CN1460131A - 非电解镀金液及非电解镀金方法 - Google Patents
非电解镀金液及非电解镀金方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种由金盐、苯基化合物系还原剂类、以及水溶性胺类组成的镀金液、以及使用该镀金液的镀金方法。上述非电解镀金液及非电解镀金方法,还原剂的使用量少,维持实用的析出速度,且镀敷液稳定性优异。
Description
技术领域
本发明涉及非电解镀金液及非电解镀金方法。
背景技术
为了替代以往的高温、高碱性非电解镀金液,扩广能够镀敷的保护膜(resist)或电子部件的使用范围,已开发了众多的能够在中性、低温下使用的非电解镀金液。这些镀敷液(plating solution),有稳定性差、沉积性差的问题。镀敷液的稳定性下降的原因,可大致分为2种,第一个原因是由非电解镀金液本身的稳定性和镀敷处理时其它杂质金属混入而导致的稳定性的下降。为改善这一缺点,已进行了众多的改进。
特开平1-191782号公报中揭示有:为了不使用氰化合物的基础上,在中性附近实现非电解镀金,而使用抗坏血酸作为还原剂的提案。
另外,为了抑制因镀金处理引起的杂质金属的混入以及改善镀敷液的稳定性,特开平4-350172号公报、特开平6-145997号公报中揭示有添加巯基苯并噻唑类化合物的金属屏蔽剂(metal shielding agent)的提案。
另外,特开平3-215677号公报中揭示有:非电解镀金液中使用肼化合物(10至30g/l)作为还原剂的提案,而与上述的抗坏血浴比较,此浴能够以低浓度获得有实用性的析出速度。
另外,特开平4-314871号公报中揭示有:为了抑制因镀敷处理引起的杂质金属的混入以及改善镀敷液稳定性而加入苯并***类化合物的金属屏蔽剂的改良方案,此屏蔽剂的管理范围较广(3至10g/l)且有实用性。
另一方面,特许第2972209号公报中揭示有:使用硫脲化合物或苯基类化合物作为还原剂,而硫脲能够以低浓度还原金的提案。但是,有硫脲的副产物会使电解液不稳定化并予以分解的问题,另外,由于苯基类化合物类还原剂不能在中性(pH7至7.5)条件下进行还原,所以在弱碱性条下则有镀敷过程中镀敷液被分解的问题。于是,如特开平3-104877号公报所记载,提案有混合硫脲化合物及苯基化合物两种还原剂的非电解镀金液,而这种镀敷液是使用苯基化合物类还原剂来还原硫脲的副产物以改善镀敷液稳定性。
另外,特开平9-157859号公报中揭示有:为了抑制杂质金属混入上述浴中或改善镀敷液的稳定性而添加苯并***类化合物的金属屏蔽剂的改善方案,其结果,与以往浴相比稳定性得到提高。
使用抗坏血酸还原剂,其还原效率低,为了确保实用析出速度0.5至1.0μm而过量地混合抗坏血酸钠,使其浓度为60至100g/l,所以有镀敷液的稳定性降低的问题。
巯基苯并噻唑类化合物的金属屏蔽剂,有使用管理范围非常狭窄(0.1至5ppm)、作业效率低,如添加量多,则会发生沉积性不良的问题。
如使用肼化合物为还原剂,则与抗坏血酸浴相比较,此浴能以低浓度获得有实用性的析出速度,但有肼化合物本身的稳定性较低,而不能确保镀敷液的稳定性的问题。另外,虽然为了抑制由镀敷处理引起的杂质金属的混入或提高镀敷液稳定性,而提出了加入苯并***类化合物的金属屏蔽剂的改良方案,但是,如上述,由于还原剂本身的稳定性较低,结果,存在稳定性的提高不够充分且难于实用化的问题。
混合有硫脲化合物、苯基化合物的两种还原剂的非电解镀金液,是使用苯基化合物类还原剂来还原硫脲的副产物,以改善镀敷液稳定性,但由于不能将硫脲的副产物完全恢复为原来的还原剂,所以该残留的副产物成为沉积性不良或不安定化的原因,而有难于保持充分的稳定性的问题。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种还原剂的使用量少,并能够维持实用析出速度,且镀敷液稳定性优异的非电解镀金液及非电解镀金方法。
