金刚石化学镀铜工艺研究
在铜和硬质合金上金刚石膜的沉积研究
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
在铜和硬质合金上金刚石膜的沉积研究
金刚石薄膜有许多优异的性质，存在着广阔的工业应用前景。
但在金刚石薄膜的应用中，存在着一些相关的技术或经济困难：如金刚石薄膜与基体的附着较差，产品的成本过高等问题。
本论文就金刚石薄膜在铜上的制备及其附着力进行了详细的讨论。
另外，利用Cu 植入后改善了金刚石薄膜在WC-Co 硬质合金上的附着力，并探讨了微波法中利用乙醇和氢气作为气源时金刚石薄膜的沉积工艺。
铜上金刚石薄膜的制备有很大的困难，主要原因在于铜与金刚石之间没有化学反应，无相应的碳化物生成；同时铜和金刚石的热膨胀系数的差异过大。
本文首先研究了高纯铜片上金刚石的形核，采用亚微米金刚石涂层显著地增强了金刚石在铜上的形核密度，并且通过氢等离子体的处理将金刚石小颗粒部分地嵌入到铜基体内，使金刚石薄膜和铜基体之间形成机械锚合，有利于金刚石薄膜附着力的提高。
其次采用镍作为中间过渡层，着重讨论了施加镍过渡层后金刚石薄膜的制备工艺。
研究表明：镍过渡层在高温氢等离子体的处理下形成的铜镍合金增强了铜基体的强度，在引入碳的情况下经高温氢等离子体处理形成的铜镍碳氢共晶体系可有效地抑制镍的促石墨化作用。
碳的引入可以通过金刚石研磨或含碳的等离子体处理两种方法。
镍过渡层可显著地增强金刚石薄膜的附着力，其主要原因在于铜镍碳氢共晶体系的生成，位于共晶体表面的碳原子或碳原子团起到了金刚石晶核的作用，在此基础上生长的金刚石薄膜与基体的结合由原来的物理吸附或机械锚合变为化合键结合。
在利用镍过渡层增强薄膜的附着力的同时，提出三步法以释放金刚石薄膜的热应力，得到附着良好，较为平坦的金刚石/铜复合材料。
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
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)
金刚石表面化学镀铜工艺研究
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
摘
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
金刚石微粉表面镀覆研究进展
金刚石微粉表面镀覆研究进展代晓南;何伟春【摘要】Copper, titanium, nickel, tungsten, molybdenum, silver, etc., are mainly used for diamond surface coating.These coating can enhance the compressive strength of diamond grains, the coefficient of thermal conductivity of grinding tool, service life, increase the binding force between the diamond abrasive and binder.There are a lot of different diamond surface plating processes, mainly included chemical plating, plating, magnetron sputtering, vacuum deposition, etc.Small size of diamond particle is required in grinding fluid, fine grinding and wire saw, so this needs fine grain diamond surface plating, but 5 ~10 μm is the smallest size in the industry at present, and its performance is not very good, so the study of fine grain diamond micro powder coating should be stepped up.%用于金刚石表面镀层的金属主要有铜、钛、镍、钨、钼、银等，不同程度的提高了金刚石颗粒的抗压强度、磨具的导热系数、使用寿命。
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。
金刚石复合镀层的研究
金刚石复合镀层的研究近年来，金刚石复合镀层的研究受到了广泛的关注。
金刚石复合镀层是一种具有高耐磨性和高热导性的复合镀层，具有广阔的应用前景。
本文将从结构、性能、制备工艺以及未来应用等方面阐述金刚石复合镀层的研究，以期促进该领域的发展。
