[发明专利]一种Fe-Ni-P合金电镀液、Fe-Ni-P合金镀层的电沉积方法及合金镀层

说明书

本申请公开了一种Fe‑Ni‑P合金电镀液、Fe‑Ni‑P合金镀层的电沉积方法及合金镀层，属于电子制造技术领域。该电镀液包括主盐、络合剂以及水，络合剂包括双络合剂，双络合剂包括柠檬酸和氨三乙酸，或柠檬酸和氨三乙酸盐，或柠檬酸盐和氨三乙酸，或柠檬酸盐和氨三乙酸盐；双络合剂中，氨三乙酸或氨三乙酸盐的浓度与柠檬酸或柠檬酸盐的浓度之比为0.5～5；其中，柠檬酸或柠檬酸盐的浓度为0.01～0.5mol/L，氨三乙酸或氨三乙酸盐的浓度为0.01～0.5mol/L。本申请通过在电镀液中加入柠檬酸(盐)和氨三乙酸(盐)作为双络合剂，能够增加镀液的电化学极化程度，使制备的Fe‑Ni‑P合金镀层的矫顽力较低，镀层表面光亮、组织细致，可应用于微电子领域以及半导体功能器件等领域。

技术领域

本申请涉及电子制造技术领域，特别是涉及一种Fe-Ni-P合金电镀液、Fe-Ni-P合金镀层的电沉积方法及合金镀层。

背景技术

电感是最基本的电子元器件之一，由其构成的功率电感器、扼流器、滤波器等是电子电路必不可少的重要元件。若能通过电感将分立的无源元件实现集成，最终产品的尺寸缩小幅度将是现在通常预计的几十倍乃至上百倍。电感应用需要较高的饱和磁感应强度以提高其电流处理能力、高的电阻率以减少涡流损耗以及低的矫顽力以减少磁滞损耗。

Fe(铁)、Co(钴)、Ni(镍)原子磁矩分别为2.2μB、1.7μB、0.6μB，在含铁量较高的成分范围内，Fe-Co、Fe-Ni合金的原子磁矩与纯铁接近。由于Fe、Co、Ni的3d电子的波函数存在相互交叠的现象，通过直接交换作用能够使其金属及合金表现为铁磁性，且合金化后的磁导率比纯金属的磁导率高，因而软磁合金大体是以过渡金属Fe、Co、Ni的一种或两种为基的。

目前已有的Fe-Ni、Fe-Co二元及多元合金软磁材料可以以电沉积方式获得，成本低且制备效率高，但是其电阻率较低，为进一步增加Fe-Ni合金的电阻率，通常掺杂非金属元素P。现有技术中，化学镀Fe-Ni-P的配方有分别以醋酸(盐)、柠檬酸(盐)、甘氨酸等为络合剂的体系。然而，大多Fe-Ni-P合金由于共沉积电位较负，上述络合剂无法有效调节各金属离子的析出电位，导致镀液极化程度不够，析氢反应剧烈，最终获得的Fe-Ni-P镀层往往矫顽力较大，Fe-Ni-P镀层表面较为粗糙且应力较大。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种Fe-Ni-P合金电镀液、Fe-Ni-P合金镀层的电沉积方法及合金镀层，通过在电镀液中加入柠檬酸(盐)和氨三乙酸(盐)作为双络合剂，能够解决Fe-Ni-P镀层矫顽力较大的问题。

为解决上述技术问题，本申请采用的第一技术方案是提供一种Fe-Ni-P合金电镀液，包括主盐、络合剂以及水，络合剂包括双络合剂，双络合剂包括柠檬酸和氨三乙酸，或柠檬酸和氨三乙酸盐，或柠檬酸盐和氨三乙酸，或柠檬酸盐和氨三乙酸盐；双络合剂中，氨三乙酸或氨三乙酸盐的浓度与柠檬酸或柠檬酸盐的浓度之比为0.5～5；其中，柠檬酸或柠檬酸盐的浓度为0.01～0.5mol/L，氨三乙酸或氨三乙酸盐的浓度为0.01～0.5mol/L。

其中，电镀液还包括稀土元素；其中，稀土元素包括稀土盐或稀土氧化物，稀土盐或稀土氧化物的浓度为0.25～0.4g/L；稀土元素为La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd和Tb中的一种或两种。

其中，主盐包括亚铁盐、镍盐以及次亚磷酸盐；其中，亚铁盐的浓度为0.01～0.5mol/L，镍盐的浓度为0.01～0.5mol/L，次亚磷酸盐的浓度为0.01～0.3mol/L。

其中，亚铁盐包括FeSO₄和/或FeCl₂，镍盐包括NiSO₄、Ni(NH₂SO₃)₂以及NiCl₂中的一种或两种，次亚磷酸盐包括NaH₂PO₂。