無電解鈀鍍液的製作方法

2023-10-05 09:03:34 1

專利名稱：無電解鈀鍍液的製作方法
技術領域：
本發明涉及作為對電子部件等的錫焊安裝以及引線接合用鍍覆而使用的無電解鈀-磷合金鍍液。
背景技術：
一直以來，為了安裝具有獨立電路的基板和電子部件，應用無電解鍍鎳/無電解鍍金工藝。近年來，由於電路的複雜化而要求抑制鍍鎳被膜的局部腐蝕。另外，由於金價格的暴漲也使降低電子部件等的成本的迫切要求增多。隨之，在無電解鍍鎳和無電解鍍金之間實施各種無電解鍍鈀、降低無電解鍍金被膜的膜厚的技術引起關注。為了對應這樣的技術，提出了無電解鈀-磷合金鍍液及無電解純鈀鍍液。但是，就現有的無電解鈀-磷合金鍍液而言，由於鍍覆誘發時間(至鍍覆反應開始的時間)長，顯示出析出速度慢，伴隨鍍覆電路的複雜化，產生未鍍鈀部分、進而顯示鍍鈀時無電解鍍鎳被膜的溶解量增加的傾向、產生鎳局部腐蝕的問題。另一方面，就無電解純鈀鍍液而言，由於析出的鍍鈀被膜為結晶物質，因此與無電解鍍鈀-磷合金被膜比較，鍍金被膜和鍍鈀被膜變得容易熱擴散。因此，存在高熔點錫焊安裝後的引線接合特性不好的難題。現有技術文獻專利文獻專利文獻1 日本特公平03-1382號公報專利文獻2 日本特開昭62-1M280號公報專利文獻3 日本特開平05-39580號公報專利文獻4 日本特開2001-3179號公報專利文獻5 日本特開2007-92092號公報專利文獻6 日本特開平08-269727號公報專利文獻7 日本專利第3035763號公報專利文獻8 日本專利第4117016號公報

發明內容
發明要解決的課題就無電解純鈀鍍液而言，由於析出的鍍鈀被膜為結晶物質，因此與無電解鍍鈀-磷被膜比較，鍍金被膜和鍍鈀被膜變得容易熱擴散。因此，高熔點錫焊安裝後的引線接合特性差。本發明的目的在於提供縮短在鎳被膜上的無電解鍍鈀誘發時間(induction time)、析出穩定性優異、抑制鍍鈀時的鎳溶解量、即使在實施高熔點錫焊安裝等安裝條件的情況下，也具有優異的焊錫特性以及引線接合特性的無電解鈀鍍液。
解決課題的手段本發明人為了克服所述課題進行了潛心研究，結果發現，在包含選自鈀化合物、胺類的絡合劑、選自巰基乙酸、亞硫基二乙酸、硫代硫酸鈉以及亞硫酸鈉的無機硫化合物的鍍液中並用了選自次磷酸化合物的還原劑和選自甲酸或者甲酸鹽的還原劑作為還原劑的無電解鈀-磷鍍液的鍍覆誘發時間得到改善，鍍鈀時的鎳溶出量得到抑制。另外，就析出的鈀被膜而言，作為無電解純鍍鈀被膜的難題的高熔點錫焊安裝後的金-鈀之間的熱擴散得以改善。由這些事實發現可形成各種焊錫特性以及引線接合性優異的鍍覆被膜，從而完成了本發明。S卩，本發明涉及無電解鈀鍍液，其特徵在於，在包含鈀化合物0. 001 0. lmol/1、 胺化合物0. 05 5mol/l、選自巰基乙酸、亞硫基二乙酸、硫代硫酸鈉以及亞硫酸鈉的無機硫化合物0.01 0. lmol/1以及還原劑的無電解鈀鍍液中，作為所述還原劑並用選自次磷酸化合物的還原劑0. 05 1. Omol/1和選自甲酸或者甲酸化合物的還原劑0. 001 0. lmol/1ο發明效果本發明的無電解鈀鍍液由於浴穩定性優異，因此可以通過鈀化合物以及還原劑的補給而長時間使用。作為還原劑並用了選自次磷酸的還原劑和選自甲酸或者甲酸化合物的還原劑，因此無電解鍍覆的誘發時間變短，可防止鍍鈀被膜的未析出現象。得到的鍍鈀被膜含有磷，因此成為具有微細結晶的鈀被膜。而且，即使在使用高熔點焊錫進行安裝的情況下，也難以發生鍍金-鈀被膜的熱擴散，並且在高熔點錫焊安裝後得到優異的引線接合特性。