本发明者等,为了达成上述目的,选择还原后的副产物不致于太损伤镀敷液的稳定性且还原效率较高的苯基化合物类还原剂,并精心研究的结果,意外发现乙撑二胺等水溶性胺能够提高作为还原剂使用苯基化合物系还原剂类的中性(pH7.0至7.5)非电解镀金液的析出速度,并能够达成1μm/h程度的非电解镀金,同时,不会损伤外观或沉积性,具有良好的镀敷外观且能提供镀敷液稳定性优异的非电解镀金液的事实,而完成本发明。
本发明,具有下列特征。
本发明之1是由金盐、苯基化合物系还原剂类、以及水溶性胺类组成的镀金液。
式中:R1表示羟基或胺基、R2至R4分别表示相同或不相同的羟基、胺基、氢原子或烷基。
本发明之3是本发明之2所述的非电解镀金液,其中,R2至R4的烷基为甲基、乙基或叔丁基。
本发明之4是本发明之1或2所述的非电解镀金液,其中,苯基化合物系还原剂类为氢醌、甲基苯氢醌、或对苯二胺。
本发明之5是本发明之1至4任意一项所述的非电解镀金液,其中水溶性胺类为乙撑二胺系化合物。
本发明之6是本发明之1至5任意一项所述的非电解镀金液,其中,作为添加剂,含有杂质金属屏蔽剂类。
本发明之7是本发明之6所述的非电解镀金液,其中,杂质金属屏蔽剂类为苯并***系化合物。
本发明之8是本发明之1至7任意一项所述的非电解镀金液,其中,非电解镀金液的pH为在5至10的范围。
本发明之9是非电解镀金方法,其中,在由金盐、苯基化合物系还原剂类、以及水溶性胺类组成的镀金液中,浸渍被镀体的非电解镀方法。
图附说明
图1表示本发明实施例1的、镀敷次数与析出速度之间关系的线图。
具体实施方式
本发明的非电解镀金液中,作为金盐,可以使用氰系金盐也可使用非氰系金盐,而作为氰系金盐,可以使用氰化亚金钾或氰化金钾。作为非氰系盐,可以使用氯化金酸盐、亚硫酸金盐、硫代硫酸金盐、硫代苹果酸金盐等,可以使用其中的1种以上。其中理想的是亚硫酸金盐、硫代硫酸金盐,其含量而言,以金计,理想的是1至10g/l的范围,如果金含量在1g/l以下,则金的析出反应会降低,如超过10g/l,则镀敷液的稳定性会降低,同时,由于镀敷液的带出,会增加金消费量,所以经济上不理想。更理想的是2至5g/l的范围。
另外,作为配位剂,氰系配位剂,可例举***、***等的盐,非氰系配位剂可例举亚硫酸盐、硫代硫酸盐、硫化苹果酸盐,而可以使用其中的1种或2种以上。其中理想的是亚硫酸盐、硫代硫酸盐,其含量理想的是1至200g/l的范围。如果配位剂的含量为1g/l以下时,金的配位力降低而使稳定性下降。另外,如超过200g/l,则虽然镀敷液的稳定性会提高,但液中会发生再结晶,以致成本上不利。更理想的是20至50g/l。
另外,使用用下述式(I)表示的苯基化合物系还原剂是理想的,式中,R1表示羟基或胺基、R2至R4可以分别相同或不相同,表示羟基、胺基、氢原子或烷基。
上述式(I)中,作为R2至R4的烷基,理想的是直链或支链状的碳原子数1至6的烷基,更理想的是甲基、乙基以及叔丁基等的直链或支链状的碳原子数1至4的烷基。
此种的具体化合物可例举,苯酚、邻甲酚、对甲酚、邻乙基苯酚、对乙基苯酚、叔丁基苯酚、邻胺基苯酚、对胺基苯酚、氢醌、邻苯二酚、1,2,3-苯三酚、甲基氢醌、苯胺、邻伸苯二胺、对苯二胺、邻甲苯胺、对甲苯胺、邻乙基苯胺、对乙基苯胺等,可以使用其中的1种以上。其中理想的是,对苯二胺、甲基氢醌、氢醌等,其含量以0.5至50g/l的范围为理想。如果该苯基化合物系的还原剂含量在0.5g/l以下,则不能获得实用性的0.5μm/h的析出速度。如超过50g/l,则不再能确保镀敷液的稳定性,所以不理想。另外,更理想的是2至10g/l的范围。
水溶性胺类,可使用单烷醇胺、二烷醇胺、三烷醇胺、乙撑三胺、间己胺、四甲撑二胺、五甲撑二胺、六甲撑二胺、七甲撑二胺、乙撑二胺、二乙撑三胺、三乙撑四胺、四乙撑五胺、五乙撑六胺、二甲胺、三乙醇胺、硫酸羟胺、EDTA盐等,其中理想的是,乙撑二胺、二乙撑三胺、三乙撑四胺、四乙撑五胺、五乙撑六胺,最理想的是乙撑二胺。
