БЕСТОКОВАЯ И КОНТАКТНАЯ МЕТАЛЛИЗАЦИЯ

Кроме процессов химического меднения и серебрения существуют методы бестоковой металлизации или контактной металлизации некоторыми другими металлами [10, 12, 45]. Наиболее применяемыми в производстве печатных схем являются никель, золото и олово.

Термин бестоковая или безэлектролизная металлизация (electroless plating) используется для обозначения метода получения металлического покрытия с помощью химического восстановителя, добавляемого в рабочий раствор. Кроме того, этот процесс характеризуется каталиче-ским характером действия поверхности осаждаемого металла, что дает возможность получать металлическое покрытие любой толщины.

С другой стороны, получение покрытия методом контактного высаживания или погружения (contact plating или immersion plating) обусловлено гальваническим замещением основного и наносимого металлов. Толщина слоя осаждаемого металла ограничена и не превышает 0,25- 1,25 мкм.

37. Бестоковое никелирование [46, 47]

Этот метод получения никелевого покрытия применяется тогда, когда нельзя использовать менее дорогое электролитическое никелирование. В производственных условиях предпочитают использовать кислые, а не щелочные составы, так как первые обеспечивают лучшее сцепление покрытия с основным металлом, обладают большей скоростью осаждения и большей экономичностью.

Технические условия MIL-C-2607A содержат требования, предъявляемые к бестоковым покрытиям Ni - Р. Типичный про-, цесс представлен в табл. 5.17.

Таблица 5.17.

Нроцесс бестокового никелирования

Некоторые некаталитические металлы, например медь, должны активироваться для того, чтобы началось осаждение. Это можно осуществить контактированием детали с алюминиевым стержнем, сенсибилизацией двухлористым палладием или используя деталь, находящуюся в растворе, в качестве катода.

Покрытие, получаемое этим методом, имеет тусклую поверхность и содержит 6-15% фосфора. Нанесенный металл отличается хрупкостью. Существуют фирменные процессы, обеспечивающие более яркие покрытия со скоростью осаждения 25 мкм1час. Качество пайки в этом случае хорошее. Так как при этом методе используются высокие температуры, обычные материалы для плат могут ухудшаться за счет поглощения раствора, расслаивания, разрушения склеивающего вещества или снижения электрической изоляции.

38. Бестоковое золочение

Бьш разработан процесс бестокового золочения, аналогичный по действию процессу бестокового никелирования [48]. Скорость осаждения достигает 2,5-5 мкм/час и получающееся покрытие состоит в основном из чистого золота. Типовой процесс приведен в табл. 5.18.

Таблица 6.18

Процесс бестокового золочения

Цианид золота и калия (67,5% золота), г/л

Хлористый аммоний, г/л

Лимоннокислый натрий, г/л

Гипофосфит натрия, г/л

рН (поддерживается с помощью NH4OH)

Температура, °С

2 75 50 10 7-7,5 92-95

При использовании другого типа растворов (контактного высаживания) на меди получают золотые покрытия толщиной 0,075-0,25 мкм. Эти процессы осуществляются при более приемлемых температурах (65-82° С). Покрытия такой толщины обеспечивают хорошую паяемость при кратковременном хранении. Для меди и медных сплавов 12, 13] успешно применяется следующий состав:

243 16*

Цианид золота и калия, г/л............3,5

NaCH, г/л....................30

Сода кальцинированная (ЫагСОз), г/л .......35

Температура, °С .................65-82

В продаже имеется также много фирменных растворов для бестокового и контактного золочения.

39. Контактное лужение

В продаже имеется раствор для контактного осаждения олова на медь. Поверхность обладает очень хорошей паяе-мостью, толщина покрытия до 2,5 мкм.

40. Другие металлы

В литературе [13] описано много процессов бестокового осаждения таких металлов, как палладий, родий и платина, но в производстве печатных плат они не нашли широкого применения.

ОБРАБОТКА ПОВЕРХНОСТИ ПОКРЫТИИ ПОСЛЕ ОПЕРАЦИИ ТРАВЛЕНИЯ

41. Промывка

Выполнение эффективной промывки после травления очень важно, независимо от того, какой травящий состав используется: хлорное железо, персульфат аммония, хлорная медь или хромовая кислота. Обычно при промывке в случае травления в хлорном железе используется разбавленная соляная или щавелевая кислоты, а затем обычная вода для полного удаления травящего вещества.

Для определения эффективности нейтрализации и промывки (см. Контроль процессов ) необходимы специальные испытания.

Плохое качество пайки часто приписывается золотому покрытию, ходя в действительности этот недостаток может быть связан с недостаточной промывкой после травления.