RU2813159C1 - Применение бис(4-R-2-аминофенил)дисульфида в качестве выравнивателя в растворе для химического осаждения никель-фосфорных покрытий - Google Patents
Применение бис(4-R-2-аминофенил)дисульфида в качестве выравнивателя в растворе для химического осаждения никель-фосфорных покрытий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2813159C1 RU2813159C1 RU2023117560A RU2023117560A RU2813159C1 RU 2813159 C1 RU2813159 C1 RU 2813159C1 RU 2023117560 A RU2023117560 A RU 2023117560A RU 2023117560 A RU2023117560 A RU 2023117560A RU 2813159 C1 RU2813159 C1 RU 2813159C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- nickel
- coatings
- bis
- aminophenyl
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 238000005234 chemical deposition Methods 0.000 title claims abstract description 14
- OFNHPGDEEMZPFG-UHFFFAOYSA-N phosphanylidynenickel Chemical group [P].[Ni] OFNHPGDEEMZPFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract 4
- BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen disulfide Chemical compound SS BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 title claims description 4
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims description 5
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 3
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims description 2
- 125000000956 methoxy group Chemical group [H]C([H])([H])O* 0.000 claims description 2
- 125000001301 ethoxy group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])O* 0.000 claims 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 57
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 abstract description 31
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 20
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 20
- 150000002019 disulfides Chemical class 0.000 abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 11
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 abstract description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 9
- 239000006259 organic additive Substances 0.000 abstract description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 5
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 51
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 25
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 25
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- -1 ammonium ions Chemical class 0.000 description 12
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 12
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 11
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- KWSLGOVYXMQPPX-UHFFFAOYSA-N 5-[3-(trifluoromethyl)phenyl]-2h-tetrazole Chemical compound FC(F)(F)C1=CC=CC(C2=NNN=N2)=C1 KWSLGOVYXMQPPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910001379 sodium hypophosphite Inorganic materials 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 6
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 6
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 6
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 6
- 229910018104 Ni-P Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910018536 Ni—P Inorganic materials 0.000 description 5
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 5
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 5
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 5
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 5
- FCSSPCOFDUKHPV-UHFFFAOYSA-N 2-Propenyl propyl disulfide Chemical compound CCCSSCC=C FCSSPCOFDUKHPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 229960002449 glycine Drugs 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910021586 Nickel(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- IOJUPLGTWVMSFF-UHFFFAOYSA-N benzothiazole Chemical class C1=CC=C2SC=NC2=C1 IOJUPLGTWVMSFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 235000013905 glycine and its sodium salt Nutrition 0.000 description 3
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 description 3
- QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L nickel dichloride Chemical compound Cl[Ni]Cl QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L nickel sulfate Chemical compound [Ni+2].[O-]S([O-])(=O)=O LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 229940053662 nickel sulfate Drugs 0.000 description 3
- 229910000363 nickel(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 3
- VGIQRXTUJQSTIM-PSOPSSQASA-N 5-(5,6-dimethoxy-1,3-benzothiazol-2-yl)-1-[(2R,4S,5R)-4-hydroxy-5-(hydroxymethyl)oxolan-2-yl]pyrimidine-2,4-dione Chemical compound COC=1C(=CC2=C(N=C(S2)C=2C(NC(N([C@H]3C[C@H](O)[C@@H](CO)O3)C=2)=O)=O)C=1)OC VGIQRXTUJQSTIM-PSOPSSQASA-N 0.000 description 2
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N Fumaric acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 2
- 238000009388 chemical precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 229940124276 oligodeoxyribonucleotide Drugs 0.000 description 2
- ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-N phosphinic acid Chemical compound O[PH2]=O ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 description 2
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- CWERGRDVMFNCDR-UHFFFAOYSA-N thioglycolic acid Chemical compound OC(=O)CS CWERGRDVMFNCDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 description 2
- 150000004764 thiosulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YWYZEGXAUVWDED-UHFFFAOYSA-N triammonium citrate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O YWYZEGXAUVWDED-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 2
- WHOZNOZYMBRCBL-OUKQBFOZSA-N (2E)-2-Tetradecenal Chemical compound CCCCCCCCCCC\C=C\C=O WHOZNOZYMBRCBL-OUKQBFOZSA-N 0.000 description 1
- BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N (S)-malic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- BCMCBBGGLRIHSE-UHFFFAOYSA-N 1,3-benzoxazole Chemical compound C1=CC=C2OC=NC2=C1 BCMCBBGGLRIHSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PVBGKAMVCZUNFQ-UHFFFAOYSA-N 1-propoxyphosphonoyloxypropane Chemical compound CCCOP(=O)OCCC PVBGKAMVCZUNFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZRLSVQBGBBYEAZ-UHFFFAOYSA-N 2-(3,4-dimethoxyphenyl)-5-fluoro-1,3-benzothiazole Chemical compound C1=C(OC)C(OC)=CC=C1C1=NC2=CC(F)=CC=C2S1 ZRLSVQBGBBYEAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YYYOQURZQWIILK-UHFFFAOYSA-N 2-[(2-aminophenyl)disulfanyl]aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1SSC1=CC=CC=C1N YYYOQURZQWIILK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PURTUPNWTLPILZ-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxypropanoic acid;nickel Chemical compound [Ni].CC(O)C(O)=O.CC(O)C(O)=O PURTUPNWTLPILZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LMPMFQXUJXPWSL-UHFFFAOYSA-N 3-(3-sulfopropyldisulfanyl)propane-1-sulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CCCSSCCCS(O)(=O)=O LMPMFQXUJXPWSL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKRCOZSCENDENK-UHFFFAOYSA-N 4-(1,3-benzothiazol-2-yl)aniline Chemical class C1=CC(N)=CC=C1C1=NC2=CC=CC=C2S1 WKRCOZSCENDENK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N 4-hydroxybenzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(O)C=C1 FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N Ammonium acetate Chemical compound N.CC(O)=O USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005695 Ammonium acetate Substances 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical class S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 241000976924 Inca Species 0.000 description 1
- VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N Nickel(2+) Chemical compound [Ni+2] VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000080590 Niso Species 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N Succinic acid Natural products OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MQRWBMAEBQOWAF-UHFFFAOYSA-N acetic acid;nickel Chemical compound [Ni].CC(O)=O.CC(O)=O MQRWBMAEBQOWAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N alpha-hydroxysuccinic acid Natural products OC(=O)C(O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940043376 ammonium acetate Drugs 0.000 description 1
- 235000019257 ammonium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 1
- APUPEJJSWDHEBO-UHFFFAOYSA-P ammonium molybdate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-][Mo]([O-])(=O)=O APUPEJJSWDHEBO-UHFFFAOYSA-P 0.000 description 1
- 239000011609 ammonium molybdate Substances 0.000 description 1
- 235000018660 ammonium molybdate Nutrition 0.000 description 1
- 229940010552 ammonium molybdate Drugs 0.000 description 1
- 238000005280 amorphization Methods 0.000 description 1
- 230000000259 anti-tumor effect Effects 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002246 antineoplastic agent Substances 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 229910000416 bismuth oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000380 bismuth sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N butanedioic acid Chemical compound O[14C](=O)CC[14C](O)=O KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 150000004777 chromones Chemical class 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001429 cobalt ion Inorganic materials 0.000 description 1
- XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+) Chemical compound [Co+2] XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N dibismuth;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Bi+3].[Bi+3] TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BEQZMQXCOWIHRY-UHFFFAOYSA-H dibismuth;trisulfate Chemical compound [Bi+3].[Bi+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O BEQZMQXCOWIHRY-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- XQRLCLUYWUNEEH-UHFFFAOYSA-N diphosphonic acid Chemical compound OP(=O)OP(O)=O XQRLCLUYWUNEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WBTCZEPSIIFINA-MSFWTACDSA-J dipotassium;antimony(3+);(2r,3r)-2,3-dioxidobutanedioate;trihydrate Chemical compound O.O.O.[K+].[K+].[Sb+3].[Sb+3].[O-]C(=O)[C@H]([O-])[C@@H]([O-])C([O-])=O.[O-]C(=O)[C@H]([O-])[C@@H]([O-])C([O-])=O WBTCZEPSIIFINA-MSFWTACDSA-J 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 1
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 1
- 239000001530 fumaric acid Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- TVZISJTYELEYPI-UHFFFAOYSA-N hypodiphosphoric acid Chemical compound OP(O)(=O)P(O)(O)=O TVZISJTYELEYPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N isopropyl alcohol Natural products CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 1
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 1
- 239000001630 malic acid Substances 0.000 description 1
- 235000011090 malic acid Nutrition 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N molybdate Chemical compound [O-][Mo]([O-])(=O)=O MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940078494 nickel acetate Drugs 0.000 description 1
- 229910001453 nickel ion Inorganic materials 0.000 description 1
