金镀层具有接触电阻低、导电性能好、可焊性好、耐腐蚀性强，因而电镀金在集成电路制造中有着广泛的应用，例如：在驱动IC封装中普遍使用电镀金凸块；在CMOS/MEMS中应用电镀金来制作开关触点和各种结构等；在雷达上金镀层作为气桥被应用；电镀还被用于UBM阻挡层的保护层，以及用于各种引线键合的键合面等等。

防止金属氧化（如锈蚀），提高耐磨性、导电性、反光性、抗腐蚀性（硫酸铜等）及增进美观等。

1.镀铜：打底用，增进电镀层附着能力，及抗蚀能力。（铜容易氧化，氧化后，铜绿不再导电，所以镀铜产品一定要做铜保护）

2.镀镍：打底用或做外观，增进抗蚀能力及耐磨能力，（其中化学镍为现代工艺中耐磨能力超过镀铬）。（注意，许多电子产品，比如DIN头，N头，已经不再使用镍打底，主要是由于镍有磁性，会影响到电性能里面的无源互调）

3.镀金：改善导电接触阻抗，增进信号传输。（金最稳定，也最贵。）

4.镀钯镍：改善导电接触阻抗，增进信号传输，耐磨性高于金。

5.镀锡铅：增进焊接能力，快被其他替物取代（因含铅现大部分改为镀亮锡及雾锡）。

6.镀银：改善导电接触阻抗，增进信号传输。（银性能最好，容易氧化，氧化后也导电）

电镀是利用电解的原理将导电体铺上一层金属的方法。

除了导电体以外，电镀亦可用于经过特殊处理的塑胶上。

电镀需要一个向电镀槽供电的低压大电流电源以及由电镀液、待镀零件（阴极）和阳极构成的电解装置。其中电镀液成分视镀层不同而不同，但均含有提供金属离子的主盐，能络合主盐中金属离子形成络合物的络合剂，用于稳定溶液酸碱度的缓冲剂，阳极活化剂和特殊添加物（如光亮剂、晶粒细化剂、整平剂、润湿剂、应力消除剂和抑雾剂等）。

电镀过程是镀液中的金属离子在外电场的作用下，经电极反应还原成金属原子，并在阴极上进行金属沉积的过程。因此，这是一个包括液相传质、电化学反应和电结晶等步骤的金属电沉积过程。在盛有电镀液的镀槽中，经过清理和特殊预处理的待镀件作为阴极，用镀覆金属制成阳极，两极分别与直流电源的正极和负极联接。电镀液由含有镀覆金属的化合物、导电的盐类、缓冲剂、pH调节剂和添加剂等的水溶液组成。

通电后，电镀液中的金属离子，在电位差的作用下移动到阴极上形成镀层。阳极的金属形成金属离子进入电镀液，以保持被镀覆的金属离子的浓度。在有些情况下，如镀铬，是采用铅、铅锑合金制成的不溶性阳极，它只起传递电子、导通电流的作用。电解液中的铬离子浓度，需依靠定期地向镀液中加入铬化合物来维持。

电镀时，阳极材料的质量、电镀液的成分、温度、电流密度、通电时间、搅拌强度、析出的杂质、电源波形等都会影响镀层的质量，需要适时进行控制。

首先电镀液有六个要素：主盐、附加盐、络合剂、缓冲剂、阳极活化剂和添加剂。

电镀原理包含四个方面：电镀液、电镀反应、电极与反应原理、金属的电沉积过程。

被镀的零件为阴极，与直流电源的负极相连，金属阳极与直流电源的正极联结，阳极与阴均浸入镀液中。当在阴阳两极间施加一定电位时，则在阴极发生反应。

1.阴极：被镀物，指各种接插件端子。

2.阳极：若是可溶性阳极，则为欲镀金属。若是不可溶性阳极，大部分为贵金属（白金，氧化铱）。

3.电镀药水：含有欲镀金属离子的电镀药水。

4.电镀槽：可承受，储存电镀药水的槽体，一般考虑强度，耐蚀，耐温等因素。

5.整流器：提供直流电源的设备。

金镀层具有接触电阻低、导电性能好、可焊性好、耐腐蚀性强，因而电镀金在集成电路制造中有着广泛的应用，例如：在驱动IC封装中普遍使用电镀金凸块；在CMOS/MEMS中应用电镀金来制作开关触点和各种结构等；在雷达上金镀层作为气桥被应用；电镀还被用于UBM阻挡层的保护层，以及用于各种引线键合的键合面等等。

