Раствор для химического осаждения сурьмы

Раствор для химического осаждения сурьмы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскин

Соцнапистмчасттттн

Ресттттблми

<и 945232

К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! } Дополнительное к авт. саид-sy (22) Заявлено 02.09 80 (21) 2980003/22 02 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51 ) М. Кд.

С 23 С 3/02 Ъеударстеенный квинтет

СССР

llo делам нзобретеннй н открытнй

Опубликовано 23 07 82, Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 230782 (5З) "Д 621.793.3:

:669.757 (088.8) (72) Авторы изобретения

К. И. Бубнов и Л. Ю. Федоров (71) Заявитель

Институт цитологии АН СССР (54) РАСТВОР ДЛЯ ХИМИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ

СУРЬМЫ

Изобретение относится к химическому осаждению металлических покрытий, в частности к растворам для химического осаждения сурьмы, которые могут использоваться для пайки.

Известно, что оловянные покрытия характеризуются ухудшением паяемости с течением

5 времени, что устраняется путем замены их сплавами на основе олова, например сплавом олово-висмут (1), Однако в условиях морского, влажного и жаркого климата надежность пайки этого сплава понижается, а его твердость не превышает 20 — 40 кг/мм, Для обеспечения надежной пайки при эксплуатации деталей в широких интервалах температур и влажности могут быть использованы сурьмяные покрытия.

Известен раствор для химического осаждения сурьмы на диэлектрическую, например, стеклянную подложку, содержащий как и все растворыщ для химического осаждения металлов соль осаждаемого металла, в качестве которой служит хлорид сурьмы, комплексообразователь и восстановитель, в качестве которых могут

2 быть использованы, например, аммиак и формальдегид соответственно, а также винную кислоту и ряд других компонентов (2).

Данный раствор не дает возможности получать на меди и ее сплавах сурьмяные покрытия.

Цель изобретения — получение на медной подложке коррозионностойких твердых покрытий.

Цель достигается тем, что раствор для химического осаждения сурьмы содержит помимо соли осаждаемого металла, в качестве которой служит хлорид сурьмы, кислоту, комплексообразователь и восстановитель, в качестве кислоты содержит соляную кислоту, в качестве комплексообразователя — пирофосфат калия, а в качестве восстановителя — тиомочевину и гидразинхлорид при следующем соотношении компонентов, г/л:

Хлорид сурьмы (III) 1- 4

Соляная кислота 3--12

Пирофосфат калия 24 54

Тиомочевина 6- 10

Гидразинхлорид 1 2

3 945

Соляную кислоту вводят в раствор для подавления гидролиза хлорида сурьмы и возможности использования в качестве восстановителей тиомочевины и пщразинхлорида. Пирофосфат калия служит в качестве комплексообразователя для образования комплексного соединения с сурьмой общей формулы

К5 ЗЬ(Р,О„),1.

Раствор готовят следующим образом.

В отдельных емкостях готовят растворы. тиомочевины с титром 0,1 г/мл, пирофосфата калия с титром 0,3 г/мл, гидразинхлорида с титром 0,1 г/мм, хлорида сурьмы (Ш) с титром 0,1 г/мл.

Для приготовления раствора хлорида сурьмы к 100 г хлорида сурьмы приливают 208 мл соляной кислоты (d = 1,19 г/мл}, нагревают, до кипения и доводят водой до литра.

Для приготовления рабочего раствора к

20 мл раствора хлорида сурьмы приливают

100 мл раствора тиомочевины, 100 мл раствора пирофосфата калия и 5 мл соляной кислоты (0 = 1,19 г/мл), после чего добавляют 15 мл раствора гидразинхлорида и 760 мл воды, Раствор нагревают до 80 С. а

Условия осажцения: температура 70 — 100 С, плотность загрузки от 0,5 до 6 дмз/л.

При указанных условиях средняя скорость осаждения составляет 20 мкм/ч. Раствор устойчив в течение 3 мес и требует корректирования по соли сурьмы.

Получаемые покрытия представляют собой чистую сурьму, блестящие, стального цвета.

При реализации предлагаемого раствора медную подложку подвергают следующим видам обработки: механической подготовке, обез>кириванию, травлению, декапированию, полированию.