- RRIWRJBSCGCBID-UHFFFAOYSA-L nickel sulfate hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Ni+2].[O-]S([O-])(=O)=O RRIWRJBSCGCBID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229940116202 nickel sulfate hexahydrate Drugs 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 150000002898 organic sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229940044654 phenolsulfonic acid Drugs 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-M phosphinate Chemical compound [O-][PH2]=O ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 description 1
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 description 1
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003389 potentiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 1
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011684 sodium molybdate Substances 0.000 description 1
- 235000015393 sodium molybdate Nutrition 0.000 description 1
- TVXXNOYZHKPKGW-UHFFFAOYSA-N sodium molybdate (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Mo]([O-])(=O)=O TVXXNOYZHKPKGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- CSABAZBYIWDIDE-UHFFFAOYSA-N sulfino hydrogen sulfite Chemical class OS(=O)OS(O)=O CSABAZBYIWDIDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical class [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000007970 thio esters Chemical class 0.000 description 1
- 150000003558 thiocarbamic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000003567 thiocyanates Chemical class 0.000 description 1
- UVZICZIVKIMRNE-UHFFFAOYSA-N thiodiacetic acid Chemical compound OC(=O)CSCC(O)=O UVZICZIVKIMRNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003583 thiosemicarbazides Chemical class 0.000 description 1
- GWIKYPMLNBTJHR-UHFFFAOYSA-M thiosulfonate group Chemical group S(=S)(=O)[O-] GWIKYPMLNBTJHR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000003585 thioureas Chemical class 0.000 description 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- NSBGJRFJIJFMGW-UHFFFAOYSA-N trisodium;stiborate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-][Sb]([O-])([O-])=O NSBGJRFJIJFMGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий, в частности никелевых, химическим восстановлением из растворов и может быть использовано в микроэлектронике, приборостроении и других отраслях промышленности. Предложено применение полифункциональной органической добавки ряда бис(4-R-2-аминофенил)дисульфидов концентрацией 0,001-0,03 ммоль/л в качестве выравнивателя в растворе для химического осаждения никель-фосфорных покрытий. Техническим результатом является снижение степени шероховатости Rz, варьируемой от 0,17 до 0,26 мкм, никель-фосфорных покрытий, обладающих высокой коррозионной стойкостью, за счет уменьшения потенциала коррозии на 0,201 В и тока коррозии на 7,87 мкА/см2, т.е. на 91,8%, в сравнении с материалом без покрытия. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.
Description
Область техники
Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий, в частности никелевых, химическим восстановлением из растворов и может быть использовано в микроэлектронике, приборостроении, и других отраслях промышленности.
Уровень техники
Химическое никелирование - процесс нанесения на различные материалы никелевого покрытия с небольшим содержанием фосфора без применения электрического тока, что позволяет наносить его не только на металлы, но и на диэлектрические материалы - стекло, фарфор, пластики или покрытые лаком детали. Процесс химического никелирования позволяет осаждать покрытия равномерной толщины с отклонениями не более 10% на деталях сложной конфигурации. По сравнению с никелевыми покрытиями, полученными гальваническим способом, они обладают более высокой твердостью и износостойкостью, поэтому могут применяться для деталей, работающих в условиях трения, особенно при отсутствии смазки. Никелевые покрытия легко пассивируются на воздухе и под действием сильных окислителей. Благодаря этому покрытие обладает высокой коррозионной стойкостью. При толщине покрытия 125 мкм основной металл уже предохранен от воздействия промышленных газов и растворов. В менее агрессивных средах достаточно 50-100 мкм. Никель полностью устойчив в щелочах и органических кислотах окислительного характера.
На сегодняшний день имеется большое разнообразие составов растворов для химического никелирования, включающих добавки, которые могут влиять как на стабильность электролита, скорость осаждения, состав и свойства покрытий.
Известен состав раствора, описанный в патенте [KR 102461242 (2022 г.)], включающий в себя 3,3-6,6 г/л NiSO4 или 9-12,5 г/л NiCl2, 0,4-0,8 г/л глицина в качестве ускорителя нанесения покрытия, 17-23 г/л раствора гипофосфита натрия в качестве восстановителя, 7-14 г/л лимонной кислоты и 7-14 г/л цитрата аммония в качестве комплексообразователя. Использование лимонной кислоты и цитрата аммония, позволяло увеличить время годности ванны примерно с 6 месяцев до 1 года по сравнению с использованием только лимонной кислоты. К недостаткам можно отнести сложный состав и низкую скорость осаждения.
Известен состав раствора, описанный в патенте [CN 110607518 (2019 г.)], включающий в себя следующие компоненты в частях по массе: 30 частей сульфата никеля, 20 частей дигидрогипофосфита натрия, 25 частей лимонной кислоты, 50 частей смеси иридия и гидрата аммиака, рН=6. К недостаткам данного раствора можно отнести содержание ионов аммония, что затрудняет очистку сточных вод.
Однако вышеуказанные варианты растворов для химического осаждения Ni, Р-покрытия не содержат выравнивателя, а получаемые при их использовании покрытия обладают значительной шероховатостью поверхности.
