金电镀溶液和方法技术

金电解溶液包含氰化金(III)化合物、氯化物化合物和盐酸。所述氰化金(III)化合物是氰化金(III)钾、氰化金(III)铵或氰化金(III)钠。所述氯化物化合物是氯化钾、氯化铵或氯化钠。可使用光刻工艺、利用所述金电镀溶液使金层在不锈钢(SST)层上直接沉积来制成各种结构。此类结构包括具有不连续图案的金图案、在电介质层的相对侧上具有一条或多条迹线的接合焊盘区域、具有金接合焊盘的万向节和具有包括金层的电接口的接合接头。

Gold plating solution and method

The gold electrolysis solution contains cyanide gold (III) compounds, chloride compounds and hydrochloric acid. The gold cyanide (III) compounds are gold cyanide (III) potassium, gold cyanide (III) ammonium or gold cyanide (III) sodium. The chloride compounds are potassium chloride, ammonium chloride or sodium chloride. The gold layer can be directly deposited on the stainless steel (SST) layer by photolithography process and the gold plating solution is used to make various structures. This structure includes one or more of the opposite side, trace gold pattern with a discontinuous pattern in a dielectric layer on the bonding pad region, with gold bonding joint pads and having a bonding joint includes electrical interface layer of gold.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金电镀溶液和方法相关申请的交叉引用本申请要求享有2015年1月16日提交的临时申请第62/104,280号的优先权，该临时申请的全部内容以引用方式并入本文。
本专利技术涉及金电镀溶液和用于电镀金的方法。更具体地，本专利技术涉及金电镀溶液和用于将金电镀至不锈钢表面上的方法，所述表面具有可能的图案化的金。
技术介绍
电子装置的金属表面的镀金对于提供与金属表面的可靠的低电阻电接触经常是不可少的。这对于由天然形成氧化物钝化层的材料制成的金属表面尤其如此。此类材料包括例如不锈钢。不锈钢是“不锈的”，因为它形成了不受大多数化学品影响的大体稳定的氧化铬。这种耐化学侵蚀性也使不锈钢成为用于电镀金以及实现被镀金对不锈钢表面的良好粘着(adhesion)的具有挑战性的表面。通常，将金电镀至不锈钢使用酸/氯化物溶液将相对薄的镍“打底(strike)”层镀覆至不锈钢上。然后将金电镀在镍层上，所述镍层还也被称为“粘结”层。只要镍完全被金包封，这就会运作良好。然而，如果任何镍暴露例如在光致抗蚀剂界定的金/镍图案的边缘处，则当在后续处理步骤如常用的金属清洁工艺中金属与导电溶液接触时，将发生流电反应(galvanicreaction)。流电反应会腐蚀镍层并底切(undercut)金层。底切金层会破坏图案化的金/镍结构的完整性。因此，对需要图案化金结构的应用，期望将金直接镀覆至不锈钢表面上。所需的是与光致抗蚀剂相容的镀金工艺，其导致金层和不锈钢表面之间的良好粘着，无需引入易受腐蚀或流电溶解的“粘结”层。氰化金(I)化学知识也已被用于电镀金。然而，氰化金(I)在通常用于不锈钢的电镀溶液的低pH条件下表现不佳。例如，在pH4以下，氰化金(I)络合物开始解离(歧化)，使得金开始沉淀，并且氰化物可能作为有毒气体被释放。一些形式的氯化金(III)如四氯化氢金(III)(HAuCl4)可在pH4以下稳定。然而，氯化金(III)镀覆溶液不会产生对不锈钢具有良好粘着的电沉积金层。
