Прямая (совмещенная) активация.

Широкое применение метод прямой активации нашел при химической металлизацииповерхности печатных плат.

При оброботке фольгированных печатных плат в совмещенном растворе на основе хлористых солей палладия и олова выделение палладия на медной фольге значительно замедляется.

Палладий в совмещенном растворе обычно находится в виде комплексных соединений, стабилизированныхдвухлористым оловом. При этом получается темно-коричневый раствор координационных соединений анионного типа, которые со временем разлагаются, образуя каллоиды.

В настоящее время при химической металлизации для прямой активации чаще используется раствор состава, г/л:

Хлористый палладий – 0,5-10

Ололво двухлористое – 40-45

Кислота соляная – 70-75

Калий хлористый – 40-150

Температура – 18-25⁰С

Механизм процесса активирования в совмещенном растворе достаточна сложен и может быть представлен следующими этапами:

1. заполнение катализатором микро впадин и адсорбция его на поверхности;

2. в результате взаймодействия с водой происходит гидролиз комплексной соли с образаванием Sn(OH)Cl, который захватываетчастицы хлористого палладия, при этом образуются коллоидные частицыиз смеси Sn(OH)Cl и PdCl₂ ;

3. обработка в растворе «ускорителя», содержащего 120г/л бифторида аммония и имеющего кислую среду. При этом Sn(OH)Cl растворяется, образуя свободные ионы Sn²⁺, которые вступают в реакцию с ионами Pd²⁺, восставливая металлизации палладий, окруженный более крупными частицами гидрокисных соединений четырехвалентного олова;

4. промывка в воде удаляет частицы гидрокиси олова, а на поверхности остаются в коллоидном виде адсорбированные частицы металлического палладия.

Для прямого активирования очень важны промывочные операции. Увеличение времени промывки может привести к удалению реагирующих компонентов, что приведет к нарушению процесса химической металлизации.

Качество нанесенной химической металлизации.

Качество нанесенной химической металлизации на поверхность пластмасс определяется прочностью сцепления с основой, следовательно, все технологические операции проводят таким образом, чтобы обеспечить максимальную адгезию.

Создание надежного электрического соединения между слоями МПП. Обычно этот процесс состоит из двух стадий: химической металлизации диэлектрика (формирование слоя химической меди) и наращивания слоя меди гальваническим способом до необходимой толщины. Химическая стадия необходима для создания электропроводящего слоя на поверхности диэлектрика, на который становится возможным гальваническое осаждения меди.

Требования к осадку химической меди

Толщина слоя химически осажденной меди существенна для обеспечения надежности внутренних соединений МПП. Химически осажденная медь имеет рыхлую газопроницаемую структуру, способную поглащать влагу, электролиты меднения, продукты отщепления эпоксидной смолы и другие органические вещества, сопутствующие обработке ПП. С течением времени поверхность частиц химической меди окисляется с образованием промежуточных оксидных слоев, а органические выделения, конденсируясь в рыхлому осадке химической меди, образуют изолирующие слои вызывают повышение сопротивления внутренних соединений на несколько порядков вплоть до отказа соединений.

Механизм реакции химического меднения

В данном процессе восстановления меди необходимо учитывать, что первоначальный процесс представляет собой образование мелких частиц меди на частиц меди на частичках палладия. После образования частиц меди каталлитическое действие оказывает не только сам катализатор (палладий), но и медь, которая обладает каталитической активностью, то есть процесс из каталитический.

Химическое восстановление меди протекает на двух разных катализаторах Pd и Cu по двум различным механизмам [3].

Химическое восстановление меди поверхности палладия заключается в химическом взаимодействии восстоновителя и восстанавлимаемых ионов. Это взаимодействие приводит к непосредственному переносу электронов от частиц восстановителя к востанавлимаемым ионам. При этом роль твердого катализатора состоит либо в том, что он снижает стабильность промежуточного продукта взаимодействия, представляющего собой комплекс восстановитель – восстановливаемый ион, либо вызывает деструкцию частицы восстановля, если она имеет сложный состав. Это ведет к образованию активного продукта, реагирующего с восстанавливаемым ионом на повышенной скорости. Именно второй вариант реализуется при использовании формальдегида в качестве восстановителя.

Рассмотрим механизм восстановления меди на поверхности палладия.

В водных растворах формальдегид существует в основном в виде гидрата метиленгликоля CH2 (OH)2

CH2O+H2O=CH2 (OH)2.

Анион метиленгликоля, адсорбируясь на палладии, реагирует с катализатором, давая нестабильное соединение, из которого освобождается ион гидрата [13]. Этот ион гидрида сразу фиксируется на центрах палладия, находящегося рядом:

Затем происходит химическое взаимодействие на межфазной границе.