一种金属镀层及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种金属镀层及其制备方法和应用，所述金属镀层位于基材上，从下到上依次为钯层、镍层和金层。本发明专利技术提供了一种新的金属镀覆保护层，将镍层置于钯层和金层之间，一方面可以解决金层难以在钯层上施镀的问题，另一方面可以解决由于镍层致密度较低而出现的金属相间扩散等问题。

A Metal Coating and Its Preparation Method and Application

The invention provides a metal coating and a preparation method and application thereof. The metal coating is located on the base material and is palladium layer, nickel layer and gold layer from bottom to top. The invention provides a new metal plating protective layer, in which the nickel layer is placed between the palladium layer and the gold layer. On the one hand, the problem that the gold layer is difficult to be plated on the palladium layer can be solved, on the other hand, the problem of metal phase diffusion due to the low density of the nickel layer can be solved.

【技术实现步骤摘要】
一种金属镀层及其制备方法和应用
本专利技术属于表面处理
，涉及一种金属镀层及其制备方法和应用。
技术介绍
在电子封装行业，包括晶圆级封装、IC载板、PCB及FPC等表面处理工艺中，上世纪80年代提出的化学镍金工艺，化学浸金形成的镀层具有良好的抗氧化性和导电性，镍作为阻挡层防止铜和金的互相扩散，但是化学镍金的镍层致密度较低，常出现漏镀、渗金、黑镍或金层发白的品质问题；随后提出了化学镍钯金表面处理工艺，它是对化学镍金工艺的再发展，在化学镀镍层和浸金层之间加入化学镀钯层，很好的避免了化学浸金时对化学镀镍层的腐蚀。随着电子行业的飞速发展，电子产品逐渐向高性能、多功能、高可靠、轻薄小等方向发展，因此，化学镍钯金工艺因其优异的性能被重视；该工艺能够满足多种封装工艺的镀层要求，达到良好的导电性能、耐腐蚀性能和抗摩擦性能，满足电子产品的要求。CN105543818A公开了一种优化化学镍钯金镀层的方法及设备，其在设备的范围内解决了如何将锡膏均匀快速的压入钢模板的模孔内的问题，但是本质上并没有解决镍钯金工艺存在的问题；CN105112892A公开了一种用于印刷电路板的化学镀镍钯金工艺，包括除油-微蚀-预浸-活化-化学镍-化学钯-化学金等步骤；CN102956604A提供了一种薄镍钯金镀层以及带有导线的此镀层所成封装结构及其制备方法。镍钯金工艺虽然能够满足多种封装工艺的镀层要求，但是，仍然存在一些问题，例如镍层致密度较低，孔隙率较高，可能会出现钯层与基材铜之间的相互扩散的问题；并且还存在由于金属镍硬度较高带来的材料硬度增加，延展性降低，使得后续无法顺利打线结合铜线或者铜钯线的问题，以及在钯层上难以施镀金层的问题等。目前需要开发一种新的工艺来解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种金属镀层及其制备方法和应用。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种金属镀层，所述金属镀层位于基材上，从下到上依次为钯层、镍层和金层。本专利技术提供了一种新的金属镀覆保护层，将镍层置于钯层和金层之间，相比于钯层，金层更容易在镍层上施镀，因此可以解决金层难以在钯层上施镀的问题；另一方面钯层的致密度较高，可以解决由于镍层致密度较低而出现的基材与钯层和金层之间相互扩散的问题。在本专利技术中，所述钯层的厚度为0.05-0.2μm，例如0.08μm、0.1μm、0.12μm、0.15μm、0.18μm等。优选地，所述钯层的材质为纯钯或钯磷合金。优选地，所述镍层的厚度为0.05-1μm，例如0.08μm、0.1μm、0.3μm、0.5μm、0.8μm等，优选0.05-0.08μm。在本专利技术中，镍层的厚度可以根据实际情况进行具体选择，优选尽可能使镍层薄一点，这样可以一定程度的缓解因镍层存在使最后得到的材料硬度增加、延展性下降的问题。本领域技术人员公知，当镀层越薄时，镀层的孔隙率越高，致密度越差，若为了改善因镍层存在使最后得到的材料硬度增加、延展性下降的问题而减少镍层的厚度，则会导致镍层孔隙率增加，进而加剧基材与钯层和金层之间的相互扩散，因此，本专利技术中将钯层置于基材与镍层之间，可以解决基材与镀层金属之间相互扩散的问题。优选地，所述金层的厚度为0.05-0.15μm，例如0.08μm、0.1μm、0.12μm、0.14μm等。优选地，所述基材的材质为铜。本专利技术所述的镀层厚度均为本领域镀层可达到的常规厚度范围，在实际生产过程中，需要根据具体情况选择实际的镀层厚度以满足应用要求。第二方面，本专利技术提供了如第一方面所述的金属镀层的制备方法，所述制备方法包括：在基材上依次镀钯层、镍层和金层，得到所述金属镀层。本专利技术提供的制备方法简单易行，本专利技术中形成钯层、镍层和金层的步骤可以利用此
