PL189155B1 - Sposób bezpośredniej metalizacji dielektryków, zwłaszcza ścianek otworów obwodów drukowanych - Google Patents
Sposób bezpośredniej metalizacji dielektryków, zwłaszcza ścianek otworów obwodów drukowanychInfo
- Publication number
- PL189155B1 PL189155B1 PL96314116A PL31411696A PL189155B1 PL 189155 B1 PL189155 B1 PL 189155B1 PL 96314116 A PL96314116 A PL 96314116A PL 31411696 A PL31411696 A PL 31411696A PL 189155 B1 PL189155 B1 PL 189155B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- ions
- deposited
- metallization
- metal
- holes
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 title claims abstract description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 16
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 8
- -1 pyrophosphate ions Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- ZOMNIUBKTOKEHS-UHFFFAOYSA-L dimercury dichloride Chemical compound Cl[Hg][Hg]Cl ZOMNIUBKTOKEHS-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 7
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims abstract description 4
- 235000011180 diphosphates Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims abstract description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims abstract description 3
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 claims abstract description 3
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims description 25
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N glycerol group Chemical group OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 4
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 claims description 3
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229960001484 edetic acid Drugs 0.000 claims description 3
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000005246 galvanizing Methods 0.000 claims 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 abstract description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract description 2
- 230000009918 complex formation Effects 0.000 abstract 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract 2
- 230000000274 adsorptive effect Effects 0.000 abstract 1
- 229940075397 calomel Drugs 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 15
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 7
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 7
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 5
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 5
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 4
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 229910000366 copper(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L palladium(II) chloride Chemical compound Cl[Pd]Cl PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- TXUICONDJPYNPY-UHFFFAOYSA-N (1,10,13-trimethyl-3-oxo-4,5,6,7,8,9,11,12,14,15,16,17-dodecahydrocyclopenta[a]phenanthren-17-yl) heptanoate Chemical compound C1CC2CC(=O)C=C(C)C2(C)C2C1C1CCC(OC(=O)CCCCCC)C1(C)CC2 TXUICONDJPYNPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910021626 Tin(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001119 stannous chloride Substances 0.000 description 2
- 235000011150 stannous chloride Nutrition 0.000 description 2
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007832 Na2SO4 Substances 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-J diphosphate(4-) Chemical compound [O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L nickel sulfate Chemical compound [Ni+2].[O-]S([O-])(=O)=O LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000363 nickel(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- NRUVOKMCGYWODZ-UHFFFAOYSA-N sulfanylidenepalladium Chemical compound [Pd]=S NRUVOKMCGYWODZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 150000003606 tin compounds Chemical class 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000368 zinc sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011686 zinc sulphate Substances 0.000 description 1
- 235000009529 zinc sulphate Nutrition 0.000 description 1
Landscapes
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
Abstract
1. Sposób bezposredniej metalizacji dielektryków, zwlaszcza scianek otworów ob- wodów drukowanych, poprzez poddanie ich obróbce wstepnej oraz aktywacji przez nanie- sienie adsorpcyjnej warstwy metalicznego aktywatora elektrochemicznej metalizacji, zna- mienny tym, ze warstwe metaliczna osadza sie z kapieli galwanicznej, zawierajacej jony metali o potencjale normalnym nizszym niz -0,5 V, korzystnie -0,75 V, wzgledem nasyco- nej elektrody kalomelowej, badz jony metali, skompleksowane amoniakiem lub jonami pirofosforanowymi, lub zwiazkami organicznymi, zawierajacymi co najmniej trzy grupy hydroksylowe lub grupy aminowe i karboksylowe tak, by potencjal wydzielania sie tych skompleksowanych jonów metali byl nizszy -0,5 V, korzystnie -0,75 V, wzgledem nasyco- nej elektrody kalomelowej. PL
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób bezpośredniej metalizacji dielektryków, zwłaszcza ścianek otworów obwodów drukowanych.
