DE112021008234T5 - HIGH SPEED ELECTROFORMING/ELECTROPLATING BATH FOR PURE GOLD - Google Patents
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Abstract
Ein Hochgeschwindigkeits-Elektroformungs-/Elektroplattierungsbad für reines Gold, bestehend aus a. Goldkaliumsulfit und Natriumgoldsulfit von 1-40 g/L; b. Lithium-, Natrium-, Kalium-, Rubidium- oder Cäsium-Salzen der schwefligen Säure von 2-100 g/L; c. Alkalisalzen der Phosphorsäure von 2 - 100 g/L; d. Phosphonsäuren in Form von 1-Hydroxylethan-1,1-Diphosphonsäure, Methylenphosphonsäure, Ethylendiamintetramethylenphosphonsäure von 2-50 g/L; e. Wismut als Citrat-, Tartrat-, Oxalat-, Phosphonat- oder NTA-Komplex von 5-1000 mg/L; und f. einer gewissen Menge Pyrophosphat, Polyphosphaten und anderen unterstützenden Elektrolyten und Benetzungsmitteln. Das Hochgeschwindigkeits-Elektroformungs-/Elektroplattierungsbad für reines Gold ermöglicht die Bildung von Drahtstrukturen in IC-Chips und/oder Dental-/Schmuckanwendungen mit feiner Körnung, hoher Dichte, hoher Gleichmäßigkeit, hoher elektrischer Belastbarkeit und unterschiedlicher Härte ohne Verwendung von Zyanid.A high speed electroforming/electroplating bath for pure gold, consisting of a. gold potassium sulphite and sodium gold sulphite from 1-40 g/L; b. lithium, sodium, potassium, rubidium or cesium salts of sulphurous acid from 2-100 g/L; c. alkali salts of phosphoric acid from 2 - 100 g/L; d. phosphonic acids in the form of 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid, methylenephosphonic acid, ethylenediaminetetramethylenephosphonic acid from 2-50 g/L; e. bismuth as citrate, tartrate, oxalate, phosphonate or NTA complex from 5-1000 mg/L; and f. a certain amount of pyrophosphate, polyphosphates and other supporting electrolytes and wetting agents. The high speed pure gold electroforming/electroplating bath enables the formation of wire structures in IC chips and/or dental/jewelry applications with fine grain, high density, high uniformity, high electrical strength and varying hardness without the use of cyanide.
Description
GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hochgeschwindigkeits-Elektroformungs-/Elektroplattierungsbad für reines Gold, das die Bildung von Drahtstrukturen in IC-Chips sowie Schmuck- und Dentalanwendungen ermöglicht, die Abscheidungen mit unterschiedlicher Härte erfordern, wobei das feine Korn, die hohe Dichte und die hohe Gleichmäßigkeit beibehalten werden, und das die Fähigkeit besitzt, elektrischen Belastungen ohne Verwendung von Zyanid standzuhalten.The present invention relates to a high speed electroforming/electroplating bath for pure gold that enables the formation of wire structures in IC chips as well as jewelry and dental applications that require deposits of varying hardness while maintaining fine grain, high density and high uniformity, and has the ability to withstand electrical stress without the use of cyanide.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Elektroformungsbäder für Gold werden für eine Vielzahl von Anwendungen benötigt, z. B. für Schmuck-/Dentalanwendungen wie Goldkappen (bei Wurzelbehandlungen), Goldbrücken, künstliche Zähne und elektronische Anwendungen wie Drahtstrukturen in IC-Chips.Gold electroforming baths are required for a variety of applications, such as jewelry/dental applications such as gold caps (for root canal treatments), gold bridges, artificial teeth, and electronic applications such as wire structures in IC chips.
