[发明专利]一种化学置换含有杂质镍、铜的镀金溶液的连续纯化系统

说明书

本发明是一种化学置换镀金溶液及杂质镍及杂质铜的连续纯化系统，包含无电镀金镀浴槽、分离单元、杂质移除单元、回流混合单元及镀液储存筒，可在含镍膜层的基板上通过化学的置换反应以生成金膜层而形成含金膜层的基板，其中金膜层是沉积在镍膜层的表面上。利用主要螯合剂以螯合金离子而形成具20～18nm颗粒大小结构的金错合物，并通过分离单元中具孔隙大小为20～18nm的PE逆渗透膜而分离金错合物，同时还利用杂质移除单元的螯合型离子交换树脂而选择性吸收镍杂质及铜杂质。因此，本发明可达到每分钟0.0075～0.0084μm的沉积速率而沉积出厚度高达0.12μm的优良金膜层。

技术领域

本发明是有关于一种化学置换含有杂质镍、铜的镀金溶液的连续纯化系统，尤其是利用主要螯合剂而与金离子螯合成具20～18nm颗粒大小结构的金错合物，并通过分离单元中具孔隙大小为20～18nm的PE逆渗透膜而分离金错合物，同时还利用杂质移除单元的螯合型离子交换树脂而选择性吸收镍杂质及铜杂质，可达到每分钟0 .0075～0 .0084μm的沉积速率而沉积出厚度高达0 .12μm的优良金膜层，满足一般实务上金膜层的厚度需求。

背景技术

在一般的电路板制程中，除了需要在基板上形成电路层外，还需要形成高质量的连接垫，用以连接电子组件，形成电气回路。这类的连接垫常常使用镍膜层当作中间媒介层，并在镍膜层上形成金膜层，因为电子组件比较容易焊接至金膜层。

在现有技术中，镍膜层上形成金膜层的方式可使用包含金离子的镍可置换金溶液，并通过化学置换反应而将金属镍置换成金属金，也就是，在不施加任何电流下，金离子与金属镍通过氧化还原反应而相互置换。

上述现有技术的缺点在于镍可置换金溶液的普遍问题是会发生侵蚀现象，尤其是会完全覆盖金膜层的表面。例如，当浸泡时间不足时，会在经过一段时间后发生这种侵蚀现象。主要是取决于化学配方以及浸泡时间的控制是否到达适当范围内，而且该现象会损害到表面的外观。

现有技术的另一问题是由镍引起，不过有时是来自PCB的光阻层的凹陷的铜或来自底下的Ni-P层的磷，因为镍、铜、磷都会溶解在镍可置换金溶液中，进而影响表面金纯化，甚至是会超过镍杂质容许量的150～200ppm，导致电阻的大幅增加。

此外，本发明的镍可置换金溶液不含金-还原剂，比如抗坏血酸(ascorbic acid)、甲醛(formaldehyde)、二甲氨基苯甲醛(Dimethylaminobenzaldehyde)，所以在反应进行后，来自还原剂的副产物不会累积在镀浴中而影响到金膜层的质量。

因此，需要一种新式化学置换含有杂质镍、铜的镀金溶液的连续纯化系统，利用主要螯合剂而与金离子螯合成具20～18nm颗粒大小结构的金错合物，并通过分离单元中具孔隙大小为20～18nm的PE逆渗透膜而分离金错合物，同时还利用杂质移除单元的螯合离子交换树脂而选择性吸收镍杂质及铜杂质，不仅可达到每分钟0 .0075～0 .0084μm的沉积速率而沉积出厚度高达0 .12μm的优良金膜层，满足一般实务上金膜层的厚度需求，而且还可延长无电镀金镀液的使用时间，进而解决上述现有技术的问题。

发明内容

本发明的主要目的在提供一种化学置换含有杂质镍、铜的镀金溶液的连续纯化系统，包含无电镀金镀浴槽、分离单元、杂质移除单元、回流混合单元以及镀液储存筒，用以在含镍膜层的基板上通过无电镀的化学置换反应以生成金膜层而形成含金膜层的基板，其中金膜层是沉积在镍膜层的表面上。

无电镀金镀浴槽可容置无电镀金镀液，其中无电镀金镀液包含金错合物以及主要螯合剂，主要螯合剂为四(2-羟丙基)乙二胺(Tetra(2-hydrxypropyl)ethylenediamine)，浓度为5～20g/L；而金错合物的金浓度为0 .6～2 .0g/L。

分离单元连接无电镀金镀浴槽，用以将无电镀金镀浴槽中的无电镀金镀液抽离，并对无电镀金镀液中的金错合物进行选择性分离(selective segregation)处理，以此形成并传送含高浓度金错合物的浓缩溶液及含低浓度金错合物的渗透溶液。