專利名稱：微堿性化學鍍銀液的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種化學鍍銀液，具體涉及一種微堿性化學鍍銀液。
背景技術：
目前化學鍍行業(yè)對鍍銀工藝通常采酸性化學鍍銀液，采用該酸性配方及 工藝所帶來的問題主要有
1. 對銅線路的咬蝕
目前國際流行的化學銀大都采用硝酸系統(tǒng)。硝酸既是強氧化劑，也是強 腐蝕劑，它首先攻擊的是線路含有較高應力的部位，造成應力腐蝕，結果是 線路變細或者局部被咬斷。因此硝酸型的化學銀工藝的浸鍍時間要嚴格限制 在1分鐘以內，否則就會出現(xiàn)線路變細或線路被咬斷的現(xiàn)象。但是浸鍍時間 只有一分鐘時，常使藥液來不及進入盲孔的底部，結果又會造成盲孔底上沒 有鍍上銀而呈現(xiàn)露銅現(xiàn)象。
2. 鍍銀層含碳量很高
為了延緩硝酸對銅的腐蝕以及促進藥液滲入盲孔內部，許多硝酸型化學 鍍銀液中都必須加入易于在銅上形成保護膜的緩蝕劑以及滲透性好的滲透 劑。緩蝕劑與滲透劑都會與銀共沉積，這樣形成的銀層常稱之為"有機銀"， 即銀層中含有大量的有機物，或銀層含有大量的碳，有些公司的"有機銀"
層銀的含量或純度只有70%，即含碳量可高達30%左右。高的碳含量不僅影 響銀層的導電率，也會影響銀層的可焊性、耐蝕性以及增加高頻損耗。
3.焊接時焊料中會形成氣孔(void),影響焊接強度
酸性化學銀層含有大量的有機物或碳，它們在高溫焊接時會與空氣中的 氧形成一氧化碳或二氧化碳氣體并進入熔化的焊料中，由于熔化的焊料有很 高的比重，氣體進入焊料后難以逸出，最后被冷凝在焊料中形成氣孔，銀鍍 層越厚，總碳量越高，形成的氣孔也越多或越大，而且大部分集中在靠近焊 墊的上方。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術中的上述缺陷，提供一種新型微堿性化學 鍍銀液，可廣泛用于印制板表面的終飾工藝。
本發(fā)明提供的微堿性化學鍍銀液，其特征在于，包含以下含量的成分
(1) 銀離子或銀絡離子0.01 20 g/L
(2) 胺類絡合劑 0,1 150g/L
(3) 氨基酸類絡合劑 0.1 150 g/L
(4) 多羥基酸類絡合劑 0.1 150 g/L。
優(yōu)選地，所述銀絡離子是選自銀氨絡離子、銀胺絡離子、銀-氨基酸絡離 子、銀-鹵化物絡離子、銀-亞硫酸鹽絡離子或銀-硫代硫酸鹽絡離子中的至少 一種。
優(yōu)選地，所述胺類絡合劑是選自氨、檸檬酸三銨、磷酸銨、硫酸銨、硝 酸銨、醋酸銨、碳酸銨、甲胺、乙胺、乙二胺、1，2-丙二胺、1，3-丙二胺、二 乙烯三胺、三乙烯四胺、三胺基三乙胺、咪唑、氨基吡啶、苯胺或苯二胺中 的至少一種。
優(yōu)選地，所述氨基酸類絡合劑是選自甘氨酸、a-丙氨酸、e-丙氨酸、胱
氨酸、鄰氨基苯甲酸、天冬氨酸、谷氨酸、氨磺酸、亞氨二磺酸、氨二乙酸、
氨三乙酸(NTA)、乙二胺四乙酸(EDTA)、 二乙三氨五乙酸(DTPA〉、羥乙 基乙二胺三乙酸(HEDTA)或芳香環(huán)氨基酸(如吡啶-二甲酸)中的至少一種。
優(yōu)選地，所述多羥基酸類絡合劑是選自檸檬酸、酒石酸、葡萄糖酸、蘋 果酸、乳酸、l-羥基-乙叉-l，l-二膦酸、磺基水楊酸、鄰苯二甲酸或它們的堿 金屬鹽或銨鹽中的至少一種。
