过程参数对悬浮微珠摩擦辅助脉冲电铸铜表面形貌的影响

为了改善传统酸性硫酸盐电铸铜的表面质量,提出了空心悬浮微珠摩擦辅助的脉冲电铸铜工艺。使空心微珠悬浮于卧式放置阴极上部,不断摩擦和撞击阴极表面,并结合脉冲电铸,提高电铸层表面质量。研究了脉冲频率、占空比、平均电流密度和阴极转速对摩擦辅助电铸铜表面形貌的影响。结果发现:在空心悬浮微珠的影响下,使用低脉冲频率、高占空比、较大的平均电流密度及较低的转速范围,更能发挥悬浮微珠的摩擦作用,细化晶粒。     

电流密度对电铸铜晶粒组织的影响

采用脉冲电源、酸性硫酸铜电铸液制备一定厚度的电铸铜,研究脉冲电流密度对电铸铜晶粒组织的影响.利用IPP(Image-Pro Plus)图像分析软件测量晶粒组织特征参数,计算得到晶粒分布几率,建立电流密度与各种组织参数平均值的定量关系,获得电流密度对电铸铜组织形态的影响规律,并分析了其影响机制.结果表明,在占空比为80%和频率为200 Hz的条件下,当电流密度从2A/dm2升高到6A/dm2,铸层中等轴晶的分布几率增加,晶粒的空间数量密度增加,晶粒长轴、短轴及面积平均值降低.     

复合电沉积工艺参数对镍晶微铸件表面性能的影响

目的将超声波、磁场引入到微电铸过程中,改善电沉积镍晶微构件的表面性能。方法改变电流密度、脉冲占空比、超声波功率、磁场强度的方向和强度,进行电沉积镍晶微铸件,分析这些工艺参数对微铸件表面形貌和显微硬度的影响。结果微铸件的显微硬度随磁场强度的增大而显著提高,随着阴极电流密度、超声波功率及脉冲占空比的增大呈现出先升高、后下降的规律,其中脉冲占空比对电铸层显微硬度的影响较弱。优选的工艺参数为:垂直磁场强度0.8 T,阴极电流密度2 A/dm2,超声波功率240W,脉冲占空比20%。结论引入超声波和磁场后可优化电沉积环境,细化电铸层晶粒尺寸,改善电铸层微观形貌,提高微铸件显微硬度。     

双脉冲电源参数对电铸金刚石-镍复合膜品质的影响

采用电铸法制备了金刚石-镍复合膜,研究了平均电流密度、正向脉冲频率、正向脉冲占空比、反向脉冲占空比等双脉冲电源参数对镀层厚度的均匀性、沉积速率、硬度、表面形貌的影响.结果表明:随着平均电流密度的增加,沉积速率增大并趋于稳定,复合膜硬度先增大后减小,厚度的均匀性变差;随着正向脉冲频率的增加,沉积速率和硬度都增大,厚度的均...     

Ni-SiC复合电铸层内应力实验研究

提出通过掺杂SiC颗粒来减小Ni微电铸层内应力的新方法,基于UV-LIGA工艺制作了纯镍电铸层和Ni-SiC复合电铸层,采用X射线衍射法测量微电铸层的内应力,分析SiC颗粒对微电铸层内应力的影响效果。利用L_9(3~4)正交试验考查了铸液中SiC浓度、电流密度、搅拌转速及电铸温度等工艺参数对复合电铸层内应力的影响。结果表明:掺杂SiC颗粒能有效减小微电铸层内应力,电流密度和铸液中SiC浓度对内应力的影响大于搅拌转速和电铸温度。复合电铸层内应力实验的最优工艺参数为:SiC浓度20 g/L,电流密度1 A/dm~2,磁力搅拌转速600 r/min,电铸温度50℃。     

