【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电镀，具体为一种金锡合金电镀液及其电镀方法。
技术介绍
1、金锡合金，又称金锡共晶(au80sn20)，是通过电解作用，将镀液中的亚金和亚锡离子按照质量分数au80％，锡20％的含量，沉积在订单制定的位置上。金锡共晶含有ausn(δ)和au5sn(ζ)两相的低温共晶贵金属焊料，其厚度依据沉积时间，可控设计，且可以在300℃下与金层无需助焊剂，直接焊接；
2、在陶瓷基板上焊接硅芯片或者砷化镓芯片时，一般采用au的质量分数50％～90％的au-sn合金凸块(bump)。传统工艺是把au-sn合金加工成合金箔再冲切成规定尺寸的形状或圆片，置于焊接处进行熔融，或者在焊接处真空镀覆au-sn合金膜。随着电子产品的小型轻量化，要求半导体器件的高度集成化，这种au-sn合金箔或者圆片用作焊接凸块时的尺寸精度和焊接作业等都很困难。而焊接凸块所要求10um以上厚度的金锡合金层厚度，若是采用真空镀，则需要数小时的时间，存在成本高和作业效率低等缺陷。于是本领域技术人员提出了采用抗蚀剂掩蔽无需镀层的部分，仅仅在必要的部分电镀au-sn合金镀层的工艺方法。
3、但是，现有技术中所述的au-sn合金镀液，仍然存在以下较为明显的缺陷：
4、1)镀液稳定性低。
5、2)镀层沉积速度低，需要较长的电镀时间才能获得所需膜厚的镀层。
6、3)电镀过程中由于电流密度的变化，引起合金组成的波动度大。
7、4)若要电镀φ100mm的半导体芯片，那么芯片的中央部分和边缘部分的镀层中au的质
8、因此，提供一种金锡合金电镀液以解决上述缺陷，是目前需要解决的一大重要难题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种金锡合金电镀液及其电镀方法，该电镀液稳定性高、镀层沉积速度快，较短的电镀时间就能获得所需膜厚的镀层、在电镀过程中可抑制合金镀层组成随着时间的推移和阴极电流密度的变化而变化，有利于获得均匀致密和外观良好的镀层。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种金锡合金电镀液，该电镀液按质量份由15-20份金盐、6-8份锡盐、10-500份羧基羧酸类化合物、0.01-50份含氮杂环化合物、0.01-50份羟基苯化合物、0.01-5.25份光亮剂组成。
4、优选的，所述的金盐选自kau(cn)2、kau(cn)4、na3au(so3)3中的一种。
5、优选的，所述的锡盐选自sncl2、snso4、柠檬酸锡、烷基磺酸锡中的一种或多种。
6、优选的，所述的羧基羧酸类化合物选自柠檬酸、酒石酸、苹果酸和葡萄糖酸、柠檬酸钾、酒石酸钾、d-葡萄糖酸钾中的一种或多种。
7、优选的，所述的含氮杂环化合物选自吡啶、2-乙基吡啶、2-氨基吡啶、2-氨基-3-羟基吡啶、2-羟基吡啶、2，6-二甲基吡啶、吡啶酸-3，4噼哥啉、α-噼哥啉酸、喹啉酸、吡啶-3-磺酸、2-甲基-8-羟基喹啉、喹啉、乙基咪唑、吡唑、烟酸、嘧啶中的一种或多种。
8、优选的，所述的羟基苯化合物选自苯酚、对甲酚磺酸、对苯二酚、间苯二酚、邻苯二酚、均苯三酚和连苯三酚中的一种或多种。
9、优选的，所述的光亮剂选自氧化砷、哌唪的一种或多种；
10、优选的，所述氧化砷以电镀液的总质量为基准，按质量份取2-5份；所述哌唪以电镀液的总质量为基准，按质量份取0.01-0.25份。
11、优选的，该电镀液还包括有ph缓冲剂，选自h3bo3、k3bo3、k3po4、nabo3、koh中的一种或多种。
12、优选的，以kau(cn)2作为金盐的镀液，ph控制在3.0～6.5。
13、优选的，以kau(cn)4作为金盐的镀液，ph控制在1.0～3.0。
14、优选的，以na3au(so3)3作为金盐的镀液，ph控制在7.0～10.0。
15、一种金锡合金金电镀液的电镀方法，电镀工艺的参数为：温度控制在35-65℃之间；阴极电流密度控制在0.1-10asd之间；阳极选自ti网/板表面镀pt或镀钽铱、镀钌铱中的一种或多种。
16、优选的，在半导体表面电镀金锡合金之前先真空镀一层金作为预镀层。
17、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
18、1)镀液稳定性高。
19、2)镀层沉积速度快，在较短的电镀时间就能获得所需膜厚的镀层。
20、3)在电镀过程中，该镀液可抑制合金镀层组成随着时间的推移和阴极电流密度的变化而变化，有利于获得均匀致密和外观良好的镀层。
21、4)该镀液有利于消除因电镀带来的续焊接性能方面的隐患。
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1.一种金锡合金电镀液，其特征在于，该电镀液按质量份由15-20份金盐、6-8份锡盐、10-500份羧基羧酸类化合物、0.01-50份含氮杂环化合物、0.01-50份羟基苯化合物、0.01-5.25份光亮剂组成。
