Для приготовления раствора 2 расчетное количество размельченного хлористого палладия растворяют в заданном количестве аммиака при температуре от 50 до 60 °С В охлажденный до температуры 18-30 °С раствор вводят при перемешивании нужное количество трилона Б, доливают дистиллированную воду до уровня и Отфильтровывают. Хранить его надо в плотно закрытой таре. Необходимо анализировать раствор на содержание хлористого палладия не реже одного раза в неделю Корректирование раствора требуется производить концентрированным раствором активатора на основании химического анализа Растворы для активирования на основе хлористого палладия пригодны во всех случаях металлизации.
В настоящее время начинает применяться способ так называемого прямого активирования в растворах, содержащих одновременно соли двухвалентного олова и палладия."Растворы для прямого активирования называют также совмещенными растворами Применение совмещенного раствора для прямого активирования технологически более перспективно, так как исключает необходимость довольно сложного корректирования двух взаимосвязанных растворов сенсибилизации и активирования и сокращает количество ванн на линиях металлизации Совмещенный раствор активирования имеет следующий состав (г/л).
Хлористый палладий ...... 0,8-],0
Хлористое олово........ 40-45
Калий хлористый........ 140-150
Соляная кислота (плотность 1.19), мл/л 160-200
Совмещенный раствор является, по мнению многих исследователей, смесью комплексной соли палладия и его коллоидных частиц с преимущественным количеством комплексной соли.
Механизм процесса активирования в совмещенном растворе достаточно сложен и может быть представлен следующими этапами:
1) заполнение катализатором микровпадин и адсорбция его на поверхности.
2) в результате взаимодействия с водой происходит гидролиз комплексной соли с образованием труднорастворимого Sn(OH)Cl, который захватывает частицы хлористого палладия Следовательно, на поверхности пластмассы создаются желеобразные частицы из смеси Sn(OH)CI и PdCb.
3) обработка в растворе «ускорителя», содержащего 120 г/л бифторида аммония и имеющего кислую среду. В кислой среде Sn(OH)Cl растворяется, в результате чего образуются свободные ионы Sn сразу же вступающие в реакцию с имеющимися на поверхности ионами Pd+ по реакции
Sn++Pd+ Sn+ + iPd. Следовательно, в поверхностном слое будут существовать мелкие частицы металлического палладия, окруженные более крупными частицами гидроокнсных соединений четырехвалентного олова.
4) промывка в воде, что помогает удалить частицы гидроокиси четырехвалентного олова, а на поверхности остаются в коллоидном виде адсорбированные частицы металлического палладия.
Очень важное значение в процессах прямого активирования имеют промывочные операции, так как при малой по времени про-
мывке не произойдет гидролиза каталитического комплекса (первая промывка) и не будет удален слой гидроокиси четырехвалентного олова, обволакивающий частицы металлического палладия (вторая промывка). Увеличение времени промывки может привести к удалению реагирующих компонентов и тогда не будет успешного активирования
Следовательно при использовании совмещенного раствора необходимо предусмотрев следующие операции: погружение в совмещенный раствор на 0,5-1 мин, промывку в воде (2 мин), погружение в раствор ускорителя на 1 мин; промывку в воде (2 мин).
Для приготоаления совмещенного раствора рассчитанное количество хлористого палладия растворяют в слабо нагретой соляной кислоте. Соляную кисчоту берут из расчета 6 мл кислоты на 1 г хлористого палладия. Раствор после охлаждения необходимо разбавить дистиллированной водой (20 мл воды на 1 г хлористого палладия). Хлористое олово растворяют в подогретой соляной кислоте при соотношении 2 г хлористого олова на 1 мл соляной кислоты. После охлаждения раствор разбавляют удвоенным количеством дистиллированной воды. Раствор хлористого олова довольно мед-тенно вливают в раствор хлористого палладия и выдерживают в течение 10-15 мин при температуре 90-100°С В полученный раствор вливают хлористый калии и соляную кислоту растворенные в воде При уменьшении содержания хлористого палладия до 0.2-0,3 г/л раствор корректируют введением концентрированного раствора хлористого палладия в соляной кислоте. При уменьшении содержания хлористого олова до 10-12 г/л раствор корректируют введением кристаллического хлористого олова, после чего раствор прогревают в течение 10-12 мин при температуре 60-70 °С. При образовании осадка или уменьшении активирующего эффекта раствор необходимо корректировать по всем компонентам и прогревать в течение 10- 20 мин при температуре 60-70 °С без последующей фкльтрации.
