RU1720467C - Process of metal spraying of holes of printed circuit boards - Google Patents

Process of metal spraying of holes of printed circuit boards Download PDF

Info

Publication number
RU1720467C
RU1720467C SU4772384A RU1720467C RU 1720467 C RU1720467 C RU 1720467C SU 4772384 A SU4772384 A SU 4772384A RU 1720467 C RU1720467 C RU 1720467C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
printed circuit
holes
circuit board
copper plating
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Т.А. Старикова
Ф.П. Галецкий
Г.И. Болотова
Е.С. Фриденберг
А.В. Могуленко
Л.Н. Григорьева
Original Assignee
Институт Точной Механики И Вычислительной Техники Им.С.А.Лебедева
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Точной Механики И Вычислительной Техники Им.С.А.Лебедева filed Critical Институт Точной Механики И Вычислительной Техники Им.С.А.Лебедева
Priority to SU4772384 priority Critical patent/RU1720467C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1720467C publication Critical patent/RU1720467C/en

Links

Images

Landscapes

  • Chemically Coating (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Abstract

FIELD: chemical copper plating. SUBSTANCE: for performance of process printed circuit board is activated in matched solution containing palladium chloride and tin chloride. After rinsing printed circuit board is treated in solution of accelerator containing nonorganic acids or their salts or caustic soda and is rinsed again. Then printed circuit board is treated in solution of reductant in which capacity hydrazine (or its derivatives) or hydroxylamine (or its derivatives) is used under following conditions: concentration of reductant should be 10-30 g/l; temperature of solution 20-27 C, treatment duration 0.5-1.5 min. After rinsing for 1 min chemical plating of holes of holes in printed circuit board is conducted. EFFECT: improved quality of chemical copper plating. 2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к химическому меднению и может быть использовано при изготовлении печатных плат (ПП). The invention relates to chemical copper plating and can be used in the manufacture of printed circuit boards (PP).

Цель изобретения - повышение качества химической металлизации печатных плат за счет устранения разделительного слоя палладия на фольгированной поверхности плат и на торцах внутренних слоев в отверстиях. The purpose of the invention is improving the quality of chemical metallization of printed circuit boards by eliminating the separation layer of palladium on the foil surface of the circuit boards and at the ends of the inner layers in the holes.

Согласно изобретению способ металлизации отверстий ПП включает активирование в совмещенном растворе, содержащем хлористый палладий и хлористое олово, промывку, обработку в растворе ускорителя, содержащем неорганические кислоты или их соли, или едкий натр, промывку, обработку в растворе восстановителя и химическое меднение. В качестве восстановителя используют гидроксиламин или гидразин, или их производные. Все эти соединения в водных растворах являются сильными восстановителями. Кроме того, они обладают способностью входить в качестве адденда в состав комплексных соединений с металлами платиновой группы (с палладием, оловом2+, оловом4+).According to the invention, a method for metallizing PP holes involves activating in a combined solution containing palladium chloride and tin chloride, washing, processing in an accelerator solution containing inorganic acids or their salts, or caustic soda, washing, processing in a solution of a reducing agent and chemical copper plating. As a reducing agent, hydroxylamine or hydrazine, or their derivatives, are used. All of these compounds in aqueous solutions are powerful reducing agents. In addition, they have the ability to enter into the composition of complex compounds with platinum group metals (with palladium, tin 2+, tin 4+ ) as an add-on.

Физическая сущность процессов, происходящих при обработке печатных плат в растворе восстановления и исключающих образование прослойки палладия на фольге, сводится к следующему. The physical nature of the processes that occur during the processing of printed circuit boards in a recovery solution and excluding the formation of a layer of palladium on the foil is as follows.

