Электролит для осаждения сплава хром-никель Советский патент 1987 года по МПК C25D3/56 

112966282

Изобретение относится к получениюволяет получать блестящих покрытий,

электролитических покрытий из сплавовУменьшение и увеличение концентрации

на основе хрома и может быть исполь-его в электролите приводит соответзовано в полупроводниковой техникественно к черным и отслаивающимся покдля приварки выводов к элементам кон- 5рытиям. струкций полупроводниковых изделий. Изменение состава и режимов элекЦелью изобретения является повыше-тролиза в указанных пределах позволя-.

ние барьерных свойств покрытий зает получать качественные покрытия ссчет снижения объемного коэффи1;иентавыходом по току 18-49%, выдерживающие

диффузии. Отермоудары от 400 до 500 С и обеспечиПроцесс электроосаждения ведут привающие проведение процесса термокомп20-70°С, плотности тока 2-8 А/дм ирессии выводов полупроводниковых прирН электролита 2,0-3,5. В качествеборов.

анода используют графит. Электролит Результаты рентгенографических исготовят смешением компонентов. следований, проведенные на Камеке,

Уменьшение температуры электроли-показали, что никеля содержится в

та ниже понижает выход по токуосадке до 15%.

до 15%, при этом не обеспечивается Получаемый осадок сплава хром-ниравномерность осадков. Увеличениекель из электролита по изобретению

температуры вьш1е 70°С нецелесообраз- Опредставляет собой поликристалличесно, так как происходит сильное испа-кое покрытие с размером зерна 10 см.

рение электролита.Такое мелкозернистое покрытие удается

При плотности тока ниже 2 А/дм получить в результате присутствия в резко снижается выход по току (приэлектролите трилона Б и уксусно-кис- 1 А/дм - 6%), кроме того ухудшаетсялого аммония при данном сочетании ком- равномерность распределения: покрытияпонентов. Эти вещества обеспечивают (осаждение происходит по краям образ-образование в электролите прочных цов). При плотности тока вьш1е 8 А/дмкомплексных соединенй осаждаемых ме- начинается процесс губкообразования.таллов, что является причиной высокой

При рН ниже 2,0 и выше 3,5 выход катодной поляризации и образования по току сплава уменьшается до 5%,мелкозернистого осадка. Указанная кроме того, ухудшается качество осад-структура покрытий повьшшет их антиков и возрастает величина внутреннихдиффузионные свойства, например, к напряжений.золоту и, следовательно, обеспечивает

Концентрация серно-кислого хрома возможность проведения процесса термо50-70 г/л и трилона Б 40-65 г/л соот-компресии. ветствует максимальному выходу по току в области получения блестящихОсновное требование к термокомпосадков сплава.рессии - это создание невыпрямляющеУменьшение концентрации серно-кис-го (омического) контакта. Такой кон- лого хрома ниже 50 г/л и увеличениетакт образуется только в случае нане- вьщте 70 г/л снижает выход по токусения на кремний золотого покрытия сплава до 23%.толщиной 3-6 мкм. При использовании

При концентрации хлористого никелядругих металлов контакт обладает выпменьше 24 г/л выход по току снижает-рямляющими свойствами. В этом случае

ся до 4-5%. Повьшдение концентрациипроцесс термокомпрессии не может быть

хлористого никеля выше 40 г/л увели-использован для приварки выводов. При

чивает выход сплава по току, но ухуд-нанесении сплава хром - никель из

шает внешний вид покрытий: уменьшает-электролита предлагаемого состава

ся блеск, покрытие шероховатое. процесс термокомпрессии обеспечивает

Содержание трилона Б меньше 40 г/лполучение невыпрямляющего контакта

и больше 65 г/л не позволяет получатьпри золотого покрытия

блестящих покрытий, кроме того повы-Н,5 мкм.

шение концентрации трилона Б вьш1е При термокомпрессии изделие испы65 г/л приводит к снижению выхода по тывает термоудар 400-500°С в течение

току сплава до 15%.3-5 мин. При такой температуре золото

Содержание уксусно-кислого аммониядиффундирует в подслой металла, что

меньше 25 г/л и больше 30 г/л не поз-требует увеличения толщины золотого

покрытия. При осаждении золота толщиной 1,5 мкм на подслой хром - никель из предлагаемого состава электролита диффузии золота в него не происходит

Примеры использования предлагаемого и известных электролитов приведены в таблице.

Как видно из таблицы, покрытия хром - никель, осажденные из предлагаемого электролита, имеют существенно меньший коэффициент объемной диффузии золота, высокую прочность сцепления с подложкой, что обеспечивает проведение процесса термокомпрессии.

Применение электролита для получения сплава хром - никель обеспечивает снижение толщины золотого покрытия на 1,5-4 мкм для каждого изделия.

Сернокислый хром

Хлористый никель

Хромокалие- вые квасцы

Хлористый хром

Уксусно-кис- лый аммоний

Аминоуксус- ная кислота

Трилон Б

Сернокислый никель

Борная кислота

Хлористый алюминий

Хлористый аммоний

Температура, С

Плотность тока, а/дм

50 70 55 45 75 55 55

24 -40 38 20 45 35 35 120

500

210

25 30 28 20 35 28

40 65 55 35 70

75

45

88 140 30

120

- - - - - - ifO

20 70 60 20,70 При всех режимах 50 50

электролиза покрытия отслаиваются

2 84 1,5;9 30 33

Формула изобретения

Электролит для осаждения сплава хром - никель, содержащий серно-кис- лый хром, хлористый никель и уксус- но-кислый аммоний, отличающийся тем, что, с целью повышения барьерных свойств покрытий за счет снижения объемного коэффициента диффузии, он дополнительно содержит двунатриевую соль этилендиаминтетра- уксусной кислоты (трилон Б) при следующем соотношении компонентов, г/л:

Серно-кислый хром

Хлористый никель

Уксусно-кислый

аммоний

Двунатриевая соль

этилендиаминтетрауксусной кислоты

(Трилон Б)

500

210

75

45

88 140 30

120

Показатели

11.1.11.1иЮлЛ1Л

:

к

23,5 2,5 2

1823 А9Губкообраз-ное покрытие

625400 49010085 90

49

46 52

5-1(f 5-10 5-1(f 1,5.10 ,310 0,9.,5.10 Примечание:8- электролит по патенту Японии; 9 - электролит по патенту ОВА; 4о7 - на образцах не проводились испытания, так как получены покрытия неудовлетворительного качества.(отслаиваются и губкообразные).

Составитель Ю.Ипатов Редактор К. Волощук Техред М.ХоданичКорректор С. Черни

Заказ 722/31Тираж 613Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

. Iг

Продолжение таблицы

Пример

8

2,1

12

580

95

42

5-1(Г 5-10

8 ИСТ 1-10

0,8 l(,i-10

Изобретение относится к получению электролитических покрытий из сплавов на основе хрома и может быть использовано в полупроводниковой технике для приварки выводов к элементам конструкций полупроводниковых изделий. Цель изобретения - повышение барьерных свойств покрытий за счет снижения объемного коэффициента диффузии. Электролит содержит, г/л: сер- но-кислый хром 50-70; хлористый никель 24-40; уксусно-кислый аммоний 25-30; трилон Б 40-65. При температуре 20-70°С и плотности тока 2-8 А/дм из электролита осаждают покрытия хром - никель (Nii 15%), обеспечивающие проведение процесса термокомпрессии выводов полупроводниковых изделий. 1 табл. g