4.2. Хімічна металізація

 

Найчастіше це хімічне міднення, тобто нанесення міді на поверхнею без застосування електричного струму. Використовується в основних для додання діелектричної поверхні струмопровідних властивостей, що необхідно для подальшого нанесення металу гальванічним способом.

Розглянемо більш докладно процес хімічного міднення. У якості встановлення міді з розчину використовується дешевий і недефіцитний матеріал - формальдегід ( HCOH ). Особливість цього окислювально-відновного процесу полягає в тому, що він ініціалізується каталізатором, в якості якого служить дорогостоючий металевий паладій ( P d ). Витрата паладію досягає 2 г на 100 м ² . Надалі каталізатором осадження є обложена мідь, тобто процес стає автокаталітичним.

 

Для того щоб мідь не випадала у вигляді гідроксильних опадів, в розчин додають комплексоутворювачі: калій-натрій виннокислий (тартрат калій-натрію), трилон-Б (динатрієва сіль етилендиамінтетраоцтової кислоти), лимонна кислота і ін.

 

Застосування паладію в якості каталізатора дозволяє осаджувати мідь саме на плату, а не на стінки і дно ванни. Тому перед осадженням міді поверхня плати піддається активації, в результаті якої на діелектрику плати осідають частинки паладія. Цю операцію можна здійснити, попередньо обробивши плату в розчині хлористого олова SnCl ₂ (сенсибілізація). Потім, промивши плату в воді, занурити в розчин хлористого паладію PdCl . В ході хімічної реакції

 

Sn 2+ + P d 2+ - → Sn 4+ + Pd

(4.9)

 

на поверхні діелектрика плати осідає металевий паладій. На ділянках плати, покритих мідною фольгою, можлива реакція

 

Cu + P d 2+ - → Cu 2+ +2 Pd,	(4.10)

 

яка призводить до швидкого виснаження розчину хлористого паладія. Використання для активування більш складних варіантів розчину, де Pd присутній у вигляді складних комплексів, виключає реакцію (4.10), але при цьому сенсибілізація проводиться не в розчині SnCl ₂ , а в розчині NaH ₂ PO ₂ (гіпофосфіти натрію) .

 

Відзначимо важливість ретельного проведення операції промивки після реакції (4.9). Якщо промивка недостатня за часом, то шар гідроксиду олова, що обволікає частинки паладію, не буде видалений. Збільшення часу промивки понад оптимального призводить до змивання обох реагуючих компонентів.

 

Паладій відноситься до дорогоцінних металів, тому його залишки повинні вловлювати для повторного використання. Рекомендується використовувати не менше двох вловлень з непротічною водою з допомогою реакції

 

Zn + P dCl 2 - → P d ↓ + ZnCl 2 .

(4.11)

 

Порошкоподібний осад паладію механічно видаляється і розчиняється в соляній кислоті, до якої доданий перекис водню.

Отриманий розчин нагрівається до розкладання перекисі водню і його можна використати для коригування ванни активування.

Склад розчину хімічного міднення не обмежується присутністю солей міді і відновника. Поряд зі згадуваними вище комплексоутворювачами (лігандами) до складу розчину входять речовини для забезпечення заданого значення рН розчину, а також різні добавки, що забезпечують осадження міді в отворах малого діаметру, еластичність плівки обложеної міді і т.д. Найчастіше за все склад цих добавок є комерційною таємницею фірми - виробника розчину, розкрити яку за допомогою різних видів хімічного і спектрального аналізу неможливо . Справа в тому, що деякі в ході аналізів хімічні елементи можуть входити до складу розчинів або у вигляді поверхнево активних речовин, або колоїдних розчинів і т.п.

 

Типові розчини хімічного міднення забезпечують відносно малу швидкість осадження - близько 2,5 мкм / год. Це означає, що при витримці 15 - 25 хв. осаджений шар міді має товщину менше 1 мкм. Принципово можливе отримання товстих (25 - 30 мкм) шарів міді в рамках повністю адитивної технології спряження з необхідністю безперервного коригування складу ванни міднення. Крім того, необхідно якимось чином активувати паладієм поверхню діелектрика тільки в тих місцях , де буде осаджуватися мідь (провідники і міжслойна металізация).

1  Макаров В. Огляд російського ринку друкованих плат: Електронні компоненти. - 2003 № 8. - М. : ВД Електроніка. - С. 13 - 26 (www.elcp.ru/index.php? State = izd & i _ izd = elcomp & i _ num = 2003 _ 08 - 18 k).

² ГОСТ 23751-86. Плати друковані. Основні параметри конструкції. - М. :Вид-во стандартів, 1988. - 8 с. ¹ 

2¹ Від латинського subtratio - Віднімати, віднімати.

² Від латинського additio - Додавати, підсумовувати.

3¹ Лисаченко В. Фольговані діелектрики для вітчизняних виробників друкованих плат: Електронні компоненти. - 2003,№9. - М. :ІД Електроніка - С. 140,141 (www.elcp.ru/index.php? State = izd & i _ izd = elcomp & i _ num = 2003 _ 09 & i _ art = 33 - 11 k).

29