способ нанесения медного покрытия

Классы МПК:C23C20/02 покрытие металлическим материалом
C23C24/08 с использованием нагрева или давления и нагрева
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-07-12
публикация патента:

Изобретение относится к получению медных покрытий и может быть использовано для коррозионной защиты, декоративной обработки различных материалов, а также в электронной технике. Способ включает очистку и обезжиривание поверхности изделия, нанесение на нее механическим способом медьсодержащей пасты и термическую обработку путем ее нагревания в углеводороде. В способе на поверхность изделия наносят пасту, содержащую оксалат меди и 0,1-6,0 мас.% безводного тетрабората натрия и смешанную с предварительно нагретым до 90-95°C церезином, при этом термическую обработку осуществляют при 340°C и атмосферном давлении, а полученное покрытие очищают от остатков церезина. Изобретение позволяет получить на поверхности изделий из стекла, керамики и металлов прочное медное покрытие высокой степени чистоты и однородности. 1 пр.

Формула изобретения

Способ нанесения медного покрытия, включающий очищение и обезжиривание поверхности изделия, нанесение механическим способом медьсодержащей пасты и термическую обработку путем ее нагревания в углеводороде, отличающийся тем, что на поверхность изделия наносят пасту, содержащую оксалат меди и 0,1-6,0 мас.% безводного тетрабората натрия и смешанную с предварительно нагретым до 90-95°C церезином, при этом термическую обработку осуществляют при температуре 340°C и атмосферном давлении, а полученное покрытие очищают от остатков церезина.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам нанесения медного покрытия и может использоваться для коррозионной защиты, декоративной обработки и в электронной технике. Медное покрытие необходимо при изготовлении качественных электрических контактов, для создания металлизированных участков на диэлектрических подложках для производства интегральных схем.

Известен способ («Способ получения осажденных на носителе наночастиц металла или полупроводника», патент РФ № 2380195 C1, МПК 51 B22F 9/14, B82B 3/00, C23C 4/00, опубл. 27.01.2010 г.) получения осажденных на носителе наночастиц металла, включающий расплавление и диспергирование расплавленного материала, подачу полученных жидких капель этого материала в плазму, охлаждение жидких наночастиц, формируемых в плазме до их отвердевания, и осаждение полученных твердых частиц на носитель при определенных параметрах плазмы.

Недостатками способа являются: использование сложного и дорогостоящего оборудования для нанесения наночастиц металла и низкая скорость формирования покрытия.

Наиболее близким по технической сущности является способ («Способ нанесения медного покрытия», патент РФ № 2347850 C2, МПК51 C23C 20/02, C23C 24/08, опубл. 27.02.2009 г.) нанесения медного покрытия, включающий очищение, обезжиривание поверхности материала, нанесения на него механическим способом медьсодержащего материала и термическую обработку материала путем его нагревания в атмосфере продуктов сгорания углеводородов, причем на поверхность наносят медьсодержащий материал в виде мелкодисперсного порошка боратов меди, термическую обработку осуществляют при температуре 500-600°C.

Недостатком способа является использование высокой температуры, что при нанесении покрытия приводит к выходу из строя полупроводниковых приборов, кроме того образующийся B2O3 необходимо после нанесения покрытий удалять, так как он может создавать помехи для монтажа электронных устройств.

Задачей данного изобретения является уменьшение энергозатрат за счет снижения температуры при нанесении медных покрытий с 500-600°C до 340°C, в условиях атмосферного давления с сохранением качества и адгезии покрытий, уменьшение себестоимости способа за счет использования более дешевого медьсодержащего оксалата вместо дорогих трудно синтезируемых боратов меди.

Поставленная задача достигается тем, что проводят очищение и обезжиривание поверхности материала, нанесение механическим способом медьсодержащей пасты и термическую обработку пасты путем ее нагревания в углеводороде, в состав пасты входит оксалат меди и 0,1-6,0 мас.% безводного тетрабората натрия, а термическую обработку осуществляют ниже температуры разложения углеводородов при 340°C. Согласно заявляемому способу получают трудно растворимый в воде оксалат меди (II), отделяют от воды и сушат при комнатной температуре. Порошкообразный оксалат смешивают с безводным тетраборатом натрия и с предварительно нагретым до 90-95°C церезином, пасту наносят на поверхность изделия и нагревают до 340°C при атмосферном давлении. При нагревании оксалат меди разлагается и образует химически активную медь, которую можно осадить на поверхность полимеров, стекла, керамики и металлов. Полученные медные покрытия очищают от церезина и промывают растворителем.

Пример

В предлагаемом способе нанесение медного покрытия осуществляют: в термостойкий стакан (реактор) емкостью 1 л загружают 30 г церезина, нагревают до 90°C, после чего добавляют 30 г оксалата меди и 1 г, безводного тетрабората натрия. Полученную пасту наносят на поверхность изделия и нагревают до 340°C. Для достижения равномерности нагрева пасты оксалата в церезине использовали сушильный шкаф SNOL 67/350, нагрев вели со скоростью 5°C в минуту, температуру контролировали с помощью термопары (хромель-алюмель).

Согласно предварительно записанным термограммам разложение оксалата меди происходит в интервале температур 290-305°C. После нагревания до температуры разложения, нагрев прекращали и охлаждали до 130°C. Стакан извлекали из сушильного шкафа, жидкий церезин отделяли путем декантации, затем полученное покрытие отмывали от остатков церезина методом декантации смесью безводных растворителей (бензин, толуол). Отмытое покрытие подвергали исследованию: фазовый состав определяли с помощью дифрактометра «Дифрей-401» и состояние поверхности пленки с использованием электронной микроскопии «Jeol-840». Согласно полученным результатам установлено наличие в покрытии только фазы меди, толщину пленки измеряли с помощью профилометра. Поверхность покрытия блестящая, толщина не превышает 6 мкм.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2505621

patent-2505621.pdf

Класс C23C20/02 покрытие металлическим материалом

способ нанесения пленки металла -  патент 2507309 (20.02.2014)
способ нанесения медного покрытия -  патент 2347850 (27.02.2009)
металл для электроники и способ его получения -  патент 2224808 (27.02.2004)
способ защиты приемного блока электромагнитного сепаратора от воздействия принимаемого ионного пучка изотопов -  патент 2098513 (10.12.1997)
способ получения полупрозрачных родиевых пленок -  патент 2079573 (20.05.1997)

Класс C23C24/08 с использованием нагрева или давления и нагрева

устройство и способ формирования аморфной покрывающей пленки -  патент 2525948 (20.08.2014)
способ нанесения смеси углерод/олово на слои металлов или сплавов -  патент 2525176 (10.08.2014)
способ повышения коррозионной стойкости нелегированной стали -  патент 2513670 (20.04.2014)
способ получения наноструктурного покрытия из гранулированного нанокомпозита -  патент 2511645 (10.04.2014)
формирование тонких равномерных покрытий на кромках лезвий с использованием изостатического прессования -  патент 2510802 (10.04.2014)
способ восстановления внутренней поверхности ступицы направляющего аппарата центробежного электронасоса -  патент 2510426 (27.03.2014)
способ формирования износостойкого покрытия деталей -  патент 2510319 (27.03.2014)
формирование тонких однородных покрытий на кромках бритвенных лезвий с использованием изостатического прессования -  патент 2507063 (20.02.2014)
способ повышения износостойкости наноструктурного покрытия из гранулированного композита -  патент 2506347 (10.02.2014)
наноструктурное покрытие из гранулированного композита -  патент 2506346 (10.02.2014)
Наверх