Development of new electrolytic and electroless gold plating processes for electronics applications

Abstract

This article reviews results of our investigations, performed over the period of a decade, on gold plating for electronics applications. Three different topics are covered: (1) development of a new, non-cyanide, soft-gold electroplating bath containing both thiosulfate and sulfite as ligands; (2) evaluation of a known cyanide-based, substrate-catalyzed electroless bath for depositing pure soft gold, and subsequent development of an alternative, non-cyanide, substrate-catalyzed bath; and (3) development of a new process to electroplate amorphous hard-gold alloys for probable future applications as a contact material on nano-scale electronic devices. r

Development of Hybrid Electro-Electroless Deposit (HEED) Coatings and Applications

“…13 Additionally, the Au electrolyte does not contain a typical reducing agent, such as sodium hypophosphite {NaH 2 PO 2 }, but rather makes use of the mixed ligand structure as a means of reduction with SO 3 − acting as the main reducing agent. 15 In order to allow surface-on analysis, the sample was raised for each of 3 stages of deposition creating single, bi-layer, and tri-layer deposits on a single surface.…”

Electrodeposition of gold from formaldehyde-sulfite baths: bath stability and deposits characterization

“…1 Non-cyanide baths have been developed to overcome the problem of toxicity, most of them based on Au(I)-sulfite complex. 2,[3][4][5][6][7] Different reducing agents are commonly add to the Au(I)-sulfite bath, as thiourea, 5,6 hypophosphite, 4,6 borohydride, 6 dimethylamine borane (DMAB), 6 hydrazine 6 and formaldehyde. 2,6,8 Redox potentials of all reducing agents are negative, showing dependence with pH ranging from 4 to 14, except when thiourea is added to the bath.…”

Obtenção de ligas AuxSny utilizando deposição eletroquímica: influência dos aditivos, análise de morfologia e crescimento de multicamadas.

“…(11), recebe o nome de expressão da constante de equilíbrio, sendo K a própria constante de equilíbrio. Vale ressaltar que se um sólido ou líquido puro está envolvido em um equilíbrio, sua concentração não é incluída na expressão da constante de equilíbrio para a reação, uma vez que sua concentração é invariável (considerando que líquidos e sólidos são teoricamente incompressíveis e, assim, tem-se a densidade como propriedade intensiva 13 ) [18].…”

“…O equilíbrio químico é regido pelo princípio de Le Châtelier, segundo o qual se um sistema em equilíbrio for perturbado por uma variação na temperatura, pressão ou 13 A densidade de uma substância em determinada condição é uma propriedade intensiva, ou seja, a propriedade é a mesma, independentemente do quanto dessa substância houver. Dessa forma, a concentração de um sólido ou um líquido puro (que são virtualmente incompressíveis) é a mesma independentemente de quanto houver deles (um gás, porém, que pode ser comprimido sem dificuldade, tem a sua concentração variada facilmente).…”

“…Na região destacada pela linha pontilhada, se for feita uma reescala isotrópica, será obtida a imagem abaixo ampliada, que é diferente do objeto exibido em (b) Figura 3.7 -Representação da aplicação de potencial: (a) cronoamperometria, sendo que em E 1 não ocorre reação de oxirredução e, em E 2 , as espécies são reduzidas em uma taxa limitada por difusão; (b) cronoamperometria reversa, em que ocorre a aplicação de um pulso de potencial, e ambos os patamares, E f e E r , provocam reações de oxirredução das espécies eletroativas. À direita, estão as representações da resposta de corrente versus tempo obtida em decorrência da aplicação do potencial [124] Ag o metal a ser depositado seja reduzido preferencialmente em sítios catalíticos sobre a superfície da amostra onde ocorre a deposição [13,14].…”