SU779432A1

SU779432A1 - Раствор дл химического осаждени покрытий из сплава олова

Info

Publication number: SU779432A1
Application number: SU772496762A
Authority: SU
Inventors: Константин Иванович Бубнов; Лев Юрьевич Федоров; Арон Иосифович Левин; Виктор Александрович Ларин
Original assignee: Волгоградский Политехнический Институт
Priority date: 1977-06-10
Filing date: 1977-06-10
Publication date: 1980-11-15

Description

1 . Изобретение относитс к области осаждени химических покрытий на металлическую поверхность, в частнос ти, покрытий из сплава олова с висму том на медь дл обеспечени длительной способности к пайке, и может быть использовано, например, в радиотехни ческой или электронной промьлшленнЬсти . Широко известно использование хим ческих покрытий из олова и его сплавов в качестве припо . Дл получени таких покрытий известно множество растворов. Известен,например, раствор дл химического лужени меди и ее сплавов , содержащий соль олова (11), тиомоЧевину, NIИнepaльнyю или органическую кислоту Ш. Однако из этого раствора не представл етс возможным нанести покрытие , обеспечивающее длительную способность к пайке м гкигл припо ми с применением неактивных флюсов, так как лужена поверхность быстро окисл етс , . Кроме того, при низких температурах это покрытие подвергаетс сильно . коррозии в виде олов нной чумы. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату вл етс раствор дл хи лического осаждени покрытий из сплава олова со свинцом, содержащий соль двухвалентного олова, соль свинца в качестве соли, сосэсаждаемого мётсшла,. минеральную кислоту, тиомочевину и хлорид аг мони 2 . Данный раствор обеспечивает получение покрытий, которые по сравнению с олов нными вл ютс более коррозионностойкими и сохран ют способность к пайке в течение длительного времени . Однако их коррозионна стойкость и длительность способности к пайке все-таки недостаточна. Цель изобретени - улучшение па емости покрытий и повышение их коррозионной стойкости за счет осаждени сплава олова с висмутом. Из известного же раствора при использовании соли висмута в качестве соли осаждаемого металла сплав олово-висмут на медной подложке не осаждаетс . Дл совместного выделени олова и висмута на поверхности меди и ее

сплавов необходимо, чтобы sjjeKTpoflный потенциал меди был Отрицательнее потенциалов олова и висмута, а последние должны иметь приблизительно одинаковые значени ..Смещение электродных потенциалов при химической металлизации осуществл етс в основном подбором среды, комплексующих агентов, температуры, концентраций . Применение тиомочевины и кислой среды позволили сместить электродные потенциалы олова, меди и ее сплаВОВ в отрицательную область, напримёр , медь изменила свой потенциаш с +0,337 В до -0,47 В, латунь до гО,53 В, олово с -0,136 В до -0,359 В. Чтобы сместить электродный потенциал висмута до значени близкого к потенциалу олова (дл совместного осаждени ) необходимо ионы висмута закомплексовать. в кислой среде висмута образуют с тиомочевиной комплекс в i (СSN2Н

Эксперимент показал, что висмут и этбго комплекса, на меди не восстанавливаетс , так как его электронный потенциал (-0,45 В) близок к потенциалу меди -0,47 в; в этих услови х .

Поставленна цель, т.е. возможность осаждени сплава олово-висмут достигаетс тем, что предлагаемый раствор в отличие от известного содержит соль трехвалентного висмута в качестве соли соосаждаемого металла и дополнительно - иодид кали в качестве комплексообразовател висмута и фторид кали в качестве ускор ющей добавки при следующем соотношении компонентов, г/л: -. - ..-..Соль двухвалентного олова2-4 Соль трехвалентного висмута 0,1-0,2 Минеральна кислота 30-50 Тиомочевина 30-36 Хлорид аг мони 20-30 Иодид кали 20-30 Фторид кали 4-6

Раствор приготавливают следующим /образом.

Каждый из компонентов предварительно раствор ют в отдельной емкости. К полученному раствору .соли олова приливают необходимое количество серной кислоты, а затем последовательно растворы тиомочевины, хлорида аммони , иодида кали , фторида кали и соли висмута.

в качестве соли олова примен ютс хлорид, бромид, иодид, сульфат; в качестве соли висмута - нитрат, оксинитрат , хлорид) в качестве минеральной кислоты - сол на (пл. 1,19 , серна (пл. 1,84 г/см) .

