2.4. Гальваническое меднение

Меднение является основным гальваническим процессом в производстве печатных плат; гальваническим меднением получают слой меди в монтажных и переходных отверстиях, а также проводящий рисунок в полуаддитивной технологии. Из кислых электролитов наиболее часто используются сульфатные электролиты, известны также фторборатные, кремнефторидные электролиты, в которых медь находится в виде солей: CuSO_4, Cu(BF₄)₂, , CuSiF_6.. Из щелочных электролитов наиболее распространенными в производстве являются пирофосфатные электролиты.

Сульфатный электролит. Эти электролиты наиболее просты в приготовлении и эксплуатации. Состав сульфатных электролитов приведен в табл. 2.3.

Электролит 1 рекомендуется для металлизации печатных плат, имеющих отношение толщины платы к диаметру металлизируемых отверстий 2,5 и менее. Электролит характеризуется малой агрессивностью к фоторезистам, обеспечивает хорошую эластичность меди и мелкозернистую структуру. Пониженная плотность тока обусловливает его более низкую производительность по сравнению с другими электролитами.

Таблица 2.3. Состав и режим работы сульфатных электролитов

Компоненты (г/л) и режим работы	Номер раствора
	1	2	3	4
Сернокислая медь (CuSO4·5H2O) Серная кислота Этиловый спирт, мл/л Хлористый натрий Блескообразующая добавка , мл/л	220-230 50-60 10 - -	200-230 50-60 - 0,03-0,06 3-4	60-80 150-160 - 0,03-0,06 1-2	70 170 - 0,03 2-3

Электролит 2 обеспечивает более высокую производительность по сравнению с электролитом 1 и хорошую рассеивающую способность. Осадки меди блестящие, гладкие и весьма эластичные. Электролит также рекомендуется для металлизации плат, имеющих отношение толщины плат к диаметру отверстий 2,5 и менее

Электролит 3 характеризуется более высоким содержанием серной кислоты при уменьшенной концентрации сернокислой меди. Это обстоятельство при наличии высокоэффективной добавки ПАВ обусловливает наиболее высокую рассеивающую способность среди кислых электролитов, которая приближается к рассеивающей способности пирофосфатных электролитов. Осадки меди гладкие, полублестящие.

Электролит 4, в состав которого введена блескообразующая добавка для использования ее в процессах декоративной металлизации пластмасс при получении блестящих осадков меди обладает высокой производительностью и обеспечивает получение очень гладких медных покрытий с достаточно хорошей рассеивающей способностью.

Сопоставляя свойства меди, осажденной из различных электролитов, а также оценивая свойства электролитов, легко сделать вывод о том, что сульфатный электролит меднения (электролит 3), содержащий выравнивающую (блескообразующую) добавку наиболее перспективен, так как он обеспечивает получение эластичных осадков меди с высокой равномерностью и скоростью осаждения. Компоненты электролита доступны и дешевы. Электролит весьма удобен в эксплуатации, так как он не требует нагрева, легко приготавливается и корректируется. Аноды хорошо растворяются и этим поддерживается стабильная концентрация солей меди в электролите. В качестве анодов для данного электролита рекомендованы медно-фосфористые аноды марки АМФ, содержащие до 0,06 % фосфора. Такие аноды растворяются более равномерно, без шламообразования.

Основные неполадки, встречающиеся при эксплуатации кислых электролитов, и возможные причины их появления представлены в табл. 2.5.

Таблица 2.4. Основные неполадки при меднении в кислых электролитах

Характер неполадок	Возможные причины
Грубая крупнокристаллическая структура осадков	Высокая плотность тока, недостаток кислоты по отношению к содержанию меди
Темные шероховатые осадки	Включение в осадок механических примесей или закиси меди при недостатке кислоты
Светлые (блестящие) полосы	Загрязнение органическими веществами
Пассивирование анодов	Недостаток кислоты (Н2SО4 или НВF4)
Скорость осаждения покрытия меньше расчетной	Снижение выхода по току из-за накопления железа (Fе3 + )
Плохое качество металлизации в отверстиях плат	Недостаточная скорость покачивания плат при осаждении меди
Растворение меди с проводников на одной стороне заготовки	Отсутствие контакта платы с подвеской и растворение меди вследствие биполярного эффекта
Хрупкость медных осадков	Накопление в электролите органических примесей
Отслаивание электроосажденной меди от фольговой меди	Наличие окисных разделительных слоев на фольге или неудаленного слоя химически осажденной меди