张荣光1，周年夜龙2
(1.成都宏明双新科技股分无限公司，四川成都610091;2.成都华诚微电子无限公司，四川成都610041) 择要：以清洁环保的丙尔金[即一水合柠檬酸一钾二(丙二腈合金(I))]替代有毒氰化亚金钾为主盐，用市售的可焊性镀金工艺配方及标准，消费高纯度(99.99%)的金镀层。所患上镀金层呈浅柠檬黄色、无色斑，比亚硫酸盐纯金层更平均、致密，金线键合强度经高下温轮回实验后稳固，与载体焊接结实、无空穴，餍足美国军标MIL-STD-883H-2010中办法2011.8——键合强度测试标准的功能要求。镀金液功能与亚硫酸盐纯金镀液相近。镀金液应用3年多后，不管是正在加热状态或是长时间搁置都很稳固。 要害词：微波集成图形 镀金 丙尔金 金线键合强度 共晶焊接 中图分类号：TG153.18 文献标记码：A文章编号：1004 -227X (2012) 03 - 0001 - 03 1媒介 跟着古代电子产业以及航天高科技尖端产物的研发，镀金宽泛使用于衔接器端子、印制板、半导体、微波电子等零部件[1]。微波陶瓷集成图形小为15μm线宽的高精细线路，要求极低的接触电阻(<0.3mΩ)，耐400℃低温，和牢靠的金线键合强度以及共晶焊接强度，年夜多经过镀导电性精良以及外表平坦的4μm以上纯金镀层来餍足以上要求。 3年多的消费理论标明，丙尔金[2][一水合柠檬酸一钾二(丙二腈合金(I)，KAu2N4C12H11O8)]镀高纯可焊性金工艺所患上纯金镀层外观为浅柠檬黄色、无色斑，比亚硫酸盐纯金层更平均、致密，金线键合强度经高下温轮回实验后稳固，与载体焊接结实、无空穴，餍足美国军标MIL-STD-883H-2010中办法2011.8-键合强度(毁坏性键合拉力实验)的要求。 2丙尔金电镀高纯度可焊性金的工艺 2.1工艺流程 陶瓷基片(附0.1μm真空镀金层)——荡涤——布胶——光刻——显影——抉择电镀(集成图形线路镀金)——去胶——蚀刻一测验。 2.2配方与工艺
2.3镀金液的配制 (1)充沛冼净镀金槽体，退出1/4所需体积的去离子水或蒸镏水; (2)将去离子水或蒸馏水加热至65℃，边搅拌边退出镀金SM402开缸剂。3L镀金开缸剂可配制5L镀金液; (3)正在激烈搅拌下，迟缓退出事后溶解正在热纯水中的金品质浓度为100 g/L的丙尔金[w(金)=51%]稀释液; (4)增补纯水至所需体积; (5)反省调整pH、波美度、温度等工艺前提。 2.4消费前镀金液的功能验证 罕用简略的赫尔槽[3]试片验证消费用镀金液的功能。赫尔槽的体积为267 mL，镀金液的体积为260 mL，试片为镀镍的铜合金(不克不及间接用铜合金)或镍合金，阴极尺寸为100 妹妹×70 妹妹×O.l 妹妹。 工艺前提：波美度13～14°Bé，pH=6.5～7.0,60～65℃，0.5 A/min，中速搅拌。 赫尔槽阴极试片的外观照片如图l所示。
正在试片的高端处金层毛糙度小于15 妹妹，其他部位为淡柠檬黄色;可用电流密度为0.05～3.00 A/dm2，与亚硫酸盐纯金层试片分歧;除了高处金层毛糙外，纯金层的结晶态比亚硫酸盐纯金层更粗疏、平均，颜色比亚硫酸盐纯金层略淡。 2.5镀金液的深镀才能实验 将2L的镀金液倒入2 000 mL的烧杯中，薄壁铜管(ø10 妹妹×100 妹妹)垂直吊挂于镀金液中并平行于两阴极间，正在0.4 A/dm二、中速搅拌下施镀10 min，镀液配方同赫尔槽实验。镀后剖开铜管发现，管内腔外表镀满色泽平均的金层，阐明镀液的深镀才能优异。 2.6镀金液的保护调整 (1)活期化学剖析测定金的耗费量或依据安培分钟计的电量耗费数据[金的堆积速度为0.12 g/(A·min)J， 增补100 g/L的丙尔金[w(金)=51%]稀释液，以放弃镀液中金含量为6～12 g/L。准则上应管制金含量正在其工艺限度值的±10%范畴内[4]，金含量较低时，边缘易烧焦，施镀电流密度较小，堆积速度慢;相同，金含量较高时，结晶毛糙，扩散才能差，厚度差别年夜。 (2)每一增补1g金需退出1.96 g丙尔金，同时至加1mL的SM402增补剂R，即一个单元(100 mL SM402液体增补剂R，其所含组分足以与100 g金合营应用。 (3)镀金液正在增补金含量先后或停用一周以上时，应做赫尔槽实验，依据试片外观的柠檬黄色，金层结晶平均性，高(近阴极)、低端(远阴极)电流密度区的镀金层烧焦，漏镀范畴等，调整增加SM402 增补剂R、开缸剂及导电盐。 (4)消费进程中，镀金液的pH会逐步降低，应每一隔4h测定镀金液的pH。镀金液的pH高时，电流效率高，镀金层堆积快，镀金液的扩散才能高;镀金液pH低时，电流效率低，金层堆积率低，镀金层外观较亮。pH偏偏高或偏偏低时，可用1.70 g/L的浓磷酸溶或品质分数为20%的氢氧化钾溶液调至工艺范畴内。 (5)延续量产时，需求天天丈量镀金液的波美度，并用导电盐C.5调高波美度。 (6)微波陶瓷集成微细图形镀高纯度可焊金层，对镀金液清洁以及操作环境的要求比普通电镀高，应正在无尘抽风罩内功课。延续量产时，需采纳轮回泵过滤机延续过滤镀金溶液，轮回速度为每一小时10～14次槽液体积量。其滤芯精度小于1 μm，并活期(1～3次/周)，滤芯套上过滤布袋以进步过滤精度以及便于荡涤，延伸滤芯寿命。 (7)长时间停历时，应将镀金溶液活期C2次/周)加热至工艺温度值并延续过滤。 2.7镀金溶液的稳固性以及可调性 经3年多的消费理论，不管是延续消费用仍是搁置都未发现镀金液浑浊。加热至80 0C时，也未发镀金液浑浊或合成而析出金粉，比亚硫酸盐纯金液稳固。 跟着电镀金含量的耗费，增加丙尔金以及pH调整剂后，镀金消费带出液少时，镀金液的波美度会逐回升，低于20°Bé时，镀金层品质没有受影响;但波美度高于20°Bé时，镀液功能可能受影响。可将镀金容易天然冷却至4 0C如下，使此中的磷酸盐、柠檬酸盐等析出后过滤溶液，以升高其波美度。经测试发现，镀金液的金含量没有会因溶液中导电盐结晶而带出丧失，经赫尔槽实验从新增加SM402开缸剂或增补剂R等，可以使镀金液规复失常。 3高纯度可焊性镀金层的功能 3.1外观 没有同体系镀金液中所患上产物的金相描摹如图2所示。丙尔金镀纯金层为淡柠檬黄色，平均、粗疏、致密、无瘤子或色斑。亚硫酸盐镀金产物的金层为金黄色，结晶粗、有较多瘤子。
3.2厚度 用分量法以及显微切片法[5]测患上金层厚度为4μm。 3.3耐低温性 将丙尔金镀金产物置于恒温烘箱内，于420℃下烘烤30 min后，察看其描摹(图3)发现，镀金产物无起泡以及变色景象。
3.4连系强度 微波陶瓷镀金电路状态为：小导线宽度15μm，年夜导线宽度1 妹妹。 测试办法：用3M胶粘膜粘贴电路，机器办法别离。 测试后果：x60的显微镜目测标明，镀金层完整、无零落，且电路无塑性变形。 3.5金线键合强度 用美国奥泰公司的WEST BOND 747677E锲键合机使金线键合。金线线径为0.7 mil(约17.78 μm)，辨别正在金线键合后以及高下温轮回后，测试金线键合强度，测试30点拉力，后果见表1，金线键合强度餍足美国军用规范MIL-STD-883H-2010中办法2011.8的标准要求。
应用金锡以及金锗焊料进行共晶焊接，镀金面具备精良的浸润性，与载体焊接结实、无空穴。 4论断 (1)清洁环保的丙尔金盐代替氰化亚金钾的镀金工艺需与成熟的市售镀金开缸剂及其增补剂等配套应用。 (2)丙尔金盐与有毒氰化亚金钾工艺的镀金液以及镀金层的功能均根本分歧，并能与原有毒氰化亚金钾工艺的镀金液兼容，不用从新开缸，从而升高了新开缸镀金液的老本。 (3)3年多的延续消费应用标明，丙尔金镀金液稳固，无浑浊、变色景象，也无金粉积淀。但丙尔金镀金工艺用于产业消费的工夫无限，另有待于一直地试探总结，但镀金层品质很稳固，从未有客户赞扬退货事情。 (4)丙尔金镀金工艺清洁环保，缩小了氰化物对环境的净化，风险性低、应用平安，便于平安治理。 参考文献： [1]沈涪，接插件电镀[M].北京：国防产业出书社，2007. [2]三门峡恒生科技研发无限公司，清洁镀金——柠檬酸金钾鉴定资料【R】，郑州：河南省迷信技巧委员会，2009. [3]曾华梁，吴仲达，陈钧武，等，电镀工艺手ffl[M].北京：机器产业出书社.1989. [4]吴水清，镀金层品质的强化办法[J】，电镀与精饰，1992，14 (3): 27-31. [5]张允诚，胡如南，茂发.电镀手册[M].3版，北京：国防产业出书社，2007. |
