WO2016150217A1 - 用于线路板表面处理的化学镀钌溶液和线路板表面处理方法 - Google Patents

用于线路板表面处理的化学镀钌溶液和线路板表面处理方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2016150217A1
WO2016150217A1 PCT/CN2015/098759 CN2015098759W WO2016150217A1 WO 2016150217 A1 WO2016150217 A1 WO 2016150217A1 CN 2015098759 W CN2015098759 W CN 2015098759W WO 2016150217 A1 WO2016150217 A1 WO 2016150217A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
plating solution
surface treatment
electroless
circuit board
agent
Prior art date
Application number
PCT/CN2015/098759
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
王予
黎坊贤
李�荣
Original Assignee
深圳市贝加电子材料有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 深圳市贝加电子材料有限公司 filed Critical 深圳市贝加电子材料有限公司
Publication of WO2016150217A1 publication Critical patent/WO2016150217A1/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/31—Coating with metals
    • C23C18/42—Coating with noble metals
    • C23C18/44—Coating with noble metals using reducing agents
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/18—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material

Abstract

一种用于线路板表面处理的化学镀钌溶液和线路板表面处理方法，化学镀钌溶液包括以下组分：浓度为0.1～10.0g/L的水溶性钌盐、1～100g/L的主络合剂、0.1～10.0g/L的辅助络合剂和0.1～10.0g/L的还原剂，其余为去离子水。一种线路板表面处理方法，包括化学镀镍和浸金步骤，在对线路板进行化学镀镍步骤之后、进行浸金步骤之前，使用如上化学镀钌溶液对线路板进行镀钌。

