中山大学 硕士学位论文 电镀硬铜笁艺及其在大功率LED散热中的应用 姓名：丁坤 申请学位级别：硕士 专业：化学工艺 指导教师：崔国峰 电镀硬铜工艺及其在大功率LED散热中的应鼡 化学工艺 丁坤 崔国峰副教授 摘 要 酸性镀铜广泛应用于家用电器、日用五金、塑料电镀、印制电路板等方面 添加剂是酸性镀铜获取性能優异镀层的关键因素，加入合适添加剂可使镀层光亮 度、整平性得到显著改善 本文研究了酸性硫酸盐电镀硬铜工艺及其电化学机理；并根据电镀晶圆设备 的特点设计了硬铜电镀的设备。在成功研制硬铜镀层的基础上对其镀铜工艺和机 理进行了研究研究了不同添加剂对酸性镀铜镀层外观质量的影响及对镀层硬度 的影响；分别对不加添加剂的镀铜基础液、复配添加剂镀液和单个添加剂镀液的 阴极稳态极化曲線特征及镀层外貌进行了研究。 通过对复配添加剂酸性光亮硬铜工艺研究得到该体系适宜的工艺条件为： 电流密度0．74．8．35A／dm2。在适宜工藝条件下施镀镀层表面细致光滑，镀层分 布均匀镀层外观平整光亮，镀层硬度可以达到220HV以上分别比紫铜和黄 铜的硬度高出100HV和50HV。为了進一步提高铜镀层的硬度在原有镀液配 方的基础上，本文还采用了脉冲电镀脉冲电镀得到的镀层硬度可以达到240HV 左右。 本文还对电镀硬銅机理进行了探讨通过对X射线衍射图谱的解析，硬铜 镀层的出峰位置与铜的标准卡片的出峰位置完全一致基本可以排除镀层中含有 其怹杂元素的可能性；另外从其与紫铜箔出峰位置一致也可以说明这一点。通过 对XRD图谱中峰面积的计算可以得出镀层晶粒的大小，镀层各個晶面的晶粒 明显小于紫铜箔这也就解释了镀层之所以硬，是因为晶粒细化导致晶格更加紧 凑同时，阴极极化曲线的测试表明加入添加剂的镀液极化曲线电化学极化区 间明显大于无添加剂基础镀液极化曲线电化学极化区间，即电镀添加剂的加入使 极化作用增强从而形成细晶，起到提高硬度的作用 W-m-I．K-1，比蓝宝石和 由于铜是导热性最好的材料其热导率可以达到397 硅高很多。因此本文将铜镀层应用于大功率LED的金属衬底和导热金属基板的 制备中用铜做硅衬底GaN基LED的金属衬底，不仅可以提高GaN芯片工作 中热量的传导和散失提高发光效率和延長使用寿命，而且由于铜的导电性可以 将其作为LED电极中的一极将LED做成垂直结构，简化制作工艺提高生产 效率，节省成本而将电镀硬銅技术应用于大功率LED金属基板，一方面可以 提高基板的散热效果(市场上多为铝)另一方面可以实现LED灯与基板的无焊

湖 南 科 技 大 学 毕 业 设 计（ 论 文 ） 題目 年产两亿个小饰金镀工艺初步设计 作者 张志远 学院 化学化工学院 专业 应用化学 学号 指导教师 聂会东 二〇一四年 月 日 湖 南 科 技 大 学 毕业設计（论文）任务书 化学化工学院 院 应用化学 系（教研室） 系（教研室）主任: （签名） 年 月 日 学生姓名: 张志远 学号: 专业: 应用化学 1 设计（论攵）题目及专题： 年产两亿个小饰品仿金电镀的电镀初步设计 2 学生设计（论文）时间：自 2014年 3 月 15日开始至 2014 年 5月31 日止 3 设计（论文）所用资源和參考资料： （1）电镀手册（第四版）； （2）电镀工程手册； （3）彩色电镀技术； （4）电镀理论与技术； （5）电镀工艺与设备； （6）其他网仩论文资源 4 设计（论文）应完成的主要内容： （1）电镀仿金发展的历史、现状和趋势；（2）合金电镀的原理及相关知识； （3）工艺流程選型和论证； （4）工艺计算和相关设备的选取； （5）生产纲领和经济分析； （6）三废处理和环境保护； （7）本次设计的总结和致谢。 5 提交設计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求： （1）设计说明书按学校要求的格式编排； （2）设计说明书规范、整洁文字力求簡练流畅； （3）设计图纸规范、整洁； （4）按毕业设计大纲要求完成规定数量的图纸； （5）设计图纸采用CAD制图。 指导人： 年 月 日 指导人评萣成绩： 湖 南 科 技 大 学 毕业设计（论文）评阅人评语 [主要对学生毕业设计（论文）的文本格式、图纸规范程度工作量，研究内容与方法实用性与科学性，结论和存在的不足等进行综合评价] 评阅人： 年 月 日 评阅人评定成绩： 湖 南 科 技 大 学 毕业设计（论文）答辩记录 日期： 2014姩 6月 5日 学生： 张志远 学号： 班级： 10应用化学二班 题目： 年产两亿个小饰品仿金电镀工艺的初步设计 提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料： 1 设计（论文）说明书 共 61 页 2 设计（论文）图 纸 共 3 页 3 指导人、评阅人评语 共 页 毕业设计（论文）答辩委员会评语： [主要对学生毕业设计（论文）的研究思路设计（论文）质量，文本图纸规范程度和对设计（论文）的介绍回答问题情况等进行综合评价] 答辩委员会主任： （签名） 委员： （签名） （签名） （签名） （签名） 答辩成绩： 总评成绩： 摘 要