具體實施例方式以下，對本發明進行詳細說明。作為在本發明的無電解鈀鍍液中使用的鈀化合物可以舉出公知的鈀化合物。具體而言，例如可以舉出氯化鈀、醋酸鈀、硝酸鈀、硫酸鈀、氯化鈀銨等。上述鈀化合物的鈀濃度為0. 001 0. lmol/1，優選為0. 005 0. 05mol/l。鈀濃度為0. OOlmol/1以下的情況下，析出速度降低，因此引起鈀的未析出，鈀濃度為0. lmol/1 以上時，鍍液的穩定性受損，故不優選。作為在本發明的無電解鈀鍍液中使用的次磷酸化合物，例如可以舉出次磷酸鈉、 次磷酸鉀、次磷酸銨等。上述次磷酸化合物在鈀析出反應中作為主還原劑以及向鈀被膜的磷偏析源起作用，其濃度為0. 01 lmol/1，優選為0. 05 0. 7mol/L·次磷酸化合物的濃度為O.Olmol/Ι以下的情況下，析出速度降低，引起鈀未析出，次磷酸化合物的濃度為lmol/1 以上的情況下，鍍液的穩定性受損，故不優選。接著，作為在本發明的無電解鈀鍍液中使用的絡合劑的胺化合物，可以舉出甲胺，二甲基胺，三甲基胺，苄胺，亞甲基二胺，乙二胺，四亞甲基二胺，二亞乙基三胺，EDTA， EDTA鈉，四亞乙基五胺等，可以使用這些胺化合物的1種或者並用2種以上。其使用量為0. 01 5mol/l，優選為0. 03 3mol/l。在本發明中，為了提高鍍液穩定性以及析出穩定性，添加公知的無機硫化合物。
具體而言，可以舉出巰基乙酸、亞硫基二乙酸、硫代硫酸鈉、亞硫酸鈉等。上述無機硫化合物的添加量為0. 01 lOmol/Ι、優選為0. 03 5mol/l。在其為 0.01mol/l以下的情況下，得不到上述效果，其為lOmol/Ι以上時，析出速度降低，發生鈀未析出的現象。進而，在本發明的無電解鈀鍍液中將選自次磷酸化合物的還原劑和選自甲酸、甲酸鈉、甲酸鉀以及甲酸銨等的還原劑並用並配混。上述甲酸或者甲酸鹽發揮輔助作為主還原劑的次磷酸化合物的還原反應和防止鈀未析出的作用。上述甲酸或者甲酸化合物的使用量為0.001 0. lmol/1,優選為0.003 0. 05mol/lo其為0. 001mol/l以下時，輔助次磷酸化合物的還原反應的能力低，因此會發生鈀未析出的現象，在其為0. lmol/1以上的情況下，鍍液穩定性受損，故不優選。本發明的無電解鈀鍍液通常在35 80°C下使用，但優選在40 70°C下使用。鍍覆溫度為35°C以下的情況下，析出速度降低，實用上不優選。另外，鍍覆溫度為80°C以上的情況下，鍍液的穩定性受損，故不優選。另外，在管理本發明的無電解鈀鍍液時，在鍍液的pH為4. 0 10. 0的範圍內使用、優選在5.0 8.0的範圍內使用。鍍液的pH為4. 0以下的情況下，鈀和胺化合物的絡合物的穩定性降低，故不優選。 另外，在鍍液的PH為10以上的情況下，鈀和胺化合物的絡合物的穩定性提高，但作為主還原劑的次磷酸化合物以及並用的作為還原劑的甲酸或甲酸化合物的還原能力變強，因此鍍液的穩定性受損，故不優選。另外，上述鍍液的PH調整根據常規方法在硫酸、磷酸等酸性水溶液或氫氧化鈉等鹼水溶液中進行即可。以下，舉出實施例進一步對本發明進行詳細地說明，但只要不超出其要旨，本發明就不限定於以下的實施例。實施例1
氯化鈀乙二胺
0.01mol/l 0. lmol/1 0. lmol/1
次磷酸鈉
曱酸鈉浴pH 浴溫
0. 005mol/l 7. 5 50°C實施例氯化鈀0. 01mol/l
乙ニ胺0.1mol/l
次禱酸鈉0.1mol/l
曱酸鈉0.00Wol/l
亞疏基ニ乙酸0.05mol/l
&pH7.5
浴溫50°C實施例3
氯化鈀0. 01mol/l
乙ニ胺0.1mol/l
次辨酸鈉0.1mol/l
曱酸銨0. 005mol/l
亞疏基ニ乙酸0.05mol/l
浴 pH7. 5
浴溫50°C比較例1
