Гальванические покрытия диэлектриков - Мелащенко Н.Ф.
Скачать (прямая ссылка):
При прямом активировании поверхность диэлектрика обрабатывают непосредственно раствором активатора. Он превращается в катализатор в растворе акселератора, а иногда — и химического покрытия.
¦Активированием называют обработку поверхности раствором активатора, т. е. операцию, составляющую часть процесса активации.
42
Способы активации
43
Рис. 13. Способы активации поверхности диэлектриков
Данный способ позволяет производить осаждение покрытий только на поверхности обрабатываемых деталей, осуществлять весь технологический цикл нанесения на них покрытий без замены подвесок, сократить продолжительность обработки и заметно снизить затраты труда за счет ликвидации промежуточных операций сушки, демонтажа, монтажа.
Растворы, используемые для прямого активировании, делят на ионные и коллоидные. Первые из них содержат каталитически активный металл в виде ионов, вторые представляют собой довольно сложную систему из комплексных соединений (обычно палладия и олова) и коллоидных частиц палладия.
К ионным относят и растворы активирующего травления, в которых активирование поверхности осуществляют при травлении. Применение активирующего травления дает возможность значительно сократить производственный цикл обработки, уменьшить количество технологических операций и оборудования, затраты на его приобретение и эксплуатацию.
Активность поверхности часто оценивают по эффективности активации, представляющей собой величину, обратную периоду индукции — продолжительности от начала реакции восстановления химически осажденного металла до появления видимого сплошного покрытия.
Сенсибилизация
Сенсибилизация — это процесс обработки поверхности диэлектрика раствором восстановителя. В качестве его в большинстве случаев используют кислые растворы двухлористого олова. Содержащиеся в них ионы Sn2+ (в виде SnCl42-) сорбируются поверхностью диэлектрика и при последующей промывке подвергаются гидролизу, с образованием малорастворимых продуктов Sn (OH)i5 С10,5 и более сложных химических соединений:
SnCir + н20 Sn (ОН) С1 + н+ + ЗНС1-. (9)
Они прочно закрепляются на обрабатываемой поверхности слоем толщиной от тысячных до нескольких десятых микрометров. На их количество, состав и структуру влияют соотношение кислоты и Sn2+ в растворе (рис. 14), структура самой поверхности, ее шероховатость и форма, а также гидродинамический режим промывки. При интенсивной струйной промывке возможно удаление продуктов гидролиза с отдельных частей поверхности.
На результаты сенсибилизации влияют также ионообменные свойства травленой поверхности диэлектрика и полно-
44
та удаления с нее посторонних ионов, например, Сг6+,
Fe3+ и др.
При оптимальном количестве Sn2+ на поверхности диэлектрика каталитические центры плотно и равномерно укладываются при последующем активировании, что способствует прочному сцеплению получаемого покрытия с основой. Избыток Sn2+ ведет к формированию рыхлого, легко отслаивающегося покрытия, а недостаток — к неравномерному его осаждению.
Образующиеся продукты гидролиза олова очень чувствительны к кислым и сильно щелочным растворам, а также к веществам и процессам окисления Sn2+. Эти свойства используют для предотвращения осаждения покрытий на отдельные участки поверхности, которые обрабатывают раствором кислоты, щелочи, перекиси водорода, четыреххлористого олова или фотохимически.
Растворы сенсибилизации с течением времени мутнеют и приобретают желтоватый цвет вследствие накапливания в них ионов Sn4+, образующихся при окислении Sn2+ кислородом воздуха, и появления полиядерных соединений Sn41- с Sn2+. Для повышения стабильности растворов сенсибилизации в их состав вводят металлическое олово, которое восстанавливают Sn4+ до первоначального состояния:
Sn4+ + Sn-^2Sn2+. (10)
Вместе с тем небольшие примеси Sn4+ благоприятно влияют на процесс сенсибилизации, приводят к более быстрому протеканию реакции гидролиза на обрабатываемой поверхности.
Присутствие соляной кислоты в растворах препятствует гидролизу двухлористого олова и способствует получению стабильных прозрачных растворов за счет образования комплексных анионов:
Sn2+ + 4С1- -> SnCl4-. (И)
Вредной примесью в растворах сенсибилизации являются ионы Fe3+, так как в результате реакции
2Fe3+ + Sn2+^2Fe2+ + Sn4+ (12)
снижается концентрация двухлористого олова.
С, мол Золи
Рис. 14. Влияние состава раствора сенсибилизации на количество оставшегося на поверхности Sn2+ (Qsn):
1 —концентрация SnSOj+HzSOi” = 1 моль/л; 2—концентрация SnCb+HCl = l моль/л; С—концентрация Stt2+ в растворе
45
16. Составы (г/л) растворов и режимы сенсибилизации
Компоненты и параметры Номер раствора
1 2 3
Олово двухлористое SnCl2-2H20 10—100 40—50 10-25
Кислота соляная НС1 (плотность 1,19 г/см3), мл/л 10-80 40-80 40—60
Олово гранулированное 0—2 0—2 —
Температура, °С 18—25 18—25 18—25
Продолжительность, мин 0,5—15 0,5—15 1—15
Чаще всего для сенсибилизации применяют раствор № 2 (табл. 16). Для деталей из стекла, восковых композиций, полистирола, поликарбоната и иолиолефинов используют преимущественно раствор № 3.
