Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНтР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОИ СОБСТВЕННОСТИ(54) РАСТВОР для ХИМИЧЕСКОГО МЕДНЕНИЯ(71) Заявитель Белорусский национальный технический университет (ВУ)(72) Авторы Якубовская Светлана Владимировна Кульбицкая Людмила Викторовна Зайцев Валентин Алексеевич Марцинкевич Эдуард Адамович Корбит Александр Анатольевич Старовойтов Александр Семенович (ВУ)(73) Патентообладатель Белорусский национальный технический университет (ВУ)1. Раствор для химического меднения, содержащий сернокислую медь, натриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, формальдегид, гидроксид натрия, хлоридсодержащее соединение и поверхностно-активное вещество, отличающийся тем, что в качестве хлоридсодержащего соединения содержит хлористый кобальт, в качестве поверхностно-активного вещества - смесь неионогенного и катионактивного поверхностно-активных веществ и дополнительно содержит углекислый аммоний при следующем соотнощении компонентов, г/лсернокислая медь 30-40 натриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты 45-75 формальдегид 12,4-18,6 гидроксид натрия 49-56 хлористый кобальт 2-4 неионогенное поверхностно-активное вещество 0,08-0,12 катионактивное поверхностно-активное вещество 0,005-0,007 углекислый аммоний 12-17.2. Раствор ПО П. 1, ОТЛИЧЗЮЩИЙСЯ ТСМ, ЧТО В КЗЧВСТВС НСИОНОГСННОГО ПОВЕРХНОСТНОактивного ВСЩВСТВЗ СОДСрЖИТ СОСДИНВНИС, выбранное ИЗ ГРУППЫ оксиэтилированнь 1 х алКИЛфСНОЛОВ, а В КЗЧССТВС катионактивного ПОВРХНОСТНО-ЗКТИВНОГО ВСЩВСТВЗ - СОЕДИНЕНИЕ, выбранное ИЗ класса ЧСТВСрТИЧНЫХ аммониевь 1 х СОЛЕЙ.Изобретение относится К химической металлизации неметаллических материалов, в том числе дисперсных, например алмазных порошков, графитов, карбидов, сульфидов,оксидов, нитридов и др., и может быть использовано в гальванотехнике, порошковой металлургии, электротехнической и машиностроительной промышленности при изготовлении изделий с металлическими покрытиями, алмазного инструмента и т.п.Как известно, основными требованиями к растворам химического меднения являются обеспечение высокой скорости процесса при достаточной стабильности раствора. Качество медного покрытия также во многом определяется составом раствора химического меднения. Основными критериями оценки покрытий являются химический состав, а также прочность сцепления его с основой, косвенной оценкой которой может являться доля покрытой медью поверхности и равномерность нанесения их на покрываемую поверхность.В связи с этим существует необходимость разработки составов раствора химического меднения, отвечаюшего перечисленным требованиям.Известен раствор для химического меднения неметаллических материалов 1, содержаший (г/л) сернокислую медь - 40 натриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты - 100 углекислый натрий - 11 гидроксид натрия - 50 сернокислый никель - 4 40 ный раствор формальдегида - 20 мл/л и роданин - 0,004.Раствор стабилен в течение 3-4 часов, скорость процесса составляет - 5-6 мкм/ч. Покрытия хорошо сцеплены с основой и характеризуются однородностью химического состава. Доля покрытой поверхности составляет 100 . Однако микроскопические исследования показали, что покрытие недостаточно равномерно распределено на покрываемой поверхности. Достигнуть некоторого увеличения скорости процесса при данных условиях меднения можно только повысив рН раствора химического меднения (в этом растворе он не превышает 12,5). Однако при указанном качественном и количественном подборе компонентов повышение рН влечет за собой снижение стабильности раствора (15-30 мин) и,кроме того, при более высоких рН значительно ослабевает положительное влияние на адгезию покрытия с основой вводимых для этой цели катионов никеля, в то время как замедляюшее действие этих катионов реакции осаждения меди возрастает. В связи с этим скорость процесса повышается незначительно (6-7 мкм/ч), а медное покрытие получается плохо сцепленным с подложкой. Доля покрытой поверхности при этом составляет 8085 .Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является раствор 2, качественный состав которого представляет собой сернокислая медь, натриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, гидроксид натрия, хлоридсодержашее соединение, формальдегид и неионогенное поверхностно-активное вешествоРаствор стабилен в течение 5-7 часов. Покрытия характеризуются однородностью химического состава.В данном растворе роль смачиваюшего агента, а также стабилизируюшей и способствуюшей обеспечению равномерности образуюшегося покрытия добавки играет неионогенное ПАВ. Однако компоненты раствора обеспечивают недостаточно высокую адгезию осаждаемой меди к покрываемой поверхности, что сказывается на качестве покрытия. По данным микроскопических исследований доля покрытой медью поверхности с использованием этого раствора химического меднения составляет 75-80 .В качестве ускоряюшей добавки используются соединения, содержашие СГ ионы (как правило, соли шелочных или Щелочноземельных металлов.). Но скорость осаждения меди с таким составом компонентов не превышает 6-7 мкм/ч. Повышение рН раствора не дает желаемого результата, так как при этом значительно снижается стабильность раствора.Задачей, решаемой изобретением, является увеличение стабильности раствора и скорости осаждения меди, а также повышение равномерности получаемого покрытия и прочности сцепления его с основой.Задача решается следующим образом1. Раствор для химического меднения, содержащий сернокислую медь, натриевую соль этилендиаминтетрауксусной Кислоты, формальдегид, гидроксид натрия, хлоридсодержащее соединение и поверхностно-активное вещество, в качестве хлоридсодержащего соединения содержит хлористый кобальт, в качестве поверхностно-активного вещества смесь неионогенного и катионактивного поверхностно-активных веществ и дополнительно содержит углекислый аммониий при следующем соотношении компонентов, г/лсернокислая медь 30-40 натриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты 45-75 формальдегид 12,4-18,6 гидроксид натрия 49-56 хлористый кобальт 2-4 неионогенное поверхностно-активное вещество 0,08-0,12 катионактивное поверхностно-активное вещество 0,005-0,007 углекислый аммоний 12-17.2. Раствор в качестве неионогенного поверхностно-активного вещества содержит соединение, выбранное из группы оксиэтилированных алкилфенолов, а в качестве катионактивного поверхностно-активного вещества - соединение, выбранное из класса четвертичных аммониевых солей.Предложенный раствор содержит комбинацию стабилизирующих добавок различной природы, включающую углекислый аммоний, неионогенное (оксиэтилированный алкилфенол) и катионактивное (четвертичная аммониевая соль) ПАВ, одновременное введение которых в указанных количествах оказывает супераддитивное действие на стабильность раствора. Индукционный период восстановления ионов С 112 в растворе при этом возрастает до 20-24 ч. Соотношение взаимодействующих компонентов выбрано так, чтобы в растворе меднения образовывался комплекс меди (П), взаимодействующий с восстановителем с образованием только металлической меди. Введение в состав раствора хлористого кобальта способствует одновременному повыщению скорости восстановления меди за счет ускоряющего действия хлорид-аниона (10-15 мкм/ч), а также прочности сцепления покрытия с основой за счет положительного влияния катионов кобальта, что позволяет получать на 97-100 покрытую медью поверхность, например алмазных порощков. Повь 1 щение равномерности распределения и чистоты осаждаемого медного покрытия обеспечивается также присутствием в составе раствора оксиэтилированного алкилфенола. Ускоряющее влияние на процесс осаждения меди оказывает также содержание карбонатанионов в количествах, заданных в рецептуре.