Description

用于线路板表面处理的化学镀钌溶液和线路板表面处理方法 【技术领域】
本发明涉及线路板表面处理工艺，尤其涉及化学镀镍浸金工艺中镍磷合金层与金层之间的阻挡层制作工艺，特别是涉及电子装配行业邦定打线(Wire Bonding)工艺的线路板表面处理工艺。
【背景技术】
化学镀镍浸金(ENIG)工艺，因其优良的焊接可靠性和焊盘平整度佳的优点，成为线路板表面处理的主要方式之一。尤其是高端线路板应用场合，其良好的邦定打线性能，使其成为不可或缺的邦定线路板的表面处理方式。
但是化学镀镍浸金工艺，其镍磷合金层后续浸金或其他工艺制程中，由于受到浸金药水攻击或其他因素影响，容易出现镍层黑盘现象，导致电子装配过程中存在焊接不良的风险。同时，由于金层硬度较低，对于邦定线路板的制作，单纯使用化学镀镍浸金工艺，必须提高金层厚度至0.1um以上，这大大提高了其工艺制作成本。近年来研究开发镍磷合金和金层之间增加一层硬度更高，价格相对低廉的金属阻挡层的工艺成为此领域的一个热潮。于是，使用金属钯作为镍磷合金与金层间的扩散阻挡层的工艺应运而生，包括化学镀镍化学镀钯浸金(ENEPIG)和化学镀镍浸钯浸金(ENIPIG)两种工艺均在市场上占据了一定的份额。金属钯层的高熔点、高硬度确实可以满足其作为阻挡层的应用需求，也一度被业内誉为万能的表面处理工艺。但是，由于这些化学镀钯或浸钯工艺存在的一些溶液体系稳定性差和沉积速率不稳定等不良因素，以及近年来贵金属钯价格不断飙升直追金价，已经达到金价70％左右，钯盐价格也随之直线上涨，因此使用钯作为镍磷合金与金层之间的阻挡层的两种工艺始终没有在市场上得到大幅扩展。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种能够有效保证溶液稳定性，在镍磷合金层之上保持较高沉积速率的化学镀钌溶液。
本发明解决所述问题采用的技术方案是提供一种用于线路板表面处理的化学镀钌溶液，其包含如下组分：水溶性钌盐0.1～10.0g/L、主络合剂1～100g/L、辅助络合剂0.1～20.0g/L、还原剂0.1～10.0g/L和pH调整剂，其余为去离子水。
所述水溶性钌盐为RuCl3·3H2O，Ru(NH3)6Cl3，Ru(NH3)3(NO2)3和(RuNO)2(SO4)3等，任择其中一种，用以提供溶液体系所需的Ru3+离子。
所述主络合剂为乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)、酒石酸钾钠、二乙烯三胺五羧酸盐(DTPA)和葡萄糖酸钠等，任择其一或其至少两种混合，与Ru3+离子螯合以维持溶液稳定性。
所述辅助络合剂为三乙醇胺、二乙撑三胺、尿素和硫脲等，任择其中一种，与主络合剂配合，维持钌的反应活性和沉积速率稳定性。
所述还原剂为水合肼、硼氢化钾、硼氢化钠和硫酸羟胺等，任择其中一种，用以将Ru3+离子还原成金属钌。
所述pH调整剂分为酸性pH调整剂和碱性pH调整剂，调节溶液pH至7-9，保持溶液pH环境，维持溶液稳定性和反应活性。
所述酸性pH调整剂为柠檬酸和苹果酸，任择其中一种，用于溶液酸性调节。
所述碱性pH调整剂为氨水和乙二胺，任择其中一种，用于溶解碱性调节。
提供一种线路板表面处理方法，包括化学镀镍和浸金步骤，在对线路板进行化学镀镍步骤之后、进行浸金步骤之前，使用如上述权利要求1至8所述的任何一种化学镀钌溶液对线路板进行镀钌。
所镀钌层厚度为0.02-1.00um。
与现有技术相比较，本发明具有以下技术效果：
1.与钯同样作为铂族元素的金属钌，其溶点为2334℃，高于金属钯的1555℃；其布氏硬度达到2160N/mm2，远高于金属钯的310N/mm2；金属钌还具有良好的耐腐蚀性能；而且其价格一直属于铂系元素中较为低廉的，更利于市场推广。因此，使用金属钌作为镍磷合金和金层的阻挡层，相对金属钯具有熔点和硬度更高、耐腐蚀性能好和成本低的优点，可以为镍磷合金层提供足够的保护，以及提供良好的邦定打线焊盘基底。
2.本发明化学镀钌溶液，其组分及其配比，使得该溶液的稳定性好，沉积速率较高，如表3所示，该溶液在15天后仍然稳定、沉积速率仍然保持在工艺要求的范围之内。
【具体实施方式】
下面结合如表格1～2所呈现的8个优选实施例，对本发明作进一步详细说明。其中各该实施例均包含以下组分：用于线路板表面处理的化学镀钌溶液，包括用于提供Ru3+的浓度为0.1～10.0g/L的水溶性钌盐、用于与Ru3+离子螯合以维持溶液稳定性的浓度为1～ 100g/L的主络合剂、用于与主络合剂配合而维持钌的反应活性和沉积速率稳定性的浓度为0.1～10.0g/L的辅助络合剂、用于将Ru3+离子还原成金属钌的浓度为0.1～10.0g/L的还原剂和用于保持溶液pH环境，维持溶液稳定性和反应活性的pH调整剂，其余为去离子水，去离子水含量未在表格中呈现。
所述水溶性钌盐为RuCl3·3H2O，Ru(NH3)6Cl3，Ru(NH3)3(NO2)3和(RuNO)2(SO4)3等，任择其中一种，用以提供溶液体系所需的Ru3+离子。
所述主络合剂为乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)、酒石酸钾钠、二乙烯三胺五羧酸盐(DTPA)和葡萄糖酸钠等，任择其一或其至少两种混合。
所述辅助络合剂为三乙醇胺、二乙撑三胺、尿素和硫脲等，任择其中一种。
所述还原剂为水合肼、硼氢化钾、硼氢化钠和硫酸羟胺等，任择其中一种。
所述pH调整剂分为酸性pH调整剂和碱性pH调整剂，调节溶液pH至7-9。
所述酸性pH调整剂为柠檬酸和苹果酸，任择其中一种，用于溶液酸性调节。
所述碱性pH调整剂为氨水和乙二胺，任择其中一种，用于溶解碱性调节。
所述去离子水电导率＜10μS/cm。
以上所述实施例，将所述水溶性钌盐、主络合剂、辅助络合剂和还原剂以去离子水作为溶剂进行复配溶解后，使用pH调整剂将溶液pH值调至7-9。溶液温度控制在35℃-85℃范围，将完成化学镀镍形成镍磷合金层的线路板上浸泡于所述实施方式溶液中进行化学镀钌，形成0.02-1.00um纯钌层的沉积覆盖；所述各实施例的溶液寿命，镀钌反应时间和镀钌后的钌层厚度如表格3所示，可焊性测试和邦定性能如表格4所示。
一种线路板表面处理方法，包括化学镀镍和浸金步骤，在对线路板进行化学镀镍步骤之后、进行浸金步骤之前，使用如上述实施例中任何一种化学镀钌溶液对线路板进行镀钌。镀钌后再在化学沉钌层之上使用浸金工艺完成线路板整个表面处理制程。化学镀镍和浸金为现有线路板业内常用工艺，此处不再赘述。
以上所述实施方式仅表达了本发明的优选实施方式，并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的保护范围。
Figure PCTCN2015098759-appb-000001
Figure PCTCN2015098759-appb-000002
Figure PCTCN2015098759-appb-000003
Figure PCTCN2015098759-appb-000004

