激光微加工对陶瓷表面化学镀铜的影响研究
电镀铜和化学镀铜的性能分析和影响因素
电镀铜的性能分析及影响因素（作者）摘要：关键词：英文摘要：0 绪论●电镀和化学镀概述在国民经济的各个生产和科学发展领域里，如机械、无线电、仪表、交通、航空及船舶工业中，在日用品的生产和医疗器械等设备的制造中，金属镀层都有极为广泛而应用。
世界各国由于钢铁所造成的损失数据是相当惊人的，几乎每年钢铁产量的，三分之一由于腐蚀而报废，当然电镀层不可能完全解决这个问题，但是良好的金属镀层还是能在这方面做出较大贡献的。
电镀和化学镀则是获得金属防护层的有效方法。
化学镀方法所得到的金属镀层，结晶细致紧密，结合力良好，它不但具有良好的防腐性能，而且满足工业某些特殊用途。
●化学镀与电镀的优缺点化学镀与电镀比较具有以下优点：（1）镀层厚度比较均匀，化学镀液的分散力接近百分之百，无明显的边缘效应，几乎是基材形状的复制因此特适合形状复杂工件、腔体件、深孔件、盲孔件、管件内壁等表面施镀。
电镀法因受力线分布不均匀的限制是很难做到的。
（2）通过敏化、活化等前处理化学镀可以在非金属（非导体）如塑料、玻璃、陶瓷及半导体材料表面上进行，而电镀发只能在导体表面上进行。
因此，化学镀工艺是非金属表面金属化的常用方法。
也是非导体材料电镀前作导电底层的方法。
（3）工艺设备简单，不需要电源、输电系统及辅助电极，操作时只需要把工件正确的悬挂在镀液中即可。
（4）化学镀是靠基体材料的自催化活性才能起镀，其结合力一般优于电镀。
镀层有光亮或半光亮的外观。
晶粒细、致密、孔隙率低。
某些化学镀层还具有特殊的物理性能。
电镀也具有其不能为化学镀代替的优点：（1）可以沉积的金属及合金品种远多于化学镀。
（2）价格比化学镀低得多。
（3）工艺成熟，镀液简单、易于控制。
化学镀铜的应用领域及进展铜具有良好的导电、导热性能，质软而韧，有良好的压延性和抛光性能。
为了提高表面镀层和基体金属的结合力，铜镀层常用作防护、装饰性镀层的底层，对局部渗碳工件，常用镀铜来保护不需要渗碳的部位。
1）印刷线路板通孔金属化处理目前化学镀铜在工业上最重要的应用是印刷线路板(PrintedCircuit Board，简称PCB)的通孔金属化过程，使各层印刷导线的绝缘孔壁内沉积上一层铜，从而使两面的电路导通，成为一个整体。
氮化硅陶瓷件的激光加工与制造工艺研究
氮化硅陶瓷件的激光加工与制造工艺研究氮化硅陶瓷件是一种在高温、高压和耐腐蚀环境下具有优良性能的工程陶瓷材料。
它具有高硬度、高强度、高热导率、低热膨胀系数和优良的耐磨性等特点，因此被广泛应用于航空航天、光电子、生物医学等领域。
而激光加工是一种具有高精度、无接触、无切削力的先进加工技术，已被广泛应用于陶瓷材料的加工与制造。
本文将探讨氮化硅陶瓷件的激光加工与制造工艺研究。
首先，激光加工的工艺流程包括激光切割、激光打孔、激光熔化、激光微细加工等几个主要过程。
在激光加工氮化硅陶瓷件时，需要根据具体任务要求选择合适的激光加工工艺。
例如，对于切割或打孔任务，可以选择适合的激光功率、激光脉冲频率和激光束直径，以实现精确的加工效果。
而对于熔化或微细加工任务，则需要选取适合的激光功率密度和扫描速度，以控制材料的熔化和重新凝固过程。