Metalizacja tworzyw sztucznych jest procesem od dawna znanym i stosowanym w przemyśle, do wytwarzania metalizowanych elementów z tworzyw sztucznych, stosowanych między innymi jako wyposażenie samochodów i gospodarstwa domowego.
Znany sposób polega na naparowaniu w próżni cienkiej warstwy metalu na powierzchnię tworzywa sztucznego lub na wieloetapowym procesie metalizacji na mokro, w różnorodnych roztworach, często o skomplikowanym składzie. Metalizacja próżniowa nie nadaje się jednak do pokrywania przedmiotów o skomplikowanym kształcie, zwłaszcza do pokrywania wszelkich otworów i kanalików. Sposób ten nie może być zatem stosowany do metalizacji otworów obwodów drukowanych.
Do tego celu powszechnie stosowany jest sposób metalizacji na drodze mokrej. Sposób ten, znany na przykład z polskich opisów patentowych nr nr 130216, 134821, 169395 oraz z opisu patentowego USA nr 5 104 687, polega na odtłuszczaniu pokrywanej powierzchni, nadtrawianiu, aktywowaniu przez nanoszenie katalizatora, bezprądowym nakładaniu cienkiej warstwy metalu, najczęściej miedzi i elektrolitycznym pogrubianiu warstwy bezprądowej. Podstawową wadą tego sposobu jest stosowanie - jako środka redukującego w bezprądowych kąpielach do miedziowania - formaldehydu, który ma właściwości toksyczne i rakotwórcze. Ponadto wadą kąpieli do bezprądowego miedziowania jest ich mała stabilność i związana z tym konieczność ciągłej kontroli składu chemicznego. Problemy związane z bezpośrednią metalizacją opisane są w publikacji N.W.Mandlich i G.A. Krulik,· Metal Finishing, 91, 1,33-36 (1993).
189 155
Znany jest również sposób, polegający na nałożeniu na dielektryk warstwy przewodzącej innego rodzaju. Z opisów patentowych USA nr nr 4 874 477 _i 4 619 741 oraz z publikacji E.Derijecke, Productronic 1-2, 57-58 (1990) i U. Filor, Galvanotechnik 86, 8, 2652-2656 (1995) znane jest nakładanie warstwy pyłu węglowego lub grafitowego. Sposób ten jest jednak bardzo kłopotliwy i często w dalszych etapach metalizacji następuje naruszenie warstwy grafitu, znajdującej się na krawędzi metalizowanych otworów
Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 3 939 676 Al i europejskiego opisu patentowego nr 206 133 oraz publikacji R. Lewis, Trans.Inst.Metal.Finish., 71, 4, 149-155 (1993) i W. Sauerer, Galvanotechnik, 85, 5, 1467-1472 (1994) znany jest sposób, polegający na nakładaniu cienkiej warstwy przewodzącego polimeru, na który nakładana jest bezpośrednio elektrolityczna powłoka metalu, najczęściej miedzi. Wadą tego sposobu jest skomplikowany proces polimeryzacji i częste stosowanie roztworów, zawierających szkodliwe rozpuszczalniki organiczne.
Sposób bezpośredniej metalizacji dielektryków, zwłaszcza obwodów drukowanych, z wykorzystaniem katalitycznej warstwy palladowej, znany jest między innymi z opisów patentowych USA nr nr 4 683 036, 4 790 912 i 5 071 517. Odpowiednio nałożona na dielektryk warstwa katalizatora palladowego z jednej strony katalizuje reakcję chemicznej redukcji jonów miedzi formaldehydem, a z drugiej strony przewodzi prąd elektryczny, co stwarza możliwość bezpośredniego przejścia do galwanicznego nakładania miedzi lub innego metalu z ominięciem etapu bezprądowej redukcji. Jednak ze względu ria niewystarczającą przewodność katalizatora bardzo często część otworów obwodów drukowanych pozostaje nie pometalizowana.
W sposobie, omówionym w opisie patentowym USA nr 4 895 739, próbowano temu przeciwdziałać, przeprowadzając zaadsorbowane cząstki metalicznego palladu w siarczek palladu. Użytkowanie roztworów siarczków jest jednak kłopotliwe w pracy, również ze względów zdrowotnych.