Elektronische Anwendungen wie die Bildung von Drahtstrukturen in IC-Chips erfordern eine gute elektrische Leitfähigkeit, weshalb die Abscheidungsdichte hoch sein sollte. Das Bad, das zur Bildung dieser Strukturen verwendet wird, sollte in der Lage sein, Abscheidungen mit maximaler Gleichmäßigkeit zu erzeugen, d.h. es sollte eine hohe Makrostreukraft aufweisen. Die Abscheidung sollte ihre Leitfähigkeit nicht verändern, wenn ein höherer Strom durch sie fließt. Die Abscheidung sollte also feinkörnig und frei von Legierungselementen sein, die sich beim Erhitzen (durch Hochstrom) entmischen können. All diese Eigenschaften, nämlich feines Korn, hohe Dichte, hohe Gleichmäßigkeit und die Fähigkeit, elektrischen Belastungen standzuhalten, werden durch die Verwendung von Bädern auf Cyanidbasis mit Arsen oder Thallium als Kornfeiner erreicht. Cyanid ist ein tödliches Gift, und die Kornfeinungsmittel sind giftig.Electronic applications such as the formation of wire structures in IC chips require good electrical conductivity, so the deposition density should be high. The bath used to form these structures should be able to produce deposits with maximum uniformity, i.e. it should have high macro-scattering power. The deposit should not change its conductivity when a higher current passes through it. So the deposit should be fine-grained and free from alloying elements that can segregate when heated (by high current). All these properties, namely fine grain, high density, high uniformity and the ability to withstand electrical stresses, are achieved by using cyanide-based baths with arsenic or thallium as grain refiners. Cyanide is a deadly poison and the grain refiners are toxic.
Einige der zitierte Stand der Technik sind unten aufgeführt:
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EP0126921A2 - 1186/CHE/2005 beschreibt ein nicht-cyanidisches, nicht-ammoniakhaltiges Goldsulfitbad unter Verwendung von Goldkaliumsulfit und Wismut für die Elektroformung für Dentalanwendungen. Dieses Bad erzeugt Abscheidungen mit einer Härte von 240-260 VHN (Vickers-Härtezahl), und die Eignung dieses Bades für die IC-Industrie ist nicht erwiesen.
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WO2014054429A1
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EP0126921A2 - 1186/CHE/2005 describes a non-cyanide, non-ammoniacal gold sulphite bath using gold potassium sulphite and bismuth for electroforming in dental applications. This bath produces deposits with a hardness of 240-260 VHN (Vickers hardness number) and the suitability of this bath for the IC industry has not been proven.
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WO2014054429A1
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hochgeschwindigkeits-Elektroformungs-/Elektroplattierungsbad für reines Gold, das die Bildung einer Drahtstruktur in IC-Chips mit feinem Korn, hoher Dichte, hoher Gleichmäßigkeit, hoher elektrischer Belastbarkeit und unterschiedlicher Härte ohne Verwendung von Zyanid ermöglicht. Die vorliegende Erfindung kann für Dental-/Schmuckanwendungen eingesetzt werden, die Abscheidungen mit unterschiedlicher Härte erfordern. Die vorliegende Erfindung kann auch für die Beschichtung von elektrischen Kontakten (d.h. Fingern) für eine verbesserte Lebensdauer und für andere Anwendungen wie Löten oder andere, die eine variable Härte erfordern, verwendet werden.The present invention relates to a high speed pure gold electroforming/electroplating bath that enables the formation of a wire structure in IC chips with fine grain, high density, high uniformity, high electrical carrying capacity and variable hardness without the use of cyanide. The present invention can be used for dental/jewelry applications that require deposits of variable hardness. The present invention can also be used for coating electrical contacts (i.e. fingers) for improved durability and for other applications such as soldering or others that require variable hardness.
