用于电沉积含金的层的组合物、其用途以及方法技术

本发明专利技术涉及一种组合物和使用所述组合物电沉积含金的层的方法以及巯基三唑化合物作为防浸镀添加剂的用途。所述组合物含有充当防浸镀添加剂的巯基三唑化合物。所述组合物和所述方法适合于沉积功能性或硬金或金合金，所述金或金合金可作为用于高可靠性应用的电连接器的接触材料应用于工业中。

Composition for electrodeposition of gold bearing layer, use and method thereof

The invention relates to a composition and a method for depositing a gold bearing layer using the composition, and the use of a mercapto three azole compound as an anti plating additive. The composition comprises a mercapto three azole compound as an anti plating additive. The compositions and methods are suitable for the deposition of functional or hard gold or gold alloys, which can be used as contact materials for electrical connectors for high reliability applications in industry.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种组合物和使用专利技术的组合物用于电沉积含金的层的方法。专利技术的组合物含有充当防浸镀添加剂的巯基三唑化合物。组合物和方法适合于沉积功能性或硬金或金合金，所述合金可作为用于高可靠性应用的电连接器的接触材料应用于工业中。
技术介绍
钴和镍的硬金或金合金已广泛用作用于高可靠性应用的电连接器的接触材料。具有硬金端层的连接器因此电镀于导电金属层上，例如镍衬底上，如镀敷于铜上的镍。通常，连接器是较大电子装置或电线的部分。选择性电镀技术用于仅将金层或金合金层沉积于连接器的接触区域上而不镀敷电路的剩余部分。所述选择性镀敷技术通过限制金和其它贵重金属(如钯和钯镍合金)的镀敷区域显著降低连接器的材料成本。在金是待镀敷于通常由不太贵重金属制成的连接器上的贵金属时，产生金置换的问题。金置换是通过交换反应沉积金。如果待镀敷金的表面是例如镍表面，那么相信置换反应按以下发生：2Au++Ni0→2Au0+Ni2+其中贵重的金金属置换不太贵重的镍。通过所述交换反应或置换反应的金属沉积也称为浸镀反应或浸镀敷。一方面，这个问题发生于不镀敷并且因此不电性连接的衬底部分或区域的表面上，而电子部分的功能性表面(即连接器)是电镀的。另外，当停止电镀时，例如在空闲时间期间，可发生浸镀反应。接着，在不经电性连接的情况下将连接器表面保持在金沉积槽中一段时间。在两种情况下，金层通过浸镀反应沉积于非连接表面上。因此，金层通过浸镀反应在不需要的衬底区域沉积。这种浸镀金沉积是不希望有的，因为其消耗比涂覆连接器和其它电子部分所需更多的金并且因此造成导致较高制造成本的金的额外消耗。沉积于不想镀敷的印刷电路线、连接器或其它电子装置的部分上的金层也可造成衬底的缺陷，产生有缺陷最终产品。因此然后必须去除金层，这费力、耗时并且成本高。另外，通过浸镀反应形成的金层具有对其下伏表面的低粘着度。浸镀金层的部分从底层表面脱落，当偶然连接单独电路线或其它接触金属时伴以短路的风险。此外，金浸镀的问题随着金电解质年限而增加。金浸镀可通过改进镀敷设备的设计减少。然而，这要求昂贵花费来重新设计并且接着制造新设备部件。欧洲专利EP2309036B1揭示减少金置换反应的硬金镀敷槽。作用归因于包含于镀敷槽中的巯基四唑化合物。然而，金置换反应的减少仍不足够。另外，EP2309036B1未记载金置换随着金沉积槽的进程年限而增加。因此，针对功能性纯金层和金合金层，仍需要抑制电沉积槽中的金浸镀反应。本专利技术的目标因此，本专利技术的一目标是提供用于电沉积含金的层伴以进一步减少的金浸镀反应的组合物和方法。本专利技术的另一目标是提供用于在用于金电沉积的组合物寿命期间减少增加的金浸镀反应的方法。
技术实现思路
这些目标通过以下组合物和方法达成。电镀组合物，其包含(i)至少一种金离子源，和(ii)至少一种巯基三唑或其盐，其中至少一种巯基三唑具有以下通式(I)或通式(II)：其中R1、R2、R3、R4、R5和R6如下文所定义。当电沉积含金的层时，根据(ii)的巯基三唑或其盐显著减少或几乎抑制金浸镀反应。一种方法，其包含以下步骤：(i)提供如上文所定义的电镀组合物；(ii)使衬底与组合物接触；和(iii)在衬底与至少一个阳极之间施加电流并且由此将金或金合金沉积于衬底上。所述方法适合于将含金的层电沉积于衬底上。所述方法显著减少或几乎抑制金浸镀反应。一种方法，其包含：(i)提供经使用的金或金合金电镀组合物；(ii)将如上文所定义的巯基三唑添加到经使用的金或金合金电镀组合物中，和(iii)使衬底与组合物接触；和(iv)在衬底与至少一个阳极之间施加电流并且由此将金或金合金沉积于衬底上。所述方法适合于再生经使用的金或金合金电镀组合物，其中金浸镀反应达成防止适当金层或金合金层的有效操作并且沉积的程度。所述方法显著减少或几乎抑制金浸镀反应。附图说明图1展示通过浸镀反应从含有不同巯基唑化合物的电镀槽沉积的金合金层的厚度。图2展示通过浸镀反应从含有不同巯基三唑化合物的电镀槽沉积的金合金层的厚度。