優(yōu)選地，所述銀離子或銀絡離子的用量是0.1 50g/L。
優(yōu)選地，所述胺類絡合劑的用量是l 80g/L。
優(yōu)選地，所述氨基酸類絡合劑的用量是l 80g/L。
優(yōu)選地，所述多羥基酸類絡合劑的用量是l 80g/L。
優(yōu)選地，所述化學鍍銀液的pH值為8 10，溫度40 7(TC。
采用本發(fā)明提供的微堿性化學鍍銀液的優(yōu)點是
a) 鍍液不含硝酸，無咬蝕銅線及側蝕問題。
b) 鍍液不含緩蝕劑及滲透劑，為全絡合劑系統(tǒng)，所得銀層為純銀層，它 具有優(yōu)良的導電性、防變色性能和很低的高頻損耗，易清洗、低接觸電阻和 高的打線強度。
c) 純銀層焊接時焊球內沒有氣孔，焊接強度高。
d) 鍍液的pH值為8 10，呈微堿性，不會攻擊綠漆，施鍍時間可達l 5分鐘，可以保證盲孔內全鍍上銀，同時又不會咬蝕銅線和側蝕。
附圖
簡要說明
圖la所示是銅線路在硝酸型鍍銀液中浸泡3分鐘后被咬斷的示意圖； 圖lb所示是銅線路在硝酸型鍍銀液中浸泡3分鐘后被側蝕的示意圖2所示是酸性化學銀鍍層的XPS深度剝蝕圖3所示是酸性化學銀鍍層焊接時形成氣孔的SEM圖4所示是本發(fā)明提供的堿性鍍銀液所得的化學銀鍍層焊接后的切片圖。
具體實施方式
實施例l
微堿性化學鍍銀液l，其組分及用量為-
硝酸銀 0.6 g/L
三乙烯四胺 20g/L
甘氨酸 10 g/L
檸檬酸 5 g/L
去離子水 余量
在化學鍍工藝中，用氨水調解pH值在7.8 8.2，采用該鍍銀液在溫度約 7(TC下對工件施鍍約5分鐘即可。 實施例2
微堿性化學鍍銀液2，其組分及用量為
Ag+ (Ag(NH3)2]+) 2 g/L
EDTA 30 g/L
硝酸銨 40 g/L
乳酸 2 g/L
去離子水 余量
在化學鍍工藝中，用氨水調解pH值在8.2 8.8，采用該鍍銀液在溫度約 5(TC下對工件施鍍約1分鐘即可。
實施例3
微堿性化學鍍銀液3，其組分及用量為:
硝酸銀 6 g/L
DTPA 40 g/L
檸檬酸三銨 30 g/L
去離子水 余量
在化學鍍工藝中，用氨水調解pH值在8.8 9.2，采用該鍍銀液在溫度約 45"C下對工件施鍍約0.5分鐘即可。 實施例4
微堿性化學鍍銀液4，其組分及用量為
硝酸銀 10 g/L
碳酸銨 40 g/L
磺基水楊酸 40 g/L
丙氨酸 40 g/L
去離子水 余量
在化學鍍工藝中，用氨水調解pH值在7.8 8.2，采用該鍍銀液在溫度約 4(TC下對工件施鍍約3分鐘即可。 實施例5
微堿性化學鍍銀液5，其組分及用量為
硫酸銀 3 g/L
硫酸銨 20 g/L
亞氨二磺酸 30 g/L
檸檬酸銨 2 g/L
去離子水 余量
在化學鍍工藝中，用氨水調解pH值在8.8 9.2，采用該鍍銀液在溫度約 55"C下對工件施鍍約2分鐘即可。 實施例6
微堿性化學鍍銀液6，其組分及用量為
硝酸銀 1 g/L
磷酸銨 20 g/L
丙氨酸 60 g/L
鄰苯二甲酸 10g/L
去離子水 余量 在化學鍍工藝中，用氨水調解pH值在9.8 10.2，采用該鍍銀液在溫度約 50'C下對工件施鍍約3分鐘即可。 實施例7
微堿性化學鍍銀液7，其組分及用量為
8g/L 30g/L
硫酸銨 50 g/L
酒石酸 20 g/L