其次，激光加工氮化硅陶瓷件时需要考虑材料的特性和工艺参数对加工效果的影响。
氮化硅陶瓷具有较高的热导率和较低的热膨胀系数，因此在选择激光加工参数时需要避免过高的功率密度和过快的扫描速度，以防止产生过大的热应力导致材料开裂。
此外，氮化硅陶瓷具有较高的硬度，因此在激光加工过程中需要选择合适的激光波长和光束直径，以提高材料的加工效率和加工质量。
然后，传统的激光加工技术通常会产生较大的熔化区域和热影响区，导致材料的损伤和形变，降低材料的性能和寿命。
因此，为了减小激光加工对氮化硅陶瓷件的影响，近年来研究者们提出了一系列改进的激光加工方法。
例如，利用超短脉冲激光进行加工可以实现材料的冷加工，降低热影响区域的大小和材料的损伤。
而利用激光辅助热压方法可以在激光加工过程中加入额外的热压力，提高材料的抗裂性能和表面质量。
最后，激光加工氮化硅陶瓷件的制造工艺也是一个重要的研究方向。
氮化硅陶瓷件通常需要进行后续加工和组装，以满足具体应用需求。
例如，通过激光微细加工可以实现精确的螺纹加工和表面处理，提高氮化硅陶瓷件的连接性和密封性。
.激光加工陶瓷材料的研究
.激光加工陶瓷材料的研究激光是一种通过入射光子的激发使处于亚稳态的较高能级的原子、离子或分子跃迁到低能级时完成受激辐射所发出的光，它与引起这种受激辐射的入射光在相位、波长、频率和传播方向等几方面完全一致，因此激光除具有一般光源的共性之外，还具有亮度高、方向性好、单色性好和相干性好四大特性。
由于激光的单色性好和具有很小的发散角，因此在理论上可聚焦到尺寸与光波波长相近的小斑点上，温度可高至上万摄氏度，它是一种理想的切割热源，能使任何坚硬的材料如硬质合金、陶瓷、金刚石等，都将在瞬时 (<10-3s)被局部熔化和蒸发，并通过所产生的强烈冲击波被喷发出去。
因此，我们可以利用激光对各种材料进行切割等加工。
烧蚀或达到燃点，同时借与光束同轴的高速气流（即具有一定压力的辅助气体，常用气体有 N2、 O2、空气等，其主要作用是：在熔化切割时，依靠喷吹气体的压力把液态金属吹走形成切口；在氧气切割中，气体与切割金属反应放热，提供部分切割能量，同时又靠气体吹除反应物），吹除熔融物质，从而实现工件割开的一种热切割方法。
激光切割的原理激光切割系利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射处的材料迅即熔化、汽化、被割材料切割面激光切割的类型根据工件热物理特性和辅助气体的特性，激光切割可分为汽化切割、熔化切割、反应熔化切割和控制断裂切割四类。
其中激光汽化切割指在极高的激光功率密度（108W/cm2）的光束照射下，工件表面材料在极短时间内被加热到汽化点，并以气体或为气体冲击以液态、固态微粒形态逸出，形成割缝从而实现切割。
陶瓷的切割可采用汽化切割。
激光切割的主要特点（1）切割质量好由于激光的光斑小、能量密度高，切割速度又快，故能获得良好的切割质量。
①切缝窄，激光切割的割缝一般在0.10～ 0.20mm，节省材料。
②割缝边缘垂直度好，切割面光滑无毛刺，表面粗糙度一般控制在 Ra：12.5 以上。
③热影响区小：激光加工的激光割缝细、速度快、能量集中，因此传到被切割材料上的热量小，引起材料的变形也非常小，在某些场合，其热影响区宽度在 0.05mm 以下。
