一种在铜表面进行化学镀钯的镀液及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及在铜表面进行化学镀钯的镀液及其制备方法，属于金属表面处理行 业。
【背景技术】
[0002] 在电子领域，铜是非常好的导电材料，常用来作为线路制作的基材，铜丝键合在电 子封装过程中应用也随着金线价格上涨有替代金线的趋势，大型封装厂正在加大对铜线制 程的投入。与金丝相比，铜线具有更好的电学和机械特性，所以同样的产品可以使用直径更 小的铜丝来进行键合，而且更适合于芯片焊盘小，间距窄和键合距离长的封装产品。然而单 晶铜键合线表面的污染和氧化造成焊接性能降低，氧化膜降低了铜线的成球性、键合性能 和可靠性，为了防止铜丝氧化，进一步提高键合性能，通过一定的方法在铜丝表面上镀上一 层钯膜是比较好的解决方法。
[0003] 当前文献和专利中报道的化学镀钯和电镀钯工艺都比较复杂，化学镀钯必须通 过繁琐的敏化和活化步骤才能进行，并且需要较长的施镀时间。专利文献CN101228293A、 CN101440486A记载的镀覆液中，还原剂多用有毒的肼或肼的衍生物，并且随着镀槽中肼的 消耗，镀覆速度急剧下降。以钯氨络合物与氯化铵一起作稳定剂的体系，在较高的温度下， 氨挥发导致镀槽中PH急剧变化，不利于工业生产。而且由于氢在钯镀层内藏量高而引起很 高的内应力，厚时易产生裂纹，将样品移出镀液时会造成瞬时裂纹和脱层。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的之一是为了解决上述以钯氨络合物与氯化铵一起作稳定剂的体系， 在较高的温度下，氨挥发导致镀槽中PH急剧变化，不利于工业生产。而且由于氢在钯镀层 内藏量高而引起很高的内应力，厚时易产生裂纹，将样品移出镀液时会造成瞬时裂纹和脱 层等技术问题而提供一种在铜表面进行化学镀钯的镀液，该镀液在施镀过程中具有优良的 稳定性，诱导沉积时间短、沉积速率快等特点，获得的镀层均匀、致密、平整、无裂缝、气孔。
[0005] 本发明的目的之二是提供上述的一种在铜表面进行化学镀钯的镀液的制备方法 本发明的技术方案 一种在铜表面进行化学镀钯的镀液，按每升计算，其原料组成及含量如下： PdCl2 l-5g 浓氨水 60-200ml NaH2PO2 · H2O 2_20g NH4Cl 0-40g 稳定剂异丙醇胺 5-50ml 稳定剂氯化祕 O-IOOmg 余3；为蒸馈水。
[0006] 优选按每升计算，其原料组成及含量如下： PdCl2 l-3g 浓氨水 80-180ml NaH2PO2 · H2O 8_14g NH4Cl 0-40g 氯化祕 〇-65mg 异丙醇胺 15-30ml ; 余3；为蒸馈水。
[0007] 上述的一种在铜表面进行化学镀钯的镀液的制备方法，步骤如下： 将氯化铵、氯化铋、异丙醇胺加入到浓氨水中，得到含有氯化铵、氯化铋和异丙醇胺 的氨水溶液，然后在搅拌下状态下缓慢加入氯化钯，放置24h，然后继续在搅拌条件下将 NaH2PO2 · H2O缓慢加入其中，然后加入蒸馏水，得到在铜表面进行化学镀钯的镀液。
[0008] 利用上述的一种在铜表面进行化学镀钯的镀液在铜表面进行化学施镀的方法，步 骤如下： 除油一酸洗一抛光一活化一施镀，每道工序完成后都要用蒸馏水清洗2-3次； 所述除油为在80°C的除油剂中浸泡20min，其中除油剂按每升计算，其原料组成及含 量如下： NaOH 30g Na3PO4 50g Na2CO3 30g OP-IO IOml 其余为蒸馏水； 所述酸洗为在35°C的酸洗液中浸泡30S，其中酸洗液，按每升计算，其原料组成及含量 如下： H2SO4 400ml HNO3 28ml 其余为蒸馏水； 所述抛光为在35°C的抛光液中浸泡50S，其中抛光液，按每升计算，其原料组成及含量 如下： 草酸 40g NaOH 18g 双氧水 120ml 其余为蒸馏水； 所述活化为在质量百分比浓度为3%的HCl水溶液中活化6min ; 所述施镀，即首先用氨水或盐酸将上述所得的在铜表面进行化学镀钯的镀液的pH调 节到9. 8,然后将活化好的铜片浸渍在pH 9. 8的在铜表面进行化学镀钯的镀液中，控制温 度为40-60°C进行施镀35min，最终在铜表面得到一层金属钯膜。
[0009] 本发明的有益效果 本发明的一种在铜表面进行化学镀钯的镀液，由于采用了氯化铋、异丙醇胺的混合物 替代氯化铵作为稳定剂，得到的镀钯液具有稳定的PH和优异的浴液稳定性，缩短了诱导时 间、施镀时间，提高了沉积速率，获得的镀层均匀、致密、平整、无裂缝、气孔。单独使用氯化 铵作为稳定剂时，由于氯化铵受热不稳定容易分解成氨气，挥发后造成镀层出现气孔并且 镀液PH减小，造成钯盐易沉淀析出，使得钯离子浓度降低，沉积速率急剧下降，镀液分解； 而异丙醇胺的加入有效降低Pd 2+的浓度，使得镀液在钯浓度低的情况下稳定的析出，并且 与钯离子形成的络合物作为钯补充液进镀液，使得镀液中钯离子的浓度相对稳定，不会造 成局部钯离子浓度过高发生团聚现象，从而维持镀液稳定性，并且氯化铋水解合成氯氧铋 的反应为：BiCl 3+ H2O= BiOCl丨+2HC1是一个可逆反应，反应过程产生酸，酸可溶解氯氧 铋，随着反应的进行，最终处于动态平衡，微量的氯化铋不影响诱导时间和沉积速率，二者 协同作用不但能提高沉积速率，又能维持镀液的稳定性，镀速快而稳定。