AUFGABE DER ERFINDUNGTASK OF THE INVENTION
Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Hochgeschwindigkeits-Elektroformungs-/Elektroplattierungsbad für reines Gold bereitzustellen, das die Bildung einer Drahtstruktur in IC-Chips mit feinem Korn, hoher Dichte, hoher Gleichmäßigkeit, hoher elektrischer Belastbarkeit und unterschiedlicher Härte ohne Verwendung von Zyanid ermöglicht.The main object of the present invention is to provide a high-speed electroforming/electroplating bath for pure gold which enables the formation of a wire structure in IC chips with fine grain, high density, high uniformity, high electrical strength and different hardness without using cyanide.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Hochgeschwindigkeits-Elektroformungs-/Elektroplattierungsbad für reines Gold bereitzustellen, das für Dental-/Schmuckanwendungen, zur Beschichtung elektrischer Kontakte (d.h. Finger) für eine verbesserte Lebensdauer und für andere Anwendungen wie Löten oder andere, die eine variable Härte erfordern, verwendet werden kann.Another object of the present invention is to provide a high speed pure gold electroforming/electroplating bath that can be used for dental/jewelry applications, for coating electrical contacts (i.e., fingers) for improved durability, and for other applications such as soldering or others requiring variable hardness.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Hochgeschwindigkeits-Elektroformungs-/Elektroplattierungsbad für reines Gold bereitzustellen, das Verunreinigungen verhindert und frei von giftigen und krebserregenden Zusätzen ist.Another object of the present invention is to provide a high speed electroforming/electroplating bath for pure gold that prevents contamination and is free of toxic and carcinogenic additives.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Hochgeschwindigkeits-Elektroformungs-/Elektroplattierungsbad für reines Gold bereitzustellen, das das Problem des sich im Bad bildenden Kaliumsulfats durch die Verwendung eines gewissen Prozentsatzes von Natriumgoldsulfit anstelle von Kaliumgoldsulfit verringert, so dass das Kaliumsulfat nicht ständig durch Gefrieren & Filtern entfernt werden muss.Another object of the present invention is to provide a high speed electroforming/electroplating bath for pure gold which reduces the problem of potassium sulfate forming in the bath by using a certain percentage of sodium gold sulfite instead of potassium gold sulfite so that the potassium sulfate does not have to be constantly removed by freezing & filtering.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Das Hochgeschwindigkeits-Elektroformungs-/Elektroplattierungsbad der vorliegenden Erfindung für reines Gold, bestehend aus einem Bad-Elektrolyten auf der Basis einer Mischung aus Goldkaliumsulfit und Goldnatriumsulfit, der ein oder mehrere Komplexbildner aus der Gruppe Phosphonat, Citrat, Tartrat, Aminoessigsäure und Phosphat enthält, sowie aus einem oder mehreren Metallionen, die aus der Gruppe Antimon, Indium, Wismut oder Gallium ausgewählt werden, als Zusatzstoff zur Verbesserung der Eigenschaften der Abscheidung. Alkalimetallionen, metallische Additive und Benetzungsmittel sind optimal formuliert, um ein verbessertes Bad zu erhalten, da sie synergetisch wirken. Metallisches Gold (als Alkaligoldsulfite), das ein oder mehrere Alkalimetallionen aus der Gruppe Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium oder Cäsium oder Mischungen davon enthält, hat eine Konzentration im Bereich von 1-40 g/L als metallisches Gold in dem Bad.The high speed electroforming/electroplating bath of the present invention for pure gold, consisting of a bath electrolyte based on a mixture of gold potassium sulfite and gold sodium sulfite containing one or more complexing agents selected from the group consisting of phosphonate, citrate, tartrate, aminoacetic acid and phosphate, and one or more metal ions selected from the group consisting of antimony, indium, bismuth or gallium as an additive to improve the properties of the deposition. Alkali metal ions, metallic additives and wetting agents are optimally formulated to obtain an improved bath because they act synergistically. Metallic gold (as alkali gold sulfites) containing one or more alkali metal ions selected from the group consisting of lithium, sodium, potassium, rubidium or cesium or mixtures thereof has a concentration in the range of 1-40 g/L as metallic gold in the bath.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung offenbart ein Hochgeschwindigkeits-Elektroformungs-/Elektroplattierungsbad für reines Gold, das die Bildung einer Drahtstruktur in IC-Chips mit feinem Korn, hoher Dichte, hoher Gleichmäßigkeit, hoher elektrischer Belastbarkeit und unterschiedlicher Härte ohne Verwendung von Zyanid ermöglicht.The present invention discloses a high-speed electroforming/electroplating bath for pure gold that enables the formation of a wire structure in IC chips with fine grain, high density, high uniformity, high electrical strength and variable hardness without using cyanide.
Das Hochgeschwindigkeits-Elektroformungs-/Elektroplattierungsbad der vorliegenden Erfindung für reines Gold, bestehend aus:
- a. Goldkaliumsulfit und Natriumgoldsulfit von 1 - 40 g/L;
- b. Lithium-, Natrium-, Kalium-, Rubidium- oder Cäsium-Salzen der schwefligen Säure von 2 - 100 g/L;
- c. Alkalisalzen der Phosphorsäure von 2 - 100 g/L;
- d. Phosphonsäuren in Form von 1-Hydroxylethan-1 ,1-Diphosphonsäure, Methylenphosphonsäure, Ethylendiamintetramethylenphosphonsäure von 2-50 g/L;
- e. Wismut als Citrat-, Tartrat-, Oxalat-, Phosphonat- oder NTA-Komplex von 5 - 1000 mg/L; und
- f. einer gewissen Menge Pyrophosphat, Polyphosphaten und anderen unterstützenden Elektrolyten und Benetzungsmitteln.