陶瓷化学镀铜工艺
陶瓷化学镀铜工艺
陶瓷化学镀铜工艺是一种将铜沉积在陶瓷表面的技术。
这种工艺可以使陶瓷表面具有金属光泽和导电性，从而扩展了陶瓷的应用范围。
陶瓷化学镀铜工艺的主要步骤包括表面处理、化学镀铜和后处理。
首先，需要对陶瓷表面进行处理，以去除表面的污垢和氧化物，使其表面光滑。
然后，将陶瓷浸泡在含有铜离子的电解液中，通过电化学反应将铜沉积在陶瓷表面。
最后，对镀铜后的陶瓷进行后处理，以提高其耐磨性和耐腐蚀性。
陶瓷化学镀铜工艺的优点在于可以在陶瓷表面形成均匀、致密的铜层，从而提高了陶瓷的导电性和耐腐蚀性。
此外，镀铜后的陶瓷表面具有金属光泽，美观大方，可以用于制作装饰品、电子元器件等。
然而，陶瓷化学镀铜工艺也存在一些问题。
首先，该工艺需要使用含有铜离子的电解液，这些电解液对环境和人体健康都有一定的危害。
其次，陶瓷表面的处理和后处理需要一定的技术和设备支持，成本较高。
总的来说，陶瓷化学镀铜工艺是一种有前途的技术，可以为陶瓷制品赋予新的功能和价值。
但是，在使用该工艺时需要注意环境和人体健康问题，并且需要充分考虑成本和技术要求。
紫外激光加工陶瓷的原理
紫外激光加工陶瓷的原理
紫外激光加工陶瓷的原理是利用紫外激光的高能量和特定波长来进行材料加工。
具体原理如下：
1.雕刻过程：紫外激光通过光学系统被聚焦到陶瓷表面，形成一个极小的光斑。
随着激光的照射，陶瓷表面被加热并迅速蒸发，形成气体和离子。
离子与激光相互作用，发生冲击电离等过程，导致材料的蒸发速率加快。
2.去除材料：随着激光的照射，陶瓷表面的蒸发和物质变化导致材料被去除。
激光的高能量和特定波长使它能够瞬间加热材料，导致单元结构的沉积物破裂，从而使材料脱离。
3.精细控制：紫外激光的波长通常在200-400纳米之间，较短的波长使得激光的光斑更小，能够精细控制加工效果。
此外，紫外激光的能量密度也可以进行调节，以适应不同的加工需求。
总体而言，紫外激光加工陶瓷的原理是通过激光的高能量和特定波长使陶瓷表面蒸发和物质变化，从而实现材料的去除和加工。
镀铜工艺的优化和研究
镀铜工艺的优化和研究随着科技的进步，镀铜工艺已经成为现代加工中不可或缺的一种技术。
从电子制造、金属加工、船舶、汽车、冶金等行业到日常生活中的各种小物件，我们都可以看到铜的身影。
然而，在铜的加工过程中，不同的材料、环境、工艺都会影响到它的镀铜效果和质量。
因此，优化和研究镀铜工艺已成为近些年来科学家们的关注。
一、铜镀液的配方研究铜镀液是镀铜工艺中的重要组成部分，其配方的研究对于提高镀铜效果和质量至关重要。
目前，研究人员已尝试使用不同的添加剂、溶液浓度、电流密度等方式来优化镀铜工艺。
其中，添加剂是铜镀液中最主要的优化因素之一。
选用不同的添加剂能够改善铜镀层在表面光洁度、耐蚀性、黄变度、可焊性等方面的性能。
例如，研究表明，添加有机酸、增稠剂、缓蚀剂、还原剂等物质能够提高铜沉积速率，并且表面质量和深度也会得到显著改善。
此外，控制镀液中的溶液浓度和电流密度也是优化铜镀液的重要方法之一。
在溶液浓度方面，研究发现，较高的浓度可以加快铜的沉积速率，但是同时也会产生较多的杂质和缺陷。
因此，要实现优质的铜镀层，需要在高效率和高质量之间寻找平衡点。