上述水溶性胺类的混合量以0.1至100g/l的范围为理想,如果上述水溶性胺类的混合量为0.1g/l以下,则不能发挥胺类的添加效果,但如超过100g/l,则会发生镀敷液的稳定性下降的情况,所以不理想。另外,更理想的是2至10g/l的范围。水溶性胺类,是从上述中添加1种以上,所以可增大非电解镀金液的析出速度,并改善镀金外观及沉积性,且可显著改善镀敷液稳定性。
本发明的非电解镀金液中,为保持所需析出速度、pH等,可再添加pH缓冲剂使用。作为pH缓冲剂而适当使用的化合物,例举磷酸盐、乙酸盐、碳酸盐、硼酸盐、柠檬酸盐、硫酸盐等,可以选用其中的1种以上。其中,理想的是硼酸盐、硫酸盐等,并且其含量在1至100g/l的范围为理想。如果在1g/l以下,则没有pH的缓冲效果从而镀敷液的状态发生变化,如果超过100g/l,则镀敷液内进行再结晶化,所以不理想。另外,更理想的是20至50g/l的范围。
另外,由于作业中因镀敷装置的锈的破片等的夹带进入引起的杂质的混入,或因被镀物的沉积性不足引起的底子金属混入镀敷液中等,混入铜、镍、铁等的杂质离子,而可能会进行镀敷液的异常反应,使镀敷液发生分解,为了抑制这样的异常反应,可添加使用杂质金属屏蔽剂。
作为上述的杂质金属屏蔽剂,一般可使用苯并***系化合物,可以例举苯并***钠、苯并***钾、四氢苯并***、甲基苯并***、硝基苯并***等。添加量,以0.5至100g/l的范围为理想,如果在0.5g/l以下,则杂质的屏蔽效果较少,而不能确保充分的镀敷液稳定性。另外,如果超过100g/l,则在镀敷液进行再结晶化,所以不理想。另外,如考虑成本及效果,理想的是2至10g/l的范围。
上述非电解镀金液的pH,理想的是在5至10的范围。如果镀敷液的pH在5以下,则作为镀敷液的Au配位剂的亚硫酸盐或硫代硫酸盐进行分解,有可能产生毒性的亚硫酸气体,所以不理想。另外,如果所使用的pH超过10,则镀敷液的稳定性会降低,所以不理想。更理想的是在6至8的范围使用,最理想的是7至8的范围。
实施例(试样的制作)
使用3cm×3cm×0.3mm的压延铜板作为试验用样品,为了去除表面的锈及有机物等,于酸性脱脂的Z-200(世界金属(股)制,商品名)中45℃下处理3分钟。并且,为了去除多余的界面活性剂,进行1分钟的温水洗(45℃、纯水)。然后,进行水洗处理1分钟。接着,为了使表面的形状均匀化,进行在室温下,于过硫酸铵溶液(120g/l)中进行3分钟浸渍处理的软蚀刻处理。然后,进行水洗处理1分钟。接着,为了去除表面的氧化铜,室温下在硫酸(10%)中进行浸渍处理1分钟,然后,进行水洗处理1分钟,接着在作为置换式镀钯液(substitution palladiumplating solution)的SA-100(日立化成工业株式会社制,商品名)中,室温下进行浸渍处理5分钟。然后,进行水洗处理1分钟。
接着,在作为非电解Ni-P镀敷液的NIPS-100(日立化成工业株式会社制,商品名)中,85℃下进行浸渍处理25分钟,以便于使镍-磷的镀膜为5μm左右,并进行水洗处理1分钟后,在作为置换式镀金液(substitution gold plating solution)的HGS-500(日立化成工业株式会社制,商品名)中,85℃下进行浸渍处理10分钟,以使镀金膜厚为0.1μm左右,再进行水洗处理1分钟,然后进行如下述的非电解镀金,进行评价。另外,非电解镀金液的评价用镀敷槽(plating bath),使用聚丙烯制的树脂槽。(浴稳定性试验方法:75℃)
浴稳定性试验方法中,使用PP(聚丙烯制)树脂制的1L烧杯作为镀敷槽。另外,为了去除附着在槽内的杂质,实验前,使用王水(1∶3=硝酸∶盐酸,用纯水稀释成为50%),在常温下洗涤槽内6小时以上后,用于实验。