- a. Gold potassium sulphite and sodium gold sulphite from 1 - 40 g/L;
- b. Lithium, sodium, potassium, rubidium or caesium salts of sulphurous acid of 2 - 100 g/L;
- c. Alkali salts of phosphoric acid from 2 - 100 g/L;
- d. Phosphonic acids in the form of 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid, methylenephosphonic acid, ethylenediaminetetramethylenephosphonic acid of 2-50 g/L;
- e. Bismuth as citrate, tartrate, oxalate, phosphonate or NTA complex of 5 - 1000 mg/L; and
- f. a certain amount of pyrophosphate, polyphosphates and other supporting electrolytes and wetting agents.
Eine bevorzugte Zusammensetzung des Elektroformungsbades für Gold ist eine Mischung aus Natrium- und Kaliumgoldsulfit. Durch Variation des Verhältnisses von Natriumgoldsulfit zu Kaliumgoldsulfit wird die Härte der Abscheidung zwischen 100 bis 260 VHN variiert. Liegt das gesamte Gold in Form von Natriumgoldsulfit vor, so ergibt sich eine Mindesthärte von 100 VHN. Liegt das gesamte Gold in Form von Kaliumgoldsulfit vor, so ergibt sich eine Härte von 260 VHN.A preferred composition of the electroforming bath for gold is a mixture of sodium and potassium gold sulphite. By varying the ratio of sodium gold sulphite to potassium gold sulphite, the hardness of the deposit can be varied between 100 and 260 VHN. If all the gold is in the form of sodium gold sulphite, the minimum hardness is 100 VHN. If all the gold is in the form of potassium gold sulphite, the hardness is 260 VHN.
Die Zwischenhärte wird durch Anpassung des Natriumgoldsulfitanteils erreicht. Bei 25% Natriumgoldsulfit & 75% Kaliumgoldsulfit liegt die Härte bei 190 VHN/20 g Belastung. Bei einem Verhältnis von 50:50 von Natrium- & Kaliumgoldsulfit liegt die Härte bei 160 VHN/20g Belastung. Bei 75% Natriumgoldsulfit und 25% Kaliumgoldsulfit liegt die Härte bei 120 VHN/20 g Belastung. Alle Abscheidungen sind duktil. Selbst die härtere 260 VHN-Abscheidung ist duktil.The intermediate hardness is achieved by adjusting the sodium gold sulphite content. With 25% sodium gold sulphite & 75% potassium gold sulphite, the hardness is 190 VHN/20 g load. With a ratio of 50:50 of sodium & potassium gold sulphite, the hardness is 160 VHN/20 g load. With 75% sodium gold sulphite and 25% potassium gold sulphite, the hardness is 120 VHN/20 g load. All deposits are ductile. Even the harder 260 VHN deposit is ductile.
Die besten elektrischen Eigenschaften werden mit Bädern erzielt, die <10% Natriumgoldsulfit enthalten. Diese Bäder erzeugen Abscheidungen mit einem spezifischen Widerstand von 2,34 Mikro-Ohm.cm, was gut mit einem Literaturwert von 2,35 Mikro-Ohm.cm vergleichbar ist.The best electrical properties are obtained with baths containing <10% sodium gold sulfite. These baths produce deposits with a resistivity of 2.34 micro-ohm.cm, which compares well with a literature value of 2.35 micro-ohm.cm.
Ohne Wismutzusatz neigt die Abscheidung dazu, bei einer Dicke von mehr als 2 Mikron pulverförmig zu werden, und Wismut wirkt als Aufheller und Kornfeiner. Wismut kann als Citrat-, Tartrat-, Oxalat-, Phosphonat- oder Nitrilotriessigsäure-Komplex (NTA) zugesetzt werden. Für elektronische Anwendungen werden Phosphonat- und NTA-Komplexe bevorzugt. Mit dem neuen Elektroformungsbad können wir eine Härte von 260 VHN, eine maximale Stromdichte von 3 A/dm2 und einen spezifischen Widerstand von 2,34 Mikro-Ohm cm erreichen.Without the addition of bismuth, the deposit tends to become powdery at thicknesses greater than 2 microns, and bismuth acts as a brightener and grain refiner. Bismuth can be added as citrate, tartrate, oxalate, phosphonate or nitrilotriacetic acid (NTA) complex. For electronic applications, phosphonate and NTA complexes are preferred. With the new electroforming bath, we can achieve a hardness of 260 VHN, a maximum current density of 3 A/dm 2 and a resistivity of 2.34 micro-ohm cm.
