金刚石表面化学镀铜工艺的优化

合集下载

铜金刚石合金表面处理

铜金刚石合金表面处理

铜金刚石合金表面处理英文回答:Surface treatment of copper diamond alloy is an important process to enhance its performance and durability. There are several methods that can be used to treat the surface of this alloy, including electroplating, chemical etching, and physical vapor deposition.Electroplating is a commonly used method to improve the surface properties of copper diamond alloy. It involves the deposition of a thin layer of metal onto the surface of the alloy through an electrochemical process. This can help to enhance the corrosion resistance, wear resistance, and hardness of the alloy. For example, by electroplating alayer of nickel onto the surface of copper diamond alloy, the hardness of the alloy can be significantly increased, making it more suitable for applications in harsh environments.Chemical etching is another effective method for surface treatment. This process involves the use of chemicals to selectively remove a thin layer of material from the surface of the alloy. This can help to remove impurities, improve the surface finish, and create a more uniform surface. For instance, by etching the surface of copper diamond alloy with an acid solution, the surface roughness can be reduced, resulting in improved aesthetic appearance and better adhesion of coatings.Physical vapor deposition (PVD) is a technique that involves the deposition of a thin film onto the surface of the alloy through the condensation of a vaporized material. This method can be used to improve the hardness, wear resistance, and friction properties of the alloy. For example, by depositing a layer of diamond-like carbon (DLC) coating onto the surface of copper diamond alloy using PVD, the wear resistance of the alloy can be significantly improved, making it suitable for applications in cutting tools and abrasive wear environments.In summary, there are several methods available forsurface treatment of copper diamond alloy, including electroplating, chemical etching, and physical vapor deposition. Each method has its advantages and can be usedto improve specific properties of the alloy. By carefully selecting the appropriate surface treatment method, the performance and durability of copper diamond alloy can be greatly enhanced.中文回答:铜金刚石合金的表面处理是提高其性能和耐久性的重要过程。

5-金刚石颗粒表面均匀电镀工艺研究

5-金刚石颗粒表面均匀电镀工艺研究

V o.l 35 NO. 1 Feb. 2006
烘 干。整个 过程在 室温 下
采用碱 性除油 , 在 10% N aOH 溶液 中 , 并 加入 少
量的非离子表面 活性剂 煮沸 30m in, 用蒸 馏水 冲洗 2~ 3 次 , 除 去金刚石表面的油脂等污物。 2) 粗化 3) 敏 化
图 1 电镀金刚石装置示意图
[ 2]
2 . 2 电镀液及电镀条件
电镀液配方如表 1 所示。
表 1 普通电镀镍溶液的成分及工作规范 试剂名称 N iSO 4 N iC l2 7H 2 O / ( g L 6H 2 O / ( g L
- 1 - 1
配方 1 )
配方 2
配方 3
配方 4 250
120~ 140 150~ 250 250~ 300 30~ 60 7~ 9 8~ 10 30~ 35 20~ 30 30~ 40 35~ 40
- 1
)
N aC l / ( g LFra bibliotek)- 1
5 30
H 3 BO 3 / ( g L
) )
- 1
30~ 40 50~ 80 )
N a2 SO4 / ( g L M gSO4
- 1
7H 2 O / ( g L
- 1
50 4