浴稳定性试验方法,使用上述实验槽、镀敷液中按0.5dm2/L的镀负荷处理1小时(70℃)后,保持镀敷液的温度为较通常使用的温度稍高的75℃、并把在槽内10小时以上仍不发生异常析出情况的记为○(稳定性良好)、5小时以上10小时以下的记为△(稍微良好)、5小时以下的记为×(不安定)而进行判断。(浴稳定性加速试验方法:90℃)
浴稳定性加速试验中,使用PP(聚丙烯制)树脂制的1L烧杯作为镀敷槽。另外,为了去除槽内所附着的杂质,实验前,使用王水(1∶3=硝酸∶盐酸,用纯水稀释成为50%)在常温下洗涤槽内6小时以上后,用于实验。
浴稳定性加速试验方法,是使用上述实验槽、镀敷液中按0.5dm2/L的镀负荷处理1小时(70℃)后,提升镀敷液温度为90℃,给予镀敷液以恶劣条件,并测定槽内开始发生金的异常析出的时间,作为稳定性评价的基准。把10小时以上在槽内仍不发生异常析出的记为○(稳定性良好)、5小时以上10小时以下的记为△(稍微良好)、5小时以下的记为×(不稳定)进行判断。
实施例1至7
第1表中表示实施例。实施例1至3,是改变乙撑二胺浓度为1、2、5g/L,进行非电解镀金的结果。即使在作为还原剂的氢醌浓度低的条件下,如1表所示,析出速度按0.36、0.51、0.61μm/hr逐渐增加。另外,被膜外观也良好,显示均匀的柠檬黄的光泽,并未发生变色及沉积性不良等缺陷。另外,在浴稳定性试验(75℃)时,也稳定10小时以上,在浴稳定性加速试验(90℃)中也稳定10小时以上,未发生镀敷槽内的异常析出,为良好。另外,保存稳定性而言,常温下保存30日以上,仍未发生槽内的异常析出,为良好。
实施例4、5、6,是改变作为还原剂的氢醌浓度为0.5、2、3g/L而进行非电解镀金的结果。析出速度,则按0.38、0.83、1.01μm/hr逐渐增大。其结果,在低的还原剂浓度条件(2至3g/L)下,且在pH7.5的中性附近能够满足实用性的析出速度。另外,被膜外观也良好而显示均匀的柠檬黄的光泽,并未发生变色、沉积性不良等缺陷。另外,在浴稳定性试验(75℃)时、也稳定10小时以上,在浴稳定性加速试验(90℃)也安定10小时以上,未发生镀敷槽内的异常析出,为良好。另外,保存稳定性而言,常温下保存30日以上,仍未发生槽内的异常析出,为良好。
实施例7,是将镀敷液的pH从7.5改变为7.1而进行评价的结果。与实施例5比较,虽然析出速度降低为0.59μm/hr,但能够满足实用析出速度的结果。另外,被膜外观也良好,显示均匀的柠檬黄的光泽,并未发生变色及沉积性不良等缺陷。另外,在浴稳定性试验(75℃)时,也稳定10小时以上,在浴稳定性加速试验(90℃)中,也稳定10小时以上,未发生镀敷槽内的异常析出,为良好。另外,保存稳定性而言,常温下保存30日以上,仍未发生槽内的异常析出,为良好。
表1
实施例8至10
浴组成:g/L | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | |
Au离子源 | 亚硫酸Au钠 | 以Au计为2.5g/L | ||||||
配位剂 | 亚硫酸钠(无水) | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 |
硫代硫酸钠·五水合物 | 26 | 26 | 26 | 26 | 26 | 26 | 26 | |
pH缓冲剂 | 四硼酸二钾四水合物 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 |
金属屏蔽剂 | 苯并*** | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 |
水溶性胺 | 乙撑二胺 | 1 | 2 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
还原剂 | 硫脲 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
氢醌 | 1 | 1 | 1 | 0.5 | 2 | 3 | 2 | |
