Иммерсионное осаждение (англ. immersion plating) — это автокаталитический химический процесс, основанный на реакции вытеснения (галванозамещения) в водном растворе. Металл основы (субстрат) с более электроотрицательным стандартным потенциалом (например, медь, E°(Cu²⁺/Cu) = +0.34 В) восстанавливает ионы менее активного (более благородного) металла из раствора, которые осаждаются на поверхности, одновременно окисляя и растворяя часть атомов основы. Упрощённая реакция для осаждения олова на медь: Cu⁰ + Sn²⁺ → Cu²⁺ + Sn⁰.
Технология и применение в электронике
В производстве печатных плат процесс применяется для нанесения финишных покрытий. Наиболее распространены иммерсионное олово (immersion tin, ISn) и иммерсионное золото (immersion gold) в комбинации с химическим никелем (ENIG — Electroless Nickel Immersion Gold). Растворы для иммерсионного олова содержат тиомочевину (CH₄N₂S) как комплексообразователь, ионы Sn²⁺, органические кислоты и ингибиторы. Золочение ведут из цианидных или бесцианидных (например, на основе сульфита) растворов. Толщина иммерсионного слоя ограничена: для золота 0.05–0.15 мкм, для олова 0.8–1.5 мкм.
Контроль качества и дефекты
Качество покрытия зависит от чистоты поверхности меди, pH и температуры раствора. Дефекты включают пористость, «усадочные» трещины в иммерсионном олове и образование интерметаллидов Cu₆Sn₅ на границе раздела, что может ухудшать паяемость при хранении. Контроль толщины проводят рентгенофлуоресцентным методом (XRF), адгезию проверяют тестом на отлип скотча.
Источники: Стандарты IPC-4552 (для ENIG), IPC-4554 (для иммерсионного олова), ГОСТ Р 59681-2021 (припои, флюсы, покрытия), учебники по гальванотехнике в электронике.