N aF / ( g L
)
- 1
30 % 的 H 2 O 2 / ( mg L
发生下列情况 : 1) 当颗粒的形状为 圆形或 接近圆 形时 , /2, 颗粒沿斜面滚动 ; 3) 当 动又滚动 , 为摩擦角。 > 和 > 量在晶体侧棱之外通过 , 颗粒在斜面上滚动 ; 2) 当
将敏化与活化处理合 成一步 , 采用 新型的 盐基性 胶体钯 对 金刚石进行敏化活化 处理。这样 不仅简 化了工 艺 , 而 且配制 盐 基性活化钯胶体需要的氯化钯用量少、 成本低、 溶液稳定 [ 4] 。 2 . 1. 2 化学镀 N i 镀液组成 : 30g /L N iSO4 6H 2 O ( 随 硫酸 镍浓度 增加 , 镀 速 加快 , 但当 硫酸 镍浓度 超过 20g /L 以上 , 沉 积速度 增加 不太 明 显 , 当 浓度超过 30g /L , 镀液不稳定 , 镍易析出 , 镀速降低。 ) 30g /L N a H 2 PO2 2H 2 O ( 次 亚磷酸钠是镀液中 的主要还 原 剂。随次亚磷酸钠浓度的升高 , 沉积速度增加 , 这是因为随次 亚 磷酸钠浓度升高 , 氧化还原反应电位增加 , 反应的自由能向负 方 向变化 , 所以沉积速度加快 , 但当次亚磷酸钠超 过 30g /L , 镀 液 稳定性降低 , 镀速减慢 ) [ 5] 。 主络合剂 25g /L 10g /L 适量 4. 8~ 5. 2 ( 88 3) , 并要不断搅拌。

金刚石表面镀覆金属的性能研究_张凤林

金刚石表面镀覆金属的性能研究_张凤林
3 试验结果与分析
经盐浴镀和化学镀后, 几乎 100% 的金刚石均被 镀覆上金属, 表明这两种金属镀覆工艺是可行和成功 的。盐浴镀 Ti 的金刚石表面呈灰黑色; 化学镀 Ni 的 金刚石表面呈亮银色, 镀 Cu 的金刚石表面呈红色。
( 1) X 射线衍射分析 用 Y-4Q 型 X 射线衍射仪测得的镀覆金属后金 刚石 X 射线衍射图谱如图 1 所示。由图可见, 盐浴 镀 Ti 的金刚石出现了 TiC 的衍射峰, 表明 T i 与金刚 石通过 TiC 形成了化学冶金结合。化学镀 Ni 和 Cu 的金刚石上都有 Ni 和 Cu 的衍射峰出现; 镀 Ni 金刚
图 1 镀覆金属后金刚石 X 射线衍射图谱
石的表面镀层大多为非晶 Ni, 由于 Ni 层较厚, 所以 金刚石的衍射峰很弱。
( 2) 镀层表面形貌分析 图 2 为 用 PHILIPS XL- 30FEG 扫描电 子显微镜 观察到的镀 T i、镀 Ni 和镀 Cu 金刚石的表面形貌。 由图可见, 盐浴镀 Ti 和化学镀 Ni 的金刚石表面镀 层致密均匀, 而化学镀 Cu 的金刚石表面镀层较为疏 松, 且存在未镀覆部位, 这是由于 Cu 镀层较薄且易 氧化, 引起镀层剥落, 导致镀层表面结构疏松。
( b) 化学镀 Ni
图 3 镀层与金 刚石的界面结构
( 4) 盐浴镀和化学镀对金刚石性能的影响 ¹ 对抗压强度的影响 表 1 为盐浴镀 T i 和化学镀 Ni、Cu 金刚石颗粒 的抗压强度对比情况。
表 1 单颗粒金刚石抗压强度对比情况
金刚石状态 镀前 盐浴镀 Ti 化学镀 Ni 化学镀 Cu
抗压强度( kgf) 6
* 广东省自然科学基金资助项目( 项目编号: 990142) 广东工业大学青年基金资助项目( 项目编号: 992034)

