ВЛИЯНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ ДОБАВОК НА СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОЛИТА И ОСАДКОВ ПРИ ОСАЖДЕНИИ МЕДИ ИЗ СУЛЬФАТНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ
Космодамианская Л.В., Солодкова Л.Н., Акимина Ю.В., Дубинина Ю.В.
РХТУ им. Д.И. Менделеева, г. Москва РХТУ им. Д.И. Менделеева.
125047, Москва, Миусская пл.,9. Факс: (095)200-42-04; тел. (095)978-61-95;
Сульфатные электролиты меднения находят широкое применение как в производстве печатных плат, так и для декоративной обработки деталей из металла и пластмасс.
Процесс блестящего меднения широко используется для нанесения многослойных покрытий. Благодаря высокой выравнивающей способности электролита, достижение необходимого уровня блеска происходит при значительно меньшей толщине, что снижает затраты гальванического производства.
В том случае в сульфатных электролитах меднения применяются добавки RV и БС, которые обеспечивают получение зеркально-блестящих покрытий в широком диапазоне плотностей тока, а также несколько повышают рассеивающую способность электролитов.
Было установлено, что в присутствии этих добавок блестящие покрытия меди осаждались при плотностях тока выше 5 А/дм2 с выходом по току 99-10%.
Для получения блестящих медных покрытий в производстве печатных плат используются сульфатные электролиты с добавками BL и BL-СТ (Atotek), а также добавки RV-P и RV-PK («Хемета»). Высокая рассеивающая способность этих электролитов позволяет получать качественные равномерные покрытия в отверстиях при малых соотношениях их диаметра к толщине печатных плат.
Из этих электролитов качественных покрытия осаждаются в интервале плотностей тока от 0,5 до 2,0 А/дм2 с выходом по току >100%.
В данной работе была исследована рассеивающая способность сульфатных электролитов меднения, рассчитаны поляризуемость и показатель рассеивающей способности в зависимости от плотности тока. Составы исследуемых электролитов приведены в таблицах 1 и 2.
Таблица 1. Составы исследуемых электролитов, применяемых для получения медных зеркально-блестящих покрытий
№ электролита | 1 | 2 | 3 (св.добавка) | 4 | 5 (св.добавка) |
CuSO4*5H2O, г/л | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 |
H2SO4, г/л | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
NaCL,мг/л | --- | 40 | 40 | --- | --- |
RV,мл/л | --- | 4,0 | 4,0 | --- | --- |
HCL,мг/л | --- | --- | --- | 30 | 30 |
БС,мл/л | --- | --- | --- | 3,0 | 3,0 |
Условия проведения электролиза | |||||
Температура,С 18-25; Плотность тока, А/дм2 0,5-5,0 |
Таблица 2. Составы исследуемых электролитов, применяемых для производства печатных плат.
№ электролита | 6 | 7 (проработ) | 8 (св.пригот) | 9 |
CuSO4*5H2O, г/л | 80 | 80 | 80 | 80 |
H2SO4, г/л | 200 | 200 | 200 | 200 |
NaCL,мг/л | --- | 40 | 40 | 40 |
BL,мл/л | --- | 1,0 | 1,0 | --- |
BL+CT,мл/л | --- | 8,0 | 8,0 | --- |
RV-P,мл/л | --- | --- | --- | 5 |
RV-PK, мл/л | --- | --- | --- | 0,1 |
Условия проведения электролиза | ||||
Температура,С 18-25; Плотность тока, А/дм2 0,5-2,0 |
Рассеивающая способность сульфатных электролитов меднения была измерена на разборном катоде в щелевой ячейке Моллера. Для выше приведенных электролитов были рассчитаны поляризуемость электрода и показатель рассеивающей способности. Полученные данные сведены в табл. 3.
Таблица 3. Влияние плотности тока на поляризуемость, показатель рассеивающей способности и РСт сульфатных электролитов меднения.
