电化学制备金锡合金薄膜技术研究

万方数据

万方数据

４３２刘欣等：电化学制备金锡合金薄膜技术研究

２０１０焦

４Ａｕ／Ｓｎ双层膜厚度比计算及工艺参数确立

为了得到金锡重量比为８：２的多层膜，电镀时需要对电镀金层和锡层的厚度进行精确控制。共晶成分的金锡所需要的电镀金锡厚度比例为：

眠：Ｗｓｌ一８：２＝ｍ‰。硒魄一阻Ｌ血２舳Ｌｓｌ式中，Ⅳ为重量，ｐ为比重，Ｌ为电镀层厚度。其中，阻为１９．３，阳为７．３。带入上式，得到金锡电镀层厚度比为：

ＬＡｆ：Ｌｓ．一１．５１３≈Ｉ．５

根据结构设计的要求，将电镀金的目标值设定为２．４弘ｍ，电镀锡的目标值设定为１．６弘ｍ。由此计算出电镀工艺参数，如表３所示。

表３电镀工艺参数设置

Ｔａｂｌｅ３Ｃａｌｃｕｌａｔｅｄｐａｒａｍｅｔｅｒｓｆｏｒｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ

５厚度均匀性的控制

为了尽量提高电镀厚度均匀性，选用喷镀方式进行电镀金／锡薄膜的沉积，并对镀槽结构进行优化，镀槽结构如图３所示。图３中，Ａ：阳极，Ｂ：镀液喷管，Ｃ：电力线屏蔽板，Ｄ：基片，Ｅ：溢流隔板，Ｆ：加热器，Ｇ：液位控制。另外，有一个机械泵在工作过程中对电镀溶液进行循环过滤。结构Ｃ的存在改善了基片表面的电流分布，提高了电镀的均匀性；结构Ｃ开孑Ｌ的大小以及在阴阳极之间的不同位置，都对镀层的均匀性有很大的影响。

图３电镀槽结构

Ｆｉｇ．３Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇｂａｔｈ

参照ＧＢ／Ｔ１１３７８—２００５方法，对金属化薄膜厚度进行测试。每大片（５０ｍｒｆｌ方片）取９个点进行测试，电镀层厚度（ｒ）如表４所示。大片内均匀性（Ｕ）根据下式确定：

ｕ一瓦（ｚ＇ａｖ．而ｔ－－ｒｎｉｎ）×１００％

计算得到Ｖ缸为３．３％，魄为５．６％。

表４电镀层厚度测试结果

Ｔａｂｌｅ４Ｍｅａｓｕｒｅｄｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｔｈｅｐｌａｔｅｄｌａｙｅｒ

６热处理

为了形成共晶合金，电镀金／锡双层膜需要在９０％Ｎ：／１０％Ｈ：的稳定气氛下进行热处理。热处理工艺温度曲线如图４所示。

图４热处理工艺温度曲线

Ｆｉｇ．４Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒａｍｐｉｎｇｐｒｏｆｉｌｅｆｏｒｒｅｆｌｏｗｐｒｏｃｅｓｓ在热处理过程中，热板必须在大约３ｍｉｎ以内加热到３５０℃，并在最高温度处保持大约１０Ｓ。试验发现，在高温处的保温时间并不太关键，因为即使

保持更长的时间，合金成分也基本不会发生变化。万方数据

万方数据

电化学制备金锡合金薄膜技术研究

作者：刘欣， 胡立雪， 罗驰， LIU Xin， HU Lixue， LUO Chi

作者单位：中国电子科技集团公司,第二十四研究所,重庆,400060

刊名：

微电子学

英文刊名：MICROELECTRONICS

年，卷(期)：2010,40(3)

1.NAKAHARA S;MCCOY R J;BUENE L Room temperature interdiffusion studies of Au/Sn thin film couples 1981(04)

2.PITTROFF W;BARNIKOW J;KLEIN A Flip chip mounting of laser diodes with Au/Sn solder

bumps:bumping,self-alignment and laser behavior 1997

3.ZAKEL E;REICHL H Flip chip assembly using gold,gold-tin,and nickel-gold metallurgy 1995

4.周涛;汤姆;鲍勃金锡焊料及其在电子器件封装领域中的应用[期刊论文]-电子与封装 2005(08)

5.YOON J-W;CHUN H-S;JUNG S-B Reliability evaluation of Au-20Sn flip chip solder bump fabricated by sequential electroplating method with Sn and Au 2008(03)

本文链接：/Periodical_wdzx201003028.aspx