При приготовлении раствора компоненты растворяют при перемещивании в дистиллированной воде в следующем порядке натриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, хлористый кобальт, гидроксид натрия до достижения рН-13, сернокислая медь,углекислый аммоний, катионактивное и неионогенное ПАВ и 37 -ный раствор формальдегида, после чего раствор доводят гидроксидом натрия до необходимого значения рН. Объем раствора берется из расчета необходимого весового содержания меди на изделии. Перед металлизацией раствор предварительно разогревают до температуры 40-50 С и процесс меднения проводят при указанном интервале температур до полного осветления раствора.25 г алмазного порощка фракции 40/28 мкм, предварительно обезжиренного в течение 5 мин в 15 -ном горячем растворе МаОН, после промывки горячей водой сенсибилизированного в течение 2 мин в 20 -ном солянокислом растворе хлористого олова, после последующей промывки горячей водой активированного в течение 5 мин в солянокислом растворе хлористого палладия концентрации 0,8-0,1 г/л, помещают в 1 л раствора следующего состава, г/лсернокислая медь 30 натриевая соль этилендиаминтетрауксусной КИСЛОТЫ 45-50 формальдегид 12,4-14,5 гидроксид натрия 49,0-51,5 хлористый кобальт 2,0-2,8 оксиэтилированный алкилфенол 0,08-0,10 четвертичная аммониевая соль 0,005-0,006 углекислый аммоний 12-15.Указанные количества гидроксида натрия обеспечивают в растворе начальное значение рН, находящееся в интервале 13,3-13,5.Процесс химмеднения характеризуется достаточно высокой скоростью осаждения покрытия (10-12 мкм/ч). Индукционный период восстановления С 112 в растворе при этом составляет -24 ч. Покрытие имеет розовый медный цвет. Микроскопические исследования показали, что доля покрытой медью поверхности алмазных зерен составляет 98100 , медь равномерно распределена на поверхности частиц, зерна имеют правильную округлую форму одинакового размера. Согласно данным рентгенофазового анализа, покрытие на 95-100 представляет собой металлическую медь. Осажденной в объеме меди незначительные количества.25 г алмазного порощка фракции 10/7 мкм, активированного по примеру 1, помещают в 1 л раствора следующего состава, г/лсернокислая медь 35 натриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты 60-65 формальдегид 14,5-16,5 гидроксид натрия 51-54 хлористый кобальт 3,5-3,8 оксиэтилированный алкилфенол 0,10-0,12 четвертичная аммониевая соль 0,005-0,006 углекислый аммоний 15-17.Указанные количества гидроксида натрия обеспечивают в растворе начальное значение рН, находящееся в интервале 13,5-13,8.Скорость процесса химмеднения составляет 13-15 мкм/ч. Индукционный период восстановления Си 2 в растворе при этом находится в пределах -20-24 ч. Покрытие имеет розовый медный цвет. Согласно микроскопическим исследованиям, доля покрытой медью поверхности алмазных зерен составляет 98-100 , медь равномерно распределена на поверхности частиц, зерна имеют правильную округлую форму одинакового размера. Рентгенофазовь 1 й анализ показал, что покрытие практически на 100 представляет собой металлическую медь. Осажденной в объеме меди наблюдаются незначительные количества.25 г алмазного порощка фракции 10/7 мкм, активированного по примеру 1, помещают в 1 л раствора следующего состава, г/лсернокислая медь 40 натриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты 70-75 формальдегид 16,5-18,6 гидроксид натрия 52,5-56,0 хлористый кобальт 3,5-4,0 оксиэтилированный алкилфенол 0,10-0,12 четвертичная аммониевая соль 0,006-0,007 углекислый аммоний 15-17.Указанные количества гидроксида натрия обеспечивают в растворе начальное значение рН, находящееся в интервале 13,5-13,8.

МПК / Метки

МПК: C23C 18/40

Метки: раствор, химического, меднения

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/5-6856-rastvor-dlya-himicheskogo-medneniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Раствор для химического меднения</a>

Похожие патенты