Известен состав раствора, описанный в патенте [CN 107699873 (2018 г.)], состоящий из гексагидрата сульфата никеля 25 г/л-30 г/л, гипофосфита натрия 25 г/л-30 г/л, молочной кислоты 20 мл/л, цитрата натрия 15 г/л~20 г/л и ацетата натрия 8 г/л~10 г/л. Осаждение Ni-P сплава на поверхности ведут при температуре 82-90°С от 1 до 3 часов, с постоянно корректировкой рН раствора до 4,6-5,0 с помощью аммиака. Нанесение Ni-P покрытия позволяет уменьшить шероховатость поверхности Rz с 122,83 мкм до 103,29 мкм, т.е. на 15,9%. К недостаткам описанного раствора можно отнести его некорректируемость и крайне высокую степень шероховатости.
Известен состав раствора, описанный в патенте [CN 110484899 (2019 г.)], включающий 30-50 г/л сульфат никеля, 20-30 г/л гипофосфит натрия, 30-40 г/л цитрат-натрия, 35-45 г/л ацетат аммония, 0,5-1,5 г/л сульфата меди. рН раствора для никелирования, поддерживаемый гидроксидом аммония, составляет 7.0-8.0. Нанесение покрытия ведется 5-20 мин при температуре ванны 75-85°С. Существенными недостатками данного раствора является высокая степень шероховатости (Rz=10 мкм) получаемого покрытия, а также содержание ионов аммония, что затрудняет очистку сточных вод.
Известен состав раствора, описанный в патенте [CN 108342717 (2020 г.)], в который входят соль никеля 4,0-8,0 г/л, восстановитель 10-50 г/л, комплексообразователь, 20-100 г/л, стабилизатор, 0,0001-0,5 г/л и ускоритель, 0,001-1 г/л. К недостаткам данного раствора можно отнести его малый срок годности и высокую степень шероховатости (Rz=5 мкм) получаемого покрытия, обусловленную отсутствием выравнивающего компонента.
В патенте [RU 2605737 (2016 г.)] описан состав раствора для химического никелирования, включающий 4,5-6,0 г/дм3 никеля сернокислого (в пересчете на Ni2+), 20-25 г/дм3 гипофосфита натрия, 7-20 г/дм3 кислоты аминоуксусной, 10-15 г/дм3 натрия уксуснокислого. Однако при использовании данного состава получают покрытия с достаточно высокой шероховатостью, в нем не используют выравниватель, а отсутствие стабилизатора электролита, характеризует раствор низкой стабильностью.
В изобретении [TW 202204690 (2022 г.)] описан раствор для нанесения химического никелевого или кобальтового покрытия, содержащий ионы никеля или ионы кобальта, ионы Ti3+ в качестве восстановителя, и по меньшей мере один ускоритель, выбранный из группы, состоящей из сульфитов, дитионитов, тиосульфатов, тетратионатов, политионатов, дисульфитов, сульфидов, дисульфидов, полисульфидов, элементарной серы и их смесей; и один или более чем один комплексообразующий агент. Значение рН гальванического раствора составляет от 5 до 10,5. Однако в этой работе используют неорганические дисульфиды щелочных и щелочноземельных металлов в качестве ускорителя. При этом для регулирования рН рекомендуется использовать аммиак или его неорганические производные, что затрудняет очистку сточных вод.
В работе [Металлизация переходных отверстий в кремнии для создания токопроводящих межсоединений / А.А. Хмыль [и др.] // Современные электрохимические технологии и оборудование: материалы конференции, Минск, 24-25 ноября 2016 г. / Белорусский государственный технологический университет.- Минск: БГТУ, 2016. - С. 10-13] приведены данные о применении в растворе химического осаждения Ni,Р-покрытия в качестве выравнивателя - полиэтиленгликоля, а в качестве ускорителя - бис(3-сульфопропил)дисульфида. При этом в работе не приводятся данные о параметрах шероховатости получаемых покрытий.
В патентах [RU 2556155, (2015 г.), RU 2455391, (2012 г.)] после начала химического осаждения Ni,Р-покрытия в качестве выравнивателя в раствор дополнительно вводят 5-6 г/л дисульфида молибдена. Изобретение позволяет значительно снизить коэффициент трения и увеличить коррозионную стойкость покрытия.
