ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Химическая п электрохимическая металлизация диэлектриков из "Практикум по прикладной электрохимии" Металлизи-рованные диэлектрики представляют большой интерес для многих отраслей промышленности, так как сочетают в себе полезные свойства металла и диэлектрика. Металлизация диэлектриков дает возможность экономить металл, снижать массу конструкций, придавать изделиям красивый внешний вид, получать пресс-формы методом гальванопластики для изготовления точного металлорежущего инструмента п копировать произведения искусства. Важное место занимает способ нанесения функциональных покрытий на диэлектрики для изделий электронной промышленности, особенно для производства печатных плат. [c.96] Способы металлизации диэлектриком можно разделить на четыре вида механические, физические, химические и -)лектро-химические. Перечисленные способы применяют как самостоятельно, так и в различных сочетаниях. Чаще всего используют химико-гальваническую металлизацию, в которой на поверхность диэлектриков наносят металл сначала путем химического восстановления из растворов, а затем электрохимически. Большой интерес представляют новые электрохимические методы нанесения металлических покрытий непосредственно на диэлектрики, минуя стадию химического восстановления металлов. [c.96] Первичная обработка поверхности диэлектрика включает ряд последовательных операций механическую обработку, обезжиривание, очистку, травление-окисление и некоторые другие, нооб.чодимость которых определяется конкретной технической-задачей. [c.97] Многие виды диэлектриков, особенно пластмассы, в большей или меньшей степени гидрофобны, т. е. не смачиваются водой. Поэтому гидрофилизация поверхности большинства диэлектриков является основной задачей, решаемой на стадии первичной обработки поверхности. Наиболее эффективными способами придания поверхности диэлектрика гидрофильных свойств считаются травление в органических растворителях и обработка в растворе окислителей. Органический растворитель разрыхляет поверхностный слой диэлектрика, вызывая его набухание, что ослабляет связи между полимерными цепями в приповерхностном слое. Окислительная обработка, проводимая после стадии набухания, резко повышает сорбционную способность поверхности диэлектрика. Это происходит главным образом за счет увеличения хемосорбционной поверхностной активности, которая обусловлена, с одной стороны, увеличением гидрофильности поверхности ( прививка активных групп), с другой стороны, разрывом связей типа С=С и С=-0 в результате воздействия на молекулы мономеров сильного окислителя. Так, обработка стеклотекстолита в растворе, содержащем перманганат калия и фосфорную кислоту, приводит к повышению адсорбции палладия на его поверхности в четыре раза, а обработка в растворе, содержащем хромовый ангидрид и серную кислоту, увеличивает сорбционную способность поверхности стеклотекстолита более чем в 10 раз. [c.97] Применяют также растворы, позволяющие объединить сенсибилизацию и активацию в одну технологическую операцию. Такие растворы называют совмещенными активаторами. Готовят их, как правило, путем приливания раствора хлорида палладия в солянокислый раствор хлорида олова(II). Вопрос о природе действия совмещенного активатора однозначно пока не решен. Установлено, что как при раздельной активации поверхности диэлектрика, так и в случае применения совмещенного активатора на поверхности диэлектрика образуются активные центры кристаллического палладия или его сплавов с оловом, инициирующие химическое восстановление металлов. Если после активирования поверхность не обладает достаточной каталитической активностью, то в качестве акселератора (ускорителя реакции восстановления металла) применяют повторно раствор активации или сильный восстановитель (чаще тот, который используют при химической металлизации). Для металлизации диэлектриков наиболее часто используют покрытия медью и никелем. [c.98] Медь обычно восстанавливается с помощью формальдегида в щелочной среде, никель — с помощью гипофосфита натрия как в кислой, так и в щелочной среде (см. работу 14). [c.98] В производстве печатных плат используют химико-гальваническую металлизацию по слою химически восстановленной меди осаждают медь электролитически из сульфатных, фтор-боратных, дифосфатных и некоторых других электролитов. Для других промышленных целей, когда нужно снизить массу конструкции, сэкономить металл, придать поверхности изделия заданные свойства, а также для производства товаров