分步电镀法制备fcleds用ausn凸点的研究

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1、大连理工大学硕士论文摘要随着发光二极管(LightEmittingDiode，LED)芯片发光效率的不断提高，预计到2011年，全球高亮度LED(HighBrightnessLED，HB．LED)市场规模将高达90亿美元，白光LED固态照明也将在不久的将来成为现实。固态照明技术的发展对LED封装的光学、热学、电学和机械结构等提出了更高的要求，为了有效降低封装热阻，提高出光效率，必须采用全新的技术思路来进行封装设计。因倒装能有效提高LED芯片的出光效率和散热能力，所以白光HB．LED的倒装封装是现阶段研究的热点。而倒装芯片技术中

2、的重要一环是芯片凸点的制作，本文的工作就主要集中于凸点制作这一方面。凸点材料选择Au-Sn共晶无铅钎料，以分步电镀Au和Sn的方式来实现。出于对环境的保护，凸点的制备过程应实现无污染化，那么，传统的含氰镀金液和含氟和铅的镀锡液必将被无毒无害的新镀液取代。本文的工作致力于研究一种实用的稳定的无氰镀金液和一种稳定、无毒的镀锡液，并通过系列实验确定各镀液适用的电镀工艺参数，最终实现电镀法制备Au／Sn两层膜，为电镀法制备Au-Sn共晶凸点打下基础。研究结果表明：(1)获得了一种以氯金酸钠为主盐的稳定的无氰镀金液并确定了其适用的最佳工

3、艺参数；获得了一种以硫酸亚锡为主盐，以焦磷酸钾为络合剂并添加了抗坏血酸作为还原剂的纯锡电镀液，同时确定了其最佳工艺参数。在此基础上成功制备了纯金和纯锡的凸点。(2)电镀时，随着电镀温度的升高，镀层表面的晶粒(或微凸体)尺寸不断增大，镀层表面粗糙度不断增加，镀层的生长速度不断增大。(3)在镀液成分、电镀温度、平均电流密度等电镀工艺参数相同的条件下，采用周期换向方波脉冲比采用正向方波脉冲得到的金镀层内部更致密，表面平整度和镀层生长速度也都有很大提高。(4)对镀金来说，当电流密度在0．5~2．5A／dm2范围内逐渐增大时，镀层表面粗

4、糙度先减小后增大，在2．0A／dm2时出现树枝晶。对于镀锡，当电流密度在0．2-3．0A／dm2范围内逐渐增大时，镀层表面晶粒尺寸一直增大，未发现树枝晶的生长。(5)在T=80*C、pH=8．0、J=1．0A／dm2时，金镀层平均厚度与施镀时间之间存在良好的线性关系；在T=45℃、pH-8．0、J=1．0A／dm2时，Sn镀层平均厚度与施镀时间之间存在良好的线性关系。关键词：大功率发光二极管；倒装；金锡凸点；无氰电镀；电镀金；电镀锡分步电镀法制备FC．LEDs用Au／Sn凸点的研究TheStudyofSequentialEle

5、ctroplatingAu／SnBumpsforFC-LEDsAbstractAlongwiththeincreaseofluminescenceefficiencyofLEDs，itWasestimatedthatthedimensionsofmarketofwholeglobalHB-LED(HighBrightnessLED．HB—LED)marketwillamountto9billionUSdollarsby2011，andwhitelightHB-LEDsolid-statelightingwillbecametr

6、ueinthenearfuture．Higherrequirementsweresubmittedtotheoptics，thermology，electricityandmechanicalstructureofthepackagingofLEDs．Inordertodecreasethethermalresistanceandincreasetheluminescenceefficiencyofthepackagingstructures，totallynewdesignproposalmustbeapplied。Sinc

7、etheflipchip(FC)technologycouldimprovebothoftheluminescenceefficiencyandheatdissipationpotentialofLEDchips，FCpackagingforwhitelightHB·LEDWaSoneofthehotspotsofresearch．However，bumpingWasonecriticalstepinFCtechnology．Thispaperwillfocusonthebumpingprocess．Au—Sneutectic

8、solderwaschosenforthebumps，andsequentialelectroplatingwasadoptedtomanufacturethebumps．Toachievegreenmanufacturing，traditionalcyanidegoldel