Если процесс образования каталитических частиц при проведении операций активирования, промывки, обработки в растворе ускорителя, промывки прошел до конца, т.е. Pd2+ полностью восстановился до Pd0, а соединения олова (II) и олова (IV) полностью удалены с поверхности фольги и диэлектрика, то при обработке в растворе восстановителя металлический палладий, осевший на фольгированных элементах, образует с восстановителем комплексное соединение и переходит в раствор. При этом Pd0, находящийся на диэлектрике, также частично переходит в комплекс и смывается, но в значительно меньшей степени, так как он находится на чрезвычайно развитой поверхности диэлектрика в микровпадинах, в микроканалах и менее доступен для взаимодействия с раствором. Положительную роль для сохранения Pd0 на диэлектрике играет также низкая концентрация восстановителя в растворе, невысокая (комнатная) температура и короткое время обработки.If the process of formation of catalytic particles during the operations of activation, washing, processing in an accelerator solution, washing has passed to the end, i.e. Pd 2+ is completely reduced to Pd 0 , and the tin (II) and tin (IV) compounds are completely removed from the surface of the foil and dielectric, then when palladium metal is deposited on the foil elements in the solution of the reducing agent, it forms a complex compound with the reducing agent and goes into solution. In this case, the Pd 0 located on the dielectric also partially transforms into the complex and is washed off, but to a much lesser extent, since it is located on the extremely developed surface of the dielectric in microdepans, in microchannels, and is less accessible for interaction with the solution. A positive role for the conservation of Pd 0 on the dielectric is also played by the low concentration of the reducing agent in the solution, the low (room) temperature, and the short processing time.

Значительно более важную роль играет раствор восстановителя в случае, когда нормальный химизм образования каталитических частиц нарушен, например, по причине старения активатора или при недостаточных промывках, или при нарушении технологических условий при активировании. В этих случаях на фольгированных элементах и на диэлектрике печатных плат, поступающих на операцию химической металлизации, могут присутствовать остатки соединений олова (II), олова (IV), а также невосстановленные частицы Pd2+. Остатки соединений Pd2+ на фольгированных элементах могут восстанавливаться за счет обменной реакции с медью фольги по уравнению
Pd2++Cuo__→ Pdo+Cu2+ или же восстанавливаются непосредственно в растворе химического меднения. В обоих случаях неизбежно образуется разделительный слой палладия на фольгированных поверхностях.
A much more important role is played by the reducing agent solution in the case when the normal chemistry of the formation of catalytic particles is impaired, for example, due to the aging of the activator or with insufficient leaching, or in violation of the technological conditions during activation. In these cases, residues of tin (II), tin (IV) compounds, as well as unreduced Pd 2+ particles, may be present on the foil elements and on the dielectric of the printed circuit boards entering the chemical metallization operation. Residues of Pd 2+ compounds on foil elements can be reduced due to the exchange reaction with copper foil according to the equation
Pd 2+ + Cu o __ → Pd o + Cu 2+ or are reduced directly in a solution of chemical copper plating. In both cases, a separation layer of palladium will inevitably form on the foil surfaces.

Обработка в растворе восстановителя в соответствии с предлагаемым способом устраняет этот недостаток за счет следующих реакций:
восстановления Pd2+ до Pd0 и связывания Pd0 в легкорастворимое и легко удаляемое с поверхности фольги комплексное соединение (1);
восстановления Sn2+ до Sn4+, связывания их в легкорастворимое комплексное соединение, что способствует полному освобождению каталитических частиц палладия от гелей и нерастворимых соединений олова и облегчает их удаление с поверхности фольги за счет реакции по п.1(2).
Processing in a solution of a reducing agent in accordance with the proposed method eliminates this disadvantage due to the following reactions:
reduction of Pd 2+ to Pd 0 and binding of Pd 0 to the complex compound which is readily soluble and easily removed from the surface of the foil (1);
reduction of Sn 2+ to Sn 4+ , their binding to a readily soluble complex compound, which contributes to the complete release of catalytic palladium particles from gels and insoluble tin compounds and facilitates their removal from the foil surface due to the reaction according to claim 1 (2).

Таким образом, за счет обработки в растворе восстановителя исключается образование разделительного слоя палладия как на фольгированной поверхности, так и на торцах внутренних слоев многослойных печатных плат, а это в свою очередь улучшает качество химического медного покрытия (увеличивает адгезию к фольге) и повышает надежность печатных плат. Thus, due to processing in a reducing agent solution, the formation of a palladium separation layer is eliminated both on the foil surface and on the ends of the inner layers of multilayer printed circuit boards, and this in turn improves the quality of the chemical copper coating (increases the adhesion to the foil) and increases the reliability of the printed circuit boards .

Следует отметить еще одну положительную роль раствора восстановителя. Удаление соединений олова (II) и олова (IV) и дополнительное восстановление Pd2+ до Pd0 способствует завершению процесса образования каталитических центров Pd0 на диэлектрике и лучшей активации диэлектрика, что в последующем повышает сплошность химического медного покрытия.It should be noted another positive role of the reducing agent solution. Removal of tin (II) and tin (IV) compounds and additional reduction of Pd 2+ to Pd 0 contributes to the completion of the formation of Pd 0 catalytic centers on the dielectric and better activation of the dielectric, which subsequently increases the continuity of the chemical copper coating.