W sposobie, znanym z opisu patentowego USA nr 4 683 036, w ceiu uzyskania bardziej niezawodnej metalizacji otworów płytek drukowanych do kwaśnych kąpieli do galwanicznego miedziowania dodawano polimery polioksyetylenowe. Jednak procesowi, prowadzonemu tym sposobem, towarzyszą niekorzystne reakcje uboczne na anodach miedziowych, prowadzące do powstawania nierozpuszczalnych osadów.
Nieoczekiwanie okazało się, że można osiągnąć znacznie lepsze rezultaty, wiąząc szybkość i niezawodność metalizacji z potencjałem, przy którym następuje wydzielanie się jonów metali.
Sposób według wynalazku polega na tym, że dielektryki po obróbce wstępnej oraz aktywacji przez naniesienie adsorpcyjnej warstwy metalicznego aktywatora poddaje się elektrochemicznej metalizacji, podczas której warstwę metaliczną osadza się z kąpieli galwanicznej, zawierającej jony metali o potencjale normalnym niższym niż -0,5 V, korzystnie -0,75 V, względem nasyconej elektrody kalomelowej, bądź jony metali, skompleksowane amoniakiem lub jonami pirofosforanowymi, lub związkami organicznymi, zawierającymi co najmniej trzy grupy hydroksylowe lub grupy aminowe i karboksylowe tak, by potencjał wydzielania się tych skompleksowanych jonów metali był niższy niż -0,5 V, korzystnie -0,75 V, względem nasyconej elektrody kalomelowej.
Korzystnie warstwę metaliczną osadza się z kąpieli galwanicznej, zawierającej skompleksowane jony miedziowe lub jony palladawe, te ostatnie najkorzystniej w postaci kompleksu amoniakalnego.
Korzystnie jako środki kompleksujące jony metali stosuje się kwas wersenowy lub glicerynę.
Korzystnie warstwę metaliczną osadza się z kwaśnych kąpieli do galwanicznego cynkowania.
Potencjał wydzielania się jonów metali niższy niż -0,5 V uzyskuje się poprzez zmianę składników elektrochemicznie czynnych w kierunku utrudniania ich redukcji, czyli przesunięcia ich potencjału normalnego w kierunku ujemnym, co osiąga się poprzez odpowiedni dobór kationów, bądź przez skompleksowanie kationów, redukujących się przy potencjale zbyt dodatnim, jak na potrzeby metalizacji bezpośredniej.
189 155
Potencjał, przy którym następuje wydzielanie się jonów metali, kontroluje się poprzez pomiar natężenia prądu, przeliczony na gęstość prądu.
Obróbkę wstępną dielektryków przed elektrochemiczną metalizacją prowadzi się znanymi sposobami. Polega ona zwykle na odtłuszczaniu powierzchni, obróbce w rozpuszczalniku organicznym, trawieniu powierzchni dielektryków, kondycjonowaniu, aktywacji i poaktywacji, przy czym w niektórych przypadkach niektóre etapy procesu można pominąć.
Odtłuszczanie przeprowadza się w roztworach o powszechnie znanym składzie.
Działanie rozpuszczalnika organicznego ma na celu rozwinięcie i spulchnienie powierzchni. W przypadku na przykład żywic epoksydowych stosuje się rozpuszczalniki z grupy ketonów, eterów lub fenyloalkoholi.
Trawienie polega na nadtrawieniu powierzchni dielektryka, w celu ułatwienia adsorpcji cząstek katalizatora. W przypadku obwodów drukowanych, wykonywanych z laminatów epoksydowych, czynnikiem trawiącym może być stężony kwas siarkowy, roztwór bezwodnika chromowego lub korzystnie alkaliczny roztwór nadmanganianu potasowego, przy czym w dwóch ostatnich przypadkach przed dalszymi operacjami redukuje się resztki jonów Cr(VI) i zaadsorbowany dwutlenek manganu.