【附图说明】
[0010] 图1、实施例5中，铜表面所得的厚度为0. 55 ym金属钯膜的SEM图； 图2、实施例5的对照实施例中，铜表面所得的厚度为0. 45 μ m金属钯膜的SEM图。
【具体实施方式】
[0011] 下面通过具体实施例并结合附图对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。
[0012] 氯化钯AR国药集团化学试剂有限公司；浓氨水AR国药集团化学试剂有限公司； 次亚磷酸钠 AR国药集团化学试剂有限公司；氯化铵AR国药集团化学试剂有限公司；氯化 铋AR国药集团化学试剂有限公司；异丙醇胺CP国药集团化学试剂有限公司；氢氧化铵AR 国药集团化学试剂有限公司；磷酸三钠 AR国药集团化学试剂有限公司；碳酸钠 AR国药集 团化学试剂有限公司；0P-10 CP国药集团化学试剂有限公司；硫酸AR国药集团化学试剂 有限公司；硝酸CP国药集团化学试剂有限公司；盐酸AR国药集团化学试剂有限公司；草 酸AR国药集团化学试剂有限公司；双氧水AR国药集团化学试剂有限公司。
[0013] 实施例1 一种在铜表面进行化学镀钯的镀液，按每升计算，其原料组成及含量如下： PdCl2 Ig 浓氨水 80ml NaH2PO2 · H2O 8g NH4Cl 20g 氯化祕 Omg 异丙醇胺 15ml ; 余3；为蒸馈水。
[0014] 上述的一种在铜表面进行化学镀钯的镀液的制备方法，步骤如下： 将20g氯化铵、15ml异丙醇胺加入到80ml氨水中，得到含有氯化铵、异丙醇胺的氨 水溶液，然后在搅拌下状态下缓慢加入含Ig氯化钯，放置24h，然后继续在搅拌条件下将 8gNaH2P0 2 · H2O缓慢加入其中，然后加蒸馏水定容到1L，得到在铜表面进行化学镀钯的镀 液。
[0015] 利用上述的一种在铜表面进行化学镀钯的镀液在铜表面进行化学施镀的方法，步 骤如下： 除油一酸洗一抛光一活化一施镀，每道工序完成后都要用蒸馏水清洗2-3次； 所述除油为在80°C的除油剂中浸泡20min，其中除油剂，按每升计算，其原料组成及含 量如下： NaOH 30g Na3PO4 50g Na2CO3 30g OP-IO IOml 其余为蒸馏水； 所述酸洗为在35°C的酸洗液中浸泡30S，其中酸洗液，按每升计算，其原料组成及含量 如下： H2SO4 400ml HNO3 28ml 其余为蒸馏水； 所述抛光为在35°C的抛光液中浸泡50S，其中抛光液，按每升计算，其原料组成及含量 如下： 草酸 40g NaOH 18g 双氧水 120ml 其余为蒸馏水； 所述活化为在质量百分比浓度为3%的HCl水溶液中活化6min ; 所述施镀，即首先用氨水或盐酸将上述所得的在铜表面进行化学镀钯的镀液的pH调 节到9. 8,然后将I X 2cm活化好的铜片浸渍在pH 9. 8的在铜表面进行化学镀钯的镀液中， 控制温度为52°C进行施镀35min，最终在铜表面得到一层厚度为0. 18 μ m金属钯膜。待镀 液冷却后测得pH为9. 73, pH变化了 0· 07。
[0016] 实施例2 一种在铜表面进行化学镀钯的镀液，按每升计算，其原料组成及含量如下： PdCl2 2g 浓氨水 160ml NaH2PO2 · H2O 12g NH4Cl 40g 氯化祕 Omg 异丙醇胺 25ml 余3；为蒸馈水。
[0017] 上述的一种在铜表面进行化学镀钯的镀液的制备方法，步骤如下： 将40g氯化铵、25ml异丙醇胺加入到160ml氨水中，得到含有氯化铵、异丙醇胺的氨 水溶液，然后在搅拌下状态下缓慢加入含2g氯化钯，放置24h，然后继续在搅拌条件下将 UgNaH2PO2 · H2O缓慢加入其中，然后加蒸馏水定容到1L，得到在铜表面进行化学镀钯的镀 液。
[0018] 利用上述的一种在铜表面进行化学镀钯的镀液在铜表面进行化学施镀的方法，步 骤如下： 除油一酸洗一抛光一活化一施镀，每道工序完成后都要用蒸馏水清洗2-3次； 所述除油为在80°C的除油剂中浸泡20min，其中除油剂，按每升计算，其原料组成及含 量如下： NaOH 30g Na3PO4 50g Na2CO3 30g OP-IO IOml 其余为蒸馏水； 所述酸洗为在35°C的酸洗液中浸泡30S，其中酸洗液，按每升计算，其原料组成及含量 如下： H2SO4 400ml