不被镍置换的镀金溶液 【技术领域】
本发明涉及一种镀金溶液，更具体而言，涉及一种不被镍置换的镀金溶液，及其在微电子、半导体器件和某些电子元件镀金工艺中的应用。背景技术
在半导体器件封装生产中，常常会出现芯片与外壳基体粘接强度失效的问题，尤其外壳基体是用滚镀金的方法生产时。人们在用这种方法镀金时往往觉查不出基体镀镍层被金置换的现象。当镀镍后的外壳在不通电情况下放入镀金溶液中时，就会发现外壳基体表面很快被置换出一层金。这种置换出来或部分置换出来的金层与基体结合力是不强的。反映在芯片粘接工艺中就会导致芯片粘接强度不够而失效。在一种由不锈钢作基体、可伐丝(4J29，Fe、Ni、Co合金)作引线的传感器外壳镀金过程中，当引线需镀金而不锈钢基体不需镀金时，就会出现引线镀金层结合力不好和不锈钢基体与镀金溶液发生置换反应的不良后果。为避免上述不好效果的产生，本发明的镀金溶液在镀金过程中，只有通入直流电的部位，金才会被镀在外壳基体上或引线上，这层金不是被置换出来的金。而一般使用的亚硫酸盐镀金溶液，柠檬酸盐镀金溶液在电镀过程中都会有部分被置换出来的金夹杂在镀金中，导致镀金层结合力不好。在一般电子元件镀镍基体上镀金时使用现有技术的镀金溶液都会有或多或少被置换出来的金原子夹杂在镀金中，影响镀金层的结合力，而使用本发明的镀金溶液，金层结合力都会明显得到改善。发明内容
本发明的目的是提供一种不被镍置换的镀金溶液。当镀化学镍地基体不通直流电时，基体在镀金溶液中不会置换出结合力不好的金层，从而可提高在镀化学镍基体上镀金层的结合力。
本发明的水基镀金溶液中含有：氰化亚金钾、磷酸盐、亚硫酸盐、草酸盐，和任选的选自氰化钾、EDTA盐、焦亚硫酸盐、硫脲及其混合物的物质。其中氰化亚金钾为主盐，磷酸盐为pH调节剂，草酸盐、氰化钾、硫脲、EDTA盐为络合剂或螯合剂。硫脲、亚硫酸盐、焦亚硫酸钾为稳定剂。
下面对本发明进行更详细地描述。
按照本发明的一个方面，本发明提供一种不被镍置换的水基镀金溶液，其含有：
(a)氰化亚金钾，其含量为0.001-0.1mol/l，优选为0.037-0.05mol/l，
(b)磷酸盐，其含量为0.1-0.5mol/l，优选为0.161-0.288mol/l，
(c)亚硫酸盐，其含量为0.01-0.08mol/l，优选为0.02-0.04mol/l，
(d)草酸盐，其含量为0.1-2.0mol/l，优选为0.43-1.08mol/l，
和任选的下列组分：
(e)氰化钾，其含量为0-0.5mol/l，优选0.037-0.12mol/l，
(f)EDTA盐，其含量为0-0.06mol/l，优选0.016-0.032mol/l，
(g)焦亚硫酸盐，其含量为0-300ppm，优选10-100PPm，
(h)硫脲，其含量为0-0.01mol/l，优选0.001-0.006mol/l。
除非另外特别指出，本发明的所有盐优选为碱金属盐，更优选为钾盐。
本发明的磷酸盐优选为磷酸氢二钾和磷酸二氢钾缓冲体系，优选其含量分别为0.087-0.174mol/l和0.074-0.114mol/l。
按照本发明的第二个方面，本发明还提供上述镀金溶液在镀镍基体上形成镀金层的应用。
一般地，本发明镀金溶液的使用条件为：镀液温度为40-70℃，优选为55-60℃，pH值为7.5-10；电流密度为0.04-0.5A/dm2；沉积速度1.5-15微米/小时，所使用的电源可以是直流电源，也可以是方波脉冲直流电源。