Kondycjonowanie jest dodatkową operacją, polepszającą adsorpcję katalizatora na powierzchni dielektryka, polegającą prawdopodobnie na zobojętnieniu ujemnego ładunku podłoża. Do tego celu używa się przewaznie handlowych roztworów firmowych, których głównym składnikiem są kationowe związki powierzchniowo czynne.
Aktywacja polega na naniesieniu katalizatora na warstwę nadtrawionego dielektryka. Przeprowadza się ją zwykle dwuetapowo, działając najpierw roztworem chlorku cynawego, zakwaszonym kwasem solnym, w celu uczulenia powierzchni, a następnie kwaśnym roztworem chlorku palladowego w celu zaktywowania. Aktywację można przeprowadzić również jednoetapowo, zanurzając dielektryk w koloidalnej zawiesinie metalicznego palladu, otrzymanej przez zmieszanie wodnych roztworów chlorku cyriawego i chlorku palladowego, w obecności nadmiaru jonów chlorkowych.
Przyspieszanie, czyli tak zwana poaktywacja, ma na celu zwiększenie aktywności zaadsorbowanego katalizatora, przez usunięcie z powierzchni ochronnej warstewki związków cyny. Przeprowadza się to działaniem roztworu ługu lub - korzystnie - roztworem kwasu, przede wszystkim solnego lub siarkowego.
Po każdej z operacji obróbki wstępnej poddawane obróbce elementy płucze się starannie w wodzie.
Sposób według wynalazku pozwala na zmniejszenie zużycia materiałów przez zastąpienie zasadniczo nietrwałych kąpieli do bezprądowego metalizowania trwałymi kąpielami galwanicznymi.
Zaletą sposobu według wynalazku jest również zmniejszenie praco- i czasochłonności przez zmniejszenie ilości operacji cząstkowych.
Sposób według wynalazku umożliwia ponadto wyeliminowanie operacji, związanych z zastosowaniem związków chemicznych, szkodliwych ze zdrowotnego i ekologicznego punktu widzenia.
Niżej podane przykłady II-VI ilustrują sposób według wynalazku w konkretnych przypadkach jego zastosowania, nie ograniczając zakresu jego stosowania. W przykładzie I omówiono dla porównania bezpośrednią metalizację dielektryka, przeprowadzoną znanym sposobem.
Przykład I. Płytkę z laminatu szklano-epoksydowego FR-4, obustronnie pokrytego folią miedzianą, z nawierconymi otworami, odtłuszczono elektrochemicznie, a następnie poddano obróbce w acetonie w ciągu 30 min. Następnie otwory płytki poddano kondycjonowaniu w roztworze Cleaner Conditioner 3223 firmy Shipley Co., zawierającym kationowe związki powierzchniowo czynne, w temperaturze 60°C w czasie 5 minut, po czym przeprowadzono mikrotrawienie folii miedzianej w roztworze, zawierającym 100 ml/l stężonego H2SO4 i 20 ml/l 30% H2O2.
Następnie na płytkę naniesiono aktywator palladowy z roztworu, zawierającego 50 g/l chlorku cynawego, 1 g/l chlorku palladowego i 150 ml/l stężonego kwasu solnego. Aktywację
189 155 prowadzono w ciągu 10 minut w temperaturze 60°C, a następnie przyspieszanie, czyli poaktywację przez zanurzenie płytki na 5 minut w roztworze 1M H2SO4.
Tak przygotowaną płytkę metalizowano w kąpieli galwanicznej o składzie:
CuSO4*5H2O 80 g/1
H2 S O4 stężony 180 g/1
HCl stężony OJ ml/1
Gęstość prądu 2 A/dm2, temperatura pokojowa, umiarkowane mieszanie. Zmierzony potencjał katody wynosił -0,1 V względem NEK czyli nasyconej elektrody kalomelowej. Po 10 minutach uzyskano tylko częściową metalizację otworów - około 10% pokrycia powierzchni.
