[发明专利]一种Au-Sn合金电镀液

说明书

技术领域

本发明涉及一种电镀液，进一步涉及一种合金电镀液，具体涉及一种Au-Sn合金电镀液，属于电镀领域。

背景技术

在IC(集成电路)等电子零件组装时，以Au-Sn合金片作为Au型焊料，用于半导体芯片与陶瓷底盘以及陶瓷封装与盖等的焊接结合。为了使半导体芯片等电子零件在焊接时不会受到热的伤害。必须采用组成为80Wt.％Au和20Wt.％Sn，熔点为280℃的Au-Sn合金。工业上通过熔融，铸造和压延等工序加工成一定厚度，与焊接部位尺寸形状相近的Au-Sn合金焊片。然而通过熔融和压延等冶金法加工成的Au-Sn合金箔片存在着脆性，当合金箔片熔融焊接时，容易改变焊片原有的尺寸形状，引起焊片位置偏移，焊接部位不重合。

此外，当焊片的尺寸形状极为微细复杂时，合金焊片的加工极为困难于是人们设想以电镀法取代冶金法来获得Au-Sn合金焊料这就是说，在半导体等电子零件上，掩蔽无须焊接的部位，裸露出需要焊接部位的微细图形，然后图形电镀Au-Sn合金。传统的Au-Sn合金镀液含有Sn₂P₂O₇、SnSO₄、SnCl₂等无机Sn化合物。这些镀液中Sn²⁺容易氧化成为Sn⁴⁺，生成不溶性沉淀物，随着电镀时间的推移和沉淀反应的持续进行，镀液中的Sn浓度发生变化，致使Au-Sn合金镀层成不稳定。为了防止Sn²⁺氧化沉淀反应，采用pH＝10～11的含有NaCN氰化镀液，但是高碱性溶液容易溶解而损伤抗蚀剂，很显然不适用于具有抗蚀剂微细图形的半导体芯片等电子零件的电镀。鉴于上述状况，为了防止镀液中的Sn²⁺氧化沉淀反应，获的组成稳定的Au-Sn合金镀层，镀液又不损伤抗蚀剂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对技术现状提供一种存放和使用过程中性能稳定、不产生沉淀的Au-Sn合金电镀液。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种Au-Sn合金电镀液，包括如下浓度的组分：

其中，所述稳定剂包括如下浓度的组分：

乙醇2.5～4mol/L；

亚硫酸钠3.0～5.0mol/L；

硫酸亚铁0.5～1.5mol/L。

其中，所述含Au化合物为KAu(CN)₂、NaAu(CN)₂、HAuCl中的一种或至少两种的混合物。

其中，所述络合剂为吡啶化合物、喹啉化合物、水溶性聚氨基羧酸及其盐或醚中的至少一种。

其中，所述吡啶化合物为吡啶、烟酸、吡啶-3-磺酸，氨基毗啶；喹啉化合物为喹啉、喹啉酸、喹啉-3-磺酸、喹啉-2-磺酸、羟基喹啉；水溶性多元氨基羧酸为乙二胺四乙酸、乙二胺三乙酸、乙二胺二乙酸、硝基三乙酸、亚氨基二乙酸。

其中，所述锡防氧化剂为水溶性酚类、水溶性酚羧酸类、抗坏血酸及其盐类或醚类中的至少一种。

其中，所述水溶性酚类为邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、苯酚；水溶性酚羧酸类为羟基安息香酸，羟基桂皮酸、羟基苯二酸；抗坏血酸及其盐类或醚类为抗坏血酸、抗坏血酸钠、抗坏血酸软脂酸钠、抗坏血酸硬脂酸钠。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本Au-Sn合金电镀液在存放和使用过程中不会产生沉淀，且性能稳定，不会损伤镀件基体上的细微抗蚀剂图形。

另外，本Au-Sn合金电镀液所用的稳定剂可有效提高镀液的稳定性，有助于其工业化推广。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

本实施例的Au-Sn合金电镀液包括如下浓度的组分：

其中，稳定剂包括如下浓度的组分：

乙醇2.5mol/L；

亚硫酸钠3.0mol/L；

硫酸亚铁0.5mol/L。

上述电镀液及稳定剂中各个组分可从下列物质中作出选择：

含Au化合物为KAu(CN)₂、NaAu(CN)₂、HAuCl中的一种或至少两种的混合物；络合剂为吡啶化合物、喹啉化合物、水溶性聚氨基羧酸及其盐或醚中的至少一种。