SU831874A1 - Электролит дл осаждени покрытийиз СплАВА ОлОВО-СВиНЕц - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к гальваностегии , в частности к электролитическому осаждению покрытий из сплава олово-свинец, используемых в производстве печатных плат дл  улучшени  пайки элементов, и в качестве защитного резиста при травлений. Известен электролит дл  осаждени  покрытий из сплава олово-свинец содержащий олово двухлористое, свине углекислый, калий пирофосфорнокислый гидразин сол нокислый, клей стол рный и аминосодержащее соединение, на пример 4,4 -диамино-З,3|-диметоксиди Фенилметан l}. Однако при осаждении ПОКРЫТИЙ из известного электролита на медную., подложку наблюдаетс  взаимна  диффузи  метёшла основы и компонентов сплава, что приводит к повышению тем пературы плавлени  сплава, ухудшенюР па ёмости и коррозионной стойкости, охрупчиванию покрытий и их осыпанию с основы. Цель изобретени  - улучшение па ёмости покрытий и повышение их корро зионной стойкости. поставленна  цель достигаетс  тем, что электролит дополнительно со держит пирофосфорную кислоту и тио мочевину, а в качестве амнносодержащего соединени  - трилон Б (двунатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты) при следующем соотношении компонентов, г/л: Олово двухлористое 50-60 Свинец углекислый 16-20 Калий пирофосфорнокислый220-25Q Трилон Б70-80 Пирофосфорна  кислота 15-25 Тиомочевина25-35 Гидразин сол нокислый 5-8 Клей стол рный, 0,4-0,7. Осаждение сплава провод т при j катодной плотности тока 0,5-5 А/дм и температуре 18-25 С. В качестве анодов используют олов нно-свинцовый сплав, имеющий состав, идентичный скатодным осадком. Растворение анодов протекает без затруднений при плотности тока 1-5 А/дм. Содержание олова в сплаве 60t5%, катодный выход по току 80-90%. Введение в электролит трилона Б, пирофосфорной кислоты и тиомочевины способствует выделению сплава, состав которого однороден по толщине и предотвращает осаждение одного олова в первые минуты электролиза. Такое действие сзбъ сн етс  сближением потенциалов вьщелени  свинца и олова, при котором преимущественного выделени  олова в сплав не происходит. Этому могут способствовать цепные и кольцевые тио-, амидо- и имидопиро фосфаты, образование которых может иметь место при определенных услови х . Кроме того, удаетс  снизить рН электролита без нарушени  его стабильности , что важно дл  подавлени  образовани  гидроксидов. Металлы в растворе св заны в смешанные комплексы , в координационную сферу которых включаютс  группы пирофосфата трилона Б и тиомочевина. При разр де смешанных кoмплeкdoв освобождающиес  координационные группы трилона Б и тиомочевины; обладающие буферным действием, устран ют подщелачивание прикатодного сло , поэтому по влени  гидроксидов свинца ..и включени  их в катодный осадокне происходит. В результате осаждаемые покрыти  представл ют собой сплав структуры твердый раствор с неискаженной крис таллической решеткой,облащают хорошей способностью к пайке а диффузи  меди из основы в покрытие отсутствуе Интервалы концентраций двухлористого олова, углекислого свинца в пир фосфорнокислого кали  соответствует области устойчивого существовани  пирофосфатных комплексов обоих метал лов . При концентрации трилона Б и тиомочевины ниже указанных пределов сплав обогащаетс  оловом, а в первый момент электролиза в покрытие выдел етс  чистое олово. При концентраци х выше указанных пределов сплав обогащаетс  свинцом, что приводит к повышению температуры его плавлени  Интервал концентраций пирофосфор ной кислоты обусловлен устойчивым состо нием электролита беэ вьвделени осадков.. Концентраци  сол нокислого гидра зина, ниже 5 г/л недостаточна дл  предотвращени  окислени  Sn- в Повышать концентрацию более 8 г/л нецелесообразно, так как восстанови тельное действие при этом не измен етс . Содержание стол рного кле  ниже 0,4 г/л приводит к выделению более крупнокристаллических осадков. При его содержании выше 0,7 г/л снижаетс  катодный выход по току. . Электролит готов т следующим образом. Двухлористое олово раствор ют в воде, подкисленной сол ной кислотой (3 мл кислоты на Х л воды), и приливают к раствору пирофосфорно кислого кали  при перемешивании. Затем приливают раствор трилона Б, ввод т смоченный водой углекислый свинец и перемешивают до его полного растворени , после чего приливают пирофосфорную кислоту и растворы тиомочевины и сол нокислого гидразина . Раствор кле  добавл ют последним . Электролит отличаетс  повышенной устойчивостью. После эксплуатации предлагаемого электролита в течение 30 сут с общим количеством пропущенного Электричества 450- А/ч/л качество покрытий не измен етс , кристаллизаци  солей или выпсодение каких-либо осадков из объема раствора не наблюдаетс , в то врем , как в известном электролите после эксплуатации в течение 15 сут с общим количеством протекшего электричества 225 АЧ/л отмечаетс  выпадение белого , кристаллического осадка из объема электролита. Качество покрытий по мере работы электролита ухудшаетс . Из предлагаемого электролита осаждаю т мелкокристаллические, равномерные , светлые покрыти . При испытании образцов на изгиб до излома и нанесением сетки царапин установлено, что покрыти  прочно сцеплены с основой. В табл. 1 представлены составы известного и предлагаемого электролитов , а также режим и результаты их электролиза. В табл.2 представлены данные по коррозионной стойкости покрытий из сплава олово - свинец к воздействию агрессивной среды. Коррозионные испытани  провод т в агрессивной среде состава, г/л: натрий хлористый 27 уксусна  кислота 2,2 медь хлорна  1,б при температуре 18-25°С. Образцы выдерживают в течение 1 мес с периодичес| им еженедельным контролем поверхности под микроскопом при увеличении х 63. Дл  вы влени  коррозии на границе медь сплав олово - свинец используют метод наложени  фильтровальной бумаги, пропитанной насыщенным водным раствором железосинеродистого кали . Способность к пайке определ ют тензометрйческим методом по минималь ому времени смачивани  покрытий м гким припоем. Наличие меди в покрытии при условии диффузии устанавливают при помощи рентгеноструктурного анализа. Как видно из таблиц, осаждаемые покрыти  обладают большей коррозионной стойкостью и лучшей способностью к пайке. Благодар  устранению диффузии меди в сплав покрыти  не тер ют свои свойства после прогрева, что обеспечивает прочность и надежность мест пайки. Предлагаемый электролит не содержит токсичных компонентов, устойчив , прост в приготовлении и эксплу;атации и имеет более широкий диапазон катодных и анодных плотностей тока.