Условия обработки в растворе восстановителя: концентрация восстановителя 10-30 г/л, температура раствора 20-27оС, продолжительность обработки 0,5-1,5 мин. Желательна последующая промывка в течение 0,5-1 мин.Conditions of the reducing agent in the solution processing: reductant concentration of 10-30 g / l, solution temperature is 20-27 ° C, the residence time of 0.5-1.5 min. Subsequent flushing for 0.5-1 minutes is desirable.

Для продления срока службы восстановителя и получения воспроизводимых результатов желательно вводить в состав раствора буферные смеси для поддержания определенного постоянного значения рН раствора в пределах 5-10. To extend the life of the reducing agent and obtain reproducible results, it is desirable to introduce buffer mixtures in the composition of the solution to maintain a certain constant pH value of the solution in the range of 5-10.

В предлагаемом техническом решении в качестве ускорителя могут быть использованы известные растворы, содержание серную или соляную, или борфтористоводородную кислоту, или едкий натр, но предпочтительным является использование бифторида аммония (NH4HF2), который дает более стабильные результаты по активации диэлектрика и гарантирует образование плотного, сплошного слоя химической меди в отверстиях печатных плат.In the proposed technical solution, known solutions, the content of sulfuric or hydrochloric, or hydrofluoric acid, or sodium hydroxide can be used as an accelerator, but it is preferable to use ammonium bifluoride (NH 4 HF 2 ), which gives more stable results on the activation of the dielectric and guarantees the formation of a dense, continuous layer of chemical copper in the holes of the printed circuit boards.

Результаты металлизации отверстий печатных плат оценивали с помощью микроскопа по сплошности покрытия стенок отверстий. Наличие прослойки палладия оценивали с помощью металлографических шлифов. The metallization results of the holes of the printed circuit boards were evaluated using a microscope by the continuity of the coating of the walls of the holes. The presence of a layer of palladium was evaluated using metallographic sections.

П р и м е р 1. Заготовку МПП из фольгированного стеклотекстолита типа ФТС после сверления отверстий и их очистки обрабатывают в растворах, составы которых приведены ниже (г/л). PRI me R 1. The preparation of MPP from foil-coated fiberglass type FCS after drilling holes and cleaning them is processed in solutions, the compositions of which are given below (g / l).

1) обезжиривание Тринатрийфосфат 30 Сода кальцинированная 30 Препарат ОС-20 5 Вода, л до 1 температура 50оС, продолжительность 3 мин;
2) подтравливание Персульфат аммония 200 Серная кислота 10 Вода, л до 1
температура 20оС, продолжительность 1 мин;
3) декапирование Серная кислота 100 Вода, л до 1
температура 20оС, продолжительность 0,5 мин;
4) обработка в растворе поверхностно-активных веществ Антистатик 2 Серная кислота 10 Вода, л до 1
температура 40оС, продолжительность 2 мин;
5) обработка в растворе смеси солей Натрий кислый сернокислый 70 Натрий хлористый 200 Вода, л до 1
температура 20оС, продолжительность 1 мин;
6) обработка в растворе активирования Палладий хлористый 0,5 Олово хлористое 15 Кислота соляная 20
Натрий кислый сернокислый 70 Натрий хлористый 200 Вода, л до 1
температура 30оС, продолжительность 7 мин.
1) degreasing Trisodium phosphate 30 Sodium carbonate 30 Preparation OS May 20 Water to 1 liter Temperature 50 ° C, 3 min duration;
2) etching Ammonium persulfate 200 Sulfuric acid 10 Water, l to 1
temperature 20 ° C, duration 1 min;
3) decapitation Sulfuric acid 100 Water, l to 1
temperature 20 ° C, duration 0.5 min;
4) processing in a solution of surfactants Antistatic 2 Sulfuric acid 10 Water, l to 1
temperature 40 ° C, 2 min;
5) processing in a solution of a mixture of salts Sodium sulfate 70 Sodium chloride 200 Water, l to 1
temperature 20 ° C, duration 1 min;
6) treatment in an activation solution Palladium chloride 0.5 Tin chloride 15 Hydrochloric acid 20
Sodium sulfate 70 Sodium chloride 200 Water, l to 1
temperature 30 ° C, 7 minutes duration.

