SU796249A1

SU796249A1 - Shine copper-plating electrolyte

Info

Publication number: SU796249A1
Application number: SU782667491A
Authority: SU
Inventors: Михаил Александрович Лошкарев; Виталий Андреевич Попович; Валерий Викторович Герасимов; Юрий Александрович Поповцев; Зинаида Семеновна Нифонтова; Анатолий Филиппович Путырский
Original assignee: Предприятие П/Я В-8173; Днепропетровский Химико-Технологи-Ческий Институт Им. Ф.Э.Дзержинского
Priority date: 1978-09-25
Filing date: 1978-09-25
Publication date: 1981-01-15

Description

1one

Изобретение -относитс к области гальваностегии, в частности нанесени медных покрытий.The invention relates to the field of electroplating, in particular the deposition of copper coatings.

Известен электролит меднени , содержащий ортофосфорнокислую однозамещенную медь, пиройосфорнокислый калий и ортофосфорнокислый двухзаметенный аммоний или хлористый аммоний ll .A known copper electrolyte containing monosubstituted orthophosphoric acid copper, potassium pyroisophosphoric acid, and disubstituted ammonium phosphate phosphate and discharged ammonium chloride or ammonium chloride ll.

Однако данный электролит не обеспечивает получени блест щих покрытий .However, this electrolyte does not provide shiny coatings.

Наиболее близким по составу к прдлагаемому вл етс электролит меднени , состо щий из сернокислой меди , пирофосфата кали , этиленгликол , диспергатора НФ 2.The closest in composition to the proposed one is a copper electrolyte consisting of copper sulphate, potassium pyrophosphate, ethylene glycol, NF 2 dispersant.

Недостатком данного электролита меднени вл етс низка скорость осаждени блест щих медных покрытий вследствие невозможности применени высоких плотностей тока ( 2А/дм ). Кроме того, получаемые покрыти имеют недостаточный блеск, особенно пр большой толщине осажденного металлаThe disadvantage of this copper electrolyte is the low deposition rate of bright copper coatings due to the impossibility of using high current densities (2A / dm). In addition, the resulting coatings have insufficient gloss, especially if the thickness of the deposited metal is large.

(20 мкм).(20 microns).

Цель изобретени - расширение интервала допустимых плотностей тока.The purpose of the invention is to expand the range of permissible current densities.

Дл достижени поставленной цели электролит в качестве бло.скообразую1ЦИХ добавок содержит тиодигликолевую кислоту к р -тиодигликоль при следую1;ем соотношении компонентов, г/л Сернокисла медь 80-90 ПирофосД ат кали 320-350 Тиодигликолена To achieve this goal, the electrolyte as a block-forming additive contains thiodiglycolic acid to the p -thiodiglycol at the next 1; I eat the ratio of components, g / l Copper sulfide 80-90 Pyrophosphate, 320-350 Thiodiglycolene

кислота0,03-0,15acid 0.03-0.15

Г-)-тиодигликоль о , 003-0 , 006 Вводи.ше органические вещества, G -) - thiodiglycol o, 003-0, 006 Enter organic matter,

0 тиодигликолева кислота и р,-тиодигликоль образуют на катоде плотный адсорбционный слой, который катализирует процесс разр да меди особенно при высоких плотност х тока. При 0 Thiodiglycolic acid and p-thiodiglycol form a dense adsorption layer on the cathode, which catalyzes the process of copper discharge, especially at high current densities. With

5 этом наблюдаетс чрезвычайно равномерный рост осадка металла с плотно упакованной, выровненной структурой , устран етс возможность образовани дендритов и набросов, харак0 терных дл катодных осадков меди из пирофосфатного электролита без добавок .In this case, an extremely uniform growth of metal sediment with a closely packed, aligned structure is observed, the possibility of dendrites and surges, characteristic of cathodic copper deposits from pyrophosphate electrolyte without additives, is eliminated.

Специфическое действие совместного адсорбционного сло тиодигликоле5 вой кислоты и PI -тиодигликол на разр д комплексных ионов меди обуславливает образование мелкокристаллических катодных осадков с совершенной выровненной структурой, что приводит The specific effect of the joint adsorption layer of thiodiglycolic acid and PI-thiodiglycol on the discharge of complex copper ions causes the formation of crystalline cathode deposits with a perfect aligned structure, which leads to

0 к образованию зеркально блест щих0 to form a mirror shiny

покрытий, причем блеск сохран етс при толщинах более 100 мкм, что вл етс достоинством электролита.coatings, and the gloss is maintained at thicknesses greater than 100 microns, which is an advantage of the electrolyte.