去離子水 余量 在化學鍍工藝中，用氨水調解pH值在9.2 9.8，采用該鍍銀液在溫度約 6(TC下對工件施鍍約0. 5分鐘即可。 實施例8
微堿性化學鍍銀液8，其組分及用量為
硝酸銀 皮考啉酸
葡萄糖酸 去離子水
0.8 g/L 20g/L 80 g/L 2 g/L
在化學鍍工藝中，用氨水調解pH值在9.2 9.8，釆用該鍍銀液在溫度約 6(TC下對工件施鍍約5分鐘即可。 實施例9
微堿性化學鍍銀液9，其組分及用量為
硝酸銀
乙二胺
磺基水楊酸
氨二乙酸
去離子水
3g/L 10g/L 40g/L 5g/L
在化學鍍工藝中，用氨水調解pH值在8.2 8.8，采用該鍍銀液在溫度約 5(TC下對工件施鍍約3分鐘即可。 實施例10
微堿性化學鍍銀液IO，其組分及用量為
4g/L 35g/L 20g/L 10g/L
10
硝酸銨 乙醇胺 蘋果酸 去離子水
在化學鍍工藝中，用氨水調解pH值在9.8 10.2，采用該鍍銀液在溫度約 6(TC下對工件施鍍約1.5分鐘即可。
本發(fā)明提供的微堿性化學鍍銀液可以克服目前國內外流行的酸性化學銀 工藝存在的咬蝕銅線、側腐蝕、盲孔難上銀、焊球氣孔(Void)及焊接強度低 的缺點。 比較例
1) MacDermid公司市售品，USP 6200451 (2001)
SterlingTM Silver A (75097) 5%
SterlingTMSilverB (75098) 10%
硝酸 3%
純水 83%
溫度 43-54°C MacDermid公司市售品，USP6200451(2001)
羥基乙二胺四乙酸(HEDTA) 10 g/L
硝酸銀 2.4 g/L
igepal Co730 (表面活性劑) 5.0 g/L
咪唑 10 g/L
硝酸 32 ml/L 2)Enthone公司W(wǎng)O2006022835
硝酸銀 1 g/1
HEDTA 10 g/1
苯并咪唑 1 g/L
EO/PO共聚物(表面活性劑) 1 g/1
pH 2
上述各比較例中容易出現(xiàn)的問題主要有
1. 對銅線路的咬蝕
常出現(xiàn)線路變細或者局部被咬斷。因此高硝酸型的化學銀工藝的浸鍍時 間要嚴格限制在1分鐘以內，否則就會出現(xiàn)線路變細或線路被咬斷的現(xiàn)象。 圖la和lb所示分別是銅線路在硝酸型鍍銀液中浸泡3分鐘后被咬斷和側蝕 的情況。但是如果浸鍍時間只有一分鐘時，常使藥液來不及進入盲孔的底部， 結果又會造成盲孔底上沒有鍍上銀而呈現(xiàn)露銅現(xiàn)象。
2. 鍍銀層含碳量很高
比較例所得之銀層常稱之為"有機銀"，即銀層中含有大量的有機物，或 銀層含有大量(10-30%)的碳，高的碳含量不僅影響銀層的導電率，也會影響銀 層的可悍性、耐蝕性以及增加高頻損耗。圖2所示是酸性化學銀鍍層的XPS 深度剝蝕圖。
3. 焊接時悍料中會形成氣孔(void)，影響焊接強度
銀層中大量的有機物或碳，在高溫焊接時會與空氣中的氧形成一氧化碳 或二氧化碳氣體并進入熔化的焊料中，最后被冷凝在焊料中形成氣孔，銀鍍
層越厚，總碳量越高，形成的氣孔也越多或越大，而且大部分集中在靠近焊 墊的上方。圖3所示是酸性化學銀鍍層悍接時形成氣孔的SEM圖。
相比較于上述比較例，采用本發(fā)明提供的微堿性化學鍍銀液可以克服目 前國內外流行的酸性化學銀工藝存在的咬蝕銅線、側腐蝕、盲孔難上銀、焊 球氣孔(Void)及焊接強度低的缺點。如圖4所示，是本發(fā)明提供的堿性鍍銀 液所得的化學銀鍍層悍接后的切片圖。
