置换金镀覆液及置换金镀覆方法技术

本发明专利技术提供一种析出速度快且析出皮膜之的膜厚不均小的置换金镀覆液及置换金镀覆方法。本发明专利技术的置换金镀覆液，其特征为在包含氰化金化合物及铊化合物的氰系置换金镀覆液中，pH值为2.0‑4.4、包含具有羟基的胺基羧酸系螯合剂，以及包含平均分子量200‑20000的聚乙二醇、酰胺硫酸或酰胺硫酸盐的至少1种以上以作为腐蚀抑制剂，或是含有丙二腈或丁二腈以作为保存剂。又，本发明专利技术的置换金镀覆方法，其特征为使用上述氰系置换金镀覆液，在铜、镍、钯任一中间层上或是这些的中间层所构成的积层结构上形成金表层。

【技术实现步骤摘要】
置换金镀覆液及置换金镀覆方法
本专利技术关于一种使用氰化金化合物的置换金镀覆液及置换金镀覆方法。
技术介绍
电子设备的电子零件中所使用的安装基板的接合部垫片上，通常形成有金镀覆层。金具有紧接在银、铜后的高导电率、以热压接所进行的接合性等的物理性质优良，而且抗氧化性及耐化学药品性等的化学性质亦优良。因此，尽管金的价格昂贵，仍持续被使用于安装基板的接合部垫片。这样的安装基板的图案，对于电源引线有所制约，又，具有难以进行镀覆皮膜的形成的独立图案，因此大多采用无电解金镀覆法。作为无电解金镀覆法的一部分，置换金镀覆以往即为人所知。置换金镀覆是利用下述原理的技术：若在金离子的溶液中，存在比金更具有离子化倾向的卑金属，则卑金属的表面在溶液中溶出，而溶液中的金离子则作为金金属而析出。置换金镀覆，因为是以金离子置换基底层金属而析出为金金属，因此这样的反应机构难以形成较厚的镀覆层。若欲形成较厚的镀覆层而过度延长浸渍时间，则具有膜厚不均变大、作为基底层金属的镍中间层的腐蚀扩张这样的缺点。因此，无电解金镀覆的处理方法中，必须进行置换型与自催化型(还原型)的两段式处理，或是尽管难以进行液体管理，仍必须进行置换·自催化并用型(还原并用型)的一段式处理。近年来朝向电子设备的高功能化及多功能化发展，而电子零件中所使用的安装基板迈向高密度化，因为接合部垫片的细微化，更难形成电源引线，因此无电解镀金技术的必要性进一步提高。然而，置换金镀覆，如上所述，因为难以形成较厚的镀覆层，而无法实用化。目前是以置换型与自催化型的两段式处理、或置换·自催化并用型的一段式处理代替置换金镀覆制程。然而，随着生产据点从日本国内移往亚洲新兴国家，为了追求营运成本的降低并且重视作业性等，因此开始重新审视置换金镀覆制程。用于安装基板的接合部垫片的置换金镀覆制程，已知有以下3种方法。亦即，(1)在铜上直接形成置换金镀覆皮膜的直接置换金(DirectImmersionGold：DIG)法，(2)在基底层无电解镍镀覆皮膜上，形成置换金镀覆皮膜的无电解镍/置换金(ElectrolessNickelImmersionGold：ENIG)法，及(3)在基底层无电解镍镀覆皮膜与置换金镀覆皮膜之间，设置无电解钯镀覆皮膜的无电解镍/无电解钯/置换金(ElectrolessNickelElectrolessPalladiumImmersionGold：ENEPIG)法。其中，在(3)ENEPIG法中，镍镀覆皮膜系作为阻焊膜使用，其用以使铜电路不会被焊料侵蚀。钯镀覆皮膜是作为扩散阻障膜，其用以防止镍镀覆皮膜扩散至金镀覆皮膜。接着，电阻低、焊料润湿性良好的金镀覆皮膜应用于最终加工。因此，通过以镍、钯所构成的钯中间层/镍中间层的积层结构的镀覆皮膜与表层的金镀覆皮膜，具有可形成焊接及打线接合等的接合特性优良的接合部的优点。例如，专利文献1(日本特开2012-46792号公报)中提到：“一种置换金镀覆液，其是用以在导电性金属所构成的导体层上形成依序积层镍层、钯层、金层而成的接合部的置换金镀覆液，其特征为：置换金镀覆液含有氰化金盐、错化剂、铜化合物，而置换金镀覆液中的错化剂与铜化合物的摩尔比为错化剂/铜离子＝1.0-500的范围，由错化剂与铜化合物所形成的化合物在pH值4-6中的安定度常数在8.5以上”(权利要求，权利要求1)。该置换金镀覆，提供了“一种置换金镀覆处理技术，即使形成接合部的部分是具有各种尺寸面积的垫片的基板，亦可抑制形成于各垫片上的接合部的金层膜厚的不均匀，而可实现均匀厚度的金镀覆的被膜”(段落0009)。该ENEPIG法中，为了应用于置换金镀覆的各种膜厚规格，而要求提高金的膜厚。然而，若欲提高金的析出膜厚而延长处理时间或是提高液温，则呈现出金的膜厚不均变大这样的新缺点。这是因为，作为贵金属的钯在上层，而作为卑金属的镍存在于下层，产生了腐蚀变得不稳定的倾向。再者，已知形成越细微的接合部垫片，下层的镍中间层越会发生异常腐蚀，而导致焊接及打线接合的质量低这样严重的问题。先前技术文献专利文献专利文献1日本特开2012-46792号公报
技术实现思路
本专利技术的一态样，是鉴于置换金镀覆中的上述第一问题而成，目的在于提供一种置换金镀覆液及置换金镀覆方法，其析出速度快且因安装基板的接合部垫片的面积差异而引起的膜厚不均小。尤其是以往的ENEPIG法中，钯中间层/镍中间层的积层结构中，相较于上层的钯中间层的腐蚀，下层的镍中间层的腐蚀比例高，而本专利技术的目的并在于提供一种改善此点而使积层结构中作为下层的镍中间层的腐蚀减少的置换金镀覆液及置换金镀覆方法。本专利技术是根据以下的见解。氰系置换金镀覆液中的局部电池作用，一般是以金>钯>镍的顺序作为贵金属，此已为人所知。本案专利技术人研究的结果得知，卑金属的中间镀覆层的腐蚀与溶液中的pH值高度相关。亦即，在pH值为酸性的区域中，了解到会成为金>钯>镍的倾向。于是，通过使氰系置换金镀覆液为酸性区域，可提高上层的钯中间层的腐蚀比例。本专利技术使用既定腐蚀抑制剂，并以在中性到碱性的溶液中稳定的氰化金化合物作为在酸性侧不稳定的化合物，借此成功抑制了作为卑金属的中间镀覆层的腐蚀，同时提升了析出速度，并且缩小因安装基板的接合部垫片的面积差异所引起的膜厚不均。尤其是在铜或铜合金垫上的中间镀覆层为钯层与镍层的积层结构的情况，氰系置换金镀覆液中的局部电池作用，在pH值为中性的区域中，具有金≒钯>镍的倾向，但另一方面，在pH值为酸性的区域中，具有成为金>钯>镍的倾向。因此，通过使氰系置换金镀覆液在酸性区域，可提高上层的钯中间层的腐蚀比例，借此可抑制镍中间层的腐蚀、提升析出速度并且减少因面积差异所导致的膜厚不均。已知上述使用了腐蚀抑制剂的置换金镀覆液，若在镀覆浴制作完成后立即开始电镀，则可得到预期的结果。另一方面，该置换金镀覆液，因为是在pH值2.0-4.4中使用，因此液体本身并不稳定。因此，已知若在镀覆浴制作完成后将置换金镀覆液放置，则置换金镀覆液本身存在会开始自我分解这样的第二问题。本专利技术的另一态样，是鉴于上述的第二问题，目的在于提供一种置换金镀覆液，其中使用了即使在镀覆浴制作完成后长期放置亦不会自我分解的保存剂，其液体保存性优良。又，本专利技术的另一态样，与上述的一态样的专利技术相同，目的在于提供一种置换金镀覆液及置换金镀覆方法，在镀覆作业开始到镀覆作业完成之间，其析出速度快且可降低因安装基板的接合部垫片的面积差异所导致的膜厚不均。尤其是使用既定保存剂及腐蚀抑制剂的本专利技术，是鉴于上述第一问题及第二问题而完成，其目的在于提供一种置换金镀覆液及置换金镀覆方法，其液体保存性高，而且改善了以往ENEPIG法中，在钯中间层/镍中间层的积层结构中，下层的镍中间层的腐蚀比例高于上层的钯中间层的腐蚀，进而使积层结构中的下层的镍中间层的腐蚀减少，且液体稳定性高。解决问题的手段本专利技术的第一置换金镀覆液，是包含氰化金化合物及铊化合物的氰系置换金镀覆液，其特征是pH值为2.0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种置换金镀覆液，其包含氰化金化合物及铊化合物的氰系置换金镀覆液，其特征为，pH值为2.0-4.4，且包含具有羟基的胺基羧酸系螯合剂，及含有丙二腈或丁二腈以作为保存剂。/n