народного потребления применяют электрохимическую металлизацию диэлектриков, минуя стадию химического восстановления металлов. [c.98] Электрохимическая металлизация диэлектриков. Особенности первичной подготовки поверхности диэлектрика перед нанесением токопроводящего слоя (обезжиривание, травление), как и в случае химической металлизации, зависят от природы покрываемых изделий. Создание электропроводящего слоя перед электрохимической металлизацией осуществляют, как правило, без применения драгоценных металлов. Для этого на диэлектрик наносят окунанием или из пульверизатора органический растворитель или эпоксидную смолу, содержащие в качестве наполнителя высокодисперсные порошки металлов, т. е. [c.98] Наносят также токопроводящие слои халькогенидов — соединений серы и фосфора, обладающих полупроводниковыми свойствами. В последнее время получили применение токопроводящие слои (ТПС) на основе сульфидов металлов. [c.99] Способы получения ТПС можно разделить на две основные группы образование ТПС в результате реакции химического осаждения из раствора, содержащего ионы осаждаемого металла и сульфидирующий агент сорбционные способы, основанные на сорбции поверхностным слоем диэлектрика малорастворимых веществ, например гидрооксидов электроотрицательных металлов, и преобразовании их в сульфиды металлов на поверхности диэлектрика. [c.99] В данной работе предполагается для получения ТПС применять сорбционные методы. Сорбционным методом получают смесь сульфидов меди и цинка (вариант 2, опыт 1) или сульфид меди (вариант 2, опыт 2). [c.99] Цель работы 1. Ознакомление с процессом осаждения меди на АБС-пластмассу (акрилбутадиенстирольные композиции) путем химического восстановления металла с использованием раздельной (универсальной или классической ) активации и сенсибилизации, а также с помощью совмещенного активатора. Оценка влияния различных способов активирования диэлектрика на сцепление покрытия, полученного методом хими-ко-гальванической металлизации, с основой. [c.99] Формирование ТПС сульфидов металлов проводят в стаканах вместимостью 200 см Объем растворов 150 см Растворы для травления образцов хранят в фарфоровых стаканах под тягой. Травление производят только под тягой и остерегаются возможного попадания капелек раствора на кожу рук или лица. По окончании травления образцы промывают сначала в стакане с водой, а затем под струей воды. Составы растворов для подготовки поверхности диэлектриков и нанесения на них покрытий приведены соответственно в табл. 15.1 и 15.2. [c.102] Опыт 1. Нанести на поверхность АБС-пластмассы покрытия путем химического и электрохимического меднения (растворы 1, 2, см. табл. 15.2) при использовании раздельно сенсибилизации и активации (см. табл. 15.1, растворы 2 и 3, или 2 и 4, или 2 и 5 по указанию преподавателя). [c.102] Образцы, обезжиренные в растворах обычного состава (см. приложение II, табл. 1), подвергают травлению (раствор 1, табл. 15.1), а затем обработке в сенсибилизаторе и активаторе (каждая операция примерно 5 мин). После каждой операции образцы промывают холодной дистиллированной водой. Затем на них наносят покрытие по следующей схеме 1) химическое меднение 20—30 мин 2) промывка холодной водой 3) электроосаждение меди на толщину 15—20 мкм (время осаждения рассчитать, принимая выход по току равным 100 %) 4) промывка холодной, а затем горячей водой 5) сушка. Готовят параллельно 2—3 образца. [c.102] Опыт 2. Нанести химическое и электрохимическое пйкрытия на АБС-пластмассу, предварительно обрабатывая образцы в совмещенном активаторе (см. табл. 15.1, раствор 6), продолжительность обработки — 5 мин. [c.102] Остальные операции не изменяются и выполняются в той же последовательности, что и в опыте 1. Готовят параллельно 2—3 образца. [c.102] Опыт 3. Определить прочность сцепления медного покрытия с пластмассой. [c.102] Опыт 1. Нанести никелевое покрытие электрохимическим путем на АБС-пластмассу, предварительно сформировав на ней ТПС сульфидов цинка и меди. [c.103] Образцы АБС-пластмассы, обезжиренные в растворах обычного состава (см. приложение II, табл. 1), подвергают травлению (см. табл. 15.1, раствор 1), а затем обработке в совмещенном растворе (раствор 7) и после промывки в воде — обработке в растворе 8. Каждую операцию проводят в течение 5 мин при комнатной температуре. Обработку повторяют 2—3 раза (кратность обработки п). В результате этого образуется ТПС сульфидов цинка и меди. Никелирование проводят в растворе 4 (см. табл. 15.2). [c.103] Вернуться к основной статье