【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于在基材上沉积粗糙镍的镍电镀组合物。更具体地，本专利技术涉及用于在基材上沉积粗糙镍的镍电镀组合物，其中这些镍电镀组合物包含硫代氨基甲酸酯。
技术介绍
1、在半导体装置的生产中，引线框架用于安装和加工半导体管芯或芯片。引线框架用于经由引线框架的引线将芯片电连接到外部装置。引线框架的实例包括点银和焊料涂覆的引线框架和预镀钯引线框架(ppf)。
2、ppf是三层引线框架，其含有厚度范围为0.5-2μm的镍、厚度范围为10-100nm的钯和厚度为3-9nm的金。镍层用于防止铜从引线框架主体扩散到钯层中，并用作与焊料接合的接地层。在钯层作用于防止镍表面氧化和金扩散到镍层中的同时，上部金闪光层被设计为防止钯氧化和排气被钯吸收。
3、半导体芯片安装在引线框架上并且在半导体芯片与引线框架之间进行键合线连接。每个半导体芯片通过用塑料模塑化合物(也称为环氧模塑化合物(emc))封装来保护其免受环境影响。引线框架与emc之间的良好粘附性对于高可靠性和确保互连电路(ic)装置的正常运行至关重要。差的粘附性可能导致分层、开裂和“爆米花”现象。这导致装置故障，特别是在恶劣条件如高温、高湿度和热循环下。
4、为了避免环氧模塑化合物从引线框架或基材上分层，存在本领域已知的许多不同的方法。此类方法包括利用特殊的引线框架设计、化学键合和机械互锁。特殊的引线框架设计包括孔、凹槽和半球，机械地或通过激光应用在引线框架表面上制成。此类方法可能无法实现高可靠性或满足msl-1合规性(湿气敏感性等级-1，85℃和85％相对
5、化学键合技术包括棕色氧化物、有机粘合促进剂、聚合物底漆和偶联剂。机理是棕色氧化物和有机粘合剂具有一个或两个与emc和引线框架相连的官能团。因此，通过化学键合来增强粘附性。在棕色氧化物方法中，基材表面上的铜被氧化为氧化铜或氧化亚铜。然而，棕色氧化物方法不能应用于预镀ni/pd/au引线框架，因为没有铜表面暴露。此外，棕色氧化物处理中的微蚀刻效应削弱了引线框架强度并可能导致尺寸变化。
6、有机处理有一些局限性，阻碍了其在大规模生产中的广泛使用。例如，有机粘合促进剂与各种类型的emc可能存在兼容性问题。聚合物底漆的方法步骤可能是复杂的。铜偶联剂在通常的封装条件下可能发生水解。
7、ppf(ni/pd/au)引线框架的金和钯层基本上是惰性金属，因此难以通过改性化学键合来增强模具粘附性。唯一可行的手段是通过使铜或镍基材表面粗糙化来利用机械互锁效应。钯和金层太薄而在制造过程中无法粗糙化。
8、u.s.7,190,057和u.s.7,285,845公开了镍镀覆浴，其沉积粗糙镍层以改善半导体封装中的镍层与树脂密封之间的粘附性。‘057专利公开了氯化镍、硫氰酸钠和氯化铵的镍镀覆浴以提供粗糙镍沉积物。‘845专利公开了镍镀覆浴，其包括硫酸镍、硫酸铵、硫酸钠、氯化钠和硼酸以沉积粗糙镍层。
9、尽管存在沉积粗糙镍的镍浴，但是仍然需要改进的镍电镀浴，其能够沉积粗糙镍。
技术实现思路
1、本专利技术涉及镍电镀组合物，其包含镍离子和具有下式的化合物：
2、
3、其中r1和r2独立地选自氢、直链或支链的(c1-c6)烷基、直链或支链的羟基(c1-c6)烷基、直链或支链的羧基(c1-c6)烷基、直链或支链的氨基(c1-c6)烷基、(c5-c6)环烷基环，或者r2可以是硫，并且g是碳或氮，以及硫代氨基甲酸酯的盐，该镍电镀组合物不含合金金属。
4、本专利技术还涉及在基材上电镀镍金属的方法，其包括：
5、a)提供基材；
6、b)使基材与包含镍离子和具有下式的化合物的镍电镀组合物接触：
7、
8、其中r1和r2独立地选自氢、直链或支链的(c1-c6)烷基、直链或支链的羟基(c1-c6)烷基、直链或支链的羧基(c1-c6)烷基、直链或支链的氨基(c1-c6)烷基、(c5-c6)环烷基环，或者r2可以是硫，并且g是碳或氮，以及硫代氨基甲酸酯的盐，该镍电镀组合物不含合金金属；以及