Die Betriebsparameter des Elektroformungsbades für Gold sind nachstehend aufgeführt.
Die Abscheidungseigenschaften des Elektroformungsbades für Gold sind nachstehend aufgeführt.
Das Hochgeschwindigkeits-Elektroformungs-/Elektroplattierungsbad für reines Gold kann auch für Dental-/Schmuckanwendungen, zur Beschichtung elektrischer Kontakte (d.h. Finger) für eine verbesserte Lebensdauer und für andere Anwendungen wie Löten oder andere, die eine variable Härte erfordern, verwendet werden kann. Das Hochgeschwindigkeits-Elektroformungs-/Elektroplattierungsbad der vorliegenden Erfindung für reines Gold ist umweltfreundlich und frei von giftigen und krebserregenden Zusätzen. Die Verwendung eines gewissen Prozentsatzes von Natriumgoldsulfit anstelle von Kaliumgoldsulfit verringert auch das Problem des Kaliumsulfats, das sich im Bad bildet, so dass das Kaliumsulfat nicht ständig durch Gefrieren & Filtern entfernt werden muss.The high speed pure gold electroforming/electroplating bath can also be used for dental/jewelry applications, for coating electrical contacts (i.e. fingers) for improved durability, and for other applications such as soldering or others requiring variable hardness. The present invention's high speed pure gold electroforming/electroplating bath is environmentally friendly and free of toxic and carcinogenic additives. The use of a certain percentage of sodium gold sulfite instead of potassium gold sulfite also reduces the problem of potassium sulfate forming in the bath so that the potassium sulfate does not have to be constantly removed by freezing & filtering.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 0126921 A2 [0004]EP 0126921 A2 [0004]
- US 4396471 A [0004]US 4396471 A [0004]
- US 5277790 A [0004]US 5277790 A [0004]
- US 3057789 A [0004]US 3057789 A [0004]
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3057789A (en) | 1959-02-26 | 1962-10-09 | Paul T Smith | Gold plating bath and process |
| US4396471A (en) | 1981-12-14 | 1983-08-02 | American Chemical & Refining Company, Inc. | Gold plating bath and method using maleic anhydride polymer chelate |
| EP0126921A2 (en) | 1983-05-27 | 1984-12-05 | Schering Aktiengesellschaft | Bath for the galvanic deposition of gold alloys |
| US5277790A (en) | 1992-07-10 | 1994-01-11 | Technic Incorporated | Non-cyanide electroplating solution for gold or alloys thereof |
| WO2014054429A1 (en) | 2012-10-04 | 2014-04-10 | 日本エレクトロプレイテイング・エンジニヤース株式会社 | Non-cyanide electrolytic gold plating solution |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3475292A (en) * | 1966-02-10 | 1969-10-28 | Technic | Gold plating bath and process |
| US6126807A (en) * | 1999-04-30 | 2000-10-03 | Lucent Technologies Inc. | Process for making sodium gold sulfite solution |
| BR0207724A (en) * | 2001-02-28 | 2004-03-23 | Wieland Dental & Technik Gmbh | Bath for electrodeposition of gold and gold alloys and their use |
| JP4881129B2 (en) * | 2006-11-07 | 2012-02-22 | メタローテクノロジーズジャパン株式会社 | Non-cyan electrolytic gold plating bath for gold bump or gold wiring formation |
-
2021
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3057789A (en) | 1959-02-26 | 1962-10-09 | Paul T Smith | Gold plating bath and process |
| US4396471A (en) | 1981-12-14 | 1983-08-02 | American Chemical & Refining Company, Inc. | Gold plating bath and method using maleic anhydride polymer chelate |
| EP0126921A2 (en) | 1983-05-27 | 1984-12-05 | Schering Aktiengesellschaft | Bath for the galvanic deposition of gold alloys |
| US5277790A (en) | 1992-07-10 | 1994-01-11 | Technic Incorporated | Non-cyanide electroplating solution for gold or alloys thereof |
| WO2014054429A1 (en) | 2012-10-04 | 2014-04-10 | 日本エレクトロプレイテイング・エンジニヤース株式会社 | Non-cyanide electrolytic gold plating solution |
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