Функции каждого компонента в составе раствора: минеральна кислота примен етс дл подавлени сильного гидролиза солей висмута (111) и олова (11) при растворении-, тиомочевина смеQ щает электродный потенциал меди в более отрицательную область по сравнений с оловом и висмутом и образует комплекс с ионами олова; хлорид аммони стабилизирует работу раствора; фторид ускор ет процесс осаждени ; иодид кали образует с ионами висмута - комплекс K().

Раствор работает при 16+4р с/ рН 1, плотности загрузки -0,58 дм2/л. Средн скорость осаждени 2-4 мкм за 0,25 ч. Максимальна толщина покрыти 9-10 мкм.. Покрытие плонре , полублест щее со стальным отливом , мелкокристаллическое, обладает достаточной адгезией к подложке (до 80 кгс/см), коррозионноустойчивое При низких температурах, сохран ет хорошую па емость в течение 1,5 лет.

Раствор работает до полной вырабоки по висмуту и олову, после чего его необходимо корректировать. .

Были опробованы растворы, составы которых приведены в табл. 1. Результаты испытаний покрытий, полученных из этих растворов, представлены в табл. 2.

Таблица 1 .

Соль олова (11) Минеральна кислота Тиомочевина

Хлорид С1ММОНИЯ

Иодид кали Фторид кали

Соль висмута (111) Вода, л Покрытие мелкокриОчагов коррозии не наблюдсшось сталлическое, равномерное по толщине , блест щее. Адгези до 80 кгс/см Покрытие мелкокриОчагов коррозии не наблюдалось сталлическое, равномерное по толщине . Со стальным отливом. Адгези до 80 кгс/см Очагов коррозии Покрытие мелкокрине наблюдалось сталлическое, равномерное по толщине , блест щее. Ад-Резк до 75 кгс/см Очагов коррозии Покрытие мелкокрине наблюдалось сталлическое, равномерное по толщине , блест щее. Ад-2 гези до 75 кгс/см Очагов коррозии Покрытие мелкокрине наблюдалось сталлическое, равномерное по толщине . Адгези до 5 кгс/см Очагов коррозии Покрытие мелкокрине наблюдалось сталлическое , равномерное по толщине , полублест щее, стального цвета.Адгези до 75 кгс/см

Результаты, приведенные в таблицах , свидетельствуют, что в; бЯов нное покрытие небольших количеств Ьисмута способствует существенному увеличению срока па емости покрыти (до 1,5 лет), повышает коррозионную стойкость в широком интервале температур от -30 до . Качество покрыти удовлетвор ет техническим требовани м дл металлопокр1ытий: плотное полублест щее, стгшьного цве .та, металлокристаллическое, с хорошей адгезией (75-80 кгс/см).

таблица 2

4,5

5,5

Claims

Формула изобретени

Раствор дл химического осаждени покрытий из сплава олова, содержащий соль двухвалентного олова, соль соосажиаемого Тйёталла, минеральную кислоту, тйомочеййну, хлорид аммони ,

отличающийс тем, что, с целью улучшени пашемости покрытий . и повышени их коррозионной стойкости за Ьса дёийй сгте1ваолова с висмутом , раствор дополнительно содержит фторид и иодид кали , а в качестве Па емостьВисмут 0,6 удовлетво-Олово рительна остальное до 7 мае. Па емостьВисмут 2% удовлетво-Олово рительна остальное до года Па емость Висмут 2,5 до 1,5 лет Олово остальное Па емость Висмут 4 до 1,5 лет Олово остальное Пешемость Висмут 5 до 1,5 лет Олово остгшьное Па емость Висмут 6 до 1,5 лет Олово остальное

7779432 8

ссши соосаждаемого металла -г сольХлорид аммони 20-30

трёХвалентнЪго ййсмута при следующем,Фторид кали 4-6

соотнсшении компонентов, г/л:Иодид кали ; 20-30

Соль двухвапейт-

кого олова 2-4Источники информации,

Соль треэсвалент- , прин тые во внимание при экспертизе

ного висмута 0,1-0,2 . 1. Патент США №2891871,

Нинеральна кис- кл. 106-1, 1959.

лота 30-502. Авторское свидетельство СССР

Тиомочевина 30-3б 455171, кл. С 23 С 3/02, 1973.