權利要求
1.一種微堿性化學鍍銀液，其特征在于，包含以下用量的組分(1)銀離子或銀絡離子0.01～20g/L(2)胺類絡合劑 0.1～150g/L(3)氨基酸類絡合劑 0.1～150g/L(4)多羥基酸類絡合劑0.1～150g/L。
2. 根據(jù)權利要求1所述的微堿性化學鍍銀液，其特征在于，所述銀絡離子是 選自銀氨絡離子、銀胺絡離子、銀-氨基酸絡離子、銀-鹵化物絡離子、銀-亞硫酸鹽絡離子或銀-硫代硫酸鹽絡離子中的至少一種。
3. 根據(jù)權利要求1所述的微堿性化學鍍銀液，其特征在于，所述胺類絡合劑 是選自氨、檸檬酸三銨、磷酸銨、硫酸銨、硝酸銨、醋酸銨、碳酸銨、甲 胺、乙胺、乙二胺、1，2-丙二胺、1，3-丙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、 三胺基三乙胺、咪唑、氨基吡啶、苯胺或苯二胺中的至少一種。
4. 根據(jù)權利要求1所述的微堿性化學鍍銀液，其特征在于，所述氨基酸類絡 合劑是選自甘氨酸、a-丙氨酸、p-丙氨酸、胱氨酸、鄰氨基苯甲酸、天 冬氨酸、谷氨酸、氨磺酸、亞氨二磺酸、氨二乙酸、氨三乙酸、乙二胺四 乙酸、二乙三氨五乙酸、羥乙基乙二胺三乙酸或芳香環(huán)氨基酸中的至少一 種。
5. 根據(jù)權利要求1所述的微堿性化學鍍銀液，其特征在于，所述多羥基酸類 絡合劑是選自檸檬酸、酒石酸、葡萄糖酸、蘋果酸、乳酸、l-羥基-乙叉-l,l-二膦酸、磺基水楊酸、鄰苯二甲酸或它們的堿金屬鹽或銨鹽中的至少一種。
6. 根據(jù)權利要求1或2所述的微堿性化學鍍銀液，其特征在于，所述銀離子或銀絡離子的用量是0.1 50 g/L。
7. 根據(jù)權利要求1或3所述的微堿性化學鍍銀液，其特征在于，所述胺類絡 合劑的用量是l 80g/L。
8. 根據(jù)權利要求1或4所述的微堿性化學鍍銀液，其特征在于，所述氨基酸 類絡合劑的用量是1 80 g/L。
9. 根據(jù)權利要求1或5所述的微堿性化學鍍銀液，其特征在于，所述多羥基 酸類絡合劑的用量是1 80g/L。
10. 根據(jù)權利要求1所述的微堿性化學鍍銀液，其特征在于，該化學鍍銀液的 pH值為8 10，施鍍溫度40 7(TC。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型微堿性化學鍍銀液，包含0.01～20g/L的銀離子或銀絡離子、0.1～150g/L的胺類絡合劑、0.1～150g/L的氨基酸類絡合劑以及0.1～150g/L的多羥基酸類絡合劑，本發(fā)明提供的微堿性化學鍍銀液可以克服目前國內外流行的酸性化學銀工藝存在的咬蝕銅線、側腐蝕、盲孔難上銀、焊球氣孔(Void)及焊接強度低的缺點；經(jīng)該鍍銀液施鍍所得的銀層具有高抗蝕性、低接觸電阻、無電遷移、高焊接強度及打線強度的特點，并且鍍件在焊接時焊料不會產(chǎn)生氣泡。
文檔編號C23C18/42GK101182637SQ20061016398
公開日2008年5月21日 申請日期2006年11月28日 優(yōu)先權日2006年11月16日
發(fā)明者方景禮, 賴永康, 陳建國 申請人:方景禮;陳建國;賴永康