Согласно работе [JP 2022134922, (2022 г.)] для химического никелирования применяется раствор, состоящий из водорастворимой соли никеля 0,1~100 г/л, восстановителя (гипофосфорная кислота, гипофосфит натрия) 1~100 г/л, смачивателя (фенолсульфоновая кислота или ее соли) 1~50 г/л, комплексообразователя (лимонная кислота, яблочная кислота, янтарная кислота, малоновая кислота, фумаровая кислота, малеиновая кислота и гидроксибензойная кислота) 1-100 г/л, стабилизатора (оксид висмута и сульфат висмута, молибдат натрия, молибдат калия и молибдат аммония, антимонат натрия, сурьмяная кислота, антимонил-L-винная кислота и тартрат антимонилкалия) 0,1~1 г/л и ускорителя реакции (органические соединения серы и неорганические соединения серы такие как тиосульфаты, тионаты, политионаты, тиомочевины, тиоцианаты, тиосульфонаты, тиокарбонаты, тиокарбаматы, тиосемикарбазиды, сульфиды, дисульфиды, тиолы, меркаптаны, тиогликолевая кислота, тиодигликолевая кислота или их производные) 0,001~1000 мг. Дополнительно электролит может включать легирующую соль металла (железо, медь, олово, кобальт, вольфрам, рений, марганец, палладий, ванадий, цинк, хром, золото, серебро или платину). Однако стабильность ванны сохранялась только в течение 3 металлических оборотов и оценки выравнивающего действия дисульфидов не проводилось.
Широкий спектр составов для химического и электрохимического осаждения металлов представлен в патенте [CN 109072438 (2021 г.)], в том числе описан состав и для химического нивелирования. Помимо источника ионов металла - соответствующей водорастворимой соли, восстановителя, комплексообразователя и воды раствор содержит добавку, выбранную из тиолов, тиоэфиров, дисульфидов, включая бис(2-аминофенил) дисульфид, и серосодержащих гетероциклов, приводящую к увеличению стабильности электролита. В данном изобретении не рассматривается влияние добавок на шероховатость поверхности. Исходя из описания изобретения, неочевидно, что использование серосодержащих добавок будет влиять на шероховатость поверхности.
В работе Я.М. Бирюковой и соавторов [Бирюкова Я.М. Химическое осаждение никеля из водных растворов, содержащих полидисульфиды / Я.М. Бирюкова, В.Г. Соколов, В.Л. Бобровская // Вестник Белорусского государственного университета. Сер. 2, Химия. Биология. География. - 1993. - №3. - С. 11-13.] описано применение в растворе для химического осаждения никеля добавки полидисульфидов общей формулы [-R-S-S-]n, где n=2-4, в частности, на основе нитрилотриуксусной, сульфаниловой и пирослизевой кислоты, в качестве не только стабилизатора раствора химического осаждения никеля, ускорителя процесса восстановления Ni(II) гипофосфитом, но и выравнивателя. Исходный раствор химического осаждения никеля имел следующий состав, моль/л: хлорид никеля -6,3⋅10-2, ацетат натрия -7,3⋅10-2, хлорид аммония -9,3⋅10-1, гипофосфит натрия - 9,8⋅10-1, рН=6,4. Температура осаждения 50°С. Авторы отмечают получение мелкозернистых покрытий. В качестве недостатка данного метода можно отнести низкую скорость осаждения (до 4 мкм/час) и крайне низкую стабильность раствора.
К предлагаемому изобретению наиболее близким прототипом по технической сущности и достигаемому результату является, описанное в патенте RU 2762733, (2021 г.) применение в растворе химического никелирования оксифениламинопиридина в качестве блескообразователя и выравнивателя. Согласно данной работе раствор для химического никелирования, содержащий следующие компоненты, г/л: органическая соль никеля (по Ni) 3-10; восстановитель 20-35; лиганд 20-40; буферирующая добавка 20-40, ди-(н-пропил)фосфоновая кислота 5-15; оксифениламинопиридин 0,001-0,005; вода - до 1 л., в качестве органической соли никеля ацетат, или пропионат, или лактат никеля, в качестве восстановителя - этиловый эфир фосфорноватистой кислоты или пентохлорфениловый эфир фосфорноватистой кислоты. Стабилизатором в данном растворе служит дифосфоновая кислота. Однако из недостатков можно привести умеренную степень шероховатости (Rz=0,7 мкм), что влияет на декоративные свойства покрытия, а также коррозионную стойкость деталей.
Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка добавки выравнивателя в раствор химического никелирования для получения покрытий с уменьшенной степенью шероховатости и высокой коррозионной стойкостью.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом является снижение степени шероховатости Rz, варьируемой от 0,17 до 0,26 мкм, Ni,Р-покрытий контролируемого состава, обладающих высокой коррозионной стойкостью - уменьшение потенциала коррозии на 0,201 В, и тока коррозии на 7,87 мкА/см2, т.е. на 91,8%, в сравнении с нативным материалом, за счет применения эффективных полифункциональных органических добавок ряда бис(4-R-2-аминофенил)дисульфидов в различной концентрации, обеспечивающих стабильность электролита раствора химического осаждения по истечению 8 металлоциклов.
