[发明专利]无氰电镀金镀液及其应用

说明书

本发明涉及无氰镀金技术领域，公开了一种无氰电镀金镀液及其应用。所述电镀金镀液包含：金源、导电盐、缓冲剂、添加剂、辅助络合剂和铈盐；其中，所述添加剂选自含锑化合物、含砷化合物、铊化合物中的至少一种，所述辅助络合剂选自有机膦酸和/或水溶性胺。本发明中提供的无氰电镀金镀液，通过添加铈盐可以加速亚硫酸根的氧化，调控亚硫酸根的浓度，削弱镀液中累积的亚硫酸根对一价金离子的络合作用，从而提高镀液的长期稳定性以及提供稳定的镀层性质如硬度和粗糙度。

技术领域

本发明涉及无氰镀金技术领域，具体涉及一种无氰电镀金镀液及其应用。

背景技术

最常用的半导体金属互连材料是铝、铜和金。金具有极佳化学稳定性，导电导热方面仅次于银和铜。金常温或加热条件下不会被氧化，且与大部分化学物质都不发生反应，可焊性好，可热压键合，接触电阻低。因此，在电子线路板、电子连接器、半导体制造等领域广泛使用电镀金。

CN113832508A公开了一种无氰电镀金镀液及其应用和电镀制金凸块的方法以及金凸块和电子部件，镀液包含：金源、导电盐、缓冲剂、添加剂和有机膦酸，添加剂选自含锑化合物和/或含砷化合物。该镀液的析出效率大于99％，制备的金镀层粗糙度低(小于100nm)，纯度高(99.99％)，且获得的金凸块的形状规则。

但是，在电镀的过程中，镀金液中的金离子在阴极表面沉积，需要不断补充亚硫酸金盐[Au(SO₃)₂]^3-以维持镀金液中金离子的浓度，亚硫酸金盐不断释放出游离的亚硫酸根，导致亚硫酸根在镀液中不断累计。亚硫酸根越多对金离子的配位能力越强，从而影响镀液的稳定性，使得镀液的使用周期(MTO)下降，在使用后期可能出现析金、镀层粗糙度变大、硬度降低等问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的镀金液长期使用稳定性差，使用周期短，后期镀层质量下降的问题，提供一种无氰电镀金镀液，该无氰电镀金镀液的使用周期长，可长时间提供镀层稳定的硬度和粗糙度。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种无氰电镀金镀液，其中，所述电镀金镀液包含：金源、导电盐、缓冲剂、添加剂、辅助络合剂和铈盐；其中，所述添加剂选自含锑化合物、含砷化合物、含铊化合物中的至少一种，所述辅助络合剂选自有机膦酸和/或水溶性胺。

本发明的第二方面提供了一种本发明第一方面提供的无氰电镀金镀液在镀金中的应用，优选在在半导体制造中的应用。

通过上述技术方案，本发明所取得的有益技术效果如下：

1)本发明中提供的无氰电镀金镀液，通过添加铈盐可以加速亚硫酸根的氧化，调控亚硫酸根的浓度，削弱镀金液中累积的亚硫酸根对一价金离子的络合作用，从而提高镀金液的长期稳定性以及提供稳定的镀层性质如硬度和粗糙度。

2)利用本发明中提供的无氰电镀金镀液制备得到的镀层的硬度在50-110HV之间，粗糙度Ra≤20nm(镀层厚度为3μm)，尤其适合用在半导体制造领域。

附图说明

图1是本申请中实施例1和对比例1中所制备的无氰电镀金镀液的MTO测试结果图。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明的第一方面提供了一种无氰电镀金镀液，其中，所述电镀金镀液包含：金源、导电盐、缓冲剂、添加剂、辅助络合剂和铈盐；其中，所述添加剂选自含锑化合物、含砷化合物、含铊化合物中的至少一种，所述辅助络合剂选自有机膦酸和/或水溶性胺。