Водный раствор для химического осажде-ния неорганических покрытий ha основемеди

Водный раствор для химического осажде-ния неорганических покрытий ha основемеди

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Ресвубиии

0i),846594

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (51) М. Кл.з (22) Заявлено 04.12.74 (21} 2080679/22-02 с присоединением заявки КР 2087777/22-02

04.12.74 (23) ПРиоРитет 26 12.74

С 23 С 3/02

Гесударственный квинтет

СССР во делам нзебветеннЯ н еткрытнЯ

Опубликовано 150781. Бюллетень Н9 26

Дата опубликования описания 15. 07. 81 (53) УДК 621. 793.3:

:669.386 (088.8) l

В.П. Пильников, В.A. Лисовая и Г.A. Китае (72) Авторы изобретения

Уральский ордена Трудового Красного Знаме политехнический институт им. С.М. Кирова (71) Заявитель (54) ВОДНЫЙ РАСТВОР ДЛЯ ХИМИЧЕСКОГО ОСАМ(ДЕНИЯ

НЕОРГАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ МЕДИ

Изобретение относится к химическому нанесению металлических и неорганических покрытий, в частности окисных соединений меди и ее сплава с оловом, и может быть использовано в металлургии при подготовке поверхности непроводников (создании адгезионного подслоя) перед металлиэацией, а также в электронике при изго- О товлении фотошаблонов и резистивных покрытий.

В настоящее время широко известны растворы для химического осаждения металлических покрытий сплавов, содержащие соли осаждаемых (соосаждаемых) металлов, комплексообразователь н минеральную кисло у или гидроокись аммония (1 ) и (2 ).

Недостатком данных растворов является их низкая стабильность и не-. возможность получения иэ них покрытия на неметаллических материалах.

Известен также раствор, содержащий соль меди, восстановитель, в качестве которого использован гидразин, гидро-25 окись натрия, гидроокись аммония и некоторые добавки (31.

Данный раствор обеспечивает возможность получения покрытий йа не,метЪллах, однако, предназначен лишь М для химического осаждения металлической меди и также нестабилен.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является водный раствор для химического осаждения неорганических покрытий на основе меди, в частности гидроокиси меди, содержащий сернокислую медь, гидроокись аммония и гидроокись натрия j4 ).

В этом растворе одновременно с осаждением покрытия на неметаллических материалах образуются труднорастворимые соединения меди в объеме раствора, т.е. раствор имеет низкую стабильность. Кроме того,.получаемые покрытия имеют низкую прочность сцепления с основой при испытании на стирание выдерживают не более 3 циклов).

Цель изобретения — повышение стабильности раствора и прочности сцепления получаемых покрытий с основой из неметаллических материалов.

Поставленная цель достигается тем, что раствор дополнительно содержит двухлористое олово при следующем соотношении компонентов, м/л:

Сернокислая медь 0,005-0,1

Двухлористое олово 0,001-0,2

846594

0,07-0,1

0,005-0,01 (Гидроокись аммо ния (25%-ная) 2,5-6,5

Гидроокись натрия 0,25-3,0.

При этом для осаждения сплава медь-олово он содержит компоненты в следующем соотношении, м/л:

Сернокислая медь 0,005-0,02

Двухлористое олово 0,075-0,2

Гидроокись аммония (25Ъ-ная) 2,5-5,0

Гидроокись натрия 2,0-3,0

Для осаждения окиси меди он содер- 1О жит компоненты в следующем соотношении, м/л

Сернокислая медь 0,01-0,05

Двухлористое олово 0,001-0,01

Гидроокись аммония 15 (25%-ная) 5;3-6,5

Гидроокись натрия 0,25-1,0

Для осаждения гидроокиси меди он содержит компоненты в следующем соотношении, м/л: 20

Сернокислая медь

Двухлористое олово

Гидроокись аммония (25%-ная) 2,5-4,0

Гидроокись натрия 0,25-1,0

Для осаждения закиси меди он содержит компоненты в следующем соотношении, м/л:

Сернокислая медь 0,005-0,01

Двухлористое олово 0,005-0,01

Гидроокись аммония

30 (25%-ная) 2,5-4,0

Гидроокись натрия 0,5-1,0

Процесс осаждения покрытий ведут при температуре 18-98 С в течение

30-120 мин. 35

Наличие в растворе двухлористого олова в сочетании с сильно щелочной средой обеспечивает высокую стабильность раствора до 140 ч), позволяет значительно повысить прочность 4О сцепления покрытий с неметаллическими материалами (при испытании на стирание выдерживают до 40.циклов).

При осаждении сплава медь-олово двухлористое олово наряду с ролью восстановителя является также источником ионов олова.

Пример 1. Обезжиренный и сенсактированный образец из стекла погружают в раствор, содержащий (м/л) сернокислую медь (пентагидрат) 0,02;. двухлористое олово (дигидрат) 0,16; гидроокись аммония 2,5 и гидроокись натрия 2,0. Процесс ведут при 70 С в течение 30 мин. Стабильность раствора 104 ч. Получают плотное, прочно сцепленное с основой покрытие бронзового цвета состава:медь 70-80 мас.5 ° олово — остальное. Толщина покрытия

2 мкм удельное электросопротивление

6-10 Ом см. Окисные соединения в gg покрытии отсутствуют.

