激光增强电镀的研究

本文概述了激光增强电镀的原理,介绍了用来研究电镀铜激光增强效应的实验装置和方法。电镀实验用CuSO_4水溶液为电解液,用镍薄膜作为阴极、铂片为阳极,极间施加直流电压。当用经过聚焦的氮离子激光束照射阴极时,观察到激光诱发的电镀增强效应。测量表明:激光增强的电镀电流要比无激光照射的背景电镀电流大10~3倍。用激光增强电镀方法成功地镀得了直径(或宽度)为几十微米的金属铜点(和线),镀层厚度为1-2微米,金属铜的沉积速率为1微米/秒,亦比背景沉积速率(10~(-3)微米/秒)大三个数量级。文中还给出当工作条件改变时电镀参数(电镀电流变化量、增强比和镀点直径)的变化规律。     

激光增强电镀铜的实验研究

简要叙述了激光增强电镀的机理并介绍了激光有极电镀铜的实验装置。实验中采用CuSO_4水溶液为电解液,使用预先镀有镍薄膜的玻璃基片作为阴极、铂片作为阳极。两电极间施加2V左右的直流电压。当功率为1W的氩离子激光束经光学系统会聚后穿过电解液聚焦在阴极上时,实验获得了直径约为几十微米、厚度为几微米的金属铜镀点。镀层沉积速率为0.1～1μm/s。测量表明由于激光引起的电镀增强率高达10~3以上。     

激光增强电镀铜

1.激光增强电镀属于液相激光化学沉积,它也是一种可以不用掩模而直接制作微细金属原图的新技术。美国IBM公司及其他一些研究部门从七十年代末开始在这一方向进行了一系列研究。近年来我们对激光增强电镀的机理和规律作了实验探讨,观察到电镀的激光增强效应,实验得到的激光电镀速率为0.1～1μm/s量级,比无激光照射时的常规电镀速率高600～1200倍。利用这一新技术我们得到了直径(宽度)为数十微米的铜镀点和镀线。     

激光增强化学电镀

实验利用聚焦了的氩离子激光束(514.5nm)通过盛有含铜化学镀液的容器,照射于预先经过敏化成核的玻璃基片上,得到了无背景的微小铜镀点。 实验研究了入射激光强度、辐照时间对镀点厚度和大小的关系,拍摄了镀点表面形态,测绘了镀点轮廓。在实验条件下,得无背景激光增强化学镀铜的速率约7.5μm/min,较无激光     

陶瓷表面激光无钯活化及其化学镀镍

为了实现陶瓷基体表面无钯化学镀镍,以10g/L NiSO₄·6H₂O和45g/L NaH₂PO₂的混合溶液为活化液涂覆于基体表面,利用激光扫描后使基体活化,再进行化学镀镍。研究了激光功率、光斑直径以及扫描速率对镀层覆盖率的影响,通过扫描电镜观察了粗化、活化以及施镀后的微观形貌,并对活化及施镀后的基体表面进行了成分分析,对镀层结合性、导电性以及可焊性进行了检测。结果表明,当以激光功率为3W、光斑直径为2mm、扫描速率为5mm/s对基体进行扫描时,基体表面生成一层平均直径为0.1μm的Ni微粒;施镀后,镀层覆盖率为100%;镀层微观表面平滑、致密,晶胞直径均在10μm以上;镀层中P的质量分数为0.0771,为非晶态结构,具有良好的耐磨性和耐腐蚀性能;镀层具有较强的结合性和良好的可焊性,电阻率为7.67×10-5Ω·cm,为良导体。该工艺成本低、无污染,能实现陶瓷基体表面局部化学镀镍,通过对激光的运动控制,能够使基体表面沉积各种精细图形,具有一定的实用价值。     

激光增强微细化学镀铜

本文介绍了利用聚焦激光束增强定域化学镀铜的实验。 在我们的实验条件下,得到无背景的微小铜镀点。镀点直径约0.2mm,化学镀速率约7.5μm/分,较没有激光作用时增强600倍。     

集成电路Cu互连线的XRD研究

对硫酸盐体系中电镀得到的Cu镀层,使用XBD研究不同电沉积条件、不同衬底和不同厚度镀层的织构情况和择优取向.对比了直流电镀和脉冲电镀在有添加剂和无添加剂条件下的织构情况.实验结果表明,对于在各种条件下获得的1 μm Cu镀层,均呈现(111)晶面择优,这样的镀层在集成电路Cu互连线中有较好的抗电迁移性能.     

