Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, Москва, Россия

М. С. Солопчук, аспирант, эл. почта: mariya.solopchuk.96@mail.ru
Н. С. Григорян, доцент, профессор кафедры инновационных материалов и защиты от коррозии, канд. хим. наук
Т. А. Ваграмян, заведующий кафедрой инновационных материалов и защиты от коррозии, профессор, докт. техн. наук
П. О. Шмелькова, магистр кафедры инновационных материалов и защиты от коррозии

Процесс химического меднения широко используется для реализации технологии непрямой металлизации диэлектрика в производстве печатных плат (ПП) для осаждения первого металлического слоя — химического медного покрытия толщиной 0,3–1,0 мкм в отверстиях заготовок. От свойств химического медного покрытия зависит качество последующих металлических слоев — гальванической затяжки (5–6 мкм) и основного гальванического слоя (25–30 мкм). Публикация посвящена разработке импортозамещающих растворов химического меднения — трилонатного и тартратного, которые применяются на современных производствах для металлизации. Исследовано влияние концентрации компонентов растворов на скорость осаждения покрытий, стабильность и сплошность покрытий в отверстиях. Сплошность покрытий оценивали методом «звездное небо» («backlight test»), применяемым отечественными и зарубежными разработчиками и производственниками. Установлено, что скорость осаждения покрытий из тартратных растворов несущественно зависит от концентрации лиганда, в отличие от покрытий, осажденных из трилонатных растворов, скорость которых возрастает с увеличением концентрации лиганда, что связано с буферными свойствами этилендиаминтетрауксусной кислоты (далее — ЭДТА). Выявлено, что в присутствии небольшого количества сульфата никеля в тартратном растворе, в отличие от трилонатного, никель соосаждается с медью в количестве 1–2 %, изменяя структуру покрытия. Разработан тартратный раствор химического меднения отверстий ПП, содержащий, г/л: 8,5CuSO₄·5H₂O; 2,0NiSO₄·7H₂O; 16,5–65,8KNaC₄H₄O₆·4H₂O; 6–9NaOH своб.; формалин 37 % 5–13 мл/л, 0,5 мг/л диэтилдитиокарбамата натрия (ДЭДТКNa), позволяющий за 15 мин при температуре 35 oC осадить качественные химические медные покрытия. Разработан трилонатный раствор химического меднения отверстий ПП, содержащий, г/л: 8,0 CuSO₄·5H2O; 32–64 Трилон Б; 6–9 NaOH своб.; формалин 37 % 7–13 мл/л, 0,5 мг/л ДЭДТКNa, позволяющий за 20 мин при температуре 25 ^oC осадить качественные химические медные покрытия.

Работа выполнена при финансовой поддержке РХТУ им. Д. И. Менделеева. Номер проекта ВИГ-2022-015.
Исследования проведены с использованием оборудования Центра коллективного пользования им. Д. И. Менделеева в рамках проекта № 075-15-2021-688.

1. Брусницына Л. А., Степановских Е. И. Технология изготовления печатных плат. — Екатеринбург : Издательство Уральского университета, 2015. — 200 с.
2. Федулова А. А., Котов Е. П., Явич Э. Р. Многослойные печатные платы. — М. : Советское радио. — 2-е изд., перераб. и доп., 1977. — 248 с.
3. Оценка экологических рисков использования хелатов ЭДТА в сельском хозяйстве. — URL: https://agrodoctor.livejournal.com/113459.html (дата обращения: 22.03.2023).
4. ГОСТ 23770–79. Платы печатные. Типовые технологические процессы химической и гальванической металлизации. — Введ. 01.07.1981.
5. Очиститель PAC 715 : технологическая инструкция // J-Kem International. 2017. С. 4.
6. Микротравитель PME720 : технологическая инструкция // J-Kem International. 2017. С. 5.
7. Предактиватор PPD 730 : технологическая инструкция // J-Kem International. 2017. С. 7.
8. Активатор POA 735 : технологическая инструкция // J-Kem International. 2017. С. 8.
9. Ускоритель PAR 745-Plus: технологическая инструкция // J-Kem International. 2017. С. 9.
10. Farid Hanna, Abdel Hamid, Abdel Aal. Controlling factors affec ting the stability and rate of electroless copper plating // Materials Letters. 2003. Vol. 58. P. 104–109. DOI: 10.1016/S0167-577X(03)00424-5
11. Pat. US 2014/0242264A1. United States of America. Electroless copper plating solution ; заявл. 01.10.2012 ; опубл. 28.08.2014.
12. Electroless copper plating method. Printoganth PV (V) : технологическая инструкция // Atotech Deutschland GmbH. 2013. 27 р.
13. Swatilekha G. Electroless copper deposition: a critical review // Thin Solid Films. 2019. Vol. 669. P. 641–658. DOI: 10.1016/j.tsf.2018.11.016
14. Sharma A., Cheon C.-S., Jung J. P. Recent progress in electroless plating of copper // Journal of the Microelectronics and Packaging Society. 2016. Vol. 23, No. 4. P. 1–4. DOI: 10.6117/kmeps.2016.23.4.001
15. Absara F. S., Venkatesh P., BalaRamesh P. Studies on plating bath requirements in electroless copper deposition // The International Journal of Analytical and Experimental Modal Analysis. 2020. Vol. 12, No. 6. P. 137–148.
16. Jothilakshmia S., Manikanda K. T., Kamarana T., Rekha S. Studies of role of additives on electroless copper methane sulphonate an eco-friendly green bath // Journal of the Indian Chemical Society. 2020. Vol. 97, No. 9b. P. 1514–1522.
17. Jianhong L., Mingyong W., Xiaomei D., Jianhei Y. et al. Evaluation of K3Fe(CN)6 on deposition behavior and structure of electroless copper plating // Electrochemistry. 2019. Vol. 87, No. 4. P. 214–219. DOI: 10.5796/electrochemistry.19-00010
18. Electroless copper PEC 670 : технологическая инструкция // J-Kem International. 2017. Р. 10.
19. Electroless copper plating vertical technology. Noviganth HC: технологическая инструкция // Atotech Deutschland GmbH. 2007. 14 р.
20. Солопчук М. С., Григорян Н. С., Аснис Н. А., Ваграмян Т. А. и др. Стабилизаторы растворов химического меднения // Известия вузов. Серия: «Химия и химическая технология». 2023. Т. 66, № 3. С. 100–107. DOI: 10.6060/ivkkt.20236603.6708

21. Martell A. E., Smith R. M. Critical stability constants. — New York : Plenum Publishing Corporation. Vol. 5. 1982. — 495 p.
22. Шалкаускас М., Вашкялис А. Химическая металлизация пластмасс. — Ленинград : «Химия». — 3-е изд., перераб., 1985. — 144 с.
23. Брусницына Л. А., Степановских Е. И., Алексеева Т. А. Влияние солей никеля на свойства раствора химического меднения и качество осаждаемых покрытий // Бутлеровские сообщения. 2021. Т. 67, № 7. С. 39–46.