按照本发明的第三个方面，本发明提供含有用本发明镀金溶液形成的镀金层的制品，其特征在于，在所述镀金层中，基本上不包含置换出来的金原子，而全部是电镀到基材上的金原子。在该制品中镀金层与基体的结合力更强。具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行更详细地说明。实施例1
取一集成电路T0-8引线外壳，其基体和引线由可伐4J29材料(Fe，Ni，Co合金)制成。将其事先经化学抛光并预镀4-6微米暗镍和一层1-1.5微米厚的化学镍。使用如下组成的水基电镀液对其进行电镀：
氰化亚金钾 12克/升
草酸钾 80克/升
磷酸氢二钾 25克/升
磷酸二氢钾 15克/升
亚硫酸钾 4克/升
硫脲 0.08克/升
EDTA二钾 6克/升
氰化钾 1.5克/升
电镀条件为：所用的直流电电流密度(滚镀)为0.04A/dm2，电镀液的温度为55℃，pH值为8.0，电镀时间为80分钟。
镀金层为1.6微米，粘接2.51mm2硅芯片，其粘接强度可达到3.86，其标准值为1.60Kg(采用微电子器件实验方法和程序，GJB548A-96，2017条件A)。实施例2
取一外径为18mm不锈钢基体，内引线为ф0.45mm可伐(4J29 Ni、Fe、Co、合金)组成的压力传感器外壳，其中内引线事先镀暗镍6-8微米，不锈钢基体不镀镍，将此外壳内引线通电，在本发明如下组成的水基镀金溶液中镀金：
氰化亚金钾 16克/升
磷酸二氢钾 10克/升
磷酸氢二钾 20克/升
草酸钾 100克/升
亚硫酸钾 6克/升
EDTA二钾 8克/升
焦亚硫酸钾 0.02克/升
电镀条件为：电镀液温度为60℃，pH值8.0；直流电流密度(挂镀)为0.2A/dm2，电镀时间为15分钟。
金层厚度为1.40微米，用ф38微米硅铝丝键合引线，键合强度可达到8.25克，标准值为2.5克(微电子器件试验方法和程序，GJB548A-96，2019条件)，说明不锈钢基体完全不出现金置换层。实施例3
取一厚度为2.2mm，面积为30×30mm2可伐材料底座(4J29，Ni、Fe、Co合金)，引线为ф0.50mm可伐丝(同底座材料)28引线混合电路外壳，外壳事先镀6微米氨基磺酸镍和1.5微米厚化学镍，然后在引线通电、底座不通电条件下，在本发明如下组成的水基镀金溶液中镀金：
氰化亚金钾 16克/升
磷酸二氢钾 12克/升
磷酸氢二钾 25克/升
草酸钾 120克/升
亚硫酸钾 3克/升
氰化钾 6克/升
硫脲 0.08克/升
EDTA二钾 12克/升
镀金条件为：镀液温度为55℃，pH值为8.5；平均电流密度为0.2A/dm2，电镀时间为25分钟，电流波形为方波直流，工作比为0.1∶0.9ms。
引线镀金层厚度为2.3微米，底座未被金置换和镀上金。此外壳的平行缝焊气密性可达到1×10-3Pa.m3/s(微电子器件试验方法和程序，GJB548A-96，1014法)，引线键合强度(ф40微米硅锃丝)可达15克，标准值为3克(微电子器件试验方法和程序，GJB548A-96，2011方法)。比较例1
采用如下组成的水基镀金溶液，在与实施例3相同的条件下进行电镀：
氰化亚金钾 12克/升
柠檬酸 25克/升
磷酸氢二钾 75克/升
电镀至引线镀金层厚度为2.3微米。测得外壳的平行缝焊气密性可达到5×10-3Pa.m3/s(微电子器件试验方法和程序，GJB548A-96，1014法)，引线键合强度(ф40微米硅锃丝)为5克。
从上述实施例3和比较例1的比较中可见，采用本发明镀金溶液得到的镀金引线的键合强度要明显好于现有技术。
以上参考实施例和比较例对本发明进行了详细描述。但是，本领域技术人员应该明白，本发明并不局限于这些实施例，在不离开本发明精神和范围的条件下，可以对以上实施例进行修改和变化。