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半導體器件和制造方法與流程

文檔(dang)序(xu)號:39427089發布日期:2024-09-20 22:24閱讀:11來源:國知局(ju)
半導體器件和制造方法與流程

本發(fa)明涉及用于電子器件(jian)的(de)引線框架(jia)或柔性印刷電路(fpc)的(de)制(zhi)造。具體地,該方(fang)法涉及實現電鍍引線框架(jia)或fpc以產(chan)生高亮度發(fa)光二極管(guan)(led)的(de)工藝。


背景技術:

1、發光(guang)二極(ji)管(led)是(shi)對各種(zhong)照(zhao)(zhao)明(ming)應用都有(you)意義的(de)(de)(de)半導體(ti)光(guang)源。其(qi)中,led通(tong)常(chang)用于電(dian)子領域,以在各種(zhong)設備(bei)(例如(ru)手(shou)表、交(jiao)通(tong)信號燈(deng)和電(dian)視(shi)等(deng))中提供照(zhao)(zhao)明(ming)。與傳(chuan)統的(de)(de)(de)白熾燈(deng)泡和熒光(guang)照(zhao)(zhao)明(ming)裝置相(xiang)比(bi),led具(ju)(ju)有(you)幾個(ge)優點(dian)/益(yi)處。led更(geng)可(ke)靠,它(ta)們在得到供電(dian)時立(li)即提供照(zhao)(zhao)明(ming),并(bing)(bing)且它(ta)們可(ke)以頻繁地接通(tong)和斷開,而(er)不(bu)會不(bu)利地影響led的(de)(de)(de)壽(shou)(shou)命(ming)或發光(guang)能力。最值(zhi)得注(zhu)意的(de)(de)(de)是(shi),與傳(chuan)統光(guang)源相(xiang)比(bi),led具(ju)(ju)有(you)極(ji)高的(de)(de)(de)能效,并(bing)(bing)具(ju)(ju)有(you)出色(se)的(de)(de)(de)長工作(zuo)壽(shou)(shou)命(ming)。

2、led技術正在(zai)慢(man)慢(man)地改變廣告業,因為它能夠制造鮮艷(yan)的動(dong)態(tai)顯示(shi)屏(ping)。人(ren)們早就(jiu)知道,路人(ren)通(tong)常(chang)不會被低亮(liang)度(du)(du)(du)的靜態(tai)圖(tu)像所(suo)吸引。因此,需要生產即使在(zai)遠距離看來(lai)也富(fu)有感染力的明亮(liang)led屏(ping)幕(mu)。亮(liang)度(du)(du)(du)通(tong)常(chang)以(yi)坎德拉每平方米(也稱為nits)為單位(wei)來(lai)測量。小型lcd屏(ping)幕(mu)可以(yi)具(ju)有250cd/m2的亮(liang)度(du)(du)(du)級別,而42英寸(cun)lcd可以(yi)具(ju)有800cd/m2的亮(liang)度(du)(du)(du)級別。室內(nei)led屏(ping)幕(mu)通(tong)常(chang)具(ju)有1500cd/m2的亮(liang)度(du)(du)(du),而大(da)型室外(wai)屏(ping)幕(mu)可以(yi)具(ju)有10,000cd/m2的亮(liang)度(du)(du)(du)。這樣(yang),期望由led實現更高的亮(liang)度(du)(du)(du)。

3、led通常包括:led引(yin)線(xian)(xian)框架或fpc以及(ji)反射金屬層;所述(shu)led引(yin)線(xian)(xian)框架或fpc包括主體,該(gai)主體具有用(yong)于直(zhi)接或間接安裝(zhuang)led元(yuan)件(jian)的(de)安裝(zhuang)表面;所述(shu)反射金屬層用(yong)于反射從led發射的(de)光,其沉積在led引(yin)線(xian)(xian)框架/fpc的(de)安裝(zhuang)表面上。另外,可以在組件(jian)上施(shi)加(jia)防水樹脂,用(yong)以形成對元(yuan)件(jian)的(de)屏障(zhang)。