通孔内镀金工艺研究

针对化合物半导体芯片通孔内镀金层薄导致通孔接地电阻大的问题,优化了喷液电镀台和挂镀电镀台的通孔镀金工艺条件,研究了两者在电镀过程中的镀液流场的差异,分析了两种电镀方式的工艺结果有显著差异的原因。喷液电镀台最佳工艺条件:直流电镀,电流积为15 A·min,电流密度为0.4 A/dm2,镀液体积流量为20 L/min时,对深宽比约为2∶1的通孔样品进行电镀,得到孔内外镀层厚度比接近1∶1的良好电镀效果。实验结果表明:喷液电镀台在晶圆通孔电镀方面有较大优势,可在不增加背面镀金厚度的情况下增加通孔内镀层厚度,不仅解决了芯片通孔内镀金层薄的问题,而且有利于降低成本,是今后通孔电镀工艺发展的方向之一。     

引线可焊性组合镀层的研究

一、前言一般认为影响铜芯引线可焊性的因素主要有二个方面①是铜锡合金层(η相)的扩散生长,②是镀层表面氧化物的生成。为了提高元器件引线的可焊性,文献曾报道采用中间加阻挡层的组合镀层取得了良好的效果。本文研究了几种组合镀层对可焊性的影响。即在铜基底上电镀可作为阻挡层的中间镀层,然后镀覆光亮锡镀层。中间镀层分别采用暗镍、低pb—Sn(即含pb量<40％重量的pb—Sn合金)和高pb—Sn(即含pb>60％重量的pb—Sn合金)三种镀层。中间镀层厚度控制在3～4μm,光亮锡镀层7～6μm,总厚度控制在10μm左右。另外一组作对照的试验样品是在铜基体直接镀光亮锡(10μm左右),无中间阻挡镀层。每组样品都分     

环氧树脂表面激光诱导液相化学局域沉积镍的实验研究

利用1079.5 nm Nd∶YAP激光作诱导光源,环氧树脂板为基体,研究了激光功率、辐照时间对激光诱导化学局域沉积金属镍的形成过程、微观形貌、厚度分布影响规律,确定了最佳的激光工艺参数.实验所用的镀液主要成分为硫酸镍、氯化铵、次亚磷酸钠,镀液的厚度为15 mm;环氧树脂板经过清洗、活化处理后直接浸入镀液中;Nd∶YAP激光通过聚焦直接照射到基体表面上.实验结果表明:所沉积的金属镍斑的中心厚度和面积随着激光功率、辐照时间的增加而增大,如当功率P=1.1 W,辐照时间t=12 min时,中心厚度d0=45 μm.与普通化学镀相比,其沉积速度高出几十倍,电镜分析结果表明:镍斑表面光滑、颗粒分布均匀.随着激光功率的增大,如P=3.5 W时,沉积速度呈下降趋势;当功率P=4.5 W时,出现凹坑现象,而且镀层较疏松,与基体的结合力差,随着功率的提高,这种现象更加明显,甚至得不到完整的镀斑.因此,在溶液厚度为15 mm时,激光功率为1 W比较适宜.(OE5)     

高厚径比贯通孔的无添加剂电镀

在多层印制线路板中,为了在贯通孔中生产出均匀厚度的铜镀覆层,加上这些多层PWB持续地发展更厚的板和更小的贯通孔,以满足表面安装技术(SMT)的发展要求,其结果导致孔内镀层厚度均匀性电镀的困难.一系列改进的技术,如射流喷射、化学蒸汽沉积(CVD,Chemical Vapor Deposition)、全加成化学镀和调整(酸性镀铜)等来满足高厚径比多层板制造者的要求.但是这些技术由于高投资,与环境不友善、长的电镀时间、不均匀的镀层厚度,或者要取决于专用(利)的添加剂等.同时,这些技术随着高厚径比的增加而变得越来越无效.但是用于高厚径比的贯通孔和导通孔的周期反向电流(PRC,PeriodicReverse Current)电沉积可获得明显的镀层均匀性和提高生产率,而且有利于保护环境.我们基于PRC工艺而开发出一种无添加剂的高厚径比电镀铜体系.这种工艺已制备出PTH的样品,其板表面/孔内的镀铜厚度接近于1.同时,所镀得铜箔用于机械特性评价已表明抗拉强度和延展性类似于常规DC有添加剂镀液所制得的铜箔的特性.最后,我们采用PRC并在两倍于常规电流密度的50ASF(约5.4A/dm2)下制得高质量电积铜层.初步的结论表明,PRC电镀可在较高电镀生产率而不用有机添加剂下制得精确的镀层控制特性.通过连续努力开发形成一个Database/algorithm以得到所期望的最佳电镀波形特性.这个Database/algorithm将集成到无添加剂的高厚径比电镀系统中.     

激光诱导化学反应合成硫化铅、氧化铅薄膜

用激光化学气相沉积的方法第一次获得荧光膜层氧化铅以及光电导膜层硫化铅,面积为4×15mm~2,厚度分别为0.33μm和0.18μm。测量了其成份、沉积速率、形貌等特性。     

添加Cu-Cr络合物的高分子聚合物的红外激光诱导表面金属化研究

对添加Cu-Cr络合物的高分子聚合物红外激光诱 导表面金属化进行了实验研究,利用1.06μm 和10.60μm激光对材料进行表面改性处理,并通过多种表面检测方 法对改性后的样品进行了分析。结果表 明,1.06μm激光可使材料表面产生大量起到“锚固作用”的微孔, 并且样品表面呈现周 期性起伏结构,表面增附效果较强,1.064μm激光可打破Cu-Cr络合物的化学键,在改性 区域出现还原性Cu1＋和Cr3＋,含量分别为0．9％和2.8%,激光处理 后得到的镀层平均厚为1100μm,标准差为0.29μm,且镀层附 着力较大;而10.60μm激光处理后样品表面呈随机起 伏结构,表面Cu1＋和Cr3＋的含量分别为0．4％和1．6％,镀层平均厚度为1.70μm,标准差为0. 59μm,且镀层附着力较小。     