在电流密度方面，研究表明，适当提高电流密度可以改善铜涂层的纵向生长趋势，并且提高表面质量。
但是过高的电流密度会让涂层变薄，出现气孔、缺陷等不良问题。
二、镀铜工艺中的环保问题再优化镀铜工艺的同时，环保问题也成为了研究人员的关注焦点。
镀铜工艺中使用的一些添加剂和溶液会产生有害物质，对环境和人体健康产生影响。
因此，以环保为导向的铜镀液配方和工艺的研究正逐渐受到工业界和研究者们的重视。
目前，一些新型的铜镀液已经被广泛使用，它们使用环保的添加剂，并且在镀铜过程中产生的废液可以被循环利用。
此外，一些研究者提出了一些有创新性的环保方案，包括使用可再生能源驱动电化学反应，以及使用低温快速反应技术等，这些方案对于将镀铜工艺实现“绿色化”具有很大的意义。
三、未来镀铜工艺的发展趋势未来镀铜工艺的发展可以预见将朝着功能性和高效性的方向发展。
《电镀与环保》2010年第2期
Ｏ。 变化产 生的原因。并通过实验研究取样及在 扫描 电镜 配位 剂对ＡＩ 陶瓷表面化学镀铜的影响
下对微观 组织的观察 ，对模拟结果进行 了进 一步的验
证。
研 究 了Ｅ Ｔ Ｄ Ａ， Ｎ Ｋ 及 两 者 复 配 后 对 ａ ＣＨＯ 以
ｗ ｎ ｍａ ｅｚ 。文 摘 辑 要
工艺因素对Ｓ Ａ原型表面化学镀铜速率的影响 Ｌ 化学镀铜 可 以作 为Ｓ Ａ Ｌ 原型装饰 防护或快速模具
电镀 与环 保
制造 的表面 处理 方法 ，为优 化化学镀铜工艺 ，考察 了 硫酸铜 、还原 剂 、配位 剂和添 加 剂 以及 温度 和Ｐ 值 Ｈ 等工艺 因素对Ｓ Ａ 型表面化学镀 铜速率 的影响。 实 Ｌ原 验结 果 ：硫酸铜 和 ｐ 值 对镀 铜速 率 的影 响最大 ，而 Ｈ 添加 剂 可 以明 显改 善沉 积铜 层 的质 量和 镀 液 的稳定 性。综合考 虑镀铜速 率和镀液 稳定性 ，得 出 了Ｓ Ａ Ｌ 原
的控制 系统来控制功率开关器件 Ｉ Ｔ ＧＢ 的通 断 ，实现各 添 加植酸对氧化膜性 能的影响。研究结 果表 明 ：基本 电解 液里加入植酸后 获得的氧化膜表面形貌没 有得到 形 ，且脉冲参数均可在 宽范 围 内连 续可调 ，可用于微 很 大 改善 ，仍然 存在 孔洞 ；当植 酸 的质 量 浓度 达到
种脉冲波形 的输 出。 由于脉 冲 电源可输 出多种脉 冲波 弧氧化工艺研 究、探 索最佳 工艺参数等对 电源要 求较
高的场合。
１ ． ｇＬ ，可得到 表面光 滑亮 白 ，耐蚀性 最好 的阳 ００ ／时
极 氧 化膜 。
表 工 资 ２１ 第 期 ５ 面 程 讯・００ １ ３ 年
型表 面化学镀铜 的优化工艺。
非金属材料化学镀铜研究进展
非金属材料化学镀铜研究进展发布时间：2022-10-14T06:44:39.133Z 来源：《科学与技术》2022年第6月11期作者：崔行宇[导读] 化学镀铜是目前印制电路板（PCB）和集成电路（IC）载板制造过程中关键的制程之一。
崔行宇聊城市昌润复合材料有限公司摘要：化学镀铜是目前印制电路板（PCB）和集成电路（IC）载板制造过程中关键的制程之一。
近年来，市场上不断出现各种高频高速PCB材料、IC载板材料、柔性电路板基材等新型材料，而且线路和通盲孔设计愈加复杂，这对化学镀铜技术提出了更高要求。
本文对非金属材料化学镀铜研究进展进行分析，以供参考。