4、引線框架(jia)通常是模制塑料構(gou)件(jian),其設置有銅(tong)(tong)、銅(tong)(tong)合(he)(he)金(jin)或不銹鋼的基層,在基層上(shang)鍍有銀層。它(ta)的特點(dian)是成(cheng)本低并且(qie)易于(yu)組裝。引線框架(jia)提(ti)供支撐以(yi)保護器件(jian),并且(qie)提(ti)供平臺,在該平臺上(shang)器件(jian)可(ke)(ke)以(yi)隔(ge)絕于(yu)各(ge)種(zhong)天氣因素的影響。fpc是粘合(he)(he)在柔性基底上(shang)的導電跡(ji)線的圖案。fpc包含金(jin)屬(通常為銅(tong)(tong),但可(ke)(ke)以(yi)使(shi)用其他金(jin)屬)跡(ji)線層,其粘合(he)(he)到(dao)基底上(shang)的介電層上(shang)(例如,由(you)聚酰亞胺或聚酯制成(cheng),但也可(ke)(ke)以(yi)使(shi)用其它(ta)聚合(he)(he)物)。可(ke)(ke)以(yi)使(shi)用粘合(he)(he)劑將(jiang)金(jin)屬粘合(he)(he)到(dao)基底上(shang)以(yi)形(xing)成(cheng)fpc。

5、通常,在(zai)(zai)封裝之(zhi)前將led引線框(kuang)架或fpc涂(tu)覆(fu)在(zai)(zai)金屬層中。涂(tu)覆(fu)產生(sheng)的加工件易于粘(zhan)結、可焊接、耐腐蝕且(qie)在(zai)(zai)美觀上令人滿意。還希望涂(tu)覆(fu)層是高度(du)反射的。

6、目前,led引(yin)線框架或(huo)fpc上(shang)的(de)(de)(de)(de)基礎金(jin)屬(shu)涂覆使(shi)(shi)用片料電(dian)鍍式鍍銀機進(jin)行鍍銀,其中引(yin)線框架/fpc浸入(ru)所(suo)述機器的(de)(de)(de)(de)溢流(liu)單元中。溢流(liu)單元包(bao)含這(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)溶液:該溶液包(bao)含所(suo)需的(de)(de)(de)(de)鍍銀組(zu)分(fen);以及光亮劑,以幫助(zhu)實現使(shi)(shi)用該引(yin)線框架或(huo)fpc形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)所(suo)得led的(de)(de)(de)(de)所(suo)需亮度(du)。在當前一代的(de)(de)(de)(de)led中,使(shi)(shi)用透(tou)射(she)密(mi)度(du)計(ji)測量(liang)的(de)(de)(de)(de)通常所(suo)達到的(de)(de)(de)(de)亮度(du)的(de)(de)(de)(de)gam值(zhi)為1.0至1.3gam。

7、期望下(xia)一代led具有更(geng)亮和(he)更(geng)鮮艷的gam值,因此(ci)具有大(da)于或(huo)等于2.0gam的期望gam值。然(ran)而,在保(bao)持(chi)這個增加的gam值的同(tong)時,也必(bi)須保(bao)持(chi)鍍銀區域的反(fan)(fan)射(she)率(lv)超過(guo)90%(通過(guo)包(bao)括鏡(jing)面反(fan)(fan)射(she)分量(liang)(sci)的測(ce)量(liang)),而排除鏡(jing)面反(fan)(fan)射(she)分量(liang)(sce)的反(fan)(fan)射(she)率(lv)不到30%。


技術實現思路

1、我們驚奇地發現(xian)了一種(zhong)新(xin)方法(fa),其能(neng)夠提供帶(dai)有所期望(wang)的2.0或更高的gam值的引線框架或fpc。

2、由此(ci),在(zai)本發明的(de)(de)第一(yi)個(ge)方(fang)(fang)面,提供一(yi)種制(zhi)造gam值(zhi)大于2.0的(de)(de)引線(xian)框架或fpc的(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)(fa),所述方(fang)(fang)法(fa)(fa)包括以下(xia)步(bu)驟:

3、(a)提供鍍(du)銅的引線框架或fpc,其中(zhong)鍍(du)銅受(shou)到(dao)蝕刻并涂覆有抗變色層;

4、(b)對鍍銅的(de)引線框架或(huo)fpc進行第(di)一電解清(qing)潔步(bu)驟,以提供經(jing)電解清(qing)潔的(de)引線框架或(huo)fpc;

5、(c)對經電(dian)解清(qing)潔的引(yin)(yin)線框(kuang)(kuang)架(jia)或(huo)fpc進行微蝕刻(ke)步驟,以提供經微蝕刻(ke)的引(yin)(yin)線框(kuang)(kuang)架(jia)或(huo)fpc;或(huo)者(zhe),對經電(dian)解清(qing)潔的引(yin)(yin)線框(kuang)(kuang)架(jia)或(huo)fpc進行鍍銅(tong)工序,以提供雙重(zhong)鍍銅(tong)的引(yin)(yin)線框(kuang)(kuang)架(jia)或(huo)fpc;

6、(d)對經微蝕刻的(de)引線(xian)框架或(huo)fpc或(huo)者雙(shuang)重鍍銅的(de)引線(xian)框架或(huo)fpc進行亮沉(chen)積(ji)鍍鎳工序,以提供(gong)鍍鎳的(de)引線(xian)框架或(huo)fpc;

7、(e)對鍍(du)鎳的引(yin)(yin)線框架或fpc進行(xing)銀觸擊(ji)電鍍(du)(silver?strike?electroplating)工序,以提供觸擊(ji)鍍(du)銀的引(yin)(yin)線框架或fpc;

8、(f)對觸(chu)擊(ji)鍍(du)銀(yin)的引線(xian)框架或fpc進行亮銀(yin)電鍍(du)工(gong)序,以(yi)提(ti)供(gong)亮銀(yin)引線(xian)框架或fpc;

9、(g)對亮銀(yin)電鍍引(yin)線框架或fpc進行(xing)銀(yin)剝離(li)工序,以(yi)提(ti)供鏡面(mian)亮銀(yin)引(yin)線框架或fpc;以(yi)及

10、(h)對鏡面(mian)亮銀電(dian)鍍引(yin)線框(kuang)架或fpc施用抗變色(se)涂層。

11、在(zai)(zai)本發(fa)明的(de)實施(shi)方案中(zhong),提供一種(zhong)制造gam值(zhi)大于2.0的(de)引線框架或fpc的(de)方法,其(qi)中(zhong)在(zai)(zai)進(jin)(jin)行步驟(b)之前,可(ke)以在(zai)(zai)酸(suan)浴中(zhong)對步驟(a)的(de)鍍(du)銅(tong)引線框架或fpc進(jin)(jin)行浸泡(pao)步驟,以提供酸(suan)清潔(jie)鍍(du)銅(tong)引線框架或fpc,可(ke)選(xuan)地,其(qi)中(zhong),酸(suan)可(ke)以選(xuan)自硫酸(suan)、多硫酸(suan)、連(lian)二硫酸(suan)和過氧硫酸(suan)中(zhong)的(de)一種(zhong)或更多種(zhong)。