3D封装中电镀参数对微凸点制备的影响

电子信息技术对封装焊点提出了高密度、高质量、小尺寸、低成本的要求,在此基础上,由二维平面到三维高度上的封装技术应运而生。微凸点的制备是3D封装中非常重要的一个环节。本文通过酸性环境电镀的方法在Cu基板沉积微米级别的Sn层,通过扫描电子显微镜和原子力显微镜观察不同参数下镀层的表面状态,研究分析了电镀参数对镀层表面的影响规律,并得到了不同电镀时间与镀层厚度的关系。最终得到制备质量较高Sn层的最优电镀参数为:硫酸浓度160 g/L,环境温度25℃,电流密度为1 A/dm~2。通过金相法及台阶仪测试法分别测量不同电镀时间镀层的厚度可知,镀层厚度与电镀时间呈正比。     

电镀技术在大马士革工艺中的应用研究

电镀是一种良好的实现金属沉积的电化学工艺方法。为探索电镀技术在大马士革工艺中的应用,先介绍了电镀的基本理论,然后阐述了双大马士革的工艺流程,继而从电镀液和脉冲电镀方面分析了电镀对大马士革工艺的影响。结果表明镀液中的Cl-对电镀有催化作用,脉冲电镀比直流电镀所需的时间短,电流密度对镀层的生长方式影响不大,脉冲时间对填充速率有重要影响。最后提出,应该从电镀设备、电镀液、工艺参数各方面进行研发,从而改善电镀效果,促进集成电路产业的快速发展。     

碱性蚀刻抗蚀层脱落的原因探讨

印制板在外层图像转移后,必须进行图形电镀铜和Sn/Pb合金(对热风整平工艺亦可镀纯锡),后者作为印制板的抗蚀及可焊性保护层。不管采用热风整平还是热熔工艺,镀抗蚀保护层是必不可少的。对抗蚀保护层,最根本的要求是镀层结晶精细、致密、线路覆盖完整,且有一定的厚度要求(9—14μm)。对热熔工艺,尚要求     

电镀Au-Sn合金的研究

Au-Sn(质量分数为20%)共晶焊料有着优良的导热和导电特性,已被广泛应用在光电子和微电子的器件封装工业中.对微氰和无氰电镀Au-Sn合金的两种电镀方法进行了研究,概述了镀液组分和电镀工艺条件,用扫描电镜的方法测试不同电流密度下Au-Sn合金组分,用测厚仪测试镀层厚度,计算出镀速,最终确定电镀Au-Sn(质量分数为20%)合金的电镀条件,并对微氰和无氰电镀液优缺点进行了对比分析.     

掺铥钼酸钆钡晶体1.9μm腔面膜的研制

根据Tm3+∶BaGd2(MoO4)4激光晶体的发光特性,以厚度为1.1 mm的该晶体为基底,选择Ta2O5和SiO2作为高低折射率膜料,通过电子枪蒸镀的物理沉积方式分别在晶体两端面设计并镀制了输入膜系和输出膜系,同时采用霍尔离子源辅助沉积来增强晶体与膜层之间的结合力。镀膜后的晶体输入端面795 nm透过率大于90%,1.9 μm透过率小于0.2%;输出端面795 nm透过率小于10%,1.9 μm透过率等于6.55%。通过采用795 nm波长的半导体激光泵浦镀膜后的晶体,实现了1.9 μm准连续激光输出,结果表明该激光输入输出膜系的镀制满足激光器实验的使用要求。     

分散定向碳纳米管阵列的制备及场发射性能

利用脉冲电化学沉积技术,以NiSO4·6H2O为电镀液在镀Cr硅基片上沉积低密度、直径在150nm左右的Ni催化剂颗粒,在此基础上,采用乙炔、氨气作为气源,采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术制备分散定向的碳纳米管阵列。研究了等离子体预处理技术对纳米管制备的影响以及该阵列的场发射性能,证明低密度的碳纳米管阵列阴极能有效地降低场屏蔽效应,进而提高场发射性能,其场发射的开启电场强度约为2.39V/μm。     

多物理场耦合研究电感线圈电镀铜

采用多物理场耦合方法构建了电感线圈电镀铜模型,通过有限元分析获得了电感线圈电镀铜过程中铜离子浓度分布、线圈表面电流密度与镀层分布状况,探讨了象形阳极与阴阳极距离对镀层厚度分布的影响。数值模拟结果表明,采用象形阳极与绝缘挡板有助于提高线圈表面镀层的均匀性。当阴阳极距离较小时,采用象形阳极电镀铜,镀层极差降低为0.21μm,COV减小为0.5%。随着阴阳极距离的增加,镀层极差增大到9.5%,需要增加绝缘挡板来提高镀层均匀性。此时,镀层极差为0.14μm,标准偏差COV值为0.4%。