Claims (10)

  1. 一种用于线路板表面处理的化学镀钌溶液，其特征在于，包括用于提供Ru3+的浓度为0.1～10.0g/L的水溶性钌盐、用于与Ru3+离子螯合以维持溶液稳定性的浓度为1～100g/L的主络合剂、用于与主络合剂配合而维持钌的反应活性和沉积速率稳定性的浓度为0.1～10.0g/L的辅助络合剂和用于将Ru3+离子还原成金属钌的浓度为0.1～10.0g/L的还原剂，其余为去离子水。
  2. 如权利要求1所述的化学镀钌溶液，其特征在于：所述水溶性钌盐为RuCl3.3H2O，Ru(NH3)6Cl3，Ru(NH3)3(NO2)3和(RuNO)2(SO4)3这四种之中的一种。
  3. 如权利要求1所述的化学镀钌溶液，其特征在于：所述主络合剂为乙二胺四乙酸二钠、酒石酸钾钠、二乙烯三胺五羧酸盐和葡萄糖酸钠这四种之中的一种或者其中两种。
  4. 如权利要求1所述的化学镀钌溶液，其特征在于：所述辅助络合剂为三乙醇胺、二乙撑三胺、尿素和硫脲这四种之中的一种。
  5. 如权利要求1所述的化学镀钌溶液，其特征在于：所述还原剂为水合肼、硼氢化钾、硼氢化钠和硫酸羟胺这四种之中的一种。
  6. 如权利要求1所述的化学镀钌溶液，其特征在于：还包括用于保持溶液pH环境，维持溶液稳定性和反应活性的pH调整剂，所述pH调整剂分为酸性pH调整剂和碱性pH调整剂，调节溶液pH值至7-9。
  7. 如权利要求6所述的化学镀钌溶液，其特征在于：所述酸性pH调整剂为柠檬酸和苹果酸这两种之中的一种。
  8. 如权利要求6所述的化学镀钌溶液，其特征在于：所述碱性pH调整剂为氨水和乙二胺这两种之中的一种。
  9. 一种线路板表面处理方法，包括化学镀镍和浸金步骤，其特征在于：在对线路板进行化学镀镍步骤之后、进行浸金步骤之前，使用如上述权利要求1至8所述的任何一种化学镀钌溶液对线路板进行镀钌。
  10. 如权利要求9所述的线路板表面处理方法，其特征在于：所镀钌层厚度为0.02-1.00um。
PCT/CN2015/098759 2015-03-23 2015-12-24 用于线路板表面处理的化学镀钌溶液和线路板表面处理方法 WO2016150217A1 (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510125066.8A CN105018908A (zh) 2015-03-23 2015-03-23 用于线路板表面处理的化学镀钌溶液和线路板表面处理方法
CN201510125066.8 2015-03-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016150217A1 true WO2016150217A1 (zh) 2016-09-29

