Solution pour l'enlèvement d'étain ou d'alliage étain-plomb d'un substrat, moyennant une opération à jet, et procédé pour son emploi

Abstract

 La solution contient principalement un acide de nature organique appartenant au groupe qui comprend la classe des acides alkyl-sulfoniques ayant un nombre d'atomes de carbone compris entre 1 et 4, tel qu'en particulier l'acide méthansulfonique, et la classe des acides carboxyliques oxhydrilés ayant un nombre d'atomes de carbone compris entre 2 et 6, tels que, en particulier, t'acide glycolique et l'acide lactique. La solution contient aussi un composé aromatique nitro-substitué et contenant un groupe solubilisant, qui est capable d'oxider l'alliage étain-plomb et de faciliter l'attaque par l'acide organique. Un composant ultérieur de la solution est formé par thiourée ou thiourées alkyl- ou aryl-substituées qui ont la fonction d'empêcher que l'étain se dépose de nouveau sur le substrat de cuivre.

Description

[0001] La présente invention se réfère à una solution pour enlever sélectivement (dépouiller) de l'étain et de l'alliage étain-plomb d'un substrat, laquelle se prête particulièrement à une opération à jet; ainsi qu'à un procédé pour son emploi.

[0002] L'exigence de mettre au point une solution capable d'enlever sélectivement une déposition d'étain ou d'alliage étain-plomb d'un substrat, généralement de cuivre, au moyen d'une opèration à jet, vient d'une évolution de la technique de fabrication des circuits imprimés. Dans la technique courante on procède à l'enlèvement de l'alliage du substrat de cuivre seulement en proximité des connecteurs, tandis qu'avec la nouvelle technique de nivellement en air chaud il est nécessaire de réaliser l'enlèvement total de l'alliage étain-plomb, dont la fonction est seulement celle de revêtement protectif pendant la phase d'incision, de toute la surface de cuivre. Avec une telle technique, il serait très désirable de réaliser à jet l'opération d'enlèvement de l'alliage, puisque on augmenterait fortement la productivité et la nécessité d'interventions manuelles serait réduite.

[0003] Mais avec les bains actuellement en commerce il n'est pas possible de réaliser une telle opération moyennant les normales machines qui opèrent à jet, parce que les bains sont très corrosifs pour les matériaux métalliques qui forment normalement les machines, et pour employer ces bains il résulte donc nécessaire de modifier les machines ou d'en projeter des nouvelles particulièrement conçues à ce but spécifique. En effet, les composants métalliques (pompe de recyclage, buses, etc.) des machines à jet actuellement existantes sont en général fabriqués en titane, un métal qui résiste très bien à l'ambiance ammoniacale des graveurs alcalins qui sont normalement employés avec ces machines, mais qui est rapidement et fortement attaqué par les acides inorganiques, tels que l'acide chromique, l'acide nitrique - et particulièrement l'acide fluoborique et ses dérivés, ainsi que par d'autres composants, tels que les solutions de peroxydes, qui sont contenus dans les formulations des bains pour enlèvement d'étain et d'alliage étain--plomb actuellement en commerce.

[0004] Le but de la présente invention est celui de formuler une solution capable d'effectuer l'enlèvement sélectif de la déposition d'étain ou d'alliage étain-plomb d'un substrat, de cuivre ou de n'importe quel autre matériel métallique ou non métallique, avec une opération à jet, en employant les normales machines pour incision dont la partie métallique est généralement formée en titane.

[0005] Ce but est atteint, selon l'invention, en utilisant des acides de nature organique appartenant à un groupe ayant la caractéristique particulière de ne pas être agressif vers le titane.

[0006] Une première classe d'acides de ce groupe est celle des acides alkyl-sulfoniques avec un nombre réduit d' atomes de carbone, et l'invention prévoit en général l' emploi d'acides qui ont un nombre d'atomes de carbone compris entre 1 et 4. L'acide dont l'application s'est démontrée la plus pratique est l'acide méthansulfonique. Ces acides sont capable de former des sels d'étain et de plomb très solubles et, par conséquent, de solubiliser una grande quantité d'étain-plomb, en assurant ainsi un bon rendement productif.

