Au-Sn共晶合金无氰电镀共沉积机理与性能研究

发布时间：2025-02-08 19:50

　　Au80-Sn20(wt.%)共晶合金具有高强度、高导热性、高蠕变与疲劳抗力以及免助焊剂焊钎等性能,被认为是光电子封装技术领域中最具应用前景的无铅钎料之一。目前,倒装结构已成为大功率发光二极管(LED)芯片封装技术发展的主流,其中Au-Sn共晶凸点起到导热、导电、机械支撑的关键作用。与蒸发、溅射沉积等物理制备方法相比,电镀法制备Au-Sn合金凸点具有工艺简单、低成本、镀速快、镀层厚度及图形可控等优点。然而,传统Au-Sn镀液中CN-的高毒性以及对光刻胶的腐蚀作用限制了其在光电技术中的广泛应用;同时,环保、健康与安全生产的法规也严格限制有毒、有害类物质的使用。因此,研发一种绿色环保、无氰、高稳定性的Au-Sn电镀液来实现Au80-Sn20共晶凸点制备具有重要的理论意义与工程应用价值。本论文研发了一种绿色、无氰、高稳定性的Au-Sn电镀液,系统研究了镀液组成与工艺参数对镀层成分与形貌的影响规律,通过稳健实验设计优化了制备镜面光亮Au-Sn共晶合金的工艺参数;结合密度泛函理论模拟以及电化学测试表征了无氰Au-Sn镀液中Au、Sn离子的络合行为与存在形式;阐明了镀液稳定性与Au-Sn合金共沉积的...

【文章页数】：153 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１三种ＬＥＤ芯片结构示意图??Ｆｉ．．ｃｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｔｈｒｅｅ?ｔｅｓ?ｏｃｈｉａｒｃｔｅｃｔｕｒｅｓ１１１??

．．大功率发光二极管（Ｌｉｇｈｔ－ｅｍｉｔｔｉｎｇ?Ｄｉｏｄｅ，?ＬＥＤ）照明技术已成为２１世纪最具发前景的第四代新型照明技术。相比于传统光源，大功率ＬＥＤ具有大功率、长寿命、高率和点亮速度快等诸多优点，己在道路照明、汽车照明、ＬＣＤ背光照明、景观照明以舞台灯光照明中得以广泛应用....

图１．２引脚式封装结构图??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｌａｍｐ?ｐａｃｋａｇｉｎｇ??

?垂直芯片?倒装芯片??图１．１三种ＬＥＤ芯片结构示意图??Ｆｉｇ．?１．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｔｈｒｅｅ?ｔｙｐｅｓ?ｏｆ?ＬＥＤ?ｃｈｉｐ?ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓ１１１??导热主要由蓝宝石衬底完成，但是由于蓝宝石的导电性能较差（２０？４０ｗ／ｎｒＫ），因??－１?....

图１．３大功率ＬＥＤ封装剖面图ｉ６１??－＾１??

必须解决的关键问题。由于ＬＥＤ封装材料和封装结构的影响，芯片侧表面和上表面的??散热能力极差，ＬＥＤ产生的热量大部分是通过热传导的方式传导到热沉，再以热对流的??方式消耗掉。图１．３所示为大功率ＬＥＤ封装结构剖面图Ｗ。ＬＥＤ的封装热阻主要包括材??料（散热基板和热沉结构）内部热阻....

图１．４?Ｖ型芯片大功率ＬＥＤ封装结构图??Ｆｉｇ．?１．４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｈｉｇｈ－ｏｗｅｒ?ＬＥＤ?ｐａｃｋａｇｉｎｇ?ｗｉｔｈ?ｖｅｒｔｉｃａｌ?ｃｈｉｐ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??

极分别在ＧａＮ基ＬＥＤ的两侧，所有电流几乎全部垂直流过ＧａＮ基外延层，没有横向流??动的电流。因此，这种方法制备的ＬＥＤ热阻较小、电流分布均匀，散热与出光都较好??（如图１．４所示）。在Ｌ?（横向）型电极的大功率ＬＥＤ芯片中的衬底材料通常是绝缘体??（如蓝宝石）。对于Ｌ型电极的Ｌ....

本文编号：4031895