CN105256347B - 锡银凸块含银量控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种锡银凸块含银量控制方法，其特征在于，所述方法包括：S30：监测用于生产锡银凸块的锡银电镀液的Sn⁴⁺浓度；S50：所述锡银电镀液的Sn⁴⁺浓度达到预设的极限浓度时，将所述锡银电镀液更换为新配置的锡银电镀液，返回步骤S30；其中，所述新配置的锡银电镀液含有Sn²⁺，不包含Sn⁴⁺。本发明通过监测锡银电镀液的Sn⁴⁺浓度，并在Sn⁴⁺浓度达到预设的极限浓度时更换锡银电镀液，一方面保障了充分利用锡银电镀液，实现了精确的成本管控，另一方面同时保障了锡银凸块的含银量不会过高，保障了产品的品质，提升了产品的良率。

Description

锡银凸块含银量控制方法

技术领域

本申请涉及凸块电镀工艺技术领域，具体涉及一种锡银凸块含银量控制方法。

背景技术

通常情况下，锡银凸块的含银量是由锡银电镀液的含银量和电镀时的电流密度所决定的。因此，如果电流密度保持不变，则锡银凸块的含银量是与锡银电镀液内的含银量完全成正比的关系。

理想的锡银凸块含银量应该在1.5％-2.5％之间。当锡银凸块的含银量接近或超过3％时，表面的粗糙度会变差，同时会形成变形的凸块或俗称的银针。锡银电镀液会随着时间与累积电镀的片数(AmpHour安培小时)而老化。随着锡银电镀液的老化，锡银凸块的含银量会呈现不稳定性地增加，品质也会随之变差，即凸块表面的粗糙度会增加，更严重的会形成变形凸块或俗称的银针。

如果仅凭经验来决定锡银电镀液的生命周期，置换过晚会导致产品的良率降低，严重的会导致整片甚至整批产品报废；而置换过早则会造成锡银电镀液的浪费。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种充分利用锡银电镀液，同时保障锡银凸块的成品良率的锡银凸块含银量控制方法。

本发明提供一种锡银凸块含银量控制方法，所述方法包括：

S30：监测锡银电镀液的Sn⁴⁺浓度；

S50：所述锡银电镀液的Sn⁴⁺浓度达到预设的极限浓度时，将所述锡银电镀液更换为新配置的锡银电镀液，返回步骤S30；

其中，所述新配置的锡银电镀液含有Sn²⁺，不包含Sn⁴⁺。

本发明诸多实施例提供的锡银凸块含银量控制方法通过监测锡银电镀液的Sn⁴⁺浓度，并在Sn⁴⁺浓度达到预设的极限浓度时更换锡银电镀液，一方面保障了充分利用锡银电镀液，实现了精确的成本管控，另一方面同时保障了锡银凸块的含银量不会过高，保障了产品的品质，提升了产品的良率；

本发明一些实施例提供的锡银凸块含银量控制方法通过测量并统计锡银电镀液的Sn⁴⁺浓度与锡银凸块的含银量的对应关系，精确设置锡银电镀液中Sn⁴⁺的极限浓度。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一实施例提供的锡银凸块含银量控制方法的流程图。

图2为图1所示锡银凸块含银量控制方法的优选实施例的流程图。

图3为图2所示锡银凸块含银量控制方法中步骤S10的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1为本发明一实施例提供的锡银凸块含银量控制方法的流程图。

如图1所示，在本实施例中，本发明所提供的锡银凸块含银量控制方法包括：

S30：监测用于生产锡银凸块的锡银电镀液的Sn⁴⁺浓度。

S50：所述锡银电镀液的Sn⁴⁺浓度达到预设的极限浓度时，将所述锡银电镀液更换为新配置的锡银电镀液，返回步骤S30。

其中，所述新配置的锡银电镀液含有Sn²⁺，不包含Sn⁴⁺。

具体地，本发明所提供的锡银凸块含银量控制方法基于以下假设理论提出：

A、刚新配好的锡银电镀液内只存在2价锡Sn²⁺和1价银Ag⁺，而并不存在4价锡Sn⁴⁺,此时电镀液是清澈的；

B、锡银电镀液内的部分Sn²⁺经过长时间的循环搅拌与空气接触氧化后转变成Sn^{4 +}；

C、当Sn⁴⁺逐渐增多时，许多Ag⁺会被吸附在Sn⁴⁺四周，此时电镀液会由清澈转为浑浊的泥土黄色。

D、由于这种被吸附在Sn⁴⁺四周的Ag⁺无法被通常的锡银含量分析检测到(通常的锡银含量分析只能检测到Sn²⁺/Ag⁺)，所以导致锡银电镀液内银的实际含量比检测到的要高，最终导致镀出来的锡银凸块含银量偏高。

本发明通过以下实验对上述假设理论进行验证：

设置多组Sn²⁺浓度相同(45g/L)、Ag⁺浓度相同(0.36g/L)、Sn⁴⁺浓度不同的锡银电镀液，在电流密度相同(3ASD)的条件下对同样的凸块进行电镀，分别得到锡银凸块，并检测各组锡银凸块中的含银量。

