应用于封装凸块的亚硫酸盐无氰电镀金工艺

[目的]在工业可持续发展战略下,环保无氰电镀金技术正逐步替代传统氰化物电镀金技术,并在微电子封装领域中得到推广应用。[方法]针对液晶驱动芯片封装晶圆电镀金凸块工艺制程,开发出一种新型亚硫酸盐无氰电镀金配方和工艺。[结果]自研无氰电镀金药水中添加了有机膦酸添加剂和晶体调整剂,前者能够充分抑制镍金置换,后者有助于形成低应力的等轴晶组织,可避免施镀过程中国产光刻胶挤出变形现象。该自研无氰电镀金工艺应用于晶圆时可获得微观表面平整均匀和无缺陷的金凸块。[结论]该自研无氰电镀金工艺能够满足晶圆级封装的要求,具备很好的推广应用潜力。

超声辅助对铜表面无氰电镀银的影响

采用由硝酸银15 g/L、烟酸50 g/L、乙酸铵40 g/L、碳酸钾40 g/L和氢氧化钾15 g/L组成的镀液(pH=9)在铜基体表面电镀Ag。对比了无超声辅助和超声辅助电镀所得Ag镀层的表面形貌、晶相结构、结合强度、抗变色能力和耐腐蚀性能,并研究了超声功率对沉积速率和Ag镀层抗拉强度的影响。结果表明:在超声波辅助下,Ag镀层变得更加细致,晶面择优取向由(311)转变为(220),结合力、抗变色能力和耐腐蚀能力均有所提高。随着超声功率增大,沉积速率和Ag镀层的抗拉强度均先增大后减小,在90 W时均达到最大,分别为9.5μm/h和260 MPa。

无氰电镀镉-钛合金对钢基体氢脆性能的影响

研究了无氰电镀镉-钛合金工艺对A100钢基体氢脆性能的影响,分别采用测氢仪法、氢含量测定法、恒载荷持久拉伸及慢拉伸的方法对A100钢基体电镀镉-钛合金氢脆性进行评价。结果表明:A100钢具有较低的氢脆敏感性,电镀镉-钛合金后氢大部分存在于镀层中,基体中氢含量较低;采用慢拉伸试验可以评价A100钢电镀镉-钛合金工艺的氢脆性能,试样的断裂强度、断口面积等性能与基体裸材的性能基本一致,说明无氰电镀镉-钛合金工艺具有非常低的渗氢量;试验还证明较小的拉伸速率更有助于氢脆的判断。

镁合金压铸件表面无氰电镀工艺

现有的镁合金氰化电镀,镀液不稳定,镀层性能不佳。从前处理,包括碱洗、酸洗、活化、浸锌、退锌和二次浸锌方面研究了适合镁合金压铸件无氰电镀的环保型工艺。结果表明:在浸锌层上得到的碱性电镀锌层结构致密、耐蚀性好;在浸锌层上可进行有机磷酸体系电镀铜,镀层外现、结合力良好,孔隙率低。

无氰电镀工艺的研究现状及解决问题的途径

本文回顾了无氰电镀工艺的发展状况。指出了当前电镀生产无氰化过程中存在的问题。介绍了当前国内外主要的无氰电镀工艺———无氰镀锌、无氰镀铜、无氰镀金和无氰镀银等工艺的技术现状,指出了今后的研发重点和解决问题的主要途径。

含芳香醛和含硫化合物的添加剂对无氰电镀银的影响

针对目前无氰镀银层外观差、附着力不良、镀液稳定性差等问题,采用横向划痕法、直角阴极法、赫尔槽8点法、阴极极化曲线及称重法对无氰电镀银的基础液和含添加剂SGD-DY1(芳香醛、含硫化合物和表面活性剂)的镀液进行了测试;用扫描电镜和XRD对镀层表面形貌和晶体结构进行了表征,用盐雾试验、耐3.0 mg/L H2S和0.1 mol/L K2SO4试验测试了镀层耐蚀性能和抗硫化变色性能。结果表明:由于SGD-DY1的加入,横向划痕完全消失,整平能力提高;深镀能力由原来的96%提高到100%,均镀能力由60%提高到80%;阴极极化曲线明显负移,阴极极化能力提高,阴极电流效率由96%下降到92%,镀层的沉积速度由12μm/h下降到10μm/h;镀层由(111)和(110)晶面择优取向向(111)晶面转变且镀层平整、晶粒细致;镀层的耐蚀性和抗变色性明显提高。