一、金刚石复合镀层的结构金刚石复合镀层的结构主要有三种不同的结构，即金刚石/金属结构、金刚石/陶瓷结构和金刚石/金刚石结构。
在金刚石/金属结构的镀层中，金刚石为主要结构，而金属是加固结构。
在金刚石/陶瓷结构的镀层中，金刚石是主要结构，而陶瓷材料是加强结构。
在金刚石/金刚石结构的镀层中，金刚石是主要结构，金刚石和金刚石之间也有一层薄膜加固。
二、金刚石复合镀层的性能一般来说，金刚石复合镀层具有独特的物理和化学性能，具有良好的热稳定性、化学稳定性、抗腐蚀性、耐磨性和抗冲击性。
金刚石复合镀层具有良好的耐热性，能承受较高的温度，最高可达到3000℃。
金刚石复合镀层具有良好的耐磨性，可以承受大量的机械磨损，寿命可达到数千个小时。
金刚石复合镀层具有良好的抗腐蚀性，能有效防止腐蚀，可以在恶劣的环境中使用。
三、金刚石复合镀层的制备工艺金刚石复合镀层的制备工艺主要有气相沉积法和熔覆法。
气相沉积法是气相化学反应的一种，该方法能在被镀物表面形成致密的金刚石镀层，具有较高的热稳定性和结构稳定性。
而熔覆法则是一种熔融金属的方法，可以在镀层表面形成金刚石/金属结构，这种结构具有较好的抗腐蚀性和抗冲击性。
四、金刚石复合镀层的应用由于金刚石复合镀层具有优良的性能，它在航空航天、汽车、计算机等多个领域都有广泛的应用。
在航空航天领域，金刚石复合镀层能提高发动机的稳定性、使用寿命和效率，并有效抑制发动机的热变形。
在汽车领域，金刚石复合镀层能提高汽车的燃油效率，减少汽车的磨损率，同时还能有效防止汽车受到潮湿环境的侵蚀。
而在计算机领域，金刚石复合镀层能有效提高计算机的稳定性并减少计算机的热效应。
五、未来的发展未来，金刚石复合镀层将在抗腐蚀、防火、防静电等多方面得到更广泛的应用，从而丰富该领域的发展前景。
金刚石焦磷酸盐镀铜工艺优化
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
- 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、"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、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)。
（３）
在酒石酸钾钠为络合剂的溶液中，由于酒石酸钾
钠对Ｃｕ２＋的络合能力不够，使溶液中存在游离的Ｃｕ２＋，
导致溶液全面分解。尽管ＥＤＴＡ一２Ｎａ对Ｃｕ２＋的络合能
力高于酒石酸钾钠，减少Ｃｕ２０生成，但少量游离态
万方数据
的铜离子按反应（２）和（３）中生成的微量Ｃｕ２０和铜微 粒，无规则地分布于溶液中，当积聚了一定量的铜微 粒时，上述的非催化反应便变成自催化反应，且随着 铜微粒的表面积增大而加快，使溶液丧失稳定性。而 双络合剂的使用则会大大提高溶液的稳定性，稳定剂 二联吡啶和亚铁氰化钾的加入，络合了Ｃｕ＋并吸附于 铜表面上，使新形成的铜小粒子失去作为催化沉铜的 核的活性［６】，减少Ｃｕ２０和Ｃｕ粒子的生成，使镀液长 时间处于稳定状态。 ３．２预处理对金刚石形貌的影响
ａｓ ｆｌｏｗｓ：ｐ（ＣｕＳ０４·５Ｈ２０）１ ５ ｇ／Ｌ，ｐ（ｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ）（ｍａｓｓ ｆｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ３６％）１５ ｇ／Ｌ，ｐ（ｓｏｄｉｕｍ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｔａｒｔｒａｔｅ）１４ ｇ／Ｌ， ｐ（ＥＤＴＡ）１ ４．６ ｇ／Ｌ，ｐ（ｂｉｐｙｒｉｄｙｌ）０．０２ ｇ／Ｌ，ｐ（ｐｏｔａｓｓｉｕｍ
在化学镀铜过程中，在具有催化活性的表面发生 的化学镀铜总反应（式中Ｌ代表络合剂）、铜离子被 络合剂络合后，在碱性环境中被甲醛还原成氧化亚铜
和Ｃｕ金“属＋铜Ｈ的Ｃ反 ＨＯ应＋如３０下Ｈｐ一ｊ：÷Ｃｕ＋ＨＣＯＯ一十２Ｈ２０（１）
２Ｃｕ“＋ＨＣＨＯ＋５０Ｈ一寸Ｃｕ２０山＋ＨＣＯＯ一＋３Ｈ２０（２）
Ｃｕ，Ｏ＋ＨＣＨＯ＋２０Ｈ一—手２Ｃｕ＋２ＨＣＯＯ一＋Ｈ：Ｏ
（ａ）粗化后金刚石的表面形貌
（ｂ）传统敏化、活化处理后 金刚石化学镀铜表面形貌
（ｃ）胶体钯处理后金刚石化学镀铜表面形貌
图１金刚石及用不同预处理方法所得化学镀层的ＳＥＭ照片 Ｆｉｇｕｒｅ １ ＳＥＭ ｐｈｏｔｏｓ ｏｆ ｄｉａｍｏｎｄ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ ｃｏｐｐｅｒ ｌａｙｅｒ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｓ
ＶｂＩ．２６ Ｎｏ．５
金刚石化学镀铜工艺研究
侯亚平，易丹青，李荐