技术实现思路
各个实施方案涉及金电镀溶液。所述金电镀溶液包含氰化金(III)化合物、氯化物化合物和盐酸。氰化金(III)化合物是氰化金(III)钾、氰化金(III)铵和氰化金(III)钠中的至少一种。氯化物化合物是氯化钾、氯化铵和氯化钠中的至少一种。在一些实施方案中，如果氰化金(III)化合物为氰化金(III)钾，则氯化物化合物为氯化钾；如果氰化金(III)化合物为氰化金(III)铵，则氯化物化合物为氯化铵；并且如果氰化金(III)化合物为氰化金(III)钠，则氯化物化合物为氯化钠。在另外的实施方案中，氰化金(III)化合物为氰化金(III)钾并且氯化物化合物为氯化钾。在一些实施方案中，所述溶液具有约0至约1、或约0.7至约0.9的pH值。在一些实施方案中，氰化金(III)化合物的浓度为约1.0克金/升溶液至3.0克金/升溶液，并且氯化物阴离子的浓度为约0.30摩尔/升溶液至0.60摩尔/升溶液。在另外的实施方案中，氰化金(III)的浓度为约1.8克金/升溶液至2.2克金/升溶液，并且氯化物阴离子的浓度为约0.45摩尔/升溶液至0.55摩尔/升溶液。在一些实施方案中，所述溶液不含乙二胺盐酸盐和/或氧化性酸，包括硝酸。各个实施方案涉及将电沉积的金图案直接产生至不锈钢表面上的方法。此类方法可包括在所述不锈钢表面上产生光致抗蚀剂图案，清洁所述不锈钢表面的未被所述光致抗蚀剂图案覆盖的部分，将所述不锈钢表面浸没在金电镀溶液中，并在所述金电镀溶液内的阳极和所述不锈钢表面之间施加电压，以产生从所述阳极至所述不锈钢表面的电流，以将金从所述金电镀溶液电镀至所述不锈钢表面上。所述金电镀溶液包含氰化金(III)化合物、氯化物化合物和盐酸。氰化金(III)化合物是氰化金(III)钾、氰化金(III)铵和氰化金(III)钠中的至少一种。氯化物化合物是氯化钾、氯化铵和氯化钠中的至少一种。如果氰化金(III)化合物为氰化金(III)钾，则氯化物化合物为氯化钾；如果氰化金(III)化合物为氰化金(III)铵，则氯化物化合物为氯化铵；并且如果氰化金(III)化合物为氰化金(III)钠，则氯化物化合物为氯化钠。在一些方法中，氰化金(III)化合物为氰化金(III)钾并且氯化物化合物为氯化钾。此类方法还可包括向金电镀溶液中添加足够的盐酸，使得金电镀溶液具有约0至约1的pH，或使得金电镀溶液具有约0.7至约0.9的pH。此类方法还可包括维持氰化金(III)钾在金电镀溶液中约1.0克金/升溶液至3.0克金/升溶液的浓度，和维持氯化物阴离子在金电镀溶液中约0.30摩尔/升溶液至0.60摩尔/升溶液的浓度。此类方法可进一步包括维持氰化金(III)钾在金电镀溶液中约1.8克金/升溶液至2.2克金/升溶液的浓度，和维持氯化物阴离子在金电镀溶液中约0.45摩尔/升溶液至0.55摩尔/升溶液的浓度。在此类方法中，所述电压产生连续直流电，其中所述连续直流电在不锈钢表面产生1安培/平方分米至40安培/平方分米的电流密度。在此类方法中，所述电压产生脉冲直流电，所述脉冲直流电可在不锈钢表面产生1安培/平方分米至40安培/平方分米的时间平均电流密度。此类方法可进一步包括利用含氧的等离子体清洁工艺清洁所述不锈钢的表面。等离子体工艺可处于部分真空中或在大气压下。可将此类使电沉积金图案直接产生至不锈钢表面上的方法用于在磁盘驱动器头部悬置、光学图像稳定化悬置或医疗装置的不锈钢表面上沉积金。尽管公开了多个实施方案，但根据描述本专利技术的说明性实施方案的以下详细描述，本专利技术的其它实施方案对于本领域技术人员将变得显见。因此，详细描述被认为在本质上是说明性的而不是限制性的。附图说明图1显示评价电镀溶液的镀覆测试单元的示意性截面图。图2‐3是包括金层和不锈钢(SST)层之间的镍层的分层结构的示意性图示说明。图4是根据一些实施方案的具有金图案的硬盘驱动器悬置部件的一部分的透视图。