多個SnO薄片制造技術

本發明專利技術公開了氧化亞錫顆粒及其制備方法，該顆粒具有的甲磺酸溶解速率是在8.1g?70％的甲磺酸中在20-25℃的溫度下30秒溶解3.56g氧化亞錫。還公開了封裝的氧化亞錫顆粒，該封裝的顆粒減少了隨時間推移在顆粒表面上的氧化錫的形成。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及金屬氧化物領域，特別涉及氧化亞錫(SnO)的制備。
技術介紹
多種金屬如錫用于制造電子器件。例如，純錫和錫合金如錫-鉛，錫-鉍，錫-銀和錫-銀-銅用作連接封裝的焊料。這些金屬一般通過電鍍在電子器件基材上沉積。通常，錫電鍍液包含二價錫離子，任選的合金金屬如銀、銅、鉍和它們的混合物的離子，酸性電解質，以及任選的各種有機添加劑中的一種或多種。氧化亞錫(錫(II)氧化物)是二價錫離子的一般來源。氧化亞錫可以直接溶解在錫電鍍液中，或在酸中單獨溶解然后將其作為溶液加至電鍍液中。通常通過以下方式來制備氧化亞錫將錫金屬溶解在無機酸如鹽酸中，接著用堿如氫氧化鈉中和，加熱所得產品生成所需的錫(II)氧化物。這種氧化亞錫通常具有大量殘余的氯離子。當這種氧化亞錫用于制備錫-合金電鍍液如錫-銀或錫-銀-銅電鍍液時，殘余氯離子可能在鍍液中形成氯化銀沉淀。氯化銀的形成不僅降低了電鍍液中銀的濃度，而且該沉淀物本身的存在也是不合需要的。并且，某些形式的氧化亞錫也不易溶于酸性電解質中而形成濁液。此外，氧化亞錫經過一段時間后變成氧化錫(或錫(IV)氧化物)。氧化錫難溶于酸，使得它不能應用于電鍍液。日本出版的專利申請JP11-310415A公開了一種制備氧化亞錫的方法，將SnCl2溶解在鹽酸中，使用氨水和碳酸氫銨的混合物中和該溶液，該中和溶液的pH值為6-10，然后在> 50°C加熱該中和的溶液。該專利申請公開了一種具有非常高錫濃度的酸性溶液，其錫(II)離子與無機酸的重量比接近I。所得氧化亞錫的顆粒尺寸似乎取決于中和溶液的PH值，當PH值為6-7. 5時獲得較小尺`寸的顆粒(< 10 μ m)，當pH值接近10時獲得較大尺寸的顆粒(10-50 μ m)。JP11-310415A還公開了使用各種有機物如L-抗壞血酸，葡萄糖酸，羥胺，苯酚，醛和亞硝酸鈉對所得氧化亞錫進行表面處理以阻止表面氧化形成氧化錫。從該方法中獲得的氧化亞錫仍具有不合需要的氯離子水平(25-48ppm)。此外，用于表面處理的有機材料可能在含錫的鍍液中累積，會影響含錫物的沉積。仍然需要氧化亞錫具有極低的氯離子雜質水平。也需要氧化亞錫能長期儲存不會形成氧化錫且不會將不想要的有機物引入含錫鍍液中。日本出版的專利申請JP2009-132570A公開了一種制備氧化亞錫的方法，將錫金屬溶解在鹽酸(按質量計30-40% )中，使用氨水、碳酸氫銨或它們的混合物中和該溶液，該中和的溶液的PH值為6-8，然后在80-100°C加熱該中和溶液，中和和加熱步驟均在氮氣中進行。中和的溶液的PH值對于所得氧化亞錫是否具有較好的溶解性是至關重要的。當pH值超過8時，意味著不溶性鹽形成。該專利申請聲稱物理上不可能將中和的溶液加熱至超過100°C。按照JP2009-132570A，該方法制備的氧化亞錫顆粒具有10-11 μ m的D50，而更大尺寸的顆粒溶解度低。該專利出版物沒有討論氯離子雜質的水平。仍然需要一種方法能在更寬PH值范圍內進行氧化亞錫的制備，且提供的氧化亞錫顆粒具有極低水平的氯離子雜質并在酸中具有良好的溶解性。一些用于制造電子器件的金屬可能包含某些低水平的發射a -粒子(“ a -粒子發射體”)的放射性同位素。這些放射性同位素的例子包括21°Pb，它是鈾衰變鏈的一部分，是a-粒子發射體的主要來源，其在大塊金屬材料(如銀和錫)中作為雜質，以及鉛的各種常見污染物如鈾( 234’238U，)(23Th),錯(226Ra),氡(222Rn),釙(210'218Po)和鉍(2iu212Bi)的同位素。焊料通常用在半導體器件封裝中以將集成電路(“1C”)芯片連接到封裝或基片上。如果連接IC電路的焊料包含a-粒子發射體，在極接近IC處發射該a-粒子會損害已封裝的半導體器件。具體的，這些發射的a-粒子能夠引起電子狀態的變化，稱為“軟錯誤”。這些錯誤稱為“軟”是因為它們不是持久性的。然而，這些錯誤通常引起至少一輪不正確的計算。這些軟錯誤越來越多地成為集成電路芯片制造商的大問題。因此，需要減少焊料中a -粒子發射體的濃度。
技術實現思路
本專利技術提供了一種制備多個氧化亞錫顆粒的方法，包括a)提供一種包含二價錫離子和無機酸的酸性混合物山)將該酸性混合物與pKa值為4. 75-15的堿接觸，形成pH為8. 5-12的堿性組合物；c)將該堿性組合物加熱至> 100°C的溫度，加熱一段足以形成多個氧化亞錫顆粒的時間；d)任選地分離多個氧化亞錫顆粒；和e)任選地洗滌氧化亞錫顆粒。堿中不含加入的氫氧根離子。優選的，氧化亞錫顆粒被分離。本專利技術還提供了具有以下性質的多個氧化亞錫顆粒平均純度> 99.8% ;平均表面錫氧的比值0. 75-1 ;平均顆粒尺寸彡40 iim;真密度6-6. 5g/cm3 ;容積密度2_2. 5g/cm3 ;氯離子含量< 25ppm ;堿金屬含量< 50ppm。本專利技術進一步提供了一種產品，所述產品包含容納在密封封裝內的具有以下性質的多個氧化亞錫顆 粒平均純度> 99.8% ;平均表面錫氧的比值0. 75-1 ;平均顆粒尺寸< 40 ii m ;真密度6-6. 5g/cm3 ;容積密度2-2. 5g/cm3 ;氯離子含量彡25ppm ;堿金屬含量^ 50ppm,該密封封裝由具有透氧性< 100cm3/645cm2 24hr的材料構成。附圖說明圖1是氧化亞錫顆粒的平均顆粒尺寸(U m)與用于制備顆粒的堿的摩爾量過量情況的關系圖。具體實施例方式本文中“一個”和“一種”指單數和復數的情況。除非另有說明，所有的量為重量百分比(所有的比率為摩爾比。所有的數值范圍是包括端點和可以任意順序結合的，除非很明顯這樣的數值范圍被限制加合為100%。術語“a-粒子發射體”和“a-粒子發射物質”可互換使用。正如此處所用，術語“基本不含”某對象是指該材料或組合物包含少于0.5%的該對象。以下縮寫具有下述含義cm =厘米，ii m =微米,A=埃，ppm =百萬分之一，g =克，kg =千克,mL =毫升,L =升,wt%=重量百分比，sec.=秒,min.=分鐘，hr=小時，°C=攝氏度。氧化亞錫通常用作制備錫和錫合金電鍍液的二價錫離子的來源。為能在制備這種應用于電子工業的電鍍液中使用，氧化亞錫必須易溶于酸性電解質，且必須包含低水平雜質，特別是鹵化物和鈉雜質。本專利技術提供的多個氧化亞錫顆粒易溶于酸性電解質，含極低水平雜質，具有極低水平的氧化錫(SnO2)表面層。該多個氧化亞錫顆粒具有以下性質平均純度彡99.8% ;平均表面錫氧的比值0. 75-1 ;平均顆粒尺寸5-40 iim;真密度6_6. 5g/cm3 ；容積密度2-2. 5g/cm3 ;氯離子含量< 25ppm ;堿金屬含量< 50ppm。通過借助電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)、使用任何常規設備分析金屬雜質含量，確定多個氧化亞錫顆粒的平均純度。優選的，多個氧化亞錫顆粒的純度> 99. 85%,更優選> 99. 9%。根據ICP-MS測定，本專利技術的多個氧化亞錫顆粒中的堿金屬，特別是鈉，的含量< 50ppm,優選< 40ppm,更優選< 25ppm,再更優選本文檔來自技高網...