12、在本(ben)發(fa)明(ming)的(de)(de)(de)另一個實(shi)施方(fang)(fang)案中(zhong),工藝的(de)(de)(de)步(bu)(bu)驟(c)的(de)(de)(de)微(wei)(wei)蝕(shi)刻(ke)工序(xu)可(ke)以(yi)包括(kuo)向(xiang)經(jing)電(dian)解(jie)清(qing)潔的(de)(de)(de)引(yin)線(xian)框(kuang)架或(huo)fpc上噴(pen)射微(wei)(wei)蝕(shi)刻(ke)溶液(ye),噴(pen)射的(de)(de)(de)量(liang)和時間(jian)足夠從鍍(du)銅層上去除0.5至1.3μm的(de)(de)(de)銅。例(li)(li)如(ru),微(wei)(wei)蝕(shi)刻(ke)溶液(ye)可(ke)以(yi)包含濃度為60至90g/l的(de)(de)(de)有機過氧化物(wu)(例(li)(li)如(ru)過硫酸銨)以(yi)及(ji)濃度為1至2體積(ji)百分比的(de)(de)(de)硫酸,可(ke)選地,其(qi)中(zhong)微(wei)(wei)蝕(shi)刻(ke)溶液(ye)與經(jing)電(dian)解(jie)清(qing)潔的(de)(de)(de)引(yin)線(xian)框(kuang)架或(huo)fpc的(de)(de)(de)接觸時間(jian)可(ke)以(yi)為30到60秒。在本(ben)發(fa)明(ming)的(de)(de)(de)可(ke)替選的(de)(de)(de)實(shi)施方(fang)(fang)案中(zhong),步(bu)(bu)驟(c)可(ke)以(yi)涉(she)及(ji)鍍(du)銅步(bu)(bu)驟,其(qi)使(shi)用(yong)氰化銅浴,并且可(ke)以(yi)在約(yue)50℃至約(yue)55℃的(de)(de)(de)溫(wen)度下使(shi)用(yong)約(yue)3.0a/dm2至約(yue)4.0a/dm2的(de)(de)(de)電(dian)流密度進(jin)行。

13、在本(ben)發明的(de)又一個實(shi)施方案中,步驟(d)的(de)鍍鎳(nie)工序可(ke)以使用鎳(nie)電解(jie)溶液,所述溶液包括(kuo):

14、硫酸(suan)鎳(nie)(例如六水合硫酸(suan)鎳(nie)),含(han)量為(wei)約300g/l至約350g/l;

15、氯化鎳,含(han)量為約(yue)40g/l至約(yue)60g/l;

16、硼酸(suan),含量為約(yue)40g/l至約(yue)50g/l;

17、潤濕劑,含量為約0.3體積百(bai)分比;

18、添加劑a,含量為(wei)1.0至2.0體積(ji)百分比;

19、添加(jia)劑b,含量為0.2至0.3體(ti)積百分比;

20、添加劑c,含(han)量為0.5至0.75體積百分比(bi);其中

21、添(tian)加劑a選自取(qu)(qu)代(dai)(dai)(dai)或(huo)未取(qu)(qu)代(dai)(dai)(dai)的芳基(ji)(ji)磺(huang)酰(xian)(xian)胺,取(qu)(qu)代(dai)(dai)(dai)或(huo)未取(qu)(qu)代(dai)(dai)(dai)的不(bu)飽(bao)和烷基(ji)(ji)磺(huang)酰(xian)(xian)胺,取(qu)(qu)代(dai)(dai)(dai)或(huo)未取(qu)(qu)代(dai)(dai)(dai)的芳基(ji)(ji)磺(huang)酸鹽(yan),取(qu)(qu)代(dai)(dai)(dai)或(huo)未取(qu)(qu)代(dai)(dai)(dai)的不(bu)飽(bao)和烷基(ji)(ji)磺(huang)酸鹽(yan),芳基(ji)(ji)磺(huang)酸及其鹽(yan)和溶(rong)劑化物中的一(yi)種或(huo)多種;

22、添加劑(ji)b選(xuan)自(zi)三(san)氟甲磺酸(suan)(suan)、三(san)氟甲磺酸(suan)(suan)的鹵化(hua)物(wu)以及(ji)芳族(zu)取代的磺酸(suan)(suan)及(ji)其鹽(yan)和溶劑(ji)化(hua)物(wu)中的一(yi)種或(huo)多種;

23、添加劑c選自1,2-甲基-4-異(yi)噻唑(zuo)(zuo)啉、卡賓菌素、1,2-苯(ben)并(bing)異(yi)噻唑(zuo)(zuo)-3(2h)-酮、2-苯(ben)氧基乙醇、苯(ben)甲酸以(yi)及(ji)對羥基苯(ben)甲酸甲酯(zhi)中的(de)一種或多種;