PH | 7.5 | 7.5 | 7.5 | 7.5 | 7.5 | 7.5 | 7.1 | |
镀敷负荷(dm2/L) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |
浴温度 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | |
析出速度(μm/hr) | 0.36 | 0.61 | 0.61 | 0.38 | 0.83 | 1.01 | 0.59 | |
被膜外观 | 柠檬黄 | 柠檬黄 | 柠檬黄 | 柠檬黄 | 柠檬黄 | 柠檬黄 | 柠檬黄 | |
沉积性不良 | 无 | 无 | 无 | 无 | 无 | 无 | 无 | |
浴稳定性试验(75℃) | ○(10hr) | ○(10hr) | ○(10hr) | ○(10hr) | ○(10hr) | ○(10hr) | ○(10hr) | |
浴稳定性加速试验(负荷后90℃加温:hr) | ○(10hr) | ○(10hr) | ○(10hr) | ○(10hr) | ○(10hr) | ○(10hr) | ○(10hr) | |
保存稳定性(室温保存:日) | 30日以上 | 30日以上 | 30日以上 | 30日以上 | 30日以上 | 30日以上 | 30日以上 |
按照表2所示的镀敷液组成连续进行非电解镀金,以评价非电解镀金液的连续使用的实用性。连续5日进行实验。将其析出速度的变化表示于图1。连续5日、25循环、70℃下按实用性方式进行镀敷处理的结果,实施例8、9、10均能以0.4至0.7μm/hr的析出速度连续使用。另外,被膜外观上,实施例8、9、10均在25循环全部良好,而显示均匀的柠檬黄的光泽,并未发生变色、沉积性不良等缺陷。表2
浴组成:g/L | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | |
Au离子源 | 亚硫酸Au钠 | 以Au计2.5g/L | ||
配位剂 | 亚硫酸钠(无水) | 32 | 32 | 32 |
硫代硫酸钠·五水合物 | 26 | 26 | 26 | |
pH缓冲剂 | 四硼酸二钾四水合物 | 25 | 25 | 25 |
金属屏蔽剂 | 苯并*** | 2.5 | 2.5 | 2.5 |
水溶性胺 | 乙撑二胺 | 3 | 4 | 5 |
还原剂 | 硫脲 | - | - | - |
氢醌 | 2 | 1 | 1 | |
PH | 7.5 | 7.5 | 7.5 | |
镀敷负荷(dm2/L) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |
浴温度 | 70 | 70 | 70 | |
析出速度(μm/hr) | 0.7 | 0.52 | 0.49 | |
浴稳定性试验(75℃) | ○(10hr) | ○(10hr) | ○(10hr) | |
连续使用天数(日) | 5日以上 | 5日以上 | 5日以上 | |
连续加热时间(hr/70℃) | 50hr以上 | 50hr以上 | 50hr以上 |
另外,镀敷液的稳定性而言,如表3所示,对于实施例8、9、10所有浴,即使按每日8小时以上、实用温度70℃、连续5日(合计:52小时)使用,仍未发现镀敷槽内的异常析出,而可确认显示优异的稳定性的事实。
表3
比较例
次数 | 镀敷天数 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | ||||||
析出速度 | 加热时间 | 槽内的异常析出 | 析出速度 | 加热时间 | 槽内的异常析出 | 析出速度 | 加热时间 | 槽内的异常析出 | ||
μm/hr | Hr/天·70℃ | μm/hr | Hr/天·70℃ | μm/hr | Hr/天·70℃ | |||||
1 | 第1天 | 0.7 | 8hr | ○(无) | 0.52 | 8hr | ○(无) | 0.49 | 8hr | ○(无) |
