一种适用于镍金结构工艺的无氰电镀金溶液的制作方法

  1、电子产品中的线路板、陶瓷基板、管壳、芯片等铜线路上电镀镍金是一种经典的镀层结构，能够完全满足焊接、打线等功能，具有极高的可靠性，传统的镍金工艺的镀金采用氰化物镀液，金离子来源于氰化亚金钾。由于氰化物为剧毒，对操作人员的安全、环境安全带来较大威胁，因此无氰镀金溶液慢慢的受到行业内的重视。

  2、无氰镀金采用亚硫酸金盐为金离子的来源，安全环保，深受业内推崇。但目前行业内常规的无氰镀金对于镍金结构来讲存在一个普遍功能性问题——金层和镍层的结合力不佳。这是由于常规的无氰镀金溶液中的金离子或者金属类的晶粒细化剂会和镍层发生置换反应，置换反应发生后，置换的金层疏松导致结合力出现异常。

  3、专利《cn114892225 b》公开了一种镍金结构的无氰电镀金溶液，镀液中含有有机膦酸，认为在镍镀层上电镀金时，有机膦酸可以选择性地在镍表面吸附形成阻挡层，有效抑制镍金置换以此来实现以无氰电镀金制备外观均匀、结合力好的镀金层。但是有机磷酸为酸性较强，加入镀液时会引起亚硫酸根的水解，使无氰镀金溶液快速失效。其对结合力的判定标准为：脱落面积小于10％评价为结合力好，脱落面积大于10％评价为结合力差。这个标准太低，不足以满足行业的性能需要。

  4、专利《cn107709628 b》公开了一种供用于电解硬质金镀敷液的防置换剂，其特征是，含有选自具有巯基的咪唑化合物、具有巯基的化合物和具有磺酸基和巯基的脂肪族化合物中的至少1种化合物，以有效抑制镍金置换，但该发明的巯基化合物在镍表面的吸附性太强，容易形成一层有机绝缘膜导致漏镀金，或者镍金之间夹杂有机膜，使产品有可靠性下降的风险。

  1、针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供了一种适用于镍金结构工艺的无氰电镀金溶液。该无氰电镀金溶液适用于半导体rdl、ubm、bumping，在镍镀层上面获得的金镀层拥有非常良好的镀层结合力，获得的0.05-2.0μm的金镀层，外观细腻，粗糙度低于20nm，镀液稳定性良好，并且对光刻胶无明显攻击。

  2、为实现上述目的，本发明提供一种适用于半导体rdl、ubm、bumping等镍金结构工艺的无氰电镀金溶液，该溶液配方包括以下组分：金离子3-14g/l、络合剂30-100g/l、无机盐10-20g/l、表面活性剂10-30mg/l、晶粒细化剂10-40mg/l、稳定剂20-60mg/l、促进剂30-60mg/l、缓蚀剂0.5-1.5g/l；所述的表面活性剂为异癸醇与环氧乙烷聚合物的非离子表面活性剂；所述的晶粒细化剂为2,2’-联喹啉-4,4’-二甲酸二钠和3-吡啶磺酸，且两者在使用时的质量浓度比为1:1；所述的缓蚀剂为2-苄基咪唑啉。表面活性剂可以分散电流密度，起到均匀启镀效果，提高镀层的光亮性；晶粒细化剂能抑制晶核过度生长，形成致密的镀金膜；缓蚀剂可以对减少金离子对光刻胶的攻击，防止腐蚀基材。

  4、其中，所述的促进剂为3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛，促进剂能够在一定程度上促进金离子的沉积，促进金的连续成核，提高均匀性和结合力。

  7、其中，温度在40-70℃之间；电流密度在0.1-1.0a/dm2之间。其中，所述的稳定剂为四氮唑紫。

  8、本发明的有益效果是：与现存技术相比，本发明提供的一种适用于镍金结构工艺的无氰电镀金溶液存在以下优势：

  9、1）本发明得到的镀层在镍金结构上的结合力良好，且不含传统的铊、砷等有毒的晶粒细化剂，而是采用2,2’-联喹啉-4,4’-二甲酸二钠和3-吡啶磺酸为晶粒细化剂，且得到的镀层光滑细腻。