Пример 2. Подготовленный образец из ситалла, CT-38-2 погружают в раствор, содержащий (м/л), сернокислую медь 0,1, двухлористое олово д

0,001, гидроокись аммония 6,5 и гидроокись натрия 0,5. Процесс ведут при 98 С в течение 80 мин. Стабильность "раствора 44 ч. Получают покрытие из окиси меди черного цвета со скоростью осаждения 0,5 мкм/ч, прочность сцепления с основой, определенная при испытании на стирание, составляет 9 циклов. Максимально достигаемая толщина покрытия 5 мкм

I пористость 450 пор/см, электросопротивление 1: 10 Ом/квадрат, светопропускание О в области 300-700 нм, олово в покрытии отсутствует.

Пример 3. Подготовленный образец из стекла погружают в раствор, содержащий (м/л) сернокислую медь 0,1; двухлористое олово 0,01; гидроокись аммония 2,5 и .гидроокись натрия 0,5. Процесс ведут при комнатной температуре в течение 2 ч. Стабильность раствора 56 ч. Получают покрытие из гидроокиси меди голубого цвета со скоростью осаждения

4,5 мкм/ч, прочность сцепления с основой 12 циклов. Максимально достига-емая толщина покрытия 5, мкм,пористость 156 пор/см, электросопротивление 1 104 Ом/квадрат, светопропускание 0 в области 300-800 нм, олово в покрытии отсутствует.

Пример 4. Подготовленный образец из керамики типа 22хС погружают в раствор, содержащий (м/л) сернокислую медь 0,01; двухлористое олово 0,01; гидроокись аммония 2,5 и гидроокись натрия 0,5. Процесс ведут при 95 С в течение 45 мин. Стабильность раствора 140 ч. Получают покрытие из эакиси меди светло-коричневого цвета со скоростью осаждения 1,3 мкм/ч, прочность сцепления с основой 40 циклов. Максимально достигаемая толщина покрытия

15 мкм, пористость 200 пор/см,, электросопротивление 1 ° 10 Ом/квадрат, светопропускание 40% в области

460 нм, олово в покрытии отсутствует.

Приведенные примеры свидетельствуют, что предложенный раствор обеспечивает получение широкого ассортимента медьсодержащих неорганических покрытий, прочносцепленных с изделиями из неметаллических материалов, в широком диапазоне толщин (от долей мкм до 50 мкм) и электросопротивления. Раствор стабилен в эксплуатации.

Указанные положительные качества предложенного раствора обуславлизают его технико-экономические преимущества по сравнению с аналогичными сущест- вующими растворами.

Формула изобретения

1. Водный раствор для химического осаждения неорганических, покрытий на основе меди, содержащий сернокис846594

5,3-6, 5 у)

0,25-1,0

Составитель A. Рычагов .

Техред T. Маточка Корректор М. Шароши

Редактор Л. Тюрина

Заказ 5382/37 Тираж 1048 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r..Óæãîðîä, ул. Проектная,4 лую медь, гидроокись аммония и гидроокись натрия, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности раствора и прочности сцепления получаемых покрытий с основой из неметаллических материалов, он дополнительно содержит двухлористое олово при следующем соотношении компонентав, м/л:

Сернокислая медь 0,005-0,1

Двухлористое олово 0,001-0,2

Гидроокись аммония

1,25%-иая) 2,5-6,5

Гидроокись натрия 0,25-3,0

2. Раствор по п.1, о т л и ч а ющ и и с.я тем,что, с,целью осаждения сплава медь-олово, он содержит компоненты в следующем соотношении, м/л:

Сернокислая медь 0,005-0,02

Двухлористое олово 0,075-0,2

Гидроокись аммония 20 (253-ная) 2, 5-5,0

Гидроокись натрия . 2,0-3,0

3. Раствор по п.1, о т л и ч а ющ и .й с я тем, что, с целью осаждения окиси меди, он содержит кампо- 25 ненты в следующем соотношении,м/л:

Сернокислая медь 0,01-0,05

Двухлористое олово 0,001-0,01

Гидроокись аммония (25%-ная)

Гидроокись натрия

4. Раствор по п.1, о т л и ч а ющ.и и с я тем, что, с целью осаждения гидроокиси меди, он содержит компоненты в следующем соотношении, м/л:

Сернокислая медь 0,07-0,1

Двухлористое олово 0,005-0;01

Гидроокись аммония (25%-ная) 215 4I0

Гидроокись натрия 0,25-1,0

5. Раствор по п.1, о т л и ч а ю-. шийся тем, что, с целью осаждения закиси меди, он содержит компоненты в следующем соотношении,м/л:

Сернокислая медь 0,005-0,01, Двухлористое олово 0;005-0,01 Гидроокись аммония (25%-ная) 2,5-4,0

Гидроокись натрия 0,5-1,0

Приоритет по пунктам:

04.12.74 по пп. 1-2, 26.12.74 по пп. 3-5.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3432337, кл. 117-130, 1969.

2. Патент ФРГ 9 1238305, кл. 48а 5/00, 1969.

3. Шалкаускас М. и Вашкялис А.

Химическая металлизация пластмасс, Л., "Химия", 1972, с. 101.

4. Казаков Е.М.,- Китаев Г.А. и

Мокрушин С.Г. Кинетика и механизм образования пленок гидроокиси меди на поверхности стекла. Изв. ВУЗ.

"Химия и химическая технология", 1961, т. !Ч, Р 3, с. 411-415 (прототип).