关键词：非金属；化学镀铜；镀液配方；综述引言金属基复合材料(MMCs)是以金属及合金作为基材，添加一种或几种金属或非金属增强相，人工合成的复合材料。
MMCs在具有传统金属材料高强度、高弹性的特性的同时，也兼备了耐磨、耐高温等优良性能。
金属基复合材料主要分为颗粒增强金属基复合材料和纤维增强金属基复合材料，而颗粒增强金属基复合材料与纤维增强的金属基复合材料相比，在生产工艺和成本上都更具优势，而且性能更加均匀。
1概述金属铜,具有优良的导电性(电阻率为1.75×10?8Ω?m)、导热性(热导率为401W/(m?K))、抗电迁移性以及延展性等.因此,化学镀铜是陶瓷、纤维、硅片、玻璃和聚合物塑料表面金属化常用工艺之一.在电子电镀领域,化学镀铜常用于印制电路板(如刚性基材环氧树脂、柔性基材聚酰亚胺)孔金属化、电子封装、半导体金属互联和芯片硅通孔互连、超大规模集成电路制作、非导电及5G通讯材料表面金属化等领域.有机聚合物相比于铜金属,为异质材料.聚合物和铜层间不存在合金化层,所以化学镀铜层与聚合物表面间的结合力通常较差,如何提升结合力成为金属化的关键核心问题之一.聚合物表面化学镀铜金属化工艺涉及复杂的前处理、化学镀铜和后处理等工艺流程.前处理主要包括除油、粗化和活化步骤.除油步骤大多采用碱性除油技术,利用碱物质除去基材表面的皂化油,通过乳化剂除去表面的矿物油.粗化步骤通常采用氧化剂氧化;聚合物基材经粗化后,表面产生羧基等亲水基团,有利于吸附金属离子或用于基材的表面改性处理,同时可在基材表面形成粗糙面增加镀层与基材之间结合力.活化步骤主要采用化学吸附技术,使基材表面产生活性位点,催化后续的化学镀铜反应发生.对于化学活性较高的聚合物,化学氧化如铬酸浸蚀为主要粗化工艺;对于化学惰性较高的聚合物,表面接枝、气相沉积、活性材料掺杂结合激光诱导、导电颗粒掺杂、表面沉积导电聚合物等则成为主要粗化工艺.化学镀铜主要有甲醛、乙醛酸、次磷酸钠等工艺.其中,甲醛化学镀铜是工业生产中最广泛应用的工艺. 2镀层内应力测试方法2.1螺旋式应力仪采用螺旋式应力仪是一种经典的测试金属镀层内应力的方法，适用于测试电镀沉积层和自催化沉积层，被较早地用于化学镀镍沉积层内应力的研究。
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［Ｊ］．电化学，２００５，１ｌ（１）：４２—４５． 续振林，郭琦龙，沈艺程，等．陶瓷表面无敏化活化法微细 化学镀铜［Ｊ］．电化学，２００５，１１（２）：１９３～１９８． Ｚｈａｌｌｇ Ｊ Ｙ，Ｂｏｙｄ Ｉ Ｗ，Ｅｓｒｏｍ Ｈ．Ｅｘｃｉｍｅｒ ｌａｓｅｒ－ｉｎｄｕｃｅｄ ｓｕ卜 ｆａｃｅ ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｕｍｉｎａ ｆｏｒ ｅｌｅｃｔｍｌｅｓｓ ｍｅｔａｌ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｅｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｓｃｉｅｎｃｅ １９９７，１０９／１ １０：２５３—２５８．
Ｉ／％
７９．３０
３ 结论 （１）通过增加阴极振荡器，可以避免电镀过程中小
