化學(xué)鍍金在電子電鍍中占有重要地位,特別是半導(dǎo)體制造和印制線路板的制造中,很早就采用了化學(xué)鍍金工藝,但是早期的化學(xué)鍍金由于不是真正意義上的催化還原鍍層,只是置換性化學(xué)鍍層,因此鍍層的厚度是不能滿足工藝要求的,以至于許多時候不得不采用電鍍的方法來獲得厚鍍層。隨著電子產(chǎn)品向小型化和微型化發(fā)展,許多產(chǎn)品已經(jīng)不可能再用電鍍的方法來進行加工制造,這時,開發(fā)可以自催化‘的化學(xué)鍍金工藝就成為一個重要的技術(shù)課題。
(1)氰化物化學(xué)鍍金
為了獲得穩(wěn)定的化學(xué)鍍金液,目前常用的化學(xué)鍍金采用的是氰化物絡(luò)鹽。一種可以有較高沉積速度的化學(xué)鍍金工藝如下。
甲液:
氰化金鉀 |
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EDTA |
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氰化鉀 |
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二氯化鉛 |
0. |
檸檬酸鈉 |
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硫酸肼 |
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乙液:
硼氫化鈉 |
|
氫氧化鈉 |
l |
使用前將甲液和乙液以l0:1的比例混合,充分?jǐn)嚢韬蠹訙氐?st1:chmetcnv w:st="on" UnitName="℃" SourceValue="75" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0">75℃,即可以工作。注意鍍覆過程中也要不斷攪拌。這一種化學(xué)鍍金的速度可觀,30min可以達到4μm。
但是這一工藝中采用了鉛作為去極化劑來提高鍍速,這在現(xiàn)代電子制造中是不允許的,研究表明,鈦離子也同樣具有提高鍍速的去極化作用,因此,對于有HORS要求的電子產(chǎn)品,化學(xué)鍍金要用無鉛工藝:
氰化金鉀 |
|
硼氫化鈉 |
5.4~10.8mg/L |
氰化鉀 |
6. |
溫度 |
70~ |
氫氧化鉀 |
ll. |
沉積速度 |
2~10μm/h |
硫酸鈦 |
5~100mg/L |
如果進一步提高鍍液溫度,還可以獲得更高的沉積速度,但是這時鍍液的穩(wěn)定性也會急劇下降。為了能夠在提高鍍速的同時增加鍍液的穩(wěn)定性,需要在化學(xué)鍍金液中加入一些穩(wěn)定劑,在硼氫化物為還原劑的鍍液中常用的穩(wěn)定劑有EDTA、乙醇胺;還有一些含硫化物或羧基有機物的添加劑,也可以在提高溫度的同時阻滯鍍速的增長。
(2)無氰化學(xué)鍍金
在化學(xué)鍍金工藝中,除了鉛是電子產(chǎn)品中嚴(yán)格禁止使用的金屬外,氰化物也是對環(huán)境有污染的劇毒化學(xué)物,因此,采用無氰化學(xué)鍍金將是流行的趨勢。
①亞硫酸鹽。亞硫酸鹽鍍金是三價金鍍金工藝,還原劑有次亞磷酸鈉、甲醛、肼、硼烷等。由于采用亞硫酸鹽工藝時,次亞磷酸鈉和甲醛都是自還原催化過程,是這種工藝的一個優(yōu)點。
亞硫酸金鈉 |
|
次亞磷酸鈉 |
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亞硫酸鈉 |
l |
pH值 |
9 |
1,2一氨基乙烷 |
lg/L |
溫度 |
96~ |
溴化鉀 |
lg/L |
沉積速度 |
0.5μm/h |
②三氯化金鍍液
A液:
氯化金鉀(KAuCl4) |
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pH值(用氫氧化鉀調(diào)) |
14 |
B液:
甲醚代N-二甲基嗎啉硼烷 |
|
pH值(用氫氧化鉀調(diào)) |
14 |
將A液和B液以等體積混合后使用。
溫度 |
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沉積速度 |
4.5μm/h |
③
氯化金鉀 |
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MBT |
l.2mg/L |
次亞磷酸鈉 |
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pH值 |
11.9 |
二甲基氨硼烷 |
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溫度 |
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