镀铜工艺的优化和研究

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。

金刚石表面化学镀铜工艺研究

金刚石表面化学镀铜工艺研究
浙 江理 工 大学 学报 , 第3 3卷 , 第 l期 , 2 0 1 5年 1月
J o u r n a l o f Z h e j i a n g S c i - Te c h Un i v e r s i t y
Vo 1 . 3 3,No . 1 ,J a n .2 0 1 5
活化 : 将上 述金 刚石放置在 2 g / L 的 Ag NO。
溶液中, 溶液加热至 7 O ℃并保温 , 搅拌 3 0 ai r n后 ,
洗净 。
铜 。此 外 , 以 甲醛 为 还 原 剂 , 为 获 得 最 佳 的镀 覆 效 果, 在 预处 理工 程 中要 配制 催 化 性 能 较 高 但 价格 昂
内的许 多金 属化 学 亲 和 性 差 , 难 以被 浸 润 。改善 金
化学 镀铜 镀液 , 并 讨论 其 中各 种 因素 对 化 学镀 铜 速
率、 镀 液稳 定性 的影 响 。
1 实 验 部 分
1 . 1 金 刚石 表 面预处 理 除油 : 将 水洗后 的金 刚石浸 在 1 0 的 Na OH 溶

要: 研 究以硼 氢化钠为还原 剂、 硝 酸银 为活化剂 的金 刚石表 面化 学镀铜 工艺 。使 用 X R D和 E D S分 析金 刚
石 表 面 镀 层 的结 构 与 成 分 , 讨论渡 液组分和工艺条件对化学镀铜的影 响 , 并 用 体 式 显 微 镜 观 察 了金 刚 石 表 面 镀 铜 后 的 形 貌 。得 到 的 最 佳 镀 液 配 方 与 工 艺 条 件 是 : Na B H4 1 I 5 g / L , C u S ( ) 4・5 H2 O 2 0 g / L , 酒石酸钾钠 1 5 g / L,
7 2

温度对金刚石粉体表面镀铜的影响

温度对金刚石粉体表面镀铜的影响

温度对金刚石粉体表面镀铜的影响祝要民;姚怀【摘要】在金刚石粉体表面通过化学沉积得到铜金属镀层,通过X 射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试手段研究了镀液温度对镀速、镀层组织及形貌的影响。

结果表明:当镀液温度低于30℃时,镀速为零,反应不能发生;温度在30~45℃时,随着温度的升高,铜的衍射峰逐渐增强;45℃时,基体完全被覆盖,镀层致密均匀;温度在45~50℃时,衍射峰进一步增强,镀层晶粒明显变大,致密度降低,表层有脱落现象;随着温度进一步增大,铜的衍射峰强度开始降低,60℃时,镀层有明显的脱落,翻边起皮现象。

%The copper coating were deposited on the surface of diamond powder using chemical deposition.The plating rate,organization and surface morphology were changed by the temperature of plating bath, which was investigated through X-ray diffraction technique and scanning electron microscope analysis.The results showed that the plating rate was zero and no reaction could occur when the temperature was lower than30 ℃.The intensity of copper peak strengthened with the increase of the temperature when the temperature was in the range of 30 - 45 ℃.The substrate was coating of copper completely,and the coating was uniform and dense when the temperature was 45 ℃.The copper peak intensity was further enhanced, the grain size was significantly larger, the coating density decreased and had a exfoliation phenomenon when the temperature was at 45 -50 ℃.The copper peak intensity weakened with the increasing of the temperature when the temperature was above 50 ℃.Theplating had an obvious exfoliation and edge curl phenomenon when the temperature was at 60 ℃.【期刊名称】《金刚石与磨料磨具工程》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】5页(P74-78)【关键词】金刚石粉体;化学镀铜;表面改性【作者】祝要民;姚怀【作者单位】河南科技大学材料科学与工程学院,河南洛阳 471023;河南科技大学材料科学与工程学院,河南洛阳 471023【正文语种】中文【中图分类】TQ164目前,金刚石工具的制造方法主要是利用粉末冶金的孕镶嵌,由于金刚石颗粒与许多金属及陶瓷基体之间有着比较高的界面能,导致金刚石颗粒与基体材料润湿性和结合力差。