孔中产生的浓差极化。 （２）如果电镀过程中发生析氢反应，则可通过间歇
振荡，使Ｈ：从小孑Ｌ中顺利逸出。 （３）通过阴极增加振荡器，均镀能力平均提高
１０％左右，明显改善了电镀质量。
［ 参考文献 ］
ｃｈｅｎ Ｄ Ｎ．ｃｕ＆ｓｎ—Ｐｂ Ｐｌａｔｉｎｇ［Ｊ］．Ｐｃ ＦＡＢ，１９８２（６）：
１１．３０
９．６１
９．４４
７．４ｌ
６．９９
９．８０
１０．１７
６９．４６
７０．０８
１２．５８
１１．８７
１２．４８
１３．６４
１０．１ｌ
９．０４
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５
１０．８９
１１．１０
１２．８８
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８．７４
７．６１
７．０１
８．７７
７．９０
７０．７６
测试次数 ６
７ ８ ９ １０
［ 参考文献］
ＮａｔｉＶｉｄａｄ Ｅ，Ｌａｔ艄ｔｅ Ｅ，Ｌａｈａｙｅ Ｍ，ｅｔ ａ１． Ｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ ｍｏｒｐｈｏｌｏ舀ｃａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｎｓｉｔｉｚａｔｉｏｎ，ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｕ ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ ｐｌ“ｎｇ ０ｆ Ａ１２ ０３ ｐｏｌｃｒｙｓｔａｕｉｎｅ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ［Ｊ］．ｓｕ卜 ｆａｃｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００４，５５７：１２９～１４３． 赵雄超，郭琦龙，辜志俊，等．陶瓷基底微细镀覆Ｃｕ新技 术研究［Ａ］．第十二次全国电化学会议论文集［ｃ］．上 海：出版者不详，２００３：Ｇ２５． 辜志俊，赵雄超，郭琦龙，等．陶瓷微细镀覆新技术研究
陶瓷表面激光处理后无需敏化活化便可直接施
３结论
（１）通过ｘＰＳ及ｘＲＤ分析发现，经激光微加工处 理后陶瓷表面所含成分并没有发生改变，其表面未检 测出单质Ａ１的出现，同时也未发现有１一Ａ１：Ｏ，晶型的 变化，但激光处理前后陶瓷表面铝和氧的含量配比发 生了改变。
（２）陶瓷表面经激光处理后无需经过敏化、活化步 骤便可直接在其表面化学镀铜的原因可能是激光处理 在陶瓷表面形成高密度位错或非化学配比组成 Ａ１：Ｏ。一。。位错的高能量或非化学配比组成Ａｌ：Ｏ，一ｘ在 表面形成的不饱和键提高了陶瓷表面的反应活性，更 有利于甲醛和二价铜离子的吸附，降低了氧化还原反应
［关键词］ 化学镀铜；陶瓷；激光微加工 ［中图分类号］ＴＱｌ５３．２ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１００１—１５６０（２００７）０４一００１７—０２
Ｏ前言
