微纳器件中电沉积铜工艺的研究

研究并讨论了用于微纳电子器件的电沉积铜工艺.通过在硅片上电镀铜,分析电镀时间、电流密度、温度等参数对镀层影响,利用SEM观察形貌变化,XRD分析镀层的物质结构,四探针直流电阻测试仪测试镀层电阻率.结果表明,当电镀液选择柠檬酸盐体系,电流密度为1 A·dm-2,电镀液温度42℃,电镀时间为29.5 min时,镀铜层厚度为6 um,铜镀层结晶细小,所含杂质少,排列最致密,表面平整,导电性能良好,质量优越,适用于微纳器件,具有很好的实用价值.     

碳纤维电镀Cu/Ni双镀层及其性能表征

碳纤维经过脱胶和活化预处理后,表面活性大大增加,碳纤维表面由疏水性转变为亲水性,电镀过程中能很好地在镀液中润湿、分散,可解决碳纤维电镀常易出现的"黑心"问题。通过对照实验,确定最佳电镀工艺:镀Cu温度为45℃,电流密度为0.7 A/dm2;镀Ni温度为25℃,电流密度为0.8 A/dm2。碳纤维经连续电镀后得到Cu/Ni双镀层。测试结果表明:双镀层均匀致密,界面结合良好,镀层纯度高,结合力强。电镀前后单丝拉伸性能基本无改变,可很好地保持碳纤维的力学性能。电镀后碳纤维电阻率急剧下降,导电能力显著增加。     

电镀参数对电沉积Sn-Ag-Cu合金镀层的影响

采用自主研发的甲磺酸锡银铜电镀液在黄铜基体上制备了Sn-Ag-Cu合金镀层。通过扫描电子显微镜(SEM)及其自带的能谱仪(EDS)分析了电镀工艺参数对Sn-Ag-Cu合金镀层的成分、表面形貌以及镀层厚度产生的影响。结果表明,当电流密度为4 A/dm²、温度为25℃及pH为5.5时,可获得结晶较细且致密,表面平整光亮且厚度均匀的Sn-Ag-Cu合金镀层。     

便携式X射线荧光光谱仪检测贫铀棒材表面镍锌镀层厚度

为了确保贫铀棒材表面防腐性能满足使用要求,需要准确地测量产品表面的镍镀层和锌镀层厚度。采用便携式X射线荧光光谱仪(PXRF)对贫铀棒材表面双镀层的各层厚度进行检测,实现了对镍镀层和锌镀层厚度非破坏性的测量。选用特征谱线强度分布均匀的镀层样品和未镀镀层的贫铀基体样品,采用PXRF检测,结果表明,基体射线对检测谱线无干扰。分别选取相同厚度镍镀层、不同厚度锌镀层的样品,相同厚度锌镀层、不同厚度镍镀层的样品,以及镍镀层、锌镀层厚度均不相同的样品,采用PXRF进行检测,结果表明,实验方法可识别相同基体上不同厚度的镍镀层和锌镀层,可实现镍锌组合镀层中两种镀层厚度的同时测量。根据贫铀棒材样品结构特点和镍镀层和锌镀层厚度的技术要求,设计制作了对比试样,分别绘制贫铀棒材样品镍镀层和锌镀层厚度与其对应特征峰强度的校准曲线,结果表明,校准曲线线性相关系数r均不小于0.999 4。采用实验方法检测贫铀棒材样品表面镍镀层和锌镀层厚度,同时在任意圆周上均匀地取6个检测点,采用金相显微镜法进行检测求得平均值,结果表明,实验方法测定结果相对标准偏差(n=6)不大于5.1%;与金相显微镜法基本一致,两种方法差值为-1.57~1.70 μm。     

便携式X射线荧光光谱仪检测贫铀棒材表面镍锌镀层厚度

为了确保贫铀棒材表面防腐性能满足使用要求,需要准确地测量产品表面的镍镀层和锌镀层厚度。采用便携式X射线荧光光谱仪(PXRF)对贫铀棒材表面双镀层的各层厚度进行检测,实现了对镍镀层和锌镀层厚度非破坏性的测量。选用特征谱线强度分布均匀的镀层样品和未镀镀层的贫铀基体样品,采用PXRF检测,结果表明,基体射线对检测谱线无干扰。分别选取相同厚度镍镀层、不同厚度锌镀层的样品,相同厚度锌镀层、不同厚度镍镀层的样品,以及镍镀层、锌镀层厚度均不相同的样品,采用PXRF进行检测,结果表明,实验方法可识别相同基体上不同厚度的镍镀层和锌镀层,可实现镍锌组合镀层中两种镀层厚度的同时测量。根据贫铀棒材样品结构特点和镍镀层和锌镀层厚度的技术要求,设计制作了对比试样,分别绘制贫铀棒材样品镍镀层和锌镀层厚度与其对应特征峰强度的校准曲线,结果表明,校准曲线线性相关系数r均不小于0.999 4。采用实验方法检测贫铀棒材样品表面镍镀层和锌镀层厚度,同时在任意圆周上均匀地取6个检测点,采用金相显微镜法进行检测求得平均值,结果表明,实验方法测定结果相对标准偏差(n=6)不大于5.1%;与金相显微镜法基本一致,两种方法差值为-1.57~1.70 μm。     

