镀敷方法技术

一种浸渍银镀敷浴的组合物，该组合物包括一或多种银离子来源、水、一或多种络合试、以及一或多种羧酸取代的含氮杂环化合物，其中，该镀敷浴不含氨及铵离子。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般性涉及镀敷金属的领域。具体而言，本专利技术涉及浸渍镀银的领域。
技术介绍
浸渍或置换镀敷是无电镀敷加工，但在镀敷领域中将其分为不同的种类。在浸渍镀敷中，沉积作用通过镀敷溶液中的金属离子置换基材的元素金属。在无电镀敷中，一开始通过溶液中的金属离子的自动催化还原反应而发生沉积作用。这种无电镀敷需要在还原试剂存在的条件下进行。浸渍镀敷并不需要使用外加电流，但其仍为电化学置换反应，该电化学置换反应是由相对于该溶液中欲沉积的金属的电动次序的基材金属位置所驱动。当溶解于镀敷浴槽中的金属离子，被与该镀敷浴槽接触且活性更大(惰性较小)的金属所置换时，即发生镀敷。制造印刷线路板时，典型地在具有焊垫及/或贯穿孔的印刷线路板的基材上形成可焊接的镀层(solderable finishes)，该焊垫及/或贯穿孔系透过罩幕(如，焊锡掩模)而曝露出来。由于无电镀敷亦可在罩幕的表面上沉积金属(此并非所期望的情况)，故这种可焊接的镀层通常通过浸渍镀敷而形成。由于浸渍镀敷反应系由电化学的电位差所驱动，故镀敷仅在被曝露的金属区域发生。然而，就制造印刷线路板时所使用的铅而言，对于更能为环境所接受的替代物的需求仍持续增加。因此，在电子零件中使用铅以及铅合金正面临着不确定的未来。相对于铅而言，银是另一种更能为环境所接受的选择，并已有建议使用银作为可焊接的镀层。如上所述，沉积这种可焊接的镀层的较佳方法通过浸渍镀敷。例如，美国专利第5,955,141号(Souter et al.)揭示某种适合用于在印刷线路板上沉积银层的浸渍银镀敷浴。制造印刷线路板时，使用浸渍镀敷仍存有许多限制。这些限制包含相对较慢的镀敷速度以及沉积厚度受到限制，这些限制归因于浸渍镀敷本身，亦即，随着金属沉积的扩大，会有遮蔽底层金属的倾向，因而需要防止更进一步的置换。欲克服此一问题点，习惯上是在浸渍镀敷浴中使用各种添加剂，例如增速剂。然而，这些添加剂可能会对于沉积物的其它重要特性，例如黏着力以及沉积均匀性，产生不利的影响。使用常用的银镀敷浴所产生的另一项问题是所形成的银沉积物不平坦或厚度不均匀。这种不平坦的沉积在沉积物的各处具有明显的厚度变化，也就是说，该沉积在某些区域相当厚，而其它区域则相当薄。因此，这种常用的浸渍银镀敷浴很难获得厚度均匀得银层。所以，仍需要一种可以改善浸渍镀敷银沉积的均匀性的方法。更需要一种不会对浸渍镀敷浴所获得的银沉积的重要特性产生不利影响的方法。吡啶甲酸已被用于银与铜的除锈剂组合物，参见印度专利第163677号。Zhuang等人Huaxue Xuebao，1985，vol.43，no.2，pp120-125，亦揭示自含有硝酸银、氨、及吡啶羧酸的镀敷浴电沉积银。但是，这些文献并未揭示在浸渍或无电的银镀敷浴中使用吡啶甲酸。
技术实现思路
已发现含有一或多种羧酸取代的含氮杂环化合物的浸渍银镀敷浴可以形成厚度受控制的银层，该银层相较于不含这种化合物的习用浸渍沉积法所获得的银沉积物具有经改善的厚度均匀性与光泽。本专利技术提供一种浸渍银镀敷浴的组合物，该组合物包含一或多种银离子来源、水、一或多种络合试、以及一或多种羧酸取代的含氮杂环化合物，其中该镀敷浴系不含氨以及铵离子。本专利技术亦提供一种在基材上沉积银层的方法，该方法包含使基材与浸渍银镀敷浴接触的步骤，该基材具有一金属层且该金属相较于银具有较小的正电性，该浸渍银镀敷浴包含一或多种银离子来源、水、一或多种络合试、以及一或多种羧酸取代的含氮杂环化合物，其中该镀敷浴系不含氨以及铵离子。