ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электрохимическая металлизация из "Физико-химические основы производства радиоэлектронной аппаратуры" Пространственное разделение процессов восстановления и окисления. Закон Фарадея. [c.98] Внешний источник тока, подключенный к электродам, опущенным в раствор, вызывает нарушение равновесия, начинаются окислительные и восстановительные процессы у соответствующих электродов, стремящиеся вернуть систему к равновесию. [c.99] Как известно, растворы электролитов являются проводниками второго рода. Электрический ток в них переносится ионами, образуемыми в результате диссоциации раствора электролита. На границе с проводниками первого рода (металлами), где носителями являются электроны, характер проводимости меняется. Здесь протекает электрохимическая реакция с участием ионов и электронов, которая заключается в разряде заряженной частицы или ионизации незаряженной частицы (электродный процесс). [c.99] Увеличение температуры электролита в ванне приводит к уменьшению вязкости приэлектродной среды и увеличению подвижности ионов. Например, увеличение температуры на один градус приводит к возрастанию эквивалентной электропроводности на 2%. [c.99] Оба вида поляризации могут быть существенно ослаблены перемешиванием приэлектродного слоя путем продувания.очищенного сл атого воздуха (барботирование) и при качании катодной штанги. В последнем случае особенно улучшаются условия осаждения металла внутри мелких отверстий печатных плат, так как устраняется неоднородность, вызванная ограниченной рассеивающей способностью электролита. При качании катодной штанги с амплитудой 100 мм и с периодом 5 с осуществляется прокачивание электролита сквозь отверстия, что обеспечивает равномерность отложения (разнотолщинность пленки не превышает 20%). Кроме того, происходит интенсивное перемешивание, что устраняет застойные явления у электродов, смывает газовые пузырьки и непрочно осевшие рыхлые образования в дефектных местах. Последнее является важным условием получения мелкокристаллических и плотных пленок (наряду с выбором соответствующего состава ванны, плотности тока, температуры, учетом влияния кристаллической решетки подложки, ограничением осаждения органических примесей и т. д.). [c.101] Питание ванны не постоянным, а переменным апериодическим током снимает поляризационные явления и устраняет дендритные и комковые образования на катоде благодаря включению его на противоположную полярность (во время положительной полуволны). Исследования показали, что оптимальной является такая форма апериодического тока, при которой на катоде площадь отрицательной полуволны на эпюре мгновенное значение тока — время превышает площадь положительной в шесть раз [56]. [c.101] Вместо апериодического переменного тока применяют питание постоянным током с реверсированием — периодической сменой полярности на электродах. Однако предпочтение отдают питанию переменным апериодическим током, как более просто и надежно осуществляемому, или импульсному питанию [57]. [c.101] Кислотность 2,5%-го водного раствора pH 8 1. [c.102] Анодная плотность тока должна быть значительно (на порядок величины) меньше катодной к, чтобы ослабить вредное влияние скопления газовых пузырьков, застойных явлений и особенно для улучшения рассеивающей способности вапны. Значительное превышение площади анода над площадью проекции на него катода снижает неравномерность на краях, возникающую при искажении электрических силовых линий. [c.102] Фильтрацию осуществляют путем непрерывного перекачивания раствора сквозь фильтры, содержащие, например, активный гранулированный уголь, что позволяет удалять частицы всех размеров вплоть до 5 мкм. Перекачивание происходит одновременно с электролизом. [c.102] При приготовлении нового электролита свежеприготовленный раствор должен быть проработан под током (1 А/дм ) в течение иескольких часов и отфильтрован. Осаждение при проработке идет на вспомогательный катод. В результате взвешенные в объеме примеси перемещаются к электродам, удаляется поверхностный слой металла анода, загрязненный примесями при прокатке и хранении металла. Такую проработку необходимо проводить не только для нового электролита, но и постоянно, совмещая с рабочим процессом осаждения. В этом случае применяют вспомогательный сетчатый катод с большой поверхностью, изолированный от основного катода и питаемый импульсами от отдельного источника [58]. [c.103] Шламоулавливатели представляют собой чехлы из фильтрующей ткани, надеваемые на аноды. Они задерживают образующийся шлам (частицы примесей), пропуская ионосодержащий раствор. Чехлы подлежат периодической замене. [c.103] Стабилизацию режима осаждения осуществляют по трем параметрам состав и pH ванны, токовый режим, температурный режим. [c.103] Пополнение электролита металлическими ионами может производиться как в результате растворения анода, сделанного из осаждаемого металла, так и путем добавления металлсодержащей соли. В последнем случае применяют нерастворимые аноды из свинца или кислотоупорной стали. Электролит быстро истощается и необходимо все время корректировать состав добавлением соответствующей соли. Важной характеристикой является стабильность электролита, которая тем выше, чем дольше может быть использован раствор без введения в него добавок или замены. Однако высокой стабильностью обладает ограниченное число электролитов. [c.103] Электропроводность электролита должна быть достаточной для интенсивного протекания процесса, поэтому вводят специальные корректирующие добавки, поддерживающие электропроводность и кислотность электролита на заданном уровне. [c.103] Современное технологическое оборудование должно быть оснащено системой автоматической корректировки состава ванны и pH раствора. Корректировка производится введением дискретных доз водного раствора добавляемого вещества. Частота введения доз определяется электрическими сигналами от датчиков, помещенных в ванну. Например, для осаждения сплава олово — свинец ОС-61 состав ванны должен поддерживаться в следующих пределах Sn 15—20 г/л, РЬ 9,5—13 г/л, HBF4 350—400 г/л [59]. Регулировку pH обычно производят добавлением NH4OH. [c.103] При гальваническом усилении тонкой металлической пленки, химически осажденной на диэлектрике, величину предусмотренную режимом, устанавливают не сразу, а постепенно, начиная с 0,5 А/дм . Это необходимо, чтобы избежать токовой перегрузки (перегрева) начальной тонкой пленки. [c.104] Вернуться к основной статье