Кирсанова О.В., к.т.н. Фроленков К. Ю.

Федеральное бюджетное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Государственный университет – учебно-научно-производственный комплекс» (ФГБОУ ВПО «Госуниверситет-УНПК»), г. Орел, Россия

Оптимизация состава травителя оловянно-свинцового металлорезиста

Одним из видов защитного покрытия проводящего рисунка на печатных платах является гальванический сплав олово-свинец (ПОС-61), операция удаления которого проводится для освобождения от сплава области разъемов плат для последующего осаждения контактных покрытий или для удаления Sn-Pb со всей платы под нанесения паяльной маски. Стравливание Sn-Pb проводят химическим растворением.

В качестве растворов для удаления сплава олово-свинец с медных проводников и разъемов печатных плат в настоящее время широкое применение нашли растворы на основе азотной кислоты [1, 2]. Указанные растворы позволяют удалять оловянно-свинцовые покрытия с относительно большой скоростью, однако могут вызывать растравливание меди в отверстиях печатной платы, а также образование пленки шлама, снижающей скорость удаления оловянно-свинцового покрытия.

В качестве травителя гальванического олова-свинца при производстве печатных плат широкое применение нашел раствор фирмы JKM на основе азотной кислоты и нитрата железа (III).

Целью работы явились разработка и исследование свойств травителя на основе азотной кислоты, предназначенного для удаления гальванического олова-свинца с поверхности медных проводников печатных плат, с не меньшей селективностью травления олова-свинца относительно меди, чем раствор фирмы JKM.

Решение поставленной задачи достигаем путем использования эффективного ингибитора травления меди – бензотриазола [3]. Он обеспечивает хорошее смачивание травильным раствором поверхности меди, что позволяет получить полублестящую или блестящую поверхность медной основы, пригодную для последующего осаждения нового покрытия без предварительной механической обработки.

Определение массовых концентраций ионов меди и свинца в растворах после травления осуществляли методом инверсионной вольтамперометрии на анализаторе «Экотест-ВА» с использованием углеродного макроэлектрода [4]. Полученные результаты пересчитывали на 1 м² обработанной травителем поверхности. Высокая селективность травления гальванического олова-свинца относительно меди разработанным составом подтверждена результатами визуального определения скорости травления металлорезиста и меди этим травителем. Установлено, что скорость травления олова-свинца составляет 3,0 – 3,5 мкм/мин., а меди 0,2 – 0,4 мкм/мин. Таким образом, скорость травления меди в предлагаемом растворе примерно в 10 раз меньше скорости травления металлорезиста, что иллюстрируется данными, приведенными на рисунке (Рис.1).

Рис. 1. Зависимость массы стравленного оловянно-свинцового металлорезиста (1) и меди (2) от времени в разработанном растворе.

Сравнивая Рис. 1 и Рис. 2, заключаем, что разработанный раствор травит гальванический олово-свинец с поверхности медных проводников печатных плат, с не меньшей селективностью травления олова-свинца относительно меди, чем раствор фирмы JKM.

Рис. 2. Зависимость массы стравленного оловянно-свинцового металлорезиста (1) и меди (2) от времени в растворе фирмы JKM.

Вывод: разработан и исследован относительно дешевый селективный травитель на основе азотной кислоты и нитрата железа с добавлением бензотриазола, эффективно удаляющий гальванический олово-свинец с медных проводников печатных плат перед нанесением паяльной маски по меди. Разработанный травитель, ввиду простоты его приготовления возможно самостоятельно получать непосредственно на предприятии перед травлением оловянно-свинцового металлорезиста.

Литература:

1. Патент РФ №2257424, МПК C 23 F 1/30, 2005.

2. Медведев А.М. Технология производства печатных плат. – М.: Техносфера, 2005. – 360 с.

3. Патент РФ №2470093, МПК C 23 F 1/30, 2011.

4. Сборник методик выполнения измерений массовой концентрации ионов меди, свинца, кадмия, цинка, висмута, марганца, никеля и кобальта, массовой концентрации формальдегида, ацетальдегида, метанола и диэтиленгликоля, методом вольтамперометрии на вольтамперометрическом анализаторе «Экотест-ВА». – М.: НПП ООО «Эконикс-Эксперт», 2004. – 61 с.