置换镀金液和接合部的形成方法技术

本发明专利技术提供一种在形成依次层叠镍层、钯层、金层而成的接合部时，能够实现均匀膜厚的置换镀金液和镀敷处理技术。本发明专利技术的置换镀金液，用于在由导电性金属构成的导体层上形成依次层叠镍层、钯层、金层而成的接合部，其特征在于，该置换镀金液含有氰化金盐、络合剂和铜化合物，置换镀金液中的络合剂与铜化合物的摩尔比为络合剂/铜离子＝1.0～500的范围，由络合剂和铜化合物形成的化合物在pH4～6下的稳定常数为8.5以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种置换镀金液，特别是，涉及一种为了通过焊锡、引线键合等进行接合而形成电子部件、半导体部件等的接合部的置换镀金处理技术。
技术介绍
近年来，作为电子部件或半导体部件，有印刷电路基板、封装等各种形式。作为封装，可以举出引线框、BGA(Ball Grid Array，球栅阵列封装)、LGA(Land Grid Array，栅格阵列封装)、QFP (Quad Flat lockage，四侧引脚扁平封装)、小型封装(Mini-mold Package) 等。基于高密度安装的要求，上述封装日益向小型化、多脚化发展，且对其特性要求也日趋严格。在上述电子部件或半导体部件中，一直以来，作为其接合材料采用焊锡或采用引线键合，并已被确立为将封装件安装在印刷布线板等印刷电路基板上时不可欠缺的接合技术。关于该电子部件等的安装技术，当通过引线键合、焊锡等进行接合时，则在构成布线电路、焊盘、端子等的导电性金属表面上形成接合部。例如，已知有一种技术，其在铜等导电性金属表面进行镀镍、镀钯、镀金处理，形成依次层叠镍层、钯层、金层而成的接合部(参照专利文献1)。对该接合部而言，用非电解镍液在导电性金属的表面形成镍层，然后用非电解钯液形成钯层，进而用非电解镀金液形成金层。作为形成该金层的非电解镀金液，例如，有人提出了一种置换镀金液，其含有氰化金化合物、链烷磺酸、吡啶磺酸、羟基羧酸等羧酸以及磷酸盐(参照专利文献幻。另外，还已知一种置换型非电解镀液，其含有选自于由氰化金盐、分子内具有3个以上氮原子的π 电子过量的芳香族杂环化合物、亚硫酸和亚磷酸以及它们的盐所组成的组中的至少一种缓冲剂(参照专利文献3)。这些置换镀金液，是通过与基底金属之间的置换反应来析出金的镀液，当无法与基底金属发生适当的置换反应时，有时无法实现均勻的镀金处理。基于专利文献2的置换镀金液，能够以不过度腐蚀基底铜或镍原材料的方式实现均勻的镀金处理。并且，基于专利文献3的置换镀金液，能够抑制基底的镀镍膜中的晶界部的局部腐蚀而进行镀金处理。但是，对专利文献2或专利文献3的置换镀金液而言，由于存在抑制与基底金属的置换反应的倾向，因此有时得不到膜厚充分的镀金。并且，依次层叠镍层、钯层、金层来形成的接合部，被指出存在问题，例如，当形成于不同面积大小的焊盘表面上时，金层的膜厚会产生大的偏差。以最近的印刷电路基板为例，作为用于形成接合部的焊盘，有边长0. Imm 3mm的大小各不相同的矩状焊盘，若在这种基板的焊盘表面形成接合部，则由于其镀敷面积的不同，导致在各焊盘上形成的金层膜厚中产生相当大的偏差。另外，在面积大的焊盘中，由置换镀金形成的镀膜存在变薄的趋势，因此，为了确保基板上所有焊盘在实用上的接合特性，使形成于面积大的焊盘上的接合部金层加厚。此时，在面积小的焊盘上会形成所需膜厚以上的镀金覆膜，也被指出导致制造3成本的增加。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开平9-8438号公报专利文献2 日本特开2004-190093号公报专利文献3 日本特许3948737号说明书
