無(wú)氰Au-Sn合金鍍液穩(wěn)定性研究與維護(hù).pdf

1、為了提高取光率與散熱性能，大功率LED的封裝技術(shù)一般采取倒裝封裝結(jié)構(gòu)，而倒裝結(jié)構(gòu)中凸點(diǎn)材料決定其封裝結(jié)構(gòu)的可靠性。Au-30at.%Sn共晶合金擁有良好的熱力學(xué)性能和優(yōu)異的機(jī)械性能，適合作為凸點(diǎn)材料。與制備Au-30at.%Sn共晶凸點(diǎn)的傳統(tǒng)方法相比，電鍍法具有成本低廉、工藝制作簡(jiǎn)單和凸點(diǎn)尺寸小等優(yōu)點(diǎn)。但是，無(wú)氰金錫合金電鍍液的穩(wěn)定性較差，制約了無(wú)氰金錫合金電鍍技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用。本論文主要研究了無(wú)氰Au-Sn合金鍍液的穩(wěn)定性，分析了鍍

2、液不能穩(wěn)定電鍍得到金錫共晶成分的原因，提出了相應(yīng)的解決辦法。主要結(jié)果如下：
　?。?）無(wú)氰Au-Sn合金鍍液在溫度為65℃的電鍍過(guò)程中，電鍍液能夠保持澄清，沒(méi)有沉淀生成，有利于實(shí)現(xiàn)高速電鍍。在鍍液的累計(jì)電鍍過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，鍍層中Sn含量隨著電鍍時(shí)間的積累而逐漸降低。在60min內(nèi)，能夠電鍍得到近共晶的Au–Sn共晶合金(28.95～31.53at.%Sn)并且鍍層的表面致密平整；80min后，鍍層Sn含量偏離Au–Sn共晶成分較大，鍍

3、層表面有大顆粒形成。
　　（2）采用電化學(xué)手段研究了鄰苯二酚和錫主鹽的氧化情況，發(fā)現(xiàn)120min內(nèi)，錫主鹽的氧化并不明顯，而鄰苯二酚氧化明顯。鄰苯二酚在金錫合金鍍液中起到還原劑和光亮劑的作用。在電鍍過(guò)程中，鄰苯二酚由于氧化消耗，使鍍液中鄰苯二酚的濃度逐漸下降，導(dǎo)致了鍍層中Sn含量隨電鍍時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷減少。
　?。?）無(wú)氰Au-Sn合金電鍍液每電鍍20min后，在鍍液中添加0.003mol/L的鄰苯二酚能夠維護(hù)鍍液的穩(wěn)定，并

4、能穩(wěn)定電鍍得到近共晶成分的Au–Sn合金(29.2%～30.67at.%Sn)。抗壞血酸濃度對(duì)鍍層表面形貌和鍍層中Sn含量沒(méi)有明顯的影響，抗壞血酸能夠作為還原劑替代鄰苯二酚；在新Au-Sn合金鍍液中進(jìn)行累計(jì)電鍍，發(fā)現(xiàn)金錫合金鍍層中錫含量變化不明顯，不超過(guò)1at.%，糖精鈉可以作為光亮劑替代鄰苯二酚。
　?。?）新合金鍍液中金錫摩爾濃度比以1:3為最佳。糖精鈉濃度對(duì)鍍層表面形貌有較大的影響，當(dāng)糖精鈉濃度為0.01mol/L時(shí)，獲得的