[发明专利]一种采用无氰化学镀金液的双槽连续镀厚金方法

说明书

技术领域

本发明涉及无氰化学镀厚金的方法，尤其是涉及一种采用无氰化学镀金液的双槽连续镀厚金方法。

背景技术

金镀层外观金黄色，具有耐腐蚀、接触电阻低、可焊性好、可热压键合等优良性能,可作为装饰性镀层、防护性镀层和功能性镀层，特别适合且广泛应用于电子工业如印刷线路板、柔性线路板、陶瓷集成电路封装、微芯片加工、超大规模集成电路和先进设备器件等的表面精饰。在局部镀金、以及非导电材料如陶瓷、塑料、玻璃、硅半导体等表面镀金工艺中，化学镀金技术得到广泛应用。

化学镀金包括置换镀金和还原型镀金。目前，应用最为广泛的化学镀金液含有氰化物。氰化物化学镀金溶液具有镀液稳定、镀层性能优良等优点。然而，氰化物化学镀金液中的剧毒氰化物，不仅产生环境污染，而且影响操作人员和社会安全；此外，此类镀金液多呈碱性，氰化物和碱易侵蚀线路板阻焊膜、正性光刻胶、陶瓷封装或玻璃纤维环氧树脂等镀件基材，影响镀金液稳定性、产品质量和成品率。因此，无氰化学镀金已成为发展趋势。

对于置换镀金，镀金液中无需加入还原剂，利用较活泼的基体金属如镍等与镀金溶液中的金离子发生置换反应；还原析出的金金属沉积于基体金属表面形成镀层。一旦基体金属表面全部被金层覆盖,置换反应则终止。因此，置换镀金层的厚度一般只在0.03～0.10μm之间。在置换镀金的同时，伴随着基体金属的溶解。其结果是，溶解产生的金属氧化物在金层和基体金属之间形成交界层；其次，基体金属一旦过度溶解/腐蚀则容易产生深孔。从而，当金层进行焊接时，局部高温容易使得焊点产生“黑盘”（Black Pad）现象。

对于还原型镀金，镀金液中含有还原剂，可以沉积出较厚如1μm以上的镀层。目前，较为普遍的看法是，还原型镀金过程中，金离子与还原剂发生氧化还原反应，同时存在至少在初始镀金阶段基体金属与金离子的置换反应。其结果是，镀金层在基体金属表面的附着力不够牢固；此外，置换出的基体金属离子进入镀金液而影响镀金液的正常使用。

中国专利CN102286736A公开一种置换型化学镀金液。其金盐为一水合柠檬酸一钾二（丙二腈合金（Ⅰ））。中国专利CN1317424C公开一种微波辅助镀金的制备方法。其特征在于，将半导体或非导体材料基底浸入纳米金溶胶中，以微波为反应能源，制备纳米厚度的金膜。中国专利CN101748395B公开晶片还原式无电化学镀金属层方法。其中在化学镀金液中，所使用的还原反应剂为氰化金、亚硫酸金或氯化金。中国专利CN100441738C公开一种无氰置换型化学镀金液，镀液组成包括非氰类水溶性金化合物、焦亚硫酸化合物和硫代硫酸化合物，以及亚硫酸化合物和氨基羧酸化合物。上述置换型化学镀金工艺，金镀层厚度均难以达到微米级。

中国专利CN101892473A公开一种无氰化学镀金镀液及无氰化学镀金方法。其镀金液构成为，苹果酸、EDTA₂Na、乳酸、氨水、防老化剂（抗坏血酸、抗坏血酸钠中的一种或二者的组合）、加速剂（山梨酸、丁二酸中的一种或二者的组合）、稳定剂（碳酸钾、柠檬酸钾中的一种或二者的组合）和柠檬酸金钾。然而，在所述的7-30min化学镀时间内，金膜的厚度仅在0.04～0.080μm之间。

中国专利CN100510174C公开化学镀金液使用包含金氰化钾在内的水溶性金盐化合物、磷酸系化合物、羟基烷基磺酸或其盐作为还原剂，并含有胺化合物，并可以获得表面没有孔腐蚀的镀金膜。美国专利US005232492A公开一种无氰化学镀金液，镀液中以亚硫酸盐-硫代硫酸盐-硫酸盐复合（络合）物作为金离子的络合剂和还原剂；镀液中加入EDTA（乙二胺四乙酸）或NTA（氨三乙酸）氧化控制剂以络合镍离子/铜离子杂质，减缓硫代硫酸根和亚硫酸根的氧化。该化学镀金液具有很好的稳定性。中国专利CN101469420A公开一种化学镀金方法及电子部件，即在印刷电路板、陶瓷基板或半导体基板的电子部件面上，形成膜厚0.1～20μm的化学镀镍层、0.001～0.3μm的化学镀钯膜和0.01～1.0μm的化学镀金膜。所述化学镀金液含有包括氰化金钾在内的水溶性盐、络合剂、甲醛和/或甲醛亚硫酸氢盐加成化学物和胺化合物。

发明内容

本发明的目的在于提供可克服置换镀金工艺中金层较薄、还原型化学镀金工艺中镀液易受污染、化学镀金液含有氰化物等问题的一种采用无氰化学镀金液的双槽连续镀厚金方法。

本发明包括以下步骤：

1）将基底浸入第1无氰化学镀金液中，进行置换镀金，沉积一层薄金，得到的金膜厚度为0.02～0.08μm；