Przykład II. Płytkę drukowaną, przygotowaną do metalizacji w taki sam sposób, jak opisano w przykładzie I, miedziowano galwanicznie z kąpieli o składzie:
CuSO4*5H2O 25 g/1 sól sodowa kwasu wersenowego 75 g/1
Na2SO4 50 gfl pH= 12,0
Temperatura 40-50°C, gęstość prądu 2 A/dm2, umiarkowane mieszanie. Potencjał katody wynosił -0,75 V względem NEK. Po 10 minutach elektrolizy nastąpiło całkowite pokrycie otworów miedzią..
Przykład III. Płytkę drukowaną, przygotowaną do metalizacji w taki sam sposób, jak opisano w przykładzie I, palladowano galwanicznie z kąpieli o składzie:
Pd(NHa)4SO4 40 g/1
NiSO4*7H2O 50 g/1 (NEL02SO4 50 g/1
NH3 aq w ilości niezbędnej do uzyskania pH = 8,2.
Temperatura 25°C, gęstość prądu 2 A/dm2, umiarkowane mieszanie. Zmierzony potencjał katody wynosił -0,9 V względem NEK.
Po 10 minutach uzyskano pełną metalizację otworów.
Przykład IV. Płytkę drukowaną, przygotowaną do metalizacji w taki sam sposób, jak opisano w przykładzie I, miedziowano galwanicznie z kąpieli pirofosforanowej o składzie:
Cu2P2O7*3H20 58 g/1
K4P2O7 33 lg/1
KNO3 10 g/1
NH4OH 3-7 ml/1 dopH = 8
Temperatura 50°C, gęstość prądu 2 A/dm2, umiarkowane mieszanie. Potencjał katody wynosił -0,67 V względem NEK. Po 10 minutach uzyskano całkowitą metalizację otworów.
Przykład V. Z płytki laminatu szklano-epoksydowego FR-4, o wymiarach 40x30 mm całkowicie strawiono folię miedzianą.
Tak uzyskany substrat przygotowano do metalizacji w sposób analogiczny do opisanego w przykładzie I, opuszczając etap elektrochemicznego odtłuszczania i mikrotrawienia folii miedzianej w roztworze kwasu siarkowego z dodatkiem H2O2. Płytkę metalizowano w kąpieli galwanicznej o poniżej podanym sl^ła^dzi/, Hopi-owadzając ujemny biegun źrótHa prądu do przeciwległych krawędzi płytki, poprzez przyciśnięte do niej wąskie paski folii miedzianej:
ZnSO4*7H2O
NH4Cl
600g/l 3 0 -g/1
18!) 155
CHaCOONa pH = 3,8
Temperatura pokojowa, gęstość prądu 2 A/dm2, umiarkowane mieszanie. Potencjał katody wynosił -1,0 kV względem NEK. Po 15 minutach uzyskano całkowite pokrycie cynkiem powierzchni podłoża epoksydowego.
Przykład Vl. Płytkę drukowaną, przygotowaną do metalizacji w taki sam sposób, jak opisano w przykładzie I, miedziowano galwanicznie z kąpieli o składzie:
CuSO4*5H2O 55 g/1 gliceryna (87%) 75 g/1
NaOH 110g/l
Temperatura pokojowa, gęstość prądu 1 A/dm , mieszanie kąpieli. Potencjał katody wynosił -0,85 V względem NEK. Po 12 minutach uzyskano całkowitą metalizację otworów.
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz Cena 2,00 zł.
Claims (7)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób bezpośredniej metalizacji dielektryków, zwłaszcza ścianek otworów obwodów drukowanych, poprzez poddanie ich obróbce wstępnej oraz aktywacji przez naniesienie adsorpcyjnej warstwy metalicznego aktywatora elektrochemicznej metalizacji, znamienny tym, że warstwę metaliczną osadza się z kąpieli galwanicznej, zawierającej jony metali o potencjale normalnym niższym niż -0,5 V, korzystnie -0,75 V, względem nasyconej elektrody kalomelowej, bądź jony metali, skompleksowane amoniakiem lub jonami pirofosforanowymi, lub związkami organicznymi, zawierającymi co najmniej trzy grupy hydroksylowe lub grupy aminowe i karboksylowe tak, by potencjał wydzielania się tych skompleksowanych jonów metali był niższy -0,5 V, korzystnie -0,75 V, względem nasyconej elektrody kalomelowej.