Family

ID=54409198

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/CN2015/098759 WO2016150217A1 (zh) 2015-03-23 2015-12-24 用于线路板表面处理的化学镀钌溶液和线路板表面处理方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN105018908A (zh)
WO (1) WO2016150217A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105018908A (zh) * 2015-03-23 2015-11-04 深圳市贝加电子材料有限公司 用于线路板表面处理的化学镀钌溶液和线路板表面处理方法
JP6649915B2 (ja) * 2017-04-21 2020-02-19 松田産業株式会社 ルテニウムを含む積層めっき被覆材
CN108754467B (zh) * 2018-06-27 2021-01-12 深圳市贝加电子材料有限公司 钌钯合金化学镀液及其施镀方法和应用
CN110284128A (zh) * 2019-07-29 2019-09-27 合肥学院 化学镀金属钌的方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10168578A (ja) * 1996-12-10 1998-06-23 Sakae Denshi Kogyo Kk 無電解金めっき方法
CN101709462A (zh) * 2009-12-23 2010-05-19 长沙理工大学 一种化学镀钯液
CN102203319A (zh) * 2008-11-12 2011-09-28 朗姆研究公司 用于钌的无电沉积的镀覆溶液
US20140170328A1 (en) * 2012-12-14 2014-06-19 Noram Engineering And Constructors Ltd. Electroless plating of ruthenium and ruthenium-plated products
CN104040033A (zh) * 2011-06-17 2014-09-10 优美科电镀技术有限公司 电解液及其用于沉积黑钌镀层的用途及以此方式获得的镀层
CN105018908A (zh) * 2015-03-23 2015-11-04 深圳市贝加电子材料有限公司 用于线路板表面处理的化学镀钌溶液和线路板表面处理方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10168578A (ja) * 1996-12-10 1998-06-23 Sakae Denshi Kogyo Kk 無電解金めっき方法
CN102203319A (zh) * 2008-11-12 2011-09-28 朗姆研究公司 用于钌的无电沉积的镀覆溶液
CN101709462A (zh) * 2009-12-23 2010-05-19 长沙理工大学 一种化学镀钯液
CN104040033A (zh) * 2011-06-17 2014-09-10 优美科电镀技术有限公司 电解液及其用于沉积黑钌镀层的用途及以此方式获得的镀层
US20140170328A1 (en) * 2012-12-14 2014-06-19 Noram Engineering And Constructors Ltd. Electroless plating of ruthenium and ruthenium-plated products
CN105018908A (zh) * 2015-03-23 2015-11-04 深圳市贝加电子材料有限公司 用于线路板表面处理的化学镀钌溶液和线路板表面处理方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105018908A (zh) 2015-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016150217A1 (zh) 用于线路板表面处理的化学镀钌溶液和线路板表面处理方法
TWI457462B (zh) 無電式鍍金浴，無電式鍍金方法及電子零件
JP5175156B2 (ja) パラジウム合金めっき液およびめっき方法
WO2016031723A1 (ja) 還元型無電解金めっき液及び当該めっき液を用いた無電解金めっき方法
US20080138528A1 (en) Method for Depositing Palladium Layers and Palladium Bath Therefor
CN113005437B (zh) 一种用于印制线路板的化学沉金液
TWI805624B (zh) 無電解鈀鍍敷液
US20160108254A1 (en) Zinc immersion coating solutions, double-zincate method, method of forming a metal plating film, and semiconductor device
TW201114945A (en) Electroless gold plating bath
JP5371465B2 (ja) 非シアン無電解金めっき液及び導体パターンのめっき方法
JP2013108170A (ja) 無電解パラジウムめっき液
TWI807443B (zh) 無電解鍍鎳浴
CN105074051A (zh) 非电解镀敷方法、及陶瓷基板
CN108754467B (zh) 钌钯合金化学镀液及其施镀方法和应用
TWI829653B (zh) 無電解鈀鍍敷液及無電解鈀鍍敷被膜
JP2010100895A (ja) 還元型無電解金めっき用前処理液及び無電解金めっき方法
JP2009149958A (ja) パターンめっき及びパターンめっきの形成方法
JP2020105543A (ja) 置換金めっき液および置換金めっき方法
CN114481103B (zh) 一种化学镍溶液及其制备方法
TWI820921B (zh) ＰｔＲｕ合金鍍敷液及ＰｔＲｕ合金膜之鍍敷方法
CN113026004B (zh) 一种用于化学镍金印制线路板的高磷化学镍溶液
JP2010031312A (ja) パターンめっき皮膜、及びその形成方法
US20120114870A1 (en) Manufacturing method of noble metal plating layer
TW202134475A (zh) 鍍覆積層體
CN116288563A (zh) 一种纯钯电镀液及其电镀工艺

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15886139

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15886139

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1