2 | 0.69 | 0.58 | 0.51 | |||||||
3 | 0.77 | 0.51 | 0.56 | |||||||
4 | 第2天 | 0.69 | 12hr | ○(无) | 0.53 | 12hr | ○(无) | 0.47 | 12hr | ○(无) |
5 | 0.63 | 0.49 | 0.47 | |||||||
6 | 0.61 | 0.52 | 0.5 | |||||||
7 | 0.66 | 0.51 | 0.47 | |||||||
8 | 0.61 | 0.5 | 0.47 | |||||||
9 | 0.59 | 0.48 | 0.49 | |||||||
10 | 第3天 | 0.53 | 12hr | ○(无) | 0.44 | 12hr | ○(无) | 0.47 | 12hr | ○(无) |
11 | 0.65 | 0.48 | 0.41 | |||||||
12 | 0.61 | 0.48 | 0.43 | |||||||
13 | 0.51 | 0.45 | 0.41 | |||||||
14 | 0.51 | 0.41 | 0.38 | |||||||
15 | 0.48 | 0.44 | 0.41 | |||||||
16 | 0.53 | 0.42 | 0.44 | |||||||
17 | 第4天 | 0.52 | 10hr | ○(无) | 0.4 | 10hr | ○(无) | 0.42 | 10hr | ○(无) |
18 | 0.53 | 0.42 | 0.43 | |||||||
19 | 0.53 | 0.4 | 0.43 | |||||||
20 | 0.51 | 0.42 | 0.41 | |||||||
21 | 第5天 | 0.64 | 10hr(总加热时间52hr) | ○(无) | 0.52 | 10hr(总加热时间52hr) | ○(无) | 0.51 | 10hr(总加热时间52hr) | ○(无) |
22 | 0.56 | 0.46 | 0.46 | |||||||
23 | 0.58 | 0.46 | 0.46 | |||||||
24 | 0.54 | 0.45 | 0.46 | |||||||
25 | 0.53 | 0.43 | 0.42 |
表4中表示了作为以往浴的、使用氢醌作为还原剂的比较例1及2的实验结果。在比较例1的氢醌1.1g/L,虽未发生被膜外观及沉积性不良,但析出速度降低为0.13μm/hr,如扣除因置换镀金的制膜约0.1μm,则析出速度低至0.03μm/h,从而可知几乎未进行由还原反应的析出。因此,推定为难于实用化,所以没有进行浴稳定性试验、浴稳定性加速试验、以及保存安定性试验等。
另外,如比较例2所示,为了改善析出速度,在使还原剂浓度增加为比较例1的约3倍的条件下,进行试验。虽未发生被膜外观及沉积性的不良,但是析出速度则与比较例1同样,为0.3μm/hr的低值,并且,在浴稳定性试验时,75℃以下,5小时即在槽内发生异常析出。另外,在浴稳定性加速试验时,发现2小时即在槽内有异常析出的发生。另外,保存稳定性而言,发现室温下放置1日后,即在槽内有异常析出的发生,并确认不能使用。
另外,为了改善析出速度,如比较例3所示,使还原剂浓度达到比较例1的5倍,并使镀敷液pH为9.0的结果,显示析出速度为1.1μm/hr的实用性的析出速度。虽未发生沉积性不良,但是被膜外观成为红褐色而外观不佳。并且,发现镀敷液的稳定性非常差、镀(70℃)中于槽内发生异常析出以致难于使用。因此,判断难于实用化,所以未进行浴稳定性加速试验以及保存稳定性的试验。