图5‐6分别是根据一些实施方案的悬置柔性尾部(flexuretail)的顶部和底部侧视图，所述悬置柔性尾部具有含SST层的SST侧和含迹线层(tracelayer)的迹线侧以及电沉积在SST上的金图案。图7和图8是根据一些实施方案的具有电沉积在SST上的金图案的一部分柔性尾部的透视图，包括多个动态电测试(DET)焊盘(pad)。图9是根据一些实施方案的具有电沉积在SST上的金图案的万向节的透视图。虽然本专利技术适于各种修改和替代形式，但是具体实施方案已通过举例方式在附图中显示，且在下面被详细描述。然而，其意图不是将本专利技术限定于所描述的特定实施方案。相反，本专利技术意在涵盖落入如由所附权利要求限定的本专利技术的范围内的所有修改、等同例和替代例。具体实施方式下文所述的实施方案使得能够将金层直接电镀至不锈钢表面上。所得电镀金层对不锈钢表面具有良好的粘着，不需要随后进行热处理、包覆压力或其它后处理以获得所需的粘着。一些实施方案与一些市售光致抗蚀剂相容。可通过将金离子从金电镀溶液电镀至阴极带电的不锈钢表面上，从而将金直接电沉积至不锈钢表面上。例如，可通过将金离子溶解至适合的电解液中来形成金电镀溶液。在某些实施方案中，金离子可以源自氰化金(III)，如氰化金(III)钾(KAu(CN)4)、氰化金(III)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金电镀溶液，其包含：氰化金(III)化合物，所述氰化金(III)化合物是氰化金(III)钾、氰化金(III)铵和氰化金(III)钠中的至少一种；氯化物化合物，所述氯化物化合物是氯化钾、氯化铵和氯化钠中的至少一种；和盐酸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.16 US 62/104,2801.一种金电镀溶液，其包含：氰化金(III)化合物，所述氰化金(III)化合物是氰化金(III)钾、氰化金(III)铵和氰化金(III)钠中的至少一种；氯化物化合物，所述氯化物化合物是氯化钾、氯化铵和氯化钠中的至少一种；和盐酸。2.根据权利要求1所述的溶液，其中所述氰化金(III)化合物是氰化金(III)钾、氰化金(III)铵和氰化金(III)钠中的一种；所述氯化物化合物是氯化钾、氯化铵和氯化钠中的一种；其中如果所述氰化金(III)化合物为氰化金(III)钾，则所述氯化物化合物为氯化钾；如果所述氰化金(III)化合物为氰化金(III)铵，则所述氯化物化合物为氯化铵；并且如果所述氰化金(III)化合物为氰化金(III)钠，则所述氯化物化合物为氯化钠。3.根据权利要求2所述的溶液，其中所述氰化金(III)化合物为氰化金(III)钾，且所述氯化物化合物为氯化钾。4.根据权利要求1所述的溶液，其中所述溶液具有约0至约1的pH。5.根据权利要求4所述的溶液，其中所述溶液具有约0.7至约0.9的pH。6.根据权利要求1所述的溶液，其中所述氰化金(III)化合物的浓度为约1.0克金/升溶液至3.0克金/升溶液，且氯化物阴离子的浓度为约0.30摩尔/升溶液至0.60摩尔/升溶液。7.根据权利要求6所述的溶液，其中所述氰化金(III)的浓度为约1.8克金/升溶液至2.2克金/升溶液，且氯化物阴离子的浓度为约0.45摩尔/升溶液至0.55摩尔/升溶液。8.根据权利要求1所述的溶液，其中所述溶液不含乙二胺盐酸盐。9.根据权利要求1所述的水溶液，其中所述溶液不含氧化性酸。10.根据权利要求9所述的水溶液，其中所述溶液不含硝酸。11.一种使电沉积的金图案直接在不锈钢表面上产生的方法，所述方法包括：在所述不锈钢表面上产生光致抗蚀剂图案；清洁所述不锈钢表面未被所述光致抗蚀剂图案覆盖的部分；将所述不锈钢表面浸没在金电镀溶液中，其中所述金电镀溶液包含：氰化金(III)化合物，所述氰化金(III)化合物是氰化金(III)钾、氰化金(III)铵...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·C·斯旺森，D·P·里默，S·A·范克，
申请(专利权)人：哈钦森技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US