Раствор для очистки поверхности меди и ее сплавов

Раствор для очистки поверхности меди и ее сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскиз

Социалистических

Республик (1981451 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) 3aявлено 18.03.81 (21) 3261680/22-02 ($g) М Кл 3 с присоединением заявки ¹â€”

С 23 С 1/02

С 23 F 3/04

Государствен иы и комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет "

Опубликовано151282. Бюллетень ¹ 46

Дата опубликования описания 15.1282 (И) УАК 621. 794. 42 (088. 8) (72) Авторы изобретения

А Анашкина, В. A. Ñèìîíîâà, 3.И. Халиневаи. В <Сьырнова

".(1»ö» ",:, !

> llАТЕНН1 :"

Щ(НИЧЕСКй .

5+4N0 TP((A (71) Заявитель (54) РАСТВОР ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТИ МЕДИ,И ЕЕ СПЛАВОВ

Изобретение относится к подготов-, ке поверхности металлов к гальваническому покрытию, и в частности к химическому обезжириванию и травлению в растворе на основе сульфаминовой кислоты, предназначенных для подготовки поверхности меди и медных сплавов, и может быть использовано в технологии производства микроэлектронной аппаратуры, а также для очистки поверхности меди и медных сплавов в других областях, где необходимы чистые поверхности с высоким качеством поверхности.

Известны растворы химической очистки поверхности металлов, представляющие собой очистку растворителями, щелочную очистку, кислотную и очистку в нейтральной среде (11.

Основными ограничениями применения растворов для очистки являются растворение или деструкция применяемых защитных масок ЛКП и фотореэистов, а так же недостаточно высокая подготовка поверхности к химико-гальваническому покрытию.

Известны щелочные ванны очистки, которые являются наиболее широко применяемыми, однако часто они бывают неприемлемыми, так.как рН испольV эуемых растворов нахЬдится в пределах 11-12 (такое воздействие не в держивают применяемые защитные маски

ЛКП и фоторезистов).

Известна полировальная паста

"Венская известь". Смесью полировальной пасты и воды в соотношении по массе 3:1 производят обезжиривание поверхностей с помощью ватного тампона. Удаление остатков "Венской извести" производится путем промывки в воде с помощью волосяных щеток. Такая подготовка поверхности под гальваническое покрытие позволяет достаточно хорошо провести операцию обезжиривания металлической поверхности, однако часто приводит к повреждению защитных масок ЛКП и фоторезистов.

Эти недостатки особенно чувствительны при использовании в качестве маскирующих материалов фотореэисты с высокой разрешающей способностью (2).

Необходимо объединить в одном рабочем процессе декапирование и обезжириванне, что позволяет легче удалять загрязнения, которые плохо удаляются в щелочных растворах (окисные пленки, окалины и т.д.) и обеспечивает больший срок службы обеэжнривающего раствора.

981451

Недостатками этих растворов являются увеличение шероховатости обрабатываемой поверхности меди и то, что поверхность меди и ее сплавов приобретает каштановый цвет.

Наиболее близким по технической сущности к изобретенному является раствор блестящего декапирования меди и медных сплавов ЗД, содержащий сульфаминовую кислоту, GAB и перекись водорода при следующем содержании ,компонентов, г/л:

Сульфаминовая кислота 10-200

Перекись водорода (35%) 10-200 f5 .ПАВ О, 3-2

Этот раствор характеризуется хорошими обеэжиривающими свойствами и равномерно осветляет поверхность меди и медных сплавов. 20

Недостатками его являются большой съем обрабатываемого металла, увеличение шероховатости поверхности по

Rg,; нестабильность состава раствора во времени. 25

Известный раствор, имеющий в своем составе 10»200 г/л перекиси водорода, 10-200 г/л сульфаминовой кислоты;и ПАВ имеет съем меди порядка

5-10 мкм/мин, что бывает неприемлехб, например для- обработки таких изделий как микросхем@, где толщина подготавливаемого термически напылен-. ного медного слоя обычно составляет

1-1,5 мкм, 35

Цель изобретения - устранение указанных недостатков, повышение стабильности раствора и снижение степеas стравливания металла, без разрушения маскирующего материала ЛКП и фоторезистов, без увеличения шероховатости обрабатываемой йоверхности медй и медных сплавов.

10-200

Поставленная цель достигается .тем, что Раствор, содержащий сульфа- 45 миновую кислоту и поверхностно-активнбе вещество, дополнительно содержит аминоуксусную кислоту (гликокол) при следующем соотношении компонентов, г/л

Сульфаминовая кислота

Поверхностноактивное вещество О, 1-3

Амииоуксусная 55 кислота .(гдикокол) 5-130

Амийоуксусная кислота НН СН СООН (гликокол)., которая являясь буферной добавкой повышает устойчивость раст- 60 вора и ускоряет процесс гидролиза жировых загрязнений и травления окисной пленки меди, кроме того, предохраняет маски ЛКП и фотореэистов

От разрушения, повышает блеск обра- 65 батываемой поверхности меди и медных сплавов, при этом содержание всех указанных ингредиентов должно быть в следующем соотношении, г/л:

Сульфамнновая кислота 10-200

Аминоуксусная кислота (гликокол) 5-1 30

ПАВ 0, 1-3

В качестве ПАВ может быть использован любой неионогенный IIAB, например лаурилсульфат натрия, перекись водорода, полиэтиленгликолевые эфиры алкилфенолов, ОП-7 или ОП-10.

