[发明专利]多个SnO薄片

说明书

技术领域

本发明涉及金属氧化物领域，特别涉及氧化亚锡(SnO)的制备。

背景技术

多种金属如锡用于制造电子器件。例如，纯锡和锡合金如锡-铅，锡-铋，锡-银和锡-银-铜用作连接封装的焊料。这些金属一般通过电镀在电子器件基材上沉积。通常，锡电镀液包含二价锡离子，任选的合金金属如银、铜、铋和它们的混合物的离子，酸性电解质，以及任选的各种有机添加剂中的一种或多种。氧化亚锡(锡(II)氧化物)是二价锡离子的一般来源。氧化亚锡可以直接溶解在锡电镀液中，或在酸中单独溶解然后将其作为溶液加至电镀液中。

通常通过以下方式来制备氧化亚锡：将锡金属溶解在无机酸如盐酸中，接着用碱如氢氧化钠中和，加热所得产品生成所需的锡(II)氧化物。这种氧化亚锡通常具有大量残余的氯离子。当这种氧化亚锡用于制备锡-合金电镀液如锡-银或锡-银-铜电镀液时，残余氯离子可能在镀液中形成氯化银沉淀。氯化银的形成不仅降低了电镀液中银的浓度，而且该沉淀物本身的存在也是不合需要的。并且，某些形式的氧化亚锡也不易溶于酸性电解质中而形成浊液。此外，氧化亚锡经过一段时间后变成氧化锡(或锡(IV)氧化物)。氧化锡难溶于酸，使得它不能应用于电镀液。

日本出版的专利申请JP11-310415A公开了一种制备氧化亚锡的方法，将SnCl₂溶解在盐酸中，使用氨水和碳酸氢铵的混合物中和该溶液，该中和溶液的pH值为6-10，然后在＞50℃加热该中和的溶液。该专利申请公开了一种具有非常高锡浓度的酸性溶液，其锡(II)离子与无机酸的重量比接近1。所得氧化亚锡的颗粒尺寸似乎取决于中和溶液的pH值，当pH值为6-7.5时获得较小尺寸的颗粒(＜10μm)，当pH值接近10时获得较大尺寸的颗粒(10-50μm)。JP11-310415A还公开了使用各种有机物如L-抗坏血酸，葡萄糖酸，羟胺，苯酚，醛和亚硝酸钠对所得氧化亚锡进行表面处理以阻止表面氧化形成氧化锡。从该方法中获得的氧化亚锡仍具有不合需要的氯离子水平(25-48ppm)。此外，用于表面处理的有机材料可能在含锡的镀液中累积，会影响含锡物的沉积。仍然需要氧化亚锡具有极低的氯离子杂质水平。也需要氧化亚锡能长期储存不会形成氧化锡且不会将不想要的有机物引入含锡镀液中。

日本出版的专利申请JP2009-132570A公开了一种制备氧化亚锡的方法，将锡金属溶解在盐酸(按质量计30-40％)中，使用氨水、碳酸氢铵或它们的混合物中和该溶液，该中和的溶液的pH值为6-8，然后在80-100℃加热该中和溶液，中和和加热步骤均在氮气中进行。中和的溶液的pH值对于所得氧化亚锡是否具有较好的溶解性是至关重要的。当pH值超过8时，意味着不溶性盐形成。该专利申请声称物理上不可能将中和的溶液加热至超过100℃。按照JP2009-132570A，该方法制备的氧化亚锡颗粒具有10-11μm的D50，而更大尺寸的颗粒溶解度低。该专利出版物没有讨论氯离子杂质的水平。仍然需要一种方法能在更宽pH值范围内进行氧化亚锡的制备，且提供的氧化亚锡颗粒具有极低水平的氯离子杂质并在酸中具有良好的溶解性。

一些用于制造电子器件的金属可能包含某些低水平的发射α-粒子(“α-粒子发射体”)的放射性同位素。这些放射性同位素的例子包括²¹⁰Pb，它是铀衰变链的一部分，是α-粒子发射体的主要来源，其在大块金属材料(如银和锡)中作为杂质，以及铅的各种常见污染物如铀（^234，238U，）(²³Th)，镭(²²⁶Ra)，氡(²²²Rn)，钋^(210，218Po)和铋(^211，212Bi)的同位素。焊料通常用在半导体器件封装中以将集成电路(“IC”)芯片连接到封装或基片上。如果连接IC电路的焊料包含α-粒子发射体，在极接近IC处发射该α-粒子会损害已封装的半导体器件。具体的，这些发射的α-粒子能够引起电子状态的变化，称为“软错误”。这些错误称为“软”是因为它们不是持久性的。然而，这些错误通常引起至少一轮不正确的计算。这些软错误越来越多地成为集成电路芯片制造商的大问题。因此，需要减少焊料中α-粒子发射体的浓度。

发明内容