【摘 要】
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Au-30at.%Sn共晶合金由于具有优异的力学性能、优良的热导率,钎焊时无需助焊剂,特别适用于功率器件的封装,如大功率发光二极管(LED)的封装。但是传统的机械合金化的制备方式
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Au-30at.%Sn共晶合金由于具有优异的力学性能、优良的热导率,钎焊时无需助焊剂,特别适用于功率器件的封装,如大功率发光二极管(LED)的封装。但是传统的机械合金化的制备方式成本较高、制备难度较大。电镀法是一种可以在复杂表面制备Au-30at.%Sn共晶可焊性镀层的方法。绿色制造已成为微电子制造行业的发展趋势,无氰共沉积电镀制备Au-30at.%Sn共晶可焊性镀层的方法受到人们原来越多的关注。然而无氰Au-Sn镀液的稳定性一直是无氰Au-Sn共沉积技术实现实用化的瓶颈和难点。本论文主要结论如下：(1)在同一无氰共沉积Au-Sn镀液中进行长时间的电镀实验,发现随着镀液累计电镀时间的延长,电流效率和镀层中Sn的成分逐渐降低。计算表明,镀液中Sn的实际消耗明显偏离理想情况,在经历长时间电镀后镀液不能稳定电镀出成分稳定的Au-30at.%Sn共晶合金镀层。(2)进一步利用线性伏安扫描法对碱性焦磷酸镀锡溶液,碱性亚硫酸镀金镀溶液和无氰共沉积Au-Sn镀液进行伏安扫描,实验结果显示Sn主盐在溶液中不能长时间稳定存在,而Au主盐可以在5天内保持稳定,因此Sn主盐的稳定性是制约共沉积Au-Sn镀液稳定性的主要因素。(3)为了找到稳定的镀锡体系,对柠檬酸-二价锡(Sn(Ⅱ))盐镀锡体系进行了研究。Sn(Ⅱ)在柠檬酸溶液中的主要络合形式有：SnCit2-、SnCitH-、SnCitH2、SnCitH3+,络合形式的浓度是溶液中柠檬酸总浓度、溶液中Sn(Ⅱ)总浓度及pH的函数。计算表明当pH为5时,Sn(Ⅱ)主要形成SnCitH-络合离子,约占溶液中Sn总浓度的97%。柠檬酸-Sn(Ⅱ)镀锡体系在抗氧化剂存在的情况下稳定性明显提高,抗坏血酸的抗氧化能力强于邻苯二酚,Sn(Ⅱ)的氧化是镀液不稳定的主要原因。
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