【技術保護點】
多個氧化亞錫顆粒，其具有以下性質：平均純度≥99.8％；平均表面錫∶氧的比值為0.75?1；平均粒徑≤40μm；真密度為6?6.5g/cm3；容積密度為2?2.5g/cm3；氯離子含量≤25ppm；堿金屬含量≤50ppm。

【技術特征摘要】
2011.09.30 US 61/541,9331.多個氧化亞錫顆粒，其具有以下性質平均純度>99.8% ;平均表面錫氧的比值為O. 75-1 ;平均粒徑≤40 μ m ;真密度為6_6. 5g/cm3 ;容積密度為2_2. 5g/cm3 ;氯離子含量(25ppm ;堿金屬含量< 50ppm。2.如權利要求1所述的多個氧化亞錫顆粒，其中表面錫氧的比值為O.8-1。3.如權利要求1所述的多個氧化亞錫顆粒，具有的甲磺酸溶解速率是在8.1g 70%的甲磺酸中在20-25°C的溫度下30秒溶解3. 56g氧化亞錫并產生透明無色溶液。4.如權利要求1所述的多個氧化亞錫顆粒，具有<O. 05cph/cm2的α -粒子發射率。5.如權利要求1所述的多個氧化亞錫顆粒，具有>99. 9%的平均純度。6.如權利要求1所述的多個氧化亞錫顆粒，具有&l...

【專利技術屬性】
技術研發人員：M·L·格朗布瓦斯，
申請(專利權)人：陶氏環球技術有限公司，
類型：發明
國別省市：