Раствор для очистки поверхности меди и ее сплавов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СфветскизСоциалистическихРеспублик и 1 981451(22) Заявлено 18,03,81 (21) 3261680/22-02 1 М Кл 3 с присоединением заявки Нов С 23 С 1/02 С 23 Г 3/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) РАСТВОР ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТИ МЕДИ20 Изобретение относится к подготов-, ке поверхности металлов к гальваническому покрытию, и в частности к химическому обезжириванию и травлению в растворе на основе сульфаминовой кислоты, предназначенных для подготовки поверхности меди и медных сплавов, и может быть использовано в технологии производства микроэлектронной аппаратуры, а также для очистки поверхности меди и медных сплавов в других областях, где необходимы чистые поверхности с высоким качеством поверхности.Известны растворы химической очистки поверхности металлов, представляющие собой очистку растворителями, щелочную очистку, кислотную и очистку в нейтральной среде 11.Основными ограничениями применения растворов для очистки являются растворение или деструкция применяемых защитных масок ЛКП и фотореэистов, а так же недостаточно высокая подготовка поверхности к химико-гальваническому покрытию.Известны щелочные ванны очистки, которые являются наиболее широко применяемыми, однако часто они бывают неприемлемыми, так.как рН исполь- З 0 У.эуемых растворов нахЬдится в пределах 11-12 (такое воздействие не в- держивают применяемые защитные маски ЛКП и фоторезистов),Известна полировальная паста "Венская известь". Смесью полировальной пасты и воды в соотношении по массе 3:1 производят обезжиривание поверхностей с помощью ватного тампона. Удаление остатков "Венской извести" производится путем промывки в воде с помощью волосяных щеток. Такая подготовка поверхности под гальваническое покрытие позволяет достаточно хорошо провести операцию обезжиривания металлической поверхности, однако часто приводит к повреждению защитных масок ЛКП и фоторезистов. Эти недостатки особенно чувствительны при использовании в качестве маскирующих материалов фотореэисты с высокой разрешающей способностью ) 2).Необходимо объединить в одном рабочем процессе декапирование и обезжириванне, что позволяет легче удалять загрязнения, которые плохо удаляются в щелочных растворах окисные пленки, окалины и т,д.) и обеспечивает больший срок службы обеэжнривающего раствора.Недостатками этих растворов являются увеличение шероховатости обрабатываемой поверхности меди ито,что поверхность меди и ее сплавовприобретает каштановый цвет.Наиболее близким по техническойсущности к изобретенному являетсяраствор блестящего декапирования меди и медных сплавов ЗД, содержащийсульфаминовую кислоту, ПАВ и перекисьводорода при следующем содержании.ПАВ 0,3-2Этот раствор характеризуется хорошими обеэжиривающими свойствами иравномерно осветляет поверхность меди и медных сплавов, 20Недостатками его являются большойсъем обрабатываемого металла, увеличение шероховатости поверхности поЙа,; нестабильность состава раствораво времени. 25Известный раствор, имеющий в своем составе 10200 г/л перекиси водорода, 10-200 г/л сульфаминовой кислоты;и ПАВ имеет съем меди порядка5-0 мкм/мии, что бывает неприемлехб, например для обработки таких изделий как микросхеж, где толщинаподготавливаемого термически напылен-.ного медного слоя обычно составляет1-1,5 мкм,35Цель изобретения - устранениеуказанных недостатков, повышение стабильности раствора и снижение степени стравливания металла, без разрушения маскирующего материала ЛКП и фоторезистов, без увеличения шероховатости обрабатываемой йоверхности медй и медных сплавов. 10-200 Поставленная цель достигается .Тем, что раствор, содержащий сульфа" 45 меновую кислоту и поверхностно-активнбе вещество, дополнительно содержит амииоуксусную кислоту (гликокол) при следующем соотношении компонентов, г/лСульфаминоваякислотаПоверхностноактивное вещество О, 1-3Амииоуксусная 55кислота.(гиикокол) 5-130Амийоуксусная кислота йН СНСООН (гликокол)., которая являясь буферной добавкой повышает устойчивость раст вора и ускоряет процесс гидролиза жировых загрязнений и травления окисиой пленки меди, кроме того, предохраняет маски ЛКП и фотореэистов От разрушения, повышает блеск обра батываемой поверхности меди и медных сплавов, при этом содержание всех указанных ингредиентов должно быть в следующем соотношении, г/л:Сульфамнноваякислота 10-200Аминоуксуснаякислота (гликокол) 5-1 30ПАВ О, 1-3В качестве ПАВ может быть использован любой неионогенный ПАВ, например лаурилсульфат натрия, перекись водорода, полиэтиленгликолевые эфиры алкилфенолов, ОПили ОП.