RU1720467C - Process of metal spraying of holes of printed circuit boards - Google Patents
Process of metal spraying of holes of printed circuit boards Download PDFInfo
- 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
Links
Images
Landscapes
- Chemically Coating (AREA)
- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
Abstract
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
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
2) etching Ammonium persulfate 200
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
temperature 40 ° C, 2 min;
5) processing in a solution of a mixture of
6) treatment in an activation solution Palladium chloride 0.5
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:
9) rinsing with running water for 2 min or jet washing for 0.5-1 min;
10) processing in a solution of a reducing
11) jet washing for 1 min;
12) chemical copper
Potassium tartrate 50
temperature 20 ° C,
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,
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)
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)
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 |
-
1989
- 1989-12-29 RU SU4772384 patent/RU1720467C/en active
Non-Patent Citations (2)
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)
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 |