Електроліт міднення

Електроліт міднення, який містить сірчанокислу мідь, пірофосфат лужного металу, калій лимоннокислий двозаміщений і селеністокислий натрій, який відрізняється тим, що він додатково містить амоній фосфорнокислий Винахід відноситься до гальваностегії, зокрема, до електролітичного осадження мідних покриттів і може бути використаний у машино- та приладобудуванні при одержанні захисно-декоративних покриттів і мідненні друкованих плат ВІДОМІ пірофосфатні електроліти міднення, виготовлені з використанням сульфату МІДІ І пірофосфату натрію або пірофосфату калію [1] Концентрація основних неорганічних компонентів електролітів, виготовлених з використанням пірофосфату натрію у зв'язку з його низькою розчинністю, як правило, складають ЗО - 50г/л CuSO4-5H2O, і 60 - 100г/л Na4P2O7 10H2O Вони мають низьку продуктивність (0,2 - 1,0А/дм2), характеризуються недостатньо високими значеннями розсіювальної здатності та виходу за струмом Електроліти, які готуються на основі пірофосфату калію, є більш продуктивними і дозволяють одержувати покриття більш високої якості, так як містять 50 - 100г/л CuS04-5H2O та 200 - бООг/л К ^ О у - ЮН20 [2] Останнім часом практичне використання мають електроліти на основі К4Р2О7 і містять як буфер двозаміщені солі фосфорної кислоти, домішки лимонної кислоти та и солей, солей щавлевої і селенової кислот Але пірофосфат калію є дефіцитним і його вартість у 3 - 3,5 рази перевищує вартість пірофосфату натрію Найбільш близьким за складом та технологічною сутністю до того, що пропонується, є електро двозаміщеннй, карбонат свинцю та 2меркаптобензімідазол, а як пірофосфат лужного металу - пірофосфат натрію при такому співвідношенні компонентів, г/л сірчанокисла мідь 90-120 пірофосфат натрію 412 - 550 амоній фосфорнокислий двозаміщений 18 - 22 калій лимоннокислий двозаміщений 12 -18 селеністокислий натрій 0,007 - 0,0135 карбонат свинцю 0,014 - 0,0270 2-меркаптобензімідазол 0,007 - 0,0135 літ міднення, який містить сірчанокислу мідь (80 100г/л), пірофосфат натрію (360 - 400г/л) і саліцилову кислоту (ЗО - 40г/л) [3] Завдяки концентраціям CuS04 5Й2О та Na4P2O7 ЮН2О, що використовуються, електроліт має розсіювальну здатність 66%, близькі до 100% значення виходу за струмом і дозволяє вести електроосадження в інтервалі густин струму 0,5 - 5,0А/дм2 при перемішуванні розчину Одержані покриття - СВІТЛІ, гладкі, мілкокристалічні, товщиною 9 - 20мкм Недоліком зазначеного електроліту є відсутність блиску покрить, що свідчить про його низьку блискоутворюючу та вирівнюючу здатність Електроліт не дозволяє осаджувати товсті шари МІДІ І має недостатньо широкий діапазон робочих густин струму В основу винаходу поставлено задачу розробки пірофосфатного електроліту міднення, що дозволяє отримати рівномірні дзеркально блискучі покриття товщиною до 80мкм в діапазоні густин струму 0,1 - Ю.ОА/дм Задача вирішується тим, що електроліт міднення, який містить сірчанокислу мідь, пірофосфат лужного металу, калій лимоннокислий двозаміщений та селеністокислий натрій додатково містить амоній фосфорнокислий двозаміщений, карбонат свинцю і 2-меркаптобензімідазол, а в якості пірофосфату лужного металу - пірофосфат натрію при такому співвідношенні компонентів, г/л о ю 50212 2 2 струму 0,1 - Ю.