多个SnO薄片制造技术

本发明专利技术公开了氧化亚锡颗粒及其制备方法，该颗粒具有的甲磺酸溶解速率是在8.1g?70％的甲磺酸中在20-25℃的温度下30秒溶解3.56g氧化亚锡。还公开了封装的氧化亚锡颗粒，该封装的颗粒减少了随时间推移在颗粒表面上的氧化锡的形成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属氧化物领域，特别涉及氧化亚锡(SnO)的制备。
技术介绍
多种金属如锡用于制造电子器件。例如，纯锡和锡合金如锡-铅，锡-铋，锡-银和锡-银-铜用作连接封装的焊料。这些金属一般通过电镀在电子器件基材上沉积。通常，锡电镀液包含二价锡离子，任选的合金金属如银、铜、铋和它们的混合物的离子，酸性电解质，以及任选的各种有机添加剂中的一种或多种。氧化亚锡(锡(II)氧化物)是二价锡离子的一般来源。氧化亚锡可以直接溶解在锡电镀液中，或在酸中单独溶解然后将其作为溶液加至电镀液中。通常通过以下方式来制备氧化亚锡将锡金属溶解在无机酸如盐酸中，接着用碱如氢氧化钠中和，加热所得产品生成所需的锡(II)氧化物。这种氧化亚锡通常具有大量残余的氯离子。当这种氧化亚锡用于制备锡-合金电镀液如锡-银或锡-银-铜电镀液时，残余氯离子可能在镀液中形成氯化银沉淀。氯化银的形成不仅降低了电镀液中银的浓度，而且该沉淀物本身的存在也是不合需要的。并且，某些形式的氧化亚锡也不易溶于酸性电解质中而形成浊液。此外，氧化亚锡经过一段时间后变成氧化锡(或锡(IV)氧化物)。氧化锡难溶于酸，使得它不能应用于电镀液。日本出版的专利申请JP11-310415A公开了一种制备氧化亚锡的方法，将SnCl2溶解在盐酸中，使用氨水和碳酸氢铵的混合物中和该溶液，该中和溶液的pH值为6-10，然后在> 50°C加热该中和的溶液。该专利申请公开了一种具有非常高锡浓度的酸性溶液，其锡(II)离子与无机酸的重量比接近I。所得氧化亚锡的颗粒尺寸似乎取决于中和溶液的PH值，当PH值为6-7. 5时获得较小尺`寸的颗粒(< 10 μ m)，当pH值接近10时获得较大尺寸的颗粒(10-50 μ m)。JP11-310415A还公开了使用各种有机物如L-抗坏血酸，葡萄糖酸，羟胺，苯酚，醛和亚硝酸钠对所得氧化亚锡进行表面处理以阻止表面氧化形成氧化锡。从该方法中获得的氧化亚锡仍具有不合需要的氯离子水平(25-48ppm)。此外，用于表面处理的有机材料可能在含锡的镀液中累积，会影响含锡物的沉积。仍然需要氧化亚锡具有极低的氯离子杂质水平。也需要氧化亚锡能长期储存不会形成氧化锡且不会将不想要的有机物引入含锡镀液中。日本出版的专利申请JP2009-132570A公开了一种制备氧化亚锡的方法，将锡金属溶解在盐酸(按质量计30-40% )中，使用氨水、碳酸氢铵或它们的混合物中和该溶液，该中和的溶液的PH值为6-8，然后在80-100°C加热该中和溶液，中和和加热步骤均在氮气中进行。中和的溶液的PH值对于所得氧化亚锡是否具有较好的溶解性是至关重要的。当pH值超过8时，意味着不溶性盐形成。该专利申请声称物理上不可能将中和的溶液加热至超过100°C。按照JP2009-132570A，该方法制备的氧化亚锡颗粒具有10-11 μ m的D50，而更大尺寸的颗粒溶解度低。该专利出版物没有讨论氯离子杂质的水平。仍然需要一种方法能在更宽PH值范围内进行氧化亚锡的制备，且提供的氧化亚锡颗粒具有极低水平的氯离子杂质并在酸中具有良好的溶解性。一些用于制造电子器件的金属可能包含某些低水平的发射a -粒子(“ a -粒子发射体”)的放射性同位素。这些放射性同位素的例子包括21°Pb，它是铀衰变链的一部分，是a-粒子发射体的主要来源，其在大块金属材料(如银和锡)中作为杂质，以及铅的各种常见污染物如铀( 234’238U，)(23Th),错(226Ra),氡(222Rn),钋(210'218Po)和铋(2iu212Bi)的同位素。焊料通常用在半导体器件封装中以将集成电路(“1C”)芯片连接到封装或基片上。如果连接IC电路的焊料包含a-粒子发射体，在极接近IC处发射该a-粒子会损害已封装的半导体器件。具体的，这些发射的a-粒子能够引起电子状态的变化，称为“软错误”。这些错误称为“软”是因为它们不是持久性的。然而，这些错误通常引起至少一轮不正确的计算。这些软错误越来越多地成为集成电路芯片制造商的大问题。因此，需要减少焊料中a -粒子发射体的浓度。
技术实现思路