氯化鈀0.01mol/l
乙ニ胺0.1mol/l
次磷酸鈉0.1mol/l
浴 pH8. 0
浴溫60°C比較例2
氯化鈀0.01mol/l
乙ニ胺0. lmol/l
次縛酸鈉0.1mol/l
巰基乙酸0.05mol/l
&pH8.0
浴溫60°C
比較例3
氯化鈀0. 01mol/l
乙ニ腰0. lmol/l
曱酸鈉0.1mol/l
浴 pH6. 0
浴溫70°C比較例4
氯化鈀0.01mol/l
乙ニ胺0.1mol/l
次磷酸鈉0.1mol/l
ニ甲基胺硼烷0.005mol/l
巰基乙酸0.05mol/l
浴 pH7. 5
浴溫50°C比較例5
氯化鈀0.01mol/l
乙ニ胺0.1mol/l
次縛酸鈉0.1mol/l
三甲基胺硼烷0.005molA
浴 pH7. 5
浴溫50°C評價方法製備上述實施例、比較例的無電解鈀鍍液，對各試樣實施無電解鍍鎳/無電解鍍 鈀/無電解鍍金，用以下的評價方法進行比較測試。將其結果示於表1。液穩定件測試將投入各鈀鍍液的100ml燒杯浸漬到升溫至90°C的恆溫槽，調查液穩定性。析出件測試在導通電極以及獨立微細電極混雜的印刷電路板上成膜約3111^的無電解鍍鎳被 膜，進行水洗エ序90秒後，實施無電解鍍鈀，調查鍍鈀被膜的成膜狀態。錫焊潤溼件在25X25mm銅板上實施無電解鍍鎳(3 y m)、無電解鍍鈀(0. 1 u m)以及無電解鍍金(0. 08 μ m)，使用高熔點焊錫來調查錫焊潤溼性。引線接合件對評價用試樣實施鍍覆(鍍覆條件與上述相同)，在與高熔點焊錫相同的條件下， 進行回流後，進行利用金線的接合，調查引線接合強度特性。在該情況下，以無電解鎳(5 μ m) /無電解鍍金(0. 5 μ m)為基準進行評價。[表1]
權利要求
1.無電解鈀鍍液，包含鈀化合物、胺化合物、無機硫化合物以及還原劑，其特徵在於以下的(a)以及(b)，(a)含有0.01 0. lmol/1量的所述無機硫化合物，其選自巰基乙酸、亞硫基二乙酸、硫代硫酸鈉以及亞硫酸鈉，(b)所述還原劑並用含量為0.05 1. Omol/1的量的次磷酸化合物與含量為0. 001 0. lmol/1的量的甲酸或者甲酸化合物。
2.根據權利要求1所述的無電解鈀鍍液，其特徵在於，鈀化合物為選自氯化鈀、醋酸鈀、硝酸鈀、硫酸鈀以及氯化鈀銨中的一種或者多種。
3.根據權利要求1所述的無電解鈀鍍液，其特徵在於，胺化合物為選自甲胺、二甲基胺、三甲基胺、苄胺、亞甲基二胺、乙二胺、四亞甲基二胺、二亞乙基三胺、EDTA、EDTA鈉以及四亞乙基五胺中的一種或者多種。
4.根據權利要求1所述的無電解鈀鍍液，其特徵在於，權利要求1的無電解鈀鍍液的 PH 值為 PH4. 0 10. 0。
5.根據權利要求1所述的無電解鈀鍍液，其特徵在於，權利要求1的無電解鈀鍍液的溫度為；35 80°C。
全文摘要
本發明提供可以實施對電子部件等的錫焊安裝以及引線接合性優異的鍍覆層的無電解鈀鍍液。該無電解鈀鍍液包含鈀化合物、胺化合物、無機硫化合物以及還原劑，其特徵在於，作為上述還原劑，其並用次磷酸或者次磷酸化合物以及甲酸或者甲酸化合物而成，上述鈀化合物為0.001～0.1mol/l，上述胺化合物為0.05～5mol/l，上述無機硫化合物為0.01～0.1mol/l，上述次磷酸化合物為0.05～1.0mol/l，上述甲酸或者甲酸化合物為0.001～0.1mol/l，由此，得到焊錫特性以及引線接合特性優異的鍍液。
文檔編號H01L23/12GK102449192SQ20108002375
公開日2012年5月9日 申請日期2010年5月7日 優先權日2009年5月8日
發明者八木薰, 小島和弘, 渡邊秀人 申請人:小島化學藥品株式會社