实验结果如下表格所示：

电镀液中Sn4+含量(g/L)	0	4.04	8.12	12.20	16.35	20.06
							锡银凸块上的含银量(％)	1.60	1.82	2.05	2.27	2.55	2.93

上述实验结果证明，在同一电流密度以及同一Sn²⁺/Ag⁺含量比例的条件下，Sn⁴⁺的浓度确实影响电镀后锡银凸块的含银量。并可由此推论出，被吸附在4价锡Sn⁴⁺四周的1价银Ag⁺是无法被通常的锡银含量分析所检测到的。

在一优选实施例中，所述极限浓度为12g/L。

上述实施例提供的锡银凸块含银量控制方法通过监测锡银电镀液的Sn⁴⁺浓度，并在Sn⁴⁺浓度达到预设的极限浓度时更换锡银电镀液，一方面保障了充分利用锡银电镀液，实现了精确的成本管控，另一方面同时保障了锡银凸块的含银量不会过高，保障了产品的品质，提升了产品的良率。

图2为图1所示锡银凸块含银量控制方法的优选实施例的流程图。

如图2所示，在一优选实施例中，步骤S30之前还包括：

S10：测量并统计锡银电镀液的Sn⁴⁺浓度与锡银凸块的含银量的对应关系，根据所述对应关系设定所述锡银电镀液中Sn⁴⁺的极限浓度。

具体地，理想的锡银凸块含银量应该在1.5％-2.5％之间，因此可通过实验统计出实际生产过程中，Sn⁴⁺浓度与锡银凸块的含银量的对应关系，并由理想含银量范围和所述对应关系确定实际生产中Sn⁴⁺的极限浓度。

图3为图2所示锡银凸块含银量控制方法中步骤S10的流程图。

如图3所示，步骤S10包括：

S101：分组测量锡银电镀液中的Sn浓度、Sn²⁺浓度和对应的锡银凸块的含银量。

S102：通过下式分别计算出每一分组中锡银电镀液的Sn⁴⁺浓度：

Sn⁴⁺浓度＝Sn浓度-Sn²⁺浓度；

从而得到锡银电镀液的Sn⁴⁺浓度与锡银凸块的含银量的对应关系。

S103：根据所述对应关系设定所述锡银电镀液中Sn⁴⁺的极限浓度。

在一优选实施例中，所述锡银电镀液中的Sn浓度和所述锡银凸块的含银量分别通过原子吸收光谱分析仪测得。所述锡银电镀液中的Sn²⁺浓度通过化学滴定法测得。

在一优选实施例中，所述对应关系的测量采用相同的电流密度和锡、银浓度均相同的锡银电镀液，即初始成分相同的锡银电镀液。

上述实施例提供的锡银凸块含银量控制方法通过测量并统计锡银电镀液的Sn⁴⁺浓度与锡银凸块的含银量的对应关系，精确设置锡银电镀液中Sn⁴⁺的极限浓度。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (6)

1.一种锡银凸块含银量控制方法，其特征在于，所述方法包括：

S30：监测用于生产锡银凸块的锡银电镀液的Sn⁴⁺浓度；

S50：所述锡银电镀液的Sn⁴⁺浓度达到预设的极限浓度时，将所述锡银电镀液更换为新配置的锡银电镀液，返回步骤S30；

其中，所述新配置的锡银电镀液含有Sn²⁺，不包含Sn⁴⁺。

2.根据权利要求1所述的锡银凸块含银量控制方法，其特征在于，所述极限浓度为12g/L。

3.根据权利要求1或2所述的锡银凸块含银量控制方法，其特征在于，步骤S30之前还包括：

S10：测量并统计锡银电镀液的Sn⁴⁺浓度与锡银凸块的含银量的对应关系，根据所述对应关系设定所述锡银电镀液中Sn⁴⁺的极限浓度。

4.根据权利要求3所述的锡银凸块含银量控制方法，其特征在于，所述步骤S10包括：

S101：分组测量锡银电镀液中的Sn浓度、Sn²⁺浓度和对应的锡银凸块的含银量；

S102：通过下式分别计算出每一分组中锡银电镀液的Sn⁴⁺浓度：

Sn⁴⁺浓度＝Sn浓度-Sn²⁺浓度；

从而得到锡银电镀液的Sn⁴⁺浓度与锡银凸块的含银量的对应关系；

S103：根据所述对应关系设定所述锡银电镀液中Sn⁴⁺的极限浓度。

5.根据权利要求4所述的锡银凸块含银量控制方法，其特征在于，所述锡银电镀液中的Sn浓度和所述锡银凸块的含银量分别通过原子吸收光谱分析仪测得；所述锡银电镀液中的Sn²⁺浓度通过化学滴定法测得。

6.根据权利要求4或5所述的锡银凸块含银量控制方法，其特征在于，所述对应关系的测量采用相同的电流密度和锡、银浓度均相同的锡银电镀液。