24、鎳溶液的ph為4.0至(zhi)4.5。例如,鍍鎳工序可以(yi)在50℃至(zhi)65℃的溫度下使用約5.0a/dm2至(zhi)約6.5a/dm2的電流密度進(jin)行(xing),并(bing)且利用可溶性的鎳陽極(ji),同時(shi)進(jin)行(xing)陰極(ji)移動或空(kong)氣擾動。

25、在(zai)本發明的又(you)一個實施(shi)方(fang)案中,在(zai)步(bu)驟(d)的鍍鎳(nie)工序中,為補充消耗的添(tian)加(jia)劑a和添(tian)加(jia)劑b而進一步(bu)添(tian)加(jia):

26、添加劑d,含(han)量為0.05至0.1體積百分(fen)比(bi);

27、添(tian)(tian)加劑d為(wei)(wei)在為(wei)(wei)添(tian)(tian)加劑a提供的(de)(de)列表中提及的(de)(de)至(zhi)少(shao)一種化(hua)合(he)物與在為(wei)(wei)添(tian)(tian)加劑b提供的(de)(de)列表中提及的(de)(de)至(zhi)少(shao)一種化(hua)合(he)物的(de)(de)混合(he)物。

28、在本(ben)發明的(de)(de)又一個實(shi)施方案中,步(bu)驟(zou)(e)的(de)(de)銀(yin)(yin)觸(chu)擊電鍍工序可以使用(yong)包括以下(xia)成分(fen)的(de)(de)銀(yin)(yin)觸(chu)擊電解溶液:

29、離子(zi)銀(yin),含量為1.0至2.0g/l;以及

30、kcn,含量為100至300g/l。例如,銀觸擊電鍍(du)工序可以使用約2.0a/dm2的電流密度,以及20至60秒的沉積(ji)時間。

31、在本發明的(de)又一個實施方案(an)中,步(bu)驟(f)的(de)亮(liang)銀(yin)電(dian)鍍工序可(ke)以使(shi)用包(bao)括以下成分的(de)亮(liang)銀(yin)電(dian)鍍電(dian)解溶液(ye):

32、氰化銀鉀鹽,濃(nong)度為50至100g/l;

33、氰化鉀(jia),濃度為100至(zhi)150g/l;

34、氫氧化鉀,濃度為約6至約20g/l;

35、光亮劑(ji)a,濃(nong)度為3至15ml/l;

36、光亮劑b,濃度為2至7ml/l;以及

37、光亮劑c,濃度為2至(zhi)7ml/l;其中,

38、光(guang)亮(liang)劑(ji)a為(wei)含有酮基的有機光(guang)亮(liang)劑(ji)化(hua)合物和/或有機金(jin)屬(shu)化(hua)合物的混(hun)合物;

39、光亮(liang)劑b為(wei)含有(you)(you)酮(tong)基的有(you)(you)機(ji)光亮(liang)劑化合(he)(he)物和(he)/或有(you)(you)機(ji)金(jin)屬化合(he)(he)物的混合(he)(he)物,所(suo)述含有(you)(you)酮(tong)基的有(you)(you)機(ji)光亮(liang)劑化合(he)(he)物例如為(wei)提(ti)供香味的酮(tong);

40、光亮劑c為一種(zhong)或多種(zhong)丙烯酸烷基(ji)酯;并且

41、溶液的ph超過11.5。例如,亮銀電鍍工(gong)序在約(yue)(yue)20℃至約(yue)(yue)40℃的溫度(du)下使用約(yue)(yue)5.0a/dm2至約(yue)(yue)6.5a/dm2的電流(liu)密度(du)進(jin)行(xing)。

42、在(zai)本發明的某些實施方案中,在(zai)完成(cheng)步驟(f)之后以(yi)(yi)及開(kai)始(shi)步驟(g)之前,可以(yi)(yi)進行第二電(dian)解清潔工序。例(li)如,該電(dian)解清潔工序可以(yi)(yi)使用包括(kuo)以(yi)(yi)下成(cheng)分的電(dian)解清潔溶液:

43、堿(jian)(jian)(jian)性(xing)物(wu)質(例如硅酸(suan)(suan)鈉),其選自堿(jian)(jian)(jian)金屬氫氧化物(wu)、堿(jian)(jian)(jian)金屬碳酸(suan)(suan)鹽(yan)、堿(jian)(jian)(jian)金屬硅酸(suan)(suan)鹽(yan)和堿(jian)(jian)(jian)金屬磷(lin)酸(suan)(suan)鹽(yan)中的(de)一種或多(duo)種;

44、螯合劑,其選(xuan)自(zi)三(san)聚磷(lin)酸鈉(na)、焦磷(lin)酸四(si)鉀和(he)焦磷(lin)酸四(si)鈉(na)中的一種(zhong)或多種(zhong);可選(xuan)地,其中

45、堿性物質的(de)存(cun)在量為(wei)12至25g/l。電解清潔的(de)合適條(tiao)件(jian)可以涉及使(shi)用引線框(kuang)架(jia)或fpc作為(wei)陰極,并在約50至約60℃的(de)溫(wen)度下使(shi)用1至5a/dm2的(de)直流電流。

46、為(wei)避免疑惑,具體地考察了(le)本發明的(de)(de)(de)第(di)一個方(fang)面(mian)的(de)(de)(de)實(shi)施方(fang)案的(de)(de)(de)任何技術上(shang)可(ke)行(xing)的(de)(de)(de)組合。

47、本(ben)發(fa)明的(de)第(di)二個方面(mian)涉及(ji)一種led引線(xian)(xian)框架(jia)或fpc,其(qi)通(tong)過或者(zhe)能夠(gou)通(tong)過本(ben)發(fa)明的(de)第(di)一個方面(mian)的(de)方法以及(ji)其(qi)實施方案的(de)任何(he)技術(shu)上可行的(de)組合而獲得,其(qi)中引線(xian)(xian)框架(jia)或fpc的(de)gam值大于2.0。

48、如(ru)本(ben)文(wen)所用,術(shu)語(yu)(yu)“包(bao)(bao)含”及其(qi)(qi)反(fan)(fan)(fan)(fan)義(yi)(yi)詞(ci)不排除(chu)在本(ben)發明的方法和組(zu)合(he)物(wu)(wu)中(zhong)(zhong)分別(bie)存(cun)在另外的步(bu)驟(zou)或物(wu)(wu)質。術(shu)語(yu)(yu)“由……組(zu)成(cheng)”和“基本(ben)上(shang)由……組(zu)成(cheng)”及其(qi)(qi)反(fan)(fan)(fan)(fan)義(yi)(yi)詞(ci)在本(ben)文(wen)中(zhong)(zhong)用于限制在方法和組(zu)合(he)物(wu)(wu)中(zhong)(zhong)存(cun)在的額外步(bu)驟(zou)或物(wu)(wu)質,但不限制存(cun)在少量雜(za)質。應當理解(jie)的是,術(shu)語(yu)(yu)“包(bao)(bao)含”及其(qi)(qi)反(fan)(fan)(fan)(fan)義(yi)(yi)詞(ci)將(jiang)術(shu)語(yu)(yu)“由……組(zu)成(cheng)”和“基本(ben)上(shang)由……組(zu)成(cheng)”包(bao)(bao)括在其(qi)(qi)范(fan)圍內。為避免(mian)疑(yi)義(yi)(yi),特別(bie)指出(chu),術(shu)語(yu)(yu)“包(bao)(bao)含”及其(qi)(qi)反(fan)(fan)(fan)(fan)義(yi)(yi)詞(ci)在本(ben)文(wen)中(zhong)(zhong)的每次(ci)出(chu)現可由“由……組(zu)成(cheng)”或“基本(ben)上(shang)由……組(zu)成(cheng)”或其(qi)(qi)反(fan)(fan)(fan)(fan)義(yi)(yi)詞(ci)替換,反(fan)(fan)(fan)(fan)之亦然。

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