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术是以上述情况作为背景而完成的，提供一种置换镀金处理技术，该技术作为电子部件等的安装技术，当形成设置在印刷布线板等印刷电路基板上的接合部时，具体而言，当形成依次层叠镍层、钯层、金层而成的接合部时，能够实现均勻的膜厚，并且，提供一种即使形成接合部的部分为具有不同面积大小的焊盘的基板，也可抑制在各焊盘上形成的接合部金层膜厚的偏差，能够实现厚度均勻的镀金覆膜的置换镀金处理技术。解决课题的方法为了解决上述课题，对依次层叠镍层、钯层、金层而成的接合部进行了精心研究， 结果发现在钯层上进行置换镀金处理时，通过在置换镀金液中添加铜化合物，能够使所形成的置换镀金覆膜变得均勻，从而完成了本专利技术。本专利技术的置换镀金液，用于在由导电性金属构成的导体层上形成依次层叠镍层、 钯层、金层而成的接合部，其特征在于，该置换镀金液含有氰化金盐、络合剂和铜化合物，置换镀金液中的络合剂和铜化合物的摩尔比为络合剂/铜离子=ι. O 500的范围，由络合剂和铜化合物形成的化合物在PH4 6下的稳定常数为8. 5以上。置换镀金处理是通过与基底金属发生置换反应来析出金的处理，但根据本专利技术人的研究，在本专利技术的接合部中，位于钯层基底的镍有助于置换反应，并确认了根据形成钯层的镀钯膜的状态，与镍的置换反应的进程发生变化的事实。特别是，还发现了 当钯层的膜厚在0.5μπι以下时，存在镀钯膜易形成为所谓的多孔状态(未完全覆盖整个镍层，局部有镍层露出)的趋势。即，根据形成接合部的钯层的覆盖状态，在置换镀金处理的置换反应中产生偏差，因此，推测难以形成均勻的镀金膜。于是，使用在含有氰化金盐和络合剂的置换镀金液中添加铜化合物而形成的置换镀金液，实施了置换镀金处理，其结果，能够形成厚度均勻的镀金膜。添加于置换镀金液中的铜化合物，认为能够使与镍的置换反应均勻地进行， 并且认为在作为钯层基底的镍层大量露出的部分，根据所添加的铜化合物促进其置换反应的作用，以及根据铜化合物通过与络合剂形成化合物而抑制过量析出的作用，能够形成均勻的镀金膜。若络合剂和铜化合物的摩尔比为络合剂/铜离子=1. 0 500的范围，则溶液中的铜离子能够有效地控制金与镍的置换反应。若该摩尔比低于1.0，则有膜厚偏差加大的趋势；若超过500，虽然作为特性而言没有问题，但由于要添加所需量以上的药品，所以会导致制造成本的增加。并且，由于铜的离子化趋势低于镍，因此有可能发生与金的共析，为了抑制与金的共析，需要由络合剂与铜化合物形成的化合物在ΡΗ4 6下的稳定常数为8. 5 以上。另外，添加于置换镀金液中的铜化合物，优选以铜换算量计为2 200ppm的范围，更优选为5 IOOppm的范围。若该铜换算量低于2ppm，虽然存在抑制所形成的镀金皮膜的厚度偏差的趋势，但金的析出速度大幅降低，制造工序中的筹备期(lead time)延长，导致制造成本的增加。另一方面，若超过200ppm，则金的析出加速，并会加大镀金皮膜厚度易产生偏差的趋势，而且由于要添加所需量以上的药品，因而会导致制造成本的增加。作为本专利技术置换镀金液中的络合剂，优选为选自于由乙二胺四乙酸、羟乙基乙二胺三乙酸、二乙三胺五乙酸、丙二胺四乙酸、1，3_ 二氨基-2-羟基丙烷四乙酸、环己二胺四乙酸、乙二胺二琥珀酸、或者它们的钠盐、钾盐或铵盐所组成的组中的至少一种以上。对这些络合剂而言，在pH4 6中由络合剂和铜化合物形成的化合物的稳定常数为8. 5以上，易于形成均勻的镀金膜。由络合剂与铜化合物形成的化合物在pH4 6的稳定常数，可以举出在乙二胺四乙酸中为10. 4 14. 2，在羟乙基乙二胺三乙酸中为10. 1 13. 4，在二乙三胺五乙酸中为9. 4 13. 9，在丙二胺四乙酸中为9. 0 13. 0，在1，3_ 二氨基_2_羟基丙烷四乙酸中为 8. 7 12. 7，在环己二胺四乙酸中为11. 4 15. 2，在乙二胺二琥珀酸中为10. 0 13. 7。此外，络合剂与铜化合物形成的化合物在PH4 6的稳定常数，简言之，能够通过将通常所知的络合剂的稳定常数乘以浓度分数(concentration fraction)来求出，所述浓度分数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：菊池理惠，
申请(专利权)人：日本电镀工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：