一种纯钯电镀液及其电镀工艺的制作方法

本发明属于金属电镀领域，具体涉及一种纯钯电镀液及其电镀工艺。

背景技术：

1、钯(pd)是一种重要的贵金属，具有良好的延展性能、表面性能、导电性能、导热性能、抗氧化性能等。同时，钯化学性质稳定，不受高温、高湿或硫化氢含量较多的空气作用，不溶于冷硫酸和盐酸，只溶于硝酸、王水和熔融的碱中。钯镀层的硬度较高，十分耐磨，并且钯镀层的接触电阻小，可焊接。因此，纯钯结构层应用范围广泛，包括端子电镀、印刷线路板的接点及半导体元件引线框架ppf工艺等。

2、电镀钯是通过电流的还原作用将钯在需镀表面上沉积出来，由于在电镀pd的过程中容易析h2，而pd恰好对h2具有较强的吸收能力，容易使h2渗透到整个镀层内部，产生氢脆现象或细孔，导致镀层产生裂纹或较高的孔隙率，影响镀层的防护能力。在半导体元件及集成电路引线框架基材上的ppf工艺应用方面，当前文献和专利中报道的钯层电镀效果不理想，焊接效果较差，且底层金属不能得到完整的保护，易受侵蚀氧化。

技术实现思路

1、为了提高钯层的电镀效果，本技术提供一种纯钯电镀液及其电镀工艺。

2、第一方面，本技术提供一种纯钯电镀液，采用如下技术方案实现：

3、一种纯钯电镀液，所述纯钯电镀液包括含钯氨络离子无机盐、导电剂、络合剂、ph稳定剂、添加剂和去离子水，ph为7.3-8.5；

4、所述含钯氨络离子无机盐的含量以钯计为10-20g/l；

5、所述导电剂的含量为10-20g/l；

6、所述络合剂的含量为1-2g/l；

7、所述添加剂的含量为0.5-1g/l；所述添加剂由聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯、磺基丁二酸钠、环状酰亚胺和丙烯酰胺按质量比1:(1.5-2):(0.3-0.5):(0.5-0.8)混合而成。

8、通过采用上述技术方案，本技术提供的纯钯电镀液含氨及呈微碱性，电沉积后能产生延展性优的纯钯电镀层，且钯层金属钯的纯度在99.9％以上，具有优良的焊接性，内应力低不易爆裂，硬度高适合电子半导体，耐磨，镀层孔隙率低防腐力强，提高了半导体元件及集成电路引线框架上的ppf工艺的钯层电镀效果。这是由于聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯和磺基丁二酸钠均具有表面活性剂的作用，两者共同作用，不仅使析出的h2快速离开镀件表面，减少h2在钯层上的滞留，h2不易渗透到镀层内部，镀层无裂纹产生，镀层表面至基材的孔隙较少，显著降低了镀层孔隙率，还提高了镀层钯的纯度。同时，环状酰亚胺和丙烯酰胺两者共同作用，不仅提高了钯层的电镀效果，增大了钯镀层表面被钝化的难度以及抑制了其他杂质的电沉积，使钯层金属钯的纯度在99.9％以上，且提高了纯钯电镀液的电流效率，能抑制h2析出，从而降低了镀层孔隙率。

9、优选的，所述聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯、磺基丁二酸钠、环状酰亚胺和丙烯酰胺的质量比为1:1.8:0.4:0.6混合而成。

10、通过采用上述技术方案，通过调节聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯、磺基丁二酸钠、环状酰亚胺和丙烯酰胺的质量比为1:1.8:0.4:0.6，镀层孔隙率更低，金属防护效果更好，同时镀层钯纯度更高，焊接能力更强。

11、优选的，所述丙烯酰胺为双丙酮丙烯酰胺。

12、通过采用上述技术方案，双丙酮丙烯酰胺具有两种反应性基团n-取代的酰胺和甲酮，有利于双丙酮丙烯酰胺与环状酰亚胺、络合剂、聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯、磺基丁二酸钠等组分作用，纯钯电镀液电镀时镀层更均匀致密，进一步提高了镀层钯纯度，焊接效果好。