Механическую подготовку осуществляют путем полирования подложки с помощью алюминиевой пасты, содержащей, вес.%:

Окись алюминия 65,0

Техническое сало 3,0

Стеарин 10,0

Церезин 14,5

Скипидар 2,5

Обезжиривание проводят в растворе состава, г/л:

232

1000

250 — 270

Пример

Показатели (г

Соляная кислота (d = 1,19 г/мл), г/л

12 îð сурьмы (111), r/ä

Натрий фосфат, трехзамещенный 30 — 35

Натрий карбонат 20 — 50

Жидкое стекло 5 — 10

Поверхностно-активное вещество (ОП вЂ” 7 или

ОП вЂ” 10) 3 — 5

При температуре 70 — 80 С. Продолжительность обезжиривания зависит от характера и степени загрязнения.

Травление проводят в смеси кислот с добавкой голландской сажи.

Смесь содержит:

Азотную кислоту (пл. 1,40), мл

Серную кислоту (пл. 1,84), мл 1000

Соляную кислоту (пл. 1,19), мл 10

Сажу голландскую, г 10

Для приготовления смеси сажу предварительно смешивают с азотной кислотой и добавляют раствор травления. Время обработки в растворе травления 10 — 15 с, после чего

25 подложку декапируют в S — 10 o-ном растворе серной кислоты в течение 0,5 мин.После дикапирования подложку тщательно промывают в проточной воде.

Полирование подложки перед нанесением покрытия проводят в растворе, содержащем:

Серную кислоту (пл. 1,84), мл/л

Азотную кислоту (пл.1,40), мл/л 2S0 — 270

Натрия нитрит, г/л 10-12 при температуре 30 — 40 С, в течение 1 — 3 мин.

Приготовленные к нанесению покрытия по описанной технологии медные образцы, помещают в нагретый до 80 С раствор химического сурьмирования. При плотности загруз40 ки 2 дмг/л через 5 мин осаждается равномерное по толщине, стального цвета, блестящее покрытие из чистой сурьмы, толщиной до

5 мкм, с твердостью до 80 кг/мм и коррозионностойкое в кислых средах.

45 Результаты хиМического осаждения сурьмы, Зсостав раствора и свойства покрытий представутены в таблице.

945232

Продолжение таблицы

Пример

1 2

Показатели

Тиомочевина, г/л

Пирофосфат калия, г/л

Гидразинхлорид, г/л

Температура, С

30

1,5

1,2

80

Плотность загрузки, дм /л

0,5-6,0

0,5 — 6,0

0,5 — 6,0

0,5 — 6,0

Скорость осаждения мкм/ч

32

24-32

16 — 24

Твердость покрытий, кг/мм

70-80

50

Адгезия к медной подложке, кг/см

80

ВНИИПИ Заказ 5267/37 Тираж 1053 Подписное

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

Как видно иэ данных таблицы раствор позволяет получать покрытия со средней скоростью

20 мкм/ч, имеющие твердость 60 — 80 кг/мм с хорошей адгезией к основе.

Во всех случаях коррозионная стойкость покрытий при испытаниях (влажность 98%, температура от-30 до 120 С) остается высо- 35 кой. Не наблюдается появления очагов коррозии в течение 1,5 лет.

Паяемость покрытий сохраняется неизменной в течение двух лет в. условиях лабораторного хранения. 40

Описанные свойства покрытий иэ сурьмы, полученных из предлагаемого раствора, позволяют использовать их для замены оловянных покрытий при изготовлении печатных схем, для замены покрытий сплавом олово-висмут 45 в условиях, требующих более высокой твердости покрытий, а также для замены кадмиевых покрытий в морских и тропических условиях.

Формула изобретения 50

Раствор для химического осаждения сурьмы, содержащий хлорид сурьмы, кислоту, комплексообразователь и восстановитель, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью получения на медной подложке коррозионностойких твердых покрытий, в качестве кислоты он со держит соляную кислоту, в качестве комплексообразователя — пирофосфат калия, а в качестве восстановителя — тиомочевину и гидразинхлорид при следующем соотношении компонентов, г/л:

Хлорид сурьмы (II 1) 1 — 4

Соляная кислота 3-12

Пирофосфат калия 24-54

Тиомоче вина 6-10

Гидра зинхлорид 1 — 2

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Н 779432, кл. С 23 С 3/02, 1977.

2, Казначей Б. Я. Гальванопластика в промышленности. М., Государственное издательство местной промышленности, 1955; с. 60.