金刚石焦磷酸盐镀铜工艺优化

金刚石焦磷酸盐镀铜工艺优化
i n di c a t e d t he r e a s o n,whi c h wa s a di s pl a c e me nt r e a c t i o n be t we e n Cu a n d Ni .To s o l ve t hi s p r ob l e m,
关 键 词 金 刚石 ;电镀 铜 ;漏 镀
中 图分 类 号 TQ1 6 4 文 献标 志码 A 文章编 号 1 0 0 6 — 8 5 2 X( 2 0 1 5 ) 0 2 — 0 0 6 6 — 0 3
DoI码 1 0 . 1 3 3 9 4 / i . c n k i . j g s z z . 2 0 1 5 . 2 . 0 0 1 4
t o t a l l y c o v e r e d b y Ni , wh i c h j u s t me l t e d d u r i n g f o l l o wi n g p l a t i n g p r o c e s s . Fu r t h e r e x p e r i me n t s
Ke y wo r d s d i a mo n d;e l e c t r o p l a t i n g c o p p e r ;l e a k a g e
在 金 刚石表 面 镀 覆 一 层金 属 , 可 赋 予 金 刚 石许 多
新 的特性 , 并改 善 其 原 有 物 理化 学 性 能 。 由于 金 刚 石
Opt i mi z a t i o n o f e l e c t r o pl a t i ng Cu& Ni o n t o d i a mo nd
CAO Hez h o u,GUO Son g
பைடு நூலகம்

