随着电子设备的小型化和高性能化，半导体封装增加了BGA(Ball Grid Array)等表面安装元件。这些封装采用金线键法，旨在连接半导体芯片和封装基板端子，PCB与封装基板连接时采用焊料连接法。因此封装基板的表面涂(镀)覆处理必须满足金线键合和焊料接合两方面的要求。研究了TAB(Tape Autometed Bouding)带状基板上的化学镀金层厚度和焊料接合强度的关系，为了满足金线粘结和焊料结合的要求，化学镀金层厚度必须约为0.2 mm。一般的置换镀金起因于基底金属(镍或者镍合金)与金的置换，当基底金属表面完全覆盖金镀层时金的析出就会停止，因此仅仅采用一般的置换镀金法难以析出0.2mm厚度的化学镀金层厚度。

　　为了形成约0.2 mm厚度的化学镀金层，大致采用三种基本方法：(1)置换镀薄金以后进行自动催化型化学镀金的方法;(2) 采用置换促进型镀金直到规定厚度的方法;(3)利用基底催化型化学镀金形成0.2 mm ~ 0.3 mm厚度化学镀金层的方法。然而这三种镀金液存在着种种问题。首先，采用自动催化型化学镀金时，为了还原析出金而使用了还原剂，随着镀液中的镍杂质浓度的增加，便会恶化镀液的稳定性，或者恶化焊料接合强度，或者恶化线粘结强度，尤其是微细线路之间发生异常析出。其次，使用置换型镀金液时，由于基底镀镍层表面的氧化或者腐蚀等，也会恶化焊料接合性或者线粘结性。最后，使用基底催化型化学镀金时，镀金层的析出状态往往依存于基底镀镍层的组成。此外由于近年来的环境保护而要求无氰型化学镀金液。

　　基于上述问题，提出了添加硫系添加剂的无氰型置换镀金液，并研究了对镀金层形成的影响，结果表明可以抑制镍表面的腐蚀，且可获得0.2 mm ~0.3 mm厚度的镀金层。本文就这种开发的无氰型置换镀金液(以下城开发镀金液)与传统置换镀金液和基底催化型镀金液的不同成膜机理以及从开发镀金液中获得的镀金层特性加以叙述。

　　1、化学镀金处理条件

　　试验基板采用在复铜箔板上形成测试图形的基板(板厚0.4 mm，导线宽100 mm，导线间距100 mm，导体厚度9 mm)。

　　基板经过碱性脱脂(65 ℃，1 min)和酸活化(室温1 min)等前处理以后，把基板浸渍于含有0.1 g/LPdcl2和少量络合剂的催化液中1 min，使铜导体上吸附铅催化剂。接着把基板浸渍于以次压磷酸为还原剂，以DL苹果酸和乳酪为络合剂的化学镀镍液中，形成约5.0 mm厚度的化学镀Ni层，镀镍层中的P含量为9.010.0wt%。化学镀Ni以后的基板置于各种化学镀金液中，在基底镀Ni层上形成镀金层。

　　在化学镀金液中变化添加的硫系添加剂种类(硫氰酸钾KSCN，硫代硫酸钾K 2S 2O 3，焦亚硫酸钾K2S2O5和硫代苹果酸钾KOOCCH2CH(SH) COOK)，研究对镀金层特性的影响。表1列出了基本化学镀金液的组成和工艺条件。

　　2、镀金层评价方法

　　确认镀金以后的镀层外观和基底镀镍层表面的腐蚀状态，研究硫系添加剂的效果。确认镀镍层表面的腐蚀状态时，化学镀金以后浸渍于氰系金溶解液中只溶解金，采用光学显微镜观察裸露的镀镍层表面状态。

　　3、浸渍电位测量

　　为了弄清引起镀镍层表面的腐蚀状态不同的原因，测量了试样浸渍于化学镀液中相对于时间的电位变化。浸渍电位测量时的工作电极使用铜板上化学镀镍的电极，对电极使用Pt线，参考电极使用Ag/ AgCl电极。

　　4、各种镀金液的析出状态比较

　　比较开发镀金液，传统置换镀金液和基底催化型镀金液的析出状态。使用荧光X线膜厚测量机测量镀金层析出厚度。使用原子吸光光度计测量金析出时溶解于镀金液中的镍量。

　　5、阳极极化状态的测量

　　测量阳极极化状态，以便确认开发镀金液与传统置换镀金液的不同。极化状态测量时的工作电极使用铜极上化学镀镍的电极，对电极使用Pt线，参考电极使用Ag/AgCl电极。扫描速度为20 mV/s。使用电化学测量装置H23000[北斗电工(株)]进行电化学测量。

　　测量使用的溶液是添加10 g/L KSCN的镀金液， 还有比较用的氰化镀金液。阳极极化状态测量时使用除去镀金液中的金离子的溶液。

　　6、镀金层特性评价

　　为了确认镀金层的选择性析出，试料基板的线路100 mm线间100 mm的图形部分形成约5.0 mm的化学镀镍层，在镀镍层上形成0.2 mm的化学镀金层，然后采用电子扫描显微镜观察线路间有没有异常析出。

　　在基板的BGA焊盘上进行金线粘结，确认连接强度。线粘结条件是线径28 mm，荷重70 g，温度160 ℃。测量试料基板在镀金以后和加速试验以后的粘结强度。为了加速试验，镀金以后的试料在200 ℃下加热处理1 h，然后它的表面进行5 nm氩气溅射处理。