- 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwę metaliczną osadza się z kąpieli galwanicznej, zawierającej skompleksowane jony miedziowe.
- 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwę metaliczną osadza się z kąpieli galwanicznej, zawierającej skompleksowane jony palladawe.
- 4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że warstwę metaliczną osadza się z kąpieli galwanicznej, zawierającej jony palladawe w postaci kompleksu amoniakalnego.
- 5. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że jako środek kompleksujący stosuje się kwas wersenowy.
- 6. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że jako środek kompleksujący stosuje glicerynę.
- 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwę metaliczną osadza się z kwaśnych kąpieli do galwanicznego cynkowania.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL96314116A PL189155B1 (pl) | 1996-05-08 | 1996-05-08 | Sposób bezpośredniej metalizacji dielektryków, zwłaszcza ścianek otworów obwodów drukowanych |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL96314116A PL189155B1 (pl) | 1996-05-08 | 1996-05-08 | Sposób bezpośredniej metalizacji dielektryków, zwłaszcza ścianek otworów obwodów drukowanych |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL314116A1 PL314116A1 (en) | 1997-11-10 |
| PL189155B1 true PL189155B1 (pl) | 2005-06-30 |
Family
ID=20067471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL96314116A PL189155B1 (pl) | 1996-05-08 | 1996-05-08 | Sposób bezpośredniej metalizacji dielektryków, zwłaszcza ścianek otworów obwodów drukowanych |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL189155B1 (pl) |
-
1996
- 1996-05-08 PL PL96314116A patent/PL189155B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL314116A1 (en) | 1997-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0913498B1 (en) | Electroless plating processes | |
| CA1332817C (en) | Electroplating process | |
| JP6195857B2 (ja) | 非導電性プラスチック表面の金属化方法 | |
| US20050199587A1 (en) | Non-chrome plating on plastic | |
| KR100541893B1 (ko) | 금속으로 기판을 코팅하는 방법 | |
| US4952286A (en) | Electroplating process | |
| GB2075063A (en) | Process for plating polumeric substrates | |
| JP4109615B2 (ja) | 合成物質電気メッキ用基板の活性化方法 | |
| JP2005336614A (ja) | プラスチック表面をめっきするための方法 | |
| KR19980703108A (ko) | 비전도성 물질로 제조된 기판 표면을 선택적 또는 부분적으로 전해 메탈라이징하는 방법 | |
| JPS5927379B2 (ja) | 迅速なメツキ速度を有する無電解銅折出法 | |
| JP2001516961A (ja) | 電気的に不導体な表面領域を有するサブストレートを金属化するための方法 | |
| JPH07197266A (ja) | 酸化銅（ｉ）コロイドの金属化によるダイレクトプレーティング方法 | |
| US11174555B2 (en) | Chromium-free plating-on-plastic etch | |
| WO2004038070A2 (en) | Pulse reverse electrolysis of acidic copper electroplating solutions | |
| US5298058A (en) | Electroless copper plating bath | |
| US6790334B2 (en) | Combined adhesion promotion and direct metallization process | |
| US5316867A (en) | Method for adhering metal coatings to thermoplastic addition polymers | |
| PL189155B1 (pl) | Sposób bezpośredniej metalizacji dielektryków, zwłaszcza ścianek otworów obwodów drukowanych | |
| US5547559A (en) | Process for plating metals onto various substrates in an adherent fashion | |
| WO2025098869A1 (en) | An aqueous basic deposition composition for the electroless deposition of a metal on a surface of a substrate | |
| EP4444931A1 (en) | Use of an aqueous alkaline composition for the electroless deposition of a metal or metal alloy on a metal surface of a substrate | |
| JPH0250196B2 (pl) |