[发明专利]用于线路板表面处理的化学镀钌溶液和线路板表面处理方法

说明书

【技术领域】

    本发明涉及线路板表面处理工艺，尤其涉及化学镀镍浸金工艺中镍磷合金层与金层之间的阻挡层制作工艺，特别是涉及电子装配行业邦定打线(Wire Bonding)工艺的线路板表面处理工艺。

 【背景技术】

化学镀镍浸金（ENIG）工艺，因其优良的焊接可靠性和焊盘平整度佳的优点，成为线路板表面处理的主要方式之一。尤其是高端线路板应用场合，其良好的邦定打线性能，使其成为不可或缺的邦定线路板的表面处理方式。

但是化学镀镍浸金工艺，其镍磷合金层后续浸金或其他工艺制程中，由于受到浸金药水攻击或其他因素影响，容易出现镍层黑盘现象，导致电子装配过程中存在焊接不良的风险。同时，由于金层硬度较低，对于邦定线路板的制作，单纯使用化学镀镍浸金工艺，必须提高金层厚度至0.1um以上，这大大提高了其工艺制作成本。近年来研究开发镍磷合金和金层之间增加一层硬度更高，价格相对低廉的金属阻挡层的工艺成为此领域的一个热潮。于是，使用金属钯作为镍磷合金与金层间的扩散阻挡层的工艺应运而生，包括化学镀镍化学镀钯浸金(ENEPIG)和化学镀镍浸钯浸金(ENIPIG)两种工艺均在市场上占据了一定的份额。金属钯层的高熔点、高硬度确实可以满足其作为阻挡层的应用需求，也一度被业内誉为万能的表面处理工艺。但是，由于这些化学镀钯或浸钯工艺存在的一些溶液体系稳定性差和沉积速率不稳定等不良因素，以及近年来贵金属钯价格不断飙升直追金价，已经达到金价70%左右，钯盐价格也随之直线上涨，因此使用钯作为镍磷合金与金层之间的阻挡层的两种工艺始终没有在市场上得到大幅扩展。

 【发明内容】

本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种能够有效保证溶液稳定性，在镍磷合金层之上保持较高沉积速率的化学镀钌溶液。

本发明解决所述问题采用的技术方案是提供一种用于线路板表面处理的化学镀钌溶液，其包含如下组分：水溶性钌盐0.1∽10.0g/L、主络合剂1∽100g/L、辅助络合剂0.1∽20.0g/L、还原剂0.1∽10.0g/L和pH调整剂，其余为去离子水。

所述水溶性钌盐为RuCl₃^.3H₂O，Ru(NH₃)₆Cl₃,Ru(NH₃)₃(NO₂)₃和(RuNO)₂(SO₄)₃等，任择其中一种，用以提供溶液体系所需的Ru³⁺离子。

所述主络合剂为乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)、酒石酸钾钠、二乙烯三胺五羧酸盐（DTPA）和葡萄糖酸钠等，任择其一或其至少两种混合，与Ru³⁺离子螯合以维持溶液稳定性。

所述辅助络合剂为三乙醇胺、二乙撑三胺、尿素和硫脲等，任择其中一种，与主络合剂配合，维持钌的反应活性和沉积速率稳定性。

所述还原剂为水合肼、硼氢化钾、硼氢化钠和硫酸羟胺等，任择其中一种，用以将Ru³⁺离子还原成金属钌。

所述pH调整剂分为酸性pH调整剂和碱性pH调整剂，调节溶液pH至7-9，保持溶液pH环境，维持溶液稳定性和反应活性。

所述酸性pH调整剂为柠檬酸和苹果酸，任择其中一种，用于溶液酸性调节。

所述碱性pH调整剂为氨水和乙二胺，任择其中一种，用于溶解碱性调节。

提供一种线路板表面处理方法，包括化学镀镍和浸金步骤，在对线路板进行化学镀镍步骤之后、进行浸金步骤之前，使用如上述权利要求1至8所述的任何一种化学镀钌溶液对线路板进行镀钌。

所镀钌层厚度为0.02-1.00um。

与现有技术相比较，本发明具有以下技术效果：

1.与钯同样作为铂族元素的金属钌，其溶点为2334℃，高于金属钯的1555℃；其布氏硬度达到2160N/mm²,远高于金属钯的310 N/mm²；金属钌还具有良好的耐腐蚀性能；而且其价格一直属于铂系元素中较为低廉的，更利于市场推广。因此，使用金属钌作为镍磷合金和金层的阻挡层，相对金属钯具有熔点和硬度更高、耐腐蚀性能好和成本低的优点，可以为镍磷合金层提供足够的保护，以及提供良好的邦定打线焊盘基底。