Состав для получения раствора химического меднения диэлектриков

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРА ХИМИЧЕСКОГО МЕДНЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИКОВ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(72) Авторы Капица Марина Сергеевна Жарский Иван Михайлович Вязович Ольга Игоревна(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(57) Состав для получения раствора химического меднения диэлектриков, содержащий сернокислую медь, трилон Б, щелочь, формалин, тиосульфат натрия и добавку, отличающийся тем, что в качестве добавки содержит 3,4-диацетилгексан-2,5-дион, при следующем соотношении компонентов на 1 л раствора сернокислая медь, г 10-15 трилон Б, г 20-30 формалин, мл 10 тиосульфат натрия, мг 2-20 3,4-диацетилгексан-2,5-дион, мг 40-50 щелочь до рН 13,0-13,2. Изобретение относится к получению токопроводящих покрытий путем химического восстановления металлов, в частности химического осаждения меди. Химическое меднение применяется для металлизации полимерных материалов в производстве печатных плат, микросхем и других изделий радиотехнической, электронной и приборостроительной промышленности. При металлизации печатных плат оптимальными являются растворы химического меднения, способные обеспечивать скорость процесса осаждения меди 1-3 мкм/ч, что позволяет проводить процесс меднения в кассетах при большой плотности загрузки и высокой производительности. Большой проблемой в этих процессах является сохранение стабильности раствора в процессе эксплуатации и хранения, т.е. исключение выпадения частиц металлической меди в объеме раствора 1. Известные растворы для химического меднения обычно содержат соль меди, комплексообразующий агент - калий-натрий виннокислый, трилон Б, гидроксилалкилзамещенные этилендиамина и др., щелочь, восстановитель - обычно формальдегид 2. 10157 1 2007.12.30 Однако эти растворы нестабильны и в процессе эксплуатации происходит выпадение металлической меди в объеме раствора, а не на поверхности печатной платы. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является водный раствор для химического меднения, содержащий соль меди, трилон Б гидроксид натрия, формальдегид и стабилизирующую добавку 3. Недостатком данного раствора является то, что в качестве стабилизирующей добавки используется несколько красителей сложного состава, которые трудно поддаются корректировке ввиду их малых концентраций. Задачей предлагаемого изобретения является повышение скорости осаждения меди и стабильности раствора. Поставленная задача достигается тем, что в состав для получения раствора химического меднения диэлектриков, содержащий сернокислую медь, трилон Б, щелочь (до рН 13,0 - 13,2), формалин (в качестве восстановителя), вводится стабилизирующая добавка тиосульфат натрия и 3,4-диацетилгексан-2,5-дион при следующих соотношениях компонентов сернокислая медь 10-15 г/л трилон Б 20-30 г/л щелочь до 13,0-13,2 формалин 10 мл/л тиосульфат натрия 2-20 мг/л 3,4-диацетилгексан-2,5 -дион 40-50 мг/л. Повышение скорости меднения, в присутствии тиосульфата натрия, достигается за счет введения соединения 3,4-диацетилгексан-2,5-дион. 3,4-диацетилгексан-2,5-дион является димерным хелатирующим агентом, содержащим атомы кислорода, и описывается следующей структурной формулой гдеСН 3. Указанное соединение может образовывать -связи со стороны групп СО. Действие 3,4-диацетилгексан-2,5-дион можно объяснить образованием на поверхности медной фольги комплексов переноса заряда, способных производить обмен между металлом, электронной системой адсорбированной молекулы и закомплексованными ионами. Образовавшийся комплекс одновалентной меди имеет более низкую энергию активации. В результате происходит увеличение скорости лимитирующей стадии катодного процесса 2. Суммарная скорость осаждения меди на фольгированном диэлектрике увеличивается. В объеме раствора 3,4-диацетилгексан-2,5-дион образует устойчивые хелатокомплексы с катионом одновалентной меди. Это приводит к уменьшению концентрациив растворе и соответственно уменьшает вероятность образования металлической меди и закиси меди в объеме раствора. Кроме того, повышение стабильности в предлагаемом растворе достигается с помощью введения добавки тиосульфата натрия. Механизм стабилизации раствора состоит в торможении роста зародышей меди в нем за счет адсорбции тиосульфат-иона на поверхности медных частиц, образующихся в растворе. 2 10157 1 2007.12.30 Предлагаемый состав для раствора химического меднения диэлектриков, содержащий указанные добавки, не является токсичным или ухудшающим условия труда. Выявленные отличительные признаки, не встречавшиеся ранее в известных решениях в предложенной совокупности, обеспечивают достижение положительного эффекта и могут быть квалифицированы как существенное отличие. В опытах применяли фольгированный с двух сторон диэлектрик размером 7010 мм. Материал предварительно подвергали химическому обезжириванию, промывали в горячей и холодной воде, подтравливали, промывали, декапировали, промывали и подвергали химическому меднению. Толщину металлизации определяли по привесу массы фольгированного диэлектрика. Изобретение поясняется примером. Осаждение проводят при плотности загрузки от 1,8 до 1,9 дм 2 на 1 л раствора. Толщину металлизации определяют по привесу массы фольгированного диэлектрика. Качество металлизации оценивают визуально (под микроскопом). Пластичность определяют методом накручивания (равна 1 мм). Скорость меднения 3,54 мкм/ч. Стабильность раствора 216 ч. Технико-экономическая эффективность данного изобретение состоит в повышении производительности оборудования в 1,17-3,5 раза за счет возможности применения кассетной загрузки при химическом осаждении взамен электролитического наращивания меди. Повышение стабильности раствора приводит к экономии реактивов, снижению количества вредных сбросов. Изобретение может быть использовано в машиностроительной, автомобильной и приборостроительной промышленности, а также в производстве бытовой техники. Источники информации 1. Ильин В.А. Химические и электрохимические процессы в производстве печатных плат. - М., 1994. - 142 с. 2. Шалкаускас М., Вяшкялис А. Химическая металлизация пластмасс. - Л. Химия,1985. - 144 с. 3. А.с. СССР 1377301, МПК С 23 С 18/40, 1988. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3