（中南大学材料科学与工程学院，湖南长沙４１００８３）
摘要：介绍了金刚石化学镀铜工艺流程、工艺配方。研究了
不同络合剂体系对镀液稳定性以及不同预处理方法对化学镀
铜层表面形貌的影响。探讨了硫酸铜质量浓度、络合荆物质的
量之比和不同ｐＨ下甲醛质量浓度对金刚石表面沉积铜速率的
影响。结果表明：使用胶体钯敏化活化能显著提高金刚石表面
镀铜质量，多元络合剂的加入可以增加镀液的稳定性。获得了
化学镀铜最佳工艺条件：ＣｕＳ０４·５Ｈ２０ １５ ｇ几，甲醛（ｗ（ＨＣＨＯ）
＝３６％）１５ ｅｅｌ，酒石酸钾钠１４∥Ｌ，ＥＤＴＡ １４．６ ｇ／Ｌ，ＮａＯＨ适 量，二联吡啶０．０２ ｇ／Ｌ，亚铁氰化钾０．０１ ｇ／Ｌ，温度（４３ ４－０．５）。Ｃ，
２５ ｇ／Ｌ、甲醛质量浓度５～２０ ｇ／Ｌ、ｐＨ＝１１．７～１２．５、 ／＇／ＥＤＴＡ／Ｆ／酒石酸钾钠＝１．０～１．６对金刚石化学镀铜的影响。
金刚石化学镀铜液基本配方及条件如下：
ＣｕＳ０４·５Ｈ２０
１ ５ ｇ／Ｌ
甲醛［ｗ（ＨＣＨ０１＝３６％］ 酒石酸钾钠
１５ ｇ／Ｌ １４ ｇ／Ｌ
ＥＤＴＡ
１９．５ ｇ／Ｌ
１前言
金刚石具有良好的力学、热学、电学和化学等综 合性能，熔点在３ ０００ ｏＣ以上，热导率是已知材料中 最高的，在室温下可达到２ ２００ Ｗ／ｍＫ。但是在高温下， 金刚石属于亚稳相，其耐热性不高，在空气中加热到 ７００ ｏＣ以上容易发生氧化或石墨化现象，与一般粘结 用的金属或合金的化学亲和性差，不易被浸润等。这 些缺点都影响了金冈０石性能的发挥吐金刚石表面化学 镀是金刚石表面金属化的重要步骤，通过在其表面镀 覆一层金属薄膜赋予金刚石导电性、对金属的亲和性 和浸润性，以期改善其焊接性、烧结性和电镀性等［２］。
ＮａＯＨ
１４．５ ｇ／Ｌ
二联吡啶０．０２ ｇ／Ｌ
亚铁氰化钾
０．０１ ｇ／Ｌ
ｐＨ
１２．０～１２．５
０（４３ ４－０．５、ｏＣ
施镀时间
１００ｍｉｎ
２．４性能测试 ２．４．１ 铜沉积速度
沉铜速度用化学镀后金刚石的增重率来衡量，金 刚石增重率计算如下：
增重率：竺堕二塑×１００％
聊镀前
２．４．２ Ｘ射线衍射分析 ｘ射线衍射分析采用Ｄ／ｍａｘ２５００分析仪。
金刚石的化学镀铜液其氧化剂和还原剂共存，属 于热力学不稳定体系。稳定性差的镀液会造成镀层质 量下降，出现漏镀、结块的问题。同时，镀液自发分 解也会造成镀液报废［３】。因此，镀液的稳定性严重影 响到金刚石化学镀层质量以及电镀、烧结等后续工艺 的进行。
本文采用ＥＤＴＡ、酒石酸钾钠双络合剂化学镀铜 液，通过优化镀液组成及工艺条件，使金刚石表面均 匀镀覆上铜层，降低铜一金刚石复合材料中金刚石颗粒 与铜基体间的界面热阻，提高了材料的导热率。
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｍｐｌｅｘａｎｔ ｓｙｓｔｅｍｓ ｏｎ ｂａｔｈ’ｓ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ａｎｄ ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｎ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ ｃｏｐｐｅｒ ｐｌａｔｉｎｇ ｄｅｐｏｓｉｔ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｍａｓｓ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｕｐｒｉｃ ｓｕｌｆａｔｅ，ｍｏｌａｒ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｃｏｍｐｌｅｘａｎｔ ｏｆ ＥＤＴＡ ｔｏ ｓｏｄｉｕｍ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｔａｒｔｒａｔｅ ａｎｄ ｍａｓｓ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐＨ ｖａｌｕｅ ｏｎ ｃｏｐｐｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｗａｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ ｐｌａｔｅｄ ｏｎ ｄｉａｍｏｎｄ ｗａｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ ｕｓｉｎｇ ｃｏｌｌｏｉｄａｌ Ｐｄ ｓｅｎｓｉｔｉｚｉｎｇ ａｎｄ ａｃｔｉｖａｔｉｎｇ． Ｂａｔｈ’ｓ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｉｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ａｄｄｉｎｇ ｔｈｅ ｄｏｕｂｌｅ ｃｏｍｐｌｅｘａｎｔｓ．Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｔｅｃｈｎｉｃｓ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｗａｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ
不同预处理方法对金刚石表面形貌的影响如图１ 所示。图１（ａ）表பைடு நூலகம்，金刚石颗粒经过除油粗化处理后， 其表面在强酸氧化作用下形成一层微小均匀的“凹” 状孔网络，这些微小凹面有利于贵金属原子在其中的 吸附，便于以后化学镀的进行，并且在化学镀过程中， 金刚石表面凹面相互连通形成的台阶为金属沉积层的 生长提供了有利条件１７ｊ。
ｐＨ＝１２．５。采用此工艺在金刚石颗粒表面获得了良好的镀铜层。 关键词：金刚石；化学镀铜；工艺；沉积速度
中图分类号：ＴＧｌ７８；ＴＱｌ５３
文献标识码：Ａ
文章编号：１００４—２２７Ｘ（２００７）０５—００１６—０５
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ ｐｌａｔｉｎｇ ｃｏｐｐｅｒ ｏｎ ｄｉａｍｏｎｄ｝｝ＨＯＵ Ｙａ—ｐｉｎｇ，ＹＩ Ｄａｎ·ｑｉｎｇ，ＬＩ Ｊｉａｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｌｏｗ ａｎｄ ｆｏｒｍｕｌａ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ ｃｏｐｐｅｒ ｐｌａｔｉｎｇ ｏｎ ｄｉａｍｏｎｄ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ
２．４．３ 扫描电镜分析 采用Ｓｉｒｉｏｎ２００型场发射扫描电子显微镜对镀后
金刚石颗粒进行形貌观察。
３结果与讨论
３．１ 络合剂体系对镀液稳定性的影响 不同络合剂体系对镀液稳定性的影响如表ｌ所示。 表１不同络合剂体系对镀液稳定性的影响
Ｔａｂｌｅ １ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｍｐｌｅｘａｎｔ ｓｙｓｔｅｍｓ ｏｎ ｂａｔｈ’ｓ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ
除油一粗化一敏化一活化一化学镀一镀后处理。 ２．３．１ 金刚石表面预处理 ２．３．１．１ 除油、粗化处理工艺流程
金刚石在碱液中煮沸、漂洗。然后，在硝酸溶液 中煮沸、漂洗。 ２．３．１．２ 敏化、活化处理
敏化、活化过程采用胶体钯溶液一步完成，活化过 程中强烈搅拌３～１０ ｍｉｎ，然后用蒸馏水冲洗至中性。 ２．３．１．３ 解胶处理
从图１（ｂ）、（ｃ）可以看出，预处理中采用不同敏 化、活化处理方式对金刚石化学镀铜表面形貌有很大 影响，图（ｂ）中金刚石表面化学镀铜层分布不均匀，表 面粗糙，出现大量漏镀面。而金刚石经过胶体钯处理 后再镀铜其表面平整，整个金刚石覆盖完好，无漏镀 面。因此在金刚石预处理中采用胶体钯进行敏化活化， 可以克服传统工艺的缺点，在金刚石表面形成连续的 胶体钯原子薄膜，从而使后续化学镀铜在其表面生成 完整的铜层，且与金刚石表面结合良好。
ｆｅｒｒｏｃｙａｎｉｄｅ）Ｏ．０ １ ｇ／Ｌ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（４３ ４－０．５）。Ｃ ａｎｄ ｐＨ
１ ２，５．Ｇｏｏｄ ｃｏｐｐｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔ ｌａｙｅｒ ｗａｓ ｇａｉｎｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｄｉａｍｏｎｄ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃｓ．
收稿日期：２００６一Ｉｏ＿ｌｌ 修回日期：２００６－１０－２６ 作者简介：侯亚平（１９８１一），男，硕士研究生，主要从事金刚石表面 处理与复合镀研究。 作者联系方式：（Ｅｍａｉｌ）ｈｙｐｉｎ９８１＠ｙａｈｏｏ，ｔｏｍ．ｃａ。
ｏｓ能善无现象 Ｉｌ、—ｒｒＷ．“＆“‘ ”
无现象
…量颗粒沉淀
１ 大量气泡 微小气泡
无现象
． ‘
沉淀团聚成少量颗粒
微小气泡
絮状
沉淀
１５ 溶解鎏完凳全烫分大“量一气”泡。 微小气泡
溶液澄清少量颗粒沉
２４
分解完全
淀
１６８
无现象
从表１可知，在没有稳定剂的情况下，单独使用 一种络合剂都会使镀液发生分解而报废。使用双络合 剂时，镀液分解时间大大延长。同时加入稳定剂后， 镀液静置７天以上也没有分解，稳定性好。