金刚石化学镀铜及还原处理研究

金刚石化学镀铜及还原处理研究
( ea F D a o dC , d, hnzo 5 0 6 C i ) 2H n nS im n o £t. Z egh u4 0 1 , hn a
Absr c T mp o e t tig b h vo fd a n n tl c marx,h l erl s ltn fc p e n ta t o i r v he wetn e a iro imo d a d mea l ti te ee toe sp ai g o o p ro i
文章编 号:0 6— 5 X(00 0 —05 0 10 8 2 2 1 ) 1 0 8— 5
金 刚石 化 学镀 铜 及 还 原 处 理 研 究
谷盟 森 靳 兴 亚 谢 辉 方海 江 张迎 九‘ ’
( 郑州大学物理工程学院 , 1 郑州 4 0 5 ) 50 2 ( 2河南 四方 达超 硬材料股份有限公 司, 郑州 4 0 1 ) 5 06
GuMe g e JnXn y XeH i F n aj n Z a gYnj n s n- i iga i u ・ a gH i g i a h n igi u
( h s a n ier gC lg hn zo n e i , hn zo 5 0 2 hn ) 1P yi l gne n o eeo egh u U i r t Z egh u 0 5 ,C i c E i l fZ v sy 4 a
d a n at l sw s ito u e s g t o fr lt n t i e e tr d cn g n s n h o p rf mso imo d p r ce a nr d c d u i w o mu ai swi df rn e u i g a e t ,a d t e c p e l f i n o h f i d a o d wee d o i i d a i e e ttmp rt r si h t s h r fh d o e .T e c a g so tu t r n i n r e xd z t f rn e e au e n t e amo p e e o y r g n h h n e fs c u e a d m e df r c mp st n o o p r f ms g o n a i e e tf r u ain n e u t n t m eau e ee c a a tr e y o o i o f c p e a d r d ci e p r tr s w r h rc ei d b o o z
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
Trans. Nonferrous Met. Soc. China 24(2014) 136−145
Parameters optimization of electroless deposition of Cu on Cr-coated diamond
A. R. NIAZI, Shu-kui LI, Ying-chun WANG, Jin-xu LIU, Zhi-yu HU, Zahid USMAN School of Materials Science and Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China
Received 1 November 2012; accepted 10 June 2013
Abstract: Electroless copper plating on diamond particles precoated with 1% Cr was carried out to evaluate the effects of various experimental parameters on coating quality and deposition rate to obtain the optimized reaction parameters. The formulated samples under optimized parameters were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy, X-ray photoelectron spectra and optical microscopy. The best parameters, where uniform and maximum coating thickness was achieved, are etching with 20% NaOH for 30 min, sensitization and activation with SnCl2 and PdCl2 for 5 and 20 min, respectively. The composition of the copper solution bath was 16 g/L CuSO4·5H2O, 35 mL/L formaldehyde (HCHO), 23 g/L KNaC4H4O6 at 60 °C, pH=13 and stirring at (350±15) r/min under ultrasonication. Key words: electroless copper plating; Cr-coated diamond; parameter optimization
Corresponding author: Ying-chun WANG; E-mail: wangyc@ DOI: 10.1016/S1003-6326(14)63039-9
A. R. NIAZI, et al/Trans. Nonferrous Met. Soc. China 24(2014) 136−145
137
In the present work, diamond particles already coated with 1% Cr (mass fraction) layer were selected because it was more easy and economical to catalyze the surface than pure diamond and to get uniform coating thickness. Hence, a careful study on each step was carried out to investigate the influences of experimental parameters and then these parameters were optimized, by varying experimental conditions, through SEM analyses and using other very simple techniques to list down these optimized parameters, in order to establish a stable and higher quality deposit on Cr-diamond particles.
2 Experimental
The diamond type selected for electroless plating was MBD-8 (110 µm) with 1% Cr coating. Diamond particles were first pretreated to catalyze the surface, etching by 20% NaOH, sensitizing by SnCl2 and activating by PdCl2. These pretreated diamond particles were introduced into copper solution bath, composed of CuSO4·5H2O, KNaC4H4O6, 20% NaOH and formaldehyde (HCHO) for electroless plating. The mass of coated diamond particles was calculated and then these particles were introduced into HNO3. After complete dissolution of deposited copper, diamond particles were dried and weighed again and hence the mass gain was calculated. Distilled water was used throughout to prepare these solutions and also to wash the coated diamond particles gravitationally.
Foundation item: Project (9140A12060110BQ03) supported by the National Key Laboratory of Science and Technology on Materials under Shock and Impact, China
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
aluminum [9−12]. Electroless copper plating on diamond has rarely
been mentioned in previous literatures because of the cost and poor or zero wettability of diamond with other elements. No methods were available to produce diamond synthetically on commercial basis. However, recently, some economical methods have been developed to produce diamond synthetically like CVD diamond [13,14] and to catalyze the surface chemically for electroless copper coating. Recently, it has drawn the attention of researchers around the globe when the need of a material with high thermal conductivity and compatible coefficient of thermal expansion with semiconductors has become a vital requirement. Hence, it needs a careful study on the process so that the best coating could be achieved. For this, diamond’s surface treatments are necessary prior to the ordinary electroless plating process to make diamond particles more susceptible to adhesion of the palladium/tin catalyst and enhance the adhesion of the successive copper plating on the diamond particles. A layer of catalyst particles gets attached in the surface micro-cavities formed during surface treatments, providing redox reaction catalytic sites for later initiation of the electroless copper plating process [15].
1 Introduction
The fundamental of electroless deposition is the reduction of metallic ions from the solution onto the substrate to be metallized without application of electric current. It is widely used in fabrication of printed circuit boards because of its low cost, easy deposition and very simple experimental setup [1,2]. Electroless metallic deposition has drawn a special attention in fabrication of fine metal patterns for microelectronics, wear and corrosion resistant materials, medical applications and battery technologies [3−5]. Generally, it requires a catalyst to initiate the autocatalytic metallization process. Selective and delicate metal deposition can only be done using this process, which is a challenge for electrolytic process [6]. Through this process, a uniform copper coating is obtained on a variety of substrates, like diamond particles [7]. The deposition rate and deposit properties of electroless copper plating depend on the copper complexing agent, reducing agent and bath temperature and pH value of the process [8]. The latest interest in copper electroless deposition has grown for it is used to fabricate ultra-large scale integrated circuits (ULSI) because of the higher conductivity of copper than
相关文档
最新文档