Электролит для осаждения покрытий из сплава на основе меди и цинка

(71) Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический институт им. Д.И. Менделеева(3) 621.357.7:669.35(088.8) (56) Патент США В 4049481, кл. 156-151, опублик. 1977.Авторское свидетельство СССР У 865995, клС 25 Р 3/58, 1979. (54)(57) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЙ ПОКРЫТИЯ ИЗ СПЛАВА НА ОСНОВЕ МЕДЙ И ЦИНКА преимущественно на шероховатую медную поверхность, содержащий соединения меди, цинка и пирофосфат калия, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения интерваладопустимых плотностей тока и повышения равномерности покрытияпо толщине и стабильности по составу, .ондополнительно содержит пирофосфатолова и смачиватель СВ 1147 1 динатрий-(М-децилоксилпропил-Я-диэтюсукциното)сукцинаминосульфонат, а вкачестве соединений меди и цинка -пирофосфат меди и пирофосфат цинкапри следующем соотношении компонен-тов, г/л:Пирофосфат меди 4,8"9,8Пирофосфат цинка 21,1-31,6Пирофосфат олова 0,17-4,23Пирофосфат калия 250-300Смачиватель СВ 1147,мл/л 0,05-0., 21Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электроосаждению сплава медь-цинк-олово, который может быть нанесен в качестве барьерного слоя на поверхность медной адге зионной фольги, используемой для изготовления печатных плат.Цель изобретения - расширение интервала допустимых плотностей тока и повьппение равномерности покрытия: 10 по толщине и стабильности по составу.Положительный эффект достигается тем, что электролит для осаждения покрытий из сплава на основе меди и цинка дополнительно содержит пирофос фат олова и смачиватель СВ 1147, а в качестве соединений меди и цинка - пирофосфат меди и пирофосфат цинка.Интервалы концентрации пирофосфата меди и олова в электролите опре деляют воэможность получения сплава заданного состава в широком интервале рабочих плотностей тока. Смачиватель СВ 1147 до концентрации 0,05 мл/л не оказывает положительного д 5 влияния на технологические характерис. тики процесса, а свьппе концентрации 0,2 мл/л над поверхностью зеркала электролита происходит образование обильной пены,осадки темнеют.Электролит готовят следующим образом.Все компоненты электролита растворяют отдельно: раствор пирофосфата калия делят на три части, к.одной части добавляют раствор пирофосфата35 меди при постоянном перемешивании до полного растворения, к другой - пиро. фосфат цинка, к третьей - пирофосфат олова. Затем сливают три полученных раствора и рН электролита доводят пирофосфорной кислотой до 7,8-8,5. 400 1177 Таблица 1 Л 1 ( ( 1 Показатели 1 2 3 4 5 6 7 7,46 4,0 0,5 280 0,15 Состав электролита, г/л: Пирофосфат меди 4,8 Пирофосфат цинка 31,6 27,93 Пирофосфат олова 0,17 Пирофосфат калия 250 Смачиватель СВ 1147 0,05 Процесс электроосаждения рекомендуют проводить при плотности тока 0,4-1,8 А/дм 2 и при 35-55 С с использованием в качестве катода движущейся медной фольги, а в качестве анода нержавеющей стали Х 18 Н 9 Т 10, титана или комбинированных анодов из стали и меди М 0 или латуни Л 68 .В табл. 1 представлены составы предлагаемого электролита, режимы электролиза и составы сплава. В табл.2 приведено распределение сплава по толщине и составу на различных участках микропрофиля, полученное на основе результатов микрозондового анализа. В табл. 3 приведены ьеличины адгезии фольги с барьерным слоем из предлагаемого электролита до и после гальваноиспытаний. В табл. 4 приведены данные известного электролита по адгезии, гальваностойкости и подтраву при запрессовке на термостойкие диэлектрики ПМ,Как видно из приведенных таблиц, широкий диапазон плотностей тока (0,4-1,8 А/дм) позволяет получать сплав одинакового состава на участках катода с различной плотностью тока, возникающих при движении фольги, и, следовательно, фольгу более равномерную по цвету.