  10、2）亚硫酸金盐体系的无氰镀金随着使用时间的延长，亚硫酸盐会被氧化成硫酸盐，当硫酸盐浓度累积到某些特定的程度，槽液的比重慢慢的升高，到某些特定的程度后会出现结晶的问题。因此无氰镀金会严格管控槽液比重。本发明采用低浓度缓蚀剂，不会增加镀液的比重，可以大幅延长镀液寿命。

  11、3）本发明采用咪唑啉类的缓蚀剂，防止其他专利中采用巯基缓蚀剂出现过度吸附导致漏镀的风险。

  12、4) 本发明采用异癸醇与环氧乙烷聚合物的非离子表面活性剂，可以大大降低溶液的表面张力，使镀液具有较强孔内润湿能力及镀孔能力，且在高比重的条件下，使镀液保持澄清。

  1.一种适用于镍金结构工艺的无氰电镀金溶液，其特征是，包括以下浓度组分：金离子3-14g/l、络合剂30-100g/l、无机盐10-20g/l、表面活性剂10-30mg/l、晶粒细化剂10-40mg/l、稳定剂20-60mg/l、促进剂30-60mg/l、缓蚀剂0.5-1.5g/l；所述的表面活性剂为异癸醇与环氧乙烷聚合物的非离子表面活性剂；所述的晶粒细化剂为2,2’-联喹啉-4,4’-二甲酸二钠和3-吡啶磺酸，且两者在使用时的质量浓度比为1:1；所述的缓蚀剂为2-苄基咪唑啉。

  2.根据权利要求1所述的一种适用于镍金结构工艺的无氰电镀金溶液，其特征是，所述的金离子由亚硫酸金钠提供；所述无机盐为硫酸钠。

  3.根据权利要求1所述的一种适用于镍金结构工艺的无氰电镀金溶液，其特征是，所述的促进剂为3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛。

  4.根据权利要求1所述的一种适用于镍金结构工艺的无氰电镀金溶液，其特征是，所述的络合剂为亚硫酸钠。

  5.根据权利要求1所述的一种适用于镍金结构工艺的无氰电镀金溶液，其特征是，ph值在7.5-9之间。

  6.根据权利要求1所述的一种适用于镍金结构工艺的无氰电镀金溶液，其特征是，温度在40-70℃之间；电流密度在0.1-1.0a/dm2之间。

  7.根据权利要求1所述的一种适用于镍金结构工艺的无氰电镀金溶液，其特征是，所述的稳定剂为四氮唑紫。

  本发明涉及一种适用于镍金结构工艺的无氰电镀金溶液，该溶液配方包括以下组分：金离子3‑14g/L、络合剂30‑100g/L、无机盐10‑20g/L、表面活性剂10‑30mg/L、晶粒细化剂10‑40mg/L、稳定剂20‑60mg/L、促进剂30‑60mg/L、缓蚀剂0.5‑1.5g/L，pH值为7.5‑9，温度在40‑70℃之间，电流密度在0.1‑1.0A/dm2。该无氰电镀金溶液适用于半导体RDL、UBM、bumping，在镍镀层上面获得的金镀层拥有非常良好的镀层结合力，获得的0.05‑2.0μm的金镀层，外观细腻，粗糙度低于20nm，镀液稳定性良好，并且对光刻胶无明显攻击。

  设计和制备新能源电极材料研究材料在氢气、氧气、二氧化碳等能源小分子电催化转化中的应用，通过先进表征手段和理论模拟计算理解催化位点和反应机理，力图发展几种具有应用前景的电催化剂材料。

  多酸团簇、金属有机框架材料的合成性能研究与计算模拟，最重要的包含： 1.多酸团簇-无机晶核共组装进行光催化分解水制氢与二氧化碳还原； 2.低维多孔材料的结构与催化性能的研究。

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