Печатные платы

Процесс химического меднения, как указывалось выше, является автокаталитнческим — в начале его требуется катализатор в виде частиц металлического палладия или другого вещества. Операция,

в результате которой на диэлектрике создаются каталитические частицы, называется активированием.

В практике химического меднения полимерных материалов активирование осуществляют последовательной обработкой деталей вначале в растворе хлористого олова (SnCb-I-bO 20—25 г/л, NaCl 40—60 мл/л), а затем после промывки в воде детали погружают в раствор хлористого палладия, содержащий 0,5—1,0 г/л РсЮг и 12—18 мл/л НС1 плотностью 1190 кг/м3 и снова промывают. Двухзарядные ионы олова, адсорбирующиеся на поверхности диэлектрика, восстанавливают ионы палладия на диэлектрике до металла по реакции:

Sn2++Pd2+~>Sn4+ + Pd.

Такой способ активирования печатных плат из фольгированных диэлектриков не рекомендуется, так как на медной фольге вследствие реакции контактного обмена выделяется металлический палладий:

Cu + Pd2+-> Cu2+ + Pd.

Это приводит к быстрому истощению раствора активирования и непрочному сцеплению слоя металла с медной фольгой.

Имеется другой вариант раствора активирования, в котором палладий находится в виде аммиачно-трилонатного комплекса, и в этом случае реакция контактного вытеснения палладия отсутствует. Раствор этот содержит 3,5—4 г/л хлористого палладия, 1.1— 12 г/л трилова Б н 300—350 мл/л 25 %-ного аммиака. Температура раствора 15—20 °С, выдержка — 3—5 мин.

После промывок в воде детали необходимо обработать в растворе гипофосфита иатрня, содержащем 30—50 г/л ЫаНгРОг в течение 2—5 мнн с целью повышения каталитической активности поверхности, так как гипофосфит, будучи очень сильным восстановителем, способ-ствует более полному восстановлению палладия из довольно прочного комплесного соединения, в котором он находится. Активирование заготовок печатных плат в данном растворе применяется многими предприятиями.

За последние годы все большее применение получил метод прямого активирования посредством обработки заготовок плат в так называемом совмещенном растворе, содержащем одновременно ионы палладия и олова. Ниже приведен состав раствора (г/л).

Хлористое олово………… 40—45

Хлористый палладий "………. 0,8—1,0

Соляная кислота………… 75—80

Хлористый калий ……….. 140—150

Хлористый натрии………..

В этом растворе палладий находится в двух формах: в виде коллоидных частиц металла и его комплексной соли. После обработки плат в совмещенном растворе следуют промывки в воде, в результате чего происходит гидролиз солей олова и адсорбция гидроокисных соединений олова вместе с солями палладия и его коллоидными частицами на поверхности диэлектрика.

Полное восстановление палладия и удаление солей олова имеет место при последующей обработке в растворе «ускорителя» (20—35 г/л NaOH) в течение 2 мин л промывке в проточной воде. При этом происходит коагуляция частиц палладия и отмывка от четырехвалентного соединения олова.

Очевидно, что промывочная операция в процессе активирования с помощью совмещенного раствора имеет важное значение. Если она недостаточна по времени, то не произойдет гидролиза каталитического комплекса, т. е.- не будет удален обволакивающий частицы палладия слой гидроокиси четырехвалентного олова. Удлинение времени промывки приводит к смыванию реагирующих компонентов, и эффект активирования не достигается.

Следовательно, активирование при использовании совмещенного раствора состоит из следующих операций: погружения в совмещенный раствор на 5—10 мин; промывки в воде в течение 2 мин; погружения в растовр «ускорителя» на 1—2 мин; промывки в воде в течение 2 мин; погружения в раствор химического меднения.

С целью улавливания соединений палладия, относящихся к категории драгоценных металлов, устанавливается не менее двух улавливателей с непроточной водой. Извлечение палладия из них производится по методике, изложенной ниже.

Приготовление совмещенного раствора активирования необходимо выполнять по следующей методике: навеску хлористого палладия растворить в соляной кислоте из расчета 6 мл кислоты плотностю 1190 кг/м3 на 1 л приготавливаемого раствора при температуре 50—60 °С. Раствор охладить, разбавив водой до 20 мл на 1 л. В отдельной порции растворить хлористое олово в соляной кислоте из расчета 20 мл кислоты на 1 л приготавливаемого раствора при температуре 40—50 °С. Раствор охладить, добавив воды по 30 мл на 1 л раствора. Раствор хлористого олова медленно вливать в раствор хлористого палладия; выдержать полученную смесь при температуре 90—100 °С в течение 10—15 мин. Затем в полученный раствор влить оставшуюся кислоту и хлористый калий, растворенные в том количестве воды, которое необходимо для доведения ванны до рабочего уровня. Вода для приготовления растворов — дистиллированная.

Корректирование раствора производится по данным химического анализа. При уменьшении содержания SnCl2 до 10—12 г/л раствор корректируют введением кристаллического SnCI-2H20, затем подогревают до температуры 60—70 °С в течение 10—12 мин. При уменьшении содержания PdCl2 до 0,2—0,3 г/л раствор корректируют введением концентрированного раствора PdCI2 в соляной кислоте. В случае образования есадка или ослабления активирующей силы раствор корректируют пв всем компонентам и подогревают до температуры 60—70 °С в течение 10^-20 мин. Раствор не следует фильтровать.

Извлечение палладия из отработанных растворов производится следующим образом. В отработанные растворы активирования и улавливатели погрузить цинковые стержни, добавив в улавливатели соляную кислоту (140 г/л) для создания кислой среды. В результате контактного обмена на поверхности цинковых стержней выделяется металлический палладий по реакции

Zn + PdCl2 -"Pd + ZnClj.

Порошкообразный осадок палладия механически удаляется и растворяется в соляной кислоте, к которой добавлена перекись водорода (пергидроль) в количестве 10—20 мл/л. Полученный раствор нагревается до разложения перекиси водорода, охлаждается и анализируется. Раствор можно использовать для корректирования ванн активирования или после упаривания сухой остаток сдается в качестве возврати-мых отходов.