工艺参数对氢气泡动态模板法制备多孔铜薄膜微观形貌的影响

以阴极副反应析出的氢气泡为动态模板,在由60g/L CuSO_4·5H_2O、90g/L硫酸、60~90g/L聚乙二醇(PEG)和0~40mg/LNaBr组成的电解液中电沉积30s,制备了锂离子电池用三维多孔铜薄膜。研究了电流密度、镀液温度以及添加剂NaBr和PEG的用量对制备铜薄膜孔径和孔壁质量的影响。结果表明,电流密度在3~5A/dm2范围内才能制得三维多孔结构,增大溴离子浓度和升高镀液温度都可扩大孔径,孔壁结构也会变得更加致密。     

电沉积钕铁硼磁性薄膜工艺

采用循环伏安法在铜电极上进行了NdFeB稀土永磁薄膜电沉积的初步探索。镀液组成为:FeCl240g/L,H3BO336g/L,抗坏血酸1.2g/L,十二烷基硫酸钠0.1g/L,甘氨酸、氯化铵各30g/L(作为配位剂),NdCl38～16g/L。探讨了配位剂对该体系镀液循环伏安特性的影响,并研究了镀液中NdCl3含量和电沉积终止电位对镀层形貌和外观的影响。结果表明,镀液中加入配位剂后,Fe2+起始沉积电位负移,而Nd3+的还原电位正移。Fe元素能诱导Nd元素进行共沉积,实现在水溶液中电沉积制备稀土永磁薄膜。循环伏安沉积的终止电位和镀液中NdCl3的含量对NdFeB薄膜的形貌和外观影响较大。镀液中NdCl3为8g/L、终止电位为1.7V时,可制得Nd的质量分数高达5.69%、较光亮致密的NdFeB薄膜。     

新型整平剂TS-L对铜电沉积的影响

通过极化曲线、电化学阻抗谱、计时电流等电化学测量方法研究了整平剂TS-L对铜电沉积的影响。基础镀液组成为:Cu SO_4·5H_2O 75 g/L,H_2SO_4 240 g/L,Cl~-60 mg/L。结果表明,TS-L会抑制铜的电沉积,有利于得到平整、光亮的镀层。随TS-L用量增大,其抑制作用增强。TS-L的用量为50 mg/L时,铜的电沉积由基础镀液的三维瞬时成核转变为三维连续成核。随TS-L质量浓度的增大,镀液的深镀能力提高。在电镀液中添加50 mg/L整平剂TS-L、10 mg/L光亮剂TS-S和600 mg/L抑制剂TS-W时,深镀能力为87%,铜镀层的延展性和可靠性满足印制线路板行业的应用要求。     

多孔铜电极催化CO_2合成碳酸二甲酯的研究

采用氢气泡模板法制备了多孔铜作为电催化还原CO_2的电极材料。通过控制电镀时间、电镀液中十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的浓度及HCl的加入量实现了电极活性层厚度、孔径、孔隙率以及微观形貌的有效调节,并研究了其对CO_2电催化还原活性的影响。结果表明,电极层多孔铜厚度、孔径大小以及孔隙率对电极的催化活性有一定的影响,而多孔的形貌不是影响电极催化活性的关键因素。当电沉积时间为20 s、CTAB的加入量为10 mmol/L时,得到的孔隙率为60.261%的多孔铜电极具有最佳的CO_2电催化还原活性;将得到的多孔铜电极用于合成碳酸二甲酯(DMC),优化了DMC的合成反应温度及电还原电位。DMC产率在最优条件下可达到84%。     

