本申請涉及電鍍，尤其是涉及一種用于mems技術的鎳金合金鍍層的電鍍液及電鍍方法。

背景技術：

1、電鍍金可分為電鍍軟金和電鍍硬金。軟金一般是指純金，硬金則是金離子與其它金屬/非金屬元素離子基團進行共沉積的產物，其中摻雜的元素可促進金鍍層的晶粒細化，從而可提高金鍍層的硬度。在mems技術的實際生產中，硬金具有重要地位。硬金電鍍可提供極強的導電性和優異的耐腐蝕性能，可防止mems器件表面產生氧化與腐蝕。此外，硬金電鍍還能提供很好的焊接及力學性能，適用于在mems器件與pcb基板連接處進行增強電鍍。而在諸多軟金鍍液硬化劑中，鎳鹽硬化劑因其會帶來相對較低的鍍層內應力及相對容易的濃度管控手段而成為首選。

2、現有的絕大多數用于mems技術的電鍍金鍍液體系均為含氰化物體系，雖然傳統的氰化物鍍金溶液具有穩定可靠、鍍層結晶細密、結合力好等特點，但使用含氰鍍液所得的鍍層殘余內應力高、鍍液腐蝕光刻膠、析氫反應嚴重，而且對環境及操作人員人體危害巨大。隨著綠色生產要求的不斷提高，無氰鍍金工藝取代含氰工藝已是大勢所趨。

3、現有的mems結構鍍硬金工藝一般采取“先摻雜元素打底－后沉積軟金”的工藝路線。此種工藝雖然簡化了鍍液配置及操作難度，但所得鍍層易產生應力集中、連接處分層翹曲脫落、力學性能非各向同性等問題。這些不利的情況會在具有微米級甚至納米級尺寸結構的mems器件中得到放大，從而更頻繁地在實際生產中出現，造成不必要的損失。

技術實現思路

1、為了解決上述的技術問題，本申請的目的是提供一種用于mems技術的鎳金合金鍍層的電鍍液及電鍍方法。

2、為達到上述目的，第一方面，本申請提供一種用于mems技術的鎳金合金鍍層的電鍍液，其不含氰化物，每升所述的電鍍液包括：22～31g亞硫酸金鈉、65～87g硫酸鎳、5.5～6.5g氯化鎳、65～75g磷酸二氫鈉、76～81g磷酸氫二鈉、2.0～3.0g糖精鈉、0.5～0.8g酒石酸鉀鈉、1.9～3.4g乙二胺四乙酸（edta）、5.5～6.2g苯甲酸磺酚亞胺、0.1～0.2g硫代水楊酸、0.05～0.1g2－乙基己基硫酸鈉、0.10～0.20g3,4,5-三羥基苯甲酸鈉，余量為去離子水。

3、在上述技術方案中，進一步優選的，所述的電鍍液的ph值為4～6。

4、在上述技術方案中，進一步優選的，所述的電鍍液的溫度為50℃～55℃。

5、通過改變電鍍液中主鹽的含量與比例、添加劑的種類與含量及電鍍參數，加快電鍍過程中的電沉積速率，縮短生產周期，提高經濟效應；該電鍍液毒性小、穩定可靠，且陰極極化和分散能力得到改善，同時滿足安全生產和綠色生產的要求。

6、第二方面，本申請提供一種用于mems技術的鎳金合金鍍層的電鍍方法，所述的電鍍方法包括：

7、步驟一，在基片表面濺射種子層；

8、步驟二，通過涂光刻膠、顯影、泛曝、堅膜和光刻，在種子層表面刻蝕所需鍍層形貌；

9、步驟三，對刻蝕后的基片進行前處理；

10、步驟四，按照本申請提供的電鍍液的配比配制電鍍液，將前處理后的基片浸入配制后的電鍍液中；

11、步驟五，所述的基片和所述的電鍍液通電，所述的基片的表面形成鎳金鍍層；

12、步驟六，從所述的電鍍液中取出表面形成有鎳金鍍層的mems器件，并進行清洗和烘干。

13、在上述技術方案中，進一步優選的，在所述的步驟一中，所述的種子層的材料為不活潑金屬。

14、在上述技術方案中，進一步優選的，在所述的步驟三中，所述的前處理包括基底粗化、活化和清洗。

15、在上述技術方案中，進一步優選的，在所述的步驟四中，所述的電鍍液的ph值為4.3～4.8。

16、在上述技術方案中，進一步優選的，在所述的步驟五中，所述的電鍍液盛放在電鍍槽內，所述的基片浸沒在所述的電鍍液中且與直流電源電連接，所述的電鍍液在所述的電鍍槽內按150～300r/min的攪拌速率被攪動。

