Таблица 5.6

Типовой состав и условия работы борфтористоводородных электролитов меднеш1Я

Состав

Борфтористоводородная медь CufBFp, г/л Металлическая медь Си+2 г/л Борфтористоводородная кислота, г/л (свободная) Борная кислота Н3ВО3, г/л Дополнительные агенты

224-448 60-120 10.5-30

15-30

По мере надобности для получения твердых осадков, на 100 л 1 часть патоки

Условия работы

Температура, °С Плотность тока, а/дм

рН (колометрическое измерение)

Выход по току: анодный, % катодный, %

Напряжение

Отношение площади анодов и катодов Аноды

Перемешивание

22-50 7,5-12,5 (при низком содержании меди) 12,5-35 (при высоком содержании меди) 1,2-1,7 (низкое содержание меди) 0,2-0,6 (высокое содержание меди) 100-102 99 3-12

1:1 (не имеет решающего значения) медь --4, чехлы из дайнела Воздухом

*) Борфтористоводородная медь поступает в продажу в виде концентрированного раствора, который разбавляется и корректируется по рН.

Обслуживание и контроль

1. Анализ. Поскольку анодный и катодный выходы по току составляют приблизительно 100%, обслуживание ванны упрощается и требуется только периодическое добавлю-

1ние борфтористоводородной кислоты для сохранения рН. Проверка рН осуществляется с помощью индикаторной бумаги или компаратора. Под заголовком Контроль процессов описываются методы определения количества метал-.лической меди и свободной борфтористоводородной кислоты.

2. Температура. Повышение температуры вызывает повышение предельной плотности тока, понижение твердости ;и повышение пластичности осадков и увеличение электро-!проводности электролита. Угольные нагревательные элементы действуют в этом случае удовлетворительно.

3. Фильтрация. Предпочитают использовать непрерыв- ную. фильтрацию, хотя гладкость осадков сохраняется ;и при периодической фильтрации. Фильтрующие средства ;не должны содержать двуокиси кремния. Фильтровальная бумага дает удовлетворительные результаты. Насосы фильтров должны быть облицованы пластиком или резиной.

Дефекты покрытий

1. Увеличение количества включений и крупнозернистая структура. Добавить патоку. Это уменьшает разрастание и обеспечивает получение мелкокристаллической структуры.

2. Хрупкие осадки. Уменьшение пластичности в этом случае считается нормальным. Это может происходить за счет свинца, удаляемого путем применения H2SO4, и фильтрации органических веществ, которые окрашивают раствор в зеленоватый цвет. Для устранения этого необходимо произвести фильтрацию через активированный уголь и фильтр. Откорректировать содержание присадок. При рН>1,7 покрытия получаются тусклыми, темными или хрупкими. Добавляется HBF4.

Шероховатость покрытия вызывается наличием твердых-примесей в ванне, что устраняется применением чехлов на анодах и фильтрацией.

Оборудование для металлизации. Материалы, применяемые для облицовки внутренних стенок ванны, изготовления фильтров и других частей оборудования, указаны в табл. 5.2

ГАЛЬВАНИЧЕСКОЕ ЗОЛОЧЕНИЕ

После наращивания меди на плату наносят шелкографией или фотоспособом органический резист, что делает шезащищенную медную .noBejp.XHOCTb готовой к покрытию

металлическим резистом. В качестве резйстой при травлении для получения более качественной поверхности применяют три покрытия: золото, сплав олово - свинец и сплав олово - никель.

Кроме того, что золото является отличным резистом при травлении, оно обладает хорошей . электропроводностью, хорошей сопротивляемостью потускнению и хорошей паяемостью после хранения и дает контактные поверхности с низким электрическим сопротивлением.

В случаях, когда изделие должно храниться и должно обладать хорошей паяемостью, толщина покрытия должна колебаться в пределах от 0,075 до 0,75 мкм, тогда как толщина контактных поверхностей при статическом контакте или при минимальном истирании материала должна лежать в пределах от 1,25 до 5 мкм. Толщина резиста для травления должна быть примерно 2,5 мкм (см. рис. 5.1, 5.7-5.10 и 5.13). Следует заметить, что толщина, большая 3,75 мкм, может привести к так называемым холодным пайкам . (См. следующие разделы книги, а также литературу [22-26].)

До последнего времени золото наносилось почти исключительно из сильно-щелочных цианистых медленно кроющих электролитов. При этом имело место низкое содержание металла, а рабочие напряжения и температуры были высокими. При этих условиях материалы диэлектрических оснований печатных плат и резисты разрушались.

Сначала пытались найти оптимальный состав цианистого электролита с целью сокращения длительности процесса и понижения рабочей температуры. Это достигалось повышением содержания золота в электролите и добавлением металлических сплавляющих элементов для улучшения зернистости гальванического покрытия при комнатной температуре. Хотя эти покрытия обладали большей твердостью, они больше были подвержены потускнению, снижению паяемости, прочности сцепления и электрического сопротивления. Разработаны способы получения блестящих золотых покрытий из цианистых электролитов при температурах 24-38° С, дающие покрытия 23 карата. Такие покрытия широко применяются при производстве печатных плат [27-29].

Другой разработкой являются кислотные [30-32] или нейтральные [33-34] электролиты золочения. В типичных случаях они действуют при рН от 3,5 до 4,5 для кислотных