用涡流法镀层测厚仪测量镀镍层厚度

铁表面镀镍工艺流程中,电镀检测站采用涡流法镀层测厚仪对电镀产品的镍镀层厚度进行测量.在使用随机配置的标准片校准仪器时发现其不适用于电镀产品的测定.本文根据涡流法镀层测厚原理,阐述了如何运用电镀产品自制标准片用于测厚仪的校准,从而大大提高了测量数据的准确性.     

MSA体系中电流密度与镀液温度对镀锡层组织结构的影响

针对电镀工艺参数对电镀锡层性能的影响进行试验,采取电流效率、扫描电镜（SEM）、XRD等方法研究了电镀工艺参数中的电流密度与镀液温度对一种以间苯二甲醛为光亮剂的甲磺酸镀锡液的镀层影响,为寻找甲磺酸体系镀锡液的最佳电镀参数提供实验依据。结果表明,电镀液的电流效率随电流密度的增加而先增后减,镀层都以（220）晶面为最强峰;该体系可适应较宽的温度窗口而保持高电流效率,温度过高后,镀层形貌会发生显著改变。     

高速电镀锌工艺试验及其镀层性能

在自制的高速电镀模拟槽内,探索性研究了镀液组成、工艺参数（包括主盐浓度、温度、电流密度、镀液流速等）对镀层结晶取向、镀层表面明度、电流效率的影响,为实现大电流高速电镀准备了基础数据。     

电沉积钨钴合金的工艺研究

研究了W-Co合金电镀工艺,讨论了电流密度、主盐浓度、阳极、pH值和温度对电镀的影响,并对在不同基体材料上的电镀钨合金的难易程度进行了比较。结果表明,电流密度在4～6A/dm2,镀液的pH=4～5.5,室温下就能获得较好的合金镀层。在不同基体金属上电镀W-Co合金时,基体金属的电位要正于镀层金属的电位,才能获得结合力良好的镀层。     

烧结工艺对瓦特镍镀层抗腐蚀性能的影响

采用OLYMPUS光学金相显微镜和扫描电镜(SEM)分析了瓦特镍镀层的显微形貌;采用CHI 650E型电化学工作站测试了不同烧结工艺下瓦特镍镀层在3.5%NaCl溶液中的阳极极化曲线。结果表明:(1)镀后烧结温度越高,镀层越厚,镀层晶粒越粗大,晶界越少;(2)840℃烧结后镀层分层最明显,白亮层厚度约为3.52μm,扩散层厚度约3.35μm。920℃烧结后镀层分层减弱,白亮层厚度约为4.98μm,扩散层厚度约为1.20μm;(3)镀后烧结温度越高,镀镍层抗腐蚀性能越好,自腐蚀电位越高,由沉积态的-480mv增长至840℃和920℃烧结后的-450mv、-410mv。因此,4J29合金瓦特镍镀层经高、低温烧结后,抗腐蚀性能略有提升,满足外壳使用要求。     

A Precious Metal-Free Electroless Technique for the Deposition of Copper on Carbon Fibers

This article introduces a new technique of electroless copper deposition on carbon fibers in the absence of precious metal as the catalyst. Copper layers were electrolessly deposited on the surface of carbon fiber without using the conventional palladium or silver catalyst to initiate redox reactions leading to metallization. This new technique shows that nickel seeds can serve as excellent catalysts to expedite the redox reactions. By performing experiments, parameters such as activation temperature, nickel ion concentration, and pH value were optimized, and an orbicular copper plating layer of carbon fiber was obtained in the copper sulfate salt-based conventional electroless solution. The surface morphology of copper coating was characterized by scanning electron microscopy and X-ray diffraction. The results indicate that uniform and smooth copper coating could be obtained by the new precious-metal free activation process. The resulting copper coating thickness is about 1???m.     