13、优选的，所述络合剂由硫脲和有机脂族二胺按质量比1:(2-3)混合而成。

14、通过采用上述技术方案，硫脲和有机脂族二胺复配作为络合剂，不仅可以络合纯钯电镀液中的钯，提高镀液的分散能力，有利于改善镀层结晶，使镀层均匀细致，提高了镀层钯纯度，还不会降低钯粒子电沉积速度，减少钯层h2的析出量，降低镀层孔隙率。

15、优选的，所述硫脲为丙烯基硫脲。

16、通过采用上述技术方案，丙烯基硫脲含有碳碳双键，与双丙酮丙烯酰胺有相同的基团，有利于提高丙烯基硫脲与双丙酮丙烯酰胺、环状酰亚胺等组分作用，可以进一步提高镀层钯纯度。

17、优选的，所述有机脂族二胺为1,6-二氨基己烷。

18、通过采用上述技术方案，1,6-二氨基己烷中碳链长度为6，不仅具有络合钯的作用，还可以与聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯、磺基丁二酸钠等组分作用，使析出的h2快速离开镀件表面，使镀层无裂纹、无孔隙产生。

19、优选的，所述纯钯电镀液的ph为7.8。

20、ph为7.8的纯钯电镀液电镀钯时h2析出量少，且有利于形成致密的钯层，提高镀层钯纯度。

21、优选的，所述含钯氨络离子无机盐为pd(nh3)4cl2。

22、通过采用上述技术方案，pd(nh3)4cl2易溶于水，有利于提高纯钯电镀液的分散性和稳定性。

23、第二方面，本技术提供一种纯钯电镀液的电镀工艺，采用如下技术方案实现：

24、一种上述纯钯电镀液的电镀工艺，包括如下步骤：

25、s1、对集成电路引线框架基材前处理；

26、s2、电镀镍：对前处理后的集成电路引线框架基材在搅拌条件下进行电镀镍，镍层厚度为0.5-2mm；

27、s3、电镀钯：将镀镍后的集成电路引线框架基材，浸入纯钯电镀液中，搅拌，以0.3-3a/dm2的电流密度在镍层的表面进行电镀钯，钯层厚度为20-150nm。

28、通过采用上述技术方案，电镀工艺操作简单，电镀效果好，得到薄纯钯层，且钯层中钯纯度高于99.9％，具有优良的焊锡性，且低孔隙率镀层可以使底层基材金属得到极佳的保护而不易受腐蚀氧化，广泛用于半导体元件及集成电路引线框架基材上的ppf工艺。

29、优选的，所述s3步骤的电镀温度为35-50℃。

30、优选的，所述s1步骤中，所述前处理包括除油、酸活化和水洗。

31、综上所述，本技术具有以下有益效果：

32、1、本技术纯钯电镀液含氨及呈微碱性，电沉积后能产生延展性优的纯钯电镀层，钯层金属钯的纯度在99.9％以上，具有优良的焊接性，内应力低不易爆裂，硬度高适合电子半导体，耐磨，镀层孔隙率低防腐力强，提高了半导体元件及集成电路引线框架上的ppf工艺的钯层电镀效果。

33、2、本技术采用聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯和磺基丁二酸钠共同作用，显著降低了镀层孔隙率，还提高了镀层钯的纯度。

34、3、本技术采用环状酰亚胺和丙烯酰胺两者共同作用，增大了钯镀层表面被钝化的难度以及抑制了其他杂质的电沉积，使钯层金属钯的纯度在99.9％以上，且提高了纯钯电镀液的电流效率，抑制了h2析出，从而降低了镀层孔隙率。

35、4、本技术优选采用双丙酮丙烯酰胺，具有两种反应性基团n-取代的酰胺和甲酮，纯钯电镀液电镀时镀层更均匀致密，进一步提高了镀层钯纯度。

36、5、本技术采用硫脲和有机脂族二胺复配作为络合剂，提高了镀液的分散能力，有利于改善镀层结晶，使镀层均匀细致，提高了镀层钯纯度，还不会降低钯粒子电沉积速度，减少钯层h2的析出量，降低镀层孔隙率。