化学镀的一个先决条件是金属沉积的基底表面具 有催化活性¨ｏ，而对于许多物质，特别是非金属材料， 它们的表面都不具有催化活性，因此施镀过程一般都 要预先经过表面活化。传统化学镀需要经过化学粗 化、敏化、活化等步骤和掩膜操作，工艺复杂，且容易对 环境造成污染。本研究将激光微加工技术与化学镀相 结合旧，３ Ｊ，实现了无需经过敏化、活化即可在陶瓷基底 实现无掩膜制作铜互连导线的图形金属化Ｈ Ｊ。工艺流 程：图形设计＿＋激光微加工＿化学镀铜。其中激光微 加工处理在陶瓷表面无敏化活化化学镀铜中起着关键 的作用。采用ｓＥＭ、ｘＰｓ、ｘＲＤ等化学分析方法比较激 光微处理前后陶瓷表面的变化，讨论激光微加工处理 对陶瓷基板的影响，进一步认识激光微处理在陶瓷表 面无敏化活化化学镀铜工艺中的作用。
第４０卷第４期 ２００７年４月
材料保护 Ｍａｔｅｎａｌｓ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ
Ｖ０１．４０ Ｎｏ．４ Ａｐｒ．２００７
激光微加工对陶瓷表面化学镀铜的影响研究
沈艺程。续振林， 辜志俊。姚元根 （１．中国科学研究院福建物质结构研究所，福建福州 ３５０００２；２．中国科学研究院研究生院北京１０００３９）
［摘要］ 采用扫描电镜（ｓＥＭ）、ｘ射线光电子谱（ｘＰｓ）、ｘ射线衍射能谱仪（ｘＲＤ）等手段比较激光微 加工处理前后陶瓷表面形貌发生的变化，探讨了激光微处理在陶瓷表面无敏化活化化学镀铜工艺中的作用。 结果表明，陶瓷基底经激光处理后，其表面成分并未发生改变，但其表面活性增强，从而促进了化学镀铜反应 的进行。
采用德国进口ＤＰＬ Ｍａｇｉｃ Ｍａｒｋｅｒ激光微加工处理 器（波长１．０６仙ｍ，功率３ ｗ，频率０—５０ ｋＨｚ）进行陶 瓷表面处理；试验材料采用９６％Ａ１２０，陶瓷；采用美国 ＰＨＩ Ｑｕａｎｔｕｍ ２０００电子能谱仪和荷兰Ｐａｎａｌｙｔｉｃａｌ多晶 粉末ｘ射线晶衍射仪进行陶瓷表面成分及晶相分析； 采用ＴＲ２００手持式粗糙度仪测量陶瓷表面粗糙度及荷 兰ＰＨＬＬＬＰＳ ＸＬ ３０ ＥＳＥＭ扫描电子显微镜进行表面形 貌分析。陶瓷经激光表面处理后在超声波中清洗１０
Ｉ １１．６６ １１．１２ １０．５９ ９．８４ ｌＯ．３２
Ⅱ １１．４７ １０．６４ １１．７４ １２．５５ １０．８５
表３采用阴极振荡器的镀层厚度／斗ｍ及相应的均镀能力
Ⅲ １０．５８
Ⅳ １１．３０
口
９．２０
６ ８．７４
ｃ ６．８８
ｄ ７．２４
ｅ
９．８５
１０．５５
１１．０８
１０．２４
１０．０２
７．６４
７．２１
９．６６
１０．３２
１０．７４
８．５１
１１．７６
１１．４９ １１．０５
８．８５ ｌＯ．９０
１０．４５ １０．８３
６．５５ ７．３９
６．８４ ６．８１
９．６３ ９．５４
， ８．９９ ７．８９ ８．９７
１０．２ｌ ｌＯ．１２
∥％ ７５．３９
８０．９１ ７７．５１ ７８．４３ ８４．２７
（下转第２７页）
万方数据
电路 板 电 镀锡 铅 合金 的 工 艺 研 究
１３．３８
ｌＯ．９６
１２．７３
１２．２９
８．６１
８．９９
６．６７
７．３２
９．２８
９．５４
６８．０８
１２．７５
１１．１１
１３．０７
１２．７８
８．８９
９．２ｌ
７．６５
７．１４
９．８７
９．８２
７０．５２
１２．７４