本专利技术提供了一种制备多个氧化亚锡颗粒的方法，包括a)提供一种包含二价锡离子和无机酸的酸性混合物山)将该酸性混合物与pKa值为4. 75-15的碱接触，形成pH为8. 5-12的碱性组合物；c)将该碱性组合物加热至> 100°C的温度，加热一段足以形成多个氧化亚锡颗粒的时间；d)任选地分离多个氧化亚锡颗粒；和e)任选地洗涤氧化亚锡颗粒。碱中不含加入的氢氧根离子。优选的，氧化亚锡颗粒被分离。本专利技术还提供了具有以下性质的多个氧化亚锡颗粒平均纯度> 99.8% ;平均表面锡氧的比值0. 75-1 ;平均颗粒尺寸彡40 iim;真密度6-6. 5g/cm3 ;容积密度2_2. 5g/cm3 ;氯离子含量< 25ppm ;碱金属含量< 50ppm。本专利技术进一步提供了一种产品，所述产品包含容纳在密封封装内的具有以下性质的多个氧化亚锡颗 粒平均纯度> 99.8% ;平均表面锡氧的比值0. 75-1 ;平均颗粒尺寸< 40 ii m ;真密度6-6. 5g/cm3 ;容积密度2-2. 5g/cm3 ;氯离子含量彡25ppm ;碱金属含量^ 50ppm,该密封封装由具有透氧性< 100cm3/645cm2 24hr的材料构成。附图说明图1是氧化亚锡颗粒的平均颗粒尺寸(U m)与用于制备颗粒的碱的摩尔量过量情况的关系图。具体实施例方式本文中“一个”和“一种”指单数和复数的情况。除非另有说明，所有的量为重量百分比(所有的比率为摩尔比。所有的数值范围是包括端点和可以任意顺序结合的，除非很明显这样的数值范围被限制加合为100%。术语“a-粒子发射体”和“a-粒子发射物质”可互换使用。正如此处所用，术语“基本不含”某对象是指该材料或组合物包含少于0.5%的该对象。以下缩写具有下述含义cm =厘米，ii m =微米,A=埃，ppm =百万分之一，g =克，kg =千克,mL =毫升,L =升,wt%=重量百分比，sec.=秒,min.=分钟，hr=小时，°C=摄氏度。氧化亚锡通常用作制备锡和锡合金电镀液的二价锡离子的来源。为能在制备这种应用于电子工业的电镀液中使用，氧化亚锡必须易溶于酸性电解质，且必须包含低水平杂质，特别是卤化物和钠杂质。本专利技术提供的多个氧化亚锡颗粒易溶于酸性电解质，含极低水平杂质，具有极低水平的氧化锡(SnO2)表面层。该多个氧化亚锡颗粒具有以下性质平均纯度彡99.8% ;平均表面锡氧的比值0. 75-1 ;平均颗粒尺寸5-40 iim;真密度6_6. 5g/cm3 ；容积密度2-2. 5g/cm3 ;氯离子含量< 25ppm ;碱金属含量< 50ppm。通过借助电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、使用任何常规设备分析金属杂质含量，确定多个氧化亚锡颗粒的平均纯度。优选的，多个氧化亚锡颗粒的纯度> 99. 85%,更优选> 99. 9%。根据ICP-MS测定，本专利技术的多个氧化亚锡颗粒中的碱金属，特别是钠，的含量< 50ppm,优选< 40ppm,更优选< 25ppm,再更优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
多个氧化亚锡颗粒，其具有以下性质：平均纯度≥99.8％；平均表面锡∶氧的比值为0.75?1；平均粒径≤40μm；真密度为6?6.5g/cm3；容积密度为2?2.5g/cm3；氯离子含量≤25ppm；碱金属含量≤50ppm。

【技术特征摘要】
2011.09.30 US 61/541,9331.多个氧化亚锡颗粒，其具有以下性质平均纯度>99.8% ;平均表面锡氧的比值为O. 75-1 ;平均粒径≤40 μ m ;真密度为6_6. 5g/cm3 ;容积密度为2_2. 5g/cm3 ;氯离子含量(25ppm ;碱金属含量< 50ppm。2.如权利要求1所述的多个氧化亚锡颗粒，其中表面锡氧的比值为O.8-1。3.如权利要求1所述的多个氧化亚锡颗粒，具有的甲磺酸溶解速率是在8.1g 70%的甲磺酸中在20-25°C的温度下30秒溶解3. 56g氧化亚锡并产生透明无色溶液。4.如权利要求1所述的多个氧化亚锡颗粒，具有<O. 05cph/cm2的α -粒子发射率。5.如权利要求1所述的多个氧化亚锡颗粒，具有>99. 9%的平均纯度。6.如权利要求1所述的多个氧化亚锡颗粒，具有&l...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·L·格朗布瓦斯，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：