ОА/дм в області 3,0 - 6,0А/дм сірчанокисла мідь утворюється матовий осад При концентрації пірофосфат натрію РЬСОз вище 0,0270г/л нижня межа робочих густин амоній фосфорнокислий 2 струму підвищується до 1,0А/дм 18-22 двозаміщений В таблиці приведені склади електроліту, що калій лимоннокислий двозаявляється, та відомого пірофосфатного електзаміщений 12-18 роліту міднення, їх технологічні параметри та власеленістокнслий натрій 0,007-0,0135 стивості покрить карбонат свинцю 0,014-0,0270 2-меркаптобензімідазол 0,007-0,0135 При приготуванні електроліту розчин, який містить задану КІЛЬКІСТЬ сульфату МІДІ (ГОСТ 4165Наявність в електроліті міднення вказаних 78), при перемішуванні вливали у розчин пірофокомпонентів зумовлена такими обставинами Сірсфату натрію (ГОСТ 342-77) Осад пірофосфату чанокисла мідь і пірофосфат натрію є обов'язкоМІДІ, що утворився, отфільтровували та промивали вими компонентами електроліту Концентрація дистильованою водою до повного усунення сульпірофосфату натрію визначається концентрацією фат-юнів Осад розчиняли у відповідному об'ємі сульфату МІДІ і уводиться в КІЛЬКОСТІ, яка необхіддистильованої води, що містить залишок розрахуна для утворення та розчинення пірофосфатних нкової КІЛЬКОСТІ пірофосфату натрію Після фільткомплексів МІДІ При концентрації сульфату МІДІ рування до електроліту вводились амоній фосфонижче 90г/л знижуються технологічні параметри рнокислий двозаміщений (ГОСТ 3772-74), калій електроліту (електропровідність, вихід за стумом лимоннокислий двозаміщеннй (ГОСТ 9190-73) та ВС, розсіювальна здатність РЗ) та погіршується блискоутворююча добавка Блискоутворююча доякість покриття При концентрації сульфату МІДІ бавка уводилась як концентрат, що містить 2вище 120г/л перевищується межа розчинності пімеркаптобензімідазол (ТУ 6-69-08-895-86), натрій рофосфату натрію селеністокислий (ТУ 6-09-1315-76) і карбонат свиАмоній фосфорнокислий двозаміщенин є бунцю (ГОСТ 10275-74) Коректировка електроліту фером, при концентрації 18 - 22г/л стабілізує знадо необхідних значень рН здійснювалась розчичення рН електроліту в процесі електролізу і на нами гідрату окису натрія (ОСТ 6-01-302-74) і піякість покриття не впливає При концентрації рофосфатної кислоти (ТОСТ 56-53-75) (ІЧЬЦЬНРСч нижче 18г/л виникає поступове підвищення кислотності розчину при електроосадженні, Розчини електроліту, що заявляється, досліа при концентрації (ІЧН^НРСч вище 22г/л - зниджувались шляхом електролізу з визначенням ження розсіювальної здатності мідних осадів розсіювальної здатності (метод Герінга-Блюма), NahV - юн, який входить до складу буфера, перевихода за струмом (по доважку з використанням шкоджуе пасивацм анодів Калій лимоннокислий кулонметра),допустимих значень густин струму (з двозаміщеннй в КІЛЬКОСТІ 12 - 18г/л підвищує ставикористанням комірки Хула об'ємом 250мл), ЗОВбільність електроліту та збільшує пластичність НІШНІЙ вигляд оцінювали візуально покрить При концентрації калію лимоннокислого Покриття осаджувались на сталеві зразки Педвозаміщеного нижче 12г/л підвищення стабільноред нанесенням осаду зразки підлягали попересті і збільшення пластичності покриття не спостерідній ПІДГОТОВЦІ, яка включає електрознежирення, гається При концентрації калію лимоннокислого декапірування у 3% розчині сірчаної кислота, хімідвозаміщеного вище 18г/л відбувається зниження чну активацію у 9% розчині пірофосфату натрію У блиску покрить ванну зразки завантажувались під струмом Перемішування електроліту здійснювалось шляхом 2-меркаптобензімідазол чинить вирівнюючу коливання штанг При електроосадженні викорисдію і дозволяє осаджувати достатньо товсті потовувались аноди марки М-Ота М-1 криття У відсутності 2-неркаптобензімідазола при 0,1 - Ю.ОА/дм осаджуються матові покриття При Як видно з таблиці, склади 2, 3 і 4 електроліту, збільшенні його концентрації, діапазон густин що заявляється, є оптимальними У широкому діа2 струму, в якому можливо утворення дзеркально пазоні густин струму від 0,1А/дм до Ю.