[发明专利]用于沉积锡和锡合金的自催化镀液组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于沉积锡和锡合金的自催化镀液组合物和一种用于施加所述自催化镀液组合物的方法。本发明涉及电子部件的制造，所述电子部件例如是印刷电路板、IC基底以及半导体晶片。

背景技术

在诸如印刷电路板、IC基底以及半导体晶片的电子部件上的锡和锡合金层，用作在此类电子部件随后的制造步骤中可焊接且可接合的饰面。

锡和锡合金层通常沉积于金属接触区域如接触垫和凸块结构上。接触区域通常由铜或铜合金制成。如果此类接触垫可通过电接触来沉积锡和锡合金层，那么通过常规电镀方法来沉积这种层。然而，在许多情况下，单独的接触区域不能进行电接触。在此类情况下，需要应用化学镀方法。工业上选择用于化学镀锡和锡合金层的方法是浸镀。浸入型镀的主要缺点是锡或锡合金沉积物的厚度有限。浸镀是基于锡离子与待镀金属铜接触区域之间的交换。在锡或锡合金层的浸入型镀的情况下，沉积速率随锡层厚度增加而急剧减小，因为Cu对Sn的交换被生长的Sn层阻碍。因此，对许多实际应用来说，用浸镀方法沉积厚度超过1.0μm的锡层可能要耗费太长时间。

在需要更厚层的锡或锡合金层的情形中，需要使用自催化型化学镀方法。用于自催化镀锡或锡合金的镀液组合物包含还原剂。

专利文献US5,364,459公开了用于自催化沉积锡的化学镀液组合物，所述镀液组合物包含作为还原剂的Ti³⁺离子、络合剂例如柠檬酸或EDTA的盐、Sn²⁺和Pb²⁺离子、以及作为pH调节剂的碳酸根离子。

专利文献US5,360,471公开了用于焊接沉积的化学镀液组合物，所述镀液组合物包含作为还原剂的Ti³⁺离子、络合剂例如柠檬酸和EDTA的盐、Sn²⁺离子、以及作为pH调节剂的氨。

“Autocatalytische Zinnabscheidung”（“自催化锡沉积”），M.E.Warwick，B.F.Müller，Metall，第36卷，1982，第955-958页中公开了一种自催化镀锡液，所述镀锡液由作为还原剂的TiCl₃、作为络合剂的柠檬酸和EDTA的盐、乙酸钠、Sn²⁺离子、苯并磺酸、以及作为pH调节剂的氨组成。

WO2009/157334A1中公开了一种用于沉积锡的自催化镀液，所述镀液包含水溶性锡化合物、水溶性钛化合物、有机络合剂、以及有机硫化合物，所述有机硫化合物选自硫醇和硫化物。

WO2008/081637A1中公开了一种自催化镀锡液，所述镀液包含水溶性锡化合物、水溶性钛化合物、以及含有三价磷的有机络合剂。

现有技术中已知的自催化镀锡液组合物在防止不希望的锡镀出与实际应用所需的足够的沉积速度之间的平衡方面存在问题。

发明目的

因此，本发明的一个目的是提供用于沉积锡和锡合金的自催化镀液组合物，所述镀液组合物对于不希望的锡镀出或镀液成分的沉淀是稳定的，并且同时提供如下的沉积速度，其允许将此类自催化镀液组合物用于电子部件例如印刷电路板、IC基底的制造和半导体晶片的金属化的方法中。

发明内容

所述目的通过用于沉积锡和锡合金的含水自催化镀液组合物来解决，所述镀液组合物包含

-Sn²⁺离子源

-Ti³⁺离子源

-任选的无机五价磷源

-稳定化添加剂，选自根据式(1)、式(2)的化合物和其混合物

式(1)

式(2)

其中根据式(1)的R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8以及根据式(2)的R9、R10、R11和R12独立地选自氢、卤素、硝基、甲基、乙基、1-丙基、2-丙基、苯基、羟基、磺酸酯基、苯基磺酸酯基、氨基、酰胺基、羧酸酯基，且R13选自氢和磺酸酯基，

-至少一种有机络合剂，以及

-任选的另外的金属离子源，所述金属离子选自银、铋以及镍。

具体实施方式

本发明涉及一种化学镀锡液组合物和一种施加此类化学镀锡液组合物的方法。

用于沉积锡和锡合金的含水自催化镀液组合物包含

-Sn²⁺离子源

-Ti³⁺离子源

-任选的无机五价磷源