2.根据权利要求1所述的一种金锡合金电镀液，其特征在于，所述的金盐选自KAu(CN)2、KAu(CN)4、Na3Au(SO3)3中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种金锡合金电镀液，其特征在于，所述的锡盐选自SnCl2、SnSO4、柠檬酸锡、烷基磺酸锡中的一种或多种。
4.根据权利要求1 所述的一种金锡合金电镀液，其特征在于，所述的羧基羧酸类化合物选自柠檬酸、酒石酸、苹果酸和葡萄糖酸、柠檬酸钾、酒石酸钾、D-葡萄糖酸钾中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种金锡合金电镀液，其特征在于，所述的含氮杂环化合物选自吡啶、2-乙基吡啶、2-氨基吡啶、2-氨基-3-羟基吡啶、2-羟基吡啶、2，6-二甲基吡啶、吡啶酸-3，4噼哥啉、α-噼哥啉酸、喹啉酸、吡啶-3-磺酸、2-甲基-8-羟基喹啉、喹啉、乙基咪唑、吡唑、烟酸、嘧啶中
6.根据权利要求1所述的一种金锡合金电镀液，其特征在于，所述的羟基苯化合物选自苯酚、对甲酚磺酸、对苯二酚、间苯二酚、邻苯二酚、均苯三酚和连苯三酚中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种金锡合金电镀液，其特征在于，所述的光亮剂选自氧化砷、哌唪的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的一种金锡合金电镀液，其特征在于，所述氧化砷以电镀液的总质量为基准，按质量份取2-5份；所述哌唪以电镀液的总质量为基准，按质量份取0.01-0.25份。
9.根据权利要求1所述的一种金锡合金电镀液，其特征在于，该电镀液还包括有pH缓冲剂，选自H3BO3、K3BO3、K3PO4、NaBO3、KOH中的一种或多种。
10.根据权利要求9所述的一种金锡合金、电镀液，其特征在于，以KAu(CN)2作为金盐的镀液，PH控制在3.0~6.5。
11.根据权利要求9所述的一种金锡合金电镀液，其特征在于，以KAu(CN)4作为金盐的镀液，PH控制在1.0~3.0。
12.根据权利要求9所述的一种金锡合金电镀液，其特征在于，以Na3Au(SO3)3作为金盐的镀液，pH控制在7.0~10.0。
13.一种电镀方法，其特征在于，所述电镀方法使用上述权利要求1-12任一项所述的金锡合金电镀液，电镀工艺的参数为：温度控制在35-65℃之间；阴极电流密度控制在0.1-10ASD之间；阳极选自Ti网/板表面镀pt或镀钽铱、镀钌铱中的一种或多种。
14.根据权利要求13所述的一种金锡合金电镀液的电镀方法，其特征在于，在半导体表面电镀金锡合金之前先真空镀一层金作为预镀层。
...【技术特征摘要】
1.一种金锡合金电镀液，其特征在于，该电镀液按质量份由15-20份金盐、6-8份锡盐、10-500份羧基羧酸类化合物、0.01-50份含氮杂环化合物、0.01-50份羟基苯化合物、0.01-5.25份光亮剂组成。
2.根据权利要求1所述的一种金锡合金电镀液，其特征在于，所述的金盐选自kau(cn)2、kau(cn)4、na3au(so3)3中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种金锡合金电镀液，其特征在于，所述的锡盐选自sncl2、snso4、柠檬酸锡、烷基磺酸锡中的一种或多种。
4.根据权利要求1 所述的一种金锡合金电镀液，其特征在于，所述的羧基羧酸类化合物选自柠檬酸、酒石酸、苹果酸和葡萄糖酸、柠檬酸钾、酒石酸钾、d-葡萄糖酸钾中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种金锡合金电镀液，其特征在于，所述的含氮杂环化合物选自吡啶、2-乙基吡啶、2-氨基吡啶、2-氨基-3-羟基吡啶、2-羟基吡啶、2，6-二甲基吡啶、吡啶酸-3，4噼哥啉、α-噼哥啉酸、喹啉酸、吡啶-3-磺酸、2-甲基-8-羟基喹啉、喹啉、乙基咪唑、吡唑、烟酸、嘧啶中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种金锡合金电镀液，其特征在于，所述的羟基苯化合物选自苯酚、对甲酚磺酸、对苯二酚、间苯二酚、邻苯二酚、均苯三酚和连苯三酚中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种金锡...
【专利技术属性】
技术研发人员：庄卫平，涂思宇，
申请(专利权)人：广西柳州市龙发金属表面处理技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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