Печатные платы

16. Меднение

Меднение является основным гальваническим процессом в производстве печатных плат; гальваническим меднением получают слой медн в монтажных и переходных отверстиях, а также проводящий рисунок в полуаддитивной технологии [6,7]. Из щелочных электролитов наиболее распространенными в производстве являются пиро-фосфатные электролиты. Из кислых электролитов известны фтор-боратные, сульфатные, кремнефторидные электролиты, в которых медь находится в виде солей: Cu>(BF4)2, CuS04, CuSiF6, и некоторые другие (оксалатный).

Пирофосфатный электролит. Основной компонент электролита — комплексная соль меди — образуется в результате растворения пиро-фосфата меди в избытке пнрофосфата калия по реакциям:

2CUSO4 + K4P2O7 -► CU2P2O7 + 2K2SO4,

CU2P2O7 + ЗК4Р2О7– 2К6 [Си (Р207)2J.

48

Состав (г/л) и режим работы электролита приведены ниже.

Сернокислая медь (CuS04-5H20)……90

Пнрофосфат калия (гмРгОг-ЗгЬО)……350

Лимонная кислота или цитрат калия…… 20

Аммиак водный (25 %-ный), мл/л…….1—2

Селенит натрия (ЫагБеОз)………0,002

рН……………..8,3—8,5

Температура электролита, °С………35—50

Катодная плотность тока, А/дм2. ……. 0,8—1,7

Для приготовления электролита раствор сернокислой меди приливают небольшими порциями при интенсивном перемешивании к нагретому раствору пирофосфата натрия. Раствор при этом приобретает интенсивную синюю окраску. Затем в полученный раствор вводят поочередно лимонную кислоту и остальные компоненты. Разряд меди происходит из комплексного аниона, в результате чего этот процесс сопровождается значительной катодной поляризацией, обусловливающей мелкозернистую структуру покрытия и хорошие механические свойства осадка меди. Б производстве печатных плат пирофосфатиый электролит имеет следующие преимущества: высокую рассеивающую способность, обеспечивающую получение слоя меди в отверстиях 80—90 % от толщины слоя меди на проводниках при отношении толщины платы к диаметру отверстия 2:1; хорошую эластичность меди при отсутствии органических примесей и примесей фосфатов; возможность ведения процесса при непрерывной фильтрации через уголь из-за отсутствия органических добавок.

В то же время указанный электролит обладает рядом недостатков.

1. Накопление фосфатов вследствие гидролиза пирофосфата. Накопление фосфатов обусловливает включение фосфора в осадок меди, доходящее до 0,5 % по массе. Фосфор в меди приводит к затруднениям при пайке и хрупкости осадка.

2. Охлаждение электролита влечет за собой кристаллизацию солей на анодах и стеиках ванны и возникновение при работе так называемой солевой пассивности анодов.

3. Малая скорость осаждения меди вследствие низких плотностей тока.

4. Большая чувствительность к примесям железа, свинца, хлора и органических продуктов.

5. Невозможность использования более перспективных фоторезистов водощелочного проявления (СПФ-ВЩ).

Из числа электролитов, в которых медь находится в виде комплексного соединения, заслуживает внимания оксалатный электролит, обеспечивающий очень высокую рассеивающую способность и мелкозернистую структуру электролитического осадка, следующего состава (г/л) и режима работы;

Сернокислая медь (CuS04-5H^O)……. 25

Щавелевокислый аммоний……… 50

Щавелевая кислота………… 10

рН………………3,5—4.5

Катоднан плотность тока U, А/дм2…….1,0—2,"0

Фторборатный электролит. Состав фторборатных электролитов приведен в табл. 13.

Таблица 13. Состав фторборатных электролитов

Преимуществом фторборатного электролита по сравнению с другими электролитами является наиболее высокая скорость осаждения меди вследствие применения повышенных плотностей тока, недостатки электролита — низкая рассеивающая способность (толщина покрытия в отверстиях при тех же условиях составляет 40— 50 % от толщины меди иа проводниках) и неэластичность осадков меди (относительное удлинение е = 2ч-3%). Хрупкость меди резко возрастает при попадании органических примесей и особенно продуктов выщелачивания пленочных фоторезистов.

Фторборат меди готовится в ванне посредством растворения основной углекислой соли меди в борфторнстоводородной кислоте по реакции

Cu(OH)2-CuC03 + 4HBF4 —► 2Cu(BF4)2 + 3H20 + С02.

Расчетное количество основной углекислой меди засыпается в ванну и в нее небольшими порциями вливается борфтористоводородная кислота до прекращения выделения углекислого газа. В полученный раствор вводится оставшаяся борфтористоводородная кислота и приготовленный в отдельной порции раствор борной кислоты.

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться для отправки комментария.