无氰电镀Ag-C合金

研究了在无氰镀液中加入石墨后硝酸银、配位剂碘化钾、辅助配位剂的最佳含量以及施镀的电流密度等工艺条件;通过抗硫化腐蚀试验研究了不同石墨含量的银镀层在0.05%SO2和0.50%H2S气氛中的抗腐蚀变色能力;采用X射线衍射分析表明,镀层是由Ag-C组成;并通过磨损试验研究了镀层的耐磨性。结果表明,施镀最佳工艺条件为:30g/L硝酸银,400g/L配合剂碘化钾,2g/L辅助配合剂,施镀的最佳电流密度为0.6A/dm2;Ag-C镀层耐硫化变色性能和耐磨性能随镀层中石墨含量的增加而提高;镀液中石墨含量为100g/L时综合性能最佳。

无氰电镀黄铜工艺研究

针对三步法钢丝电镀黄铜工艺复杂、冗长,维护和管理难度高,以及热扩散工序耗能高等问题,研究出一步法焦磷酸盐无氰直接电镀黄铜工艺。介绍电镀工艺配方以及测试方法,给出镀层中Cu与Zn的质量分数计算公式。通过试验得出:电流密度在0.5～1.2A/dm2时,随着电流密度的增加,镀层中铜含量下降,锌含量不断提高,电流密度超过1.2A/dm2时,镀层中铜含量随电流密度的提高而增加,锌含量不断减少;辅助络合剂质量浓度为60g/L时,镀层中Cu,Zn质量比基本达到60∶40,满足产品结合力的要求;当起始电流密度大于临界电流密度(0.28A/dm2)时镀层结合力良好,小于0.28A/dm2时镀层的结合力较差。试验表明,用一步法工艺配方电镀黄铜钢丝,镀层结合力好,合金成分稳定,沉积速度快,生产线容易改造,且能达到清洁生产,节能降耗的目的。

乙内酰脲类化合物在无氰电镀中的应用

简述了国内外乙内酰脲类化合物作为配位剂应用于无氰电镀金、银和其他金属的研究进展。

添加剂对无氰电镀Cu-Zn合金镀层性能的影响

采用单因素实验考察了光亮剂二氧化硒、2-巯基苯并咪唑、苯骈三氮唑聚以及表面活性剂OP-10、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、吐温80添加剂对无氰电镀Cu-Zn合金镀层光泽度的影响。通过采用正交试验研究了添加剂对镀层的光亮度、结合力、外观形貌及镀液性能的影响,得到较优的添加剂量为:8mg/L二氧化硒、1.5mg/L2-巯基苯并咪唑、90mg/L十二烷基苯磺酸钠、50mg/L吐温80;加入较优的复配添加剂后镀层的光泽度为248Gs,结合力、镀液性能优良以及外观形貌平整、细致。镀液基础配方:30g/L硫酸铜、9g/L硫酸锌、90g/L酒石酸钾钠、35g/L草酸钾、15g/L乳酸、20g/L碳酸钾,工艺条件:pH12.4、温度40℃、电流密度4A/dm2、施镀5min。

电流密度对无氰电镀Au凸点生长行为的影响

研究一种以氯金酸钠为主盐的无氰镀金液在80℃、镀液pH为8.0时阴极电流密度（J）对Au凸点生长行为的影响。结果表明：J在0.5～2.5A/dm2范围内逐渐增大时,Au凸点生长速度单调增大;当J=0.5～1.0A/dm2时,所得Au凸点晶粒细小、表面平整、内部致密;当J=1.5～2.5A/dm2时,随着J的增大,凸点表面粗糙度逐渐增大,内部致密度逐渐降低;从凸点横截面形貌来看,在J=2.0A/dm2时出现树枝晶,在J=2.5A/dm2时树枝晶及晶间间隙已非常明显。确定了该镀液制作Au凸点的最佳电流密度为J=1.0A/dm2。此时,平均凸点厚度与施镀时间之间存在良好的线性关系。在蒸镀Au种子层并刻蚀有图形的Si基板上得到外形规整且与基板结合良好的Au凸点。

ZHL-02碱性无氰电镀银工艺的抗金属杂质污染性能

研究了Cu^2+、Fe^2+、Zn^2+和Ni^2+四种杂质离子对ZHL-02无氰镀银液颜色,以及镀层外观和微观结构的影响。结果表明,Cu^2+的质量浓度小于0.5g/L时对镀层成分和结晶组织没有影响。质量浓度均为0.1g/L的Cu^2+、Fe^2+和Zn^2+三种杂质离子共存于镀液中时,镀层性能受影响不大。镀液中存在Ni^2+离子会使镀银层灰暗、粗糙。