[0007] Une seconde classe d'acides du groupe considéré est celle des acides carboxyliques oxhydrylés contenant un nombre d'atomes de carbone compris entre 2 et 6, parmi lesquels ceux qui sont d'application plus pratique sont l'acide glycolique et l'acide lactique.

[0008] Pour attaquer sélectivement l'étain ou l'alliage étain-plomb du substrat en cuivre, il est nécessaire de combiner l'action de ces acides organiques avec un agent oxydant léger qui soit inerte pour le laminé de base en cuivre et qui en même temps ne soit pas agressif pour le titane. Ce résultat est obtenu avec l'emploi de nitro-et polynitro-dérivés aromatiques rendus solubles per 1' introduction de groupes hydrophiles du type -S0₃H, -COOH et leurs sels.

[0009] Un troisième composant du bain est représenté par la thiourée ou ses dérivés aliphatiques ou aromatiques à poids moléculaire réduit, qui exercent la fonction spécifique d'empêcher que l'étain se dépose de nouveau sur le substrat en cuivre, ce qui autrement pourrait se vérifier pendant la même opération d'attaque de l'alliage.

[0010] Selon l'invention, les composants actifs de la solution peuvent être présents en concentrations très variables, selon la vitesse désirée de l'attaque, la quantité d' étain-plomb que l'on veut maintenir en solution etc. En particulier, l'acide organique peut être présent en concentrations comprises entre 1 g/1 et la saturation, mais l'intervalle optimal se trouve entre 30 et 120 g/l. La concentration du nitro-dérivé aromatique contenant un groupe solubilisant peut varier entre 0,5 g/l et la saturation, mais les meilleurs résultats sont obtenus quand elle oscille entre 20 et 70 g/l. Le dérivé de la thiourée peut être présent en quantité comprise entre 0,1 et 50 g/l, mais préférablement entre 1 et 10 g/l.

[0011] Une solution selon la composition susdite a une vitesse d'attaque très élevée si elle est utilisée par jet, mais plus modérée si elle est utilisée par immersion. Dans son domaine d'application préféré, c'est-à-dire selon une méthode à jet, une telle solution arrive à attaquer uniformément une épaisseur d'étain-plomb de 10 microns en 60-90 secondes sans nécessité de promoteurs de vitesse particuliers. Le traitement par immersion est moins préférable parce que la vitesse d'attaque est inférieure, mais il est quand même réalisable.

[0012] Une solution formulée selon la présente invention est capable de travailler dans un large intervalle de température, mais le champ d'emploi préféré, pour des raisons de simplicité opérative, est celui de la température ambiante. La vitesse d'attaque de l'étain ou de l'alliage étain-plomb résulte naturellement croissante avec la température du traitement.

[0013] La solution en objet est capable d'enlever indifféremment des dépositions d'étain ou d'alliages binaires étain-plomb avec les deux métaux présents dans un rapport quelconque.

[0014] Dans la suite on indique certains exemples de compositions selon la présente invention:

Exemple 1:

[0015] 

Exemple 2:

[0016] 

Exemple 3:

[0017] 

Exemple 4:

[0018] 

Exemple 5:

[0019] 

Exemple 6:

[0020] 

Exemple 7 :

[0021] 

Exemple 8:

[0022] 

Exemple 9:

[0023] 

Exemple 10:

[0024] 

Exemple 11:

[0025] 

Exemple 12:

[0026] 

Exemple 13:

[0027] 

Exemple 14:

[0028] 

Exemple 15:

[0029] 

Exemple 16:

[0030] 

[0031] Toutes les formulations indiquées sont entendues comprenant les composants indiqués dissous en solution aqueuse.