【技术特征摘要】
20181226 JP 2018-242386;20191101 JP 2019-1997191.一种置换金镀覆液，其包含氰化金化合物及铊化合物的氰系置换金镀覆液，其特征为，pH值为2.0-4.4，且包含具有羟基的胺基羧酸系螯合剂，及含有丙二腈或丁二腈以作为保存剂。


2.一种置换金镀覆液，其包含氰化金化合物及铊化合物的氰系置换金镀覆液，其特征为，pH值为2.0-4.4，且包含具有羟基的胺基羧酸系螯合剂，及包含平均分子量200-20000的聚乙二醇、酰胺硫酸或酰胺硫酸盐中的至少1种以上以作为腐蚀抑制剂。


3.一种置换金镀覆液，其包含氰化金化合物及铊化合物的氰系置换金镀覆液，其特征为，pH值为2.0-4.4，且包含具有羟基的胺基羧酸系螯合剂，含有丙二腈或丁二腈以作为保存剂，以及包含平均分子量200-20000的聚乙二醇、酰胺硫酸或酰胺硫酸盐中的至少1种以上以作为腐蚀抑制剂。


4.如权利要求1至3中任一项所述的置换金镀覆液，其中，所述铊化合...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤波知之，朝川隆信，
申请(专利权)人：日本电镀工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP