SU937537A1 - Электролит меднени - Google Patents

Description

(54) ЭЛЕКТРОЛИТ МЕДНЕНИЯ

Изобретение относитс  к области нанесени  гальванических покрытий, в частности медных, и может быть использовано при изготовлении печатных плат.

Известен электролит меднени , содержащий сернокислую медь, серную кислоту и тиурам D.

Из данного электролита осаждают блест щие медные осадки, имеющие хорошее сцепление с основанием 1.

Однако несмотр  на высокие значени  отражательной способности покрытий (72 - 86%) , осадки меди имеют низкие характеристики некоторых физико-механических свойств, как электропроводность и относительное удлинение, что св зано с наличием в. меди серы, а также дефектами расположени  зерен меди из-за высокой катодной плотности тока при процес-, се осаждени . Кроме того, электролит имеет низкое значение рассеивающей способности (12 - 15%) и очень узкий интервал рабочей плотности тока

(12 ) .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагамлому  вл етс  электролит меднени , содержащий сернокислую

медь, серную кислоту и производное тиосульфида, например диметилтиурамсульфид .

Из известного электролита осгикдают гладкие, блест щие покрыти  с высоким выходом по току 2.

Однако использование тиурамсульфидов в качестве блеркообразователей приводит к по влению серы в составе медных осадков, что снижает их пластичность и электропроводность.

Цель изобретени  - расширение диапазона рабочей плотности тока, повышение рассеивающей способности электролита , электропроводности и пластичности покрытий.

Указанна  цель достигаетс  тем, что электролит меднени , содержащий сернокислую медь, серную кислоту и производное тиосульфида, в качестве производного тиосульфида содержит .метилтиоурацилсульфокислоту при следующем соотношении компонентов, г/Л1

Сернокисла  медь 150-220

Серна  40-100

Метилтиоурацилсульфокислота 0,000652-0,001370

Процесс осаждени  пр6§од т при к тодной плотности тока 1,5 - 14 А/дм , температуре 15 - , при умереннее качании катодных шт нг. Соотношение поверхностей анода и катода 2tl - 4 При таких значени х катодной плотности тока медный слой покрыти  пол чаетс  ровным и блест щим, с высокой электропроводностью и хорошим сцеплением с основанием. Метилтийурацилсульфокислота имее следующую формулу «-f //,..c-o Она  вл етс  сильной кислотой и диссоциируетс  на H и H-N%-H w,c-c ,с-о Блескообразующее свойство метилтиоурацилсульфокислоты обусловлено наличием в молекуле двух сильнопол  ных групп: ; и . В каждой группе имеетс  по 4 свободных элект рона, способных участвовать в катод ной реакции восстановлени  меди. Благодар  их вли нию измен етс  кин тика зародышеобразовани  и роста кристаллов, что способствует образо ванию более совершенной микроструктуры покрыти  (мелкозернистость и текстурованность). Прочна  адсорбци  молекул блеско образовател  на гран х растущих кри таллов обусловлена значительной аро матичностью его пирииидинного кольц ( наличие & электронов двойной св что делокализует зар ды (измен ет их расположение и величины). Неравномерное распределение электронных зар дЛв , конкуренци  мезомерного и индуктивного эффекта в гетероциклв тио-оксо-сульфопроизводных пиримидина приводит к энергетическому выравниванию поверхности катода, что способствует равномерному осажденим металла .