多孔铜电极催化CO_2合成碳酸二甲酯的研究

采用氢气泡模板法制备了多孔铜作为电催化还原CO_2的电极材料。通过控制电镀时间、电镀液中十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的浓度及HCl的加入量实现了电极活性层厚度、孔径、孔隙率以及微观形貌的有效调节,并研究了其对CO_2电催化还原活性的影响。结果表明,电极层多孔铜厚度、孔径大小以及孔隙率对电极的催化活性有一定的影响,而多孔的形貌不是影响电极催化活性的关键因素。当电沉积时间为20 s、CTAB的加入量为10 mmol/L时,得到的孔隙率为60.261%的多孔铜电极具有最佳的CO_2电催化还原活性;将得到的多孔铜电极用于合成碳酸二甲酯(DMC),优化了DMC的合成反应温度及电还原电位。DMC产率在最优条件下可达到84%。     

整平剂对铝基覆铜板通孔电镀铜的影响

在由100 g/L CuSO₄·5H₂O、200 g/L浓硫酸、60 mg/L Cl^-、200 mg/L聚乙二醇(PEG-6000)和10 mg/L聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)组成的镀液中加十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或2-巯基-5-甲基-1,3,4-噻二唑(MMTD)作为整平剂。通过计时电位曲线测试和热冲击试验,研究了不同整平剂对通孔电镀铜的影响。结果表明,镀液中添加2～4 mg/L CTAB或MMTD时都能够在一定程度上抑制铜电沉积,镀液的深镀能力均符合≥80%的要求。但只有采用4 mg/L MMTD作为整平剂时所得电镀铜层的抗热冲击性能合格。     

工艺参数对电镀镍铜合金镀层成分及相结构的影响

采用由200 g/L NiSO4·6H2O、10 g/L CuSO4·5H2O、80 g/L Na3C6H5O7·2H2O、0.2 g/L C12H25SO4Na和0.5 g/L糖精钠组成的镀液,在10~60 mA/cm2、pH=2.5~5.0和25~50°C条件下电沉积制备了NiCu合金镀层。探讨了镀液pH、电流密度、温度等工艺参数对镍铜合金镀层相结构和组成的影响。结果表明,NiCu合金镀层的铜含量随电流密度或温度升高而增大。但随pH增大,镀层铜含量降低,pH小于4.0时,NiCu合金镀层中含有单质铜。     

乙醛酸化学镀铜工艺

研究了以乙醛酸为还原剂的化学镀铜工艺、镀层结构和形貌。其镀液组成和操作条件为:28.0 g/L CuSO4.5H2O,44.0 g/L EDTA-2Na,10.0 mg/Lα,α’-联吡啶,10.0 mg/L亚铁氰化钾,9.2 g/L乙醛酸,pH为11.5～12.5,θ为40～50℃。实验结果表明,化学镀铜溶液较稳定;镀液温度和硫酸铜质量浓度提高,铜沉积速率增大;较高的镀液温度下,化学镀铜反应的活化能较低,镀液稳定性下降;镀液pH在11.5～12.5可获得较好的铜镀层;随乙醛酸和络合剂质量浓度提高,铜沉积速率变化不大,但过量的乙醛酸导致镀液的稳定性降低;铜镀层为面心立方混晶结构,呈光亮的粉红色块状形貌,有较高的韧性。     

专利实例

电镀铜两则2 0 0 2 2 0 1 　适于电镀半导体晶片的硫酸铜镀液该硫酸铜镀液组成为 :五水硫酸铜 80～ 1 40g/L;硫酸 1 80～ 2 5 0 g/L;Cl-离子 2 0～ 90 mg/L;阻化电沉积过程的高分子表面活性剂 0 .0 5～ 2 0 g/L;加速电沉积速度的硫族饱和有机化合物 1～ 2 0mg/L;控制铜镀层平整性的有机染料 0 .1～ 2 0mg/L。该镀液适用于表面具有亚微米级空隙的半导体晶片表面的镀覆 ,这些空隙可被电镀铜层完全覆盖 ,并且所得铜层具有高度的均匀性 ,电沉积速度快。(日本专利 ) JP2 0 0 0 2 4 8397- A( 2 0 0 0 - 0 9- 1 2 )2 0 0 2 2 0 2 　　厚度均匀…     

