一种Au-Sn合金电镀液的制作方法
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 在1C(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°C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合金箱片存在着脆性，当合 金箱片熔融焊接时，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。
[0003] 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Sn2P207、SnS04、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】
[0004] 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。
[0005] 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：
[0006] 含Au化合物 2~5g/L;: 甲基磺酸亚锡 2:2~25g/L; 絡合剂 L15g/L; 稳足剂 80~丨00g/L: 锡防氧化剂 2~3g/L。
[0007] 其中，所述稳定剂包括如下浓度的组分：
[0008] 乙醇 2. 5 ~4mol/L;
[0009] 亚硫酸钠 3. 0 ~5.Omol/L;
[0010] 硫酸亚铁 0? 5 ~1. 5mol/L〇
[0011] 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。
[0012] 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。
[0013] 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。
[0014] 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。
[0015] 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。
[0016] 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。
[0017] 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】
[0018] 以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
[0019] 实施例1
[0020] 本实施例的Au-Sn合金电镀液包括如下浓度的组分：
[0021] 含Au化合物 2g/L; 甲基磺酸亚锡 22g/：L;: 络合剂 10g/L:; 稳足剂 80g/L; 锡防氧化剂 2g/L。
[0022] 其中，稳定剂包括如下浓度的组分：
[0023] 乙醇 2. 5mol/L ;
[0024] 亚硫酸钠 3. Omol/L ;
[0025] 硫酸亚铁 0? 5mol/L。
[0026] 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：
[0027] 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。
[0028] 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。
[0029] 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，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。
[0030] 实施例2
[0031] 本实施例的Au-Sn合金电镀液包括如下浓度的组分：
[0032] 含Au化合物 3g/L; 甲基磺酸亚锡 23g/L; 络合剂 12g/L; 稳定剂 90g/L; 锡防氧化剂 2.:5g/L。
[0033] 其中，稳定剂包括如下浓度的组分：
[0034] 乙醇 3.Omol/L;
[0035] 亚硫酸钠 4.Omol/L;
[0036] 硫酸亚铁 1.Omol/L。
[0037] 其中，含Au化合物、络合剂、稳定剂和锡防氧化剂的选择参考实施例1。
[0038] 实施例3
[0039] 本实施例的Au-Sn合金电镀液包括如下浓度的组分：
[0040] 含Au化合物 5g/L； 甲基横酸亚锡 25g/L; 络合剂 15g/L, 稳定剂 lOOg/L; 锡防氧化剂 3g/L。
[0041] 其中，稳定剂包括如下浓度的组分：
[0042] 乙醇 4mol/L;
[0043] 亚硫酸钠 5. 0mol/L;
[0044] 硫酸亚铁 1. 5mol/L。
[0045] 其中，含Au化合物、络合剂、稳定剂和锡防氧化剂的选择参考实施例1。
[0046] 以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的 思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明 的限制。
【主权项】
1. 一种Au-Sn合金电镀液，其特征在于，包括如下浓度的组分： 含Au化合物 2~5g/L; 甲基磺酸亚锡 22~25g/L; 络合剂 10~I5g/L; 稳足剂 80~100gZU 锡防氧化剂 2~3g/L。2. 根据权利要求1所述的Au-Sn合金电镀液，其特征在于，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. Omol/L ; 硫酸亚铁 0· 5~I. 5mol/L。3. 根据权利要求1所述的Au-Sn合金电镀液，其特征在于：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。4. 根据权利要求1所述的Au-Sn合金电镀液，其特征在于：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。5. 根据权利要求4所述的Au-Sn合金电镀液，其特征在于：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。6. 根据权利要求1所述的Au-Sn合金电镀液，其特征在于：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。7. 根据权利要求6所述的Au-Sn合金电镀液，其特征在于：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。
【专利摘要】本发明公开了一种Au-Sn合金电镀液，其包括如下浓度的组分：含Au化合物2～5g/L；甲基磺酸亚锡22～25g/L；络合剂10～15g/L；稳定剂80～100g/L；锡防氧化剂2～3g/L。与现有技术相比，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。
【IPC分类】C25D3/62
【公开号】CN105063691
【申请号】CN201510518068
【发明人】沈秋
【申请人】无锡桥阳机械制造有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年8月21日