本专利技术还提供一种改善浸渍银镀敷浴所沉积的银层的厚度均匀性的方法，该方法包含下列步骤a)提供一浸渍银镀敷浴，该镀敷浴包含一或多种羧酸取代的含氮杂环化合物、一或多种银离子来源、水、及一或多种络合试；以及b)使基材与浸渍银镀敷浴接触足以沉积所需厚度的银层的时间，该基材具有一金属层且该金属相较于银具有较小的正电性。具体实施例方式本说明书中，除非另有明确地指出，下列缩写即表示下列意义℃＝摄氏温度；ca.＝大约＝接近；g＝克；L＝升；g/L＝克/升；mL＝毫升；wt％＝重量百分比；DI＝去离子的；cm＝公分；μin.＝微英吋；以及μm＝微米(1μin.＝0.0254μm)。本说明书全文中“印刷电路板”与“印刷线路板”可以交替使用。在本说明书中术语“络合试”包含配位与螯合试剂。除非另有说明，所有的量均为重量百分比以及所有比例皆以重量计。所有的数字范围皆为包含的且可以任何顺序组合，除非这些数字范围系明显地限制在100％以下。本专利技术提供一种改善浸渍银镀敷浴所沉积的银层的厚度均匀性的方法。术语“改善厚度均匀性”是指沉积银层的方法相较于习用方法，其各处沉积的厚度更均匀。此系使用含有一或多种银离子来源、水、一或多种络合试、以及一或多种羧酸取代的含氮杂环化合物的浸渍镀敷浴且该镀敷浴不含氨及铵离子而达成。本专利技术提供一种自浸渍银镀敷浴沉积的银层，该银层相较于使用习用浸渍银镀敷浴浸渍沉积的银层具有经改善的厚度均匀性。根据本专利技术所获得改善厚度均匀性的银沉积亦提供印刷线路板与表面黏着组件之间的较佳表面黏着连接。任何水可溶的银盐均可用作为本专利技术镀敷浴的银离子来源。适合的银盐包含，但不限于硝酸银、乙酸银、硫酸银、乳酸银、以及甲酸银。典型地，该银离子来源为硝酸银。亦可使用银盐混合物。该一或多种银离子来源通常系以足以在溶液中提供0.06至32克/升的银离子浓度的量存在，更典型为0.1至25克/升，又更典型为0.5至15克/升。亦可使用多种不同的络合或螯合试剂。这种螯合试剂可为单齿配体，例如氰化物及吡啶、或多齿配位体。适合的多齿配位体包含，但非限于具有2至10个碳原子的氨基酸类；聚羧酸类，例如乙二酸、己二酸、丁二酸、丙二酸、及马来酸；胺基乙酸类，例如氮川三乙酸；烷撑多元胺聚乙酸类，例如乙二胺四乙酸(“EDTA”)、二乙三胺五乙酸(“DTPA”)、N-(2-羟乙基)乙二胺三乙酸、1，3-二胺基-2-丙醇-N，N，N’，N’-四乙酸、双-(羟苯基)-乙二胺二乙酸、二胺基环己烷四乙酸、或乙二醇-双-((β-胺基乙基醚)-N，N’-四乙酸)；多元胺类，例如N，N，N’，N’-四-(2-羟丙基)乙二胺、乙二胺、2，2’，2”-三胺基三乙基胺、三乙四胺、二乙三胺、及四(胺基乙基)乙二胺；柠檬酸盐类；酒石酸盐类；N，N-二-(2-羟乙基)甘氨酸；葡糖酸盐类；环状醚类；穴状配体；多羟基化合物，例如2，2’，2”-氮川三乙醇；杂芳香族化合物，例如2，2’-联二吡啶、1，10-啡咯啉、及8-羟基喹啉；含硫配位体，例如巯基乙酸、及二乙基二硫代胺基甲酸；以及胺基醇类，例如乙醇胺、二乙醇胺、及三乙醇胺。熟习该项领域的技术者应了解螯合试剂的组合亦可用于本专利技术。可以使用不同浓度的络合试，典型地以化学计量等量(以银离子量计)或过量存在于浸渍银镀敷浴中，使所有银离子均得以络合。文中所使用的术语“化学计量”系指等摩尔。通常，该一或多种络合试系以高于银离子摩尔浓度的量存在。典型地，该络合试对银离子的摩尔比系≥1∶1，典型系≥1.2∶1，更典型系≥2.0∶1，以及又更典型系≥3.0∶1。通常，该一或多种络合试的总量为从0.1至250克/升。该一或多种络合试的其它适合量为从2至220克/升、自10至200克/升、以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：M·A·热孜克，D·L·雅克，
申请(专利权)人：希普利公司，
类型：发明
国别省市：