非离子型表面活性剂对化学沉铜的影响

以黄铜片为基体进行化学镀铜,基础镀液组成和工艺条件为:CuSO4.5H2O10g/L,EDTA-2Na40g/L,NaOH12g/L,HCHO10mL/L,pH13.0,温度35°C,时间10min。研究了非离子型表面活性剂OP-10、曲拉通X-100和吐温-80对起镀时间、沉积速率、铜镀层韧性和晶粒细化的影响。结果表明,3种表面活性剂都会降低铜的沉积速率。质量浓度为1～9mg/L时,曲拉通X-100和OP-10都能使铜镀层的韧性改善和晶粒细化,同时延长起镀时间;吐温-80会显著降低铜的沉积速率,但对铜镀层韧性的影响不大。与曲拉通X-100和吐温-80相比,OP-10是较理想的沉铜韧性改善剂。     

采用Minitab软件优化印刷线路板电镀盲孔的参数

利用Minitab软件的田口设计方法对印刷线路板盲孔镀铜的工艺参数进行优化,镀液成分为:Cu2+30~45 g/L,H2SO4180~260 g/L,Cl 60~80 mg/L,光亮剂8~15 mL/L。得出盲孔孔径及4个镀铜缸喷压的最佳值。在最佳条件下,铜厚和凹陷值均符合要求,从而省却了填孔后的减铜工序,降低了成本,缩短了生产周期。     

配位剂和添加剂对钢铁基体化学置换镀铜的影响

研究了配位剂及添加剂对Q235钢上置换镀铜层的沉积速度、外观及耐腐蚀性能的影响.实验结果表明,三乙醇胺(TEA)和乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)双配位体系中铜的沉积速率适中,能够获得结晶细腻、结合力好的镀层,且镀层在质量分数为5%的盐酸溶液中的自腐蚀电位明显正移,腐蚀电流密度大大降低,耐蚀性显著提高.采用含吡啶、...     

硅通孔铜互连甲基磺酸铜电镀液中氯离子的作用

研究了硅通孔(TSV)镀铜用甲基磺酸铜高速镀液(由Cu(CH3SO3)240g/L、甲基磺酸60g/L及Cl-50mg/L组成)中氯离子的作用机理。采用旋转圆盘电极研究了不同扩散条件下Cl-的作用效果,并采用电化学阻抗谱(EIS)和电子顺磁共振(EPR)探讨了Cl-在铜电化学沉积中的影响机制和对Cu+配位场的影响。结果表明:在深孔内扩散控制条件下,Cl-对铜沉积有明显的加速作用;在表面非扩散控制区域,尤其是高电流密度区,Cl-具有一定的抑制效果。因此,Cl-的存在有利于改善TSV深孔镀铜填充效果,提高填充速率。     

复合电沉积制备镍-石墨烯电极及其电催化析氢性能研究

以紫铜为基体,电沉积制备了镍还原氧化石墨烯(Ni-RGO)复合电极,研究了石墨烯质量浓度、电流密度、pH、温度和时间对Ni RGO复合电极的电催化析氢性能。得到最佳配方和工艺条件为:Ni(NH2SO3)2·4H2O 350 g/L,NiCl2·6H2O 10 g/L,C6H8O7·H2O 5 g/L,H3BO320 g/L,十二烷基苯磺酸钠0.12 g/L,RGO 0.16 g/L,pH 3.5,温度40°C,电流密度5 A/dm^2,时间10 min。该条件下所得Ni-RGO复合电极的电催化析氢性能最佳。     

