Физико-химические закономерности активирования поверхности диэлектрических материалов перед металлизацией

• Автор: Ильичева, Тамара Леонидовна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 168 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА . СТАДИИ И МЕТОДЫ ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ПЕРЕД ХИМИЧЕСКОЙ МЕТАЛЛИЗАЦИЕЙ ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Общая характеристика процесса химической металлизации.

1.2 Стадии и растворы, применяемые для химической подготовки поверхности диэлектрических материалов перед с активированием.

1.3 Общие сведения о методах и растворах активирования.

1.4 Беспалладиевая активация поверхности диэлектрических материалов .

1.4.1 Требования к активации.

1.4.2 Активация в коллоидных растворах.

1.4.3 Фото и термоактивация

ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССОВ ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ К МЕТАЛЛИЗАЦИИ

2.1 Методика изготовления микрошлифов

2.2 Методы анализа компонентов раствора совмещенного активирования
и их примесей
2.2.1 Уточнение способов приготовления и корректирования раствора
и квалификации реактивов.
2.2.2 Определение олова в растворе совмещенного активирования
2.2.3 Определение содержания палладия в растворе совмещенного активирования фотометрическим методом
2.2.4 Определение содержания меди в растворе совмещенного активирования фотометрическим методом
2.2.5 Определение примеси титана фотометрическим методом
2.2.6 Определение примеси железа фотометрическим методом
2.3 Методика приготовления активирующего раствора на основе одновалентной меди.
2.4 Методика анализа активирующего раствора
ГЛАВА 3. ПРОЦЕСС БЕСПАЛЛАДИЕВОЙ АКТИВАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ РАСТВОРАМИ МЕДИ I.
3.1 Особенности процесса активации.
3.2 Физикохимические закономерности процессов набухания и травления диэлектрика перед активацией.
3.2.1 Последовательность стадий подготовки поверхности диэлектрического материала перед металлизацией.
3.2.2 Кинетика набухания адгезивного слоя в органических растворителях
3.2.3 Особенности процесса травления адгезивного слоя
3.2.4 Влияние подготовки диэлектрика на структуру адгезивного слоя .
3.3 Обоснование выбора состава активирующего раствора
3.4 Влияние комплексообразования на растворимость хлорида меди I.
3.5 Технология нанесения и закрепления активатора на поверхности
диэлектрика.
3.5.1 Определение сравнительных характеристик поверхностноактивных веществ по их влиянию на эффективность активирующего раствора
3.5.2 Модификация активирующего раствора органическими растворителями
3.5.3 Выбор оптимального режима сушки активирующего раствора на поверхности диэлектрика.
3.6 Восстановление меди на поверхности диэлектрического материала
в растворе акселерации
3.7 Исследование стабильности активирующего раствора на основе
меди I и хлористоводородной кислоты.
Выводы к главе 3.
ГЛАВА 4. ФОТОСЕЛЕКТИВНАЯ АКТИВАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
4.1 Общая характеристика процесса фотоактивации поверхности
диэлектрических материалов
4.2 Механизм фотовосстановления меди
4.2.1 Электронная структура ацетата меди
4.2.2 Электронная структура антрахинона.
4.2.3 Квантовохимический механизм переноса электронной плотности с антрахинона на медь
4.3 Методика нанесения фоточувствительной композиции на поверхность
диэлектрика и ее фотоэкспонирование
4.4 Феноменологическое описание кинетики восстановления меди II
на поверхности диэлектрика.
Выводы к главе
ГЛАВА 5. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ АКТИВАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ СОВМЕЩЕННЫМИ РАСТВОРАМИ НА ОСНОВЕ ПАЛЛАДИЯ II И ОЛОВА II
5.1 Ионные равновесия в совмещенном активирующем растворе.
5.1.1 Схема расчета ионных равновесий в растворах активирования
5.1.2 Состояние меди I в совмещенных растворах активирования
5.1.3 Расчет долевых концентраций ионных форм меди II.
5.1.4 Распределение олова II по ионным формам в совмещенных растворах активирования
5.1.5 Расчет ионного состава палладия II
5.2 Термодинамический анализ окислительновосстановительных процессов, протекающих в совмещенном растворе активирования на основе палладия II и олова II.
5.3 Влияние процессов комплексообразования на окислительновосстановительные процессы в активирующем растворе.
5.4 Динамика изменения концентрации палладия II и олова II в процессе активации диэлектриков.
5.4.1 Влияние растворимых форм меди на изменение концентрации олова II в совмещенном растворе активирования