Предлагаемый электролит позволяет получать на шероховатой поверхности фольги осадки, равномерные по толщине и составу.Покрытие сплавом медь-цинк-олово придает фольге высокую гальваностойкость, возрастающую с увеличением толщины покрытия, Поскольку при слишком больших толщинах покрытия происходит некоторое снижение адгезии, для известной фольги оптимальной может быть толщина покрытия 0,3-0,5 мкм. 918 7 146 48 98 714621,1 31,6 21,1 27193 31,6 1,5 2,51 4,23 3,0 250 260 300 270 2600110 Оэ 15 Ов 20 0120177400 41 ололжние габл,Приме р Показатели Режимы электролиза рНТемпература, С 7,8 8,0 8,3 8,2 50 55 81 85 81 35 40 50 55 Плотность тока,А/дм 0,4 1,0 1,0 Выход по току, 7 75 80 71 83 70 75 Содержание, 7 в сплаве 89 76 10 19 32 17 10 Таблица 2 Показатели 1 2Извест- ный 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8 7,5 27 9 27 9 27 9 27 9 27 9 27 9 31 6 Пирофосфат олова 0,8 1,5 1,5 1,5 1,5 1,50,15 0,05 0,1 0,15 Смачиватель СВ 1147 300 300 300 300 300 Пирофосфат калия 300 300 300 Натрий титанил виннокислый 1,0 Режимы электролиза 8,1 8,18,1 8,1 8,1 8,1 8,1 7,8 50 50 50 50 50 50 50 50 рН Температура, С Плотность тока, А/дм 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 Зэ 8 Зь 2 ЗзО 2 ф 8 2 в 6 26 25 4/1,0 1,5 1,6 1,6 1,7 1,7 1,8 0,4 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 МедьЦинкОлово Состав электролита, г/л Пирофосфат меди Пирофосфат цинка Сульфат медиСульфат цинкаЯнтарная кислота Распределение сплава поТолщина осадка, мкмвершина гребняоснование гребнягладкий участок 1,8 0,75 1,2 1,6 82 70 64 16 25 28 2 5 8 2 50 101177400 П р и м е р Показатели Известный Содержание, 7. меди всплаве вершина гребняоснование гребнягладкий участок 77,0 71,8 74,6 Содержание, 7. цинкав сплавевершина гребня основание гребнягладкий участок Содержание, 7.оловав сплаве О,б, 1,0 0,4 0,7 0,4 0,8 вершина гребняоснование гребнягладкий участок 1,0 1,0 Снижениеадгезии, Е Исходнаяадгезия,г/3 мм Состав сплава,Й Сц 2 п Яп 600 88 11 1 , 640 79 17 4 660 76 19 5 670 73 21 6 670 69 24 7 660 64 28 8 650 58 32 10 650 88 11 1 630 0,1 635 655 660 640 635 612 0,2 79 17 4 660 76 19 5 660 650 655 645 73 21 6 650 69 24 7 640 64 288 640 635 635 620 58 32 10 630 . Толщина покрытия сплавом,мкм 85,7 81,0 81,1 65,5 67,2 68,9 75,2 74,5 74,5 14,3 18,4 17,9 34,5 32,4 30,4 24,8 25,1 24,7 Продолжение табл. 2 76,0 76,2 85.0 89,0 73,5 73,8 81,0 66,6 74,4 74,5 82,3 73,0 2 1,8 22,8 22,4 13,9 11,0 27,3 25 ф 7 25,1 18,0 33,4 24,4 24,7 24,3 16,.7 27,0 1,2 1,2 1,4 О 9 О 8 1,1 1,0 0,9 1,2 Т а б л и ц а 3 Адгезия после гальваноиспытаний, г/3 ммТолщина покр ти сппавомв осоксг)Э 2 590 25 625 620 69. 2 64 2 7 620 61 605 58 3 05 и е. Печатные платы из фольги с осажденным барього электролита не имеют подтрава. Примеча лоем из предлагТ а,б л и ц Состав сплава Толщина п нижение дгеэии, 7 дтрав,гезия крытия сплавом из электосл ван испытании г/Змм,2 18 25 . 500 32 535 19 Бобкова Редакто дписное Заказ 547 лиан ПП 11 "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 88 11 79 17 76 19 73 21 8 ВНИИПИ Госуда по делам из 3035, Москва, Исхоадгег(3 Исходнаяадгезия,г/Змм Составитель Ю. ПоздееваТехред Т.Дубинчак Корректор Л. Пилипенк Тираж 637 Пственного комитета СССРбретений и открытийЖ, Раушская наб., д. 4/