Au-Sn共晶合金無氰共沉積鍍液及工藝優(yōu)化.pdf

1、Au-30 at.％Sn共晶合金具有高強(qiáng)度、優(yōu)良的潤濕性、高熱導(dǎo)率、高蠕變抗力和良好的抗熱疲勞性能等優(yōu)點(diǎn)。使其非常適合應(yīng)用于高可靠性封裝中，尤其是大功率LED倒裝芯片的封裝。相對(duì)于非電鍍法制備Au-30 at.％Sn共晶合金凸點(diǎn)來說電鍍法具有成本低、工藝簡單、高度一致等優(yōu)點(diǎn)。但是環(huán)保無氰的Au-30 at.％Sn共晶合金鍍液研究困難，尤其是鍍液穩(wěn)定性方面，因此本論文配制了一種穩(wěn)定良好的鍍液，并系統(tǒng)的研究了鍍液組成與電鍍工藝參數(shù)對(duì)鍍層的影

2、響，優(yōu)化鍍液與工藝獲得了Au-30 at.％Sn共晶合金。
　　本論文主要結(jié)論如下:
　　(1)由Au(DMH)4-、亞硫酸鈉、檸檬酸銨、焦磷酸亞錫、焦磷酸鉀以及鄰苯二酚配制成的鍍液中，Au離子與Sn2+離子得到了充分的絡(luò)合，鍍液配制方法簡單，在較高溫度施鍍?nèi)匀槐３譄o色透明，室溫下放置近20天仍然無沉淀產(chǎn)生，鍍液穩(wěn)定性良好。
　　(2)在鍍液成分中:鄰苯二酚濃度對(duì)鍍層質(zhì)量有改善作用，對(duì)鍍層錫含量影響非常大，適宜濃度在0

3、.02 M-0.04 M之間。Sn2+離子濃度對(duì)鍍層形貌與成分影響都很大，對(duì)鍍層Sn含量起著至關(guān)重要的作用，適宜的Sn2+濃度為0.02 M（與Au離子濃度的比值為2）。亞硫酸鈉濃度對(duì)鍍層形貌與成分基本沒有影響，亞硫酸鈉濃度大于或等于0.12M（與Au離子的比值大于或等于12）即可。檸檬酸銨濃度對(duì)鍍層形貌影響較大，對(duì)鍍層成分基本沒有影響，適宜濃度范圍在0.20 M-0.24M之間（與Au離子的比值在20-24之間）。焦磷酸根濃度對(duì)鍍層形

4、貌影響很大，對(duì)鍍層成分影響較小，適宜的濃度范圍在0.24 M-0.32 M之間（與亞Sn離子的比值在6-8之間）。鍍液pH值對(duì)鍍層形貌與成分影響都較小，從鍍液穩(wěn)定性及應(yīng)用環(huán)境考慮適宜取值范圍在7-8之間。
　　(3)在電鍍工藝參數(shù)中:峰值電流密度對(duì)鍍層形貌影響很大，對(duì)鍍層成分影響不是很大，適宜的取值范圍在10-20mA/cm2之間。導(dǎo)通時(shí)間對(duì)鍍層形貌與成分影響都很大，適宜取值范圍在3ms以內(nèi)。關(guān)斷時(shí)間對(duì)鍍層形貌與成分影響也很大，適

5、宜取值范圍在3ms及以上。攪拌速度對(duì)鍍層質(zhì)量影響較大，攪速過大時(shí)還會(huì)使鍍層內(nèi)應(yīng)力增加造成鍍層脫落，對(duì)鍍層成分基本沒有影響，適宜的取值范圍在250-300rpm之間。施鍍溫度對(duì)鍍層形貌與鍍層成分影響都很大，適宜的溫度取值在45℃左右。
　　(4)通過正交實(shí)驗(yàn)及穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化出峰值電流密度取15 mA/cm2，導(dǎo)通時(shí)間取1.5ms，關(guān)斷時(shí)間取5ms，鄰苯二酚濃度在0.028 M時(shí)能夠得到鍍層致密，表面光亮呈銀白色的Au-30