辅助配位剂对丁二酰亚胺体系无氰电镀Cu-Zn合金镀层的影响

以电流效率、电流密度及镀层性能为评价指标,分别研究了焦磷酸钾、酒石酸钾钠、三乙醇胺、柠檬酸对丁二酰亚胺体系无氰电镀Cu-Zn合金镀层的影响。镀液配方及工艺条件为:CuSO4·5H2O 40 g/L,ZnSO4·7H2O 16 g/L,丁二酰亚胺90 g/L,辅助络合剂适量,硝酸钾20 g/L,pH值9.0,温度25℃,时间5 min。四种辅助配位剂中,酒石酸钾钠对镀层光泽度、电流效率及电流密度上限的影响最显著。另外,酒石酸钾钠或焦磷酸钾作辅助配位剂时,电流密度下限明显降低。

辅助络合剂对无氰电镀银镀层的影响

甲基磺酸盐电镀银工艺是现代无氰电镀银研究的一种重要方法。主要研究了以甲基磺酸和硝酸银为主盐的体系时,添加辅助络合剂对镀层物相的影响。结果表明:加入辅助络合剂可以有效地提高电流效率,且镀层表面无杂相,在该体系中最佳电流密度0.2 A/dm^2,Ag^+浓度为0.18 mol/L。

脉冲无氰电镀在硅基RF-MEMS滤波器中的应用及优化

针对硅基RF-MEMS带通滤波器制备过程中金层电镀沉积工艺,基于亚硫酸金盐无氰电镀液,并结合脉冲电镀技术,通过对电流密度、占空比、正负脉冲时间比、脉冲频率、温度、搅拌速率等相关工艺参数进行优化组合,实现了所设计的硅基双层自屏蔽式RF-MEMS带通滤波器制备与测试,也为相关RF-MEMS器件制备提供了工艺指导.

无氰电镀废水中重金属高效去除技术研究进展

概述了无氰电镀工艺废水中络合重金属高效去除新技术研究进展,主要包括新型沉淀法(置换/螯合沉淀技术)、氧化还原破络法(重金属还原破络和配位剂氧化破络)及吸附法,重点介绍了各技术原理、对络合重金属的处理效果、技术瓶颈。指出无氰电镀废水中重金属的综合回收势在必行,低能耗/药耗的破络技术与吸附技术耦合工艺是未来重要的发展方向。

无氰电镀高锡铜锡合金工艺

介绍了一种高锡含量的铜锡合金电镀工艺，镀液配方为：320～400g／L焦磷酸钾，5～12叽焦磷酸铜，20～35叽焦磷酸亚锡，5～10g／L柠檬酸钠，30～50g／L磷酸氢二钾，30～50g／L氨三乙酸，10～30mL／L配位剂，10～20mL／L光亮剂。讨论了镀液中各组分的含量及工艺条件（温度、电流密度、搅拌）对镀液和镀层性能的影响。给出了电镀常见故障的处理方法。

无氰电镀金合金研究进展

详细叙述了几种常见的无氰电镀金合金(如金–钴、金–铜、金–镍)的工艺配方和操作条件,概述了目前电镀金合金的研究进展,展望了无氰电镀金合金的发展前景。

镀前酸洗及镀后热处理对TC4钛合金无氰电镀金的影响

对TC4钛合金进行无氰电镀金,主要工艺流程有超声波化学除油、喷砂、酸洗、化学镀镍、活化、闪镀金、电镀金和热处理。研究了镀前酸洗和镀后热处理对电镀金层性能的影响。采用100~200 mL/L盐酸+50~100 g/L氟化物酸洗TC4钛合金2 min后按正常工序电镀金,并进行300°C热处理45 min,最终获得了厚度为0.8μm,结合力和焊料浸润性良好,可耐铜盐加速醋酸盐雾试验96 h的镀金层。

Au-Cu-Ni合金在铜基材表面的无氰电镀

采用亚硫酸盐体系在铜基材表面进行Au-Cu-Ni合金的电镀,研究了镀液中铜、镍浓度与镀层成分的关系。结果表明,镀液中铜、镍浓度较高时,Au-Cu-Ni合金镀层中的铜、镍含量也会增加。用金、铜和镍浓度分别为20、0.7和3.5 g/L的镀液电镀得到的Au-10.35Cu-2.50Ni合金镀层显微硬度(HV0.025)达到297,电阻率1.84,镀层光亮致密,耐腐蚀性好。镀层磨损量小,接触电阻变化值小且稳定,可满足高导电要求的滑动电连接器件的要求。