Приготовление эле тролита проводитс следующим образом.The preparation of elite is carried out as follows.

Отдельно раствор ют сернокислую медь и пирофосфат кали при нагревании до . Полученные растворы сливают при перемешивании до растворени первоначально выпадающего осадка пирофосфата меди,- после чего в раствор добавл ют необходимые количества тиодигликолевой кислоты и -тиодигликол , затем воду до 1 л.Separately dissolve copper sulphate and potassium pyrophosphate when heated to. The resulting solutions are poured with stirring until the initial precipitate of copper pyrophosphate is dissolved, after which the necessary amounts of thiodiglycolic acid and -thiodiglycol are added to the solution, then water is added to 1 l.

Корректировка электролита по блескообразователю производитс после пропускани 20 А«ч на 1л раствора добавлением половины .от первоначально заданного количества блескообразовател .The correction of the electrolyte according to the gloss former is made after passing 20 amps per 1 liter of solution by adding half of the initially specified amount of the gloss former.

Медные покрыти осаждают на сталь 08КП. Толщина сло покрыти 10 мкм. Допустимую плотность тока определ ют в стационарных услови х, а также при перемешивании электролита в обычной электролизной чейке И на специально сконструированной лабораторной установке с протоком электролита и продольным перемемдением и вращением труб, Температура электролита 50-бО°С. Выход по току меди определ ют с помощью медного кулонометра. Блеск покрытий определ ют блескомером относиJ тельно серебр ного зеркала. Измерение микротвердости провод т на приборе ПМТ-3. Внутренние напр жени измер ют по методу гибкого катода. Рассеиваюй1ую способность электролитаCopper coatings are deposited on steel 08KP. The thickness of the coating layer is 10 microns. The permissible current density is determined in stationary conditions, as well as when the electrolyte is mixed in a conventional electrolysis cell AND, on a specially designed laboratory installation with an electrolyte flow and longitudinal re-measurement and rotation of the tubes. The current efficiency of copper is determined using a copper coulometer. The gloss of coatings is determined with a gloss meter relative to a silver mirror. The measurement of microhardness is carried out on a PMT-3 instrument. Internal voltages are measured by the flexible cathode method. Electrolyte dissipative ability

Q определшот на чейке Хуллз, ,ее значение равно 60-65%. Адгезии осадков к основе оценивают методом изгиба на 90°образцов,Q is determined on the Hulls cell, its value is 60-65%. The precipitation adhesion to the base is evaluated by the method of bending 90 ° of the samples,

Получае иые покрыти из предлагаемого электролита пластичны, хорошоThe coatings obtained from the proposed electrolyte are plastic, well

5 сцеплены с подложкой (выдерживают 5 и более вплоть до излома металла изгибов образца), имеют внутренние напр жени раст и ени . Электролит стабилен в работе (1000 А-ч/л). Стабильность при получении блест щего покрыти составл ет 20 А.-ч/л.5 are linked to the substrate (they withstand 5 or more up to the fracture of the metal of the sample bends), have internal stresses and stresses. The electrolyte is stable in operation (1000 Ah / l). The stability in obtaining a gloss coating is 20 A. h / l.

В табл. 1 представлены составы электролитов.In tab. 1 shows the composition of electrolytes.

5 Результаты испытаний электролитов приведены в табл. 2.5 The test results of electrolytes are given in table. 2

Сернокисла медь . Ортофосфорнокисла однозамещенна медь Пирофосфат кали 320 Ортофосфорнокислый двузамещенный аммоний Тиодигликолева кислота 0,03 й-тиодигликоль 0,003 Этиленгликоль Диспергатор НФCopper sulfate. Monosubstituted orthophosphonic acid potassium potassium pyrophosphate 320 Di-substituted ammonium phosphate ammonium Thiodiglycolic acid 0,03 th-thiodiglycol 0.003 Ethylene glycol NF dispergator

Т а б л и ц а 1 335 0,09 0045T a b l and c a 1 335 0.09 0045

Claims

1. USSR author's certificate number 206264, cl. C 25 D 3/38, 1966.

2. USSR author's certificate f 479823, cl. C 25 D 3/38, 1973.