蚀刻引线框架用的弱碱性无氰镀银工艺的研究

蚀刻引线框架作为集成电路芯片载体的新发展方向,近年来在微电子行业逐步得到应用。由于蚀刻引线框架在制备中需要用到多层具有特定图形的非耐碱的光刻胶膜,而传统的氰化镀银无法满足这一工艺需求,因此发展弱碱性的无氰镀银工艺具有极大应用价值。本文研究了基于5,5-二甲基乙内酰脲(DMH)无氰镀银体系的弱碱性镀银工艺,利用循环伏安法和计时电流法考察了该体系的电沉积行为与银结晶的成核机理;通过改变系列工艺条件确定的该工艺的有效工作窗口;并在优化的工艺条件下表征了镀层性能与镀液性能。结果表明该镀银层结晶细腻,平均颗粒尺度在16.7±3.6 nm。XRD测试表明其等效的晶粒尺度在43.6±3.0 nm,且(200)晶面为择优取向晶面。该镀银层白度为7.2%,光亮度为117 Gs,硬度为74±4 Hv。镀液性能测试表明,该镀液电流效率达到了99.2%(30℃/0.6 ASD),30℃条件下的分散能力约为83%。上述测试及实际蚀刻引线框架样品的试镀均展示了该工艺在实际应用中的潜在价值。

无氰镀银液的浓度对成核机理、镀液和镀层性能的影响

电镀过程中会因水分蒸发或母液补加使镀液浓度发生变化,因此系统研究镀液浓度变化对电镀工艺的影响具有重要的指导意义。本文采用循环伏安法(CV)和计时电流法(CA)考察了在不同浓度的无氰镀银液(含银量为7.1~19.1 g·L^(−1))下银的结晶成核机理;利用景深扩展体视显微镜和原子力显微镜(AFM)观察镀液浓度变化对镀层微观形貌的影响。镀液性能测试表明,镀液电流效率接近于100%,分散能力在80%左右,置换反应发生时间则随着浓度的降低而延长。镀层性能测试包括白度、硬度和光泽度,其中硬度随着浓度变化差别不明显,白度和光泽度随着浓度的降低总体呈下降趋势。通过对不同镀液浓度下的温度窗口和电流密度窗口的研究,确定了该工艺的理想工作范围。

利用置换化学镀制备微米尺度覆银铜粉

目的开发新型的置换化学镀方法,制备微米尺寸的覆银铜粉,进一步开展覆银铜粉在导电胶中的应用研究。方法通过改变置换反应的时间,分别得到10~60℃内银的覆载量的变化曲线,通过拟合表面反应动力学方程,得到该反应在不同温度下的速率常数。对所获得的材料开展XRD、SEM等的表征,并利用该材料开展了导电胶的应用研究。结果通过拟合Arrhenius方程,确定了该置换反应的活化能为4.1×10^(4) J/mol。利用形貌表征和20%的HNO_(3)溶液浸泡处理,结果证实,经过3 h的置换反应,铜粉可以完全被银层覆盖。通过热重分析可知,覆银层可以显著提高材料的抗氧化性,且随着置换反应温度的提高,抗氧化性也进一步增强。将40℃条件下制备的覆银铜粉与环氧树脂制成55%的导电胶,测试了样品的热稳定性,结果表明,经过40 h的烘烤,电阻稳定在0.8?以内,随后电阻有小幅上升,但在65 h以后,电阻稳定在2?以内,不再发生变化。结论利用置换化学镀获得的覆银铜粉具有良好的导电性和抗氧化能力。该方法简单可靠,具有较高的产业化前景,有利于对大规模工业化生产的指导。

置换化学镀法制备银包铜粉导电胶填料及其性能

对平均粒径为15μm的铜粉进行置换化学镀银,得到球状银包铜粉导电填料。对不同温度下银负载量随置换反应时间的变化曲线进行拟合得到不同温度下的反应速率常数,进而通过Arrhenius方程算得置换反应的活化能为1.9×10^(3) J/mol。表征了不同温度下制备的银包铜粉的微观形貌和晶体结构,以及将其作为填料时导电胶的性能。结果表明,所得银包铜粉为银白色,银层包覆完整,分散性良好。银包铜粉的质量分数为55%时,导电胶的抗氧化性和导电性良好;银包铜粉质量分数为55%~65%时,导电胶的剪切强度满足电子工业的一般要求。