Раствор для травления меди

Раствор для травления меди

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е <,,910845

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ- СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 150277 (21) 2452799/22-02 (51) М Кп. с присоединением заявки ¹ 2545629/22-02

С 23 i/04

Государственный комитетСССР по делам изобретений и открытий (53) УДК621.794.42 (088. 8) (23) Приоритет

Опубликовано 07р382 Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 07.03.82

В.И.Шумилов, В.И.Кучеренко, Г.В.Королев, Е.tl.Êoòoâ, A.М.Прапоров и Г.Л.Иеликова

В.,Н.Флеров,, ;. Л:- ), эЛ.-.:. . ;: ГЕН : ." :»(72) Авторы изобретения (71) Заявитель

54 РАСТВОР ДЛЯ ТРАВЛЕНИЯ МЕДИ

Изобретение относится к технологии обработки металлов травлением и может быть использовано при изготовлении плат печатного монтажа и других аналогичных изделий из меди, используемых в радиотехнических, электротехнических, электронных приборах и устройствах.

При изготовлении изделий из меди способом химического размерного травления на участки поверхности„ не подлежащие травлению, наносят защитные слои, так называемые резисты.

В ряде случаев, в частности при изготовлении плат печатного монтажа, в качестве резистон применяют различные проводящие материалы, металлы и сплавы, такие как олово, свинец, серебро, сплавы олово — кобальт, сплавы ПОС и т.д. Это позволяет упростить технологию изготовления печатных плат., улучшить их .характеристики, облетчить последующую пайку.

В процессе вытравливания меди с незащищенных, пробельных участков плат, металлические резксты не должны разрушаться (T,е. стравливать я) и покрываться окисными и солеными пленками, ухудшающими их паяемость. В последнем случае удовлетворительная паяемость металлических резистов после травления достигается проведением дополнительных химических опе5 раций снятия окисных и соленых плеHoK — осветлением.

Для травления плат печатного монтажа с использованием в качестве схемного материала меди, защищенной металлическим резистом, применяют растворы на основе персульфата аммония, хлорита натрия, хромового ангидрида, соединений двухвалентной меди и другие (1), (2) и (3) .

Однако этим растворам присущи недостатки. Все они в той или иной степени окисляют обычно используемые металлические резисты, которые после вытравливания печатных плат требуют осветления. Кроме того, соединения хрома (У1) в хромовокислых растворах токсичны. В растворах на основе персульфата аммония значительно растравливается металлический резист, быстро разлагается окисли25 тель и они теряют травильные свойстна. Основным недостатком травильных растворов на основе хлорита натрия и соединений двухвалентной меди является нестабильность их состава и травильных характеристик. Как прави910845 ло они содержат большие концентрации гидрата окиси аммония, что приводит к значительным испарениям свободного аммиака, особенно в травильных установках струйного типа, и вызывает необходимость непрерывной корректировки растворов. Таким образом, повышается расход химикатов, снижается качество травления плат, ухудшаются условия работы персонала, ббслуживающего установки травления.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому раствору является раствор, содержащий ионы двухвалентной меди хлорид, нитрат, карбонат аммония и щелочной агент, в качестве которого используются гидроокись аммония и моноэтаноламин (41.

К недостаткам этого раствора относятся его низкая стабильность, малые скорости травления меди, значительное окисление металлических резистов

Цель изобретения - предотвращение окисления проводящего материала, повышение скорости травления меди и стабильности раствора. 25

Для достижения указанной цели в раствор для травления меди в отличие от известного, содержащего хлорид двухвалентной меди, хлорид и(или) нитрат и карбонат аммония, в качест- 3Q ве щелочного агента вводят гидроокись щелочного металла при следующем соотношении компонентов,г/л:

Хлорид меди двухвалентной 120-260 35

Хлорид и (или) нитрат аммония 25-50

Карбонат аммония 300-470

Гидроокись щелочного металла 40-80 щ

Вода До 1 л

Раствор для травления меди приготавливают путем смешивания соли ме ди (П), карбоната аммония и гидроокиси щелочного металла с водой. Сначала смешивают с водой соль двухвалентной 5 меди и карбонат аммония, полученную смесь выдерживают при 30-600 С до прекращения выделения углекислого газа, а затем добавляют гидроокись щелочного металла.

Наличие в растворе карбонат-иона обуславливает возможность образования нерастворимых, выпадающих в осадок основных солей углекислой меди, что приводит к уменьшению концентрации окислителя — ионов двухвалентной меди и соответственно к уменьшению скоростей травления.

Пример 1. 120 г СССР 2Н О, 300 г (М Н4) СО и 40 г КОН смешива" ют с водой. Полученный раствор имеет скорость травления меди 1017 мкм/мин, емкость по стравленной меди 10 г/л.

Пример 2. 120 r СССР 2НОО и 300 г (NH4)y СО смешивают с 300 мл воды, смесь выдерживают при 304С до прекращения выделения углекислого газа (около 12 ч), затем добавляют

40 r КОН. Объем раствора доводят водой до 1 л. Скорость травления меди

21 мкм/мин, а емкость раствора по стравленной меди возрастает до 60 г/л.

Пример 3. Аналогичен приме-. ру 2, но смесь выдерживают при температуре 45 С около 3 ч. Травильные характерстики раствора такие же, как и в примере 2.

Пример 4. Аналогичен. примеру 2, но смесь выдерживают при температуре 60 С около 1;5 ч. Травильные характеристики раствора такие же, как и в примере 2.

