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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:李嘉家
研究生(外文):Chia-Chia Li
論文名稱:以鋅置換法製備鋁基金錫共晶堆疊層及應用於覆晶封裝之探討
論文名稱(外文):AuSn Eutectic Stack Layer on Al substrate Used Zincating and Discussion of Flip-Chip package
指導教授:陳文瑞陳文瑞引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立虎尾科技大學
系所名稱:電子工程系碩士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:97
中文關鍵詞:濺鍍鋅置換金錫合金共晶鍵合覆晶封裝
外文關鍵詞:sputterzincateAuSn alloyeutectic bondingflip-chip package
相關次數:
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本論文以鋁做為底層金屬,將其鋅置換後以電鍍製備金錫堆疊層,並將金錫堆疊層總厚度控制在2μm下,取代傳統大面積之焊料凸塊,最後與LED或太陽電池進行鍵合封裝。首先以鋁板作為實驗基礎,鋅置換後製備金錫堆疊層,並測試共晶最佳溫度。接著將同樣的製程轉移至玻璃基板上,底層金屬以濺鍍的方式製備,並找出最佳共晶溫度。然後利用黃光微影製程在玻璃基板上製作圖形,與LED或太陽電池作鍵合封裝,並進行各項量測。鋅置換次數最佳值為三次,金錫共晶在鋁板上最佳溫度為350℃、玻璃基板上為360℃,在360℃時玻璃基板之合晶相多為ζ相(Au5Sn)。在LED封裝方面,在操作電流50mA下,有較低的串聯阻抗14.94Ω、理想因子為2.95。在太陽電池封裝方面,與傳統銀膠相較下,轉換效率提升11%、填充因子提升4.6%、串聯阻抗下降7.4%。

In this thesis, the Al was as to the under-metal, and Zn was replaced the surface of Al. Then the gold-tin stack-layers were electroplated on under-metal and controlled the thickness under 2μm, to replace the large-area solder bump. In finally part, LED or solar cell was utilized to eutectic bonding. The experiment procedures can be divided into three phases. To begin with Al substrates were used to make gold-tin stack-layer and find the best eutectic temperature. Next, glass substrates were sputtered Al and was completely imitated the Al substrates process and also find the best eutectic temperature on glass substrates. Finally, the Lithography was utilized on glass substrates, after stack-layer completed, combined with LED or solar cell. The best Zincating times were three times. The gold-tin better alloy temperature on Al substrates is 350℃, on glass substrates is 360℃. In LED packaging, it was lower impedance(14.94Ω) and ideal factor(2.95) under 50mA. In solar cell packaging, compared with traditional package showed the conversion efficiency and fill factor was enhanced to 11% and 4.6%, and the impedance was reduced almost 7.4%.

中文摘要 ...................i
英文摘要 ...................ii
誌謝 ...................iii
目錄 ................... iv
表目錄 ................... vii
圖目錄 ................... viii
符號說明 ...................xiii
第一章 緒論 ................... 1
1-1 鍵合(Bonding)技術簡介................... 1
1-2 金屬共晶(Eutectic)簡介 ...................2
1-2.1 焊料凸塊(Bump) ................... 2
1-2.2 金錫共晶(AuSn Eutectic) ...................3
1-3 封裝型式 ................... 5
1-3.1 發光二極體封裝 ................... 5
1-3.2 太陽能電池封裝 ................... 7
1-4 本碩論文研究動機 ................... 8
第二章 相關儀器設備與製程介紹 ...................9
2-1 黃光微影製程 ................... 9
2-2 磁控直流濺鍍系統 ................... 11
2-3 鋁材鋅置換 ................... 15
2-4 電鍍 ................... 17
2-5 熱壓合 ................... 18
第三章 實驗方法與量測介紹 ...................21
3-1 前處理 ................... 21
3-2 實驗方法 ................... 22
3-2.1 鋁基板 ................... 22
3-2.2 玻璃基板 ................... 24
3-2.3 圖形化製作 ................... 25
3-3 量測設備介紹 ................... 27
3-3.1 α-step量測 ................... 27
3.3.2 剪力量測 ................... 27
3-3.3 掃描式電子顯微鏡................... 28
3-3.4 X光繞射儀 ................... 30
3-3.5 原子力顯微鏡 ................... 33
3-3.6 電壓-電流量測 ................... 34
3-3.7 電化學交流阻抗光譜法 ...................34
第四章 結果與討論 ................... 35
4-1 鋅置換之薄膜平整度分析 ...................36
4-2 各種鍍膜速率分析 ................... 53
4-3 剪應力測試 ................... 55
4-3.1 鋁基板 ................... 55
4-3.2 玻璃基板 ................... 57
4-4.1 XRD分析 ................... 59
4-4.2 SEM分析 ................... 65
4-4.2.1 鋁基板 ................... 65
4-4.2.2 玻璃基板 ................... 72
4-5 特性量測 ................... 78
4-5.1 LED特性量測 ................... 78
4-5.2 太陽電池特性量測................... 81
第五章 結論 ................... 89
參考文獻 ................... 91
英文論文大綱
簡歷


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