【摘 要】
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小型化、集成化和高功率电子器件日益受到时代的欢迎,因此电子封装技术对基板提出了更高要求:高导热、高耐热、低热膨胀系数、高图形精度、低成本等。平面电镀陶瓷基板基本满足以上要求,已被广泛应用于功率器件封装。由于部分光电器件受到环境因素较大影响,必须采用含腔体结构的三维陶瓷基板实现气密封装,提高器件可靠性。本文在现有平面陶瓷基板制备技术基础上,提出采用电镀键合技术制备含围坝的陶瓷基板。具体研究内容如下:
【基金项目】
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武汉市科技成果转化重大项目:电子封装陶瓷基板制备技术成果转化
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小型化、集成化和高功率电子器件日益受到时代的欢迎,因此电子封装技术对基板提出了更高要求:高导热、高耐热、低热膨胀系数、高图形精度、低成本等。平面电镀陶瓷基板基本满足以上要求,已被广泛应用于功率器件封装。由于部分光电器件受到环境因素较大影响,必须采用含腔体结构的三维陶瓷基板实现气密封装,提高器件可靠性。本文在现有平面陶瓷基板制备技术基础上,提出采用电镀键合技术制备含围坝的陶瓷基板。具体研究内容如下:（1）设计三维陶瓷基板结构。根据电镀键合工艺特点,选择加工材料和设计三维陶瓷基板结构,其中基底选择电镀陶瓷基板（DPC）,围坝选择紫铜多孔基板,经图形精度和粗糙度检测,DPC陶瓷基板和围坝基板均符合设计要求。经COMSOL电镀仿真趋势表明,可通过优化添加剂组分,改善镀层质量。（2）添加剂对电镀键合过程影响。采用电化学测试方法,首先利用恒电流极化测试分析加速剂SH110和SPS在不同对流强度的电化学行为,加速剂电镀实验表明SH110适用于电镀键合过程;其次以循环伏安法测试抑制剂PEG和EPE不同分子量抑制效果,以恒电流极化测试整平剂NTBC和JGB不同对流强度的电化学行为;最后对比基础镀液和添加剂镀液电镀实验,分析添加剂在键合过程中的机理,经XRD和EDS测试分析,将SH110-EPE6400-JGB作为电镀键合添加剂。（3）电镀键合工艺优化。以镀层电镀沉积速率和剪切强度作为评价指标,优选综合性能较好的添加剂浓度组合为7mg/L SH110、260mg/L EPE6400和3mg/L JGB。然后优化电流密度、温度、电镀时间、搅拌速率等工艺参数。最后测试分析电镀键合制备的三维陶瓷基板可靠性,结果表明基板具有较好气密性,即使经历30次热循环,仍然具有较高可靠性。
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