电沉积制备镍-铁-钨合金析氢电极的工艺研究

以紫铜片为基体电沉积制备了Ni–Fe–W合金电极。研究了镀液中不同组分的浓度和工艺条件对Ni–Fe–W合金析氢性能的影响,得到最佳镀液配方和工艺条件为:NiSO4·6H2O80g/L,FeSO4·7H2O20g/L,Na2WO4·2H2O0.020mol/L,Na3C6H5O7·2H2O 0.5 mol/L,H3BO3 0.65 mol/L,Na2SO4 0.1 mol/L,十二烷基硫酸钠0.1 g/L,pH 5~6,温度30°C,电流密度4 A/dm2,磁力搅拌800 r/min,时间30 min。在该条件下所得Ni–Fe–W合金电极表面Ni、Fe和W的原子分数为63.79%、34.35%和1.86%,具有较大的比表面积,在30%KOH溶液中的析氢催化活性较好。     

201、304不锈钢通用化学发黑工艺

介绍了一种 201、304 不锈钢通用发黑工艺。研究了着色液各组分和挂具的材质对黑色膜性能的影响。着色的最佳配方与工艺为:CrO₃165 g/L,H₂SO₄310 mL/L,H₃PO₄60 mL/L,添加剂 A（铵盐）60 g/L,添加剂 B（过渡金属元素的硫酸盐）143 g/L,着色温度 91 95℃,着色时间 20 25 min,以 304 不锈钢丝作挂具。在最佳配方与工艺条件下,201、304 不锈钢黑板的膜层均匀、黑亮,耐蚀性能均优于对应的基体,耐磨擦性能优越。     

2-巯基苯并噻唑对化学镀铜的影响

以甲醛为还原剂,研究了2-巯基苯并噻唑(2-MBT)对ABS塑料化学镀铜沉积速率、铜镀层表面形貌、纯度、平整度及晶型的影响.化学镀铜的工艺条件为:CuSO4·5H2O 10g/L,EDTA-2Na30g/L,HCHO3mL/L,PEG-10002mg/L,2-MBT0～2mg/L,温度70℃或40℃,pH 12.5,时...     

Influence of the interaction between chloride and thiourea on copper electrodeposition

The interaction between chloride and thiourea in copper electrodeposition in a sulfate-plating bath was investigated. The sole addition of thiourea to the bath increased the polarization of the electrode potential during copper deposition, leading to very fine and smoothly structured deposit but with microscopic nodules distributed over the surface. When chloride was added to a plating solution containing thiourea, the copper deposition mechanism was changed, showing a depolarization of the electrode potential, and the copper deposits were found to have a relatively rougher microstructure, but without the formation of microscopic nodules. However, rough deposit surfaces having no distinct pattern were formed at the macroscopic scale. Observations of roughening evolution show that the rough surface was initiated from small holes formed across the deposit surface during the initial stage of deposition that eventually developed into visibly rough deposits. The copper deposition inside these holes and at other areas was expected to undergo different deposition mechanisms. Copper deposition in the areas that ultimately developed into holes was almost totally inhibited by the thiourea–Cu(I)–chloride complex film, not just in the grain growth process, but over practically the entire electrodeposition process. Conversely, copper deposition occurred in other areas under conditions where nucleation proceeded, but grain growth was inhibited to produce a fine, homogeneous microstructure. An uneven deposit surface that had different microscopic structures in different areas was then formed. The structure of the thiourea–Cu(I)–chloride film was strongly affected by the current density and appeared to break down completely if sufficiently high current density was applied to yield a fine and homogeneous microstructure that was also macroscopically smooth.     

氨基磺酸盐体系复合电沉积镍-钴-氧化钇工艺的正交优化

通过正交试验对超声波辅助复合电沉积Ni–Co–Y₂O₃工艺进行优化,得到最佳镀液组成和工艺参数为:Ni(NH₂SO₃)2·4H₂O100 g/L,Co(SO₃NH₂)2·4H₂O 20 g/L,H₃BO₃ 40 g/L,纳米Y₂O₃ 3.0 g/L,p H 4.2,温度40°C,电流密度5 A/dm²,超声波功率300 W,时间1.25 h。在最优工艺下所得Ni–Co–Y₂O₃复合镀层细致、平整,含0.98%(质量分数)的Y₂O₃颗粒,显微硬度为538.85 HV,耐磨性较优。