Время, прошедшее от момента приготовления активатора, составляет 14 мес.;
7) промывка проточной водой в течение 2 мин или струйная в течение 0,5-1 мин;
8) обработка в растворе ускорителя: Серная кислота 30 Вода, л до 1
температура 20оС, продолжительность 3 мин;
9) промывка проточной водой в течение 2 мин или струйная промывка в течение 0,5-1 мин;
10) обработка в растворе восстановителя Гидроксиламин сернокислый 10 Фосфорная кислота 10 Вода, л до 1
температура 20оС, продолжительность 1 мин;
11) струйная промывка в течение 1 мин;
12) химическое меднение Медь сернокислая 10
Калий-натрий виннокислый 50 Трилон Б 10 Никель хлористый 4 Натр едкий 10 Щелочной стабилизатор 0,0005 Вода, л до 1
температура 20оС, продолжительность 30 мин, толщина покрытия 1,5 мкм;
13) промывка проточной водопроводной водой в течение 3 мин;
14) декапирование Серная кислота 300 Вода, л до 1
температура 20оС, продолжительность 1,5 мин;
15) предварительное электрохимическое меднение Медь сернокислая 110 Серная кислота 110
Блескообразующая добавка ЛТИ 0,1 Препарат ОС-20 0,5 Вода, л до 1
температура 20оС, продолжительность 20 мин, плотность тока 2 А/дм2, применяется непрерывная фильтрация раствора. Наносимая толщина покрытия не менее 5 мкм (обычно 5-10 мкм).
The time elapsed from the moment of preparation of the activator is 14 months;
7) washing with running water for 2 minutes or jet for 0.5-1 minutes;
8) processing in an accelerator solution: Sulfuric acid 30 Water, l to 1
temperature 20 о С, duration 3 min;
9) rinsing with running water for 2 min or jet washing for 0.5-1 min;
10) processing in a solution of a reducing agent Hydroxylamine sulfate 10 Phosphoric acid 10 Water, l to 1
temperature 20 ° C, duration 1 min;
11) jet washing for 1 min;
12) chemical copper plating Copper sulfate 10
Potassium tartrate 50 Trilon B 10 Nickel chloride 4 Sodium hydroxide 10 Alkaline stabilizer 0,0005 Water, l to 1
temperature 20 ° C, duration 30 minutes, the coating thickness of 1.5 microns;
13) rinse with running tap water for 3 minutes;
14) decapitation Sulfuric acid 300 Water, l to 1
temperature 20 ° C, duration 1.5 min;
15) preliminary electrochemical copper plating Copper sulfate 110 Sulfuric acid 110
Brightening additive LTI 0.1 Preparation OS-20 0.5 Water, l up to 1
temperature 20 ° C, duration 20 minutes, a current density of 2 A / dm 2 is applied continuously filtering the solution. The applied coating thickness is not less than 5 microns (usually 5-10 microns).

В процесс химического меднения в отверстиях МПП получено сплошное, плотное химическое медное покрытие. После предварительного электрохимического меднения изготовлен металлографических шлиф продольного сечения отверстия, изучение которого под микроскопом показало отсутствие разделительного слоя палладия на торцах внутренних слоев, а также на верхней и нижней контактных площадках. In the process of chemical copper plating in the openings of the MPP, a solid, dense chemical copper coating is obtained. After preliminary electrochemical copper plating, a metallographic thin section of the longitudinal section of the hole was made, the study of which under a microscope showed the absence of a dividing layer of palladium at the ends of the inner layers, as well as on the upper and lower contact pads.

П р и м е р 2 (по прототипу). Заготовку МПП из фольгированного стеклотекстолита типа ФТС после сверления отверстий и их очистки обрабатывают в растворах в соответствии с технологическими операциями N 1-9 и 11-15 примера 1. PRI me R 2 (prototype). The MPP billet from foil fiberglass type FCS after drilling holes and cleaning them is processed in solutions in accordance with technological operations N 1-9 and 11-15 of example 1.

В отверстиях МПП получено сплошное покрытие слоем химической меди, но при исследовании стенки отверстия с помощью металлографического шлифа обнаружена прослойка палладия. A continuous coating was obtained in the holes of the MPP with a layer of chemical copper, but when examining the wall of the hole using a metallographic thin section, a layer of palladium was found.