[0032] Les susdites différentes formules ont été utilisées expérimentalement pour enlever sélectivement des dépositions d'étain et d'alliages binaires étain-plomb ayant différentes compositions, appliquées sur des substrats de cuivre, d'autre matériaux métalliques et non métalliques, en opérant à _jet moyennant des machines de type usuel ayant des parties métalliques de titane. Les opérations ont été conduites à température ambiante. Dans tous les cas on a constaté que les dépositions d'étain ou d'étain--plomb résultaient enlevées, avec une négligeable corrosion des substrats, tandis qu'aucune corrosion appréciable des parties en titane des appareils n'a été constatée.

[0033] La solution selon l'invention permet donc l'actua- tion d'un procédé pour enlever sélectivement de l'étain ou de l'alliage étain-plomb d'un substrat,en opérant avec des appareils usuels non modifiés, procédé qui n'est pas réalisable de manière utile avec les bains connus et qui constitue lui même un objet de l'invention.

[0034] Comme on l'a déjà dit, ce procédé est mise en oeuvre selon une technique à jet, et il peut être développé à une température comprise, en général, entre 0 °C et 70 °C, mais préférablement à la température ambiante, c'est-à-dire àune température comprise entre 15 °C et 25 °C.

Revendications

1 - Solution pour l'enlèvement sélectif de deposi- tions d'étain ou d'alliage étain-plomb d'un substrat, préférablement par une opération à jet, caractérisée en ce qu'elle contient un premier composant constitué par un acide organique appartenant au groupe qui comprend la classe des acides alkyl-sulfoniques avec un nombre d'atomes de carbone compris entre 1 et 4, et la classe des acides carboxyliques oxhydrilés avec un nombre d'atomes de carbone compris entre 2 et 6, un second composant constitué par un oxydant organique appartenant au groupe qui comprend les nitro-dérivés aromatiques contenant au moins un groupe -NO2et un groupe solubilisant du type -S0₃H ou -COOH, et leurs sels alcalins, et un troisième composant appartenant au groupe qui comprend la thiourée et ses dérivés alkyliques et aryliques de poids moléculaire réduit.

2 - Solution selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'acide organique est présent en concentration comprise entre 1 g/1 et la saturation.

3 - Solution selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'acide organique est présent en concentration comprise entre 30 g/l et 120 g/1.

4 - Solution selon la revendication 3, caractérisée en ce que le nitro- ou polynitro-dérivé aromatique contenant un groupe solubilisant est présent en concentration comprise entre 0,5 g/l et la saturation.

5 - Solution selon la revendication 4, caractérisée en ce que le nitro- ou polynitro-dérivé aromatique contenant un groupe solubilisant est présent en concentration comprise entre 20 g/1 et 70 g/1.

6 - Solution selon la revendication 5, caractérisée en ce que la thiourée ou ses dérivés alkyliques ou aryliques de poids moléculaire réduit sont présents en concentration comprise entre 0,1 g/l et 50 g/l.

7 - Solution selon la revendication 6, caractérisée en ce que la thiourée ou ses dérivés alkyliques ou aryliques de poids moléculaire réduit sont présents en concentration comprise entre 1 g/l et 10 g/l.

8- Solution selon une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'acide organique est constitué par de l'acide méthansulfonique.

9 - Solution selon une ou plusieurs des revendications de 1 à 7, caractérisée en ce que l'acide organique est constitué par de l'acide glycolique.

10 - Solution selon une ou plusieurs des revendications de 1 à 7, caractérisée en ce que l'acide organique est constitué par de l'acide lactique.

11 - Procédé pour l'enlèvement sélectif d'une déposition d'étain ou d'alliage étain-plomb d'un substrat, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre avec l'emploi d'une solution selon une ou plusieurs des revendications de ₁ a 10, et que l'opération est effectuée selon une technique à jet à une température comprise entre 0 °C et 70 °C.

₁2 - Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'opération d'enlèvement sélectif de la déposition d'étain ou d'alliage étain-plomb d'un substrat est effectuée selon une technique à jet à une température comprise entre 15 °C et 25 °C .