DE60302074T2 - Bad für galvanischen goldniederschlag - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Bäder für elektrolytische Beschichtungen. Insbesondere betrifft sie ein sulfithaltiges Goldbad jenes Typs, der zur Ablagerung von sowohl stärkeren, d. h. typisch mehr als 200 μm dicken, als auch duktilen Goldbeschichtungen verwendet werden. Diese Beschichtungen eignen sich insbesondere ausnehmend gut zur Herstellung von leitenden, unter dem Namen "Bumps" bekannten Erhöhungen, die zur Verbindung von elektronischen Chips verwendet werden.
• Lange Zeit war Gold in elektrolytischen Bädern in der Form von cyanisierten Komplexverbindungen, wie (Au(CN)₂)^– vorhanden. Trotz der hohen Qualität der erzielten Niederschläge hat indessen die Giftigkeit der Cyanide zur Suche nach anderen Produkten geführt und es kamen Ersatzlösungen auf der Basis von löslichen Goldsulfit-Komplexverbindungen zur Anwendung.
• Da die Giftigkeit ein sehr relativer Begriff ist, gilt eine Substanz als giftig, wenn sie bei den für die vorgesehene Anwendung verwendeten Mengen schädlich ist, bzw. als ungiftig, wenn sie in dieser Anwendung unbedenklich ist.
• Gewisse Verwendungen von Goldbeschichtungen, namentlich zur Herstellung von Bumps, setzen eine ausgesprochene Duktilität, Gleichmäßigkeit, Feinheit des Korngefüges sowie eine sehr geringe Härte voraus.
• Nun ist es jedoch so, dass die heute bekannten sulfitischen Goldbäder allzu harte Beschichtungen ergeben, was eine zusätzliche Wärmebehandlung zu ihrer Erweichung voraussetzt. Zudem werden in diesen Bädern giftige arsen- oder thalliumhaltige Korngefüge-Verfeinerungsmittel eingesetzt. Im Übrigen sind die erhaltenen Lösungen agressiv und greifen die Substrate an, insbesondere wenn es sich dabei um Fotoresists handelt.
• Die vorliegende Erfindung bezweckt im Wesentlichen die Bereitstellung eines sulfitischen Goldbades, das frei von giftigen Verbindungen ist und die Ablagerung einer besonders weichen Beschichtung ohne Rückgriff auf eine nachfolgende Wärmebehandlung gestattet. Der pH des erhaltenen Bades ist neutral und die Lösung greift die gängig verwendeten Fotoresists nicht an.
• Genauer betrachtet ist das erfindungsgemäße Bad von jenem Typ, der, in Wasser gelöst, Goldsulfit, ein unter löslichen Wismut-, Zinn-, Tellur- und Seleniumverbindungen ausgewähltes Korngefüge-Verfeinerungsmittel, einen Komplexbildner und ein Leitsalz umfasst. Dieses Bad ist dadurch gekennzeichnet, dass es im Weiteren Amidosulfosäure enthält.
• Weitere Eigenschaften der Erfindung gehen aus der nun nachfolgenden Beschreibung hervor, der keine Zeichnungen beigelegt sind.
• Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße Bad zur elektrolytischen Goldablagerung folgende Zusätze:
• – 7 bis 20 g/L Gold, in Form von, unter anderen löslichen Goldsalzen aufgrund der erzielten Beschichtungsqualität ausgewähltem Goldsulfit,
• – 5 bis 50 mg/L Wismut, in Form eines löslichen, als ungiftiges Korngefüge-Verfeinerungsmittel dienenden Salzes aus Ammoniumzitrat und Wismut,
• – 10 bis 50 mL/L eines Phosphonsäuren-Derivats, z. B. das unter dem Namen Dequest 2010 bekannte Produkt, das als Komplexbildner verwendet wird,
• – 20 bis 100 g/L Ammoniumsulfit, das als Leitsalz für die elektrolytische Beschichtung verwendet wird, und
• – 20 bis 100 g/L Amidosulfosäure, die ebenfalls als Leitsalz verwendet wird.
• Gemäß einer besonders vorteilhaften Zubereitungsart umfasst das Bad folgende Zusätze:
• – 10 g/L Gold, in Form von Goldsulfit,
• – 15 mg/L Wismut, in Form eines löslichen Salzes aus Ammoniumzitrat und Wismut,
• – 25 mL/L Dequest 2010,
• – 50 g/L Ammoniumsulfit, und
• – 50 g/L Amidosulfosäure.
• Somit werden im erhaltenen Bad weder giftige Goldsalze, noch giftige Korngefüge-Verfeinerungsmittel verwendet. Zudem können damit weiche Beschichtungen erzielt werden, deren typische Härte zwischen 50 und 70 Vickers liegt, wobei keinerlei Wärmebehandlung notwendig ist. Die erhaltene Lösung greift die Substrate, auf denen gängigerweise Bumps abgelagert werden, nicht an und ihr typischer pH liegt zwischen 6,7 und 7,5.
• Die eben ausgeführte Beschreibung ist lediglich ein gesondertes Beispiel zur erfindungsgemäßen elektrolytischen Ablagerung einer Goldbeschichtung. Als Korngefüge-Verfeinerungsmittel ist ebenfalls jegliche lösliche Zinn-, Tellur- oder Seleniumverbindung verwendbar.

Claims (6)

1. Bad für elektrolytische Abscheidung von Gold, welches, in Wasser gelöst, Goldsulfit, ein unter löslichen Wismut-, Zinn-, Tellur- und Seleniumverbindungen ausgewähltes Korngefüge-Verfeinerungsmittel, einen Komplexbildner und ein Leitsalz umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass es im Weiteren Amidosulfosäure enthält.
2. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Wismutverbindung ein löslicher Komplex aus Ammoniumzitrat und Wismut ist.
3. Bad nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Komplexbildner ein Phosphonsäuren-Derivat enthält.
4. Bad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das besagte Leitsalz Ammoniumsulfit ist.
5. Bad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst: – 7 bis 20 g/L Gold, – 5 bis 50 mg/L Wismut, – 10 bis 50 mL/L eines Phosphonsäuren-Derivats, – 20 bis 100 g/L Ammoniumsulfit, – 20 bis 100 g/L Amidosulfosäure.
6. Bad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst: – 10 g/L Gold, – 15 mg/L Wismut, – 25 mL/L eines Phosphonsäuren-Derivats, – 50 g/L Ammoniumsulfit und – 50 g/L Amidosulfosäure.