Применение предлагаемой добавки в сернокислом электролите позвол ет

.с-он

расширить ассортимент , примен емых в качестве блескообразовател  меди. Метилтиоурацилсульфокислота синтезирует из метилтиоурацила (ТУ 15П-527-б9) путем его взаимодействи  с концентрированной серной кислотой. Дл  этойцели в расчетное количество метилтиоурацила малыми порци ми при посто нном перемгаоивании в течение одного часа при комнатной температуре добавл ют концеитрированную серную кислоту (96) , вз тую в колизи ). Перемещение молекул блескообразовател  к катоду обеспечиваетс  наличием в его составе групп С-N-Н, , , наход щихс  в положении 1, 2f 3, 4, которые с нонами меди образуют прочные халатные комплексные соединени , сила внутренних св зей которых превышает силы злектростатического отталкивани  между катодом и анионами блескообразовател . Введение сульфогруппы в молекулы метилтиоурацила дает возможность получени  поверхностно-активного вещества (ПАВ) ионного характера, которое в отличие от ПАВ молекул рного (как тиокарбамид, его производные, тиурам D и др.) не включаетс  в состав осаждаемого металла, так как при отделении меди от комплекса сразу начинают действовать силы электростатического отталкивани , ионы блескообраэовател  отдел ютс  от ионов и удал ютс  до охвата их новыми атакуKxaftMK ионами меди. Это обеспечивает высокую чистоту осаждаемого металла , высокую электропроводность и пластичность. Повышенна  рассеивающа  способность электролита обуслов лена тем, что при применении предлагаемой добавки в сернокислом электролите в молекуле блескообразовател  в гетероцикле с сопр женными двойньми св з ми нарушаетс  симметричность расположени  электронной пйотности в кольце. Диаграмма электронной структуры пйримидинового кольца имеет следующий вид Ю,«5 -Q«r (itff I to,Mi +о,юг Метилтиоурацилсульфокислота подвергаетс  следующим таутомерным превращени м:

честве в lO - 15 раз больше, чем метилтиоурацил. Затем раствор перемешивают в течение двух часов при температуре 45 - SOC, охлаждают и разбавл ют водой до получени  10 - 20%-ного раствора.

Выход продукта составл ет 70%.

Результаты испытаний предлагаемого электролита и известных приведены в таблице.

Из таблицы видно что электролит сернокислого меднени  с предложвнньи блескообразователем стабилен и прост в эксплуатации, легко поддаетс  корректированию блескообразователем без ухудшени  блеска и качества осаждаемого покрыти , отличаетс  высокой производительностью, обеспечивает получение равномерного блеска осаж,-. даемого покрыти , дает возможность получени  толстослойных качественных покрытий меди.

При эксплуатации электролита образовани  большого количества шлама на поверхности катода не наблюдаетс .

Применение предложенного электролита меднени  в производстве печатны плат (в том числе и многослойных)

дл  их металлизации позвол ет умень шить разнотолщинность металлизации в отверсти х и на проводниках, что цает возможность заменить примен еi«ie дл  дтой цели цианистые и пирофосфатные электролиты меднени .

Печатные проводники, наращиваа ые медью из предлагаемого электролита, отличаютс  высокой размерной четкостью , стойкостью к боковому подгравливаниюпри травлении медной фольри . Образовани  микротрецин в покрытии при термоциклировании печатных ;1лат не происходит.

Применение предлагаемого электропита в производстве печатных плат повышает их качество, надежность и производительность.

Электролит может примен тьс  и в других случа х меднени , когда требуетс  высока  электропроводность ипластичность осаждаемого пок1М:1ти , при меднении деталей сложной конфигурации и дл  декоративного меднени .

Claims (2)

1. Экономический эффект от применени  предлагаемого электролита на на{оем предпри тии ориентировочно составит 29 тыс. руб. в год. Формула изобретени  Электролит меднени , содержащш сернокислую медь, серную кислоту и производное тиосульфида, отличающийс  тем, что, с целью р асщирени  диапазона рабочей плотности тока повышени  рассеивающей способности электролита, электропроводности и пластичности покрытий, он в качестве производного тиосульфида содержит метилтиоурацилсульфокислоту при следующем соотношении компонентов) г/л: 937537 пр I ки с. 12 Сернокисла  медь 150-220 Серна  кислота 40-100 Метилтиоурацил0 ,000652-0,01370 сульфокислота Источники информации, н тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 30648, кл. С 25 3/38, 1976.
2. 2.РЖ Технологи  неорганичес1979 , 13, 298, веществ 349.