ОА/дм з блискучих покрить поступово розширюється від них осаджуються дзеркально блискучі покриття Ю.ОА/дм3 у бік більш низьких значень і досягає товщиною до 80мкм По цим показникам він пере0,1А/дм2 при концентрації 0,0070 - 0,0135г/л При вищує прототип концентрації 2-меркаптобензшідазолу вище Додаткові дослідження покрить, одержаних Із 0,0135г/л покриття стають крихкими заявленого електроліту, показали, що при товщині Юмкм вони є безпористими (метод накладання Натрій селеністокислий сприяє подрібненню фільтровального паперу), мають високу пластичструктури осаду і саме цим підвищує його блиск У ність (метод багаторазового перегинання до злому відсутності натрію селеністокислого в діапазоні 0,1 під кутом в 180° відокремлених від сталевої основи - Ю.ОА/дм2 утворюються рівномірні матові покритпокрить, відносне подовження, відокремлених від тя При його концентрації менш 0,0070г/л нижня сталевої основи покрить, товщиною ЗОмкм) І МІЦмежа припустимих густин струму, при яких утвоНІСТЬ зчеплення зі сталевою основою (метод нагрірюються дзеркально блискучі покриття переверву) шує 0,1А/дм При концентрації ЫагЗеОз вище 0,0135г/л ступінь блиску покрить в усьому діапазоТаким чином, у порівнянні з прототипом елекні робочих густин струму знижується троліт міднення, що заявляється, дозволяє значно покращити ЗОВНІШНІЙ вигляд покрить, розширити Карбонат свинцю уводиться для розширення діапазон робочих густин струму як до області ниробочого діапазону густин струму у відсутності зьких, так і високих значень (0,1 - 10,0А/дм2) збіРЬСОз або при його концентрації ніжче 0,014г/л льшити розсіювальну здатність (67 - 72%) при при збереженні вказаних меж робочих густин 90-120 412-550 5 50212 Існує «ноу-хау» 100% виході за струмом І осаджувати достатньо Джерела інформації товсті осади (до 80мкм) при збереженні якості покриттів 1 Пурин Б А и др Комплексные электролиты в гальванотехнике - Рига Лиеспа, 1978 Тривалі лабораторні дослідження електроліту показали, що в процесі роботи концентрація осно2 Авторське свідоцтво СРСР № 1113429, кл вних компонентів практично не змінюється КорекC25D3|38,1984 тировку по блискоутворюючій добавці необхідно 3 Авторське свідоцтво СРСР № 479822, кп С проводити 1/10 початкової и КІЛЬКОСТІ ПІСЛЯ пропу25D3|38,1975 скання 20 - 25А годин/л електрики Сктд ешарсжш, технологічні ташюош їїроютщ а.сСРСР К 479822 едектрокшв та покрить Епеггроліт, ш) заявляється (пршшада) 1 2 80-100 360-400 т 50 412 18 30~3Q 7,5-8,5 50-55 Сірчаноїзст мідь, г к Шрофоефат нагрію, rfti Амаюй фоефоржжаышё двозашщенк^ 1 3 00 0 ,10 00 0 ,20 00 0 ,10 20 ГЙІ Катйлшкошюіжляйявозажіїценкй, г(п Натрій скшнкшкнслий, гйі Карбонат свишда, іія 2-меркшішбе«зшидазок, dh Сшвдндава кислота, гйі рн Теигшсзтува Розеівзаалш здешсгЕ» % Вюад за струмом, % Д іаігоои рабочих гуеткн струму, &йщ2 йзвиштй вшзіяд дакрнхь бб 0>5,G евгші,іждаі 7580 ,-, 3-5 05 6-6 26 96 0560 ,-, 12 0,0070 0,0140 0,0070 7,5-8,0 50-55 67-72 100 ОД-lQjO деершшю рівномірні ~~ 15 0,0100 0,0200 0,0100 7,5-8,0 50-55 61-П 100 ОД-10,0 їПЕркшьда рівномірні 3. 100 459 20 4 120 550 22 5* 130 594 20 IS 13 0,0100 0,0200 0,0100 0,0ї35 0,0270 0,0135 7,5-8,0 50-55 67-72 100 ОД-І 0,0 дзеркшішо ЙІГИГІНГЧЇ. Товщина покриттів Порувашть прн товщині 10 МВЙ Відносне шдавшеяняярй товщині ЗО гаои, % L 9-20 80 80 без пористі 7-8 безшрястї 7-8 рів«омірйі 80 безшрисіі 7-8 _„ * При •шнішратурі 50-55°С сетад швнютзс не розчккяеткя, як епвгтрйшт ав може буїн вккорнетшшй рівшміркі во безшркеті 50-55 67-72 100 0,1-10,0 дзеркально бпннпгщ, ршшкірш 80 безтрксіі 7-8 !