Технический результат достигается применением бис(4-R-2-аминофенил)дисульфида в растворе для химического осаждения Ni,Р-покрытия в концентрации 0,001-0,03 ммоль/л общей формулы (I):
в качестве выравнивателя, где R представляет собой заместитель, выбранный из водорода; алкила (С1-С2); галогена (F, Cl, Br, I); алкоксигруппы (МеО, EtO).
Предпочтительно, когда R представляет собой атом водорода или атом фтора, или метоксигруппу.
Осуществление изобретения
Далее представлено более подробное описание примеров осуществления данного изобретения с достижением заявленного результата. Приведенные ниже примеры иллюстрируют, но не ограничивают данное изобретение.
Все используемые реагенты являются коммерчески доступными.
Используемые бис(4-R-2-аминофенил)дисульфиды представляют собой кристаллические вещества от светло-желтого до желтого цвета, хорошо растворимые в подкисленных водных растворах. Необходимые бис(4-замещенные-2-амино-фенил)дисульфиды (АФДС) могут быть синтезированы в виде стабильных твердых продуктов из соответствующих 2-амино-6-замещенных бензотиазолов посредством гидролитического расщепления с участием гидроксида калия с последующим окислением воздухом, согласно ранее опубликованным данным [Antitumor benzothiazoles. 14. Synthesis and in vitro biological properties of fluorinated 2-(4-aminophenyl)benzothiazoles /1. Hutchinson [и др.] // J. Med. Chem. - 2001. - V. 44.- P. 1445-1455; Synthesis and biological properties of benzothiazole, benzoxazole, and chromen-4-one analogues of the potent antitumor agent 2-(3, 4-dimethoxyphenyl)-5-fluorobenzothiazole / S. Aiello [и др.] // J. Med. Chem. - 2008. - V. 51. - P. 5135-5139; Hirose W. Fluorescence Properties of 5-(5,6-Dimethoxybenzothiazol-2-yl)-2'-deoxyuridine (dbtU) and Oligodeoxyribonucleotides Containing dbtU / W. Hirose, K. Sato, A. Matsuda // Eur. J. Org. Chem. - 2011. - V. 2011. - P. 6206-6217]. В свою очередь 2-амино-6-замещенные-бензотиазолы могут быть синтезированы из коммерчески доступных 4-замещенных-анилинов, как описано ранее [Hirose W. Fluorescence Properties of 5-(5,6-Dimethoxybenzothiazol-2-yl)-2'-deoxyuridine (dbtU) and Oligodeoxyribonucleotides Containing dbtU. / W. Hirose, K. Sato, A. Matsuda // Eur. J. Org. Chem. - 2011. - V. 2011. - P. 6206-6217].
ПРИМЕР
Для проведения процессов химического никелирования использовали раствор следующего состава:
никель хлористый - 20 г/л,
натрий гипофосфит - 25 г/л,
кислота аминоуксусная - 15 г/л,
натрий уксуснокислый - 10 г/л,
бис(4-R-2-амино-фенил)дисульфид - 0,001, 0,002 или 0,03 ммоль/л,
дистиллированная вода - до 1 л.
Раствор для химического осаждения Ni,Р-покрытия готовят следующим образом: в дистиллированную воду при температуре 25-30°С, при тщательном перемешивании до полного растворения, последовательно вводят расчетное количество 20 г никеля хлористого, 15 г аминоуксусной кислоты, 10 г натрия уксуснокислого, 25 г натрия гипофосфита и приготовленный заранее водный раствор с концентрацией 0,1 г/л бис(4-R-2-аминофенил)дисульфида, где R представляет собой заместитель, выбранный из брома, хлора, фтора, йода, метила, этила, метокси-, или этокси-, в количестве 0,001 ммоль (2,48-5,00 мл), 0,002 ммоль (4,96-10,0 мл) или 0,03 ммоль (74,4-150 мл) в зависимости от выбранной концентрации из диапазона 0,001-0,03М и заместителя в бензольном кольце, добавляют дистиллированную воду до 1 л. Необходимое значение рН ванны устанавливают с помощью водного раствора гидроксида натрия массовой концентрации 10%.
Перед загрузкой деталей в ванну температуру состава для химического осаждения доводят до 80-82°С. Далее процесс ведут при температуре раствора 80-82°С, рН 5.5 и плотности загрузки 2 дм2 изделий /л раствора для химического осаждения Ni,Р-покрытия. Осаждение проводят в течение 30 мин. По истечению этого времени изделия извлекают из раствора, промывают дважды дистиллированной водой и сушат в атмосфере аргона при температуре 20-25°С в течение 3-5 минут.