Таким образом, покрыти , осаждаемые из предлагаемого электролита отличаютс  более высокой способностью к пайке и создают барьерный слой, преп тствующий диффузии меди в покрытие .

В предлагаемом электролите повышены прочность и надежность мест пайки, устранено охрупчивание па емых мест. Поскольку покрыти  сплава олово свинец широко используютс  в производстве печатных плат и дорогосто щих полупроводниковых приборов, снижение процента брака за счет улучшени  пайки и повышени  ее надежности и процента брака за счет потери специальных свойств покрытий при диффузии обуславливает значительный экономический , эффект.

Кроме того, сокращение минимального времени смачиваемости покрытий приводит k повышению производительности процесса пайки.

Олово двухлористое Свинец углекислый

Калий пирофосфорнокислый

Трилон Б

Пирофосфорна  кислота

Тиомочевина

Гидразин сол нокислый

Клей стол рный

Температура, С

Плотность тока. А/дм

Содержание олова в сплаве, %

Выход потоку,% Толщина покрыти ,мкм

Врем  смачиваемости покрыти  припоем,с

Наличие меди в покрытии после прогрева в течение 24 ч при

Внешний вид покрыти  после нагрева

Таблица 1

1,0 0,7 1,2

Не обнаружено

Светлые, мелкокристаллические

Без По- Дальней-По влеиз- туск- шее по-ние проме- нение тускне-дуктов

нений по ние по-корро .по- верх-зии

верх- ности

ности

То же Без Без из- Легкое изме- менений потускнений нение

Claims (1)

1. Пурин Б.А. и др. Комплексные электролиты в гальванотехнике. Рига, Лиесма, 1978, с. 240-241.