化学沉积Ni-N合金工艺

本文以水合肼作为还原剂,以柠檬酸钠为络合剂于碱性条件下在紫铜基底表面化学镀Ni-N合金。利用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜等方法对其物相、成分和形貌进行了表征,并探究了该反应可能的机理。结果表明镀液可在70℃左右进行化学镀镍,较传统配方(反应温度通常在90℃左右)镀液蒸发速度大大降低,镀液稳定性提高,反应更易控制。该条件下的化学镀镍除经典理论认为的柠檬酸根起络合作用外,还存在联氨-氨配合体系,可自发进行反应的条件大大降低,使镀液可以在更宽的pH值范围内使用。镀层以层岛结合形式生长,适当延长反应时间可得到厚度更大的镀层。     

化学镀镍工艺对金刚石/铜复合材料表面镀层性能的影响

通过在金刚石/铜复合材料表面上化学镀镍的方法使表面金属化以改善其焊接性.研究了镀镍工艺对Ni-P合金镀层中磷含量的影响,以及不同磷含量对镀层的结合强度、耐蚀性和AgCu28钎料铺展性的影响,并对镀层的工艺与厚度进行了优化.AgCu28钎料在磷质量分数为5.8%~8.7%的镀层上均表现出较好的铺展性,且含磷8.7%的镀层比磷含量低的镀层的耐蚀性要好.综合考虑镀层与基体的结合强度和钎料在镀层上的铺展性,认为镀覆时间为10~20 min的镀层,即厚度为5~8μm时,镀层性能最理想.      

碳纤维镀镍

碳纤维是一种新型的高强度、高模量材料,具有良好的导电能力.以镀镍碳纤维增强的复合材料具有高的比强度、比模量、比刚度和良好的高温性能及尺寸稳定性.本文介绍了碳纤维表面化学镀镍及电镀镍的原理和工艺流程,其中镀前预处理对整个施镀过程至关重要.化学镀镍除Ni-P体系外还有Ni-B体系.     

碳纤维表面镀铜的镀液稳定性

针对碳纤维具有疏水性难以在其表面上直接镀铜的特点,研究了碳纤维的表面改性处理,研究了影响化学镀铜溶液稳定性的因素.结果表明:采用高温灼烧除胶和过硫酸铵氧化,较好地改善了碳纤维的疏水性,提高了碳纤维表面的粗糙度;同时采用双络合体系,加入适量的2,2′-联吡啶、亚铁氰化钾,提高了镀液稳定性,碳纤维表面镀层光亮、均匀、致密,具有较好的结合力.     

镧在石英光纤表面Ni-P涂层上电镀厚镍中的应用研究

在普通瓦特电镀液中添加稀土镧元素在石英光纤表面化学镀Ni-P涂层上续镀厚镍。考察了氧化镧对镍沉积速率、电流效率、镀层组成、晶粒尺寸、组织结构以及其他物理性能的影响。用扫描电镜观察镀层表面和断面形貌;用能谱仪和等离子发射光谱仪测定镀层元素和组成。结果表明,在瓦特镀液中添加1.5g.L-1的氧化镧后,提高了镍沉积速率和电流效率,改善了厚镍镀层质量,使制备的镀层(厚约750μm)具有晶粒细小、结构致密,高硬度、强附着力、低电阻、高密度和良好的可焊性等性能。镍沉积速率、电流效率、致密度和显微硬度分别由14.2μm.h-1,90.8%,93%和281HV提高至15.2μm.h-1,97.9%,98%和337HV。平均晶粒尺寸、电阻率和润湿时间分别由12μm,27μΩ.cm和5～6s降至1.5μm,23μΩ.cm和2～3s。     

齿轮渗碳层碳含量分布的电子探针定量分析方法探讨

表面碳含量、渗碳层深度、碳含量分布等因素对渗碳齿轮的性能影响重大。实验以两种不同渗碳工艺条件下的齿轮试样为研究对象,通过调整电子探针X射线显微分析仪工作条件,确定试样表面碳含量、渗碳层深度及碳含量分布状态的定量分析方法最佳条件为:加速电压10 kV,电子束流200 nA,束斑20 μm。同时,将两齿轮心部碳含量测试结果与火花源原子发射光谱仪测试结果进行了比对;将碳含量分布与硬度梯度进行了对照。结果表明:电子探针分析仪测试得到的心部碳含量值与火花源原子发射光谱仪测试值相近;电子探针测试的两试样碳元素分布趋势与在硬度计上检测的硬度梯度分布趋势相似。因此,利用电子探针X射线显微分析仪,不仅能准确测定渗碳层碳元素的含量,而且能直观地反映出各渗碳工艺条件下样件整个渗碳层碳元素含量的分布状况。