另外,将作为以往例的、使用硫脲作为还原剂,使用氢醌作为还原促进剂的2成分非电解镀金液作为比较例4,进行评价。其结果,实用性领域的70℃下,浴稳定性试验为稍微良好,约8小时后槽内发生异常析出。另外,发现析出速度在能够实用的范围之内,为0.75μm/hr。另外,发现被膜外观良好,但是在一部分发生沉积性不良。并且,发现在浴稳定性加速试验中,与比较例2同样,约2小时即于槽内发生异常析出,以致于镀敷液分解而难以使用。另外,对镀敷液的保存稳定性而言,也发现室温下放置5日后在槽内发生异常析出,而难以使用。
表4
浴组成:g/L | 比较例1 | 比较例2 | 比较例3 | 比较例4 | |
Au离子源 | 亚硫酸Au钠 | 以Au计为2.5g/L | |||
配位剂 | 亚硫酸钠(无水) | 32 | 32 | 32 | 32 |
硫代硫酸钠·五水合物 | 26 | 26 | 26 | 26 | |
pH缓冲剂 | 四硼酸二钾四水合物 | 25 | 25 | 25 | 25 |
金属屏蔽剂 | 苯并*** | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 |
水溶性胺 | 乙撑二胺 | 0 | 0 | 0 | 0 |
还原剂 | 硫脲 | 0 | 0 | 0 | 1.1 |
氢醌 | 1.1 | 3 | 5 | 1.3 | |
PH | 7.5 | 7.5 | 9 | 7.5 | |
镀负荷(dm2/L) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |
浴温度 | 70 | 70 | 70 | 70 | |
析出速度(μm/hr) | 0.13 | 0.3 | 1.1 | 0.75 | |
被膜外观 | 柠檬黄 | 柠檬黄 | 红褐色 | 柠檬黄 | |
沉积性不良 | 无 | 无 | 无 | 部分发生 | |
浴稳定性试验(75℃) | 未实施 | △(5hr) | 未实施 | △(8hr) | |
浴稳定性加速试验(负荷后90℃加温:hr) | 未实施 | ×(2hr) | 未实施 | ×(2hr) | |
保存稳定性(室温保存:日) | 未实施 | 1日 | 未实施 | 5日 |
由以上结果可知,本发明的非电解镀金液,与以往的氢醌浴相比较,可以在低的还原剂浓度下获得可实用的析出速度,并能够同时达到稳定性和析出速度。
另外,可知镀敷液的pH在中性附近(6至8),且在低温(60至70℃)的条件下,能以可实用的镀敷速度(从0.5至1.0μm/hr)连续地使用,与以往的非电解镀金液相比,镀敷液的稳定性非常高,且能大幅度减少因槽的卸空换槽所引起的作业损失。
由此,以往的由于镀敷液的稳定性低,不能用于大量生产,以致未能实用化的、中性条件下的非电解镀金变成可能,结果可适用的材料、电子部件等的范围将大幅度扩大。
如上所说明,本发明可提供一种还原剂的使用量少,维持实用的析出速度,且镀敷液稳定性优异的非电解镀金液和非电解镀金方法。
Claims (9)
1.一种镀金液,是由金盐、苯基化合物系还原剂类、以及水溶性胺类组成。
2.根据权利要求1所述的非电解镀金液,其中,苯基化合物系还原剂用下式(I)表示,
式中:R1表示羟基或胺基、R2至R4可以分别相同或不相同,表示羟基、胺基、氢原子或烷基。
3.根据权利要求2所述的非电解镀金液,其中R2至R4的烷基为甲基、乙基或叔丁基。
4.根据权利要求1或2所述的非电解镀金液,其中,苯基化合物系还原剂类为氢醌、甲基苯氢醌、或对苯二胺。
5.根据权利要求1至4任一项所述的非电解镀金液,其中水溶性胺类为乙撑二胺系化合物。
6.根据权利要求1至5任一项所述的非电解镀金液,其中作为添加剂,含有杂质金属屏蔽剂类。
7.根据权利要求6所述的非电解镀金液,其中杂质金属屏蔽剂类为苯并***系化合物。
8.根据权利要求1至7任一项所述的非电解镀金液,其中非电解镀金液的pH为5至10的范围。
9.一种非电解镀金方法,是将被镀体浸渍于由金盐、苯基化合物系还原剂类、以及水溶性胺类组成的镀金液中。
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