Нанесение покрытия велось на изделия из меди марки M1. Подготовка поверхности медных образцов перед нанесением покрытия осуществлялась следующим образом: обезжиривание изопропиловым или этиловым спиртом и промывка дистиллированной водой, затем травление образцов два-три раза в растворе для блестящего травления меди и ее сплавов [ГОСТ 9.305-84 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Операции технологических процессов получения покрытий] при температуре 25-30°С в течение 2-3 секунд и промывка дистиллированной водой.
Для образцов, полученных в растворе приведенного состава, была проведена оценка следующих характеристик процесса и свойств покрытий.
Скорость осаждения определяли гравиметрическим методом. Данные по элементному составу и шероховатости поверхности никелевых покрытий, были получены на растровом электронном микроскопе JSM-6510LV JEOL с приставкой INCA Energy 250 и на сканирующем зондовом микроскопе Solver Р47, соответственно. Коррозионную стойкость оценивали по поляризационным потенциодинамическим измерениям, которые проводили с помощью потенциостата Autolab PGSTAT302N (Утрехт, Нидерланды). Фоновым раствором служил раствор 0,3% NaCl (рН 6). Потенциал рабочего электрода измеряли с помощью хлорид серебряного электрода сравнения ЭСр-10101/3,5 (ХСЭ). Площадь рабочей поверхности электрода (равная площади отверстия в маске) составляла 0,24 см2. Поляризационные кривые получали при скорости развертки потенциала 1 мВ/с.
На фиг. 1 приведена таблица 1 с результатами исследований состава и свойств полученных покрытий с использованием разного количества полифункциональной органической добавки бис(4-R-2-аминофенил)дисульфида (АФДС).
На фиг. 2 приведены поляризационные кривые, полученные на медной пластине и медных образцах с Ni,Р-покрытиями в 0,3%-ном растворе NaCl (рН=6).
Как видно из результатов, представленных в таблице 1, при осаждении покрытия в растворах с разработанным составом, содержащих полифункциональную органическую добавку ряда бис(4-R-2-аминофенил)дисульфидов (АФДС), наблюдается хорошее сглаживание микрошероховатостей покрытия, которое достигается за счет образования очень тонкой сорбционной пленки этих дисульфидов на поверхности металла. Для всех полученных образцов покрытие имеет шероховатость Rz не более 0,26 мкм. В этом процессе добавки выполняют функцию смачивателей. Уменьшение концентрации серосодержащей добавки в растворе приводит к увеличению содержания фосфора в покрытии и его аморфизации. Данный факт позволяет получать покрытия с заданными характеристиками, регулируя только концентрацию вводимой добавки.
Значения коррозионного потенциала Екор (В) и плотности тока коррозии iкор, (мкА/см2) полученных образцов составляют в среднем -0,390 В и 0,70 мкА/см2 соответственно. На рисунке на фиг. 2 пунктиром отмечена кривая, которая соответствует медному образцу без покрытия, его коррозионный потенциал составляет -0,182 В, а ток коррозии - около 8,57 мкА/см2. Для полученных образцов с покрытием Ni-Р потенциал коррозии уменьшается примерно на 0,201 В, а ток коррозии уменьшается на 7,87 мкА/см2, т.е. на 91,8%, что свидетельствует о высокой коррозионной стойкости покрытий.
Таким образом, химический сплав Ni-P, нанесенный на поверхность меди, является анодным по отношению к матричному материалу, то есть, при повреждении покрытия сплав Ni-P будет обеспечивать анодную защиту меди предотвращая локальную коррозию.
Помимо этого, использование органической добавки ряда бис(4-R-2-аминофенил)дисульфидов (АФДС) увеличивает стабильность электролита, что подтверждает данные [CN 109072438 (2021 г.)]. За счет высокой адсорбционной способности эти добавки блокируют реакционные центры на частицах, образующихся в объеме раствора, не допуская протекания побочной реакции, приводящей к самопроизвольному разложению раствора. Раствор оставался стабильным по истечению 8 металлоциклов. При этом скорость осаждения покрытий остается высокой.
Таким образом, применение органической добавки ряда бис(4-R-2-аминофенил)дисульфидов (АФДС) в составе раствора для химического никелирования, позволяет получить равномерные покрытия контролируемого состава с более низкой степенью шероховатости, чем в известных технических решениях. Используемая в составе, органическая добавка (АФДС) является полифункциональной, одновременно выполняя функции стабилизатора и выравнивателя.
Claims (4)
1. Применение в растворе для химического осаждения никель-фосфорных покрытий бис(4-R-2-аминофенил)дисульфида в качестве выравнивателя в концентрации 0,001-0,03 ммоль/л общей формулы (I)
где R представляет собой заместитель, выбранный из водорода, алкила, галогена, алкоксигруппы.