На пластмассы, которые нельзя непосредственно металлизировать, наносят адгезионные слои. Последние представляют собой лаковые пленки с наполнителем или без него, обладающие высокой адгезией как к металлу, так и неметаллу В качестве адгезионных слоев без наполнителя используют термореактивные смолы (типа поли-амидноэпоксидных. фенол формальдегид ных. мочевиноформ альдегидных, алкидных, полиамидов, полиэтанов и полиэфиров) Их используют при металлизации изделий из фенольной пластмассы, сополимеров, винилацетата. ацетатцеллюлозы. стекла и стеклотканей. Адгезионный слой наносят на изделие поливом или при помощи «валика». Толщина слоя 25- 125 мкм. слой отверждают. затем металлизируют и при соответствующей для данного материала температуре и давлении осуществляют окончательное отверждение. В качестве наполнителя адгезионной пленки для обеспечения требуемой степени шероховатости поверхноети используют окись железа, электрокоруид. наждак Для получения высокой степени шероховатости поверхности рекомендуется использовать в качестве наполнителя порошки, растворимые в кислотах или воде, например карбонат кальция, хлористый натрий и т д. После сушки адгезионного слоя наполнитель вытравливают в соответствующем растворителе, благодаря чему в пленке создаются углубления,
В качестве пленкообразующего вещества используют смолы, обладающие в растворах клеющими свойствами, например полихлор-
винил, коллоксилин, клей БФ, полиамидная, эпоксидная, полиэфирная и др. смолы. Суспензии можно наносить окунанием, пульверизацией, поливом из фильеры и т. п. (табл. 13).
Наряду с ионами Sn"*" сенсибилизирующими свойствами обладают также ионы Ti- Предложен такой раствор сенсибилизатора: титан хлористый 50 т/л, соляная кислота (плотность 1,19) 50 мл/л. Однако растворы, содержащие Ti + , применяются редко. После сенсибилизации поверхность тщательно промывают водой, а затем активируют
Среди активаторов наиболее распространены растворы хлористого палладия и нитрата серебра:
Растворы хлористого палладия лучше растворов нитрата серебра и в экономическом отношении (палладия в указанных растворах расходуется значительно меньше, чем серебра) и особенно в тех случаях, когда применение нитрата серебра запрещено (при активи-
Таблица 13. Составы адгезионных лаков с наполнителем
ровании поверхности плат из-за миграции серебра или при получении реакции медного зеркала)
При сенсибилизирован ИИ трудносмачиваем ых поверхностей в состав раствора вводят поверхностно-активные вещества, например лаурилсульфат натрия (0,001-2 г/л), по-видимому, способствующие более равномерному распределению продуктов гидролиза соли Sn(ll).
После предварительной подготовки детали из неметаллических материалов подвергают химическому никелированию. На ряде предприятий химическое никелирование вытесняет химическое меднение вследствие более высокой скорости осаждения, стабильности раствора и лучшей адгезии его на некоторых пластмассах (например, эпоксидные материалы). В результате активирования частицы металлического никеля становятся в дальнейшем катализаторами процесса никелирования.
Для металлизации диэлектриков можно применять кислые и щелочные растворы. Наиболее популярными для химического никелирования неметаллических материалов являются следующие растворы (г/л):
Гидроксид натрия до рН 10 Химическое никелирование стеклянных изделий. Изделия из стекла подвергают химическому никелированию с целью получения токопроводящего слоя на их поверхности с поо1ед>ющей электролити ческой металлизацией для обеспечения возможности пайки Процесс химической металлизации включает последовательно операции обезжиривания, матирования, сенсибилизации активирования и химического восстановления металла. Изделие обезжиривают в стандартных растворах, не содержащих щелочи, например моющим средством
«Новость» при температуре 50-60 °С в течение 15 мин Полезна дополнительная обработка в растворе хромовой смеси Для матирования поверхности стекла предложен ряд растворов, при обработке в которых обеспечивается различная степень шероховатости. Все известные растворы матирования содержат в качестве основных компонентов плавиковую кислоту или соли кислых фторидов.
Для матирования поверхности может быть рекомендован раствор, содержащий 10 мл концентрированной плавиковой кислоты на 100 мл воды. Время обработки 3 мин. температура 18-20 °С. Шелковистость матированной поверхности стекла может быть обеспечена применением предварительной ванны состава 25 мл концентрированной плавиковой кислоты, 50г/л Оифторнда аммония на 100 мл воды.