１４．６６
１２．５７
１试验
ｍｉｎ，晾干后直接放人化学镀铜液中水浴加热到一定温 度即可直接施镀。所选用的化学镀铜液及试验条件见 文献［４］。
２结果与讨论
２．１ 激光处理对陶瓷表面形貌的影响
激光处理前后陶瓷表面ＳＥＭ形貌见图１。由图中 可知，激光处理对陶瓷表面形貌有很大影响，且采用不 同激光扫描间距处理所得的陶瓷表面形貌差别很大。 未经激光处理的陶瓷试片表面较为平滑，而激光打标 处理后的陶瓷表面较为粗糙。采用ＴＲ２００手持式粗糙 度仪对陶瓷表面粗糙度进行测量，未经激光处理的陶 瓷试片表面的粗糙度值为尺ａ＝ｏ．４８７仙ｍ，而采用扫描 间距分别为０．００２ ｍｍ和Ｏ．００５ ｍｍ的激光处理陶瓷表 面粗糙度对应为５．２４１斗ｍ和３．７５２斗ｍ，说明通过选 择激光扫描间距的大小可以获得不同的表面粗糙度。
结合能／ｅＶ （ｂ１激光处理后
图２激光处理前后陶瓷表面ｘＰＳ谱图
２．３激光处理前后陶瓷表面Ｘｌｍ分析 将激光处理前后陶瓷表面ｘＲＤ谱图与仅－Ａ１：Ｏ，的
ｘＲＤ谱图比较可知，处理前陶瓷试片的衍射峰主要为 ｄ－Ａｌ：Ｏ。衍射峰，经激光处理后，陶瓷表面ｘＲＤ谱图与 激光处理前陶瓷表面的ｘＲＤ谱图峰的位置和峰高几 乎没有改变，表明激光处理后试片的衍射峰仍主要为 仅一Ａｌ：Ｏ，衍射峰，并没有１一Ａｌ：Ｏ。衍射峰的出现，说明陶 瓷表面经激光处理后并没有新的晶相生成。 ２．４机理讨论
６ ５． ｂ４
元素原子分数，％
Ｏ
５５．４
Ａｌ
２３．８
Ｃ
２０１８
杂３
０
末２
ｌ
：．．∥一。。叫
ｊ箭
Ｏ
１ ４００ １ ２００ ｌ ０００ ８００ ６００ ４００ ２００
０
结合能／ｅＶ
（ａ）激光处理前
镀，Ｈ．Ｅｓｒｏｍ等ｏ ７’副认为是由于激光对陶瓷表面照射得 到单质铝，并作为化学镀铜活化中心；武颖娜等＂１认为 陶瓷表面经激光照射后，陶瓷表面产生的高密度位错， 亚稳相１－Ａｌ：０。和Ａｌ富集区成为Ｃｕ２＋吸附和置换的中 心。通过对激光处理前后陶瓷表面的分析发现，激光 处理后陶瓷表面的成分并未发生改变，没有单质铝的 生成，同时也没有新的晶相１－Ａ１：Ｏ，生成，这可能是由 于文献［６，７］中采用的是准分子激光，为冷光源加工， 而本试验用的是ＹＡＧ激光，为热光源加工，因此即使 加工过程中出现单质铝，光源的加热效果也会将单质 铝氧化成Ａｌ：Ｏ，。前期的试验结果表明激光处理后陶 瓷表面无需经过敏化、活化便可直接化学施镀，说明表 面存在活化中心，而陶瓷为非金属材料，其表面并不具 备催化活性。激光处理后陶瓷表面活化中心产生的原 因可能是由于激光具有高能量密度、高单色性及良好 的相干性使得激光作用于表面会产生一系列光、热、非 线性效应，因此激光处理陶瓷基片后其表面性能发生 了一系列的变化。激光处理在陶瓷表面形成高密度位 错或非化学配比组成Ａｌ：０。一。，位错的高能量或非化学 配比组成Ａｌ：Ｏ，一。在表面形成的不饱和键提高了陶瓷 表面的反应活性，同时激光辐射后改变了陶瓷表面本 来的费米能级，改变了陶瓷表面活化组织，因此也增强 表面反应活性，这样更有利于甲醛和二价铜离子的吸 附，降低甲醛氧化成甲酸以及二价铜离子还原成金属 铜的活化能，使得氧化还原反应更容易发生，对反应起 到催化作用，因此陶瓷表面经激光处理后无需敏化、活 化便可直接施镀。