2. Применение по п. 1, отличающееся тем, что R представляет собой заместитель, выбранный из брома, хлора, фтора, йода, метила, этила, метокси- или этоксигруппы.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2813159C1 true RU2813159C1 (ru) | 2024-02-06 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105828533A (zh) * | 2016-05-06 | 2016-08-03 | 广东利尔化学有限公司 | 化学镀镍磷合金溶液及其应用在印制线路板上沉积镍磷合金的方法 |
| CN109072438A (zh) * | 2016-05-04 | 2018-12-21 | 德国艾托特克公司 | 沉积金属或金属合金到衬底表面及包括衬底表面活化的方法 |
| RU2762733C1 (ru) * | 2021-02-18 | 2021-12-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | Раствор для химического никелирования металлических изделий |
| WO2022185791A1 (ja) * | 2021-03-04 | 2022-09-09 | 株式会社Jcu | 無電解ニッケルめっき浴および無電解ニッケル合金めっき浴 |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109072438A (zh) * | 2016-05-04 | 2018-12-21 | 德国艾托特克公司 | 沉积金属或金属合金到衬底表面及包括衬底表面活化的方法 |
| CN105828533A (zh) * | 2016-05-06 | 2016-08-03 | 广东利尔化学有限公司 | 化学镀镍磷合金溶液及其应用在印制线路板上沉积镍磷合金的方法 |
| RU2762733C1 (ru) * | 2021-02-18 | 2021-12-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | Раствор для химического никелирования металлических изделий |
| WO2022185791A1 (ja) * | 2021-03-04 | 2022-09-09 | 株式会社Jcu | 無電解ニッケルめっき浴および無電解ニッケル合金めっき浴 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| СОЦКАЯ Н.В. и др. Кинетика химического осаждения Ni-P сплава в присутствии некоторых органических добавок с фрагментом -S-S-. Защита металлов, 2003, Т. 39, N 3, c. 281-285. БИРЮКОВА Н.М. и др. Химическое осаждение никеля из водных растворов, содержащих полидисульфиды. Вестник Белорусского государственного университета. Сер. 2, Химия. Биология. География, 1993, N 3, c. 11-13. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2855732B1 (en) | Plating bath for electroless deposition of nickel layers | |
| CN100476025C (zh) | 碱性锌酸盐水溶液及将锌酸盐涂料沉积到铝或铝合金基底上的方法 | |
| US9657402B2 (en) | Cyanide-free electrolyte composition and method for the deposition of silver or silver alloy layers on substrates | |
| Du et al. | Investigation of electroless plating of Ni–W–P alloy films | |
| TWI287590B (en) | Non-cyanogen type electrolytic solution for plating gold | |
| KR20060031644A (ko) | 침지 도금용 산성 수용액, 및 알루미늄 및 알루미늄 합금상에서의 도금 방법 | |
| TWI669296B (zh) | 用於電沉積含金之層之組合物及方法 | |
| JP2015165053A (ja) | 電着浴、電着システム、及び電着方法 | |
| EP1930478B1 (en) | Electrolyte composition and method for the deposition of quaternary copper alloys | |
| KR20040050887A (ko) | 무전해 금도금 용액 | |
| Chen et al. | Electrodeposition of bright gold—a green path using hypoxanthine as a complexing agent | |
| RU2813159C1 (ru) | Применение бис(4-R-2-аминофенил)дисульфида в качестве выравнивателя в растворе для химического осаждения никель-фосфорных покрытий | |
| JP2021063291A (ja) | 酸性水性銀−ニッケル合金電気めっき組成物及び方法 | |
| CN111876805B (zh) | 通过将锡与锗掺杂减轻锡和镀锡表面上的锡须生长的方法和装置 | |
| CN108360029B (zh) | 通过将锡与金掺杂减轻锡和镀锡表面上的锡须生长的方法和装置 | |
| JP2833477B2 (ja) | 色調の明るいりん酸亜鉛処理めっき金属板とその製造方法 | |
| TW202028541A (zh) | 銦電鍍組成物及在鎳上電鍍銦之方法 | |
| JP6544792B2 (ja) | 無電解白金めっき液用安定剤の選定方法及び無電解白金めっき液 | |
| Murase et al. | Potentiostatic Cu-Zn alloying for polymer metallization using medium-low temperature ionic liquid baths | |
| JP6084899B2 (ja) | 低熱膨張係数および高硬度を有する鉄−ニッケル合金用電気メッキ浴およびこれを用いた電気メッキ方法 | |
| JP2008095140A (ja) | ウエハ又は基板用の銅析出抑制剤、及び銅フィリング方法 | |
| JP2019007047A (ja) | 無電解ニッケル−リンめっき皮膜及び無電解ニッケル−リンめっき浴 |