При значительном помутнении раствора вводят. перекись водорода не более 2-3 г/л, оптимальное время обработки деталей при 30-70 С составляет 1-6 мин.Описываемый раствор может быть получен при последовательном растворении всех ингредиентов в подогретой до 40-б 0 С дистиллированной воде соогласно рецептуре раствора,Полученные растворы стабильны повремени, уменьшают шероховатость обрабатываемой поверхности меди и медных сплавов, обеспечивают получениеболее плотной пассивно-активной пленки, создающей условия выравнивающеготравления гребешков поверхности медии медных сплавов.Присутствие карбоновых кислот врастворах сульфаминовой кислоты приводит к образованию более устойчивыхаммонийных производных карбоновыхкислот, а значит способствует разложению сульфаминовой кислоты, вследствие чего теряются обезжиривающиесвойства раствора,П р и м е р. Раствор Р 1,Сульфаминоваякислота, г/л 10Гликокол, г/л 5ОП, г/л 0,1Температура, С 50Время выдержки,мин бРаствор В 2.Сульфаминоваякислота, г/л 100Гликокол, г/л 90ОП, г/л 2Температура, С 35Время выдержки,мин 5Раствор И." 3.Сульфаминоваякислота, г/л 200Гликокол, г/л 130ОП, г/л 3Температура, С 60Время выдержки,мин 2Экспериментальное опробованиерастворов граничных составов показы981451 Толщина термическиосажденной меди,мкм Качество и внешний вид тест-плат . КоличествогодныхплощадокСостав раствора Величина адгезии гальва- нического слоя кг/мм Локальные язвы по всейповерхноститест-платы. Водный растворОП- 5" г/лс=50 о С 1,7 Наблюдаетсясмыкание отдельных площадок, неровности края фреоно-бензиновая смесь18 о С 1,4 2,1 Неровности края эа счет механического нарушения фо- торезиста"Венская из-,весть"Ф 18 С 2,0 1,4 Нарушение геометрии рисунка площадок, неровность рельефа гальванического осадка Сульфаминовая;кислота -100 г/лПерекись водо:рода - 15 г/лОП- 1,5 г/л 2,0 28 2 уО Края площадокровные. Качество фоторезиста не ухудшено 1,4 вает отсутствие съема металла даже тонких термически осажденных струк тур медного покрытия микросхем (1,0 мкм) с одновременной качественной очисткой поверхности, обладающей высокими адгеэионными свойствами,.Влияние очистки микросхем на качество гальванических структур показано в табл.1.Прочность сцепления покрытия с подготовленной поверхностью показана в табл. 2.Приведенные в табл.2 данные подтверждаются результатами измерения. Предлагаемыйраствор:Сульфаминоваякислота 100 г/лГликокол -50 г/лОП- 1,5 г/лфщ 45 о С Как видно из таблицы, описываемыйраствор обладает минимальным съемомметалла, улучшает шероховатость поверхности меди и медных сплавов,усиливает блеск, обеспечивает высокиеадгезнонные характеристики последующей металлиэации (медью и никелем).Кроме того, при условии неразрывноготехнологического процесса детали из.меди и ее сплавов после обработки в 1 О предлагаевюм растворе не нуждаются вдополнительном декапировании перед.эавешиванием в гальваническую ванну еТаблица 1 -т -"Медная фольга5 ю 12 О, 1520,07 0,35+0,1 0,0001 Медная деталь5 е 42 0,7010,1 0,73 т 0,09 157,5 0,0005 Латунная деталь 5 в 42 0,72+0,07 153,1 0,65005 0,0001 Вакуумнон апыленная медьна поликоровой подложке5 а 8,025+0 у 005 0,0250,003 0,00005 Ъ 2 ю вы юве ав евфЩ Щ ещ а жформула изобретения Составитель В.Олейниченко Редактор Л.Авраменко Техред К.Мыцьо Корректор И.,ЦемчикЭакаэ 9642/41 Тираж 1053ВНИИПИ Государственного комитета СССРно делам изобретений и открытиЯ113035, Москва, Ж, Раушская набд.4/5 Подписное филиал ППП "Патент", г.ужгород,. Ул.Проектная, 4 Раствор для очистки поверхности меди и ее сплавов, содержащий суль-, фаминовую кислоту и поверхностно-активное вещество, например, типа ОПипи ОП"10, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стабильности раствора и снижения степени стравливания металла, он дополнительно содержит аминоуксусную кислоту 40 (гликокол) при следующем соотношении компонентов, г/л:Сульфаминоваякислота 10-200 Поверхностноактивное вещество 0,1-3Ами ноуксусн аякислота 5"130Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. ГОСТ 9-047-75. "Покрытия металлические и неметаллические.неорганические", с. 7-8.2. ОСТ 92-1467-78. ".Покрытия металлические и кеметаллические неорганические", с.3.3. Патент франции В 2388898,кл. С 23 Г 3/04, опублик. 1978.