电火花加工工具电极耐电蚀性能的试验研究

电火花成形加工过程中，工具电极的损耗是影响工件几何形状精度的主要因素之一。从工具电极的制作工艺着手，分别利用直流和脉冲电流电铸工具电被，进行了电极放电损耗试验。通过试验和SEM形貌研究分析了工艺参数对电极耐电蚀性能的影响，并用正交试验法优化了工艺参数。结果表明，脉冲电铸铜电极可降低损耗，且在一定工艺条件下脉冲电铸电极具有优异的耐电蚀性能。     

Fabrication of thin copper mesh for electromagnetic interference of display panel by pulse reverse current method and study on the microstructure by small angle neutron scattering

A copper sheet with mesh was mass-produced by continuously combining three techniques, electroforming with pulse-reverse current, transfer technique onto a transparent polyimide (PI) film and oxidation processes. Thiourea as an organic additive in a modified copper sulfate bath changes the reduction potentials of copper complexes, which results in effectively controlling the crystal orientation, surface roughness and microstructure of the copper layer. An electroformed copper layer without thiourea has a relatively rough surface with an average surface roughness of about 144.7 nm, whereas, the copper layers with thiourea have a smooth surface with an average surface roughness in the range of 6.3 to 12.1 nm. The copper layers with thiourea have a preferred orientation of crystal structure such that Cu (111) peak intensity increases, whereas, Cu(220) peak intensity decreases with thiourea addition. Electroforming with a rectangular pulse current density including etching at +640 mAcm^?2 for 1.8 msec and plating at ?160 mAcm^?2 for 4 msec in a modified copper sulfate bath with 200 ppm-thiourea at 25 °C is one of optimum conditions to massproduce a copper mesh sheet roll with 300 ??m pitch, 10 ??m mesh width and thickness, and 200 m long.     

电铸复杂回转零件时新型象形阳极的应用

通过对电铸时沉积金属的分布进行理论分析，提出采用象形阳极改善复杂形状零件电铸时沉积分布的不均匀性。在合金电铸复杂回转零件时设计了一种新型的象形阳极结构．由此试验得到了较好的电铸层厚度及合金成分的均匀分布。     

脉冲电流对6016-T4铝合金板材力学性能的影响

为研究在电流辅助成形时脉冲电流的电流密度、占空比和脉冲频率3个因素对6016-T4铝合金板材力学性能的影响规律,设计了3因素5水平的正交实验。实验表明,对6016-T4铝合金力学性能影响的主次因素是:电流密度>占空比>脉冲频率。在此基础上,选用主次2个因素,即电流密度和脉冲频率,使用控制变量法进行进一步的实验研究。实验结果表明,电流密度对6016-T4铝合金力学性能影响较大,改变电流密度的同时带来了明显的焦耳热效应,该效应对材料有明显的软化作用,降低了材料的流动应力,但是,同时也降低了铝合金板的伸长率,这是因为过大的电流密度加剧了试样的主应变演化,进而促进了试样的断裂。而脉冲频率的变化对6016-T4铝合金板材的力学性能影响很小,这也印证了正交实验的结论。     

双层微齿轮型腔镶块电铸均匀性 Ansys 模拟与优化

目的提高双层微齿轮模具型腔镶块电铸过程中铸层的均匀性。方法利用Ansys对双层微齿轮型腔镶块电铸过程中电场强度的分布情况进行模拟,确定施加绝缘挡板的可行性。采用正交试验考察绝缘挡板几何及位置尺寸对电场强度的影响,应用灰关联理论得出最优工艺参数组合。结果绝缘挡板的施加,在一定条件下可以使光刻胶电铸层厚度更为均匀和平整。路径a的相对误差由62.48%降低到33.18%,路径b的相对误差由48.01%降低到8.91%。结论施加绝缘挡板可以提高双层微齿轮模具型腔镶块电铸过程中铸层的均匀性。     

Fabrication of microprism mould by electroforming with high electrolyte flowrate

Abstract

Electroforming is applied to fabricate microprism moulds, however only low working current density is employed because the higher current density at the edge limits the usable value of the working current density. Reduction of current density at the edge is a key in the enhancement of the working current density. In this paper, a secondary cathode was introduced to lower the edge current density. By this technique, the edge current density of the primary cathode surface is not only weakened obviously but can be even lower than that of the others. In addition, a high electrolyte flow rate has been introduced to improve working current density. Experimental results show that both the microhardness and tensile strength of the electroformed layer increase with electrolyte flowrate. By using both secondary cathode and high speed electrolyte flow, the electroforming time could be reduced significantly and mechanical properties of the electroformed layer are not adversely affected in electroforming of microprism moulds.     

电流模式对柠檬酸盐体系镀金的影响

针对作为密封层使用的镀金层存在沉积速率低、厚度不均匀的问题,使用自研精密电镀电源,对比直流（DC）、正向单脉冲（FPC）、正向群脉冲（FGPC）、周期换向脉冲（PPRC）对镀金的影响。仿真PPRC一个周期内镀层厚度的变化情况。使用场发射扫描电子显微镜（FESEM）、X射线衍射仪（XRD）和X射线荧光测厚仪分析镀层的表面形貌、结构、沉积速率、厚度均匀性和电流效率。结果表明：仿真中PPRC较FPC可以明显改善镀层的厚度均匀性,电流模式影响镀金层的晶面峰强和电流效率,DC、FPC、FGPC、PPRC镀金层的晶粒尺寸依次减小,镀金层表面的致密性和厚度均匀性提高,脉冲模式下阴极振动可显著提高沉积速率。使用适宜的PPRC参数镀金,可以在较高的沉积速率下获得厚度均匀、致密的镀金层。     

鲨鱼皮微结构微电铸复制工艺研究

选择鲨鱼皮表面微结构作为复制模板,利用热压法制备PMMA阴模板,以导电化处理后的PMMA阴模板作为电铸电极,电铸形成仿鲨鱼皮铜模具。对比分析不同电流密度和占空比下铜模具的表面形貌和疏水性能。结果表明,占空比为40%及电流密度为4 A/dm2时,微电铸形成的铜模具表面鲨鱼皮微结构较清晰,槽宽变形量为4.4%,最大接触角可达116°,具有较好的疏水性能。     

Fe-Ni和Fe-Ni-W合金电铸成型μ-PIM齿轮模具(英文)

采用紫外线光刻工艺,将FeNi和FeNiW合金电铸成粉末注射成型用微型齿轮模具。研究电镀过程中2种合金的动力学和活化能,以确定最佳的工艺条件。电沉积FeNi合金中的Fe含量随着转盘速度的加快和温度的降低而增加,从计算得到的Fe组份活化能可以看出,速率控制步骤是传质。在FeNi电沉积物中,随着电流密度由2A/dm2增加到6A/dm2,Fe含量从58.33%增加到70.45%。在电流密度从1.5A/dm2增加到5A/dm2的过程中,FeNiW沉积物中Fe含量从59.32%增加到70.15%,而Ni含量从27.86%下降到17.07%,但W的含量保持在12.78%~12.82%的范围。通过电铸,采用紫外线光刻工艺制备了直径550μm、高度400μm用于微型齿轮模具的SU8芯棒。随后,成功电铸成形了Fe36Ni和Fe20Ni13W合金微型齿轮模具,其表面硬度分别为HV490和HV645。     

The effect of additives on the pulsed electrodeposition of copper

Abstract

The pulsed electrodepostion of copper has been systematically investigated from a copper sulphate bath. Pulse duty cycles of 5–80%, at frequencies from 10 to 100 Hz with current densities ranging from 2·5 to 7·5 A dm^?2 were employed. The influences of pulsed current duty cycle, peak current density and frequency on the thickness and hardness of the copper deposit, current efficiency and throwing power of the plating process were studied. The effect of additives, polyethylene glycol and di-sodium EDTA on the properties of deposit were investigated.     