Увеличение температуры выдержки выше 60 С вызывает разрушение образующегося аммиачного комплекса двухвалентной меди и, как следствие, снижение скорости травления, емкости раствора, приводит к выпадению осадка. Уменьшение температуры .выдержки ниже 300С нецелесообразно, так как полного удаления углекислого газа из раствора не происходит даже при длительной выдержке,.

Как видно из примеров такой способ приготовления позволяет получить раствор с повышением скорости травления меди в 1,5-2 раза, обеспечивает увеличение производительности травильных установок в 1,5-2 раза без дополнительных затрат, а также удлинение срока работы раствора в

З-б,раз.

Результаты травления печатных плат на медной основе, частично покрытых различными металлическими резистами (из сплава олово — свинец, сплава олово — кобальт, серебро, при 40 С представлены в таблице .

910845

1 а

1

i!I 1

03 1

М 1

1 1

Ia! 1

Ф 1 ае н 1 «! j «! j й

Л Л Л Л an an an Л Л Г Ъ

I 1 I

° б" и сФ

Н

Х

Ь

IO

Ц о

tx

Н Х Х о е

0C -Z ах х

0egZ хаем

U ZZ

Ю CO ОЪ с с с

РЪ ГЧ Р 3

Г Ъ ГЪ РЪ

Ch an с с

ГЧ

ГЧ (Ч

РЪ с

О\

ГЧ аО Ю с с

CO

ГЧ Г Ъ Х о х

Ц

Ю

РЪ

1 1 1 I I 1 I I 1

Х

О

° 4

Х у.

Ю

ГЧ I

1 о о

О О

РЪ Г Ъ

О О О О О О О О О с3 сР с3 1О LO ЧР СО CO CO 1

ДЪ

О

U 4 сГ

Х т о о г- гсГ сГ л л an

CO CO СО

Г Ъ Г Ъ РЪ о о

Г Ъ

О

ЧК

an an с ° л л 1 1 о о о

1 ГЧ ГЧ I РЪ РЪ 1 an л ГЧ

%-Ч

Ф

Х

Х

К а

Э

k(О

I

О

И л an с с

ln an 1 О о о

ГЧ ГЧ Г"Ъ ГО Л Л О

%-1

О

Х

U з

О о о

Ю ЧР

ГЧ ГЧ о о о

ГЪЪ О1 . Ch ч-1 а-1 о о

<Ч ГЧ

1-1 %" 4

lI!

1-(O

О

I Ф а9

1 Х т-1 ГЧ

II1 1 Н Ж 1

ЦК ОХ о и ь,-

О х I 1 ! 1

1 1

Н с и Ф .1

Р М ": — I

1 сс

4 с

Х

О

Н

Х

Э

Х

О

И

О

I I I 1 1 I 1 1 1

ГЧ 1

1.1

1

1 3 1 с

an 1 о

CO 1

1 !

Чс

«g I 2 I

Х I

Н

O е

Х

Ig о

Х

Х о

1

lg

Ц. о

Ф

Х

Х

it!

Р1

Х

Ф

Ц

Н

Х Ъ!

1 °

083

ХОН

Ф

О!А

X l1I K

14 О

Н I:

g6I 3

910845

Формула изобретения

25-50

300-470

Составитель В.Олейниченко

Редактор Л. Плисак Техред Ж, Кастелени Корректор А.,Цэ я т к о

Йаказ 1051/7 Тираж 1049 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытиЯ

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

1»

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Иэ таблицы ви>но, что скорость травления по сравнению с известным раствором возрастает приблизительно в 2 раза. Предотвращение окисления подтверждается способностью к пайке

Й стойкостью резиста.

Уменьшение содержания гидроокиси щелочного металла ниже 40 г/л вызывает выпадение осадка, а увеличение его содержания более 80 г/л вызывает резкое снижение скорости травления.

Стабильность раствора подтверждается воэможностью работы с ним без корректировки длительное время с сохранением травильных характеристик (около 3 мес). Известные раство ры, содержащие гидроокись аммония, требуют практически непрерывной корректировки.

В оценке пайки балл 5 соответствует пайке без затруднений, с хорошим качеством, без дополнительного осветленвя металлического резиста.

Баял 1 соответс;дуурт4ечень плохой паяемости..

Применение пр цлагаемого раствора в производстве деталей из меди способом химического размерного травления с частичной защитой металлическими резистами обеспечивает высокую скорость травления меди, хорошую паяемость резистов после травления и стабильность травнльных характерис тик.

Эти преимущества создают условия для упрощения технологического процесса, т.е. исключения операции осветления металлического резиста, повышения качества продукции и производительности оборудования, снижения расхоца химикатов.

Раствор для травления меди, содержащий хлорид двухвалентной меди, хлорид и(или) нитрат аммония, карбонат аммония и щелочной агент, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью предотвращения окисления проводящего материала и повышения скорости травления меди и стабильности раствора, он в качестве щелочного агента содержит гидроокись щелочного металла при следующем соотношении компонентов; г/л:

Хлорид двухвалентной меди 120-260

20 Хлорид и/или нитрат аммония

Карбонат .аммония

Гидроокись щелочного металла 40-80 д Вода До 1 л

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании 9 1316030, кл. В 6 У, 1973.

2. Патент Великобритании 9 1085747, кл. В 6 7, 1967.

3. Патент .США М 2872302, кл. 252-792, 1959.

4. Патент Великобритании Р 1426529, кл. В 6 Т, 1976.