систем и от 6 до 9 для нейтральных систем. При правильной работе даже при температурах свыше 50° С на материалы диэлектрических оснований плат они влияют незначительно или совсем не влияют. Эти системы успешно применяются в промышленности, особенно в производстве полупроводников, где требуется золото 24 карата [35].

Можно предположить, что единый процесс получения золотого покрытия заменит многие существующие в настоящее время процессы. Дальнейшие сведения можно получить, ознакомившись с указанными ранее работами [10, 12, 13].

Одним из принятых процессов является ударное кислотное золочение с последующим блестящим цианистым по крытием.

18. .Ударное и нормальное золочение

Ударное кислотное золочение во многих случаях заменяет ударное цианистое золочение благодаря лучшей совместимости с материалами оснований печатных плат. Ванны ударного золочения не размягчают фоторезисты и имеют несколько меньшие рабочие напряжения и температуру и более высокое содержание металла, чем при золочении в цианистом электролите. Кроме того, когда при способе сплошного наращивания используются пирофосфат-ная медь или другие покрытия блестящей медью, вероятность отслаивания резистов и прокола золотого покрытия при травлении уменьшается.

С другой стороны, электролиты ударного золочения обладают высоким содержанием цианида и рН > 12 и действуют; лучше при температурах вьппе50°С. При этих условиях напряжения, которые лежат в диапазоне от 4 до 5 е, и вьщеление газообразного водорода во время процесса могут легко вызвать разрыв материала резиста. Однако для предварительной металлизации большинства металлических систем цианистые электролиты для ударного золочения превосходят кислотные по своему очищающему действию и кроющей способности.

Блестящее цианистое золочение широко применяется из-за большой скорости нанесения покрытия и отличной стойкости к потускнению и воздействию травящего раствора.

Несмотря на то, что метод покрытия золотом в кислом электролите в течение всего процесса бьш предложен и применен на практике, его использование ограничивается при изготовлении плат с фоторезистом. Это объясняется высокой температурой электролита, меньшей эффективностью и большим временем, необходимым для покрытия при плотностях тока, достаточно низких для того, чтобы резист оставался неповрежденным.

При производстве печатных плат применяются также (блестящее кислотное золочение и двойные слои золота.

В соответствии с военными техническими условиями MIL-Std-275B минимальная толщина золотого покрытия должна быть 2 мкм и открытие должно соответствовать типу II по MIL-G-45204. Тип II представляет собой покрытие (твердое) 23+ карата.

Если платы подвергаются действию повышенных температур в течение длительного времени, золотое покрытие следует наносить на подслой из никеля или палладия. Это вызывает замедление диффузии, которое обусловливает потускнение металлизации плат и понижает паяемость. В настоящее время благодаря знанию влияния добавок небольших количеств примесей, особенно в электролитах кислотного золочения, прикладываются усилия сохранить по возможности большую чистоту этих электролитов. Например, при содержании в растворе 0,01 г/л тяжелых металлов (Fe, Со, Ni, или Сг) они будут включаться в покрытия и вызывать изменение их цвета во время хранения и работы при высокой температуре. Сильное изменение цвета вызывают также органические материалы со стоек, посуды, из очистителей, блескообразователи, остатки фоторезиста и т. д.

Стоимость покрытия с использованием промышленных электролитов составляет примерно 80 центов за квадратный дециметр при толщине покрытия золотом 2,5 мкм. Это соответствует 50 долл. за тройскую унцию золота (31,1 г).

19. Кислотное золочение

Электролиты ударного золочения могут составляться точно так же, как кислотные электролиты золочения, но с меньшим содержанием металла. Сушествует ряд таких электролитов, которые запатентованы [30-32]. Рабочие температуры зависят от типа используемого резиста, но

обычно бьжают порядка 50* С. Состав и рабочие условия для типичных кислотных электролитов золочения приведены табл. 5.7.

Таблица 5.7

Типовой состав и рабочие условия кислотных электролитов для нанесения золотого покрытия

Состав

Металлическое золото Проводящие соли Соли кислоты

Ударное золочение: 2,25-3,75 г/л, нормальное золочение: 7,5-15 г/л в зависимости от требований сохранения плотности по Боме и низких рабочих напряжений как требуется для сохранения рН

Рабочие условия

Температура, °С Напряжение, в Плотность катодного тока Аноды

Отношение площади анода

к площади катода Эффективность катодного

тока при 38° С, %

3,5-4,5 25-50 2-6

Ударное золочение: до 1 ajdu, нормальное золочение: 0,1-0,2 а1дм, уголь, титан с платиновым покрытием

4:1-

Переменная (приблизительно 25)

Имеющиеся в продаже электролиты содержат органические кислоты и соли, золото (в виде цианида или хлори-.да), проводящие соли, металлические добавки и смачиватели..

Функции составных частей. Соли золота дают ионы металла в концентрации, которая определяет предельную плотность тока. Соли, регулирующие рН, сохраняют величину рН в оптимальных пределах. Проводящие соли способствуют повышению электропроводности, обеспечивая возможность применения более низких напряжений. Органическая кислота и соли способствуют получению мелкозернистых покрытий. Соли натрия или калия действуют как буферы. Кобальт, никель или другие металлы являются агентами, способствующими улучшению структуры осадков повышению их твердости и блеска.