專利名稱：不被鎳置換的鍍金溶液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鍍金溶液，更具體而言，涉及一種不被鎳置換的鍍金溶液，及其在微電子、半導(dǎo)體器件和某些電子元件鍍金工藝中的應(yīng)用。
本發(fā)明的水基鍍金溶液中含有氰化亞金鉀、磷酸鹽、亞硫酸鹽、草酸鹽，和任選的選自氰化鉀、EDTA鹽、焦亞硫酸鹽、硫脲及其混合物的物質(zhì)。其中氰化亞金鉀為主鹽，磷酸鹽為pH調(diào)節(jié)劑，草酸鹽、氰化鉀、硫脲、EDTA鹽為絡(luò)合劑或螯合劑。硫脲、亞硫酸鹽、焦亞硫酸鉀為穩(wěn)定劑。
下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地描述。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種不被鎳置換的水基鍍金溶液，其含有(a)氰化亞金鉀，其含量為0.001-0.1mol/l，優(yōu)選為0.037-0.05mol/l，(b)磷酸鹽，其含量為0.1-0.5mol/l，優(yōu)選為0.161-0.288mol/l，(c)亞硫酸鹽，其含量為0.01-0.08mol/l，優(yōu)選為0.02-0.04mol/l，(d)草酸鹽，其含量為0.1-2.0mol/l，優(yōu)選為0.43-1.08mol/l，和任選的下列組分(e)氰化鉀，其含量為0-0.5mol/l，優(yōu)選0.037-0.12mol/l，(f)EDTA鹽，其含量為0-0.06mol/l，優(yōu)選0.016-0.032mol/l，(g)焦亞硫酸鹽，其含量為0-300ppm，優(yōu)選10-100PPm，(h)硫脲，其含量為0-0.01mol/l，優(yōu)選0.001-0.006mol/l。
除非另外特別指出，本發(fā)明的所有鹽優(yōu)選為堿金屬鹽，更優(yōu)選為鉀鹽。
本發(fā)明的磷酸鹽優(yōu)選為磷酸氫二鉀和磷酸二氫鉀緩沖體系，優(yōu)選其含量分別為0.087-0.174mol/l和0.074-0.114mol/l。
按照本發(fā)明的第二個(gè)方面，本發(fā)明還提供上述鍍金溶液在鍍鎳基體上形成鍍金層的應(yīng)用。
一般地，本發(fā)明鍍金溶液的使用條件為鍍液溫度為40-70℃，優(yōu)選為55-60℃，pH值為7.5-10；電流密度為0.04-0.5A/dm2；沉積速度1.5-15微米/小時(shí)，所使用的電源可以是直流電源，也可以是方波脈沖直流電源。
按照本發(fā)明的第三個(gè)方面，本發(fā)明提供含有用本發(fā)明鍍金溶液形成的鍍金層的制品，其特征在于，在所述鍍金層中，基本上不包含置換出來的金原子，而全部是電鍍到基材上的金原子。在該制品中鍍金層與基體的結(jié)合力更強(qiáng)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地說明。
鍍金層為1.6微米，粘接2.51mm2硅芯片，其粘接強(qiáng)度可達(dá)到3.86，其標(biāo)準(zhǔn)值為1.60Kg(采用微電子器件實(shí)驗(yàn)方法和程序，GJB548A-96，2017條件A)。
亞硫酸鉀6克/升EDTA二鉀8克/升焦亞硫酸鉀 0.02克/升電鍍條件為電鍍液溫度為60℃，pH值8.0；直流電流密度(掛鍍)為0.2A/dm2，電鍍時(shí)間為15分鐘。
金層厚度為1.40微米，用ф38微米硅鋁絲鍵合引線，鍵合強(qiáng)度可達(dá)到8.25克，標(biāo)準(zhǔn)值為2.5克(微電子器件試驗(yàn)方法和程序，GJB548A-96，2019條件)，說明不銹鋼基體完全不出現(xiàn)金置換層。
引線鍍金層厚度為2.3微米，底座未被金置換和鍍上金。此外殼的平行縫焊氣密性可達(dá)到1×10-3Pa.m3/s(微電子器件試驗(yàn)方法和程序，GJB548A-96，1014法)，引線鍵合強(qiáng)度(ф40微米硅锃絲)可達(dá)15克，標(biāo)準(zhǔn)值為3克(微電子器件試驗(yàn)方法和程序，GJB548A-96，2011方法)。比較例1
采用如下組成的水基鍍金溶液，在與實(shí)施例3相同的條件下進(jìn)行電鍍氰化亞金鉀 12克/升檸檬酸 25克/升磷酸氫二鉀 75克/升電鍍至引線鍍金層厚度為2.3微米。測得外殼的平行縫焊氣密性可達(dá)到5×10-3Pa.m3/s(微電子器件試驗(yàn)方法和程序，GJB548A-96，1014法)，引線鍵合強(qiáng)度(ф40微米硅锃絲)為5克。
從上述實(shí)施例3和比較例1的比較中可見，采用本發(fā)明鍍金溶液得到的鍍金引線的鍵合強(qiáng)度要明顯好于現(xiàn)有技術(shù)。
以上參考實(shí)施例和比較例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)描述。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例，在不離開本發(fā)明精神和范圍的條件下，可以對(duì)以上實(shí)施例進(jìn)行修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種不被鎳置換的水基鍍金溶液，其含有(a)氰化亞金鉀，其含量為0.001-0.1mol/l，(b)磷酸鹽，其含量為0.1-0.5mol/l，(c)亞硫酸鹽，其含量為0.01-0.08mol/l，(d)草酸鹽，其含量為0.1-2.0mol/l，和任選的下列組分(e)氰化鉀，其含量為0-0.5mol/l，(f)EDTA鹽，其含量為0-0.06mol/l，(g)焦亞硫酸鹽，其含量為0-300ppm，(h)硫脲，其含量為0-0.01mol/l。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的鍍金溶液，其中的鹽為堿金屬鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的鍍金溶液，其中的堿金屬鹽為鉀鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的鍍金溶液，其中的磷酸鹽為磷酸氫二鉀和磷酸二氫鉀的組合。
5.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求的鍍金溶液在鍍鎳基體上形成鍍金層的應(yīng)用。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的應(yīng)用，其中鍍金溶液的使用條件為鍍液溫度為55-60℃，pH值為7.5-10；電流密度為0.04-0.5A/dm2，所使用的電源為直流電源或脈沖方波直流電源。
7.包含采用權(quán)利要求1-4的任意一項(xiàng)的鍍金溶液形成的鍍金層的制品，其特征在于，所述鍍金層中基本不包含置換出來的金原子，而全部是電鍍在基材上的金原子。
全文摘要
本發(fā)明提供一種不被鎳置換的鍍金溶液，當(dāng)鍍化學(xué)鎳的基體不通直流電時(shí)，基體在鍍金溶液中不會(huì)置換出結(jié)合力不好的金層，從而可提高在鍍化學(xué)鎳基體上鍍金層的鍵合力。本發(fā)明的水基鍍金溶液含有氰化亞金鉀、磷酸鹽、亞硫酸鹽、草酸鹽，和任選的氰化鉀、EDTA鹽、焦亞硫酸鹽、硫脲。鍍金溶液的使用條件為鍍液溫度55－60℃，pH值7.5－10；電流密度0.04－0.5A/dm
文檔編號(hào)C25D3/48GK1394987SQ02130458
公開日2003年2月5日 申請日期2002年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月20日
發(fā)明者許維源, 馬金娣 申請人:中國科學(xué)院電子學(xué)研究所