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化学镀金工艺

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-21  浏览次数:871

化学镀金在电子电镀中占有重要地位,特别是半导体制造和印制线路板的制造中,很早就采用了化学镀金工艺,但是早期的化学镀金由于不是真正意义上的催化还原镀层,只是置换性化学镀层,因此镀层的厚度是不能满足工艺要求的,以至于许多时候不得不采用电镀的方法来获得厚镀层。随着电子产品向小型化和微型化发展,许多产品已经不可能再用电镀的方法来进行加工制造,这时,开发可以自催化‘的化学镀金工艺就成为一个重要的技术课题。

 

   (1)氰化物化学镀金

 

   为了获得稳定的化学镀金液,目前常用的化学镀金采用的是氰化物络盐。一种可以有较高沉积速度的化学镀金工艺如下。

 

甲液:

 

氰化金钾

5g/L

EDTA

5g/L

氰化钾

8g/L

二氯化铅

0.5g/L

柠檬酸钠

50g/L

硫酸肼

2g/L

 

乙液:

 

硼氢化钠

200g/L

氢氧化钠

l20g/L

 

使用前将甲液和乙液以l0:1的比例混合,充分搅拌后加温到75℃,即可以工作。注意镀覆过程中也要不断搅拌。这一种化学镀金的速度可观,30min可以达到4μm。

 

但是这一工艺中采用了铅作为去极化剂来提高镀速,这在现代电子制造中是不允许的,研究表明,钛离子也同样具有提高镀速的去极化作用,因此,对于有HORS要求的电子产品,化学镀金要用无铅工艺:

 

氰化金钾

4g/L

硼氢化钠

5.4~10.8mg/L

氰化钾

6.5g/L

温度

70~80℃

氢氧化钾

ll.2g/L

沉积速度

2~10μm/h

硫酸钛

5~100mg/L

 

如果进一步提高镀液温度,还可以获得更高的沉积速度,但是这时镀液的稳定性也会急剧下降。为了能够在提高镀速的同时增加镀液的稳定性,需要在化学镀金液中加入一些稳定剂,在硼氢化物为还原剂的镀液中常用的稳定剂有EDTA、乙醇胺;还有一些含硫化物或羧基有机物的添加剂,也可以在提高温度的同时阻滞镀速的增长。

 

   (2)无氰化学镀金

 

在化学镀金工艺中,除了铅是电子产品中严格禁止使用的金属外,氰化物也是对环境有污染的剧毒化学物,因此,采用无氰化学镀金将是流行的趋势。

 

   ①亚硫酸盐。亚硫酸盐镀金是三价金镀金工艺,还原剂有次亚磷酸钠、甲醛、肼、硼烷等。由于采用亚硫酸盐工艺时,次亚磷酸钠和甲醛都是自还原催化过程,是这种工艺的一个优点。

 

亚硫酸金钠

3g/L

次亚磷酸钠

4g/L

亚硫酸钠

l5g/L

pH值

9

1,2一氨基乙烷

lg/L

温度

96~98℃

溴化钾

lg/L

沉积速度

0.5μm/h

 

②三氯化金镀液

 

A液:

 

氯化金钾(KAuCl4)

3g/L

pH值(用氢氧化钾调)

14

 

B液:

 

甲醚代N-二甲基吗啉硼烷

7g/L

pH值(用氢氧化钾调)

14

 

将A液和B液以等体积混合后使用。

 

温度

55℃

沉积速度

4.5μm/h

 

 

氯化金钾

2g/L

MBT

l.2mg/L

次亚磷酸钠

20g/L

pH值

11.9

二甲基氨硼烷

2g/L

温度

50℃

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