1.4.3. Применение комплексообразователей

Комплексообразователи создают с поверхностными загряз­нениями или водными продуктами химических реакций устой­чивые сложные соединения — комплексы, которые переходят в раствор и остаются в нем. Наиболее распространенными комплексообразователями являются триаммонийная соль оксиэтилендифосфоновой кислоты (ТАСОЭДФ) и оксиэтилендифосфоновая кислота (ОЭДФ).

Особенности методов жидкостной очистки полупроводни­ковых пластин от различных загрязнений приведены в табл. 1.2.

Таблица 1.2 Методы жидкостной очистки полупроводниковых пластин. Пример

Виды загрязнений	Метод очистки	Особенности
Неорганические (абразив, пыль)	Гидромеханическая очистка деионизованной водой (ГМО)	Высокие эффективность и производительность, но возможность загрязнений и механических повреждений поверхности пластин щетками
Органические (жировые пленки)	Обработка в жидких органических раство­рителях с подогревом (физическое обезжи­ривание)	Высокая стоимость и боль­шой расход растворителей, токсичность и пожароопасность
	Интенсификация ультразвуком	Высокая эффективность, но возможность трещин в хруп­ких материалах и тонких пластинах
	Обработка в парах растворителей	Высокая эффективность, принцип "бесконечного раз­бавления", большой расход растворителя, необходи­мость высокой герметичности установки
	Обработка в перекисно-аммиачных раство­рах (Н2О2+NH40H)	Отсутствие десорбции жи­ров, возможность одновре­менного удаления неоргани­ческих загрязнений, мень­шие токсичность, стоимость и трудоемкость процессов по сравнению с растворите­лями и кислотами
Химические (ионные, атом­ные)	Обработка в смеси кислот с сильными окислителями (К2Сr2О7+HNO3+ Н2О2+ НСl+ Н2О2+H2S04). Применение поверх­ностно-активных ве­ществ и комплексо-образователей	Токсичность, опасность при попадании на кожу и в гла­за; проблемы утилизации Высокое качество очистки, отсутствие десорбции, мень­шие по сравнению с други­ми методами стоимость и токсичность

1.5. Очистка от окислов

Поверхности металлических деталей очищают от окислов травлением в кислотных и щелочных растворах. Эту операцию обязательно проводят перед нанесением покрытий на детали из сталей, алюминия и его сплавов, меди и ее сплавов, цветных и редких металлов. Состав растворов и длительность процесса травления выбирают в зависимости от природы металла и характера образовавшихся пленок.

Таблица 1.4. Щелочные растворы очистки

Материал	Состав ванн, г/л	Температура, о С	Длительность, мин
Стали	Едкий натр 25-30, тринатрийфосфат или кальцинированная сода 25-30, метасиликат натрия 3-10	70 - 80	10 - 30
Стали, сплавы меди, алюминия	Кальцинированная сода 40-60, сульфанол 8-10	70	5 - 20
Медь и ее сплавы	Едкий натри 40-50, кальцинированная сода 40-50, тринатрийфосфат 30-40, контакт Петрова 15-20	70 - 90	10 - 30
Алюминий, цинк, свинец	Кальцинированная сода 20-25, тринатрийфосфат 20-25, ОП-7 или ОП-10 5-10	70 - 90	5
Поливинилхлорид	Тринатрийфосфат 19, ОП-10 2	18 - 22	2 -3
Полиамиды	Карбонат натрия 2	80 - 90	20 - 30

Окисные пленки редко бывают сплошными. В поры пленки проникает травитель и растравливает материал детали одновременно с процессом травления окисла (рис. 1.10).

Рис. 1.18. Травление окисных пленок

Растравливание металлов и сплавов тем больше, чем больше их неоднородность и разность потенциалов между структурными составляющими сплава.

Состав окисных пленок неоднороден по сечению. Обычно ближе к границе металл-окисел расположены низшие окислы, а на границе окисел-внешняя среда — высшие окислы.

Для травления окислов черных металловприменяют растворы соляной и серной кислоты концентрации 100 - 200 г/л. В раствор вводят ингибиторы кислотной коррозии для уменьшения подтрава и выделения водорода.

Более дорогостоящим, но эффективным травителем является ортофосфорная кислота H₃PO₄. Она снижает растравливание основного металла, не требует ингибиторов и создает на поверхности металла пассивный слой, служащий грунтом под окраску, улучшает сцепление с покрытием (кроме гальванических).

Для травления отливок из чугунаиспользуют смесь плавиковой (15 г/л) и соляной (30 г/л) кислот, вводят ингибиторы.

Тонкостенные детали травят в растворе (в объемных долях): HCl 20-50, HNO₃ 5-10, ингибитор 0,5, остальное – вода. Температура процесса 60-70^оС, длительность 10-20 мин.

Высокохромистые стали (15-30% хрома), содержащие молибден, медь, никель, марганец, травят в растворе 16-30% азотной кислоты и 1-3% фтористоводородной кислоты.

Окислы на деталях их меди и ее сплавов (декапирование фольги в производстве печатных плат) широко применяют H₂SO₄, которая практически не действует на основной металл и быстро растворяет окалину. Для декапирования чаще применяют 30% раствор соляной кислоты.

Детали из медных сплавов, особенно латуни, травят сначала в концентрированной азотной кислоте или смеси азотной и серной кислот для удаления основного окисла, а затем в смеси кислот с добавкой 1% соляной кислоты для получения светлой блестящей поверхности.

Окислы с алюминиевых, цинковых, оловянных и свинцовых сплавов можно удалять травлением деталей в расплаве гидрида натрия NaH в едком натре NaOH. Гидрид натрия хорошо восстанавливает окислы ряда металлов. Температура расплава 370^оС, концентрация гидрида 1,5-2%.

Травление окислов алюминия и его сплавовосуществляют в щелочном растворе NaOH (50-60 г/л) при температуре 50-60^о С в течение 0,5-1,5 мин.

Окислы магнитных сплавов травят в 85% растворе ортофосфорной кислоты или в смеси HNO₃ + Cr₂O₃ + HF.

Окислы на сплавах магниятравят в хромовой кислоте, которая растворяет MgO и не реагирует с магнием.

Для предотвращения окисления поверхностей деталей часто после очистки, особенно кислотного травления, осуществляют пассивацию поверхностей обработкой в растворах ингибиторов коррозии. В результате такой обработкт на поверхности металлов образуется тонкая пассивная пленка, способная защищать металл от коррозии в течение времени межоперационного хранения.