21,Беспалладиевая активация. Основные параметры. Технологические возможности методов.

Беспалладиевая активация применяется: с целью уменьшения себестоимости - исключение благородны Ме. Коллоидные беспалладиевые активурующие растворы с рН=4-9, содержащие растворы сульфатов, нитратов, галогенидов, ацетатов Co, Ni, Cu, NН₄OН или NаОН. Дополнительно вводят: стабилизирующие лиганды (лимонная кислота), вторичные коллоиды (гуммиарабик, желатина, агар-агар, крахмал, альбумин), различные ПАВ,

слабые восстановители (сорбитол, сахароза, гидрохинон, фенол, резорцин - предотвращают окисление активной поверхности, не восстанавливают ионы металла. После обработки коллоидными растворами - обработка сильными восстановителями: борогидридом, производными аминоборана, формальдегидом CH₂O. Широкое применение затруднено, т.к. используются дефицитные и токсичные восстановители.

Предложен совмещенный раствор, г/л: FeSO₄^.7Н₂O - 40; CuSO₄^.5Н₂О - 3; НСl _конц. - до рН=2. Восстановитель - соединения железа (II). Катализатор химического осаждения меди - частицы меди.

Механизм: 1)на поверхности ПП оседает коллоидный раствор с частицами CuFe_nCl_m (длительность операции 30 секунд); 2)ПП промокаются, высушиваются и опускаются в раствор ускорителя; 3)В растворе NaОН (рН > 13) - быстрое восстановление Сu²⁺ и окисление Fe²⁺ . Cu - на поверхности ПП, Fе(ОН)₃ - в осадок в виде хлопьев. Платы не промываются, опускаются сразу в раствор химического меднения, где идет процесс химической металлизации.

25,Травильные растворы на основе н2о2, (nh4)2s2o8, их сравнительная характеристика, способы утилизации.

Растворы иа основе персульфатов. Персульфат аммония (NH₄)₂S₂0₈- сильный окислитель и в кислой среде растворяет медь по реакции: (NH₄)₂S₂0₈+Cu→(NH₄)₂S0₄+CuS0₄.Побочной реакцией является гидролиз персульфата: (NH₄)₂S₂0₈+H₂→ 2NH₄HS0₄+1/2О₂.

Электролит:200—250 г/л (NH₄)₂S₂08и 5-7 г/лH₂S0₄.tдо 50 °С, боковое травление 50- 80 мкм, емкость по меди - 35 г/л,maxскорость травления — 25 мкм/мин. Утилизация меди и более полное использование персульфата - посредством охлаждения отработанного раствора до температуры + 5 °С, при этом выпадают кристаллы солей меди в видеCuS0₄* (NH₄)₂S0₄*6H₂0. Осаждению меди должна предшествовать реакция перевода кислой солиNH₄HS0₄(которая образуется вследствие гидролиза персульфатов) в среднюю соль (NH4)₂S04 с помощью водного раствора аммиака:NH₄HSO₄+NH₄OH→ (NH₄)₂SO₄+H₂O.

Затем следует дополнительное введение в реактор раствора CuSO₄, чтобы обеспечить связывание сульфата аммония в вышеуказанную, двойную соль.

Растворы на основе персульфата аммония могут быть использованы как в негативном, так и в позитивном процессе, однако невозможность регенерации раствора, сложная система утилизации меди, неравномерный характер вытравливания, высокая сто­имость и дефицитность персульфата аммония обусловливают ограниченное применение персульфатных растворов в производстве.

Пероксидный хлоридный раствор. Раствор изH₂O₂иH₂SO₄, взятых в отношении 1:3;t= 35°С. В процессе травления меди происходят реакции

Cu+H₂O₂→CuO+H₂O;CuO+ 2НС1→CuCl+ Н₂О; СuС1₂+ Сu→2СuCl;

2СuС1 + Н₂O₂+ 2НС1→2СuС1₂+ 2Н₂O.

Травление протекает с большой и постоянной скоростью, без кристаллизации и выпадения осадка. Процесс экономичный; образующиеся в процессе травления продукты (например, СиС1₂) также вступают в реакцию с медной фольгой, переводя ее в раствор. Далее под действием Н₂O₂ однохлористая медь вновь переводится в СuС1₂, таким образом обеспечивается непрерывное регенерирование раствора. На растворение 1 кг меди расходуется примерно 3 лH₂SO₄ и 1 л Н₂O₂(35%-ного). Растворение протекает нормально, пока количество растворенной меди не достигнет 130 г/л. После этого часть раствора сливается на утилизацию, а свежий наливается.

В пероксидно-соляном растворе травления окислителями по отношению к меди будут являться как ионы пероксида, так и ионы меди. Процесс травления протекает по электрохимическому механизму и состоит из сопряженных стадий: анодной - окисления меди с конечным образованием СиС1₃^2-; катодной - восстановления ионов меди (II) доCuCl₃²и ионов пероксида.

H₂O₂ легко разлагается в присутствии ионов Сu²⁺, частиц пыли и даже под воздействием света.

Сейчас большое внимание уделяется стабилизированным пероксидным травителям, состоящим из пероксида водорода, кислоты и стабилизатора. После того как были найдены стабилизаторы, стало возможным применение пероксида водорода в струйных установках и стационарных ваннах способом погружения плат.

Растворение меди в сульфатномрастворе протекает при воздействии пероксида водорода по реакции: Сu+H₂O₂→CuO+H₂O

В присутствии серной кислоты: CuO+H₂O₂+H₂SO₄→CuSO₄+ 2Н₂O.

Кроме H₂O₂иH₂SO₄, вводятся добавки стабилизаторов, катализаторов для ускорения процессов и ингибиторов для защиты покрытияSn-Pb.

Экологически чистыми являются растворы, содержащие H₂O₂иH₂SO₄, которые используют при повышен ных температурах (40-90°С). При накоплении 40-50 г/лCuраствор истощается, и скорость травления резко падает. После охлаждения растворов до комнатных температур медь из них удаляют в виде кристаллогидратов сульфата меди. После корректирования концентраций кислоты и пероксида водорода, подогретые растворы используют повторно. Длительность применения таких растворов неограничена. Регенерация раствора осуществляется перекачкой его в ванну с охлаждением, в результате чего выпадают кристаллыCuS0₄*5Н₂0, которые могут быть использованы в приготовлении растворов химического и гальванического меднения.

Эффективным методом регенерации- электролиз.Pbи тонкие медные аноды, служащие пусковой поверхностью. На аноде протекает реакция: 2H₂O-4е→4Н⁺+О₂;Cuосаждается на катоде по реакции:Cu²⁺+2e→Сu.

Суммарная реакция протекает по схеме: 2CuSO₄+2Н₂O→2Сu+ 2H₂SO₄+O₂.

Остаточные количества пероксида водорода полностью разлагаются в процессе электролиза. = 43-172 А/м²и напряжении на ячейке 2 В. При этом регенерированный раствор, содержащий небольшие количества Сu, после корректированияH₂SO₄,H₂O₂и стабилизатором вновь возвращается в травильную ванну. Эта технология позволяет экономитьH₂SO₄иH₂O₂, а также рекупироватьCu.

Преимущества раствора: допускается применение разнообразных резистов; исключается операция осветления покрытияSn-Pb; упрощается обработка стоков, а при регенерации образуется ценный продукт в видеCuS0₄*5Н₂0, который легко утилизируется; повышается четкость линий схемы; достигается возможность использования ванн вместо струйных установок; улучшается рабочая атмосфера, так как раствор не содержит аммиака.