如何估算電鍍銦的時間?
有客戶問到這樣的問題:“使用你們的氨基磺酸銦電鍍液得到20 μm的銦鍍層需要多長時間?”為了方便大家理解和輕松計算,在下面的內容中,有把計算推導的步驟列出來。計算過程很簡單,只需用到初中學到的知識—— 把三價銦離子(In3+)還原為銦原子(In)共需要多少個電子?對!答案是3。
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三價銦離子(In3+)所需要電(荷)量和時間關系應該如何計算呢?
這就又要回到初中時學到的電流公式i = q/t。推導過程如下:
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但如果陰極上銦沉積的效率達不到100%,就意味著需要更長電鍍時間。如下面公式σ是電鍍效率,那么花費時間將增加1/σ倍。例如,電鍍效率為50%,電鍍時間則是1/0.5=2倍時間。因此,結合效率,新的電鍍時間方程為:
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再把已知數(shù)據(jù)代入上面公式中,計算可得:
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結果顯示:電鍍20μm厚度所需要時間約為34分鐘。這里還有一個更簡單的公式來估算鍍層厚度和電鍍時間(分鐘):
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其中30.676被稱為“Shital銦電鍍常數(shù)”。
銦泰公司的氨基磺酸銦電鍍液具有90%電鍍效率。從上面的公式可知,更高的效率意味著更短的電鍍時間。電流密度從10-20mA/cm2提升到100mA/cm2,且電鍍溫度保持在20-25°C。這樣,電鍍時間將減少至原來的1/5,即約7分鐘就可以完成20μm電鍍。
從1930年代銦泰公司的創(chuàng)始人開發(fā)出最早商用銦電鍍液,如今,這項技術還廣泛地應用于半導體倒裝芯片和晶圓鍵合。先將銦電鍍到晶圓上,可以“長出”高密度、低間距和高縱橫比的銦凸塊。銦金屬質地柔軟、可塑性強、延展性好和良好的潤濕性可確保鍵合界面實現(xiàn)可靠的連接,即使銦凸塊表面不平坦或出現(xiàn)錯位。此外,銦具有低溫穩(wěn)定性,因此被用于低溫泵和在接近絕對零度的溫度下使用的設備中,非常適合在極端環(huán)境(如航空航天)中應用。
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