中公知惯用的方法达成，例如化学施镀或者电镀等工艺，而在化学施镀范围内，可以选择置换型、还原型或者半置换半还原型反应的化学施镀方法；本专利技术并不限于前述方法，只要是可以形成钯层、镍层与金层目的的任何方法均可以。优选地，所述钯层、镍层和金层的制备方法均各自独立地选自化学镀或电镀。优选地，所述金层的制备方法为：利用置换型和/或还原型反应在镍层上化学镀金，得到金层。优选地，所述金层的制备方法为：利用置换型反应在镍层上化学镀金，得到金层。在本专利技术中，利用置换型反应进行化学镀金，可以使镀镍层变薄，在一定程度上缓解由于镍层存在使最后得到的材料硬度增加、延展性下降的问题。优选地，所述金层的制备方法为：利用半置换半还原型反应在镍层上镀金，得到金层。利用半置换半还原型反应镀金，置换型反应可以使金在镍的催化作用下生长，而还原型反应可以使金在置换生长出来的金层的催化下继续生长，最后得到金层。第三方面，本专利技术提供了如第一方面所述的金属镀层在晶圆级封装、IC载板、印刷电路板或柔性电路板上中的应用。相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术提供了一种新的金属镀覆保护层，将镍层置于钯层和金层之间，由于相比于钯层，金层更容易在镍层上施镀，因此可以解决金层难以在钯层上施镀的问题；另一方面钯层的致密度较高，可以解决由于镍层致密度较低而出现的镀层与基材金属之间相互扩散的问题；(2)本专利技术提供的制备方法简单易行，任何可以实现镀钯层、镍层与金层目的的制备方法均可以使用，本专利技术优选化学镀或电镀的方式实现本专利技术的技术方案。附图说明图1是本专利技术提供的金属镀层的结构示意图。其中，1-基底，2-镀层，201-钯层，202-镍层，203-金层。具体实施方式下面通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本专利技术，不应视为对本专利技术的具体限制。实施例1一种金属镀层，如图1所示，金属镀层(2)位于基材(1)上，从下到上依次为钯层(201)、镍层(202)和金层(203)。制备方法如下：(1)除油：用酸性除油液在35-45℃下浸泡2-3min，然后水洗；(2)微蚀：常温下，在过硫酸钠(60g/L)和硫酸(20mL/L)的混合溶液中浸泡1-2min，然后水洗；(3)活化：利用活化剂(10ppmPd2+(络合钯盐)，5ppm表面活性剂，30ppm络合剂，硫酸调节pH为1～1.5)，在常温下活化1-2min，然后水洗；(4)化学钯：采用化学镀钯液(约0.1g/L钯盐，配合0.5～1g/L含氮类杂环有机络合剂，采用次磷酸钠为还原剂，pH＝6.5～7)，施镀温度50-60℃，施镀时间10-20min；(5)化镍：采用化学镀镍液(NiSO4·6H2O20g/L；NaH2PO2·H2O25g/L；苹果酸20g/L；其他配位剂15g/L)，施镀温度80～85℃，时间8-10min；(6)镀金：利用化学镀金液(亚硫酸金钠20g/L；硫代硫酸钠16g/L；氮三乙酸5g/L；水合肼8g/L；其他配位剂20g/L)在60-70℃下进行镀金10min。实施例2一种金属镀层，其位于基材上，从下到上依次为钯层、镍层和金层。制备方法与实施例1的区别仅在于，在本实施例中，步骤(4)镀钯层的方法不同，在本实施例中，钯层的施镀方法为电镀钯：利用钯电镀液(络合钯盐15g/L；NH4SO480g/L；(NH4)2HPO460g/L；氨基磺酸1g/L；尿素10g/L)在45-55℃下施镀。实施例3一种金本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属镀层，其特征在于，所述金属镀层位于基材上，从下到上依次为钯层、镍层和金层。

【技术特征摘要】
1.一种金属镀层，其特征在于，所述金属镀层位于基材上，从下到上依次为钯层、镍层和金层。2.根据权利要求1所述的金属镀层，其特征在于，所述钯层的厚度为0.05-0.2μm；优选地，所述钯层的材质为纯钯或钯磷合金。3.根据权利要求1或2所述的金属镀层，其特征在于，所述镍层的厚度为0.05-1μm，优选0.05-0.08μm。4.根据权利要求1-3中的任一项所述的金属镀层，其特征在于，所述金层的厚度为0.05-0.15μm。5.根据权利要求1-4中的任一项所述的金属镀层，其特征在于，所述基材的材质为铜。6.根据权利要求1-5中的任一项所述的金属镀层的制备方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏星宇，黄明起，刘强，夏建文，陈元甫，
申请(专利权)人：深圳市化讯半导体材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44