол марки ДСили смесь синтамида 5 и синтамида 519.Из предлагаемого электролита осаждаются серебриств-белые, мелкокристаллические, равномерные по толщине и составу покрытия, Скорость осаждения при плотности тока 1-1,5 А/дм составляет 30-45 мкм/ч. Содержание кобальта в сплаве возрастает с увеличением содержания кобальта в электролите, а также с ростом плотности тока и температуры.В таблице представлены составы .электролита, режими результаты электролиза.се д,65 30 100 30 10 10 Н 506(О = 1,84),мп/л 5 10 Синтанол, г/л Синтамид, г/л 10 Плотность тока,А/дм ". 4,0 4,0 2,0 0)5 2,0 0 5 Продолжит ел ьност ь )мин 40 40 10 10 Толщина покрытия,мкм 10 10 1 О 10 10.10 97 1 оо 970)07 0,006 0)04 Выход по току) Содержание Со,100 0,09 0,008 0,05 Рассеивающая способность) 3 78 72 83 82 79 К на свежеосажденфных покрытиях 3,65 3,54 3,6 . 3,76 3,72 после 1 годахранения 328 334 31 3,12 23 2,4 после 2-х летхранения. 2,38 2,14 2 38 П р и м е ч а н и е. Рассеивающую способность определяют в щелевой ячейке Нолера с разборным катодом, Ка - коэффициент растека ния определяют по ОСТ 4 Г 0,054.089. Как видно из таблицы, изобретение позволяет значительно улучщить спо"0 собность покрытий к пайке, обеспечивает длительный срок сохранения паяемости покрытий.Высокая рассеивающая способность предлагаемого электролита (75"85) обеспечивает постоянство. состава55 осаждаемого покрытия как на поверх" ности проводников, так и е отверс" тиях печатных платБолее высокое значение рН электролита позволяет производить покрытие печатных плат без разрущения фоторезиста,Введение в электролит фторида ам"мония вместо фторида натрия исключает образование нерастворимого компллекса натрия с четырехвалентным ионом олова и ионом фтора,что способствует улучщению паяемости и внещнеговида покрытия сплавом олово-кобальт,2186 1" 10До 1 формула изобретения Составитель В.БобокТехред А. Ач Корректор О.Билак Редактор Л.Лукач южЗаказ 2513/36 Тираж 687 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 7 92Предлагаеььй электролит работоспо" собен после пропускания свыше 250 А,ч/л электричества, легко корректируется всеми компонентами.Экономический эффект от внедре- ния покрытия сплавом олово-кобальт достигается за счет замены других металлов, например дорогостоящего и. остродефицитного серебра. В произ" водстве с годовой программой30000 печатных плат в год: экономичес. кий эффект от внедрения покрытия сплавом овсово"кобальт составляет 50.000 руб. в год.Например, при замене покрытия сйлавом олово-свинец покрытием сплавом олово" кобальт. экономический эффект достигается за счет сокращения трудозатрат и времени (на 1,5 ч на одну печвтнуа плату) на операции флюсования, сплавления и отмывки флюса. При годовой программе30 ЯОО печатных плат в.год экономия трудозатрат составляет 45,000 ч.При переводе на среднюю заработную плату рабочего эта величина составляет около 50.000 руб. в год на одном предприятии .и .около 1 млн. руб. в год на 20 предприятиях Электролит для осаждения покрытий иэ сплава. олово"кобальт, содержащий соли олова и кобальта, минеральную кислоту, фтор-ионы, поверхностно- активное вещество и воду, о т л и" ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения рассеивающей способности электролита и способности покрытий к пайке, в качестве солей олова и кобальта, минеральной кислоты, источ ника фтор-ионов и поверхностно"активного вещества, бн содержит соот 1 в ветственно сульфаты олова и кобальта, серную кислоту, фторид аммония и синтанол (оксиэтилированные первичные жирные спирты фракции С- СВ ) или синтамид (оксиэтилирован" 1% ные алкиламины) при следующем соотношении компонентов:Сульфат олова, г 30" 100 Сульфат кобальта, г 2"50 Серная кислота,мл . 5"15 2 в фторид аммония г 30 100Синтанол или синтамид, гВода, л 25 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Гальдикене О,К., Каткус А.А.Новый сернокислый электролит блестя"щего лужения, " Современные методызащиты металлов от коррозии. Саратов,1979, с.16-17.2. Коптева Р.В, и др. Электроосаждение олова спримесью кобаль"та из хлорид-фторидного электролита.Электролитические покрытия сплавами,И., 1975, с,24-26.