17、在上述技術方案中，進一步優選的，所述的直流電源的電流密度為1～1.7a/dm2，電鍍時間為10～400s，所述的攪拌速率為200～280r/min。

18、在上述技術方案中，進一步優選的，在所述的步驟六中，所述的mems器件依次經過冷氮氣保護吹干、熱氮氣保護烘干、冷氮氣保護吹干的烘干過程。

19、該電鍍方法工藝簡單，便于操作；基于上述提供的電鍍液的配比配制的電鍍液使得經由該電鍍方法生產的mems器件的鍍層表面致密平滑，光澤度高，孔隙率低，外觀形貌優良，且鎳金合金鍍層的強度、硬度和耐磨損性能均得到大幅提升，鍍層應力大幅降低，使用壽命長，保證制得的mems器件的各項性能均可滿足mems行業相關所需性能指標。

技術特征：

1.一種用于mems技術的鎳金合金鍍層的電鍍液，其不含氰化物，其特征在于，每升所述的電鍍液包括：22～31g亞硫酸金鈉、65～87g硫酸鎳、5.5～6.5g氯化鎳、65～75g磷酸二氫鈉、76～81g磷酸氫二鈉、2.0～3.0g糖精鈉、0.5～0.8g酒石酸鉀鈉、1.9～3.4g乙二胺四乙酸（edta）、5.5～6.2g苯甲酸磺酚亞胺、0.1～0.2g硫代水楊酸、0.05～0.1g2－乙基己基硫酸鈉、0.10～0.20g3,4,5-三羥基苯甲酸鈉，余量為去離子水。

2.根據權利要求1所述的電鍍液，其特征在于，所述的電鍍液的ph值為4～6。

3.根據權利要求1所述的電鍍液，其特征在于，所述的電鍍液的溫度為50℃～55℃。

4.一種用于mems技術的鎳金合金鍍層的電鍍方法，其特征在于，所述的電鍍方法包括：

5.根據權利要求4所述的電鍍方法，其特征在于，在所述的步驟一中，所述的種子層的材料為不活潑金屬。

6.根據權利要求4所述的電鍍方法，其特征在于，在所述的步驟三中，所述的前處理包括基底粗化、活化和清洗。

7.根據權利要求4所述的電鍍方法，其特征在于，在所述的步驟四中，所述的電鍍液的ph值為4.3～4.8。

8.根據權利要求4所述的電鍍方法，其特征在于，在所述的步驟五中，所述的電鍍液盛放在電鍍槽內，所述的基片浸沒在所述的電鍍液中且與直流電源電連接，所述的電鍍液在所述的電鍍槽內按150～300r/min的攪拌速率被攪動。

9.根據權利要求8所述的電鍍方法，其特征在于，所述的直流電源的電流密度為1～1.7a/dm2，電鍍時間為10～400s，所述的攪拌速率為200～280r/min。

10.根據權利要求4所述的電鍍方法，其特征在于，在所述的步驟六中，所述的mems器件依次經過冷氮氣保護吹干、熱氮氣保護烘干、冷氮氣保護吹干的烘干過程。

技術總結
本申請公開一種用于MEMS技術的鎳金合金鍍層的電鍍液及電鍍方法，電鍍液不含氰化物，每升電鍍液包括：22～31g亞硫酸金鈉、65～87g硫酸鎳、5.5～6.5g氯化鎳、65～75g磷酸二氫鈉、76～81g磷酸氫二鈉、2.0～3.0g糖精鈉、0.5～0.8g酒石酸鉀鈉、1.9～3.4g乙二胺四乙酸（EDTA）、5.5～6.2g苯甲酸磺酚亞胺、0.1～0.2g硫代水楊酸、0.05～0.1g2－乙基己基硫酸鈉、0.10～0.20g3,4,5?三羥基苯甲酸鈉，余量為去離子水；電鍍方法包括：在基片表面濺射種子層；在種子層表面刻蝕所需鍍層形貌；對刻蝕后的基片進行前處理；配制電鍍液以將前處理后的基片浸入電鍍液中；基片和電鍍液通電，基片的表面形成鎳金鍍層；清洗和烘干MEMS器件；本申請工藝簡單，便于操作，提高鍍層的外觀、性能和質量。

技術研發人員：蔣禧元,王森庭
受保護的技術使用者：強一半導體（上海）有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24