блескообразующая добавка в кислые электролиты для осаждения покрытий оловом и сплавом олово-свинец

Формула изобретения

БЛЕСКООБРАЗУЮЩАЯ ДОБАВКА В КИСЛЫЕ ЭЛЕКТРОЛИТЫ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ОЛОВОМ И СПЛАВОМ ОЛОВО-СВИНЕЦ, содержащая коричный альдегид и этиловый спирт, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит фторид аммония при следующем соотношении компонентов, мас.

Коричный альдегид 10 30

Фторид аммония 0,1 0,3

Этиловый спирт До 100

Описание изобретения к патенту

Изобретение касается получения гальванических покрытий, в частности покрытий из олова и его сплавов, и может быть использовано при производстве печатных плат и прочих изделий под пайку в электронной и радиотехнической промышленности.

Известна блескообразующая добавка для получения гальванических покрытий оловом и его сплавами, представляющая собой спиртовой раствор продукта конденсации о-анизидина и ацетальдегида [3] Добавка позволяет получать блестящие покрытия оловом и его сплавами в достаточно широком интервале плотностей тока (400-1200 А/м²) без перемешивания.

Наиболее близкой к изобретению по составу компонентов и технической сущности является добавка, которая содержит смесь анилов ароматических альдегидов, а также этиловый спирт [2] Добавку рекомендуют вводить в борфтористоводородные и сернокислые электролиты для получения осадков олова и его сплавов. Добавка позволяет получать блестящие покрытия оловом и его сплавами в достаточно широком интервале плотностей тока (400-1200 А/м²) без перемешивания. Однако покрытие из электролитов с этой добавкой осаждают с низкой скоростью (0,7-0,8 мкм/мин) и низким выходом по току (22-55%). Эта добавка также требует применения электролита с высоким содержанием свободной борфтористоводородной кислоты (225-350 г/л), что приводит к повышенной токсичности применяемых электролитов и повышенной их агрессивности по отношению к элементам технологического оборудования и фоторезистам (в производстве печатных плат). Добавка содержит высокотоксичные компоненты. Кроме того, добавка имеет малую стабильность (срок хранения 1 мес) и рассеивающая способность электролита с этой добавкой невысока (29% по току) [3]

Задачей изобретения является разработка принципиально новой блескообразующей добавки, имеющей пониженную токсичность и повышенную стабильность по сравнению с прототипом и позволяющей получать блестящие покрытия оловом и сплавом олово-свинец из электролитов с пониженным содержанием свободной кислоты, обладающие повышенной рассеивающей способностью в широком интервале катодных плотностей тока.

Поставленная задача решается тем, что блескообразующая добавка, содержащая коричный альдегид и этиловый спирт, дополнительно содержит фторид аммония при следующем соотношении компонентов, мас. Коричный альдегид 10-30 Фторид аммония 0,1-0,3 Этиловый спирт До 100%

При этом фторид аммония до сих пор не использовался как компонент блескообразующих добавок в электролитах для получения блестящих покрытий оловом и его сплавами.

Способ получения блескообразующей добавки заключается в том, что требуемое количество фторида аммония растворяют в этиловом спирте, а затем в раствор вводят при помешивании коричный альдегид. После этого добавку выдерживают в течение 3-14 сут. Фторид аммония вводят в добавку как катализатор реакции образования ацеталя этилового спирта и коричного альдегида. При введении добавки в электролит ацеталь полностью гидролизуется с образованием хорошо растворимой протонированной формы коричного альдегида. При концентрациях коричного альдегида и фторида аммония меньших, чем соответственно 10 и 0,1% добавка не обеспечивает получения блестящих осадков. При концентрациях коричного альдегида больших, чем соответственно 30 и 0,3% добавка осмоляется и становится непригодной к применению. При времени выдержки меньше 3 сут добавка не обеспечивает получения блестящих осадков. После приготовления добавку (именуемую в дальнейшем "СК-1") можно хранить не более 1 года. При превышении срока хранения добавка осмоляется и становится непригодной к применению. Блескообразующую добавку "СК-1" вводят в сернокислый электролит для получения покрытий оловом и в борфтористоводородный электролит для получения покрытий сплавом олово-свинец. При этом сернокислый электролит содержит, г/л: Сульфат олова (II) 10-50 Серная кислота 50-150 Неионогенное ПАВ 10-30 Формалин (37%-ный, мг/л) 10-30

Борфтористоводородный электролит содержит, г/л: Борфтористоводо- родное олово (II) 20-60 Борфтористоводо- родный свинец 5-15 Борфтористоводо- родная кислота 100-200 Борная кислота (до насыщения) 25-30 Неионогенное ПАВ 10-30 Формалин (37%-ный, мл/л) 10-30

Добавку "СК-1" вводят в оба электролита в количестве 4-10 мл/л.

В табл.1 приведены примеры составов добавки "СК-1" и технологические характеристики электролита с различными вариантами добавки "СК-1".

Электролит имеет следующий состав, г/л: Олово борфтористоводо- родное 60 Свинец борфтористоводо- родный 25 Кислота борфтористоводо- родная 150 Кислота борная (до насы- щения) 25 Неионогенное ПАВ (АЛМ-10) 25 Формалин 37%-ный, мл/л) 20 СК-1, мл/л 6

Сплав имеет во всех случаях состав 40 мас. свинца и 60 мас. олова.

В табл.2 приведены составы, технологические характеристики электролитов с добавкой "СК-1" и свойства осадков обеспечивает получение блестящих осадков сплава олова-свинец из электролитов с невысоким содержанием свободной борфтористоводородной кислоты, т.е. значительно менее агрессивных и менее токсичных, чем прототип. При этом несмотря на снижение концентрации свободной кислоты рассеивающая способность электролита значительно возрастает, достигая 45% по току и 70% по металлу. Кроме того, добавка "СК-1" позволяет получать блестящие покрытия оловом и сплавом олово-свинец из электролитов, содержащих меньшее количество борфтористоводородной кислоты, чем прототип, с большей рассеивающей способностью. В составе добавки нет высокотоксичных компонентов, следовательно, токсичность самой добавки также ниже, чем у прототипа. Качество осадка в приведенных примерах определялось визуально, рассеивающая способность электролита определялась методом Кудрявцева-Начинова на щелевой ячейке Молера.