№ электролита | ik,A/дм2 | ∆E/∆i, В*см2/А | æ, Ом-1*см-1 | Ri, см | РСт,% |
1 | 0,5 | 2,4 | 0,161 | 0.3864 | 21 |
1 | 1,4 | 0,161 | 0,225 | 20 | |
1,5 | 1,0 | 0,161 | 0,161 | 19 | |
2 | 0,8 | 0,161 | 0,1288 | 19 | |
3 | 0,6 | 0,161 | 0,0966 | 19 | |
2 | 0,5 | 3,0 | 0,161 | 0,4830 | 25 |
1 | 1,6 | 0,161 | 0,2546 | 20,5 | |
1,5 | 1,0 | 0,161 | 0,161 | 20,5 | |
2 | 0,8 | 0,161 | 0,1288 | 18,5 | |
3 | 0,8 | 0,161 | 0,1288 | 18,4 | |
3 | 0,5 | 4,6 | 0,161 | 0,7406 | 31,5 |
1 | 2,0 | 0,161 | 0,322 | 28 | |
1,5 | 1,0 | 0,161 | 0,161 | 25 | |
2 | 0,8 | 0,161 | 0,1288 | 22,5 | |
3 | 0,8 | 0,161 | 0,1288 | 21,5 | |
4 | 0,5 | 2,6 | 0,161 | 0,4186 | 30,5 |
1 | 2,4 | 0,161 | 0,3864 | 28,5 | |
1,5 | 0,64 | 0,161 | 0,1030 | 18,8 | |
2 | 0,6 | 0,161 | 0,0966 | 18,19 | |
3 | 0,4 | 0,161 | 0,1288 | --- | |
5 | 0,5 | 4,8 | 0,161 | 0,7728 | 36,7 |
1 | 2,0 | 0,161 | 0,322 | 28,5 | |
1,5 | 1,6 | 0,161 | 0,2576 | 28 | |
2 | 1,2 | 0,161 | 0,1932 | 27,09 | |
3 | 0,8 | 0,161 | 0,1288 | --- | |
6 | 0,5 | 2,6 | 1,121 | 2,9146 | 31,9 |
1 | 1,0 | 1,121 | 1,121 | 28,3 | |
1,5 | 1,0 | 1,121 | 1,121 | 28,5 | |
2 | 1,0 | 1,121 | 1,121 | 28,95 | |
2,5 | 2,4 | 1,121 | 2,690 | --- | |
7 | 0,5 | 6,6 | 1,121 | 7,3986 | 66 |
1 | 4,6 | 1,121 | 5,1566 | 60,2 | |
1,5 | 4,8 | 1,121 | 5,380 | 60,5 | |
2 | 4,4 | 1,121 | 4,9324 | 59,9 | |
2,5 | 9,6 | 1,121 | 10,76 | --- | |
8 | 0,5 | 9,2 | 1,121 | 10,31 | 68,5 |
1 | 5,2 | 1,121 | 5,829 | 66 | |
1,5 | 4,8 | 1,121 | 5,380 | 63,5 | |
2 | 5,4 | 1,121 | 6,053 | 64,7 | |
2,5 | 10,2 | 1,121 | 11,434 | --- | |
9 | 0,5 | 10,6 | 1,121 | 11,8 | 68 |
1 | 5,2 | 1,121 | 5,829 | 57 | |
1,5 | 5,2 | 1,121 | 5,829 | 55 | |
2 | 5,0 | 1,121 | 5,605 | 55 | |
2,5 | 7,6 | 1,121 | 8,519 | --- |
Из данных таблицы видно, что наилучшей рассеивающей способностью обладают электролиты, применяемые в производстве печатных плат: 65-68% с добавкой «Atotek» и 55-68% с добавкой «Хемета». Электролиты с добавкой “RV” для получения зеркально-блестящего медного покрытия имеют рассеивающую способность 28-31% при достаточно высокой выравнивающей способности – 80-90%.
С помощью анализатора органических добавок в электролитах «Кориан-3» было установлено, что при длительной работе электролитов и при длительном их хранении концентрация органических добавок в растворе уменьшалась, а это в свою очередь, приводило к снижению рассеивающей способности сульфатных электролитов меднения. При этом пластичность медных осадков понижалась.