При значительном помутнении раствора вводят. перекись водорода не более 2-3 г/л, оптимальное время обработки деталей при 30-70 С составляет

1-6 мин.

Описываемый раствор может быть получен при последовательном растворении всех ингредиентов в подогретой до 40-60 С дистиллированной воде соо гласно рецептуре раствора.

Полученные растворы стабильны по времени, уменьшают шероховатость обрабатываемой поверхности меди и медных сплавов, обеспечивают получение более плотной пассивно-активной пленки, создающей условия выравнивающего травления гребешков поверхности меди и медных сплавов.

Присутствие карбоновых кислот в растворах сульфаминовой кислоты приводит к образованию более устойчивых аммонийных производных карбоновых кислот, а значит способствует разложению сульфаминовой кислоты, вследствие чего теряются обезжиривающие свойства раствора.

Пример. Раствор Р 1.

Сульфаминовая кислота, г/л 10

Гликокол, г/л 5

ОП-7, г/л 0i1

Температура, С 50

Время выдержки, мин 6

Раствор Р 2.

Сульфаминовая кислота, r/ë 100

Гликокол, г/л 90 .ОП-10, г/л 2

Температура, С 35

Время выдержки, мин 5

Раствор В 3.

Сульфаминовая кислота, г/л 200

Гликокол, г/л 130

ОП-10, г/л 3

Температура, С 60

Время выдержки, мин 2

Экспериментальное опробование растворов граничных составов показы981451

Толщина термически осажденной меди, мкм

Качество и внешний вид тест-плат .

Количество годных площадок Состав раствора

Величина адгезии гальванического слоя кг/мм

Локальные язвы по всей поверхности тест-платы.

Водный раствор

ОП-10 - 5" г/л =50 С

1,7

Наблюдается смыкание отдельных площадок, неровности края

Фреоно-бензиновая смесь

1: 1 1=18 С

1,4

2,1

Неровности края эа счет механического нарушения фоторезиста

"Венская из-. весть" и 18 С

2,0

1,4

Нарушение геометрии рисунка площадок, неровность рельефа гальванического осадка

Сульфаминовая

;кислота 100 г/л

Перекись водо:рода - 15 г/л

ОП-10 - 1,5 г/л

2,0

2i0

Края площадок ровные. КачестВо фоторезиста не ухудшено

1,4 вает отсутствие съема металла даже тонких термически осажденных струк« тур медного покрытия микросхем (1,0 мкм) с одновременной качественной очисткой поверхности, обладающей высокими адгеэионными свойствами. .Влияние очистки микросхем на качество гальванических структур показано в табл.1.

Прочность сцепления покрытия с подготовленной поверхностью показана в табл. 2.

Приведенные в табл.2 данные подтверждаются результатами измерения.

Предлагаемый раствор:

Сульфаминовая кислота100 г/л

Гликокол—

50 г/л

ОП-10 - 1,5 г/л

<=45о С

Как видно из таблицы, описываемый раствор обладает минимальным съемом металла, улучшает шероховатость поверхности меди и медных сплавов,усиливает блеск, обеспечивает высокие адгезионные характеристики . последующей металлиэации (медью и никелем).

Кроме того, при условии неразрывного технологического процесса детали из

:.меди и ее сплавов после обработки в

>О предлагаеэюм растворе не нуждаются в дополнительном декапировании перед .эавешиванием в гальваническую ванну е

Таблица 1

-т -"

981451

Таблица 2

Шероховатость по й@ после обработки, мкм

Съем за

6 мин, r

Обрабатываемый материал, S,см

Шероховатость по й,„ до обработки, мкм

Прочность 2 сцепления,кг/см

Медная фольга

512

О, 1520,07

0,35+0,1

0,0001

Медная деталь

S 42

0,70й0, 1

0,73т0,09

157,5

0,0005

Латунная деталь S 42

0,72+0,07

153,1

0,65 0 05

0,0001

Вакуумнон апыленная медь на поликоровой подложке

®,025 0,005

0,025 0 003 0,00005

Ъ 2

« «»«

Формула изобретения

Составитель В. Олейниченко

Редактор Л.Авраменко Техред К.Мыцьо Корректор И.,Цемчик

Эакаэ 9642/41 Тираж 1053

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытиЯ

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

Подписное

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

Раствор для очистки поверхности меди и ее сплавов, содержащий суль-, фамнновую кислоту и поверхностно-активное вещество, например, типа ОП-7 илиОП10, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности раствора и снижения степени стравливания металла, он дополнительно содержит аминоуксусную кислоту 40 (гликокол) при следующем соотношении компонентов, г/л:

Сульфаминовая кислота 10-200

Поверхностноактивное вещество 0,1-3

Амн ноуксу сн ая кислота 5-130

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. ГОСТ 9-047-75. "Покрытия металлические и неметаллические.неорганические", с. 7-8.

2. ОСТ 92-1467-78. ".Покрытия металлические и кеметаллнческне неорганические", с.3.

3. Патент Франции 9 2388898, кл. С 23 F 3/04, опублик. 1978.