5.4.2 Динамика изменения концентрации палладия II, олова II и меди I в зависимости от площади поверхности активируемого диэлектрика
5.4.3 Расчет расхода палладия II в процессе активирования поверхности диэлектрика и определение его минимально возможной концентрации.
Выводы к главе 5.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Металлизация пластмасс и других диэлектрических материалов с использованием химических способов осаждения металла стала важным технологическим процессом в производстве радиоэлектронных приборов и декоративной отделки пластмасс. Металлизированные пластмассы, поверхность которых полностью или частично покрыта металлом, сочетая полезные особенности пластмасс и металла, обладают уникальными свойствами и находят широкое применение во многих областях 6. Наиболее доступным и удобным способом металлизации диэлектрических материалов является химическая металлизация в растворах. В принципе, путем химической металлизации можно нанести покрытие на любые пластмассы и другие диэлектрики. АБСпластики. Они удобны для переработки, прочны, а их поверхность легко поддается травлению, что позволяет получать прочное сцепление металлического покрытия с основой. Из других пластмасс следует отметить полипропилен, поликарбонат, полисульфон, полифениленоксид, полиацеталь, найлон, ударопрочные полистиролы. Для специальных целей в том числе изготовление печатных плат металлизируют полиэтилен, фенолформальдегидные и эпоксидные стеклопластики, полиэфирные пластики, полиамиды, фторопласт 7. Поверхность пластмассовых деталей после их изготовления редко бывает пригодной для химической металлизации, и ее приходится модифицировать путем изменения морфологической структуры и химической природы. Одной из основных операций при изготовлении ПП или металлизации пластмасс на нефольгированных материалах является операция химической подготовки адгезионной поверхности диэлектриков, обеспечивающая прочность сцепления химикогальванического покрытия с основанием. Химическая подготовка поверхности состоит из операций обезжиривания, набухания и травления адгезионного слоя. Для обезжиривания диэлектрических материалов применяют органические растворители или щелочные растворы поверхностноактивных веществ ПАВ. При этом подбирают такие растворители, которые не растворяют диэлектрики и не вызывают слишком сильного их набухания или растрескивания. Обычно используют фреоны, ацетон, метиловый и этиловый спирты, трихлорэтилен, петролейный эфир, бензин или керосин. При обезжиривании диэлектриков щелочными растворами ПАВ можно использовать те же средства, которые применяют для очистки металлов, керамики, текстильных материалов, или моющие средства, выпускаемые для бытовых нужд. Рекомендуется также раствор, содержащий по гл тринатрийфосфата и карбоната натрия и 2 3 алкамоната ОС2, ОП7 или порошка Прогресс 8,9,. Это улучшает травимость поверхности и позволяет значительно увеличить адгезию. Одним из удобных способов модификации поверхности является механическое шерохование галтовка в барабанах, обдувка струей воздуха, воды или пара с абразивом. Однако механическое шерохование мало увеличивает адгезию. Для достижения лучших результатов его необходимо сочетать с химической модификацией. Изменение свойств поверхности можно легко осуществить диффузионным насыщением ее гидрофильными или легкоокисляемыми веществами. Удобными в технологическом отношении являются способы химической модификации поверхности, основанные на облучении радиоактивными или ультрафиолетовыми лучами . Одним из методов, позволяющих увеличить адгезию, состоит в том, что на поверхность диэлектриков наносят специальные, так называемые адгезионные, слои из веществ, хорошо склеивающихся с диэлектрикОхМ и обеспечивающих прочное сцепление со слоем химически осаждаемого хметалла. Для образования таких слоев предложено довольно много составов, которые наносят обычно на плоские поверхности или изделия несложной формы окунанием или распылением. В эти составы вводят различные наполнители или катализаторы, исключающие необходимость активации перед химической металлизацией, или электропроводящие материалы, что позволяет сразу же наносить гальванические покрытия. При изготовлении теплопроводных ПП для создания адгезионного электроизоляционного слоя применяется каталитическая эмаль ЭП, которая обеспечивает химическое осаждение меди без дополнительных операций сенсибилизации и активации .