Результаты выполнения предлагаемого способа, граничные условия, а также составы применяемых растворов ускорителя приведены в таблице. The results of the proposed method, the boundary conditions, as well as the compositions of the used accelerator solutions are shown in the table.

Claims (2)

1. СПОСОБ МЕТАЛЛИЗАЦИИ ОТВЕРСТИЙ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ, включающий активирование диэлектрической подложки в совмещенном растворе, содержащем хлористый палладий и хлористое олово, промывку, обработку в растворе ускорителя, содержащем неорганические кислоты или их соли, или едкий натр, промывку и химическое меднение, отличающийся тем, что, с целью повышения качества металлизации печатных плат, перед операцией химического меднения проводят обработку плат в водном растворе восстановителя - гидразина или его производных, или гидроксиламина, или его производных. 1. METHOD FOR METALIZING HOUSES OF PRINTED BOARDS, including activating a dielectric substrate in a combined solution containing palladium chloride and tin chloride, washing, processing in an accelerator solution containing inorganic acids or their salts, or caustic soda, washing and chemical copper plating, characterized in that , in order to improve the metallization quality of printed circuit boards, before the operation of chemical copper plating, the boards are treated in an aqueous solution of a reducing agent - hydrazine or its derivatives, or hydroxylamine, or derivatives. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности способа, обработку проводят в течение 0,5 - 1,5 мин при концентрации восстановителя в растворе 10 - 30 г/л, температуре раствора 20 - 27oС.2. The method according to claim 1, characterized in that, in order to increase the efficiency of the method, the treatment is carried out for 0.5 - 1.5 minutes at a concentration of reducing agent in the solution of 10 - 30 g / l, the temperature of the solution is 20 - 27 o C .
SU4772384 1989-12-29 1989-12-29 Process of metal spraying of holes of printed circuit boards RU1720467C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4772384 RU1720467C (en) 1989-12-29 1989-12-29 Process of metal spraying of holes of printed circuit boards

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4772384 RU1720467C (en) 1989-12-29 1989-12-29 Process of metal spraying of holes of printed circuit boards

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1720467C true RU1720467C (en) 1994-11-30

Family

ID=30441581

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4772384 RU1720467C (en) 1989-12-29 1989-12-29 Process of metal spraying of holes of printed circuit boards

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1720467C (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2819616C1 (en) * 2022-12-06 2024-05-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) Composition for cleaning holes of printed circuit boards after permanganate etching

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 635631, кл. H 05K 3/02, 1978. *
ОСТ 107.460092.004.01-86. Платы печатные, Типовые технологические процессы. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2819616C1 (en) * 2022-12-06 2024-05-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) Composition for cleaning holes of printed circuit boards after permanganate etching

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4919768A (en) Electroplating process
US5147692A (en) Electroless plating of nickel onto surfaces such as copper or fused tungston
US4863758A (en) Catalyst solutions for activating non-conductive substrates and electroless plating process
JP2562810B2 (en) Alkaline aqueous solution of sodium permanganate and method for treating resin circuit board
JP2660002B2 (en) Electroplating method
JP2883445B2 (en) Through-hole plated printed circuit board with resist and method of manufacturing the same
US4933010A (en) Sensitizing activator composition for chemical plating
US5238550A (en) Electroplating process
JPH07197266A (en) Direct plating method by metallization of copper oxide (i) colloid
KR100555928B1 (en) Method of pretreatment of material to be electrolessly plated
JPS63297573A (en) Metallizing method of plastic imparting high bonding strength
US5328561A (en) Microetchant for copper surfaces and processes for using same
US5843517A (en) Composition and method for selective plating
US5770032A (en) Metallizing process
RU1720467C (en) Process of metal spraying of holes of printed circuit boards
US7063800B2 (en) Methods of cleaning copper surfaces in the manufacture of printed circuit boards
CA2023846A1 (en) Process for the direct metallization of a non-conducting substrate
JP2812539B2 (en) Reduced family of processes for the manufacture of printed circuits and compositions for performing the processes
KR101049236B1 (en) Electroless Plating Method Using Palladium
US4874635A (en) Method for removing residual precious metal catalyst from the surface of metal-plated plastics
US5792248A (en) Sensitizing solution
JPH0239594B2 (en)
JP3355963B2 (en) Manufacturing method of wiring board
JPH04231473A (en) Preliminary treatment composition and method for tin-lead immersion plating
EP0455915B1 (en) Electroless plating of nickel onto surfaces such as copper or fused tungsten