[发明专利]一种应用于晶圆级封装的无氰电镀金配方及其电镀金工艺

说明书

本发明公开了一种应用于晶圆级封装的无氰电镀金配方及其电镀金工艺，包括金盐的制备、配方以及电镀工艺。配方包括以下质量浓度的组分：金盐1‑20g/L、加速剂10‑15mg/L、复合络合剂4‑24g/L、复合稳定剂30‑90mg/L、抗氧化剂15‑45mg/L、分散剂30‑60mg/L、启镀剂10‑60mg/L。该发明得到的金镀层不仅黄金光亮，没有色差，镀层致密、平整，而且金缸稳定性优良达到半年内不会出现浑浊、变色等现象，且本产品使用物质均为环境友好型化学试剂。

技术领域

本发明涉及金电镀技术领域，尤其涉及一种应用于晶圆级封装的无氰电镀金配方及其电镀金工艺。

背景技术

金具有优异的防变色能力、可焊性和导电性，无论是普通PCB板，封装基板还是芯片制作都需要用到镀金作为表面处理，然而目前市场使用的大多数金盐均为氰化金钾，由于氰根离子属于剧毒化合物，寻找替代物已经成为环保的必然要求。

目前研究的无氰电镀金体系主要有亚硫酸盐 ( 钠盐和铵盐 ) 镀金、硫代硫酸盐镀金、卤化物镀金和二硫代丁二酸镀金等。其中研究最多、应用最广的是亚硫酸盐镀金。

安茂忠等人在专利CN101906649B，提出了一种无氰电镀金液，以氯金酸为金盐，由于氯金酸是三价金，会与镍直接发生置换，导致镍腐蚀非常严重。

姚玉等人在专利CN113416987A中也提出了一种电镀金配方，同样使用了氯金酸，且加入了含氯化合物，氯离子会对镍基体造成攻击，导致基材腐蚀严重，而且也不利于设备的长期使用。

因此，为了顺应环保需求，同时满足工业生产，本发明提出一种既环保又稳定，且能得到优异的电镀金层的配方。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种应用于晶圆级封装的无氰电镀金配方及其电镀金工艺，该发明得到的金镀层不仅黄金光亮，没有色差，镀层致密、平整，而且金缸稳定性优良达到半年内不会出现浑浊、变色等现象，且本产品使用物质均为环境友好型化学试剂。

为实现上述目的，本发明提供一种应用于晶圆级封装的无氰电镀金配方，包括以下质量浓度的组分：

金盐 1-20g/L

加速剂 10-15mg/L

复合络合剂 4- 24g/L

抗氧化剂 15-45mg/L

复合稳定剂 30-90mg/L

分散剂 30-60mg/L

启镀剂 10-60mg/L

余量为纯水

pH为5.6-6.5

操作温度25-35℃

电流密度为0.5-4.5A/dm²

所述复合络合剂为绿原酸、苹果酸以及琥珀酸的复合物, 在使用时绿原酸、苹果酸以及琥珀酸的质量浓度比为2:1:1，绿原酸2-12g/L、苹果酸1-6g/L、琥珀酸1-6g/L；

其中，所述复合稳定剂为3,5-二硝基水杨酸（DNS）和烟酸（NA）复合物，且二者在使用时的质量浓度比为1:2，DNS为10-30mg/L，NA为20-60mg/L；

其中，所述pH控制由质量浓度5%的氢氧化钠和体积浓度5%浓硫酸的溶液进行调节。

其中，所述分散剂为2-氨基-(4-氮杂吲哚基)-4-甲基噻唑啉，该分散剂在电流和启镀剂的作用下，均匀吸附在基体表面，且该分散剂同时分解产生还原态氨，促进亚硫酸金离子的吸附和还原，金原子的有序沉积并得到的金层致密平整。