Матированные изделия подвергаются сенсибилизации в кислом растворе хлористого олова; SnCb-GHsO-100 г. НС1 (концентрированная) - 40 мл, время выдержки 5 мин Для активирования применяются солянокислые растворы хлористого палладия с содержанием последнего 0,5 г/л.
Предложен оптимальный состав раствора химического никелирования изделий из стекла (г/л);
Уксуснокислый никель........ 20-25
Гипофосфит натрия ........ 25-30
Глицин........... 15-20
рН . . ....... 5
Температура раствора. °С ...... 70-98
Раствор отличается высокой стабильностью. Скорость восстановления никеля 20-25 мкм/ч
6. Регенерация и корректирование растворов химического никелирования, содержащих гипофосфит
В процессе химического никелирования состав раствооа все время меняется, уменьшается количество гипофосфита и увеличивается содержание фосфитов, что оказывает отрицательное действие на работоспособность и стабильность раствора, а также влияет на содержание фосфора в покрытии При достижении определенной концентрации фосфитов (для кислых растворов 40-50 г/л. лдя щелочных 350-400 г/л) происходит выпадение фосфитов никеля, что делает раствор непригодным к дальнейшему использованию
Количество фосфитов, которое максимально может содержаться в растворе, зависит от природы комплексообразователя и его концентрации Но введение в раствор комплексообразователя не устраняет полностью выпадения фосфитов никеля, а лишь замедляет
При регенерации растворов химического никелирования нужно рассматривать частичную и полную регенерацию. К частичной регенерации относится
1) добавление соли никеля и гипофосфита для поддержания постоянного состава раствора, а значит и для определенной скорости осаждения покрытия.
2) добавление щелочи в раствор кислого химического никелирования нли аммиака в щелочные растворы для поддержания постоянного значения рН
К полной регенерации раствора химического никелирования относятся удаление из раствора образующихся солей (хлористых.
серн®кислых) и фосфитов Поэтому при многоразовом использовании растворов химического никелирования очень важным является вопрос очистки раствора от солей.
Существует несколько способов удаления фосфитов из раствора химического никелирования. Способ удаления фосфитов при помощи хлорного железа основан на том. что при активном взаимодействии фосфита натрия с хлорным железом образуется нерастворимое в холодной воде комплексное соединение [Na2Fe(0H) (НРОз)21 -20НгО, которое удаляется из раствора фильтрацией. Чтобы в растворе не накапливалось хлорное железо, его вводит в раствор в меньшем количестве, чем требуется по расчету 1 моль РеСЬ на 2 моля NaHPO (на 1 г фосфита натрия - 2,2 г хлорного железа)
После обработки раствора хлорным железом содержание фосфитов снижается, качество покрытия и скорость осаждения сохраняются, но снижается рН до 3,0-3,5, что требует добавления щелочи. Некоторые исследователи предлагают способ снижения содержаний фосфитов в растворе химического никелирования с помощью проработки раствора электрическим током с использованием ртутного или никелевого катодов.
Регенерация растворов, содержащих в своем составе в качестве комплексообразователей органические кислоты (молочную, пропионо-вую, янтарную, яблочную). соли щел очно-земельных металлов (Са. Mg, Ва) и стабилизирующую добавку - сульфид свинца, производится следующим образом Вначале из обработанного раствора удаляют никель на ионообменной колонке Затем в раствор идя удаления фосфитов добавляют гидраты окиси или карбонаты щелочно-земельных металлов Са(0Н)2. Ва(0Н)2 или МдСОд,
Для удаления сернокислого натрия раствор охлаждают от О-5 °С и пропускают через него углекислоту, а фильтрацией удаляют образовавшиеся нерастворимые соли (СаНРОа, CaSO)-
Существует способ регенерации раствора химического никелирования, основанный на удалении фосфитов за счет применения в составе раствора гипофосфита кальция и электрохимической регенерации раствора по никелю Применение в качестве восстановителя гипофосфита кальция дает возможность использовать анион фосфорновзтистой кислоты НаРОз в качестве восстановителя ионов никеля, а катион Са"*" в качестве осадителя фосфитов в виде СаНРОз-
Для процесса химического никелирования с регенерацией по описанному способу применялся раствор следующего состава
Никель хлористый (кристаллогидрат), г/л 20
Натрий уксуснокислый, г/л...... - 10
Гипофосфит кальция, г/л........ 10
Тиомочевина. г/л......... 0.003
Кислота уксусная (98 %-пая), мл/л , . 6,2-6,5
В ванне осуществляется процесс химического никелирования при постоянной температуре 90± 2 °С. при постоянной плотности загрузки 1 дм/л при перемешивании раствора, при изменении рН