9、c)在基材上沉积镍层，其中镍层包含sa>70nm和sdr>4％。
10、本专利技术的镍电镀组合物能够沉积具有基本上颗粒状或鹅卵石型形态的粗糙镍层。粗糙镍能够改善粗糙镍层与毗连金属层之间的粘附性，并且能够改善与如引线框架中发现的环氧模塑化合物的模具粘附力。
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1.一种镍电镀组合物，其包含镍离子和具有下式的硫代氨基甲酸酯：
2.如权利要求1所述的镍电镀组合物，其中，所述硫代氨基甲酸酯具有下式：
3.如权利要求1所述的镍电镀组合物，其中，所述硫代氨基甲酸酯具有下式：
4.如权利要求1所述的镍电镀组合物，其中，所述硫代氨基甲酸酯的量为5ppm或更大。
5.如权利要求4所述的镍电镀组合物，其中，所述硫代氨基甲酸酯的量为10ppm至100ppm。
6.如权利要求1所述的镍电镀组合物，其中，镍离子源选自由硫酸镍、六水合硫酸镍、七水合硫酸镍、氨基磺酸镍、四水合氨基磺酸镍、氯化镍、六水合氯化镍、碳酸镍、甲磺酸镍、溴化镍、氟化镍、碘化镍、草酸镍、柠檬酸镍、四氟硼酸镍、次磷酸镍、乙酸镍及其混合物组成的组。
7.如权利要求1所述的镍电镀组合物，其进一步包含氯离子源。
8.如权利要求7所述的镍电镀组合物，其中，所述氯离子源选自由氯化镍、六水合氯化镍、氯化氢、氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化钙、氯化铵、盐酸胍、乙二胺二盐酸盐、三甲基氯化铵、吡啶盐酸盐、苯基氯化铵、肼二盐酸盐及其混合
9.如权利要求1所述的镍电镀组合物，其中，所述镍电镀组合物的pH是从2至6。
10.如权利要求1所述的镍电镀组合物，其进一步包含pH调节剂。
11.如权利要求10所述的镍电镀组合物，其中，所述pH调节剂选自由硫酸、盐酸、氨基磺酸、硼酸、乙酸、氨基乙酸、抗坏血酸、乳酸、5-磺基水杨酸及其盐组成的组。
12.如权利要求1所述的镍电镀组合物，其进一步包含表面活性剂。
13.如权利要求12所述的镍电镀组合物，其中，所述表面活性剂选自由二(1,3-二甲基丁基)磺基琥珀酸钠、2-乙基己基硫酸钠、二戊基磺基琥珀酸钠、月桂基硫酸钠、月桂基醚硫酸钠、二烷基磺基琥珀酸钠和十二烷基苯磺酸钠、全氟化季胺及其混合物组成的组。
14.如权利要求1所述的镍电镀组合物，其中，所述镍电镀组合物不含氰化物化合物。
15.一种在基材上电镀镍金属的方法：
...【技术特征摘要】
1.一种镍电镀组合物，其包含镍离子和具有下式的硫代氨基甲酸酯：
2.如权利要求1所述的镍电镀组合物，其中，所述硫代氨基甲酸酯具有下式：
3.如权利要求1所述的镍电镀组合物，其中，所述硫代氨基甲酸酯具有下式：
4.如权利要求1所述的镍电镀组合物，其中，所述硫代氨基甲酸酯的量为5ppm或更大。
5.如权利要求4所述的镍电镀组合物，其中，所述硫代氨基甲酸酯的量为10ppm至100ppm。
6.如权利要求1所述的镍电镀组合物，其中，镍离子源选自由硫酸镍、六水合硫酸镍、七水合硫酸镍、氨基磺酸镍、四水合氨基磺酸镍、氯化镍、六水合氯化镍、碳酸镍、甲磺酸镍、溴化镍、氟化镍、碘化镍、草酸镍、柠檬酸镍、四氟硼酸镍、次磷酸镍、乙酸镍及其混合物组成的组。
7.如权利要求1所述的镍电镀组合物，其进一步包含氯离子源。
8.如权利要求7所述的镍电镀组合物，其中，所述氯离子源选自由氯化镍、六水合氯化镍、氯化氢、氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化钙、氯...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴伟刚，丁辉龙，
申请(专利权)人：罗门哈斯电子材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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