DE3237394A1 - Chemisches vergoldungsbad - Google Patents

Description

323V394

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT - Unser Zeichen Berlin und München VPA ^ _p 19 4 1 DE

Chemisches Verqoldunqsbad.

Die Erfindung betrifft ein chemisches Vergoldungsbad für die stromlose Vergoldung von Metallen, mit einem Gehalt eines wasserlöslichen Alkaligoldcyanidkomplexes, das im alkalischen pH,-Bereich mit einem Zusatz eines reduzierend wirkenden Mittels und einem Stabilisator arbeitet.

Es sind bereits sogenannte Kontakt- bzw. Austausch-Vergoldungsbäder bekannt geworden, die nicht galvanisch unter Hindurchschicken eines Gleichstroms arbeiten, sondern als chemische Vergoldungsbäder anzusprechen sind. Bei diesen Kontakt- bzw. Austausch-Vergoldungsbädern werden die entsprechenden elektrischen Ladungen vermittels katalytischer Oxidation erzeugt. Derartige Bäder sind jedoch mit einem schwerwiegenden Nachteil verbunden, da die Goldabscheidung ungleichmäßig erfolgt. Es kommt hierdurch häufig vor, daß einzelne punktförmige Flächen überhaupt keine Vergoldung erfahren bzw.. anders geartete Fehlstellen, wie Narben usw. auftreten, so daß der Goldüberzug, auch bedingt durch das Auftreten dunkler Verfärbungen, als mangelhaft anzusprechen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Vergoldungsbad zu konzipieren, das es ermöglicht, in einfacher Weise eine Abscheidung des Goldes mit einer dichten und ausreichend dicken sehr gut lötbaren Goldschicht vorzunehmen. Dies ist insbesondere bei den aus Kupfer aufgebauten Anschlußhöckern (Bauteile-Report 16 (1978), H. 2, S. 40-44) der passivierten integrierten Schaltkreise (Wafer) von Bedeutung, da bei dem Vergoldungsprozeß die Passivierung

Wed 1 Plr/13.8.1982

BAD ORIGINAL

- t- VPA 82 P ί 94 1 DE

und die Schaltkreise nicht zerstört werden dürfen. Außerdem soll der Halbleiter/PN-Oberflächen-Fotoeffekt die Goldabscheidung auf den Anschlußhöckern der integrierten Schaltkreise nicht hindern oder stören. Es darf ferner auch keine Goldabscheidung auf der Passivierungsschicht und dem Silizium-Wafer erfolgen.

Die Lösung nach der Erfindung besteht bei dem eingangs beschriebenen Vergöldungsbad darin, daß als Reduktionsmittel organische Verbindungen mit Enol-Gruppen im Molekül dienen und der pH-Wert des Bades mit einer Pufferlösung im Bereich zwischen 7*5 bis 12, vorteilhafterweise auf pH 8, eingestellt ist. Der wesentliche Vorteil eines chemischen Vergoldungsbades nach der Erfindung besteht darin, daß das Bad stabil ist und keiner laufenden Nachdosierung für die Konstanthaltung des pH-Wertes bedarf. Es ist ferner wartungsfrei und bringt keine Geruchsbelastigung (z. B. NH,-) mit sich.

Besonders vorteilhaft ist nach einer Weiterbildung der Erfindung, daß der Goldgehalt 0,1 bis 12 g/l beträgt und das Bad als Reduktionsmittel L(+)-Ascorbinsäure bzw. ihre Salze Calcium-,Natrium-L(+)-Ascorbat in Mengen zwischen 0,1 und 20 g/l, insbesondere zwischen 5,0 und 7,0 g/l, enthält. Ein entsprechend aufgebautes Bad braucht keine pH-Überwachung und wird in der Goldabscheidung auf Kupferhöckern in integrierten Schaltkreisen nicht durch thermische- oder Halbleiter/PN-Oberflachen- Fotoeffekte beeinträchtigt. Die Passivierung und der Schaltkreis selber zeigen auch bei längeren Tauchzeiten keinerlei Angriff.

Im Rahmen der Erfindung enthält das Bad in Verbindung mit dem Reduktionsmittel als Stabilisator ÄDTA-Tetranatriumsalz (Tetrahydrat) in einer Menge zwischen 0,1 bis 30 g/l, vorzugsweise 3 g/l.

Das Bad nach der Erfindung kann zwischen 45 und 96°C,

-t- VPA 82 P 1941 DE

vorzugsweise bei 63⁰C, betrieben werden.

Als Puffer-Lösung mit pH-Wert 8 eignet sich zum Beispiel für 1 1 Lösung:
750 ml Di-Wasser

32. g di-Natriumhydrogenphosphat - 2-hydrat 1 g Citronensäure

Di-Wasser bis auf 1 L

Die Pufferlösung könnte beispielsweise aus folgender Zusammensetzung bestehen:

750 ml Di-Wasser

2 g Kaliuradihydrogenphosphat 32 g di-Natriumhydrogenphosphat 2-hydrat Di-Wasser bis auf 1 L oder

750 .ml Di-Wasser
20 g Borsäure

4 g Natriumcarbonat-1 hydrat Di-Wasser bis auf 1 L

Die Salzmenge der Pufferlösung kann für eine größere Pufferkapazität im gleichen Verhältnis erhöht werden.

Zusammensetzung des reduktiv autokatalytisch arbeitenden Vergoldungsbades z. B. für die Vergoldung bestimmter Bereiche auf IS:

1 .. 1 L Pufferlösung pH-Wert 8

2. 3 g/l ÄDTA-Tetranatriumsalz (Tetrahydrat) 3- 6 g/l Natrium-L-(+)-Ascorbat
4. 3 g/l Kaliumgoldcyanid

Es können in dem Vergoldungbad außer Kupfer die Metalle Nickel, Eisen sowie Kupfer-, Nickel-Kupfer-, Nickel-Eisen-Legierungen autokatalytisch vergoldet werden.

4 Patentansprüche

Claims (4)

1. ^VPA 82 P ί 9 4 ί DE

   Patentansprüche

   11Z Chemisches autokatalytisches Vergoldungsbad für die stromlose Vergoldung von Metallen, mit einem Gehalt eines wasserlöslichen Alkaligoldcyanidkomplexes, das im alkalischen pH-Bereich mit einem Zusatz eines reduzierend wirkenden Mittels und einem Stabilisator arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß als Reduktionsmittel organische Verbindungen mit Enol-Gruppen im Molekül dienen und der pH-Wert des Bades mit einer Pufferlösung im Bereich zwischen 7-5 bis 12, vorteilhafterweise auf pH 8, eingestellt ist.
2. 2. Chemisches autokatalytisches Vergoldungsbad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Goldgehalt 0,1 bis 12 g/l beträgt und das Bad als Reduktionsmittel L(+)-Ascorbinsäure bzw. ihre Salze Calcium-, Natrium-L(+)-Ascorbat in Mengen zwischen 0,1 und 20 g/l, insbesondere' zwischen 5,0 und 7,0 g/l, enthält. 20
3. 3· Chemisches autokatalytisches Vergoldungsbad nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es in Verbindung mit dem Reduktionsmittel · als Stabilisator ÄDTA-Tet'ranatriumsalz (Tetrahydrat) in einer Menge zwischen 0,1 bis 30 g/l, vorzugsweise 3 g/l, enthält.
4. 4. Chemisches autokatalytisches Vergoldungsbad nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergoldungsbad bei 45° bis 96⁰C, vorzugsweise bei 63°C, zu betreiben ist.