具体实施方式本专利技术涉及一种电镀组合物，其包含(i)至少一种金离子源，和(ii)至少一种巯基三唑或其盐，其中至少一种巯基三唑具有以下通式(I)或通式(II)：其中R1、R4彼此独立地是氢、直链或分支链、饱和或不饱和(C1-C20)烃链、(C8-C20)芳烷基；被取代或未被取代的苯基、萘基或羧基；并且R2、R3、R5、R6彼此独立地是-S-X、氢、直链或分支链、饱和或不饱和(C1-C20)烃链、(C8-C20)芳烷基；被取代或未被取代的苯基、萘基或羧基；并且X是氢、(C1-C4)烷基或选自碱金属离子、钙离子、铵离子和季胺的抗衡离子，并且R2和R3中的至少一个是-S-X，并且R5和R6中的至少一个是-S-X。电镀组合物适合于将含金的层电沉积于衬底上。含金的层可以是纯金层或金合金层。优选地，含金的层是金合金层。更优选地，含金的层是用作所谓的功能性或硬金层的金合金层。功能性或硬金层具有高机械稳定性并且因此尤其耐机械磨损。金层和尤其金合金层因此适合用于电连接器。当电沉积含金的层时，根据(ii)的巯基三唑或其盐显著减少或几乎抑制金浸镀反应。在一个实施例中，X优选是选自碱金属离子的抗衡离子，其中碱金属离子选自钠离子、钾离子和锂离子。在另一实施例中，R1、R2、R3、R4、R5、R6的被取代苯基或萘基的取代基独立地选自分支链或未分支(C1-C12)烷基、分支链或未分支(C2-C20)亚烷基、分支链或未分支(C1-C12)烷氧基；羟基和卤素。在另一实施例中，卤素选自氯和溴。在溶液中，式(I)巯基三唑可以两种互变异构形式存在：式(I)因此包含两种互变异构形式。当R1是H原子时互变异构形式尤其相关。在一优选实施例中，至少一种巯基三唑具有通式(I)或通式(II)，其中R1、R4彼此独立地是氢或直链(C1-C4)烷基，并且R2、R3、R5、R6彼此独立地是-S-X、氢或直链(C1-C4)烷基；并且X是氢、甲基、乙基或选自钠离子和钾离子的抗衡离子；并且R2和R3中的至少一个是-S-X，并且R5和R6中的至少一个是-S-X。在另一优选实施例中，至少一种巯基三唑具有通式(I)或通式(II)，其中R1、R4彼此独立地是氢、甲基或乙基，并且R2、R3、R5、R6彼此独立地是-S-X、氢、甲基或乙基，并且X是氢、钠离子或钾离子；并且R2和R3中的至少一个是-S-X，并且R5和R6中的至少一个是-S-X。在另一优选实施例中，至少一种巯基三唑具有通式(I)或通式(II)，其中R1、R4彼此独立地是氢或甲基，并且R2、R3、R5、R6彼此独立地是-S-X、氢或甲基，并且X是氢、钠离子或钾离子；并且R2和R3中的至少一个是-S-X，并且R5和R6中的至少一个是-S-X。在一更优选实施例中，至少一种巯基三唑具有通式(I)，其中R1、R2、R3和X具有如上文所定义的含义。在一甚至更优选实施例中，至少一种巯基三唑选自包含以下各者的群组：5-巯基-1,2,3-三唑；4,5-二巯基-1,2,3-三唑；5-巯基-1,2,4-三唑；3-巯基-1,2,4-三唑；3,5-二巯基-1,2,4-三唑；3-巯基-4-甲基-1,2,4-三唑；5-苯基-1H-1,2,4-三唑-3-硫醇和其盐。在一甚至更优选实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电镀组合物，其包含(i)至少一种金离子源，和(ii)至少一种巯基三唑或其盐，其中所述至少一种巯基三唑具有以下通式(I)或通式(II)：其中R1、R4彼此独立地是氢、直链或分支链、饱和或不饱和(C1‑C20)烃链、(C8‑C20)芳烷基；被取代或未被取代的苯基、萘基或羧基；并且R2、R3、R5、R6彼此独立地是‑S‑X、氢、直链或分支链、饱和或不饱和(C1‑C20)烃链、(C8‑C20)芳烷基；被取代或未被取代的苯基、萘基或羧基；并且X是氢、(C1‑C4)烷基或选自碱金属离子、钙离子、铵离子和季胺的抗衡离子，并且R2和R3中的至少一个是‑S‑X，并且R5和R6中的至少一个是‑S‑X。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.25 EP 14182083.71.一种电镀组合物，其包含(i)至少一种金离子源，和(ii)至少一种巯基三唑或其盐，其中所述至少一种巯基三唑具有以下通式(I)或通式(II)：其中R1、R4彼此独立地是氢、直链或分支链、饱和或不饱和(C1-C20)烃链、(C8-C20)芳烷基；被取代或未被取代的苯基、萘基或羧基；并且R2、R3、R5、R6彼此独立地是-S-X、氢、直链或分支链、饱和或不饱和(C1-C20)烃链、(C8-C20)芳烷基；被取代或未被取代的苯基、萘基或羧基；并且X是氢、(C1-C4)烷基或选自碱金属离子、钙离子、铵离子和季胺的抗衡离子，并且R2和R3中的至少一个是-S-X，并且R5和R6中的至少一个是-S-X。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述至少一种巯基三唑具有所述通式(I)或所述通式(II)，其中R1、R4彼此独立地是氢或直链(C1-C4)烷基，并且R2、R3、R5、R6彼此独立地是-S-X、氢或直链(C1-C4)烷基；并且X是氢、甲基、乙基或选自钠离子和钾离子的抗衡离子；并且R2和R3中的至少一个是-S-X，并且R5和R6中的至少一个是-S-X。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中所述至少一种巯基三唑具有在1...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·布莱特福尔德，R·吕特尔，O·库尔茨，
申请(专利权)人：德国艾托特克公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE