[发明专利]镀液和电镀方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属电镀领域。具体来说，本发明涉及锡合金电镀领域。

背景技术

金属以及金属合金在商业上很重要，特别是在通常被用作电接触，最终抛光和焊料的电子工业中。锡-铅曾经是最常见的锡合金焊料，但由于对铅的限制越来越严格，导致其使用越来越少。无铅合金，例如锡-银，锡-铜，锡-铋，锡-银-铜，以及其它合金，成为锡-铅焊料的常规替代品。这些焊料通常使用镀液，例如电镀液，沉积在基材上。

使用金属涂层电镀工件的方法通常涉及在电镀液中的两个电极之间通过电流，其中一个电极(通常是阴极)是待镀工件。典型的银或银合金电镀液包含溶解的银离子，水，任选的一种或多种溶解的合金金属，例如锡或铜，用量足以给镀液提供导电性的酸电解质，例如甲烷磺酸，以及所有用来改善电镀均匀性和金属沉积层质量的添加剂。其中，这类添加剂包括络合剂，表面活性剂，以及晶粒细化剂。

美国专利6,998,036公开了一种包含特定硫化物或硫醇取代醚化合物的锡-银合金电镀液。唯一作为实例的化合物，3，6-二巯基-1，8-辛二醇，被发现在超期贮存或长期使用条件下聚合，导致银从电镀液中沉积出来。

美国专利7,628,903公开了一种含有特定硫化物的常规银和银合金电镀液。该专利声称这些电镀液稳定性很好。然而，已经发现，在超期贮存或长期使用条件下，这类硫化物聚合或分解，导致银从电镀液中沉积出来。

针对银和银合金电镀液仍然存在需求，特别是在贮存或长期使用条件下具有足够的稳定性，并且在多种应用中能够提供满足焊料性能标准的锡-银合金沉积的锡-银合金电镀液。

发明内容

本发明提供了一种电镀组合物，包含：镀液可溶的银离子源；水；酸性电解质；以及具有下列化学式的硫化物：

Y¹-(CR¹R²)_m-S-(CR³R⁴)_x-S-(CR⁵R⁶)_n-Y²

其中Y¹和Y²独立地选自CO₂H，SO₃H，PO₃H₂，CONR⁷R⁸和OH；R¹，R²，R⁵和R⁶各自独立地选自H，(C₁-C₆)烷基，CO₂H和羟基取代的(C₁-C₆)烷基；R³和R⁴各自独立地选自H和(C₁-C₆)烷基；m＝1-6；n＝1-6；R⁷和R⁸独立地选自H和(C₁-C₃)烷基；以及x＝1-6；条件是：当Y¹＝OH时，m＝3；当Y²＝OH时，n＝3；以及当R¹，R²，R⁵和R⁶中任意一个是羟基取代的(C₁-C₆)烷基时，羟基键接在至少处于硫原子γ位置的碳原子上。这样的电镀组合物可以进一步包含一种或多种合金金属以及一种或多种辅剂。