пример, .в США запатентован .процесс химической металлизации СС -4 и NT-1.

Метод химического осаждения, по мнению зарубежных специалистов, является оптимальным методом металлизации сквозных отверстий медью в многослойных печатных платах. Методом химического осаждения можно получить осажденный медный пистон с равномерной толщиной стенок до 100 мкм, в результате чего отпадает необходимость применения электролитического осаждения. Этот метод позволяет производить меднение отверстий диаметром менее /з толщины платы.

Однако скорость осаждения меди химическим путем, прочность сцепления с основанием и плотность осадка часто не удовлетворяют предъявляемым требованиям, поэтому в этом направлении постоянно .ведутся поиски новых .решений.

В настоящее время известен стабилизатор растворов химического меднения, позволяющий повысить качество металлизации печатных плат. Полученная из стабилизированных растворов медь ирактически не содержит продуктов разложения. Введением в концентрированный раствор меднения добавки сернокислого никеля удалось увеличить прочность сцепления химической меди с диэлектриком, существенно уплотнить структуру меди.

При осаждении металлов химическим восстановлением для достижения более равномерной толщины их слоя и обеспечения меньшего осаждения шлама рекомендуется перемешивать рабочие растворы и фильтровать их; фильтрация рабочих растворов, кроме того, повышает их устойчивость.

Для улучшения качества осадка химической меди и стабилизации всего процесса проводятся опыты металлизации плат в движущемся потоке раствора, так например, химическое осаждение меди проводится из следующего стабилизированного раствора, состава:

CUS04-5H20-3 г/А КМаС4Н4Об-4Н2О-170 г/А .NiS04-7H20-4 г/л-NaOH-45 г/л, NagCOg-lOHgO-SO г/л, . NagSgOg-5ч-8 г\л, неон-20 мл1л

рН = 12-12,5; /=20-25° С, продолжительность обработки 4

Раствор фильтруется и возвращается в ванну. Однако, если не предусмотреть свободного выхода водорода, то возможно образование газовой подушки, что приводит к ухудшению контакта раствора с платой. Обтаем рабочего раствора -5 л. Скорость протекания его 30 л1ч. Рабочий раствор корректируется через

каждые 4 ч вс-еми компонентами в количестве, составляющем половину от исходного их содержания. Стабилизатор добавлялся в виде разбавленного раствора; использовать концентрированный раствор нельзя, так как при избытке стабилизатора процесс прекращается и для возобновления его необходимо повышать восстановительный потенциал раствора, что снижает устойчивость последнего.

Как видно из данных, приведенных в табл. 3.4, химическое меднение в протекающем растворе с фильтрацией обеспечивает значительное повышение прочности сцепления, особенно на платах из гетинакса.

Таблица 3.4

ПРОЧНОСТЬ СЦЕПЛЕНИЯ ХИМИЧЕСКОЙ МЕДИ С ДИЭЛЕКТРИКОМ, кГ/сж»

Химическое меднение в неподвижном растворе Свежий i 3,8 [ 10,5-11,5 7,5-9,5

Интересно отметить, что прочность сцепления химически осажденной меди с .диэлектриком значительно повышается при проведении процесса в перемешиваемом растворе и в случае непрерывной его фильтрации. Если же рабочие растворы не перемешивать и не фильтровать, то качество осаждаемой меди снижается: она становится шероховатой и прочность ее сцепления с -основанием уменьшается.

Установлено также, что скорость процесса меднения в потоке уменьшается со временем .и становится близкой к величине 2 мкм/ч (часто вследствие неправильной эксплуатации растворов химического меднения: горячих деталей и т. д.) происходит самопроизвольное разложение даже стабилизированных растворов. Было опробовано объемное разложение стабилизированного рас-Вора (с добавкой 4 г/л сернокислого никеля) введением в него избыточного количества формалина. Раствор отфильтровывали осадка меди и вводили в него 5-8 мг/л тиосульфита натрия.

рецептурное количество солей металлов, половинный объем указанного в рецептуре формалина, затем проверяли и при необходимости корректировали величину рН. При повторном осаждении химической меди нз этого раствора осадки по своим физико-химическим свойствам практически не отличались от меди, полученной :из свежеприготовленного раствора.

Возможность повторного использования раствора сегнетовой соли дает большой экономический эффект.

При химическом меднении из разбавленного тартратного раствора было обнаружено, что с возрастанием скорости потока процесс меднения протекает быстрее. Так, при скорости потока 6, 18, 30 л1ч скорость меднения равна соответственно 1, 1,3; 2,4 мкм/ч. Такая зависимость указывает на наличие диффузионных ограничений в разбавленных растворах химического меднения.

Исследование структуры Осадков меди под микроскопом показало, что осадки, полученные при меднении в потоке имеют более плотную структуру. Можно предположить, что увеличение прочности сцепления меди с основанием при меднении в потоке обусловлено более энергичным удалением водорода, закрывающего поверхность диэлектрика, и онижением степени катодного торможения процесса.

Существенным недостатком технологии меднения печатных плат является образование разделительного слоя палладия на границе фольга - химическая медь. Применение совмещенных растворов для активации поверхности платы, способствующих устранению этого слоя, ограничено, к сожалению, их недостаточной стабильностью.

Одним из способов, позволяющим устранить разделительный слой на наиболее опасном участке плат, т. е. на границе фольга- химическая медь, является процесс химического меднения под током.

Платы, предварительно подготовленные по стандартной методике (обезжиривание -промывка, сенсибилизация - промывка, активация - промывка и сушка), потоком загружают в электролит, представляющий собой стабилизированный тиосульфатом натрия раствор химического меднения. В раствор входит указанное в рецептуре количество формалина. Катодная плотность тока на плату не должна превышать 0,1-0,2 а/дм (в расчете на меняющуюся поверхность).

Аноды - медные, температура комнатная. Загрузка плат в раствор под током позволяет избежать химического осаждения меди на фольге. В начальный период происходит в основном гальваническое осаждение меди, а затем - химико-гальваническое. Это обеспечивает хорошее сцепление на кромке контактной площадки; при этом улучшается структура медного слоя.

Наложение тока на плату при меднении, как показали опыты, не влияет на прочность сцепления на границе «диэлектрик - хи-