[发明专利]一种环保型晶圆封装用电镀液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种环保型晶圆封装用电镀液及其制备方法，涉及电镀技术领域。本发明先利用4‑二甲基氨基‑N′‑羟基‑苯甲脒、1，3‑二氯‑2‑丙基氯甲基醚和3‑氨基‑4‑(2‑甲基丙胺基)喹啉，形成多季铵盐类自制缓蚀剂，并依靠导电聚合物为囊壁，形成微胶囊，当晶圆镀层表面发生局部损坏时，通过自制缓蚀剂的释放，恢复镀层表面的保护作用能，提高镀层的耐腐蚀作用；接着，以金属盐、银纳米线和微胶囊复配形成电镀液，配合间歇超声‑脉冲电镀，将微胶囊嵌入铜锡合金，同时，电镀铜锡合金有效连接银纳米线，填补镀层缺陷，有效释放镀层内应力，从而形成光亮、均匀且耐腐蚀的镀层。

技术领域

本发明涉及电镀技术领域，具体为一种环保型晶圆封装用电镀液及其制备方法。

背景技术

晶圆级封装，就是采用晶圆基板表面金属微凸点实现基板与基板、基板与芯片之间堆叠，而金属微凸点是利用电镀工艺在硅基板、砷化镓基板或者陶瓷基板等圆片级衬底上进行金属膜层的沉积。随着电子信息技术的迅猛发展，微机电系统和3D高密度封装等技术对晶圆级电镀技术在镀层厚度一致性和厚度均匀性方面提出了更高的要求。

现如今，晶圆镀层主要采用锡铅合金。锡铅合金镀层以其优良的综合性能以及低廉的成本，被广泛应用于电子连接和组装中，但是由于WEEE认证和RoHS认证指令的生效，含铅和其他有害物质的材料或制件已禁止使用，然而纯锡镀层易产生锡须，会导致电子器件短路和系统失效，从而严重影响器件的可靠性，且现有镀层一旦经过腐蚀破坏，难以恢复原有保护作用，大大限制相关器件的使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环保型晶圆封装用电镀液及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种环保型晶圆封装用电镀液的制备方法，包括以下制备步骤：

(1)将1，3-二氯-2-丙基氯甲基醚与4-二甲基氨基-N′-羟基-苯甲脒混合，水浴加热反应后得季铵盐化合物；再将季铵盐化合物与3-氨基-4-(2-甲基丙胺基)喹啉混合，搅拌反应完成得自制缓蚀剂；

(2)将自制缓蚀剂、十二烷基苯磺酸钠、超纯水按质量比1∶0.03∶5～1∶0.05∶6混合，得水相溶液，再加入水相溶液体积4～6倍的油相溶液，5000～7000rpm下乳化7～14min，制得乳液；

(3)将乳液置于60～70℃水浴中，氮气保护下，以200～300rpm搅拌20～35min后，30～40kHz下超声7～15min，加入自制缓蚀剂质量1.5～2.8倍的5-[(苯氨基)甲基]-8-羟基喹啉，再加入自制缓蚀剂质量5～10倍的环己烷，在100～200rpm搅拌和20～26℃温度下，以1.5～2.5mL/min加入自制缓蚀剂质量24～29倍的过硫酸铵水溶液，过硫酸铵水溶液中过硫酸铵和去离子水的质量比为1∶16.67，反应23～26h得微胶囊；

(4)用去离子水清洗脉冲电镀槽10～15min后，加入铜螯合剂、光亮剂，再加入镀槽体积1/3倍的去离子水，再加入氢氧化钾至溶液pH为8～9，然后加入硫酸铜，控制温度为50～60℃；加入锡酸钠、锡螯合剂，搅拌均匀后，加入微胶囊和银纳米线，再加入去离子水至镀槽刻度处，加入氢氧化钾至溶液pH为10～11，搅拌均匀，得环保型晶圆封装用电镀液。

进一步的，步骤(1)所述自制缓蚀剂的具体制备方法如下：

A、将1，3-二氯-2-丙基氯甲基醚溶于1，3-二氯-2-丙基氯甲基醚质量22～28倍的二氯甲烷，置于冰浴中，在50～100rpm的搅拌下，以0.1～0.2mL/min加入1，3-二氯-2-丙基氯甲基醚质量0.4～0.9倍的4-二甲基氨基-N′-羟基-苯甲脒，再于30～40℃的水浴中反应6～10h，然后于50～60℃、20～30kPa蒸馏3～6h，静置6～9h得季铵盐化合物；