　　5.1 电镀金工艺流程集成电路中的金电镀工艺流程：

　　①在硅片上溅射钛、钛钨等金属作为黏附层，再溅射很薄的一层金作为电镀的导电层；

②涂布光刻胶，光刻显影出电镀所需的图形；

③清洗后进行电镀金；

④褪除光刻胶；

⑤蚀刻图形以外的导电层；

⑥退火。

　　5.2 电镀金原理

　　镀金阳极一般采用铂金钛网材料。当电源加在铂金钛网（阳极）和硅片（阴极）之间时，溶液会产生电流，并形成电场。阳极发生氧化反应释放出电子，同时阴极得到电子发生还原反应。阴极附近的络合态金离子与电子结合，以金原子的形式沉积在硅片表面。镀液中的络合态金离子在外加电场的作用，向阴极定向移动并补充阴极附近的浓度消耗，如图1为水平杯镀示意图，图2为垂直挂镀示意图。电镀的主要目的是在硅片上沉积一层致密、均匀、无孔洞、无缝隙、无其它缺陷的金。

　　5.3电镀药水

　　集成电路电镀金工艺通常有两种体系的电镀液：氰化物体系及非氰化物体系。氰化物体系稳定性高，寿命长，因而成本较低，但氰化物有毒性，需有严格的使用规范加以管理。目前集成电路制造中常见的氰化物电镀金药水是微氰体系，呈弱酸性，镀液中金以Au（CN）-2的络合物形式存在。主要成分为：金盐、导电盐、缓冲剂和添加剂。这种镀液体系稳定，毒性较小，镀层光亮平滑，硬度适中，耐磨性好，孔隙率低，可焊性好。非氰化物体系的以亚硫酸金钠为常见的金盐，亚硫酸根比较容易被氧化，因而较之氰化物体系，其工艺稳定要差一些。本文主要针对氰化物体系的电镀金工艺。

　　5.4电镀金设备

　　选择合适的电镀设备，将会获得较为满意的镀层。电镀设备可分为二类：水平喷流式杯镀和垂直挂镀两种方式。杯镀式将晶圆覆盖在一个杯状的镀槽上，电镀以一杯一片的方式进行。挂镀式则是将晶圆垂直浸入镀液中，一个镀槽可以同时进行多片电镀。杯镀式的电镀需注意气泡的去除，否则将会影响镀层厚度的全片均匀性。挂镀式则比较容易去除反应产生的气泡，但需注意倾斜镀层的产生。

　　5.5电镀工艺控制

　　电镀工艺参数的控制对镀层性能的影响很大。现以氰化物电体系镀金药水为例，详细介绍电镀金工艺中需要控制的几个主要参数：

　　（1）电流密度：0.1~1.0A/dm2

　　2电流密度的提高，镀层的表面粗糙度增加。

　　（2）温度：40~80℃

　　镀液温度高于40℃后，温度继续升高，镀层的粗糙度变化不是很明显，一般是在100nm左右。随着温度升高，镀层硬度将有所下降。

　　（3）pH：5.0~7.0

　　pH对镀层表面粗糙度的影响趋势为：随着pH逐渐升高，镀层表面粗糙度略有增加，但仍保持在100nm以下。

　　提高pH值，允许的电流密度将提高，镀层中的金含量提高，同时镀层的硬度和内应力将有所下降。

　　（4）金质量浓度：8~20g/L

　　提高镀液中金的质量浓度，可提高电流密度范围，提高金的沉积速度。金的质量浓度提高，镀层的光亮度和均匀度都有改善。

　　（5）密度

　　随着镀液使用的时间逐渐延续，镀液的密度将越来越大，镀层的粗糙度也会越来越大。另外，镀金液由于金盐质量浓度低，需要大量的导电盐来支持电极过程的进行，导电盐的质量浓度可通过镀液的密度来反映。

　　（6）流量：10~30L/min

　　电镀时的流量控制也很重要，因为流量的大小对镀层的性能会有影响，如果流量太小，则离子交换速度慢，镀层粗糙；若流量太大，金离子未来得及被还原就被带走，这样镀层会变得疏松。另外，如果使用的电镀设备是杯镀，在电镀过程中如果流量始终不变的话，那么停留在晶圆中间的气泡就会一直停留在那里，容易在镀层上形成凹孔。此时若突然改变流量，则气泡所受到的平衡力将被破坏，气泡的运动状态即可发生改变，这就是平时所讲的除泡过程。所以，杯镀设备在设计时，循环系统中采用变频器调节流量。挂镀的气泡则较容易去除。此外，镀金液应使用1μm以下的PP滤芯连续过滤。镀金液不建议使用空气搅拌。

　　（7）添加剂

　　添加剂能改善镀层的表面粗糙度，但添加时应逐步进行，总量最好不要超过5mL/L，因为添加剂的中无机成分，可能会影响金镀层的纯度，也会使镀层的硬度增大。