Crystal defects formed in electroformed nickel liners of shaped charges

Two types of electroformed nickel liners of shaped charges were prepared by electroforming technique. X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), electron backscattering diffraction (EBSD) technique and high resolution electron microscopy (HREM) have been employed to investigate the crystal defects formed in electroformed nickel liners of shaped charges. The result shows that (100) fiber texture which is parallel to the grown direction exists in the electroformed nickel prepared by using direct current electroforming without any additives, and (111) fiber texture exists in the electroformed nickel prepared by using direct current electroforming with additives. The deposits prepared by using direct current electroforming possess columnar grain with an average grain size of 30 μm in width and 170 μm in length. The deposits prepared with additives are composed of a colony structures with grain size of about 29 nm, and a lot of crystal defects such as twins, antiphase boundaries and stacking faults have been observed in the electroformed nickel.     

高频脉冲电镀镍钴合金耐蚀性的研究

用电化学的方法研究了高频脉冲电镀Ni-Co复合镀层在NaCl溶液中的耐蚀性,结果表明:随着频率的增加,沉积速率提高,沉积层表面更加致密、均匀,在3.5%NaCl溶液中Ni-Co镀层的腐蚀失重明显减小,腐蚀失重速率变慢;高频和直流电铸Ni-Co复合镀层的阳极极化曲线形状相似,随频率增加,自腐蚀电位正移,自腐蚀电流降低.可见,高频率对沉积层的细化有重要影响,并使镀层的耐蚀性提高.     

跨尺度、高深宽比惯性微开关制作工艺研究

采用基于光刻和微电铸的多层UV-LIGA工艺在金属基底上制作了惯性微开关。研究了电铸面积对胶层内应力的影响,解决了胶层从基底脱落的问题。通过实验分析了电流密度对铸层层间结合力的影响,解决了铸层分层问题。通过煮沸无机酸的方式去除高深宽比金属微结构内的光刻胶,解决了SU-8胶去胶难的问题。最终,成功制作出外形尺寸为14 mm×11 mm×0.6 mm的跨尺度、高深宽比惯性微开关,其最小线宽为29.8μm,最大深宽比为17∶1,从而克服了目前制作惯性微开关时基底易碎、需溅射导电种子层、整体尺寸小、深宽比低的局限性。     

交变方波电源参数对镁合金AZ91D微弧氧化的影响

在碱性硼酸盐体系中,使用新型的交变方波电源在镁合金AZ91D上制备微弧氧化膜。用正交实验法研究电压、频率和占空比等电源参数对微弧氧化膜性能的影响。结果表明：微弧氧化膜的厚度随电压和占空比的升高而增厚,但随频率的升高而减薄。氧化膜的结构和形貌随电源参数的变化而变化,氧化膜上的孔隙和裂缝会随着电压和占空比的升高而增多。当电压低于120V时,只能得到薄而透明的氧化膜,氧化膜的主要成分为MgO,Al2O3,MgAl2O4和MgSiO3。在3.5%氯化钠溶液中,采用电化学阻抗谱和极化曲线检测了氧化膜的耐腐蚀性。结果表明,当电压、频率和占空比分别为140V,2000Hz和0.4时,微弧氧化膜的耐腐蚀性最好。     

基于田口法的高密度倒装微铜柱凸点热失效分析

采用有限元模拟法,分析在热循环载荷条件下高密度倒装芯片封装微铜柱凸点的失效行为,并以微铜柱凸点的最大累积塑性应变能密度作为响应,采用3因素3水平的田口正交试验法分析倒装芯片封装的主要结构参数和材料属性对其热失效行为的影响.结果表明,距离封装中心最远处的微铜柱凸点是封装体中的关键微凸点,热疲劳导致的裂纹易在该微铜柱凸点的基板侧焊料外侧形成.底部填充胶的线膨胀系数对微铜柱凸点热失效的影响最大,影响适中的是底部填充胶的弹性模量,最弱的是芯片厚度.